川化實(shí)習(xí)報(bào)告

1、實(shí) 習(xí) 報(bào) 告實(shí)習(xí)內(nèi)容 熟悉化工生產(chǎn)流程及相關(guān)設(shè)備 實(shí)習(xí)時(shí)間 2012-6-25 至 2012-7-2 實(shí)習(xí)單位 川化股份有限公司 指導(dǎo)教師 陳 立 宇 院 系 化 工 學(xué) 院 專業(yè)年級(jí) 化學(xué)工程與工藝（09級(jí)）學(xué)生姓名 李 本 鵬 學(xué) 號(hào) 2009115056 2012 年 8 月 25 日目 錄一、實(shí)習(xí)目的4二、實(shí)習(xí)要求4三、實(shí)習(xí)內(nèi)容5 3.1工廠簡(jiǎn)介53.2產(chǎn)品規(guī)模及特點(diǎn)53.3主要工藝流程（尿素合成工藝）53.3.1.合成氨流程53.3.2.合成尿素流程（水溶液全循環(huán)法）7 3.3.2.1液氨和二氧化碳直接合成尿素7 3.3.2.2合成尿素的理論基礎(chǔ)8 3.3.2.3合成尿素工藝流程8

2、 3.3.2.4尿素合成與高壓回收11 3.3.2.5中壓分解與回收11 3.3.2.6低壓分解與回收11 3.3.2.7尿素濃縮及造粒12 3.3.2.8廢水處理12 3.3.2.9尿素的發(fā)展前景與展望12四.實(shí)習(xí)體會(huì)13一、實(shí)習(xí)目的將所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，培養(yǎng)勇于探索的創(chuàng)新精神、提高動(dòng)手能力，加強(qiáng)社會(huì)活動(dòng)能力，與嚴(yán)肅認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度，為以后專業(yè)課的學(xué)習(xí)和走上工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)兩個(gè)星期的工廠實(shí)習(xí)使我們對(duì)生產(chǎn)工藝流程和相關(guān)設(shè)備有一定的感性和理性認(rèn)識(shí)，打好日后學(xué)習(xí)專業(yè)課的基礎(chǔ)。培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實(shí)際的能力，提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，增強(qiáng)獨(dú)立工作的能力。最主要的是培養(yǎng)了我們與其

3、他同學(xué)的團(tuán)隊(duì)合作、共同探討、共同前進(jìn)的精神。具體如下：1熟悉液氨、尿素、三聚氰胺、硝酸銨、硫酸等的生產(chǎn)流程、工藝設(shè)計(jì)、加工設(shè)備、加工方法等，并了解它們?cè)谏钪械膽?yīng)用及用途等。2了解液氨、尿素、三聚氰胺、硝酸銨、硫酸等的生產(chǎn)加工設(shè)備結(jié)構(gòu)、原理和適用場(chǎng)合等。3熟悉各種實(shí)習(xí)工廠的壞境，從而對(duì)工廠有一個(gè)更高的認(rèn)識(shí)。 二、實(shí)習(xí)要求1聽(tīng)從老師和企業(yè)工作人員的安排指導(dǎo)，有秩序，有禮貌，遵守工廠的相關(guān)規(guī)定。2認(rèn)真聽(tīng)取工作人員的講解介紹，有問(wèn)題及時(shí)虛心提問(wèn)，有意見(jiàn)建議要有禮貌地提出并做好相應(yīng)的筆記。3認(rèn)真學(xué)習(xí)液氨、尿素、三聚氰胺、硝酸銨、硫酸的相關(guān)知識(shí)及其生產(chǎn)流程，銷售過(guò)程，企業(yè)的管理工作等，總結(jié)出自己的收獲和

