苯胺裝置簡介重要

硝酸和苯反應(yīng)，生成硝基苯:CGH+HNOGH-NQ+HO分離、酸洗、堿洗后獲得粗硝基苯，粗硝基苯進一步精制得精硝基苯。精硝基苯與氫法，另一種是絕熱硝化法。絕熱硝化法在國內(nèi)還沒有應(yīng)用到大規(guī)模生產(chǎn)中，國內(nèi)采用的均為傳統(tǒng)的等溫硝化法，即苯硝化后經(jīng)中和、分離、水洗，獲得粗硝基苯，粗硝基苯進一步精制獲得精硝基苯。原后的粗苯胺經(jīng)進一步精制得到精苯胺。2.1硝化工藝技術(shù)路線a)傳統(tǒng)硝化法(等溫硝化法)傳統(tǒng)硝化法是將苯與用硫酸和硝酸配制的混酸在釜式硝化器(硝化鍋)中進行硝化，所用硝化器一般為帶有強力攪拌的耐酸鑄鐵或碳鋼釜。消化器內(nèi)裝有冷卻蛇管，以導(dǎo)出硝化反應(yīng)熱。硝基苯生產(chǎn)采用連續(xù)化生產(chǎn)工藝技術(shù)。硝化時苯和混酸同時進料，硝化器串聯(lián)操作，硝化溫度控制在68?78C。硝基苯生產(chǎn)發(fā)生爆炸事故的主要原因。因此硝化器應(yīng)設(shè)有充分的攪拌和冷卻裝置，嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度和攪拌效果。為保證安全操作，需設(shè)有自控儀表及安全連鎖系統(tǒng)。在連續(xù)硝化生產(chǎn)工藝中，硝化器除釜式串聯(lián)形式外，還有環(huán)形硝化器形式。循環(huán)，用冷卻水移出反應(yīng)熱。目前在國內(nèi)，環(huán)形硝化器的生產(chǎn)能力均不大，還沒有在大型的硝基苯生產(chǎn)裝置上使用。釜式串聯(lián)形式的硝化器目前在國內(nèi)應(yīng)用比較廣泛，目前吉林石化分公司現(xiàn)有裝置的硝化反應(yīng)器即為四釜串聯(lián)形式的傳統(tǒng)的等溫硝化反應(yīng)器，其單線生b)絕熱硝化法c混合后循環(huán)使用。有機相經(jīng)酸洗、堿洗、水洗及分離后，得粗硝基苯。粗硝基苯經(jīng)氣提后，蒸出未反應(yīng)的過量苯，可得到精硝基苯。c)傳統(tǒng)硝化法和絕熱硝化法的比較加了混酸中水的含量；取消硝化器中的冷卻裝置，在壓力下完成硝化反應(yīng)。采用絕熱在真空閃蒸器中進行廢酸的濃縮，取消了傳統(tǒng)硝化法的廢酸濃縮過程，與傳統(tǒng)硝化法經(jīng)氣提、冷凝、分層后回收循環(huán)使用，減少了苯的損失。分出的水用于硝化的水洗，節(jié)省了水資源。(5)廢氣中的氮氧化物和微量苯均經(jīng)處理后排放，污染物排放較少，有利于環(huán)境保護和降低原料的消耗定額；(6)硝化時采用過量苯和高含水量的混酸，既避傳統(tǒng)硝化法和絕熱硝化法各有優(yōu)缺點，具體工藝條件及消耗定額比較列于表2.1表2.1絕熱硝化法與傳統(tǒng)硝化法消耗定額比較(以噸硝基苯計)傳統(tǒng)硝化法傳統(tǒng)硝化法0.504t(1.0MPa)0.36t(0.4MPa)0.36t(2.5MPa)絕熱硝化0.237t(1.0MPa)0.3t(0.4MPa)100%硝酸(100%)硫酸(100%)堿(100%傳統(tǒng)硝化法.653t.540t0293t0.00216t熱硝化.6365t.516t0022t001t水電表2.2絕熱硝化法與傳統(tǒng)硝化法工藝條件的比較混酸組成混酸組成硝酸與硫酸比器傳統(tǒng)硝化法.5絕熱硝化法絕熱硝化法傳統(tǒng)硝化法aA.9<0.050.3-0.4658.558.5?66.51.0:1.1無冷卻裝置44?5141?48有冷卻裝置2.2還原工藝技術(shù)a)硝基苯鐵粉還原法此法生產(chǎn)工藝大都采用間歇法生產(chǎn)。