苯胺项目可行性研究报告
2 苯胺 苯胺 60000 60000 7200 百川化工 3.2 产品规格
3.2.1 硝基苯：GB/T9335-2001
表3.2-1 硝基苯产品质量指标
指标名称 外观 干品凝固点℃ 纯度%（m/m） 低沸物%（m/m） 硝基甲苯总量%（m/m） 高沸物%（m/m） 水份%（m/m） 指 标 优级品 一级品 浅黄色透明液体 5.5min 5.4min 99.8min 99.5min 0.1max 0.1 max 0.1 max 0.1 max 0.1 max 0.1 max 0.1 max 0.1 max 3.2.2 苯胺：GB2961—2006
表3.2-2 苯胺产品质量指标
指 标 指标名称 优级品 一级品 合格品 无色至浅黄色透明液体，贮存时颜色允许变外观 深 干品结晶点℃ -6.2 min -6.4 min -6.6 min 苯胺质量分数，% 99.8 min 99.6 min 99.4 min 水分质量分数，% 0.1 max 0.3 max 0.5 max 硝基苯质量分数，% 0.002 max 0.010 max 0.015 max 低沸物质量分数，% 0.005 max 0.007 max 0.010 max 高沸物质量分数，% 0.01 max 0.03 max 0.005 max 由于MDI对苯胺质量要求较高，新建苯胺生产企业对成品质量控制均按MDI要求来控制，因此本项目苯胺成品内控指标请见表表3.2-3
表3.2-3 MDI级苯胺产品质量指标 序号 1 2 指 标 名 称 外 观 指 标 试验方法 目测 GB3143 无色至浅黄色透明液体无悬浮物 色度（铂－钴号） 60 max
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3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 水分 % 硝基苯含量 mg/Kg 环己醇 % 环已胺 % 甲苯胺 % 甲苯含量 % 苯含量 % 乙苯胺含量 % 二甲 % 高沸物 % 纯度 % 0.05 max 0.50 max 0.0020 max 0.0005 max 0.0040 max 0.0003 max 0.0005 max 0.0003 max 0.0003 max 0.0050 max 99.99 min GB6283 PU/T01-088 PU/T01-088 PU/T01-088 PU/T01-088 PU/T01-088 PU/T01-088
4 工艺技术方案选择
4.1 苯胺装置 4.1.1 硝基苯
目前国内外苯硝化有三种方法：绝热硝化法、釜式硝化法及环形硝化法。 绝热硝化法：该法由加拿大工业炸药研究所开发，1979年在美国氰氨公司建立的工业生产装置，该法的最大优点是硝化采用稀硝酸硝化并且硫酸在系统内循环，从而不产生废酸，所以生产过程中污染少，另外硝化反应热用于硫酸的浓缩从而节省了废酸处理所需的设备和能量，对于有稀硝酸生产的企业该法减少了稀硝酸浓缩的成本，但对无稀硝酸的企业运输存一定问题。该法的缺点是由于硫酸浓缩的腐蚀性对材质要求较高，设备费用大，但设备效率高、装置占地小。目前国内一些研发单位在进行技术开发，但国内技术尚未形成工业化装置。
环形硝化法：该法的优点是循环量大、停留时间短，换热面积大可把硝化温度降至50-60℃，从而使二硝含量降低，增加了硝基苯生产的安全性，但环形硝化器造价稍高。
釜式硝化法：该法反应比较平稳、技术成熟、产品质量稳定，且反应器造价低廉，易上马。该法的缺点是换热面积小，硝化温度容易升高，从而使二硝含量增加，所以控制硝化温度是此法的关键。现在自控系统上增加联锁等安
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全措施，从而大大提高了生产的安全性，现国内大多数苯硝化生产企业均采用此法进行生产。
根据以上分析，在满足生产的前提条件下，选择产品质量稳定、设备投资费用低的釜式硝化法和环形硝化法相结合的工艺路线。因此，硝化工艺采用环形硝化器结合锅式硝化釜的多级低温硝化工艺，符合《国家发展改革委办公厅关于加强硝基苯及苯胺行业安全生产管理的通知(发改办工业（2006）2号)》的精神。 4.1.2 苯胺
苯胺生产技术主要有三种生产方法，即铁粉还原法、硝基苯催化加氢及苯酚氨化法。
铁粉还原法：此法为工业化生产苯胺最古老的生产方法，该法的优点是原料易得、投资小，但其缺点是苯胺收率低、劳动强度大、污染严重、产品质量差，国家相关规定明文禁止建设新上装置。
