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1、西 南 民 族 大 学 化 环 学 院前言2009级部分同学于2012-3-19至2012-3-23日在学院领导及老师的带领下赴四川川化集团进行参观学习，得到这次走进工厂的机会，我感到非常高兴，并在此期间，认真学习、仔细听工人师父讲解、积极提问，努力做好实习笔记，也有很大的收获，学到了许多在学校里学不到的知识，也开拓了眼界，为以后的进工厂工作奠定了基础。下面是我这次实习的总结报告，分别从川化集团简介、实习内容、实习目的、实习要求以及产品生产流程几方面介绍，其中产品生产流程大体按化肥厂（合成氨工艺和尿素生产工艺）、制酸厂（硫酸工艺、一硝车间、二硝车间）、三聚氰胺厂的顺序，对各个工艺流程进行简要的
2、说明。 组别：第一大组第五小组 专业：化学工程与工艺 班级：092班 姓名：盛术楠 学号: 200931204031l 川化集团简介川化股份有限公司位于成都市东北郊青白江区，始建于1956年，经过四十多年的发展，已成为以生产化肥和化工原料为主的综合性国有特大型化工上市企业，是全国18个大型化工基地之一。公司现有在册职工7350人（其中各类专业技术人员1020余人），资产总额25亿元，占地220公顷。川化集团主要生产尿素、三聚氰胺、结晶硝酸铵、工业硫酸、食品二氧化碳、浓硝酸等57种100多个型号的产品，是我国化工行业支柱企业。产品畅销国内外26个省、市、自治区，部分产品远销日、韩、美、德、印尼等
3、20多个国家和地区。其中 “天府”牌尿素生产装置处于国际先进水平，具有年产合成氨56万吨、尿素86万吨的生产能力，居西部领先地位；同时也是全国最大的三聚氰胺生产基地之一，以及世界500强可口可乐、百事可乐等公司原料食品二氧化碳的指定供应商；公司现拥有尿素、三聚氰胺、结晶硝酸铵、工业硫酸四个“四川省名牌产品”；公司“天府”商标是“四川省著名商标”、“中国驰名商标”。“川化”（）这一企业品牌和“天府牌”商标，在国内外享有较好知名度和声誉，产品畅销全国各省、市、自治区，部分产品还远销国外。公司先后荣获“全国产品质量优秀企业”、“全国环保先进企业”、 “全国五一劳动奖状”、“中国企业管理杰出贡献奖”、
4、“全国精神文明建设工作先进单位”、“全国先进基层党组织”等称号。l 实习内容参观川化集团旗下的三个分厂：化肥厂（合成氨、尿素）、制酸厂（硫酸、硝酸、硝酸铵）、三聚氰胺厂。l 实习目的这次实习的主要目的有：1. 了解川化集团的概况；2. 了解并掌握所参观的生产工艺；3. 开拓视野，尽量做到理论与实践相结合。l 实习要求1.以日记形式记录实习心得；2.了解所参观的生产工艺，能够简单介绍其主要工艺流程、并画出各个工艺的方框图；3.选择一套自己最熟悉的工艺，利用画图软件做出其简化工艺流程图。l 工艺流程简介一 化肥厂川化集团共有两个化肥厂，分别为第一化肥厂和第二化肥厂，每个厂区都主要包括合成氨和尿素生
5、产两个工段。其中第一化肥厂的合成氨工艺采用国产装置；第二化肥厂则采用引进装置。1.1合成氨工艺川化集团合成氨工艺包括两套装置，即一套引进装置和一套国产装置，其合成氨原理相同。其中引进装置经增产节能改造后日产液氨1200吨，并副产二氧化碳气体输往尿素装置制造颗粒状尿素产品和尿液。现以引进装置为例说明合成氨的原理及工艺流程。1.1.1合成氨的基本原理及主要工序1.基本原理： 氨是氮和氢两种元素组成的,氮的来源是由空气取得的,而氢的来源是多种多样的,主要是由能产生热能的燃料,如天然气、液态烃和煤与水蒸汽反应而制得的, 本装置以天然气为原料。2.主要工序:合成氨工艺的生产工艺主要经过四道工序:(1)
