川化实习报告

1、川 化实习报告学院 化学工程学院 学生姓名 X X X 专业 过程装备与控制工程学号 年级 指导教师 实习地点 川 化 实习时间 2014.9.12014.9.12 二一四 年 九 月 十八 日一、 引言1.1实习目的实习是高校工科学生理论联系实际、拓宽知识视野、为专业课打下感性认识基础的重要教学环节。学生只有通过理论实践再实践的过程，才能获得真正的知识。由于我们过控专业是化学工程与机械工程交叉的学科，因此仅仅是在机械制造厂实习是远远不够的，还需要在化工厂实习。而川化是本专业的稳定实习基地之一。川化集团有限责任公司（原四川化工厂）始建于1956年，经过四十多年的发展，已成为一个以生产化肥和化工

2、原料为主的综合性特大型化工企业，是全国18个大型化工基地之一。所以能到川化来实习是一个很好的机会。再加上由于产业调整，川化很多产品都停产了，这对于我们来说是个不能再好的机会，因为这样我们就能近距离观察生产设备。本次实习目的：1.通过工厂技术老师的带队讲解，对工艺流程有一定了解，同时关注生产设备的尺寸作用及工作原理，对本专业在国民经济建设中所处的地位与作用有进一步认识。培养事业心、使命感和务实精神，为更好地适应从学生到工作者的过渡准备条件。2.通过观察和分析过程设备与机器的生产制造过程，学到本专业的生产实习知识，理论联系实际。3.综合能力的培养与训练。1.2实习要求 1.提前预习实习教材，对川化

3、产品生产过程有一定了解；2.遵守安全培训中提到的规则，如进厂带安全帽之类的；3.在参观实习中做好笔记，并且及时总结实习现场资料，综述理论与实习所获得的相关知识；4.实习期满按要求写好并按时上交实习报告。1.3川化中国最大的合成氨、氮肥和三聚氰胺生产厂之一，也是中国生产催化剂的基地之一。地处川西平原的成都市青白江区。其前身为范旭东于1938年在四川乐山五通桥创办的永利川厂，当时以生产纯碱为主。1955年成为公私合营永利、久大化学工业公司四川化工厂，1956年迁至现址，并开始建设中国第一座自行设计、施工的中型氮肥厂，1959年改为国营四川化工厂，1984年更为现厂。四川化工总厂下设一化、二化、催化

4、剂、动力和修造分厂，以及三聚氰胺、硫酸和特别气体三个直属车间。主要产品有：合成氨、尿素、三聚氰胺、催化剂、工业硫酸、浓硝酸、硝酸铵、硫酸铵、碳酸氢铵、液体二氧化碳、氧气、氮气和氩气等25种、46个型号的化工产品。其中，三聚氰胺销往日本、东南亚、西欧及美洲等地。1985年，主要化工产品的年生产能力（kt）分别为：合成氨480、三聚氰胺12、硫酸100、催化剂2.6。二、 实习主要内容2.1实习概况这次实习一共九天，在实习期间，我们参观了合成氨、尿素、硫酸、硝酸及三胺的生产现场，近距离观察了各个产品的生产设备，老师们也详细的为我们讲解了产品的生产工艺流程。本次报告着重讲解尿素，其他产品的生产状况就

5、不在此赘述。2.2尿素生产工艺及设备简介2.2.1尿素简介 学名为碳酰二胺，分子式为，相对分子量为60.06。因最早由人类及哺乳动物的尿液中发现，故称为尿素。尿素是一种高浓度氮肥，属中性速效肥料，也可用于生产多种复合肥料，对于钢铁、不锈钢化学抛光有增光作用，在金属酸洗中用作缓蚀剂，也用于钯活化液的配制。尿素经过多年的发展，已经发展出了不少新产品，市场上主要以下新品种：聚氨酸尿素、多肽尿素。在医学方面，可以用来制备巴比妥酸一种重要的安眠剂，除此之外，由于尿素含氮量高，可以用来作为反刍动物的饲料添加剂，甚至在化妆品、工业及纺织方面都有所应用。由此观之，尿素的应用还是比较广泛的，报告显示，尿素发展趋

