柳州化工集團有限公司實習報告

2021-03-04 09:44:38 字數 5492 閱讀 7525

廣州大學

實習報告

專案名稱:畢業實習

學院:化學化工學院

專業年級:化學工程與工藝(化工122班)

學號:1205200018

姓名:指導老師:梁紅、陳姚、李樹華、韋星船

實習單位:柳州化工集團股份****

實習時間:2023年11月11日-12月4日

廣州大學教務處制

1.實習目的

實習是一種實踐。是理論聯絡實際,應用和鞏固所學專業知識的一項重要環

節,是培養我們能力和技能的乙個重要手段。畢業實習是一門專業實踐課,可以使我們更加了解我們化工這個專業。畢業實習更是我們走向工作崗位的必要前提。

通過實習,我們可以更廣泛的直接接觸化工生產,了解化工生產的過程,加深對化工這個專業的認識,培養自己的實踐能力,縮短我們從一名大學生到一名工作人員之間的思想與業務距離,為我們畢業後社會角色的轉變打下基礎。

柳州化工股份****的主要產品有合成氨、濃硝酸、硝酸銨、尿素、甲醇、雙氧水、硝基複合肥等近三十個品種,與我們化學工程與工藝這個專業貼切相關,一直以來都是我們廣州大學化工相關專業畢業實習基地。在這實習可以使學生初步具備理論與實際相結合的能力。拓寬學生的知識面,增加感性認識,把所學知識條理化系統化,學到從書本學不到的專業知識。

2.實習內容

1.氨合成分廠

氨合成反應式如下:

[+3h→2nh_(g)δh=925kj/mol', 'altimg': '770c6bf11012015dfcd880bcb88c895c.png', 'w':

'323', 'h': '23'}]

氨合成工段的主要任務是將銅洗後制得的合格、、混合氣,在催化劑的存在下合成為氨。壓縮機六段來的壓力為27mpa的新鮮補充氣,與迴圈氣混合後進入氨冷器、氨分離器、冷交換器,經迴圈機公升壓並經過油分離器除油後進入氨合成塔的內件與外筒的環隙,冷卻塔壁,出來後經預熱器公升溫後進入氨合成塔內件,完成反應後離開反應器,分別進入廢熱鍋爐、預熱器、軟水加熱器**熱量,最後經水冷器、冷交換器、氨冷器降溫冷卻,將合成的氨液化分離出系統,未反應的氮氫氣迴圈使用。

氨合成工藝流程圖

合成氨工藝條件

1壓強:增大壓強有利於增大合成氨的反應速率,又能使化學平衡向著正反應方向移動,有利於氨的合成。因此從理論上講,合成氨時壓強越大越好,例如有研究結果表明,在400℃、壓強超過200mpa時不必使用催化劑,氨的合成反應就能順利進行。

但在實際生產中受動力、材料裝置的限制,目前我國的合成氨廠一般採用的壓強是20mpa~50mpa.

2溫度:當壓強一定、溫度公升高時,雖然能增大氨的反應速率,但由於合成氨反應是放熱反應,公升高溫度會降低平更混合物中氨的含量。因此,從反應的理想條件來看,氨的合成反應在較低的溫度下進行有利。

但是溫度過低時,反應速率很小,需要很長時間才能達到平衡狀態。綜上所述的因素來看,在實際生產中,合成氨反應一般在500℃左右的溫度下進行。

3催化劑:我們知道,n2的分子結構比較穩定,即使在高溫高壓下, n2和h2的反應任然進行得十分緩慢。通常,為了加快n2與h2的化合反應速率,多採用加催化劑的方法,以降低反應所需的能量,使反應物在較低溫度下能較快的進行反應。

目前,合成氨工業中普遍使用的主要是一鐵衛主題的多成分催化劑,又稱鐵觸媒。鐵觸媒在500℃左右時的活性最大,這也是合成氨反應一般選擇在500℃左右進行的原因。

2.造氣分廠

造氣分廠採用的是連續富氧造氣法,以富氧空氣(或氧氣)與蒸汽的混合氣為氣化劑,連續通過固定的燃料層進行氣化。然後經過除塵器初步除塵,再經過廢熱鍋爐降溫,再經過濾氣箱徹底除塵降溫之後彙總到煤氣總管,最後收集到氣櫃中。

