川化實習(xí)報告

川化實習(xí)報告學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院學(xué)生姓名XXX專業(yè)過程裝備與控制工程學(xué)號年級指導(dǎo)教師實習(xí)地點川化實習(xí)時間——2023.9.12二Ο一四年九月十八日引言1.1實習(xí)目的實習(xí)是高校工科學(xué)生理論聯(lián)系實際、拓寬知識視野、為專業(yè)課打下感性認(rèn)識根底的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。學(xué)生只有通過理論——實踐——再實踐的過程，才能獲得真正的知識。由于我們過控專業(yè)是化學(xué)工程與機(jī)械工程交叉的學(xué)科，因此僅僅是在機(jī)械制造廠實習(xí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要在化工廠實習(xí)。而川化是本專業(yè)的穩(wěn)定實習(xí)基地之一。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)過四十多年的開展，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化工企業(yè)，是全國18個大型化工基地之一。所以能到川化來實習(xí)是一個很好的時機(jī)。再加上由于產(chǎn)業(yè)調(diào)整，川化很多產(chǎn)品都停產(chǎn)了，這對于我們來說是個不能再好的時機(jī)，因為這樣我們就能近距離觀察生產(chǎn)設(shè)備。本次實習(xí)目的：1.通過工廠技術(shù)老師的帶隊講解，對工藝流程有一定了解，同時關(guān)注生產(chǎn)設(shè)備的尺寸作用及工作原理，對本專業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中所處的地位與作用有進(jìn)一步認(rèn)識。培養(yǎng)事業(yè)心、使命感和務(wù)實精神，為更好地適應(yīng)從學(xué)生到工作者的過渡準(zhǔn)備條件。2.通過觀察和分析過程設(shè)備與機(jī)器的生產(chǎn)制造過程，學(xué)到本專業(yè)的生產(chǎn)實習(xí)知識，理論聯(lián)系實際。3.綜合能力的培養(yǎng)與訓(xùn)練。1.2實習(xí)要求1.提前預(yù)習(xí)實習(xí)教材，對川化產(chǎn)品生產(chǎn)過程有一定了解；2.遵守平安培訓(xùn)中提到的規(guī)那么，如進(jìn)廠帶平安帽之類的；3.在參觀實習(xí)中做好筆記，并且及時總結(jié)實習(xí)現(xiàn)場資料，綜述理論與實習(xí)所獲得的相關(guān)知識；4.實習(xí)期滿按要求寫好并按時上交實習(xí)報告。1.3川化中國最大的合成氨、氮肥和三聚氰胺生產(chǎn)廠之一，也是中國生產(chǎn)催化劑的基地之一。地處川西平原的成都市青白江區(qū)。其前身為范旭東于1938年在四川樂山五通橋創(chuàng)辦的永利川廠，當(dāng)時以生產(chǎn)純堿為主。1955年成為公私合營永利、久大化學(xué)工業(yè)公司四川化工廠，1956年遷至現(xiàn)址，并開始建設(shè)中國第一座自行設(shè)計、施工的中型氮肥廠，1959年改為國營四川化工廠，1984年更為現(xiàn)廠。四川化工總廠下設(shè)一化、二化、催化劑、動力和修造分廠，以及三聚氰胺、硫酸和特別氣體三個直屬車間。主要產(chǎn)品有：合成氨、尿素、三聚氰胺、催化劑、工業(yè)硫酸、濃硝酸、硝酸銨、硫酸銨、碳酸氫銨、液體二氧化碳、氧氣、氮氣和氬氣等25種、46個型號的化工產(chǎn)品。