化工企業(yè)過(guò)程裝備與控制工程專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)報(bào)告范文
一、引言
生產(chǎn)實(shí)習(xí)是高等工科院校在教學(xué)過(guò)程中的一個(gè)重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，是理論與實(shí)際相結(jié)合的有效方式，對(duì)于同學(xué)們接觸工人、了解工廠、熱愛(ài)自己的專(zhuān)業(yè)、熱愛(ài)未來(lái)工作、擴(kuò)大視野，并為后續(xù)課程學(xué)習(xí)增加感性認(rèn)識(shí)提供了一個(gè)難得的機(jī)會(huì)。
過(guò)程裝備與控制工程專(zhuān)業(yè)很多課程比較抽象，很多知識(shí)在沒(méi)有與實(shí)踐相結(jié)合的基礎(chǔ)上是很難讓人理解的，因此在專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)過(guò)程中組織學(xué)生去工廠認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)與生產(chǎn)實(shí)習(xí)是非常有必要的。我們工科學(xué)生的生產(chǎn)實(shí)習(xí)是理論聯(lián)系實(shí)際、培養(yǎng)高級(jí)工程技術(shù)人才、為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)打下感性認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)的非常重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)。實(shí)習(xí)時(shí)間雖然短暫，但在帶隊(duì)老師和工人師傅的細(xì)心介紹和耐心指導(dǎo)下，我感覺(jué)受益匪淺。
二、實(shí)習(xí)目的
a) 通過(guò)觀察和分析化工設(shè)備各生產(chǎn)過(guò)程，學(xué)到本專(zhuān)業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐知識(shí)和了
解化工設(shè)備制造的感性認(rèn)識(shí)，有利于對(duì)后續(xù)課程的理解;
b) 理論聯(lián)系實(shí)際。用已學(xué)的理論知識(shí)去分析實(shí)習(xí)場(chǎng)所看到的實(shí)際生產(chǎn)技
術(shù)，使理論知識(shí)得到充實(shí)、印證、鞏固、深化，既體會(huì)學(xué)習(xí)書(shū)本知識(shí)的必要性，又提高解決實(shí)際工程技術(shù)問(wèn)題的能力;
c) 得到一次綜合能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)。
三、實(shí)習(xí)單位簡(jiǎn)介
xxxx化肥有限公司是以生產(chǎn)農(nóng)用化學(xué)肥料為主的國(guó)家大型化工企業(yè)，始建于1958年。公司位于蘇北唯一的三級(jí)一類(lèi)城市——xx。新亞歐大陸橋橫貫東西與膠新、新長(zhǎng)鐵路交匯、京滬、連霍兩條高速公路與205國(guó)道在境內(nèi)形成雙十字交叉。京杭大運(yùn)河傍市而過(guò)，直抵長(zhǎng)江，距xx、xx、xx機(jī)場(chǎng)均100公里距離，交通區(qū)位得天獨(dú)后。
在半世紀(jì)拼搏與奮斗中，xx人形成了“團(tuán)結(jié)、實(shí)干、創(chuàng)新、奉獻(xiàn)、”為精神的企業(yè)文化，堅(jiān)持“為出資人負(fù)責(zé)、為社會(huì)負(fù)責(zé)、為員工負(fù)責(zé)、為用戶負(fù)責(zé)”的企業(yè)宗旨，增強(qiáng)凝聚力，強(qiáng)化執(zhí)行力，提高創(chuàng)新力，誠(chéng)信經(jīng)營(yíng)，合作共贏。榮獲“全國(guó)雙愛(ài)雙評(píng)先進(jìn)企業(yè)”、“xx省先進(jìn)基層黨組織”、“xx市和諧勞動(dòng)關(guān)系模范企業(yè)”稱(chēng)號(hào)。
