【正文】 對(duì)于單元設(shè)備的熱量衡算，熱平衡方程可寫(xiě)成如下形式：Q1+Q2 +Q3=Q4+Q5 +Q6 （36）式中：Q 1——各股物料帶入設(shè)備的熱量，kJ；Q2——由加熱劑或冷卻劑傳遞給設(shè)備和物料的熱量，kJ；Q3——過(guò)程的各種熱效應(yīng)，如反應(yīng)熱、溶解熱等，kJ；Q4——各股物料帶出設(shè)備的熱量，kJ；Q5——消耗在設(shè)備上的熱量，kJ；Q6——設(shè)備向外界環(huán)境散失的熱量，kJ。進(jìn)行熱量衡算有兩種情況：一種是對(duì)單元設(shè)備做熱量衡算，當(dāng)各個(gè)單元設(shè)備之間沒(méi)有熱量交換時(shí)，只需對(duì)個(gè)別設(shè)備做計(jì)算；另一種是整個(gè)過(guò)程的熱量衡算，當(dāng)各個(gè)工序或單元操作之間有熱量交換時(shí)，必須做全過(guò)程的熱量衡算。 Xi =DXid + AXia + BXib （32）式中：Xi——反應(yīng)過(guò)程生成或消耗的 i 組分的量，反應(yīng)生成 i 組分時(shí)則取“+”號(hào)，反應(yīng)消耗 i 組分時(shí)則取“”號(hào)；Xif、 Xib、 Xia、 Xid——i 組分在 F、B、A、D 中的分率。其基本表達(dá)式為：∑ F0=∑ D+A+∑ B （31）式中：F——輸入體系的物料質(zhì)量；D——離開(kāi)體系的物料質(zhì)量；A——體系內(nèi)積累的物料質(zhì)量；B——過(guò)程損失的物料質(zhì)量（如跑、冒、滴、漏） 。 物料衡算書(shū)1） 衡算原理及依據(jù)物料衡算是研究某一個(gè)體系內(nèi)進(jìn)出物料組成及質(zhì)量的變化。 ChemCAD 模擬工藝西北大學(xué) 化工競(jìng)賽 年產(chǎn) 萬(wàn)噸 1,4丁二醇項(xiàng)目14 Constant Exploring 模擬流程圖本設(shè)計(jì)工藝模擬采用美國(guó) Chemstations 公司開(kāi)發(fā)的用于對(duì)化學(xué)和石油工業(yè)、煉油、油氣加工等領(lǐng)域中的工藝過(guò)程進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬的應(yīng)用軟件 CHEMCAD，以下為 CHEMCAD 模擬流程圖：西北大學(xué) 化工競(jìng)賽 年產(chǎn) 萬(wàn)噸 1,4丁二醇項(xiàng)目15Constant Exploring圖 37 CHEMCAD 模擬流程圖總圖西北大學(xué) 化工競(jìng)賽 年產(chǎn) 萬(wàn)噸 1,4丁二醇項(xiàng)目16Constant Exploring 全流程模擬結(jié)果及工藝分析如模擬所示，本設(shè)計(jì)流程分為三部分：酯化工段、加氫工段和精制工段。 精制工段西北大學(xué) 化工競(jìng)賽 年產(chǎn) 萬(wàn)噸 1,4丁二醇項(xiàng)目13 Constant Exploring 圖 35 精制工段一圖 36 精制工段二三個(gè)塔：1，分離甲醇 2，分離順丁烯二酸二甲酯（DMM）3，凈化 1，4丁二醇。催化蒸餾反應(yīng)器由反應(yīng)區(qū)和蒸餾區(qū)構(gòu)成，順丁烯二酸單甲酯和甲醇在催化劑筐中發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)物進(jìn)入分離區(qū)進(jìn)行分離，移走產(chǎn)物順丁烯二酸二甲酯和水，這樣經(jīng)過(guò)反應(yīng)和分離作用，順丁烯二酸單甲酯達(dá)到深度轉(zhuǎn)化，同時(shí)也使單酯化反應(yīng)器中未反應(yīng)的順酐完全轉(zhuǎn)化。 丙烯醇法 該工藝方法首先將環(huán)氧丙烷異構(gòu)化制成烯丙醇，然后烯丙醇在銠系催化劑作用下，液相加氫甲酰化生成 4羥基丁醛，最后再加氫生成 1，4丁二醇。它是以乙炔和甲醛為主要原料，在銅催化作用下生成 1,4丁炔二醇，然后再加氫生成 BDO。 Davy Mckee 順酐法該方法首先將順酐與一元醇（甲醇或乙醇等）進(jìn)行酯化反應(yīng)生成順丁烯二酸二酯，然后進(jìn)行加氫水解得到 1,4丁二醇。所采用的原料為摩爾分率99% 的精制甲醇和精制順酐。六、凡為榆次區(qū)引進(jìn)規(guī)模較大的投資項(xiàng)目，區(qū)政府視引進(jìn)企業(yè)綜合效益給予引進(jìn)人相應(yīng)比例的物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)，并免交個(gè)人所得稅。