化工见习报告样板.doc

衡阳师范学院化工见习报告学生姓名： 戴 俊 学生学号： 07140203 系 别： 化学与材料科学系 专 业： 应用化学 见习时间： 5.195.21 见习公司： 中盐株化集团 指导教师： 李玉林 曾文良 一、前言2010年5月19日，在我系领导老师的带领下，我们来到原湖南株洲化工集团有限责任公司(简称株化集团)，开始了为期三天的“化工见习”。本次见习主旨在于：针对我们开设的化工原理课程及实验，实践性的了解实际生产中的化学工艺流程、更好的巩固所学的化工原理知识、提高实际动手能力和操作能力。二、公司简介中盐湖南株洲化工集团有限责任公司(简称株化集团)座落在中国工业重镇株洲市，地处湖南省实行长株潭（长沙、株洲、湘潭）经济一体化的咽喉要道，有着得天独厚的地理和交通优势。 株化集团始建于1956年，1958年正式投产，有着近50年的历史，是中国湖南省最大的化工企业，拥有自营进出口权，湖南省政府授予土地经营权的土地达230余万平方米，企业总资产为18.79亿元（人民币，下同），净资产为4.7亿元，年销售收入在10亿元以上，年利税亦有8700万元。具备产品开发、设计施工、生产经营全面管理的综合配套能力。株化集团下辖株洲化工集团诚信有限公司和湖南永利化工股份有限公司（拟成为上市公司）两大实业子公司，是中南地区最大的基本化工原料生产基地。围绕盐化工、硫化工、精细化工和化学建材这四条主线，主要产品有：硫酸36万吨/年、磷肥36万吨/年、烧碱24万吨/年、PVC 20万吨/年、金红石型和锐钛型钛白粉3万吨/年、复混肥10万吨/年、液氯4万吨/年、盐酸6万吨/年、水合肼3万吨/年、PVC塑钢型材1.5万吨/年、PVC芯层发泡管0.6万吨/年等。这些产品在全国同行业中占有重要的位置。产品因过硬的质量和规模效应的优势，在国内市场占有相当的份额，盐酸、烧碱、钛白粉、PVC树脂、化学建材等产品还远销香港、东南亚、欧洲和南美洲地区。本次实习我们主要是学习参观了烧碱、硫酸、钛白粉和聚氯乙烯的化工生产流程。三.见习内容在进厂前，株洲化工集团的技术员首先就给我们上了安全知识教育课以及讲解了一些产品的生产流程。然后，我们先后参观了硫酸厂、烧碱厂、钛白粉厂、聚氯乙烯（PVC）树脂厂，进一步了解了它们的生产原理以及生产过程。1安全教育株化的安全意识的宗旨就是安全第一，预防为主。 需要注意的安全事项有：1.进厂不许抽烟； 2.按规定穿戴好防护，不许穿背心、吊带、裙子、拖鞋和高跟鞋进厂，头发不能过肩； 3.远离检修现场，不要围观；4.上班前四个小时以前不能喝酒；5.不允许随便乱动厂里的设备和装置；6.不允许跨越传动设备和传输皮带；7.现场行走时主要周围情况，上下楼梯时不要用手扶护栏； 8.注意交通安全。在参观过程中，尽可能走干燥和空旷的地方。烧碱厂会产生H2、Cl2以及NaOH，其中Cl2剧毒，30mg /m 3就可以导致人瞬间死亡， 90 mg /m 3导致肺水肿，因此遇到有毒气体泄露，要逆风向跑，同时要用湿毛巾捂住口鼻。PVC厂的氯乙烯单体可导致冷灼伤，并且有麻醉作用。硫酸厂的SO2 和SO3 都是有毒气体。另外，盐酸、硫酸、烧碱对皮肤有伤害，如滴到身上，应该尽快用流动清水清洗。水合肼，有高毒性，可导致眼睛失明，因此接近时要戴防护眼镜。胺对呼吸有影响，大量泄露可使人冻死。触媒中的汞是重金属，对肾有危害，可使皮肤过敏。遇到易爆炸气体泄露时，不得拉电闸、使用手机等能产生电火花或静电的东西。