过程装备与控制工程专业认识实习报告.docx

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过程装备与控制工程专业认识实习报告

认识实习报告

院系：

材料与化学工程学院

班级：

过程装备与控制工程09-1

姓名：

夏国正

学号：

540904030142

一、实习时间：

2011年11月1日—2011年11月3日

实习地点：

昊华骏化集团股份有限公司

二、骏化集团股份有限公司简介

昊华骏化集团有限公司位于中原腹地物产丰富、文化底蕴深厚、经济发展迅速的天中之城—河南省驻马店市，这里有丰富的煤炭、石油、铁矿、钛矿等矿藏。

昊华骏化始建于1967年，经过40多年几代骏化人不懈的努力拼搏，已从单一的合成氨生产企业发展成为以生产尿素、醋酸、纯碱、氯化铵、三聚氰胺、DMF、复合肥、商品氨、甲醇、发电和化工设备机械制造为主的综合性化工企业。

昊华骏化2005年5月加入中国昊华化工（集团）总公司之后，得到迅猛发展，资产总值已达64亿元，拥有14个分（子）公司，职工3000余人，各类专业技术人员1200余人。

现为中国氮肥50强和中国化工100强企业，省百户重点和百强企业，省级煤化工工程技术中心，被商务部确定为“中国外贸企业信用体系示范单位”，河南省政府确定为全省煤化工产业基地，中国化工集团批准为化工产业园区。

拥有自营进出口权，拥有自主知识产权专利10项，先后通过了ISO9001国际质量体系认证和ISO14001国际环境管理体系认证。

“驿马”牌尿素是“中国名牌产品”，“驿马”、“骏化”牌复合肥被评为“河南省名牌产品”。

主导产品年生产能力尿素80万吨、高浓度复合肥80万吨、甲醇30万吨、醋酸40万吨、纯碱氯化铵120万吨、三聚氰胺4.5万吨、DMF3万吨、DMAC3万吨、化工设备400台件，年发电量3亿度。

公司在被指定为“十一五”期间全省重点发展的五大煤化工产业基地的基础上，又被中国化工集团公司列为重点扶持发展的九大化工产业园区基地。

目前，公司的主导产品“驿马牌”尿素和化工产品以优异的产品质量和售后服务，大量销往广东、广西、海南、浙江、湖南、东北三省等省区，并出口到欧盟、美国、东南亚等国家。

企业使命：

成就顾客回报股东富裕员工造福社会。

企业核心理念：

持续改进致力久远。

企业精神：

创新　发展　超越。

企业作风：

严、细、实、快。

人才观：

唯才是举德为先，扬长避短，竞争成长，人人争优。

安全观：

人人珍惜生命，时刻牢记安全安全责任、安全科技、安全文化、安全发展，创一级安全标准化企业。

人生观：

富工作，俭生活，淡名利，安一生。

员工事业观：

适应骏化、适应竞争、适应工作，终生学习、自我超越，做一名绝不会被淘汰的优秀员工。

二、实习内容介绍

1．昊华骏化集团骏化发展股份公司

1．1．公司简介

河南骏化发展股份有限公司位于驻马店市中华大道439号，成立于2003年6月，是昊华骏化集团的控股子公司，主要生产尿素、三聚氰胺、DMF、纯碱、氯化铵、甲醇、塑料编织袋等产品。

