化肥厂生产实习报告.docx

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化肥厂生产实习报告

实习报告书

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年月日

目录

一前言..........................................................................................................................4

二实习内容说明..........................................................................................................4

三实习单位简介..........................................................................................................4

四实习要求..................................................................................................................4

（一）准备工作...........................................................................................................5

（二）工艺流程概括...................................................................................................5

五实习内容..................................................................................................................5

（一）氨合成...............................................................................................................5

1氨合成概述...................................................................................................6

2原料气的制备...............................................................................................7

3脱硫工段.......................................................................................................8

3.1基本原理................................................................................................8

3.2加氢转化................................................................................................8

3.3氧化锌脱硫............................................................................................8

3.4甲烷化处理............................................................................................9

3.5主要设备特点........................................................................................9

4碳化工段.....................................................................................................10

4.1碳化工段的基本流程及特点..............................................................10

4.2碳化工段流程图..................................................................................11

4.3碳化设备的主要特点..........................................................................12

5净化合成气的压缩与氨的合成.................................................................13

6碳化工艺.....................................................................................................13

6.1基本原理..............................................................................................14

6.2工艺流程图..........................................................................................14

6.3工艺流程..............................................................................................14

6.4干法脱碳简介......................................................................................15

6.5主要设备特点......................................................................................16

7合成氨工艺.................................................................................................16

7.1氨的主要特点......................................................................................17

7.2合成氨的工艺流程..............................................................................17

7.3合成氨的工艺流程图..........................................................................17

7.4合成氨的工艺条件..............................................................................18

7.5氨的净化与输送.................................................................................19

7.6主要设备特点......................................................................................20

（二）尿素的合成...................................................................................................23

1尿素的基本性质.......................................................................................23

2尿素合成的基本原理...............................................................................23

3尿素合成的工艺条件的选择...................................................................23

4未反应成尿素物质的分离和回收...........................................................25

5尿素的加工...............................................................................................25

6工艺流程介绍...........................................................................................25

7尿素合成工艺流程图...............................................................................25

8尿素合成基本流程.....................................................................................26

9尿素生产工艺条件.....................................................................................27

10主要设备的说明.......................................................................................29

六实习心得体会.....................................................................................................30

一、前言

对于生产实践能力要求很高的过程装备与控制工程专业，去工厂认识实习与生产实习是我们的专业课学习过程中必不可少的部分，我们工科学生的生产实习是理论联系实际、培养高级工程技术人才、为后续专业课学习打下感性认识基础的非常重要的实践环节。

在工厂的“身临其境”让我们褪去了书本的束缚，真正的把理论联系到实际，在机械的轰鸣声中，在空气中弥漫的淡淡尿素味道里，在看到工厂的工人师傅认真生产，一丝不苟的表情时，我们队“过程装备与控制工程专业”有了更多的理解和体会。

通过对化工厂工艺流程和主要机械设备的实习，了解化工生产的概况和主要机械设备的作用和主要结构，为后续的专业课学习增强感性认识，提高了我们运用所学知识观察和分析实际问题的能力。

在9月16号，我们按照安排去了****化肥有限公司开始了期待的实习。

虽然只有短暂的一周，但在带队老师和工人师傅的细心介绍和耐心指导下，我感觉受益匪浅。

二、实习内容说明

我们这次实习，主要是在**化肥厂。

在车间师傅和带队老师的详细讲解和悉心指导下，我们了解了各个工段的设备和操控系统，初步了解了工厂各个工段的工艺指标，对工厂的管理制度也进行了简单的了解。

了解化工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，了解生产中的技术革新措施，并注意新技术发展趋势，接受安全与劳动纪律教育，增强安全生产集体观念；学习工人和工程技术人员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。

