某铝业高科技公司苯胺项目可行性研究报告

东营金茂铝业高科技有限公司60kt/a苯胺项目可行性研究报告1 总论1.1 概述1.1.1 项目名称、主办单位名称及企业性质项目名称： 60kt/a苯胺项目建设性质：新建项目建设单位：东营金茂铝业高科技有限公司法人代表：孙钦昌1.1.2 编制依据和原则1.1.2.1 编制依据1）东营金茂铝业高科技有限公司关于东营金茂铝业高科技有限公司60kt/a苯胺项目可行性研究报告编制委托书。2）可行性研究报告编制的内容和深度按照化计发（1997）426号文颁布的化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定。3）东营金茂铝业高科技有限公司等提供的有关资料。4）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）。5)国家计划委员会、建设部计投资1993530号关于印发建设项目经济评价方法与参数的通知及建设项目经济评价方法与参数（第二版）。6)中石化石油化工项目可行性研究报告编制规定（2001年版）。1.1.2.2 编制原则（1）项目产品方案合理，产品规格能满足市场需求，有较好的经济效益。（2）生产技术成熟、可靠、经济，生产设备先进，性能稳定，价格合理。（3）严格按照国家有关环境保护等“三同时”法规，根据项目具体情况提出环保治理和安全生产等措施。1.1.3 项目提出的背景、投资的经济意义1.1.3.1项目背景东营金茂铝业高科技有限公司创建于2001年6月份，现已发展成为拥有总资产6亿元，职工600多人，占地1000多亩，集铝粉、铝银浆、铝粉颜料、离子膜烧碱等生产为一体的化工企业。公司位置地处东营经济开发区一类工业园，为股份制企业，公司设备根据技术要求专业制造，其核心技术性设备由国外进口，现形成了年生产铝粉20000吨、铝银浆3000吨的能力；公司自主经营，独立核算，法人代表：阎桂林），具有多年的生产管理经验和较高的经营管理意识，并在社会上取得较好信誉。现生产的产品具有科技含量高，附加值高等特点；是中国科学院最新研究开发，具有世界领先水平的微细球型铝粉，雾化技术和离心技术，以及以微细球粉为原料，应用国内最先进技术生产国内外市场最畅销的高级铝粉颜料。现在产品销往全国各大城市和地区，部分产品出口到日本、德国、爱莎尼亚、拉托维亚等国家。高级铝粉颜料项目是从中国科学院引进的具有国际领先水平的高科技项目，该项目打破了美国杜邦公司、德国、日本东洋里发达资本主义国家一统天下的局面，虽然资本主义国家同样采用了有惰性气体保护的生产工艺，该公司与中国科学院合作，形成了独特的生产工艺，这就是在惰性气体保护下将氮气雾化制粉、粉体冷却、粒度分级、气力输送、气体制备联为一体，形成了封闭系统的新工艺，微正压操作，防止空气进入系统，并有氧含量监测报警系统，做到了整个生产过程安全可靠。彻底解决了空气雾化技术生产铝粉，所造成时有爆炸火灾发生的局面。因有惰性气体循环使用，大大的降低了成本，产品质量也有了大的提高。并在吸粉收率方面也高于发达资本主义国家三个百分点。本项目所采用的中国科学院力学研究所雾化微细铝粉生产工艺技术，总结了国内外生产厂家现有技术、设备的特点，研制成功了在惰性气体保护下将雾化制粉、粉体冷却，粒度分级，气力输送，气体制备联为一体，形成封闭系统的新工艺，由于生产过程安全，大大减少了占地面积，惰性气体循环使用，大大降低了生产成本，能够生产出高质量的球形或非球形铝粉，先进的雾化制粉技术能够直接喷出平均粒度d5032um的微细铝粉，独特的粒度分级系统一次可分离出多种粒规格的铝粉产品。各项技术经济指标均优于国外现有技术，本项目已获中国科学院科技进步一等奖、国家科技进步三等奖，国家认定的高新技术产品企业，中国科学院力学研究所试验基地，并已列为国家级科技成果推广计划项目。2006年金茂铝业以科学发展观为指导，大力增加自主创新能力，坚持节约生产清洁生产和可持续发展之路，成为国内最大的微细球形铝粉生产基地和东营市最大的盐化工基地。