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附件4本科實習報告學院化學工程學生姓名xxx專業(yè)化學工程與工藝學號xx年級2010級指導教師徐卡秋、羅仕忠、吳潘、沈俊教務(wù)處制表二Ο一三年三月30日課程名稱:化工生產(chǎn)實習課程號碼:0實習周數(shù):2周學分:2實習單位:川化集團有限公司實習地點:青白江實習時間:3~4周一、實習目的、要求:實習目的:在學完《物理化學》、《化工原理》等課程的基礎(chǔ)下,去化工工廠進行參觀和跟班實習,將理論聯(lián)系實際,印證、鞏固和加深所學基本理論知識,是學生了解化工工廠的必備生產(chǎn)環(huán)境,了解實習工廠生產(chǎn)經(jīng)營發(fā)展情況、遠景規(guī)劃及和重大技術(shù)改進措施;了解實習工廠化工產(chǎn)品的生產(chǎn)原理、方法、工藝流程、主要工藝指標和控制方法、測試儀表;了解主要設(shè)備的類型、結(jié)構(gòu)特點、尺寸、材料及保溫防腐措施;了解工廠水、電氣的供應(yīng)及“三廢”處理及利用情況;培養(yǎng)學生運用所學知識觀察、發(fā)展、分析實際問題的能力,培養(yǎng)勇于探索、積極進取的創(chuàng)新精神;學習敬業(yè)的管理人員和工人們的優(yōu)秀品質(zhì)和團隊精神,樹立勞動觀點,集體觀念和為化工而奮斗的創(chuàng)業(yè)精神,提高學生的基本素質(zhì)和工作的競爭能力。實習要求:實習作為教學的重要環(huán)節(jié),是熟悉和了解實際化工生產(chǎn)過程、接觸化工生產(chǎn)實踐,掌握基本化工生產(chǎn)技能的重要教學手段。通過在實習工廠主要崗位的生產(chǎn)勞動,實地參觀、跟班學習、教學和討論,要求我們每個學生:1、通過實習了解化工生產(chǎn)的基本規(guī)律和特點(物料、設(shè)備的規(guī)律、實現(xiàn)生產(chǎn)過程的特點、過程本身的特點)2、深入了解生產(chǎn)過程的基本原理、特點、生產(chǎn)方案、工藝流程、單元操作、主要設(shè)備以及操作控制。3、了解實習車間的生產(chǎn)管理以及技術(shù)進步措施。4、學習工廠管理員,工程技術(shù)人員和工人對生產(chǎn)的高度責任感,對工作盡職盡責,勇于改革,不斷創(chuàng)新的奉獻精神。二、實習主要內(nèi)容:1、了解工廠生產(chǎn)經(jīng)營發(fā)展情況、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、遠景規(guī)劃及技術(shù)進步重大措施步驟。2、學習和掌握實習崗位《崗位操作法》3、了解實習工廠和車間工廠產(chǎn)品的生產(chǎn)過程原理、方法、工藝流程、繪制出各產(chǎn)品生產(chǎn)的帶控制點的工藝流程圖4、了解生產(chǎn)過程的主要工藝指標以及控制方法,測試儀表5、了解主要設(shè)備的類型、結(jié)構(gòu)特點、尺寸、材料以及保溫防腐措施6、了解工廠水、電、氣供應(yīng)情況和“三廢”處理及綜合利用情況7、了解生產(chǎn)中間原料消耗以及產(chǎn)物量的簡易估算方法,收集生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù),選擇一個具有化學反應(yīng)的工段做必要的物料、能量衡算,對生產(chǎn)狀況做一定探討,對所有發(fā)現(xiàn)的生產(chǎn)薄弱環(huán)節(jié)及存在問題提出改進意見8、實習期間,學生應(yīng)嚴格遵守工廠的各項規(guī)章制度和勞動紀律,虛心向工廠師傅,工程技術(shù)人員學習,做好實習筆記,實習結(jié)束時,寫出實驗報告。三、實習總結(jié):目錄1.前言對生產(chǎn)實習的認識----------------------------------------------4生產(chǎn)實習單位的概況1.2.1工廠性質(zhì)--------------------------------------------------51.2.2原料加工的方法的大概介紹,產(chǎn)品,規(guī)模------------------61.2.3技術(shù)特點--------------------------------------------------61.2.4發(fā)展歷史以及技術(shù)進步情況--------------------------------72.生產(chǎn)實習的內(nèi)容實習各工段(分廠)的介紹說明2.1.1三聚氰胺-------------------------------------------------2.1.2硫酸-----------------------------------------------------2.1.3硝酸(硝酸銨)-----------------------------------------2.1.4尿素-----------------------------------------------------2.1.5合成氨--------------------------------------------------20認識最深的生產(chǎn)過程介紹2.2.1合成尿素過程詳細的工藝流程圖-------------------------2.2.2合成尿素詳細工藝說明(及指標闡述)------------------3.體會及建議對尿素生產(chǎn)過程的評價------------------------------------32對尿素生產(chǎn)的技術(shù)改革建議--------------------------------331、前言對生產(chǎn)實習的認識:2013年3月12日,在我院專業(yè)指導老師的帶領(lǐng)下,我們開始了近10天的“化工生產(chǎn)實習”。工程實踐教育是本科生學習期間一個非常重要的環(huán)節(jié),是我們在本科期間接觸現(xiàn)場設(shè)備、工藝等的一次全面性、系統(tǒng)性的學習的唯一機會。