辽河化肥厂实习

PAGEPAGE5TOC\o"1-2"\h\z\u一、辽河化肥厂概况 2二、产品在国民经济中的地位、意义 2三、原料，主要中间品，产品的性质 3四、产品的生产方法、基本原理（合成） 4五、工艺流程图 5六、主要设备特点 7七、氨合成工艺条件 9八、其他 11九、实习心得体会 11

一、辽河化肥厂概况辽河化肥厂座落在辽河三角洲，是依附于辽河油田产品——天然气为原料的大型石油化工企业，是名列我国500家大型企业之榜者。企业上市后隶属于深圳辽河通达化工股份有限公司，现有员工1200人。自投产以来连年超设计产量，年上缴利税一亿多元，居全国同行业先进水平。现有年生产能力：合成氨60万吨，尿素110万吨，复合肥20万吨；该厂在发展生产的同时，以加强环境管理为先导，用先进技术治理断后，使能源、资源的利用率不断提高，污染物排放量不断下降。目前，厂总排污口日排水量约8000吨（含生活污水），行业特点主要污染物NH3—N平均在40ppm左右，低于国家验收标准（120ppm）2倍；低于化工行业标准（80ppm）1倍；高于省地方标准（25ppm）0.6倍。“三废”资源利用率接近100%，水的重复利用率达到了92.19%，吨氨耗水量为425m3吨氨排水量6.62m3，氨流失量0.53kg/t。曾获得“全国环保先进企业”、“化工六好企业”、“无泄漏工厂”、“清洁文明工厂样板厂”、“花园式工厂”等荣誉称号。二、产品在国民经济中的地位、意义氨本身除了是主要的氮肥原料外，亦是重要的化工原料，可制成各种炸药。同时氨，尿素和硝酸也是氨基树脂，聚酰胺树脂，硝化纤维素等高分子化合物的原料。以其为原料可以制得塑料，合成纤维，油漆，感光材料等产品。对于一氧化碳，氢气合成气等生产氨的原料，可进行综合利用，以联产甲醇及羧基合成甲醇，醋酸，酸酐等一系列碳一化工产品，减少废物的排放，减轻对对环境的污染。提高企业经济效益，实现可持续发展已成为当今合成氨工业生产技术发展方向。据资料统计：1997年世界合成氨年产量达103.9Mt。预计2000年产量将达111.8Mt。其化肥用氨分别占氨产量的81.7%和82.6%。我国1996年合成氨产量已达30.64Mt，专家预测2000年将达36Mt，2020年将增加至45Mt。即今后20年间将增加到现在的1.5倍。因而合成氨的持续健康发展还有相当长的路要走。未来我国合成氨氮肥的实物产量将会超过石油和钢铁。合成氨工业是农业的基础。它的发展对我国国民经济的发展有重大影响。因此，我国现有众多的化肥生产装置应成为改造扩建增产的基础。我国七十至九十年代先后重复引进30多套大化肥装置，耗费巨额资金，在提高了化肥生产技术水平的同时，也受到国外的制约。今后我国应在引进国外先进技术的基础上着力国内开发研究自力更生，走出一条具有中国特色的社会主义民族工业的发展道路。过去引进建设一套大型化肥装置，耗资数十亿元。当今走改造扩建增产的道路，可使投资节省1/2—2/3的巨额资金用于农田水利建设和农产品深加工，这一举措将在加快农村经济发展，提高农民生活水平，缩小城乡差距发挥重要作用。三、原料，主要中间品，产品的性质合成氨的原料是氢气和氮气。氮气来源于空气，可以在制氢的过程中直接加入空气，或在低温下将空气液化、分离而得；氢气来源于水或含有烃的各种燃料。工业上普遍采用的是以焦炭煤天然气重油等燃料与水蒸气作用的气化方法。反应方程式为3H２+N２＝2NH３+Q无色气体,有刺激性恶臭味。分子式NH3。分子量17.03。相对密度0.7714g/l。熔点-77.7℃。沸点-33.35℃。自燃点651.11℃。蒸气密度0.6。蒸气压1013.08kPa(25.7℃)。蒸气与空气混合物爆炸极限16～25%(最易引燃浓度17%)。氨在20℃水中溶解度34%,25℃时,在无水乙醇中溶解度10%,在甲醇中溶解度16%,溶于氯仿、乙醚,是许多元素和化合物的良好溶剂。水溶液呈碱性,0.1N水溶液PH值为11.1。液态氨将侵蚀某些塑料制品,橡胶和涂层。遇热、明火,难以点燃而危险性较低;但氨和空气混合物达到上述浓度范围遇明火会燃烧和爆炸,如有油类或其它可燃性物质存在,则危险性更高四、产品的生产方法、基本原理（合成）净化后的合成气中含有氢气和氨气，在大约29.9kg/cm2G的压力和37的温度下送至合成气压缩机103-J的进口。