随着企业发展及市场要求，高纯度烧碱的市场越来越大。同时，离子膜烧碱具有能耗低、污染小、劳动强度低等明显的优势特点。因此，东营金茂铝业高科技有限公司在东营经济开发区建设20万吨/年离子膜烧碱装置。离子膜法制氯碱是目前世界上最先进的工艺技术，其突出优点有：能耗低；产品质量高，能直接生产含盐低于40wtppm的高纯度碱和99.0vol%的高纯度氯气；彻底消除了水银法、隔膜法氯碱生产中水银、石棉绒、铅等有毒有害物质的污染；离子膜电解槽结构优良、密封性能可靠无泄漏，避免氯气、氢气逸出而污染环境和威胁人身安全；使现场的操作环境和劳动条件大为改善。东营金茂铝业高科技有限公司60Kt/a苯胺项目就是利用离子膜法制氯碱的副产氢气，提高烧碱原的生产的氢气综合利用，形成循环经济。苯胺项目预计总投资9800万元，其中固定资产投资7350万元，铺底流动资金1500万元。 项目完成后，利用东营金茂铝业高科技有限公司强大的销售网络，预计达产年销售收入61152万元，销售利润5687万元， 净利润为4550万元。其企业发展前景是非常良好的。东营金茂铝业高科技有限公司为使公司主导产品做大做强以适应新的化工企业发展环境的变化，投资兴建60Kt/a苯胺装置及配套公用工程。1.1.3.2 项目建设的有利条件（1）具备良好的投资环境和建厂条件本项目拟建于东营经济开发区，位于东营市城市中心区，东临潍坊，南靠淄博，西依滨州，地理位置优越，海、陆、空交通十分便利。东营市位于山东省北部黄河三角洲地区，地理位置为北纬36553810，东经1180711910，黄河在其境内流入渤海，东、北临渤海西与滨州市毗邻，南与淄博市、潍坊市接壤。南北最大纵距123公里，东西最大横距74公里，总面积8053平方公里。海岸线长350.34公里，海域面积4800平方公里。 东营市是中国第二大油田胜利油田所在地。处在东北经济区至中原经济区和京、津、塘经济区至山东半岛经济区的交汇点上，是黄河经济协作带和环渤海经济圈的结合部。与朝鲜半岛、日本列岛隔海相望。东营港、广利港、飞机场和规划建设中的黄东大铁路、环渤海高速路和均穿过或设在开发区，距济南、青岛、天津、北京分别为2、3、4、5小时的路程，距机场、火车站和海港仅0.5-1小时路程。东营经济开发区是1992年经山东省政府批准设立的省级经济开发区，2002年9月被省政府批准为高新技术产业开发区，主要发展光精细化工、机械电子、纺织服装、新材料等高新技术项目和加工制造业项目。近年来，开发区依托全市“大开放、大招商、大发展”的战略机遇，乘势而上，开拓进取，全区经济社会各项事业快速、协调、健康发展。开发区管委会连续3年被省政府授予外经贸工作先进单位称号，连续6年被省开发区协会和国家开发区协会授予先进单位称号，连续6年被东营市委、市政府授予双文明建设先进单位称号，2003年被授予山东省省级文明单位称号。自2004年以来，先后通过了ISO14001环境管理体系认证、ISO9001质量管理体系认证和OHSMS18001职业健康安全管理体系认证，成为山东省首家通过三个认证的开发区。2006年1-4月份，东营经济开发区完成业务总收入47.53亿元，同比增长42.37%；全部限额以上工业企业完成工业总产值27.58亿元，同比增长67.80%；实现产品销售收入27.25亿元，同比增长80.23%；完成工业增加值9.94亿元，增长74.9%；实现利税1.89亿元，同比增长40.3%，其中：利润1.27亿元，增长42.9%；经济效益综合指数186.8%，比去年同期提高27.9个百分点。东营经济开发区周围土地广阔，离居民区较远，有足够的发展空间，是较理想的投资建设场所。（2）交通运输便利东营地处环渤海经济发展带，黄河三角洲的中心城市，公路交通四通八达，交通运输条件便利。东营经济开发区位于东营市城市中心区，地理位置优越。东营港、广利港、飞机场和规划建设中的黄东大铁路、环渤海高速路和均穿过或设在开发区。