本次實習主旨在于:增加我們對生產(chǎn)企業(yè)的了解,使我們掌握工藝流程、設(shè)備、管理設(shè)施及其他許多細節(jié)方面的知識,更好地鞏固所學的化工基礎(chǔ)知識,提高理論與實踐的結(jié)合程度,使我們對所學的專業(yè)和未來職業(yè)方向有一個清晰的認識,同時也為今后的工作學習打下良好的基礎(chǔ)!實習動員大會院長梁斌和系主任唐老師的話讓我印象深刻:“我們到了工廠不僅要學習生產(chǎn)的過程,同時也要了解他的管理制度與模式,要懂得從個體到整體去把握經(jīng)營發(fā)展情況,以及遠景規(guī)劃”!帶著這樣的目的,在為數(shù)10天的生產(chǎn)崗位跟班實習和廠區(qū)車間的參觀過程中,我對實際化工產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程有了一個直觀的了解,更重要的是通過此次實習激發(fā)了我在生產(chǎn)實際中學習的熱情和理論聯(lián)系的精神!在學完《物理化學》、《化工原理》等課程的基礎(chǔ)下,去化工工廠進行參觀和跟班實習,將理論聯(lián)系實際,印證、鞏固和加深所學基本理論知識,是學生了解化工工廠的必備生產(chǎn)環(huán)境,了解實習工廠生產(chǎn)經(jīng)營發(fā)展情況、遠景規(guī)劃及和重大技術(shù)改進措施;本實驗報告中內(nèi)容包括川化集團的工廠性質(zhì),原料加工方法的大概介紹,產(chǎn)品規(guī)模,技術(shù)特點。著重介紹在青白江川化工廠實習階段所接觸到的“三聚氰胺的合成工藝”、“工業(yè)制硫酸”、“工業(yè)制硝酸”“合成氨”“合成尿素”等工藝流程和分別所涉及到的催化劑特點、主要設(shè)備特點和工藝操作控制指標。其中“合成尿素”是認識最深的生產(chǎn)過程,包括了其過程的詳細工藝流程圖以及工藝特點和各項控制指標的闡述、操作方法說明。生產(chǎn)實習單位的概括:1.2.1工廠性質(zhì):川化股份有限公司位于成都市青白江區(qū),是一家以生產(chǎn)化肥、化工原料和新材料為主的國有特大型化工企業(yè)。川化始建于1956年,經(jīng)過四十多年的發(fā)展,其已成為一個以生產(chǎn)化肥和化工原料為主的綜合性特大型的化工企業(yè),是全國18個大型化工基地之一。公司是全國最大的合成氨、尿素和三聚氰胺生產(chǎn)企業(yè)之一?,F(xiàn)有資產(chǎn)總額億元。年銷售收入27億元。年利稅總額3億元以上。公司占地大約220公頃,設(shè)立有國家級技術(shù)中心和博士后科研工作站,承擔了國家“863”科技計劃項目。目前,川化下轄有四川川化青上化工有限公司、四川省川化新天府化工有限責任公司、四川錦華化工有限責任公司、四川川化永昱化工工程有限責任公司、四川禾浦化工有限責任公司等5家控股子公司。1.2.2原料加工的大概介紹,產(chǎn)品,規(guī)模:川化集團有限責任公司是一個以生產(chǎn)化肥為主的綜合性特大型化工企業(yè),是我國目前最大的氮肥、三聚氰胺和賴氨酸生產(chǎn)廠。共生產(chǎn)90個品種200多個型號的產(chǎn)品,主導產(chǎn)品年生產(chǎn)能力為:合成氨50萬噸、尿素62萬噸、硝酸銨24萬噸、濃硝酸萬噸、工業(yè)硫酸10萬噸、三聚氰胺萬噸、催化劑2500噸、雙氧水萬噸、硫酸鉀2萬噸、賴氨酸1萬噸、皮革化學品8000噸、氨基塑料4500噸。產(chǎn)品均采用國際標準和國外先進標準組織生產(chǎn),國家和部級優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品率達87%以上。同時公司擁有進出口權(quán),產(chǎn)品暢銷全國,部分產(chǎn)品還遠銷海外!特別值得提出來的是:川化三聚氰胺泡沫項目,依托川化股份有限公司擁有獨立知識產(chǎn)權(quán)的三聚氰胺泡沫生產(chǎn)技術(shù)建成。2010年11月開工建設(shè),于2011年5月實現(xiàn)機械竣工,年設(shè)計產(chǎn)能100km3/年。三聚氰胺泡沫項目是現(xiàn)在川化意義為傲的新技術(shù)!1.2.3技術(shù)特點:川化股份有限公司占地220公頃,在冊職工5000余人,設(shè)立有國家級技術(shù)中心和博士后科研工作站,承擔了國家“863”科技計劃項目。是一個以生產(chǎn)化肥和化工原料為主的綜合性特大型化工企業(yè)。公司產(chǎn)品均采用國際標準和國外先進標準組織生產(chǎn)。川化股份有限公司將充分發(fā)揮自身的人才、技術(shù)、資金、管理等資源優(yōu)勢,堅持科學發(fā)展觀,走新型工業(yè)化道路。同時公司擁有進出口權(quán),產(chǎn)品暢銷全國各省、市、自治區(qū),部分產(chǎn)品還遠銷海外。按照充分結(jié)合川化自身實際,積極發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟項目,全面推進企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的發(fā)展戰(zhàn)略,大力發(fā)展新材料和中間體項目,形成公司新的支柱性產(chǎn)業(yè)。1.2.4發(fā)展歷史以及技術(shù)進步情況:在50多年建設(shè)發(fā)展中,川化始終立足于“技術(shù)進步、科技興廠”的發(fā)展思路,注重技術(shù)創(chuàng)新與技術(shù)改造相結(jié)合。堅持安全生產(chǎn)、清潔生產(chǎn),先后取得國家級和部、省級重大科技成果18項。站在新的歷史高度,著眼于未來發(fā)展,川化股份有限公司將充分發(fā)揮自身的人才、技術(shù)、資金、管理等資源優(yōu)勢,堅持科學發(fā)展觀,走新型工業(yè)化道路。按照充分結(jié)合川化自身實際,積極發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟項目,全面推進企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的發(fā)展戰(zhàn)略,大力發(fā)展新材料和中間體項目,形成公司新的支柱性產(chǎn)業(yè)。力爭到2015年,公司銷售收入、工業(yè)增加值、利潤在2008年的基礎(chǔ)上翻兩番。秉著求實創(chuàng)新,團結(jié)奮進的企業(yè)精神;強本富民滋養(yǎng)共生的企業(yè)宗旨;川納百流,化澤天下的企業(yè)價值觀;科技領(lǐng)先,基業(yè)長青的企業(yè)愿景;忠誠、敬業(yè)、學習、進取的員工準則;溝通、信任、和諧、互助的團隊精神,川化股份有限公司大力發(fā)展著化工事業(yè),為國家的化工提供了很好的資源!2.生產(chǎn)實習的內(nèi)容:實習各工段(分廠)的介紹說明:2.1.1物性介紹:分子式:C3N6H6分子量:
結(jié)構(gòu)式:反應(yīng)機理:質(zhì)量指標:(國家標準GB9567)指標名稱優(yōu)等品一等品外觀白色粉末,無外來難質(zhì)純度≥水分≤HP值~灰分≤四醛水溶解試驗:
色度,度
鉑一鈷色號,度≤
濕度(高領(lǐng)士濕度,度)≤20203030用途:主要用于制取三聚氰胺甲醛樹脂。該樹脂具有優(yōu)良的耐水性,耐熱性,耐電弧性和光澤度,可用作裝飾板,氨基塑料,粘合劑,涂料,幣紙增強劑,紡織助劑,高效水泥減水劑,皮革復柔劑等方面。
包裝:每件凈重25kg,250kg,500kg,1000kg,聚丙烯編織袋,內(nèi)-低壓聚乙烯塑料袋。可按用戶需要提供其它類型包裝。
儲運:存放于陰涼通風處,不可與酸類和氧化劑共儲混運。流程簡圖:國內(nèi)常壓法生產(chǎn)三聚氰胺流程(及主要設(shè)備,催化劑特點):6CO(NH2)2=C3H6N6+3CO2+6NH3(1)尿洗:作用:①回收未捕集的三聚氰胺②提供冷氣(結(jié)晶所需)③壓縮機載氣。去向:①去反應(yīng)器h;②經(jīng)尾氣處理去二化廠;③去結(jié)晶器:40t/h;含有CO2、NH3、三胺、少量HOCN。(2)反應(yīng)器:原料大約110t的尿素在加熱器儲罐中,在催化劑cat(80%的SiO2和13%的Al2O3)觸媒的作用和410oC熔鹽(53%KNO3、40%NaNO2、7%NaNO3)加熱下,將反應(yīng)物維持在380~390oC,壓強。尿素自行蒸發(fā),反應(yīng)生成三聚氰胺、二氧化碳和氨,轉(zhuǎn)化率約為95%。(3)熱氣冷卻器:反應(yīng)氣體從反應(yīng)器頂部出來大約380oC,進入熱氣冷卻器,冷卻后的溫度在三聚氰胺的露點以上(320oC~350oC),這樣在此溫度下,灰渣就能夠順利排出,得到脫氨產(chǎn)物。(4)過濾(旋分器+熱空氣過濾器):冷卻后的氣體進入“旋分器”進行氣固分離(粗分),再進入“熱氣過濾器”(細分)。這兩個過程溫度控制在大約330oC,防止三聚氰胺的結(jié)晶(三聚氰胺的結(jié)晶點在320oC)。(5)結(jié)晶:以冷卻至140℃的循環(huán)冷氣使從熱氣過濾器出來的溫度維持在170℃~200(6)捕集器:三聚氰胺結(jié)晶后,轉(zhuǎn)到三聚氰胺“捕集器”,其間溫度保持在190~220oC,壓強變化,三聚氰胺的結(jié)晶點變?yōu)榧s210oC。隨后成品三聚氰胺被保存在“貯斗”里。剩余的NH3和CO2氣體被稀氨水吸收,回收利用。2.1.2H2SO4生產(chǎn)工藝物性介紹:分子式:H2SO4分子量:
質(zhì)量指標:(國家標準GB534)指標名稱優(yōu)等品一等品合格品硫酸(H2SO4)含量,%≥(或)9892.5(或)9892.5(或)98灰粉,%≤鐵(Fe)含量,%≤砷(AS)含量,%≤鉛(Pb)含量,%≤透明度,mm≥5050色度,ml≤用途:主要用于化工、石油、冶金、醫(yī)藥、輕紡、軍工等行業(yè)。
包裝:專用槽車、罐、瓷壇其它耐酸包裝物。另外,我公司還生產(chǎn)蓄電池硫酸,質(zhì)量指標為國家標準GB4554,主要用于電瓶,包裝同工業(yè)硫酸。主產(chǎn)物:H2SO4價格:500¥/t;副產(chǎn)物:蒸汽,價格200¥/t,生產(chǎn)1tH2SO4能產(chǎn)生蒸汽;原料:硫磺,價格2000¥/t,純度%,1t硫磺能生產(chǎn)3tH2SO4;年產(chǎn)量:30萬t/a;現(xiàn)目前經(jīng)營狀況:虧損。流程簡圖:生產(chǎn)H2SO4工藝流程介紹(及主要設(shè)備,催化劑特點):(1)SO2的制備:天然氣給爐升溫(600oC)通空氣噴硫磺,將硫磺晶體利用蒸汽保溫(大約維持在),熔化成液態(tài)硫磺;物理霧化,使之進入焚硫爐可以更加完全的燃燒,生成SO2。(2)SO2的轉(zhuǎn)化(四段):產(chǎn)生的SO2氣體約在400℃(用V2O5催化劑來降溫成400℃)進入轉(zhuǎn)化器,為了怕水分以蒸汽的存在時溫度低與SO2形成酸對設(shè)備造成腐蝕,而且H2O本身對催化劑有害,所以同時需給天然氣升溫?!稗D(zhuǎn)化器”內(nèi)自下而上分成四層,每一層都裝滿了V2O5,每一段入口都有“換熱器”(預熱器+過熱換熱器+冷熱換熱器)來控制溫度。氣體從底部進入轉(zhuǎn)換器首先進入的是一層,在這一層的轉(zhuǎn)化率達到60%,氣體溫度升至600℃,換熱后,氣體進入二層,在二層的轉(zhuǎn)化率達到80%,反應(yīng)后的氣體溫度上升至500多℃,通過熱熱換熱器將溫度降至420~440℃。再進入三層,此時轉(zhuǎn)化率升高不多,仍舊是80%多,溫度上升至400多℃(高于440℃),反應(yīng)后的氣體經(jīng)過冷熱換熱器將溫度降至200多℃。經(jīng)過三層轉(zhuǎn)化,反應(yīng)已經(jīng)基本平衡,很難再提高轉(zhuǎn)化率,此時需要吸收已經(jīng)生成的SO3使反應(yīng)繼續(xù)進行。經(jīng)過轉(zhuǎn)化器四層V2(3)SO3的吸收:%的濃硫酸在經(jīng)過吸收塔吸收之后,濃度更高,若濃度高于%,會破壞鐵等金屬表面的鈍化膜,所以必須控制硫酸的濃度在%以下。吸收時溫度不能高于200℃2.1.3HNO3及硝酸銨合成工藝物理性質(zhì):分子式:HNO3分子量:
質(zhì)量指標:(國家標準GB337)指標名稱一級品二級品硝酸(HNO3)含量,%≥亞硝酸(HNO2)含量,%≤灼燒殘渣含量,%≤用途:主要用于火藥、染料、醫(yī)藥、冶金等工業(yè)原料。包裝:鋁制槽車、鋁制容器、陶瓷壇或其它耐酸包裝物。外包裝應(yīng)標明"氧化劑"和"腐蝕性物品"標志。分子式:NH4NO3分子量:
質(zhì)量指標:(國家標準:GB2945)指標名稱工業(yè)用農(nóng)業(yè)用優(yōu)等品一等品優(yōu)等品一等品合格品硝酸銨含量(以-基計)%≥?總氮含量%≥?游離水含量%≤酸度甲基橙指示劑不-紅色灼燒殘渣%?性質(zhì):白色結(jié)晶狀。密度-1.79gcm3,純凈無水硝酸銨熔點為169.1℃,210℃分解.易溶于水、乙醇和甲醇。溶于水吸收大量的熱,溶液溫度下降。
用途:農(nóng)業(yè)用作肥料。工業(yè)用作炸藥和彈藥、氧化氮、冷凍劑、制藥工業(yè)原料。
包裝:塑料編織布/膜/牛皮紙復合袋包裝,每袋凈重實驗原理:工業(yè)上生產(chǎn)硝酸的原料主要是氨和空氣,采用氨的接觸催化氧化的方法進行生產(chǎn)的。其總反應(yīng)是式為:NH3+2O2=HNO3+H2O。此反應(yīng)由3步組成,在催化劑的作用下,氨氧化為一氧化氮;一氧化氮進一步氧化為二氧化氮;二氧化氮被水吸收生成硝酸??捎孟铝蟹磻?yīng)式表示:4NH3+5O2=4NO+6H2O2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO川化集團生產(chǎn)硝酸主要有兩種方法:綜合法和加壓法。其流程如下:一硝車間工藝流程(及主要設(shè)備,催化劑特點):川化硝酸廠第一硝銨車間的稀硝酸生產(chǎn)裝置采用綜合法工藝,即常壓氧化、常壓吸收。(1)氧化爐:空氣(有濾紙布袋過濾)與氣氨在“氨空混合器”中進行混合,然后經(jīng)過工藝氣的預熱,在常壓下進入“氧化爐”進行氧化(780~840oC):NH3+O2=NO+H2O。反應(yīng)生成的氮氧化物氣體經(jīng)“快速冷去爐(即洗滌器)”冷卻,洗去了雜質(zhì)殘氯。(2)壓縮機:上述工藝氣體和經(jīng)過過濾的“二次空氣“一起進入”氧化氮壓縮機“NO被氧化成NO2:2NO+O2=2NO2。(3)吸收塔:工藝氣經(jīng)尾氣預熱器預熱后由上至下通入“吸收塔“T301-3,水由上至下。氮氧化物氣體經(jīng)第一吸收塔吸收后,殘余的NO2經(jīng)第二吸收塔進一步吸收。3NO2+H2O=2HNO3+NO。(4)NH4NO3的合成:生成的硝酸和外來的氨氣進入“中和器“生成了硝酸銨,進入”再中和器“調(diào)節(jié)酸堿度(PH=7~9),防止溶液呈酸性腐蝕設(shè)備。在進入”一段蒸發(fā)器“(溶液濃度提高82%左右)。在經(jīng)過”二次蒸發(fā)器“(溶液濃度提高至92%)。最后進入”熔融液槽“”結(jié)晶機“(結(jié)晶通過真空泵抽出,0.8公斤),最后皮帶包裝,得到成品硝銨。一硝流程簡圖:二硝車間工藝流程(及主要設(shè)備,催化劑特點):二硝車間稀硝工段設(shè)計能力為年產(chǎn)濃度為48%-53%的稀硝酸8萬噸,其為1978年從德國進口裝置,采用的是加壓法生產(chǎn)工藝。雙加壓法具有全中壓法和全高壓法的優(yōu)點,總氨耗最低可達到283kg/噸酸,鉑耗也較低,其他動力消耗也較低,尾氣排放濃度可達到200ppm以下,成品酸濃度可達到60%。該生產(chǎn)工藝,環(huán)保大大優(yōu)于我國現(xiàn)行標準,又節(jié)約能耗,是目前國內(nèi)外生產(chǎn)成本最低的方法。(1)氨空混合器:O2的來源:大氣空氣經(jīng)過過濾(泡沫過濾和呢袋過濾)。然后進入空氣壓縮機壓縮機二段出口空氣壓力為0.35MPa,溫度151℃。NH3的來源:化肥廠來的液氨經(jīng)歷過“液氨蒸發(fā)器”過濾、放熱,在“氨空混合器”中O2和NH3(2)氨氧化爐:上述工藝氣體經(jīng)“素瓷過濾器”過濾后進入“氨氧化爐”氧化,“廢熱鍋爐”提供熱量。氨與空氣在氨空氣混合器中混合經(jīng)混合氣過濾器最后凈化后,送至氧化爐—廢熱鍋爐的鉑網(wǎng)上,在一定的溫度下,氨被氧化成一氧化氮氣體,然后在廢熱鍋爐內(nèi)回收熱量付產(chǎn)蒸汽供汽輪機使用。(3)尾氣預熱及吸收塔:一部分空氣經(jīng)二次空氣換熱器到漂白塔吹除成品酸中溶解的氧化氮氣體后入第一吸收塔的氧化段,這部分空氣稱為二次空氣。出廢熱鍋爐的氧化氮氣體溫度為260℃,入第一尾氣預熱器管內(nèi),溫度降至224℃后進入第二尾氣預熱器管內(nèi),溫度降至120℃入快速冷卻器,出快速冷卻器的氧化氮氣體溫度為50℃入分離器除去氣體夾帶的酸霧后,進入第一吸收塔的氧化段。由氧化段來的氧化氮氣體進入第一塔吸收吸收段,然后再進入第二吸收塔。出第二吸收塔的尾氣進入第二尾氣預熱器管間,溫度升至(4)尾氣反應(yīng)器:液氨經(jīng)“液氨過濾器”入液氨蒸發(fā)器,液氨在蒸發(fā)器管間蒸發(fā)成的氣氨,經(jīng)氨蒸發(fā)分離器分離出夾帶的霧沫后,一部分用的低壓蒸汽將氣氨加熱至60℃,然后去氨空氣混合器。另一部分進入尾氣反應(yīng)器,氨與尾氣在混合器中進行混合。溫度控制在350℃左右,在“銅—鉻”或者“錳—釩”觸媒作用下,尾氣中氮氧化物二硝流程簡圖:2.1.物性介紹:分子式:CO(NH2)2分子量:
質(zhì)量指標:(國家標準GB2440)指標名稱工業(yè)用農(nóng)業(yè)用優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品顏色白色白色或淺色總氮含量(以干基計%)≥縮二脲含量%≤水份(H2O)含量%≤鐵含量(以Fe計)%≤???堿度(以NH3計)%≤???硫酸鹽含量(以SO4計),%≤???水不溶物含量,%≤???粒度(~2.80MM),%≥909090909090性質(zhì):白色顆粒狀,易吸濕結(jié)塊或潮解,中性。
用途:主有用于農(nóng)業(yè)肥料、樹脂、塑料、醫(yī)藥、涂料等工業(yè)部門的原料。