6、原料天然气的压缩和脱硫(2) 粗合成气的制备(转化和变换)(3) 合成气的净化(脱碳和甲烷化)(4) 精合成气的压缩和氨的合成在实际生产过程中,要实现上述工序和回收能量,还要增加一些必要的措施。1.1.2原料天然气的压缩和脱硫硫是天然气合成氨生产过程的主要毒害物质，会导致催化剂中毒。天然气中所含的硫,是以各种形式存在的,如硫化氢,硫醇,硫醚,二硫醚,噻吩,二硫化碳,氧硫化碳等等,这些化合物中,硫化氢属于无机化合物,称之为“无机硫”,其余的属于有机化合物,把它们称为“有机硫”。通过将有机硫转化为无机硫后，采用钴钼加氢转化串联氧化锌脱硫的方法。流程示意图：1.13粗合成气的制备(转化和变换)1.转
7、化过程本工艺甲烷制氢的方法采用蒸汽二段转化法，即将甲烷分两次转化，这是为了减轻一段炉的负荷，使其能在较低的温度下操作。一段转化炉将约90%的甲烷转化为氢气，剩余约10%的甲烷与定量的与预热空气（按合成氨所需比例提供N2）一起进入二段炉转化。2.变换过程变换过程分二段进行，第一段在较高温度下进行，使大量的一氧化碳进行变换反应，第二段在较低温度下进行，力求接近平衡，以降低变换气中一氧化碳含量。3.工艺流程示意图：1.1.4粗合成气的净化 (脱碳和甲烷化)1.脱碳：经过变换后的工艺气体中,二氧化碳含量达17.23%,必须清除到0.1%以下,如果有较多的二氧化碳存在,不仅会使氨合成塔催化剂中毒,而且进
8、入甲烷化后,给清除少量的一氧化碳过程带来困难,因为二氧化碳越多,则消耗的氢气越多，同时放出大量的热量,产生很大的温升,可能使甲烷化触媒由于超温所损坏,另一方面,二氧化碳是制造尿素的原料,在脱除二氧化碳过程中,要考虑它的回收以满足尿素生产需要。本装置脱除CO2采用苯菲尔法（热钾碱法）。脱碳溶液为加有活化剂的二乙醇胺、缓冲剂五氧化二钒、浓度约为27%的K2CO3溶液。此反应可在加热减压的条件下放出CO2重新转化为K2CO3继续用于脱碳。2.甲烷化: 甲烷化过程使氨合成气中未完全脱掉的CO、CO2在甲烷化催化剂作用下与H2反应生成CH4，使气体中两者含量下降到10PPm以下。3.流程叙述：CO2脱除
9、和再生流程示意图：甲烷化过程流程示意图：1.1.5合成气的压缩与氨的合成新鲜合成气和循环的压缩是用一台抽气冷凝液式的高压蒸汽透平带动的三缸四段（第四段为循环段）离心压缩机（103J）进行的。采用离心式压缩机将氨合成气压缩到150个大气压左右，然后输送到合成塔，由于氮氢反应生成氨的过程转化率较低，所以需要较大的循环量，但循环量过大会导致过高的耗能，故需要在保证循环量的前提下保持较低的空速。流程叙述：综上所述，合成氨完整的工艺流程方框图如下：12第一化肥厂与第二化肥厂的合成氨工艺比较两厂的合成氨原理相同，合成步骤基本相近，只是所用设备不同，国产装置采用卧式合成塔，便于维护，但占地面积较大，在常压的
10、条件下合成，只有一组CO2吸收和再生装置，氨储存器是圆柱状的；而引进装置采用立式合成塔，在高温高压下合成，由于运输条件的限制有两组CO2吸收和再生装置，且其所用的氨储存器是球状的。1.3尿素生产工艺 采用气提法生产尿素，气提法是水溶液全循环法的改进，其实质是在与合成反应压力相等的条件下，利用一种气体通过反应物系（同时伴有加热），使未反应的氨和二氧化碳通过气提法合成。尿素生产过程主要有：1原料氨和二氧化碳的压缩2合成与气提3.中低压分解和回收工序 4尿液的蒸发与造粒1.3.1原料氨和二氧化碳的压缩来自合成氨车间的二氧化碳气体，经压缩机压缩至15.8MP后送入合成塔与气提塔底部；液氨用氨预热器预热
