認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)報(bào)告—朱國(guó)翔

1、北京化工大學(xué)2011級(jí)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)報(bào)告學(xué) 院：化學(xué)工程學(xué)院班 級(jí)：化工1103班姓 名：朱國(guó)翔學(xué) 號(hào)：20110130722013 年 7 月 15 日前言2013年小學(xué)期，在大二的學(xué)生即將進(jìn)入大三開始專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)的時(shí)候，學(xué)校為了豐富學(xué)生知識(shí)，增加學(xué)生對(duì)化工知識(shí)以及生產(chǎn)實(shí)踐方面的了解，能夠親身體會(huì)化工工藝流程，并為下學(xué)年專業(yè)課程學(xué)習(xí)做鋪墊，學(xué)校組織本專業(yè)學(xué)生進(jìn)行認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)。實(shí)習(xí)過(guò)程主要包括上機(jī)環(huán)節(jié)和下廠參觀環(huán)節(jié)，上機(jī)環(huán)節(jié)通過(guò)對(duì)各種化工元件的介紹和分析，可以從理論上了解相關(guān)的工藝原理與相關(guān)的化工生產(chǎn)工藝流程知識(shí)，下廠參觀環(huán)節(jié)則進(jìn)一步加強(qiáng)知識(shí)的理解，通過(guò)親身體會(huì)來(lái)初步認(rèn)識(shí)工廠中的工藝生產(chǎn)過(guò)程，了解認(rèn)識(shí)

2、實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程以及生產(chǎn)裝置等，并能夠從中獲得其啟示。實(shí)習(xí)目的和要求1、了解化工單元設(shè)備，主要包括管件與閥門，各種離心泵，換熱器，塔設(shè)備，機(jī)械分離設(shè)備，干燥設(shè)備。學(xué)習(xí)合成工業(yè)簡(jiǎn)介，氨合成工序設(shè)備，流程，工藝控制過(guò)程及甲醇合成工業(yè)。為下學(xué)期的專業(yè)課程打基礎(chǔ)。2、了解化工工藝的理論過(guò)程，學(xué)會(huì)分析其中的流程和原理，對(duì)各個(gè)過(guò)程的原理及注意事項(xiàng)有清晰的認(rèn)識(shí)，確定安全對(duì)于化工生產(chǎn)的重要性。3、通過(guò)專業(yè)實(shí)習(xí)，了解工廠的生產(chǎn)狀況及生產(chǎn)組織和情況，了解工廠生產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)劃組織和生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃控制情況，獲得實(shí)際生產(chǎn)知識(shí)。4、通過(guò)實(shí)地參觀工廠，加強(qiáng)理論和實(shí)際的聯(lián)系，鞏固所學(xué)知識(shí)，提高分析和解決實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題的能力。5、通過(guò)參

3、觀生產(chǎn)場(chǎng)地，加深對(duì)各規(guī)章制度核對(duì)安全觀念的重視，通過(guò)實(shí)習(xí)，深入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，學(xué)習(xí)工人們的優(yōu)秀品質(zhì)和先進(jìn)思想和好習(xí)慣，培養(yǎng)實(shí)事求是的工作作風(fēng)，兢兢業(yè)業(yè)的工作態(tài)度，樹立良好的職業(yè)道德和組織紀(jì)律觀念。目錄仿真實(shí)習(xí)6一、基本單元操作設(shè)備61、管道及管路連接62、管件及閥門63、泵74、換熱器85、塔設(shè)備96、機(jī)械分離設(shè)備97、萃取設(shè)備108、干燥設(shè)備10二、合成氨生產(chǎn)工藝10（一）合成氨工業(yè)簡(jiǎn)介101、氨的性質(zhì)和用途102、合成氨工藝101）以煤為原料的合成氨工藝112）以天然氣為原料的合成氨工藝11（二）合成氨工序111、合成氨基本理論11（1）合成氨反應(yīng)原理11（2）反應(yīng)特點(diǎn)11（3）合成氨化學(xué)反應(yīng)平

4、衡12（4）合成氨反應(yīng)機(jī)理12（5）合成氨催化劑12（6）合成氨反應(yīng)條件的選擇122、合成氨工序133、主要設(shè)備134、氨合成工藝過(guò)程控制14（1）回路壓力控制14（2）回路溫度控制14（3）合成回路惰性氣體控制15（4）聯(lián)鎖控制15三、合成甲醇工業(yè)151、甲醇的性質(zhì)152、甲醇的合成工藝16認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)16一、環(huán)氧乙烷簡(jiǎn)介171、EO的物理性質(zhì)172、EO的化學(xué)性質(zhì)173、環(huán)氧乙烷的制備17（1）氯醇法17（2）氧化法18二、東方化工廠環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)181、生產(chǎn)原理182、生產(chǎn)工藝流程18實(shí)習(xí)總結(jié)與心得21仿真實(shí)習(xí)一、基本單元操作設(shè)備1、 管道及管路連接管道主要用于氣相和液相的輸送，常見(jiàn)的管道有