包裝:塑料編織布/膜復合袋包裝,每件凈重40kg.流程簡圖:合成尿素工段介紹(及主要設(shè)備,催化劑特點):(1)原料的輸送:將凈化的原料CO2和NH3(CO2純度>=%,NH3濃度>99%,%惰氣,T<=40oC)通入壓縮機中,溫度維持在188oC,20MPa,熱量來源于甲銨的生成。原料液氨由合成氨車間供給,進入尿素車間后,經(jīng)過氨預熱器后進入高壓氨泵,為了避免液氨氣化需要控制液氨的溫度比經(jīng)過氨泵提壓后的沸點低于10oC。原料CO2氣,也有合成氨車間送來,經(jīng)過CO2壓縮機壓縮后進入合成塔和氣提塔底部。(2)尿素的合成:工業(yè)上用液氨和氣體二氧化碳在“尿素合成塔”中直接合成尿素。尿素合成的設(shè)計操作工藝指標是:操作壓力,操作溫度188oC,NH3/CO2(摩爾比),H2O/CO2(摩爾比),在此工藝條件下本裝置CO2的實際轉(zhuǎn)化率可達到68%~72%。一般認為合成尿素的反應(yīng)分兩步進行,首先生成氨基甲酸銨(簡稱甲銨),然后甲銨脫水生成尿素:NH3(液)+CO2(氣)=NH4COONH2(液)+Q1NH4NOONH2(液)=(NH2)2CO(液)+H2O(液)-Q2上述反應(yīng)是可逆的,反應(yīng)1是瞬間的,而且反應(yīng)較完全。反應(yīng)2受操作條件等因素的影響,反應(yīng)速度慢,而且不完全。由壓縮機送來的CO2氣,高壓液氨泵送來的液氨,高壓甲銨泵送來的甲液均進入合成塔底部。為防止合成反應(yīng)液倒流而堵塞管道,在塔底三物料入塔管線上的截止閥后均裝有止逆閥。因為NH3具有腐蝕性,因此合成塔的材料由奧氏體不銹鋼構(gòu)成。(3)未反應(yīng)物的分離:出尿素合成塔的反應(yīng)液中過尿素,甲銨,剩氨,游離二氧化碳,水及不參加反應(yīng)的惰氣(H2,O2,N2),經(jīng)調(diào)節(jié)閥減壓至,加熱至160oC進入“一段分離”。分離率約為90%。經(jīng)一段分離塔的尿素溶液經(jīng)調(diào)節(jié)閥壓力由降至,進入“二段分離”,溶液中一部分過剩的CO2和NH3氣化,氣化所需的熱量來自尿液本身,故溶液的溫度由160oC降低為148oC。分離率為98~99%。最后尿素溶液進入“三段分離”,在常壓(400~500mmHg)閃蒸。(4)NH3和CO2的吸收:分離系統(tǒng)中分離出的未反應(yīng)的NH3和CO2,最終在“一段吸收塔”生成較高濃度的甲銨液(即甲液)返回回收塔加以回收。因此一段吸收塔是分解回收系統(tǒng)中最關(guān)鍵的設(shè)備之一。一段吸收塔分下部鼓泡段和上部精洗段兩部分。來自二段分離塔的分解氣分兩路進入二段循環(huán)第一冷凝器底部,在殼程與來自二段蒸發(fā)冷凝液泵的二表液混合,進行浸沒式鼓泡吸收,幾乎全部二氧化碳氣體和大部分水蒸氣和氣氨在此被吸收和冷凝。最后進入“三段吸收”。(5)尿液加工:經(jīng)過“三段分離”“三段吸收”后,組分中含有尿素和水。經(jīng)過尿液加工主要排除尿素中的水,得到高純度的尿素。即進入“蒸發(fā)塔”工藝指標為:225mmHg的壓強和130oC的溫度進行“一級蒸發(fā)”;再在大約20~30mmHg幾乎接近真空狀態(tài),140oC的條件下進行“二級蒸發(fā)”。得到尿素的熔融狀態(tài)%。(6)造粒塔:將上述熔融狀態(tài)下的尿素從造粒塔中從上至下噴下。尿素造粒塔約60m,下部自然通風,待尿素涼后成品收集。2.1.物性介紹:分子式:NH3分子量:質(zhì)量指標:(國家標準GB536)氨含量%≥殘留物含量%≤性質(zhì):沸點-33.4℃.溶點-77.30℃。液能氨在0℃用途:主要用于制造硝酸、無機和有機化工產(chǎn)品、化學肥料及冷凍、冶金、醫(yī)藥等工業(yè)原料。包裝:專用耐壓鋼瓶或槽車,并標明"壓縮氣體""氨"、"有毒"容量(M3)字樣。實驗原理:氨是氮和氫兩種元素組成的,氮的來源是由空氣取得的,而氫的來源是多種多樣的,主要是由能產(chǎn)生熱能的燃料,如天然氣、液態(tài)烴和煤與水蒸汽反應(yīng)而制得的。合成氨的流程簡圖:合成氨工段介紹(及主要設(shè)備,催化劑特點):(1)原料氣的制備與脫硫:原料是35oC天然氣(或石油)通過壓縮機將H2鼓入,制成含氫和氮的粗原料氣。溫度維持在150oC,壓強40MP。由于硫和含硫化合物會導致催化劑中毒,合成氨裝置要求硫的含量小于,因此需通過預熱器預熱至399oC,通過加壓、預熱后通過加氫器將有機硫首先轉(zhuǎn)化為硫化氫,便于篩除,用以保護轉(zhuǎn)化催化劑。此時鈷鉬催化劑ZnO用于“脫硫”。(2)轉(zhuǎn)化:將脫硫產(chǎn)物預熱進入“一段轉(zhuǎn)化爐”(一段轉(zhuǎn)化爐為并排方箱爐)內(nèi)(約700oC)將約為90%的甲烷轉(zhuǎn)化為氫氣,CH4+H2O(汽)=CO+3H2。此反應(yīng)為吸熱反應(yīng),剩余10%的甲烷與定量的已預熱空氣一起進入“二段轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化”(中有隔板),溫度約1000oC。一段:加入蒸汽,主要反應(yīng)吸熱反應(yīng),CH4剩余10%左右未轉(zhuǎn)化。二段:空氣(主要N2)進入壓縮機,通過預熱進入二段轉(zhuǎn)化爐反應(yīng),CH4幾乎100%轉(zhuǎn)化。主要成分:CO、CO2、H2O、H2、N2、NH3。(3)變換(CO→CO2):二段爐出來的氣體(H2、CO、CO2、CH4、惰性氣體)經(jīng)過預熱后,進入“高溫變換爐”(400oC:這里的高溫是提高反應(yīng)速率),約12%的CO在高溫爐內(nèi)氧化鐵觸媒催化下反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CO2,高變出口工藝氣先經(jīng)過高變廢熱鍋爐,回收熱量,產(chǎn)生高溫熱蒸汽,用于推動壓縮機,達到降低溫度和熱量代替電能的效益手段!然后再經(jīng)過甲烷化預熱器,加熱去甲烷化的工藝氣,經(jīng)換熱器進“低溫變換爐”(200oC,以銅作催化劑)。由于CO變換過程是強放熱過程,必須分段進行以利于回收反應(yīng)熱,并控制變換段出口殘余CO含量。第一步是高溫變換,使大部分CO轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2和H2;第二步是低溫變換,將CO含量降至%左右。