大庆甲醇厂实习报告.docx
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大庆甲醇厂实习报告
2甲醇合成工艺3
第1章实习简介
1.1实习日期及地点
7月2日天然气分公司指挥中心
7月4日南压浅冷站
7月7日至10日大庆油田甲醇厂
1.2实习目的
石化装置运行实训是过程装备与控制工程专业卓越教育计划的一个重要的实践环节，是理论与实际相结合的有效方式，对于我们们接触工人、了解工厂、热爱自己的专业、热爱未来工作、扩大视野，并为后续课程学习增加感性认识提供了一个难得的机会。
认识实习是教学与生产实际相结合的重要实践性教学环节。
在认识实习过程中，培养了我们的团结合作精神，牢固树立我们的群体意识，即个人智慧只有在融入集体之中才能最大限度地发挥作用。
是大学培养学生综合能力及素质、提高分析问题解决问题的能力，做到理论联系实际，使知识完整化的关键环节，是本科生教学计划的重要组成部分。
通过生产实习，接触生产一线技术人员、管理人员和操作工人，对加强精神文明建设、培养学生的劳动热情、高尚情操与职业道德具有重工的实际意义。
实习也是学生获取生产实际知识、经营管理、企业改革、人际关系等综合能力的重要课程，是培养社会主义建设人才和事业接班人的必经环节。
本次实习的主要目的是：
要求学生通过实习，能将课堂所学的有关理论知识与工程实际紧密结合，加深对本专业的感性知识；通过实习使学生加深对专业领域的认识，使学生掌握本专业有关的生产工艺，生产设备、性能、配置及其工作原理。
因此，提高对这一教学环节重要性的认识，加强对这一教学环节的建设，对保证这一教学环节在任何情况下都能得以正常执行，具有极为重要的意义。
1.3甲醇厂简介
大庆油田甲醇厂于1993年9月16日在高新技术产业开发区宏伟园区注册成立，（行政区号230602，邮政编码163411）,大庆油田有限责任公司（大庆石油管理局）化工集团下属二级单位，属于中石油大庆油田国有企业，所属行业为：
制造业、化学原料及化学制品制造业、有机化学产品制造业、有机化工原料制造业。
公司成立之初主要经营甲醇，甲醛，氧气，合成氨，注册员工人数为1189人，注册资本4500万元人民币
本装置始建于
年
月，当时由上海化工设计院设计生产能力为年产
万吨甲醇，采用传统的高压法生产技术，以天然气为原料、一段蒸汽转化、
高压合成、双塔精馏的甲醇生产工艺。
投产后经过不断改进完善，
年产量达标。
年以原装置为基础进行节能扩产改造，生产能力达到年产
万吨甲醇，
年
月竣工投产，改造建设投资
亿元人民币，占地面积
。
装置共有设备
台，其中动设备
台，静设备
台。
装置详细设计由中国成达化学工程公司完成。
该装置工艺上采用纯氧二段炉生产技术，应用国际上比较先进的低温氧化锌脱硫，二段蒸汽转化、低压合成，三塔精馏的工艺路线生产甲醇，同时采用汽提塔蒸汽汽提精馏残液的环保技术。
核心设备合成气压缩机组和纯氧二段炉，引进意大利卡萨利纯氧烧嘴及配套冷却工艺。
年
月装置大检修期间，一甲醇装置完成了高效分离器技术改造、乏汽回收系统、引风机高压电机加装变频器、中央控制室
生产监控系统升级等重要技改项目，并新增了由黑马公司设计的一甲醇装置
紧急停车系统，大大提升了一甲醇装置本质安全、节能减排及降本增效的能力。
第2章甲醇合成工艺
2.1概述
目前，工业上合成甲醇的流程分两类，一类是高压合成流程，使用锌铬催化剂，操作压力在
