化学工程与工艺专业暑期认识实习报告

认识实习报告班级：化工1001班学号：2021011015姓名：李泽洲实习工厂简介东方化工厂始建于1978年，位于北京市东南通州区张家湾镇--京津公路北侧的古运河畔。厂区占地面积128万平方米，现有员工1847人，现有固定资产原值48亿元。1984年，我国第一套由日本引进的丙烯酸及其酯类装置在这里建成投产，从此完毕了国内该产品长期依赖进口的局面。进入90年代，工厂又扩大规模，陆续引进第二和第三套丙烯酸及酯类装置，使其近二十个产品在同类产品中名列前茅，享誉海内外，成为我国目前规模最大、品种最全、质量最优的丙烯酸及酯类产品的生产、科研、开发基地。1994年，以乙烯、环氧乙烷为主导产品的石化装置的建成投产，又为企业开展注入新的活力。从1993年起，东方化工厂先后与美国和法国合资，建成了二个合资工厂：国内最大的丙烯酸树脂工厂和先进的外表活性剂工厂。2002年12月26日，北京东方石油化工正式揭牌成立，与中国石油化工集团进展大规模的资产重组完成。从此东方化工厂作为北京东方石油化工的龙头，正式并入中石化。东方化工厂主要有丙烯酸〔及酯〕、乙烯、环氧乙烷三大系列产品，产品种类达数十种，年总物流量百万吨。丙烯酸及其酯类产品广泛用于建材、纺织、涂料、粘合剂、水处理、卫生材料、农业等10多个行业，应用开发前景极好。东方化工厂非常重视产品质量，"云燕"牌丙烯酸及酯类产品荣获国家金质奖章，成为国家出口免检产品，畅销全国，远销亚、欧、美三大洲。上机学习局部化工单元设备学习管道、管件、阀门以及管道连接方式管道是用管子、管子联接件和阀门等联接成的用于输送气体、液体或带固体颗粒的流体的装置。管道分为铸铁管、有缝钢管、无缝钢管和不锈钢管四种类型。管件是管道系统中起延长管路、改变流向、集合和分流、改变管径和堵塞管道等作用的零部件的统称。包括管箍、对丝、活接头、弯头〔45°、90°、180°〕、三通管、四通管、大小头、丝堵、法兰和盲板等(如图一所示)。阀门是流体输送系统中的控制部件，就有截止、调节、倒流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等作用。其种类有：截止阀、闸阀和球阀〔如图二、三、四所示〕管道连接方式：包括承接式连接、螺纹连接、焊接连接和法兰连接。离心泵种类、构造及其性能参数离心泵种类繁多，功用各有优缺。在工业生产过程，选择恰当的离心泵，往往可以到达事半功倍的效果。按照构造上的差异，离心泵可分为普通离心泵、磁力离心泵、屏蔽离心泵、高速离心泵、往复泵、隔膜泵和齿轮泵等。下面将着重学习普通离心泵、磁力离心泵、往复泵以及齿轮泵。换热设备换热设备是是热量从热流体传递到冷流体的设备。换热设备广泛应用于炼油、化工、轻工、制药、机械、食品、加工、动力以及原子能工业部门当中。在现代炼油厂中，换热器占全部工艺设备投资的40%以上；而在海水淡化工业生产中，几乎全部设备都是由换热器组成的。换热器的先进性、合理性和运转的可靠性直接影响产品的质量、数量和本钱。根据不同的实用目的，换热器可以分为四类：加热器、冷却器、蒸发器和冷凝器。其种类大致有：列管式换热器、板式换热器和夹套换热器等其他换热器。下面主要介绍列管式换热器中的固定管板式列管换热器。固定管板式列管换热器主要由外壳、管板、管束、顶盖〔又称封头〕等零部件组成。管外走一种流体，管内走另一种流体，通过关闭进展传热。衡量一台换热设备的好坏的标准是传热效率的上下、流体阻力的大小、强度是否足够、构造是否合理、设备是否平安可靠、设备是否节省材料、制造、运行本钱的上下以及制造、安装、检修是否方便。