南化实现报告.docx

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南化实现报告

实习报告

学院:

理学院

课程:

精细化工、有机合成生产工艺实习

班级:

应化121班

学号:

23212112

姓名:

指导教师:

黄丽琴、沈薇

实习时间

2014年12月9日至11日

实习地点

石化集团南京化学工业有限公司

2014年12月30日

南京农业大学教务处制

目录

1实习单位概况1

2安全教育3

3实习内容4

3.1.硝基氯苯工段4

3.1.1工艺原理4

3.1.2工艺流程5

3.1.3主要操作工艺参数及所用材料6

3.2稀硝工段7

3.2.1工艺原理7

3.2.2工艺流程7

3.2.3主要设备介绍8

3.2.4主要操作工艺参数9

4实习心得与体会10

5附录

1实习单位概况

中国石化集团南京化学工业有限公司（简称南化公司）由原中国石化集团南京化学工业有限公司（简称原南化公司）和原中国石化集团南京化工厂（简称原南京化工厂）于2005年5月23日重组成立。

原南化公司前身是近代著名爱国实业家范旭东先生始创于1934年的永利化学工业公司铔厂，是中国最早的化工基地之一。

原南京化工厂前身是始创于1947年的中华民国国民政府资源委员会中央化工厂筹备处京厂，是中国橡胶助剂、有机中间体的发源地，是全国重要的精细化工生产基地。

原南化公司、原南京化工厂分别于1998年、1999年进入中国石化集团。

南化公司地处江苏省南京市六合区葛关路189号。

占地面积881.79万平方米，分布在南京市江北的公司本部和连云港碱厂两地。

它是国内无机化工、有机化工、精细化工的生产基地。

主要产品有三大系列：

1、以煤、盐、硫磺为原料的无机化工和化肥产品，合成氨26.5万吨，硫酸75万吨，硝酸37.5万吨，硝酸铵15万吨，盐酸24万吨，纯碱120万吨，烧碱10万吨；高浓度复合肥40万吨；

2、以苯为原料的有机化工产品，苯胺25万吨，硝基苯35万吨,环己酮6万吨，己内酰胺20万吨，氯化苯12万吨，硝基氯苯15万吨；

3、以橡胶助剂为主体的精细化工产品，RT培司3万吨，防老剂RD3万吨,防老剂4020/4010NA3万吨、促进剂1.2万吨。

南化公司具有较强的科研开发能力，拥有强大的科研开发力量。

公司拥有工程技术人员2200多人，研究生以上学历71人，大学本科以上学历1345人，其中具有高级技术职称的400多人，教授级高工2人，中级职称的1245人。

具有化工生产、化工科研、化工设计、化工机械设备制作等技术优势，是全国催化剂、化工机械制造基地，也是全国硫酸科研、设计、情报信息中心和标准化归口单位，国家化工催化剂质量监督检验中心、气体净化研究中心、江苏省化肥催化剂研究中心、公司技术中心早在1993年就被国家经贸委等部门首批认定的国家级技术中心。

