专业生产实习报告
报告名称：应用化学专业生产实习 院系名称：材料与化工学院 班 级：应用化学
2011年01月06日
中原工学院材料与化工学院应用化学专业生产实习
1.实习目的 ................................................................................................. 1 2.实习时间 ................................................................................................. 1 3.实习地点 .................................................................................................. 1 4.实习内容 .................................................................................................. 1 4.1实习前的安全教育 ........................................................................ 1 4.2安全生产规程 ................................................................................ 3 4.3实习安排 ........................................................................................ 4 4.4生产工艺及设备 ............................................................................ 4 4.5造气 ................................................................................................. 5 4.5.1造气的原理 ................................................................................. 5 4.5.2造气的工艺流程 ......................................................................... 6 4.5.3造气中的主要反应 ..................................................................... 9 4.6净化 ..................................................................................................... 10 4.6.1生产工艺指标 ........................................................................... 10 4.6.2净化车间主要反应方程式 ....................................................... 10 4.6.3净化车间工艺流程 ................................................................... 11 4.6.4脱硫原理 ................................................................................... 13 4.6.5脱碳流程 ................................................................................... 14 4.7联合 ..................................................................................................... 16 5.实习总结与感想 .................................................................................. 17 6．参考文献............................................................................................. 18 7.致谢 ....................................................................................................... 18
