合成氨工厂实习报告

实习报告1.实习单位介绍山钟情，水毓秀，三明的山水和人文名闻海西。位于闽西北部的三明化工有限责任公司是福建省老字号国企，成立于1958年，2000年10月经省政府批准,从工厂制改为公司制。2007年1月18日，经省政府决定整体划入福建省三钢(集团)有限责任公司，跨越发展，风鹏正举。公司是福建省最大的化肥生产企业，是以生产基本化工原料和化肥为主的国家大型一档企业。企业具有强烈的使命感和厚重的文化底蕴，“斑竹”和“聚星”是公司的著名商标。公司主要装置能力：年产总氨32万吨、加工尿素45万吨、三聚氰胺1.5万吨、精甲醇15万吨、甲醛5万吨、年发电2.5亿千瓦时、供热310万吉焦耳、年机械加工能力2000吨。具有一、二类压力容器制造许可资质。2.实习概况实习时间安排在2011-2012学年第二学期的第一周到第四周（2月13日-3月9日），实习单位为福建三钢集团三明化工有限责任公司。首先要进行实习动员，学习实习大纲和实习计划，明确实习目的与要求、方法和步骤，做好准备。到达实习地点后，在指导老师的指导下，熟悉工作环境和相关工作，按学校以及实习单位的要求完成有关实习任务。然后学习公司安全、消防知识以及合成氨各流程的工艺知识。接着分别在第一造气、净化、合成和尿素4个车间轮流实习，实习期间做好实习记录，记载每天的实习内容、心得体会和存在的问题，完成实习作业，要求不仅对该车间及其相关车间的工作有“面”上的认识，同时在某一点上深入学习，积极与工人师傅交流，切实了解实习单位具体的生产实践与相关管理和销售环节，全面培养从事相关领域工作的能力。实习结束后，及时完成个人实习总结和实习报告，将本科学生实习手册上交学院，作为毕业实习考核的依据。、3.实习具体内容氨的合成是人类从自然界制取含氮化合物的最重要方法，氨则是进一步合成含氮化合物的最重要原料，而含氮化合物在人们生活和工农业生产中都是必不可少的。实习期间主要学习合成氨造气、净化、合成3段工艺和尿素生产工艺，简单参观三聚氰胺车间。1)安全与消防知识教育合成氨工厂生产存在高温、高压、易燃、易爆、有毒、有害，必须严格执行安全生产要求，确保实现期间的人身和生产安全。因此由工厂的安全工程师为我们做工厂劳动保护、安全技术、防火、防爆、防毒等内容的安全生产教育。a)注意着装，不能穿裙子，不能披散长发，不能穿高跟鞋。b)严禁接触阀门、仪表、按钮。c)工厂区禁止吸烟。d)进入工厂区必须佩戴安全帽，不能脱离组织，不要妨碍正常生产操作。e)出现事故迅速撤离至下风处。2)造气车间工艺合成氨的直接原料为氢和氮，工厂制造原料气的原材料为型煤、块煤、蒸汽和氧气，造气车间的成品是半水煤气，半水煤气的主要成分有氢气、氮气、氧气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、硫化氢和惰性气体。工艺流程分为间歇制气和富氧连续制气。a)间歇制气有5个阶段：空气吹风阶段：空气→煤气炉→燃烧炉→废热锅炉→烟囱（或送吹风气余热回收装置）上吹制气阶段：蒸汽、加氮空气→煤气炉→燃烧炉（或旋风除尘器）→废热锅炉→洗气箱→洗气塔→气柜下吹制气阶段：蒸汽→燃烧炉（或旋风除尘器）→煤气炉→洗气箱→洗气塔→气柜二次上吹阶段：与上吹制气阶段流程相同空气吹净阶段：空气→煤气炉→燃烧炉（或旋风除尘器）→废热锅炉→洗气箱→洗气塔→气柜b)富氧连续制气来自三钢1.6MPa左右的氧气经DN200的氧气总管送到造气界区内，分为两路：一路经过减压后，与罗茨机来的空气混合进入1#-9#炉富氧加氮总管；另一路经减压后送到新系统富氧加氮管，再进入混合喷射器和从4#风机出口DN400管引来的空气进行充分混合进入DN400的富氧空气总管后，经DN300的截止阀送到11#-13#炉各台的富氧空气总管，经流量计、截止阀、止逆阀、加氮总阀、上吹加氮阀、富氧空气调节阀，与入炉的低压蒸汽在混配器进行混合后从炉子底部进入煤气炉。