化工实习报告

渭化生产实习报告

指 导 教 师： 苏力宏

专 业： 化学工程与工艺

实 习 单 位： 陕西渭河煤化工集团 姓 名： 张凯 学 号：2011302926

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一、实习的目的和意义

对于生产实践能力要求很高的过程装备与控制工程专业，去工厂实习是我们的专业课学习过程中必不可少的部分。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，我们对自己专业有了更多的理解和体会。通过这次实习，让我们把书本上的知识运用到实际当中，将理论联系实际，了解和掌握化工机械生产，制造，维修方面的知识。巩固已学过的专业课程内容，培养理论联系实际的能力，提高我们在生产实践中调查研究，观察问题，分析问题以及解决问题的能力与方法，为后续专业课程的学习打下基础。这次的实习对我们来说是一次重要的具有特别意义的活动，让我们这些未出社会的学生，对实际工作得到全新的认识。 二、生产实习的内容

2014年7月15日从学校出发到渭河化工厂认识实习，在3

天的时间内，我对化工这一词有了新的认识。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。

7月16早上，在行政楼的教室里，工厂的师傅给我们上了安全知识普及课，以及在参观过程中需要注意的问题，让我们认识到安全生产对一个化工企业的重要性，之后我们做了安全测试

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题，结束了早上的安全知识的培训。下午，师傅为我们介绍了渭化的主要产品—尿素的生产工艺，渭化采用的采用是日本东洋工程公司（TEC）和三井东压公司（MTC）共同开发的，先进的，低成本，低能耗的ACES尿素生产工艺，之后又向我们具体介绍了该工艺的设备及流程。

在之后的两天里，师傅按顺序带领我们参观了各个设备，并一一向我们认真讲解了各个设备的操作流程和原理。让我们认识了企业的生产工艺和流程，对石化厂的生产工艺原理和工艺流程进行全方位的了解，对所学专业有一个感性的认识。参观了在课堂上所学的化工设备，像精馏塔、吸收塔、分离塔、换热器、流化床、沉降室等在生产过程中是如何工作的，加深对其工作原理及所学知识的运用。

虽然只有短暂的两周，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。 三、ACES尿素工艺

1，尿素合成的基本原理

尿素的化学命名为碳酸铵，分子式是CONH22.尿素是无色，无嗅，无味的针状或棱柱状结晶，工业产品为白色，含氮量为46.6%，分子量为60.04。

用氨和CO2合成尿素的反应，通常认为是按以下两个步骤，在合成塔内连续进行：

第一步：氨与CO2作用生成氨基甲酸铵

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2NH3CO2NH4COONH2Q1

第二步：氨基甲酸铵脱水生成尿素

NH4COONH2CONH22H2OQ2

这两个反应都是可逆反应，反应（1）是放热反应，在常温下实际上可以进行到底，在100kg/cm3、150℃时，反应进行的很快、很完全，为瞬时反应，而反应（2）是吸热反应，进行的比较缓慢，且不完全，这就使其成为合成尿素的控制反应。

2，ACES 工艺特点

ACES 工艺即先进的节能节资工艺。该工艺采用先进的CO2

汽提技术, 同时保留了TEC/ MT C( 三井东压) 水溶液全循环工艺的特点。该工艺由尿素的合成、未反应物的分解、尿液的浓缩、熔融尿素的造粒、未反应物的回收和工艺冷凝液处理六个系统组成,具有原料消耗低、能耗低、操作弹性大、操作简单、设备腐蚀小、装置安全可靠的特点。主要体现在由合成塔、汽提塔、甲铵冷凝器组成的合成系统。

（1)高的CO2 单程转化率

尿素合成塔内安装9块多孔板, 其操作条件为: NH3 与CO2

摩尔比为3. 8～ 4.0, H2O 与CO2 摩尔比为0. 6～ 0 . 7 , 压力为16. 5MPa ～ 17. 1MPa, 温度为188℃～ 190℃, CO2单程转化率可达68% , 由于高的NH3、CO2 比, 从而获得了高的CO2单程转化率, 而且腐蚀性较小。 （2) 有效的低压CO2 汽提

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在低压分解器的下部设有填料段, 来自CO2 压缩机一段出口的原料CO2 作为汽提剂从塔底部进入, 与下降的尿液逆流接触, 既降低了尿液中的氨含量, 减少了蒸汽消耗, 又改善了低压吸收系统的组分, 降低了平衡压, 减少了氨耗。