此合成气压缩机是一蒸汽透平驱动的二缸，段间冷却离心式压缩机，二段缸内有一分隔开的循环叶轮。经一段缸压缩后的合成气在段间冷却器116-C中被冷却水冷却，然后在段间氨冷器129-C中被氨冷降温，氨冷后的合成气补充气中冷凝下来的水，在段间分离罐105-F中分离出去，分离器顶部设有一根管线可以把气体回流至压缩机一段缸。分离器底有一根管线可以把合成气中分离出来的水返回至合成气压缩机进口罐104-F，以调节其液位。用段间冷却器和氨冷器冷却去压缩机二段缸的气体，以获得最佳的体积效率，并保证去压缩机的气体不带水，除水步骤能延长合成塔内催化剂的使用寿命，并能获得高纯度的产品氨。五、工艺流程图流程简述1、分流进塔：反应气分成两部分进塔，一部分经塔外换热器预热，依次进入塔内换热管、中心管，送到催化剂第一床层，另一部分经环隙直接进入冷管束，两部分气体在菱形分布器内汇合，继续反应，这样使低温未反应气直接竟如冷管束，稍加热后，作为一、二段间的冷激气，从而减少冷管面积和占用空间，提高了催化剂筐的有效容积，并强化了床层温度的可调性。同时仅有65~70%的冷气进入塔内换热器和中心管，减轻了换热器负荷，因而减少了换热面积，相对增加了有效的高压容积，也使出塔反应气温度提高（310~340℃），即回收热品位提高。气体分流进塔还使塔阻力和系统阻力比传流程小。2、进塔外换热器的冷气不经环隙，这样温度更低，使进水冷器的合成气温度更低（约75℃左右），提高了合成反应热的利用率，降低了水冷器的负荷和冷却水的消耗。3、水冷后的合成气直接进入冷交管间，由上而下边冷凝边分离，液氨在重力和离心力的作用下分离，既提高了分离效果，又减小了阻力。4、塔后放空置于水冷、冷交后，气体经连续冷却，冷凝量多，因此气体中氨含量低，惰气含量高，故放空量少，降低了原料气消耗。5、塔前补压：循环机设于冷交之后，气体直接进塔，使合成反应处于系统压力最高点，有利于反应，同时循环机压缩的温升不消耗冷量，降低了冷冻能耗。6、设备选用结构合理，使消耗低，运行平稳，检修量减少，工艺趋于完善。

六、主要设备特点（1）合成塔进入合成塔的其他主要由两部分组成，一部分是占气体总量65%-70%的主反应气，从塔底进入位于塔内最底层的换热器和中心管进行加热，升温至360℃-370℃，进入第一催化剂床层反应，反应温度达到470℃-480℃，，另外一部分为为热护气和冷护气的混合气体，约占总气体量的30%-35%，由下而上进入合成塔内件与壳层的环隙，从塔顶顶部进入催化剂层冷管束，被管外热气加热至250℃，上升至冷激分气盒进入催化剂第二床层。主反应气与热护气和冷护气的混合气体在第一反应床层混合后依次进入第二、第三床层反应。进入合成塔内件与壳层环隙的气体主要起保护作用：因为合成氨的反应条件为高温高压，而塔设备的材料决定了其只能在反应时承受高温或者高压，而不能同时承受高温高压，进入环隙的保护气在加压后压力和塔内的压力相当，避免了塔内件承受高压而只承受高温，同时气体处于低温状态可以吸收反应放出的热量，避免了塔的壳层承受高温而只承受高压。反应放出的热量对保护气加热也实现了能量的充分利用。（2）一段转化炉一段转化炉为方格式炉子，整个炉子由辐射段、过渡段、对流段、出口烟道、引风机组成。辐射段是炉子的主体，里面设置完成转化过程的“竖琴”系统，它由进口急风管、猪尾管、转化管、下集气管、上升管和输气总管组成、炉顶设烧嘴向下喷烧供热，对流段有多组换热器，用烟道气加热其他介质。原料气脱硫后，则希望以比较经济的方法将原料气转化生成氢气。原料气蒸汽混合气与镍催化剂接触，同时提高温度和压力来促进此反应。该反应是一吸热反应，需要一段炉供给恒定的热量以维持适合一段转化反应的温度。在一段炉和二段炉中，催化剂促使两个同时发生的平衡反应，它们是蒸汽-甲烷反应：但事实上不是这样的，二段炉出口气中含有大量的CO，大部分未变换的CO再变换中氧化成从而提高产氢率。一段转化炉炉管内装有环状或圆柱状的镍催化剂，各炉管内催化剂装填应均匀，从而保证其压降相等，使通过每根转化管的气体分配均匀。如果某根转化管的压降不正常，则可能会发生过热或转化不充分，造成操作不正常。