炭黑油深加工產(chǎn)品精細化工項目可行性研究報告-資料下載頁

　　

【正文】 ，生產(chǎn)工藝技術較為單一。工業(yè)上一般以2萘酚為原料，經(jīng)硫酸磺化后與氯化鉀反應生成G鹽，再將G鹽氨化得氨基G酸，再用硫酸進行酸化得到K酸產(chǎn)品。 蒽加工工藝技術概況本項目的蒽加工主要含粗蒽提取，粗蒽制精蒽、咔唑，精蒽氧化制蒽醌等工序。它們的工藝技術概況分別簡述如下： （1）粗蒽提取工藝概況從蒽油中提取粗蒽的工藝技術主要有兩種：一段冷卻結晶法和二段冷卻結晶法。一段冷卻結晶法工藝較二段冷卻結晶法簡單，消耗較低，但產(chǎn)品的純度不及二段冷卻結晶法。（2）精蒽提取工藝概況從粗蒽中制取精蒽工藝主要有：溶劑萃取法、蒸餾法、溶劑萃取精餾法、蒸餾溶劑法、結晶蒸餾法及區(qū)域溶解精制、重結晶精制、升華精制等其他進一步提純方法。目前國內企業(yè)大都采用對蒽油進行冷卻、結晶和離心分離的方法生產(chǎn)粗蒽，然后采取溶劑萃取法或溶劑蒸餾法制取精蒽和咔唑。國外蒽油加工方法主要有：德國呂特格公司的蒸餾溶劑法、法國BEFS公司的結晶蒸餾法及閃蒸、結晶、蒸餾、氧化生產(chǎn)氧化蒽醌并聯(lián)產(chǎn)咔唑的方法。a）溶劑萃取法溶劑萃取法也有稱溶劑結晶法，是根據(jù)蒽、咔唑和菲在不同溶劑中溶解度的不同，對粗蒽進行加熱溶解（抽提）、冷卻結晶和離心過濾，以提取精蒽、精咔唑和菲。根據(jù)分離不同的物質，選用不同的溶劑，常用溶劑有重苯、溶劑油、丙酮、吡啶、糠醛、苯乙酮、環(huán)已酮等，通常根據(jù)分離產(chǎn)品的性質和所要求產(chǎn)品精度，選擇不同的溶劑或溶劑組合。采用溶劑多次萃取分離出粗蒽中的菲和咔唑后，經(jīng)離心干燥制得純度在90%以上的精蒽。采用同樣的方法使用另外一種溶劑分離出咔唑后，干燥制得成品咔唑。b）蒸餾法溶劑萃取法需要使用大量有機溶劑，雖然可回收，但也有損失，生產(chǎn)成本較大。精餾法是基于原料中各組分沸點的不同而采取的分離方法，較溶劑法可降低生產(chǎn)成本。將粗蒽熔化后，經(jīng)減壓蒸餾得到蒽菲混合餾分，然后以重質苯為溶劑萃取分離出菲，再經(jīng)干燥制得純度在94%以上的精蒽；塔底得到的粗咔唑用溶劑進行萃取分離出咔唑，干燥制得成品咔唑。c）蒸餾溶劑法以蒽油為原料，先結晶冷卻分離制取粗蒽，粗蒽熔化后經(jīng)減壓蒸餾得到蒽菲混合餾分，然后以苯乙酮為溶劑萃取分離，再經(jīng)干燥得到純度為96%以上的精蒽。d）結晶蒸餾法以蒽油為原料，加入溶劑油，經(jīng)多段結晶和洗滌，分離出含菲的溶劑油，得到的蒽、咔唑油經(jīng)減壓蒸餾得到純度為96%的精蒽和純度為98%的精咔唑；含菲的溶劑油經(jīng)蒸餾分離出溶劑油循環(huán)使用。e）閃蒸、結晶、蒸餾、氧化生產(chǎn)氧化蒽醌并聯(lián)產(chǎn)咔唑以蒽油為原料并配入一定比例的粗蒽，進行閃蒸脫除重組分和輕組分；閃蒸得到的富蒽油進行結晶，得到咔唑和精蒽。f）其他進一步提純方法區(qū)域熔融精制：區(qū)域熔融精制是利用固相混合物各組分在相變化時發(fā)生重新分布的一種分離技術。應用于有機化合物的提純是利用凝固過程中雜質在液相中濃度和固相中濃度分配的不同來達到提純目的的，使主要成分熔點降低的雜質隨著熔區(qū)移動方向集中于一端，而使主要成分熔點升高的雜質則集中于熔區(qū)移動的另一端，使熔區(qū)反復通過混合物就能使主要成分的純度越來越高。