主要研发力量有南化集团研究院、连云港碱厂科研设计所、化机厂研究所。

一代代南化人在先驱们开辟的沃土上辛勤耕耘，开拓进取，创造了一项项“中国之最”，优质产品闻名全国、享誉海外，先后创造了30多项“中国化工之最”。

如：

1934年，范旭东开始筹建永利化学工业公司錏厂，设计规模为日产合成氨39吨、硫酸120吨、硫铵150吨、硝酸10吨，是中国第一座化学肥料厂，侯德榜任厂长。

1937年，装置建成投产，生产出我国第一包“红三角牌”硫酸錏。

1949年，南京化工厂在极其困难条件下试生产出中国第一个有机中间体产品二硝氯化苯。

1969年，南京化工厂建成年产300吨间苯二酚生产装置，产品填补国内空白，替代进口。

1977年，南京化工厂建成国内第一套生产3000吨硝基苯加氢还原制苯胺装置，苯胺生产工艺跨入世界先进行列。

12011年，南化公司与荷兰帝斯曼公司合资成立的南京帝斯曼东方化工有限公司新建年产20万吨己内酰胺生产线举行开工奠基仪式。

该生产线是世界上最大的己内酰胺生产线，同时也是能源和原料消耗最低的生产线。

南化公司一贯秉承范旭东先生不畏艰难创办永利实业奉行的“四大信条”：

我们在原则上绝对的相信科学；我们在事业上积极的发展实业；我们在行动上宁愿牺牲个人顾全团体；我们在精神上以能服务社会为最大光荣。

2安全教育

南化公司安全生产的特点：

易燃易爆，有毒有害，高温高压，连续生产，点多线长。

生产过程中必须严格遵守《安全生产禁令》。

实习前我们进行了安全教育，内容包括：

（一）实习期间应热爱劳动、爱护公物、严格遵守工厂企业规定和劳动纪律；

（二）实习期间应严格遵守工厂企业安全保密制度及技术操作规程，增强安全防范意识。

对不按安全操作规程的学生，造成一切后果由本人自负；

（三）实习期间应服从教师指导，尊重各级领导，并与工厂的技术人员、工人师傅搞好团结；

（四）进入工厂要戴安全帽，不准穿高跟鞋、裙子、短裤、凉鞋等；

（五）不准吸烟，不准携带易燃易爆物品进入生产车间，不准携带明火；

（六）进入生产岗位，不准触摸仪表、阀门、运转设备等，不准踩踏管道，不准串岗，不准单独行动；

（七）由于厂生产产品多用到酸碱，管道中液体多为酸性或碱性，每一个同学在看到管路有滴漏时要特别注意。

如果有酸碱滴在身上，应该立即用大量水清洗，然后迅速就医！

（八）为不影响工厂的正常生产进入工作区禁止大声喧哗，禁止追逐打闹等所有影响生产行为。

3实习内容

本次的实习内容是对南化公司下属的氯碱部和硝酸部进行参观实习。

下面将为各工段做详细介绍。

3.1硝基氯苯工艺

3.1.1工艺原理

氯苯在硫酸的存在下与硝酸起反应生成硝基氯苯混合物,硝基氯苯混合物与硝化废硫酸（俗称废酸）用沉降法分离,酸性硝基氯苯混合物去中和、水洗,使之达到中性。

中性硝基氯苯混合物经干燥除去其中的氯苯和水分等,得粗品硝基氯苯混合物,再用精馏和结晶相结合的分离方法分离出对硝和邻硝两种产品以及富含间硝基氯苯的间位油和高沸点有机物废液（简称邻硝焦油）。

硝化废酸经过真空浓缩脱水硫酸浓度超过88﹪后,和硝酸配成混酸循环使用。

反应主要包括以下三个部分：

①离子膜烧碱装置电解食盐水

2NaCl+2H2O==2NaOH+Cl2↑+H2↑  

其中氯气为黄绿色气体，有强烈的刺激性气味，剧毒，人吸入后，对呼吸道有刺激，一旦发生氯气泄漏，应立即用湿毛巾捂住嘴、鼻，向上风向或者测风向跑。

氢气有燃爆危险，它的爆炸极限为4.1%-74.1%，有时静电也会引起爆炸。

②氯化苯装置 

生成的氯化氢与水反应可制得盐酸，而氯化苯是无色透明液体，具有不愉快的苦杏仁味，此化合物有毒，对中枢神经系统有抑制和麻醉作用；对皮肤和粘膜有刺激性，且具有燃爆危险。

③硝基苯装置

硝基氯苯有三种异构体，对硝基氯苯占64%、邻硝基氯苯占35%、间硝基氯苯占1%。

对硝基氯苯有剧毒，人体吸入后可引起肝损害，中毒性肝炎。

邻硝基氯苯对血液循环和神经系统有损失。

3.1.2工艺流程

（1）硝化

将88%的HNO3和98%H2SO4打入混酸釜在小于40℃的条件下进行混合，混合均匀后（HNO339.0%±0.5%H2SO453.5%±0.5%H2O7.5%±0.5%脱水2.75-3.00）打入混酸中间罐，混酸釜内有大量流动循环水用来移走混合热和稀释热，硝酸分解产生的氮氧化物用喷射器喷出的碱水吸收，吸收产生的微负压使氮氧化物不断被吸进来。