對(duì)符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策、列入省市產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、投資規(guī)模較大的招商引資項(xiàng)目，進(jìn)行全程跟蹤，封閉運(yùn)行，由區(qū)招商引資領(lǐng)導(dǎo)組協(xié)調(diào)服務(wù)。五、服務(wù)優(yōu)惠（1）招商引資項(xiàng)目的審批實(shí)行“一個(gè)窗口受理、一站式審批、一條龍服務(wù)”的聯(lián)合辦公代理審批制度，限時(shí)辦結(jié)。三、凡招商引資項(xiàng)目享受省、市、區(qū)大招商、大引資優(yōu)惠政策，工業(yè)項(xiàng)目享受省級(jí)開(kāi)發(fā)區(qū)優(yōu)惠政策。 政策環(huán)境一、對(duì)招商引資項(xiàng)目，區(qū)招商引資領(lǐng)導(dǎo)組根據(jù)項(xiàng)目的投資規(guī)模、投資強(qiáng)度、投資產(chǎn)業(yè)、技術(shù)含量、納稅能力和產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)能力等因素，進(jìn)行綜合評(píng)估后實(shí)行一企一策、一事一議、特事特辦和分級(jí)優(yōu)惠。 一 期 工程 總 投 資 79438萬(wàn) 元 ， 占 地 面 積 917畝 ， 現(xiàn) 有 主 業(yè) 人 員 498人 。 電力能源華 能 榆 社 電 廠 地 處 山 西 晉 中 榆 社 縣 城 南 10公 里 處 ， 緊 靠 太 焦 鐵 路 線 ，水 資 源 充 足 ， 煤 資 源 豐 富 ， 交 通 便 利 。新建的晉中南鐵路等鐵路建設(shè)項(xiàng)目，為晉中境內(nèi)的化工企業(yè)在運(yùn)輸方面提供了極大的便利。由于公路建設(shè)融入了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大背景，為全市公路發(fā)展注入了強(qiáng)大的生機(jī)和活力，為全面完成“十一五”總目標(biāo)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。經(jīng)過(guò)努力，晉中農(nóng)村路網(wǎng)建設(shè)取得了前所未有的成績(jī)，目前，公路通車(chē)總里程達(dá)到 13485 公里，公路密度達(dá)到了 公里/百平方公里，居全省領(lǐng)先水平,其中高速公路 273 公里,一級(jí)公路 184 公里,二級(jí)公路 1453 公里,三級(jí)公路1532 公里。1）公路晉中撤地設(shè)市以來(lái)，公路建設(shè)繼續(xù)保持了快速增長(zhǎng)的良好勢(shì)頭，平均每年保持 90%以上的增長(zhǎng)速度，大大高于全省同期 10%的增長(zhǎng)速度，全市累計(jì)完成投資達(dá) 80 多億元，共新增公路通車(chē)?yán)锍踢_(dá) 6000 多公里。 基 地 位 于 晉 中 市 榆 次 區(qū) 城 南 10公 里 處 ， 該 區(qū)域 距 武 宿 機(jī) 場(chǎng) 20公 里 ， 108國(guó) 道 、 省 道 榆 長(zhǎng) 公 路 和 太 長(zhǎng) 高 速 公 路 穿 境 而 過(guò) ，南 同 蒲 鐵 路 、 太 焦 鐵 路 在 此 交 匯 。 市 城 區(qū) 距 太 原 市 武 宿 空 港 15 公 里 ， 交 通 十 分 便 利 。 南 同 蒲 鐵 路 、 太 （ 原 ）焦 （ 作 ） 鐵 路 、 陽(yáng) （ 泉 ） 涉 （ 縣 ） 鐵 路 南 北 縱 穿 ， 石 （ 家 莊 ） 太 （ 原 ） 鐵 路東 西 橫 貫 。2）水文地質(zhì)水資源狀況根據(jù)2022年完成的第二次水資源評(píng)價(jià)成果，晉中長(zhǎng)系列(1956年～2022年)地表水資源量8．35億m3，地下水資源量7．81億m ，扣除重復(fù)計(jì)算部分，水資源總量為13．06億m ；短系列(1980年～2022年)地表水資源量6．34億m ，地下水資源量7．48億m ，扣除重復(fù)計(jì)算部分，水資源總量為10．9億m。 降 水 主 要 集 中 在 夏 季 68月 份 ， 年 平 均 降 水 量 米 ， 其 中平 川 區(qū) 為 米 ， 東 山 區(qū) 為 米 ， 東 山 區(qū) 比 平 川 區(qū) 偏 多 米 。