將苯胺廢水和部分鐵粉與鹽酸投入還原鍋中，用直接蒸汽加熱，經(jīng)一段時間后分批加入硝基苯和鐵粉，反應(yīng)直至回流冷凝物無硝基苯為止。產(chǎn)物經(jīng)蒸儲，獲得粗苯胺，再經(jīng)精儲獲得成品，鐵泥經(jīng)處理后排放。此法目前只有一些中小廠還在使用。b)硝基苯催化加氫還原法硝基苯氣相催化加氫所用的反應(yīng)器有流化床和固定床兩種。國外70年代以后建設(shè)的裝置以固定床或固定床和流化床相串聯(lián)的反應(yīng)器為主，有代表性的反應(yīng)產(chǎn)物與進料氫換熱，經(jīng)冷凝、分離獲得粗苯，粗苯胺進入脫水塔脫水，再經(jīng)精儲化后與氫氣混合，經(jīng)分布器進入反應(yīng)器。反應(yīng)器內(nèi)裝有銅-硅膠催化劑，床層內(nèi)設(shè)冷卻管。為防止氣體夾帶催化劑，流化床內(nèi)設(shè)有氣固分離結(jié)構(gòu)。反應(yīng)后的氣體產(chǎn)物經(jīng)冷凝去分離器，氫氣去循環(huán)壓縮機；粗苯胺再進入苯胺精制系統(tǒng)，獲得成品苯胺。2.3苯胺廢水回收技術(shù)的選擇目前國內(nèi)及吉林石化分公司現(xiàn)有的7萬噸/年苯胺裝置的苯胺廢水回收均采用精儲工藝回收苯胺，其蒸汽消耗量較高，為此，吉林石化分公司研究院自行研究開發(fā)了用硝基苯萃取廢水中苯胺的工藝技術(shù)。此工藝是經(jīng)過三級萃取、分離后，廢水中的苯胺與精硝基苯一并去加氫還原，分離后的廢水中苯胺含量小于50Ppm2.4苯胺的用途：80年代中期以前，橡膠助劑、醫(yī)藥及染料工業(yè)是苯胺三大傳統(tǒng)消費領(lǐng)域。1988。在染料行業(yè)中，還原靛藍和色酚AS兩個染料品種。在醫(yī)藥工業(yè)中，以苯胺為原料生產(chǎn)的藥品主要有兩大類，一種是苯胺在農(nóng)藥中主要用做生產(chǎn)水田除草劑丁草胺的中間體2,6-二劑、染料中間體及感光材料的對苯二酚等。3.1裝置組成成品庫及鐵路)、輔助設(shè)施(綜合樓、冷凍站、循環(huán)水站、空壓站)、公用工程等組成名稱置硝基苯單兀苯胺單元儲運設(shè)施品庫一12一1234三1234四12化苯庫硝酸罐區(qū)輔助設(shè)施綜合樓(化驗室、配電室、控制室、生活間)凍站循環(huán)水站程給排水管網(wǎng)工藝及供熱外管工藝流程說明苯胺的生產(chǎn)工藝分為硝基苯單元和苯胺單元。3.2.1硝基苯單元a)反應(yīng)工序在硝基苯單元中，硝化部分采用的是苯絕熱硝化工藝技術(shù)。打入的混酸進行絕熱硝化反應(yīng)，反應(yīng)后的反應(yīng)液進入分離罐，分離出的酸性硝基苯經(jīng)冷卻后去精制工序，廢酸進入蒸發(fā)器中產(chǎn)生的廢氣進入精制工序的苯回收塔進一步回收。b)精制工序自硝化分離器來的酸性硝基苯流入酸洗梢中，用廢酸濃縮分離出的廢水進行洗滌，洗滌后的酸性廢水排掉，酸性硝基苯再進入堿洗梢中進行堿洗，堿洗后的堿性廢水排掉，硝基苯進入水洗梢中進行水洗，水洗后的廢水循環(huán)使用。