經(jīng)過(guò)40多年堅(jiān)持不懈的發(fā)展，企業(yè)規(guī)模不斷壯大，具有年產(chǎn)36萬(wàn)噸合成氨、80萬(wàn)噸尿素、30萬(wàn)噸硫酸、30萬(wàn)噸甲醇、10萬(wàn)噸硫酸鉀復(fù)合肥、10萬(wàn)噸磷酸一銨、20萬(wàn)噸高濃度復(fù)合肥料的生產(chǎn)能力。逐步成為xx化肥行業(yè)的骨干企業(yè)，連續(xù)六年選入中國(guó)化工500強(qiáng)，化肥50強(qiáng)。企業(yè)通過(guò)了gb/t19001-XX質(zhì)量管理體系、gb/t24001-XX環(huán)境管理體系、gb/t28001-XX職業(yè)健康安全管理體系認(rèn)證，憑借雄厚的技術(shù)力量、嚴(yán)格規(guī)范的質(zhì)量管理，確保了產(chǎn)品質(zhì)量的卓越可靠，xx、xx牌系列產(chǎn)品榮獲“國(guó)家免檢產(chǎn)品”、“xx名牌產(chǎn)品”、“xx省產(chǎn)品質(zhì)量信得過(guò)”、“質(zhì)量跟蹤重點(diǎn)保護(hù)產(chǎn)品”等稱(chēng)號(hào)，深受廣大用戶信賴。企業(yè)被評(píng)為“全國(guó)質(zhì)量服務(wù)信譽(yù)aaa級(jí)”、“xx省質(zhì)量誠(chéng)信企業(yè)”。
XX年5月，公司與全國(guó)520家重點(diǎn)企業(yè)之一的xxxx煤業(yè)集團(tuán)進(jìn)行戰(zhàn)略合作，xx集團(tuán)出資8120.5萬(wàn)元，成為企業(yè)最大股東，公司股權(quán)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，注冊(cè)資本增至15000萬(wàn)元，企業(yè)實(shí)力、發(fā)展后勁明顯增強(qiáng)。xx集團(tuán)的加入，確保了優(yōu)質(zhì)原料煤的安全有效供應(yīng)，也為公司走上規(guī)模擴(kuò)張之路帶來(lái)了有力支持，企業(yè)在投入25000萬(wàn)元，完成20萬(wàn)噸合成氨，30萬(wàn)噸尿素、10萬(wàn)噸甲醇技改項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，于9月底，出資并購(gòu)了xxxx化工有限公司，注冊(cè)設(shè)立xxxx化工有限公司，投資XX余萬(wàn)元改造了合成氨生產(chǎn)裝置，成功啟動(dòng)了碳銨生產(chǎn)，最高日產(chǎn)超過(guò)600噸。
XX年，xxxx化肥有限公司與xxxx農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料連鎖公司共同出資成立xxxx生物化工有限公司,對(duì)公司產(chǎn)品的服務(wù)進(jìn)行有效延伸:專(zhuān)注于生產(chǎn)經(jīng)測(cè)土配方證明適用的復(fù)合肥料,專(zhuān)注于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的北京樂(lè)姆農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料有限公司xx銷(xiāo)售處農(nóng)化隊(duì)伍建設(shè)等。
主要產(chǎn)品：xx、xx、好望角牌尿素、碳酸氫銨、磷復(fù)肥.復(fù)合肥料品牌還有三有,亞菲利及樂(lè)姆等.
四、實(shí)習(xí)內(nèi)容
4.1 準(zhǔn)備工作
實(shí)習(xí)第一天為準(zhǔn)備資料時(shí)間。首先，我們到學(xué)校圖書(shū)館借閱與實(shí)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的書(shū)籍。然后，利用空余時(shí)間熟悉實(shí)習(xí)內(nèi)容，并結(jié)合輔導(dǎo)書(shū)籍整理實(shí)習(xí)相關(guān)資料，記錄好不懂得地方，方便到實(shí)習(xí)工廠后解決疑問(wèn)。
