【正文】 見安排表。五、實(shí)習(xí)考核要求平時(shí)成績(jī)（20%）熟悉實(shí)習(xí)裝置原理及流程，能熟練對(duì)仿真實(shí)習(xí)裝置進(jìn)行操作，多思考，勤于記錄。要求 1 遵章守紀(jì)，不得無故缺勤。仿真操作聯(lián)機(jī)考核（60%）學(xué)生在指定的時(shí)間內(nèi)上機(jī)獨(dú)立完成教師指定的仿真操作聯(lián)機(jī)考核內(nèi)容。實(shí)習(xí)報(bào)告（20%）根據(jù)實(shí)習(xí)的平時(shí)記錄、參考資料及實(shí)習(xí)心得，加以綜合整理，寫出仿真實(shí)習(xí)報(bào)告，內(nèi)容要求正確充實(shí)、文字表達(dá)簡(jiǎn)練、圖面清晰、位置比例合理等。六、合成氨仿真實(shí)習(xí)報(bào)告主要內(nèi)容實(shí)習(xí)的目的、意義。概述合成氨工藝原理與流程。畫出合成氨模型主要設(shè)備的平面布置圖。根據(jù)仿真軟件合成工段的內(nèi)容畫出合成工段的流程圖及主要控制點(diǎn)并注明控制參數(shù)。選做5題實(shí)習(xí)思考題。實(shí)習(xí)的收獲、體會(huì)和建議。實(shí)習(xí)報(bào)告封面見附頁。七、實(shí)習(xí)思考題1．以天然氣為原料生產(chǎn)合成氣過程有哪些主要反應(yīng)？ 2．天然氣水蒸氣轉(zhuǎn)化法制合成氣過程有哪些步驟？3．為什么天然氣要預(yù)先脫硫才能進(jìn)行轉(zhuǎn)化？4．Co－Mo加氫和氧化鋅脫硫有何特點(diǎn)？5．為什么天然氣水蒸氣轉(zhuǎn)化過程需要供熱？供熱形式是什么？ 6．影響天然氣水蒸氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)的主要因素有哪些？ 7．天然氣水蒸氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)的主要操作參數(shù)有哪些? 8．一段轉(zhuǎn)化爐的主要結(jié)構(gòu)？9．一氧化碳變換催化劑有哪些類型？各適用于什么場(chǎng)合？10．少量CO、CO的脫除方法有哪些？各自特點(diǎn)？ 11．影響氨平衡濃度的因素有哪些？ 12．溫度和壓力對(duì)氨合成反應(yīng)速率的影響？13．惰性氣體對(duì)氨合成反應(yīng)的平衡氨濃度及反應(yīng)速率的影響？ 14．氨合成塔的主要結(jié)構(gòu)？15．熟悉實(shí)習(xí)裝置的氨合成工藝流程。16．仿真裝置氨合成系統(tǒng)的開停車操作步驟？ 17．在仿真裝置中，氨合成塔的反應(yīng)壓力如何控制？ 18．在仿真裝置中，氨合成塔的反應(yīng)溫度如何控制？ 19．如何控制仿真裝置的換熱器換熱效果？ 20．仿真裝置操作中如何控制儲(chǔ)槽（罐）液位穩(wěn)定？七、實(shí)習(xí)參考資料1．仿真實(shí)習(xí)教學(xué)指導(dǎo)書2．劉曉勤.《化工工藝學(xué)》北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010 3．陳五平.《無機(jī)化工工藝學(xué)－合成氨》北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002 4．有關(guān)“化工過程及裝置仿真”書籍 5．機(jī)房服務(wù)器和網(wǎng)站所列的相關(guān)東方仿真文檔南京工業(yè)大學(xué)合成氨仿真實(shí)習(xí)報(bào)告書學(xué) 院： 班級(jí)、學(xué)號(hào)： 姓名（簽名）：年月第五篇：合成氨工廠實(shí)習(xí)報(bào)告實(shí)習(xí)報(bào)告山鐘情，水毓秀，三明的山水和人文名聞海西。位于閩西北部的三明化工有限責(zé)任公司是福建省老字號(hào)國(guó)企，成立于1958年，2000年10月經(jīng)省政府批準(zhǔn),從工廠制改為公司制。