C。C， 其 中 平 川 區(qū) 平 均 為 176。 全 年 太 陽(yáng) 日 照 時(shí) 數(shù) 平均 為 時(shí) ， 榆 次 最 多 ， 靈 石 最 少 ； 輻 射 總 量 為 545581千 焦 /平 方 厘米 ， 壽 陽(yáng) 最 大 ， 昔 陽(yáng) 最 小 。 自然條件1）氣候條件晉 中 屬 暖 溫 帶 大 陸 性 季 風(fēng) 氣 候 ， 季 節(jié) 變 化 明 顯 。THF 領(lǐng)域 丁二醇年均需求增長(zhǎng)率為 %, 低于同期平均速度, 導(dǎo)致需求結(jié)構(gòu)自 2022 年的 % 降低到 2022 年的 %。 在其它地區(qū), , 年均增長(zhǎng)率為 %。預(yù)計(jì)到 2022 年, 世界 丁二醇新增生產(chǎn)能力 25 萬(wàn)噸/年左右, 市場(chǎng)需求將以年均 4 .8%的速度增長(zhǎng), 屆時(shí)生產(chǎn)能力將達(dá)到 150 萬(wàn)噸/年左右。 山西榆次萬(wàn)嘉化工有限公司提供氫氣，為本項(xiàng)目提供了足夠的原料來(lái)源，從而可以保證本項(xiàng)目能夠順利開(kāi)工運(yùn)行。在榆次區(qū)內(nèi)投建的佳新能源化工實(shí)業(yè)有限公司擁 有 豐 富 的 醇 醚 燃 料 與 醇 醚 汽 車(chē) 研 發(fā) 、 示 范 、應(yīng) 用 管 理 經(jīng) 驗(yàn) 以 及 廣 泛 的 技 術(shù) 協(xié) 作 網(wǎng) 絡(luò) ， 另 有 投 資 18 億 元 的 太 原 煤 氣 化 甲醇 及 醋 酸 項(xiàng) 目 。54’。8’， 北 緯 37176。 榆 次 地 處 東 經(jīng) 112176。榆 次素 有 “太 原 南 大 門(mén) ”、 “省 城 門(mén) 戶(hù) ”之 稱(chēng) ， 是 山 西 省 交 通 運(yùn) 輸 的 重 要 樞 紐 。山 西 榆 次 工 業(yè) 園 區(qū) 修 文 工 業(yè) 基 地 正 逐 步 成 為 一 個(gè) 布 局 合 理 、 功 能齊 備 、 配 套 完 善 的 現(xiàn) 代 化 工 業(yè) 基 地 和 精 品 型 高 效 生 產(chǎn) 區(qū) 域 。修 文 工 業(yè) 基 地 擁 有 企 業(yè) 40 家 ， 2022 年全年園區(qū)企業(yè)可實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值 25億元，銷(xiāo)售收入 36 億元，上繳稅金超過(guò) 億元，實(shí)現(xiàn)出口總額 8500 萬(wàn)美元。西北大學(xué) 化工競(jìng)賽 年產(chǎn) 萬(wàn)噸 1,4丁二醇項(xiàng)目4 Constant Exploring 廠址選定 本項(xiàng)目廠址選在山西省晉中市榆次工業(yè)園區(qū)。7) 協(xié)作條件選擇在貯運(yùn)、機(jī)修、公用工程（電力、蒸汽）和生活設(shè)施等方面具有良好協(xié)作條件的地區(qū)。因此，廠址必須靠近水量充足和水質(zhì)良好的水源。4) 運(yùn)輸條件盡量考慮鐵路樞紐以及利用河流、運(yùn)河、湖泊或海洋進(jìn)行運(yùn)輸?shù)目赡苄?，公路運(yùn)輸可用作鐵路和水路的補(bǔ)充。2) 能源化工廠需要大量的動(dòng)力和蒸汽，應(yīng)靠近燃料的供應(yīng)點(diǎn)。需考慮原材料和成品的產(chǎn)供銷(xiāo)、動(dòng)力設(shè)施的安裝和維修、交通運(yùn)輸方式和費(fèi)用、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與質(zhì)量及職工生活安排等方面。廠址的選擇工廠的建設(shè)質(zhì)量、投資金額、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境保護(hù)、發(fā)展前景和社會(huì)效益都有重要的影響。4）體現(xiàn)“社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益并重”的原則，按照國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，行業(yè)、地區(qū)的發(fā)展規(guī)劃，在項(xiàng)目調(diào)查、選擇中對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行詳細(xì)全面的論證。 