4.2 理論課
第二天正式坐車(chē)前往xx化肥廠。由于實(shí)習(xí)地點(diǎn)離學(xué)校較遠(yuǎn)，不能每天返回學(xué)校住宿，因此學(xué)校在實(shí)習(xí)工廠附近為我們安排了住宿。到達(dá)xx市區(qū)并安頓好后，主要的任務(wù)就是熟悉實(shí)習(xí)工廠及住宿周邊環(huán)境，確保接下來(lái)的實(shí)習(xí)任務(wù)順利完成。
真正到工廠實(shí)習(xí)的第一天，上午主要是理論課。首先給我講課的是工廠負(fù)責(zé)安全生產(chǎn)的主任，他主要給我們介紹了化肥廠的一些安全規(guī)章制度及措施。通過(guò)他的講解我們知道：在化工廠里，人生安全是放在第一位的，工廠嚴(yán)格按照國(guó)家《安全法》、《職業(yè)病防治法》等有關(guān)規(guī)定實(shí)施,工廠的準(zhǔn)則是“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”，并倡導(dǎo)“不傷害自己，不傷害他人，不被他人所傷害”。工廠性質(zhì)為：高溫高壓、易燃易爆、有毒、易灼傷、連續(xù)性生產(chǎn)的高危企業(yè)，危險(xiǎn)性較大。但工廠里大都實(shí)行自動(dòng)化控制，安全性還是有保障的。他還教了我們一些小方法，比如，進(jìn)廠之前看風(fēng)向，遇氣體泄漏時(shí)往逆風(fēng)方向逃跑。此外，進(jìn)入工廠還要注意穿著，不能穿短褲，盡量穿長(zhǎng)袖衣服，以防被灼傷。進(jìn)廠之后，也要注意觀察廠里的設(shè)備，如管道高度，地溝面，空中和地面的一些其他事物。
接著，工廠工藝流程的負(fù)責(zé)人給我講解了該廠主要的工藝流程，并對(duì)工藝操作條件做扼要分析，弄清主線流程中機(jī)器設(shè)備的作用，方便我們接下來(lái)的實(shí)習(xí)過(guò)程。
工藝流程圖：
4.3 實(shí)習(xí)參觀
4.3.1 合成氨概述
氨是重要的無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品之一，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。農(nóng)業(yè)上使用的氮肥，除氨水外，諸如尿素、硝酸銨、磷酸銨、氯化銨以及各種含氮復(fù)合肥都是以氨為原料生產(chǎn)的。合成氨是大宗化工產(chǎn)品之一，世界每年合成氨產(chǎn)量已達(dá)到1億噸以上，其中約有80%的氨用來(lái)生產(chǎn)化學(xué)肥料，20%作為其它化工產(chǎn)品的原料。
合成氨主要用于制造氮肥和復(fù)合肥料。氨作為工業(yè)原料和氨化飼料，用量約占世界產(chǎn)量的12%。硝酸、各種含氮的無(wú)機(jī)鹽及有機(jī)中間體、磺胺藥、聚氨酯、聚酰胺纖維和丁腈橡膠等都需直接以氨為原料生產(chǎn)。液氨常用作制冷劑。
德國(guó)化學(xué)家哈伯19XX年提出了工業(yè)氨合成方法，即“循環(huán)法”，這是目前工業(yè)普遍采用的直接合成法。反應(yīng)過(guò)程中為解決氫氣和氮?dú)夂铣赊D(zhuǎn)化率低的問(wèn)題，將氨產(chǎn)品從合成反應(yīng)后的氣體中分離出來(lái)，未反應(yīng)氣和新鮮氫氮?dú)饣旌现匦聟⑴c合成反應(yīng)。合成氨反應(yīng)式如下：
n2+3h2≈2nh3
合成氨的主要原料可分為固體原料、液體原料和氣體原料。經(jīng)過(guò)近百年的發(fā)展，合成氨技術(shù)趨于成熟，形成了一大批各有特色的工藝流程，但都是由三個(gè)基本部分組成，即原料氣制備過(guò)程、凈化過(guò)程以及氨合成過(guò)程。
