2013年常宁水口山化工见习报告

见 习 报 告学生姓名： 刘奎 学生学号： * 系 别： * 专 业： * 见习时间： 2013年4月22日至23日见习公司： 常宁市水口山冶炼八厂 常宁市康华氮肥厂 经济开发区凯威化工厂 指导教师： * 一、前言2013年4月22日，我来到了湖南省康华化肥有限责任公司、湖南水口山有色金属集团有限公司第八冶炼厂、凯威化工有限公司，开始了为期两天的实验见习。本次见习的主旨在于：针对我们开设的化工原理及实验课程，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学原理知识、提高实际动手和操作能力，在真正踏上工作岗位前对工作内容的直观，细致的了解，从而更好的从学习转变为工作，把学习的书本知识应用到工作生活中。二、工厂简介康华化肥有限公司 康华化肥有限公司是于2001年合资成立的，现拥有固定资产4亿元，占地480亩，标准化厂房6.8万平方米，职工1600人，其中工程技术人员126人，公司主导产品复合肥年生产能力100万吨，磷肥生产能力5万吨，产品畅销全国，并远销日本、朝鲜、马来西亚等国家。企业产值、利税连续保持翻番增长，进入中国化肥企业百强行列。2006年，公司实现销售收入15.2亿元、利税6753.8万元、实缴税金2033.9万元。公司新上80万吨/年双塔造粒复合肥和40万吨/年硫酸钾复合肥项目，计划总投资3.8亿元，项目全部建成达产后，年可新增销售收入22亿元、实现利税6000万元。水口山有色金属集团有限公司 湖南水口山有色金属集团有限公司坐落在衡阳市南面40千米的常宁市松柏镇，是集有色金属采矿、选矿、冶炼、加工、贸易于一体的大型国有企业。公司2004年加入湖南有色金属控股集团有限公司。2009年加入中国五矿集团公司。公司前身水口山矿务局，始建于1896年，距今已有110余年历史。十九世纪末，“维新变法、实业救国”的思潮，催生了水口山铅锌矿局，首开全国西法采矿、选矿、冶炼之先河，赢得了“世界铅都”、“中国铅锌工业的摇篮”之美誉。水口山具有光荣的革命传统。1922年，由毛泽东、蒋先云等人领导的水口山工人运动取得了胜利，宋乔生、耿飚等老一辈无产阶级革命家由水口山踏上革命征程。水口山为我国国防事业的发展作出了杰出贡献。我国第一颗原子弹爆炸、第一颗导弹发射、第一颗人造卫星上天、“神舟”系列载人飞船成功飞行均有水口山提供的特殊材料，多次受到党中央、国务院、中央军委通令嘉奖。公司现有在岗职工10210人。拥有铜铅锌矿山三座，铜、铅、锌、氧化锌、稀有稀贵金属和无汞锌粉冶炼厂各一座。其中，康家湾矿为湖南省最大的铅锌金矿山，柏坊铜矿为湖南省唯一的采、选、冶工艺完整的铜企业。公司拥有60万吨铜铅锌采选、20万吨铜铅锌冶炼、1000千克黄金、240吨白银生产能力，生产规模、销售收入等指标位居全省有色行业前列。公司现有资产总额45亿元，预计2010年销售收入将突破50亿元。“十二五”期间，公司将朝着百亿集团的目标阔步前进。第八冶炼厂2005年8月建成，总投资4.2亿元，厂区占地面积24.2公顷，建筑面积45160，绿化面积达30%以上，二氧化硫回收率达95%以上，废水循环利用率高于90%，尾气完全达到国家许可排放标准，是一个集先进工艺、先进管理、先进环保为一体的国内优秀的现代化铅冶炼生产基地。该厂采用水口山自主知识产权“水口山炼铅法”生产工艺，年产粗铅10万吨，硫酸（100%）9.5万吨，次氧化锌1.2万吨。衡阳市凯威化工有限公司 湖南省衡阳市凯威化工有限公司始创于一九七六年,座落于常宁市松柏大渔湾,与水口山有色金属公司相邻.资源丰富,水陆交通方便.以生产销售饲料级硫酸锌为主的各类硫酸盐类，磷酸盐类、硝酸盐类化工产品。产品质量得到广大用户的好评和赞誉，其中本厂自行研试酸浸盐析法生产硫酸铜新工艺，均属填补国内空白，并分别获得了湖南省三等科技进步奖和农业部科技进步三等奖。利用次氧化锌和废铜镉锌渣生产饲料级一水硫酸锌，发明了“锌盐及电解锌除镉新工艺”获得国家专利，2000年荣获湖南省优秀专利奖。气动混合硫化除镉技术，多级高效组合式冷却结晶技术获得国家专利，使产品质量在市场竞争中取得很大的优势，产品畅销全国各地及国外市场。本公司始终以科技为立厂之本，以质量求生存，以创新求发展，以诚信联谊国内外用户而拓展市场，目前已发展到生产一水硫酸锌，七水硫酸锌，硫酸铜等一系列的产品。三、见习内容首先，老师带我们来到了康华氮肥厂，该厂的技术员向我们系统的讲解了该厂液氨及副产品碳酸氢氨生产流程及工艺。接着下午我们来到了水口山第八冶炼厂，由该厂的技术员带领我们参观铅的冶炼并结合实际为我们讲解冶炼的生产工艺，该厂炼铅的方法是火法炼铅。次日，我们来到了凯威化工有限公司。