其下属的三胺分厂设计年产三聚氰胺３万吨，年副产液氨3.3万吨。

三聚氰胺是尿素深加工后续产品，是集团公司调整产品结构、拉长产业链条，实现产品多元化战略的伟大成功之举。

产品附加值高，市场需求潜力大，广泛用于塑料、木业、涂料、造纸、纺织、皮革等行业。

产品质量高，远销欧洲、日本、东南亚各国。

1．2．三聚氰胺工艺流程简介

目前多以尿素为原料，采用半干式常压法制三聚氰胺。

尿素以氨气为载体，硅胶为催化剂，在常压和380-400℃温度下沸腾反应，先分解生成氰酸，并进一步缩合生成三聚氰胺。

6CO（NH2）2→C3N6H6+6NH3+3CO2

生成的三聚胺气体经冷却捕集后得粗品，粗品经溶解、过滤、结晶后制成成品。

常压法工艺过程分为粗制工段和精制工段两部分，粗制工段工艺过程为：

已脱除二氧化碳的干燥氨气，经氨预热器加热后送入流化床底部，通过弯形管预分布，再经分布板上锥形泡罩的缝隙均匀吹入床内，使床内催化剂呈流化态。

原料尿素经计量过筛后以压缩空气压送至尿素罐，通过加料管用稍高于床内压力的冷氨气，定量地吹入流化床内进行反应。

反应生成的三聚氰胺和副产物由进床氨气携带，经旋风分离器回收夹带的部分硅胶催化剂后进入热气过滤器，滤除硅胶细粉和副产物，再经干捕器降温，三聚氰胺凝华为固体粉末，沉降在干捕器底部。

定期出料，即为三聚氰胺粗品，作为精制原料。

已分离出三聚氰胺的循环气体经洗塔除二氧化碳并降温湿、干燥，再经氨压缩

燥，最后粉碎即得精制三聚氰胺。

精制工段工艺过程为：

将已计量的粗品三聚氰胺投入加好母液的溶解槽中，加热溶解，调节好溶液温度和pH值，趁热压滤，滤液导入结晶槽冷却结晶，经离心机脱水后，送去干机升压后导至氨气柜。

洗塔底部碳铵含量达规定浓度时，送碳铵贮槽。

三胺工艺流程方框图（按ctrl左击查看）

1．3．主要设备的用途和结构简图

常

废气

（1）

流化床反应器

预热氨气

流化床反应器简图

流化床反应器是一种利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态，并进行气固相反应过程或液固相反应过程的反应器。

目前，流化床反应器已在化工、石油、冶金、核工业等部门得到广泛应用。

常用的流化床反应器的结构有两种形式：

①有固体物料连续进料和出料装置，用于固相加工过程或催化剂迅速失活的流体相加工过程。

例如催化裂化过程，催化剂在几分钟内即显著失活，须用上述装置不断予以分离后进行再生。

②无固体物料连续进料和出料装置，用于固体颗粒性状在相当长时间（如半年或一年）内，不发生明显变化的反应过程。

按流化床反应器的应用可分为两类：

一类的加工对象主要是固体,如矿石的焙烧,称为固相加工过程；另一类的加工对象主要是流体，如石油催化裂化、酶反应过程等催化反应过程，称为流体相加工过程。

三胺生产在粗制工段中采用流化床反应器进行三胺的生成反应。

让已脱除二氧化碳的干燥氨气，经氨预热器加热后送入流化床底部，通过弯形管预分布，再经分布板上锥形泡罩的缝隙均匀吹入床内，使床内催化剂呈流化态。

原料尿素经计量过筛后以压缩空气压送至尿素罐，通过加料管用稍高于床内压力的冷氨气，定量地吹入流化床内进行反应。

与固定床反应器相比，流化床反应器具有很大的优点是：

①可以实现固体物料的连续输入和输出，大大的提高了生产效率；②流体和颗粒的运动使床层具有良好的传热性能，床层内部温度均匀，而且易于控制，操作方便。

特别适用于强放热反应；③便于进行催化剂的连续再生和循环操作，适于催化剂失活速率高的过程的进行。

（2）旋风分离器

旋风分离器

旋风分离器设备的主要功能是尽可能除去输送介质气体中携带的固体颗粒杂质和液滴，达到气固液分离，以保证管道及设备的正常运行。

结构设计

旋风分离器采用立式圆筒结构，内部沿轴向分为集液区、旋风分离区、净化室区等。

内装旋风子构件，按圆周方向均匀排布亦通过上下管板固定；设备采用裙座支撑，封头采用耐高压椭圆型封头。

设备管口提供配对的法兰、螺栓、垫片等。

通常，气体入口计分三种形式：

a）上部进气b）中部进气c）下部进气对于湿气来说，我们常采用下部进气方案，因为下部进气可以利用设备下部空间，对直径大于300μm或500μm的液滴进行预分离以减轻旋风部分的负荷。

