化工原理课程实习报告VIP

1、化工原理课程实习报告实 习 时 间： 2011年6月13日至 6月17日实 习 地 点： 陕 西 渭 河 煤 化 工 集 团带 队 教 师： 学 院 (系) ： 生 命 科 学 学 院专业年级（班）： 2009 级 生 物 工 程 学 号 ： 姓 名 ： 4 渭化实习报告渭化集团以世界先进的洁净煤气化技术为龙头，以烟煤为原料，组合运用国内外先进成熟的专利技术、生产工艺和装备，主体生产装置中的化肥生产装置年产能力为30万吨合成氨、52万吨尿素，醇醚生产装置年产能力为20万吨甲醇、11万吨二甲醚。公司的主导产品“渭河牌”尿素是“国家免检”产品和“中国名牌产品”，相继荣获杨陵农博会后稷金像奖和亚细安

2、化学工业科技成果博览会国际金奖。由于产品质量稳定，信誉较高，渭河牌尿素的销售覆盖到了斯里兰卡、越南、韩国等东南亚数个国家和全国二十多个省市。河北、山东、上海、浙江、陕西等地工业用户，还纷纷把渭河牌尿素作为其首选工业原料。渭河牌尿素，尿素：52万吨/年，采用日本东洋aces工艺生产，总氮含量%46.4，缩二脲%0.9，水份（h2o）%0.3，粒度（0.852.80mm）%95，颜色：白色。尿素化学名称叫碳酰二铵，分质量60.06，含氮量46.65%；纯尿素无色、无味结晶，固体比重为1.335。尿素非常容易吸潮，吸湿性仅次于硝铵，故包装前要注意防潮。尿素加热至熔点温度（132c）时，发生缩合反应，

3、生成缩二脲；加热至170c时生成缩三脲或三聚氰酸。在溶液中60c，开始发生水解，80c水解加剧。尿素的用途很广，在氮肥中，尿素的含氮量是硝铵的1.3倍，碳铵的2.6倍。它能促进植物的生长，肥效时间长，土壤不板结。工业上，它可合成高分子材料，制药。尿素还可以用作反刍动物的辅助饲料，使肉、奶增产。 1922年德国首先将氨和二氧化碳合成尿素的方法用于工业化生产；直到五十年代才有了全循环生产法；六十年代有了气提法。而我国1970年从欧洲引进了二氧化碳气提法生产工艺。尿素的合成机理，一般认为尿素的生成是在液相中分两步进行：第一步 nh3 + co2 nh4coonh2 + h2o + q生成甲铵的反应极

4、快，和容易达到平衡；第二步 nh4coonh2 co(nh2)2 + h2o - q甲铵脱水反应主要在液相中完成，它是合成尿素过程中的控制反应。甲铵的性质极不稳定，很容易分解为氨和二氧化碳。因此，在工业生产过程中，采用高压及其相适应的温度对加快甲铵的生成速度是十分必要的。尿素合成的转化率，尿素合成的总反应式为：nh3 + co2 co(nh2)2 + h2o + q工业生产中，生成尿素反应进行的程度可以用二氧化碳转化成尿素的百分数（即二氧化碳转化率）来表示，x co2 = 转化成尿素的二氧化碳量二氧化碳总量% = 尿素的重量% （尿素的重量%+1.365二氧化碳重量%）%实际生产中，尿素合成的

5、转化率实际值与计算值有偏差，我们以计算值作参考。尿素合成的工艺条件选择，不仅要满足液相反应和自热平衡的需要，而且要满足在较短的时间内达到较高的转化率。由尿素生成的反应式可知，影响尿素合成反应的因素有：温度、原料的配比、压力、反应时间、惰性气体含量。温度的选择：由尿素生成的反应可知，提高温度有利于尿素的生成。但在实际中测定中发现，在某一温度下尿素生成的平衡转化率有极大值（190 c 200 c），当超过这一温度后，平衡转化率不升反降。产生这一现象的主要原因是因为甲铵在液相中分解成氨和二氧化碳造成的。此外，当温度过高时，尿素的水解和缩合反应随之增加，同时设备的腐蚀加剧。我厂合成塔温度一般控制在18

