晉開實習報告.

1、晉 開 化 工 實 習 報 告新鄉(xiāng)學院1實習的目的和意義實習的目的主要在于通過教師和工程技術(shù)人員、工人師 傅的現(xiàn)場講解，全面而詳細的了解相關(guān)的工藝過程。實習的 過程中，學會從技術(shù)人員和工人處獲得直接的和間接的生產(chǎn) 實踐經(jīng)驗，積累相關(guān)的生產(chǎn)知識。學習本專業(yè)方面的生產(chǎn)實 踐知識，為專業(yè)課學習打下堅實的基礎(chǔ)，同時也能夠為畢業(yè) 后走向工作崗位積累有用的經(jīng)驗。通過同工人、工程技術(shù)人 員、生產(chǎn)及管理人員的基礎(chǔ)和了解、增加對社會的人士，提 高其社會適應(yīng)能力。2實習時間2013 年 11 月 26 日 2013年 11月 30 日3實習地點3.1實習地點河南省開封市新宋路西段89號河南晉開投資控股集團3.2實

2、習工廠簡介河南晉開集團一分公司成立于 2008年10月，主要負責晉開集團 老廠區(qū)本部的生產(chǎn)和管理。公司現(xiàn)有員工 2229人，各類專業(yè)技術(shù)人 員各類專業(yè)技術(shù)人員180余人。公司主要產(chǎn)品有合成氨、尿素、硝酸銨、多孔硝銨、硝酸磷 肥、甲醇、稀硝酸、濃硝酸、硝酸鈉、亞硝酸鈉、液氨、液體二氧化 碳等，品種齊全，結(jié)構(gòu)合理，附加值高。公司產(chǎn)品暢銷河南、山東、 安徽、江蘇、上海、浙江、兩廣、兩湖、東北等國內(nèi)市場，其中尿素、 硝酸銨和多孔硝銨等遠銷國際市場。產(chǎn)品注冊商標為“三中”及“晉 開”，在全國化肥化工行業(yè)享有較高的知名度和信譽度。公司始終堅持用科學發(fā)展觀統(tǒng)領(lǐng)改革、發(fā)展、穩(wěn)定和安全工 作，大力推進節(jié)能減排和

3、技術(shù)改造，嚴格執(zhí)行質(zhì)量/環(huán)境/職業(yè)健康安 全管理體系標準，取得了良好的社會效益、環(huán)保效益和經(jīng)濟效益。為 進一步擴大規(guī)模，提升核心競爭力，公司在連續(xù)成功完成三期大規(guī)模 的技術(shù)改造的基礎(chǔ)上，于2008年10又投入5.6億元進行第四期技術(shù) 改造。目前，液體CO2裝置、型煤裝置已順利投產(chǎn)，甲醇裝置于2010 年3月具備試車條件，屆時司總氨生產(chǎn)能力將達到 65萬噸/年。面對煤化工行業(yè)競爭激烈的市場局面， 一分公司全體干部員工秉 承著“發(fā)展是解決一切問題的金鑰匙”的發(fā)展宗旨，緊緊團結(jié)在河南晉開集團的旗幟下，按照集團公司的總體安排部署，進一步發(fā)揮優(yōu)勢， 挖掘潛力，夯實基礎(chǔ)，鞏固實力，壯大規(guī)模，提升效益，為實

4、現(xiàn)晉開 集團“十年百億，百年晉開，河南第一，中部最強”的宏偉愿景做 出積極貢獻。4實習內(nèi)容4.1安全教育4.1.1安全教育引起安全問題的原因包括以下幾點：物的不安全狀態(tài)、人的不應(yīng) 該行為、人的不安全行為。為了在實習中避免不安全狀況的發(fā)生應(yīng)該做到以下幾點：1. 一切行動聽指揮，嚴格遵守實習紀律，統(tǒng)一行動；2. 保持信息暢通。在實習過程中不得任意離開實習隊伍， 如果需要離開則必須請假；到任何地方都要至少兩人結(jié)伴；3. 不得任意操作設(shè)備以及進入大型設(shè)備、塔類設(shè)備、空罐、 低洼地帶等有可能發(fā)生危險的地方；4. 在實習過程中要注意周圍的環(huán)境。 在工廠內(nèi)走動時（特 別是在轉(zhuǎn)彎處時），要注意機動車輛，防止傷

5、害；5. 在實習過程中注意各種安全標識，以避免傷害；6. 實習過程中，當離開某處時最后離開的同學應(yīng)該注意是 否有同學落下。4.1.2廠方安全教育2012年9月18日上午我們來到了晉開集團第一分公司。在進入主 廠區(qū)之前，廠方安全環(huán)保部的工作人員對我們進行了簡單的安全教 育。進場須知如下：1、嚴禁在廠區(qū)吸煙；2、在廠區(qū)內(nèi)靠右行駛；3、在廠區(qū)內(nèi)操作設(shè)備要有安全證件，如動火證（此 次實習不需要辦理）4、高空作業(yè)時必須攜帶安全設(shè)施，如安全帽，5、使用滅火器，廠區(qū)內(nèi)大部分為干粉滅火器，適用 于各種火源；泡沫滅火器在由于電引起的火災(zāi)時禁用；6、簡單逃生方法，以氨泄漏為例。如果發(fā)生氨泄漏， 應(yīng)用濕毛巾捂住嘴，

6、在往上風向跑。7、不要隨意觸碰電氣設(shè)備。8廠內(nèi)火警電話：33833194.2造氣4.2.1實習經(jīng)過2012年9月21 日上午，熱心師傅對我們進行了細致的講解，使我 們受益匪淺，下面就是我對造氣這一部分的了解。晉開造氣分為兩個系統(tǒng)，一系統(tǒng)和二系統(tǒng)。一系統(tǒng)共9個爐子，二系統(tǒng)共20個爐子此系統(tǒng)中的16個爐子與一系統(tǒng)中9個爐子相同，均 為間歇式裝置只是二系統(tǒng)的利用率比一系統(tǒng)的要高，此外的4個爐子為富氧爐即爐子反應(yīng)為連續(xù)式裝置。1. 工藝流程造氣方法：以碳為原料制半水煤氣。爐內(nèi)工藝流程：整個造氣過程由吹風、上吹制氣、下吹制氣、二 次上吹、空氣吹凈五個階段組成，整個過程總共耗時 2.5min，時間分 配：

