化工合成氨生产实习报告.docx
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1、化工合成氨生产实习报告 第一篇:化工合成氨生产实习报告 二武汉有机实业股份有限公司介绍 武汉有机实业有限公司是国际领先的食品防腐、保鲜、抗氧化的专业公司,运用科技、创新以及人的力气,不断推动人类和动物养分保健的进步。公司将平安、环保、健康的理念贯穿于有机合成与创新,致力于服务全球食品保鲜、制药、染料、制革、国防、橡胶和石油开采等高速进展的终端市场,努力为客户创建解决方案,从而给予、保证和提高其产品性能。公司在生产经营活动中始终关注经济效益,环境爱惜和社会责任三方面的和谐进展,以其领先的食品防腐、保鲜和抗氧化等业务,为全球超过100个国家和地区的客户供应种类繁多的产品及服务。 公司始建于1956
2、年,是一家具有五十多年生产历史,集科、工、贸为一体,专业生产经营有机精细化工产品的国家大型二类化工企业,主要产品有芳烃氧化、氯化、氨化、高分子材料和其他精细化工产品共五大系列100多个品种。公司是国内最为悠久的食品添加剂生产经营企业之一,是中国食品添加剂工业进展的先驱之一,是国家食品添加剂苯甲酸钠标准的起草单位,全国食品添加剂协会常务理事单位,是湖北省和武汉市高新技术企业 ,国家火炬支配武汉新材料产业基地骨干企业,武汉市100强企业。公司多次荣获全国石化行业优秀民营企业、湖北省优秀企业、武汉市诚信示范企业等荣誉称号。 其主导产品苯甲酸钠1980年获国家最高奖-银质奖,苯甲酸钠、氯化苄和苯甲醇多
3、次被评为湖北及武汉市名牌产品。公司1995年获自营出口权,主要产品苯甲酸钠、苯甲酸、氯化苄在国内外久负盛名,主导产品苯甲酸钠不仅覆盖全国,还出口到世界各地,生产实力和市场占有率居世界第一,工艺技术、产品质量保持国内领先,国际先进水平。 经过多年的进展与调整,目前公司产品结构日趋合理,形成了以甲苯氧化、甲苯氯化为主体,二甲苯氧化、氯化以及丙烯氧化等为新的增长点的快速进展局面。同时留意了产品技术含量的提高,留意了产品向纵深的拓展,留意了向国际化及高附加值产品进展的步伐,留意了与国际大公司的沟通与合作,在副产物二次利用方面取得了较好的成效。目前,从苯甲酸副产物生产苯甲酸苄酯及苯甲醛以及副产物资源综合
4、利用衍生开发出来的新工艺生产苯甲腈、苯代三聚氰胺,整个产业链从工艺到市场日趋成熟,为公司开拓了新的利润增长点。 作为食品添加剂的资深传统生产企业,公司在食品防腐、保鲜、抗氧化行业中始终发挥领军作用,其工艺技术始终与世界领先的技术水平同步,占据了国内防腐剂苯甲酸盐类70%以上、全球35%左右的市场份额,为食品平安和民族工业的进展做出了巨大的奉献。目前,公司的苯甲酸酯类产品已经拥有全球70%的苯甲酸酯类增塑剂的市场份额,并且建立了确定的竞争优势和市场进入壁垒,公司的苯甲酸及其钠盐在食品、工业、饲料及医药领域实现了全方位的市场应用。 公司成立至今,秉承着精益求精,做好小事的企业精神,坚持早走一步,多
5、走一步,快走一步的进展战略,坚持以市场为导向,主动提倡平安、环保、健康理念,科学决策,诚信经营,规范管理,已形成产品结构合理,技术储备和开发实力增加,营销网络覆盖全国,辐射全球的进展格局。 三实习内容 一氨合成 1 氨的性质和用处 物理性质 无色、有毒、刺激性气味,易溶于水、易被液化、密度比空气轻常温常压 化学性质 氨与酸反应生成盐类,是制造氮肥的基本反应: 2NH3+H2SO4=NH42SO4 NH3+HNO3=NH4NO3 氨与二氧化碳作用生成氨基甲酸氨,进一步脱水生成尿素: 2NH3+CO2=COONH2NH4 COONH2NH4=CONH22+H2O 氨与氧作用生成一氧化氮,并能进一步
