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硝基氯苯生产工艺规程南化公司氯碱部2012年10月2版本号：2008/0编制：黄建强校核：陈志斌审核：陈春云审批：刘旭初费巍3目录1.装置概况－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－42.产品说明－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－43.原辅材料规格－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－84.每吨产品的消耗定额－－－－－－－－－－－－－－－－－－－85.生产工序－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－96.工艺流程叙述－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－97.正常开停工、可能发生的事故和不正常现象及处理方法－－－－158.装置的主要联锁、重要机组设备的开停方法及维护保养－－－－309.安全生产的基本原则－－－－－－－－－－－－－－－－－－－3110.工艺条件一览表－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－3311.分析控制一览表－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－3612.副产品及废物处理一览表－－－－－－－－－－－－－－－－3713.设备一览表－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－3714.工艺流程及关键设备结构图－－－－－－－－－－－－－－－4415.工艺技术规程的修改及补充－－－－－－－－－－－－－－－4416.物料平衡－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－44硝基氯苯生产工艺规程41.装置概况1.1装置的目的本装置的目的是利用氯苯与混酸在环形硝化器中在废酸存在的条件下，生成硝基氯苯，酸性硝基氯苯经中和、水洗、干燥、分离，得到对硝、邻硝和间硝成品。1.2设计能力本装置设计能力为生产硝基氯苯100000吨/年。2．产品说明2.1、产品名称2.1.1、对硝基氯化苯2.1.2、邻硝基氯化苯2.2、分子式、结构式和分子量2.2.1、对硝基氯化苯（以下简称对硝）分子式：C6H4·NO2·Cl结构式：分子量：157.52.2.2、邻硝基氯化苯（以下简称邻硝）分子式：C6H4·NO2·Cl结构式：分子量：157.52.3、物化性质2.3.1、物理性质2.3.1.1、对硝的物理性质本产品为淡黄色的单斜形晶体,有甜味。密度：68℃为1.520g/cm3,90℃为1.2979g/cm3110℃为1.2722g/cm3,134℃为1.2457g/cm3凝固点：83.5℃沸点：239.1℃（在101.33kPa1atm）饱和蒸汽压与温度的关系：lgP=3.66321—2184.9t+230P-MPa,t-℃闪点：127℃（工业品为120℃）熔化热：107.16kJ/kg汽化热：287.16kJ/kg热容量：固——1.088kJ/kg·℃液——1.633kJ/kg·℃溶解性：对硝难溶于水（见表一）,易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂。表一对硝在水中的溶解度5溶解度（质量百分比）℃0.0028170.0125500.0153100毒性：人体受该物质作用后,能引起血压降低、肝脏病、肾脏病、刺痛皮肤和头痛,对血液有剧毒。可以引起血色素变性,从而引起急性或慢性心脏病。其他：此产品还有腐蚀性；易燃,能无氧燃烧；在密闭容器中可以发生爆炸。在操作厂房里最大允许浓度为1mg/m3。2.3.1.2、邻硝的物理性质本产品为黄色斜形晶体,有苦杏仁味。