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8.实习鉴定表........................................................................................... 19
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1.实习目的
通过这几天的专业生产实习，我们对实际的工艺生产有了一定的感性认识，对生产的设备有了一定的了解，对生产的原理有了更深刻的理解。它改变了我对化工生产的看法，使我对化工生产有了更实际化理解，它也巩固、扩大和加深了学生从课堂上所学的理论知识，同时也对我们以后的学习起了指导的作用，也使我们对自己以后的工作环境有了真正的认识，为以后的工作打下了基础。
2.实习时间
2010年12月19日——2010年12月30日
3.实习地点
晋煤—河南晋开投资控股有限公司（原开封化肥厂）
4.实习内容
4.1实习前的安全教育
根据学校的安排，我们将进行为期一周的专业生产实习，在实习一天即2010年12月20日星期二，我们进行了实习安全教育，有我们的带队教师赵老师和崔老师为大家进行安全知识讲解。
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首先赵老师给我们全面的介绍了本次专业生产实习的相关事宜，及其实习的要求，具体是如下: ⑴人员出入的安全。不得单独行动，到任何地方必须先请假；保持手机的震动的开启，以方便联系。
⑵请假的事项。在工厂实习过程有事时必须给组长请假；实习结束后外出前必须给赵老师或崔老师请假。
⑶实习过程中的安全。进出厂过程中应该排队；在实习过程中，特别是在造气等阶段要注意安全，防止因气体泄漏等造成伤害；在实习过程中，不得触碰任何开关、阀门等；实习中注意上下楼的安全。
⑷着装的要求。尽量穿耐热、耐烫的衣物，尽量穿棉质衣物，避免穿纯化纤的衣物。
要求大家认真对待这次实习，每次实习之前都要认真预习，在实习期间要认知听讲解员讲解，认真做好笔记，认真思考，有问题及时提出询问，同时也给我们讲述了实习的重要性，对我们以后的学习可谓是至关重要 。崔老师为我们讲解生产中安全知识，他强调了在实习中同学们应注意的安全隐患及其自我的保护措施，也给我们介绍了一些具体的实例来提高我们的警戒心。要求我们在实习期间一切行动要听从指挥，彼此间要保持信息的畅通，实习期间对男女生的着装也提出了要求，要穿戴整齐，女生要把头发盘起等等，大家都认真的听讲了两位老师的讲解，对我们们的安全实习起了很大的作用。
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4.2安全生产规程
厂区内的危害因素有：一氧化碳、氨气、氢气等易燃易爆气体；高温；高压；易中毒等。
1．严禁吸烟；
2．进门靠右行走，不准随意穿行马路；
3．两米以上的作业属于高空作业，应使用安全绳等保护措施； 4．安全帽的带法（必须系好帽带）； 5．禁止一个人进入装置区；
6．出现火情的处置办法：灭火器（干粉灭火器及泡沫灭火器）的使用方法及注意事项；厂区报警电话：3383119；
7．出现事故时的应急方法： ① 不可惊慌，必须镇静； ② 当发现有氨味时的逃生办法。
Ⅰ、用湿毛巾或用水浸湿过的衣物捂上口鼻 Ⅱ 、向上风方向逃生
③不要随意触动阀门、开关等，否则易造成事故。
④禁止围观正在作业区作业的工人，以防止发生生产事故及对人造成伤害。
在净化岗位实习前的安全教育：
1．净化过程中管道中主要通过的是水煤气和除去CO和S后的高压净化气，两者均为易燃易爆的气体，故在操作过程中一定要按造作规范进行操作，以防发生事故；
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2．熟悉事故发生后可以用到的防护及处理器材的位置。在净化车间有防毒面具、空气呼吸器、消防器材等防护和事故处理器材；
3．现场作业的分类。现场作业分为动火作业、动土作业、登高作业、检修作业等八大安全作业。在进行各项作业之前应该做好防护措施，如登高作业过程中要带安全带等防护；动火作业前30分钟及每30分钟都要进行动火分析，且取样要有代表性；
4．一氧化碳中毒症状及分类。在进行操作过程中要防止CO中毒，要了解中毒后的症状和救护措施。CO中毒分为四种：轻度、中度、重度、深度等。
4.3实习安排
12月20日上午我们化学08乘车到达实习地点后，安排住宿后我们就进晋煤集团实习，老师把我们分成三个小组分别去造气、净化和联合三个车间去实习，而我则被分配到净化车间，每个小组选出四个负责人，主要是负责同学们的安全。
4.4生产工艺及设备
在本次的生产实习中,整个生产工序分为三个工段,即造气→净化
→联合。
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4.5造气 4.5.1造气的原理
固体燃料气化法是制取合成氨原料气的主要方法。固体燃料主要是指煤和焦炭。固体燃料气化就是用氧或含氧气化剂对其进行热加工，使碳转变为可燃性气体的过程，简称造气。气化所得的可燃性气体（H2,CO,CH4）称为煤气。进行气化的设备称为煤气发生炉。由于气化剂不同，煤气可分为以下几种：空气煤气、水煤气、半水煤气。以下所说的即为半水煤气的造气过程。半水煤气中气体的配比为（CO+H2）/N2=3.1—3.2。这种氮氢混合气体正是合成氨生产的原料气。
