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苯二胺工艺流程与产排污情况说明

发布:65环保2019-3-27 1:58分类: 可研报告 标签:

苯二胺工艺流程与产排污情况说明

(1)硝化单元

该单元包括混酸配制、酸性苯配制、一硝硝化反应、一硝硝化液分离、二硝硝化反应、中和水洗 6 个生产工序。

A 混酸配制工序

该工序核心设备为一硝混酸罐(R-1001),进行的为反应原料硝酸、催化剂硫酸和水的混合过程。

硝化车间 93%硫酸罐(V-1002)中的硫酸来自废酸浓缩单元,将 93%硫酸、来自二 硝废酸罐(V-1003)的二硝硝化废酸及来自硝酸中间罐(V-1004)的硝酸通过计量泵按 一定比例泵入一硝混酸罐(R-1001)中,混合过程中产生的热量通过一硝混酸冷却器

(E-1001a/b)冷却,降至常温后放入一硝混酸中间罐(V-1005a/b)。一硝混酸罐(R-1001) 及一硝混酸中间罐(V-1005a/b)中有酸雾产生,尾气接入硝化车间废气管道,送车间 1 号废气吸收装置,经二级尿素喷淋+二级碱喷淋+活性炭吸附处理后由排气筒排放。

B 酸性苯配制工序

该工序核心设备为一硝萃取锅(R-1105),进行的为苯从一硝硝化废酸中萃取硝基 苯的过程。

苯由罐区泵入苯中间罐(V-1101),通过流量控制泵进入一硝萃取锅(R-1105), 从一硝废酸缓冲罐(V-1105)泵入一硝硝化废酸,用苯萃取硝化废酸中的微量硝基苯及 硝酸,形成酸性苯,萃取液经过一硝萃取分离器(V-1107a/b)分离出酸性苯和废酸,酸 性苯进入酸性苯贮罐(V-1102),废酸进入一硝化废酸贮罐(V-1109)后送至废酸浓缩 单元。

苯中间罐(V-1101)、酸性苯贮罐(V-1102)的尾气中主要含有苯,通过呼吸管排 空;一硝萃取锅(R-1105)、一硝萃取分离器(V-1107a/b)的排气中含苯及酸雾,接入 硝化车间废气管道,送车间 1 号废气吸收装置,经二级尿素喷淋+二级碱喷淋+活性炭吸 附处理后,通过排气筒排放。

C 一硝硝化反应工序

该工序核心设备为 5 台一硝釜(R-1101a/b、R-1102、R-1103、R-1104),进行的为 原料苯在硫酸、硝酸的混合酸中,以硫酸为催化剂与硝酸的反应,最终得到包含产物硝 基苯、未反应的苯、过量的硝酸、催化剂硫酸以及水的混合液。

酸性苯通过计量泵按一定比例与来自一硝废酸高位槽(V-1106)的一硝化废酸在酸 苯混合器(C-1101)中混合,然后与混酸分别通过流量控制泵按一定比例连续进入 硝化釜(R-1101a/b),然后由硝化釜(R-1101a/b)依次溢流进入(R-1102)、(R-1103)、(R-1104)硝化釜反应。后进入一硝硝化分离器(V-1103 a/b)。 一硝硝化时产生的微量苯、硝酸雾、硫酸雾及少量氮氧化物,先通过真空喷射器产

生的微负压溶入一硝废酸高位槽(V-1106)的一硝废酸中,尾气 G5-1 再接入硝化车间废 气管道,送车间 1 号尾气吸收装置,经二级尿素喷淋+二级碱喷淋+活性炭吸附处理后, 通过排气筒排放。一硝废酸高位槽(V-1106)的尾气也接入车间废气管道,送车间 尾气 1 号吸收装置,经二级尿素喷淋+二级碱喷淋+活性炭吸附处理后,通过 排气筒 排放。

D 一硝硝化液分离工序

该工序核心设备为 2 台一硝硝化分离器(V-1103 a/b),进行的为一硝硝化液的分 层为一硝化产物和硝化废酸的过程。

一硝硝化液进入一硝硝化分离器(V-1103 a/b),利用硝化液和废酸的密度差,通 过重力沉降,由上部排出一硝化产物(硝基苯)至一硝中间罐(V-1104),由底部排出 硝化废酸入一硝废酸缓冲罐(V-1105),再送至混酸配制工序。