苯酚氨化法：即用苯酚为原料与氨反应而得到苯胺，反应方程式如下：
催化剂
C6H5OH+NH3——→C6H5-NH2+ H20
该法是美国富尔康国际开发公司于1962年工业化成功的，讫今只有两套装置投入生产，即日本三井石化公司40Kt/a和美国阿里斯德化学公司18Kt/a生产装置，该技术成熟，但投资比硝基苯气相加氢高出30%以上，且只适用于苯酚资源丰富、价格合理的国家，而我国苯酚的价格高于苯胺，故不宜采用。 硝基苯催化加氢法：硝基苯催化加氢法又分为硝基苯气相加氢法和硝基苯液相加氢法。硝基苯液相加氢法生产收率高、副反应少，但存在催化剂及溶剂回收、设备费用高及操作复杂等问题，故基本不采用。硝基苯气相加氢为现在绝大部分生产企业所选用，硝基苯经汽化后在铜催化剂的作用下，加氢还原生成苯胺。目前国内外苯胺生产基本都采用此方法生产，该法又分为固定床加氢和流化床加氢两种生产方法。固定床操作简便、不需分离催化剂，但对反应热的移出存在不足，难免会造成催化剂局部过热，因此催化剂使用周期短，且更换催化剂工作量大，所以七十年代后苯胺生产企业基本都采用硝
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基苯气相加氢技术。自1978年国内硝基苯气相加氢流化床工艺技术开发成功后，经三十年的发展，现有工艺技术成熟，产品质量稳定、能耗低，利用废热锅炉将硝基苯加氢所放出的热量产生蒸汽，基本能满足苯胺岗位精制的需要，从而实现汽耗为零，此生产技术水平已达到世界先进水平。
综上所述本项目选择硝基苯气相加氢流化床生产技术。 4.1.3 废酸浓缩
原有硝基苯生产装置基本均采用锅式浓缩，锅式浓缩诞生已有近百年的历史，它是采用锅体对硫酸直接加热，并用水喷射泵对系统抽微负压（100-150mm水柱），受热的硫酸形成上升的硫酸蒸汽在填料塔内和下降的稀酸逆向接触，从而带出稀酸中的水份，稀酸水随同水喷射泵的下水一同排出系统，该工艺的优点是出酸浓度高且工艺简单、成熟，投资小，但缺点是由于采用铸铁锅装硫酸并采用直燃式加热，锅体及塔节等腐蚀严重，从而使维修工作巨大、维修费用高，同时由于硫酸和锅体的反应形成的硫酸铁带入后序生产系统，对生产的危害较大，一般每年需停车处理1-2次，并且排放的废水酸度高，也就是硫酸收率低，直燃式的加热使能耗也高，从而加大了硫酸的回收成本。
另有部分军工企业采用热风法浓缩回收硫酸，热风法浓缩是原苏联在对我国进行技术支持时产物，主要使用于军工企业界，正是由于原使用军工企业，现运行单位很少。其原理是通过燃烧炉加热经鼓风机加压后使空气达到一定的高温，然后鼓入由安山岩砌成的蒸酸器中鼓泡，利用热风将稀酸中的水份带出，该工艺优点是出酸浓度高。但缺点是占地面积大，并且安山岩仅东北一家原军工企业可提供，尤其是其排出系统的烟道气硫酸含量高，处理6t/h废酸生产能力的装置每小时排出烟道气约1000m3，排气温度95℃，其组份见表4.1-1。
序 号 1 硫酸 表4.1-1 热风法浓缩烟道气组份表 组 份 气量（g/ m3） 百 分 数 1.65
0.17% 苯胺项目可行性研究报告
2 3 4 5 氮气 二氧化碳 氧气 水 595.5 49.4 184.5 136.7 61.5% 5.1% 19.0% 14.12% 由上表可看出，烟道气中硫酸含量太高，也就是说SO2排放量超标，并且由于鼓风机电机功率大，该方法电耗高。
新型硫酸浓缩为真空法浓缩，真空浓缩是七十年代研究开发出的一种新工艺，主要工艺方法是提高系统的真空度，使系统真空度在0.09MPa左右，从而降低了稀酸中的水份沸点，改用蒸汽加热，再在工艺上加强对稀酸水中硫酸的回收，从而提高了收率、降低了能耗，其优点除上述的收率高、能耗低外，还有一个最主要的优点是其排放的废水全部回用于硝基苯生产工艺洗涤水，因此对整个硝基苯生产而言减少废水排放总量，并且占地小，但是其最大的缺点是投资相对前两种方法为多。这几年国产化的开发成功已使真空浓缩装置从贵族化转化为平民化，出于环保及安全考虑，本装置拟建设真空浓缩处理废酸装置。
4.2 装置工艺流程和消耗定额 4.2.1 工艺流程简要说明 4.2.1.1 苯胺装置系统 ? 工艺原理
设计的工艺过程的化学原理，硝化反应方程式： 主要反应
HSO
2
4
C6H6+HNO3──→C6H5NO2+ H2O 副反应
HSO
2
4
C6H5NO2+ HNO3──→C6H4(NO2) 2+ H20
C6H6+ HO-NO2──→C6H5OH+HNO2
HSO
2
4
C6H5NO2+ 2HO-NO2──→C6H5OH+ 2H2O