【正文】 ， MDI 的需求急劇增 長，需要 MDI 級苯胺。 在苯胺的下游產(chǎn)品中，環(huán)己胺、香蘭素、對苯二酚、橡膠助劑等產(chǎn)品。在醫(yī)藥工業(yè)中，以苯胺為原料生產(chǎn)的藥品主要有兩大類，一種是磺胺類抗菌藥，另一種是安替比林類鎮(zhèn)痛藥。用于生產(chǎn)炸藥穩(wěn)定劑的二苯胺，生產(chǎn)香蘭素的 N,N二甲基苯胺，生產(chǎn)橡膠防老劑、染料中間體及感光材料的對苯二酚等。再以硝基苯為原料，采用流化床法，以 Cu/硅膠為催化劑，制得苯胺。在采用流化床法制苯胺過程中，具有：（ 1）工藝成熟；（ 2）苯胺產(chǎn)率大于 99%（ 3）反應(yīng)熱可用于蒸汽（ 4）可避免因局部過熱引起副反應(yīng)和催化劑失活。稍溶于水，能與乙醇、乙醚、苯混溶；有堿性，能與鹽酸 (或硫酸 )反應(yīng)生成鹽酸(或硫酸 )鹽；能起鹵化、重氮化等反應(yīng)。此外，苯胺還可以用作溶劑和其它化工原料。是 重要的有機(jī)化工基本原料之一，主要用于生產(chǎn)聚氨酯（ MDI），其用量發(fā)達(dá)國家達(dá)到總耗量 70%，年增長率 8%。廣泛用于聚氨酯、橡膠助劑、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥和特種纖維等行業(yè)。采用硝基苯鐵粉還原法會(huì)產(chǎn)生大量含苯胺的廢水和難以處理的鐵泥，因此該法現(xiàn)已基本淘汰。苯酚氨化法同時(shí)聯(lián)產(chǎn)二苯 胺，由于苯酚價(jià)格一直起伏不定，生產(chǎn)成本高于硝基苯催化加氫法。目前全球苯胺生產(chǎn)工藝主要為硝基苯催化加氫法，約占總產(chǎn)能的 90%左右。 國內(nèi)市場分析 我國苯胺廣泛應(yīng)用于聚氨酯、橡膠助劑、染（顏）料、農(nóng)藥、醫(yī)藥及特種纖維等領(lǐng)域。 MDI：我國苯胺主要用于橡膠助劑、染（顏）料、醫(yī)藥、農(nóng)藥生產(chǎn)，目前用于 MDI 生產(chǎn)的消費(fèi)量不足總消費(fèi)量的 30%。 橡膠助劑：橡膠助劑是苯胺的一個(gè)主要消費(fèi)領(lǐng)域，約占國內(nèi)苯胺消費(fèi)量的25%，苯胺主要用于生產(chǎn)輪胎等橡膠制品的防老劑、增塑劑、抗氧劑、抗臭氧劑、硫化劑、促進(jìn)劑、穩(wěn)定劑、活性劑等多種橡膠助劑。 染料行業(yè)：合成染料也是消耗苯胺的大戶，在國內(nèi)，苯胺在該行業(yè)的消費(fèi)比例在 15%左右。有百余種染料直接消耗苯胺。 醫(yī)藥、農(nóng)藥：醫(yī)藥、農(nóng)藥是消耗苯胺的另一種重要行業(yè)。目前這一領(lǐng)域苯胺消費(fèi)量占國內(nèi)苯胺總消費(fèi)量的 10%。 國內(nèi)生產(chǎn)狀況 我國苯胺生產(chǎn)始于 1953 年，吉林化工公司染料廠首先采用硝基苯鐵粉還原法生產(chǎn)苯胺。 2020 年吉林化工公司與清華大學(xué)聯(lián)合開發(fā)了4500mm 反應(yīng)器，使苯胺單系列產(chǎn)能達(dá) 70Kt/a， 2020 年 4月蘭州石化利用該技術(shù)也建成了 70Kt/a 裝置。截至2020 年末，我國苯胺產(chǎn)能已達(dá) 萬噸，實(shí)際產(chǎn)量達(dá) 50 萬噸。統(tǒng)計(jì)還表明，我國 2020 年苯胺消費(fèi)構(gòu)成中 MDI 占首位， 達(dá) 萬噸，占 %；第二位是染料 萬噸，占 %；第三位是橡膠助劑， 萬噸，占 %；其余依次為環(huán)已胺 3 萬噸（ %）、醫(yī)藥 萬噸（ %）、二苯胺 萬噸（ %）、農(nóng)藥 萬噸（ %）、其它用途 萬噸（ %）。