柳化实习报告

广西工学院毕业实习报告系别生物与化学工程系专业化学工程与工艺班级化工082学号姓名指导教师胡孝勇左华江2011年10月04日实习报告实习目的生产实习教育是本科生学习期间一个非常重要的环节，是我们在本科期间接触现场设备、工艺等的一次全面性、系统性的学习的唯一时机。本次实习主要在于增加我们对生产企业的了解，使我们掌握工艺流程、设备、管理措施，设备检修及其他许多细节方面的知识、更好的稳固所学的化工原理知识、提高理论与实际的结合程度，这些实际知识，是十分必要的根底，同时也为今后的工作学习打下良好的根底。柳化公司的主要产品有：尿素、硝酸铵、多孔粒状硝酸铵、液氨、纯碱、液化铵、碳酸氢铵、硫酸钾、盐酸、浓硝酸、硝酸钠、亚硝酸钠、甲醇、复混肥等。生产产品种类较多。柳化是一个比拟大型的国有化工厂，生产规模也非常大。设备、技术、管理、资金综合实力雄厚，建厂时间长，供给的广度也很广。通过安排到车间进行实习，可以充分了解化工企业的历史、现状、开展前景，产品生产工艺流程、职能部门的设置及其职能，了解企业的内部自动化控制。二、实习时间硝铵分厂----------9月5、6、7日硝酸一分厂--------9月8、9、13日净化分厂----------9月14、15、16日合成分厂----------9月19、20、21日实习单位柳州化工股份四、实习内容1.净化分厂工艺原理说明造气厂过来的半水煤气先经过预脱塔〔主要脱去H2S〕，再经过3个半脱塔送到1﹟、3﹟压缩机，洗脱的硫先到富液槽，而硫用中间泡沫槽产生的泡沫脱去，剩下的溶液送到再生槽，而后送到贫液槽再用泵打回脱硫塔。1﹟、2﹟、3﹟压缩机再把气体送到变换工段，先经过饱和热水塔加水蒸气，到半水煤气别离器别离液体水，经换热器后送到一段变换炉，再经增湿器增加水蒸气，过滤器过滤液体，送到二段变换炉。经合成甲醇后的气体送到铜洗工段；高压机五段出口气体经过甲醇岗位后，到塔前别离器别离气体夹带的淡醇，然后从铜洗塔底进入塔内，与塔顶喷淋而下的铜液逆流相遇，铜液吸收气体中的CO、CO2、O2、H2S等杂质。出铜洗塔的气体，进入碱洗塔下部，通过塔内一定高度的氨水，鼓泡吸收气体中剩余CO2，气体从碱洗塔顶出来，经过别离器，别离夹带的氨水后回到高压机六段入口。由铜泵加压后的铜液从铜塔顶入塔，在塔内自上而下与气体接触，吸收CO、CO2、H2S、O2等杂质的铜液，经铜洗塔底部排液控制阀减压后送至铜液再生系统的回流塔，供再生后循环使用。综上所诉可知，净化主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。〔1〕一氧化碳变换过程在合成氨生产中，由各种方法制取的原料气都含有CO，其体积分数一般为12%~40%。合成氨需要的两种组分是H2和N2，因此需要除去合成气中的CO。变换反响如下：CO+H2O(g)→H2+CO2由于CO变换过程是强放热过程，必须分段进行以利于回收反响热，并控制变换段出口剩余CO含量。第一步是高温变换，使大局部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，为后续脱碳过程创造条件。〔2〕脱硫脱碳过程各种原料制取的粗原料气，都含有一些硫和碳的化合物，为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒，必须在氨合成工序前加以脱除，以天然气为原料的蒸汽转化法，第一道工序是脱硫，用以保护转化催化剂，以重油和煤为原料的局部氧化法，根据一氧化碳变换是否采用耐硫的催化剂而确定脱硫的位置。