，操作温度
；另一类是低中压合成流程，使用铜系催化剂，操作压力
，操作温度。
单醇生产厂家一般选用
的低压合成流程。
进合成塔的气体成分主要为氢、一氧化碳和二氧化碳，一般二氧化碳含量少于一氧化碳或不含二氧化碳，氢碳比的范围为
，除此之外还有氮和甲烷等惰性气体，合成塔出口的甲醇含量一般为
％左右，大量未反应的气体必须循环继续合成。
甲醇合成反应是在加压下进行的，反应较为复杂。
2.2甲醇转化工序工艺流程
天然气蒸汽转换工艺的主要目的是制取合成甲醇所需合成气，本装置使用二段蒸汽转化法，其原理包括:
氧化锌脱硫，钴-钼加氢反应、天然气-蒸汽转化和废热回收。
转化工艺的流程是这样的，天然气从进口进入，经过天然气分离器进行初步过滤，经预热压缩和除油后在氧化铁脱硫槽中初步脱硫，在经预热后经过钴一钼加氢器将有机硫和对甲醇催化剂有害的硫化氢不饱和烃类除去，这时60%的甲烷进入一段炉，40%进入二段炉转化为合成气经过俩个废锅不断降温减压运送至压缩工段的合成塔进行甲醇合成。
2.3甲醇压缩工序工艺流程
由转化工序来的转化气温度为40℃，压力1.74MPa（A），首先经进口分离器S401分水后，进入合成气压缩机NC401低压缸，压缩至3.02MPa（A）经水冷分离水后，分出一小股作为返氢气去转化工序钴钼加氢用，大部分去高压缸继续压缩4.85MPa（A），再与从全收率甲醇分离器（NS501）来的循环气混合，进一步压缩至5.25MPa（A）送至合成工序入塔气预热器（NE501）。
合成气压缩机采用离心式，驱动采用抽汽凝汽式蒸汽透平，入口蒸汽参数2.4MPa（A），360℃，抽汽参数为0.6MPa（A），225℃，凝汽参数为0.01MPa（A）45℃。
合成气压缩机（NC401）由抽凝式汽机（NCT401）直接驱动。
汽轮机所需蒸汽为转化废热锅炉、合成塔所副产蒸汽的一部分（29.29t/h），并经转化炉对流段蒸汽过热器过热至370℃，向合成气压缩机提供动力。
抽出15.1t/h、0.6MPa（A）、207℃饱和低压蒸汽去精馏工序，其余的蒸汽经表面冷凝后送至除盐水站处理回用。
2.3.1一甲醇装置压缩和合成工序工艺流程简图
图2-1一甲醇装置压缩和合成工序工艺流程简图
2.4合成工序工艺流程
由合成气压缩机（NC401）来的入塔气，经入塔气预热器（NE501）预热至225℃后由顶部进入合成塔（NR501），在甲醇合成塔（NR501）中，在催化剂作用下，CO、CO2和H2反应生成甲醇和水，同时也有少量其它杂质生成。
合成塔出口反应气体经入塔预热器与入塔气换热，使温度降至90℃左右，此时有一部分甲醇冷凝，然后进入甲醇水冷器（E502）冷却。
冷却至39℃的气液混合物经全收率甲醇分离器（NS501）机械重力分离及除盐水吸收二级分离出粗甲醇。
全收率甲醇分离器（NS501）出口的气体大部分返回合成气压缩机（NC401）经加压循环使用。
驰放气全部用于转化炉（F301）作燃料。
由全收率甲醇分离器（NS501）分离出的粗甲醇减压至0.55MPa（A）进入闪蒸槽（MV501）闪蒸，以除去粗甲醇中大部分溶解气体，然后送至甲醇精馏工序。
闪蒸气也送至转化炉作燃料气或放空至火炬。
2.5精馏工序工艺流程
通过甲醇合成工段后，粗甲醇进入至甲醇精馏装置。
整个甲醉精馏环节的工业装置包括有膨胀箱、精馏塔、再沸器、冷凝器等。