富氧空气和蒸汽通过炽热的碳层进行燃烧和气化反应，生成的煤气由炉顶送出，经上气道、除尘器（或燃烧室）、废热锅炉和洗气箱进入煤气总管，最后经洗气塔进入气柜。3)净化车间工艺由原料制成的半水煤气中含有能导致催化剂中毒的组分，主要是含硫化合物和碳的氧化物，需要经历脱硫和脱碳的净化过程。净化车间的工艺流程为：a)电除尘：原料气中含有一定数量的粉尘、焦油和炭黑等固体杂质，会引起设备和管道的堵塞、系统阻力的增加，因此使用静电除尘器清除原料气中的粉尘杂质，并通过冲洗方式排出。b)脱硫岗位：栲胶脱硫法，是以纯碱为吸收剂，以栲胶为载氧体，以NaVO2为氧化剂，在吸收塔内原料气与脱硫液逆流接触硫化氢与溶液中纯碱作用被吸收，在反应槽内硫氢根被高价金属离子氧化生成单质硫，在喷射再生槽内空气将酚态物氧化为醌态，按顺序连续进行从而完成气体脱硫净化。反应过程如下：H2S+Na2CO2====NaHS+NaHCO2NaHS+NaHCO2+2NaVO2=====S↓+Na2V2O2+Na2CO2+H2O2HQ+1/2O2====2Q+H2Oc)变换岗位:原料气中的CO，在一定温度与压力条件下，借助催化剂的催化作用，于水蒸气进行变换反应，生成CO2和H2。合理利用反应热充分回收余热，降低能耗。CO+H2O→CO2+H2+Qd)变脱岗位:采用湿式氧化法用氨水溶液来脱除变换气中的H2S，以满足后工段的工作的生成需要。吸收反应：NH3+H2S→NH4HS再生反应：2NH4HS+O2→2NH3+2S+2H2Oe)脱碳岗位：清除变换气中的CO2，获得合格的净化气，分为MDEA脱碳和变压吸附脱碳。MDEA脱碳：MDEA学名N-甲基二乙醇胺（纯度99%），MDEA水溶液吸收来自变换工段的CO2，吸收CO2后的MDEA水溶液经过加热、减压在再生塔中得到汽提、再生，循环使用。MDEA水溶液属于有机碱溶液，在水中呈弱碱性，遇酸性二氧化碳气体将发生酸碱中和反应，同时在较高压力下，CO2气体有较高的物理溶解性，所以整个吸收过程属于物理、化学吸收过程。变压吸附脱碳：利用吸附剂对变换气中个组分在不同分压下，不同的吸附容量、吸附速度和吸附力，并且在一定压力下对被分离的气体混合物的个组分有选择性吸附的特性，加压吸附除去变换气中的某些组分，减压脱吸被吸附的组分，从而使吸附剂获得再生。由两个系统组成，即CO2提纯系统和CO2净化系统，提纯系统将变换气进行多塔吸附和脱附，将脱附的CO2浓度富集到98.5%以上，供尿素生产用和作为制取高纯CO煤气装置的气源；出提纯系统的中间气进入净化系统，进行多塔循环吸附和脱附，将CO2净化到≤0.2%，供生产合成氨用。4)合成车间工艺任务是循环气中的氢气和氮气，在高温、高压条件下，借助于催化剂的作用，进行化合反应生产氨，经冷凝、分离得到液氨，未合成氨的气体补充新鲜气后继续循环使用。工艺流程为：a)电除尘：再次清除原料气中的粉尘杂质，净化气体。b)高压机：合成氨是可逆反应，提高反应物压力有利于反应向合成氨的方向进行。c)高压醇化系统：深度净化合成氨原料气，将气体中一氧化碳和二氧化碳转化为甲醇，出高压醇化系统气体中的CO+CO2达到200ppm以下。气体进入高压醇化系统，在压力24MPa，温度210～250℃的条件下，经铜系催化剂的催化作用，与氢气反应，生成甲醇和水，其反应方程式为：CO+2H2====CH3OHCO2+2H2====CH3OH+H2Od)高压烷化系统:进一步净化气体，在250℃左右的温度条件下，经镍系催化剂的催化作用，与氢气反应，生成甲烷和水，经甲烷化系统后气体的CO+CO2达到10ppm以下，其反应方程式为：CO+3H2====CH4+H2OCO2+4H2====CH4+2H2Oe)氨合成系统：净化后的气体在400～500℃的条件下，经铁系催化剂的催化作用，气体中的氢气与氮气反应，生成氨，其反应方程式为：3H2+N2====2NH35)尿素合成车间工艺尿素由液氨和二氧化碳在合成塔反应生成甲胺，脱水生成尿素，其反应方程式为：2NH3+CO2====NH2COON4NH2COONH4====NH2CONH2+H2O工艺为水溶液全循环法：a)原料液的净化和加压：原料CO2有60%进入合成塔，其余40%进入中压系统，起提气剂作用，最后以甲胺液形式送入合成塔，原料液氨在泵出口加入少量钝化空气，经预热后有70%自合成塔顶加入盘管，其余30%则从合成塔底引入，保持全塔平衡。