6、与水作用,制得硝酸:4NH3+3O2=6H2O+2N2 2用处:在国民经济中,氨占有重要的地位,特别是对农业生产有着重大意义。氨主要是用制造化肥。液氨可以干脆用做肥料,它的加工产品有尿素、硝酸氨、氯化氨和碳酸氢氨以及磷酸铵、氮磷钾混合肥等。 氨也是特殊重要的工业原料,在化学纤维、塑料工业中,则以氨、硝酸和尿素作为氮元素的来源生产以内酰氨、尼龙- 6、丙烯氰等单体和尿醛树脂等产品。由氨制成的硝酸是各种炸药的基本原料,如三硝基甲苯,硝化甘油以及其他各种炸药。硝酸氨既是优良的化肥, 又是平安的炸药,在矿山开发等基本建设中广泛应用。 氨在其他工业中的应用也特殊的广泛。在石油炼制、橡胶工业、制金工业和机
7、械加工等部门以及轻工、食品、医药、等工业部门中,氨及其加工产品都是不行缺少的。例如制冷、空调、食品、冷藏系统大多数都是用按叫作为制冷剂。 2合成氨工业的进展及特点 近年来,氨合成工艺技术已取得长足进步。特别是市场经济体制的建立,各氮肥企业为了在市场竞争中走在前列,纷纷围绕节能降耗,加大技改力度,为氨合成技术的新进展供应了一个平台。在此形势下,各企业对氨合成装置的要求,慢慢由以前的强化高负荷生产转变到如今的轻负荷低消耗运行模式上来。因此氨合成的关键设备合成塔,在同等规模条件下,也慢慢的被大塔取代,出现了“大马拉小车的局面。伴随着大直径塔的运用,氨合成系统工艺运行条件发生了转变。低温低压氨合成催化
8、剂的应用,也是企业节能降耗可行途径之一。大直径塔及低温低压催化剂的运用,加大了企业的设备投入。企业势必实行各种措施保持装置长周期运行,以求得更多的有效生产时间。因此,原料气的净化度高,避开催化剂中毒,至关重要。主动运用原料气净化新技术,实现原料气微量(CO+CO2)趋近于“零,避开铜液、油水入塔,最大限度的削减毒物对催化剂的影响将会被人们慢慢重视。 氮对植物生长的作用很早就已了解。空气中氮占78,但是,除豆科植物外,空气中的氮不能被固定、汲取。1898年,利用炭化钙汲取氮制氨获得胜利,1905年建成工厂。1909年又实现了在催化剂存在下,氮和氢干脆合成氨,并于1912年建成日产30吨的装置,此
9、后,干脆合成氨的方法进展快速,而利用碳化钙的方法因本钱高在30年头被淘汰。几十年来,合成氨在技术上发生了很大转变. 一是生产原料由煤转向气态的自然气和液态的石油产品合称烃类原料,大型厂绝大多数接受烃类原料,以煤为原料仅在中国和德国有应用。 二是装置大型化,60年头日产500吨氨,近20年来,新建装置大部分为日产10001500吨。由于高压设备、离心式压缩机及生产限制系统的胜利运用,生产装置的规模得以大型化,从而使合成氨的原材料和能量消耗下降。1993年,世界合成氨的产量为8930万吨,1995年我国为2765万吨。 3合成氨工艺 3.1合成氨原料 以煤为原料和燃料,在铁锰脱硫剂和氧化锌脱硫剂的
10、作用下,将煤中的无机硫和有机硫脱除到0.5ppm以下,配入确定量的水蒸汽和空气分别在 一、二段转化触媒和确定温度条件下将甲烷转化为氢气,制取合成氨所需的氢气和氮气,在确定的温度和变换触媒的催化作用下,使CO变换成CO2和H2,为尿素车间供应富余的中间蒸汽,同时净化碳化气体中剩余的CO2和CO,为后工段输出合格的原料气和净化气其中CO和CO2的含量25ppm。 3.2脱硫 不管是用煤、自然气或别的原料气中,都含有确定量的硫化物主要包括两大类:无机硫H2S有机硫C2S硫醇RSH等。硫化物的存在不仅能腐蚀设备和管道而且能使合成氨生产所用的催化剂中毒。此外,硫是一种重要的化工原料,应当予以回收 从原料
11、气压缩机一段缸出来的自然气在压缩机段间冷却器137-C与冷却水进行换热。从原料气压缩机出口出来的混合气进入一段转化炉101-B的对流段,被预热约399C,接着进入加氢器102D,在加氢器中有机硫化合物被氢化,生成硫化氢。在加氢器中,基本上全部的有机硫都变成硫化氢。接着气体再进入氧化锌脱硫槽108-DA/DB,每一个脱硫槽内装有21m3的条状氧化锌脱硫剂,气体中的硫化氢与氧化锌反应而被氧化锌所吸附。 脱硫的最好方法是在过量氢气存在的状况下,将这硫化物催化转化成硫化氢然后再使硫化氢与氧化锌反应到达脱除的目的。以焦炉煤气为原料,压缩至2.1 MPa后进入精脱硫装置,将气体中的总硫脱至0.1 ppm以