區(qū)域熔融精制是高熔點多環(huán)芳烴常采用的精制方法之一。重結晶精制：目的是選用合適的溶劑除去含量較多的雜質。在重結晶時常使用一種溶劑，有時也用兩種溶劑。如精蒽重結晶就是先把粗蒽溶于二甲苯中，然后倒入乙醇溶劑中冷卻結晶，以達到重結晶提純精蒽的效果。重結晶的效果取決于原料和溶劑的性質、質量比和冷卻結晶條件等。每結晶一次，就要增加一次物料消耗和溶劑消耗，使物料收率降低，成本增加。升華精制：升華精制就是根據(jù)混合物中各組分升華溫度的差異，通過控制不同的溫度使某一成分得到精制，是純化固態(tài)有機化合物的重要方法之一，但并不是所有的固體有機化合物都能用升華法精制，它只適于在不太高的溫度下有足夠大蒸汽壓力的固態(tài)物質。（4）蒽醌生產(chǎn)工藝概況在第一次世界大戰(zhàn)前，蒽醌產(chǎn)量很小，僅有以重鉻酸鈉將蒽氧化為蒽醌的一種生產(chǎn)方法。20世紀40年代發(fā)展了蒽的氣相催化氧化法。目前，在美國廣泛采用苯酐法。近年來，又發(fā)展了萘醌法和苯乙烯法。a）蒽氧化法蒽氧化法是精蒽與空氣在催化條件下進行氧化反應得到蒽醌。蒽氣相催化氧化法是以精蒽為原料，以空氣作氧化劑，五氧化二釩為催化劑，進行氣相催化氧化，反應器有固定床和流化床兩種類型。 我國蒽醌生產(chǎn)廠大多采用固定床反應器，用含量大于90%的精蒽，熔化后用300℃左右的熱空氣帶出汽化精蒽，在熱風管道中混合后通過固定床催化氧化的列管反應器，總收率達80%~85%。氧化蒽醌所用原料精蒽來自煤焦油蒸餾，不含無機離子。氧化蒽醌的生產(chǎn)過程中，主要采用蒸餾和氣相催化氧化，沒有廢水固廢產(chǎn)生，不會產(chǎn)生氯離子、硫酸根離子和鐵離子等，所以氧化蒽醌在用作高檔染料方面具有競爭優(yōu)勢。其缺點是原料精蒽受煤焦油產(chǎn)品的制約。b）苯酐法 以苯酐、苯為原料，以三氯化鋁為催化劑，進行付克（FriedelCrafts）反應，然后用濃硫酸脫水生成蒽醌。苯酐法又分為溶劑法、球磨法和氣相縮合法。我國大多采用溶劑法，即以過量的苯為溶劑。此法原料易得，可以從石油做起，具有反應溫度低、設備簡單、副反應少等優(yōu)點。缺點是污染嚴重，三氯化鋁廢酸水不易處理，而且生產(chǎn)成本高。苯酐法 將苯酐計量后加入反應釜，加苯在攪拌下加熱熔解。加熱至370～470 ℃，使混合氣通過硅鋁催化劑進行氣相縮合，得產(chǎn)品。我國合成蒽醌均采用苯酐法。原料消耗定額：苯酐768kg/t、純苯700kg/t、硫酸（98%）1364kg/t、三氯化鋁1554kg/t、發(fā)煙硫酸1000kg/t。c）萘醌法由于石油化工的飛速發(fā)展，提供了此法所用的大量原料丁二烯和萘醌。萘醌法以萘醌和丁二烯為原料，以氯化亞銅為催化劑，進行縮合反應、脫氫后得蒽醌。該法具有消耗低、三廢少等優(yōu)點，在日本和美國萘醌法已達到相當規(guī)模，有發(fā)展前途。日本川崎公司使用此法生產(chǎn)。我國科研部門進行過大量研究，雖然小式、中式均已成功，但未工業(yè)化生產(chǎn)。該法的缺點是萘醌和丁二烯本身價格較高，目前，由于反應動力學研究不夠，催化劑性能不佳，經(jīng)常出現(xiàn)床層飛溫燒床，操作彈性小。