近年來受原料供應(yīng)、規(guī)模、成本等多種因素影響，中小型苯胺生產(chǎn)企業(yè)的處境 越來越窘迫，很多幾年前曾經(jīng)生產(chǎn)苯胺的中小型企業(yè)有的已經(jīng)停產(chǎn)，有的則實(shí)行合并來擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，所以目前生產(chǎn)苯胺的企業(yè)基本都是萬噸以上規(guī)模的企業(yè)詳請參見 我國苯胺 部分 生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)能力 表。但隨著眾多純苯下游裝置（苯乙烯、苯酚、丙酮等）的新擴(kuò)建，國內(nèi)純苯市場供需平衡的格局將會(huì)被逐漸打破。 總的來說預(yù)計(jì)今后幾年，苯胺的價(jià)格會(huì)隨著成本的影響而保持在一個(gè)相對較高的水平，但是受市場供求關(guān)系影響，以及市場競爭的日趨激烈，苯胺成品價(jià)格難以有大幅的上升，且上升到一定程度將會(huì)趨于平緩，苯胺的利潤空間也將會(huì)縮小。苯胺微溶于水，能與乙醇、乙醚、丙酮、四氯化碳以及苯混溶，也可溶于溶劑汽油。苯胺有毒，在空氣中的最大允許濃度為 5 10－６ （體積）。 （ 3）苯胺產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 表 3 苯胺產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo) 指標(biāo)名稱 指 標(biāo) 優(yōu)級品 一級品 合格品 外觀 無色至淺黃色透明液體，貯存時(shí)顏色允許變深 干品結(jié)晶點(diǎn)℃ min min min 苯胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)， % min min min 水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)， % max max max 硝基苯質(zhì)量分?jǐn)?shù)， % max max max 低沸物質(zhì)量分?jǐn)?shù)， % max max max 高沸物質(zhì)量分?jǐn)?shù)， % max max max 由于 MDI 對苯胺質(zhì)量要求較高，新建苯胺生產(chǎn)企業(yè)對成品質(zhì)量控制均按 MDI要求來控制，因此本項(xiàng)目苯胺成品內(nèi)控指標(biāo)請見表 4。 （ 3）生產(chǎn)方法和工藝參數(shù) 采用絕熱硝化、加氫還原法： 四、設(shè)計(jì)任務(wù) 主要任務(wù)包括： 一． （學(xué)號后三位數(shù) *1000）噸 /年 苯胺≥ % 二、按規(guī)定完成車間初步設(shè)計(jì) 五、技術(shù)資料 （ 1）結(jié)合文獻(xiàn)資料對絕熱硝化法制硝基苯、硝基苯催化加氫制苯胺的工藝流程和設(shè)備進(jìn)行了解；編制工藝操作規(guī)程。 六、進(jìn)度安排 序號 設(shè)計(jì)內(nèi)容 所用時(shí)間 1 查閱資料 3 天 2 工藝計(jì)算（物料衡算，熱量衡算，設(shè)備選型） 4 天 3 帶控制點(diǎn)流程圖 3 天 4 填寫一覽表 2 天 5 整理打印裝訂設(shè)計(jì)說明書等有關(guān)資料 2 天 合 計(jì) 14 天 七、設(shè)計(jì)教材及主要參考資料 1．《化工設(shè)計(jì)》第二版，陳聲宗主編，北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 年 2．