柳化实习报告_精品文档Word文档下载推荐.doc

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柳化是一个比较大型的国有化工厂，生产规模也非常大。

设备、技术、管理、资金综合实力雄厚，建厂时间长，供应的广度也很广。

通过安排到车间进行实习，可以充分了解化工企业的历史、现状、发展前景，产品生产工艺流程、职能部门的设置及其职能，了解企业的内部自动化控制。

二、实习时间

硝铵分厂----------9月5、6、7日

硝酸一分厂--------9月8、9、13日

净化分厂----------9月14、15、16日

合成分厂----------9月19、20、21日

三、实习单位

柳州化工股份有限公司

四、实习内容

1.净化分厂

工艺原理说明

造气厂过来的半水煤气先经过预脱塔（主要脱去H2S），再经过3个半脱塔送到1﹟、3﹟压缩机，洗脱的硫先到富液槽，而硫用中间泡沫槽产生的泡沫脱去，剩下的溶液送到再生槽，而后送到贫液槽再用泵打回脱硫塔。

1﹟、2﹟、3﹟压缩机再把气体送到变换工段，先经过饱和热水塔加水蒸气，到半水煤气分离器分离液体水，经换热器后送到一段变换炉，再经增湿器增加水蒸气，过滤器过滤液体，送到二段变换炉。

经合成甲醇后的气体送到铜洗工段；

高压机五段出口气体经过甲醇岗位后，到塔前分离器分离气体夹带的淡醇，然后从铜洗塔底进入塔内，与塔顶喷淋而下的铜液逆流相遇，铜液吸收气体中的CO、CO2、O2、H2S等杂质。

出铜洗塔的气体，进入碱洗塔下部，通过塔内一定高度的氨水，鼓泡吸收气体中残余CO2，气体从碱洗塔顶出来，经过分离器，分离夹带的氨水后回到高压机六段入口。

由铜泵加压后的铜液从铜塔顶入塔，在塔内自上而下与气体接触，吸收CO、CO2、H2S、O2等杂质的铜液，经铜洗塔底部排液控制阀减压后送至铜液再生系统的回流塔，供再生后循环使用。

综上所诉可知，净化主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。

（1）一氧化碳变换过程

在合成氨生产中，由各种方法制取的原料气都含有CO，其体积分数一般为12%~40%。

合成氨需要的两种组分是H2和N2，因此需要除去合成气中的CO。

变换反应如下：

CO+H2O（g）→H2+CO2

由于CO变换过程是强放热过程，必须分段进行以利于回收反应热，并控制变换段出口残余CO含量。

第一步是高温变换，使大部分CO转变为CO2和H2；

第二步是低温变换，将CO含量降至0.3%左右。

因此，CO变换反应既是原料气制造的继续，又是净化的过程，为后续脱碳过程创造条件。

（2）脱硫脱碳过程

各种原料制取的粗原料气，都含有一些硫和碳的化合物，为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒，必须在氨合成工序前加以脱除，以天然气为原料的蒸汽转化法，第一道工序是脱硫，用以保护转化催化剂，以重油和煤为原料的部分氧化法，根据一氧化碳变换是否采用耐硫的催化剂而确定脱硫的位置。

