化工學認識實習報告.doc

認識實習報告班級：化1006 姓名： 高令博 院系：化工與環(huán)境生命學部一、實習目的認識實習是實現(xiàn)本科教學培養(yǎng)目標的重要實踐環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)計劃的重要組成部分。通過認識實習，可以對以后的化工原理反應(yīng)工程等課程的學習有很好的感性認識，有利于理論和實際更好的結(jié)合和理解。有利于增強化工實際生產(chǎn)知識和經(jīng)濟管理模式，培養(yǎng)工程觀念。為學習工程技術(shù)、專業(yè)理論以及課程打下良好的基礎(chǔ)。二、實習時間：6月18日至7月16日三、實習單位：大化集團大連碳化工有限公司四、實習內(nèi)容：1.單位介紹即公司簡介： 大化集團大連碳化工有限公司坐落于大連市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)大孤山石化園區(qū)，西北與北良港相接，西南臨海，東與30萬噸礦石碼頭和大連新港相連，北靠大孤山，地理位置優(yōu)越，氣候宜人。公司現(xiàn)有員工270人，公司設(shè)7個部門?？傎Y產(chǎn)15億元，占地28.57公頃。大化集團大連碳化工有限公司以“創(chuàng)一流企業(yè)，出一流產(chǎn)品，育一流人才”為企業(yè)宗旨，始終堅持技術(shù)創(chuàng)新，管理創(chuàng)新，制度創(chuàng)新，文化創(chuàng)新，通過體制機制創(chuàng)新，把公司發(fā)展成為以碳一化工為主的現(xiàn)代化企業(yè)。主要產(chǎn)品有甲醇，副產(chǎn)品有液氧、液氮、液氬、硫磺和二氧化碳氣體。甲醇：30萬噸/年 硫磺：1萬噸/年 。2. 工藝原理、原料來源、產(chǎn)品指標及操作規(guī)程;由五環(huán)科技股份有限公司設(shè)計，氣化采用謝爾加壓粉煤氣化，氣化爐內(nèi)件、燒嘴、及關(guān)鍵設(shè)備進口；部分一氧化碳耐硫變換；低溫甲醇洗采用大連理工大學的工藝包，脫除酸性氣體；冷凍工序采用離心壓縮機給低溫甲醇洗提供冷量；低壓甲醇合成采用冷管式等溫型甲醇合成塔，浙江林達公司技術(shù)；低壓甲醇三加一塔精餾流程；并配套克勞斯硫回收；甲醇罐區(qū)、公用工程和輔助工程等。（1）空氣分離原理：處于露點溫度的空氣，穿過比它溫度低的氧、氮組成的液體層時，則氣、液之間由于溫度差的存在，要進行熱交換，溫度低的液體吸收熱量開始蒸發(fā)，其中氮組份首先蒸發(fā)，溫度較高的氣體冷凝，放出冷凝熱，氣體冷凝時，首先冷凝氧組份。這過程一直進行到氣相和液相溫度相等為止，也即氣、液相處于平衡狀態(tài)。這時液相中由于蒸發(fā)，使氮組份減小，同時由于氣相冷凝的氧也進入液相，因此液相氧濃度增加了。多次重復上述過程，氣相的氮濃度就能不斷增加，液相的氧濃度也能不斷增加，最后可獲得足夠數(shù)量的高純度氣氮和液氧，達到精餾的目的。空分的精餾是通過精餾塔來實現(xiàn)的。（2）Shell（殼牌）煤氣化反應(yīng)原理Shell（殼牌）干粉煤氣化工藝（SCGP）是一種加壓氣流床粉煤氣化技術(shù)，是粉煤在氧（O2）、水蒸氣（H2O）存在條件下，在氣化爐內(nèi)15001700下進行部分氧化反應(yīng)，其目的是生產(chǎn)合成氣CO+H2滿足甲醇合成的需要。氣流床氣化過程實際上是粉煤在高溫下的熱化學反應(yīng)過程。由于在氣化爐內(nèi)高溫條件下發(fā)生多相反應(yīng)，反應(yīng)過程極為復雜，可能進行的化學反應(yīng)很多。