应用化学 实习报告

应用化学专业实习报告应用化学专业实习报告 实习单位 衡阳建滔化工有限责任公司 实习时间 2015 年 10 月 20 日 2015 年 11 月 2 日 实习学生 谢 冰 冰 学 号 12140231 年级及专业 12 级应用化学 指导老师 张少华 李玉林 刘剑 2015 年 11 月 1 1 前言前言 生产实习是高等工科院校理论联系实际 培养社会主义现代化建设人才一项重要的 实践环节 巩固与加深对理论知识的理解 培养与提高能力的重要组成部分 而通过对 实习基地进行有针对性的参观 学习 可以提高学习对本专业现状的了解和认识 增加 学习兴趣和增强专业自豪感 为日后专业知识的学习打下良好的基础 同时 实习对学 生了解社会 接触生产实际 加强劳动观念 培养动手能力和理论与实践相结合的能力 等方面亦具有重要的意义 1 1 实习目的 认识实习是本科教学计划中非常重要的实践性教学环节 其目的是使学生了解和掌 握化工机械生产 制造 维修方面的知识 加深化工工程理念 了解实际生产产品工艺 流程及形成优化工艺 提高经济效益等思考方法 巩固已学过的专业课程内容 培养学 生理论联系实际 提高其在生产实践中调查研究 观察问题 分析问题以及解决问题的 能力与方法 为后续专业课程的学习打下基础 在实习过程中 锻炼同学们实际动手能力 加强遇到困难 不怕困难 积极面对困 难和解决困难的能力 在生产现场细心观察 虚心请教 积极思考 大胆提出自己的想 法 在有限的实习时间里使各方面的能力都得到锻炼 1 2 实习时间 2015 年 10 月 20 日 2015 年 11 月 2 日 1 3 实习方式 倒班 三班两倒 1 4 实习地点 衡阳建滔化工有限责任公司 1 5 衡阳建滔化工有限公司简介 衡阳建滔化工有限公司位于湖南省衡阳市松木工业园 隶属于香港建滔化工集团 是建滔化工集团于 2003 年 7 月在衡阳投资注册成立的一家现代化氯碱生产企业 过去七 年衡阳建滔累计完成投资 14 5 亿元 形成以氯碱产品为核心 并将产业链向氯碱下游延 伸至建材行业及医药行业 初步形成从基础原料化工走向精细化工的局面 产能达到年 产 22 万吨 烧碱 12 万吨聚氯乙烯 19 5 万吨双氧水 12 万吨液氯 12 万吨盐酸 2 万吨氯化石蜡 2 万吨元明粉的生产规模 现有职工 830 人 衡阳建滔第四期工程 年产 20 万吨离子膜烧碱和 12 万吨 PVC 项目现已开工 项目 总投资 14 亿元 计划 2012 年 3 月投产 项目建成投产后 公司全年可实现销售收入 34 亿元 实现利税 7 2 亿元 未来五年 集团董事会会继续加大在衡阳的投资力度 大力发展衡阳盐化及关联产 品 计划在 十二五 期间投资 32 个亿 项目包括 建一条铁路专线和危化品铁路货运站 解决公司物流问题 新建 20 万吨 年离子膜烧碱 20 万吨 年双氧水 20 万吨 年 PVC 及 其他氯制品 2 实习内容 2 12 1 合成车间合成车间 2 1 1 简介 工业上到目前为止 世界上 PVC 生产的聚合工艺主要有五种 即悬浮 本体 乳液 微悬浮及溶液聚合工艺 其中悬浮聚合工艺一直是工业生产的主要工艺 绝大部分均聚 及共聚产品都是采用悬浮聚合工艺 以美国为例 PVC 生产工艺中 悬浮聚合占 87 8 本体聚合占 4 4 乳液和微悬浮占 6 4 溶液聚合占 1 4 与美国相比 西欧 乳液和本体聚合的比例较大 而日本则悬浮聚合占的比例较大 PVC 大分子是以头 尾连 接的 由于聚合过程中产生副反应 脱氯化氢反应及氧化反应等因素导致大分子链段上 有头 头连接 产生不饱和双键 形成带有氯原子的叔碳原子及形成各种长的支键和含氧 基团 悬浮聚合的聚氯乙烯分子链约有 30 50 个支链 PVC 分子链上的氯原子与氯原子 相对位置的不同有无规 间规和全同等构型 PVC 以无规立构为主 所以基本上是无定 型结构 全同立构极少 间同立构约占 7 15 它易形成细小的微晶 