d）苯乙烯法 由苯乙烯先進行二聚反應，然后氧化成鄰苯酰基苯甲酸，再環(huán)合成蒽醌。該方法的優(yōu)點是原料易得，沒有苯酐法的鋁鹽廢水引起的公害問題，產(chǎn)品成本較低。但反應條件較苛刻，技術復雜，設備要求高，是德國BASF研究的新成果，但目前還未放大到工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模。此外，日本三井化學公司獲得了以甲苯為原料制備蒽醌的專利。由于工藝簡單、原料便宜，引起了人們的關注。 粗酚加工技術概況 粗酚中含有焦化苯酚、粗制鄰甲酚、間對甲酚、二甲酚等多種產(chǎn)品，粗酚加工過程主要是物理過程，將粗酚進行精餾分離提取其中的各種有用成分，最后剩下的酚渣。 生產(chǎn)工藝技術選擇 精萘工藝技術選擇工業(yè)萘精制的各種工藝技術方中，酸洗精餾法是傳統(tǒng)的老工藝，其特點是產(chǎn)品純度不高，腐蝕嚴重，投資大、廢水難以處理。由于這些缺點，該傳統(tǒng)工藝目前已被淘汰；溶劑精制法缺點是所用溶劑有一定的毒性，設備較龐雜，精制效果不佳。目前，國外很少采用此法，國內雖有幾個鄉(xiāng)鎮(zhèn)小廠用此法生產(chǎn)，但因溶劑價格貴，溶劑損耗大，產(chǎn)品成本高，也沒有得到推廣；催化加氫法由于工藝較復雜，基建及操作費用較高，推廣應用較困難。并有副產(chǎn)物四氫萘生成，限制了這種萘產(chǎn)品應用的范圍；區(qū)域熔融法制取精萘生產(chǎn)工藝為連續(xù)生產(chǎn)過程，產(chǎn)品質量穩(wěn)定。但是，因其基建投資和操作費用高，操作條件要求較嚴，所以在國內還沒有得到普遍應用；分步結晶法生產(chǎn)原料單一，不需要輔助原料，工藝流程和設備及操作都比較簡單，設備投資少，操作時僅需泵的壓送，操作費用和能耗都比較低。產(chǎn)品質量可用結晶循環(huán)次數(shù)加以調節(jié)，靈活性較大，生產(chǎn)工藝較成熟，產(chǎn)品質量穩(wěn)定。通過綜合考慮以上方法的優(yōu)缺點，結合工廠目前的生產(chǎn)實際，本項目決定選用投資省、能耗低、見效快的分步結晶法制取精萘的工藝技術方案。生產(chǎn)裝置采用PLC控制系統(tǒng)，主要控制有：熱水罐的溫度控制、結晶過程的升溫和降溫控制，進裝置的物料計量和所有的罐、釜、箱等的溫度全部進入計算機集中監(jiān)控顯示和記錄。本項目采用分步結晶法制取精萘，采用PLC控制系統(tǒng)能夠很好的滿足生產(chǎn)工藝溫控需要，既降低了控制人員的頻繁操作又保障了產(chǎn)品的質量要求。從而實現(xiàn)了精萘工段連續(xù)穩(wěn)定的生產(chǎn)。 減水劑工藝技術選擇根據(jù)項目的原料路線方案，項目擬采用工業(yè)萘、濃硫酸、甲醛、液堿生產(chǎn)萘系高效減水劑的工藝路線，工業(yè)萘、濃硫酸、甲醛、液堿在當?shù)刂苓叺貐^(qū)有足夠的貨源。本項目采用的萘系高效減水劑生產(chǎn)裝置能夠生產(chǎn)萘系全系列產(chǎn)品：高效型水劑產(chǎn)品、高效型粉劑產(chǎn)品及各類型高效復配液，能夠滿足市場對于萘系減水劑的需求。