xx化肥廠地處蘇北平原，天然氣主要靠西氣東輸，價(jià)格昂貴，但周?chē)禾抠Y源較豐富，因此采用煤炭進(jìn)行造氣。生產(chǎn)過(guò)程中，煤炭經(jīng)脫硫、脫c、轉(zhuǎn)化等工序，制得合成氨的原料氣——半水煤氣，它的主要成分為h2,n2,co。h2、n2混合氣體經(jīng)壓縮后送入合成工序合成制得氨，后由冷凍工序提供冷源值得分離產(chǎn)品氨。上述工藝過(guò)程大致可分為制氣、凈化和合成三個(gè)部分。此外還有一套完整的蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)穿插于各個(gè)工序內(nèi)。
其基本流程圖如下：
4.3.2 原料氣的制備
4.3.2.1 原料氣制造
氨的合成以氮、氫兩種氣體為原料。原料氣制造工序的主要任務(wù)是制造生產(chǎn)合成氨所用的粗原料氣，即氫氣和氮?dú)獾幕旌衔铩Ｒa(chǎn)合成氨，首先要制造含有氫、氮混合氣的原料氣。氫氣來(lái)源于水蒸氣和含有碳?xì)浠衔锏母鞣N染料，xx化肥廠采用xx來(lái)制原料氣。將煤放入半水煤氣發(fā)生爐里，交替通入空氣和水蒸氣或連續(xù)通入富氧空氣與水蒸氣，就可以得到半水煤氣。半水煤氣的有效成分是 和 ，還含有co、co2和 等雜質(zhì)。半水煤氣凈化后，可做合成氨的原料氣。
4.3.2.2 原料氣凈化
脫硫工段：
脫硫的最好方法是在過(guò)量氫氣存在的情況下，將這硫化物催化轉(zhuǎn)化成硫化氫然后再使硫化氫與氧化鋅反應(yīng)達(dá)到脫除的目的。以焦?fàn)t煤氣為原料,壓縮至2.1 mpa后進(jìn)入精脫硫裝置,將氣體中的總硫脫至0.1 ppm以下.焦?fàn)t氣中甲烷含量達(dá)22.4%,采用純氧催化部分氧化轉(zhuǎn)化工藝,將氣體中甲烷及少量多碳烴轉(zhuǎn)化為合成甲醇用的一氧化碳和氫;經(jīng)壓縮進(jìn)入甲醇合成裝置.甲醇合成采用5.3 mpa低壓合成技術(shù),精餾采用3塔流程
變換
利用一氧化碳與水蒸氣作用，生成氫氣和二氧化碳的變換反應(yīng)，去除原料氣中的大部分一氧化碳，并生成等體積的氫氣。
變換時(shí)用鐵鉻系或銅鋅系或鈷鉬系作為催化劑。鐵鉻系中變催化劑的活性溫度為320~550℃，但對(duì) 等抗中毒能力差;銅鋅系低變催化劑的活性溫度為200~280℃，對(duì) 的抗毒能力差;鈷鉬系全低變催化劑的活性溫度為180~500℃，但對(duì) 等抗毒能力強(qiáng)。
脫碳工段
原料氣經(jīng)一氧化碳變換后，含有較多的二氧化碳，既有在原料氣制造過(guò)程中生成的，也有變換反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的。脫碳工序就是采用物理或化學(xué)方法脫除去原料氣中的大部分二氧化碳，并回收二氧化碳作為工業(yè)原料。
精煉工段
合成氨原料氣經(jīng)變換和脫碳后仍含有少量的co和co2，它們的存在將構(gòu)成對(duì)氨合成催化劑的影響。精煉工段的任務(wù)就是脫除少量的co和co2，以及微量的 、 等，此外，還有一些氣體，如 、 雖然對(duì)催化劑無(wú)毒，但會(huì)影響合成氨的反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率，在可能的條件下，也要除去，得到符合氨合成要求的潔凈氨、氮混合氣，清除雜質(zhì)的方法常用的有三種。
銅氨液吸收法吸收co、co2和 等氣體。
轉(zhuǎn)化法使co、co2在較低溫下轉(zhuǎn)化為 。
液氮洗滌法讓氣體在低溫下，使雜質(zhì)氣體逐一液化，最后用液氮洗滌，這可以比較徹底地清除有害氣體。
以煤為原料的合成氨工藝流程
我國(guó)以煤為原料的中型合成氨廠多數(shù)采用20世紀(jì)60年代開(kāi)發(fā)的三催化劑凈化流程，即采用脫硫、變換和甲醇化三中催化劑氣體，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的銅氨液洗滌工藝，以煤為原料的小型氨廠則采用碳化工藝，用農(nóng)氨水吸收二氧化碳，得到碳酸氫銨產(chǎn)品，將脫碳過(guò)程與產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程結(jié)合起來(lái)。