6、势：季节性过剩向结构性过剩转变。需求影响：工业需求将趋热。2.2.2尿素生产方法简述按转化物的循环利用程度，尿素的生产方法可分为不循环法、半循环法和全循环法三种。20世纪60年代以来，全循环法在工业上得到普遍的使用。全循环法是将未转化成尿素氨和二氧化碳经多段蒸馏和分离后，全部返回合成系统循环利用，原料氨利用率达到97%以上。 全循环法依照分离回收方法的不同又可分为热气循环法、 气体分离循环法、 浆液循环法、 水溶液循环法 、气提法和等压循环法.其中水溶液循环法和气提法发展最快。水溶液循环法是将未反应的氨和二氧化碳用水吸收生成甲铵或碳酸铵水溶液在循环返回合

7、成系统。气提法是利用某一介质在与合成等压的条件下分解甲铵并将分解物返回系统使用的一种方法。该厂采用比较古老的水溶液全循环法，而目前很多工厂都采用由其衍变而来的汽提法。该厂一尿车间的生产装置基本情况表如下： 装置名称 尿素装置 生产工艺及规模尿素水溶液全循环法，原设计年产11万吨/年，经过对生产装置的技术改造后生产规模可达16万吨/年主要污染物排放点，种类，排放量（估计）1、 污染物种类：（1）NH3-N；（2）PH；（3）COD2、污染物排放点:（1）车间总排口，达标废水排放量(包括回收三胺废水)：30-50M3/H(估算)（2）循环水池污水排放口（间断排放）400M3/天；（3）尿素框架气相

8、放空总管；302KG/H（物料衡算)（4）尿素造粒塔顶排放气（含尿素粉尘）24.2（物料衡算)KG/H（尿素产量按20T/H计算）主要环境风险种类污染种类：水体、气相2.2.3 尿素合成的工艺流程2.2.3.1基本原理用氨合成尿素的反应分两个步骤，在合成塔内连续进行：第一步由氨与二氧化碳生成中间产物甲铵，其反应式为：  2NH3(液)+CO2(气)NH2COONH4(液) +100kJ/mol 第二步由甲铵脱水生成尿素，其反应式为：(合成尿素过程中的控制反应)  NH2COONH4(液)CO(NH2)2(液)+H2O(液)-27.5kJ/mol 

9、;这两个反应都是可逆反应，反应一是放热反应，在常温下实际可以进行到底，在100kg/cm2、150时反应进行得很快，很完全，为瞬时反应，而反应二十吸热反应，进行得比较缓慢，且不完全，这就使其成为合成尿素的控制反应。2.2.3.2尿素合成的工艺条件 根据前述尿素合成的基本原理可知,影响尿素合成的主要因素有反应物的组成、温度、压力、 停留时间等。一般水溶液全循环法氨碳比应选择在4左右，若利用合成塔副产蒸汽，则氨碳比取3.5以下，水碳比一般控制在0.60.7。CO2的纯度要在98.5%以上。合成塔的操作温度控制在185-190，川化厂合成塔的反应时间是45分钟。川化厂采用的压力一般为192-200k

10、g/cm2。2.2.3.3尿素生产工艺流程由于该厂采用水溶液全循环法生产尿素，下面就简述水溶液循环法生产尿素的流程。生产工艺流程特点：二段分解、三段吸收、二段蒸发、自然通风的造粒流程。本流程分为压缩、合成、分解系统循环系统、蒸发造粒四个生产工序，整个生产为单系统生产。二氧化碳经压缩机加压至200-210MPa左右，温度约为125，进入尿素合成塔底部。经高压泵加压，与经液氨预热器预热到温度约40-60的液氨，配成氨碳比为4左右进入合成塔底部。从一段吸收塔来的甲铵溶液，由一段甲铵泵加压后亦同样送入合成塔底部。上述三股物料在合成塔内充分混合并反应生成甲铵。二氧化碳约有62%左右转化为尿素。含有尿素、