4、心得體會(huì)等，寫(xiě)一篇實(shí)習(xí)報(bào)告。三、實(shí)習(xí)內(nèi)容3.1工廠簡(jiǎn)介川化集團(tuán)有限責(zé)任公司（原四川化工廠）始建于1956年，經(jīng)過(guò)四十多年的發(fā)展，已成為一個(gè)以生產(chǎn)化肥和化工原料為主的綜合性特大型化工企業(yè)，是全國(guó)18個(gè)大型化工基地之一。公司地處四川省成都市青白江區(qū)，距成都市區(qū)約30公里，距成都雙流國(guó)際機(jī)場(chǎng)約60公里，均高速公路直達(dá)。廠區(qū)專用鐵道與寶成鐵路青白江站接軌，廠區(qū)公路與成綿高速公路、川陜公路接道。公司擁有川化股份有限公司、川化永達(dá)建設(shè)工程有限責(zé)任公司、川化潤(rùn)嘉置業(yè)有限責(zé)任公司、成都望江化工廠、深圳榮生化工有限公司等家全資、控股子公司和中外合資企業(yè)川化味之素有限公司、川化青上有限公司。公司現(xiàn)有在冊(cè)職工735

5、0人，資產(chǎn)總額25億元，占地220公頃，生產(chǎn)57種100多個(gè)型號(hào)的產(chǎn)品，是我國(guó)目前最大的合成氨、氮肥生產(chǎn)企業(yè)之一及最大的三聚氰胺和賴氨酸生產(chǎn)企業(yè)。公司以其規(guī)模優(yōu)勢(shì)、技術(shù)優(yōu)勢(shì)、管理優(yōu)勢(shì)、人才優(yōu)勢(shì)和地域優(yōu)勢(shì)，在全國(guó)化工行業(yè)中處于領(lǐng)先水平。3.2產(chǎn)品規(guī)模及特點(diǎn)川化集團(tuán)有限責(zé)任公司是一個(gè)以生產(chǎn)化肥為主的綜合性特大型化工企業(yè)，共生產(chǎn)90個(gè)品種200多個(gè)型號(hào)的產(chǎn)品，主導(dǎo)產(chǎn)品年生產(chǎn)能力為：合成氨50萬(wàn)噸、尿 素62萬(wàn)噸、 硝酸銨24萬(wàn)噸、工業(yè)硫酸10萬(wàn)噸、三聚氰胺2.58萬(wàn)噸、催化劑2500噸、皮革化學(xué)品8000噸、氨基塑料4500噸。產(chǎn)品均采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)組織生產(chǎn)，國(guó)家和部級(jí)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品率達(dá)87%以

6、上。公司擁有進(jìn)出口權(quán)，產(chǎn)品暢銷全國(guó)各省、市、自治區(qū)，部分產(chǎn)品還遠(yuǎn)銷日、韓、俄、美等二十多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。3.3主要工藝流程（尿素合成工藝）3.3.1.合成氨流程1造氣：制備出含有氮一定比例的原料氣。2脫硫：以煤為原料采用間歇式造氣爐制半水煤氣時(shí)，通常先將煤氣進(jìn)行濕法氧化法脫硫，使硫化氫含量降低至3050毫克/立方米以下，然后經(jīng)中溫變換，使有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為硫化氫。然后，在脫除二氧化碳過(guò)程中和銅氨液洗滌過(guò)程中進(jìn)行更精細(xì)的除凈。3變換：變換方法： CO（g）+ H2O(g)=CO 2+ H2 (g)工藝流程：半水煤氣進(jìn)入變換爐反應(yīng)前，先混合蒸汽預(yù)熱到673K，為此由脫硫塔的半水煤氣加壓后首先進(jìn)入飽和塔的底

7、部，與塔內(nèi)自上而下的熱水逆流接觸，使氣體溫度升高，并被水蒸氣所飽和然后由塔頂引出，在管道內(nèi)與外供之高壓蒸汽混合后主熱交換器和中間熱交換器進(jìn)入爐內(nèi)一般，此時(shí)約80%的CO被交換為H2，反應(yīng)熱使溫度升至420度左右進(jìn)入交換爐二段，此時(shí)氣體CO含量降至3.5%以下，液體溫度為430度由爐底逸出依次經(jīng)過(guò)水加熱器、熱水塔、冷凝塔降溫后進(jìn)行二次脫硫。4脫碳：經(jīng)變換二次脫硫后氣體中含有大量CO2，還有少量的CO等其它有害氣體，它們會(huì)使氨的合成催化劑中毒，必須除去。工業(yè)上脫碳的方法很多，通常用碳酸丙烯酯（PC）法脫CO 2。含有一定濃度的原料氣進(jìn)入吸收塔內(nèi)，氣體CO2被逆流下的丙碳（PC）吸收。凈化氣中CO2