混酸中间罐里的酸连同酸性氯化苯及废酸（74%的稀硫酸）打入环形硝化器的管层进行反应，壳层装有循环水，反应剧烈放热需调节壳层的循环水流量来移走大量的热量。

由于该反应是非均相反应，反应发生在相界面，需用混流泵充分搅拌，其中加入的废酸有以下几个作用：

1、起推动作用；2、形成高水低硝酸混酸，能降低反应速率；3、可带走一部分热量。

两台环形硝化器串联工作。

从硝化器里出来的的液体进入四个串联的硝化锅（增加反应停留时间）反应温度55-75℃，消化锅内有换热蛇管，夹套（装有循环水）推进式搅拌器，锅上设有温度计。

从消化锅出来的互溶的硝基氯苯（密度为1.28）和硫酸（密度为1.68），进入两台串联的硝化分离器，其下部采出主要是酸，打入萃取锅并加入中性氯化苯萃取，作用为①高温⑻可给废酸降温。

②萃取废酸中的硝基氯苯。

③反应一部分硝酸。

温度为45-65℃，萃取后打入萃取分离器静置，利用重力分离，上部为酸性的氯苯进入储罐，下部为废酸进入储罐。

硝化分离器上部采出主要是硝基氯苯的混合物，进入中和静态混合器，将NaOH和水加入中和静态混合器进行碱洗，其目的为①除去少量的酸。

②除去高副产物酚类，如对硝基苯酚。

③使硝基氯苯呈中性或者弱酸性。

之后进如中和分离器，上部为废水，下部为硝基氯苯，下部出来的硝基氯苯再进入水洗静态混合器，除去溶于水的杂质后进入水洗分离器。

塔顶部出来的物料为废水，进入废水汽提塔，利用0.2MPa闪蒸汽，上部出来为轻组分进入中和静态器，下部分出来的为重组分进入强氧化器。

塔底部出来的物料为硝基氯苯，装入干前罐。

经干燥塔脱水脱氯的硝基氯苯的混合物塔釜采出打入干后罐，塔顶物料进入水氯苯冷凝器，用液环泵抽真空并连有真空包缓冲。

（2）精馏

粗品进入精馏塔（66.6米），塔釜的重组分264邻硝，经邻硝脱焦塔再沸器后进入脱焦塔得到99.9%的成品邻硝,采出成品邻硝基氯苯含量为99.9%。

塔顶出来的物料经二冷、真空包、液环泵。

其中塔顶，二冷、真空包采出的富间位油，进入富间位油罐，供间位结晶使用。

（3）结晶

使用翅片式结晶器进行结晶。

管层里装有冷热水，对流传热系数大；壳层里不流动，对流传热系数小。

装有小翅片，增加传热面积。

对硝结晶分离是间歇操作,精馏塔顶采出的富对位物料、间位塔顶采出的富间位物料和结晶自循环的高油,进入结晶器内,通过降温,使液相中的对位析出,未结晶的母液放入对位低油罐,进2#塔精馏分离。

吸附在晶体表面上的母液经升温发汗逐步置换,当晶体表面被置换出的母液凝固点大于或等于80℃时,剩余晶体即为成品对硝。

将对硝成品化至成品罐,经分析合格,输送至包装。

升温发汗置换下的一部分母液放入次成品罐,再进入结晶器循环套用。

（4）浓缩

利用蒸酸器把废酸中的74%的稀硫酸变为88%的浓硫酸。

淋洗塔淋洗经一冷、二冷。

一冷二冷采用螺旋板式换热器逆流操作。

废气再进入液环泵，气液分离器最终进入尾气吸收塔用碱水淋洗。

3.1.3主要操作工艺参数及所用材料

（1）主要操作工艺参数

硝化锅温度为55-75℃并逐级降低，最后一个硝化锅取样阀含N量应小于1.8%

中和静态混合器pH为9-12

中和分离器和水洗静态混合器温度为55-75℃

萃取锅取样阀含N量应小于0.3%

萃取分离器温度为45-65℃

干燥器内塔釜温度168℃，预热器温度为110℃,塔顶绝压小于15KPa

精馏塔塔釜温度188-189℃，塔顶温度155℃，塔顶绝压小于10KPa

邻硝脱焦塔温度145-165℃

（2）工艺中所用材料及特点

衬搪瓷：

耐酸、耐高温、不耐磨

玻璃：

耐酸、耐高温，易碎，冷热交换不能过于剧烈

钽材：

耐酸、耐高温，但是贵

聚四氟乙烯：

耐酸、耐一定的高温

3.2稀硝工段

3.2.1工艺原理

采用双加压法生产稀硝酸，双加压法为氨氧化在中压（0.35MPa-0.45MPa）下进行，而酸吸收在高压（1.1MPa）下进行。

它具有氨消耗低，铂损耗少，单机组生产能力大，尾气中氮氧化物含量低等特点.其原理是气态氨与洁净的压缩空气在铂铑的催化下反应生成NO，当反应气被回收热量温度降低后，气体中的NO被氧化成NO2，NO2经压缩后在吸收塔中与水反应生成60%的稀硝酸。