硝化分离器废气接入硝化车间废气管道,送车间 1 号尾气吸收装置,经二级尿素喷 淋+二级碱喷淋+活性炭吸附处理后,通过 排气筒排放。

E 二硝硝化反应工序

该工序核心设备为 8 台二硝反应釜(R-1201a~h),进行的为硝基苯在硫酸、硝酸 的混合酸中,以硫酸为催化剂与硝酸的反应,最终得到包含产物二硝基苯、未反应的苯 和硝基苯、副产物硝基酚类、过量的硝酸、催化剂硫酸以及水的混合液。

来自罐区的 98%硫酸、二硝废酸罐(V-1003)中的废酸、回收酸中间罐的 93% 硫酸、硝酸中间罐(V-1004)的浓硝酸通过计量泵按一定比例泵入硫酸高位槽(V-1213)、 硝酸高位槽(V-1214),在冷却条件下加入二硝反应釜(R-1201a~h)中配制成混酸, 混合过程中产生的热量通过二硝反应釜(R-1201a~h)内冷却盘管冷却,降至常温后备 用。高位槽尾气接入车间废气管道,送车间 1 号尾气吸收装置,经二级尿素喷淋+二级 碱喷淋+活性炭吸附处理后,通过排气筒排放。

一硝化产物通过泵、流量计泵入二萃取釜,萃取二硝化废酸,经分离后的二硝化废 酸去二硝废酸罐(V1003),分离后的硝基苯泵入酸性硝基苯接收罐(V-1204a/b),经 滴加进入二硝反应釜(R-1201a~h),控制反应温度在 60-70℃。滴加结束,将硝化液 升温至 88~90℃反应 15 分钟后结束反应。硝化时产生的微量苯、硝酸雾、硫酸雾及少 量氮氧化物尾气 G1.4-2 接入硝化车间废气管道,送车间 1 号尾气吸收装置,经二级尿素 喷淋+二级碱喷淋+活性炭吸附处理后,通过排气筒排放。在现场设置了事故槽

(V-1205),如在反应时控制不正常,可及时将反应器内的物料排至事故槽(V-1205), 然后返回一硝硝化分离器(V-1103 a/b)进行分离。

二硝化反应结束,利用硝化液和废酸的密度差,通过重力沉降,由二硝反应釜

(R-1201a~h)底部排出二硝化废酸去二硝废酸槽(V-1202a/b),将上部二硝化产物放 至中和水洗釜(R-1203a/b)中。二硝废酸槽(V-1202a/b)的尾气接入车间废气管道, 送车间 1 号尾气吸收装置,经二级尿素喷淋+二级碱喷淋+活性炭吸附处理后,通过 排气筒排放。

F 中和水洗反应工序

该工序核心设备为中和水洗釜(R-1203a/b),进行的为混二硝基苯的碱洗、水洗过 程。

加氢所用的加热蒸汽冷凝回收水由水计量槽(V-1201a/b)计量后,先加入中和水洗 釜(R-1203a/b),将二硝反应釜(R-1201a~h)上部硝化产物放至中和水洗釜(R-1203a/b) 中,本单元的碱罐(V-1211)中的液碱加入中和水洗釜(R-1203a/b)中调节 pH 值,控 制中和温度在 80-90℃,由上部排出废水去废水收集槽(V-1206)。中和水洗釜(R-1203a/b)再加水水洗两次。上部排出废水去废水收集槽(V-1206),底部排出混二硝基苯去回收 料槽(V1218),用泵打入二硝中转罐(V-1212)。中和水洗釜(R-1203a/b)的尾气接 入硝化车间废气管道,送车间 1 号尾气吸收装置,经二级尿素喷淋+二级碱喷淋+活性炭 吸附处理后,通过排气筒排放。