氢气的爆炸范围是2.5%75%，乙炔的爆炸范围是4%85.2%，氯乙烯是20%37%。2.钛白粉生产工艺2.1钛白粉的性质2.1.1物理性质化学名称：二氧化钛 分子式：TiO2 分子量：79.9 含量：98.5%晶型：板钛型、锐钛型和金红石型相对密度：板钛型4.124.23g/cm3锐钛型3.83.9g/cm3金红石型4.24.3g/cm3熔点和沸点：板钛型和锐钛型没有固定熔沸点，最终向金红石型转化。金红石型的熔点为1850，沸点为：（3200300）K2.1.2化学性质二氧化钛的化学性质极为稳定，是一种偏酸性的两性氧化物，常温下几乎不与其它物质反应，只微溶于氢氟酸；在长时间高温煮沸下才溶于浓硫酸，微溶于碱和热硝酸，测二氧化钛的浓度时采用高温煮沸下溶于浓硫酸的方法。钛白粉的生产方法有硫酸法和氯化法两种，株化钛白粉厂采用硫酸法生产。2.2钛白粉的应用钛白粉主要应用于三大领域：涂料、塑料和造纸。用于涂料时主要是增加涂料的白度和耐侯性；用于造纸时主要是增加纸张的强度、韧度和光泽度。钛白粉还可以作为消光剂用于衣料中。2.3钛白粉的生产工艺流程2.3.1酸解原材料：钛铁矿（FeTiO3）、浓硫酸（92%93%）矿酸比：1.51.6反应方程式：FeTiO3+3H2SO4=Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O FeTiO3+2H2SO4= TiOSO4+FeSO4+2H2O2.3.2沉降(重力沉降)沉降前加入聚丙烯酰氨（AMPAM）目的: 除去以Ti和Fe为主的可溶性硫酸盐。 不溶于H2SO4的固体悬浮物。还有一些0.11.0m的细小杂质和胶体。2.3.3真空结晶（又称绝热蒸发结晶）降低沸点，使溶液迅速冷却至过饱和而析出晶体，结晶物为FeSO47H2O（绿矾）。于14时放料。2.3.4圆盘过滤为固液分离过程，采用布漏；通过一边过滤一边洗涤一边抽干，使固液分离，将FeSO47H2O从溶液中分离出来。2.3.5浓缩此过程所用设备是升流式的薄膜浓缩器，真空度控制在-0.08MPa-0.088MPa。2.3.6水解水解分为三个步骤：1.晶核的形成。 2.晶核的成长。 3.溶液组分的改变。水解原理如下： Ti(SO4)2+ H2OTiOSO4 + H2SO4 TiOSO4 + 2H2OH2TiO3+ H2SO4 2.3.7一次洗涤此过程的主要目的是除去Fe2+，洗涤时水温约为50，通过水洗使Fe2+的含量达到1000ppm以下。此过程还要控制水的酸性，因为当PH2.5时，Fe3+水解；PH4时，Fe2+水解。2.3.8漂白通过加入Ti3+和浓硫酸使Fe3+转变成Fe2+， 反应方程式: 2 Fe(OH)3 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + 6H2OFe(OH)2 + H2SO4 FeSO4 +2H2OFe2(SO4)3 + Ti2 (SO4) 3=2Ti(SO4)2+2FeSO4Fe3+Ti3+ Ti4+Fe2+2.3.9二次洗涤二次水洗后，在金红石钛白粉生产线中，使Fe2+的含量80ppm; 在锐钛型钛白粉生产线中，使Fe2+的含量50ppm。2.3.10盐处理加入盐处理剂从而达到降低煅烧温度和提高晶型转化率的目的。