重点了解主要机器和设备的类型、结构、作用原理，以及它们在生产流程的最用地位。

三、实习单位简介

四、实习要求

（一）准备工作

2010年3月5日，我们在**化肥有限公司的会议堂中进行了下厂前的安全教育。

由工厂的资深工程师为我们做了工厂劳动保护、安全技术、放火、防爆、防毒以及保密等内容的安全生产教育。

此化工厂的生产为高温、高压、易燃易爆的高危企业。

原料化肥生产中的氨气、CO属有毒气体，H2易燃易爆，液氨有毒，若不做好有效地安全防范工作，很容易发生事故。

1、注注意着装，不能披散长发，不能戴首饰，不穿高跟鞋。

2、严禁碰阀门，仪表，按钮。

3、班前4小时内禁止饮酒，工作中禁止吸烟。

4、注意环保，保持工厂的环境卫生。

5、分批进入车间，不要妨碍正常生产操作。

6、出现事故迅速撤离至下风处。

（二）工艺流程概括

了解主要生产车间（工段）的生产工艺流程，并对工艺操作条件做扼要分析，弄清主线流程中机器设备的作用。

总厂框图：

五实习内容

（一）氨合成

1合成氨概述

合成氨工业诞生于本世纪初，其规模不断向大型化方向发展，目前大型氨厂的产量占世界合成氨总产量的80%以上。

氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。

除液氨可直接作为肥料外，农业上使用的氮肥，例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥，都是以氨为原料的。

合成氨是大宗化工产品之一，世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上，其中约有80%的氨用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。

德国化学家哈伯1909年提出了工业氨合成方法，即“循环法”，这是目前工业普遍采用的直接合成法。

反应过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问题，将氨产品从合成反应后的气体中分离出来，未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。

合成氨反应式如下：

N2+3H2≈2NH3

合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料。

经过近百年的发展，合成氨技术趋于成熟，形成了一大批各有特色的工艺流程，但都是由三个基本部分组成，即原料气制备过程、净化过程以及氨合成过程。

现代大型合成氨厂大多数以天然气为原料，生产过程中，天然气经脱硫、转化及变换等工序，制得合成氨的粗原料气，它的主要成分为H2,N2,CO2。

粗原料气经净化（包括脱碳和甲烷化工序），制得合成氨所需的H2,N2混合气体。

H2、N2混合气体经压缩后送入合成工序合成制得氨，后由冷冻工序提供冷源值得分离产品氨。

上述工艺过程大致可分为制气、净化和合成三个部分。

此外还有一套完整的蒸汽动力系统穿插于各个工序内。

2原料气的制备：

以天然气为原料和燃料，在铁锰脱硫剂和氧化锌脱硫剂的作用下，将天然气中的无机硫和有机硫脱除到0.5ppm以下，配入一定量的水蒸汽和空气分别在一、二段转化触媒和一定温度条件下将甲烷转化为氢气，制取合成氨所需的氢气和氮气，在一定的温度和变换触媒的催化作用下，使CO变换成CO2和H2，为尿素车间提供富余的中间蒸汽，同时净化碳化气体中残余的CO2和CO，为后工段输出合格的原料气和净化气（其中CO和CO2的含量<25ppm）。

由界区外供给合成氨装置用作原料和燃料的天然气，其压力为3.5kg/cm2G。

把天然气引入进料分离罐144-F中，把天然气夹带的液态烃分离掉，后气流流经过滤器102-LA或102-LB，除去悬浮的固体杂质，从过滤器出来的天然气分成两股，一股作为转化炉的原料天然气，另一股作为合成氨装置的燃料天然气。