7、吹風19-25% 上吹制氣20-24% 下吹制氣39-49% 二次上吹7-8% 吹凈4-5%。制氣階段反應(yīng)：C H2O = CO H2主要反應(yīng)C 2H2 CO2 2H2 H 2O過量時CO H2O 二 CO2 H2 H 20過量時C 2H CH4副反應(yīng)加煤方式：采取自動加煤，每次循環(huán)下吹制氣加煤，每次加煤約 75kg，以便穩(wěn)定爐溫，增加有效制氣時間。富氧式工藝流程煤氣發(fā)生爐-旋風除塵器-1廢鍋爐-2廢鍋爐-洗氣塔間歇式工藝流程煤氣發(fā)生爐-旋風分離器-干式水封-熱管換熱器-洗氣塔- 氣柜下吹集塵器（下吹制氣）（1）吹風（吹風階段由于產(chǎn)內(nèi)操作規(guī)程與實際生產(chǎn)不符，暫且 寫理論步驟）：鼓風機-空氣總管

8、-吹風閥-煤氣爐-旋風除塵器- 吹風氣回收閥吹風氣回收系統(tǒng)煙囪放空（2）上吹制氣：蒸汽和加氮空氣-煤氣爐-旋風除塵器-上行 煤氣閥干式水封熱管換熱器洗氣塔氣柜（凈化）（3）下吹制氣：蒸汽-煤氣爐-集塵器-下行煤氣閥-干式水 封-熱管換熱器-洗氣塔-氣柜（凈化）（4）二次上吹：蒸汽和加氮空氣-煤氣爐-旋風除塵器-上行 煤氣閥干式水封熱管換熱器洗氣塔氣柜（凈化）（5）空氣吹凈：空氣-吹風閥-煤氣爐-旋風除塵器-上行煤 氣閥干式水封熱管換熱器洗氣塔氣柜（凈化）2. 各個設(shè)備作用：煤氣發(fā)生爐：使燃料與氣化劑在此設(shè)備內(nèi)作用制得合乎規(guī)格的半 水煤氣或水煤氣。旋風除塵器：除去煤氣中的細灰，減少鍋爐熱管磨損。

9、因為從煤 氣爐出來的煤氣到旋風除塵器后，因體積擴大使氣流速度降低，氣體 碰到室壁可以出去煤氣中的部分灰量不致帶入熱管換熱器，煤氣成切線方向進入旋風除塵器，提高除塵效率。集塵器：除去氣體中的大顆?；覊m，當氣體由爐內(nèi)以很大的速度 進入集塵器時，由于氣體碰壁和方向的改變，使氣體流速大為減弱， 因而氣體中一些灰塵便依靠自己的重量而落下，起到初步除塵的作 用。干式水封：防止煤氣爐在停爐檢修時，總管里的煤氣倒回單爐系 統(tǒng)而發(fā)生爆炸。熱管換熱器：回收上下吹煤氣的熱量，產(chǎn)生低壓蒸汽，為煤氣爐 制氣或其他化工生產(chǎn)提供一部分蒸汽。洗氣塔：洗滌煤氣灰塵和一部分可溶性氣體（如硫化氫，二氧化 碳）以減少設(shè)備的堵塞腐蝕，

10、并冷卻煤氣使煤氣中的大部分水蒸氣冷 凝，隨冷卻水經(jīng)塔外溢流水封一起排出， 所以洗氣塔亦可以說騎著氣 體部分凈化干燥的作用。蒸汽緩沖罐：煤爐運轉(zhuǎn)時，制氣用的蒸汽式間歇送入的，在 吹風時不用蒸汽，蒸汽總管中的壓力就升高，多用蒸汽時，蒸汽壓力 就降低，這種現(xiàn)象影響壓力波動很大，壓力波動大，就使進入煤氣爐 中的蒸汽也波動。蒸汽緩沖罐的作用就是減少這種壓力波動情況?？諝夤娘L機：供給煤氣爐吹風用空氣及加氮空氣。現(xiàn)場觀看的主要設(shè)備記錄：煤氣發(fā)生爐：中心管，煤氣再此管內(nèi)反應(yīng)；灰斗（2個），盛放 爐渣。空氣閥一個，混合器控制總閥一個，氮氣閥一個（一般不開， 調(diào)節(jié)氮氣比例用），上吹閥一個，下吹閥一個；旋風分離器；

11、集塵器； 熱管換熱器，兩進兩出，過熱段，進飽和水蒸汽，出過熱蒸汽，加熱 段，進冷卻水，出飽和水和飽和水蒸汽；汽包（與煤氣發(fā)生爐連接） 與聯(lián)合汽包（與熱管換熱器連接），換熱過程中起氣水分離作用，冷 卻水循環(huán)繼續(xù)與對應(yīng)的爐子換熱，（汽包與聯(lián)合汽包）出來的飽和水 蒸汽進入到熱管換熱器的過熱段； 蒸汽緩沖罐，處理過熱段過來的過 熱蒸汽。3. 氣化過程的工藝條件（1）溫度：燃料層溫度是沿著爐的軸向而變化， 以氧化層溫度最高。操 作溫度一般指氧化層溫度，簡稱爐溫。如前所述，高爐溫對制氣 階段有利，從化學平衡角度分析，高溫時煤氣中一氧化碳與氫氣 含量高，水蒸氣含量低；從反應(yīng)速度來說，高溫下反應(yīng)速度加快。 總