在煤气发生炉内，固体燃料与气化剂的反应并不是上下遍布的。整个燃料层可以分为五个区域，自上而下分别是干燥区，干馏区，还原区，氧化区，灰渣区。还原区和氧化区合称为气化区，制取半水煤气的过程主要是在该区中进行。
在干燥区中，吹风气以及上吹煤气、下吹过热蒸汽通过此区域，将燃料层中的水分蒸发，起到预热干燥的作用。
在干馏区中，燃料层受到热气体继续加热而释放出低分子烃，在热分解时析出水分，CO,CO2，H2S,CH4，氮，氢，氨，乙烯，醋酸，甲醇，甲醛，苯酚，树脂等。
在还原区中，由氧化层来的CO2还原成CO及水蒸气分解为H2，制取半水煤气，燃料依靠与热的气体换热被再次预热。
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在氧化区中，温度最高达1100—1250℃，燃料中的碳与气化剂中的氧发生化学反应。
在灰渣区中，灰渣在炉体最下部形成灰渣区，在生产中起到了预热气化剂、分布气化剂、保护炉条和承受燃料层骨架的作用。
4.5.2造气的工艺流程
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整个造气过程由吹风、上吹制气、下吹制气、二次上吹、空气吹净五个阶段组成。每个阶段的流程如下：
1．吹风：鼓风机→空气总管→吹风阀→煤气炉→旋风除尘器→吹风气回收阀→吹风气回收系统→烟囱放空
2．上吹制气：蒸汽和加氮空气→煤气炉→旋风除尘器→上行煤气阀→干式水封→余热锅炉→洗气塔→煤气系统
3．下吹制气：蒸汽→煤气炉→下吹集尘器→下行煤气阀→干式水封→余热锅炉→洗气塔→煤气系统
4．二次上吹：同上吹制气流程
5．空气吹净：空气→吹风阀→煤气炉→旋风除尘器→上行煤气阀→干式水封→余热锅炉→洗气塔→煤气系统
主要工艺设备及其作用如下：
（一）煤气发生炉
作用：是燃料与气化剂在此设备内作用制得合乎规格的半水煤气或水煤气。
基本结构：加料装置、夹套锅炉（主要是防止挂炉并回收部分热量以产生蒸汽）、炉条机传动系统（包括电动机、减速机、无极调速器、链轮传动以及蜗轮、蜗杆等，主要用于制动炉条。）、机械排灰
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装置（包括灰盘、炉条、刮灰板等运转组合件及固定不动的灰犁等，主要用于清除发生炉中的炉渣）、炉底壳（收集清除出的炉渣）。
（二）热管锅炉
作用：回收上下吹煤气的热量，产生低压蒸汽，为煤气炉制气或其它化工生产提供一部分蒸汽。进废热锅炉的气体温度约350℃，经热交换冷却后，降低到150℃左右。
结构：锅炉由炉身和汽包组成，来自上下吹的气体，通过锅炉下部热管时把热量传递给热管中的水，使热管中的沸腾水和蒸汽进入到汽包。沸腾水和蒸汽在汽包里分离，蒸汽从汽包顶的蒸汽出口管引出，再回到热管锅炉上部的过热段，加热后从上部出来进入到缓冲罐。
（三）旋风除尘器
作用：除去煤气中的细灰，减少锅炉热管磨损的作用。因为煤气从煤气炉出来进入旋风除尘器后，因体积扩大使气流速度降低，气碰到器壁可以除去煤气中的部分灰量不致进入热管锅炉，煤气成切线方向进入旋风除尘器，提高除尘效率。
（四）下吹除尘器
作用：能除去气体中的大颗粒灰尘，当气体由炉内以很大的速度进入集尘器时，由于气体碰壁和方向的改变，使气体流速大为减弱，因而气体中一些灰尘便依靠自己的重量而落下，起到了初步除尘的作用。
（五）干式水封
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作用：防止煤气炉停炉检修时总管里的煤气倒回单炉系统而发生爆炸。
（六）洗涤塔
作用：洗涤煤气灰尘和一部分可溶性气体（如CO2，H2S等）以减少设备的堵塞腐蚀，并冷却煤气使煤气中的大部分水蒸气冷凝，随冷却水经塔外溢流水封一起排出，所以洗涤塔起着气体部分净化干燥的作用。
（七）蒸汽缓冲罐
煤气炉运转时，制气用的蒸汽是间歇送入的，在吹风时不用蒸汽，蒸汽总管中的压力就升高，多用蒸汽时，蒸汽压力就降低，这种现象影响压力波动很大。压力波动大就使得进入煤气炉的蒸汽也波动。蒸汽缓冲罐的作用就是减少这种压力波动情况。
（八）空气鼓风机
作用：供给煤气炉吹风用空气及加氮空气。
4.5.3造气中的主要反应
制取原料气过程中分为吹风和制气两个阶段 1.吹风阶段:主要发生下列反应: C + O2 = CO2 +393.777 KJ/mol 主反应 2C + O2 = CO +221.19 KJ/mol C + CO2 = 2CO -172.284 KJ/mol 2.制气阶段:主要发生下列反应
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C + H2O = CO + H2 －131.39 KJ/mol C + 2H2O = CO2 + H2 －90.196 KJ/mol CO + H2O = CO + H2 +42.19 KJ/mol C + 2H2 =CH4 +74.898 KJ/mol 副反应
4.6净化
4.6.1生产工艺指标
① 665气柜高度：3000‐8000m3 ，大风天气 3000‐6000m3 ；② 半脱出口H2S含量：80‐150mg/m3 ； ③ 脱硫溶液悬浮硫含量≤1g/L；