其中，三聚氰胺銷往日本、東南亞、西歐及美洲等地。1985年，主要化工產(chǎn)品的年生產(chǎn)能力〔kt〕分別為：合成氨480、三聚氰胺12、硫酸100、催化劑2.6。實習(xí)主要內(nèi)容2.1實習(xí)概況這次實習(xí)一共九天，在實習(xí)期間，我們參觀了合成氨、尿素、硫酸、硝酸及三胺的生產(chǎn)現(xiàn)場，近距離觀察了各個產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)備，老師們也詳細(xì)的為我們講解了產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程。本次報告著重講解尿素，其他產(chǎn)品的生產(chǎn)狀況就不在此贅述。2.2尿素生產(chǎn)工藝及設(shè)備簡介2.2.1尿素簡介學(xué)名為碳酰二胺，分子式為，相對分子量為60.06。因最早由人類及哺乳動物的尿液中發(fā)現(xiàn)，故稱為尿素。尿素是一種高濃度氮肥，屬中性速效肥料，也可用于生產(chǎn)多種復(fù)合肥料，對于鋼鐵、不銹鋼化學(xué)拋光有增光作用，在金屬酸洗中用作緩蝕劑，也用于鈀活化液的配制。尿素經(jīng)過多年的開展，已經(jīng)開展出了不少新產(chǎn)品，市場上主要以下新品種：聚氨酸尿素、多肽尿素。在醫(yī)學(xué)方面，可以用來制備巴比妥酸——一種重要的安眠劑，除此之外，由于尿素含氮量高，可以用來作為反芻動物的飼料添加劑，甚至在化裝品、工業(yè)及紡織方面都有所應(yīng)用。由此觀之，尿素的應(yīng)用還是比擬廣泛的，報告顯示，尿素開展趨勢：季節(jié)性過剩向結(jié)構(gòu)性過剩轉(zhuǎn)變。需求影響：工業(yè)需求將趨熱。2.2.2尿素生產(chǎn)方法簡述按轉(zhuǎn)化物的循環(huán)利用程度，尿素的生產(chǎn)方法可分為不循環(huán)法、半循環(huán)法和全循環(huán)法三種。20世紀(jì)60年代以來，全循環(huán)法在工業(yè)上得到普遍的使用。全循環(huán)法是將未轉(zhuǎn)化成尿素氨和二氧化碳經(jīng)多段蒸餾和別離后，全部返回合成系統(tǒng)循環(huán)利用，原料氨利用率到達(dá)97%以上。全循環(huán)法依照別離回收方法的不同又可分為熱氣循環(huán)法、氣體別離循環(huán)法、漿液循環(huán)法、水溶液循環(huán)法、氣提法和等壓循環(huán)法.其中水溶液循環(huán)法和氣提法開展最快。水溶液循環(huán)法是將未反響的氨和二氧化碳用水吸收生成甲銨或碳酸銨水溶液在循環(huán)返回合成系統(tǒng)。氣提法是利用某一介質(zhì)在與合成等壓的條件下分解甲銨并將分解物返回系統(tǒng)使用的一種方法。該廠采用比擬古老的水溶液全循環(huán)法，而目前很多工廠都采用由其衍變而來的汽提法。該廠一尿車間的生產(chǎn)裝置根本情況表如下：裝置名稱尿素裝置生產(chǎn)工藝及規(guī)模尿素水溶液全循環(huán)法，原設(shè)計年產(chǎn)11萬噸/年，經(jīng)過對生產(chǎn)裝置的技術(shù)改造后生產(chǎn)規(guī)模可達(dá)16萬噸/年主要污染物排放點，種類，排放量〔估計〕污染物種類：〔1〕NH3-N；〔2〕PH；〔3〕COD2、污染物排放點:〔1〕車間總排口，達(dá)標(biāo)廢水排放量(包括回收三胺廢水)：30-50M3/H(估算)〔2〕循環(huán)水池污水排放口〔間斷排放〕400M3/天；〔3〕尿素框架氣相放空總管；302KG/H〔物料衡算)〔4〕尿素造粒塔頂排放氣〔含尿素粉塵〕24.2〔物