本套生產(chǎn)裝置采用DCS和PLC系統(tǒng)控制及監(jiān)控。在萘系減水劑工藝中主要是對磺化、水解、縮合、中和過程中的溫度進行監(jiān)測以及對縮合過程中通過測量縮合攪拌電機的電流變化來進行加水控制；在車間控制室設置一個PLC控制系統(tǒng)來進行所有參數(shù)的巡檢、報警、記錄和控制，PLC控制系統(tǒng)同時對磺化工藝過程中可能的緊急故障設置緊急處理程序。 2萘酚工藝技術選擇傳統(tǒng)的磺化堿熔工藝路線存在不盡合理之處：在生產(chǎn)1萘酚時要除去15~17%左右的2萘磺酸異構體；而在生產(chǎn)2萘酚時要除去10~15%的1萘磺酸異構體。在去除異構體的過程中浪費了不少的能源，損失了部分精萘，還產(chǎn)生大量廢水、廢酸，同時使工藝過程復雜，使設備腐蝕加大。本項目擬采用的2萘酚生產(chǎn)工藝技術，從根本上解決了傳統(tǒng)磺化堿熔法中去除萘磺酸異構體的問題。萘經(jīng)磺化后得到混合萘磺酸，經(jīng)吹萘、中和、堿熔、酸化、蒸餾得到粗混合萘酚，再經(jīng)分離得到高純度的2萘酚。與傳統(tǒng)工藝相比，具有以下優(yōu)點：（1）技術先進，國內領先；（2）產(chǎn)品質量得到提升，原材料及動力消耗有一定降低；（3）“三廢”排放量減少；（4）生產(chǎn)過程自動化程度提高。本生產(chǎn)過程屬間歇生產(chǎn)過程，物料反應要求較高，多種化工操作機理并存，反應條件要求嚴格，各種工藝操作參數(shù)控制一定要達到要求以保證產(chǎn)品的純度，根據(jù)工藝特點以及操作管理上要求，本項目自控設計采用中央集散控制系統(tǒng)（DCS）和就地儀表控制相結合的方案?？刂葡到y(tǒng)同時對磺化工藝過程中可能的緊急故障設置緊急處理程序。整個生產(chǎn)工藝可分為前工段和后工段，前工段包括磺化、吹萘、萘回收、中和、冷卻吸濾工序，后工段包括堿熔、稀釋、酸化、煮沸、蒸餾工序。主要自控系統(tǒng)包括：a）原料進料流量自動控制系統(tǒng)；b）冷凝器中氣相溫度自動控制系統(tǒng)； c）真空系統(tǒng)的氣相壓力自動控制系統(tǒng)； d）蒸餾塔液位自動控制系統(tǒng)；e）蒸餾塔氣相壓力自動控制系統(tǒng)。 K酸、γ酸、吐氏酸、J酸工藝技術選擇K酸、γ酸、吐氏酸、J酸等均為2萘酚的下游產(chǎn)品。它們的生產(chǎn)工藝大都涉及到磺化、中和、酸化、氨化等典型的化工生產(chǎn)工藝過程。K酸、γ酸、吐氏酸、J酸等產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)方法均較為單一，考慮到項目的原料路線方案，項目的K酸、γ酸、吐氏酸、J酸等產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝仍采用工業(yè)上常用的工藝技術方法。在生產(chǎn)監(jiān)視控制上，擬在各自的生產(chǎn)車間控制室分別設置PLC控制系統(tǒng)來進行所有參數(shù)的巡檢、報警、記錄和控制，PLC控制系統(tǒng)同時對磺化工藝及其他危險過程中可能的緊急故障設置緊急處理程序。