一氧化碳變換主要反應(yīng):(殘余CO降至%左右):CO+H2O(汽)=CO2+H2,ΔH=mol(反應(yīng)提高了H2的含量,且得到了CO2,放熱可逆反應(yīng),加壓促進反應(yīng)向右的進行)現(xiàn)工藝氣體中主要成分有:CO2、H2、N2。(4)脫碳:經(jīng)過變換后的工藝氣體中,二氧化碳含量達%,必須清除到%以下,如果有較多的二氧化碳存在,不僅會使氨合成塔催化劑中毒,而且進入甲烷化后,給清除少量的一氧化碳過程帶來困難,因為二氧化碳越多,則消耗的氫氣越多,同時放出大量的熱量,產(chǎn)生很大的溫升,可能使甲烷化觸媒由于超溫所損壞。CO2既是氨合成催化劑的毒物,又是制造尿素、碳酸氫銨等氮肥的重要原料。一般采用溶液吸收法脫除CO2。根據(jù)吸收劑性能的不同,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,如熱鉀堿法,低熱耗本菲爾法,活化MDEA法,MEA法等。這里使用:熱鉀堿法脫除氨合成氣中的CO2。將工藝氣體由上而下通入“吸收塔”,吸收塔(上小下大)中K2CO3溶液從上向下流吸收CO2,未吸收的H2和分離器分離出來的H2用于甲烷化。吸收CO2的K2CO3溶液在由下至上進入“再生塔”(又稱“解吸塔”,上大下小)將CO2解吸出來用于合成尿素等工藝,K2CO3繼續(xù)循環(huán)使用?,F(xiàn)工藝氣主要成分:H2、N2、惰氣及微量甲烷(5)甲烷化:CO+3H2→CH4+H2OΔH=molCO2+4H2→CH4+2H2OΔH=mol甲烷化過程使氨合成氣中未完全脫掉的CO、CO2在甲烷化催化劑作用下H2反應(yīng)生成CH4。從而得到合格的氫氮氣送入合成工序。甲烷化法是在催化劑存在下使少量CO、CO2與H2反應(yīng)生成CH4和H2O的一種凈化工藝,要求入口原料氣中碳的氧化物含量(體積分數(shù))一般應(yīng)小于%。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,并且增加了惰性氣體CH4的含量。(6)合成氨:將純凈的氫、氮混合氣通過“合成器壓縮機”壓縮到高壓(120公斤),進入“合成塔”(臥式:合成塔的設(shè)計是塔外預熱,塔內(nèi)有多層冷激式的縮口塔,塔內(nèi)換熱器置于的塔的上部,以利于安裝配管及修理。)在催化劑鐵觸媒的作用高溫高壓下合成氨。氨的合成是提供液氨產(chǎn)品的工序,是整個合成氨生產(chǎn)過程的核心部分。由于反應(yīng)后氣體中氨含量不高,川化合成氨工藝一般只有13%~14%,故采用未反應(yīng)氫氮氣循環(huán)的流程。氨合成反應(yīng)式如下:N2+3H2→2NH3(g)ΔH=mol(7)冷凍儲存:氨冷系統(tǒng)是為了供給合成系統(tǒng)冷凍量,并按合成系統(tǒng)的溫度及流量輸送成品液氨。即將生成的氣氨冷凍變成液氨儲存于“氨庫”中(液氨易保存),為冷凍成液態(tài)的氣氨進入“氣氨壓縮機”進行壓縮,變成熱氨,一部分用于生產(chǎn)尿素,其余的再次進行冷凍后變成液氨保存于“氨庫”中!認識最深的生產(chǎn)過程介紹——合成尿素2.2.1尿素合成過程詳細的工藝流程圖:2.2.2合成尿素詳細的工藝說明(項目指標闡述):尿素合成的原理:一般認為合成尿素的反應(yīng)分兩步進行,首先生成氨基甲酸銨(簡稱甲銨),然后甲銨脫水生成尿素:NH3(液)+CO2(氣)=NH4COONH2(液)+Q1(1)NH4NOONH2(液)=(NH2)2CO(液)+H2O(液)-Q2(2)2NH3(液)+CO2(氣)=(NH2)2CO(液)+H2O(液)+Q3(3)上述反應(yīng)是可逆的,反應(yīng)1是瞬間的,而且反應(yīng)較完全。反應(yīng)2受操作條件等因素的影響,反應(yīng)速度慢,而且不完全。由于反應(yīng)(1)放熱Q1大于反應(yīng)(2)吸熱反應(yīng)Q2,且生成物無氣相,因此總反應(yīng)(3)是一可逆的、體積縮小的放熱反應(yīng)。而且,尿素合成反應(yīng)必須在液相中才能進行,這是反應(yīng)的必要條件。(1)原料及壓縮崗位操作:將合成氨裝置送來的純度>=%(V)、壓力、溫度<=40oC合成CO2氣體先加入一定量的空氣,使CO2氣體中含O2量為~%(V),然后進入總管汽水分離器出去水分,再經(jīng)減壓至2~6KPa后進入CO2“壓縮機“,經(jīng)一至四段逐級加壓、冷卻及水油分離,最后經(jīng)五段加壓20~21MPa、溫度125oC,送入尿素合成塔作為尿素生產(chǎn)的主要原料原料液氨由合成氨車間供給,進入尿素車間后,經(jīng)過氨預熱器后進入高壓氨泵,為了避免液氨氣化需要控制液氨的溫度比經(jīng)過氨泵提壓后的沸點低于10oC。原料CO2氣,也有合成氨車間送來,經(jīng)過CO2壓縮機壓縮后進入合成塔和氣提塔底部。?!癈O2壓縮機“的操作原理:1~4#壓縮機分別為往復式壓縮機,主機由機身、傳動機構(gòu)和五級氣缸組成。往復式壓縮機的工作過程包括膨脹、吸氣、壓縮和排氣四個過程。(2)尿素的合成:尿素合成反應(yīng)是將原料液氨、原料二氧化碳和回收的甲銨液分別加壓送入“尿素合成塔“,在一定的工藝條件下進行合成反應(yīng)。尿素合成的設(shè)計操作工藝指標是:操作壓力,操作溫度188oC,NH3/CO2(摩爾比),H2O/CO2(摩爾比),在此工藝條件下本裝置CO2的實際轉(zhuǎn)化率可達到68%~72%。由壓縮機送來的CO2氣,高壓液氨泵送來的液氨,高壓甲銨泵送來的一甲銨,均進入合成塔底部。為防止合成反應(yīng)液倒流而堵塞管道,在塔底三物料入塔管線上的截止閥后均裝有止逆閥。在塔頂出料管線上裝有兩道截止閥,兩閥間裝有PIC-01角式高壓啟動薄膜調(diào)節(jié)閥(帶手輪)。塔頂一截止閥后還接有蒸汽管,供原始開車預熱合成塔及長期停車時合成塔排空后置換用。當合成塔壓力超過或低于時,由裝在總控室DCS上的報警裝置發(fā)出聲光報警信號?!?#尿素合成塔“是用超低碳漢鉬耐腐蝕不銹鋼作襯里的高壓容器,襯里厚度6mm,材質(zhì)為316L。筒體厚度90mm,材質(zhì)14MNMoVNb,單層焊接而成。塔總高29m,內(nèi)徑1.4m,有效容積41.23m3。塔內(nèi)裝有八層多空篩板,其目的是減少塔內(nèi)反應(yīng)液“反混”,提高CO2“2#尿素合成塔“總高29.650m,內(nèi)徑1.4m,有效容積43m3。