8、脫至所要求的濃度由塔頂排出，成為可使用的工藝氣。5銅洗：變換氣經(jīng)過(guò)凈化后仍含有少量的CO、CO2、O2、H 2S等有害氣體，工業(yè)上常用銅洗法精制原料氣。銅洗法的溶液醋酸銅氨溶液是又醋酸銅和氨通過(guò)化學(xué)反應(yīng)后制成的一種溶液，簡(jiǎn)稱銅液，其組成為Cu（NH3）2Ac（醋酸亞銅絡(luò)二氨）吸收CO、CO2和O2、H2S。6合成：氨的合成是高溫高壓下，在觸媒存在條件下3H2+N22NH3+Q合成。7主要設(shè)備：7.1活塞式壓縮機(jī)緩沖氣缸配置在左端，單級(jí)壓縮機(jī)的氣缸和氣泵氣缸配置在右端，正中為動(dòng)力氣缸。7.2.氨合成塔在高壓、高溫下用來(lái)使氮?dú)夂蜌錃獍l(fā)生催化反應(yīng)以進(jìn)行氨合成的設(shè)備。氨合成塔是合成氨廠的心臟，是一種結(jié)

9、構(gòu)復(fù)雜的反應(yīng)器。現(xiàn)在工業(yè)上氨合成是在壓力 15.230.4MPa、溫度400520下進(jìn)行的，為防止高壓、高溫下氫氣對(duì)鋼材的腐蝕，氨合成塔由耐高壓的封頭、外筒和裝在筒體內(nèi)耐高溫的內(nèi)件組成。內(nèi)件外有保溫層，操作時(shí)進(jìn)塔的冷氣體流過(guò)內(nèi)、外筒間的環(huán)隙，從而避免外筒溫度過(guò)高。其中又以花崗巖砌筑的脫硫塔應(yīng)用廣泛，其利用水膜脫硫除塵原理，又名花崗巖水膜脫硫除塵器，或名麻石水膜脫硫除塵器。優(yōu)點(diǎn)是易維護(hù)，且可通過(guò)配制不同的除塵劑，同時(shí)達(dá)到除塵和脫硫（脫氮）的效果。3.3.2.合成尿素流程（水溶液全循環(huán)法）3.3.2.1液氨和二氧化碳直接合成尿素總反應(yīng)為：2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O-103.7kJ實(shí)際

10、上反應(yīng)是分兩步進(jìn)行的，首先是氨與二氧化碳反應(yīng)生成氨基甲酸銨：2NH3+CO2NH2COONH4+159.47kJ該步反應(yīng)是一個(gè)可逆的體積縮小的強(qiáng)放熱反應(yīng)，在一定條件下，此反應(yīng)速率很快，客易達(dá)到平衡，且此反應(yīng)二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率很高.。然后是液態(tài)甲銨脫水生成尿素，稱為甲銨脫水反應(yīng)；NH2COONH4CO(NH2)2+H2O-28.49kJ此步反應(yīng)是一個(gè)可逆的微吸熱反應(yīng)，平衡轉(zhuǎn)化率一般為50%70%，并且反應(yīng)的速率也較緩慢，是尿素合成中的控制速率的反應(yīng)。3.3.2.2合成尿素的理論基礎(chǔ)在一定條件，氨基甲酸銨的生成速度是很快的，而氨基甲酸銨的脫水速度則很慢。所以，在合成尿素的生產(chǎn)中，反應(yīng)時(shí)間的長(zhǎng)短和