本项目厂址北邻黄河路，西邻养殖骨干路，与东青高速、东港高速、威乌高速相邻，距济南、青岛、天津、北京分别为2、3、4、5小时的路程，距机场、火车站和海港仅0.5-1小时路程。（3）主要原料供应可靠有保证东营市政府将盐化工列入“十一.五”期间重点发展的支柱产业之一，东营经济开发区管委会也鼓励在经济开发区内建设盐化工项目。氯碱厂的主要原料就是原盐，东营协发化工有限公司作为股东之一，在东营投资开采年产200万吨地下盐矿项目已经开工建设，通过管道输送高品位盐水，可大大降低盐化工生产成本，具有其他企业不可比拟的资源优势。另外，东营及周边地区原盐和地下盐卤资源丰富，各大盐场距生产区不足150公里，原盐运输成本低。本项目厂址地处广饶县广北盐场附近，是东营市最大的产盐区所在地，同时，周围交通便利，有东青高速、东港高速等数条高速公路贯穿厂区附近，能源可由当地运输公司负责运入厂区。总之，在东营地区工业盐、石油等资源丰富，项目建设用水、电、汽供应充足，项目建设原料供应有可靠保证。（4）公司具有丰富的生产及管理经验东营金茂铝业高科技有限公司经过近几年的发展，积累了丰富的生产、管理和销售经验，具有一批各专业的技术人员和技术工人，可为新建项目提供较高素质的管理人员，技术人员，营销人员和生产工人。该公司以现代企业模式进行经营和管理，在资金筹措、项目管理方面具有优势。综上所述，本新建项目的建设符合科学发展观以及顺应时代安全和环保的要求，为安全环保型、节约型企业。东营金茂铝业高科技有限公司位于东营经济开发区内，本项目用地70亩，地势平坦。东营金茂铝业高科技有限公司经过调研，决定在东营经济开发区内已征用土地建设新建项目。1.2 研究范围可行性研究范围：项目投资的必要性；市场分析建设方案及规模分析与项目有关工艺技术方案工程技术方案（公用工程、环境保护、安全卫生）投资估算技术经济评价1.3 研究结论1、项目建设符合国家有关产业发展政策本项目主要产品为硝基苯及苯胺，这些产品属于中间体原料和精细化工产品，符合国家发改委40号令产业结构调整指导目录(2005年本)中化工类“7.新型生物化工产品、专用精细化学品和膜材料生产”。项目建设符合国家有关产业政策。 2、项目技术先进成熟、安全可靠项目建设采用苯循环硝化生产硝基苯，流化床气相加氢生产苯胺，以上技术都具有国内先进水平，并经生产实践证明成熟、可靠的工艺技术。防老剂系列产品采用国内先进成熟的生产技术，也达到国际先进水平。3、项目建设配套好，条件基本具备项目在东营经济开发区征地建设，可以充分依托区内现有公用工程和辅助设施，降低工程投资，加快建设进度。项目产品有着成熟的市场并拥有自己完善的销售网络。东营经济开发区各项配套设施齐全，能直接供电、水、汽及氢气，相对企业而言能节省投资并节约经营成本，并和化工产业聚集区内兄弟企业配套形成循环经济，谋求共同发展并创造节约型经济。4、促进循环经济 东营金茂铝业高科技有限公司新建项目的建设，能有效促进化工产业聚集区的循环经济，使用金茂公司氯碱装置的氢气，企业有机产品设置上也围绕苯胺这一主生产路线进行产品配套，形成自身循环经济。5、采用先进技术节能减排 本新建项目各装置均采用国内目前最先进的工艺生产技术，进而通过技术先进性来对各产品降低能耗。并在全厂对蒸汽分级使用，提高蒸汽使用效率，以节省能源。6、项目环境保护措施可行项目严格执行国家和地方消防、劳动安全法律和法规。并严格执行国家和地方环境保护法律和法规,“三废”排放满足环境保护法规要求，废水经过预处理后达到化工产业聚集区污水处理厂入口要求，再送化工产业聚集区污水处理厂集中处理达标排放；废气经多项新技术处理吸收后达标高空排放。7、项目投资和融资方案可行，财务效益良好东营金茂铝业高科技有限公司60Kt/a苯胺项目就是利用离子膜法制氯碱的副产氢气，提高烧碱原的生产的氢气综合利用，形成循环经济。苯胺项目预计总投资9800万元，其中固定资产投资7350万元，铺底流动资金1500万元。 