该厂的工作人员系统的向我们介绍了酸浸盐析法生产硫酸铜的工艺。1. 安全教育湖南水口山有色金属集团有限公司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。在参观和生产工作过程中，尽可能走干燥和空旷的地方。冶炼厂中的副产品有硫酸，硫酸具有强烈的氧化性和腐蚀性，对人体伤害极大，因此若遇到硫酸泄漏等意外情况，应该立即逃离现场，现场由相关技术人员处理。2.1铅的性质铅是最软的重金属，也是比重较大的金属之一，展性良好，易成合金。铅最大的特性是能吸收效射线，如X射线和射线等。常见化合价+2、+4。2.1.1铅的物理性质密度(20)11.68 gcm3熔点327.4沸点1750平均比热(0 100)129.8 J(kgK)熔化热4.98 kJmol汽化热178.8 kJmol热导率(0100)34.9 W(mK)电阻率(20 )20.6 cm2.1.2 铅的化学性质在空气中铅表面会生成碱式碳酸铅，这些化合物阻止了铅的进一步氧化。铅是两性金属，可形成各种铅酸盐。铅能与H2SO4和HCl作用在表面形成几乎不溶的PbS04和低温下不溶的PbCl2，防止铅继续被腐蚀。二价铅的标准电极电位为-0.128，电化当量为3.8657克(安培小时)。2.2 生产特点、水口山炼铅法属熔池熔炼炼铅法，它是在一个熔池里送入富氧空气，同时加入炉料，形成强烈搅动的熔池，同时完成加热、熔化、氧化、造锍、造渣等过程。具有高的传热、传质功能；本方法从底部送入富氧空气，气体射流与熔池介质充分混合，由于气液运动轨迹的特性，保证了单位时间内气液两相的混合程度和速度，充分体现了富氧底吹工艺在冶金反应动力学方面的优越性，翻腾状态稳定，无喷溅，无死角；采用空气冷却底吹氧枪，是本工艺一项成功的创举，在改进氧枪操作技术和参数后，每支氧枪平均寿命为21天左右；本工艺可实现全自热熔炼；本工艺无炉膛积铁故障，单体硫问题能得到妥善解决。2.3 生产原理水口山炼铅法是由湖南水口山有色金属集团有限公司独立开发的一权新型专利炼铅工艺。水口山炼铅法属熔池熔炼范畴，当物料投入炉内，同时完成加热、熔化、氧化、造渣、造锍等过程，具有很高的传质、传热功能；所不同的是，它采用了独特而简单、具有优越冶金动力学功能的设备水口山熔炼炉。从熔炼炉顶部加入炉料，底部送入富氧空气搅动熔池，入炉物料在熔池中完成熔炼过程，产出粗铅、高铅渣和烟气，分别从放铅口、放渣口、排烟口排出。水口山熔炼炉是一个密闭的长圆筒型卧式转炉，钢板外壳内衬铬镁砖，炉身有传动装置，可旋转，设有加料口、排烟口、放渣口、放铅口，底部装设氧枪，氧枪及其套砖可以更换，端墙燃油烧嘴供开炉和保温使用。水口山炼铅法是连续熔池熔炼和吹炼过程，它是将含水67%的含铅物料和熔剂经混合制粒后，连续、均匀地加入到底部配有射流氧枪的氧气底吹炉中，完成物料的干燥、熔化、氧化造渣、沉铅过程，实现渣铅分离，产出粗铅，烟气和熔炼渣。产出含SO2浓度高，成分和流量稳定的烟气，经净化后制酸。主要的反应方程式如下：氧化造渣反应：2FeS + 3O2 + SiO2 = 2FeOSiO2 + 2SO22ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO22PbS + 3O2 + SiO2= 2PbOSiO2 + 2SO22PbS + 3O2 = 2Pb + 2SO22Pb + O2 = 2PbOPbS + 2O2 = PbSO4沉铅反应：PbS +O2 = Pb + SO22PbS +O2 = 2PbO + 2SO2PbS +2PbO = 3Pb + SO22.4 生产工艺流程图水口山炼铅法（SKS法）工艺流程3. 硫酸的生产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850oC900oC，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850oC900oC，先到输送筒中用水冷却到500oC，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1000oC，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55oC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 液氨及碳铵4.1 液氨及碳铵的性质4.1.1 液氨的性质及用途分子式：NH3 气氨相对密度(空气=1)：0.59分子量：17.04液氨相对密度(水=1)：0.7067(25) CAS编号:7664-41-7自燃点：651.11 熔点()：-777 爆炸极限：16%25% 沸点()：-33.4 1%水溶液PH值：11.7 蒸气压：882kPa(200) 比热kJ(kgK) 氨（液体）4.609 氨（气体）2.179 存在自偶电离: 2NH3 NH4+ +NH2- 液氨主要用于生产硝酸、尿素和其他化学肥料，还可用作医药和农药的原料。