其中核心装置即本文重点所研究的对象为以预塔、加压塔及常压塔所形成的甲醇精馏三塔装置。
甲醇精馏的实现首先立足于混合物中多种物质的不同沸点，从而可以通过精馏塔内部大循环即液相不断气化而气相部分冷凝的手段最终实现组分分离。
第三章压缩工序主要设备
3.1进口汽水分离器
（1）概念和安装：
汽水分离器为压力容器结构碳钢或不锈钢设备，接口型式是法兰结构DIN16/DIN25/DIN40；汽水分离器必须安装于水平管线上，排水口垂直向下，所有口径的汽水离器均带安装支架，以减小管道承载。
为确保被分离的液体迅速排放，应在汽水分离器底部的排水口连接合适的一套疏水阀组合。
本类阀门在管道中一般应当水平安装。
（2）工作原理：
汽水分离器的工作原理：
大量含水的蒸汽进入汽水分离器，并在其中以离心向下倾斜式运动；夹带的水份由于速度降低而被分离出来；被分离的液体流经疏水阀排出，干燥清洁的蒸汽从分离器出口排出。
（3）种类及选型原则：
虽然分离器的设计多种多样，但它们的目的都是除去不能通过疏水阀排掉的悬浮在蒸汽中的水分。
一般用于蒸汽系统中的分离器有三种形式。
挡板型-挡板或折板式分离器由很多挡板构成，流体在分离器内多次改变流动方向，由于悬浮的水滴有较大的质量和惯性，当遇到挡板流动方向改变时，干蒸汽可以绕过挡板继续向前，而水滴就会积聚在挡板上，汽水分离器有很大的通流面积，减少了水滴的动能，大部分都会凝聚，最后落到分离器的底部，通过疏水阀排出。
汽旋型-汽旋或离心型分离器使用了一连串肋片以便产生高速气旋，在分离器内高速旋转流动的蒸汽。
吸附型-吸附型分离器内部的蒸汽通道上有一个阻碍物，一般是一个金属网垫，悬浮的水滴遇到它后被吸附，水滴大到一定程度后，由于重力作用落到分离器底部。
结合汽旋和吸附两种形式的分离器也很常见，由于结合了这两种方法整个分离效率会有所提高。
挡板式、汽旋式和吸附式分离器的主要不同是，挡板式分离器在较大的流速范围内可以保持很高的分离效率，而汽旋式和吸附式分离器的分离效率只有在蒸汽速度13m/s以下才能达到98%，否则效率会很低，蒸汽速度为25m/s时，其分离效率大概仅为50%。
如果有较大的速度波动，挡板式分离器用于蒸汽系统更为合适，况且如果管道选小，湿蒸汽的速度可超过30m/s。
解决这一问题的方法之一是增大汽水分离器的口径以及分离器上游管道口径，以减小进入汽水分离器的蒸汽流速。
（4）保温问题:
增加保温后会节省相当多的能量，短时间内就能节省出加保温的成本。
使用专门为特殊的分离器设计的保温套非常重要，否则保温效率将下降。
保温良好的分离器也会减少人被烫伤的危险。
3.2缓冲罐
（1）概念：
缓冲罐在工程中应用非常广泛，而且不同的场合有不同的名称，比如中间存储容器、滞留罐、平衡罐，储液罐、混合罐、中和容器等等。
缓冲罐就是这样一种装置，它能够使得运行更平稳。
它的介质可以是液体，也可是气相或固相的物质。
（2）分类型式：
缓冲罐按结构可分为隔膜式和气囊式两种，对隔膜式缓冲罐来讲，其罐体和隔膜之间预充有一定压力的氮气，气囊式缓冲罐是罐体可气囊之间预充有一定压力的氮气
（3）作用：
与压缩机配套的缓冲罐主要有以下俩点作用
1.降低压缩机气流脉动，减少压缩机振动；
2.分离气流中夹带的机械杂质和液体成分，防止损坏压缩机传动机构和气缸内部件。
（4）结构型式：
与压缩机配套的缓冲罐如何选型？
参数选择：
1、考虑压缩机本身的话，缓冲量的选择以不引起压缩机进口端的喘振为主；