工业脱硫方法种类很多，通常是采用物理或化学吸收的方法，常用的有低温甲醇洗法（Rectisol）、聚乙二醇二甲醚法（Selexol）等。

柳化净化分厂的脱硫工艺为“湿法栲胶氧化法”,共分为3个部分：

脱硫——再生——硫回收。

主要化学反应式如下：

氧

还

O还+O2O氧+H2O

粗原料气经CO变换以后，变换气中除H2外，还有CO2、CO和CH4等组分，其中以CO2含量最多。

CO2既是氨合成催化剂的毒物，又是制造尿素、碳酸氢铵等氮肥的重要原料。

因此变换气中CO2的脱除必须兼顾这两方面的要求。

一般采用溶液吸收法脱除CO2。

根据吸收剂性能的不同，可分为两大类。

一类是物理吸收法，如低温甲醇洗法（Rectisol），聚乙二醇二甲醚法（Selexol），碳酸丙烯酯法；

一类是化学吸收法，如热钾碱法，低热耗本菲尔法，活化MDEA法，MEA法等。

（3）气体精制过程

经CO变换和CO2脱除后的原料气中尚含有少量残余的CO和CO2。

为了防止对氨合成催化剂的毒害，规定CO和CO2总含量不得大于10cm3/m3（体积分数）。

因此，原料气在进入合成工序前，必须进行原料气的最终净化，即精制过程。

目前在工业生产中，最终净化方法分为深冷分离法和甲烷化法。

深冷分离法主要是液氮洗法，是在深度冷冻（<

-100℃）条件下用液氮吸收分离少量CO，而且也能脱除甲烷和大部分氩，这样可以获得只含有惰性气体100cm3/m3以下的氢氮混合气，深冷净化法通常与空分以及低温甲醇洗结合。

甲烷化法是在催化剂存在下使少量CO、CO2与H2反应生成CH4和H2O的一种净化工艺，要求入口原料气中碳的氧化物含量（体积分数）一般应小于0.7%。

甲烷化法可以将气体中碳的氧化物（CO+CO2）含量脱除到10cm3/m3以下，但是需要消耗有效成分H2，并且增加了惰性气体CH4的含量。

甲烷化反应如下：

CO+3H2→CH4+H2O

CO2+4H2→CH4+2H2O

主要原料、成品（半成品）的质量指标

净化分厂的主要原料为气体原料。

从净化车间出来的最终成品是经过净化、除去大量杂质的干净气体。

从造气出来的原料气中主要有CO、CO2、H2、N2、CH4、O2等。

从合成氨的反应中知道只有H2和N2是所需要的反应物，因此其他的气体就相当于杂质，需要除去。

净化分厂的主要工作就是消除杂质，净化原料气，达到合成分厂合成氨的气体质量要求。

CO变换工段工艺流程

送二次

脱硫

饱

和

热

水

塔

一段

二段

三段

大热交换器

增湿器

变

换

炉

水加热器

分离器

2.合成氨工段

氨气介绍

氨气，无机化合物，常温下为气体，无色有刺激性恶臭的气味，易溶于水，氨溶于水时，氨分子跟水分子通过*氢键结合成一水合氨（），一水合氨能小部分电离成铵离子和氢氧根离子，所以氨水显弱碱性，能使酚酞溶液变红色。

氨与酸作用得可到铵盐，氨气主要用作致冷剂及制取铵盐和氮肥。

氨气的结构式

物理性质

相对分子质量17.031

氨气在标准状况下的密度为0.7081g/L

氨气极易溶于水，溶解度1：

700

临界点：

133摄氏度，11.3Atm

无色有刺激性恶臭的气体;

蒸汽压506.62kPa（4.7℃）;

熔点-77.7℃;

沸点-33.5℃;

溶解性：

极易溶于水，相对密度（水=1）0.82（-79℃）;

相对密度（空气=1）0.6;

稳定性：

稳定;

危险标记6（有毒气体）;

主要用途：

用作致冷剂及制取铵盐和氮肥

注意事项

氨对接触的皮肤组织都有腐蚀和刺激作用，可以吸收皮肤组织中的水分，使组织蛋白变性，并使组织脂肪皂化，破坏细胞膜结构。

氨的溶解度极高，所以主要对动物或人体的上呼吸道有刺激和腐蚀作用，常被吸附在皮肤粘膜和眼结膜上，从而产生刺激和炎症。

可麻痹呼吸道纤毛和损害粘膜上皮组织，使病原微生物易于侵入，减弱人体对疾病的抵抗力。

氨通常以气体形式吸入人体，氨被吸入肺后容易通过肺泡进入血液，与血红蛋白结合，破坏运氧功能。

进入肺泡内的氨，少部分为二氧化碳所中和，余下被吸收至血液，少量的氨可随汗液、尿液或呼吸排出体外。

短期内吸入大量氨气后可出现流泪、咽痛、声音嘶哑、咳嗽、痰带血丝、胸闷、呼吸困难，可伴有头晕、头痛、恶心、呕吐、乏力等，严重者可发生肺水肿、成人呼吸窘迫综合症，同时可能发生呼吸道刺激症状。

