连续硝化技改项目可行性研究报告

北京智博睿项目管理有限公司北京智博睿项目管理有限公司连续硝化技改项目可行性研究报告-内蒙古重点项目1、建设目标坚持事故导向、问题导向和目标导向，针对当前硝化工艺全流程自动化程度不高、改造不规范不彻底等问题，从总则、通用规定、原料处理及投料、反应、后处理、包装及储存、公用工程等方面提出了具体要求，推动全面提升化工企业硝化工艺全流程自动化水平，减少危险作业场所人员数量，有效防范遏制重特大事故。2、发展背景化学工业是国民经济的重要支柱产业，我国化学品产能约占全球40%，涉及危险化工工艺的装置约10万余套。近年来化工事故频发，严重危害了人民生命财产与社会稳定，提升装置安全水平已经刻不容缓。随着危险系数增加的化工过程的出现，造成化工事故发生的可能性越来越大，事故也更加具有毁灭性。与一般的化工装置相比，危险化工工艺涉及的化学品大多具有易燃易爆、反应活性高、稳定性差等危险特点，并且操作过程中普遍存在高温、高压等苛刻工艺条件，火灾、爆炸事故风险高。因此，提高我国危险化工工艺装置安全性的任务更加重要和紧迫。硝化工艺由于其反应速度快、放热量大，反应物料具有燃爆危险性，硝化产物、副产物具有爆炸危险性等特点，一直是事故多发频发工艺。爆炸、火灾是硝化工艺中最常见的两类事故，一是跟硝化工艺化学品及原料的自身易爆属性有关，二是跟硝化反应过程中的热量传递与聚集有密切关系。2005年中国石油吉化公司硝基苯生产工艺产物提纯精馏装置发生爆炸，造成多人伤亡和巨额经济损失，并引发了松花江水污染事件。而2019年发生的江苏响水天嘉宜化工有限公司“3·21”特别重大爆炸事故的直接原因是其违规储存了硝化废料，长期堆积的硝化废料内部因热量累积，没有及时移热导致爆炸，本事故虽然不是在硝化装置生产时发生的，但其硝化废料全部属于其硝化工艺的副产物，说明其工艺技术存在较大缺陷，工艺全流程安全管理也存在很大问题。上述两起事故均涉及硝基苯工艺，该工艺是最有代表性的硝化工艺，也是目前市场占有率最高的硝化工艺，该工艺按硝化种类可以分为混酸硝化法、氮氧化物硝化法和硝酸盐硝化法。目前，国内硝基苯主流生产方法是以硝酸、硫酸混合为硝化剂的液相硝化法。按照生产方式划分，传统的硝基苯工艺采用间歇、半间歇加酸的方式，随着市场对苯胺需求量迅速增长也带动着上游硝基苯的需求量，因此新型管式循环、釜式串联、环式串联、塔式常压冷却连续硝化工艺以及带压绝热连续硝化法应运而生。新工艺的发明往往会面临新的安全问题，硝化反应是一个快速的强放热反应过程，若控制不当，极易引起温度飞升、冒料，甚至爆炸的现象，因此，硝化工艺目前仍存在严峻的安全性问题。同时，由于硝化原料以及硝化废料的热危险性问题，相关原料的安全储存、运输以及后处理也是亟待解决的问题。根据工艺操作流程特点，硝化工艺主要分为间歇、半间歇和连续化三种。过去，国内化工企业主要采用传统的间歇工艺，所采用的设备一般是釜式硝化反应器。该工艺过程依靠人工加料，一次性间歇操作生产。流程分为三部分:反应部分、洗涤提纯部分和废酸提浓部分。该工艺的优点是安装实施简单、运行方便快捷，缺点是硝化反应放热量大，间歇操作釜内局部热量容易积累，传质传热能力差，安全隐患大，易发生安全事故。为解决间歇工艺的安全问题，部分企业采用了半间歇工艺，如半间歇—混酸滴定工艺，提高了目标产物的收率，减少了副产物的生成，缓解了局部热量累积问题，提高了硝化工艺的安全性。但无论是间歇或是半间歇硝化工艺，在操作过程中仍存在放热量高，易生成局部“热点”，甚至产生爆炸等危险性问题。为提高工艺过程传质传热能力，减少反应器内热量积累现象，进一步提高硝化工艺的安全可靠性，目前硝化工艺的主流发展方向是进行连续化改造，将工艺操作过程转变成连续可持续化，降低了人工误操作引发安全事故的几率。同时，工艺流程连续化也强化了硝化工艺中物料、热量的流通和控制能力，进一步提高了硝化工艺过程安全性。3、项目发展的重要性连续硝化技术改造（技改）对于危化企业而言，是一项重要的安全措施。传统的间歇式工艺存在反应釜容量大、反应物料多、操作程序复杂、生产效率低下以及高危险性等问题，一旦发生燃爆事故，危害极大。相比之下，连续硝化工艺通过反应物连续加入和产物连续流出的方式，不仅简化了操作程序，提高了生产效率，还降低了生产过程中的安全风险。这种技术的推广和应用，能够显著提升化工生产的安全性和本质安全水平，有效减少因人员操作失误或设备故障导致的安全生产事故‌。此外，连续硝化技术的开发和应用还得到了国家政策的大力支持。染料行业要严格控制新增产能，加快淘汰落后工艺，重点开发和推广连续硝化、绝热硝化、定向氯化、“三废”治理、循环再生和综合利用技术。在2011年出台的修正版《产业结构调整指导目录》中，明确鼓励染料及染料中间体清洁生产、本质安全的新技术(包括催化、三氧化硫磺化、连续硝化、绝热硝化、定向氯化、组合增效、溶剂反应、循环利用等技术，以及取代光气等剧毒原料的适用技术，膜过滤和原浆干燥技术)的开发与应用;明确限制了新建染料、染料中间体、有机颜料、印染助剂生产装置。鼓励染料及染料中间体清洁生产、本质安全的新技术，包括连续硝化技术在内的多项技术被列为重点开发对象。这些政策的出台，为连续硝化技术的应用和推广提供了有力的政策支持和发展方向‌。从技术角度来看，连续硝化工艺的改进还涉及到传热、传质、反应速率等关键因素的优化。通过解决这些反应中的瓶颈问题，可以实现“工程强化”或“连续化”，从而提高反应效率和产品质量。这种技术的改进不仅适用于硝化反应，还适用于多种化学反应，是未来精细化工发展的重要方向‌。4、项目发展方向及趋势连续硝化技改在化工领域的发展前景受到多方面的推动和影响。首先，应急管理部发布的《化工企业硝化工艺全流程自动化改造工作指南(试行)》要求企业在2024年12月31日前完成改造，这表明了政府对化工企业安全生产的重视，同时也预示着自动化改造将成为行业发展的必然趋势。此外，连续硝化技改的发展还受到技术进步和环保要求的推动。传统间歇式生产工艺存在安全问题且环保压力大，而连续法二硝生产工艺的推广可以解决这些问题，提高生产安全性并减少环境污染。因此，随着技术的不断进步和环保要求的提高，连续硝化技改将逐渐成为行业的主流。从具体实践来看，一些企业已经开始进行连续硝化技改的尝试，这表明连续硝化技改项目在实际操作中得到了支持和认可，推动化工行业向绿色、低碳、高效的方向发展，这也为连续硝化技改的发展提供了良好的外部环境。项目可行性研究