尿素的生产工艺报告.docx

1、尿素的生产工艺报告实 习 报 告学 院：化工学院系 别：化学工程与工艺班 级：工072姓 名：黄宇学 号：10073094实习地点：河南省晋开化工集团日 期：2010年8月1 前言.42 实习内容说明.43 实习单位简介.44 实习准备.45 尿素片区岗位安全生产技能.56 实习内容.5 (一)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.2911主要设备的说

2、明.29(二)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

3、工艺条件.18 7.5氨的净化与输送. 19 7.6主要设备特点.20七 我国化工行业对环境的影响.30八 我国化工行业的发展现状.30九 实习心得体会.301 前言我们化学工程与工艺专业的学生的毕业实习是理论联系实际、培养高级工程技术人才、更好的去学习专业理论知识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，我们对化学工程与工艺有了更多的理解和体会，对化工行业有了自己更进一步的认识。对于我们这些即将走出校门踏进生产车间的学生来说，这样一个实习能够让我们提前认

4、识我们即将工作的环境，提前去适应它，这样让我们更好的去面对以后的工作。这次实习我选择的是家乡的晋开化工集团的尿素生产车间，虽然只有短暂的两周时间，但在企业导师的细心介绍和耐心指导下，我感觉受益匪浅。2 实习内容说明这次实习，主要是在开封晋开化工集团。在转化，脱碳，碳化，合成氨，尿素合成等五个车间共进行认知实习，主要在尿素合成车间进行详细的学习和实践，在车间师傅和导师的详细讲解和悉心指导下，我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

5、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作用地位。3 实习单位介绍本次实习所在的单位为河南晋开化工投资控股集团有限责任公司（以下简称“晋开集团”），是山西晋煤集团在山西省境外设立的第一家煤化工子公司。总公司山西晋城煤业集团是由山西省国资委控股，国家开行、中国信达和中国建行三方股东持股的有限责任公司，是我国优质无烟煤重要的生产基地、全国最大的煤化工企业集团和全国最大的煤层气抽采利用基地。截至2010年5月底，企业总资产919.15亿元，在岗员

6、工69020人（山西省内）。晋煤集团确立了“亿吨基地、千亿规模、百年企业、能源旗舰”的战略愿景，着力推动煤炭、煤层气、煤化工、电力、煤机、多经等六大产业板块加快发展。现有55个控股子公司、12个分公司。其中，煤炭板块16家子公司，原煤生产能力5000万吨/年，另外整合规划包43个、120座煤矿、规划产能3030万吨/年。现有煤炭资源储量146.88亿吨；煤化工板块17家控股子公司，1200万吨/年总氨产能、1000万吨/年尿素产能；煤层气板块5家子公司，现有地面煤层气抽采井2161口，15亿立方米/年煤层气抽采能力；电力板块4家子公司，现有24万千瓦发电装机容量；煤机板块3家子公司；多种经营板

7、块10家子公司。晋煤集团位列2009中国企业500强第132名、中国最大500家企业集团第116名、中国大企业集团竞争力500强第103名、全国煤炭企业100强第9名。2009年，完成生产经营总额554.35亿元，实现利润43.70亿元。目前，晋煤集团正以科学发展观为指导，加快打造“亿吨基地、千亿规模、百年企业、能源旗舰”，力争到“十二五”末，形成1亿吨煤炭生产和建设能力框架、50亿立方米煤层气抽采能力、1500万吨总氨生产能力、100万千瓦总装机容量，营业收入1000亿元以上，努力把企业建设成为主业规模大、体制机制活、创新能力强、经济效益好、生态环境美、跨区域、跨行业、跨所有制、跨国界、极具

8、竞争能力的现代化能源旗舰型集团。 我实地实习所在的河南晋开集团是山西晋煤集团的一家子公司，其前身是开封晋开化工有限责任公司，成立于2004年5月28日，是中国500强企业山西晋煤集团在山西省境外设立的第一家煤化工子公司。2008年5月28日，以开封晋开公司为母公司组建河南晋开投资控股集团，公司变更为现名。 晋开集团总部位于七朝古都开封，地理位置优越。注册资本24881万元，其中晋煤集团控股占注册资本的78.34%，河南日昇投资有限责任公司占注册资本的11.66%，开封赛普空分集团有限公司占注册资本的10%。公司主要产品有合成氨、尿素、硝酸铵、多孔硝铵、硝酸磷肥、甲醇、稀硝酸、浓硝酸、硝酸钠、亚