12、的表現(xiàn)為蒸汽分解率高，煤氣產(chǎn)量高，質(zhì)量好。但爐溫是由吹 風階段確定的，高爐溫將導(dǎo)致吹風溫度高，而且一氧化碳含量高， 造成熱損失大。未解決這一矛盾，在流程設(shè)計中，應(yīng)對吹風的顯 熱及燃燒熱作充分的回收，并根據(jù)碳-氧之間的反應(yīng)特點，加大 風速，以降低吹風過程中一氧化碳的含量，在這一前提下，以略 低于燃料的灰熔點，維持爐內(nèi)不致結(jié)疤為條件，盡量在將高溫度 下操作。生產(chǎn)中測定燃料灰熔點時，多將灰渣作為角錐狀，置于還原 性氣氛中加熱，可觀測到與灰熔點有關(guān)的三個溫度：1變形溫度Ti此時角錐尖峰變圓；2、軟換溫度T2角錐上部變形，勁兒倒在試臺上；3、熔融溫度Ta灰渣呈熔融狀，可沿試臺流動。對于固定層氣化過程，灰

13、分在T2溫度時開始粘連結(jié)疤，氣化 條件惡化。因此，要求燃料的 T2應(yīng)高于1250C，爐溫在實際操 作中較T2低50C左右。(2) 吹風速度：提高爐溫的主要手段是增加吹風速度和延長吹風時間。后者 使制氣的時間縮短，不利提高產(chǎn)量，而前者對制氣時間無影響。 在氧化層中，碳的燃燒反應(yīng)加速較快，屬擴散控制；而在還原層中，二氧化碳的還原反應(yīng)速度較慢，屬動力學控制。所以，提高 吹風速度，可使氧化層反應(yīng)加速，且使二氧化碳在還原層中停留 時間減少，最終變現(xiàn)為吹氣中一氧化碳含量的降低，從而減少了熱損失。但風量過大，將導(dǎo)致飛灰增加，燃料損失加大，甚至燃 料層出現(xiàn)風洞以致被吹翻，造成氣化條件嚴重惡化。(3) 蒸汽用量

14、蒸汽用量是改善煤氣產(chǎn)量的重要手段之一， 此量隨蒸汽流動 和加入的延續(xù)時間而改變。蒸汽一次上吹制氣時，爐溫較高，煤 氣產(chǎn)量與質(zhì)量較好，但隨著制氣的進行，氣化區(qū)溫度速度下降并 上移，造成出口煤氣溫度升高，熱損失加大，所以上吹時間不宜 過長。蒸汽下吹時，使氣化區(qū)恢復(fù)到正常位置，特別是對下垂蒸 汽進行預(yù)熱的流程，由于蒸汽溫度較高，制氣情況良好，所以下垂時間比上吹長，但蒸汽用量過大將導(dǎo)致蒸汽分解率降低。一般而言，風量每增加1500mVh，可增加蒸汽流量0.25t/h。 蒸汽用量改變0.25t/h時相當于改變1%制氣百分比，在調(diào)節(jié)兩 者之間的分配時，以改變百分比的效果更好。通常調(diào)節(jié)上下吹百 分比和蒸汽用量

15、的主要依據(jù)是根據(jù)單爐上下吹氣體成分中二氧 化碳含量多少和蒸汽分解率高低來確定的。入爐蒸汽壓力對氣化的影響：當入爐蒸汽壓力提高后，因蒸 汽的密度增加，故而蒸汽的比容減少。即在相同的重量條件下， 通過燃料層的流速也隨之減慢，因而延長了蒸汽在爐內(nèi)的停留時 間，故而有利于蒸汽分解率的提高。而且根據(jù)氣化反應(yīng)動力學的 原理，入爐蒸汽壓力越高，則進入燃料層的阻力越小，反之，入 爐蒸汽壓力越低，則進入燃料層的阻力越大。生產(chǎn)中，還可在制氣階段加入部分空氣。這樣，在進行蒸汽 分解反應(yīng)的同時亦有碳的燃燒反應(yīng)， 如此即可縮短吹風時間，反 而有利于燃料層溫度的穩(wěn)定，在制氣階段加入的空氣由于增加了 水煤氣的氮含量，故稱“

16、加氮空氣”。（4）燃料層高度對制氣階段，較高的燃料層將事水蒸氣停留時間加長， 而且 燃料層溫度較為穩(wěn)定，有利于提高蒸汽分解率。但對吹風階段， 由于吹風空氣與燃料接觸時間加長，吹風氣中一氧化碳含量增 加。根據(jù)實踐經(jīng)驗，對粒度較大、熱穩(wěn)定性較好的燃料，采用較 高的染料層是可取的。但對顆粒小或熱穩(wěn)定性差的燃料，則燃料 層不宜過高。（5）循環(huán)時間及其分配每一工作循環(huán)所需的時間稱為循環(huán)時間。 一般地說，循環(huán)時 間長，氣化層溫度和煤氣的產(chǎn)量、質(zhì)量波動大。循環(huán)時間短，氣 化層的溫度波動小，煤氣的產(chǎn)量與質(zhì)量也較穩(wěn)定，但閥門開關(guān)過 于頻繁，易于損壞，根據(jù)自控水平及維護爐內(nèi)較為穩(wěn)定的原則， 一般循環(huán)時間為120s

17、左右。循環(huán)時間一般不做隨意調(diào)整，在操 作中可由改變工作循環(huán)個階段時間的分配來改善氣化爐的工況。循環(huán)中個階段的時間分配，隨燃料的性質(zhì)和工藝操作的具體 要求而異。吹風階段的時間，以能提供制氣所必需的熱量為限。 其長短主要取決于燃料灰熔點及空氣流速等?？諝饬魉佥^大可縮 短吹風時間。上下吹制氣階段的時間，以維持氣化區(qū)穩(wěn)定，煤氣 質(zhì)量高及熱能的合理利用為原則。二次上吹和空氣吹凈階段的時 間短，以能夠達到排凈氣化爐下部空間和上部空間殘留煤氣為原 則，后者還可兼調(diào)節(jié)煤氣中氮含量，但一般較少改變。（6）氣體成分主要調(diào)節(jié)半水煤氣中一氧化碳和氫氣與氮氣的比值。方法是改變加氮空氣量，或改變空氣吹凈時間。在生產(chǎn)中還應(yīng)