工藝流程:煤氣發生爐→除塵器→廢熱鍋爐→洗氣箱→煤氣總管→洗氣塔→氣櫃

3.淨化分廠

工藝原理說明

造氣廠過來的半水煤氣先經過預脫塔(主要脫去h2s),再經過3個半脫塔送到1﹟、3﹟壓縮機,洗脫的硫先到富液槽,而硫用中間泡沫槽產生的泡沫脫去,剩下的溶液送到再生槽,而後送到貧液槽再用幫浦打回脫硫塔。 1﹟、2﹟、3﹟壓縮機再把氣體送到變換工段,先經過飽和熱水塔加水蒸氣,到半水煤氣分離器分離液體水,經換熱器後送到一段變換爐,再經增濕器增加水蒸氣,過濾器過濾液體,送到二段變換爐。 經合成甲醇後的氣體送到銅洗工段;高壓機五段出口氣體經過甲醇崗位後,到塔前分離器分離氣體夾帶的淡醇,然後從銅洗塔底進入塔內,與塔頂噴淋而下的銅液逆流相遇,銅液吸收氣體中的 co、co2、o2、h2s 等雜質。

出銅洗塔的氣體,進入鹼洗塔下部,通過塔內一定高度的氨水,鼓泡吸收氣體中殘餘 co2,氣體從鹼洗塔頂出來,經過分離器,分離夾帶的氨水後回到高壓機六段入口。 由銅幫浦加壓後的銅液從銅塔頂入塔,在塔內自上而下與氣體接觸,吸收 co、co2、h2s、o2等雜質的銅液,經銅洗塔底部排液控制閥減壓後送至銅液再生系統的回流塔,供再生後迴圈使用。

綜上所訴可知,淨化主要包括變換過程、脫硫脫碳過程以及氣體精製過程。(1) 一氧化碳變換過程

在合成氨生產中,由各種方法製取的原料氣都含有co,其體積分數一般為12%~40%。合成氨需要的兩種組分是h2和n2,因此需要除去合成氣中的co。

變換反應如下: co + h2o(g) → h2+ co2

由於co變換過程是強放熱過程,必須分段進行以利於**反應熱,並控制變換段出口殘餘co含量。第一步是高溫變換,使大部分co轉變為co2和h2;第二步是低溫變換,將co含量降至0.3%左右。

因此,co變換反應既是原料氣製造的繼續,又是淨化的過程,為後續脫碳過程創造條件。

(2)脫硫脫碳過程

各種原料製取的粗原料氣,都含有一些硫和碳的化合物,為了防止合成氨生產過程催化劑的中毒,必須在氨合成工序前加以脫除,以天然氣為原料的蒸汽轉化法,第一道工序是脫硫,用以保護轉化催化劑,以重油和煤為原料的部分氧化法,根據一氧化碳變換是否採用耐硫的催化劑而確定脫硫的位置。工業脫硫方法種類很多,通常是採用物理或化學吸收的方法,常用的有低溫甲醇洗法(rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(selexol)等。柳化淨化分廠的脫硫工藝為「濕法栲膠氧化法」,共分為3個部分:

脫硫——再生——硫**。

粗原料氣經co變換以後,變換氣中除h2外,還有co2、co和ch4等組分,其中以co2含量最多。co2既是氨合成催化劑的毒物,又是製造尿素、碳酸氫銨等氮肥的重要原料。因此變換氣中co2的脫除必須兼顧這兩方面的要求。

一般採用溶液吸收法脫除co2。根據吸收劑效能的不同,可分為兩大類。一類是物理吸收法,如低溫甲醇洗法(rectisol),聚乙二醇二甲醚法(selexol),碳酸丙烯酯法;一類是化學吸收法,如熱鉀鹼法,低熱耗本菲爾法,活化mdea法,mea法等。

(3)氣體精製過程

經co變換和co2脫除後的原料氣中尚含有少量殘餘的co和co2。為了防止對氨合成催化劑的毒害,規定co和co2總含量不得大於10cm3/m3(體積分數)。因此,原料氣在進入合成工序前,必須進行原料氣的最終淨化,即精製過程。

目前在工業生產中,最終淨化方法分為深冷分離法和甲烷化法。深冷分離法主要是液氮洗法,是在深度冷凍(<-100℃)條件下用液氮吸收分離少量co,而且也能脫除甲烷和大部分氬,這樣可以獲得只含有惰性氣體100cm3/m3以下的氫氮混合氣,深冷淨化法通常與空分以及低溫甲醇洗結合。甲烷化法是在催化劑存在下使少量co、co2與h2反應生成ch4和h2o的一種淨化工藝,要求入口原料氣中碳的氧化物含量(體積分數)一般應小於0.

7%。甲烷化法可以將氣體中碳的氧化物(co + co2)含量脫除到10cm3/m3以下,但是需要消耗有效成分h2,並且增加了惰性氣體ch4的含量。甲烷化反應如下:

co + 3h2 → ch4 + h2o

co2 + 4h2 → ch4 + 2h2o

主要原料、成品(半成品)的質量指標

淨化分廠的主要原料為氣體原料。從淨化車間出來的最終成品是經過淨化、除去大量雜質的乾淨氣體。從造氣出來的原料氣中主要有co、co2、h2、n2、ch4、o2等。

從合成氨的反應中知道只有h2和n2是所需要的反應物,因此其他的氣體就相當於雜質,需要除去。淨化分廠的主要工作就是消除雜質,淨化原料氣,達到合成分廠合成氨的氣體質量要求。

4.硝銨分廠

該分廠包括粉硝工段、多孔粒硝工段、硝基工段三個工段。

硝基工段

硝酸銨的合成採用的是加壓中和工藝。加壓中和在0.4~0.