2007年1月18日，經(jīng)省政府決定整體劃入福建省三鋼(集團(tuán))有限責(zé)任公司，跨越發(fā)展，風(fēng)鵬正舉。公司是福建省最大的化肥生產(chǎn)企業(yè)，是以生產(chǎn)基本化工原料和化肥為主的國(guó)家大型一檔企業(yè)。企業(yè)具有強(qiáng)烈的使命感和厚重的文化底蘊(yùn)，“斑竹”和“聚星”是公司的著名商標(biāo)。公司主要裝置能力：年產(chǎn)總氨32萬噸、加工尿素45萬噸、精甲醇15萬噸、甲醛5萬噸、供熱310萬吉焦耳、年機(jī)械加工能力2000噸。具有一、二類壓力容器制造許可資質(zhì)。實(shí)習(xí)時(shí)間安排在20112012學(xué)年第二學(xué)期的第一周到第四周（2月13日3月9日），實(shí)習(xí)單位為福建三鋼集團(tuán)三明化工有限責(zé)任公司。首先要進(jìn)行實(shí)習(xí)動(dòng)員，學(xué)習(xí)實(shí)習(xí)大綱和實(shí)習(xí)計(jì)劃，明確實(shí)習(xí)目的與要求、方法和步驟，做好準(zhǔn)備。到達(dá)實(shí)習(xí)地點(diǎn)后，在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，熟悉工作環(huán)境和相關(guān)工作，按學(xué)校以及實(shí)習(xí)單位的要求完成有關(guān)實(shí)習(xí)任務(wù)。然后學(xué)習(xí)公司安全、消防知識(shí)以及合成氨各流程的工藝知識(shí)。接著分別在第一造氣、凈化、合成和尿素4個(gè)車間輪流實(shí)習(xí)，實(shí)習(xí)期間做好實(shí)習(xí)記錄，記載每天的實(shí)習(xí)內(nèi)容、心得體會(huì)和存在的問題，完成實(shí)習(xí)作業(yè)，要求不僅對(duì)該車間及其相關(guān)車間的工作有“面”上的認(rèn)識(shí)，同時(shí)在某一點(diǎn)上深入學(xué)習(xí)，積極與工人師傅交流，切實(shí)了解實(shí)習(xí)單位具體的生產(chǎn)實(shí)踐與相關(guān)管理和銷售環(huán)節(jié)，全面培養(yǎng)從事相關(guān)領(lǐng)域工作的能力。實(shí)習(xí)結(jié)束后，及時(shí)完成個(gè)人實(shí)習(xí)總結(jié)和實(shí)習(xí)報(bào)告，將本科學(xué)生實(shí)習(xí)手冊(cè)上交學(xué)院，作為畢業(yè)實(shí)習(xí)考核的依據(jù)。、氨的合成是人類從自然界制取含氮化合物的最重要方法，氨則是進(jìn)一步合成含氮化合物的最重要原料，而含氮化合物在人們生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都是必不可少的。實(shí)習(xí)期間主要學(xué)習(xí)合成氨造氣、凈化、合成3段工藝和尿素生產(chǎn)工藝，簡(jiǎn)單參觀三聚氰胺車間。1)安全與消防知識(shí)教育合成氨工廠生產(chǎn)存在高溫、高壓、易燃、易爆、有毒、有害，必須嚴(yán)格執(zhí)行安全生產(chǎn)要求，確保實(shí)現(xiàn)期間的人身和生產(chǎn)安全。因此由工廠的安全工程師為我們做工廠勞動(dòng)保護(hù)、安全技術(shù)、防火、防爆、防毒等內(nèi)容的安全生產(chǎn)教育。a)注意著裝，不能穿裙子，不能披散長(zhǎng)發(fā)，不能穿高跟鞋。b)嚴(yán)禁接觸閥門、儀表、按鈕。c)工廠區(qū)禁止吸煙。d)進(jìn)入工廠區(qū)必須佩戴安全帽，不能脫離組織，不要妨礙正常生產(chǎn)操作。e)出現(xiàn)事故迅速撤離至下風(fēng)處。2)造氣車間工藝合成氨的直接原料為氫和氮，工廠制造原料氣的原材料為型煤、塊煤、蒸汽和氧氣，造氣車間的成品是半水煤氣，半水煤氣的主要成分有氫氣、氮?dú)狻⒀鯕?