連續(xù)硝化技改項目可行性研究報告

北京智博睿項目管理有限公司北京智博睿項目管理有限公司連續(xù)硝化技改項目可行性研究報告-內蒙古重點項目1、建設目標堅持事故導向、問題導向和目標導向，針對當前硝化工藝全流程自動化程度不高、改造不規(guī)范不徹底等問題，從總則、通用規(guī)定、原料處理及投料、反應、后處理、包裝及儲存、公用工程等方面提出了具體要求，推動全面提升化工企業(yè)硝化工藝全流程自動化水平，減少危險作業(yè)場所人員數量，有效防范遏制重特大事故。2、發(fā)展背景化學工業(yè)是國民經濟的重要支柱產業(yè)，我國化學品產能約占全球40%，涉及危險化工工藝的裝置約10萬余套。近年來化工事故頻發(fā)，嚴重危害了人民生命財產與社會穩(wěn)定，提升裝置安全水平已經刻不容緩。隨著危險系數增加的化工過程的出現，造成化工事故發(fā)生的可能性越來越大，事故也更加具有毀滅性。與一般的化工裝置相比，危險化工工藝涉及的化學品大多具有易燃易爆、反應活性高、穩(wěn)定性差等危險特點，并且操作過程中普遍存在高溫、高壓等苛刻工藝條件，火災、爆炸事故風險高。因此，提高我國危險化工工藝裝置安全性的任務更加重要和緊迫。硝化工藝由于其反應速度快、放熱量大，反應物料具有燃爆危險性，硝化產物、副產物具有爆炸危險性等特點，一直是事故多發(fā)頻發(fā)工藝。爆炸、火災是硝化工藝中最常見的兩類事故，一是跟硝化工藝化學品及原料的自身易爆屬性有關，二是跟硝化反應過程中的熱量傳遞與聚集有密切關系。2005年中國石油吉化公司硝基苯生產工藝產物提純精餾裝置發(fā)生爆炸，造成多人傷亡和巨額經濟損失，并引發(fā)了松花江水污染事件。而2019年發(fā)生的江蘇響水天嘉宜化工有限公司“3·21”特別重大爆炸事故的直接原因是其違規(guī)儲存了硝化廢料，長期堆積的硝化廢料內部因熱量累積，沒有及時移熱導致爆炸，本事故雖然不是在硝化裝置生產時發(fā)生的，但其硝化廢料全部屬于其硝化工藝的副產物，說明其工藝技術存在較大缺陷，工藝全流程安全管理也存在很大問題。上述兩起事故均涉及硝基苯工藝，該工藝是最有代表性的硝化工藝，也是目前市場占有率最高的硝化工藝，該工藝按硝化種類可以分為混酸硝化法、氮氧化物硝化法和硝酸鹽硝化法。目前，國內硝基苯主流生產方法是以硝酸、硫酸混合為硝化劑的液相硝化法。按照生產方式劃分，傳統(tǒng)的硝基苯工藝采用間歇、半間歇加酸的方式，隨著市場對苯胺需求量迅速增長也帶動著上游硝基苯的需求量，因此新型管式循環(huán)、釜式串聯、環(huán)式串聯、塔式常壓冷卻連續(xù)硝化工藝以及帶壓絕熱連續(xù)硝化法應運而生。新工藝的發(fā)明往往會面臨新的安全問題，硝化反應是一個快速的強放熱反應過程，若控制不當，極易引起溫度飛升、冒料，甚至爆炸的現象，因此，硝化工藝目前仍存在嚴峻的安全性問題。同時，由于硝化原料以及硝化廢料的熱危險性問題，相關原料的安全儲存、運輸以及后處理也是亟待解決的問題。根據工藝操作流程特點，硝化工藝主要分為間歇、半間歇和連續(xù)化三種。過去，國內化工企業(yè)主要采用傳統(tǒng)的間歇工藝，所采用的設備一般是釜式硝化反應器。該工藝過程依靠人工加料，一次性間歇操作生產。流程分為三部分:反應部分、洗滌提純部分和廢酸提濃部分。該工藝的優(yōu)點是安裝實施簡單、運行方便快捷，缺點是硝化反應放熱量大，間歇操作釜內局部熱量容易積累，傳質傳熱能力差，安全隱患大，易發(fā)生安全事故。為解決間歇工藝的安全問題，部分企業(yè)采用了半間歇工藝，如半間歇—混酸滴定工藝，提高了目標產物的收率，減少了副產物的生成，緩解了局部熱量累積問題，提高了硝化工藝的安全性。