经计量的原料天然气在原料气压缩机102-J的一段缸中压缩后，与一股来自合成气压缩机吸入罐104-F的富氢合成气循环气混合。

3脱硫工段：

3.1基本原理

从原料气压缩机一段缸出来的天然气在压缩机段间冷却器137-C与冷却水进行换热。

从原料气压缩机出口出来的混合气进入一段转化炉101-B的对流段，被预热约399

接着进入加氢器102D，在加氢器中有机硫化合物被氢化，生成硫化氢。

在加氢器中，基本上所有的有机硫都变成硫化氢。

接着气体再进入氧化锌脱硫槽108-DA/DB,每一个脱硫槽内装有21

的条状氧化锌脱硫剂，气体中的硫化氢与氧化锌反应而被氧化锌所吸附。

脱硫的最好方法是在过量氢气存在的情况下，将这硫化物催化转化成硫化氢然后再使硫化氢与氧化锌反应达到脱除的目的。

以焦炉煤气为原料,压缩至2.1MPa后进入精脱硫装置,将气体中的总硫脱至0.1ppm以下.焦炉气中甲烷含量达22.4％,采用纯氧催化部分氧化转化工艺,将气体中甲烷及少量多碳烃转化为合成甲醇用的一氧化碳和氢;经压缩进入甲醇合成装置.甲醇合成采用5.3MPa低压合成技术,精馏采用3塔流程

3.2加氢转化

天然气加氢转化处理就是在有钴、钼催化剂尊在的条件下，与加入的氢气进行转化反应，主要化学反应如下：

3.3氧化锌脱硫

这种方法用氧化锌做脱硫剂，在一定条件下，它能迅速脱硫，由于氧化锌脱硫剂使用后不能用简单方法再生，因此只运用于低浓度硫的脱除，并作为最后一级脱硫。

主要化学反应如下：

脱硫后的原料气在镍催化剂作用下进行反应以制取合成氨所用的原料气。

主要反应式如下：

转化工序分为两段进行，在一段转化炉里，烃类和水蒸气在反应管内的镍触媒上反应，由管外供给热量。

出口气体残余甲烷浓度约为8～13%，一段氧化后的气体进入二段转化炉，在那里加入空气燃烧放热，又继续进行转化反应。

二段炉出口温度在810～870℃之间，经二段转化后可使粗原料气达到反应标准。

氢氮比（分子比）：

2.8～3.1残余甲烷（干基）：

0.3～0.6%

转化气中的H2与空气中的O2发生燃烧反应：

H2+1/2O2=H2O+241.16KJ

在二段炉内除氢气外一氧化碳和甲烷也能燃烧，但H2燃烧反应的速度比其它可燃气体快3～4倍，所以在二段炉内催化剂上部的非催化剂空间里，首先是空气中的氧与一段转化气中的氢气进行燃烧，故大量的热用于转化气中的残余甲烷的继续转化

3．4甲烷化处理

出二段炉原料气中含有大量的CO，变换工序就是使CO在催化剂的作用下与水蒸气反应生成CO2和H2.既除去对后段工序有害的CO，又能制得尿素原料之一的CO2。

反应式为：

CO+H2O（g）→CO2+H2+9.8KJ/mol

这是一个等体积、可逆、放热反应，降低温度和提高蒸汽浓度均有利于变换反应的进行。

催化剂是铁铬系催化剂，还原后具有催化活性的是Fe3O4，低变采用铜锌系催化剂，还原后具有活性的是Cu。

中变在360℃～380℃，在催化剂的作用下，反应速度很快，中变炉出口CO≤3.0%，然后通过换热降温到180℃左右，在低变催化剂的作用下，工艺中的CO含量进一步降到≤0.3%，以满足甲烷化对CO含量的要求。