在高溫條件下，生成的粗合成氣中主要含CO、H2、CO2、H2O、N2和少量的H2S、COS及CH4等。在氣流床氣化爐中進行的氣化反應(yīng)過程及反應(yīng)方程可概括如下。a.粉煤的干燥及裂解與揮發(fā)物的燃燒氣化由于氣流床氣化反應(yīng)溫度很高，粉煤受熱速度極快，可以認為粉煤中的殘余水分瞬間快速蒸發(fā)，同時發(fā)生快速的熱分解脫除煤中揮發(fā)分，生成半焦和氣體產(chǎn)物（CO、H2、CO2、H2S、N2、CH4及其它碳氫化合物CmHn）。生成的氣體產(chǎn)物中的可燃成分（CO、H2、CH4、CmHn），在富含氧氣的條件下，迅速與O2發(fā)生燃燒反應(yīng)，并放出大量的熱，使粉煤夾帶流溫度急劇升高，并維持氣化反應(yīng)的進行。CmHn+（m+n/4）O2m CO2+（n/2）H2O （1）CmHn+（m/2）O2m CO+（n/2）H2 （2）2 CO+ O22 CO2 （3）2 H2+ O22 H2O （4）CH4+2O22 H2O+CO2 （5）b固體顆粒與氣化劑（氧氣、水蒸氣）間的反應(yīng)脫除揮發(fā)分的粉煤固體顆?；虬虢怪械墓潭ㄌ迹诟邷貤l件下，與氣化劑進行氣化反應(yīng)。揮發(fā)分的燃燒反應(yīng)后剩下的氧（O2）與碳（C）發(fā)生燃燒和氣化反應(yīng)，使氧（O2）消耗怠盡。C+ O2CO2 （6）2C+ O22CO （7）熾熱的半焦與水蒸氣進行還原反應(yīng)，生成CO、H2和CO2。C+ H2OH2+ CO （8）C+2H2O2H2+CO2 （9）c生成的氣體與固體顆粒間的反應(yīng)高溫的半焦顆粒，除與氣化劑氧氣和水蒸氣進行氣化反應(yīng)外，與反應(yīng)生成氣也存在氣化反應(yīng)。C+ CO22CO （10）C+2H2CH4 （11）煤中的硫，在高溫還原性氣體存在的條件下，與H2和CO反應(yīng)生成H2S和COS。（1/2）S2+ H2H2S （12）（1/2）S2+COCOS （13）d反應(yīng)生成氣體彼此間進行的反應(yīng)氣化反應(yīng)生成的氣體，在高溫條件下，活性很強。在它們自身被生成的同時，其相互之間也存在著可逆反應(yīng)。CO+H2OH2+ CO2 （14）CO+3H2CH4+H2O （15）CO2+4H2CH4+2H2O （16）2CO+2H2CH4+ CO2 （17）H2S+COCOS+ H2 （18）上述反應(yīng)都伴隨著熱效應(yīng)發(fā)生。熱效應(yīng)分兩種形式：一是放熱反應(yīng)，包括CO2反應(yīng)、COO2反應(yīng)、H2O2反應(yīng)、水煤氣變換反應(yīng)和甲烷的生成反應(yīng)；二是吸熱反應(yīng)，包括CCO2反應(yīng)及CH2O反應(yīng)等。另外，根據(jù)相數(shù)又可分為均相反應(yīng)和非均相反應(yīng)。均相反應(yīng)是指在均一的同一氣相混合物中各種氣體之間進行的反應(yīng)；非均相反應(yīng)是指在固定碳的界面上半焦與氣體之間進行的反應(yīng)。上述反應(yīng)（1）（5）和反應(yīng)（14）（18）為均相反應(yīng)；反應(yīng)（6）（13）為非均相反應(yīng)。（3）低溫甲醇洗原理低溫甲醇洗是一種典型物理吸收過程。物理吸收和化學吸收的根本不同點在于吸收劑與氣體溶質(zhì)分子間的作用力不同。物理吸收中，各分子間的作用力為范德華力；而化學吸收中為化學鍵力。