这种晶体使增塑剂 难于进入 只有较高的温度才能形成结晶链段 制备氯乙烯的方法主要有乙炔法 联合法 乙烯氧氯化法 乙烯平衡氧氯化法等 2 1 2 合成工艺流程 PVC 合成简单工艺流程图 2 1 3 PVC 树脂的工业现状与发展前景 我国聚氯乙烯工业经过多年的发展 已取得较大的进步 目前我国有聚氯乙烯生产企 业 100 余家 2005 年产量达 972 48 万 t 居世界第 3 位 目前我国生产的聚氯乙烯品种中 通用均聚级聚氯乙烯的品种比较齐全 但专用均聚 级聚氯乙烯品种较少 产品的质量与国外相比有一定的差距 另外 大部分共聚级聚氯 乙烯品种还不能生产 总的现状是需求低迷 供大于求 产能增长 经营吃力 宏观调控 出口遇阻 2 22 2 烧碱车间烧碱车间 2 2 1 简介 现代工业主要通过电解饱和 NaCl 溶液来制备烧碱 电解法又分为水银法 隔膜法 和离子膜法 我国目前主要采用的是隔膜法和离子膜法 这二者的主要区别在于隔膜法 制碱的蒸发工序比离子膜法要复杂 而离子膜法多了淡盐水脱氯及盐水二次精制工序 目前我国主要采取隔膜电解法和离子膜电解法 在这次年产五万吨烧碱工艺流程序 初步设计中我采取的是隔膜法制烧碱的氢气处理方法 并简要讨论工艺中的能耗情况 原料为粗盐 含大量杂质的氯化钠 根据生产工艺中的耗能情况 将烧碱制法分为整 流 盐水精制 盐水电解 液碱蒸发 氯氢处理 固碱生产和废气吸收工序等七个流程 2 2 1 烧碱工艺流程 电解原理如下 2 32 3 氯化石蜡车间氯化石蜡车间 2 3 1 简介 20 世纪 50 年代末 我国氯化石蜡产品开始工业化 市场应用一直是阻燃增塑剂占主 导地位 随着我国煤炭工业 化学建材 防火 防水 防污涂料的发展 阻燃法规的不 断完善 国内对氯化石蜡的产品的需求将逐年增加 特别是机械加工行业的新一轮崛起 对金属加工液的添加剂的氯化石蜡的需求大大提高 氯化石蜡是由 C10 C20 的石蜡正 构烷烃经氯化而制得的氯代烷烃 具有低挥发性 阻燃 电绝缘性良好 价廉等优点 被广泛用于生产电缆料 地板料 软管 人造革 橡胶等制品以及作为涂料 润滑油等 的添加剂 氯烃生产工艺按装置的特点 可分为连续式和间歇式两种 按氯化的工艺条 件 又可以分为热氯化 光触媒和催化氯化等三种 2 3 2 生产原理 以 C15的重质液体石蜡为原料与氯气反应 其化学反应方程式为 C 15 H 32 6 Cl 2 光照 C 15 H 26 Cl 6 6 HCl 116 148 KJ mol 氯蜡 氯气分子在光照下离解为氯原子 其离解能为 75 千卡 摩尔 反应是游离基 反应过程 其机理 Cl2 光照 Cl Cl 链的引发 RH Cl HCl R R Cl2 RCl Cl 链的传递 Cl Cl Cl2 链的终止 依此类推 直到反应达到要求 即含量达到 52 该氯化反应是放热反应 所以必 须用冷却水将反应产生的热量及时移走 以利于反应的进行 2 4 双氧水车间双氧水车间 2 4 1 简介 我国 H2O2 生产起步较晚 于 1958 年以电解法 钾法 铵法 分别问世于天津东方化工 厂 上海桃浦化工厂 经过黎明化工研究院多年的开发与探索以及大力的宣传 蒽醌法在 1971 年由北京氧气厂投产 为我国填补了空白 到 1986 年底 全国总生产能力已达 1 23 万吨左右 约占当时全世界生产能力的 2 左右 此时 在我国的 H2O2 生产能力中 电解法 和蒽醌法已经平分秋色 1987 年底 蒽醌法的产量已超过电解法的产量 到 1996 年 国内 H2O2的总生产能力提高到 11 12 万吨每 年 我国目前生产只采用电解法和蒽醌法 其中 蒽醌法约占 96 8 这种方法技术先进 自动化程度高 适合大规模生产 目前制造过氧化氢 双氧水 有两大工艺路线 蒽醌法和电解法 我国制造过氧化 氢以电解法为主 其工艺成熟 产品质量稳定 使用面广 近年来新建的蒽醌法生产路线 产品质量较差 含量低 约 27 5 还有待进一步提高 过氧化氢是重要的化工原料 