锐钛型处理剂：K2CO3、H3PO4金红石型处理剂：K2CO3、ZnO2.3.11转鼓将盐处理料进行脱水，使固含量达到30%40%。2.3.12煅烧煅烧主要有三个作用，分别是脱水，脱硫和晶型转化，进料时的温度大约为300。窑转速5-6转/h,斜度5o，煅烧时间为6-8h。其尾气处理：文氏管 泡沫塔 电除尘 大气。2.3.13包装在包装前应对成品的白度、消色力、pH、吸油量、105挥发物、转化率、电阻率等进行常规检测。为防止FeSO47H2O堵塞管道，即使是不开车生产，也要开启搅拌器和泵。从以上过程中，我们可以看到作为经典生产钛白粉的硫酸法，它排出的“三废”和废副产物对环境的污染是比较严重的。生产一吨钛白粉，在“一洗”、“二洗”过程中消耗5060吨水，特别是酸性污水的处理，如果不处理好，对周边环境将是很大的污染。3. 硫酸的生产工艺3.1 硫酸的简介：硫酸是重要的化学工业产品，是许多工业生产中所必要的重要原料。株化集团生产的硫酸的规格主要有三种：浓度为98%的H2SO4、92.5%的H2SO4，以及105%的发烟硫酸。纯品为无色、无臭、透明的油状液体，呈强酸性。有很强的吸水能力，与水可以按不同比例混合，并放出大量的热，为无机强酸，腐蚀性很强。化学性很活泼，几乎能与所有金属及其氧化物、氢氧化物反应生成硫酸盐，还能和其他无机酸的盐类作用。在稀释硫酸时，只能注酸入水，切不可注水入酸，以防酸液表面局部过热而发生爆炸喷酸事故。浓度低于76%的硫酸与金属反应会放出氢气。硫酸的用途十分广泛，主要应用在化肥、冶金、有机合成、无机盐工业等。3.2 生产原理及工艺流程：3.2.1以单质硫磺为原料生产硫酸3.2.1.1生产原理 硫酸纯度99.8%-99.9%。SO2 + O2 SO3 ； SO3 + H2O H2SO43.2.1.2工艺流程3.2.2 以硫铁矿为原料生产硫酸3.2.2.1生产原理硫铁矿的主要成分是硫化亚铁，要求硫铁矿含硫率30%，含水6-8%，粒度3mm .4FeS2 + 11 O2 2Fe2O3 + 8SO2 SO2 + O2 SO3 ； SO3 + H2O H2SO43.2.2.2工艺流程3.3生产方法：（1）塔式法：优点是充分利用了物料和热能，尤其是以单质硫磺为原料制硫酸的工艺，转化塔与换热器分离，充分的利用热能。（2）接触法制硫酸，是以五氧化二釩为催化剂，提高了反应的速率和产品的纯度和浓度。3.4生产过程3.4.1以硫磺为原料的生产过程（两转两吸）(1) 原料的预处理通过蒸汽加热，使硫磺变成液体，然后通过过滤去除有机物。(2)焚硫炉 通过98%硫酸干燥的空气经过风机进入焚硫炉和打入炉内的液态硫磺充分接触，燃烧。 反应方程：S + O2 SO2 气体的大量热量由余热锅炉用蒸汽带走，用来发电，冷却后气体的温度控制在420 o C(3) SO2的转化 采用的是四段转化器，并且换热器与转化器分离，其过程大致如下图所示：再次把气体送入转化器与吸收器，从而形成二次转化二次吸收的过程。其转化率可达到99.9%，故尾气可以不经过处理直接排除。3.4.2以硫铁矿为原料的生产过程（一转一吸）(1) 原矿的预处理： 硫铁矿中先要测得它的含硫率，然后来进行预处理。a 配矿：配矿要根据沸腾炉的大小来配比。b干燥：干燥窑中的温度要达到600o C900o C，除去水分。c破碎：破碎机的生产是连续的，它主要将矿粉碎，粒径3mm，且矿的颗粒越小，反应的速度就越快。