這二者的區(qū)別構(gòu)成它們在吸收平衡曲線、吸收熱效應(yīng)、溫度對吸收的影響、吸收選擇性以及溶液再生等方面的不同。在低溫下，甲醇對酸性氣體的吸收是很有利的。當溫度從20-40時，CO2的溶解度約增加6 倍，吸收劑的用量也大約可減少6 倍。低溫下，COS、 H2S、NH3等其他硫化物都一起脫除，而H2、CO等有用氣體則損失較少（4）硫回收裝置原理主燃燒爐反應(yīng)：2H2S + 3O2 2SO2 + 2H2O2COS + 3O2 2SO2 + 2CO2克勞斯反應(yīng)方程式：2H2S + SO2 2S + 2H2O3.主要設(shè)備及管線分布，車間總體布局。主要設(shè)備名稱、結(jié)構(gòu)、性能、材質(zhì)以及選材的依據(jù)，設(shè)備參數(shù)操作條件以及控制方法。（1）空氣分離裝置空氣分離裝置是用深度冷凍的方法把空氣分離成氧氣和氮氣的裝置。是一套采用填料塔、液氧泵內(nèi)壓縮和前段預(yù)凈化流程的制氧裝置。即采用常溫分子篩預(yù)凈化，空氣增壓透平膨脹機提供裝置所需冷量，空氣增壓膨脹，雙塔精餾，液氧泵內(nèi)壓縮流程，同時設(shè)有全精餾制氬系統(tǒng)，液體貯存系統(tǒng)。整套裝置的控制、聯(lián)鎖由DCS系統(tǒng)完成，流程和工藝遵循最先進和最通用的國際慣例，操作穩(wěn)定。本裝置的任務(wù)是：將空氣經(jīng)過空氣過濾、壓縮、空氣預(yù)冷、分子篩純化、雙塔精餾，獲得產(chǎn)品氮氣和氧氣。氮氣用于系統(tǒng)置換、吹除、試壓、煤氣輸送、氮氣保護等；氧氣用于煤氣化原料，制取粗合成氣。同時設(shè)置的全精餾制氬系統(tǒng)，生產(chǎn)氬氣作為產(chǎn)品出售。裝置的主要特點采用內(nèi)壓縮空氣膨脹流程：本裝置采用液氧內(nèi)壓縮空氣膨脹流程，即采用空壓機+液氧泵+空氣增壓膨脹機并通過換熱器系統(tǒng)的合理組織來取代外壓流程氧壓機。針對用氧壓力高，裝置規(guī)模大的特點，選擇這一流程是最安全可靠的，同時也是經(jīng)濟合理的。（2）硫回收裝置硫回收裝置包括硫磺回收工序和硫磺包裝及貯運工序。硫回收裝置采用三級克勞斯回收工藝處理來自酸性氣體脫出工序的酸性氣體并將回收的液硫進一步加工成副產(chǎn)品硫磺4.工藝流程敘述 （1）空分工序空氣經(jīng)過空氣過濾、壓縮、空氣預(yù)冷、分子篩純化、雙塔精餾，獲得產(chǎn)品氮氣和氧氣。氮氣用于系統(tǒng)置換、吹除、試壓、煤氣輸送、氮氣保護等；氧氣用于煤氣化原料，制取粗合成氣。同時設(shè)置的全精餾制氬系統(tǒng)，生產(chǎn)氬氣作為產(chǎn)品出售。（2）煤儲運及粉煤工序原料煤經(jīng)磨煤機磨碎到符合要求的粒度(10%5m,90%90m)，由熱風爐的熱煙氣將煤粉干燥，使其水份小于2%(Wt)。采用高壓CO2/N2將煤粉加壓，由高壓CO2/N2將煤粉通過管道送入氣化爐燒嘴。粉煤與來自空分裝置的氧氣在高溫高壓的氣化爐中發(fā)生部分氧化反應(yīng)，生成以(CO+H2)為主要成分的合成氣，經(jīng)回收熱量后，再經(jīng)干法除塵和濕法洗滌，獲得符合要求的合成氣送往下游甲醇裝置。（3）煤氣化工序來自碎煤+石灰石貯運系統(tǒng)的原料經(jīng)磨粉和干燥、煤粉加壓輸送工序由高壓CO2/N2氣將粉煤送至氣化爐噴嘴。來自空分裝置的氧氣經(jīng)預(yù)熱后導入噴嘴。粉煤、氧氣及蒸汽在氣化爐內(nèi)的高溫加壓條件下發(fā)生部分氧化反應(yīng)，出氣化爐頂部約1500的高溫煤氣由除塵冷卻（除灰、濕洗）后的冷煤氣激冷至900左右進入合成氣冷卻器。