用途 非常广泛 加之过氧化氢某些性能的特点及使用后不产生二次污染 用途正在迅速增加 过氧化氢化学式为 H2O2 纯过氧化氢是淡蓝色的黏稠液体 可任意比例与水混合 是一种 强氧化剂 水溶液俗称双氧水 为无色透明液体 其水溶液适用于医用伤口消毒及环境 消毒和食品消毒 在一般情况下会分解成水和氧气 但分解速度极其慢 加快其反应速 度的办法是加入催化剂 二氧化锰等或用短波射线照射 2 4 2 工艺原理 蒽醌法是生产过氧化氢主要的方法 其工艺为烷基蒽醌与有机溶剂配制成工作溶液 在压力为 0 30 MPa 温度 55 65 有催化剂存在的条件下 通入氢气进行氢化 再在 40 44 下与空气 或氧气 进行逆流氧化 经萃取 再生 精制与浓缩制得质量分数 为 20 30 的过氧化氢水溶液产品 乙基蒽醌法化学反应方程式 2 乙基蒽醌 H2 2 乙基 9 10 蒽二酚 钯催化 2 乙基 9 10 蒽二酚 O2 2 乙基蒽醌 H2O2 总反应 H2 O2 H2O2 2 乙基蒽醌 钯催化 2 52 5 聚合车间聚合车间 2 5 1 简介 聚氯乙烯 Polyvinyl Chloride 简称 PVC 是我国第一 世界第二大通用型合成树 脂材料 聚氯乙烯由氯乙烯单体通过自由基聚合而成 可用于制作制服和专用保护设备 的皮带 机场候机楼地面和其它场所的坚硬地面 利用挤出机可以挤成软管 电缆 电 线等 聚氯乙烯树脂是一种重要的塑料原料 是五大通用合成树脂之一 具有良好的物 理和机械性能 聚氯乙烯树脂可以用于各种输水和排水管材 塑料门窗 护墙板 天花 板 墙纸 楼梯扶手及各种装饰材料等生产电子电器用品如电线 电缆 电气组件 家 电外壳 插销 插座及接线盒等 聚氯乙烯还应用于医用制品 纤维制品 交通运输 包装 涂料等诸多方面 并不断向新的应用领域渗透 聚氯乙烯的原料来源丰富 生产 成本低廉 应用范围广泛 商业价值极其可观 聚氯乙烯是一种无毒 无臭的白色粉末 它的化学稳定性很高 具有良好的可塑性 除少数有机溶剂外 常温下可耐任何浓度的盐酸 90 以下的硫酸 50 60 的硝酸及 20 以下的烧碱 对于盐类亦相当稳定 PVC 的热稳定性和耐光性较差 在 140 以上即可开 始分解并放出氯化氢 HCl 气体 致使 PVC 变色 PVC 的电绝缘性优良 一般不会燃烧 在火焰上能燃烧并放出 HCl 但离开火焰即自熄 是一种 自熄性 难燃性 物质 基于上述特点 PVC 主要用于生产型材 异型材 管材管件 板材 片材 电缆护套 硬 质或软质管 输血器材和薄膜等领域 2 5 2 工艺原理 氯乙烯的聚合属于自由基型聚合反应 聚合时采用的引发剂为油溶性的偶氮类 有机 过氧化物类和氧化还原引发体系 反应迅速 同时放出大量的反应热 链增长的方法为 头尾相连 聚合反应过程存在着严重的增长链向单体的转移 是影响产物相对分子质量 的主要因素 这种链转移随温度的升高而加快 聚氯乙烯由氯乙烯单体通过自由基聚合 而成 聚合度 n 一般在 500 20000 范围内 氯乙烯的悬浮聚合是生产聚氯乙烯的主要方 法 具有操作简单 生产成本低 产品质量好 经济效益好 用途广泛等特点 适于大 规模的工业生产 2 5 3 生产工艺流程图 2 62 6 VCMVCM 车间车间 2 6 1 简介 VCM 指氯乙烯 chlorethylene 氯乙烯又名乙烯基 Vinylchloride 是一种应用于 高分子化工的重要的单体 可由乙烯或乙炔制得 为无色 易液化气体 沸点 13 4 临界温度 142 临界压力 5 22MPa 氯乙烯是有毒物质 肝癌与长期吸入和接触氯乙烯 有关 它与空气形成爆炸混合物 爆炸极限 4 22 体积 在压力下更易爆炸 贮运 时必须注意容器的密闭及氮封 并应添加少量阻聚剂 VCM 生产按生产工艺分有 电石法 天然气乙炔法 联合法 氧氯化法和平衡氧氯化 法 几种生产工艺相比 电石法和联合法具有能耗大 成本高 汞污染和电石渣严重等 缺点 平衡氧氯化法在生产过程中氯化氢是平衡的 