项目完成后，利用东营金茂铝业高科技有限公司强大的销售网络，预计达产年销售收入61152万元，销售利润5687万元， 净利润为4550万元。经财务分析测算，该项目建成后，项目全部投资内部收益率（所得税后）为35%，全部投资回收期为6.84年（所得税后、含建设期2年），正常年利润总额5178万元，正常年以生产能力利用率表示的盈亏平衡点37.2%，盈亏平衡分析表明项目有一定的抗风险能力。从财务分析结果看，项目财务效益较好，该项目在财务上是可行的。1.4 综合技术经济指标表，详见表1.3。表1.3 综合技术经济指标表序号指标名称单位数量备注一产品及副产品1.1硝基苯t9032配套富余量1.2苯胺t60000二主要原材料2.1石油苯t577802.2硝酸t479702.3硫酸t13502.4液碱t1800企业自供2.5氢气t4080企业自供三公用工程消耗量3.1一次水t1.41063.2循环水t2.0107企业自建系统3.3电5.7106区内转供3.4蒸汽企业自建系统四三废排放量4.1废水t/a88080生化处理4.2残液t/a776出售回收4.3废气t/a37吸收高空排放五工作制度四班三运转5.1年操作时间h7200六占地面积1装置区占地面积m2477282建、构筑物用面积序号指标名称单位数量备注2.190Kt/a硝基苯装置m273722.2废酸浓缩装置m2与硝基苯装置合建2.360Kt/a苯胺装置m267902.4公用工程装置区m216872二期用地七年运输量7.1年运出量t/a754327.2年运入量t/a八劳动定员8.1人251九劳动生产率全员产值劳动生产率万元/人a369全员实物劳动生产率t/人a300以商品量计十项目报批总投资万元980010.1建设投资万元830010.2建设期利息万元25010.3铺底流动资金万元1500十一年销售收入万元61152十二年销售税金及附加万元1294十三年平均利润总额万元60472十四年平均税后利润万元4803十五财务评价指标15.1投资利润率%4915.2投资利税率%61.315.3项目财务内部收益率(税后)%35.015.4项目财务净现值万元i=12%15.5项目投资回收期a6.842 市场预测2.1 硝基苯硝基苯是生产苯胺的主要原料，还可生产间氨基苯磺酸、对氨基苯酚等，可广泛用于医药、染料的生产。本装置硝基苯生产能力为90Kt/a，其主要为60Kt/a苯胺装置配套，硝基苯市场量本身不大，本装置仅将富余部分做为商品出售，年销售量为9032t。2.2 苯胺2.2.1 产品概述苯胺，俗名阿林尼油，为无色油状液体，有强烈的气味，有毒，密度1021.6kg/m3，熔点-6.2，沸点184.4，暴露于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之一，广泛应用于染料、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主要原料的原料。此外，苯胺还可以用作溶剂和其它化工原料。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。是重要的有机化工基本原料之一，主要用于生产聚氨酯（MDI），其用量发达国家达到总耗量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，另外还有延伸产品数百种之多。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。本项目苯胺装置生产能力为60Kt/a，年销售量为60000t。2.2.2 国内市场分析我国苯胺广泛应用于聚氨酯、橡胶助剂、染（颜）料、农药、医药及特种纤维等领域。国外80%的苯胺是用于制备聚氨酯MDI的原料。MDI：我国苯胺主要用于橡胶助剂、染（颜）料、医药、农药生产，目前用于MDI生产的消费量不足总消费量的30%。