若吸入的氨气过多，导致血液中氨浓度过高，就会通过三叉神经末梢的反射作用而引起心脏的停搏和呼吸停止，危及生命。

长期接触氨气，部分人可能会出现皮肤色素沉积或手指溃疡等症状。

合成氨过程

氨合成反应式如下：

氨合成工段的主要任务是将铜洗后制得的合格、、混合气，在催化剂的存在下合成为氨。

压缩机六段来的压力为27MPa的新鲜补充气，与循环气混合后进入氨冷器、氨分离器、冷交换器，经循环机升压并经过油分离器除油后进入氨合成塔的内件与外筒的环隙，冷却塔壁，出来后经预热器升温后进入氨合成塔内件，完成反应后离开反应器，分别进入废热锅炉、预热器、软水加热器回收热量，最后经水冷器、冷交换器、氨冷器降温冷却，将合成的氨液化分离出系统，未反应的氮氢气循环使用。

氨合成工艺流程图

合成氨工艺条件

1压强：

增大压强有利于增大合成氨的反应速率，又能使化学平衡向着正反应方向移动，有利于氨的合成。

因此从理论上讲，合成氨时压强越大越好，例如有研究结果表明，在400℃、压强超过200MPa时不必使用催化剂，氨的合成反应就能顺利进行。

但在实际生产中受动力、材料设备的限制，目前我国的合成氨厂一般采用的压强是20MPa~50MPa.

2温度：

当压强一定、温度升高时，虽然能增大氨的反应速率，但由于合成氨反应是放热反应，升高温度会降低平更混合物中氨的含量。

因此，从反应的理想条件来看，氨的合成反应在较低的温度下进行有利。

但是温度过低时，反应速率很小，需要很长时间才能达到平衡状态。

综上所述的因素来看，在实际生产中，合成氨反应一般在500℃左右的温度下进行。

3催化剂：

我们知道，的分子结构比较稳定，即使在高温高压下，和的反应任然进行得十分缓慢。

通常，为了加快与的化合反应速率，多采用加催化剂的方法，以降低反应所需的能量，使反应物在较低温度下能较快的进行反应。

目前，合成氨工业中普遍使用的主要是一铁卫主题的多成分催化剂，又称铁触媒。

铁触媒在500℃左右时的活性最大，这也是合成氨反应一般选择在500℃左右进行的原因。

合成氨的催化机理

热力学计算表明，低温、高压对合成氨反应是有利的，但无催化剂时，反应的活化能很高，反应几乎不发生。

当采用铁催化剂时，由于改变了反应历程，降低了反应的活化能，使反应以显著的速率进行。

目前认为，合成氨反应的一种可能机理，首先是氮分子在铁催化剂表面上进行化学吸附，使氮原子间的化学键减弱。

接着是化学吸附的氢原子不断地跟表面上的氮分子作用，在催化剂表面上逐步生成、和，最后氨分子在表面上脱吸而生成气态的氨。

上述反应途径可简单地表示为：

在无催化剂时，氨的合成反应的活化能很高，大约335kJ/mol。

加入铁催化剂后，反应以生成氮化物和氮氢化物两个阶段进行。

第一阶段的反应活化能为126kJ/mol～167kJ/mol，第二阶段的反应活化能为13kJ/mol。

由于反应途径的改变（生成不稳定的中间化合物），降低了反应的活化能，因而反应速率加快了。

催化剂的中毒

催化剂的催化能力一般称为催化活性。

有人认为：

由于催化剂在反应前后的化学性质和质量不变，一旦制成一批催化剂之后，便可以永远使用