5、鑄鐵管、有縫鋼管、無(wú)縫鋼管和不銹鋼管。鑄鐵管是直接鑄造得到，工藝粗糙、笨重、耐溫耐壓性能差，但價(jià)格便宜，常用于大管徑的水等的輸送。有縫鋼管由鋼板卷制后焊接而成，可耐中低溫和中低壓，價(jià)格較為便宜，常用于水、煤氣、水蒸氣等無(wú)腐蝕性氣體或液體的輸送。無(wú)縫鋼管可輸送高溫高壓無(wú)腐蝕性氣體或液體；不銹鋼管可輸送高溫高壓腐蝕性氣體或液體，如酸堿等。常用的管路連接方式有承插、螺紋、焊接和法蘭。承插咋愛(ài)接頭處是由填料填充，可靠性較差，易泄露，只能用于低壓流動(dòng)相輸送。螺紋連接內(nèi)螺紋采用管箍，外螺紋采取對(duì)絲。焊接是化工中常用的連接方式，耐溫耐壓性能和密封性好，用于中高壓、真空管路連接。法蘭由墊片密封，螺柱固定，強(qiáng)度

6、高，便于拆卸也常用于化工設(shè)備中。2、 管件及閥門管件是化工過(guò)程中常用的部件，常用于伸長(zhǎng)管路、改變流向、匯合、分流、改變管徑以及堵塞管件等。管件根據(jù)管件的連接方式課分為焊接管件和螺紋管件，要求連接的管件和管的材質(zhì)一樣。常見(jiàn)的管件有彎頭、三通、四通、管箍、對(duì)絲、活接頭、法蘭、絲堵、盲板和大小頭。彎頭主要用于改變流向，三通、四通主要用于匯合和分流，管箍、對(duì)絲、活接頭以及法蘭常用于伸長(zhǎng)管路，絲堵和盲板常用于堵塞，大小頭常用于改變管徑。閥門是流體輸送系統(tǒng)中的控制部件，具有截止、調(diào)節(jié)、導(dǎo)流、防止逆流、穩(wěn)壓、分流或溢流泄壓等功能，可分為截止閥、閘閥和球閥。截止閥依靠閥杠壓力，使閥瓣密封面與閥座密封面緊密貼合

7、，阻止介質(zhì)流通。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和維修方便，嚴(yán)密可靠，但流體阻力大，不適用于帶顆粒、粘度較大、易結(jié)焦的介質(zhì)，主要用于蒸氣、壓縮氣體等的開閉。閘閥的啟閉件是閘板，閘板運(yùn)動(dòng)方向與流體方向相垂直，只能用于全開或全閉，不能用于調(diào)節(jié)和節(jié)流。制造和維修較為困難，常用于大直徑管徑的開閉。球閥是啟閉件由閥桿帶動(dòng)，并繞閥桿的軸線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的閥門，操作簡(jiǎn)單，易于維修，主要用于截?cái)嗷蚪油ü苈分械慕橘|(zhì)，亦可作為流體的控制和調(diào)節(jié)。其中硬密封V型球閥特別適用于含纖維、微小固體顆料等介質(zhì)。3、泵泵是輸送液體或使液體增壓的機(jī)械。它將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能或其他外部能量傳送給液體，使液體能量增加。泵主要用來(lái)輸送水、油、酸堿液、乳化液、

8、懸乳液和液態(tài)金屬等液體，也可輸送液、氣混合物及含懸浮固體物的液體。化工過(guò)程中常用的泵有：普通離心泵、磁力離心泵、屏蔽泵、高速泵、往復(fù)泵、隔膜泵、齒輪泵等。普通離心泵主要由葉輪、泵體、泵蓋、泵軸和軸承、密封環(huán)、填料函、擋水圈和軸向力平衡裝置組成。通過(guò)利用葉輪的高速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)泵內(nèi)液體運(yùn)動(dòng)，使其具有很高的動(dòng)能，再通過(guò)改變泵內(nèi)葉輪旋轉(zhuǎn)方向的空腔體積，將輸送液體的高動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓強(qiáng)能。離心泵操作流程為：1）關(guān)閉出口閥；2）打開灌泵閥，向泵內(nèi)灌入輸送液；3)打開排氣閥，排出泵內(nèi)氣體；4）啟動(dòng)離心泵，觀察壓力表和真空表示數(shù)在正常的范圍內(nèi)；5）打開出口閥，改變出口閥開度；6）關(guān)閉泵時(shí)，先關(guān)閉出口閥，再斷電停泵。磁

9、力泵主要由泵殼、葉輪、泵軸、磁力傳動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)、連接底板等幾部分零件組成。磁力泵磁力傳動(dòng)器由外磁轉(zhuǎn)子、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子及不導(dǎo)磁的隔離套組成，當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)外磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁場(chǎng)能穿透空氣隙和非磁性物質(zhì)，帶動(dòng)與葉輪相連的內(nèi)磁轉(zhuǎn)子作同步旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的無(wú)接觸同步傳遞，將容易泄露的動(dòng)密封結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為零泄漏的靜密封結(jié)構(gòu)。由于泵軸、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子被泵體、隔離套完全封閉，從而徹底解決了“跑、冒、滴、漏”問(wèn)題。 往復(fù)泵主要由泵缸、活塞，活塞桿及吸入閥、排出閥組成。通過(guò)依靠活塞、柱塞或隔膜在泵缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)使缸內(nèi)工作容積交替增大和縮小來(lái)輸送液體或使之增壓的容積式泵。往復(fù)泵按往復(fù)元件不同分為活塞泵、柱塞泵和隔膜泵3種類型。對(duì)于單動(dòng)往