塔內(nèi)原設(shè)計共裝有12層篩板,其中底部3塊為左旋版,其上面兩塊為右旋板,其余為多孔板?,F(xiàn)有增設(shè)了18層球帽型高效塔板,并取消了3層多孔篩板,塔板總數(shù)為27塊,以提高CO2(3)未反應(yīng)物的分解:將尿素合成塔反應(yīng)液分兩段逐級減壓并加熱,促使甲銨分解、游離氨和而于昂花壇氣體,然后進行氣液分離。一段分解操作壓力為、溫度157~160oC;二段分離操作壓力、溫度127~130oC,通過兩段分解,甲銨分解率可達到98~99%,氨蒸發(fā)率可達到97~99%?!耙欢畏纸狻埃撼瞿蛩睾铣伤姆磻?yīng)液中過尿素,甲銨,剩氨,游離二氧化碳,水及不參加反應(yīng)的惰氣(H2,O2,N2),經(jīng)PIC-01調(diào)節(jié)閥壓力由約減壓至~。在節(jié)流減壓過程中,一部分甲銨分解,大量氨和部分水氣化(甲銨分解率可達到15%左右,總氨蒸汽出率可達到53%左右),分解和氣化所需要的熱量由出塔尿液本身提供,因而其溫度從183~188oC下降至110~115oC。該氣液混合物進入一段分離塔上部精餾塔的頂部,氣液被分離。精餾段原由四塊改良篩板組成,先改為6塊DL型塔板,下降液相在此與來自下部分離段的上升氣體進行質(zhì)熱交換,液體相中的一部分NH3和CO2被解吸出來,氣相中的一部分水蒸氣被冷凝吸收,既回收了熱量又減少了一段分離氣中的水分,有利于系統(tǒng)的水平衡。加熱后的氣液混合物進入一段分解塔下部分離段進行氣液分離。氣體經(jīng)上部精餾精洗后,與合成塔減壓分離的氣體混合,其溫度(TI-02-5)為120~123oC左右,從一端分離塔頂部出來,再進入一段蒸發(fā)加熱器下半部熱能回收段,與來自二段甲銨泵的壓力為的二甲液相相混合,回收其反應(yīng)熱,以蒸發(fā)尿素溶液,從而節(jié)省蒸發(fā)用蒸汽量。在一分氣相管上還增設(shè)了電路點壓力表PI-02-01引至總控CRT顯示。從塔底流出的液相經(jīng)LIC-01調(diào)節(jié)閥減壓后去二段分解塔?!岸畏纸馑保撼鲆欢畏纸馑哪蛩厝芤航?jīng)LIC-01調(diào)節(jié)閥,壓力由約減壓至左右。溶液中的一部分過剩NH3和CO2氣化,氣化所需的熱量來自尿液本身,故溶液的溫度有月160oC降至110oC左右。該氣液混合物進入二段分解塔頂部噴頭,噴淋在塔上部精餾段不銹鋼鮑爾環(huán)填料層上,下降液相在此與來自下部分分離段的上升氣體進行熱交換,起作用與一段分解塔精餾段相同。加熱后的汽液混合物進入二段分離塔下部分離段進行氣液分離。氣體經(jīng)上部精餾段精洗后,出塔溫度(TI-02-9)為110~112oC左右,依次進入二段循環(huán)第一、第二冷凝器;液相則經(jīng)LIC-04調(diào)節(jié)減壓閥后去閃蒸槽。在二段分解塔底液相出口管LIC-04調(diào)節(jié)閥的第一截止閥前,接有至碳銨液槽的排放管線和接至排放液槽的排放管線,合成塔停車時排放液可經(jīng)二段分解系統(tǒng)排至碳銨液槽或排放液貯槽。經(jīng)二段分解后,尿液的甲銨分解率可達到98%~99%,總氨蒸出率可達到70%(重量)左右。(4)NH3和CO2的吸收:分離系統(tǒng)中分離出的未反應(yīng)的NH3和CO2,最終在“一段吸收塔”生成較高濃度的甲銨液(即甲液)返回回收塔加以回收。來自二段分離塔的分解氣分兩路進入二段循環(huán)第一冷凝器底部,在殼程與來自二段蒸發(fā)冷凝液泵的二表液混合,進行浸沒式鼓泡吸收,幾乎全部二氧化碳氣體和大部分水蒸氣和氣氨在此被吸收和冷凝。最后進入“三段吸收”?!耙欢挝铡保悍纸庀到y(tǒng)中分離出的未反應(yīng)的NH3和CO2,最終在一段吸收塔生成較高濃度的甲銨液(即一甲液)返回合成塔加以回收,因此一段吸收塔是分解回收系統(tǒng)中最關(guān)鍵的設(shè)備之一。一段吸收塔分下部鼓泡段和上部精洗段兩部分。在鼓泡段底部設(shè)有耙式氣體分布器,氣體分布器上方設(shè)有U型管浮頭式換熱器(現(xiàn)已取消),精洗段原為不透鋼鮑爾環(huán)填料塔層;現(xiàn)改為8塊塔板,上部四塊為DL型塔板,下部四塊為泡罩板。從二段甲銨泵送來的低壓吸收的稀甲銨液(F1-07,即二甲銨液)一部分經(jīng)一段吸收塔鼓泡段液面上方的環(huán)筒式分布器進入鼓泡段,另一部分二甲銨液(FI-14)則進入一段蒸發(fā)加熱器下部熱能回收段的殼程,與來自一段分解塔頂部的分解氣在此混合,進行浸沒式鼓泡吸收,放出的熱量用以加熱蒸濃硫酸經(jīng)管程的尿液,以回收部分甲銨反應(yīng)熱,并減輕一段吸收塔的熱負荷?!岸挝铡保簛碜远畏纸馑亩畏纸鈿夥謨陕愤M入二段循環(huán)第一冷凝器底部,在殼程與來自二段蒸發(fā)冷凝液泵的二表液(FIC-11)混合,進行浸沒式鼓泡吸收,幾乎全部二氧化碳氣體和大部分水蒸氣及氣氨在此被吸收和冷凝,所產(chǎn)生的熱量被管程的冷水移走,氣液混合物上升進入上部分離段進行氣液分離。液相(即二甲液)流至二段甲銨泵進口,經(jīng)加壓升至后送往一段回收系統(tǒng)。出二段循環(huán)第一冷凝器的氣體分兩路從底部進入二段循環(huán)第二冷凝器,在殼程與來自二段蒸發(fā)冷凝液泵的二表冷凝液混合,進行浸沒式鼓泡吸收,反應(yīng)熱被殼程的冷卻水移走,氣液混合物上升至上部分離段進行分離。生成含氨17~20%(重量)的氨水,流至氨水泵進口,經(jīng)升壓后送至惰性氣體洗滌器,為調(diào)節(jié)進入惰性氣體洗滌器(最終進入一段吸收塔)的氨水量,在泵出口裝有回二段循環(huán)第二冷凝器的副線,并由FIC-08控制調(diào)節(jié)流量。分離出的氣體含氨98%(重量)左右,經(jīng)PIC-06調(diào)節(jié)閥減壓后與惰洗器來的氣體匯合進入尾氣吸收塔、為充分回收氣氨,吸收溶液的操作溫度(TI-03-5)應(yīng)控制低一點,通常控制在30~50oC。二段循環(huán)第一冷凝器的液位是一個比較重要的指標,入二甲液溢入二段循環(huán)第二冷凝器,會使出二段循環(huán)第二冷凝器的氨水二氧化碳含量急劇增加,造成一段吸收塔精洗段操作溫度的波動,甚至可能導致一段吸收塔二氧化碳上竄堵管的事故。