《化工工藝設(shè)計(jì)手冊》第四版 上下冊，中國石化集團(tuán)上海工程有限公司編，北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 年 3． HG/T206882020 化工工廠初步設(shè)計(jì)文件內(nèi)容深度規(guī)定 4．《化工設(shè)計(jì)概論》，胡慶福主編 ，北京：科學(xué)技術(shù)出版社， 1989 年 5．《化工工藝設(shè)計(jì)概論》，李崇岳主編，天津：天津大學(xué)出版社， 1994 年 5.《化工設(shè)計(jì)》，黃英主編， 科學(xué)出版社 6.《化工設(shè)計(jì)》，劉榮杰主編，中國石化出版社 材料來源、動(dòng)力及區(qū)域環(huán)境等情況說明 材料來源： 表 5 材料來源表 序號 名稱 來源 1 苯 煉油廠、外購 2 硝酸 硝酸廠 3 硫酸 硫酸廠 4 液堿 電石廠 5 氫氣 乙烯廠、有機(jī)合成廠、化肥 廠 6 觸媒 吉化公司研究院 動(dòng)力及區(qū)域環(huán)境 ： 裝置由工藝生產(chǎn)裝置（ 硝基苯單元、苯胺單元）、儲運(yùn)設(shè)施（化苯庫、硝酸罐區(qū)、成品庫及鐵路）、輔助設(shè)施（綜合樓、冷凍站、循環(huán)水站、空壓站）、公用工程等組成。 表 6 裝置組成表 序號 單元名稱 備注 一 生產(chǎn)裝置 1 硝基苯單元 新建 2 苯胺單元 新建 二 儲運(yùn)設(shè)施 1 成品庫 新建 2 化苯庫 新建 3 硝酸罐區(qū) 新建 4 鐵路 改造 三 輔助設(shè)施 1 綜合樓（化驗(yàn)室、配電室、控制室、生活間） 新建 2 冷凍站 新建 3 循環(huán)水站 新建 4 空壓站 改造 四 公用工程 1 給排水管網(wǎng) 新建 2 工藝及供熱外管 新建 表 7 苯胺裝置消耗定額表（以每噸苯胺計(jì)） 序號 名稱 規(guī)格 單位 消耗定額 消耗量 備注 每小時(shí) 每年 1 原料及催化劑 苯 % t 59630 硝酸 60% t 硫酸 % t 液堿 32% t 氫氣 % t 810Nm3 7875 56700000 觸媒 t 28 2 公用工程 循環(huán)水 t 18375000 低溫水 t 1421000 過濾水 t 35000 生活水 t 35000 脫鹽水 t 2807 儀表空氣 Nm3 686000 氮?dú)? Nm3 319900 電 kWh 154 10780000 低壓蒸汽 () t 45500 中壓蒸汽 () t 52500 低壓蒸汽 () t 133000 表 8 建、構(gòu)筑物建筑面積和占地面積 (m2) 序號 名 稱 層數(shù) 總高度 （ m） 結(jié)構(gòu) 型式 建筑面積 （ m?） 占地面積 (m?) 備注 1 綜合樓 4 15 框架 1260 315 2 硝基苯單元 3 20 鋼框架 2400 800 甲類 3 精制工段 3 21 框架 900 300 丙類，僅一層封閉 4 還原工段 3 21 框架 900 300 甲類，僅一層封閉 5 氫壓機(jī)廠房 1 12 排架 735 735 甲類 6 苯胺成品庫 1 15 排架 600 600 丙類 7 硝酸罐區(qū) 磚圍堰 475 乙類 8 化苯庫 1 8 排架 1104 1104 甲類 9 冷凍站 1 15 排架 464 464 乙 類 合計(jì) 8363 5093 其他 原材料以輔助材料規(guī)格 表 9 萬噸 /年苯胺裝置所需原料和輔助原料數(shù)量表 序號 名稱 單位 年用量 備 注 1 苯 t/a 104778 2 硝酸 t/a 3 硫酸 t/a 4 液堿 t/a 514 5 氫氣 MNm3/a 60 萬噸 /年 表 10 萬噸 /年苯胺裝置所需原料和輔助原料規(guī)格表 序號 名 稱 項(xiàng) 目 單 位 技 術(shù) 指 標(biāo) 1 石油苯 （ GB340589） 外觀 苯 顏色（ HaZer 單位 鉑鈷色號） 密度（ 20℃） 餾程范圍 酸洗比色 噻酚 中性試驗(yàn) 結(jié)晶點(diǎn)（干基） 硫的含量 脂肪族化合物 %（ wt） g/cm3 ℃ 號 ppm ℃ ppm % 透明液體，無色不溶于水及機(jī)械雜質(zhì) 不深于 20 ～ ～ 不深于 4 不大于 中性 ＞ 2 3 濃硫酸 (GB53489) 硫酸含量 灼燒殘?jiān)? 鐵含量 透明度 色度 %（ wt） %（ wt） %（ wt） mm mt ≥ ≤ ≤ ≥ 50 ≤ 4 硝酸 硝酸含量 亞硝酸含量 鐵含量 氯 石墨 %（ wt） %（ wt） ppm ppm ppm ppm 5068 ＜ 100 ≤ 10 ≤ 10 ≤ 10 5 液體氫氧化鈉 (GB20984) 氫氧化鈉 碳酸鈉 氯化鈉 三氧化二鐵 氯酸鈉 氧化鈣 %（ wt） %（ wt） %（ wt） %（ wt） %（ wt） %（ wt） ≥ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ 乙烯項(xiàng)目 6 觸媒 t/a 6 氫氣 H2 CO+CO2 總硫 % （ v） ppm ppm 100 表 11 萬噸 /年苯胺裝置所需輔助材料規(guī)格表 名稱 項(xiàng)目 指標(biāo) 分析方法 材料標(biāo) 準(zhǔn) 觸媒 (以硅膠為載體之銅觸媒 ) 外觀形態(tài) 藍(lán)綠球型固體 目測 JHCN03 含銅量 %（ wt） 16~18 GB6678 GB6679 水份 %（ wt） 5 粒度 (目 ) 20~140 目 堆積密度(kg/m3) 580~620 耐磨強(qiáng)度 % 90 比表面積 m2/g 350~400 單程壽命 (小時(shí) ) 1000 孔容積 ml/g 活性 轉(zhuǎn)化率 %，選擇率 99% 本項(xiàng)目實(shí)施后主要產(chǎn)品產(chǎn)量為 萬噸 /年苯胺。 MDI 級苯胺產(chǎn)品規(guī)格見下表。公司實(shí)行全員聘用制和勞動(dòng)合同制度，設(shè)置將精干、簡單、適用、透明、高效的管理機(jī)構(gòu)。 工廠分設(shè)生產(chǎn)部、技術(shù)開發(fā)部、營銷部、計(jì)財(cái)部、行政管理部、政治部、質(zhì)保安全部七個(gè)部門，其中公司的質(zhì)保安全部門負(fù)責(zé)化驗(yàn)室、環(huán)保監(jiān)測站以及消防站；生產(chǎn)統(tǒng)一負(fù)責(zé)進(jìn)行生產(chǎn)裝置、輔助設(shè)施和公用工程的生產(chǎn)調(diào)度和技術(shù)管理。根據(jù)國務(wù)院規(guī)定，每周實(shí)行 40 小時(shí)工作制，因此生產(chǎn)車間按四班制，操作運(yùn) 行按五班配備人員即五班四輪制 。 化學(xué)方程式為： 在工藝過程中，循環(huán)硫酸用泵從硫酸泵罐中抽出，同加入的硝酸混合成含有3~%硝酸、 %~%硫酸和 28%~37%水組成的反應(yīng)器中。進(jìn)料速度一般為大于理論值的 10%，以保證硝酸的完全轉(zhuǎn)化。由于反應(yīng)溫度的升高，加快了反應(yīng)速度，從而允許使用比常規(guī)系統(tǒng)稀的廢酸進(jìn)行生產(chǎn)。 主要操控指標(biāo)如下表： 表 15 主要操控指標(biāo) 序號 名稱 指標(biāo) 1 操作壓力 大氣壓 2 操作溫度 90~136℃ 3 停留時(shí)間 分鐘 4 廢酸濃度 % 5 收率 % 6 產(chǎn)品