11、尿素合成產(chǎn)率的高低，直接與氨基甲酸銨的脫水速度和尿素合成反應(yīng)的平衡有關(guān)。3.3.2.3合成尿素工藝流程水溶液全循環(huán)制尿素是指將尿素合成反應(yīng)后的物料分段減壓，加熱使其中未反應(yīng)的甲銨分解和游離氨解析出來(lái)，并逐段將氨和二氧化碳冷凝成液氨和吸收成氨基甲酸銨水溶液，用泵加壓返回合成系統(tǒng)中去循環(huán)利用。水溶液全循環(huán)法制尿素一般可分為：原料的壓縮和凈化、尿素合成、循環(huán)吸收、尾氣吸收與解析、蒸發(fā)和造粒幾個(gè)工序。本次認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)報(bào)告所分析的為年產(chǎn)大約在4萬(wàn)噸左右的小型尿素生產(chǎn)廠的大體流程。水溶液全循環(huán)法合成尿素工藝流程圖如圖，經(jīng)過(guò)加壓預(yù)熱的原料液氨與經(jīng)壓縮后的原料二氧化碳?xì)饧把h(huán)回收來(lái)的氨基甲酸銨液一并進(jìn)入預(yù)反應(yīng)器。

12、在預(yù)反應(yīng)器內(nèi)氨與二氧化碳反應(yīng)生成氨基甲酸銨，在進(jìn)入尿素合成塔，在塔內(nèi)氨基甲酸銨脫水生成尿素。尿素熔融物從塔頂出來(lái)進(jìn)入預(yù)分離器，將氨基甲酸銨和氨進(jìn)行分離。氨基甲酸銨從預(yù)分離器底部出來(lái)進(jìn)入中壓循環(huán)加熱器，用蒸汽加熱進(jìn)一步提高溫度，促使殘余氨基甲酸銨分解。氣、液在低壓循環(huán)分離器內(nèi)分離。分離出來(lái)的尿液經(jīng)減壓至常壓后，進(jìn)入閃蒸槽，經(jīng)減壓后尿液中的氨基甲酸銨和氨幾乎全部清除。自閃蒸槽出來(lái)的尿液進(jìn)入尿液貯槽，用尿素溶液泵打入中壓蒸發(fā)加熱器及低壓蒸發(fā)加熱器，在不同真空度下加熱蒸發(fā)，氣、液分別在中壓蒸發(fā)分離器及低壓蒸發(fā)分離器內(nèi)分離。低壓分離器出口尿液濃度達(dá)99.7%（質(zhì)量）以上，用熔融尿素泵打入造粒塔，經(jīng)造粒噴

13、頭撒成尿粒，在塔低得到成品尿素。 預(yù)分離器、中壓循環(huán)分離器、低壓循環(huán)分離器及精餾塔頂部出來(lái)的氨和二氧化碳，進(jìn)入回收系統(tǒng)。回收的氨與二氧化碳以液氨或氨基甲酸銨的形式返回合成系統(tǒng)循環(huán)使用。一段蒸發(fā)分離器、二段蒸發(fā)分離器及閃蒸槽出來(lái)的氣體，大部分水蒸氣和少量的氨去冷凝、真空系統(tǒng)，回收殘余氨后放空。從一段分解、二段分解出來(lái)的氣相含有未反應(yīng)的氨和二氧化碳，分別進(jìn)入一段吸收和二段吸收，氨和二氧化碳被后面閃蒸、一段蒸發(fā)、二段蒸發(fā)工段冷凝下來(lái)的冷凝水吸收混合形成水溶液，用泵送入尿素合成塔；一段吸收后剩余的氣體進(jìn)入清洗器稀釋后，與二段吸收的殘余氣體混合進(jìn)入尾氣吸收塔，與一段蒸發(fā)、二段蒸發(fā)工段氣相冷凝除去水后殘余