塔设备塔设备是具有一定形状〔截面大多数是圆形〕、一定容积、内外装置一定附件的容器。该设备被用以使气体与液体、气体与固体、液体与液体或液体与固体密切接触，并促进其相互作用，以完成化学工业中的热量传递和质量传递的过程。要求设备所采用的材料必须对被处理的物料具有耐腐蚀性能，并按其所能承受的压力进展设计。根据其构造，塔设备可分为板式塔和填料塔两类，主要应用于蒸馏、吸收、萃取、吸附等操作。板式精馏塔与填料精馏塔外部构成根本一样，均具有原料罐、原料泵、冷凝器、回流罐、回流泵、顶采泵、再沸器以及底采泵。其工作原理是：蒸气由塔底进入，蒸发出的气相与下降液进展逆行接触，两相接触中，下降液中的易挥发〔低沸点〕组分不断地向气相中转移，气相中的难挥发〔高沸点〕组分不断地向下降液中转移，气相愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分那么愈富集，从而到达组分别离的目的。由塔顶上升的气相进入冷凝器，冷凝的液体的一局部作为回流液返回塔顶进入精馏塔中，其余的局部那么作为馏出液取出。塔底流出的液体，其中一局部送入再沸器，加热蒸发成气相返回塔中，另一局部液体作为釜残液取出。生产工艺学习〔1〕合成氨工业简介1、氨的根本性质及其用途氨〔Ammonia〕，分子式为NH3，是一种无色气体，有强烈的刺激气味。极易溶于水，常温常压下，1体积水可溶解700体积氨，并且℃℃.标况下NH3℃〕氨是可燃性气体，着火点为630℃。其与空气在一定比例内混合可形成爆炸性气体，其爆炸范围是5.5%~28%，与氧气在一定比例内混合也可形成爆炸性气体，其爆炸范围是13.5%~28%。氨气具有较强的毒性和刺激性，当其在空气中含量高达0.5%~1%时，可引起窒息。氨水可以腐蚀铜、银、锌等金属，但液氨、枯燥的氨气无腐蚀性，因此运输时氨常以这两种状态存在。氨的化学性质十分活泼：=1\*GB3①氨与酸或酸酐反响生成铵盐；=2\*GB3②氨与二氧化碳在一定条件下可制得尿素；=3\*GB3③在铂做催化剂的条件下，氨气可发生氧化最终生成硝酸；=4\*GB3④高温下，氨气可发生分解反响生成氢气和氮气；=5\*GB3⑤氨气与一氧化碳、甲烷或氧气可生成氢氰酸。氨的用途广泛，它不仅是氮肥工业的原料，而且也是化学工业的重要原料。在无机化工中，它被用于制备硝酸、纯碱和含氮无机盐；在有机工业中，由它可以得到各种含氮中间体；在制药工业中，它可用于制备磺胺类药物、维生素和氨基酸；在化纤工业中，它又可用于制造人造丝等；在国防工业中，它是三硝基甲苯、硝化甘油和硝化纤维的原料。除此之外，它还是工业中常用的冷冻剂。2、合成氨工业工艺总述原料焦炭、煤、天然气、炼厂气、石脑油、重油等原料焦炭、煤、天然气、炼厂气、石脑油、重油等氢气和氮气，制备方法为向氢气中直接参加空气或先将氢气进展氧氮别离，再将氮气参加氢气中氢气和氮气，制备方法为向氢气中直接参加空气或先将氢气进展氧氮别离，再将氮气参加氢气中原料气制备原料气制备氨原料气压缩后进入合成塔反响生成氨压缩与合成气体精制酸脱工序变换工序硫会生成硫化氢和二氧化硫而使催化剂中毒脱硫工序CO与水蒸气反响生成氢气和CO2，继续制氢，脱除CO2除去CO2除去少量的CO2氨原料气压缩后进入合成塔反响生成氨压缩与合成气体精制酸脱工序变换工序硫会生成硫化氢和二氧化硫而使催化剂中毒脱硫工序CO与水蒸气反响生成氢气和CO2，继续制氢，脱除CO2除去CO2除去少量的CO2氨压缩与合成气体精制酸脱工序脱硫除尘煤气化煤、水、空气以上图示表示的是合成氨工业的工艺总述，以下以煤为原料作为氨压缩与合成气体精制酸脱工序脱硫除尘煤气化煤、水、空气实例来进一步了解合成氨工艺流程。