6、8 c 190 c 。氨碳比（nh3/ co2）的选择 氨碳比（nh3/ co2）是原始反应物料中nh3/ co2的摩尔比。经研究，增加反应物中的二氧化碳量对尿素的转化率影响不大，但增加反应物中的氨，却能提高尿素的转化率，同时还能抑制尿素的水解和缩合反应。实际生产中，往往选择较高的氨碳比。氨碳比也不是越高越好，氨碳比高会增加回收系统的负荷。我厂氨碳比选择3.8 4.0 。水碳比（h2o / co2）的选择水碳比（h2o / co2）指进入合成塔的物料中的水和二氧化碳的摩尔比。进入合成塔的物料中的水来源有两方面：一是甲铵脱水产生的水，二是未反应的氨和二氧化碳以甲铵水溶液的形式返回合成塔带入的水。

7、水碳比的增加，对合成尿素的反应不利。通过实验测得水碳比（h2o / co2）每增加0.1，合成转化率下降0.1 1.5% ，同时造成未转化物的大量增加。因此，水碳比要作为一个重要指标严格控制。我厂氨碳比选择0.68 。 合成系统压力的选择 合成尿素的总反应是体积缩小的反应，因而提高压力对合成尿素有利。同时操作压力的选择要考虑到高于物料的平衡压力，以确保甲铵不离解，过量氨不气化，使之利于气体的的溶解和冷凝，减少气体容积，增大液相数量和密度，有利于甲铵的脱水生成尿素。 但操作压力的选择也不能太高，通过实验测得当压力高到一定值时，合成转化率达到一定值，压力继续提高，合成转化率变化不大；而气体压缩等消

8、耗动力增加，同时设备的腐蚀加剧。因此，压力的选择要综合考虑合理性和经济性。我厂氨碳比选择16 17mpa 。 物料停留时间的选择 在一定条件下，甲铵的生成反应速度极快，反应也较完全，但甲铵脱水反应速度很慢，反应进行也不完全，所以合成尿素的反应时间主要指甲铵脱水生成尿素反应的时间。甲铵转化成尿素的转化率开始较快，以后逐渐减慢。 为使甲铵脱水反应进行的较完全，就必须使料液在合成塔中有足够的停留时间；但是停留时间过长，合成转化率不仅不再增加，生产能力反而下降，不经济。 实际生产中，反应时间一般选取0.6 0.8小时，使反应基本接近平衡状态 。未反应物的分离与回收，从合成系统排出的物料，除含有尿素和水

9、外，还含有为转化成尿素的甲铵、过量氨和二氧化碳。减压加热分离未反应物的原理在一定条件下，甲铵可以分离成氨和二氧化碳，nh4coonh2（液） co2（气） + nh2 （气） - q 这是可逆吸热反应，反应后气体体积增大，因此，降压和加热对甲铵分离成氨和二氧化碳有利。 为保证未反应物的分离和回收完全，一般采用两段减压加热分离的办法，即中压分解冷凝回收系统和低压分解冷凝回收系统。 甲铵的分解率和总氨的蒸出率均随温度的升高而增大，130c以上甲铵的分解率急剧增大；160c时甲铵的分解率和总氨的蒸出率几乎相等，反应接近平衡；再提高温度，甲铵的分解率和总氨的蒸出率提高缓慢；同时，尿素的水解等副反应增加较快；另外，分离气相温度太高，也不利于气体的冷凝回收。 我厂中压分解温度一般控制在158 c 160 c ；低压分解温度一般控制在138 c 140 c 。3. 未反应物的回收原理甲铵分解后产生的气相要在冷凝器和吸收塔中回收。吸收是分解的逆过程。反应中放出大量热，降低温度对吸收有利，但过低的温度会产生甲铵结晶。因此，回收温度的选择要满足吸收过程进行的完全，又要防止甲铵结晶。不同的浓度，甲铵的结晶温度不同，生产中要根据实际情况，选择合适的操作温度。尿素的造粒过程是在造粒塔中进行的。尿液通过造粒喷头洒出，与空气逆流接触，冷却到90 c出现结晶。高温粒子继续下落冷却，落到塔底，温度一般在50