12、下.焦炉气中甲烷含量达22.4,接受纯氧催化部分氧化转化工艺,将气体中甲烷及少量多碳烃转化为合成甲醇用的一氧化碳和氢;经压缩进入甲醇合成装置.甲醇合成接受5.3 MPa低压合成技术,精馏接受3塔流程 自然气加氢转化处理就是在有钴、钼催化剂尊在的条件下,与加入的氢气进行转化反应,主要化学反应如下: R-SH+H2=RH+H2SR-S-R+2H2=RH+RH+H2SR-S-S-R+3H2=RH+RH+2H2SC4H4S+4H2=n-C4H10+H2SCOS+H2=CO+H2SCS2+4H2=CH4+2H2S 用氧化锌做脱硫剂,在确定条件下,它能快速脱硫,由于氧化锌脱硫剂运用后不能用简洁方法再生,因
13、此只运用于低浓度硫的脱除,并作为最终一级脱硫。主要化学反应如下: H2S+ZnO=H2O(汽)+ZnS 脱硫后的原料气在镍催化剂作用下进行反应以制取合成氨所用的原料气。 主要反应式如下: CH4+H2O(g)CO+H2CO+H2OCO2+H2 转化工序分为两段进行,在一段转化炉里,烃类和水蒸气在反应管内的镍触媒上反应,由管外供应热量。 出口气体剩余甲烷浓度约为813%,一段氧化后的气体进入二段转化炉,在那里加入空气燃烧放热,又接着进行转化反应。二段炉出口温度在810870之间,经二段转化后可使粗原料气到达反应标准。 氢氮比分子比:2.83.1 剩余甲烷干基:0.30.6% 转化气中的H2与空气
14、中的O2发生燃烧反应: H2 + 1/2O2 = H2O + 241.16KJ 在二段炉内除氢气外一氧化碳和甲烷也能燃烧,但H2燃烧反应的速度比其它可燃气体快34倍,所以在二段炉内催化剂上部的非催化剂空间里,首先是空气中的氧与一段转化气中的氢气进行燃烧,故大量的热用于转化气中的剩余甲烷的接着转化 出二段炉原料气中含有大量的CO,变换工序就是使CO在催化剂的作用下与水蒸气反应生成CO2和H2.既除去对后段工序有害的CO,又能制得尿素原料之一的CO2。反应式为: CO + H2O(g) CO2 + H2 + 9.8KJ/mol 这是一个等体积、可逆、放热反应,降低温度和提高蒸汽浓度均有利于变换反应
15、的进行。催化剂是铁铬系催化剂,还原后具有催化活性的是Fe3O4,低变接受铜锌系催化剂,还原后具有活性的是Cu。中变在360380,在催化剂的作用下,反应速度很快,中变炉出口CO3.0%,然后通过换热降温到180左右,在低变催化剂的作用下,工艺中的CO含量进一步降到0.3%,以满意甲烷化对CO含量的要求。 经过中、低变换和碳化、脱碳的气体尚含有少量的CO2和CO,这些气体会使合成氨触媒中毒丢失活性,所以在送往合成前必需对原料气作进一步净化处理。即将碳化气中剩余的CO2和CO与原料气中的H2,在确定温度和镍触媒催化作用下反应生成对合成氨无害的气体甲烷。 以上反应有以下特点: 1、反应是强放热反应,
16、每0.1%CO、CO 2、O所造成的温升分别为:CO7.4,2体积含量CO26.1,O216.5; 2、反应是体积缩小的反应,因此,提高压力向正方向进行 3.3脱除二氧化碳 MDEA(N-Methyldiethanolamine) 即N-甲基二乙醇胺,分子式为: CH3-N(CH2CH2OH)2分子量119.2,沸点246-248,闪点260,凝固点-21,汽化潜热519.16KJ/Kg,能与水和醇混溶,微溶于醚。在确定条件下,对二氧化碳等酸性气体有很强的汲取实力,而且反应热小,解吸温度低,化学性质稳定,无毒不降解。纯MDEA溶液与CO2不发生反应,但其水溶液与CO2可按下式反应: -CO2+
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