【文章內(nèi)容簡介】 ........................................................18.................................................................................19......................................................................................20(二)尿素的合成...................................................................................................231尿素的基本性質(zhì).......................................................................................232尿素合成的基本原理...............................................................................233尿素合成的工藝條件的選擇...................................................................234未反應(yīng)成尿素物質(zhì)的分離和回收...........................................................255尿素的加工...............................................................................................256工藝流程介紹...........................................................................................257尿素合成工藝流程圖...............................................................................258尿素合成基本流程.....................................................................................269尿素生產(chǎn)工藝條件.....................................................................................2710主要設(shè)備的說明.......................................................................................29 六 實習(xí)心得體會.....................................................................................................30一、前言對于生產(chǎn)實踐能力要求很高的過程裝備與控制工程專業(yè)，去工廠認(rèn)識實習(xí)與生產(chǎn)實習(xí)是我們的專業(yè)課學(xué)習(xí)過程中必不可少的部分，我們工科學(xué)生的生產(chǎn)實習(xí)是理論聯(lián)系實際、培養(yǎng)高級工程技術(shù)人才、為后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)打下感性認(rèn)識基礎(chǔ)的非常重要的實踐環(huán)節(jié)。在工廠的“身臨其境”讓我們褪去了書本的束縛，真正的把理論聯(lián)系到實際，在機械的轟鳴聲中，在空氣中彌漫的淡淡尿素味道里，在看到工廠的工人師傅認(rèn)真生產(chǎn)，一絲不茍的表情時，我們隊“過程裝備與控制工程專業(yè)”有了更多的理解和體會。