料衡算)KG/H〔尿素產(chǎn)量按20T/H計算〕主要環(huán)境風(fēng)險種類污染種類：水體、氣相2.2.3尿素合成的工藝流程2.2.3.1根本原理用氨合成尿素的反響分兩個步驟，在合成塔內(nèi)連續(xù)進(jìn)行：第一步由氨與二氧化碳生成中間產(chǎn)物甲銨，其反響式為：2NH3(液)+CO2(氣)NH2COONH4(液)+100kJ/mol第二步由甲銨脫水生成尿素，其反響式為：(合成尿素過程中的控制反響)NH2COONH4(液)CO(NH2)2(液)+H2O(液)-27.5kJ/mol這兩個反響都是可逆反響，反響一是放熱反響，在常溫下實際可以進(jìn)行到底，在100kg/cm2、150℃時反響進(jìn)行得很快，很完全，為瞬時反響，而反響二十吸熱反響，進(jìn)行得比擬緩慢，且不完全，這就使其成為合成尿素的控制反響。2.2.3.2尿素合成的工藝條件根據(jù)前述尿素合成的根本原理可知,影響尿素合成的主要因素有反響物的組成、溫度、壓力、停留時間等。一般水溶液全循環(huán)法氨碳比應(yīng)選擇在4左右，假設(shè)利用合成塔副產(chǎn)蒸汽，那么氨碳比取3.5以下，水碳比一般控制在0.6～0.7。CO2的純度要在98.5%以上。合成塔的操作溫度控制在185-190℃，川化廠合成塔的反響時間是45分鐘。川化廠采用的壓力一般為192-200kg/cm2。2.2.3.3尿素生產(chǎn)工藝流程由于該廠采用水溶液全循環(huán)法生產(chǎn)尿素，下面就簡述水溶液循環(huán)法生產(chǎn)尿素的流程。生產(chǎn)工藝流程特點：二段分解、三段吸收、二段蒸發(fā)、自然通風(fēng)的造粒流程。本流程分為壓縮、合成、分解系統(tǒng)循環(huán)系統(tǒng)、蒸發(fā)造粒四個生產(chǎn)工序，整個生產(chǎn)為單系統(tǒng)生產(chǎn)。二氧化碳經(jīng)壓縮機(jī)加壓至200-210MPa左右，溫度約為125℃，進(jìn)入尿素合成塔底部。經(jīng)高壓泵加壓，與經(jīng)液氨預(yù)熱器預(yù)熱到溫度約40-60℃的液氨，配成氨碳比為4左右進(jìn)入合成塔底部。從一段吸收塔來的甲銨溶液，由一段甲銨泵加壓后亦同樣送入合成塔底部。上述三股物料在合成塔內(nèi)充分混合并反響生成甲銨。二氧化碳約有62%左右轉(zhuǎn)化為尿素。含有尿素、未轉(zhuǎn)化的甲銨、過剩氨和水的混合溶液，通過減壓閥減壓至1.72～1.82MPa，進(jìn)入頂別離器，在此進(jìn)行氣液別離。由頂別離器出來的溶液，因膨脹氣化，溫度有所下降，進(jìn)入一段分解塔進(jìn)行加熱分解。

把一段分解塔分出的氣體也引入預(yù)別離器后，將氣體一并引入一段蒸發(fā)加熱器下部．在蒸發(fā)加熱器中，局部氣體冷凝，因而放出熱量使尿液蒸發(fā)。自蒸發(fā)器下部出來的氣體，導(dǎo)入一段吸收塔底部鼓泡吸收。在此約有95%氣態(tài)CO2和全部水蒸氣被吸收生成甲銨溶液。未被吸收的氣體在塔內(nèi)上升，與由液氨緩沖槽來的回流液氨逆流接觸，未吸收的CO2完全從氣相中除去，而純的氣態(tài)氨離開吸收塔進(jìn)入氨冷凝器，借冷卻水將氨冷凝，被冷凝的液氨流入氨緩沖槽。在氨冷器中未冷凝的惰性氣體進(jìn)入洗滌器，氣體中的氫用二段蒸發(fā)冷凝液來吸收。氨水在洗滌器中增濃，然后流入吸收塔頂。