10、復(fù)泵吸液時(shí)不排液，排液時(shí)不吸液，輸送的流動(dòng)相不連續(xù)；雙動(dòng)往復(fù)泵則相當(dāng)于兩個(gè)單動(dòng)往復(fù)泵的疊加，一個(gè)缸吸液時(shí)，另一個(gè)缸排液，輸送的流動(dòng)相具有連續(xù)性。齒輪泵由泵缸、齒輪、泵蓋、傳動(dòng)裝置等組成，是依靠密封在一個(gè)殼體中的兩個(gè)或兩個(gè)以上齒輪，在相互嚙合過(guò)程中所產(chǎn)生的工作空間容積變化來(lái)輸送液體的泵。泵缸內(nèi)由兩個(gè)齒輪、泵體與前后蓋組成兩個(gè)封閉空間，當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒輪脫開側(cè)的空間的體積從小變大，形成真空，將液體吸入，齒輪嚙合側(cè)的空間的體積從大變小，而將液體擠入管路中去。吸入腔與排出腔是靠?jī)蓚€(gè)齒輪的嚙合線來(lái)隔開，排出口的壓力完全取決于泵出處阻力的大小。4、 換熱器換熱器是一種在不同溫度的兩種或兩種以上流體間實(shí)現(xiàn)物

11、料之間熱量傳遞的節(jié)能設(shè)備，是使熱量由較高的流體傳遞給溫度較低的流體，使流體溫度達(dá)到流程規(guī)定的指標(biāo)，以滿足過(guò)程工藝條件的需要，同時(shí)也提高能源利用率的主要設(shè)備之一。換熱器普遍用于化工、石油、動(dòng)力、食品及其它許多工業(yè)部門，在生產(chǎn)中占有重要地位。在化工生產(chǎn)中換熱器可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等，應(yīng)用更加廣泛。常見(jiàn)的換熱有固定管板式換熱器、浮頭式換熱器和釜式換熱器。固定管板式換熱器（如圖1-1）主要由殼體、管束、管板、封頭、折流板、定距管組成。在殼體中設(shè)置有管束，管束兩端用焊接或脹接的方法將管子固定在管板上，兩端管板直接和殼體焊接在一起，殼程的進(jìn)出口管直接焊在殼體上，管板外圓周和封頭法蘭

12、用螺栓緊固，管圖1-1. 固定管板式換熱器示意圖程的進(jìn)出口管直接和封頭焊在一起，管束內(nèi)根據(jù)換熱管的長(zhǎng)度設(shè)置了若干塊折流板。這種換熱器結(jié)構(gòu)較緊湊，排管較多，在相同直徑下管程和殼程較大，換熱效率高，制造也較簡(jiǎn)單，是化工換熱設(shè)備中占主導(dǎo)地位。固定管板式換熱器易產(chǎn)生溫差力，管板與管頭之間易產(chǎn)生溫差應(yīng)力而損壞。而浮頭式換熱器的一端管板與殼體固定，而另一端的管板可在殼體內(nèi)自由浮動(dòng)，殼體和管束對(duì)膨脹是自由的，故當(dāng)兩種介質(zhì)的溫差較大時(shí)，管束和殼體之間不產(chǎn)生溫差應(yīng)力，避免了溫差應(yīng)力對(duì)換熱器的損害。5、 塔設(shè)備塔設(shè)備用以使氣體與液體、氣體與固體、液體與液體或液體與固體密切接觸，并促進(jìn)其相互作用，以完成化學(xué)工業(yè)中熱

13、量傳遞和質(zhì)量傳遞過(guò)程。塔設(shè)備要求對(duì)所處理物料具有耐腐蝕性，并能承受一定的設(shè)計(jì)壓力。塔設(shè)備按其功用可分為精餾塔、吸收塔；按內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為板式塔、填料塔。板式塔是塔板作為氣液兩相間接觸構(gòu)件的傳質(zhì)設(shè)備，由圓筒形塔體和按一定間距水平裝置在塔內(nèi)的若干塔板組成。廣泛應(yīng)用于精餾和吸收，有些類型（如篩板塔）也用于萃取，還可作為反應(yīng)器用于氣液相反應(yīng)過(guò)程。操作時(shí)（以氣液系統(tǒng)為例），液體在重力作用下，自上而下依次流過(guò)各層塔板，至塔底排出；氣體在壓力差推動(dòng)下，自下而上依次穿過(guò)各層塔板，至塔頂排出。每塊塔板上保持著一定深度的液層，氣體通過(guò)塔板分散到液層中去，進(jìn)行相際接觸傳質(zhì)。板式塔按其塔板類型可分為泡罩塔、篩板塔、浮閥

14、塔和舌形塔。其中舌形塔板上設(shè)有傾斜的舌孔，使噴出氣流的方向接近水平，因而霧沫夾帶大為減少，同時(shí)氣流對(duì)液流有推進(jìn)作用，因此氣液流通過(guò)能力均較高，具有較高的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)能力。篩板塔和浮閥塔由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，也得到廣泛應(yīng)用。填料塔是以塔內(nèi)的填料作為氣液兩相間接觸構(gòu)件的傳質(zhì)設(shè)備，具有生產(chǎn)能力大，分離效率高，壓降小等特點(diǎn)。填料塔的塔身是一直立式圓筒，底部裝有填料支承板，填料以亂堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安裝填料壓板，以防被上升氣流吹動(dòng)。液體從塔頂經(jīng)液體分布器噴淋到填料上，并沿填料表面流下。氣體從塔底送入，經(jīng)氣體分布裝置分布后，與液體呈逆流連續(xù)通過(guò)填料層的空隙，在填料表面上，氣液兩相