以下是以重油为原料的实例来辅助理解合成氨工艺流程。氨压缩与合成低温甲烷洗局部氧化水蒸气、重油氨压缩与合成低温甲烷洗局部氧化水蒸气、重油氧氮别离空气碳黑去除碳黑变换工序液氨洗氧氮3、氨合成工序工艺流程世界每年合成氨产量已到达一亿吨以上，其中约有80%的氨用来生产化学肥料，20%作为其他化工产品的原料。德国化学家哈伯1909年提出了工业氨合成方法，即“循环法〞，这是目前工业普遍采用的直接合成方法。为解决反响过程中氢气和氮气合成转化率低的问题，将氨产品从合成反响后的气体中别离出来，未反响的气体和新鲜氮气混合重新参与合成反响。合成氨反响式如下：N2+3H2---2NH3，该反响为可逆反响，影响反响速率和平衡的主要因素有：温度、压力、催化剂、惰性气体含量和氢氮比。合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料。经过近一个世纪的研究和改良，合成氨技术已趋于成熟，形成了一大批各有特色的工艺流程，但都是由三个根本组成局部组成，即原料气制备、原料气净化以及氨合成过程。合成氨的工艺流程原料气制备：将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气。对于固体原料煤和焦炭，通常采用气化的方法的制取原料气；渣油可采用非催化局部氧化的方法获得合成气；对气态烃类和石脑油，工业中利用二段蒸汽转化的方法制取原料气。原料气净化：对原料气进展净化处理，除去氢气和氮气以外的杂质，主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。①CO变换过程：在合成氨生产中，原料气中常含有12%~40%的一氧化碳。去除CO的变换反响是：CO+H20==H2+CO2;△由于反响是强放热反响，必须分段进展以回收利用反响热，并控制好变换段出口剩余CO含量。第一步是高温变换，使大局部的CO转变为CO2和H2；第二步是低温变换，将CO含量降至0.3%左右。因此，CO变换反响既是原料气制造的继续，又是净化的过程，为后续的脱碳过程创造条件。②脱硫脱碳过程：粗原料气中常含有一些硫和碳的氧化物，为了防止催化剂中毒，必须在合成氨工序之前加以脱除。工业脱硫方法种类很多，通常采用物理或化学吸收的方法，常用的方法有低温甲醇洗法、聚乙二醇二甲醚法等。粗原料气经CO变换后，仍常含有CO2、CO和CH4等成分，其中CO2含量最多。而CO2既是氨合成催化剂的毒物，又是制造尿素、碳酸氢铵等氮肥的重要原料。因此CO2的脱除可谓是一举两得!工业中一般采用溶液吸收法脱除CO2。根据吸收剂性能的不同，可分为两大类。一类是物理吸收法，如低温甲醇洗法、聚乙二醇二甲醚法等；一类是化学吸收法，如热钾碱法等。③气体精制过程：气体精制过程是原料气的最终净化过程，以保证CO和CO2总含量不得大于10cm3/m3，防止其对催化剂的毒害。目前在工业生产中，最终净化方法分为深冷别离法和甲烷化法。深冷别离法主要是液氮洗法，是指在深度冷冻〔＜-100℃〕条件下用也液氮吸收CO，而且也能够脱除甲烷和大局部氩，常与低温甲醇洗结合。甲烷化法是在催化剂存在下使少量的CO、CO2与H2生成CH4和H20的一种净化工艺，要求入口原料气中碳的氧化物含量〔体积分数〕一般应小于0.7%。甲烷化法反响如下：CO+3H2==CH4+H20;△CO2+4H2==CH4+2H20;△〔2〕催化剂的中毒