废水收集槽(V-1206)中废水泵入物料回收釜(R-1204a/b/c)中,经冷却过滤回收 少量物料,废水 W5-2 主要含酸、盐、COD、苯、硝基苯类、硝基酚类,去车间废水池(V-1208)。废水收集槽(V-1206)加盖封闭,尾气接入废水收集槽尾气管道,送 1 号 车间尾气吸收装置,经一级尿素喷淋+二级碱喷淋+活性炭吸附处理后,通过排气筒 排放。物料回收釜(R-1204a/b/c)及车间废水池(V-1208)的排气单独接入车间的 2 号废气吸收装置,一级尿素喷淋+一级碱喷淋后,由一个单独的 15 米高排气筒排放。

(2)废酸浓缩单元 该单元主要为废酸浓缩生产工序。

该工序核心设备为 5 台分馏塔((T0101A~E),进行的为稀硫酸的蒸发浓缩过程。 将稀硫酸储罐(V0110)中待浓缩的稀硫酸泵至稀硫酸高位槽(V0101),经流量计计量后先自流进入稀硫酸预热器(E0101A~E)与后步经浓缩的成品硫酸进行热交换, 预热至 120℃后进入 5 台分馏塔(T0101A~E)中分离,料液在分馏塔(T0101A~E)进 行汽液分离(120-140℃、-0.02MPa)形成浓缩液和酸性水蒸汽。

酸性水蒸汽从塔顶经水喷射吸收泵(P0102A~E)用酸性水喷射吸收,吸收废水去 污水处理站处理,未吸收的尾气 G5-3 去废酸浓缩尾气吸收装置,经一级水吸收+三级液 碱吸收后,经排气筒排放,废吸收液去污水处理站处理。分馏塔水蒸汽产生的吸收废 水 W5-1 主要含酸、COD、苯、硝基苯类、硝基酚类。

浓缩液随重力下落至塔底浓缩锅(R0101)内加热,用来自外购天然气(F0101)经 减压、管道输送,在浓缩炉中与空气燃烧至 800-900℃加热浓缩锅(R0101),将浓缩液 加热至 315-320℃继续蒸发,蒸发形成的蒸汽再次进入分馏塔(T0101A~E)中进行汽液 分离。

浓缩锅(R0101)中浓缩液为成品浓缩硫酸,溢流至稀硫酸预热器(E0101A~E)中预热稀硫酸,然后进入浓缩硫酸冷却器(E0102A~E)中进行循环水冷却。经上述两级 冷却至 50℃后自流至浓缩硫酸储罐(V0115),去 罐区储存,再去苯二胺项目硝化工 序回用。蒸发残留的 76.2%废硫酸出售综合利用。

废硫酸浓缩装置在开车时采用浓缩硫酸运行正常后,再用稀硫酸进行浓缩。 浓缩炉燃烧废气直接通过 15 米高的排气筒排放。

(3)加氢还原单元 

该单元包括加氢还原、溶剂回收、脱水 3 个生产工序。

A 加氢还原工序

该工序核心设备为 8 台加氢釜(R2101a~h),进行的是混二硝基苯在镍催化剂的 作用下的催化加氢过程。

甲醇由罐区泵入甲醇中间槽(V2105a/b),再由中间槽泵入(R2101a~h)。将 混二硝基苯由二硝中间槽(V2106a/b)泵入至二硝计量槽(V2101a~h)。向催化剂槽(V2103a~h)中加入镍催化剂、甲醇,然后放入催化剂加料槽(V2102a~h),再加 入加氢釜(R2101a~h)。甲醇中间槽(V2105a/b)用水喷淋降温,呼吸管排气采用冷 凝+水封处理。二硝中间槽(V2106a/b)中的混二硝基苯上层有水封。

加料完毕用氮气对加氢釜(R2101a~h)及二硝计量槽(V2101a~h)进行三次置换(常温、0.8 MPa),再用来自本企业甲醇裂解制氢的氢气置换三次,缓冲罐压力≤ 1.8MPa。取样分析合格后,开搅拌。将混二硝基苯自二硝计量槽(V2101a~h)经质量 流量计慢慢加入加氢釜(R2101a~h),加氢釜(R2101a~h)与二硝计量槽(V2101a~ h)之间加有压力平衡管,同时向釜内通氢气至釜压至 1.4MPa,缓慢升温,当釜内氢气 压力下降时表明反应开始。