水洗至中性的硝基水分離，水做硝基苯的洗水用，苯回反應(yīng)工序循環(huán)使用。分層器出來的氣體與廢酸濃c)尾氣處理工序鹽水吸收成稀硝酸，在吸收過程中，吸收塔用冷卻水冷卻，塔頂未被吸收的不凝氣經(jīng)升壓后進入催化氧化器內(nèi)處理，處理合格后排入大氣。塔釜的稀硝酸濃度達到50%-55%后被送至反應(yīng)工廢酸循環(huán)泵圖4.2化及廢酸濃縮流程示意圖廢氣鼓廢氣鼓風(fēng)機放空排大氣放空氣體增壓泵\催化氧化器氣體預(yù)熱器C氣體吸收柱/仃1氣體加熱器脫,脫循環(huán)水鹽——~~—循環(huán)水水<脫鹽水槽m~水<脫鹽水槽脫鹽水泵.二[1匚1回收稀硝酸 稀硝酸中間罐稀硝酸泵圖4.2-3尾/q處理工藝流程示意圖3.2.2苯胺單元a)加氫還原工序來自氫氣球罐的新鮮氫氣與氫壓機升壓的循環(huán)氫在氫氣緩沖罐混合之后進入硝基苯汽化器和混合氣體加熱器。硝基苯在汽化器被熱氫氣流所汽化，混合氣體繼續(xù)升溫至190C,送入流化床加氫反應(yīng)所放出的熱量被汽包送入流化床內(nèi)換熱管的軟水帶出。水被流化床反應(yīng)器的氣體經(jīng)第二氫氣換熱器和第一氫氣換熱器，被由氫氣緩沖罐來的混合氫氣在換熱器中進行間接冷卻至120c后，進入顆粒，再經(jīng)冷卻器冷卻至30C后流入苯胺-水分層器靜止分層。未被冷凝的反應(yīng)氣體經(jīng)捕集器后回收，含氫氣90%(v)的氣體進行兩次捕集，再經(jīng)管式除塵器過濾后，氣體進入氫壓機升壓至160kPa(G),與新氫在氫氣緩沖罐混合。由硝基苯精制工序制取的純度為99.94%肖基苯，由泵送入加熱從分層器上部流出來的水(含苯胺3.6%)進入苯胺水儲梢，從分層器下部流出的粗苯胺(含水5%,儲存于粗苯胺儲梢內(nèi)，去苯胺單元精儲工序。流化床所用冷卻水系中壓膨脹梢和低壓膨脹梢蒸汽冷凝后產(chǎn)生的105cb)苯胺廢水處理工序苯胺廢水罐內(nèi)的廢水用泵以一定流量送入一級萃取的靜態(tài)混合器內(nèi)，同時用泵打入萃取劑精硝基苯，在靜態(tài)混合器中進行液-液傳質(zhì)后，進入分層器c)苯胺精儲工序粗苯胺罐內(nèi)的粗苯胺用粗苯胺泵以一定流量輸送到脫水塔內(nèi)，控制脫管4副產(chǎn)蒸氣汽水硝基苯加熱器合氣體加熱器器粗苯胺冷卻器4蒸汽凝水去變壓吸附胺水分層器捕集器氫氣循環(huán)壓縮機氫氣緩沖罐圖W環(huán)水取一級萃取靜態(tài)混合器二級萃取靜態(tài)混合器三級萃取靜態(tài)混合器廢水貯罐相貯罐一硝基H圖4.2胺廢水回收流程意圖本項目實施后所需原料和輔助原料數(shù)量見表4.1。主要原料規(guī)格表4.17萬噸/年苯胺裝置所需原料和輔助原料數(shù)量表1苯ta煉油廠、外購2ta87.4化肥廠、外購3ta吉林康信公司硫酸裝置、外購4ta吉化公司電石廠5乙烯廠、有機合成廠、化肥廠60萬噸/年乙烯項目6吉化公司研究院表4.27萬噸/年苯胺裝置所需原料和輔助原料規(guī)格表苯顏色(HaZer單位-鉗鉆色號)密度(20C)儲程范圍酸洗比色二口日日點(干丕)硫的含量脂肪族化合物硫酸含量灼燒殘渣含量鐵含量透明度硝酸含量亞硝酸含量鐵含量氯氫氧化鈉酸鈉三氧化二鐵COCO指標(biāo)及機械雜質(zhì)0.878?0.88179.7?80.4.3523>92.5<0.100.010<2.0-68V100>42.00.0060.002序號名稱苯1(GB3405-89)而分LGB)4硝