苯胺毕业设计

摘要

本设计综述了国内外苯胺生产的工艺及其发展前景。在对苯胺的各种生产工艺进行详细比较的基础上，选择了硝基苯气相加氢流化床生产技术。

首先，对年产5万吨苯胺的工艺流程进行了设计，主要分为两个工段，分别是反应工段和精制工段。其次，进行了物料衡算和热量衡算，在此基础上进行了反应器、精馏塔的设计，并绘制了反应器、塔的设备装配图、工艺流程图及带控制点的工艺流程图等。最后对本次设计进行了经济、环保和安全评价。

关键词：硝基苯；苯胺；精馏；流化床

Abstract

The aniline production processes and its developments at home and abroad were reviewed and summarized in this thesis. Based on the detailed comparison of the various production processes of aniline, the technology of producing nitrobenzene and the hydrogen gas phase fluidized bed is selected.

First, the annual output of 50000 tons of aniline process design, mainly divided into two sections, respectively is the reaction section and refining section. Secondly, the material balance and heat balance, on the basis of this were reactor and distillation column design, and the mapping of the reactor, tower equipment assembly drawings, process flow chart and control of process flow diagram etc. Finally, the design of the economic, environmental protection and safety evaluation.

Keywords nitrobenzene; aniline; distillation; fluidized bed

目录

第一章绪论 (4)

1.1苯胺概述 (4)

1.2 国内外苯胺产能及市场分析 (5)

1.3原料与产品的性质 (7)

第二章苯胺生产方案的确定 (10)

2.1 产品品种、规格、质量指标及拟建规模 (10)

2.2 产品规格、质量指标 (10)

2.3 苯胺制取方法比较 (10)

2.4 工艺路线的选择 (13)

第三章物料衡算与能量衡算 (15)

3.1.物料衡算 (15)

第四章苯胺生产的设备设计与选型 (23)

4.1 反应器设计 (23)

4.2 精馏塔的设计 (27)

第五章非工艺部分 (38)

5.1 公用工程 (38)

5.2 安全防火 (39)

第六章环境保护与安全措施 (41)

6.1本设计采用的环境保护标准 (41)

6.2 生产分析 (41)

6.3三废治理 (42)

6.4 危险性物料主要物性图 (42)

6.5 危险性分析及对策 (43)

第七章5万吨/年苯胺生产的经济评估 (45)

7.1 项目总投资估算 (45)

7.2 财务评价 (45)

7.3评价结果 (48)

第八章结论 (49)

第一章绪论

1.1苯胺概述

苯胺，俗名阿林尼油，无色油状液体，有较强烈的气味，有毒，密度1021.6kg/m3，熔点-6.2℃，沸点184.4℃，暴露空气中或在日光下变成棕色。稍溶于水，能与乙醇、乙醚、苯混溶；有碱性，能与盐酸(或硫酸)反应生成盐酸(或硫酸)盐；能起卤化、重氮化等反应。苯胺是重要的有机化工原料，大量应用于染料、医药、炸药，香料、橡胶硫化促进剂、药品等行业，尤其是可作为聚氨酯产品MDI的原料。苯胺衍生物甲苯胺、枯胺、甲基枯胺和二甲代苯胺作为原料时，可以增加显影剂、农业试剂的效用。苯胺是重要的有机化工基本原料，主要用于生产聚氨酯，其用量发达国家达到总耗量的70%，年增长率8%。还可直接合成二苯胺、4-硝基二苯胺、环己胺，N-甲基苯胺等产品，另外还有延伸产品达数百种之多。苯胺被广泛用于聚氨酯、橡胶助剂、染料、医药、农药和特种纤维等行业。

苯胺工业化生产路线主要有三条：1.硝基苯催化加氢法2.苯酚氨化法3.硝基苯铁粉还原法。采用硝基苯铁粉还原法会产生大量含苯胺的废水和难以处理的铁泥污染大能耗高，因此该法现已基本淘汰。该法能联产氧化铁颜料，国外极少数企业如美国拜耳莫贝公司采用该法，同时联产苯胺。苯酚氨化法同时联产二苯胺，苯酚价格一直起伏不定，该法生产成本高于硝基苯催化加氢法。国外仅日本三井油化公司采用该方法，美国罗比肯公司的装置因成本问题已停产。当前全球苯胺生产工艺主要为硝基苯催化加氢法，约占总产能的90%左右。我国绝大部分企业采用硝基苯催化加氢法生产苯胺。

苯胺有很强的毒性，能渗透皮肤至血液，口服15滴致死。因此在生产过程中废水、废气和废渣中苯胺的含量都有相应的标准，要严格控制三废中苯胺含量。

1.2 国内外苯胺产能及市场分析

1.2.1 国外产能及市场

国外随着西方经济复苏对聚氨酯(MDI)需求的不断增加, 苯胺生产能力和产量增长很快, 目前生产能力已经超过300万t /a。世界范围来看，苯胺的生产主要集中在美国、西欧和日本, 其生产能力能占到世界苯胺总生产能力的80%。消费也主要集中在美国、西欧以及日本等发达国家和地区, 尽管世界上苯胺主要生产企业正在不断扩大其生产规模和提高生产装置的生产能力, 但产量仍不能满足日益增加的市场需求。

综观世界范围苯胺的消费与需求, 美国、西欧和日本等发达国家和地区进入稳定发展阶段, 东欧地区未来也将会保持相对稳定增长的态势, 东欧苯胺增长主要用于橡胶助剂和医药生产领域, 而新的投资和消费方向将主要集中在中东和远东地区, 尤其是中国、印度和中东一些发展中国家成为苯胺需求增长最快国家和地区, 2003年亚洲地区( 除日本, 下同) 苯胺需求约为33万t, 比2000年的23万t 增长了43%, 随着亚洲地区多套的世界级的聚氨酯（MDI）的开工建设,未来几年，亚洲地区的苯胺需求增长率将会达到25%, 远远高出世界的平均水平。

1.2.2 国内产能及市场

国内目前我国苯胺的主要生产企业有20多家, 总生产能力大约为29wt/a, 总产量约为18 wt/a ，生产工艺主要采用硝基苯催化加氢法, 其中生产规模达到2 wt /a以上的企业有4家, 生产能力合计为15.2 wt/ a, 约占全国苯胺总生产能力的53% ; 生产规模为1万t/a的生产企业有10家, 生产能力大约占全国苯胺总生产能力的35% ; 其余规模企业生产能力合计为3.4wt /a, 约占全国苯胺总生产能力的12%。近年来, 由于我国的聚氨酯工业对主要原料MDI的市场需求潜力巨大, 一些国际知名的跨国公司纷纷与中国有关企业合资兴建大型MDI生产装置, 亨兹曼公司、巴斯夫公司将联合日本聚氨酯公司与中国合作在上海建设16 wt /a MD I 生产装置, 同时配套16 wt /a的苯胺生产装置, 吉林化学工业股份有限公司染料厂将该厂现有生产能力扩建至11. 6 wt /a, 江苏南京化学工业(集团)公司磷肥厂已将其苯胺生产能力扩建到3 wt /a。由于我国苯胺产量不能满足国内实际生产的需求, 每年进口2 万t /a 左右, 同时, 我国苯胺也有少量出口。