15、密切接觸進(jìn)行傳質(zhì)。填料塔屬于連續(xù)接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備，兩相組成沿塔高連續(xù)變化，在正常操作狀態(tài)下，氣相為連續(xù)相，液相為分散相。隨著填料塔的廣泛應(yīng)用，填料種類不斷豐富，常見(jiàn)的填料有拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、階梯環(huán)、鞍形環(huán)、多面球形、泰勒花環(huán)、板波紋填料和蜂窩形填料。6、機(jī)械分離設(shè)備 機(jī)械分離設(shè)備主要有降塵室（主要是重力沉降），旋風(fēng)分離器，板框過(guò)濾機(jī)，回轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)等等7、萃取設(shè)備 萃取塔是一種重要的塔設(shè)備，在其中發(fā)生的是一種液液傳質(zhì)過(guò)程，同時(shí)也是分散相與連續(xù)相之間的相際傳質(zhì)，有噴灑塔，填料塔，板式塔及轉(zhuǎn)盤塔等。8、干燥設(shè)備液化干燥器，其傳質(zhì)、傳熱都大大加快，可獲得濕含量很低的顆粒物，其對(duì)顆粒粒徑有要求要在60

16、6之間，不能沾濕與結(jié)塊成團(tuán)。二、合成氨生產(chǎn)工藝（一）合成氨工業(yè)簡(jiǎn)介1、 氨的性質(zhì)和用途氨在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下為無(wú)色有強(qiáng)烈刺激性氣味的氣體，極易溶于水，同時(shí)放出大量熱，水溶液呈弱堿性。低溫或高壓下，氨易液化，放出大量熱。液氨具有很強(qiáng)的揮發(fā)性，汽化熱較大，工業(yè)中常用作冷凍劑。氨還具有腐蝕性和危險(xiǎn)性，具有強(qiáng)烈的毒性和刺激性，與空氣混合時(shí)氨含量在15.5%28%會(huì)發(fā)生爆炸，與氧氣混合時(shí)含量在13.5%82%都會(huì)發(fā)生爆炸。氨的化學(xué)性質(zhì)較為活潑，與酸或酸酐反應(yīng)生成銨鹽；與CO2反應(yīng)生成氨基甲酸銨，進(jìn)而生成尿素；與O2反應(yīng)生成硝酸；在高溫下還可發(fā)生分解，與CO生成HCN。氨的用途廣泛，是化肥工業(yè)和基本有機(jī)化工的重要

17、原料，廣泛應(yīng)用在無(wú)機(jī)化工、有機(jī)化工、制藥工業(yè)、化纖工業(yè)和國(guó)防工業(yè)。工業(yè)生產(chǎn)中最常用的冷凍劑之一。2、 合成氨工藝合成氨主要以焦炭、煤、天然氣、煉廠氣、石腦油和重油為原料。合成氨工序一般包括：原料氣制備工序、脫硫工序、變換工序、酸脫（碳脫）工序、氣體精制工序、壓縮與合成工序。原料氣H2和N2可單獨(dú)制備也可同時(shí)制備，H2主要通過(guò)碳?xì)浠衔锱c水蒸氣反應(yīng)制得；N2主要通過(guò)空氣燃燒或氧氮分離制備。脫硫工序除去原料氣中的硫，防止催化劑中毒；變換工序常通過(guò)通入水蒸氣將CO轉(zhuǎn)化為CO2，同時(shí)制得反應(yīng)氣H2；酸脫（碳脫）可除去雜質(zhì)氣體。下面介紹幾種常見(jiàn)的合成氨工藝：1） 以煤為原料的合成氨工藝煤通過(guò)氣化、脫硫除

18、塵得到含有部分雜質(zhì)的反應(yīng)氣；變換工序中雜質(zhì)氣體CO與水蒸氣反應(yīng)生成反應(yīng)氣H2；脫酸過(guò)程將產(chǎn)生的H2S、COS、CO2脫除；氣體精制過(guò)程再將變換工序和酸脫工序中的CO除去；最后經(jīng)過(guò)壓縮合成制得氨。其工藝流程如下：酸脫工序變換工序脫硫除塵煤氣化煤水空氣氨壓縮合成氣體精制2）以天然氣為原料的合成氨工藝天然氣經(jīng)壓縮脫硫，加入水蒸氣一段轉(zhuǎn)化后生成大量的CO和H2；再加入經(jīng)壓縮的空氣進(jìn)行二段轉(zhuǎn)化；變換工序中CO與水蒸氣反應(yīng)，將CO轉(zhuǎn)化為CO2并生成反應(yīng)氣H2；再經(jīng)過(guò)脫碳過(guò)程除去CO2；最后經(jīng)過(guò)甲烷化、壓縮合成制得氨。其工藝流程如下：一段轉(zhuǎn)化壓縮脫硫天然氣壓縮空氣變換工序二段轉(zhuǎn)化甲烷化脫碳工序壓縮合成氨（二