來自二段吸收塔的甲銨液經(jīng)二段甲銨泵送入一段吸收塔下部。濃的甲銨液由一段吸收塔底部出來經(jīng)一段甲銨泵進(jìn)入合成塔底部。由一段分解塔出來的溶液減壓至0.3～O.4MPa，進(jìn)入二段分解塔進(jìn)行加熱分解。別離出來的液體送入閃蒸槽，氣體那么進(jìn)入二段吸收塔底部，由參加塔頂?shù)亩握舭l(fā)冷凝液來吸收。由二段吸收塔頂出來的氣體與惰性氣體洗滌器出來的氣體混合進(jìn)入尾氣吸收塔，由蒸發(fā)冷凝液進(jìn)行循環(huán)回收?；厥蘸螅瑲怏w由尾氣吸收塔頂放空，溶液在濃度到達(dá)一定程度時，進(jìn)入解吸塔進(jìn)行解吸，解吸后的氣體引入二段吸收塔底部。

由二段分解塔底出來的溶液，減壓后進(jìn)入閃蒸槽中，在41kPa真空下氣化，除去局部水和溶解的氨等，使尿液不含溶解的氨和二氧化碳并得到濃縮。

經(jīng)閃蒸后的尿液由尿液泵送入蒸發(fā)系統(tǒng)。一段蒸發(fā)器將尿液蒸濃到96%，并經(jīng)別離器進(jìn)行氣液別離。從別離器出來的蒸汽與閃蒸槽的蒸汽一并進(jìn)入一段蒸發(fā)外表冷凝器內(nèi)冷凝。一段蒸發(fā)在58kPa真空下操作。尿液自一段蒸發(fā)別離器進(jìn)入二段蒸發(fā)加熱器，尿液在其中蒸濃至99.7%(重量)，溫度約140℃。氣液混合物自蒸發(fā)器進(jìn)入蒸發(fā)別離器，別離出來的99.7%的濃縮尿素溶液，經(jīng)熔融尿素泵送至造粒塔頂旋轉(zhuǎn)式造粒噴頭噴灑造粒。粒狀尿素再經(jīng)皮帶運輸、包裝即成為產(chǎn)品。工藝流程圖如下：2.2.3.4汽提法生產(chǎn)尿素CO2汽提尿素工藝高壓圈包括尿素合成塔、汽提塔、甲銨冷凝器、高壓洗滌器和高壓噴射器；高壓液氨作為甲銨噴射器的驅(qū)動流體，將甲銨液增壓返回合成塔。CO2氣經(jīng)CO2壓縮機(jī)增壓進(jìn)入汽提塔。汽提塔出口液相送入低壓分解系統(tǒng)，汽提塔出口的汽提氣和甲銨噴射器來的甲銨液一起進(jìn)入甲銨冷凝器，甲銨冷凝器由氣、液2根管道分別將氣體、液體送入尿素合成塔，合成塔中的尿液自流到汽提塔。合成塔氣相出口送入高壓洗滌器，高壓洗滌器出口的氣體含少量的氨和CO2送入低壓吸收塔，用工藝?yán)淠杭罢羝淠何眨蘸蟮奈矚馀湃氪髿庵?。后工序僅設(shè)置了低壓分解吸收系統(tǒng)；真空蒸發(fā)系統(tǒng)包括了2段真空蒸發(fā)和冷凝系統(tǒng)，并設(shè)置了工藝?yán)淠禾幚砉ば?真空蒸發(fā)后的尿液送入最終造粒工序。2.2.4尿素合成的主要設(shè)備對于我們過控專業(yè)，設(shè)備與流程相比更加切合我們的專業(yè)，因此自己在實習(xí)參觀的過程中自己也更加注意設(shè)備方面的觀察，如設(shè)備布置，尺寸大小，主要結(jié)構(gòu)及其作用。以下將會介紹一下在自己實習(xí)過程中對尿素生產(chǎn)主要設(shè)備的一些認(rèn)識。2.2.4.1高壓甲胺泵它的作用是將中壓吸收后濃甲胺溶液加壓至200MPa〔表壓〕送入合成塔，是水循環(huán)尿素生產(chǎn)流程的關(guān)鍵設(shè)備之一。一般高壓甲胺泵多采用臥式三聯(lián)柱塞泵，它是由電動機(jī)、齒輪箱、調(diào)速器和泵體組成。當(dāng)電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時，由主動軸到調(diào)速器經(jīng)齒輪箱減速帶動往復(fù)泵工作，三聯(lián)柱塞泵是由三個臥式單缸泵并聯(lián)而成，并具有同一傳動裝置及吸入總管〔方形集液器〕和排出總管〔方形集液器〕。其液缸一般采用Cr18Ni12Mo3Ti或Cr18Mn10Ni5Mo3的含鉬不銹鋼制成，其結(jié)構(gòu)為三通形式。2.2.4.2尿素合成塔任何一個反響最最重要的設(shè)備當(dāng)然是反響器，合成塔是合成尿素的關(guān)鍵設(shè)備之一，液氨與二氧化碳在塔內(nèi)反響生成尿素。