而对于干气常采用中部进气或上部进气。

上部进气配气均匀，但设备直径和设备高度都将增大，投资较高；而中部进气可以降低设备高度和降低造价。

性能指标

分离精度

旋风分离器的分离效果：

在设计压力和气量条件下，均可除去≥10μm的固体颗粒。

在工况点，分离效率为99%，在工况点±15%范围内，分离效率为97%。

压力降正常工作条件下，单台旋风分离器在工况点压降不大于0.05MPa。

设计使用寿命旋风分离器的设计使用寿命不少于20年。

三胺生产在粗制工段中采用流化床反应器进行硅胶催化剂的回收，反应生成的三聚氰胺和副产物由进床氨气携带，通过设备入口进入设备内旋风分离区，当含杂质气体沿轴向进入旋风分离管后，气流受导向叶片的导流作用而产生强烈旋转，气流沿筒体呈螺旋形向下进入旋风筒体，密度大的硅胶催化剂在离心力作用下被甩向器壁，并在重力作用下，沿筒壁下落流出旋风管排尘口至设备底部储存区。

再回收循环利用。

（3）热气过滤器

热气过滤器是三聚氰胺装置的核心设备之一。

过滤是保证三聚氰胺产品质量的必备环节，通过过滤介质将三聚氰眩脱氨副产物和催化剂粉末等固体物质与三聚氰胺气体加以分离。

被过滤介质截留下来的固体物，会在过滤管外的过滤介质上形成滤饼，增加了过滤阻力，在生产过程中需对过滤管定期反吹，回收被过滤介质截留下来的固体物。

三聚氰胺的优化控制是在原设计工艺指标的基础上积极摸索一套科学有效的工艺参数，并用以指导生产。

对于热气过滤器而言，延长其切换周期必须从“源头”上进行预防控制。

工艺设计上热气过滤器入口的反应生成气来自热气冷却器，反应生成气的气体组成决定热气过滤器的分离负荷。

反应生成气经冷却后，其中三聚氰胺脱氨产物要尽可能地结晶析出，以保证三聚氰胺产品质量，又要尽量减少三聚氰胺在该分离过程的损失。

反应生成气的冷却和过滤温度在320～340℃之间为宜。

并保证保温气温度＞350℃，使过滤过程中工艺气温度不致太低而结晶析出三聚氰胺，从而保证热气过滤器的最优分离负荷。

2.河南科技顺达科技有限公司

2．1．公司简介

河南顺达化工科技有限公司是由昊化骏化工集团有限公司、天方药业集团公司、天方药业股份公司和西南化工研究设计院共同联手打造的一个极具生命力的新型科技企业，主要研发生产醋酸等甲醇下游的碳一化学品。

本公司于2005年12月开始筹建，总投资为13.23亿元。

利用昊华骏化在化肥生产中富余的CO2和昊华骏化联醇装置，拥有充足的甲醇、焦炭、水源等原材料及可靠的动力供应，采用西南化工研究设计院自行研制开发的《甲醇低压液相羰基合成法生产技术》，与国内同行相比具有明显优势。

具有较强的市场竞争力。

醋酸是用途广泛的中间体，主要应用于化工、轻工、纺织、农药、医药、电子、食品等领域。

下流产品种类多，衍生物多达上百种，主要下游产品有醋酸乙烯、PNA、醋酐、醋酸酯及醋酸纤维等。

公司项目设计起点高，自动化程度高-设备在线检测、电子巡检、DCS集中控制等先进的管理设施均已投运，人员综合素质大专文化水平达90%以上，是节能环保的高科技项目。

现公司正着眼下游新产品的开发和建设，实现碳一化学品的高附加值产业升级。

2．2．甲醇低压液相羰基合成醋酸法生产技术简介

本发明提供一个适用于甲醇低压液相羰基合成醋酸的新型反应系统，该反应系统由反应器、转化器和带有外加热器的蒸发器以及蒸发器母液循环设备和相应的管道、阀门组成。

其特点是将反应器流出之反应液流经１～２个转化器，将其中活性铑络合物Ｒｈ（ＣＯ）↓［２］）Ｉ↑［－］↓［２］转化为一类可承受外部加热而不沉淀，不分解的稳定性铑络合物，然后用蒸发的方法取出粗产品。

