自20世紀以來,最常用生產(chǎn)苯胺的方法是硝基苯催化加氫法,為了適應(yīng)國家新型政策要求,加強對環(huán)境的保護和資源的節(jié)約利用,不斷地對苯胺生產(chǎn)工藝進行詳細研究與開發(fā),確保硝基苯氣相催化法生產(chǎn)苯胺工藝綠色化生產(chǎn)。以10萬噸/年苯胺產(chǎn)量,使用硝基苯、氫氣作為原料,其中氫氣可以自產(chǎn)。首先在流化床反應(yīng)器內(nèi)原料硝基苯催化加氫發(fā)生還原反應(yīng)生成苯胺,然后經(jīng)過一系列的脫水、精制等過程生成產(chǎn)品苯胺。通過利用Aspen Plus化工流程模擬軟件建立苯胺生產(chǎn)工藝流程,并通過對苯胺生產(chǎn)工藝流程中所含的物質(zhì)性質(zhì)以及流程特征,選取了適合苯胺生產(chǎn)工藝流程的單元模塊以及物性方法,選用的物性方法為NRTL。然后對苯胺生產(chǎn)工藝流程進行設(shè)計以及模擬計算。為了使苯胺生產(chǎn)工藝流程達到最佳狀態(tài),以及得到符合標準的苯胺產(chǎn)品,對苯胺生產(chǎn)工藝流程中的工藝參數(shù)及條件進行不斷的調(diào)試。對苯胺生產(chǎn)過程系統(tǒng)中的換熱網(wǎng)絡(luò)進行設(shè)計與優(yōu)化。在流化床內(nèi)進行硝基苯催化加氫反應(yīng),選用合適的氫氣和硝基苯摩爾比為10:1,最終使得原料硝基苯的轉(zhuǎn)化率達到99%。對苯胺生產(chǎn)工藝中各個單元進行優(yōu)化分析,經(jīng)過優(yōu)化后,脫水塔、廢水塔以及精餾塔確定最佳理論塔板數(shù),最佳回流比等。優(yōu)化... 

【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

019年苯胺下游產(chǎn)品消耗占比圖

青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文7圖1-22005~2019年國內(nèi)苯胺產(chǎn)能趨勢圖Figure1-2Trendchartofdomesticanilineproductioncapacityfrom2005to2019由上圖可以看出，2005~2016年我國苯胺產(chǎn)能迅速增加，2016~2017年苯胺產(chǎn)能處于平穩(wěn)狀態(tài)，并達到了歷史的最高點。但在2017~2019年起，苯胺產(chǎn)能的增長趨勢逐漸減緩。隨著國內(nèi)苯胺新建裝置投產(chǎn)，國內(nèi)苯胺供應(yīng)迅速增加，苯胺生產(chǎn)在發(fā)展的過程中，由于下游產(chǎn)品MDI對其需求量的加大，即使苯胺生產(chǎn)有著很大的發(fā)展?jié)摿Γ瑖鴥?nèi)生產(chǎn)企業(yè)也需要考慮其生產(chǎn)利潤和成本。目前，苯胺生產(chǎn)行業(yè)應(yīng)該圍繞著MDI大型企業(yè)發(fā)展，賺取相應(yīng)的利潤及成本。在大力進行苯胺生產(chǎn)的同時，苯胺生產(chǎn)工藝過程中應(yīng)緊緊追隨、積極響應(yīng)國家提倡的環(huán)保、安全以及節(jié)能等方面的號召，并采取相應(yīng)的措施，在安全保證的前提下，改善并創(chuàng)新新型生產(chǎn)工藝，是發(fā)展過程中必不可少的重要環(huán)節(jié)之一。這樣才不會被國家淘汰，被企業(yè)淘汰。所以，技術(shù)的創(chuàng)新，產(chǎn)品質(zhì)量提升以及環(huán)保安全的工藝研究與開發(fā)是時代的要求，也是苯胺生產(chǎn)的發(fā)展方向，并有效提高苯胺生產(chǎn)工藝在國內(nèi)的生產(chǎn)企業(yè)的競爭力。1.3苯胺生產(chǎn)技術(shù)概況苯胺生產(chǎn)工藝是在1857年開始的。到目前為止，國內(nèi)外苯胺生產(chǎn)工藝方法較為成熟，主要的方法有：硝基苯催化加氫法，苯酚氨化法，硝基苯鐵粉還原法[14]。硝基苯鐵粉還原法是苯胺生產(chǎn)最先采用的生產(chǎn)工藝，在生產(chǎn)過程中由于苯胺廢水的大量產(chǎn)生，設(shè)備被腐蝕程度嚴重，消耗大量的鐵粉，“三廢”污染問題以及后期處理困難的大量的鐵泥等不足，所以此方法在20世紀50年代后被國內(nèi)外基本淘汰，美國拜耳莫貝公司利用硝基苯鐵粉還原法生產(chǎn)氧化鐵的顏料，并生產(chǎn)苯胺，因此在國外極少數(shù)企業(yè)使用；1962年生產(chǎn)苯胺的方法是苯酚氨化法，1970年實現(xiàn)了苯酚氨化法的投?

苯胺生產(chǎn)工藝過程研究與開發(fā)14表1-4流化床氣相催化加氫工藝與固定床氣相催化加氫工藝對比Table1-4Comparisonofgas-phasecatalytichydrogenationprocessinfluidizedbedandfixedbed對比項目流化床氣相催化加氫工藝固定床氣相催化加氫工藝氫/硝基苯（摩爾比）催化劑活性催化劑消耗指標（kg/t）技術(shù)可靠性工藝傳熱狀況安全環(huán)保9:1活性較好0.2~0.5高控制反應(yīng)溫度環(huán)保1:1~6:1容易失活1~1.4高容易局部過熱環(huán)保性差由上表1-4得知，流化床氣相催化加氫工藝與固定床催化加氫工藝在產(chǎn)品質(zhì)量，純度與能耗等方面指標相似，但在催化劑消耗指標、催化劑活性以及工藝傳熱狀況方面存在一些差異。固定床催化加氫工藝過程由于傳熱效果差，容易造成局部過熱，從而使工藝條件苛刻，最重要的是給工藝過程帶來安全隱患，而流化床氣相催化加氫工藝在固定床的基礎(chǔ)上極大改善了工藝過程中傳熱效果，使工藝過程的安全性提高。在國內(nèi)，流化床氣相催化加氫工藝已成為生產(chǎn)苯胺主要工藝，并在工藝過程中對反應(yīng)設(shè)備，工藝裝置不斷地改進與開發(fā)，從而滿足國內(nèi)外對苯胺的需求[31]。1.4.1苯胺生產(chǎn)改造前工藝1.工藝流程圖圖1-3改造前苯胺工藝流程Figure.1-3Anilineprocessflowbeforemodification從上圖可知，硝基苯與氫氣進入流化床反應(yīng)器前，硝基苯經(jīng)過預(yù)熱、氣化，而氫氣經(jīng)過換熱，在硝基苯與氫氣反應(yīng)過程中，混合氣體通過流化床反應(yīng)器的頂部流出，氣液兩相分離是經(jīng)過換熱后而實現(xiàn)的，分離后得到苯胺和水，將多余的氫氣進行加壓操作，以實現(xiàn)循環(huán)使用，而粗苯胺則經(jīng)過精制后得到成品苯胺。2.苯胺節(jié)能改造工藝流程[32]


本文編號：3351415