通過對化工廠工藝流程和主要機械設(shè)備的實習(xí)，了解化工生產(chǎn)的概況和主要機械設(shè)備的作用和主要結(jié)構(gòu)，為后續(xù)的專業(yè)課學(xué)習(xí)增強感性認(rèn)識，提高了我們運用所學(xué)知識觀察和分析實際問題的能力。在原本定于09年底的去青白江區(qū)成都玉龍化工的實習(xí)計劃被各種不得已的原因推遲到了2010年3月份，我們按照安排分批去了成都玉龍化工廠開始了期待的實習(xí)。雖然只有短暫的四天，但在帶隊老師和工人師傅的細(xì)心介紹和耐心指導(dǎo)下，我感覺受益匪淺。二、實習(xí)內(nèi)容說明我們這次實習(xí)，主要是在成都玉龍化工。在轉(zhuǎn)化，脫碳，碳化，合成氨，尿素合成等五個車間共六個工作段進(jìn)行實習(xí)，在車間師傅和帶隊老師的詳細(xì)講解和悉心指導(dǎo)下，我們了解了各個工段的設(shè)備和操控系統(tǒng)，初步了解了工廠各個工段的工藝指標(biāo)，對工廠的管理制度也進(jìn)行了簡單的了解。了解化工生產(chǎn)的方法和工藝流程，弄清主要工藝參數(shù)確定的理論依據(jù)，了解生產(chǎn)中的技術(shù)革新措施，并注意新技術(shù)發(fā)展趨勢，接受安全與勞動紀(jì)律教育，增強安全生產(chǎn)集體觀念；學(xué)習(xí)工人和工程技術(shù)人員對生產(chǎn)的高度責(zé)任感以及理論聯(lián)系實際、解決實際問題的經(jīng)驗。重點了解主要機器和設(shè)備的類型、結(jié)構(gòu)、作用原理，以及它們在生產(chǎn)流程的最用地位。三、實習(xí)單位簡介成都化肥廠是1958年全國首批興建的13套年產(chǎn)2000噸合成氨的小氮肥廠之一，2001年改制后更名為成都玉龍化工有限公司，2002年與省農(nóng)司合作，實現(xiàn)資產(chǎn)重組，為企業(yè)發(fā)展打下更為堅實的基礎(chǔ)。40多年的艱苦創(chuàng)業(yè)，公司多次受到原化工部、四川省和成都市各級領(lǐng)導(dǎo)的表彰，榮獲原化工部首批命名的“六好企業(yè)”、“精神文明工廠”、“全國環(huán)境優(yōu)美工廠”等殊榮。“裕農(nóng)”牌碳銨、尿素獲部優(yōu)、省優(yōu)。目前，公司具有年產(chǎn)10萬噸合成氨、13萬噸尿素、10萬噸碳銨、10萬噸復(fù)合肥的化肥生產(chǎn)能力。在“質(zhì)量第一、用戶至上”的生產(chǎn)經(jīng)營宗旨指導(dǎo)下，產(chǎn)品深得用戶好評和市場親睞。玉龍公司控股1個子公司和3個分廠，成都科創(chuàng)精細(xì)化工有限公司生產(chǎn)水處理劑、聚丙烯酸脂特種橡膠等多種精細(xì)化工產(chǎn)品，成都化肥廠生產(chǎn)尿素和碳銨；成都玉龍化工有限公司復(fù)合肥分廠生產(chǎn)復(fù)混肥；寶雞市川龍化工有限公司生產(chǎn)碳銨、甲醇、初甲醇。作為一個迄今有40余年的老化肥廠, 玉龍公司位于古蜀商賈道上的驛站,也是諸葛孔明用兵布陣設(shè)“旱八陣”的軍事要地———青白江,一個具有詩意的名字,一塊富庶的寶地,成都市的工業(yè)區(qū),在這里云集了眾多大小規(guī)模的國有企業(yè),直到本世紀(jì)初,在歷經(jīng)各種變革以后,留存下來且有活力的企業(yè)已屈指可數(shù)。其中,成都玉龍化工有限公司,不僅是一家很有活力的企業(yè),也成了青白江區(qū)的納稅大戶 4 之一。四、實習(xí)要求（一）準(zhǔn)備工作2010年3月5日，我們在成都玉龍化工有限公司的會議廳中進(jìn)行了下廠前的安全教育。由工廠的資深工程師為我們做了工廠勞動保護(hù)、安全技術(shù)、放火、防爆、防毒以及保密等內(nèi)容的安全生產(chǎn)教育。此化工廠的生產(chǎn)為高溫、高壓、易燃易爆的高危企業(yè)，出現(xiàn)多次爆炸中毒事故。原料天然氣中的CO暑有毒氣體，H2易燃易爆，液氨有毒，若不做好有效地安全防范工作，很容易發(fā)生事故。