14、的氣體混合后放空。1-CO2壓縮機(jī)；2-空氣壓縮機(jī)；3-高壓氨泵；4-合成塔；5-回流冷卻器； 6-流體分離器；7-第一分解器；8-第一加熱器；9-第一分布器；10-第二分解器；11-第二分離器；12-尿液濃縮機(jī)；13-濃縮分離器；14-甲銨加熱器；15-氨回?zé)崞鳎?6-第一冷凝器；17-惰性氣體洗滌器；18-高壓甲銨泵；19-低壓甲銨泵；20-第二冷凝器；21-尿素產(chǎn)品泵3.3.2.4尿素合成與高壓回收來(lái)自界區(qū)外的液氨，經(jīng)氨升壓泵升壓，在經(jīng)高壓氨泵送入氨預(yù)熱器，高壓液氨用作氨基甲酸銨噴射泵的驅(qū)動(dòng)流體，使來(lái)自甲銨分離器的氨基甲酸銨溶液升至合成壓力。氨與甲銨的混合液進(jìn)入合成塔與入塔的二氧化碳進(jìn)行

15、反應(yīng)，生成氨基甲酸銨和尿素。由界區(qū)外送來(lái)二氧化碳經(jīng)壓縮機(jī)壓縮至15.69兆帕，在二氧化碳?jí)嚎s機(jī)入口前加入少量空氣用以鈍化不銹鋼表面，防止由于反應(yīng)物所造成的腐蝕。離開(kāi)合成塔的反應(yīng)產(chǎn)物減壓后流至氣提塔，其操作壓力比合成塔操作壓力低0.98兆帕?；旌衔镌诮的な郊訜崞飨蛳铝鲃?dòng)的同時(shí)被蒸汽加熱。溶液中的二氧化碳由于氨的氣提作用而從溶液中沸騰逸出，從而使溶液中的二氧化碳含量得到降低。來(lái)自氣提塔頂部的氣體和中壓吸收塔并經(jīng)高壓甲銨泵增壓的回收液，送往高壓甲銨冷凝器，全部混合物在此冷凝并經(jīng)噴射泵返回合成塔。3.3.2.5中壓分解與回收從氣提塔底部出來(lái)的含有低殘留量二氧化碳的溶液減壓至1.765兆帕，進(jìn)入中壓分解

16、分離器頂部，減壓釋放出的氣體和溶液在此進(jìn)行分離。溶液中殘留的甲銨在底部分離器分離。含氨和二氧化碳的中壓分解氣體離開(kāi)分離器頂部進(jìn)入真空預(yù)濃縮器，被來(lái)自低壓分解回收的一部分碳銨溶液吸收，所產(chǎn)生的熱量供尿素蒸發(fā)使用。中壓分解氣最終在中壓冷凝器中冷凝，冷凝熱量由冷卻水移走。在冷凝器中二氧化碳幾乎全部被吸收。從冷凝器來(lái)的混合物流入中壓吸收塔的下部，未吸收和未冷凝的氣體進(jìn)入上部精餾段，二氧化碳在過(guò)程中被吸收，氨則被精餾出來(lái)。回流氨送入頂部塔板，除去出塔氣體中的微量二氧化碳和水?；亓饕喊苯?jīng)氨升壓泵從液氨儲(chǔ)槽抽出送往中壓吸收塔頂部。中壓吸收塔出塔的溶液經(jīng)高壓甲銨液泵再經(jīng)高壓甲銨預(yù)熱器預(yù)熱后，返回到合成回收。含

17、有惰性氣體的氨氣離開(kāi)中壓吸收塔頂部在氨冷凝器中冷凝，冷凝的液氨和含有氨的惰性氣體送入液氨儲(chǔ)槽，由氨回收塔出來(lái)的氨和惰性氣體則送往中壓氨洗滌吸收塔，與逆流冷凝液進(jìn)行接觸洗滌，將氣氨回收。從中壓氨洗滌吸收塔底部出來(lái)的氨氣溶液經(jīng)離心泵返回到中壓吸收塔。3.3.2.6低壓分解與回收離開(kāi)中壓分解器收集罐底部的溶液減壓到0.44兆帕后進(jìn)入低壓分解器頂部分離器，減壓釋放出的閃蒸氣體在此分離，殘留的甲銨在底部分解加熱段分解。離開(kāi)低壓分解器分離器頂部的氣體與來(lái)自解吸塔的氣體匯合，首先進(jìn)入氨預(yù)熱器進(jìn)行吸收和冷凝，然后進(jìn)入低壓冷凝器，用冷卻水進(jìn)行再吸收和將冷凝熱帶走。惰性氣體在洗滌塔中被清洗后排入大氣?；煊袣埩舳栊?/p>