但無論是間歇或是半間歇硝化工藝，在操作過程中仍存在放熱量高，易生成局部“熱點”，甚至產生爆炸等危險性問題。為提高工藝過程傳質傳熱能力，減少反應器內熱量積累現象，進一步提高硝化工藝的安全可靠性，目前硝化工藝的主流發(fā)展方向是進行連續(xù)化改造，將工藝操作過程轉變成連續(xù)可持續(xù)化，降低了人工誤操作引發(fā)安全事故的幾率。同時，工藝流程連續(xù)化也強化了硝化工藝中物料、熱量的流通和控制能力，進一步提高了硝化工藝過程安全性。3、項目發(fā)展的重要性連續(xù)硝化技術改造（技改）對于危化企業(yè)而言，是一項重要的安全措施。傳統(tǒng)的間歇式工藝存在反應釜容量大、反應物料多、操作程序復雜、生產效率低下以及高危險性等問題，一旦發(fā)生燃爆事故，危害極大。相比之下，連續(xù)硝化工藝通過反應物連續(xù)加入和產物連續(xù)流出的方式，不僅簡化了操作程序，提高了生產效率，還降低了生產過程中的安全風險。這種技術的推廣和應用，能夠顯著提升化工生產的安全性和本質安全水平，有效減少因人員操作失誤或設備故障導致的安全生產事故?。此外，連續(xù)硝化技術的開發(fā)和應用還得到了國家政策的大力支持。染料行業(yè)要嚴格控制新增產能，加快淘汰落后工藝，重點開發(fā)和推廣連續(xù)硝化、絕熱硝化、定向氯化、“三廢”治理、循環(huán)再生和綜合利用技術。在2011年出臺的修正版《產業(yè)結構調整指導目錄》中，明確鼓勵染料及染料中間體清潔生產、本質安全的新技術(包括催化、三氧化硫磺化、連續(xù)硝化、絕熱硝化、定向氯化、組合增效、溶劑反應、循環(huán)利用等技術，以及取代光氣等劇毒原料的適用技術，膜過濾和原漿干燥技術)的開發(fā)與應用;明確限制了新建染料、染料中間體、有機顏料、印染助劑生產裝置。鼓勵染料及染料中間體清潔生產、本質安全的新技術，包括連續(xù)硝化技術在內的多項技術被列為重點開發(fā)對象。這些政策的出臺，為連續(xù)硝化技術的應用和推廣提供了有力的政策支持和發(fā)展方向?。從技術角度來看，連續(xù)硝化工藝的改進還涉及到傳熱、傳質、反應速率等關鍵因素的優(yōu)化。通過解決這些反應中的瓶頸問題，可以實現“工程強化”或“連續(xù)化”，從而提高反應效率和產品質量。這種技術的改進不僅適用于硝化反應，還適用于多種化學反應，是未來精細化工發(fā)展的重要方向?。4、項目發(fā)展方向及趨勢連續(xù)硝化技改在化工領域的發(fā)展前景受到多方面的推動和影響。首先，應急管理部發(fā)布的《化工企業(yè)硝化工藝全流程自動化改造工作指南(試行)》要求企業(yè)在2024年12月31日前完成改造，這表明了政府對化工企業(yè)安全生產的重視，同時也預示著自動化改造將成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。此外，連續(xù)硝化技改的發(fā)展還受到技術進步和環(huán)保要求的推動。傳統(tǒng)間歇式生產工藝存在安全問題且環(huán)保壓力大，而連續(xù)法二硝生產工藝的推廣可以解決這些問題，提高生產安全性并減少環(huán)境污染。因此，隨著技術的不斷進步和環(huán)保要求的提高，連續(xù)硝化技改將逐漸成為行業(yè)的主流。從具體實踐來看，一些企業(yè)已經開始進行連續(xù)硝化技改的嘗試，這表明連續(xù)硝化技改項目在實際操作中得到了支持和認可，推動化工行業(yè)向綠色、低碳、高效的方向發(fā)展，這也為連續(xù)硝化技改的發(fā)展提供了良好的外部環(huán)境。項目可行性研究