因此，根據(jù)這次實習(xí)的實際生產(chǎn)狀況，對我們進(jìn)行了二級安全教育：注注意著裝，不能披散長發(fā)，不能戴首飾，不穿高跟鞋。嚴(yán)禁碰閥門，儀表，按鈕。班前4小時內(nèi)禁止飲酒，工作中禁止吸煙。注意環(huán)保，保持工廠的環(huán)境衛(wèi)生。分批進(jìn)入工廠，不要妨礙正常生產(chǎn)操作。出現(xiàn)事故迅速撤離至下風(fēng)處。（二）工藝流程概括了解主要生產(chǎn)車間（工段）的生產(chǎn)工藝流程，并對工藝操作條件做扼要分析，弄清主線流程中機器設(shè)備的作用?？倧S框圖：五 實習(xí)內(nèi)容（一）氨合成1合成氨概述合成氨工業(yè)誕生于本世紀(jì)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(jì)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(dá)到1億噸以上，其中約有80%的氨用來生產(chǎn)化學(xué)肥料，20%作為其它化工產(chǎn)品的原料。德國化學(xué)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+3H2≈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?，F(xiàn)代大型合成氨廠大多數(shù)以天然氣為原料，生產(chǎn)過程中，天然氣經(jīng)脫硫、轉(zhuǎn)化及變換等工序，制得合成氨的粗原料氣，它的主要成分為H2,N2,CO2。粗原料氣經(jīng)凈化（包括脫碳和甲烷化工序），制得合成氨所需的H2,N2混合氣體。HN2混合氣體經(jīng)壓縮后送入合成工序合成制得氨，后由冷凍工序提供冷源值得分離產(chǎn)品氨。上述工藝過程大致可分為制氣、凈化和合成三個部分。此外還有一套完整的蒸汽動力系統(tǒng)穿插于各個工序內(nèi)。其基本流程圖如下：2原料氣的制備：以天然氣為原料和燃料，在鐵錳脫硫劑和氧化鋅脫硫劑的作用下，配入一定量的水蒸汽和空氣分別在一、二段轉(zhuǎn)化觸媒和一定溫度條件下將甲烷轉(zhuǎn)化為氫氣，制取合成氨所需的氫氣和氮氣，在一定的溫度和變換觸媒的催化作用下，使CO變換成CO2和H2，為尿素車間提供富余的中間蒸汽，同時凈化碳化氣體中殘余的CO2和CO，為后工段輸出合格的原料氣和凈化氣（其中CO和CO2的含量3脫硫工段： 從原料氣壓縮機一段缸出來的天然氣在壓縮機段間冷卻器137C與冷卻水進(jìn)行換熱。從原料氣壓縮機出口出來的混合氣進(jìn)入一段轉(zhuǎn)化爐101B的對流段，被預(yù)熱約399176。C,接著進(jìn)入加氫器102D，在加氫器中有機硫化合物被氫化，生成硫化氫。在加氫器中，基本上所有的有機硫都變成硫化氫。接著氣體再進(jìn)入氧化鋅脫硫槽108DA/DB,每一個脫硫槽內(nèi)裝有21m3的條狀氧化鋅脫硫劑，氣體中的硫化氫與氧化鋅反應(yīng)而被氧化鋅所吸附。脫硫的最好方法是在過量氫氣存在的情況下，將這硫化物催化轉(zhuǎn)化成硫化氫然后再使硫化氫與氧化鋅反應(yīng)達(dá)到脫除的目的。以焦?fàn)t煤氣為原料, MPa后進(jìn)入精脫硫裝置, ％,采用純氧催化部分氧化轉(zhuǎn)化工藝,將氣體中甲烷及少量多碳烴轉(zhuǎn)化為合成甲醇用的一氧化碳和氫。 MPa低壓合成技術(shù),精餾采用3塔流程天然氣加氫轉(zhuǎn)化處理就是在有鈷、鉬催化劑尊在的條件下，與加入的氫氣進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)，主要化學(xué)反應(yīng)如下：RSH+H2=RH+H2SRSR162。+2H2=RH+R162。H+H2SRSSR162。+3H2=RH+R162。H+2H2SC4H4S+4H2=nC4H10+H2SCOS+H2=CO+H2SCS2+4H2=CH4+2H2S這種方法用氧化鋅做脫硫劑，在一定條件下，它能迅速脫硫，由于氧化鋅脫硫劑使用后不能用簡單方法再生，因此只運用于低濃度硫的脫除，并作為最后一級脫硫。