2、考虑管网本身的话，峰值时段，不至于过度取气为主；
结构设计：
1、筒体结构由于压缩机缓冲罐的设计压力一般较高，筒体较厚且直径较小，若采用整体卷制技术有一定难度，因此，可以将筒体分为2个筒节，每个筒节由2个压制成半圆柱形的壳体组成，封头为整体冲压成型的半球形封头。
2、密封结构设备上封头采用锻制內碟形封头，密封结构采用强制型，其密封垫为不锈钢材质的透镜垫，用高强度螺栓连接。
3.3汽轮机
（1）概念：
汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械。
又称蒸汽透平。
主要用作发电用的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。
还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要。
（2）工作原理：
汽轮机是能将蒸汽热能转化为机械功的外燃回转式机械，来自锅炉的蒸汽进入汽轮机后，依次经过一系列环形配置的喷嘴和动叶，将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能。
蒸汽在汽轮机中，以不同方式进行能量转换，便构成了不同工作原理的汽轮机。
（3）结构部件：
由转动部分和静止部分两个方面组成。
转子包括主轴、叶轮、动叶片和联轴器等。
静子包括进汽部分、汽缸、隔板和静叶栅、汽封及轴承等。
下面主要介绍俩个部件
1、汽缸：
汽缸是汽轮机的外壳，其作用是将汽轮机的通流部分与大气隔开，形成封闭的汽室，保证蒸汽在汽轮机内部完成能量的转换过程，汽缸内安装着喷嘴室、隔板、隔板套等零部件；汽缸外连接着进汽、排汽、抽汽等管道。
汽缸的高、中压段一般采用合金钢或碳钢铸造结构，低压段可根据容量和结构要求，采用铸造结构或由简单铸件、型钢及钢板焊接的焊接结构。
高压缸有单层缸和双层缸两种形式。
单层缸多用于中低参数的汽轮机。
双层缸适用于参数相对较高的汽轮机。
中压缸由中压内缸和中压外缸组成。
低压缸为反向分流式，每个低压缸一个外缸和两个内缸组成，全部由板件焊接而成。
2、转子：
转子是由合金钢锻件整体加工出来的。
在高压转子调速器端用刚性联轴器与一根长轴连接，此节上轴上装有主油泵和超速跳闸机构。
套装转子：
叶轮、轴封套、联轴节等部件都是分别加工后，热套在阶梯型主轴上的。
各部件与主轴之间采用过盈配合，以防止叶轮等因离心力及温差作用引起松动，并用键传递力矩。
中低压汽轮机的转子和高压汽轮机的低压转子常采用套装结构。
套装转子在高温下，叶轮与主轴易发生松动。
所以不宜作为高温汽轮机的高压转子。
整锻转子：
叶轮、轴封套、联轴节等部件与主轴是由一整锻件削而成，无热套部分，这解决了高温下叶轮与轴连接容易松动的问题。
这种转子常用于大型汽轮机的高、中压转子。
第4章往复式压缩机
4.1往复式压缩机的组成
塞式压缩机由主机和附属装置组成。
主机一般有以下几大部分，见图4-1。
1、机体它是压缩机的定位基础构件，由机身、中体和曲轴箱三部分构成。
小型机有时将三者制为一体。
2、传动机构由离合器、带轮或联轴器等传动装置，以及曲轴、连杆、十字头等运动部件组成。
通过它们将驱动机的旋转运动转变为活塞的往复直线运动。
3、压缩机构由气缸，活塞组件，进、排气阀等组成。