工业脱硫方法种类很多，通常是采用物理或化学吸收的方法，常用的有低温甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。柳化净化分厂的脱硫工艺为“湿法栲胶氧化法”,共分为3个局部：脱硫——再生——硫回收。主要化学反响式如下：氧还氧O还+O2O氧+H2O粗原料气经CO变换以后，变换气中除H2外，还有CO2、CO和CH4等组分，其中以CO2含量最多。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。因此变换气中CO2的脱除必须兼顾这两方面的要求。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(Rectisol)，聚乙二醇二甲醚法(Selexol)，碳酸丙烯酯法；一类是化学吸收法，如热钾碱法，低热耗本菲尔法，活化MDEA法，MEA法等。〔3〕气体精制过程经CO变换和CO2脱除后的原料气中尚含有少量剩余的CO和CO2。为了防止对氨合成催化剂的毒害，规定CO和CO2总含量不得大于10cm3/m3(体积分数)。因此，原料气在进入合成工序前，必须进行原料气的最终净化，即精制过程。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，是在深度冷冻(<-100℃)条件下用液氮吸收别离少量CO，而且也能脱除甲烷和大局部氩，这样可以获得只含有惰性气体100cm3/m3以下的氢氮混合气，深冷净化法通常与空分以及低温甲醇洗结合。甲烷化法是在催化剂存在下使少量CO、CO2与H2反响生成CH4和H2O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%。甲烷化法可以将气体中碳的氧化物(CO+CO2)含量脱除到10cm3/m3以下，但是需要消耗有效成分H2，并且增加了惰性气体CH4的含量。甲烷化反响如下：CO+3H2→CH4+H2OCO2+4H2→CH4+2H2O

主要原料、成品〔半成品〕的质量指标净化分厂的主要原料为气体原料。从净化车间出来的最终成品是经过净化、除去大量杂质的干净气体。从造气出来的原料气中主要有CO、CO2、H2、N2、CH4、O2等。从合成氨的反响中知道只有H2和N2是所需要的反响物，因此其他的气体就相当于杂质，需要除去。净化分厂的主要工作就是消除杂质，净化原料气，到达合成分厂合成氨的气体质量要求。CO变换工段工艺流程送二次送二次脱硫饱和热水塔一段二段三段大热交换器增湿器增湿器变换炉水加热器别离器2.合成氨工段氨气介绍氨气，无机化合物，常温下为气体，无色有刺激性恶臭的气味，易溶于水，氨溶于水时，氨分子跟水分子通过*氢键结合成一水合氨()，一水合氨能小局部电离成铵离子和氢氧根离子，所以氨水显弱碱性，能使酚酞溶液变红色。氨与酸作用得可到铵盐，氨气主要用作致冷剂及制取铵盐和氮肥。氨气的结构式物理性质相对分子质量17.031氨气在标准状况下的密度为0.7081g/L氨气极易溶于水，溶解度1：700临界点：133摄氏度，11.3Atm无色有刺激性恶臭的气体;蒸汽压506.62kPa(4.7℃);熔点-77.7℃;沸点-33.5℃;溶解性：极易溶于水，相对密度(水=1)0.82(-79℃);相对密度(空气=1)0.6;稳定性：稳定;危险标记6(有毒气体);主要用途：用作致冷剂及制取铵盐和氮肥考前须知氨对接触的皮肤组织都有腐蚀和刺激作用，可以吸收皮肤组织中的水分，使组织蛋白变性，并使组织脂肪皂化，破坏细胞膜结构。