苯胺装置简介重要

硝酸和苯反应，生成硝基苯:CGH+HNOGH-NQ+HO分离、酸洗、碱洗后获得粗硝基苯，粗硝基苯进一步精制得精硝基苯。精硝基苯与氢法，另一种是绝热硝化法。绝热硝化法在国内还没有应用到大规模生产中，国内采用的均为传统的等温硝化法，即苯硝化后经中和、分离、水洗，获得粗硝基苯，粗硝基苯进一步精制获得精硝基苯。原后的粗苯胺经进一步精制得到精苯胺。2.1硝化工艺技术路线a)传统硝化法(等温硝化法)传统硝化法是将苯与用硫酸和硝酸配制的混酸在釜式硝化器(硝化锅)中进行硝化，所用硝化器一般为带有强力搅拌的耐酸铸铁或碳钢釜。消化器内装有冷却蛇管，以导出硝化反应热。硝基苯生产采用连续化生产工艺技术。硝化时苯和混酸同时进料，硝化器串联操作，硝化温度控制在68〜78C。硝基苯生产发生爆炸事故的主要原因。因此硝化器应设有充分的搅拌和冷却装置，严格控制反应温度和搅拌效果。为保证安全操作，需设有自控仪表及安全连锁系统。在连续硝化生产工艺中，硝化器除釜式串联形式外，还有环形硝化器形式。循环，用冷却水移出反应热。目前在国内，环形硝化器的生产能力均不大，还没有在大型的硝基苯生产装置上使用。釜式串联形式的硝化器目前在国内应用比较广泛，目前吉林石化分公司现有装置的硝化反应器即为四釜串联形式的传统的等温硝化反应器，其单线生b)绝热硝化法c混合后循环使用。有机相经酸洗、碱洗、水洗及分离后，得粗硝基苯。粗硝基苯经气提后，蒸出未反应的过量苯，可得到精硝基苯。c)传统硝化法和绝热硝化法的比较加了混酸中水的含量；取消硝化器中的冷却装置，在压力下完成硝化反应。采用绝热在真空闪蒸器中进行废酸的浓缩，取消了传统硝化法的废酸浓缩过程，与传统硝化法经气提、冷凝、分层后回收循环使用，减少了苯的损失。分出的水用于硝化的水洗，节省了水资源。(5)废气中的氮氧化物和微量苯均经处理后排放，污染物排放较少，有利于环境保护和降低原料的消耗定额；(6)硝化时采用过量苯和高含水量的混酸，既避传统硝化法和绝热硝化法各有优缺点，具体工艺条件及消耗定额比较列于表2.1表2.1绝热硝化法与传统硝化法消耗定额比较(以吨硝基苯计)传统硝化法传统硝化法0.504t(1.0MPa)0.36t(0.4MPa)0.36t(2.5MPa)绝热硝化0.237t(1.0MPa)0.3t(0.4MPa)100%硝酸(100%)硫酸(100%)碱(100%传统硝化法.653t.540t0293t0.00216t热硝化.6365t.516t0022t001t水电表2.2绝热硝化法与传统硝化法工艺条件的比较混酸组成混酸组成硝酸与硫酸比器传统硝化法.5绝热硝化法绝热硝化法传统硝化法aA.9<0.050.3-0.4658.558.5〜66.51.0:1.1无冷却装置44〜5141〜48有冷却装置2.2还原工艺技术a)硝基苯铁粉还原法此法生产工艺大都采用间歇法生产。将苯胺废水和部分铁粉与盐酸投入还原锅中，用直接蒸汽加热，经一段时间后分批加入硝基苯和铁粉，反应直至回流冷凝物无硝基苯为止。产物经蒸储，获得粗苯胺，再经精储获得成品，铁泥经处理后排放。此法目前只有一些中小厂还在使用。b)硝基苯催化加氢还原法硝基苯气相催化加氢所用的反应器有流化床和固定床两种。国外70年代以后建设的装置以固定床或固定床和流化床相串联的反应器为主，有代表性的反应产物与进料氢换热，经冷凝、分离获得粗苯，粗苯胺进入脱水塔脱水，再经精储化后与氢气混合，经分布器进入反应器。反应器内装有铜-硅胶催化剂，床层内设冷却管。为防止气体夹带催化剂，流化床内设有气固分离结构。反应后的气体产物经冷凝去分离器，氢气去循环压缩机；粗苯胺再进入苯胺精制系统，获得成品苯胺。