18、經(jīng)常注意 保持半水煤氣中低的氧含量（不大于 0.5%），否則將引起后繼 工序的困難，氧含量過高還有爆炸的危險。（7）燃料品種的變化與工藝條件的調(diào)整氣化操作中，優(yōu)質(zhì)的固體燃料（焦炭或無煙煤），一般具有 灰熔點較高，機械強度及熱穩(wěn)定性良好，粒度均勻等特點，對固 定層煤氣發(fā)生爐氣化時允許染料層較高，吹風速度大，爐溫高， 因而蒸汽分解率高，煤氣產(chǎn)量大；而對劣質(zhì)的固體燃料，則應(yīng)根 據(jù)具體情況調(diào)整工藝操作指標。入灰熔點低，則吹風時間不宜過 長，適當提高上吹蒸汽加入量，以防結(jié)疤。對含固定碳低的燃料， 應(yīng)勤加料，勤排渣，以提高氣化強度。對機械強度及熱穩(wěn)定性差 的固體燃料，則宜采用低燃料層氣化，以減少床層阻力。

19、綜上所 述，間歇式氣化過程的操作中，首先根據(jù)燃料的粒度與灰熔點確 定吹風階段的時間百分比，吹風風量及蒸汽用量。視爐溫情況調(diào) 整制氣各階段的時間分配，根據(jù)氣體成分調(diào)節(jié)加氮空氣量或空氣 吹凈時間。應(yīng)盡量維持氣化區(qū)位置的相對穩(wěn)定。防止因局部溫度過高造成嚴重結(jié)疤，或因出現(xiàn)風洞以及閥門泄漏而使煤氣中氧含 量增咼。應(yīng)做到綜合考慮，及時處理，以提咼制氣效率。4. 提出問題和解答問：整個生產(chǎn)過程中半水煤氣的含氧量控制在多少？答：理論值：0.5%，晉開：0.23%。問：一氧化碳和氫氣與氮氣比例？答：3.1-3.2。問：什么時候進料？ 答：下吹制氣加煤。4.3凈化4.3.1實習經(jīng)過2012年9月24日，由于我們是

20、去凈化的第二個分隊，師傅給我 們講解一下大致的過程，然后帶領(lǐng)我們?nèi)ボ囬g參觀學習。1. 凈化車間工藝流程從651來的半水煤氣經(jīng)655氣柜入口水封進入655氣柜，從655 氣柜出口水封進入電除塵，除塵后的半水煤氣進入煤氣風機進口總 管，通過風機加壓后大部分送往后工序， 少部分通過大循環(huán)閥回到進口煤氣總管，使煤氣系統(tǒng)保持相對平衡。從煤氣風機出來的半水煤氣 經(jīng)脫硫前冷卻塔降溫后進入三個并聯(lián)脫硫填料塔，與從塔頂噴淋而下 的脫硫溶液逆向接觸，以脫出半水煤氣中的 H2S。脫除H2S的半水煤 氣沿煤氣管進入三個并聯(lián)的冷卻塔底部自下而上冷卻降溫，降溫后的半水煤氣沿塔后兩根煤氣總管進合成壓縮機一段，半水煤氣壓縮機

21、加 壓后，從壓縮機三段出口進焦碳過濾氣，除去所夾帶的油污后進入加 壓變換半水煤氣預(yù)熱器殼程，與來自脫碳變煮器的變換氣換熱后， 溫 度升高，再進入半水煤氣換熱器I的管程與低變爐一段來氣換熱，然后經(jīng)蒸汽混合器，調(diào)節(jié)汽氣比后，送入半水煤氣換熱器H的管程，與 中變爐三段出來的中變氣換熱升到反應(yīng)溫度后進入中變爐一段，在催化劑的作用下進行絕熱反應(yīng)，經(jīng)一段反應(yīng)溫度升高后，進入增濕器I, 利用噴水汽化法直接加入水蒸汽或冷煤氣進行冷激降溫，降溫后的一段變換氣重新進入中邊路二段進行反應(yīng)，溫度升高后再次離開中變 爐，進入增濕器皿，采用與增濕器I同樣的方法使二段變換氣降溫， 降溫后的二段變換器，重新進入中變爐的三段進

22、行反應(yīng)，當CO滿足系統(tǒng)要求后，離開中變爐，高溫氣體進入半水煤氣換熱器H的殼程， 換熱后進入增濕器H,經(jīng)噴水降溫后進入低變爐一段，由于反應(yīng)放熱， 溫度升高，因此一段反應(yīng)后離開低變爐進入半水煤氣換熱器I的殼 程，與半水煤氣換熱降溫后，再進入低變爐二段進行低變反應(yīng)，使 CO滿足系統(tǒng)要求后離開低變爐，徹底完成CO的變換反應(yīng)，進入脫碳系統(tǒng)煮沸器，利用其熱量后，再次回到變換系統(tǒng)的半水煤氣預(yù)熱器 管程降溫后進入低變分離器，經(jīng)分離冷卻液后進入兩個并聯(lián)的變脫 塔，自下而上與從塔頂噴淋而下的脫硫溶液逆流接觸，脫除殘余HS后由塔頂進入塔后分離器，分離出所夾帶溶液后進入兩并聯(lián)的脫碳吸 收塔底部，與脫碳溶液在貧液段和半

23、貧液段逆向接觸，脫除大部分 CO后分別進入凈化氣冷卻器冷卻降溫，降溫后的凈化氣經(jīng)分離器分 離出溶液組分后進入精脫硫塔，脫除殘余的有機硫和HS后，沿“84” 總管進入壓縮機的4段和3D壓縮機進行后工序生產(chǎn)。2. 廠區(qū)凈化車間氣體輸送流程1. 進入655氣柜-2.除塵塔-3.靜電除塵塔-4.送入羅茨風機 t5.冷卻塔 6.脫硫塔（兩個，可串可并）7.清洗塔 8.靜電除焦塔（3個，并聯(lián)）-9.壓縮機一段 -10.加壓變化絲網(wǎng)過濾器 - 11.凈化爐 -12.前換熱器 -13.后換熱器 -14.變換爐一段 -15. 增濕器一段 -16.變換爐二段-17.增濕器二段 -18.變換爐三段-19.前換熱器管