催化剂的催化能力一般称为催化活性。许多催化剂在使用过程中，其活性从小到大，逐渐到达正常水平，这就是催化剂的成熟期，并在一段时间里保持稳定，然后再下降，一直到衰老而不能再使用。活性保持稳定的时间即为催化剂的寿命，其长短因催化剂的制备方法和使用条件而异。

催化剂在稳定活性期间，往往因接触少量的杂质而使活性明显下降甚至被破坏，这种现象称为催化剂的中毒。一般认为是由于催化剂外表的活性中心被杂质占据而引起中毒。中毒分为暂时性中毒和永久性中毒两种。例如，对于合成氨反响中的铁催化剂，O2、CO、CO2和水蒸气等都能使催化剂中毒。但利用纯洁的氢、氮混合气体通过中毒的催化剂时，催化剂的活性又能恢复，因此这种中毒是暂时性中毒。相反，含P、S、As的化合物那么可使铁催化剂永久性中毒。催化剂中毒后，往往完全失去活性，这时即使再用纯洁的氢、氮混合气体处理，活性也很难恢复。催化剂中毒会严重影响生产的正常进展。工业上为了防止催化剂中毒，要把反响物原料加以净化，以除去毒物。造气工程〔CH4〕〔3〕生产工艺流程图造气工程〔CH4〕合成塔膜分装置第一级氨分装置合成塔膜分装置第一级氨分装置副线主线H2\N2\NH3\CH4、水蒸汽除氧软水液氨N2、H2、NH3液氨补充气补滤器氨库废锅水冷装置冷交换器热交换器缓冲罐循环机第二级氨分装置氨冷装置副线主线H2\N2\NH3\CH4、水蒸汽除氧软水液氨N2、H2、NH3液氨补充气补滤器氨库废锅水冷装置冷交换器热交换器缓冲罐循环机第二级氨分装置氨冷装置合成氨工序主要设备合成塔：氨合成塔是在高压、高温下用来使氮气和氢气发生催化反响进展氨合成的设备，是合成氨厂的心脏，也是一种构造极为复杂的大型反响器。现代工业上氨合成是在压力15.2~30.4Mpa、温度400~520℃条件下进展的，因此，氨合成塔由耐高压的封头、外筒和装在筒体上的耐高温的内部件组成。〔百度百科：氨合成塔〕一段转化炉一段转化炉一般来讲由辐射段、过渡段和对流段组成。一段转化炉各组成局部在工艺生产中的作用可分为：辐射段---转化炉最重要的局部，起着把原料气进展烃类气转化的作用；过渡段---炉子乏烟气被利用之后所必须通过的烟道，在设计中，它常是对乏烟气进展温度调节和减缓乏烟气流速的重要通道，对辐射段和对流段的热能再利用起到了承上启下的作用；对流段---为了满足工艺生产中各工艺流体介质的过热、预热温度而特别设置的热能回收装置，在工艺生产中起到了节能减耗的作用。二段转化炉二段转化炉为立式圆筒形反响器。受压主体为碳钢制圆筒壳，两端为锥形封头，由于内部温度高，在壳外部夹有水套，这样既可以降低壳体温度，也可使壳体受热均匀。热交换器热交换器为管式换热器，进热交换器的冷气不经过合成塔的间隙，这样使温度更低，使进水冷器的合成气温度更低，提高了合成反响热利用，同时也降低了水冷器的负荷和冷却水的消耗。循环机进展热交换后的冷气经压缩机加压后直接进入塔中，使合成反响体系处于系统压力最高点，有利于反响。气体在设备中流动和反响都会是得整个反响体系的压力下降，循环机起到补充系统压力的作用。合成氨工艺过程控制①催化剂：主要由主催化剂、载体、助催化剂和抑制剂组成。主催化剂一般选用贵金属，由于Ag具有较高的选择性，通常选择10%~20%的银作为催化剂；而载体主要选用低比外表积、无孔隙或粗孔隙的惰性物质为载体；助催化剂的主要作用是提高催化剂的稳定性和活性，也可提高催化剂的选择性；抑制剂的主要作用是提高催化剂的选择性。②反响温度：一般控制在495~553K。温度升高，速度增加，转化率增加，但选择性下降，放出的热量增大，就会导致温度难以控制。反响温度的选择需权衡转化率和选择性着两个方面来确定。③反响压力：一般控制在2Mpa。在工业生产中采用加压操作时为了提高乙烯和氧的分压，加快反响速率，提高设备的生产能力。