改进了目前生产用闪蒸器取出粗产品。

本工艺是适用于以醋酸为溶剂的反应液，用此流程可降低催化剂和助催化剂循环量，减少损耗，又可减低工艺控制的苛刻性，还可选择低温下反应以减少装置腐蚀。

2．3醋酸生产工艺流程简介

本法涉及的反应：

催化剂

△高压

CH3OH+COCH3COOH

甲醇低压羰基化法合成醋酸工艺主要包括CO造气和醋酸生产两部分。

造气工段主要包括造气、预硫、压缩、脱硫脱碳工序，醋酸生产又可分为反应工序和精制工序。

反应工序包括：

预处理、合成、转化等工段；精制工序包括：

蒸发、脱轻、脱水、提馏、脱烷、成品等工段。

甲醇低压液相羰基合成醋酸工艺流程图

反应工序：

反应在搅拌式反应器中进行。

事先加入催化液。

甲醇加热到185℃从反应器底部喷入，CO用压缩机加压至2.74MPa后从反应器底部喷入。

反应后的物料从塔侧进入闪蒸罐，含有催化剂的溶液从闪蒸罐底流回反应器。

含有醋酸、水、碘甲烷和碘化氢的蒸汽从闪蒸罐顶部出来进入精制工序。

反应器顶部排放出来的CO2，H2，CO和碘甲烷作为松弛气进入冷却器，凝液重新返回反应器，不凝性气体送吸收工序。

反应温度130~180℃，以175℃为最佳。

温度过高，副产物甲烷和二氧化碳增多。

精制工序：

由闪蒸罐来的气流进入轻组分塔，塔顶蒸出物经冷凝，凝液碘甲烷返回反应器，不凝性尾气送往吸收工序；碘化氢、水和醋酸等高沸物和少量铑催化剂从轻组分塔塔底排除再返回闪蒸罐；含水醋酸由轻组分塔侧线出料进入脱水塔上部。