④ 压缩一段进口温度：冬季≤30℃，夏季≤40℃； ⑤ 变换炉入口H2S含量：80‐150mg/m3 ； ⑥ 变换炉热点温度：200‐400℃； ⑦ 变脱后H2S含量：≤10mg/m3； ⑧ 净化气中C02含量≤1.3%； ⑨ 精脱出口H2S含量≤0.1ppm。
4.6.2净化车间主要反应方程式
1.碱性栲胶溶液吸收H2S的方程式: NaCO3 + H2S→NaHCO3 + NaHS 2. NaHS被氧化为单质硫的方程式:
NaHS + 4NaVO3 + H2O→ NaVO4O9 + 4NaOH + 2S
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3.CO变换反应:
CO + H2O (汽) → CO2 + H2 △H298 =―41.16KJ/mol 4.活性MDEA溶液吸收CO2的反应方程式: R2CH3N + CO2 + H2O→ R2CH3NH﹢•HCO3¯
4.6.3净化车间工艺流程
→ 除尘塔 → → → → → 三个静电除尘冷却塔
→ 脱硫塔 → 清洗塔 丝网过滤→ 净化炉一段 →
变换炉一段 增湿器一段 前换热器 → 后换热器 → → →
变换炉二段 → 增湿器二段 → 变换炉三段 → 前换热器 →
软水加热器 → 变换器 → 气水分离器 → 两个变脱塔 →
651气柜
塔后分离→ 缓冲罐 → 吸附塔
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详细流程如下：
从651来的半水煤气经655气柜入口水封进入655气柜，从655气柜出口水封进入电除尘，除尘后的半水煤气进入风机进口总管，通过风机加压后大部分送往后工序，少部分通过大循环阀回到进口煤气总管，使煤气系统保持相对平衡。从煤气风机出来的半水煤气经脱硫前冷却塔降温后进入三个并联的脱硫填料塔，与从塔顶喷淋而下的脱硫溶液逆向接触，以脱除半水煤气中的H2S。脱除H2S的半水煤气艳煤气管道进入三个并联的冷却塔底部，自下而上冷却降温，降温后的气体沿塔后两根煤气总管进合成压缩机一段，半水煤气经压缩机加压后，从压缩机三段出口进焦炭过滤器，除去所夹带的油污后进入加压变换半水煤气预热壳程，与来自脱碳变煮器的变换气换热后，温度升高，再进入半水煤气换热器Ⅰ的管程与低变炉一段来气换热，然后经蒸气混合器，调节汽气比后，送入半水煤气换热器Ⅱ的管程，与中变炉三段出来的中变气换热升到反应温度后进入中变炉一段，在催化剂的作用下进行绝热反应，经一段反应温度升高后，进入增湿器Ⅰ，利用喷水气化法直接加入水蒸气或冷煤气进行冷激降温，降温后的一段变换气重新进入中变炉二段进行反应，温度升高后再次离开中变炉，进入增湿器Ⅲ，采用与增湿器Ⅰ相同的方法使二段变换气降温，降温后的二段变换气重新进入变换炉的三段进行反应，当CO含量满足工艺要求后离开变换炉。高温气体进入半水煤气换热器Ⅱ的壳程，换热后进入增湿器Ⅱ，经喷水降温后进入低变炉一段，由于反应放热，温度升高，因此一段反应后离开低变炉进入半水煤气换热器Ⅰ的壳程
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看，与半水煤气换热降温后，再进入低变炉二段进行低变反应，使CO满足系统要求后离开低变炉，彻底完成CO的变换反应，进入脱碳系统煮沸器，利用其热量后再次回到变换系统的半水煤气预热器管程，降温后进入低变分离器，经分离冷凝液后进入两个并联的变脱塔，自下而上与从塔顶喷淋而下的脱硫溶液逆流接触，脱除残余H2S后由塔顶进入塔后分离器，分离出所夹带溶液后进入两并联的脱碳吸收塔底部，与脱碳溶液在贫液段和半贫液段逆向接触，脱除大部分CO2后分别进入净化气冷却器冷却降温，降温后的净化气经分离器分离出溶液组分后进入精脱塔，脱除残留的有机硫和H2S后，沿总管进入压缩机的四段和3D压缩机进行后工序生产。
4.6.4脱硫原理
按脱硫剂的物理形态，脱硫方法可分为两大类：一类是干法脱硫，而是湿法脱硫
晋煤集团目前利用的是栲胶溶法氧化脱硫，自吸空气喷射再生流程，其反应机理如下： ⑴碱性溶液吸收硫化氢
⑵硫氢化钠与偏钒酸钠反应生成焦钒酸钠，析出单质硫
⑶氧化态栲胶[T(OH) O2]将焦钒酸钠氧化成偏钒酸钠.即醌态栲胶氧化四价钒,同时被还原成还原态栲胶［T(OH)3］。
Na2N4O9 + 2 T(OH) ) O2 +NaOH + H2O → 4NaVO3 + 2T(OH)3 ⑷还原态栲胶的氧化
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O2 + T(OH)3 → T(OH) O2 + H2O2
⑸反应生成的NaHCO3和NaOH作用生成Na2CO3 NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 +H2O ⑹未能被氧化的V4+、HS-被H2O2氧化 H2O2 + V4+ → 2V5+ +2OH- H2O2 +HS- →H2O + H2S +OH- ⑺副反应：
① 若气体中含有CO2、HCN、O2将发生下列副反应 NaCO3 + CO2 +H2O → 2NaHCO3 NaCO3 + HCN + S → NaCNS + NaHCO3 2NaHS + 2O2 → NaS2O3 + H2O ② H2O2与硫化物将发生下列反应 4H2O2 + 2HS- →+ S2O32- H2O2 + S2O32- → SO42- + H2O