以無(wú)煙煤為原料的中型合成氨廠，將粒度為25~100mm的無(wú)煙煤加到固定床煤氣發(fā)生爐中，交替地想爐內(nèi)通入空氣和水蒸氣，氣化所產(chǎn)生的半水煤氣經(jīng)燃燒室，廢熱鋼爐回收熱量后，送到氣柜儲(chǔ)存，半水煤氣經(jīng)典除塵去除其中固體小顆粒后，通過(guò)風(fēng)機(jī)送到半水煤氣脫硫塔中，用栲膠脫硫，以出去氣體中的硫化氫;一滴進(jìn)入原料氣壓縮機(jī)的前三段，加壓到1.9~2.0mpa，然后氣體進(jìn)入飽和塔，用熱水使氣體變成飽和水蒸氣，經(jīng)熱交換器被由變換爐來(lái)的變換氣加熱后，進(jìn)入變換爐，用蒸汽式氣體中一氧化碳變成氫氣，變換后的氣體返回?fù)Q熱器與半水煤氣換熱后，再經(jīng)熱水塔使氣體冷卻，進(jìn)入變換氣脫硫塔 用栲膠溶液脫硫，以脫除變換時(shí)有機(jī)硫轉(zhuǎn)換而成的硫化氫。伺候，氣體進(jìn)入原料氣壓縮機(jī)的后兩段，加壓到12~13mpa，一次進(jìn)入銅洗塔和堿洗塔中，最后一段，壓縮到30~32mpa，進(jìn)入油分離器，再次與循環(huán)氣壓縮機(jī)來(lái)的循環(huán)氣混合并除去其中油霧后，進(jìn)入冷凝塔和氨冷器的管內(nèi)，再進(jìn)入冷凝塔上部的管間，與管內(nèi)的氣體換熱后，進(jìn)入氨合成塔，在高溫高壓和催化劑存在的條件下，氫、氮?dú)夂铣蔀榘保鏊䴕庵泻?0%~16%，經(jīng)水冷器與氨分離器分離出液氨后，進(jìn)入循環(huán)氣壓縮機(jī)循環(huán)使用。分離出來(lái)的液氨進(jìn)入液氨儲(chǔ)槽。
4.3.2.3 氨的合成
4.3.2.3.1 氨合成工藝條件
溫度：
合成塔壁≤ 150℃
進(jìn)塔主氣流 175℃-185℃
分流氣出塔 150℃-160℃
零米360℃-380℃
一段熱點(diǎn)460℃-470℃
二段進(jìn)口400℃-430℃
廢鍋進(jìn)口310℃-340℃
廢鍋出口190℃-200℃
水冷進(jìn)口≤75℃
水冷出口≤30℃
氨冷出口0—5℃
壓力：
系統(tǒng)壓力 ≤31.4 mpa
輸氨壓力 ≤1.9 mpa
放氨壓力 ≤2.55 mpa
氨蒸發(fā)壓力≤2.45 mpa
廢鍋蒸汽壓力≤1.3 mpa
總回收壓力：0.4-0.7 mpa
氣體成分：
補(bǔ)充氣co+co2 ≤20ppm
進(jìn)塔h2/n22.0-2.8
進(jìn)塔ch4+ar20%
進(jìn)塔nh3%：≤2.5%
將符合要求的氫、氮混合氣壓縮到一定壓力下，在高溫、高壓及催化劑存在的條件下，將氫氮?dú)夂铣蔀榘薄Ｒ话阌蓧嚎s、合成、冷凍等崗位組成。氨的合成氨是一個(gè)體積小的，有催化劑參與的可逆放熱反應(yīng)。
工藝條件的擇優(yōu)是以最大的經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)的。實(shí)踐證明，用以鐵為主的催化劑，在32mpa、450℃、催化劑粒度為1.2~2.5mm，原料氣的氫氮比為3、循環(huán)氣的氫氮比為2.8時(shí)，出口氣體中的氨的濃度較高。壓力越大，反應(yīng)速率也越快。
氨合成催化劑采用以鐵為主的催化劑，它有多種型號(hào)。我國(guó)生產(chǎn)使用的a10型催化劑，起燃溫度為370℃，耐熱溫度為500℃，活性最高的溫度為450℃左右。
1、分流進(jìn)塔：反應(yīng)氣分成兩部分進(jìn)塔，一部分經(jīng)塔外換熱器預(yù)熱，依次進(jìn)入塔內(nèi)換熱管、中心管，送到催化劑第一床層，另一部分經(jīng)環(huán)隙直接進(jìn)入冷管束，兩部分氣體在菱形分布器內(nèi)匯合，繼續(xù)反應(yīng)，這樣使低溫未反應(yīng)氣直接竟如冷管束，稍加熱后，作為一、二段間的冷激氣，從而減少冷管面積和占用空間，提高了催化劑筐的有效容積，并強(qiáng)化了床層溫度的可調(diào)性。同時(shí)僅有65~70%的冷氣進(jìn)入塔內(nèi)換熱器和中心管，減輕了換熱器負(fù)荷，因而減少了換熱面積，相對(duì)增加了有效的高壓容積，也使出塔反應(yīng)氣溫度提高(310~340℃)，即回收熱品位提高。氣體分流進(jìn)塔使塔阻力和系統(tǒng)阻力比傳流程小。
2、進(jìn)塔外換熱器的冷氣不經(jīng)環(huán)隙，這樣溫度更低，使進(jìn)水冷器的合成氣溫度更低(約75℃左右)，提高了合成反應(yīng)熱的利用率，降低了水冷器的負(fù)荷和冷卻水的消耗。