脱水塔塔顶馏出的水尚含有碘甲烷、轻质烃和少量醋酸，仍返回吸收工序；脱水塔底主要是含有重组分的醋酸，送往重组分塔。

重组分塔塔顶馏出轻质烃；含有丙酸和重质烃的物料从塔底送入废酸汽提塔；塔侧线馏出成品醋酸。

重组分塔塔底物料进入废酸汽提塔，从重组分中蒸出的醋酸返回重组分塔底部，汽提塔底排出的废料，内含丙酸和重质烃，需做进一步处理[9]。

在吸收工序中，用甲醇吸收所有工艺排放气中的碘甲烷，吸收富液泵送回反应器，经过吸收后的气体排放至火炬焚烧放空。

2．4主要设备的用途和结构简图

（1）CO与CH3OH反应器

本生产中采用甲醇低压液相羰基合成醋酸法,使用压力容器作为CO与CH3OH的反应器。

压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备

定义

　　为了与一般容器（常压容器）相区别，只有同时满足下列三个条件的容器，才称之为压力容器：

（1）工作压力（注1）大于或者等于0.1Mpa（工作压力是指压力容器在正常工作情况下，其顶部可能达到的最高压力（表压力））;（不含液体静压力）　　

（2）内直径（对非圆形截面指宽度高度或对角线如矩形为对角线椭圆为长轴）不小于150mm的容器　　（3）工作介质为气体、液化气体或者温度高于标准沸点的液体；

压力容器的用途十分广泛。

它是在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。

压力容器一般由筒体、封头、法兰、密封元件、开孔和接管、支座等六大部分构成容器本体。

此外，还配有安全装置、表计及完全不同生产工艺作用的内件。

压力容器由于密封、承压及介质等原因，容易发生爆炸、燃烧起火而危及人员、设备和财产的安全及污染环境的事故。

此反应在搅拌式反应器中进行。

事先加入催化液。

甲醇加热到185℃从反应器底部喷入，CO用压缩机加压至2.74MPa后从反应器底部喷入。

（2）闪蒸罐

闪蒸罐　　闪蒸就是高压的饱和水进入比较低压的容器中后由于压力的突然降低使这些饱和水变成一部分的容器压力下的饱和水蒸气和饱和水。

现象：

　　物质的沸点是随压力增大而升高，那么是不是压力越低，沸点就越低呢。

那好，这样就可以让高压高温流体经过减压，使其沸点降低，进入闪蒸罐。

这时，流体温度高于该压力下的沸点。

流体在闪蒸罐中迅速沸腾汽化，并进行两相分离。

使流体达到气化的设备不是闪蒸罐，而是减压阀。

闪蒸罐的作用是提供流体迅速气化和汽液分离的空间。

形成原因：

　　当水在大气压力下被加热时，100℃是该压力下液体水所能允许的最高温度。

再加热也不能提高水的温度，而只能将水转化成蒸汽。

水在升温至沸点前的过程中吸收的热叫“显热”，或者叫饱和水显热。

在同样大气压力下将饱和水转化成蒸汽所需要的热叫“潜热”。

然而，如果在一定压力下加热水，那么水的沸点就要比100℃高，所以就要求有更多的显热。

压力越高，水的沸点就高，热含量亦越高。

压力降低，部分显热释放出来，这部分超量热就会以潜热的形式被吸收，引起部分水被“闪蒸”成蒸汽。

该反应中闪蒸罐的作用

实际情况：

　　闪蒸在管道系统中出现，容易对阀门产生汽蚀损坏，可以选择反汽蚀高压阀，其特点是多次节流分摊压差，也可以选用耐汽蚀冲刷材料。

闪蒸也可以作为能源，被利用在热力发电厂中锅炉排水的回收和地热发电中。

　该反应中从反应器出来的物料从塔侧进入闪蒸罐，含有催化剂的溶液从闪蒸罐底流回反应器。

含有醋酸、水、碘甲烷和碘化氢的蒸汽从闪蒸罐顶部出来进入精制工序。

反应器顶部排放出来的CO2，H2，CO和碘甲烷作为松弛气进入冷却器，凝液重新返回反应器，不凝性气体送吸收工序。

3.昊华骏化发展公司二分厂

3．1公司简介

3.2侯氏制碱法技术简介

　侯氏制碱法是我国科学家侯德榜先生研制成功的。

其原理是依据离子反应发生的原理进行的，离子反应会向着离子浓度减小的方向进行。

也就是复分解反应应有沉淀，气体和难电离的物质生成。

他要制纯碱（Na2CO3），就利用NaHCO3在溶液中溶液中溶解度较小，所以先制得NaHCO3。

再利用碳酸氢钠不稳定性分解得到纯碱。

要制得碳酸氢钠就要有大量钠离子和碳酸氢根离子，所以就在饱和食盐水中通入氨气，形成饱和氨盐水，再向其中通入二氧化碳，在溶液中就有了大量的钠离子，铵根离子，氯离子和碳酸氢根离子，这其中NaHCO3溶解度最小，所以析出，其余产品处理后可作肥料或循环使用.

侯氏制碱法最大的优点是使食盐的利用率提高到96%以上。

另外它综合利用了氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子，同时，生产出两种可贵的产品——纯碱和氯化铵。

将氨厂的废气二氧化碳，转变为碱厂的主要原料来制取纯碱，这样就节省了碱厂里用于制取二氧化碳的庞大的石灰窑；将碱厂的无用的成分氯离子（Cl－）来代替价格较高的硫酸固定氨厂里的氨，制取氮肥氯化铵。

从而不再生成没有多大用处，又难于处理的氯化钙，减少了对环境的污染，并且大大降低了纯碱和氮肥的成本，充分体现了大规模联合生产的优越性。

3．3侯氏制碱法的生产工艺简介

侯氏制碱法的第一步是氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵。

第二步是：

碳酸氢铵与氯化钠反应生成一分子的氯化铵和碳酸氢钠沉淀，碳酸氢钠之所以沉淀是因为它的溶解度较小。

根据NH4Cl在常温时的溶解度比NaCl大，而在低温下却比NaCl溶解度小的原理，在278K～283K（5℃～10℃）时，向母液中加入食盐细粉，而使NH4Cl单独结晶析出供做氮肥。

分离

盐析

冷析

吸氨

过虑

碳化

澄清

换热

吸氨

燃烧

CO2

NaCl

氯化铵

纯碱

CO2

侯氏制碱法流程方框图

　　其化学方程式可以归纳为以下三步反应。

（1）NH3+H2O+CO2=NH4HCO3（首先通入氨气，然后再通入二氧化碳）

（2）NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓（NaHCO3溶解度最小，所以析出。

）

　　（3）2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O（NaHCO3热稳定性很差，受热容易分解）

　　且利用NH4Cl的溶解度,可以在低温状态下向

（2）中的溶液加入NaCl,则NH4Cl析出,得到化肥,提高了NaCl的利用率。