（3）二段转化炉二段转化炉为立式圆筒形反应器。受压主体为碳钢制圆筒壳，两端为锥形封头，由于内部温度高，在壳外部有水夹套，这样既可降低壳体温度，也可是壳体受热均匀。空气-蒸汽由混合器均匀喷出，工艺气则通过带孔的环形分布板，这样可保证空气-蒸汽和工艺气均匀混合燃烧。转化炉下部为带孔的耐火金刚玉砖拼成的球形承重拱。出一段炉的经部分转化的气体经过一段有水夹套的输送管线107-D，沿切线方向进入二段炉（103-D）的入口室，二段转化炉进口的温度大约830。一段转化后的气体仍含有较多的甲烷，为了进一步转化则需要更高的温度。这个任务在内热式二段炉里完成。在此加入空气，于是气体中的，同时气体中的、CO也可能燃烧，放出大量的热，温度可达1200-1250，因此，残余的继续转化。出口温度降到900-1000左右。进入二段转化的空气，也为合成提供了N2。（4）热交换器热交换器为管式换热器，进热交换器的冷气不经过合成塔的间隙，这样使温度更低，使进水冷器的合成气温度更低，提高了合成反应热利用，同时也降低了水冷器的负荷和冷却水的消耗。（5）循环机循环机设与冷交换热气之后，气体经循环机加压后直接进塔，使合成反应处于系统压力最高点，有利于反应。气体在设备中流动和反应都会使得整个体系的压力降低，循环机起到补充系统压力的作用七、氨合成工艺条件（1）温度：合成塔壁≤150℃进塔主气流175℃-185℃分流气出塔150℃-160℃零米360℃-380℃一段热点460℃-470℃二段进口400℃-430℃废锅进口310℃-340℃废锅出口190℃-200℃水冷进口≤75℃水冷出口≤30℃氨冷出口0—5℃（2）压力：系统压力≤31.4Mpa输氨压力≤1.9Mpa放氨压力≤2.55Mpa氨蒸发压力≤2.45Mpa废锅蒸汽压力≤1.3Mpa总回收压力：0.4-0.7Mpa（3）气体成分：补充气CO+CO2≤20PPm进塔H2/N22.0-2.8进塔CH4+Ar20%进塔NH3%：≤2.5%八、其他转化反应炉该炉是合成氨生产的关键设备。通过它将原料与水蒸汽、空气反应生成氢、一氧化碳和二氧化碳，并提供合成反应的主要成分之一氮。在转化反应过程中，如水碳比控制过低会造成转反应管结碳而局部超温烧坏炉管。某厂曾因此使一段炉管破裂，炉墙烧坏。对于二段转化炉，在引入空气过程中喷嘴流速太小或点火不好，会造成烧坏喷嘴和发生爆炸。另外，生产过程中原料、燃料的波动，也会使转化反应变化迅速。因为反应温度高，一旦仪表失灵或有其他失误，就可能出现反应炉超温烧结催化剂等事故。九、实习心得体会在实习的过程中，自己学到了许多原先在课本上学不到的东西，而且可以使自己更进一步接近社会，体会到市场跳动的脉搏，如果说在象牙塔是看市场，还是比较感性的话，那么当你身临企业，直接接触到企业的生产与销售的话，就理性得多。因为，在市场的竞争受市场竞争规则的约束，从采购、生产到销售都与市场有着千丝万缕的联系，如何规避风险，如何开拓市场，如何保证企业的生存发展，这一切的一切都是那么的现实。于是理性的判断就显得重要了。对于生产实践能力要求很高的过程装备与控制工程专业，去工厂认识实习与生产实习是我们的专业课学习过程中必不可少的部分，我们工科学生的生产实习是理论联系实际、培养高级工程技术人才、为后续专业课学习打下感性认识基础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，在空气中弥漫的淡淡尿素味道里，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“过程装备与控制工程专业”有了更多的理解和体会。通过对化工厂工艺流程和主要机械设备的实习，了解化工生产的概况和主要机械设备的作用和主要结构，为后续的专业课学习增强感性认识，提高了我们运用所学知识观察和分析实际问题的能力。在2010年9月份，我们按照安排到了新沂恒盛化肥厂开始了期待的实习。虽然只有短暂的一星期，但在带队老师和工人师傅的细心介绍和耐心指导下，我感觉受益匪浅。我们这次实习，在车间师傅和带队老师的详细讲解和悉心指导下，我们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