、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、硫化氫和惰性氣體。工藝流程分為間歇制氣和富氧連續(xù)制氣。a)間歇制氣有5個(gè)階段：空氣吹風(fēng)階段：空氣→煤氣爐→燃燒爐→廢熱鍋爐→煙囪（或送吹風(fēng)氣余熱回收裝置）上吹制氣階段：蒸汽、加氮空氣→煤氣爐→燃燒爐（或旋風(fēng)除塵器）→廢熱鍋爐→洗氣箱→洗氣塔→氣柜下吹制氣階段：蒸汽→燃燒爐（或旋風(fēng)除塵器）→煤氣爐→洗氣箱→洗氣塔→氣柜 二次上吹階段：與上吹制氣階段流程相同空氣吹凈階段：空氣→煤氣爐→燃燒爐（或旋風(fēng)除塵器）→廢熱鍋爐→洗氣箱→洗氣塔→氣柜 b)富氧連續(xù)制氣，分為兩路：一路經(jīng)過減壓后，與羅茨機(jī)來的空氣混合進(jìn)入19爐富氧加氮總管；另一路經(jīng)減壓后送到新系統(tǒng)富氧加氮管，再進(jìn)入混合噴射器和從4風(fēng)機(jī)出口DN400管引來的空氣進(jìn)行充分混合進(jìn)入DN400的富氧空氣總管后，經(jīng)DN300的截止閥送到1113爐各臺(tái)的富氧空氣總管，經(jīng)流量計(jì)、截止閥、止逆閥、加氮總閥、上吹加氮閥、富氧空氣調(diào)節(jié)閥，與入爐的低壓蒸汽在混配器進(jìn)行混合后從爐子底部進(jìn)入煤氣爐。富氧空氣和蒸汽通過熾熱的碳層進(jìn)行燃燒和氣化反應(yīng)，生成的煤氣由爐頂送出，經(jīng)上氣道、除塵器（或燃燒室）、廢熱鍋爐和洗氣箱進(jìn)入煤氣總管，最后經(jīng)洗氣塔進(jìn)入氣柜。3)凈化車間工藝由原料制成的半水煤氣中含有能導(dǎo)致催化劑中毒的組分，主要是含硫化合物和碳的氧化物，需要經(jīng)歷脫硫和脫碳的凈化過程。凈化車間的工藝流程為：a)電除塵：原料氣中含有一定數(shù)量的粉塵、焦油和炭黑等固體雜質(zhì)，會(huì)引起設(shè)備和管道的堵塞、系統(tǒng)阻力的增加，因此使用靜電除塵器清除原料氣中的粉塵雜質(zhì)，并通過沖洗方式排出。b)脫硫崗位：栲膠脫硫法，是以純堿為吸收劑，以栲膠為載氧體，以NaVO2為氧化劑，在吸收塔內(nèi)原料氣與脫硫液逆流接觸硫化氫與溶液中純堿作用被吸收，在反應(yīng)槽內(nèi)硫氫根被高價(jià)金屬離子氧化生成單質(zhì)硫，在噴射再生槽內(nèi)空氣將酚態(tài)物氧化為醌態(tài)，按順序連續(xù)進(jìn)行從而完成氣體脫硫凈化。反應(yīng)過程如下：H2S+Na2CO2====NaHS+NaHCO2NaHS+NaHCO2+2NaVO2=====S↓+Na2V2O2+Na2CO2+H2O2HQ+1/2 O2====2Q+H2O c)變換崗位:原料氣中的CO，在一定溫度與壓力條件下，借助催化劑的催化作用，于水蒸氣進(jìn)行變換反應(yīng)，生成CO2和H2。合理利用反應(yīng)熱充分回收余熱，降低能耗。CO+H2O→CO2+H2+Q d)變脫崗位:采用濕式氧化法用氨水溶液來脫除變換氣中的H2S，以滿足后工段的工作的生成需要。吸收反應(yīng)：NH3+H2S→NH4HS 再生反應(yīng)：2NH4HS+O2→2NH3+2S+2H2O e)脫碳崗位：清除變換氣中的CO2，獲得合格的凈化氣，分為MDEA脫碳和變壓吸附脫碳。MDEA脫碳：MDEA學(xué)名N甲基二乙醇胺（純度99%），MDEA水溶液吸收來自變換工段的CO2，吸收CO2后的MDEA水溶液經(jīng)過加熱、減壓在再生塔中得到汽提、再生，循環(huán)使用。MDEA水溶液屬于有機(jī)堿溶液，在水中呈弱堿性，遇酸性二氧化碳?xì)怏w將發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，同時(shí)在較高壓力下，CO2氣體有較高的物理溶解性，所以整個(gè)吸收過程屬于物理、化學(xué)吸收過程。變壓吸附脫碳：利用吸附劑對(duì)變換氣中個(gè)組分在不同分壓下，不同的吸附容量、吸附速度和吸附力，并且在一定壓力下對(duì)被分離的氣體混合物的個(gè)組分有選擇性吸附的特性，加壓吸附除去變換氣中的某些組分，減壓脫吸被吸附的組分，從而使吸附劑獲得再生。