具体反应式如下：

4NH3+5O2=4NO+6H2O+Q

2NO+O2=2NO2+Q

3NO2+H2O=2HNO3+NO+Q

加压氧化，加压吸收，所以该工艺称为“双加压”工艺。

吸收得到的稀硝酸最后经过漂白工序，用空气漂白稀硝酸中溶解的氧化氮，即把红酸漂白成无色透明的酸，基本原理就是气提技术。

3.2.2工艺流程

（一）氨的氧化和热能回收

氨和空气分别进入空气过滤器（内有滤布、尼带、箱式）,以除去气体中夹带的固体粉尘和油雾等对氨氧化催化剂有害的杂质,净化后的一次空气经氨空气混合器混合（混合气中氨含量9.5%（v））后进入氧化炉,经与铂铑网接触,96%～97%（v）的氨被氧化为一氧化氮,气体的温度也上升至860℃,此气体经氧化炉下部的蛇管换热器和沸热锅炉回收热量后出氨氧化反应器的温度约为435℃。

（二）NO的氧化

NO被氧化及省煤器回收热量后，被冷却至约156℃。

当温度下降时,气体中的NO被氧化成NO2,然后进入低温反应水冷却器，进一步冷却至40℃。

在这里,氧化氮（NOx）气体与冷凝水反应生成浓度约34%的稀硝酸。

酸气混合物经分离器分离,稀硝酸送入吸收塔。

由水冷器来的氧化氮气体，与来自漂白塔的二次空气相混合后进入氧化氮压缩机，被压缩至1.0MPa（表）。

气体经换热器被冷却至126℃,又经水冷却器进一步冷却至40℃后，氧化氮气体和冷凝酸一并送入吸收塔底部的氧化器继续氧化,在塔中氧化氮气体被水吸收生成硝酸，吸收塔的塔板上设有冷却盘管用以移走吸收热和氧化热,当塔内液体逐板流下时和氧化氮气体充分接触，酸浓度不断提高,在塔底部收集的酸浓度为60%。

（三）漂白

自吸收塔来的60%的硝酸里溶入很多NOx气体，被送至漂白塔顶部，用二次空气将NOx气体从硝酸中吹出,引出的成品酸浓度为60%，含HNO2<0.01%,温度为62℃,经冷却至约40℃后,送往成品酸贮槽。

由吸收塔顶出来的尾气,经尾气预热器,被加热至约360℃,热气体进入尾气透平,可回收约60%的总压缩功,最后经排气筒排入大气。

排入大气的尾气中NOx含量约为180ppm。

3.2.3主要设备介绍

（一）四合一机组

硝酸四合一机组是硝酸生产工艺的核心设备,它是随着双加压法生产工艺的应用而被采用的。

硝酸四合一机组由空气压缩机、氧化氮压缩机、尾气膨胀机和原动机汽轮机组成。

它们在工艺中的具体作用如下:

空气压缩机将空气压缩至0.2～0.5MPa,与氨气混合后进入氧化炉燃烧反应生成氧化氮,经过换热冷却后进入氧化氮压缩机,压缩至0.7～1.52MPa，进入吸收塔生产出硝酸,从塔顶逸出的气体经过预热和过热进入尾气膨胀机做功后排入大气。

汽轮机利用氨燃烧反应生产的过热蒸汽进行做功,补充机组中压缩功与尾气膨胀机回收功之间的亏损。

双加压法硝酸生产工艺使硝酸生产工艺水平有了重大突破,不仅提高了成品酸的浓度,而且大大降低了环境污染,尾气中的氧化氮含量小于200ppm。

（二）氧化炉

氧化炉是由上下两个圆锥体和中间一个圆柱体所组成的容器,氨和空气混合气的流向是由上向下,这种流向的优点是下锥体内可用耐火砖衬里,减少了散热损失。

在氧化炉与沸热锅炉设计成联合设备时,可以更加有效地回收热量，气流方向与铂网的重力方向一致,可以减少铂网的振动,降低铂的损失。

氧化炉上锥体和上圆柱体用耐热不锈钢制成,下锥体和下圆柱体用普通碳钢制成,内衬石棉板和耐火砖。

上锥体设有锥形气体分布器,使气流分布均匀及避免网前形成涡流;下锥体的花板上,堆放有拉西瓷环,起消除音响的作用,故称消音环;上下圆柱体用法兰连接,法兰之间设有压网圈,用来夹紧铂网;上圆柱体上装有视孔,用来观察铂网灼热时的颜色,以判断温度高低及网受热是否均匀;在下圆柱体上有点火孔,供开工时在此伸入点火器之用。