經(jīng)回收熱量后的煤氣進入干法除塵（高壓高溫飛灰過濾器）、濕法洗滌系統(tǒng)（文丘里和洗滌塔），洗滌后溫度約160、塵含量小于1mg/Nm3的煤氣送往下游的甲醇裝置。合成氣冷卻器及氣化爐水冷壁副產(chǎn)的部分中壓蒸汽送煤氣化裝置自用、一氧化碳變換工序使用外，其余經(jīng)過熱并入中壓過熱蒸汽管網(wǎng)。濕法洗滌系統(tǒng)排出的含灰水大部分經(jīng)處理后循環(huán)使用，小部分含灰水經(jīng)閃蒸、沉降及汽提處理后送污水處理裝置進一步處理。閃蒸氣及汽提氣送硫磺回收裝置處理后排放。 (4)U-1100磨煤及干燥工序a)根據(jù)煤種灰分分析及灰熔點等煤灰的特性,按比例添加助熔劑石灰石,以降低所使用煤的灰熔點,使煤渣粘度與氣化溫度達成很好平衡，以滿足煤氣化生產(chǎn)的要求。b)混配后的碎煤/石灰石在磨煤機被輥子磨成粉，同時被熱的惰性氣流干躁，惰性氣流進磨煤機的進口溫度在140300，粉煤/石灰排出磨煤機的溫度為100110，粒度為90% 90m， 10% 5m，水分2%，煤粉由煤粉袋濾器輸送至煤粉加壓和給料工序（U-1200）。(5)U-1200煤加壓及進料工序干燥后粉煤用氮氣輸送至煤粉貯倉，經(jīng)煤粉鎖斗系統(tǒng)加壓將粉煤輸送至煤粉給料倉，再由高壓CO2/N2將煤粉均勻送至煤氣化及冷卻工序（U-1300）的氣化爐煤燒嘴中去。(6)U-1300煤氣化及冷卻工序a)干煤粉與氣化劑純氧和水蒸氣經(jīng)煤燒嘴一起進入氣化爐，在15001700高溫和4.0Mpa高壓下瞬間完成煤的氣化反應(yīng)，生成CO+H2含量很高且夾帶飛灰的粗合成氣由下向上從氣化爐頂排出。為防止飛灰黏結(jié)在后序設(shè)備，在氣化爐出口處噴入除塵冷卻后的低溫（約200）無灰塵的合成氣，將其激冷至900左右，使飛灰成為固態(tài)自流入氣化爐下部的渣池，粗合成氣經(jīng)輸氣管進入合成氣冷卻器回收熱量，降至340左右進入后部除灰工序（U-1500）。b)高溫粗合成氣的大量顯熱，在氣化爐的水冷壁和合成氣冷卻器內(nèi)得到回收，根據(jù)蒸汽平衡（生產(chǎn)需要），可產(chǎn)生中壓的飽和蒸汽和過熱蒸汽，部分自用，其余外送，供一氧化碳變換等工序使用。 c)煤中的灰分在高溫下大部分呈熔融態(tài)，沿氣化爐水冷壁向下流動，在氣化爐下部渣池水浴，脆裂固化成細小顆粒。(7)U-1400除渣工序煤中所含礦物質(zhì)大多數(shù)以熔渣的形式留在氣化區(qū)，由于高的氣化溫度保證了熔渣沿水冷壁自由流入氣化爐底部渣池中。熔渣與水浴接觸，固化成密實的玻璃顆粒，然后通過鎖渣系統(tǒng)被脫除并洗滌。脫水后正常被運離現(xiàn)場做修路材料。含有非常細小的渣和未轉(zhuǎn)化顆粒的洗滌水被送至SSS（酸性灰漿氣提塔）的澄清/增稠/過濾部分。澄清水（部分）循環(huán)，細渣濾餅及從灰漿汽提塔部分回收的固體循環(huán)至磨煤與干燥工序。(8)U-1500除灰工序離開合成氣冷卻器夾帶在粗合成氣中的飛灰在高溫高壓陶瓷過濾器中被從合成氣物流中連續(xù)脫除。無灰的合成氣部分用做激冷氣，其余部分，作為產(chǎn)品氣送至濕洗部分，主要脫除鹵化物，以適應(yīng)下游工藝的要求。HPHT過濾器用熱的超高壓氮氣反吹。飛灰收集在過濾器底部并通過鎖斗系統(tǒng)排出。(9)U-1600濕洗工序粗合成氣由干灰脫出系統(tǒng)除灰后進入濕洗系統(tǒng)（1600工段），大約325的熱合成氣在文丘里洗滌器和填料塔中被激冷、洗滌后，粗合成氣中所含的鹽酸和氫氟酸、微量固體被脫除，并在填料塔中被135150的水蒸氣飽和。