国内仅烟台万华一家企业在生产MDI，国内生产MDI所需苯胺占总消费量的比例不到30%，目前国内新建苯胺装置都能生产出达到MDI要求的苯胺。橡胶助剂：橡胶助剂是苯胺的一个主要消费领域，约占国内苯胺消费量的25%，苯胺主要用于生产轮胎等橡胶制品的防老剂、增塑剂、抗氧剂、抗臭氧剂、硫化剂、促进剂、稳定剂、活性剂等多种橡胶助剂。该领域近几年的增长率约为30%。染料行业：合成染料也是消耗苯胺的大户，在国内，苯胺在该行业的消费比例在15%左右。苯胺系染料已超过700种。有百余种染料直接消耗苯胺。同时，苯胺可以合成多种染料中间体。医药、农药：医药、农药是消耗苯胺的另一种重要行业。在医药工业中主要用于生产磺胺类药物原料、双苯基脲等；在农药行业，可用于生产除草剂、杀虫剂、杀菌剂、动物驱避剂、落叶剂等。目前这一领域苯胺消费量占国内苯胺总消费量的10%。其它行业：以苯胺为原料，还可以制取多种化工产品和中间体，同时苯胺盐可用作发动机燃料添加剂，苯胺的N-烷衍生物可制取加铅汽油添加剂等。2.2.3 国内生产情况我国苯胺生产始于1953年，吉林化工公司染料厂首先采用硝基苯铁粉还原法生产苯胺。1978年原化工部南京化工厂率先建成千吨级硝基苯催化加氢装置，1986年采用该法建成20Kt/a装置。2002年吉林化工公司与清华大学联合开发了4500mm反应器，使苯胺单系列产能达70Kt/a，2005年4月兰州石化利用该技术也建成了70Kt/a装置。此外为提升我国苯胺生产技术，天脊集团引进了美国KBR绝热硝化技术建设130Kt/a硝基苯/苯胺联合装置，已于2006年建成投产。截至2005年末，我国苯胺产能已达64.2万吨，实际产量达50万吨。预计2009年我国苯胺产能将达200万吨。统计还表明，我国2004年苯胺消费构成中MDI占首位，达10.36万吨，占26.3%；第二位是染料9.2万吨，占23.3%；第三位是橡胶助剂，8.1万吨，占20.6%；其余依次为环已胺3万吨（7.6%）、医药2.95万吨（7.5%）、二苯胺2.25万吨（5.7%）、农药1.5万吨（2.8%）、其它用途2.05万吨（5.2%）。预计到2010年我国苯胺需求总量将达250万吨，2004年至2010年年均消费增长率将达14%，而需求增长速度最快的是MDI和橡胶助剂，分别为29.3%t 和12.2%。近年来受原料供应、规模、成本等多种因素影响，中小型苯胺生产企业的处境越来越窘迫，很多几年前曾经生产苯胺的中小型企业有的已经停产，有的则实行合并来扩大生产规模，所以目前生产苯胺的企业基本都是万吨以上规模的企业详请参见表2.2-1。2009年全国苯胺生产状况单位：万吨 表2.2-1企 业 名 称生产能力今年新增产量备 注中石化南京化学工业有限公司18.00天脊集团方元化工有限公司13.00兰州化学工业公司染化厂9.00河南开普化工股分有限公司1.50辽宁庆阳化学工业集团公司3.00烟台万华集团1.00青岛恒源化工有限公司1.00已停产新浦化学（泰兴）有限公司13.50河北冀中化工有限责任公司1.00宁波海利化工有限公司1.00江苏扬农集团瑞祥化工有限公司3.00河北兆源化工有限公司1.00泰州青松致冷新材料有限公司2.00山东日月化工有限公司5.00东营科华氯化工有限公司6.00德州孚斯特化工有限公司1.00河北冀衡蓝天化工有限公司3.50江苏利士德化工有限公司5.00山东海化集团精细化工有限公司5.00江苏大和氯碱化工有限公司3.00宁波万华聚氨酯有限公司36.0036.00没试车上海拜耳材料科技有限公司26.00上海联恒异氰酸酯有限公司21.00吉林康乃尔化工有限公司15.00山东华鸿化工有限公司1.50重庆长风化工厂5.50荷泽圣德化工有限公司2.502.50合 计204.0038.502.2.4 价格分析从成本角度来看，2008年我国纯苯处于供需平衡状态，国内需求依靠国内厂家满足，不需要采购大量的进口货物。但随着众多纯苯下游装置（苯乙烯、苯酚、丙酮等）的新扩建，国内纯苯市场供需平衡的格局将会被逐渐打破。