活塞往复运动时，循环地完成工作过程（双作用式的则在活塞两侧同时进行）。
4、附属机构由循环油系统、冷却水系统、盘车装置、冷却器、缓冲器、油水分离器、各种管路、阀门、电气设备及其保护装置、安全防护罩、网等。
曲轴箱：
内有电机主轴、曲轴、连杆、支撑轴承，曲轴箱下部为油池，外侧有轴头泵，曲轴箱顶部有加油口（当油池液位低时，给油池加油）和呼吸阀（润滑完的回油带有烟气，用于油气放空）。
气缸：
内有活塞、活塞杆（连接活塞和十字头）、吸气阀（上有卸荷器）、排气阀。
活塞上有活塞环（密封、刮汽缸壁油、形成油膜，以便于润滑），有的气缸外侧安装有余隙阀。
隔离箱：
通氮气隔离，一方面防止曲轴箱的油窜到气缸内，另一方面防止气缸内的工艺气窜到曲轴箱，隔离箱两侧都有填料（通润滑油和冷却水）；填料测温点、轴下沉探头。
图4-1往复式压缩机结构
4.2往复式压缩机的工作原理
往复式压缩机属于容积式压缩机，是使一定容积的气体顺序地吸入和排出封闭空间提高静压力的压缩机。
曲轴带动连杆，连杆带动活塞，活塞做上下运动。
活塞在气缸内一次往复的全过程分为吸气，压缩和排气三个过程，合称为一个工作过程。
为了叙述方便，现将单级单作用和双作用式活塞式压缩机的一个气缸分别简化。
1、活塞式压缩机压缩气体的吸气过程 当活塞向右边移动时，气缸左边的容积增大，压力下降；当压力降到稍低于进气管中压力时，管内气体便顶开进气阀进入气缸，并随着活塞的向右移动继续进入气缸，直到活塞式压缩机中活塞移至右边的末端为止。
2、活塞式压缩机压缩气体的压缩过程 当活塞向左边移动时，气缸左边容积开始缩小，气体被压缩，压力随之上升。
由于进气阀的止逆作用，使缸内气体不能倒流回进气管中。
同时，因排气管内气体压力又高于缸内气体压力，气体无法从排气阀流出缸外，排气管中气体也因排气阀的止逆作用而不能流回缸内，所以，这时活塞式压缩机气缸内形成一个封闭容积。
当活塞继续向左移动，缸内容积缩小，气体体积也随之缩小，压力不断提高。
3、活塞式压缩机压缩气体的排气过程 随着活塞式压缩机中活塞的不断左移压缩缸内气体，使压力继续升高。
当压力稍高于排气管中气体压力时，缸内气体便顶开排气阀而排入排气管中，并继续排出到活塞移至左边末端为止。
然后，活塞式压缩机中的活塞又向右移动，重复上述的吸气、压缩、排气这三个连续的工作过程。
活塞式压缩机压缩气体双作用式由于气缸两端都装有进、排气阀，因此，活塞式压缩机压缩气体在相同时间里，不论活塞向右或向左运动，都能在其前方完成压缩和排气过程，在其后方完成吸气过程。
即曲轴旋转一周能完成两个工作过程。
由于活塞式压缩机压缩气体时活塞在气缸内不断地往复运动，气缸便循环地吸气、压缩和排气。
活塞的第一次往复称为一个工作循环，即一个工作过程，活塞每往复一次所经过的距离称为活塞式压缩机
图4-2往复式压缩机工作原理
4.3往复式压缩机的特点
活塞式压缩机属于容积式压缩机，适用于中小输气量，排气压力可从低压直至超高压，与其它类型压缩机相比，具有一系列特点：
（1）适用压力范围广，不论流量大小，均能达到所需压力；最高压力可达
（工业应用），甚至
，（实验室中）。
单机能力为在
以下的任意流量；
（2）热效率高，单位耗电量少；一般大、中型机组绝热效率可达
左右；
（3）适应性强，即排气范围较广，且不受压力高低影响，能适应较广阔的压力范围和制冷量要求；
（4）气体的重度和特性对压缩机的工作性能影响不大，同一台压缩机可以用于不同的气体；