④原料纯度及配比：原料中的杂质可能会导致催化剂中毒而活性下降、使反响的热效应增大、影响爆炸极限。由于反响的转化率较低，为了充分利用原料，从吸收塔出来的气体须循环使用，由于循环气中含有杂质和反响副产物，所以需要在循环之前将一局部有害气体排除。从吸收塔排除的气体，90%循环利用，剩下的送入二氧化碳吸收装置。乙烯和氧的浓度有一适量值，以氧为氧化剂，为使反响不致太剧烈，需参加稀释剂，以氮作为稀释剂进反响器的乙烯浓度可达15~20%,氧浓度为8%左右。下厂参观局部本次认识实习的参观地点为北京东方化工厂环氧乙烷-乙二醇车间，简称环乙车间。由于环氧乙烷极为活泼的化学性质，以及易燃易爆的特性，环乙车间被举世公认为是最危险的车间。为了减少不必要的事故和危险，也为了更加高效地认识实习，在下厂参观之前，我查阅了环氧乙烷的根本性质、用途、国内外生产现状和生产工艺，为下厂实习做好充分准备。以下即为所获取的相关信息：环氧乙烷根本性质及其用途℃℃，常温下为气态，相对于水的密度为0.8711g/cm3，而相对于空气的蒸汽密度为1.52，是一种最简单的环醚，属于杂环类化合物。此外，环氧乙烷是一种有毒的致癌物质，易燃易爆，429℃时即可引燃，571℃时可自燃，是一种极其危险的石化产品。另外，环氧乙烷可与水以任意比例混溶，并能溶于醇、醚。其化学性质非常活泼，能与许多化合物发生开环加成反响。环氧乙烷受热后易聚合，在有金属盐类或氧的存在下能分解。环氧乙烷的制备方法目前，环氧乙烷的制备主要采用以下两种制备方法：①氯醇法；②氧化法。氯醇法分为两步反响，第一步是将分两步反响，第一步是将乙烯和氯气通入水中，生成2-氯乙醇。第二步是用碱〔通常为石灰乳〕与2-氯乙醇反响，生成环氧乙烷。乙烯经次氯酸化生成氯乙醇，然后与氢氧化钙皂化生成环氧乙烷粗产品，再经分馏，制得环氧乙烷。反响式和工艺流程如下。反响方程式如下：CH2=CH2+Cl2+H2O---CH2ClCH2OH+HCl2CH2ClCH2OH+Ca(OH)2---2C2H4O+CaCl2+2H20工艺流程如下：乙烯乙烯氯气水次氯酸化尾气皂化精馏废水排放Ca(OH)2氯乙醇排污环氧乙烷氧化法可分为空气法和氧气法两种。前者以空气为氧化剂，后者用浓度大于95%〔体积〕的氧气作为氧化剂。此外也有用富氧空气为氧化剂的。氧化法的工业生产流程分为反响、环氧乙烷回收及环氧乙烷精制三个局部。其反响方程式如下：AgAg0.98~2Mpa,200~300℃CH2=CH2+1/2O2---------------CH2 CH20.98~2Mpa,200~300OO目前，世界上EO工业化生产装置几乎全部采用以银为催化剂的乙烯直接氧化法。全球EO生产技术主要被Shell公司〔英荷合资〕、美国SD〔科学设计公司〕、美国UCC三家公司所垄断。此外拥有EO生产技术的还有日本触媒公司、美国DOW化学公司、德国赫斯公司等。(3)环氧乙烷的用途环氧乙烷是一种有毒的致癌物质，以前被用来制造杀菌剂。其被广泛地应用于洗涤，制药，印染等行业。在化工相关产业可作为清洁剂的起始剂。环氧乙烷可杀灭细菌〔及其内孢子〕、霉菌及真菌，因此可用于消毒一些不能耐受高温消毒的物品。环氧乙烷也被广泛用于消毒医疗用品诸如绷带、缝线及手术器具。环氧乙烷有杀菌作用，对金属不腐蚀，无残留气味，因此可用材料的气体杀菌剂。通常采用环氧乙烷-二氧化碳〔两者之比为90：10〕或环氧乙烷-二氯二氟甲烷的混合物，主要用于医院和精细仪器的消毒。