主要化學(xué)反應(yīng)如下：H2S+ZnO=H2O(汽)+ZnS脫硫后的原料氣在鎳催化劑作用下進(jìn)行反應(yīng)以制取合成氨所用的原料氣。主要反應(yīng)式如下：CH4+H2O(g)174。CO+H2CO+H2O174。CO2+H2轉(zhuǎn)化工序分為兩段進(jìn)行，在一段轉(zhuǎn)化爐里，烴類和水蒸氣在反應(yīng)管內(nèi)的鎳觸媒上反應(yīng)，由管外供給熱量。出口氣體殘余甲烷濃度約為8～13%，一段氧化后的氣體進(jìn)入二段轉(zhuǎn)化爐，在那里加入空氣燃燒放熱，又繼續(xù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)。二段爐出口溫度在810～870℃之間，經(jīng)二段轉(zhuǎn)化后可使粗原料氣達(dá)到反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。氫氮比（分子比）：～ 殘余甲烷（干基）：～% 轉(zhuǎn)化氣中的H2與空氣中的O2發(fā)生燃燒反應(yīng)：H2 + 1/2O2 = H2O + 在二段爐內(nèi)除氫氣外一氧化碳和甲烷也能燃燒，但H2燃燒反應(yīng)的速度比其它可燃?xì)怏w快3～4倍，所以在二段爐內(nèi)催化劑上部的非催化劑空間里，首先是空氣中的氧與一段轉(zhuǎn)化氣中的氫氣進(jìn)行燃燒，故大量的熱用于轉(zhuǎn)化氣中的殘余甲烷的繼續(xù)轉(zhuǎn)化3．4甲烷化處理出二段爐原料氣中含有大量的CO，又能制得尿素原料之一的CO2。反應(yīng)式為：CO + H2O(g)→ CO2 + H2 + 、可逆、放熱反應(yīng)，降低溫度和提高蒸汽濃度均有利于變換反應(yīng)的進(jìn)行。催化劑是鐵鉻系催化劑，還原后具有催化活性的是Fe3O4，低變采用銅鋅系催化劑，還原后具有活性的是Cu。中變在360℃～380℃，在催化劑的作用下，反應(yīng)速度很快，中變爐出口CO≤%，然后通過換熱降溫到180℃左右，在低變催化劑的作用下，工藝中的CO含量進(jìn)一步降到≤%，以滿足甲烷化對CO含量的要求。經(jīng)過中、低變換和碳化、脫碳的氣體尚含有少量的CO2和CO，這些氣體會使合成氨觸媒中毒喪失活性，所以在送往合成前必須對原料氣作進(jìn)一步凈化處理。即將碳化氣中殘余的CO2和CO與原料氣中的H2，在一定溫度和鎳觸媒催化作用下反應(yīng)生成對合成氨無害的氣體甲烷。以上反應(yīng)有以下特點：反應(yīng)是強放熱反應(yīng)，%CO、COO2（體積含量）所造成的溫升分別為：℃，℃，℃；反應(yīng)是體積縮小的反應(yīng)，因此，提高壓力向正方向進(jìn)行 （1）脫硫槽玉龍化工廠使用中石油提供的天然氣，四川地區(qū)的天然氣含硫量比較高，合成氨原料氣中的硫化物主要以硫化氫的形式存在，含量其次的是COS、CS2和有機硫化物等。因為硫能使合成氨的鐵基催化劑及變換和甲烷化的催化劑中毒，因而需要在變換和甲烷化工序之前設(shè)置脫硫工序?qū)⒅?。玉龍化工廠采用了氧化鋅，氧化錳及加氫來脫硫?；旌蠚怏w在有氫氣的條件下在加氫轉(zhuǎn)化器中轉(zhuǎn)化為無機硫，加氫轉(zhuǎn)化器直徑約為2m，全高約14米，催化劑分為兩層，每層高4m。下層的下邊和上層的上邊各鋪一層氧化鋁球作為過濾和分布?xì)饬髦?。所有的無機硫在脫硫槽中與氧化鋅脫硫劑反應(yīng)生成硫化鋅被除去。氧化鋅脫硫槽是立式圓筒形容器，脫硫劑分為兩層，上下都有氧化鋁球?qū)?，槽上部設(shè)有氣體分布器，下部有集氣器。有機硫轉(zhuǎn)化為無機硫時溫度一般控制在340℃400℃；一般氫氣與有機硫化物摩爾比為250：11000：1；；，但不能太高，溫度一般控制在小于400℃；汽/；較低空速，400h1。（2）甲烷化裝置 甲烷化爐為圓筒形立式設(shè)備，由于甲烷化爐內(nèi)氣體氫的分壓較高，而且有時會發(fā)生超溫事故，故殼體采用低合金鋼制成。催化劑上下層都有氧化鋁球?qū)雍弯摻z網(wǎng)，以免氣體將催化劑層吹翻，同時增大阻力利于氣