（5）对材料要求低，多用普通钢铁材料，加工较容易，造价也较低廉；
（6）技术上较为成熟，生产使用上积累了丰富的经验；
（7）驱动机比较简单，大都采用电动机，一般不调速；
（8）装置系统比较简单。
4.4往复式压缩机的用途
一是压缩气体用作动力，如空气被压缩后可作为动力驱动各种风动机械、工具，以及控制仪表与自动化装置；
二是制冷和气体分离，如气体经压缩、冷却、膨胀而液化，用于人工制冷（通常称制冷机或冰机），若液化气体为混合气可在分离装置中将其中的各组分分离出来，如石油裂解气是先经过压缩后在不同温度下将其各组分分别分离出来的；
三是用于合成及聚合，如氮和氢高压后合成为氨、氢与一氧化碳高压后合成为甲醇、二氧化碳与氨高压合成为尿素，以及高压生产聚乙烯等；
四是用于气体输送或装瓶，如气体经压缩机提压后经管道远程输送煤气和天然气、各种生产原料用气的输送，以及氮气、氧气、氢气、氯气、氩气、二氧化碳等的装瓶。
4.5往复式压缩机型号
表4-1往复式压缩机型号
型号
代号
型号
代号
气缸呈L型排列
气缸呈V型排列
气缸呈W型排列
气缸垂直排列
L
V
W
Z
气缸水平排列
M型对称平衡式
H型对称平衡式
D对称平衡式
P
M
H
D
表4-2JGD/4-3型压缩机主要参数
序号
性能参数名称
参数数据
1
2
3
4
5
6
7
型号
型式
排气量m3/d
入口压力MPa
出口压力MPa
转速rpm
电机功率kW
JGD/4-3
对称平衡
16×104～25×104
0.05～0.1
3.3
995
1400
第5章实训心得体会
时光如梭，实训期间是我从理论到实践上的一个飞跃，这次石化装置运行实训，使我深刻地理解了实践的重要性，理论无论多么熟悉，但是缺乏了实践的理论是行不通的，现在终于明白了“读万卷书，行万里路”这句话的含义。
本次实训的目的是让我们了解过程工业生产状况，了解产品的工艺流程及主要设备、机械的结构原理；通过将学过的基础课程与生产实践相结合，形成初步的专业概念，为学习专业课奠定基础；理论联系实际。
用已学的理论知识去分析实习场所看到的实际生产技术，使理论知识得到充实、印证、巩固、深化，既体会学习书本知识的必要性，又提高解决实际工程技术问题的能力；最重要的是让我们得到了综合能力的训练和培养。
在学校我们学到的很多都是书本上的理论知识,从考试到学习，都是围绕书本的理论知识展开的，而很少会关心我们自己的实际动手能力，这一次的实习，让我们自己去发现问题，去想问题，去如何解决这个问题去亲手操作，实践，这个过程使得我觉得自己完成了一次质的飞跃，我更加明白了，其实我的学习之路还是很漫长的，还有着很多很多的东西我没有接触过，一山还有一山高的道理，现在才真切的体会到。
通过这次实训，我了解许多设备的内部结构和用途，这是在书本上学不到的知识。
并且知道了作为工程技术人员应该具备的专业知识是全面而准确的。
知道了天然气、甲醇的主要加工工艺与某些压力容器在产品生产中的作用。
我们也知道，光靠基础知识是不能够称为合格的技术人员的，更坚定了我们以后学习专业课程的决心。
石化装置运行实训是过程装备与控制工程专业卓越教育计划的一个重要的实践环节，是理论与实际相结合的有效方式，这次实训让我们懂得作为一个合格的卓越工程师依然任重而道远！
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