（3) 独特的汽提塔设计

汽提塔由上部三块塔板和下部的降膜式加热器组成, 塔板的设计ACES 工艺的主要特点, 其作用是将高NH3、CO2 比的合成液通过三层塔板与列管段上升的高温CO2 富集气进行气液接触, 将合成液中过量的NH3 蒸出,使NH3 与CO2 之比降至约3∶1, 改善了汽提管的进液组成, 以达到有效的汽提。未反应物分解所需热量, 通过壳程侧1. 96MPa ( G)蒸汽供给, 出液NH3、CO2 含量分别降到13% 和11% 以下。汽提塔汽提管上安装了专门设计的旋流器, 使液体能均匀分布到每根管子内, 即使在较低负荷下也能形成稳定的降液膜, 操作范围大, 允许在40%的负荷下运行。由于高的合成转化率和有效的CO2 汽提, 使汽提塔输入蒸汽量较少。

（4) 有效的热能回收

①甲铵冷凝器冷凝反应热的回收

甲铵冷凝器设计两台并联使用, 来自汽提塔的气体与循环回收液进行反应, 在第一甲铵冷凝器中, 冷凝热用来副产0. 5MPa( G) ～0. 65MPa( G) 的低压蒸汽, 供后序工段使用; 在第二甲铵冷凝器中, 冷凝热用来加热汽提塔出口尿液, 尿液温度

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可达155℃～158℃, 热利用率高, 因此中压分解器所需的换热面积很小, 只用中压蒸汽饱和器的蒸汽冷凝液加热即可。

②中压吸收器冷凝热的回收

在中压吸收器中, 来自中压分解器的工艺气被冷凝吸收, 大部分冷凝热( 约54%) 被来自真空予浓缩器的循环尿液移走, 将尿液浓度由70%( 质量分数) 浓缩到85%( 质量分数) , 这是TEC/ MTC 尿素工艺传统的节能方法。由于汽提塔出液中NH3 含量较低, 中压分解气可在中压吸收系统全部冷凝, 无需设置过剩氨冷凝器, 这样将有更多的热量用来蒸发尿液。

③解吸气热量的回收

来自工艺冷凝液汽提塔顶部的高温气体进入低压分解器上

部精馏段,通

过4 层塔板与下降的尿液接触, 提高了进入列管的尿液温度, 降低了出塔的气体温度, 既回收了热量,又减少了进入系统的水量。

④蒸汽热能的有效利用和冷凝液热能的有效回收 界区输入的中压蒸汽( 透平抽汽, 2.20MPa(G), 328℃) 大部分供提塔使用, 一小部分供水解器使用。中压蒸汽冷凝液作为中压分解器的热源, 不需外加蒸汽, 低压蒸汽冷凝液作为蒸发系统尿液加热器和液氨予热器的热源, 使蒸汽冷凝液显热得到有效回收。

（5) 装置安全可靠, 操作弹性大, 维修量小

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①设置中压系统使得调压系统的任何波动在中压系统都能予以吸收, 操作弹性大。

②在装置选材方面, 汽提塔, 两台甲铵冷凝器, 高压分解器和高压甲铵泵均采用双相不锈钢。该钢种对高温的甲铵和尿素合成液具有很好的抗腐蚀性能, 尤其是在低氧条件下抗腐蚀性优于25-22-2 不锈钢。汽提塔的工艺条件比较苛刻, 是各种尿素工艺腐蚀的主要部位, CO2汽提工艺采用25-22-2 不锈钢, NH3 汽提工艺采用钛材都已暴露出不同的腐蚀程度。双相不锈钢具有抗氯化物应力腐蚀的能力, 因此象CO2 汽提工艺立式甲铵冷凝器列管侧因冷凝液中Cl¯的集存而发生应力腐蚀裂纹的可能性很小。

