年产10万吨生物基1,4-丁二醇设备设计及优化开题报告

1. 研究目的与意义

一、课题背景与意义

1,4-丁二醇（BDO）是一种重要的基本有机化工和精细化工原料，能够衍生出多种高附加值的精细化工产品。由BDO可以生产四氢呋喃（THF）、γ–丁内酯（GBL）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）等化工产品。近年来，我国对于BDO市场的需求逐步扩大，BDO市场规模也在不断扩大。据统计，2015-2021年中国BDO同期表观消费量由81.6万吨增加至168万吨，过去五年的表观消费量为12.3%。预计2025年国内BDO表观消费量将达到380万吨，行业进入高速成长期。BDO生产工艺有炔醛法（Reppe法）、顺酐加氢法、丁二烯法等，目前，国内的BDO生产工艺中电石炔醛法由于成本优势显著占据主流，顺酐法路线由于低碳环保而被逐步启用。随着下游需求量的不断扩大，国家供给侧改革和环保政策的变化，以电石为首的高碳排放行业受到越来越多的限制，作为石油基BDO的替代品，较于石油基BDO的高碳排放量，生物基BDO减少了60%的温室气体排放，是实现我国双碳政策的有效途径之一，且由生物基BDO所生产的可降解塑料如PBAT、PBS等是真正意义上的生物质可降解塑料，在限塑和双碳背景下，生物基BDO发展是必然趋势。

2. 课题关键问题和重难点

二、课题拟解决的关键问题及难点

1. 关键问题

1）了解bdo工艺流程

3. 国内外研究现状（文献综述）

1,4-丁二醇(bdo)是一种重要的有机和精细化工原料，综合性能优良，具有诸多的下游子产品，是生产 1,4-丁内酯、1,4-环氧丁烷、聚氨酯、1,3-丁二烯、乙缩醛及肥酸等化工产品的重要原料，因其应用广泛，故市场需求量较大^[1]。我国 1，4-丁二醇的工业生产方法主要有 reppe法、顺酐加氢法和环氧丙烷/烯丙醇法，其中 reppe 法是主要的生产方法^[2-3]。

1.1,4-丁二醇的简介

1,4– 丁二醇， 简称 1,4–bdo，结构式hoch2ch2ch2ch2oh，别名 1,4– 亚丁基二醇、1,4–二羟基丁烷。常温下 1,4–bdo 是一种黏性的无色、无臭、可燃性液体 ，熔点 20.2 ℃，沸点228 ℃，相对分子质量 90.12。1,4–bdo 的蒸气压相对较低（100 ℃时为 0.43 kpa），毒性小，无刺激和过敏作用。1,4–bdo 具有吸水性，较易溶于水、酮、醇、乙二醇醚、乙二醇醚乙酸酯，微溶于乙醚、苯、石油醚、乙酸乙酯和四氯化碳 , 不溶于芳香烃、脂肪烃以及氯代烃。由于对金属无腐蚀作用，1,4–bdo 的储存采用干燥的氮气保护，避光使用铝、软钢或者铜制容器，运输过程中罐车需要装有加热盘管。^[3]

4. 研究方案

在查阅学习研究国内外相关工艺的文献资料作参考的前提下对该工艺进行的初步了解后开始学习论文相关的软件使用。

首先学习化工模拟软件aspen plus的操作使用，进行自主训练，熟练掌握该软件的使用方法，然后学习三维工厂设计工具软件，对于车间布置的设计和主要工艺管道的设计进行初步了解构建。在学习熟悉了软件的前提下：

①采用aspen plus模拟软件进行设备的搭建，进行塔、换热器、反应器等设备的工艺模拟；

5. 工作计划

第1周：查阅外文文献、收集相关文献资料。

第2周：学习aspen plus的操作。

第3周：翻译外文文献，完成开题报告。