硝化工艺是国家安监局公布的首批重点监管的危险化工工艺之一，同时也是国家安监局要求开展反应风险评估的工艺之一。前面已经介绍过“工艺安全”专题的烷基化工艺、光气及光气化工艺、氯化工艺今天本文带大家了解一下硝化工艺。

工艺简介

硝化是有机化合物分子中引入硝基（-NO2）的反应，最常见的是取代反应。硝化方法可分成直接硝化法、间接硝化法和亚硝化法，分别用于生产硝基化合物、硝胺、硝酸酯和亚硝基化合物等。涉及硝化反应的工艺过程为硝化工艺。

典型工艺

（1）直接硝化法

丙三醇与混酸反应制备硝酸甘油；

氯苯硝化制备邻硝基氯苯、对硝基氯苯；

苯硝化制备硝基苯；

蒽醌硝化制备1-硝基蒽醌；

甲苯硝化生产三硝基甲苯（俗称梯恩梯，TNT）；

丙烷等烷烃与硝酸通过气相反应制备硝基烷烃等；

（2）直接硝化法

苯酚采用磺酰基的取代硝化制备苦味酸等；

（3）亚硝化法

2-萘酚与亚硝酸盐反应制备1-亚硝基-2-萘酚；

二苯胺与亚硝酸钠和硫酸水溶液反应制备对亚硝基二苯胺等；

工艺危险特点

（1）反应速度快，放热量大。大多数硝化反应是在非均相中进行的，反应组分的不均匀分布容易引起局部过热导致危险。尤其在硝化反应开始阶段，停止搅拌或由于搅拌叶片脱落等造成搅拌失效是非常危险的，一旦搅拌再次开动，就会突然引发局部激烈反应，瞬间释放大量的热量，引起爆炸事故；

（2）反应物料具有燃爆危险性；

（3）硝化剂具有强腐蚀性、强氧化性，与油脂、有机化合物（尤其是不饱和有机化合物）接触能引起燃烧或爆炸；

（4）硝化产物、副产物具有爆炸危险性。

重点监控工艺参数

（1）杂质含量；

（2）加料流量，加料温度；

（3）硝化反应釜换热器换热介质的流量；

（4）硝化釜内温度（应设置多温度探点）；

（5）搅拌器的电流，电压，搅拌速率。

安全控制的基本要求

（1）实现自动加料并设置安全联锁；计算工艺控制要求最大允许流量，设置固定的不可超调的限流措施；设置滴加物料管道视镜。

（2）硝化釜中设置双温度计，严格控制硝化反应温度上下限，禁止温度超限特别是超下限状态，避免物料累积、反应滞后引发的过程失控。

（3）硝化釜设置紧急冷却系统（不间断）以保障冷却水故障、停电等突发状态下能保证硝化装置紧急安全停车。

（4）硝化系统的关键设备，如硝化釜搅拌等应设置独立的后备电源（EPS），在电网波动时能保证搅拌正常运行至安全停车。

（5）增设过程信息管理系统(Process Information Manager System，简称PIMS)，加强对DCS操作人员的违章监管，对硝化装置重要工艺参数异常能自动发报警信息给相关人员。

（6）定期对硝化自动生产系统、安全联锁系统进行维护和测试，保证DCS和安全联锁系统可靠性。

（7）设置DCS系统防雷隔离措施。

建议措施

（1）相关企业应建立完整的硝化工艺安全信息档案，包括完善工艺各环节热力学研究，尤其是放热速度和放热量等热特性数据，根据真实信息筛选反应最佳控制点，实现工艺本质安全可控。

（2）开展工艺风险辨识与评估，全面收集生产过程涉及的化学物料特性、工艺和设备等方面的安全生产信息，提出工艺控制要点、设备选型要求、操作冗余要求、检查要点等安全要素参数，逐步完善工艺系统改造、工厂设计、生产操作、设备维修保养经验、应急处置措施等安全信息档案。

（3）严禁停用硝化反应系统温度、进料、冷却、搅拌、紧急排放等报警和自动安全联锁系统，杜绝由于人为摘除联锁或忘记投联锁造成不可预测结果。

（4）当生产工艺发生变更时，要重新对变更后的工艺进行HAZOP分析，工艺反应安全评估等，并针对变更后的工艺组织相关人员培训考核。

（5）设置完善的工艺参数变更制度，当涉及工艺参数变更时要严格依据制度，禁止操作人员随意变更反应工艺参数。

（6）严禁违章操作，无章操作，明确各级员工岗位职责。

（7）定期进行OTS仿真操作培训和事故演练，提升相关人员应急处置能力。

（8）严禁占用堵塞消防通道，并设置紧急集合避险区域。

（9）当涉及硝化产物废弃物处理时必须进行风险辨识与评估，并将相关信息完全提供给处置方。

事故回顾

●1992年3月10日，江苏省常熟市阳桥化工厂发生硝化反应锅爆炸事故，造成8人死亡，7人受伤，直接经济损失84万余元。

●2007年5月11日，河北省沧州市某TDI有限责任公司甲苯二异氰酸酯车间硝化装置发生爆炸。事故造成5人死亡，14人重伤，66人轻伤，厂区内供电系统被严重损坏，附近村庄几千名群众疏散转移。

●2017年7月2日，江西省彭泽县九江之江化工有限公司对(邻)硝车间压力容器爆炸，造成3人死亡、3人受伤，直接经济损失约2380万元。

●2017年12月9日，连云港聚鑫生物科技有限公司间二氯苯装置发生爆炸事故，造成10人死亡、1人轻伤，直接经济损失4875万元。