继续向釜中通入氢气,控制反应温度在 80℃左右、釜中压力≤1.6MPa,反应约 5 小时,混二硝基苯全部反应生成混二苯胺,此时氢气压力不再下降,停止通入氢气,在 80℃保温反应 1 小时,然后将釜温降至 55℃左右,静置 1 小时,沉淀分离催化剂,此时 釜中压力在 1.2MPa 左右。泄压排空至常压,再用氮气置换三次,置换结束,用氮气将 加氢物料压送至还原液过滤罐(V2105)过滤后,送至还原液中间槽(V2104a/b)。少量滤饼为失效催化剂,送有资质单位处理。

置换排出的氢气、氮气 G5-4 收集后集中排空,压料尾气经过还原液过滤罐(V2105), 用水喷淋塔吸收后,通过一个 10m 高的排气筒排放。

B 溶剂回收工序

该工序核心设备为 2 台脱醇塔(T3101a/b),进行的是加氢还原的还原液精馏回收 甲醇的过程。

将还原液中间槽(V2104a/b)中的还原液由输送泵经转子流量计控制流量进入脱醇 塔(T3101a/b),控制塔底温度在 120℃左右。物料在脱醇再沸器(E3101a/b)中加热, 加热介质为蒸汽,压力为常压,塔顶温度在 65-68℃左右。从塔顶部出来的甲醇经甲醇 冷凝器(E3102a/b)冷凝,再经过回流缓冲罐(V3104a/b),一部分甲醇进入塔顶回流, 由转子流量计按一定的回流比控制回流量。一部分甲醇经转子流量计检测流量,经甲醇 冷却器(E3103a/b)冷凝后进入甲醇中间槽(V2105a/b)循环套用。塔底物料为混合苯 二胺和水,进入脱醇液受槽(V3101A/B)。

甲醇冷却器(E3103a/b)出来的不凝气体 G5-5 主要包括甲醇、苯和水,接入还原车 间废气总管后,经过水喷淋+冷冻冷凝+活性炭吸附处理后,通过排气筒排放。

C 脱水工序 该工序核心设备为脱水蒸发器(E3201)、脱水塔(T3201)及脱微塔(T3301),进行的是脱醇液加热脱水的过程。 将脱醇液受槽(V3101A/B)中的物料由泵经转子流量计控制流量先进入脱水蒸发器(E3201)中,控制蒸发器温度在 150℃左右,再进入脱水闪蒸罐(V3201)。脱水闪 蒸罐(V3201)中压力为-0.095MPa,温度为 150℃左右,从脱水闪蒸罐(V3201)上的 脱水塔(T3201)顶部出来的物料经脱水冷凝器(E3202)冷凝后,进入废水槽(V3203a)。 废水槽(V3203a)中水汽经脱水真空缓冲罐(V3204)排出。塔底物料则为混苯二胺和 少量水,进入脱水液受槽(V3202a/b)。

将脱水液受槽(V3202a/b)中物料由泵经转子流量计控制流量进入脱微塔(T3301) 中进行二次脱水,控制塔底温度在 150℃左右,物料在脱微再沸器(E3301)中加热,加热介质为蒸汽,塔中压力为-0.095MPa,塔顶温度在 60℃左右,从塔顶部出来的物料 经脱微冷凝器(E3302)冷凝后,进入黑水受槽(V3303),黑水受槽(V3303)中的水 汽经脱微真空缓冲罐(V3304)排出。黑水受槽(V3303)中的黑水 W5-3 主要含 COD、 苯及苯胺类,泵入脱醇液受槽(V3101A/B),塔底物料泵入脱微液受槽(V3301a/b)。

脱水真空缓冲罐(V3204)和脱微真空缓冲罐(V3304)排出的水汽 G5-6 主要包括 甲醇、苯和水,目前直接排空。

(4)脱焦及产品精馏单元 

该单元包括脱焦、产品精馏 2 个生产工序。

A 脱焦工序

该工序核心设备为混胺脱焦塔(T4501),进行的混苯二胺加热脱去重组份杂质的 过程。从脱微液受槽(V3301a/b)中,将脱微由泵经转子流量计控制流量进入混胺脱焦塔(T4501)中,物料在混胺脱焦再沸器(E4501)中加热,加热介质为导热油,控制塔底 温度≤220℃,塔中压力为-0.095MPa。塔顶物料经过混胺脱焦塔冷凝器(E4502)冷凝, 再经过混胺脱焦回流罐(V4506),一部分回流到塔顶,一部分经混胺阻气罐(V4507) 进入间胺塔原料槽(V4101a/b)。塔底物料进入混胺蒸渣釜(R4501)中。