密度：71.5℃为1.320g/cm3,90.5℃为1.2945g/cm392.5℃为1.297g/cm3,110℃为1.276g/cm3凝固点：32.5℃沸点：246℃（在101.33kPa1atm）饱和蒸汽压与温度的关系：lgP=3.68122–2225.6t+230P-Mpa,t-℃闪点：127℃-133℃熔化热：108.42kJ/kg汽化热：389.30kJ/kg热容量：固——1.088kJ/kg·℃液——1.633kJ/kg·℃溶解性：邻硝难溶于水,50℃时在水中的溶解度为0.0125g,但它易溶于乙醇、乙醚和苯等有机溶剂。粘度与温度的关系（对、邻硝相同）温度（℃）607090110130150170180粘度（Pa.S）1.625×10-31.4×10-31.088×10-30.88×10-30.76×10-30.6×10-30.46×10-30.425×10-3表面张力与温度的关系（对、邻硝相同）温度（℃）90120140150160170180190表面张力(N/m)34.3×10-332.5×10-331.3×10-330.5×10-329.5×10-328.5×10-327.8×10-327.3×10-3毒性：本品有剧毒,对人体造血系统、神经系统有损害,可以通过呼吸道及皮肤引起人体中毒,可以造成皮肤炎、肝功能减退等症状。其他：在操作厂房内最大允许浓度为1mg/m3。2.3.2、化学性质2.3.2.1、对硝的化学性质a.苯环上的氯原子在一定温度和压力下可以水解。6℃b.苯环上的氢原子可以被亲电质子取代,如:-NO2、-SO3H发烟c.硝基在酸性介质中易被还原d.在高温下脱氯形成树脂化合物[Cl]e.在加热加压下与甲醇或乙醇作用生成醚类化合物PTPTf.氨化脱氯生成胺PT2.3.2.2、邻硝的化学性质发生在氯原子上的取代反应和热聚合作用邻硝上的氯原子比对硝上的氯原子活泼。a.水解反应℃b.在加热加压下与甲醇或乙醇作用生成醚类化合物PT7PTc.在4.0-5.0Mpa下,氨化脱氯生成胺4.0-5.0MPaTd.在高温下可以热敏脱氯,在铜或铁的作用下可以加速反应Cu/FeT发生在碳原子上的取代反应发烟发生在硝基上的还原反应2.4、产品用途2.4.1、对硝可以衍生为对硝基苯胺、对硝基苯酚、对氨基苯酚、对氨基苯乙醚、对氨基苯甲醚、4,4’—二氨基联苯醚等有机化工产品,它广泛用于染料中间体、农药、医药、橡胶助剂等化工行业。2.4.2、邻硝为制造农药的中间体之一,它经氨化还原为邻苯二胺,再经环化等过程而制成多菌灵；它也是制取染料的中间体之一,经还原、甲基氧化、缩合、偶合等过程,可制多种染料；经甲基化、还原、水解、醛化等过程可制成香料；经还原、硫化、闭环等过程,可制得橡胶促进剂。2.5、产品规格邻硝基氯苯应符合的技术要求GB/T1653-2006项目指标优等品合格品1.外观浅黄色至黄色熔铸体或油状液体2.干品结晶点/℃≥31.731.53.邻硝基氯苯质量分数/%≥99.599.04.低沸物质量分数/%≤0.100.205.间硝基氯苯质量分数/%≤0.100.206.对硝基氯苯质量分数/%≤0.200.307.高沸物质量分数/%≤0.100.208.2,4二硝基氯苯质量分数/%≤0.050.109.水分质量分数/%≤0.100.20对硝基氯苯应符合的技术要求GB/T1653-20068项目指标优等品一等品合格品1.外观浅黄色至黄色熔铸体2.干品结晶点/℃≥82.482.081.53.对硝基氯苯质量分数/%≥99.599.098.54.低沸物质量分数/%≤0.100.200.205.间硝基氯苯质量分数/%≤0.200.300.506.邻硝基氯苯质量分数/%≤0.200.300.507.2,4二硝基氯苯质量分数/%≤0.050.100.108.