由兩個(gè)系統(tǒng)組成，即CO2提純系統(tǒng)和CO2凈化系統(tǒng)，提純系統(tǒng)將變換氣進(jìn)行多塔吸附和脫附，%以上，供尿素生產(chǎn)用和作為制取高純CO煤氣裝置的氣源；出提純系統(tǒng)的中間氣進(jìn)入凈化系統(tǒng)，進(jìn)行多塔循環(huán)吸附和脫附，將CO2凈化到≤%，供生產(chǎn)合成氨用。4)合成車間工藝任務(wù)是循環(huán)氣中的氫氣和氮?dú)猓诟邷?、高壓條件下，借助于催化劑的作用，進(jìn)行化合反應(yīng)生產(chǎn)氨，經(jīng)冷凝、分離得到液氨，未合成氨的氣體補(bǔ)充新鮮氣后繼續(xù)循環(huán)使用。工藝流程為： a)電除塵：再次清除原料氣中的粉塵雜質(zhì)，凈化氣體。b)高壓機(jī)：合成氨是可逆反應(yīng)，提高反應(yīng)物壓力有利于反應(yīng)向合成氨的方向進(jìn)行。c)高壓醇化系統(tǒng)：深度凈化合成氨原料氣，將氣體中一氧化碳和二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲醇，出高壓醇化系統(tǒng)氣體中的CO+CO2達(dá)到200ppm以下。氣體進(jìn)入高壓醇化系統(tǒng)，在壓力24MPa，溫度210～250℃的條件下，經(jīng)銅系催化劑的催化作用，與氫氣反應(yīng)，生成甲醇和水，其反應(yīng)方程式為：CO+2H2====CH3OH CO2+2H2====CH3OH+H2O d)高壓烷化系統(tǒng):進(jìn)一步凈化氣體，在250℃左右的溫度條件下，經(jīng)鎳系催化劑的催化作用，與氫氣反應(yīng)，生成甲烷和水，經(jīng)甲烷化系統(tǒng)后氣體的CO+CO2達(dá)到10ppm以下，其反應(yīng)方程式為：CO+3H2====CH4+H2O CO2+4H2====CH4+2H2O e)氨合成系統(tǒng)：凈化后的氣體在400～500℃的條件下，經(jīng)鐵系催化劑的催化作用，氣體中的氫氣與氮?dú)夥磻?yīng)，生成氨，其反應(yīng)方程式為：3H2+N2====2NH35)尿素合成車間工藝尿素由液氨和二氧化碳在合成塔反應(yīng)生成甲胺，脫水生成尿素，其反應(yīng)方程式為：2NH3+CO2====NH2COON4 NH2COONH4====NH2CONH2+H2O 工藝為水溶液全循環(huán)法：a)原料液的凈化和加壓：原料CO2有60%進(jìn)入合成塔，其余40%進(jìn)入中壓系統(tǒng)，起提氣劑作用，最后以甲胺液形式送入合成塔，原料液氨在泵出口加入少量鈍化空氣，經(jīng)預(yù)熱后有70%自合成塔頂加入盤管，其余30%則從合成塔底引入，保持全塔平衡。b)尿素的合成：，進(jìn)行閃蒸，將合成出料先氣液分離，再次氣液分離，得到已相對(duì)純凈的70%尿液，在進(jìn)入尿液濃縮器，%%，從分離器即可得到液體尿素產(chǎn)品。c)未反應(yīng)物中甲胺的分解、過量氨的解吸及氨和二氧化碳的回收循環(huán)。d)尿素溶液蒸發(fā)和造粒：從分離器送來的熔融尿素由熔融泵送往造粒塔頂部的旋轉(zhuǎn)噴頭進(jìn)行造粒，塔底得到的成品顆粒尿素由傳送帶送包裝樓稱量包裝。6)三聚氰胺車間工藝三聚氰胺C3H6N6，白色單斜晶體，幾乎無味，微溶于水，被用作化工原料，與甲醛縮合能制成氨基樹脂，具體耐熱、耐水、耐老化、耐化學(xué)藥劑等優(yōu)良特性，廣泛應(yīng)用于木材加工、涂料、紡織、電器制造、造紙等工業(yè)部門，對(duì)身體有害，不可用于食品加工或食品添加物。三聚氰胺的生產(chǎn)以尿素為原料，按操作壓力分為高壓、低壓、常壓法。生產(chǎn)工業(yè)有3個(gè)工序：反應(yīng)、精制、回收。