4.6.5脱碳原理
压缩三段送来半水煤气，在一定温度下CO和水蒸气在Fe3O4中变催化剂COS、MOS2催化剂的作用下,发生变换反应生成CO2和H2,使变换气中的CO含量满足生产要求后送往下一个工序使用。 脱碳的过程中包括一氧化碳的变换和二氧化碳的吸附： ① 一氧化碳的变换
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在合成氨生产中，各种方法制取的原料气都含有CO，其 体积分数一般为12%~40%。合成氨需要的两种组分是H2和N2，因此需要除去合成气中的CO。变换反应如下： CO+H2O→H2+CO2 ΔH =﹣41.2kJ/mol
由于CO变换过程是强放热过程，必须分段进行以利于回收反应热，并控制变换段出口残余CO含量。第一步是高温变换，使大部分CO转变为CO2和H2；第二步是低温变换，将CO含量降至0.3%左右。因此，CO变换反应既是原料气制造的继续，又是净化的过程，为后续脱碳过程创造条件。CO变换的变换是在变换炉中进行的。 ②CO2的吸附
CO2的吸附是一个变压吸附，利用增大压力和减小压力使CO2吸附和脱附，换言之就是一个不断吸附和解析的过程。整个过程分为两段，即吸附一段和吸附二段，吸附二段是在吸附一段的基础上进一步除去CO2。一段吸附的过程是：共有十个吸附塔组成一个循环过程，在这十个吸附塔中的压力是不同的，压力依次不断的升高到时CO2完全吸附，然后再依次降低压力是CO2解析出来，这个过程中同一时间各个塔内的压力不同，有的塔在进行CO2的吸附，有的塔在进行CO2的解析。在这个过程中前一个解析CO2的塔解析出的CO2会进入下一个相邻的塔内，使下一个塔内的压力增大一边吸附CO2，解析后的塔又会接收上一个塔送来的CO2气体使塔内压力增大在进行吸附直到达到最大吸附气体量，吸附完CO2后又会解析，就这样一直不断地循环。二段吸附同一段原理一样，是进一步吸附，除尽CO2气体。
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4.7联合
此处压缩共分四段，其具体流程为净化气→压缩一段→压缩二段→压缩三段→净化压缩气体→压缩四段。气体在每一段压缩过程中压力都是逐渐上升的，经过四段压缩后达到所需压力，同时通过压力的上升为气体在管道内的流动提供动力。整个压缩过程中仅有如下管道与外界相通，分别是：一段总管、三段出管、四段进管、四段出管。压缩三段之后的净化过程主要是变脱脱硫。
除压缩机外，压缩过程中还用到一下装置。
缓冲器：气体通过窄管进入宽管，压力降低，起到缓冲的作用。 分离器：利用离心力的作用分离气体中的油和水。 注油器：具有给活塞润滑和降温的作用。 循环水系统：用于冷却压缩后的气体。 循环油系统：用于冷却压缩机。 板式换热器：用于冷却压缩机中的油。
在压缩机周围有许多管线，不同的颜色代表管线中流动的不同的流体。绿色代表的是冷凝水，灰色代表的是气体，黑色代表的是油。
4.7.1合成氨工艺
将纯净的氢、氮混合气压缩到高压，在催化剂的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨产品的工序，是整个合成氨生产过程的核心部分。氨合成反应在较高压力和催化剂存在的条件下进行，由于反应后气体中
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氨含量不高，一般只有10%~20%，故采用未反应氢氮气循环的流程。氨合成反应式如下：
N2+3H2→2NH3(g) =ΔH -92.4kJ/mol
5.实习总结与感想
这次的专业生产实习虽然时间很短，但是我的确从中学了很多东西，从我开始预习实习的内容和准备材料开始，我就一直认真对待，因为我知道自己太缺乏实践了，虽说这次专业生产实习，自己并没有进行实际的生产操作，但是也从很大程度上让自己了解工厂实际的生产流程，同时从这几天的实习我也深深的发现自己掌握的知识很有限，以后要学的东西好很多。
一直以来我对现实中工厂生产就非常的感兴趣，但是一直没有机会亲自体会，所以从第一天进入晋煤集团公司实习，我对那的一切都充满了新鲜感，巨大的设备，机器的轰鸣声、还有那工人们忙碌的身影…一切的一切都深深地吸引着我。
总之，几天的学习，不仅收获有理论知识的认识，更重要的是打开了我们的视野，让我们从课堂走进了工厂，初步见识了系统化的生产工艺，这对我们的认识是有很大提高的，也对转和知识的学习，包括理论与实践相结合的认识有进一步的提升，对我们各方面的发展有很大的帮助。
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6．参考文献
晋开集团各车间安全操作规程; 净化车间工艺流程; 合成氨工艺; 网上相关资料
7.致谢
晋煤集团 中原工学院 材料与化工学院 应用化学系
赵尧敏老师、崔铁兵老师及化学08全体同学
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8.实习鉴定表
指导老师评语： 报告评分等级：
评阅人签名： 日期： 19
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