3、水冷后的合成氣直接進(jìn)入冷交管間，由上而下邊冷凝邊分離，液氨在重力和離心力的作用下分離，既提高了分離效果，又減小了阻力。
4、塔后放空置于水冷、冷交后，氣體經(jīng)連續(xù)冷卻，冷凝量多，因此氣體中氨含量低，惰氣含量高，故放空量少，降低了原料氣消耗。
5、塔前補(bǔ)壓：循環(huán)機(jī)設(shè)于冷交之后，氣體直接進(jìn)塔，使合成反應(yīng)處于系統(tǒng)壓力最高點(diǎn)，有利于反應(yīng)，同時(shí)循環(huán)機(jī)壓縮的溫升不消耗冷量，降低了冷凍能耗。
6、設(shè)備選用結(jié)構(gòu)合理，使消耗低，運(yùn)行平穩(wěn)，檢修量減少，工藝趨于完善。
7、選用先進(jìn)的自控手段，如兩級(jí)放氨，氨冷加氨，廢鍋加水，系統(tǒng)近路的控制，均用了dcs計(jì)算機(jī)集散系統(tǒng)自動(dòng)化控制，冷交、氨分用液位檢測(cè)采用國(guó)內(nèi)近幾年問(wèn)世的電容式液位傳感器等新技術(shù)使操作更加靈活、平穩(wěn)、可靠，降低了操作強(qiáng)度。
4.3.2.3.2 氨的凈化和輸送
由合成車(chē)間液氨倉(cāng)庫(kù)經(jīng)液氨升壓泵加壓后的原料液氨，壓力大于(表壓)，溫度約20直接送入尿素生產(chǎn)車(chē)間27米樓面的液氨過(guò)濾器，進(jìn)入液氨緩沖槽原料室。
來(lái)自一段循環(huán)系統(tǒng)冷凝器回收的液氨，自氨冷凝器a、b流入液氨緩沖槽的回流室，其中一部分液氨正常為60%，作為一段吸收塔回流液氨用，而其余液氨經(jīng)過(guò)液氨緩沖槽的中部溢流隔板，進(jìn)入原料室與新鮮原料液氨混合后一起至高壓氨泵，這樣可使液氨保持較低的溫度以減少高壓氨泵進(jìn)口氨氣化。氨緩沖槽壓力維持在左右，設(shè)置在高為23米平面上，是為了具有足夠的壓頭，使液氨回流進(jìn)入一段吸收塔，同時(shí)也為了保證高壓氨泵所需要的.吸入壓頭。氨緩沖槽原料室的液氨，進(jìn)入高壓氨泵(單動(dòng)臥式三聯(lián)柱塞泵、打液能力為每臺(tái)，反復(fù)次數(shù)180次/分、電動(dòng)機(jī)250kw、三臺(tái)高壓氨泵一臺(tái)備用)將液氨加壓。
4.3.3 尿素的合成
4.3.3.1 尿素的基本性質(zhì)
尿素的化學(xué)命名為碳酸銨，分子式是 .尿素是無(wú)色，無(wú)嗅，無(wú)味的針狀或棱柱狀結(jié)晶，工業(yè)產(chǎn)品為白色，含氮量為46.6%，分子量為60.04。
熔點(diǎn)：132.7℃
重度：20℃-40℃,1,335(固體)，1.4(粒狀)。
比重變化量：每1℃0.000208
假比重：0.52-0.64 ,0.7-0.75(粒狀)
溶解度：易溶于水和液氨中，稍溶于甲醇、苯中，不溶于三氯甲烷、醚類(lèi)中。
溫度在30℃以上，尿素在液氨中溶解度較水中的溶解度大。
尿素合成的基本原理
用氨和合成尿素的反應(yīng)，通常認(rèn)為是按以下兩個(gè)步驟，在合成塔內(nèi)連續(xù)進(jìn)行：
第一步：氨與作用生成氨基甲酸銨
第二步：氨基甲酸銨脫水生成尿素
這兩個(gè)反應(yīng)都是可逆反應(yīng)，反應(yīng)(1)是放熱反應(yīng)，在常溫下實(shí)際上可以進(jìn)行到底，在100、150℃時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行的很快、很完全，為瞬時(shí)反應(yīng)，而反應(yīng)(2)是吸熱反應(yīng)，進(jìn)行的比較緩慢，且不完全，這就使其成為合成尿素的控制反應(yīng)。
實(shí)驗(yàn)證明，尿素不能在氣相中直接形成，固體的氨基甲酸銨加熱時(shí)尿素的生成速度比較慢，而在液相中反應(yīng)才較快。所以，尿素的生產(chǎn)過(guò)程要求在液相中進(jìn)行，即氨基甲酸銨必須呈液態(tài)存在。溫度要高于熔點(diǎn)145-155℃，因此，決定了尿素的合成要在高溫下進(jìn)行。