(2) 沸腾炉烧出SO2： 4FeS2 + 11 O2 2 Fe2O3 + 8 SO2 3 FeS2 + 11O2 Fe3O4 + 6SO3 沸腾炉中温度约为850o C900o C，硫铁矿在沸腾炉中，气固接触良好，而且气体剧烈混合，所以在沸腾炉中烧出率越高就越好，且要求烧出的矿渣含硫率0.5%。反应传输出来的矿渣的温度约为850o C900o C，先到输送筒中用水冷却到500o C，余热在余热锅炉里收集用来发电。（3）烟气的净化和干燥：SO2 ，SO3从沸腾炉顶部出来，温度约为1000o C，压力很小，所以沸腾炉上部有引风机。气体中混有水蒸汽、少量SO3、砷化物粉尘以及空气中的其它杂质气体。这些杂质会腐蚀管道，使接触室中的催化剂中毒，进而使反应不充分。所以必须进行一系列除杂工作。要经过除尘(旋风除尘、电除尘、酸洗净化)，除酸和干燥，吸收混合气中的粉尘效率可达99%。a酸洗塔：主要是起冷却的作用，用循环水来冷却SO2 ，从塔里出来的SO2的带有水分，形成了酸雾，酸雾要除去，且要求是0.005g/L。酸洗法的优点是产生的废水较少，酸雾的清除也比较的彻底。缺点就是它的设备庞杂，投资大。b干燥塔中的填料是拉西环，要求保证酸的浓度在92.5%93.5%，温度控制在50o C以下.（4）SO2的转化： SO2 + O2 SO3 +Q株化集团采用的是四段转化器，转化器的效率约为96.5%。生产上对催化剂的要求是：活性大，反应活化能低，寿命长，不易破碎、老化和中毒，还要求原料易得，价格低廉。株化集团使用的钒催化剂，以硅藻土为载体，以五氧化二钒为活性物质，以钾、钡的硫酸盐为助催化剂。他们在一定程度上结合在一起，可以防止五氧化二钒气化而流失。降低了反应的活化能，加快了反应的速率。（5）SO3的吸收： SO3 + H2O H2SO4吸收塔的结构和干燥塔的结构是一样的，主要是采用98%的H2SO4来做吸收剂，吸收温度控制在55o C以下。但实际上采用92.593%的H2SO4来做吸收剂。吸收温度控制在60-80o C。（6）尾气处理： 尾气中要求排放到空气中的SO2标准是400ppm 。吸收塔中总是有少量的SO2反应不完全，所以可以用氨接触法、石灰、柠檬酸钠或催化转化。该厂采用氨接触法来吸收转化器中剩下的4%的SO2。 2NH3 + H2O + SO2 (NH4)2SO3 + Q (NH4)2SO3 NH4HSO3 +NH3 (NH4)2SO3 + H2SO4 (NH4)2SO4 + SO2+H2O 氨接触法剩下的用SO2压缩机压缩，变成液体SO2。用于医药、食品工业等，以及返回到生产H2SO4的流程中。对赢利的企业来说，尾气处理耗资巨大。综合看两种制备硫酸的方法，前者的转化率比后者要高出不少，而且工艺简单，排放的污染物少。在今天环保越来越受重视的情况，前者将渐渐的取代后者。但也可能不会完全取缔，因为硫磺的价格飞涨。4.聚氯乙烯生产工艺4.1 聚氯乙烯概述 聚氯乙烯属非结晶性高聚物，其玻璃化温度依分子量大小为105-75；与其它通用塑料相比，聚氯乙烯具有阻燃性（因为在燃烧时，PVC会释放出抑制燃烧的氯原子）和自熄性的特点，具有极好的耐化学腐蚀性、电绝缘性、化学稳定性和热塑性，不溶于水、酒精、汽油，在醚、酮、和芳烃中能溶胀或溶解。聚氯乙烯树脂，外观为白色无定形粉末，粒径60-250m，表观密度0.40-0.60g/ml，100ml环已酮含0.5克树脂的稀溶液粘数80-160ml/g，常温下100克树脂吸收增塑剂量20-30克。