液氨在国防工业中，用于制造火箭、导弹的推进剂。可用作有机化工产品的氨化原料，还可用作冷冻剂。液氨还可用用于纺织品的丝光整理。4.1.2 碳铵的性质及用途碳铵是一种速效氮素肥，含氮17.7%左右。分子式为NH4HCO3，外观为白色结晶，易溶于水，易分解为农户NH3、CO2和H02三种气体而消失，故又称气肥。 化 学 名：碳铵；酸式碳酸铵；重碳酸铵，碳酸氢铵 式量：79.06 英 文 名： ammonium bicarbonate，ammonium hydrogen carbonate物化性质： 白色单斜、斜方晶体或不规则晶体，大多数结晶粒度为20-60目，吸湿，有氨味。密度1.573,容重0.75。易溶于水，溶解度随温度升高而增大。不溶于醇和丙酮。水溶液呈碱性。熔点380.65K(107.5)，加热则升华分解。不稳定，超过293K(20)即开始分解，至333K(60)分解加快。是合成氨厂的副产物。用途： 用作分析试剂。用于铵盐合成。制药。焙粉。染料。织物脱脂。泡沫塑料。亦可用作食品添加剂，在食品加工中作膨松剂。 用作化学肥料;能促进作物生长和光合作用，催苗长叶，可作追肥，也可作底肥直接施用,用作食品发酵剂、膨胀剂;作化学膨松剂。 用作食品高级发酵剂。与碳酸氢钠合用可作面包、饼干、煎饼等膨松剂的原料，亦用作发泡粉末果汁的原料。还用于绿色蔬菜、竹笋等烫漂，以及医药及试剂。碱；膨松剂；缓冲剂；充气剂。可与碳酸氢钠合用作面包、饼干、煎饼等的膨松剂的原料。发酵粉亦以本品为主要成分，配以酸性物质。亦用作发泡粉末果汁的原料。绿色蔬菜、竹笋等烫漂时使用0.1%0.3%。4.2 液氨及碳铵的生产4.2.1 液氨的生产合成氨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。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。工艺流程：(1)造气半水煤气将煤压成煤棒后用传送带送入固定层煤气发生炉内，与空气中的氧气、水蒸气反应生成半水煤气。煤棒由顶部间歇加入，气化剂通过染料层进行气化反应，灰渣落入灰箱后排出炉外。(2)净化对粗原料气进行净化处理，除去氢气和氮气以外的杂质，主要包括变换过程和脱硫脱碳过程。一氧化碳变换过程 在合成氨生产中，各种方法制取的原料气都含有CO，其体积分数一般为12%40%。合成氨需要的两种组分是H2和N2，因此需要除去合成气中的CO。变换反应如下：CO + H2O H2 + CO2由于CO变换过程是强放热过程，必须分段进行以利于回收反应热，并控制变换段出口残余CO含量。第一步是高温变换，使大部分CO转变为CO2和H2；第二步是低温变换，将CO含量降至0.3%左右。CO变换反应既是原料气制造的继续，又是净化的过程，为后续脱碳过程创造条件。脱硫脱碳过程 各种原料制取的粗原料气，都含有一些硫和碳的氧化物，为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒，必须在氨合成工序前加以脱除。CO2既是氨合成催化剂的毒物，又是制造尿素、碳酸氢铵等氮肥的重要原料。因此变换气中CO2的脱除必须兼顾这两方面的要求。本厂采用变压吸附脱碳法，造气阶段的半水煤气在3.8-4.8MPa的压力下被吸附剂吸附，再真空解吸（真空度为0.060MPa-0.075MPa），解压后吸附剂能循环使用。本厂的原料气中的硫含量较少，故采用比较原始的碱吸收（NH3）的方法。原料气净化后的CO的含量是20，CO2含量0.2以下。 (3)氨合成将纯净的氢、氮混合气压缩到高压（31.4MPa），高温（500），在催化剂（铁触媒）的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨产品的工序，是整个合成氨生产过程的核心部分。氨合成反应在较高压力和催化剂存在的条件下进行，由于反应后气体中氨含量不高，本厂NH3只有14%左右，故采用未反应氢氮气循环的流程。4.2.2 碳铵的生产 合成气温度高达300，故合成气首先进入废热锅炉降温（充分利用热能，用作生活热水）。出炉温度在80左右，再经水冷排管冷却、液化。利用本厂内的浓氨水与二氧化碳在碳化塔副塔逆流接触生成碳化氨水，碳化氨水从碳化塔主塔顶部进入与二氧化碳逆流接触，生成碳酸氢铵晶浆液，离心