③采用性能良好的离心式高压氨泵和甲铵泵,该泵由日本荏原泵厂与T EC共同开发, 不断改进,泵的结构合理, 运行平稳, 维修量小。

④由于合成塔采用高的NH3 与CO2 摩尔比,溶液的腐蚀性降低, 加上双

相钢的优越性, 使得加入系统的防腐空气量较低, 原料CO2 气中氧含量为0.5%即可, 装置安全可靠, 允许的封塔时间较长。 四、ACES 工艺主要设备

1，汽提塔

汽提塔的作用和结构：

汽提塔的作用是将合成塔出来的物料中的甲铵分解为NH3和

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CO2，并从尿液中分离出来，设备运行时，来自合成塔的物料从管板上方，经液体分布器小孔的管壁呈液膜状下流，压缩机送来的CO2经底部分配器至每根管中与液膜逆流接触，使液体表面的氨气分解，甲铵逐渐分解并吸热。

汽提塔由精馏段和汽提段两部分组成。由于汽提塔的列管是在高温，高压，缺氧，强腐蚀性介质中运行的。因而对材料的要求很严格，管子材料为SA789M-DP-12.精馏段由三块筛板塔盘组成；汽提塔段由3060根O.D31.8×MIN2.9×6000L汽提管及液体分布盘、旋流器组成。管子固定在上、下管板上，为了使液体均匀地分布至每根管中，在上管箱中装有液体分布盘，同时每根汽提管顶部均装有旋流器。并固定于液体分布盘上，为供给甲铵分解和氨气蒸出时需要的热量。在壳侧由65号接管通入1.7~2.1MPa饱和蒸汽，蒸汽冷凝液由壳侧下部引出。为便于调节汽提塔负荷，在底部不同高度上开有3个蒸汽冷凝器出口75/A、75/B、75/C。塔顶开有气相出口。在上管板中部开有惰性气体排放口，以防惰性气体在壳体内积聚，在下管板中部开有排污导淋接头。壳体上部开有安全伐接口，其作用是：一旦由于列管大量泄漏等原因造成壳侧超压，安全伐即启跳卸压，不至于损坏设备。

从合成塔来的尿液，由83号接管进入，经过3块塔盘的精馏，进入液体分布盘，均匀分布到上管板上并在此保持一定的液位，再经过旋流器，沿切线方向流入管子内壁，在管壁上形成一层液膜。由35号管口进入的CO2，经气体分布器分配至每一根汽

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提管内。上升的气体与管内呈膜状下流的液体逆向接触进行汽提，汽提后的液体由塔底部的93号管口流出，气体由升气管出去，在上封头内汇集后，由91号接管送出。

2，甲铵冷凝器

甲铵冷凝器共两台，他们的主要作用都是用来把汽提塔来的NH3、CO2、H2O的混合气体和分别由洗涤器和甲铵泵（GA102)送来的甲铵液加以混合冷凝。

1﹟甲铵冷凝器利用其放出的热量副产0.49MPa（G)的低压蒸汽，2#甲铵冷凝器则是利用冷凝热和混合热加热汽提塔出口的尿液。

其过程是：对于1#甲铵冷凝器，甲铵液由上封头的83号管口进入，混合气由81号管口进入，经过分布气候，进入筒体部分。筒体部分由2820根O.D19×MIN2×10300L的管子（SA789M.DP-12)，以及20根定距拉杆（C.S)组成。在筒体部分，蒸汽冷凝液由63号管口进入，与列管内的甲铵液换热后，产生的低压蒸汽由75号管口送出。

对于2#甲铵冷凝器，筒体部分由1735根O.D19×MIN2×10300L列管（SA789M.DP-12)，以及16根定距拉杆（SA790M/316L—U.G)组成，为了克服管子和壳体受热不均匀而产生热应力，在壳体的中间部位设有一个膨胀节。

由于1号甲铵冷凝器壳侧所通介质为蒸汽冷凝液，而2#甲铵冷凝器壳侧所通介质为尿液，尿液具有很强的腐蚀性，因而壳体

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选用了不同的材质。1#甲铵冷凝器中壳体材料为SA516MGr485,2#甲铵冷凝器壳体材料为SA240 TYPE 316L.S.S—UG、换热列管采用了相同的材质。