出洗滌塔的合成氣被分成兩部分，一部分去變換工序；一部分作為氣化部分激冷氣。（7）初步水處理工序在煤氣化產(chǎn)生的工藝廢水中含有固體和解吸氣體，例如來自渣池系統(tǒng)灰漿水，來自濕洗部分的抽出酸性水，來自火炬水液分離罐的抽出水，來自裝置封閉水排放系統(tǒng)的排放水以及來自下水道的初污染水。初步水處理工段是將這些污水進行初步預(yù)處理。污水中的廢氣主要是由酸性灰漿氣提塔。氣提解析出來送去后步處理工序。污水則被送到澄清器，脫除酸性灰漿氣提塔廢水中的固體和來自渣回收系統(tǒng)的含固廢水中的固體。經(jīng)過預(yù)處理后的廢水可返回系統(tǒng)作工藝用水，多余則送往廢水處理設(shè)施。在SCGP產(chǎn)生H2和CO2合成甲醇工藝中，需要大量的N2和CO2。其中CO2是在開車后產(chǎn)生的CO2循環(huán)使用。而N2是開車時和停車時大量使用或不與工藝氣系統(tǒng)連通的裝置和儀表的吹掃充壓。以免N2氣進入工藝氣中稀釋工藝氣。（8）低溫甲醇洗工序：凈化原料氣。將進入甲醇洗的原料氣中CO2、H2O、H2S等含硫化物脫除至規(guī)定的含量，以滿足后續(xù)工序的生產(chǎn)要求?；厥崭碑a(chǎn)品。二氧化碳是甲醇洗的主要副產(chǎn)品，可用于生產(chǎn)純堿（包括食用堿）和尿素，因此，甲醇洗工序必須保證CO2產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，以滿足用戶生產(chǎn)的需要；對H2S及其它含硫化合物的回收，也要保質(zhì)保量，達到規(guī)定的要求。（9）甲醇合成及精餾工藝從酸性氣體脫除工序來的溫度30，壓力3.3MPa的新鮮氣，與來自氫回收工序溫度40，壓力3.45MPa的氫氣混合，然后進入合成器壓縮機進口；甲醇合成工序來的循環(huán)氣溫度40，壓力7.45MPa，進入合成器壓縮機循環(huán)段補氣口。出壓縮機出口合成氣壓力8.0MPa（G），溫度約為52，首先經(jīng)過預(yù)塔氣預(yù)熱器加熱至126進入甲醇合成塔。甲醇合成塔內(nèi)設(shè)均溫型內(nèi)件，進塔后的氣體經(jīng)冷管以并流的形式連續(xù)移走反應(yīng)熱并使自身加熱至240左右，氣體出冷管后進觸媒層進行甲醇反應(yīng)。經(jīng)甲醇合成塔反應(yīng)后的氣體約250，進入廢熱鍋爐副產(chǎn)0.6MPa蒸汽以回收反應(yīng)熱，出廢熱鍋爐的反應(yīng)氣溫度降至175，進入入塔氣換熱器的管程，加熱殼側(cè)的入塔氣，溫度降至101，依次進入脫鹽水預(yù)熱器、水冷器冷卻至40以下，經(jīng)甲醇分離器分離出粗甲醇。分離粗甲醇后的工藝氣體大部分返回壓縮工序的合成氣壓縮機循環(huán)段與新鮮氣匯合經(jīng)循環(huán)氣壓縮機升壓，如此往復。另一部分弛放氣經(jīng)氫回收工序回收有效組分后補入合成氣中。出分離器的粗甲醇經(jīng)甲醇閃蒸槽減壓閃蒸0.5 MPa后，送至精餾工段或粗甲醇貯槽，閃蒸氣送至管網(wǎng)作為燃料。粗甲醇從甲醇分離器底部排出，經(jīng)閃蒸槽減壓釋放出溶解的氣體后送往甲醇精餾工序。甲醇合成塔副產(chǎn)低壓蒸汽送往低壓蒸汽管網(wǎng)甲醇合成弛放氣壓力7.45 MPa、溫度40進入水洗塔進行水洗，高壓水泵將水打到水洗塔塔頂，含醇水從水洗塔塔底送到污水處理系統(tǒng)。原料氣離開水洗塔塔頂時溫度大約42，原料氣攜帶有少量的液沫，在氣液分離器除去夾帶的霧沫。離開氣液分離器的原料氣進