氨的溶解度极高，所以主要对动物或人体的上呼吸道有刺激和腐蚀作用，常被吸附在皮肤粘膜和眼结膜上，从而产生刺激和炎症。可麻痹呼吸道纤毛和损害粘膜上皮组织，使病原微生物易于侵入，减弱人体对疾病的抵抗力。氨通常以气体形式吸入人体，氨被吸入肺后容易通过肺泡进入血液，与血红蛋白结合，破坏运氧功能。进入肺泡内的氨，少局部为二氧化碳所中和，余下被吸收至血液，少量的氨可随汗液、尿液或呼吸排出体外。短期内吸入大量氨气后可出现流泪、咽痛、声音嘶哑、咳嗽、痰带血丝、胸闷、呼吸困难，可伴有头晕、头痛、恶心、呕吐、乏力等，严重者可发生肺水肿、成人呼吸窘迫综合症，同时可能发生呼吸道刺激病症。假设吸入的氨气过多，导致血液中氨浓度过高，就会通过三叉神经末梢的反射作用而引起心脏的停搏和呼吸停止，危及生命。长期接触氨气，局部人可能会出现皮肤色素沉积或手指溃疡等病症。合成氨过程氨合成反响式如下：氨合成工段的主要任务是将铜洗后制得的合格、、混合气，在催化剂的存在下合成为氨。压缩机六段来的压力为27MPa的新鲜补充气，与循环气混合后进入氨冷器、氨别离器、冷交换器，经循环机升压并经过油别离器除油后进入氨合成塔的内件与外筒的环隙，冷却塔壁，出来后经预热器升温后进入氨合成塔内件，完成反响后离开反响器，分别进入废热锅炉、预热器、软水加热器回收热量，最后经水冷器、冷交换器、氨冷器降温冷却，将合成的氨液化别离出系统，未反响的氮氢气循环使用。氨合成工艺流程图合成氨工艺条件1压强：增大压强有利于增大合成氨的反响速率，又能使化学平衡向着正反响方向移动，有利于氨的合成。因此从理论上讲，合成氨时压强越大越好，例如有研究结果说明，在400℃、压强超过200MPa时不必使用催化剂，氨的合成反响就能顺利进行。但在实际生产中受动力、材料设备的限制，目前我国的合成氨厂一般采用的压强是20MPa~50MPa.2温度：当压强一定、温度升高时，虽然能增大氨的反响速率，但由于合成氨反响是放热反响，升高温度会降低平更混合物中氨的含量。因此，从反响的理想条件来看，氨的合成反响在较低的温度下进行有利。但是温度过低时，反响速率很小，需要很长时间才能到达平衡状态。综上所述的因素来看，在实际生产中，合成氨反响一般在500℃左右的温度下进行。3催化剂：我们知道，的分子结构比拟稳定，即使在高温高压下，和的反响任然进行得十分缓慢。通常，为了加快与的化合反响速率，多采用加催化剂的方法，以降低反响所需的能量，使反响物在较低温度下能较快的进行反响。目前，合成氨工业中普遍使用的主要是一铁卫主题的多成分催化剂，又称铁触媒。铁触媒在500℃左右时的活性最大，这也是合成氨反响一般选择在500℃左右进行的原因。合成氨的催化机理

热力学计算说明，低温、高压对合成氨反响是有利的，但无催化剂时，反响的活化能很高，反响几乎不发生。当采用铁催化剂时，由于改变了反响历程，降低了反响的活化能，使反响以显著的速率进行。目前认为，合成氨反响的一种可能机理，首先是氮分子在铁催化剂外表上进行化学吸附，使氮原子间的化学键减弱。接着是化学吸附的氢原子不断地跟外表上的氮分子作用，在催化剂外表上逐步生成、和，最后氨分子在外表上脱吸而生成气态的氨。上述反响途径可简单地表示为：