从供需关系来看，虽然今后几年苯胺的下游需求会出现跨越式增长，主要是MDI对苯胺的需求有大幅增长，但是很多厂家纷纷新建或扩产苯胺装置，使得苯胺的产能增长超过需求增长，造成一定的产能过剩，这也会造成苯胺市场竞争愈加激烈，这将会使得苯胺的价格难以随着成本的增长而同幅度增长。总的来说预计今后几年，苯胺的价格会随着成本的影响而保持在一个相对较高的水平，但是受市场供求关系影响，以及市场竞争的日趋激烈，苯胺成品价格难以有大幅的上升，且上升到一定程度将会趋于平缓，苯胺的利润空间也将会缩小。表2.2-5 2002年至2007年苯胺国内价格表（人民币）年 份200320042005200620072008平 均苯 胺6978元6521元6343元8553元12500元12900元8966元3 生产规模及产品方案3.1 生产规模以年操作300天(7200小时)计，产品方案见表3.1-1。表3.1-1生产规模及产品方案一览表序号装置单元名 称产品名称生产规模t/a商品量t/a年操作时数 h技术来源备注1硝基苯硝基苯9000090327200百川化工2苯胺苯胺60000600007200百川化工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指 标优级品一级品外观浅黄色透明液体干品凝固点 5.5min5.4min纯度%（m/m） 99.8min99.5min低沸物%（m/m） 0.1max0.1 max硝基甲苯总量%（m/m） 0.1 max0.1 max高沸物%（m/m） 0.1 max0.1 max水份%（m/m） 0.1 max0.1 max3.2.2 苯胺：GB29612006表3.2-2 苯胺产品质量指标指标名称指 标优级品一级品合格品外观无色至浅黄色透明液体，贮存时颜色允许变深干品结晶点 -6.2 min-6.4 min-6.6 min苯胺质量分数，%99.8 min99.6 min99.4 min水分质量分数，%0.1 max0.3 max0.5 max硝基苯质量分数，% 0.002 max0.010 max0.015 max低沸物质量分数，% 0.005 max0.007 max0.010 max高沸物质量分数，%0.01 max0.03 max0.005 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指 标 名 称指 标试验方法1外 观无色至浅黄色透明液体无悬浮物目测2色度（铂钴号） 60 maxGB31433水分 %0.05 maxGB62834硝基苯含量 mg/Kg0.50 maxPU/T01-0885环己醇 %0.0020 maxPU/T01-0886环已胺 %0.0005 maxPU/T01-0887甲苯胺 %0.0040 maxPU/T01-0888甲苯含量 %0.0003 max9苯含量 %0.0005 max10乙苯胺含量 %0.0003 max11二甲 %0.0003 max12高沸物 %0.0050 maxPU/T01-08813纯度 %99.99 minPU/T01-0884 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+NH3C6H5-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。