有5型、7型、8型等型号。聚氯乙烯（PVC）是世界第二大通用树脂，具有广泛的用途：用于制造水管，浴帘； 供水管道，家用管道，房屋墙板，商用机器壳体，电子产品包装，医疗器械，食品包装、仿木材料、代钢建材等。 4.2 生产工艺简述PVC树脂可以用悬浮聚合、乳液聚合、本体聚合或溶液聚合四种基本工艺生产。聚合反应由自由基引发，反应温度一般为4070，反应温度和引发剂的浓度对聚合反应速率和PVC树脂的分子量分布影响很大。悬浮聚合生产工艺成熟、操作简单、生产成本低、产品品种多、应用范围广，一直是生产PVC树脂的主要方法，目前世界上90的PVC树脂(包括均聚物和共聚物)都是出自悬浮法生产装置。（1）悬浮聚合悬浮聚合通过不断进行搅拌使单体液滴在水中保持悬浮状态，聚合反应在单体小液滴中进行。通常悬浮聚合反应为间歇聚合。近年来各公司对PVC树脂间歇悬浮聚合工艺的配方、聚合釜、产品品种和质量不断研究和改进，开发出各具特点的工艺技术，目前应用较多的是Geon公司技术、日本信越公司技术、欧洲EVC公司技术,这三大公司的技术在1990年以来世新增的PVC树脂生产能力中各占大约21%的比例。 （2）乳液聚合乳液聚合与悬浮聚合基本类似，只是要采用更为大量的乳化剂，并且不是溶于水中而是溶于单体中。这种聚合体系可以有效防止聚合物粒子的凝聚，从而得到粒径很小的聚合物树脂，一般乳液法生产的PVC树脂的粒径为0.10.2mm，悬浮法为20200mm。引发剂体系与悬浮聚合也有所不同，通常是含有过硫酸盐的氧化还原体系。干燥方法也设计成可以保持较小的粒径的方式,常常采用一些喷雾干燥剂。由于不可能将乳化剂完全除去，因此用乳液法生产的树脂不能用于生产需要高透明性的制品如包装薄膜或要求吸水性很低的制品如电线绝缘层。一般来说乳液聚合PVC树脂的价格高于悬浮聚合的树脂，然而需要以液体形式配料的用户使用这种树脂，如糊树脂。在美国大部分乳液聚合的树脂产品都是糊树脂（又叫分散型树脂），少量用于乳胶。在欧洲，各种乳液工艺也用于生产通用树脂，尤其是压延和挤出用树脂。（3）本体聚合本体法生产工艺在无水、无分散剂，只加入引发剂的条件下进行聚合，不需要后处理设备，投资小、节能、成本低。用本体法PVC树脂生产的制品透明度高、电绝缘性好、易加工，用来加工悬浮法树脂的设备均可用于加工本体法树脂。PVC本体工艺在80年代得到较大发展。但是，尽管从理论上说悬浮和本体聚合反应工艺生产的树脂可以用于相同的领域，实际上加工厂一般只使用其中之一，因为悬浮和本体树脂不能混合，即使少量混合也会因静电效应导致聚合物粉末的流动性降低，而悬浮聚合树脂更易得到的，因此大多数加工厂放弃了本体树脂，近年来本体工艺出现了止步不前或衰退的状态。（4）溶液聚合在溶液聚合中，单体溶解在一种有机溶剂（如n丁烷或环己烷）中引发聚合，随着反应的进行聚合物沉淀下来。溶液聚合反应专门用于生产特种氯乙烯与醋酸乙烯共聚物（通常醋酸乙烯含量在1025）。这种溶液聚合反应生产的共聚物纯净、均匀，具有独特的溶解性和成膜性。该厂聚氯乙烯生产工艺如下：乙炔的生成聚氯乙烯单体的合成聚合。