9、硝酸钠、液氨、液体二氧化碳等，产品注册商标为“三中”及“晋开”，知名度高，在全国化肥化工行业享有良好的声誉。 晋开集团成立六年来，全体干部员工秉承“发展是解决一切问题的金钥匙”的企业宗旨，精心谋划企业发展，不断推进管理创新，连续进行了四期大规模的技术改造，并通过战略并购，使企业规模和核心竞争力大幅提升，总氨生产能力由成立之初的12万吨/年增长至目前的130万吨/年，具备了年生产经营总额30亿元的规模；总资产由成立之初的2.3亿元增至目前的近50亿元。2009年，晋开集团合成氨产量、尿素产量、主营业务收入、企业利润均跻身全国氮肥行业前50名，被授予“2009年全国氮肥行业50强”称号。晋开集团现

10、已拥有3家分公司，8家子公司，形成了一个以化肥化工为主，在贸易、机械加工、建筑、劳务、包装等领域多元发展的大型现代煤化工企业集团，实现了企业的跨越式发展。面对国家中部崛起战略深入推进带来的崭新机遇，晋开集团立足长远，放眼未来，提出了“十年百亿，百年晋开，河南第一，中部最强”的宏伟发展蓝图。2010年5月，集团本部合成氨系统填平补齐四期技改全部建成投产，总氨生产能力达到了65万吨/年。目前，公司正在积极推进百万吨总氨项目建设。至十二五初，晋开集团将拥有总氨能力180万吨/年，生产经营总额50-60亿元/年的企业规模，以更加崭新的姿态书写企业发展的华美篇章。4 实习准备我这次进入河南晋开化工集团进

11、行了两周共十四天的实习工作，主要学习和了解的是该公司的主要产品尿素的生产工艺和操作规程，为了能够更快的融入生产工作当中去，在实习之前我对尿素的背景知识做了详细的查阅和学习。4.1 尿素-发现1773年，伊莱尔罗埃尔（Hilaire Rouelle）发现尿素。1828年，弗里德里希维勒首次使用无机物质氰酸钾与硫酸铵人工合成了尿素。本来他打算合成氰酸铵，却得到了尿素。从此，活力论的错误证明了，有机化学实际上开辟了。活力论认为无机物与有机物有根本性差异，无机物所以无法变成有机物。哺乳动物、两栖动物和一些鱼的尿中含有尿素；鸟和爬行动物排放的是尿酸，因为其氮代谢过程使用的水量比较少。4.2 尿素-简介别

12、名：碳酰二胺、碳酰胺、脲 分子式：CO(NH2)2，因为在人尿中含有这种物质，所以取名尿素。尿素含氮(N)46，是固体氮肥中含氮量最高的。 尿素在人的蛋白质分解最终产物中占有相当大的比例。在普通膳食的情况下，每日尿中可排出2530克，接近尿中总氮量的87。一般来说，两栖类的成体、软骨鱼类和哺乳类具有相同的倾向。因在这些生物体中，尿素是在鸟氨酸循环中形成的，所以排出尿素的动物具有所必需的整个酶系统，在动物中欠缺其中任何一种酶就会排出尿酸（鸟类）或氨（硬骨鱼类）。尿素外观为白色晶体或粉末。是动物蛋白质代谢后的产物，通常用作植物的氮肥。尿素是哺乳类动物排出体内含氮代谢物的形式。它在肝合成，其过程被称

13、为尿素循环。刀豆和大豆植物的种子中存在很多的脲酶，它可使尿素水解为二氧化碳和氨。尿素也是很重要的肥料。4.3 尿素-物化性质 分子式：CO(NH2)2，分子量60.06 ，无色或白色针状或棒状结晶体，工业或农业品为白色略带微红色固体颗粒无臭无味。密度1335g/cm3。熔点1327。溶于水、醇，不溶于乙醚、氯仿。呈微碱性。可与酸作用生成盐。有水解作用。在高温下可进行缩合反应，生成缩二脲、缩三脲和三聚氰酸。加热至160分解，产生氨气同时变为氰酸。尿素在酸、碱、酶作用下（酸、碱需加热）能水解生成氨和二氧化碳。对热不稳定，加热至150160将脱氨成缩二脲。若迅速加热将脱氨而三聚成六元环化合物三聚氰酸