5mpa和175~180℃下操作,硝酸濃度為50%~60%,先用氨中和至ph為3~4,以減少氨損失,再加氨調整到ph約為7,得到的硝酸銨溶液濃度為80%~87%。**的蒸汽用來蒸發液氨或作為真空蒸發硝酸銨溶液的熱源。中和得到的稀硝酸銨溶液,用真空蒸發或降膜蒸發的方法濃縮到95~99%,然後用不同方法造粒。

而柳化用的是塔式噴淋造粒,此法也是應用最廣泛的硝酸銨造粒方法。

結晶硝銨冷卻系統

柳化的結晶硝銨有著三十多年的生產歷史,產品一直暢銷,幾經擴建已達125kt/a的產量。其工藝流程為:將濕度大、溫度高的空氣經空調器製成濕度小、溫度低(20℃~30℃)的空氣,用鼓風機送入振動流化床,從振動流化床流出。

小於55℃的結晶硝銨經埋刮機送回原包裝大皮帶後貯鬥包裝;氣相經旋風除塵器一級分理處粉塵,再經布袋除塵器淨化後,經水洗塔洗淨後放空;粉塵經小型埋刮機板送回包裝,整套裝置中硝銨均在密封裝置中傳送,現場無散落的硝銨;迴圈吸收用的水回801系統利用。

振動流化床利用冷、幹空氣與熱的結晶硝銨直接接觸,硝銨在給定方向的激振力作用下跳躍前進,達到連續進出物料,同時流化床底部輸入的冷風使物料處於流化狀態,物料與冷風充分接觸,達到理想的冷卻風乾效果。產品出口溫度穩定在50℃,由於流化床幹冷空氣的相對濕度小於結晶硝銨的吸濕點,冷卻過程可安全進行。

主要原料主要原料為氣氨、硝酸。

多孔硝銨工段

車間工藝流程簡介(多孔硝銨,兩個車間)

生產工藝流程:氨與酸在管式反應器中反應—濃縮—造粒—乾燥—冷卻—塗層—成品包裝。具體如下:

氨與硝酸在中和器裡進行中和反應,生成60%的硝酸銨。得到的硝酸銨並不是要求的濃度,還要進行兩效蒸發。一效蒸發使硝酸銨溶液的濃度達到77%~78%,二效蒸發使硝酸銨溶液的濃度達到91%~93%。

在兩次蒸發提濃後,使得硝酸銨溶液的濃度達到91%~93%,將提濃後的溶液裝進溶液槽內,加入新增劑進行多孔造粒,之後將其送入結晶器裡進行真空結晶。

車間生產工藝原理:

生產原理主要是用發泡劑和表面活性劑製取多孔硝銨;二是使用乾燥顆粒或結晶體製取多孔硝銨。三是將硝銨顆粒熱處理後製取多孔硝銨。多孔硝銨的生產方法主要有流化床法(又分乾法和濕法)、綜合法和塔式法。

而柳州化工股份****採用的是濕法,即流化床造粒工藝。

濕法亦稱流化床造粒工藝:向90%~91%的濃硝酸銨按比例加入新增劑,經氣流式噴嘴被壓縮空氣霧化後進入流化床,使霧粒與晶種粘附或塗覆在一起,並經熱空氣加熱,形成微孔粒子並逐漸長大,再經篩分、冷卻制得多孔硝銨。該法收率高,產品微孔多而均勻,且硬度好;但工藝較複雜,裝置多,投資大,氨耗高。

粉硝工段

車間生產工藝流程

生產工藝流程:氨與酸在管式反應器中反應—濃縮—造粒—乾燥—冷卻—塗層—成品包裝。具體如下:

氨與硝酸在中和器裡進行中和反應,生成60%的硝酸銨。得到的硝酸銨並不是要求的濃度,還要進行兩效蒸發。一效蒸發使硝酸銨溶液的濃度達到77%~78%,二效蒸發使硝酸銨溶液的濃度達到91%~93%。

在兩次蒸發提濃後,使得硝酸銨溶液的濃度達到91%~93%,將提濃後的溶液裝進溶液槽內,之後將其送入結晶器裡進行真空結晶。結晶完成後,將其打成粉末狀。

車間生產工藝原理

其製造方法為:(1)混合:將硝酸銨、消焰劑、水(或水蒸汽)、復合油相在70~110℃下混合成半溶解的糊狀物;(2)製粉:將上述糊狀物在負壓下乾燥成粉。

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