24、程-20.軟水加熱器-21.變換氣冷卻器 -22.氣水 分離器 -23.兩個并聯(lián)的變脫塔 -24.PSA變壓吸附裝置 -25.兩個 精脫塔 26.壓縮機四段27.生產(chǎn)車間3. 主要工藝指標1.665 氣柜高度：3000-8000mB，大風天氣 3000-6000m32. 半脫出口 H2S的含量：80-150mg/m33. 壓縮一段進口溫度：冬季：w 30C，夏季w 40C4. 變換爐入口 H2S含量：80-150mg/m3 (根據(jù)生產(chǎn)要求調(diào)整)5. 變換爐熱點溫度：200-400 C6. 變脫后H2S的含量：w 10mg/n37. 精脫出口 H2S的含量：w 0.1ppm8. 凈化氣中CO2含

25、量：w 1.3%4. 生產(chǎn)原理1. 靜電除塵半水煤氣自上而下通過電除塵沉淀管時，在高壓靜電作用下，管中新電暈極產(chǎn)生電暈放電，形成不均勻電場，使煤氣中的塵粒被電離 或帶電向兩極移動，絕大部分粉塵移向陽極管(沉淀極)，被沿管內(nèi) 壁自上而下連續(xù)沖水帶出，電暈極上塵粒被間斷沖水沖走，從而使半 水煤氣中所含塵粒得以凈化進入 652風機崗位。2. 脫硫合成氨所需的原料氣，含有一定數(shù)量的硫化氫，其次是二硫化碳， 硫氧化碳，硫醇，硫醚和噻吩等有機硫。按脫硫劑的物理形態(tài)，脫硫方法可分為兩大類。1、干法脫硫(1) 無機硫：可用吸附法一一分子篩法接觸反應(yīng)法氧化鐵、氧化鋅、氧化錳法(2) 有機硫：轉(zhuǎn)化法、鉆鉬加氫法2

26、、濕法脫硫(1 )無機硫： 化學吸收法：氨水催化、ADA法、栲膠法、乙醇胺法等 物理吸收法：低溫甲醇洗滌法 物理、化學吸收法(2)有機硫冷NaOH吸收法(脫出硫醇)熱NaOH吸收法(脫出硫醚)目前晉開公司利用栲膠法氧化脫硫，自吸空氣噴射再生流程，其 反應(yīng)機理如下：(1)堿性溶液吸收硫化氫NaHS NaHCO3PH 85-9.2Na2 CO3 H 2 S (2)硫氫化鈉與偏釩酸鈉反應(yīng)生成焦釩酸鈉，析出單質(zhì)硫2NaHS 4NaVO3 H20： Na2V4O9 4NaOH 2S(3) 氧化態(tài)栲膠T(OH)O2將焦釩酸鈉氧化成偏釩酸鈉。即醌態(tài) 栲膠氧化四價釩，同時被還原成還原態(tài)栲膠T(OH) 3W2V

27、4O9 2T(OH )O2 2NaOH H2O 4NaVOs 2T(OH)3(4) 還原態(tài)栲膠的氧化O2 T(OH)3 T(OH)O2 H2O2(5) 反應(yīng)生成的NaHC仔口 NaOP作用生成NqCONaHCO3 + NaOH t Na2CO3 + H 2O(6) 未能被氧化的 /、HS被HQ氧化4 +5 +H 2O2 2V =2 2OH -H2O2 HS二 H2O S OH _(7) 副反應(yīng) 若氣體含有CO、HCN O將發(fā)生下列副反應(yīng)Na2CO3 CO2 H2O 二 2NaHCO3Na2CO3 HCN S 二 NaHCO3 NaCNS 2NaHS 2O2 二 Na2S2O3 H2O HQ與硫

28、化物將發(fā)生下列反應(yīng)4H2O2 2HS_ = 5H 2O S2Of_H2O2 S2Of_ 二 so2h2o3. 加壓變換由固體原料制得的半水煤氣含有 30噓右的CQ CO并不是合成 氨生產(chǎn)所需要的原料氣，反而可使氨合成觸媒中毒，因此在合成前必 須將其除掉。工業(yè)上從用掛在觸媒的作用下，用水蒸汽和CO乍用，大部分CO轉(zhuǎn)化為易被脫除的CO,同時獲得合成氨所必須的氫氣，并 放出大量熱，其反應(yīng)式為：CO H2O CO2 H2, H 298 二-41.16kJ/mol由反應(yīng)式知：(1) 反應(yīng)前后體積不變，從化學平后角度來看，提高壓力不能 使化學反應(yīng)向正方向移動。但提高壓力，可以是反映速度加快。(2) 反應(yīng)為

29、放熱反應(yīng)，降低溫度反應(yīng)向右移動，有利于 CO的變換。但觸媒只有在一定溫度下才具有較高的活性，所以一般操作溫度都是根據(jù)出酶活性溫度的不同而不同，一般中變觸媒的操作溫度為 350-500 C,低變觸媒的操作溫度在 190-300 C。(3) 增加反應(yīng)物蒸汽的量可以使反應(yīng)向右移動，有利于提高CO 變換率，但CO變換率并不是與蒸汽量成正比增加。同時蒸汽用量過大，系統(tǒng)阻力增加，冷卻負荷大，對低變爐內(nèi)催化劑不利、腐蝕范圍 擴大等所以要有適當?shù)钠麣獗?。加壓變換一般控制蒸汽 /煤氣=0.44. 脫碳變壓吸附過程包括吸收一段、吸收二段和精脫。其裝置為兩組串 聯(lián)的吸附罐和兩個串聯(lián)的精脫塔以及一系列的真空泵和緩沖罐

30、。在吸附一段里，經(jīng)過十次均壓(十次升壓和十次降壓)，將二氧 化碳的含量控制在8.0%-10.0%左右；在吸附二段里，經(jīng)過九次均壓， 將二氧化碳的含量控制在W 1.3%。吸附罐中的主要吸附物為硅膠，它 在最上層，接下來是活性炭層，最下層是 AbQ層?；钚蕴恐饕?H2S等物質(zhì)，AGO層主要吸附氣體中的水蒸氣。但是，在吸附二段里 吸附罐中沒有AI2Q層，因為水蒸氣在吸附一段里已經(jīng)吸收殆盡。每個精脫塔分兩段，每段填充一種吸附劑，兩個精脫塔中共四種 吸附劑。主要用于吸收無機硫、有機硫、氯離子和羥基鐵等對于后續(xù) 工序里催化劑有影響的物質(zhì)。從精餾塔里流出的氣體進入下一流程。4.4合成氨在尿素的合成過程中

