【正文】 我國每年都要進(jìn)口萬噸以上 1， 4 丁二醇及部分下游產(chǎn)品來滿足國內(nèi)生產(chǎn)需要。 BDO 主要用途分析 主要產(chǎn)品鏈： 生產(chǎn)四氫呋喃，約占 1,4 丁二醇消費(fèi)量的 60％，四氫呋喃經(jīng)開環(huán)聚合生產(chǎn)聚過亞四 基醚二醇（ PTMEG）、醫(yī)藥中間體或直接用作溶劑； 生產(chǎn)γ 丁內(nèi)脂，約占 1,4 丁二醇消費(fèi)量的 20％，γ 丁內(nèi)脂再進(jìn)一步與乙炔生產(chǎn) 2 吡咯烷酮、乙烯基吡咯烷酮及聚乙烯基吡咯烷酮； 生產(chǎn)用于家電業(yè)、彩電行業(yè)的 PBT 樹脂；約占 1,4 丁二醇消費(fèi)量的 9％。 西北大學(xué)化工學(xué)院第四屆化工設(shè)計大賽 —— 年產(chǎn) 80kt1,4丁二醇項目 4 的主要應(yīng)用領(lǐng)域： 作為溶劑，可以用于醫(yī)藥、香料和化工等行業(yè)。 生產(chǎn)聚醚，是聚氨酯超軟彈性纖維及高彈性橡膠的最佳材料。從亞洲來看，東亞地區(qū) BDO 的生產(chǎn)能力不能滿足迅猛發(fā)展的市場需求，我國 BDO 在近期內(nèi)供需矛盾仍然無法解決，加上其下游產(chǎn)品不斷發(fā)展，因此在我國建設(shè)具有競爭力、經(jīng)濟(jì)規(guī)模的 BDO 生產(chǎn)裝置十分緊迫和必要 。BDO 作為近年來新崛起的化工行業(yè)重要的化工基礎(chǔ)原料，世界各個國家對其的需求量也不斷增加。 在 20xx 年，我國 BDO 產(chǎn)業(yè)新增產(chǎn)能 萬 t/a，總產(chǎn)能達(dá)到 萬 t/a 。 我國 BDO 市場仍具有較大的供需缺口，這為國內(nèi) BDO 生產(chǎn)提供了 較大的增長空間。另外在國外，美國等國家 BDO 產(chǎn)銷基本持平，日本由于工業(yè)發(fā)展迅速， BDO 供不應(yīng)求。 廠址選擇 選擇原則 原料和市場 ： 廠址應(yīng)靠近各種原料產(chǎn)地和銷售市場。 氣候 ： 化工廠的建廠地點(diǎn)應(yīng)該溫度適宜，濕度適中。 供水 ： 化工廠使用大量的水，用于產(chǎn)生蒸汽、冷卻、洗滌，有時還用做原料。 對環(huán)境的影響 ： 應(yīng)得到當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的認(rèn)可，以便于妥善處理廢物。 災(zāi)害及其他 ： 避免低于洪水水位或在采取措施后仍不能確保不受水淹的地段，以及地震、泥石流、滑坡、有開采價值的礦藏、文物保護(hù)等地區(qū)?？死斠朗突すI(yè)園位于克拉瑪依北 12 公里，于 20xx 年 3月 28 日被新疆維吾爾自治區(qū)批準(zhǔn)為自治區(qū)級重點(diǎn)化工園區(qū)。目前，全國已有百家企業(yè)落戶園區(qū)，已建成石化工業(yè)及下游項目 45 個，去年實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值 400 多億元。 44′ —86176。 7′～ 46176。東北與和布克賽爾 蒙古自治縣相鄰；東南與沙灣縣相接；西部與托里縣和烏蘇縣毗連； 南邊奎屯市把獨(dú)山子區(qū)隔開，使這個區(qū)成為克拉瑪依市的一塊飛地。 原料和市場 本項目所采用的原料為正丁烷。是伴隨著新中國第一個大油田 —— 克拉瑪依油田的開發(fā) 于 1959 年創(chuàng)建的。經(jīng)過合理利用輕烴資源 ,對液化氣進(jìn)行深加工 ,即可得到液化氣中的正丁烷作為原料。保證了本項目順利開工行。BDO 作為近年來新崛起的化工行業(yè)重要的化工基礎(chǔ)原料，世界各個國家對其的需求量也不斷增加。國內(nèi) BDO主要用于 THF/PTMEG、 PBT、氨綸、 PBT 樹脂領(lǐng)域。近年來我國 BDO 消費(fèi)結(jié)構(gòu)如下表 圖 我國 BDO 消費(fèi)結(jié)構(gòu) 圖 從 BDO 國內(nèi)需求方面來看， THF/PTMEG 仍是國內(nèi) BDO 消費(fèi)量最大的下游，在全球來看， THF 也絕大多數(shù)用于生產(chǎn) PTMEG，大約在 THF 總消費(fèi)量的 80％左右，其他也是用于醫(yī)藥行業(yè)或者作為溶劑使用。 