19、）合成氨工序1、 合成氨基本理論（1）合成氨反應(yīng)原理：3H2+N22NH3 （2）反應(yīng)特點(diǎn)：反應(yīng)可逆； 反應(yīng)放熱； 該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)； 反應(yīng)過(guò)程需加入催化劑；（3） 合成氨化學(xué)反應(yīng)平衡化學(xué)平衡反映了一定條件下化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的限度，合成氨反應(yīng)中影響化學(xué)平衡的因素有化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)和平衡氨含量。化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)與平衡是各組分的分壓有關(guān)，平衡氨含量與反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力、氫氮比、惰性組分含量有關(guān)。溫度越低、壓力越大、惰性組分含量越少，平衡時(shí)NH3含量越高，氫氮比為3:1時(shí)NH3含量最高。平衡氨含量可表示在給定操作條件下平衡反應(yīng)可進(jìn)行的最大限度。（4） 合成氨反應(yīng)機(jī)理合成氨反應(yīng)是典型的氣-固催化

20、反應(yīng)。反應(yīng)過(guò)程包括外擴(kuò)散、內(nèi)擴(kuò)散和本征化學(xué)反應(yīng)，其中本征化學(xué)反應(yīng)包括反應(yīng)物吸附、表面反應(yīng)和產(chǎn)物脫附三個(gè)過(guò)程，具體步驟有氮的吸附、解離和加氫，以及氨的脫附。（5） 合成氨催化劑合成氨反應(yīng)中普遍采用鐵系催化劑，其活性組分為金屬鐵，即Fe。工業(yè)上加入用作催化劑的原始成分一般為氧化鐵，在合成塔中被原料氣還原為Fe。催化劑的活性與還原后鐵晶粒的大小、鐵的狀態(tài)有關(guān)。為了保證較高的活性，催化劑還原階段要嚴(yán)格的控制還原條件以保證鐵晶粒大小適宜，避免氧化失活和催化劑中毒。除此之外，為了提高催化劑活性、耐熱性和耐毒性，常常會(huì)添加一些促進(jìn)劑，常見(jiàn)的促進(jìn)劑有Al2O3和K2O。（6） 合成氨反應(yīng)條件的選擇根據(jù)反映平衡

21、可看出反應(yīng)壓力越大，平衡轉(zhuǎn)化率越高，生產(chǎn)效率也大大改善，同時(shí)壓力的升高也使氣氨的冷凝溫度升高，降低了氨冷凍功。氨產(chǎn)率的升高，單位氨產(chǎn)品所需的循環(huán)氣也相應(yīng)的減少，降低了循環(huán)氣壓縮功。但反應(yīng)壓力的升高，對(duì)設(shè)備的要求更高，原料氣的壓縮功和設(shè)備成本大幅提高，催化劑的壽命也會(huì)縮短。因此，在生產(chǎn)實(shí)際中存在一個(gè)最優(yōu)的生產(chǎn)壓力，總耗能最少，國(guó)內(nèi)一般采用的生產(chǎn)壓力在1527MPa。反應(yīng)溫度的選擇上，考慮到反應(yīng)速度、化學(xué)平衡以及催化劑活性，溫度一般選擇在380550oC，考慮到催化劑的活性隨著反應(yīng)的進(jìn)行不斷減弱，選擇的反應(yīng)溫度不斷提高。空間速度是1m3的催化劑層在1h內(nèi)通過(guò)的氣體體積。一般，在較高的反應(yīng)壓力下，選

22、取較高的空間速度以提高反應(yīng)強(qiáng)度；在較低的反應(yīng)壓力下，選取較低的空間速度，以延長(zhǎng)接觸時(shí)間，保證氨凈值。除此之外，為了保證較高的轉(zhuǎn)化率，合成塔原料氣氫氮比一般保持在3:1，盡可能的減少原料氣中惰性氣體的含量。2、 合成氨工序氨的合成工序一般包括氨的合成、反應(yīng)熱的利用、氨的分離、氣體壓縮、惰性氣體的排放和氫的回收。合成氨反應(yīng)在合成塔中進(jìn)行，合成塔中有三段催化劑層，原料氣沿徑向流過(guò)，在催化下發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)放出大量的熱。放出的熱通過(guò)塔內(nèi)設(shè)列管換熱器，傳遞給需預(yù)熱的冷原料氣，使塔內(nèi)氣體維持在適宜的床層溫度。合成氣進(jìn)行氨分離，利用氨在高壓、低溫下更易冷凝的特點(diǎn)，采取水冷凝和冷交換的兩級(jí)氨冷器將氨冷凝，獲得產(chǎn)

23、品，原料氣繼續(xù)送入反應(yīng)塔反應(yīng)。反應(yīng)中氣體壓縮采用三段離心式壓縮機(jī)進(jìn)行氣體壓縮，包括低壓段、高壓段和循環(huán)段。惰性氣體排放是循環(huán)工藝的重要環(huán)節(jié)，是解決惰性組分在循環(huán)回路積累的主要手段，通常其排放點(diǎn)在新鮮氣與循環(huán)氣混合點(diǎn)前，合成氨工序中惰性氣體的排放點(diǎn)在冷交換器下游。氫的回收工序利用氫在低溫、高壓下易容與液氨，在高壓下獲得液氨然后降壓，釋放H2。3、 主要設(shè)備合成氨中用到的主要設(shè)備有合成塔、換熱設(shè)備和分離設(shè)備。氨合成塔一般由耐高壓的封頭、外筒和裝在筒體耐高溫的內(nèi)件組成。ABK100氨合成R08301：氨合成塔R08301是一個(gè)系列300托普索徑向流合成塔。它主要由受壓殼和催化劑筐組成。催化劑筐由三個(gè)