31、，最基本的原料是氨氣和二氧化碳，而氨氣 的合成是其中的重中之重，原料氨的生產(chǎn)成本直接影響著整個尿素合 成的成本，而晉開化工集團的氨的合成就是依靠山西晉煤集團強大的 煤炭供應(yīng)作為后盾的。下面介紹的就是氨的合成工藝。1. 合成氨概述合成氨工業(yè)誕生于本世紀初，其規(guī)模不斷向大型化方向發(fā)展，目前大型氨廠的產(chǎn)量占世界合成氨總產(chǎn)量的 80%以上。氨是重要的無機化工產(chǎn)品之一，在國民經(jīng)濟中占有重要地位。除液氨可直接作為肥料 外，農(nóng)業(yè)上使用的氮肥，例如尿素、硝酸銨、磷酸銨、氯化銨以及各 種含氮復(fù)合肥，都是以氨為原料的。合成氨是大宗化工產(chǎn)品之一，世 界每年合成氨產(chǎn)量已達到1億噸以上，其中約有80%勺氨用來生產(chǎn)化 學

32、肥料，20%乍為其它化工產(chǎn)品的原料。德國化學家哈伯1909年提出了工業(yè)氨合成方法，即“循環(huán)法”， 這是目前工業(yè)普遍采用的直接合成法。反應(yīng)過程中為解決氫氣和氮氣 合成轉(zhuǎn)化率低的問題，將氨產(chǎn)品從合成反應(yīng)后的氣體中分離出來，未反應(yīng)氣和新鮮氫氮氣混合重新參與合成反應(yīng)。合成氨反應(yīng)式如下：N2+3H鳥 2NH3合成氨的主要原料可分為固體原料、液體原料和氣體原料。經(jīng)過 近百年的發(fā)展，合成氨技術(shù)趨于成熟，形成了一大批各有特色的工藝 流程，但都是由三個基本部分組成，即原料氣制備過程、凈化過程以 及氨合成過程。合成氨的原料主要是天然氣，近些年來，隨著天然氣石油資源的 逐漸減少，煤作為一種替代型原料越來越受到重視，

33、 越來越多的化工 廠開始采用煤作為主要原料來制造含氫和氮的粗原料氣。而這次實習 所在的晉開化工集團的母公司山西晉煤集團有著深厚的煤業(yè)背景，因此其旗下的化工子公司大多采用煤作為其原料。 由于這次實習主要是 在尿素生產(chǎn)車間，因此對于合成氨方面的了解僅限于企業(yè)導(dǎo)師的講解 和提供的資料以及我自己從各個途徑獲得的各項資料。下面我將從煤這個方面對合成氨的工藝流程就行介紹。1. 制備(1) 原料氣制備 將煤制成含氫和氮的粗原料氣。對于固體原料煤 和焦炭，通常采用氣化的方法制取合成氣； 渣油可采用非催化部分氧 化的方法獲得合成氣；對氣態(tài)烴類和石腦油，工業(yè)中利用二段蒸汽轉(zhuǎn) 化法制取合成氣。(2) 凈化 對粗原料

34、氣進行凈化處理，除去氫氣和氮氣以外的雜質(zhì)，主要包括變換過程、脫硫脫碳過程以及氣體精制過程。 一氧化碳變換過程在合成氨生產(chǎn)中，各種方法制取的原料氣都含有 CO其體積分 數(shù)一般為12%40%合成氨需要的兩種組分是 H2和N2,因此需要除 去合成氣中的CO變換反應(yīng)如下：CO+H2OHI2+ CO2 =-41.2kJ/mol 0298H 由于CO變換過程是強放熱過程，必須分段進行以利于回收反應(yīng) 熱，并控制變換段出口殘余 CO含量。第一步是高溫變換，使大部分 CC轉(zhuǎn)變?yōu)镃02和H2;第二步是低溫變換，將 CO含量降至0.3%左右。 因此，CO變換反應(yīng)既是原料氣制造的繼續(xù)，又是凈化的過程，為后 續(xù)脫碳過程

35、創(chuàng)造條件。 脫硫脫碳過程各種原料制取的粗原料氣，都含有一些硫和碳的氧化物，為了防 止合成氨生產(chǎn)過程催化劑的中毒，必須在氨合成工序前加以脫除，以 天然氣為原料的蒸汽轉(zhuǎn)化法，第一道工序是脫硫，用以保護轉(zhuǎn)化催化 劑，以重油和煤為原料的部分氧化法，根據(jù)一氧化碳變換是否采用耐 硫的催化劑而確定脫硫的位置。工業(yè)脫硫方法種類很多，通常是采用 物理或化學吸收的方法，常用的有低溫甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二 醇二甲醚法(Selexol)等。粗原料氣經(jīng)CO變換以后，變換氣中除 H2外，還有C02 CO和CH4等組分，其中以CO2含量最多。CO2既是氨合成催化劑的毒物， 又是制造尿素、碳酸氫銨等氮肥的重要原

36、料。因此變換氣中CO2的脫 除必須兼顧這兩方面的要求。一般采用溶液吸收法脫除CO2根據(jù)吸收劑性能的不同，可分為 兩大類。一類是物理吸收法，如低溫甲醇洗法(Rectisol)，聚乙二醇 二甲醚法(Selexol)，碳酸丙烯酯法。一類是化學吸收法，如熱鉀堿 法，低熱耗本菲爾法，活化 MDE法, MEA法等。4 氣體精制過程經(jīng)CC變換和CO2兌除后的原料氣中尚含有少量殘余的 CO和CO2 為了防止對氨合成催化劑的毒害，規(guī)定CO和CO2總含量不得大于10cm3/m3體積分數(shù))。因此，原料氣在進入合成工序前，必須進行原 料氣的最終凈化，即精制過程。目前在工業(yè)生產(chǎn)中，最終凈化方法分為深冷分離法和甲烷化法。