水分质量分数/%≤0.100.200.203、原辅材料规格（对硝与邻硝相同）序号原料名称标准号控制项目计量单位技术指标1氯化苯GB2404-2006水分的质量分数%≤0.15酸度的质量分数(以H2SO4计)%≤0.001氯苯的质量分数%≥99.0低沸物的质量分数%≤0.20高沸物的质量分数%≤0.652硝酸硝酸含量﹪≥97.2硫酸含量﹪≤0.10亚硝酸含量﹪≤0.20灼烧残渣含量﹪≤0.043工业硫酸硫酸（H2SO4）含量﹪≥98.0灼烧残渣含量﹪≤0.104氢氧化钠GB/T11199-2006（Ⅱ）氢氧化钠%≥32氯化钠%≤0.007三氧化二铁%≤0.00054、每吨产品的消耗定额序号名称规格单位设计消耗定额1氯化苯kg/t742.272硝酸kg/t4303硫酸kg/t64氢氧化钠kg/t1395水t/t5.366循环水t/t170.677冷冻淡水t/t1.68中压蒸汽t/t3.3479低压蒸汽t/t0.0065、生产工序5.1、生产工艺概述氯苯在硫酸的存在下与硝酸起反应生成硝基氯苯混合物,硝基氯苯混合物与硝化废硫酸（俗称废酸）用沉降法分离,酸性硝基氯苯混合物去中和、水洗,使之达到中性。中性硝基氯苯混合物经干燥除去其中的氯苯和水分等,得粗品硝基氯苯混合物,再用精馏和结晶相结合的分离方法分离出对硝和邻硝两种产品以及富含间硝基氯苯的间位油和高沸点有机物废液（简称邻硝焦油）。硝化废酸经过真空浓缩脱水硫酸浓度超过88﹪后,和硝酸配成混酸循环使用。5.2化学反应方程式氯苯与混酸中的硝酸进行硝化反应,主要生成对、邻硝基氯苯和少量的间位异构体。5.3副反应方程式5.3.1、硝基氯苯与硝酸在硫酸的存在下生成二硝基氯苯。.NO2.Cl+HNO3（NO2）2.Cl+H2O5.3.2、氯苯中含有少量的苯和二氯苯的硝化反应+HNO3.NO2+H2+HNO3.Cl2.NO2+H2O5.3.3、发生在苯环上的亲核反应+HNO3.Cl.OH+HNO3.NO2.Cl.OH+H26、工艺流程叙述6.1、原料接收氯苯由氯化苯装置经泵输送沿架空管至本装置氯苯储罐，32﹪液碱由离子膜烧碱装置经泵输送沿架空管至本装置液碱罐，硝酸、硫酸经泵输送沿架空管进入硝酸大罐和硫酸大罐中。硝酸、硫酸、氯苯、30﹪液碱供硝化岗位使用。6.2、混酸配制将符合原料规格的硫酸、废酸、硝酸按各自的用量,分别加入混酸釜内,进行搅拌,在混酸过程中放出的热量由混酸釜内的蛇管冷却器带走。取样分析合格的混酸由混酸循环泵输送至混酸中间罐C,供硝化工序使用。6.2.1、混酸配制的原料条件原料名称原料浓度﹪10硫酸H2SO4≥88或≥98硝酸HNO3≥97.2或≥98.2抽取后废酸H2SO4≥706.2.2、混酸组成H2SO453.5±0.5﹪HNO339±0.5﹪H2O7.5±0.5﹪D.V.S2.75~3.006.3、氯苯硝化6.3.1、连续硝化加料表硝化按最小生产量和最大生产量计算每小时所加的酸性氯苯（简称洗后油）。酸性氯苯：混酸为（0.95~1.1）：1（体积比）。混酸：循环废酸为1：（1.5~2.5）（体积比）计算。原料名称浓度﹪密度kg/m3硝化器A体积流量m3/h质量流量kg/h酸性氯苯1110≤15≤16650废酸H2SO4：≥70HNO3：≤0.3H2O：平衡量1700≤20≤34000混酸H2SO4：53.5±0.5HNO3：39±0.5H2O：平衡量D.V.S：2.75~3.001730≤15≤259506.3.2、生产工序叙述6.3.2.1、硝化器A有效容积为4.34m3,材质为316L/Q235-B（管程/壳程）,内有换热列管,装有混流泵,硝化器上设有温度计。混流泵停止运转时,安全连锁装置开始运转，操作室内报警器自动报警，混酸进料切断阀、酸性氯苯进料切断阀同时关闭，洗后油泵和混酸输送泵的电源同时被切断。6.3.2.2、硝化器B有效容积为2.17m3,材质为316L/Q235-B（管程/壳程）,内有换热列管,装有混流泵,硝化器上设有温度计,混流泵停止运转时,安全连锁装置开始运转，操作室内报警器自动报警，硝化器A的混酸进料切断阀、酸性氯苯进料切断阀同时关闭，洗后油泵和混酸输送泵的电源同时被切断。6.3.2.3、硝化锅A,有效容积为6.35m3,材质为304/Q235-B（内盘管/夹套）,内有换热蛇管,外有夹套,装有推进式搅拌器,锅上设有温度计。6.3.2.4、硝化锅B,有效容积为6.35m3,材质为304/Q235-B（内盘管/夹套）,内有换热蛇管,外有夹套,装有推进式搅拌器,锅上设有温度计。6.3.2.5、硝化锅C,有效容积为6.35m3,材质为304/Q235-B（内盘管/夹套）,内有换热蛇管,外有夹套,装有推进式搅拌器,锅上设有温度计。6.3.2.6、硝化锅D,有效容积为6.35m3,材质为304/Q235-B（内盘管/夹套）,内有换热蛇管,外有夹套,装有推进式搅