24、催化劑床層和兩個(gè)床層內(nèi)換熱器組成，兩個(gè)換熱器分別位于第一和第二催化劑層的中心區(qū)域。合成氣的主要部分從合成塔底部的入口進(jìn)入，向上經(jīng)過(guò)催化劑筐和受壓殼之間的環(huán)隙，使受壓殼保持冷卻。然后這股主氣體流經(jīng)換熱器內(nèi)的傳輸管，到達(dá)一段催化劑床層內(nèi)換熱器底部的管板。主氣體在換熱管內(nèi)向上流動(dòng)，將離開第一段催化劑層的氣體冷卻至第二催化劑層的入口溫度。另一部分合成氣從合成塔底部的中心入口進(jìn)入，向上流動(dòng)，經(jīng)過(guò)傳輸管，到達(dá)第二層催化劑層內(nèi)換熱器底部的管板。該氣流在換熱管內(nèi)向上流動(dòng)，將離開第二催化劑層的氣體冷卻至第三催化劑層的入口溫度。其余部分的合成氣低溫旁路氣（冷激氣），由合成塔的頂部引入，在傳輸管的頂部與離開兩個(gè)催化

25、劑層內(nèi)換熱器管程的氣體匯合。低溫旁路氣（冷激氣）的流量控制著第一段催化劑層入口溫度。匯合以后的氣體流過(guò)催化劑筐頂蓋下方的空間，到達(dá)第一催化劑層周圍的環(huán)隙。該氣體流過(guò)柵格，以由外向內(nèi)的方向穿過(guò)催化劑層，到達(dá)第一催化劑層與層內(nèi)換熱器之間的環(huán)隙。柵格上開孔合適，能夠保證氣體流過(guò)催化劑層時(shí)的均勻分布。離開第一催化劑層的氣體流過(guò)層內(nèi)換熱器的殼程，被冷卻至適宜的溫度，進(jìn)入第二催化劑層。如上所述，該氣體冷卻過(guò)程是通過(guò)與流經(jīng)第一催化劑層內(nèi)換熱器管程的主氣體換熱而實(shí)現(xiàn)的。經(jīng)由第二層催化劑層周圍的柵格，氣體從第一催化劑內(nèi)換熱器的殼程流至第二催化劑層。離開該層催化劑的氣體流過(guò)該層內(nèi)換熱器的殼程，被冷卻至適當(dāng)?shù)臏囟龋?/p>

26、再進(jìn)入第三層催化劑。這一冷卻過(guò)程是與來(lái)自合成塔底部、流經(jīng)第二層內(nèi)換熱器管程的冷氣進(jìn)行換熱來(lái)完成的，如上所述。氣體通過(guò)第二和第三層催化劑層的流向是由外向內(nèi)，催化劑周圍合適的柵格能夠保證氣體通過(guò)時(shí)分布良好。第三催化劑層入口溫度由熱交換器E08303的旁路控制，即調(diào)整合成塔入口氣體溫度。離開第三催化劑層的氣體通過(guò)開孔的中心管流至合成塔出口。開工期間，來(lái)自開工加熱爐F08301的高溫氣通過(guò)合成塔頂部的冷激氣管線進(jìn)入塔內(nèi)。換熱設(shè)備是用來(lái)使熱量從熱流體傳遞到冷流體，以滿足規(guī)定的工藝要求的裝置，氨合成工序中用到的換熱設(shè)備包括：高壓鍋爐給水預(yù)熱器（E08301A/B）、熱交換器（E08303）、水冷器（E08

27、304）等。分離設(shè)備普遍用于化工工業(yè)，氨合成工序中用到的分離設(shè)備包括：高壓分離器（D08301）、低壓分離器（D08302）、壓縮機(jī)段間分離器S08201和S08201。4、 氨合成工藝過(guò)程控制（1） 回路壓力控制通過(guò)監(jiān)測(cè)新鮮合成氣流量變化，自動(dòng)調(diào)整回路壓力在1527Mpa。（2） 回路溫度控制合成氣預(yù)熱溫度控制：通過(guò)監(jiān)測(cè)離開E08303殼程進(jìn)入合成塔的原料氣溫度，由TIC08347自動(dòng)控制其在160190oC。第一催化劑入口溫度控制：通過(guò)監(jiān)測(cè)第一催化劑層入口處合成氣溫度，參考催化劑年齡，由TIC08301控制其溫度在合適范圍。第二催化劑入口溫度控制：通過(guò)監(jiān)測(cè)第二催化劑層入口處合成氣溫度，參考

28、催化劑年齡，由控制器控制其溫度在合適范圍。第三催化劑入口溫度控制：通過(guò)監(jiān)測(cè)第三催化劑層入口處合成氣溫度，參考催化劑年齡，由控制器控制其溫度在合適范圍。離開合成塔的合成氣溫度控制：通過(guò)監(jiān)測(cè)合成塔出口處合成氣，由控制器控制其溫度在合適的范圍。（3） 合成回路惰性氣體控制通過(guò)對(duì)合成回路中與新鮮氣體混合前的循環(huán)去中惰性氣體含量的監(jiān)測(cè)，對(duì)惰性氣體進(jìn)行（4） 聯(lián)鎖控制在氨合成回路中，手動(dòng)跳車信號(hào)、造氣工序跳車、合成氣壓縮機(jī)跳車信號(hào)、高壓鍋爐給水出口溫度過(guò)高或高壓分離器液位過(guò)高，都會(huì)引起IS501氨合成工序跳車，導(dǎo)致合成氣壓縮機(jī)部分跳車和開工加熱爐（IS502）跳車。三、合成甲醇工業(yè)1、甲醇的性質(zhì)甲醇，無(wú)色