2.3苯胺废水回收技术的选择目前国内及吉林石化分公司现有的7万吨/年苯胺装置的苯胺废水回收均采用精储工艺回收苯胺，其蒸汽消耗量较高，为此，吉林石化分公司研究院自行研究开发了用硝基苯萃取废水中苯胺的工艺技术。此工艺是经过三级萃取、分离后，废水中的苯胺与精硝基苯一并去加氢还原，分离后的废水中苯胺含量小于50Ppm2.4苯胺的用途：80年代中期以前，橡胶助剂、医药及染料工业是苯胺三大传统消费领域。1988。在染料行业中，还原靛蓝和色酚AS两个染料品种。在医药工业中，以苯胺为原料生产的药品主要有两大类，一种是苯胺在农药中主要用做生产水田除草剂丁草胺的中间体2,6-二剂、染料中间体及感光材料的对苯二酚等。3.1装置组成成品库及铁路)、辅助设施(综合楼、冷冻站、循环水站、空压站)、公用工程等组成名称置硝基苯单兀苯胺单元储运设施品库一12一1234三1234四12化苯库硝酸罐区辅助设施综合楼(化验室、配电室、控制室、生活间)冻站循环水站程给排水管网工艺及供热外管工艺流程说明苯胺的生产工艺分为硝基苯单元和苯胺单元。3.2.1硝基苯单元a)反应工序在硝基苯单元中，硝化部分采用的是苯绝热硝化工艺技术。打入的混酸进行绝热硝化反应，反应后的反应液进入分离罐，分离出的酸性硝基苯经冷却后去精制工序，废酸进入蒸发器中产生的废气进入精制工序的苯回收塔进一步回收。b)精制工序自硝化分离器来的酸性硝基苯流入酸洗梢中，用废酸浓缩分离出的废水进行洗涤，洗涤后的酸性废水排掉，酸性硝基苯再进入碱洗梢中进行碱洗，碱洗后的碱性废水排掉，硝基苯进入水洗梢中进行水洗，水洗后的废水循环使用。水洗至中性的硝基水分离，水做硝基苯的洗水用，苯回反应工序循环使用。分层器出来的气体与废酸浓c)尾气处理工序盐水吸收成稀硝酸，在吸收过程中，吸收塔用冷却水冷却，塔顶未被吸收的不凝气经升压后进入催化氧化器内处理，处理合格后排入大气。塔釜的稀硝酸浓度达到50%-55%后被送至反应工废酸循环泵图4.2化及废酸浓缩流程示意图废气鼓废气鼓风机放空排大气放空气体增压泵\催化氧化器气体预热器C气体吸收柱/仃1气体加热器脱,脱循环水盐——~~—循环水水<脱盐水槽m~水<脱盐水槽脱盐水泵.二[1匚1回收稀硝酸 稀硝酸中间罐稀硝酸泵图4.2-3尾/q处理工艺流程示意图3.2.2苯胺单元a)加氢还原工序来自氢气球罐的新鲜氢气与氢压机升压的循环氢在氢气缓冲罐混合之后进入硝基苯汽化器和混合气体加热器。硝基苯在汽化器被热氢气流所汽化，混合气体继续升温至190C,送入流化床加氢反应所放出的热量被汽包送入流化床内换热管的软水带出。水被流化床反应器的气体经第二氢气换热器和第一氢气换热器，被由氢气缓冲罐来的混合氢气在换热器中进行间接冷却至120c后，进入颗粒，再经冷却器冷却至30C后流入苯胺-水分层器静止分层。未被冷凝的反应气体经捕集器后回收，含氢气90%(v)的气体进行两次捕集，再经管式除尘器过滤后，气体进入氢压机升压至160kPa(G),与新氢在氢气缓冲罐混合。由硝基苯精制工序制取的纯度为99.94%肖基苯，由泵送入加热从分层器上部流出来的水(含苯胺3.6%)进入苯胺水储梢，从分层器下部流出的粗苯胺(含水5%,储存于粗苯胺储梢内，去苯胺单元精储工序。流化床所用冷却水系中压膨胀梢和低压膨胀梢蒸汽冷凝后产生的105cb)苯胺废水处理工序苯胺废水罐内的废水用泵以一定流量送入一级萃取的静态混合器内，同时用泵打入萃取剂精硝基苯，在静态混合器中进行液-液传质后，进入分层器c)苯胺精储工序粗苯胺罐内的粗苯胺用粗苯胺泵以一定流量输送到脱水塔内，控制脱管4副产蒸气汽水硝基苯加热器合气体加热器器粗苯胺冷却器4蒸汽凝水去变压吸附胺水分层器捕集器氢气循环压缩机氢气缓冲罐图W环水取一级萃取静态混合器二级萃取静态混合器三级萃取静态混合器废水贮罐相贮罐一硝基H图4.2胺废水回收流程意图本项目实施后所需原料和辅助原料数量见表4.1。