环氧乙烷用熏蒸剂常用于粮食、食物的保藏；环氧乙烷可作为抗酸剂添加于某些物质中；由于环氧乙烷易燃及在空气中有广阔的爆炸浓度范围，它有时被用作燃料气化爆弹的燃料成份；环氧乙烷自动分解时能产生巨大能量，可以作为火箭和喷气推进器的动力，一般是采用硝基甲烷和环氧乙烷的混合物〔60：40-95：5〕。这种混合燃料燃烧性能好，凝固点低，性质比拟稳定，不易引爆。总的来说，环氧乙烷的上述这灯直接用途消费量很少，环氧乙烷作为乙烯工业衍生物仅次于聚乙烯，为第二位的重要产品。大部份的环氧乙烷被用于制造其它化学品，主要是乙二醇。乙二醇主要的最终用途是生产聚酯聚合物，也被用作汽车冷却剂及防冻剂。其次用于生产乙氧基化合物、乙醇胺、乙二醇醚、亚乙基胺、二甘醇、三甘醇、多甘醇、羟乙基纤维素、氯化胆碱、乙二醛、乙烯碳酸酯等下游产品。环氧乙烷主要用于制造乙二醇〔制涤纶纤维原料〕、合成洗涤剂、非离子外表活性剂、抗冻剂、乳化剂以及缩乙二醇类产品，也用于生产增塑剂、润滑剂、橡胶和塑料等。广泛应用于洗染、电子、医药、农药、纺织、造纸、汽车、石油开采与炼制等众多领域。(4)环氧乙烷国内外生产现状及前景表32003年我国EO主要生产厂家与能力kt/a生产厂家生产能力商品量技术来源扬子石化290102SD技术上海石化22540SD技术中油吉化1200SD技术茂名石化10015Shell技术燕山石化705SD技术抚顺石化6522SD技术天津联化7033Shell技术北京东方5010SD技术吉林联合5050SD技术辽阳化纤6010UCC技术独山子石化400SD技术合计1140287

表2世界各地区EO消费构造现状与预测kt地区乙二醇外表活性剂乙醇胺类乙二醇醚其他产品合计数量比例，％数量比例，％数量比例，％数量比例，％数量比例，％北美2002年362048047030058054502005年38305405303408606100西欧2002年104066022016030023802005年10807002401703602550日本2002年75018040475310702005年8101904350571150其他地区2002年4920260805548558002005年6650350100705307700合计2002年1033015808105621418147002005年123701780913630180717500针对我国EO生产现状、市场分析及未来开展趋势，提出以下建议：一是在引进规模化EO/乙二醇装置的同时，开发大型化EO反响器，从规模上获取经济效益；继续加大高性能催化剂的开发，提高副产品的收益。二是加大下游精细化工产品的开发与应用。三是由于EO不易运输，今后国家要加强规模化EO装置建立的布点，同时加快EO在各领域中的应用和技术推广。在到达目的地北京东方化工厂后，首先是由工厂平安部门的职员向我们讲解工厂中根本的平安规章；然后我们在教师的带着下来到环乙车间，由专业的工程师为我们讲解环氧乙烷的生产工艺流程；最后在工程技术人员和教师的带着下，我们进入工厂开场对环氧乙烷-乙二醇生产线进展参观和学习。由于实习时间很有限，我们没有方法跟着技术员们仔细地学习和探讨工艺流程和反响设备等方面的问题，但是通过对环乙车间的直观观察和学习，我个人感到收获颇丰、受益匪浅。以下是我按照实地实习的先后顺序总结出的此行的收获：①根本平安守那么：不得穿着化纤类服装进入车间；进入工厂前应佩戴平安帽；非防爆类物品〔如打火机、手机、电脑、照相机等〕不得带入工厂内；工厂内不得随意走动；严禁私自触摸、操作车间设备。②化工厂根本标志：工厂中涂有黄线的区域为工作区域，此区域内不得任意长时间停留，更不可随意触碰任何设备；工厂中涂有红线的区域以及所有的红色设备均为消防专用，不得任意启用