氨基甲酸銨是個(gè)不穩(wěn)定化合物，加熱時(shí)很容易分解，在常溫下60就可以完全分解，制取尿素時(shí)為了使氨基甲酸銨呈液態(tài)，采用了較高溫度，所以必需采用高壓。由上可知，合成尿素的反應(yīng)的基本特點(diǎn)是高溫、高壓下的液相反應(yīng)，并且是可逆放熱反應(yīng)。
4.3.3.2 尿素合成工藝條件的選擇
4.3.3.2.1 過(guò)剩氨
過(guò)剩氨是比較化學(xué)反應(yīng)量所多的氨，常以百分率表示，或表示。過(guò)剩氨可以使反應(yīng)的平衡趨向生成尿素的一方，使產(chǎn)率提高。過(guò)剩氨也可以合成速度加快，提高尿素產(chǎn)率，過(guò)剩氨的存在，可與系統(tǒng)中的水結(jié)合，從而降低了水的濃度，抑制了副反應(yīng)的發(fā)生。
過(guò)剩氨的存在，帶走了一部分氨基甲酸銨的生成熱，不僅有利于反應(yīng)平衡趨向生成尿素的方向，提高尿素產(chǎn)率，而且有利于維持塔內(nèi)反應(yīng)的自熱平衡，簡(jiǎn)化了合成塔的結(jié)構(gòu)，過(guò)剩氨的存在，抑制了氫酸和氫酸氨的生成，降低了對(duì)合成塔的腐蝕。但過(guò)剩氨的存在也帶來(lái)一些不利影響：
過(guò)剩氨的增加過(guò)大，二氧化碳轉(zhuǎn)化率增加率也逐漸增加，并且提高了合成塔內(nèi)反應(yīng)系的平衡壓力：
過(guò)剩氨的增加，會(huì)破壞反應(yīng)物的自然平衡，為維持合成塔內(nèi)頂定溫度，就必須提高濃氨預(yù)熱溫度;
過(guò)剩氨的增加，會(huì)是反應(yīng)混合物的比重下降，所需反應(yīng)釜的容積加大，處理未生成尿素的反應(yīng)物的設(shè)備也更大，動(dòng)力消耗增加。
因此，在尿素水溶液全循環(huán)法中比一般在3.5-4.1。
水份
水是尿素合成過(guò)程中的產(chǎn)物，水存在可以降低氨基甲酸銨的熔點(diǎn)，有利于尿素的合成，氨基甲酸銨可以溶解在水中，故可以消除氨基甲酸銨的堵塞現(xiàn)象。
但是從化學(xué)反應(yīng)平衡考慮，過(guò)量水的存在阻止合成反應(yīng)向著生成尿素的方向移動(dòng)，促進(jìn)氨基甲酸銨水解等付反應(yīng)的進(jìn)行。造成co2轉(zhuǎn)化率的下降，甚至引起合成與分解的操作條件惡性循環(huán)，水的存在也使合成塔腐蝕加劇。因此在水溶液全循環(huán)中，正常生產(chǎn)時(shí)避免向合成塔內(nèi)送水，在過(guò)剩氨回收和液相循環(huán)中，也應(yīng)力求減少水分進(jìn)入合成塔，在工業(yè)生產(chǎn)中進(jìn)行合成塔物料為1/0.65。
4.3.3.2.2 的純度
的純度低，不僅會(huì)降低的轉(zhuǎn)化率，而且會(huì)造成合成塔的腐蝕，生產(chǎn)實(shí)踐證明 %在86-100%時(shí)，純度每下降1%的轉(zhuǎn)化率下降0.6%左右。因此生產(chǎn)中過(guò)頂二氧化碳的純度要在98%以上。
溫度和壓力
溫度越高尿素達(dá)最大產(chǎn)率的時(shí)間越短，即反應(yīng)速度越快，合成塔的生產(chǎn)強(qiáng)度也就提高，但溫度越高，尿素產(chǎn)率的提高逐漸減慢，同時(shí)反應(yīng)溫度的提高也必須使合成系統(tǒng)的平衡壓力提高，腐蝕速度增加，為保證尿素在液相中生成和一定的反應(yīng)速度，對(duì)設(shè)備制造和防腐問(wèn)題，合成塔的操作溫度控制在185-190℃為宜。
合成塔的操作壓力，必須大于操作條件下的平衡壓力，否則會(huì)使氨基甲酸銨離解，溶液中氨氣化，轉(zhuǎn)化率下降，但操作壓力過(guò)高，會(huì)使動(dòng)力消耗增加，設(shè)備制造強(qiáng)度加大。因此合成塔的操作壓力高于其操作條件下平衡壓力10-30氣壓較好。
4.3.3.3 未反應(yīng)成尿素物質(zhì)的分離和回收
在合成塔中比為4時(shí)，約有65%的 和33%的氨轉(zhuǎn)變成尿素，其余的氨和二氧化碳則以氨基甲酸銨，游離二氧化碳和游離氨的形式存在于合成后尿素熔融物種，這部分物質(zhì)必須同尿素分離，以便循環(huán)利用。