11、未转化的甲铵、过剩氨和水的混合溶液，通过减压阀减压至1.721.82MPa，进入顶分离器，在此进行气液分离。由顶分离器出来的溶液，因膨胀气化，温度有所下降，进入一段分解塔进行加热分解。 把一段分解塔分出的气体也引入预分离器后，将气体一并引入一段蒸发加热器下部在蒸发加热器中，部分气体冷凝，因而放出热量使尿液蒸发。自蒸发器下部出来的气体，导入一段吸收塔底部鼓泡吸收。在此约有95%气态CO2和全部水蒸气被吸收生成甲铵溶液。未被吸收的气体在塔内上升，与由液氨缓冲槽来的回流液氨逆流接触，未吸收的CO2完全从气相中除去，而纯的气态氨离开吸收塔进入氨冷凝器，借冷却水将氨冷凝，被冷凝的液氨流入氨缓冲槽。在氨冷

12、器中未冷凝的惰性气体进入洗涤器，气体中的氢用二段蒸发冷凝液来吸收。氨水在洗涤器中增浓，然后流入吸收塔顶。 来自二段吸收塔的甲铵液经二段甲铵泵送入一段吸收塔下部。浓的甲铵液由一段吸收塔底部出来经一段甲铵泵进入合成塔底部。由一段分解塔出来的溶液减压至0.3O.4MPa，进入二段分解塔进行加热分解。分离出来的液体送入闪蒸槽，气体则进入二段吸收塔底部，由加入塔顶的二段蒸发冷凝液来吸收。由二段吸收塔顶出来的气体与惰性气体洗涤器出来的气体混合进入尾气吸收塔，由蒸发冷凝液进行循环回收。回收后，气体由尾气吸收塔顶放空，溶液在浓度达到一定程度时，进入解吸塔进行解吸，解吸后的气体引入二段吸收塔底部。 &

13、#160; 由二段分解塔底出来的溶液，减压后进入闪蒸槽中，在41kPa真空下气化，除去部分水和溶解的氨等，使尿液不含溶解的氨和二氧化碳并得到浓缩。   经闪蒸后的尿液由尿液泵送入蒸发系统。一段蒸发器将尿液蒸浓到96%，并经分离器进行气液分离。从分离器出来的蒸汽与闪蒸槽的蒸汽一并进入一段蒸发表面冷凝器内冷凝。一段蒸发在58kPa真空下操作。尿液自一段蒸发分离器进入二段蒸发加热器，尿液在其中蒸浓至99.7%(重量)，温度约140。气液混合物自蒸发器进入蒸发分离器，分离出来的99.7%的浓缩尿素溶液，经熔融尿素泵送至造粒塔顶旋转式造粒喷头喷洒造粒。粒状尿素再经皮带运输、

14、包装即成为产品。工艺流程图如下：2.2.3.4汽提法生产尿素CO2汽提尿素工艺高压圈包括尿素合成塔、汽提塔、甲铵冷凝器、高压洗涤器和高压喷射器；高压液氨作为甲铵喷射器的驱动流体，将甲铵液增压返回合成塔。CO2气经CO2压缩机增压进入汽提塔。汽提塔出口液相送入低压分解系统，汽提塔出口的汽提气和甲铵喷射器来的甲铵液一起进入甲铵冷凝器，甲铵冷凝器由气、液2根管道分别将气体、液体送入尿素合成塔，合成塔中的尿液自流到汽提塔。合成塔气相出口送入高压洗涤器，高压洗涤器出口的气体含少量的氨和CO2送入低压吸收塔，用工艺冷凝液及蒸汽冷凝液吸收，吸收后的尾气排入大气中。后工序仅设置了低压分解吸收系统；真空蒸发系统

15、包括了2段真空蒸发和冷凝系统，并设置了工艺冷凝液处理工序,真空蒸发后的尿液送入最终造粒工序。2.2.4 尿素合成的主要设备对于我们过控专业，设备与流程相比更加切合我们的专业，因此自己在实习参观的过程中自己也更加注意设备方面的观察，如设备布置，尺寸大小，主要结构及其作用。以下将会介绍一下在自己实习过程中对尿素生产主要设备的一些认识。2.2.4.1高压甲胺泵它的作用是将中压吸收后浓甲胺溶液加压至200MPa（表压）送入合成塔，是水循环尿素生产流程的关键设备之一。一般高压甲胺泵多采用卧式三联柱塞泵，它是由电动机、齿轮箱、调速器和泵体组成。当电动机旋转时，由主动轴到调速器经齿轮箱减速带动往复泵工作，三