不需由外部进入 具有规模大 能 耗低 经济效益好 有利于环保等优点 是目前世界上较先进和经济的生产方法 本车 间生产的氯乙烯主要为生产 pvc 提供材料 2 6 2 工艺流程图 2 72 7 乙炔车间乙炔车间 2 7 1 简介 1836 年 英国著名化学家戴维 汉弗莱 Davy HumPhry1778 1829 的堂弟 爱尔 兰港口城市科克 Cork 皇家学院化学教授戴维 爱德蒙德 Davy Edmund1785 1857 在加热木炭和碳酸钾以制取金属钾过程中 将残渣 碳化 钾 投进水中 产生一种气体 发生爆炸 分析确定这一气体的化学组成是 C H 当时 采用碳的原子量等于 6 计算 称它为 一种新的氢的二碳化物 这是因为早在 1825 年他的同国化学家法拉第 Faraday MIChael1791 1867 从加压的蒸馏鲸鱼油获得的 气体 供当时欧洲人照明用 中也获得一种碳和氢的化合物 分析测定它的化学组成是 C H 命名它为 氢的二碳化物 乙炔的分子式为 C2H2 俗称风煤和电石气 是炔烃 化合物系列中体积最小的一员 主要作工业用途 特别是烧焊金属方面 乙炔在室温下 是一种无色 极易燃的气体 纯乙炔是无臭的 但工业用乙炔由于含有硫化氢 磷化氢 等杂质 而有一股大蒜的气味 结构式 H C C H 结构简式 CH CH 最简式 又称实验 式 CH 分子式 C2H2 乙炔中心 C 原子采用 sp 杂化 电子式 H C C H 乙炔分子量 26 4 气体比重 0 91 Kg m3 火焰温度 3150 热值 12800 千卡 m3 在氧气 中燃烧速度 7 5 纯乙炔在空气中燃烧 2100 度左右 在氧气中燃烧可达 3600 度 化学 性质很活泼 能起加成 氧化 聚合及金属取代等反应 纯乙炔为无色芳香气味的易燃 气体 2 7 2 工艺流程图 2 82 8 氯制品车间氯制品车间 2 8 1 简介 氯气 化学式为 Cl 常温常压下为黄绿色 有强烈刺激性气味的有毒气体 密度比 空气大 可溶于水 易压缩 可液化为黄绿色的油状液氯 是氯碱工业的主要产品之一 可用作为强氧化剂 氯气中混和体积分数为 5 以上的氢气时遇强光可能会有爆炸的危险 氯气能与有机物进行取代反应和加成反应生成多种氯化物 氯气在早期作为造纸 纺织 工业的漂白剂 氯气是一种有毒气体 它主要通过呼吸道侵入人体并溶解在黏膜所含的 水分里 生成次氯酸和盐酸 对上呼吸道黏膜造成损伤 次氯酸使组织受到强烈的氧化 盐酸刺激黏膜发生炎性肿胀 使呼吸道黏膜浮肿 大量分泌黏液 造成呼吸困难 所以 氯气中毒的明显症状是发生剧烈的咳嗽 症状重时 会发生肺水肿 使循环作用困难而 致死亡 由食道进入人体的氯气会使人恶心 呕吐 胸口疼痛和腹泻 1L 空气中最多可 允许含氯气 0 001mg 超过这个量就会引起人体中毒 自然界中游离状态的氯存在于大气 层中 是破坏臭氧层的主要单质之一 氯气受紫外线分解成两个氯原子 自由基 大 多数通常以氯化物 Cl 的形式存在 常见的主要是氯化钠 食盐 NaCl 2 8 2 生产工艺 氯的工业生产方法是电解食盐水 当前流行的工艺是隔膜法电解和离子膜法电解 原 盐经溶解 沉降分离出杂质并制成饱和精盐水 通入隔膜电解槽 或离子膜电解槽 在 直流电作用下发生电解 在槽的阳极室生成氯气 阴极室内生成碱液和氢气 生产是连 续进行的 2 8 3 工艺流程图 3 3 实习心得实习心得 为期近两周的化工厂实习结束了 我们留下了太多的回忆 同时也收获了很多经历 与体会 回顾这几天的实习 精彩的讲解 从来没有见过的机器与设备 眼花缭乱的管道 迥然不同的工艺 让我对化工行业有了一个更加深刻的认识 同时也对自己将要从事的 行业有了一个初步的了解 在实习知识方面 我学到了 看到了以前在课堂上无法得到 的东西 师傅的精彩讲解将我们这些还未走出校门的门外汉领进了门 师傅还将那些先 进的设备的工作原理 设备参数 操作方法一一讲解于我们听 让我们对自己的专业有 了更深的了解