37、 深冷分離法主要是液氮洗法，是在深度冷凍 ( 2NH3(g) =-92.4kJ/mol2. 合成氨的催化機理熱力學計算表明，低溫、高壓對合成氨反應(yīng)是有利的， 但無催化 劑時，反應(yīng)的活化能很高，反應(yīng)幾乎不發(fā)生。當采用鐵催化劑時，由 于改變了反應(yīng)歷程，降低了反應(yīng)的活化能，使反應(yīng)以顯著的速率進行。 目前認為，合成氨反應(yīng)的一種可能機理，首先是氮分子在鐵催化劑表 面上進行化學吸附，使氮原子間的化學鍵減弱。接著是化學吸附的氫 原子不斷地跟表面上的氮分子作用，在催化劑表面上逐步生成一NH NH2和 NH3最后氨分子在表面上脫吸而生成氣態(tài)的氨。上述反應(yīng)途徑可簡單地表示為：xFe + N2 f FexNFexN

38、 + H吸f FexNHFexNH + H吸f FexNH2FexNH2 + H吸 FexNH3xFe+NH3在無催化劑時，氨的合成反應(yīng)的活化能很高，大約335 kJ/mol。加入鐵催化劑后，反應(yīng)以生成氮化物和氮氫化物兩個階段進行。第一 階段的反應(yīng)活化能為126 kJ/mol 167 kJ/mol ,第二階段的反應(yīng)活 化能為13 kJ/mol。由于反應(yīng)途徑的改變（生成不穩(wěn)定的中間化合物）， 降低了反應(yīng)的活化能，因而反應(yīng)速率加快了。3. 催化劑的中毒催化劑的催化能力一般稱為催化活性。 有人認為：由于催化劑在 反應(yīng)前后的化學性質(zhì)和質(zhì)量不變，一旦制成一批催化劑之后，便可以 永遠使用下去。實際上許多催

39、化劑在使用過程中，其活性從小到大， 逐漸達到正常水平，這就是催化劑的成熟期。接著，催化劑活性在一一 段時間里保持穩(wěn)定，然后再下降，一直到衰老而不能再使用?；钚员?持穩(wěn)定的時間即為催化劑的壽命，其長短因催化劑的制備方法和使用 條件而異。催化劑在穩(wěn)定活性期間，往往因接觸少量的雜質(zhì)而使活性明顯下 降甚至被破壞，這種現(xiàn)象稱為催化劑的中毒。一般認為是由于催化劑 表面的活性中心被雜質(zhì)占據(jù)而引起中毒。中毒分為暫時性中毒和永久性中毒兩種。例如，對于合成氨反應(yīng)中的鐵催化劑，02、CO C02和水蒸氣等都能使催化劑中毒。但利用純凈的氫、氮混合氣體通過中毒 的催化劑時，催化劑的活性又能恢復(fù)，因此這種中毒是暫時性中毒

40、。相反，含P、S、As的化合物則可使鐵催化劑永久性中毒。催化劑中 毒后，往往完全失去活性，這時即使再用純凈的氫、氮混合氣體處理， 活性也很難恢復(fù)。催化劑中毒會嚴重影響生產(chǎn)的正常進行。工業(yè)上為了防止催化劑中毒，要把反應(yīng)物原料加以凈化，以除去毒物，這樣就 要增加設(shè)備，提高成本。因此，研制具有較強抗毒能力的新型催化劑， 是一個重要的課題。4.4.5尿素的生產(chǎn)工藝1.尿素的基本性質(zhì)尿素的化學命名為碳酸銨，分子式是 C0 NH2 2.尿素是無色，無 嗅，無味的針狀或棱柱狀結(jié)晶，工業(yè)產(chǎn)品為白色，含氮量為 46.6%, 分子量為60.04。熔點：132.7 C重度：20C-40 C ,1,335 9/曲3

41、（固體）,1.4 g/cm3 （粒狀）。比重變化量：每1C 0.00020833假比重：0.52-0.64 g/cm ,0.7-0.75 g/cm （粒狀）溶解度：易溶于水和液氨中，稍溶于甲醇、苯中，不溶于三氯甲烷、醚類中。溫度在30 C以上，尿素在液氨中溶解度較水中的溶解度大2. 尿素合成的基本原理用氨和Cd合成尿素的反應(yīng)，通常認為是按以下兩個步驟，在合 成塔內(nèi)連續(xù)進行：第一步：氨與C2作用生成氨基甲酸銨2NH 3 C2 二 NH 4cNH 2 Q1第二步：氨基甲酸銨脫水生成尿素NH 4COONH 2 二 C NH 2 2 H 2 - Q2這兩個反應(yīng)都是可逆反應(yīng)，反應(yīng)（1）是放熱反應(yīng)，在常溫

42、下實 際上可以進行到底，在100kg/cm3、150C時，反應(yīng)進行的很快、很完 全，為瞬時反應(yīng)，而反應(yīng)（2）是吸熱反應(yīng)，進行的比較緩慢，且不 完全，這就使其成為合成尿素的控制反應(yīng)。實驗證明，尿素不能在氣相中直接形成，固體的氨基甲酸銨加熱 時尿素的生成速度比較慢，而在液相中反應(yīng)才較快。所以，尿素的生 產(chǎn)過程要求在液相中進行，即氨基甲酸銨必須呈液態(tài)存在。溫度要高 于熔點145-155 C,因此，決定了尿素的合成要在高溫下進行。氨基甲酸銨是個不穩(wěn)定化合物，加熱時很容易分解，在常溫下60 C就可以完全分解，制取尿素時為了使氨基甲酸銨呈液態(tài)，采用 了較高溫度，所以必需采用高壓。由上可知，合成尿素的反應(yīng)的