為了把未反應(yīng)生成尿素的從尿水熔融物分離出來(lái)，一般采用逐段降壓和提溫的方法，有利于 的溜出，但壓力的選擇，還必須考慮到，的回收，為年度的控制還必須考慮到高溫對(duì)設(shè)備的腐蝕，溫度和壓力的選擇都不宜太高太低。
為了把分離出來(lái)的回收，通常是在不同溫度，不同壓力，是用水和氨水，把 吸收，生成甲胺和氨水，然后返回尿素合成塔。
尿素的加工
尿素水溶液在加熱過(guò)程中其熱穩(wěn)定性較差，在溶液加熱達(dá)到一定溫度以上就可能發(fā)生尿素水解反應(yīng)和縮二脲的生成反應(yīng)，其反應(yīng)如下：
2nh2conh2=nh2conhconh2+nh3
nh2conh2+2h2o=(nh4)2co3=2nh3+ co2+h2o
兩個(gè)副反應(yīng)由于受溫度、加熱時(shí)間、溶液面上氣氨分壓等因素的影響。因此，尿液蒸發(fā)過(guò)程的操作壓力越低，相應(yīng)飽和尿液濃度就越高，如果達(dá)到相同濃度，蒸發(fā)壓力高，相應(yīng)所需溫度也高。
為減少副產(chǎn)物的生成，避免出現(xiàn)結(jié)晶困難的問(wèn)題，通常采用兩段蒸發(fā)流程：一段蒸發(fā)的目的是在較低的壓力下首先蒸發(fā)掉大量的水，然后在更低的壓力下進(jìn)行二段蒸發(fā)，已達(dá)到最后的濃度，兩端蒸發(fā)的分界線是根據(jù)傳熱溫差和冷卻水溫度而定的。
4.3.3.4 工藝流程介紹
其生產(chǎn)工藝流程特點(diǎn)是采用了二段分解、三段吸收、二段蒸發(fā)、自然通風(fēng)的造粒流程，設(shè)計(jì)中未考慮解析系統(tǒng)，碳化氨水送碳氨母液槽。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(gè)生產(chǎn)過(guò)程，整個(gè)生產(chǎn)為單系統(tǒng)生產(chǎn)。
五、實(shí)習(xí)心得體會(huì)
去工廠生產(chǎn)實(shí)習(xí)是我們的工科類(lèi)專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)過(guò)程中必不可少的部分，生產(chǎn)實(shí)習(xí)是理論聯(lián)系實(shí)際、培養(yǎng)高級(jí)工程技術(shù)人才、為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)打下感性認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)的非常重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過(guò)去工廠參觀實(shí)習(xí)，讓我們認(rèn)識(shí)了平時(shí)只能通過(guò)書(shū)本而想象的設(shè)備，在實(shí)習(xí)過(guò)程中，大家結(jié)合書(shū)本上學(xué)習(xí)過(guò)的理論知識(shí)，對(duì)工廠所用設(shè)備進(jìn)行深入的了解，很多平時(shí)在學(xué)校很難理解的知識(shí)，在見(jiàn)到真實(shí)設(shè)備后就一下解決了。在工廠的“身臨其境”讓我們褪去了書(shū)本的束縛，真正的把理論聯(lián)系到實(shí)際，在機(jī)械的轟鳴聲中，在空氣中彌漫的淡淡尿素味道里，在看到工廠的工人師傅認(rèn)真生產(chǎn)，一絲不茍的表情時(shí)，我們隊(duì)“過(guò)程裝備與控制工程專(zhuān)業(yè)”有了更多的理解和體會(huì)。通過(guò)此次生產(chǎn)實(shí)習(xí)，大家對(duì)以后的專(zhuān)業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)更加有興趣，更加容易接受。實(shí)習(xí)時(shí)間雖不長(zhǎng)，但在這短暫的幾天內(nèi)讓我收獲不少，這為我以后走上工作崗位打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
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