3，尿素合成塔

尿素合成塔是化肥厂关键设备之一，是供二氧化碳、液氨在高温高压下反应合成尿素的主体设备。

合成塔的作用及结构：

尿素合成塔的作用是是进入塔内的高压液NH3及来自高压甲铵冷凝器的甲铵液和未冷凝的NH3、CO2、H2O的混合物在塔内反应生成甲铵、进而脱水生成尿素。

尿素合成塔为一直立圆筒形筛板塔，总高度35043mm，直筒部分高度2900mm，由10层δ=12mm钢板（SA-724MGrA）卷焊而成，内衬8mm 316L—U.G不锈钢衬里。衬里与承压壳体之间有8mm盲层（SA-724MGrA）。上、下半球形封头（19Mn6）半径R1400mm，且有8mm 316L—U.G堆焊层。

从圆筒底部2760mm起，每隔2730mm装有一块筛板塔盘（316L—U.G），共装9块，其中1、2、3块塔盘型式相同，有16块塔板连接而成，塔板上开有3252个间距为35mm，直径为φ8mm的小孔。4、5、6块塔盘型式相同，由16块塔板连接而成，塔板上开有2376个间距为40mm，直径为φ8mm的小孔。7、8、9块塔盘采用相同的型式，亦由16块塔板连接而成，塔板上开有1528个间距为48mm，直径为φ8mm的小孔。塔盘的作用是防止物料返混

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并提高转化率和生成强度。

物料从塔底部的11、12、13号管口进入，逐次通过1﹟、2﹟„„9﹟塔盘反应后，尿液浓度提高，沿19号管子上端喇叭口流下，从19号管口流出。

塔盘的开口率很小，实际上相当于把反应器分成10个串联的小室。由于物料混合得黑激烈，小室中各处浓度近似相同，而上一个小室中的尿素生成物又比下一小室中的尿素生成物浓度高。在合成塔两筒节衬对接焊缝处，对称设有检漏孔。用以检测衬里用材及焊缝是否泄漏。若衬里用材及焊缝因腐蚀或其他缺陷儿泄漏，甲铵液即从检漏孔中渗出，可以及时发现并检修。合成塔设置有45个RC1/4 检漏孔。

4,工艺冷凝液汽提塔

工艺冷凝液汽提塔的作用及结构：

工艺冷凝液汽提塔是将尿液蒸发二次蒸汽冷凝所得工艺冷凝液中所含的NH3、CO2 及水解塔尿素水解成的NH3和CO2，用低压蒸汽气提出来，加以回收，使处理后的工艺冷凝液含NH3、尿素浓度≤1ppm，送出界区回收利用。

该设备由裙座，下封头（A240 TYPE304)，筒体（A240 TYPE304)和上封头（A24 0TYPE304)四部分组成。群做部分用来支撑整个设备。为了防止液体从设备的下封头处向外流动是发生涡流，下封头处装有防涡流板（A240 TYPE304)，筒体部分共安装50块筛板塔盘，每块塔盘由受液盘，三块塔板以及降液板组成，塔盘上

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开有4818-5，间距为13mm，正三角形布置的小孔。在13#塔盘和14#塔盘之间，安装了一个升气帽。汽提过程分两部分进行：工艺冷凝液由位于筒体上部的11号管口进入，分别流经1#～13#塔盘，与从升气帽中上升的蒸汽逆向接触，进行工艺冷凝液的汽提过程，汽提后的工艺冷凝液由18号管口排出，送水解塔水解其中的尿素，然后工艺冷凝液由24号管口回流进来，经过分布器后，分别流经14#～50#塔盘，与从位于筒体底部13号管口进入的蒸汽逆向接触，实现工艺冷凝液的进一步汽提过程，汽提后的工艺冷凝液由17好管口排出，气体由上封头处的7号管口排出。

在上封头处安装了安全阀，当设备内压力超过了安全阀设定的极限值时，安全阀即打开，卸除压力，保证设备的安全。 五、心得体会

实习带给我们的不仅仅是经验与体验。在我们离开学校出社会后，就业单位不会像老师一样点点滴滴细致入微的把要做的工作告诉我们，更多的是自己去观察、学习。不具备这项能力就难以胜任未来的挑战。随着科学的迅猛发展，新技术的广泛应用，会有好多领域是我们未成接触过的，只要敢于去尝试才能有所突破。通过这次实习，我们了尿素的主要加工方法及其所用主要设备的工作原理和典型结构。

我们学到了很多书中无法学到的东西。它使我们懂得观察生活，用于探究生活，也为我们多方面去认识和了解生活提供了一

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个契机。它是生活的一种动力，促进我们知识的形成和协调的发展。

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