18、氣體的液體被送到碳銨液儲(chǔ)槽，再經(jīng)離心泵將碳銨液送至真空預(yù)濃縮器分離器。真空預(yù)濃縮：由低壓分解器收集底部出來(lái)的溶液減壓到0.034兆帕，進(jìn)入降膜式真空預(yù)濃縮器。頂部減壓釋放分離閃蒸氣體，殘留的甲銨在底部分解加熱段分解。從頂部出來(lái)的氣體進(jìn)入真空系統(tǒng)。真空預(yù)濃縮器底部液位罐的尿素溶液經(jīng)尿液泵送到真空濃縮系統(tǒng)。3.3.2.7尿素濃縮及造粒來(lái)自尿素溶液泵的濃度約為85%的尿素溶液送往真空濃縮器，蒸發(fā)汽液被真空系統(tǒng)抽走。由二段真空分離器分離下來(lái)的熔融尿素經(jīng)熔融尿素泵送往造粒塔頂部噴頭噴淋造粒，經(jīng)造粒塔形成顆粒狀成品尿素。3.3.2.8廢水處理來(lái)自真空系統(tǒng)的工藝?yán)淠骱邪?、二氧化碳和尿素，收集與工藝?yán)淠?/p>

19、儲(chǔ)槽中，然后送往深度水解系統(tǒng)。經(jīng)水解系統(tǒng)的凈化廢水含氨和尿素小于5×10-6，換熱冷卻后送出尿素界區(qū)，再經(jīng)離子交換樹(shù)脂處理后可用作鍋爐給水。3.3.2.9尿素的發(fā)展前景與展望 尿素的合成是第一次用人工方法從無(wú)機(jī)物制得有機(jī)化合物。1773年Rouelle在蒸發(fā)人尿時(shí)第一次發(fā)現(xiàn)尿素；在1935年開(kāi)始制造固體尿素，之后又出現(xiàn)了制備尿素的其他方法，包括光氣與氨反應(yīng)、CO2與氨反應(yīng)、氰胺化鈣水解等，由于種種原因，最終都未能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化；唯一成為當(dāng)代尿素工業(yè)化基礎(chǔ)的是由氨和二氧化塔合成尿素的反應(yīng)。1935年開(kāi)始生產(chǎn)固體尿素并將未轉(zhuǎn)化物循環(huán)回收，逐步形成全循環(huán)法工藝。20世紀(jì)80年代之后，二氧化碳?xì)?/p>

20、提法和氨氣提法得到進(jìn)一步改進(jìn)、完善；同時(shí)世界上著名的尿素公司還開(kāi)發(fā)了其他的先進(jìn)工藝：意大利的等壓雙循環(huán)工藝（Isobaric Double Recycle，簡(jiǎn)稱IDR）；日本TEC/TMC開(kāi)發(fā)了降低成本和節(jié)能新流程ACES（Advancde Process for Cost and Energy Saving）新工藝；瑞士Amonnia Casale開(kāi)發(fā)了分級(jí)處理合成液的氣提法分流工藝等。國(guó)內(nèi)情況是我國(guó)尿素的年消耗量約在3000萬(wàn)噸，即使預(yù)計(jì)今后幾年有所增長(zhǎng)，大概也不會(huì)超過(guò)3500萬(wàn)噸。現(xiàn)有的生產(chǎn)能力已經(jīng)快要達(dá)到，我國(guó)今后十年內(nèi)生產(chǎn)尿素都將過(guò)剩。四.實(shí)習(xí)體會(huì)為期近兩個(gè)周的實(shí)習(xí)給我們留下了太多的回憶，同時(shí)也收獲了很多經(jīng)歷與體會(huì)?；仡欉@幾天的實(shí)習(xí)，精彩的講解，讓我對(duì)化工行業(yè)有了一個(gè)更加深刻的認(rèn)識(shí)，同時(shí)