43、基本 特點是高溫、高壓下的液相反應(yīng)，并且是可逆放熱反應(yīng)。3. 尿素合成工藝條件的選擇（1）過剩氨過剩氨是比較NH4和CO?化學反應(yīng)量所多的氨，常以百分率表示， 或NH4 /C2表示。過剩氨可以使反應(yīng)的平衡趨向生成尿素的一方，使產(chǎn)率提高。過剩氨也可以合成速度加快，提高尿素產(chǎn)率，過剩氨的存 在，可與系統(tǒng)中的水結(jié)合，從而降低了水的濃度，抑制了副反應(yīng)的發(fā) 生。NH4COONH2 H2oNH42CO2NH4 2CO NH4HCO3 NH 2NH4HCO NH4 CO2 h2o過剩氨的存在，帶走了一部分氨基甲酸銨的生成熱， 不僅有利于 反應(yīng)平衡趨向生成尿素的方向，提高尿素產(chǎn)率，而且有利于維持塔內(nèi) 反應(yīng)的自

44、熱平衡，簡化了合成塔的結(jié)構(gòu)，過剩氨的存在，抑制了氫酸 和氫酸氨的生成，降低了對合成塔的腐蝕。但過剩氨的存在也帶來一 些不利影響：過剩氨的增加過大，二氧化碳轉(zhuǎn)化率增加率也逐漸增加， 并且提 高了合成塔內(nèi)反應(yīng)系的平衡壓力； 過剩氨的增加，會破壞反應(yīng)物的自 然平衡，為維持合成塔內(nèi)頂定溫度，就必須提高濃氨預(yù)熱溫度；過剩 氨的增加，會是反應(yīng)混合物的比重下降，所需反應(yīng)釜的容積加大，處 理未生成尿素的反應(yīng)物的設(shè)備也更大，動力消耗增加。因此，在尿素水溶液全循環(huán)法中nh/c。2比一般在3.5-4.1。(2) 水份水是尿素合成過程中的產(chǎn)物，水存在可以降低氨基甲酸銨的熔 點，有利于尿素的合成，氨基甲酸銨可以溶解在水

45、中，故可以消除氨 基甲酸銨的堵塞現(xiàn)象。但是從化學反應(yīng)平衡考慮，過量水的存在阻止合成反應(yīng)向著生成 尿素的方向移動，促進氨基甲酸銨水解等付反應(yīng)的進行。 造成C02轉(zhuǎn) 化率的下降，甚至引起合成與分解的操作條件惡性循環(huán)， 水的存在也 使合成塔腐蝕加劇。因此在水溶液全循環(huán)中，正常生產(chǎn)時避免向合成 塔內(nèi)送水，在過剩氨回收和液相循環(huán)中，也應(yīng)力求減少水分進入合成 塔，在工業(yè)生產(chǎn)中進行合成塔物料 H2/c2為1/0.65。（3）C2的純度CO2的純度低，不僅會降低C2的轉(zhuǎn)化率，而且會造成合成塔的 腐蝕，生產(chǎn)實踐證明C2%在 86-100%時，純度每下降1%C2的轉(zhuǎn)化率 下降0.6%左右。因此生產(chǎn)中過頂二氧化碳的

46、純度要在 98%以上。（4）溫度和壓力溫度越高尿素達最大產(chǎn)率的時間越短，即反應(yīng)速度越快，合成 塔的生產(chǎn)強度也就提高，但溫度越高，尿素產(chǎn)率的提高逐漸減慢，同 時反應(yīng)溫度的提高也必須使合成系統(tǒng)的平衡壓力提高，腐蝕速度增 加，為保證尿素在液相中生成和一定的反應(yīng)速度，對設(shè)備制造和防腐問題，合成塔的操作溫度控制在185-190 C為宜。合成塔的操作壓力，必須大于操作條件下的平衡壓力，否則會 使氨基甲酸銨離解，溶液中氨氣化，轉(zhuǎn)化率下降，但操作壓力過高， 會使動力消耗增加，設(shè)備制造強度加大。因此合成塔的操作壓力高于 其操作條件下平衡壓力10-30氣壓較好。4. 尿素的生產(chǎn)原理尿素水溶液在加熱過程中其熱穩(wěn)定性

47、較差，在溶液加熱達到一定溫度以上就可能發(fā)生尿素水解反應(yīng)和縮二脲的生成反應(yīng)，其反應(yīng)如下：2NHCONHNHCONHCONIHH3NHC0NH+2H0=(NH) 2CO=2NH3+ CO2+2O兩個副反應(yīng)由于受溫度、加熱時間、溶液面上氣氨分壓等因素的 影響。因此，尿液蒸發(fā)過程的操作壓力越低，相應(yīng)飽和尿液濃度就越 高，如果達到相同濃度，蒸發(fā)壓力高，相應(yīng)所需溫度也高。為減少副產(chǎn)物的生成，避免出現(xiàn)結(jié)晶困難的問題，通常采用兩段 蒸發(fā)流程：一段蒸發(fā)的目的是在較低的壓力下首先蒸發(fā)掉大量的水， 然后在更低的壓力下進行二段蒸發(fā)， 已達到最后的濃度，兩端蒸發(fā)的 分界線是根據(jù)傳熱溫差和冷卻水溫度而定的。5. 工藝流程

48、介紹其生產(chǎn)工藝流程特點是采用了二段分解、三段吸收、二段蒸發(fā)、 自然通風的造粒流程，設(shè)計中未考慮解析系統(tǒng)，碳化氨水送碳氨母液 槽。本流程分為壓縮、合成、分解系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、蒸發(fā)造粒四個生 產(chǎn)過程，整個生產(chǎn)為單系統(tǒng)生產(chǎn)。其具體流程為：由合成車間送來的液氨經(jīng)預(yù)熱進入高壓氨泵P06401,為了避免高壓氨泵P06401的氣塞，液氨的溫度比上述壓力下的沸點最少低 10C，通過高壓氨泵將壓力提高到 16.0MPa .出高壓氨泵P06401的 液氨送入高壓噴射器J20203,將高壓洗滌器E20205出來的甲銨液增 壓，一并送入高壓甲銨冷凝器 E20204的頂部。由合成車間送來的C02經(jīng)冷卻后進入二氧化碳壓縮機，經(jīng)四段壓 縮后送入汽提塔C20202底部。將溶液中的NH3和C02趕出，汽提塔 頂部出氣要送入高壓甲銨冷凝器 E202044的頂部，