在无催化剂时，氨的合成反响的活化能很高，大约335kJ/mol。参加铁催化剂后，反响以生成氮化物和氮氢化物两个阶段进行。第一阶段的反响活化能为126kJ/mol～167kJ/mol，第二阶段的反响活化能为13kJ/mol。由于反响途径的改变〔生成不稳定的中间化合物〕，降低了反响的活化能，因而反响速率加快了。催化剂的中毒催化剂的催化能力一般称为催化活性。有人认为：由于催化剂在反响前后的化学性质和质量不变，一旦制成一批催化剂之后，便可以永远使用下去。实际上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。接着，催化剂活性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，、、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行。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，这样就要增加设备，提高本钱。因此，研制具有较强抗毒能力的新型催化剂，是一个重要的课题。氨冷冻由于氨合成工段需要通过液氨气化来产生低温生产条件，因此冷冻工段的任务就是把气态的氨重新液化。由氨蒸发器蒸发的气氨经气氨总管进入冰机前别离器，别离出液氨后进入氨压缩机加压，加压后的气氨经油别离器后进入水冷器，在此气氨冷凝为液氨并回到冰机液氨贮槽，由支出阀送给氨蒸发器循环使用或氨库。硝酸分厂硝酸分厂主要负责生产浓硝酸跟稀硝酸还有两钠〔硝酸钠和亚硝酸钠〕，采用双加压法制备硝酸。二钠简易流程图氧化氧化吸收NH3氧气蒸发结晶段转化蒸发硝酸钠别离NH3O2氮氧化物水包装亚硝酸钠++双加压法稀硝酸工艺流程本法典型的工艺流程如图2-1图2-1双加压法制稀硝酸流程〔1〕氨的氧化和热能回收氨和空气分别进入过滤器,以除去气体中夹带的固体粉尘和油雾等对氨氧化催化剂有害的杂质,净化后的气体经混合器混合(混合气中氨含量约9.5%(v))后进入氨氧化器,经与铂铑网接触,96%～97%(v)的氨被氧化为一氧化氮,气体的温度也上升至～860℃,此气体经氨氧化器下部的蒸气过热器和废热锅炉回收热量后出氨氧化反响器的温度约为400℃。〔2〕NO的氧化及吸收一氧化氮气体离开废热锅炉并经省煤器回收热量后,被冷却至约156℃。当温度下降时,气体中的NO被氧化成NO2,然后进入水冷却器(Ⅰ),进一步冷却至40℃。在这里,氧化氮(NOx)气体与冷凝水反响生成浓度约34%的稀硝酸。酸、气混合物经别离器别离,稀硝酸送入吸收塔。由水冷器(Ⅰ)来的氧化氮气体,与来自漂白塔的二次空气相混合后进入氧化氮压缩机,被压缩至1.0MPa(表)。气体经换热器被冷却至126℃,又经水冷却器(Ⅱ)进一步冷却至40℃后,氧化氮气体和冷凝酸一并送入吸收塔底部的氧化器继续氧化,在塔中氧化氮气体被水吸收生成硝酸,吸收塔的塔板上设有冷却盘管用以移走吸收热和氧化热,当塔内液体逐板流下时和氧化氮气体充分接触,酸浓度不断提高,在塔底部收集的酸浓度为65%～67%。〔3〕漂白自吸收塔来的65%～67%的硝酸里溶入很多NOx气体,被送至漂白塔顶部,用二次空气将NOx气体从硝酸中吹出,引出的成品酸浓度约为60%,含HNO2<0.01%,温度为62℃,经冷却至约50℃后,送往成品酸贮槽。由吸收塔顶出来的尾气,经尾气预热器,被加热至约360℃,热气体进入尾气透平,可回收约60%的总压缩功,最后经排气筒排入大气。排入大气的尾气中NOx含量约为180ppm。