【二硝行業(yè)調(diào)研報告·工藝篇】風(fēng)險意識不強推廣難
來源: 中國化工報 編輯: 安康 瀏覽: 3011 發(fā)布于2019年06月11日
近幾年來，化工生產(chǎn)發(fā)生過多起事故，包括河北克爾化工 “2·28”重大爆炸事故、山東濱源化學(xué)“8·31”重大爆炸事故、江蘇聚鑫生物“12·9”重大爆炸事故等，都涉及硝化工藝。究其原因，很多都是分離器高溫走火爆炸。而在很多業(yè)內(nèi)人士看來，二硝基氯苯(簡稱二硝)生產(chǎn)進程中涉及的硝化工藝安全，風(fēng)險系數(shù)甚至更高。
洛陽染料董事長段孝寧坦言：“一般來說，染料產(chǎn)品環(huán)保是重頭戲，但對二硝來說，安全是重頭戲，是第一位的。而二硝生產(chǎn)中的重點過程就是硝化工藝。”
事實上，國家早在“十二五”期間就已經(jīng)開始在行業(yè)內(nèi)推廣連續(xù)硝化工藝，但直到現(xiàn)在，連續(xù)硝化工藝在行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用比例仍不高，僅有幾家企業(yè)使用。
連續(xù)工藝體現(xiàn)多重優(yōu)勢
據(jù)悉，硝化工藝主要分為連續(xù)硝化和間歇硝化工藝，間歇式硝化工藝，要先將混酸加入到反應(yīng)釜中，然后逐漸升溫，當(dāng)?shù)竭_合適溫度后，逐漸將氯苯滴加到反應(yīng)釜中，需進行兩次硝化反應(yīng)才能得到二硝。每一次反應(yīng)結(jié)束后都會有未反應(yīng)完的原料，這些原料進入分離器中后還會在高溫狀態(tài)下繼續(xù)反應(yīng)，導(dǎo)致反應(yīng)器升溫，給整個生產(chǎn)過程帶來危險。連續(xù)硝化工藝，可以通過遠程自動控制，不斷加料、不斷反應(yīng)、不斷分離，硝化反應(yīng)過程貫穿了整個生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)效率大幅提高，且工人勞動強度大幅降低，反應(yīng)物料配比準確、工藝指標穩(wěn)定。
段孝寧介紹說，甲苯的硝化是十分危險的，過去我國只有軍工部門從事硝化，其他部門的硝化技術(shù)都相對落后。硝化是放熱反應(yīng)，安全風(fēng)險是高溫高壓。一般間歇式硝化工藝高溫高溫，溫度達110℃;連續(xù)硝化工藝則是低溫低壓，溫度僅85℃。
兩種工藝不僅是安全性有較大差距，在生產(chǎn)效率、物料消耗、環(huán)保等方面，連續(xù)硝化工藝都體現(xiàn)出很大優(yōu)勢。
作為公認的當(dāng)今中國硝化技術(shù)第一人，中國兵器工業(yè)甘肅銀光化學(xué)工業(yè)集團有限公司返聘高級技術(shù)顧問尹世英對比了兩種技術(shù)的差別：間歇硝化反應(yīng)分離器溫差大，高溫狀態(tài)容易走火，每噸產(chǎn)品耗酸量約為1.8噸，產(chǎn)生的廢水量大，反應(yīng)操作過程多，生產(chǎn)能力低，反映參數(shù)不能保證每次一樣，造成產(chǎn)品的優(yōu)品率無法穩(wěn)定;連續(xù)工藝人為操作的需要被降到最低，使二硝產(chǎn)品的生產(chǎn)能力大幅提高，每噸產(chǎn)品耗酸量僅為800千克;工藝指標固定，產(chǎn)品質(zhì)量更為穩(wěn)定，對原料的比例容錯率高。
山東昌邑灶戶鹽化有限公司副總經(jīng)理徐立國表示，連續(xù)硝化工藝最大的好處是生產(chǎn)效率高、產(chǎn)能大，自動化程度高，避免了重復(fù)投料和出料的過程。釜式間歇反應(yīng)的產(chǎn)能低，單釜產(chǎn)能僅為600噸/年左右，遠低于連續(xù)式反應(yīng)工藝的產(chǎn)能。原理上講，任何化學(xué)反應(yīng)都可以做到連續(xù)生產(chǎn)，但是真正能用于生產(chǎn)的并不多。除了釜式連續(xù)硝化工藝外，還有更為先進的管道硝化，目前河南鄭州大學(xué)正在開發(fā)管道硝化技術(shù)，占地面積更小，在一個房間大小的體積內(nèi)可以做到萬噸級別。
據(jù)了解，在環(huán)保方面，間歇硝化工藝的酸性廢水的排放量很高，每次反應(yīng)所產(chǎn)生的廢硫酸大約是二硝產(chǎn)量的1.2倍，里面還含有硝酸，必需對廢酸進行脫硝、濃縮后才能再利用，廢水處理的難度大、成本高，可謂“小廠做不到、大廠做不好”。
而在連續(xù)硝化工藝中，生產(chǎn)過程需要的硫酸可以在系統(tǒng)中循環(huán)使用，產(chǎn)生的氮氧化物經(jīng)吸收至40%以上的稀硝酸可以回收利用。間歇式工藝不具備使用稀硝酸條件，最終要制成硝酸鹽或稀硝酸，帶來很多不確定的對外銷售風(fēng)險。