29、透明液；純品氣味清淡，類似乙醇，粗品刺激難聞；熔點(diǎn)-98 °C，沸點(diǎn) 64.564.7 °C密度 0.791 g/mL （25 °C ）易溶于水，室溫儲(chǔ)存。甲醇易燃，其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物。遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。與氧化劑接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或引起燃燒。在火場(chǎng)中，受熱的容器有爆炸危險(xiǎn)。能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方，遇明火會(huì)引著回燃。燃燒分解一氧化碳、二氧化碳。有劇毒。甲醇用途廣泛，是基礎(chǔ)的有機(jī)化工原料和優(yōu)質(zhì)燃料。主要應(yīng)用于精細(xì)化工，塑料等領(lǐng)域，用來(lái)制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫二甲酯等多種有機(jī)產(chǎn)品，也是農(nóng)藥、醫(yī)藥的重要原料之一。甲醇在深加工后可作為一種新

30、型清潔燃料，也加入汽油摻燒。甲醇和氨反應(yīng)可以制造一甲胺。合成甲醇由于其生產(chǎn)成本較低且用途廣泛，為有機(jī)化學(xué)工業(yè)的主要原料之一，亦為重要的石油化學(xué)品。經(jīng)查資料可知合成甲醇之關(guān)鍵在于壓力，高壓法轉(zhuǎn)化率較高，但是為了達(dá)到高壓需要用往復(fù)壓縮機(jī)消耗較多的能量，低壓法可以使用離心式壓縮機(jī)，消耗能量較少，經(jīng)濟(jì)規(guī)模較小，且可以使用含氫氣量較高的合成氣，中壓法也可以使用離心式壓縮機(jī)，不需像低壓法還要另加二氧化碳且改良低壓法設(shè)備龐大之缺點(diǎn)。2、甲醇的合成工藝合成甲醇的原料、基本工藝同合成氨相似其工藝總述如下：原料焦炭、煤、天然氣、煉廠氣、石腦油、重油等 由水和碳?xì)浠衔锟芍频肏,CO,CO等原料氣原料氣制備脫硫工序

31、硫會(huì)影響變換與合成工序并引起催化劑中毒，應(yīng)該用脫硫劑除去原料氣中的硫化物利用CO與水蒸氣反應(yīng)生成H和CO的變換，除去原料氣中大部分CO，繼續(xù)制氫變換工序?qū)⒑铣蓺鈮嚎s，合成反應(yīng)壓縮與合成除去水和有機(jī)物甲醇精餾精甲醇合成甲醇工藝中，甲醇精餾是很重要的一步，粗甲醇中的雜質(zhì)有很多。還原性的物質(zhì)，如醛、氨、羰基鐵等；水溶性雜質(zhì)，如醚,CC 醇，醛，酮，有機(jī)酸，胺等；醇溶性雜質(zhì)，如CC 烷烴，CC 醇類，不溶性雜質(zhì)如C以上的烷烴和C以上的醇類；無(wú)機(jī)雜質(zhì)，如銅、鐵、硫等；電解質(zhì)及水，如有機(jī)酸，有機(jī)胺，氫及金屬離子需要利用甲醇精餾塔除去這些雜質(zhì)得到精甲醇。認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)本次實(shí)習(xí)參觀地點(diǎn)為北京東方化工廠，東方化工廠主

32、要有丙烯酸（及酯）、乙烯、環(huán)氧乙烷三大系列產(chǎn)品，產(chǎn)品種類達(dá)數(shù)十種，年總物流量百萬(wàn)噸。我們參觀的主要是東方化工廠的環(huán)氧乙烷生產(chǎn)車間，了解化工生產(chǎn)過(guò)程、化工單元操作設(shè)備在生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用、環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)工序以及化工過(guò)程控制。一、環(huán)氧乙烷簡(jiǎn)介環(huán)氧乙烷（EO）是一種有機(jī)化合物，化學(xué)式是C2H4O，是一種有毒的致癌物質(zhì)，以前被用來(lái)制造殺菌劑。環(huán)氧乙烷是繼甲醛之后出現(xiàn)的第二代化學(xué)消毒劑，至今任為最好的冷消毒劑之一，也是目前四大低溫滅菌技術(shù)（低溫等離子體、低溫甲醛蒸氣、環(huán)氧乙烷、戊二醛）最重要的一員。環(huán)氧乙烷易燃易爆，不易長(zhǎng)途運(yùn)輸，因此有強(qiáng)烈的地域性。被廣泛地應(yīng)用于洗滌，制藥，印染等行業(yè)。在化工相關(guān)產(chǎn)業(yè)可作