a)反應(yīng)：以尿素為原料，以氨為載氣，硅膠為催化劑，已脫除二氧化碳的干燥氨氣，經(jīng)氨預(yù)熱器加熱送入流化床底部，通過彎形管預(yù)分布，再經(jīng)分布板上稚形泡罩的縫隙均勻吹入床內(nèi)，使床內(nèi)催化劑呈流化態(tài)，尿素過篩后以壓縮空氣送至尿素罐，通過加料管用稍高于床內(nèi)壓力的冷氨氣，吹入流化床反應(yīng)生成的三聚氰胺和副產(chǎn)物由進(jìn)床氨氣攜帶，經(jīng)旋風(fēng)分離器回收夾帶的部分硅膠催化劑后進(jìn)入熱氣過濾器，濾除硅膠和副產(chǎn)物，再經(jīng)干捕器降溫，得粗品。b)精制：將粗品三聚氰胺投入加好母液的溶解槽中，加熱溶解，調(diào)節(jié)好溶液溫度和pH值，趁熱壓濾，濾液導(dǎo)入結(jié)晶槽冷卻結(jié)晶，經(jīng)離心機(jī)脫水后，干燥粉碎即得精制三聚氰胺。c)回收：已分離出三聚氰胺的循環(huán)氣體經(jīng)洗塔除二氧化碳并降溫除濕、干燥，在經(jīng)氨壓縮機(jī)升壓后導(dǎo)至氨氣柜回收。在短暫的實(shí)習(xí)期間，在車間師傅和帶隊(duì)老師的詳細(xì)講解和悉心指導(dǎo)下，進(jìn)一步鞏固專業(yè)思想，使我們了解了各工段的設(shè)備和操控系統(tǒng)，初步了解工廠各工段的工藝流程和主要機(jī)器和設(shè)備的結(jié)構(gòu)、作用原理，對(duì)工廠的管理制度有了簡(jiǎn)單的認(rèn)識(shí)。最大的收獲就是把在學(xué)校所學(xué)的專業(yè)知識(shí)綜合運(yùn)用實(shí)踐，把握課本知識(shí)和實(shí)際的異同，提高運(yùn)用理論知識(shí)到實(shí)際工作中去的技能，比較清楚的認(rèn)識(shí)合成氨生產(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)，知道了生產(chǎn)中的技術(shù)革新措施，從而注意新技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，還接受企業(yè)安全與消防知識(shí)教育，增強(qiáng)安全生產(chǎn)集體觀念，有機(jī)會(huì)與工程技術(shù)人員接觸，學(xué)習(xí)他們對(duì)生產(chǎn)的高度責(zé)任感以及理論聯(lián)系實(shí)際、解決實(shí)際問題的經(jīng)驗(yàn)。在工廠實(shí)習(xí)和撰寫報(bào)告的過程中，查閱了很多關(guān)于合成氨工藝流程的資料，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程的一些問題，對(duì)此提出自己的看法意見。造氣車間間歇制氣流程和富氧連續(xù)制氣流程都分別有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，間歇制氣建設(shè)投資低，但流程繁瑣，必備空氣鼓風(fēng)機(jī)，配有上下行煤氣管道和上下吹蒸汽管道，閥門切換多，容易造成設(shè)備磨損嚴(yán)重，而且煤耗高，發(fā)氣量小，吹風(fēng)過程有大量煙氣排放，降低了煤氣爐的熱效率；富氧連續(xù)制氣出氣溫度高，要求循環(huán)水有足夠低的溫度來滿足對(duì)原料氣降溫，造成能量浪費(fèi)，富氧生產(chǎn)能力是間歇制氣的2倍，工藝流程簡(jiǎn)單，但是二氧化碳含量大，脫碳困難，因此廢氣全回收，同時(shí)需要富氧，增加了投資。近年來，由于制氧成本降低，又要擴(kuò)大生產(chǎn)能力的需求，工廠采用富有間歇兩用。凈化車間使用變壓吸附脫碳，雖然生產(chǎn)工藝先進(jìn)，凈化度高，能耗低，成本低，但該系統(tǒng)在運(yùn)行中有效氣體損失較大是個(gè)比較關(guān)鍵的問題。損失有效氣使得合成氨系統(tǒng)出現(xiàn)問題：H2/N2易偏高，造氣加氮量需大幅度增加，不斷回收吹風(fēng)氣來降低H2/N2，降低了有效氣體成分CO+H2的含量；使壓縮機(jī)做部分無用功，電耗將增加，單機(jī)出率下降；由于甲醇生產(chǎn)需要消耗一定量的H2和CO，使造氣需要大幅度加氮的現(xiàn)象好轉(zhuǎn)，%%，從而影響醇和氨的產(chǎn)量。采取的辦法