控制混胺蒸渣釜(R4501)温度≤220℃,釜压-0.095MPa,釜中轻组份物料经混胺 蒸渣塔(T4502),由混胺蒸渣塔冷凝器(E4504)冷凝,进入混胺阻气罐(V4507), 再到间胺塔原料槽(V4101a/b),釜底物料焦油 S5-1 进入移动式渣槽,作为固废外送处 理。

混胺脱焦塔(T4501)及混胺蒸渣塔塔顶排出的不凝气 G5-7 中含混苯二胺及水,接 入精馏车间废气总管中,经水吸收+冷冻冷凝+活性炭吸附后,通过排气筒排放。

B 间胺精馏工序

该工序核心设备为 2 台间胺塔(T4101a/b),进行的是混苯二胺精馏分离出间苯二 胺,间苯二胺继续精馏脱去重组份杂质的过程。

将间胺塔原料槽( V4101a/b)中物料由泵经转子流量计控制流量进入间胺塔 (T4101a/b)中,控制塔底温度≤220℃,塔中压力为-0.095MPa,塔顶部轻组份经塔顶 间胺塔冷凝器(E4102a/b)冷凝,进入间胺塔回流罐(V4106a/b),一部分物料进入塔 顶回流,一部分物料进入邻、对接收槽(V4103a~d),到邻胺塔原料槽(V4201)。 塔底物料泵入粗间胺接收槽(V4102a~d),再进入粗胺中间槽(V4104a/b)。

塔底物料由粗胺中间槽(V4104a/b)泵入间胺脱焦塔(T4401),控制塔底温度≤ 220℃,塔中压力为-0.095MPa。塔顶物料经过间胺脱焦塔冷凝器(E4402)冷凝,再经 过间胺脱焦回流罐(V4406),一部分回流到塔顶,一部分到成品间胺槽(V4402a/b/c) 得间苯二胺成品。塔底物料进入间胺蒸渣釜(R4401)中。

控制蒸渣釜温度≤220℃,釜压-0.095MPa,间胺蒸渣釜中轻组份物料经间胺蒸渣塔(T4402),由间胺蒸渣塔冷凝器(E4404)冷凝,为不合格品,进入间胺蒸渣接收槽(V4403)后返回粗胺中间槽(V4104a/b),釜底物料焦油 S5-2 进入移动式渣槽,作为 固废外送处理。间胺塔、间胺脱焦塔、间胺蒸渣塔塔顶排出的不凝气 G5-8 中含混苯二胺及水,接入 精馏车间废气总管中,经水吸收+冷冻冷凝+活性炭吸附后,通过排气筒排放。

C 邻胺精馏工序 该工序核心设备为邻胺塔(T4201),进行的是通过精馏将邻苯二胺和对苯二胺进行分离的过程。 将邻胺塔原料槽(V4201)中物料由泵经转子流量计控制流量进入邻胺塔(T4201)中,控制塔底温度≤200℃,塔中压力为-0.095MPa,塔顶部轻组份经邻胺塔冷凝器(E4202)冷凝,经过邻胺塔回流罐(V4206),一部分物料进入塔顶回流,一部分物 料进入邻胺接收槽(V4202a/b),再进入邻位切片机(X4201a/b),经切片得邻苯二胺 成品。塔底物料泵入对胺接收槽(V4203),再进对胺切片机(X4202),经切片得对 苯二胺成品。邻胺塔回流罐(V4206)中气体组分经邻胺塔尾冷器(E4203a/b)去邻、 对回收槽(V4002)。

邻胺塔(T4201)顶排出的不凝气 G5-8 中含混苯二胺及水,接入精馏车间废气总管 中,经水吸收+冷冻冷凝+活性炭吸附后,通过排气筒排放。

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