2.3.2主要反响方程式(1)氨和空气混合气在铂催化剂的作用下生成NO，此反响实在氧化炉中进行，化学反响方程式为：4NH3+5O2=4NO+6H2O+Q(2-1)温度超高副反响生成：4NH3+4O2=2NO2+6H2O(2-2)4NH3+3O2=2N2+6H2O(2-3)2NH3=N2+3H2(2-4)2NO=N2+O2(2-5)4NH3+6NO=5N2+6H2O(2-6)(2)NO继续氧化成NO2，此反响是在一系列换热设备中进行的，化学反响方程式为：2NO+O2=2NO2+Q(2-7)(3)用脱盐水吸收N02生成硝酸，此反响是在吸收塔内进行的，化学反响方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO+Q(2-8)通过上述三步反响，可制得45%～65%的稀硝酸。4.硝铵分厂2011年9月5日至7日到柳化公司硝铵分厂实习，该分厂包括粉硝工段、多孔粒硝工段、硝基工段三个工段。硝铵分厂的主要产品有：〔1〕硝酸铵NH4NO3,年产38万吨；〔2〕多孔粒硝酸铵NH4NO3,年产10万吨；〔3〕年产20万吨硝基复肥工程。〔1〕硝基工段硝酸铵的合成采用的是加压中和工艺。加压中和在0.4～0.5MPa和175～180℃下操作，硝酸浓度为50％～60％，先用氨中和至pH为3～4，以减少氨损失，再加氨调整到pH约为7，得到的硝酸铵溶液浓度为80％～87％。回收的蒸汽用来蒸发液氨或作为真空蒸发硝酸铵溶液的热源。中和得到的稀硝酸铵溶液，用真空蒸发或降膜蒸发的方法浓缩到95～99％，然后用不同方法造粒。而柳化用的是塔式喷淋造粒，此法也是应用最广泛的硝酸铵造粒方法。结晶硝铵冷却系统柳化的结晶硝铵有着三十多年的生产历史，产品一直畅销，几经扩建已达125Kt/a的产量。其工艺流程为：将湿度大、温度高的空气经空调器制成湿度小、温度低〔20℃~30℃〕的空气，用鼓风机送入振动流化床，从振动流化床流出。小于55℃的结晶硝铵经埋刮机送回原包装大皮带后贮斗包装；气相经旋风除尘器一级分理处粉尘，再经布袋除尘器净化后，经水洗塔洗净后放空；粉尘经小型埋刮机板送回包装，整套装置中硝铵均在密封设备中传送，现场无散落的硝铵；循环吸收用的水回801系统利用。振动流化床利用冷、干空气与热的结晶硝铵直接接触，硝铵在给定方向的激振力作用下跳跃前进，到达连续进出物料，同时流化床底部输入的冷风使物料处于流化状态，物料与冷风充分接触，到达理想的冷却风干效果。产品出口温度稳定在50℃，由于流化床干冷空气的相对湿度小于结晶硝铵的吸湿点，冷却过程可平安进行。主要原料主要原料为气氨、硝酸。主要设备及特点主要设备:振动流化床,氨别离器，氨过滤器，预热器，中和器，再中和器，蒸发器，别离器，膨胀器,滚筒枯燥器，氨总管及设备，洗涤塔，布袋除尘器.振动流化床：振动流化床是将结晶硝铵从95℃冷却到50℃的设备，其特点有：①进口设有进料分布器使物料可分散在流化床面上；出料采用调节机构，可根据生产能力的大小，灵活控制料层高度、厚度和物料在机内的停留时间，根据需要调节物料的出口温度和湿度。②适当的流化床板的开孔率即开孔孔径，使物料流化态均匀稳定，无死床和吹穿现象，可以获得均匀的枯燥冷却成品，同时减少船板漏料情况。③加大、加高上箱体，使粉尘夹带率降低，提高物料回收率。④机器运转平稳、噪音低、适应面宽、可调性好、维修方便、设备寿命长。⑤作业环境清洁，可连续生产。氨空调器：是柳化公司单独设计的、具有专利性技术的设备。它借助液氨的蒸发和蒸汽的加热使湿、热的空气变成生产需要的冷、干空气。