主要原料规格表4.17万吨/年苯胺装置所需原料和辅助原料数量表1苯ta炼油厂、外购2ta87.4化肥厂、外购3ta吉林康信公司硫酸装置、外购4ta吉化公司电石厂5乙烯厂、有机合成厂、化肥厂60万吨/年乙烯项目6吉化公司研究院表4.27万吨/年苯胺装置所需原料和辅助原料规格表苯颜色(HaZer单位-钳钻色号)密度(20C)储程范围酸洗比色二口日日点(干丕)硫的含量脂肪族化合物硫酸含量灼烧残渣含量铁含量透明度硝酸含量亚硝酸含量铁含量氯氢氧化钠酸钠三氧化二铁COCO指标及机械杂质0.878〜0.88179.7〜80.4.3523>92.5<0.100.010<2.0-68V100>42.00.0060.002序号名称苯1(GB3405-89)而分LGB)4硝酸液体氢氧化钠5(GB209-84)6氢气tg/cm3c万Ctttppmppmtttttt总硫总硫ppm0.01表4.37万吨/年苯胺装置所需辅助材料规格表蓝绿球型固体520~140目620400转化率>99.5%,选择率>99%形态水份％<(wt)粒度(目)耐磨强度%>比表面积m2/g单程寿命(小时)(以硅胶为载体之GBGB料标准JHC-N034.2.1.4产品产量为7万吨/年苯胺。产品质量执行MDI级苯胺标准。表4.4MDI级苯胺产品质量标准品无色至浅黄色透明液体，贮存时颜色允许变深500010020000500400003000500030003称色度(钳-钻号)<热稳定性(铝-钻号)<硝基苯含量。降环已醇%<环己胺%W含量%<%<12345678900020025001000505.1物料平衡中的差额为生产过程中的损耗。进出苯胺装置的物料平衡见表5.1。表5.1苯胺装置物料平衡表(t/a)装置数量(吨/年)87.4356700000Nm3/a数量(吨/年)84800+28800料名称苯料名称12345675.2装置消耗定额本项目实施后苯胺装置消耗定额见表5.2。表5.2苯胺装置消耗定额表(以每吨苯胺计)1.04064868644.437.445500原料及催化剂苯程环水低温水水水水仪表空气气电低压蒸汽低压蒸汽(0.4MPa)(3.0MPa)(1.0MPa)2343810Nm0.00041804015755tttttttttttttt1298.5%1.5-1。表1.5-1主要评价指标一览表1建设规模「ta项目投入总资金设投资.59建设期利息流动资金73主要效益指标年均销售收入]45269年均总成本费用8.33年均增值税年均利润总额8项目财务内部收益率%%4投资回收期年年投资利润率%投资利税率%借款偿还期年49.68%苯胺投资表建设投资5000万2万吨9300万7万吨2.96亿万吨详见表7.1。表7.1建、构筑物建筑面积和占地面积(m2)麻丙类，仅一层封闭麻楼硝基苯单兀精制工段还原工段氢压机厂房苯胺成品库硝酸罐区占同总[Wj度(成8(m)4(m)54钢框架架架砖围堰架架123456789943338已完工项目完工报告(设备情况)国国内订货国外订货合计备注台数金属重(吨)台数金属重(吨)台数金属重(吨)58591.49458591.4949138.699138.6963108.92663108.926130839.11130839.11炉12345金属重(吨)6425.04金属重(吨)64254泵循环泉敞泵磁力泵氢气压缩机缩机汽车鹤管1234567894212124421212金属(吨)火车鹤管9.189811表8.3非定型设备分类汇总表金属重量(吨)备注合金钢或小锈钢735163591.4940Cr18Ni90Cr18Ni913合金钢或小锈钢金属重量(吨)2456序号台数8.4定型设备分类汇总表金属重量(吨)合金钢或小锈钢0Cr18Ni9