設(shè)計(jì)原則1）嚴(yán)格貫徹執(zhí)行國(guó)家的消防、安全、衛(wèi)生、勞動(dòng)保護(hù)等有關(guān)規(guī)定、規(guī)范，保障生產(chǎn)安全順利進(jìn)行和操作人員的安全。要積極采用先進(jìn)技術(shù)，貫徹勤儉方針，精心設(shè)計(jì)，保證質(zhì)量。在整個(gè)化工設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們必須熟悉它的原則和精神，并貫徹到設(shè)計(jì)工作中去；在化工設(shè)計(jì)中靈活運(yùn)用資源，既符合規(guī)范，又不造成對(duì)生產(chǎn)的違背，實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的最大利用。 設(shè)計(jì)依據(jù)1）化工工程設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)定；2）國(guó)家經(jīng)濟(jì)、建筑、環(huán)保等相關(guān)政策；3） 《化工建設(shè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告內(nèi)容和深度的規(guī)定》 （2022）及有關(guān)專(zhuān)業(yè)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目通過(guò)采用 Davy Mckee 順酐法技術(shù)，以甲醇和順酐為原料來(lái)合成市場(chǎng)所需要的 1,4 丁二醇?；ぴO(shè)計(jì)競(jìng)賽 年產(chǎn) 萬(wàn)噸 1,4丁二醇項(xiàng)目 目錄第一章 總 論 .....................................................................................1 項(xiàng)目概況 ....................................................................................1 設(shè)計(jì)依據(jù) ....................................................................................1 化工設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想 .....................................................................1 設(shè)計(jì)原則 ....................................................................................1第二章 廠 址選擇 ............................................................................3 選擇原則 ....................................................................................3 廠址選定 .....................................................................................4 地理位置 ..............................................................................4 原料和市場(chǎng) .........................................................................4 自然條件 .............................................................................5 交通運(yùn)輸 .............................................................................5 電力能源 .............................................................................6 政策環(huán)境 ......