其内部的液氨蒸发器和加热器均选用多组蛇管冷却排管，冷却排管外密布直板散热翅片，液氨在管内通过吸热蒸发为气氨，空气那么通过管外散热翅片后，温度快速下降，饱和后冷却出小水珠黏在板壁上，借重力顺板下流，由小聚大，交汇成流，流至器底，防止水珠飞溅让空气二次夹带。因此，换热器具有良好的换热性能兼具良好的降温除水功能，且空气阻力低，能耗少。其工艺流程图如下：硝铵蒸发岗位：真空泵岗位：结晶机岗位：多孔硝铵工段车间工艺流程简介(多孔硝铵，两个车间〕生产工艺流程：氨与酸在管式反响器中反响—浓缩—造粒—枯燥—冷却—涂层—成品包装。具体如下：氨与硝酸在中和器里进行中和反响，生成60%的硝酸铵。得到的硝酸铵并不是要求的浓度，还要进行两效蒸发。一效蒸发使硝酸铵溶液的浓度到达77%~78%，二效蒸发使硝酸铵溶液的浓度到达91%~93%。在两次蒸发提浓后，使得硝酸铵溶液的浓度到达91%~93%，将提浓后的溶液装进溶液槽内，参加添加剂进行多孔造粒，之后将其送入结晶器里进行真空结晶。车间生产工艺原理：生产原理主要是用发泡剂和外表活性剂制取多孔硝铵；二是使用枯燥颗粒或结晶体制取多孔硝铵。三是将硝铵颗粒热处理后制取多孔硝铵。多孔硝铵的生产方法主要有流化床法〔又分干法和湿法〕、综合法和塔式法。而柳州化工股份采用的是湿法，即流化床造粒工艺。湿法亦称流化床造粒工艺：向90%~91%的浓硝酸铵按比例参加添加剂，经气流式喷嘴被压缩空气雾化后进入流化床，使雾粒与晶种粘附或涂覆在一起，并经热空气加热，形成微孔粒子并逐渐长大，再经筛分、冷却制得多孔硝铵。该法收率高，产品微孔多而均匀，且硬度好；但工艺较复杂，设备多，投资大，氨耗高。车间主要产品〔半成品〕多孔硝酸铵1.分子式：NH4NO32.性状：白色颗粒，无肉眼可见杂质3.多孔硝酸铵是一种重要的化学肥料和化工原料，主要两方面的用途：〔1〕多孔硝铵是一种很好的肥料，对棉花、玉米、黄豆、甘蔗、烟草等作物增产尤为显著，加之易于施用，很受农民青睐；〔2〕多孔硝铵与一定比例的轻柴油混合均匀加上引爆装置即成为铵油炸药，用于矿山、重要的水利能源基地、井下无水爆破及高层建筑物的定向撤除等。多孔硝酸铵制造炸药本钱低廉；具有松散性和流动性，用于炸药可以机械化混合、装药，节省劳力和减轻工作人员的劳动强度；用过孔硝铵爆破可以现场配比、现场使用，节省兴建炸药厂仓库的费用，减少工作人员，降低爆破本钱。7.主要产品〔半成品〕的质量指标国外多孔硝酸铵水分低〔小于0.1%〕，不结块，颗粒均匀流动性好，使用方便，深受用户欢送。而我国生产的产品，水分较高，易结块，市场竞争力差。硝铵的外观为无肉眼可见杂质。硝铵质量分数〔以干基计〕/%≥99.5%，游离水/%≤0.5%，10%硝铵水溶液pH值≥4.0，吸油率/%≥7.0，松密度/〔g-3〕=0.73~0.86,粒度〔0.5~2.5mm〕/%≥90.粉硝工段车间生产工艺流程生产工艺流程：氨与酸在管式反响器中反响—浓缩—造粒—枯燥—冷却—涂层—成品包装。具体如下：氨与硝酸在中和器里进行中和反响，生成60%的硝酸铵。得到的硝酸铵并不是要求的浓度，还要进行两效蒸发。一效蒸发使硝酸铵溶液的浓度到达77%~78%，二效蒸发使硝酸铵溶液的浓度到达91%~93%。在两次蒸发提浓后，使得硝酸铵溶液的浓度到达91%~93%，将提浓后的溶液装进溶液槽内，之后将其送入结晶器里进行真空结晶。结晶完成后，将其打成粉末状。车间生产工艺流程图车间生产工艺原理其制造方法为：〔１〕混合：将硝酸铵、消焰剂、水〔或水蒸汽〕、复合油相在７０～１１０℃下混合成半溶解的糊状物；〔２〕制粉：将上述糊状物