经过中、低变换和碳化、脱碳的气体尚含有少量的CO2和CO，这些气体会使合成氨触媒中毒丧失活性，所以在送往合成前必须对原料气作进一步净化处理。

即将碳化气中残余的CO2和CO与原料气中的H2，在一定温度和镍触媒催化作用下反应生成对合成氨无害的气体甲烷。

以上反应有以下特点：

1、反应是强放热反应，每0.1%CO、CO2、O2（体积含量）所造成的温升分别为：

CO7.4℃，CO26.1℃，O216.5℃；

2、反应是体积缩小的反应，因此，提高压力向正方向进行

3.5主要设备特点

（1）脱硫槽

玉龙化工厂使用中石油提供的天然气，四川地区的天然气含硫量比较高，合成氨原料气中的硫化物主要以硫化氢的形式存在，含量其次的是COS、CS2和有机硫化物等。

因为硫能使合成氨的铁基催化剂及变换和甲烷化的催化剂中毒，因而需要在变换和甲烷化工序之前设置脱硫工序将之除去。

玉龙化工厂采用了氧化锌，氧化锰及加氢来脱硫。

混合气体在有氢气的条件下在加氢转化器中转化为无机硫，加氢转化器直径约为2m，全高约14米，催化剂分为两层，每层高4m。

下层的下边和上层的上边各铺一层氧化铝球作为过滤和分布气流之用。

所有的无机硫在脱硫槽中与氧化锌脱硫剂反应生成硫化锌被除去。

氧化锌脱硫槽是立式圆筒形容器，脱硫剂分为两层，上下都有氧化铝球层，槽上部设有气体分布器，下部有集气器。

有机硫转化为无机硫时温度一般控制在340℃-400℃；一般氢气与有机硫化物摩尔比为250：

1-1000：

1；压力一般为0.6-3.8Mpa；空间速度一般选用空速范围为500-1500h-1.无机脱硫时升温对脱硫有利，但不能太高，温度一般控制在小于400℃；汽/气比应该小于0.3；较低空速，400h-1。

（2）甲烷化装置

甲烷化炉为圆筒形立式设备，由于甲烷化炉内气体氢的分压较高，而且有时会发生超温事故，故壳体采用低合金钢制成。

催化剂上下层都有氧化铝球层和钢丝网，以免气体将催化剂层吹翻，同时增大阻力利于气体分布。

为防止催化剂过热，准确掌握催化剂的温度变化，在催化剂层不同平面设有热电偶温度计套管。

（3）方箱炉

玉龙化工厂是中小型化工厂，所以转化炉和大型化工厂的转化炉有所不同，为双一段转化炉。

一段转化炉分为方箱炉和换转炉。

方箱炉内有56根转化管，在底部变径后引出。

因为方箱炉内温度很高，在停产时容易产生热胀冷缩，为了防止热胀冷缩带来的危害，变径后的转化管做成弯形并悬挂与方箱炉下方。

方箱炉通过燃烧天然气进行加热，加热后的废气进入换热设备放出余热对进入反应器的气体和软水预热，温度下降达到放空条件后放空。

经过脱硫后的反应气60%进入方箱炉40%进入换转炉。

换转炉利用二段出口高温气体余热（夹套加热）进行加热。

换转炉结构特点是炉拱填装镍触媒，在拱与触媒之间摆有耐火球，炉拱，篦子板和耐火球是为支撑触媒和是气体能在触媒层均匀分布而设计的。

触媒层有热电偶测温点三个（上层两个，下层一个），下部有压力表管一个。

二段转化炉的壳层为耐火砖，中间无有管道。

4碳化工段

4.1碳化工段的基本流程及特点

有造气车间转化岗位中低变工序送来的（压力≤0.85MPa，CO2含量为17%）低变气从碳化主塔底部进入塔内，气体由下而上与塔顶加入的副塔液逆流鼓泡吸收大部分CO2，含CO25%～10%的尾气从塔顶导出，经碳化副塔底部进入塔内，与塔顶加入的浓氨水进一步逆流吸收，使CO2含量降至≤1.6%，尾气由塔顶导出，有固定副塔底部进入塔内，与塔顶加入的浓氨水或回收塔稀氨水进一步逆流吸收，使CO2降至小于等于0.4%，NH3≤20g/m3气体从尾气管导出再从回收段底部进入回收清洗塔，与由清洗塔顶部加入或回收塔加入的软水再次逆流吸收，去除气体中所含的NH3和CO2使CO2含量≤0.2g/m3气体由清洗塔顶部尾气管导出，经汽水分离器出去后，然后送压缩机三段压缩。

由吸收送来的浓氨水经加压至1.0～1.2Mpa,由副塔顶部加入塔内，与碳化主塔出口气中的CO2反应生成碳酸铵溶液，再用泵从塔底抽出，加压至1.4～1.6Mpa,由碳化主塔顶部加入塔内，进一步吸收