表4.1-1 热风法浓缩烟道气组份表 序 号组 份气量（g/ m3）百 分 数1硫酸1.650.17%2氮气595.561.5%3二氧化碳49.45.1%4氧气184.519.0%5水136.714.12%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l 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 H2SO4C6H6+HNO3C6H5NO2+ H2O副反应 H2SO4C6H5NO2+ HNO3C6H4(NO2) 2+ H20C6H6+ HO-NO2C6H5OH+HNO2H2SO4C6H5NO2+ 2HO-NO2C6H5OH+ 2H2O (NO2) 2硝基苯加氢还原反应方程式：催化剂升温活化 2Cu（0H）2-SiO22CuO-SiO2+H2O CuO-SiO2+H2Cu-SiO2+H2O硝基苯还原：C6H5NO2+3H2 C6H5NH2+2H2O+Q Q（25）=586.18KJ/mol.Ar-NH2催化剂再生： C+O2CO2 2Cu-SiO2+O22CuO-SiO2主装置工艺流程本项目实施后的苯胺主生产装置包括：苯硝化、硝基苯精制、硝基苯加氢还原、苯胺精制、废酸真空浓缩装置等工段，工艺流程简述如下：a、苯硝化工段将硝酸和硫酸按一定比例配制混酸，再将混酸和酸性苯分别与废酸混合后进入1#环形硝化器，经3台硝化锅连续硝化，硝化物经中和成中性粗硝基苯，粗硝基苯再水洗脱去酚钠盐后得到合格的粗硝基苯供精制岗位使用。硝化分离得的废酸经冷却后部分循环使用，另一部分去萃取锅用苯对废酸中的有机物进行萃取回收，萃取后的废酸送废酸浓缩经提浓后送回硫酸罐循环使用，少量损失的硫酸用新硫酸补充进入系统。b、硝基苯精制工段粗硝基苯在硝基苯初馏塔脱掉轻组份苯及水，再经精馏塔脱掉重组份得到99.5的成品硝基苯。从初馏塔蒸出的苯水经分离回收苯后的废水与硝化分离出的废水流入废水罐，经静置分离后将废水送入汽提塔共沸蒸馏，经共沸蒸馏后的硝基苯废水含硝基苯50ppm，COD小于800mg/l以下经过与汽提塔进料废水热交换回收热量后送废水二级处理岗位，塔顶回收的硝基苯回硝基苯粗品罐去精制。c、硝基苯加氢还原工段循环氢气经氢压机升压后，与新氢混合后进入氢气换热器，在此与来自流化床反应后的气体进行换热，进入硝基苯汽化器和混合气体加热器，同时硝基苯在汽化器被热氢气流所气化，混合气体继续升温后送入流化床内，硝基苯在此催化剂作用进行气相催化加氢反应。加氢反应所产生的热量被汽包送入流化床内换热管的软水所带出，水受热气化后产生1.01.7MPa的蒸汽进入蒸汽管网供精馏岗位使用。流化床反应后的气体进入氢气换热器和氢气换热回收热量，再经粗苯胺冷凝器冷凝，混合气体中的苯胺与水被冷凝为液体，并再次经粗苯胺冷却冷却器用循环水冷却至30后，流入苯胺水分层器静止分层。含苯胺3.6的苯胺水从分层器上部流入苯胺水贮槽，从分层器下部排出的含水5的粗苯胺流入粗苯胺贮槽内。d、苯胺精制工段粗苯胺在苯胺脱水塔脱掉水份后再经苯胺精馏塔脱掉重组份得到产品苯胺。对从初馏塔蒸出的废水与从苯胺水分层器分离出的废水流入废水罐，经静置分离后将废水送入汽提塔共沸蒸馏，经共沸蒸馏后的废水含苯胺100ppm，COD800mg/l以下的废水，经过与汽提塔进料废水热交换回收热量后送废水二级处理岗位，塔顶回收的苯胺回苯胺粗品罐去精制。三废处理设施工艺流程a、废酸浓缩经萃取分离器分离出的废酸通过位差直接送往废酸浓缩工序，废酸经预热后进入浓缩蒸发器后，用1.4MPa蒸汽加热至160，在真空下蒸发浓缩。合格的产品酸离开蒸发器与冷的产品酸混合后进入换热器预冷，再经冷却器冷却至40以下进入成品酸罐。在浓缩过程中蒸发出来的酸性水蒸气，进入冷凝喷淋器与喷淋液直接接触而冷凝。然后流至接受器，再送至冷却器降温，冷凝液冷却后循环喷淋，多余的冷凝液送至硝化工段当洗涤水套用，以回收废酸中有机物并降低装置废水排放总量。b、废水系统目前废水处理可供选择的方法有大孔树脂吸附法、二氧化氯氧化法、生化处理等方法，实际运行于本行业废水二级治理的主要是生化处理。本装置将采用同行业中先进的应用专业性菌处理工业废水是生化处理工业废水的一种较为成熟的生产技术,其关键在于菌种的选择、驯化、培养。此处理方法的菌种是经某化工厂近二十年的选择、驯化、培养，使该菌种对多种染料中间体如硝基氯苯、苯胺、硝基苯、苯酚、对（邻）氨基苯甲醚、环已酮等生产过程中产生的工业废水有独特的适应性，处理率高、去除率达99%以上。