本項目采用的K酸生產(chǎn)裝置具有工藝流程和設備及操作都比較簡單，設備投資少，操作時減少設備之間的物料輸送，最大程度的降低輸送時的物料損耗，操作費用和能耗都比較低。 2,3酸工藝技術選擇從國內外研究及工業(yè)化生產(chǎn)來看，影響溶劑法合成2,3酸因素很多，最主要的是選擇合適的溶劑，要求溶劑具有與反應物有互溶性、價廉易得、無毒、易回收再利用等特點。目前國內沒有成熟的、工業(yè)化的溶劑法2,3酸生產(chǎn)工藝，且溶劑法適用于規(guī)模較大的2，3酸裝置；盡管氣固相法具有一定的缺點，但由于氣固相法生產(chǎn)2,3酸工藝技術成熟可靠，有多年的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，有可靠的污水處理方案及節(jié)能技改措施，故本項目2,3酸裝置仍采用氣固相法，具有一定的經(jīng)濟、環(huán)保和社會效益。 6硝工藝技術選擇本項目的6硝生產(chǎn)方法擬采用6硝的一般工業(yè)生產(chǎn)工藝技術方法。以2萘酚為原料，用液堿進行溶解，再經(jīng)亞硝化、媒介綠、轉位、重氮化、酸析、硝化等工藝過程生產(chǎn)6硝產(chǎn)品。 蒽加工工藝技術選擇（1）粗蒽、精蒽和咔唑的工藝技術方案選擇從粗蒽或一蒽油中分離出蒽有許多方法可供選擇。目前制取精蒽的工藝有以下幾種。一、溶劑法溶劑法是以粗蒽為原料，粗蒽中含蒽 25%28%，咔唑20%25% ，菲25%30%以及其他少量芳香族化合物。此種方法是利用一定溶劑中蒽、菲以及咔唑具有不同的溶解度而進行分離的。如要從粗蒽中先除去菲，可用苯系溶劑，如苯、甲苯、二甲苯、重苯或溶劑油等；從粗蒽中同時除去菲和咔唑的溶劑有丙酮、溶劑油 吡啶或溶劑油 糠醛混合液等；從蒽和咔唑混合物中除去咔唑的溶劑有吡啶、糠醛以及苯乙酮等。通過溶劑溶解、冷卻結晶、離心分離就可以得到精蒽。溶劑洗滌次數(shù)不同，精蒽的純度也不一樣，一般經(jīng)兩次洗滌的精蒽純度都在89%以上。溶劑法是國內普遍采用的方法，也是生產(chǎn)精蒽的傳統(tǒng)方法。它具有設備簡單、操作容易、投資少、能耗低等優(yōu)點；但溶液法在生產(chǎn)過程中消耗大量溶劑，在回收溶劑的過程中溶劑會有大量損失，而且溶劑有毒性，工序多，流程長，屬間歇式生產(chǎn)過程。二、化學分離法①硫酸法 該法是用2倍的氯苯作溶劑，分離出粗蒽中的菲，然后利用咔唑與硫酸反應生成硫酸咔唑的性質把咔唑分離出來，剩余的含蒽溶液，通過中和、冷卻、過濾、離心分離、重結晶，最后得到精蒽。這種方法工藝路線長，溶劑耗量大，咔唑有較大損失，但精蒽純度較高。②鉀熔法 鉀熔法是依據(jù)蒽和咔唑與KOH 作用時化學親和力的不同而加以分離的，咔唑與 KOH一起熔融加熱生成咔唑鉀和水，而蒽和菲不能產(chǎn)生以上反應。無用溶劑分離粗蒽中的菲，然后將得到的蒽和咔唑與KOH 一起裝入溶解器，迅速攪拌并加熱到24℃，操作約2h 后靜置。咔唑與KOH 形成鉀熔物而沉于下層，上層為熔化的蒽。上層熔化的蒽經(jīng)過冷卻結晶、離心分離，再用二甲苯結晶幾次，就可以得到精蒽。三、蒸餾—溶劑法蒽、菲、℃ 、℃ ℃ ，蒽與菲沸點相近，與咔唑相差較大。為實現(xiàn)蒸餾操作，可采用以下方法：用減壓蒸餾降低沸點，增加相對揮發(fā)度，可以降低加熱溫度，減少結焦危險；加入共沸溶劑進行共沸蒸餾可降低加熱