氧化炉的气体导出部分的锥形表面,可以使大量的热反射到处于水平位置的催化剂上,借以保证铂网均匀地加热,并使催化区域保持足够高的温度。

因此,下锥体的隔热表面及外部保温是很重要的。

氧化炉气体导出部分的材料在加压操作时,一般用耐热高铬钢制作,常压或低压时用碳钢作壳体,内衬耐火砖。

氧化炉气体导入部分或设备衬里的材料有铝、镍、铬镍合金和不锈钢等。

3.2.4主要操作工艺参数

稀硝工段的核心是氧化炉，为保证氧化能达到较高的转化率，需控制好氧化炉的温度、压力及接触时间。

（一）温度

氨氧化生成NO虽在145℃时已开始,但到300～400℃时生成量仍旧很少,主要还是生成单质氮（N2）和水蒸气。

要使NO产率达到97%～98%,反应温度必须不低于780℃。

但反应温度过高,由于NO分解,NO产率不但不升高,还会有下降的可能,而且当反应温度高于920℃时,铂的损失将大大增加（主要是铂在高温下挥发加剧）。

一般氨在双加压工艺下催化氧化温度控制在860℃。

（二）压力

从反应本身看,操作压力对于一氧化氮的产率没有太大影响,加压氧化（如在0.8～1.0MPa下操作）比常压氧化的氧化率还要低1%～2%,但铂催化剂的生产强度却因此而大为提高。

例如常压下每公斤铂催化剂每昼夜只能氧化1.5吨氨,而在0.9MPa下可氧化10吨氨,同一设备生产能力可提高5～6倍。

但压力过高,加剧了气体对铂网的冲击,铂网的机械损失（摩擦、碰撞后变成粉末）增大,因此一般采用0.35～0.45MPa。

（三）接触时间

混合气体通过铂催化剂层的时间称为接触时间。

为保证氨的氧化率达到最大值,接触时间不能太长（即气流线速度太慢）,因为这要降低设备的生产能力,而且氨容易分解成单质氮,使氧化率降低。

接触时间也不能太短,太短氨来不及氧化就离开铂催化剂层,同样会使氧化率降低。

生产实践证实,双加压工艺下接触时间以10-4s为宜。

5实习心得与体会

在这为期三天的短暂实习里，不仅有系统的理论知识巩固学习，更有现场实践参观，结合我们的专业知识，通过实习，将理论与实践切实相结合，这是我们最大的收获。

南化实习，使我对硝基氯苯和稀硝酸的工艺流程有了初步的了解。

在每个工作车间，技术人员都为实习学生进行了详细讲解，让同学们对现代化工生产全过程有了直观、全面的了解。

通过对典型化工生产工段的认知实习，使同学们对化工行业的生产流程、生产工艺等有了初步的感性认识，拓宽了分析问题的思路，开展了的眼见，对于大规模化工生产有了一定了解，最主要的是对工艺流程的理解和认识有了进一步的强化，更重要的是要以专业的眼光去看待和分析在实际操作中的隐患，解决遇到突发事件后的处理办法了。

经过这次实习，让我明白了理论学习是基础，但实际工作与理论的阐述又有很多不同的地方，往往实验室里进行的一个实验，放在真正的生产工艺上，就不是这么简单的一回事了，需考虑循环利用、节能减排、产率成本，安全生产等各种现实问题。

这些要比实验室的理想状态要复杂得多，由实践上升到理论是一个质的变化，我们要有理论联系实际的意识，做到学以致用！

另外，在实习中，我也体会到了团队精神的重要，一整套的工艺流程，需要不同的技术人员团体协作，互相监督才能确保井然有序。

每一个人都有他的职责所在，尤其是在化工厂这种危险地方，会因为一个人的疏忽，而导致不可挽回的结果，这就要求工作人员有责任心和实事求是的态度。

作为大三的我，即将进去社会工作，应时刻保持工作的质量及效率，且具备创新精神，争取为企业的发展积极献计献策。