16、联柱塞泵是由三个卧式单缸泵并联而成，并具有同一传动装置及吸入总管（方形集液器）和排出总管（方形集液器）。其液缸一般采用Cr18Ni12Mo3Ti或Cr18Mn10Ni5Mo3的含钼不锈钢制成，其结构为三通形式。2.2.4.2尿素合成塔 任何一个反应最最重要的设备当然是反应器，合成塔是合成尿素的关键设备之一，液氨与二氧化碳在塔内反应生成尿素。由于合成尿素是在高温、高压的条件下进行的，且溶液又具有强烈的腐蚀性，所以合成塔应该符合高压容器要求，机械结构要简单，坚固，气密和便于检修，因此工业上全压筒体一般采用较大的长径比。而且外壳需要保温，保护热量不外散。还应具有良好的耐腐蚀性。合成塔结构有以下两种套

17、泵式和不锈钢衬里式，如下图： 目前我国采用的合成塔是多衬里式尿素合成塔,主要由高压外筒和不锈钢衬里两大部分构成,不锈钢衬里直接衬在塔壁上,他的作用是防止塔筒体腐蚀.水溶液衬里合成塔在高压筒内壁上衬有耐腐蚀的不锈钢或者高铬锰不锈钢,其厚度一般在5mm以上.在塔内离塔2m和4m处设有两块多孔筛板,其作用是促使反应物料充分混合和减少熔融物的返混.一般在该塔之前要设置一个预反器,使氨、二氧化碳和甲铵溶液在预反器混合反应后,在进入合成塔一进行甲铵脱水生成尿素的反应。在合成塔前可以设置一个高压混合器，这种混合器对促进二氧化碳和氨生成甲铵有好处。混合器也可采用塔内式如图一。尿素合成塔一般采用平垫圈密封， 但

18、在保压停车后再开车时，往往发生泄漏，给生产带来困难，故可采用图二的“”形环。2.2.4.3 CO2 压缩机CO2 增压是采用的是五段对称式往复式压缩机，其中一二三段采用的是双动式，四五段是单动式。该厂有两台4M12型压缩机，其吸气量为2700m3/h，还有一台4D12A型，其吸气量为3780m3/h。正常生产中，一般开4D12A和一台4M12.压缩机结构示意图及气体流程图如下: 2.2.4.4 造粒塔 从二段蒸发分离器来的熔融尿素（浓度为99.7%重量），经熔融尿素泵送至造粒顶旋转的圆锥形喷头，喷洒造粒，在自然风型塔内降落，冷却固化，这就是塔式喷淋法造粒，目前使用最广泛的方法。还有一种方法是颗

19、粒成型法造粒，由于塔式喷淋造粒法产品强度较低，粒径较小，抗碎、抗磨强度较差，不能满足掺混肥料及机械施肥的需要。60年代起，发展了颗粒成型法造粒新技术，即把96以上的尿液，逐层凝结在晶种粒子表面而形成颗粒尿素。产品粒度为24mm(根据需要可达711mm)，不但强度高，且不易吸湿。一般可通过下面几种途径解决尿素粒径问题：选用大颗粒造粒喷头，使80%的尿素颗粒直径大于2mm； 采用流化床冷却装置，降低入袋温度，解决超产后易结块问题，将颗粒与粉尘分开； 采用北京达立科公司开发的双转鼓流化床大颗粒尿素技术，尿素颗粒直径可达46mm，国内已有2家采用此技术； 原有的造粒系统不动，将增产的尿素在造粒之前取出，用尿素熔融液来生产氮磷钾复合肥，目前上海化工研究院正在几家小尿素厂中实施该技术。造粒塔外形如下图：3、 实习总结及感悟上学期是去参观空分厂，而这次实习参观的是化工厂。而两者给我的感受是很不相同的。参观空分厂工人师傅们都在岗位上做工，而川化由于部分产品停产，因此参观的时候没有多少工人。也正是因为这样，我们才有机会近距离观察生产设备。这是我第一次到化工厂，感觉和以前自己心目中想的还是有所差距。首先让我感叹的是如此多的管道！我以前想的是一个个的厂房，而我所见到的全是有管道、塔之类错综复杂连在一起的露天装置。由于我们很多基础课程还没学，但此次参观实习让我对很对化工设备有了感性的认