酸液體氫氧化鈉5(GB209-84)6氫氣tg/cm3c萬Ctttppmppmtttttt總硫總硫ppm0.01表4.37萬噸/年苯胺裝置所需輔助材料規(guī)格表藍綠球型固體520~140目620400轉(zhuǎn)化率>99.5%,選擇率>99%形態(tài)水份％<(wt)粒度(目)耐磨強度%>比表面積m2/g單程壽命(小時)(以硅膠為載體之GBGB料標(biāo)準(zhǔn)JHC-N034.2.1.4產(chǎn)品產(chǎn)量為7萬噸/年苯胺。產(chǎn)品質(zhì)量執(zhí)行MDI級苯胺標(biāo)準(zhǔn)。表4.4MDI級苯胺產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)品無色至淺黃色透明液體，貯存時顏色允許變深500010020000500400003000500030003稱色度(鉗-鉆號)<熱穩(wěn)定性(鋁-鉆號)<硝基苯含量。降環(huán)已醇%<環(huán)己胺%W含量%<%<12345678900020025001000505.1物料平衡中的差額為生產(chǎn)過程中的損耗。進出苯胺裝置的物料平衡見表5.1。表5.1苯胺裝置物料平衡表(t/a)裝置數(shù)量(噸/年)87.4356700000Nm3/a數(shù)量(噸/年)84800+28800料名稱苯料名稱12345675.2裝置消耗定額本項目實施后苯胺裝置消耗定額見表5.2。表5.2苯胺裝置消耗定額表(以每噸苯胺計)1.04064868644.437.445500原料及催化劑苯程環(huán)水低溫水水水水儀表空氣氣電低壓蒸汽低壓蒸汽(0.4MPa)(3.0MPa)(1.0MPa)2343810Nm0.00041804015755tttttttttttttt1298.5%1.5-1。表1.5-1主要評價指標(biāo)一覽表1建設(shè)規(guī)?！竧a項目投入總資金設(shè)投資.59建設(shè)期利息流動資金73主要效益指標(biāo)年均銷售收入]45269年均總成本費用8.33年均增值稅年均利潤總額8項目財務(wù)內(nèi)部收益率%%4投資回收期年年投資利潤率%投資利稅率%借款償還期年49.68%苯胺投資表建設(shè)投資5000萬2萬噸9300萬7萬噸2.96億萬噸詳見表7.1。表7.1建、構(gòu)筑物建筑面積和占地面積(m2)麻丙類，僅一層封閉麻樓硝基苯單兀精制工段還原工段氫壓機廠房苯胺成品庫硝酸罐區(qū)占同總[Wj度(成8(m)4(m)54鋼框架架架磚圍堰架架123456789943338已完工項目完工報告(設(shè)備情況)國國內(nèi)訂貨國外訂貨合計備注臺數(shù)金屬重(噸)臺數(shù)金屬重(噸)臺數(shù)金屬重(噸)58591.49458591.4949138.699138.6963108.92663108.926130839.11130839.11爐12345金屬重(噸)6425.04金屬重(噸)64254泵循環(huán)泉敞泵磁力泵氫氣壓縮機縮機汽車鶴管1234567894212124421212金屬(噸)火車鶴管9.189811表8.3非定型設(shè)備分類匯總表金屬重量(噸)備注合金鋼或小銹鋼735163591.4940Cr18Ni90Cr18Ni913合金鋼或小銹鋼金屬重量(噸)2456序號臺數(shù)8.4定型設(shè)備分類匯總表金屬重量(噸)合金鋼或小銹鋼0Cr18Ni9