PBT 領(lǐng)域和 GBL 領(lǐng)域近年來發(fā)展較快， 20xx 年南通星辰新增 6 萬噸 /年的 PBT 新裝臵和新疆藍(lán)山河屯新增 3 萬噸 /年的 PBT 新裝臵，安徽海豐新增1 萬噸 /年 GBL 裝臵，均有利于 BDO 產(chǎn)能的消化。預(yù)計未來幾年， BDO 下游的各個領(lǐng)域仍有較大增長空間。 雖然我國近年來新投建 BDO 項目不斷增多 ,但部分項目存在著如下問題 :開工不正常 ,還有部分短暫停車，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)出不穩(wěn)定 。下游需求普遍 西北大學(xué)化工學(xué)院第四屆化工設(shè)計大賽 —— 年產(chǎn) 80kt1,4丁二醇項目 8 比較穩(wěn)定，多數(shù) BDO 生產(chǎn)廠家所出產(chǎn)品主供合同戶及老客戶，對外銷售市場比較少 。 所以在我國 BDO 市場仍有很大發(fā)展空間 .并且據(jù)專家預(yù)測 ,BDO 價格在 20xx 年將修復(fù) 20xx 年四季度大跌 ,成功回暖 。冬季寒冷，夏季炎熱，春秋季較短，冬夏溫差大。初霜一般在 11 月上旬出現(xiàn)， 終霜一般在 3月下旬結(jié)束。年平均降水量 毫米，年平均蒸發(fā)量達(dá) 毫米，為降水量的 倍。此外，大部分土地為戈壁荒灘?？死斠垃F(xiàn)有水庫 7 座 ，總庫容量 億立方米?？死斠朗袑賰?nèi)流區(qū) , 境內(nèi)全屬內(nèi)流河與內(nèi)陸湖。主要河流有白楊河、克拉蘇河、達(dá)爾布圖河、瑪納斯河 , 獨(dú)山子有奎屯河。 艾里克胡 位于烏爾禾魔鬼城風(fēng)景區(qū)東南 16 千米處，總面積約 70 平方千米，容水量 億立方米，由白楊河來水匯集而成。為了確?？死斠朗械目沙掷m(xù)發(fā)展，克拉瑪依市、新疆石油管理局和油田公司 在國家的支持下，耗資 50 億元人民幣，歷時 4年，修建了 445 公里長的明渠，從 635 水利工程樞紐工程處引來河水，使得克拉瑪依水資源凈增 4億立方米，現(xiàn)在克拉瑪依可利用水資源每年保持在 西北大學(xué)化工學(xué)院第四屆化工設(shè)計大賽 —— 年產(chǎn) 80kt1,4丁二醇項目 9 億立方米以上。為各類工業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的水資源保障。公路網(wǎng)由2 條國道公路、 3 條省道公路、 3 條縣鄉(xiāng)道公路和 100 多條 (段 )油田專用公路組成，交通便利。該規(guī)劃旨在為克拉瑪依市打造一個綜合性的交通運(yùn)輸體系，最終形成以克拉瑪依為核心，由高速公路、國省道、電氣化鐵路、客運(yùn)專線、直達(dá)航線與管道構(gòu)成的北疆區(qū)域綜合交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，推動我市打造“世界石油城”戰(zhàn)略和“ 632”工程全面實(shí)施。這兩條通道主要服務(wù)于克 — 白城鎮(zhèn)組群和獨(dú) — 奎 — 烏城市圈以及克拉瑪依 — 烏爾禾、克拉瑪依 — 阿勒泰、克拉瑪依 — 呼圖壁 — 烏昌經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶。這兩個交通運(yùn)輸通道定位為以我市為重要交通節(jié)點(diǎn)，形成重要的西出國際大通道及連接內(nèi)地城市通道。這三 條通道將服務(wù)于克拉瑪依 — 塔城巴克圖口岸經(jīng)濟(jì)帶、克拉瑪依 — 阿拉山口口岸經(jīng)濟(jì)帶、奎獨(dú)烏城市經(jīng)濟(jì)圈、農(nóng)八師團(tuán)場、哈密及中亞地區(qū)。今后將推動建設(shè)克 — 塔鐵路、克 — 烏鐵路和烏爾禾區(qū) — 陸梁、石西油田 — 莫北 — 149團(tuán)場 — 石河子市公路網(wǎng)以及克 — 阿拉山口口岸高等級公路的建設(shè)，以實(shí)現(xiàn)三條通道快速互通、直通內(nèi)地和中亞國家的功能定位。