由于合成尿素是在高溫、高壓的條件下進(jìn)行的，且溶液又具有強烈的腐蝕性，所以合成塔應(yīng)該符合高壓容器要求，機(jī)械結(jié)構(gòu)要簡單，鞏固，氣密和便于檢修，因此工業(yè)上全壓筒體一般采用較大的長徑比。而且外殼需要保溫，保護(hù)熱量不外散。還應(yīng)具有良好的耐腐蝕性。合成塔結(jié)構(gòu)有以下兩種套泵式和不銹鋼襯里式，如下列圖：目前我國采用的合成塔是多襯里式尿素合成塔,主要由高壓外筒和不銹鋼襯里兩大局部構(gòu)成,不銹鋼襯里直接襯在塔壁上,他的作用是防止塔筒體腐蝕.水溶液襯里合成塔在高壓筒內(nèi)壁上襯有耐腐蝕的不銹鋼或者高鉻錳不銹鋼,其厚度一般在5mm以上.在塔內(nèi)離塔2m和4m處設(shè)有兩塊多孔篩板,其作用是促使反響物料充分混合和減少熔融物的返混.一般在該塔之前要設(shè)置一個預(yù)反器,使氨、二氧化碳和甲銨溶液在預(yù)反器混合反響后,在進(jìn)入合成塔一進(jìn)行甲銨脫水生成尿素的反響。在合成塔前可以設(shè)置一個高壓混合器，這種混合器對促進(jìn)二氧化碳和氨生成甲銨有好處?；旌掀饕部刹捎盟?nèi)式如圖一。尿素合成塔一般采用平墊圈密封，但在保壓停車后再開車時，往往發(fā)生泄漏，給生產(chǎn)帶來困難，故可采用圖二的“[〞形環(huán)。2.2.4.3CO2壓縮機(jī)CO2增壓是采用的是五段對稱式往復(fù)式壓縮機(jī)，其中一二三段采用的是雙動式，四五段是單動式。該廠有兩臺4M12型壓縮機(jī)，其吸氣量為2700m3/h，還有一臺4D12A型，其吸氣量為3780m3/h。正常生產(chǎn)中，一般開4D12A和一臺4M12.壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖及氣體流程圖如下:2.2.4.4造粒塔從二段蒸發(fā)別離器來的熔融尿素〔濃度為99.7%重量〕，經(jīng)熔融尿素泵送至造粒頂旋轉(zhuǎn)的圓錐形噴頭，噴灑造粒，在自然風(fēng)型塔內(nèi)降落，冷卻固化，這就是塔式噴淋法造粒，目前使用最廣泛的方法。還有一種方法是顆粒成型法造粒，由于塔式噴淋造粒法產(chǎn)品強度較低，粒徑較小，抗碎、抗磨強度較差，不能滿足摻混肥料及機(jī)械施肥的需要。60年代起，開展了顆粒成型法造粒新技術(shù)，即把96％以上的尿液，逐層凝結(jié)在晶種粒子外表而形成顆粒尿素。產(chǎn)品粒度為2～4mm(根據(jù)需要可達(dá)7～11mm)，不但強度高，且不易吸濕。一般可通過下面幾種途徑解決尿素粒徑問題：選用大顆粒造粒噴頭，使80%的尿素顆粒直徑大于2mm；

采用流化床冷卻裝置，降低入袋溫度，解決超產(chǎn)后易結(jié)塊問題，將顆粒與粉塵分開；采用北京達(dá)立科公司開發(fā)的雙轉(zhuǎn)鼓流化床大顆粒尿素技術(shù)，尿素顆粒直徑可達(dá)4～6mm，國內(nèi)已有2家采用此技術(shù)；原有的造粒系統(tǒng)不動，將增產(chǎn)的尿素在造粒之前取出，用尿素熔融液來生產(chǎn)氮磷鉀復(fù)合肥，目前上?；ぱ芯吭赫趲准倚∧蛩貜S中實施該技術(shù)。造粒塔外形如下列圖：實習(xí)總結(jié)及感悟上學(xué)期是去參觀空分廠，而這次實習(xí)參觀的是化工廠。而兩者給我的感受是很不相同的。參觀空分廠工人師傅們都在崗位上做工，而川化由于局部產(chǎn)品停產(chǎn)，因此參觀的時候沒有多少工人。也正是因為這樣，我們才有時機(jī)近距離觀察生產(chǎn)設(shè)備。這是我第一次到化工廠，感覺和以前自己心目中想的還是有所差距。首先讓我感慨的是如此多的管道！我以前想的是一個個的廠房，而我所見到的全是有管道、塔之類錯綜復(fù)雜連在一起的露天裝置。由于我們很多根底課程還沒學(xué)，但此次參觀實習(xí)讓我對很對化工