11、后，经氨高压泵送入合成塔。1.3.2合成与气提合成反应主要分两步： 合成塔中反应为放热反应，在常温常压下进行即可，将反应生成物送入气提塔，二氧化碳从塔底部进入，让未反应的氨和二氧化碳继续反应，并气体混合物送入甲胺冷凝器内。1.3.3中低压分解和回收工序采用两段降压分解吸收对尿素溶液中的未反应物进行分解和回收。降压分解塔为精馏塔，通过降低压力，用溶液自身的热量使一部分甲胺分解，同时溶液的温度下降。经高压和低压分解塔，充分实现甲胺的分解和吸收。1.3.4尿液的蒸发与造粒经过低压分解器后通入浓缩段，经浓缩后的尿液采用强制通风的方式利用固定喷头对其喷洒造粒。工艺流程示意图：二.制酸厂 川化制酸厂包括两
12、个分厂：硫酸厂、硝酸厂（一硝车间、二硝车间），分别生产浓硫酸、稀硝酸以及不同纯度的硝铵。2.1硫酸厂 以硫磺为原料，用五氧化二钒为主的催化剂催化，通过接触法生产98%的浓硫酸及其副产品。反应过程中放出大量的热，供其他车间利用。2.1.2基本原理：2.1.3主要工序：原料空气及固体硫磺经硫磺熔融空气干燥及过滤、焚硫转化 、三氧化硫吸收、尾气排放处理等步骤逐步处理最终制得浓度为98%的浓硫酸。工艺过程的相关说明：1.焚硫炉： 其起燃点低，出口温度高，内含两组挡墙，有增大接触面积、阻挡粉尘和使气体混合充分的作用。2.转化器：气体进入转化器的流动方向为上进下出，其内装有壳状的催化剂，大概五年更换一次。
13、3.应严格控制进入酸系统的物质的温度：温度过高，不利于三氧化硫的吸收；而温度过低，对设备腐蚀性较大。所以SO2转化为SO3的反应为放热反应，使出转化器的气体温度较高，必须经过低温过热器才可进入吸收系统。4.尾气处理：从二吸塔出来的气体中还有少量的未转化的二氧化硫和未吸收完全的三氧化硫，加入氨气和水，使其转化为NH4SO3、NH4HSO3，将其余气体排放。5.工艺流程示意图： 2.2硝酸厂稀硝酸的生产方法为氨接触氧化法，其过程分为两个阶段：其中NH3氧化为NO的反应需要铂催化剂参与，此催化剂也是该工艺的主要成本。2.2.1一硝车间一硝车间主要生产40-45%的稀硝酸和99.7%的结晶硝铵，其中采
14、用综合法工艺装置生产稀硝酸，主要分为氧化、压缩和吸收三个阶段。1.氧化:主要在氧化炉内进行，将氨氧化为一氧化氮气体，此反应为放热反应，氧化炉内NO气体每增加1%，则温度升高70，为充分利用和回收热量将反应后的气体混合物通入原料预热器内用其预热原料。氧化炉约有5m高，内有催化剂铂网3层，Pt网由Pt与钯或铑制得的铂合金，使其活性增加。氧化炉点火，采用原始的方法，先通入空气4000m3/h，再通入氨气，最后点火。（注意：顺序不能颠倒，否则因氨浓度过高而超过爆炸极限从而引起事故。）2.压缩：来自预热器的NO混合气体采用叶轮压缩机，其有三个叶轮，且进口大出口小，从而将其进行压缩，使压缩后的气体压力大温
15、度低效果最好，但在压缩过程中会引起气体温度的升高，故在进一步氧化和吸收前应先经过换热器将其降温。3.吸收： 用水吸收经冷却器进入合成塔的NO2气体，将生成的溶液通入漂白塔进行除杂后形成40-45%的稀硝酸存于酸槽。 吸收塔内温度越低越好，对设备腐蚀性小；压力越高越好，利于二氧化氮气体的吸收，故应控制好操作条件。4.工艺流程示意图： 生产出的40-45%的稀硝酸利用酸泵直接输送到中和器中与来自合成氨车间的氨发生中和放热反应，再经蒸发浓缩、分离纯化和真空结晶及废液处理的主要步骤生产出纯度为99.7%的结晶硝酸铵。1.中和： 稀硝酸和气氨发生中和反应，方程式如下：该过程主要在中和器内进行，稀硝酸和气氨分别利用自身的静压能从顶部流入到中和器中，其内有许多带孔盘管，酸经侧管道流入底部，从盘管上的小孔溢出与上面的气氨进行反应。2.蒸发浓缩和分离纯化：结晶硝铵工艺分两段蒸发，每一段蒸发后都有一套分离纯化装置，使制得的