由于克拉瑪依日照時比較長，因此多家企業(yè)在我市投資風(fēng)能能新能源開發(fā)建設(shè)。投產(chǎn)后，年供電量可達(dá) 億千瓦時，年供熱量 萬吉焦，將成為新疆電網(wǎng)的主要支撐電源，同時也使克拉瑪依電網(wǎng)從受端電網(wǎng)的地位轉(zhuǎn)變?yōu)樗投恕?便利的 交通 、充足的原料、完善的基礎(chǔ)配套設(shè)施及當(dāng)?shù)卣疄榛@區(qū)提 供的各種 稅費(fèi)減免、資金支持、融資擔(dān)保、人才引進(jìn)優(yōu)惠、通關(guān)便利等 的 扶持政策 ，都使工業(yè)園區(qū)成為本項目的最佳 落址點(diǎn) 。 第二條 對投資石油、天然氣、煤、鹽、化工及其下游產(chǎn)品加工業(yè)產(chǎn)業(yè)的項目，自投產(chǎn)之日起 5 年內(nèi)按企業(yè)對我市財政的貢獻(xiàn)額，由財政以一定比例撥給企業(yè)用于新產(chǎn)品研制和開發(fā)，其中：固定資產(chǎn)投資額在 1000 萬元至 5000 萬元 (含 西北大學(xué)化工學(xué)院第四屆化工設(shè)計大賽 —— 年產(chǎn) 80kt1,4丁二醇項目 11 5000 萬元 )的，按前 2 年 40％、后 3 年 20%撥付；固定資產(chǎn)投資額在 5000 萬元以上至 1 億元（含 1 億元）的，按前 2 年 50％、后 3年 25%撥付；固定資產(chǎn)投資額在 1億元以上的，按前 2 年 60％、后 3年 30%撥付。 第四條 工業(yè)企業(yè)采取節(jié)能減排措施新建的生產(chǎn)項目及通過廢棄物綜合利用發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的項目，投產(chǎn)后驗收合格， 5年內(nèi)按企業(yè)對本市財政的貢獻(xiàn)額，由財政按前 2年 50%、后 3 年 25%支持企 業(yè) 。同時，克拉瑪依是新疆境內(nèi)為數(shù)不多的水資源豐沛地區(qū) ,為化工業(yè)的發(fā)展提供了豐富的水資源 .近年來 ,克拉瑪依經(jīng) 西北大學(xué)化工學(xué)院第四屆化工設(shè)計大賽 —— 年產(chǎn) 80kt1,4丁二醇項目 12 不斷的發(fā)展 ,自身已發(fā)展為特殊的品牌 ,在中亞及周邊都具有一定影響力 .在其境內(nèi)發(fā)展各類產(chǎn)業(yè)的條件已經(jīng)完全具備。 西北大學(xué)化工學(xué)院第四屆化工設(shè)計大賽 —— 年產(chǎn) 80kt1,4丁二醇項目 13 第三章 產(chǎn)品工藝 工藝 方案的選擇 隨著全球經(jīng)濟(jì)的迅猛增長，化工、石化和輕工等行業(yè)也呈現(xiàn)出飛速發(fā)展跡象。 以丁二烯和醋酸為原料的丁二烯乙酰氧基化法。 以正丁烷、 MAH 為原料的馬來酸酐酯化加氫水解法。 各種工藝 或傳統(tǒng)或創(chuàng)新 ,都有各自的優(yōu)缺點(diǎn) .列表如下 : 表 31 BDO 各生產(chǎn)工藝的優(yōu)缺點(diǎn)一覽表 生產(chǎn)工藝 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) Reppe 法 經(jīng)典法 工藝成熟 流程短 ,產(chǎn)品收率高 操作費(fèi)用低 ,副產(chǎn)品少 原料乙炔遠(yuǎn)程運(yùn)輸有危險 操作條件苛刻，壓力高 廉價乙炔獲得量有限 設(shè)備造價高 改良法 工藝先進(jìn)成熟 ,副產(chǎn)品較少 . 流程短 ,產(chǎn)品收率高 催化劑活性高，壽命長 投資低 ,適用于大規(guī)模生產(chǎn) . 