b)尿素的合成：合成塔出料减压至2.6MPa进入液体分布器，进行闪蒸，将合成出料先气液分离，液体减压至2.3MPa，再次气液分离，液体减压到0.2MPa，得到已相对纯净的70%尿液，在进入尿液浓缩器，被蒸发浓缩到99.5%-99.7%，从分离器即可得到液体尿素产品。c)未反应物中甲胺的分解、过量氨的解吸及氨和二氧化碳的回收循环。d)尿素溶液蒸发和造粒：从分离器送来的熔融尿素由熔融泵送往造粒塔顶部的旋转喷头进行造粒，塔底得到的成品颗粒尿素由传送带送包装楼称量包装。6)三聚氰胺车间工艺三聚氰胺C3H6N6，白色单斜晶体，几乎无味，微溶于水，被用作化工原料，与甲醛缩合能制成氨基树脂，具体耐热、耐水、耐老化、耐化学药剂等优良特性，广泛应用于木材加工、涂料、纺织、电器制造、造纸等工业部门，对身体有害，不可用于食品加工或食品添加物。三聚氰胺的生产以尿素为原料，按操作压力分为高压、低压、常压法。生产工业有3个工序：反应、精制、回收。a)反应：以尿素为原料，以氨为载气，硅胶为催化剂，已脱除二氧化碳的干燥氨气，经氨预热器加热送入流化床底部，通过弯形管预分布，再经分布板上稚形泡罩的缝隙均匀吹入床内，使床内催化剂呈流化态，尿素过筛后以压缩空气送至尿素罐，通过加料管用稍高于床内压力的冷氨气，吹入流化床反应生成的三聚氰胺和副产物由进床氨气携带，经旋风分离器回收夹带的部分硅胶催化剂后进入热气过滤器，滤除硅胶和副产物，再经干捕器降温，得粗品。b)精制：将粗品三聚氰胺投入加好母液的溶解槽中，加热溶解，调节好溶液温度和pH值，趁热压滤，滤液导入结晶槽冷却结晶，经离心机脱水后，干燥粉碎即得精制三聚氰胺。c)回收：已分离出三聚氰胺的循环气体经洗塔除二氧化碳并降温除湿、干燥，在经氨压缩机升压后导至氨气柜回收。4.实习效果及收获在短暂的实习期间，在车间师傅和带队老师的详细讲解和悉心指导下，进一步巩固专业思想，使我们了解了各工段的设备和操控系统，初步了解工厂各工段的工艺流程和主要机器和设备的结构、作用原理，对工厂的管理制度有了简单的认识。最大的收获就是把在学校所学的专业知识综合运用实践，把握课本知识和实际的异同，提高运用理论知识到实际工作中去的技能，比较清楚的认识合成氨生产的方法和工艺流程，弄清主要工艺参数确定的理论依据，知道了生产中的技术革新措施，从而注意新技术发展趋势，还接受企业安全与消防知识教育，增强安全生产集体观念，有机会与工程技术人员接触，学习他们对生产的高度责任感以及理论联系实际、解决实际问题的经验。5.意见建设在工厂实习和撰写报告的过程中，查阅了很多关于合成氨工艺流程的资料，发现生产过程的一些问题，对此提出自己的看法意见。造气车间间歇制气流程和富氧连续制气流程都分别有各自的优缺点，间歇制气建设投资低，但流程繁琐，必备空气鼓风机，配有上下行煤气管道和上下吹蒸汽管道，阀门切换多，容易造成设备磨损严重，而且煤耗高，发气量小，吹风过程有大量烟气排放，降低了煤气炉的热效率；富氧连续制气出气温度高，要求循环水有足够低的温度来满足对原料气降温，造成能量浪费，富氧生产能力是间歇制气的2倍，工艺流程简单，但是二氧化碳含量大，脱碳困难，因此废气全回收，同时需要富氧，增加了投资。近年来，由于制氧成本降低，又要扩大生产能力的需求，工厂采用富有间歇两用。净化车间使用变压吸附脱碳，虽然生产工艺先进，净化度高，能耗低，成本低，但该系统在运行中有效气体损失较大是个比较关键的问题。损失有效气使得合成氨系统出现问题：H2/N2易偏高，造气加氮量需大幅度增加，不断回收吹风气来降低H2/N2，降低了有效气体成分CO+H2的含量；使压缩机做部分无用功，电耗将增加，单机出率下降；由于甲醇生产需要消耗一定量的H2和CO，使造