風(fēng)險意識不強難以推廣
一位不愿具名的業(yè)內(nèi)人士說：“企業(yè)堅持采用間歇式硝化工藝的最大原因，是可以根據(jù)市場行情隨意更改工藝路線，生產(chǎn)銷量更大的其他產(chǎn)品。同時，很多化工企業(yè)對硝化工藝的危險性認識不足，存有僥幸心理，缺乏進行工藝升級改造的動力，最終吃到苦果是必然的。”
尹世英認為，目前，本質(zhì)安全連續(xù)硝化技術(shù)在整個行業(yè)處于領(lǐng)先地位，值得在全行業(yè)進行推廣。而很多硝化企業(yè)所使用的工藝都有很大的提升空間，但是一些企業(yè)并沒有意識到，僅僅是按照裝置的初始設(shè)定進行生產(chǎn)。沒有結(jié)合工廠的實際生產(chǎn)需求，根據(jù)生產(chǎn)的目標產(chǎn)物、反應(yīng)物等條件，進行相應(yīng)的工藝參數(shù)調(diào)整，最后造成生產(chǎn)無法進行或產(chǎn)率低、產(chǎn)品質(zhì)量不高等情況。
此外，行業(yè)內(nèi)除了本質(zhì)安全連續(xù)硝化工藝外，正在使用的較為先進工藝還有泵式硝化機和循環(huán)硝化機等，但是這些技術(shù)的用電量是本質(zhì)安全連續(xù)硝化工藝的2倍。
在江蘇聚鑫生物“12·9”重大爆炸事故之后，江蘇、山東、浙江等東部省份接連發(fā)文要求開展包括硝化等在內(nèi)的爆炸性反應(yīng)的風(fēng)險評估。2017年初，原國家安監(jiān)總局下發(fā)了《關(guān)于加強精細化工反應(yīng)安全風(fēng)險評估工作的指導(dǎo)意見》，要求涉及重點監(jiān)管危險化工工藝以及金屬有機物合成反應(yīng)(包括格氏反應(yīng))的間歇和半間歇反應(yīng)的企業(yè)，根據(jù)情況開展反應(yīng)風(fēng)險評估。
對此，中國化學(xué)品安全協(xié)會總工程師程長進表示：“硝化反應(yīng)在小試或者中試時，反應(yīng)器較小、物料均勻、反應(yīng)溫度好控制。一旦工業(yè)化，換成大的反應(yīng)釜，情況就完全不一樣，風(fēng)險會大大增加。國外的大型化工企業(yè)如杜邦等都有自己的實驗室，對工藝進行風(fēng)險評估，不適合放大作業(yè)的工藝堅決不會工業(yè)化，但國內(nèi)企業(yè)很少做這項工作。”
理性看待吃透工藝路線
“目前外界對硝化有很大的誤解，一提到硝化，就認為是非常危險的過程。實際上，硝化的確是一個放熱反應(yīng)，具有一定的危險性，但是也絕對不應(yīng)該被一刀切。”徐立國認為，對于一些由安全管理、操作不規(guī)范等造成的事故，不應(yīng)該歸罪于生產(chǎn)工藝。雖然硝化工藝作為一種放熱反應(yīng)具有一定的危險性，但是對其危險性的定義，需要根據(jù)具體的工藝情況進行區(qū)分。一些沒有那么高危險性的反應(yīng)不應(yīng)該也被一刀切。硝化反應(yīng)同樣可以做到安全環(huán)保，大家應(yīng)該理性看待。社會對于這方面也需要進行引導(dǎo)。
徐立國指出，地方政府對硝化反應(yīng)報以很大的反對態(tài)度。不得不承認，一些老的硝化技術(shù)的確屬于危險工藝，但是應(yīng)該區(qū)別對待。在項目建設(shè)篩選過程中，就應(yīng)該選擇本質(zhì)安全的工藝，而禁止不安全工藝動工。此外，政府要給企業(yè)留給改造搬遷的調(diào)整時間。如果對行業(yè)進行一刀切式的禁止生產(chǎn)，勢必導(dǎo)致社會上產(chǎn)品的缺乏，價格走高，這將導(dǎo)致一些不具備安全生規(guī)范的廠家為了利益違法違規(guī)進行生產(chǎn)，最終會導(dǎo)致更大的危害。
針對兩種工藝，尹世英建議，本質(zhì)安全連續(xù)硝化工藝具有設(shè)備結(jié)構(gòu)好，硝化機體積小、生產(chǎn)能力大等優(yōu)點，優(yōu)化易于達到、易于保持，產(chǎn)品純度能在99.6%以上，且原料配比易于調(diào)整。連續(xù)硝化工藝更適合產(chǎn)能大、專注某特定產(chǎn)品生產(chǎn)的企業(yè)，如二硝、間苯二胺等較大宗的產(chǎn)品生產(chǎn)。但工廠在生產(chǎn)過程中一定要注重實踐，把生產(chǎn)工藝的每個過程都吃透。針對安全環(huán)保問題，首先要從源頭工藝上進行解決，再利用安全環(huán)保設(shè)備進行后處理。
（胡慧雯 張歡 高重密）