33、為清潔劑的起始劑。1、EO的物理性質(zhì)低溫下，無(wú)色透明液體；常溫下，無(wú)色帶有醚刺激性氣味的氣體；氣體蒸汽壓較高，30時(shí)可達(dá)141kPa，這種高蒸汽壓決定了環(huán)氧乙烷熏蒸消毒時(shí)穿透力較強(qiáng)。熔點(diǎn)()：-112.2 相對(duì)密度（水=1）：0.8711 分子量：44.052燃燒熱(kJ/mol)：1262.8 爆炸極限%(V/V)：3100 引燃溫度()：429自燃點(diǎn)()：571 溶解性：與水可以任何比例混溶，能溶于醇、醚2、EO的化學(xué)性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì)活潑：1）與許多化合物發(fā)生開環(huán)反應(yīng) 2）還原AgNO3 3）受熱易聚合 4）有金屬鹽類或氧的存在下分解3、環(huán)氧乙烷的制備（1）氯醇法乙烯經(jīng)次氯酸化生成氯乙醇，然

34、后與氫氧化鈣皂化生成環(huán)氧乙烷粗產(chǎn)品，再經(jīng)分餾，制得環(huán)氧乙烷。反應(yīng)式：將乙烯和氯氣通入水中，生成氯乙醇 用堿（常為石灰乳）與氯乙醇反應(yīng)，生成EO（2） 氧化法可分為空氣法和氧氣法兩種。前者以空氣為氧化劑，后者用濃度大于95%（體積）的氧氣作為氧化劑。此外也有用富氧空氣為氧化劑的。生產(chǎn)原理：二、東方化工廠環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)1、 生產(chǎn)原理東方化工廠環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)采用氧氣氧化法。乙烯是從石油裂化裂解中得來(lái)，氧氣是從空氣低溫分離中得來(lái)。乙烯和氧氣在銀催化劑表面反應(yīng)，生成環(huán)氧乙烷，反應(yīng)的產(chǎn)率約為80%。生產(chǎn)過(guò)程中的副反應(yīng)為乙烯被氧氣完全氧化，生成二氧化碳和水。在生產(chǎn)實(shí)踐中，這一部分產(chǎn)生的二氧化碳被碳酸鉀吸收后

35、回收。2、 生產(chǎn)工藝流程我們參觀的環(huán)氧乙烷車間，主要經(jīng)歷的過(guò)程有環(huán)氧乙烷的生成、二氧化碳脫除系統(tǒng)、環(huán)氧乙烷解吸和再吸收單元、環(huán)氧乙烷精制單元、乙二醇生成和乙二醇蒸發(fā)單元、乙二醇干燥與精制單元、多乙二醇分離單元、環(huán)氧乙烷儲(chǔ)存單元及裝料站、公用工程。公共工程其中包括蒸汽及凝液系統(tǒng)、廢水系統(tǒng)（工藝廢水，污染雨水系統(tǒng)）、氮?dú)庀到y(tǒng)、脫鹽水系統(tǒng)、應(yīng)急冷卻水供應(yīng)系統(tǒng)和排放氣干燥單元。環(huán)氧乙烷生成單元的作用主要是進(jìn)行氧化反應(yīng)，在其中會(huì)發(fā)生主、副兩反應(yīng)。主反應(yīng)為部分氧化，其所得產(chǎn)物為環(huán)氧乙烷，而副反應(yīng)為完全氧化反應(yīng)，其產(chǎn)物為CO2等廢氣；二氧化碳脫除系統(tǒng)主要作用為利用碳酸鉀與二氧化碳的反應(yīng)來(lái)去除生成單元中由于副

36、反應(yīng)而產(chǎn)生的二氧化碳；環(huán)氧乙烷解吸和再吸收單元的主要作用是利用環(huán)氧乙烷與水可以任意比互溶這一特性，采用水溶法移走生成單元中反應(yīng)生成的環(huán)氧乙烷；上個(gè)單元中移出得環(huán)氧乙烷以水溶液（9%左右）的形態(tài)進(jìn)入環(huán)氧乙烷精制單元進(jìn)行精制；精制后的環(huán)氧乙烷進(jìn)入乙二醇生成和乙二醇蒸發(fā)單元，其主要作用的是制備乙二醇（9%10%）；其產(chǎn)物進(jìn)入乙二醇干燥與精制單元來(lái)精制乙二醇。 公用工程系統(tǒng)的主要作用是為生產(chǎn)裝置提供蒸汽、水以及電力等條件，以使得整套裝置都能夠正常、有序、高效的運(yùn)轉(zhuǎn)。環(huán)氧乙烷的存儲(chǔ)單元及裝料站，進(jìn)入此單元的環(huán)氧乙烷含量高達(dá)99.9%，經(jīng)由此單元的環(huán)氧乙烷被輸送入溫度為-5的儲(chǔ)藏罐。此單元也是環(huán)氧乙烷的轉(zhuǎn)配平臺(tái)，環(huán)氧乙烷在這里被輸送入運(yùn)輸車后運(yùn)往銷售。總工藝流程圖：甲烷R-960C-320/C-960（1）環(huán)氧乙烷的生成流程圖：2.6Mpa O2過(guò)濾器M-110A/B氧氣壓縮機(jī)1.5Mpa O2C2.75Mpa 乙烯乙烯混合器H-140循環(huán)氣系統(tǒng) 過(guò)濾器H-141A/B脫硫床R-150二氯乙烷E-111管程反應(yīng)器R-110反應(yīng)氣E-112管程E-111殼程 貧循環(huán)水吸收塔T-115解析塔T-310環(huán)氧乙烷KO罐分離罐D(zhuǎn)-145壓縮機(jī)C-115干燥系統(tǒng)Z-920燃料系統(tǒng)燃燒CO2脫除裝置流程中氧氣、