14、。（机理：先脱氨生成异氰酸（HN=C=O），再三聚。）与乙酰氯或乙酸酐作用可生成乙酰脲与二乙酰脲。在乙醇钠作用下与丙二酸二乙酯反应生成丙二酰脲（又称巴比妥酸，因其有一定酸性）。 在氨水等碱性催化剂作用下能与甲醛反应，缩聚成脲醛树脂。尿素易溶于水，在20时100毫升水中可溶解105克，水溶液呈中性反应。尿素产品有两种。结晶尿素呈白色针状或棱柱状晶形，吸湿性强。粒状尿素为粒径12毫米的半透明粒子，外观光洁，吸湿性有明显改善。20时临界吸湿点为相对湿度80，但30时，临界吸湿点降至72.5，故尿素要避免在盛夏潮湿气候下敞开存放。目前在尿素生产中加入石蜡等疏水物质，其吸湿性大大下降。 尿素是生理中性肥

15、料，在土壤中不残留任何有害物质，长期施用没有不良影响。但在造粒中温度过高会产生少量缩二脲，又称双缩脲，对作物有抑制作用。我国规定肥料用尿素缩二脲含量应小于0.5。缩二脲含量超过1时，不能做种肥，苗肥和叶面肥，其他施用期的尿素含量也不宜过多或过于集中。 尿素是有机态氮肥，经过土壤中的脲酶作用，水解成碳酸铵或碳酸氢铵后，才能被作物吸收利用。因此，尿素要在作物的需肥期前48天施用。 尿素在施用方面，适用于作基肥和追肥，有时也用作种肥。尿素在转化前是分子态的，不能被土壤吸附，应防止随水流失；转化后形成的氨也易挥发，所以尿素也要深施覆土。尿素是人工合成的第一个有机物，广泛存在于自然界中，如新鲜人粪中含尿

16、素0.4。尿素产量约占我国目前氮肥总产量的40，是仅次于碳铵的主要氮肥品种之一。尿素作为氮肥始于20世纪初。20世纪50年代以后，由于尿素含氮量高(4546)，用途广泛和工业流程的不断改进，世界各国发展很快。我国从20世纪60年代开始建立中型尿素厂。19861992年，我国尿素产量均在900万吨以上。目前占氮肥总产量的40。 工业上用液氨和二氧化碳为原料，在高温高压条件下直接合成尿素，化学反应如下： 2NH3+CO2NH2COONH4CO(NH2)2+N2O4.4 尿素-生理尿素在肝脏产生后融入血液（人体内的浓度在每升2.5至7.5微摩尔之间），最后通过肾脏由尿排出，少量尿素由汗排出。生物以二

17、氧化碳、水、天冬氨酸和氨等化学物质合成尿素。促使尿素合成的代谢途径是一种合成代谢，叫做尿素循环。此过程耗费能量，却很必要。因为氨有毒，且是常见的新陈代谢产物，必须被消除。肝脏在合成尿素时，需要N-乙酰谷氨酸作为调节。 含氮废物具有毒性，产生自蛋白质和氨基酸的分解代谢过程。大多数生物必须再处理之。海生生物通常直接以氨的形式排入海水。陆地生物则转化氨为尿素或尿酸再排出。鸟和爬行动物通常排泄尿酸，其它动物（如哺乳动物）则是尿素。例外如，水生的蝌蚪排泄氨，但在其蜕变过程转为排泄尿素；大麦町狗主要排泄尿酸，不是尿素，因为其尿素循环中的一个转换酶的基因坏了。 尿素分子 哺乳动物以肝脏中的一个循环反应产生尿

18、素。这循环最早在1932年被提出，其反应起点是氨的分解。1940年代澄清瓜氨酸和精氨基琥珀酸的作用后，它已完全被理解。在这循环中，来自氨和 L-天冬氨酸的氨基被转换为尿素，起中介作用的是L-鸟氨酸、瓜氨酸、L-精氨酸-琥珀酸和 L-精氨酸。 尿素循环是哺乳动物和两栖动物排泄含氮代谢废物的主要途径。但别种生物亦然，如鸟类、无脊椎动物、昆虫、植物、酵母、真菌和微生物。尿素对生物基本是废物，但仍有正面价值。比如，肾小管里的尿素被引入肾皮质以提高其渗透浓度，促使水份从肾小管渗透回身体再利用。4.5 尿素-生产全世界每年工业的尿素产量约为十亿吨。中国目前尿素产能在6400万吨，年产量约5700万吨。商业尿素是通过氨与二氧化碳的反应生产的，成品尿素可以为药片状、颗粒状、片状、晶体或者溶液。90%以上的生产的尿素被用作肥料。在所有的一般使用的估计氮肥料中尿素的含氮量最高（46.4%），因此相对而言其