具体流程如下图所示：4.3流程解释：在加料口加入的电石大小在30mm50mm ；发生器内充N2作为保护气；正水封高度为2m ；水压机前有气柜（一般为1200的气柜）起缓冲作用；清静塔有A塔和B塔，A塔温度50，B塔温度40，两塔有效氯含量在0.008%0.3%间；乙炔冷却器起冷却和脱水的作用；混合器温度控制在4550 之间；混合气体冷却器冷却水温度为50；深冷器用-14+20的冰盐水冷却；酸雾捕集器起脱酸作用；混合气体预热器起提高反应物的活性不，为下步合成作准备；转化器的一床温度180，反应70，用旧触媒，二床温度150，反应30，用新触媒；除汞器使混合物的含汞量0.005mg/L；组合塔用水循环吸收酸，并测pH；机后冷却口出来的气体温度用控制在4050之间；尾凝口用盐水冷却；（全凝器和尾凝口出来的气体含氯乙烯气体量一般99.95%；高沸塔内的副产物为二氯亿万；PVC贮槽内乙炔含量0.002%）聚合釜（体积为48m3）内抽真空（O2能起阻聚作用，影响聚合度），加入引发剂、分散剂，冷搅半小时，再升温反应34小时，采用间歇操作；气提塔除氯乙烯，氯乙烯再返回聚合釜反应；离心机除水；气流干燥塔用鼓风机和引风机，一进一出，进行干燥。5.烧碱生产工艺5.1烧碱的简介： 烧碱是重要的化工原料，是许多工业生产中重要原料。氯碱工业为化工生产的基础。NaOH、Cl2和H2都是重要的化工生产原料，可以进一步加工成多种化工产品，广泛用于各工业烧碱的化学式NaOH ,分子量40。固体烧碱一般都是白色的，具有强碱性。主要应用于有机化学、无机化学、玻璃、造纸、化学纤维、染料、肥皂、洗涤剂等工业上。生产方法：现在用于生产的方法有两种。隔膜法：优点是耗电少，但生产出来的烧碱浓度和纯度太低。离子膜法：兼有隔膜法和水银法的优点，是现在最好的生产方法。隔膜电解槽主要由阳极、阴极、隔膜和电解槽框等组成。电解槽的阳极用金属钛网制成，为了延长电极使用寿命和提高电解效率，钛阳极网上涂有钛、钌等氧化物涂层；阴极由铜板制成，；隔膜把电解槽隔成阴极室和阳极室。隔膜有一种特殊的性质，即它只允许离子通过，而阻止气体通过。这样既能防止阴极产生H2的和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO 而影响烧碱的质量。5.2生产原理：（电解法） NaCl + H2O NaOH + H2 +Cl25.3工艺流程：（一）盐 水 工 序 工 艺 流 程（二）电 解 工 序 工 艺 流 程 （三）蒸 发 工 序 工 艺 流 程5.4生产过程： 株化集团烧碱的年产量是17万吨，其中隔膜法生产6万吨，离子膜法生产11万吨。生产烧碱的主要原料是食盐，原料中含了大量的泥巴、杂草、石头等固体杂质以及Ca2、Mg2+、SO42-、NH4+、I-等离子，电解效率的大小在很大程度上和食盐水的浓度有关，食盐水的浓度越大，就越不容易发生发生浓差极化，产生的副反应的机会越少。所以烧碱工艺中首先要经过盐水工序流程，来达到除杂的目的，得到饱和的食盐水。5.4.1 化盐桶： 往化盐桶中充入蒸汽，控制化盐桶中的温度为50o C55o C，盐层高度3.5m，NaCl315g/L。5.4.2精制折流槽：往精制折流槽中加入NaCO3和聚丙烯酸钠，加NaCO3 主要是为了除去杂质。 Ca2+ + Na2CO3 CaCO3 + 2Na+ Mg2+ + Na2CO3 Mg(OH)2 +2 Na+ SO42- + BaCl2 BaSO4 +2Cl- 而加入的聚丙烯酸钠则是起水凝剂的作用，且食盐水的净化过程中要求（Ca2+,Mg2+）0.05g m-3。5.4.3中和折流槽：往中和折流槽中加入浓度为31%的HCl ，控制溶液的PH=78。当食盐水从精盐大罐中出来时，盐水工序就算是