操作壓力低，生產(chǎn)安全 原料乙炔遠(yuǎn)程運(yùn)輸有危險 廉價乙炔獲得量有限 丁二烯法 原料來源豐富 操作條件溫和無公害 流程長，過程復(fù)雜 投資高 西北大學(xué)化工學(xué)院第四屆化工設(shè)計大賽 —— 年產(chǎn) 80kt1,4丁二醇項目 14 可同時得到高價值的 THF 公用工程費(fèi)用大 丁二烯醋酸法設(shè)備腐蝕嚴(yán)重 環(huán)氧丙烷法 催化劑可循環(huán)使用、壽命長 產(chǎn)品收率高 能耗低 生產(chǎn)負(fù)荷容易調(diào)節(jié) 環(huán)氧丙烷難以廉價得到時成本高 羥基化反應(yīng)選擇性低 全過程收率低 順酐法 投資少，生產(chǎn)成本低 三廢量少 可聯(lián)產(chǎn) THF 和 GBL 受原料順酐的影響 流程長 從上述各生產(chǎn)工藝的工藝特點(diǎn)可知 ,目前國外 BDO 新技術(shù)不斷成熟，低成本的生產(chǎn)工藝和 BDO 的良好發(fā)展前景刺激了大量投資者。 正丁烷制備 BDO 工 藝特點(diǎn) 本項目采用 Geminox 工藝。該工藝在正丁烷 /順酐傳統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)上 ,簡化了 BDO 生成技術(shù)路線 ,工藝采用過程步驟較少，投資和操作費(fèi)用較低，與其他競爭性技術(shù)相比，可節(jié)約生產(chǎn)費(fèi)用 25%~40%，生產(chǎn)工藝更合理和經(jīng)濟(jì)。催化劑為：納米 VPO 催化劑，具體含量如下 V:P:Bi:DMSO=1:::。（劉先明 .具有納米結(jié)構(gòu)的 VPO 催化劑及其氧化正丁烷制順酐 .西南 西北大學(xué)化工學(xué)院第四屆化工設(shè)計大賽 —— 年產(chǎn) 80kt1,4丁二醇項目 15 石油大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗室及中國石油新疆油田公司采油工藝研究院， 20xx 年 8 月 。該工藝中催化劑為 PdAgReFe 炭載體催化劑，反應(yīng)氛圍壓力、溫度 1560C ,H2/馬來酸原料比例： 88， H2 補(bǔ)給 /循環(huán)比： ，空速。T?G?阿蒂格 。 ） 工藝模擬說明 本設(shè)計工藝模擬采用美國 Chemstations 公司開發(fā)的用于對化學(xué)和石油工業(yè)、煉油、油氣加工等領(lǐng)域中的工藝過程進(jìn)行計算機(jī)模擬的應(yīng)用軟件 ChemCAD，以下為 ChemCAD 模擬流程圖： 模擬流程 西北大學(xué)化工學(xué)院第四屆化工設(shè)計大賽 —— 年產(chǎn) 80kt1,4丁二醇項目 16 天藍(lán)設(shè)計組 圖 CHEMCAD 模擬流程圖總圖 模擬結(jié)果及工藝分析 如模擬所示，本設(shè)計流程分為兩大部分：反應(yīng)工段、精制工段。 工藝創(chuàng)新點(diǎn) 本設(shè)計在氫氣的分離上，采用了膜處理技術(shù)。該薄膜具有優(yōu)良的耐熱性（ 200）耐嚴(yán)寒（ 60）、抗輻射性能、耐水性、耐酸性、耐溶劑和耐氟里昂性。如，熱固性亞胺薄粘帶， HF 聚酰亞胺 F46 帶、塔帶、多膠少膠亞胺粘帶及復(fù)合制品 NHN、OHO 的基材。 2． 薄膜成卷供應(yīng)，幅寬 250550mm，每卷總長度不少于 60m，用于復(fù)合制品及繞包絕緣的薄膜，每段不少于 30m，用于其他電工材料的每卷不多于 5 段，每段不少于 3m。 177。 5℃ MV/m ≥ 130 ≥ 100 5 表面電阻 MΩ ≥ 106 6 體積電阻率 常態(tài) 200177。例如，從催化重整尾氣中回收氫氣，處理能力 7500NM3/H，氫氣回收率為 80％，氫氣濃度 97％。由于干氣中氫含量低（ H2＝ 35％），單獨(dú)采用膜或 PSA 氫回收率都低。由于進(jìn)入 PSA時，原料氣中 H2≥ 80％，而且已脫除了 大部分 C2~C4 烴類。由此聯(lián)合工藝可得到氫氣濃度 99％，氫氣總回收率＞80％的好結(jié)果?；旌衔锪辖?jīng)多級冷凝后進(jìn)入單相水洗塔 (TO101)中，生成順?biāo)?。由于反?yīng)后混合物料中含有大量的氫氣，故設(shè)立氫氣膜分離器（ V0202） ,回收循環(huán)利用其中的氫氣。 精制工段 西北大學(xué)化工學(xué)院第四屆化工設(shè)計大賽 —— 年產(chǎn) 80kt1,4丁二醇項目 20 天藍(lán)設(shè)計組 圖 產(chǎn)品精制工段 1 西北大學(xué)化工學(xué)院第四屆化工設(shè)計大賽 —— 年產(chǎn) 80kt1,4丁二醇項目 21