二段分解循環(huán)系統(tǒng)的壓力由設(shè)在二段循環(huán)第二冷凝器出口氣相管上的PIC-06自動調(diào)控,通??刂谱职,二段分解塔出口管氣相壓力為~?!拔矚馕铡保撼龆栊詺怏w洗滌器分離段的氣體與出二段循環(huán)第二冷凝器的氣體匯合后進入尾氣吸收塔,以回收其中的氨和二氧化碳。尾氣吸收塔上部為填料塔,填料層采用塑料鮑爾環(huán),下部為鼓泡段,設(shè)置在框架12米樓面。溫度較高的尾氣從尾吸收塔底部耙式分布器進入鼓泡段吸收后上升至填料層,與來自尾氣吸收塔冷卻器的低溫噴淋液逆流接觸,大部分氣氨被冷凝吸收,出尾氣吸收塔的氣體含氨量低于8%(重量),進入排氣筒與來自蒸發(fā)系統(tǒng)和蒸汽冷凝液槽的大量廢蒸汽混合后排入大氣。由于放空尾氣屬于爆炸性氣體,故在排氣筒內(nèi)通入大量廢蒸汽,以沖淡可燃氣體的組分從而起到有效的防爆作用。尾氣吸收塔和碳銨液槽的操作壓力為常壓(<=)碳銨液槽的液位主要通過調(diào)節(jié)經(jīng)尾吸泵送入新碳銨液槽(排放液貯槽)的探案液量來控制,在正常操作時,應(yīng)將液位控制在50~70%。碳銨液槽設(shè)備上裝有玻璃管式液位計,其液位通過LI-21顯示。為回收停車時的排放液,另設(shè)有容積為164立方米的排放液貯槽,停車排放液可通過尾吸泵送到排放槽或地下緩沖池。在系統(tǒng)恢復正常后,在通過給料泵將排放液送到水解氣提裝置進行回收。在排放液槽頂接有冷卻水和冷凝液接管,便于補加冷卻水和冷凝液用。排放液槽設(shè)有浮球液位計。(5)尿液加工與造粒:“一段蒸發(fā)”:來自閃蒸槽或尿液槽的尿液從一段蒸發(fā)加熱器底部進入下部熱能回收段管程,通過含二氧化碳濃度較高的一段分解氣和部分二段甲銨液在管程的冷凝反應(yīng)熱加熱尿液,達到回收熱量、降低氣耗的目的。出熱能回收段的尿液濕度為105~110oC左右,進入一段蒸發(fā)加熱器上部加熱段,用,蒸汽將尿液進一步加熱至127~130oC,此溫度由TIC-04調(diào)節(jié)閥自控調(diào)節(jié),其區(qū)濕點設(shè)在一蒸加熱器頂部出口管。一段蒸發(fā)器系統(tǒng)設(shè)計壓力為(200mmHg),實際操作壓力控制在真空度~(470~510mmHg,真空度),一段壓力是由一段蒸發(fā)表面冷凝器、一段蒸發(fā)噴射泵及碳銨液槽位來控制的?!岸握舭l(fā)”:來自一段蒸發(fā)器的尿液從二段蒸發(fā)加熱器底部進入該設(shè)備管程,被經(jīng)殼程的蒸汽再次加熱,將尿液中的殘余水分蒸發(fā)出來,出加熱器的告訴企業(yè)混合物進入二段蒸發(fā)分離器進行氣液分離。二段蒸發(fā)分離器的液位是個重要的指標,為便于觀察和操作,在分離器下部及出液口均設(shè)有條形液位計。二段蒸發(fā)系統(tǒng)的操作壓力(PI-39)設(shè)計指標為(25mmHg,絕對壓力),操作壓力通??刂圃谡婵斩龋?80-710mmHg,真空度),二段蒸發(fā)系統(tǒng)的壓力由升壓器、蒸發(fā)噴射泵A和B、二段蒸發(fā)表面冷凝器、中間冷凝器及二段蒸發(fā)冷凝液貯槽維持。二段蒸發(fā)分離器頂部分離出來的氣體由蒸汽升壓器、噴射器抽出二段蒸發(fā)冷凝器殼程出來冷凝。尿素造粒:造粒塔內(nèi)徑為11米,總高65.5米,有效高度50.0米,采用自然通風。出二段蒸發(fā)分離器的熔融尿素經(jīng)熔融尿素泵升壓后送往造粒塔頂噴頭。造粒噴頭為圓錐形,由立式電機和皮帶輪及皮帶帶動旋轉(zhuǎn)、立式電機裝有變頻調(diào)速器,可根據(jù)生產(chǎn)負荷和生產(chǎn)需要調(diào)節(jié)電機噴頭的轉(zhuǎn)速,保持較佳的運行造粒狀態(tài)。熔融尿素在由旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用推動下經(jīng)噴頭小孔噴射出,形成~2.8mm的液滴,在塔內(nèi)自由降落。尿素液滴冷卻固化,放出的熱量除小部分用于少量水的蒸發(fā)外,其余均由空氣帶走,攜帶一定量尿素粉塵的熱空氣由塔頂排入大氣。造粒塔底顆粒尿素的溫度控制在45~60oC,這樣可保證尿素粒子表面的蒸汽壓力大于空氣中的水蒸氣分壓,防止尿素粒子吸濕。(6)成品包裝:粒狀成品尿素從造粒塔下了斗流經(jīng)1#、2#和3#皮帶運輸機送入尿素包裝貯斗1#或2#,貯斗容積為17.7m3系統(tǒng)包裝能力<=1000包/小時,包裝規(guī)格40或50Kg/袋,精度±%,工作氣源為±壓縮空氣。包裝好的袋裝尿素由成品皮帶運輸機送至尿素倉庫,經(jīng)人工碼上叉車托板后,再用叉車轉(zhuǎn)運到庫房堆碼貯存。3.體會和建議:對“尿素”生產(chǎn)過程的評價:目前,工業(yè)合成尿素的方法都是在液相中由NH3和CO2反應(yīng)合成的,屬于有氣相存在的液相反應(yīng),川化采用此法。川化股份有限公司化肥廠現(xiàn)有兩套尿素生產(chǎn)裝置,其中一尿裝置采用傳統(tǒng)水溶液全循環(huán)法工藝,主要包括合成、兩段分解、三段吸收、兩段蒸發(fā)和自然通風造粒等工序,生產(chǎn)能力為160kt/a;二尿裝置原采用日本東洋工程公司水溶液全循環(huán)改良C法工藝,2003年采用該公司的ACES21工藝進行增產(chǎn)、節(jié)能技術(shù)改造,改造后設(shè)計生產(chǎn)能力為720kt/a。川化采用“水溶液全循環(huán)法”工藝,“水溶液全循環(huán)法”是我國目前大多數(shù)中小型尿素裝置(4萬t/a~20萬t/a)生產(chǎn)所采用的方法。它的特點是合成塔內(nèi)轉(zhuǎn)化率高,為反應(yīng)物采用三段減壓分解,動力消耗較大,尾氣壓力、溫度均較低,爆炸性危險系數(shù)小。氣生產(chǎn)工藝比較成熟,操作可靠方便,機泵和非標設(shè)備均為國產(chǎn)化。但是“水溶液全循環(huán)法”比較落后,且存在著許多弊端,浪費資源,對設(shè)備壓力要求嚴格。對“尿素”生產(chǎn)技術(shù)改革建議:由于“溶液全循環(huán)法”生
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