处理方法是原废水经氧化预处理后再进行表面曝气在活性污泥微生物作用下进行好气生物氧化处理，成为无毒的有机酸、硝酸盐、二氧化碳等物质，使废水达到区内污水处理厂入口排放标准排放。4.2.2 装置工艺流程简图硝基苯工艺流程框图 催化剂活化 新催化剂 氮气 氢气 催化剂再生 氮气 空气 压缩 储罐存 氢气 压缩 汽化 预热 硝基苯 还原 催化剂 冷凝、冷却 循环氢气 放空 分离 苯胺水储罐 粗苯胺脱水 粗苯胺精馏 苯胺成品中间罐 残液蒸馏 残渣外送有资质单位处理 残液 收集馏份 苯胺回收 去废水处理 废水 苯胺、水 苯胺生产工艺流程框图 缓冲 催化剂再生 失去活性的催化剂 催化剂活化 氢气 氮气 用于还原 苯胺工艺框图4.2.3 装置主要物料平衡方案表4.2-1 苯胺生产物料平衡序号输入原料输入量(t/a)输出产品输出量(t/a)备 注1苯57780苯胺600002硝酸47970硝基苯焦油4793烧碱1800苯胺焦油3004硫酸1350硝基苯废气365氢气4080加氢释放气146催化剂20硝基苯废水642247工艺水45208苯胺废水240008氮氧化物1559硝基苯商品900合计4.2.4 装置主要原材料、化学品及公用工程消耗请见附表一原料、动力消耗表。4.3 自动控制4.3.1 编制依据方案设计内容含60Kt/a苯胺装置及配套公用工程的自控仪表。4.3.2 区域划分及控制范围本项目共设一个中央控制室，60Kt/a苯胺装置及配套公用工程在中央控室控制，本项目共用一套DCS系统。4.3.3 主要的检测和控制硝基苯装置、苯胺装置苯胺装置主要有控制回路100套。硝基苯装置主要有控制回路100套。4.3.3 自动化水平所有装置均采用DCS集散控制，以操作站为人机接口和过程窗口，对现场各种智能式变送器和来自MCC马达运转状态信息进行数据采集，数据处理及过程控制输出，硝基苯装置、硝化废酸真空浓缩装置、苯胺装置、公用工程系统操作人员在同一操作室，预计需安装5操作站，操作人员在操作站上通过键盘操作介入生产过程，当过程参数超出工艺参数时，除了DCS内部报警外并能根据联锁逻辑进行工艺联锁以确保装置安全运行。控制系统的组成与配置如下：在装置内设置集中控制室。DCS机柜及安全栅柜安装在机柜室内，采集装置内的仪表及电气信号。5操作站及1台工程师站安装在DCS操作室内。4.3.4 环境特征及仪表选型本装置的自动化水平是本着安全、可靠、经济、实用的原则而确定的。本装置采用性能价格比较高的分散型控制系统对上述各工艺装置进行监测和控制。考虑到装置系统的统一性、经济性以及设置的合理性，本装置用一个控制室进行控制。控制室设在装置区南部，属于安全区域。本装置的工艺物料有可燃、可爆、有毒等特性。据此环境条件和介质特性，现场仪表的选型、选材、供货原则如下：选型：按照整个装置防爆区域划分，防爆区域内的远传电动仪表选择隔爆型仪表，其防爆等级不低EExdIIB T4；就地指示仪表的外壳防护等级不低于IP54。（1）温度仪表：温度远传测量仪表，采用一体化温度变送器，变送器为隔爆型；测量元件以Pt100三线制铂热电阻为主。对于腐蚀性工艺介质的测量采用带下套管的铠装热电阻和热电偶，而装配式热电阻则用于水、气、公用工程介质的测量。上套管的材质为：304SS，下套管材质视工艺介质而定。就地显示温度仪表，采用万向型抽芯式双金属温度计，指示表的外径为：100mm或150mm，对于腐蚀性介质须外加保护套管。保护套管的选材同热电阻。（2）压力仪表：压力远传测量仪表，主要采用普通压力变送器和带隔离装置的压力变送器，分别用于公用工程介质和腐蚀性介质。根据温度的高低选择短安装或隔离远传式安装。就地指示压力表，采用普通的不锈钢压力表或隔膜式压力表，普通压力表用于水、气等公用工程介质，隔膜式压力表用于腐蚀性介质或密闭性要求较高的场合。压力表的指示盘外径通常为100mm，特殊条件下采用150