第一篇：合成氨仿真實(shí)習(xí)報(bào)告

氨合成仿真實(shí)習(xí)報(bào)告

一、實(shí)習(xí)目的及意義

仿真實(shí)習(xí)是畢業(yè)實(shí)習(xí)計(jì)劃的組成部分，通過(guò)實(shí)習(xí)使學(xué)生了解化工生產(chǎn)一般特點(diǎn)、規(guī)律和工藝參數(shù)的控制，獲得化工生產(chǎn)實(shí)踐知識(shí)，培養(yǎng)運(yùn)用化工專業(yè)理論知識(shí)，分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為今后畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）和所從事的化工實(shí)際工作打下良好的實(shí)踐基礎(chǔ)。

二、合成氨工藝原理與流程

(1)合成氨裝置轉(zhuǎn)化工段 1 概述

轉(zhuǎn)化工段包括下列主要部分: 原料氣脫硫、原料氣的一段蒸汽轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)化氣的二段轉(zhuǎn)化、高變、低變、給水、爐水和蒸汽系統(tǒng)。原料氣脫硫

天然氣中含有少量硫化物，這些硫化物可以使多種催化劑中毒而不同程度地使其失去活性，硫化氫能腐蝕設(shè)備管道。因此，必須盡可能地除去原料氣中的各種硫化物。

加氫轉(zhuǎn)化主要指在加入氫氣的條件下使原料氣中有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)硫。加氫轉(zhuǎn)化不能達(dá)到直接脫硫的目的，但經(jīng)轉(zhuǎn)化后就大大的利于硫的脫除。在有機(jī)硫轉(zhuǎn)化的同時(shí)，也能使烯烴類加氫轉(zhuǎn)化為烷氫類從而可減少下一工序蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑析炭的可能性。

在采用鈷鉬催化劑的條件下，主要進(jìn)行如下反應(yīng)： R-SH+H2=RH+H2S R-S-R’+2H2=RH+R’H+H2S C4H4S+4H2=C4H10+H2S RC=CR’+H2=RCH2-CH2R’

氧化鋅是一種內(nèi)表面積頗大，硫容較高的接觸反應(yīng)型脫硫劑。除噻吩及其衍生物外，脫除硫化氫及各種有機(jī)硫化物的能力極高，可將出口氣中硫含量降至0.1PPm以下。

氧化鋅脫硫反應(yīng)：ZnO+H2S=ZnS+H2O 原料天然氣在原料氣預(yù)熱器（141－C）中被低壓蒸汽預(yù)熱后，進(jìn)入活性碳脫硫槽（101－DA、102－DA一用一備），進(jìn)行初脫硫后，經(jīng)壓縮機(jī)（102－J）加壓。在一段爐對(duì)流段低溫段加熱到230℃左右與103-J段來(lái)的氫混合后進(jìn)入Co－Mo加氫和氧化鋅脫硫槽（108－D）終脫硫后，天然氣中的總硫≤0.1ppm。3 原料氣的一段蒸汽轉(zhuǎn)化

經(jīng)脫硫后的原料氣的總硫含量降至0.1PPm以下，與水蒸汽混合后進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)：

CH4 + H2O ＝ CO + 3H2

CnH2n+2 + nH2O ＝ nCO +（2n+1）H2 由于轉(zhuǎn)化反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，在高溫條件下有利于反應(yīng)平衡及反應(yīng)速度。在實(shí)際生產(chǎn)中，轉(zhuǎn)化反應(yīng)分別是一段爐和二段爐中完成。在一段爐中，烴類和水蒸氣的混合氣在反應(yīng)管內(nèi)鎳催化劑的作用下進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)，管外有燃料氣燃燒供給反應(yīng)所需熱量，出一段爐轉(zhuǎn)化氣溫度控制在800℃左右。

脫硫后的原料氣與中壓蒸汽混和后，經(jīng)對(duì)流段高溫段加熱后，進(jìn)入一段爐（101－B）的336根觸媒反應(yīng)管進(jìn)行蒸汽轉(zhuǎn)化，管外由頂部的144個(gè)燒嘴提供反應(yīng)熱，經(jīng)一段轉(zhuǎn)化后，氣體中殘余甲烷在10％左右。轉(zhuǎn)化氣的二段轉(zhuǎn)化

為了進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，需要更高的溫度。在二段爐中加入預(yù)熱后的空氣，利用H2和O2的燃燒反應(yīng)，產(chǎn)生高熱，促使CH4進(jìn)一步轉(zhuǎn)化。

一段轉(zhuǎn)化氣進(jìn)入二段爐（103－D），在二段爐中同時(shí)送入工藝空氣，工藝空氣來(lái)自空氣壓縮機(jī)（101－J）加入少量中壓蒸汽并經(jīng)對(duì)流段高溫段預(yù)熱，轉(zhuǎn)化氣中的H2和空氣中的氧燃燒產(chǎn)生的熱量供給轉(zhuǎn)化氣中的甲烷在二段爐觸媒床中進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，出二段爐的工藝氣殘余甲烷含量0.3％左右，經(jīng)并聯(lián)的兩臺(tái)第一廢熱鍋爐回收熱量，再經(jīng)第二廢熱鍋爐進(jìn)一步回收余熱后，送去變換。CO變換

經(jīng)蒸汽轉(zhuǎn)化后的工藝氣含有12～15％的CO，變換工序的任務(wù)是使CO在有催化劑存在的條件下與水蒸汽反應(yīng)：

CO + H2O ＝ CO2 + H2 這樣即能把一氧化碳變?yōu)橐子谇宄亩趸?，同時(shí)又可制得合成需要的原料氫。變換反應(yīng)是一個(gè)可逆、放熱、反應(yīng)前后氣體體積不變的化學(xué)反應(yīng)。

整個(gè)變換過(guò)程是由高溫變換和低溫變換組成。高溫變換所用的催化劑是以Fe3O4為活性組分的，它的活性溫度在300℃以上（一般在350～430℃）。在此溫度下，可以取得較高的反應(yīng)速度，但不能達(dá)到較低的CO濃度。為了進(jìn)一步取得較低的CO濃度，還要以銅為活性組分的催化劑作用下，進(jìn)行低溫變換。它的變換溫度一般在200～250℃，這樣的低溫下，就能使CO的變換進(jìn)行的比較徹底，可以使CO濃度降至0.3％以下。

由第二廢熱鍋爐來(lái)的轉(zhuǎn)化氣約含有12－14％的CO，進(jìn)入高變爐（104－DA），在高變觸媒的作用下將部分CO轉(zhuǎn)化成CO2，經(jīng)高溫變換后CO含量降到3％左右，然后經(jīng)第三廢熱鍋爐（103－C）回收部分熱能，經(jīng)換熱器（104－C）進(jìn)入低變爐（104－DB）在低變觸媒的作用下將其余CO轉(zhuǎn)化為CO2，出低變爐的工藝氣中CO含量約為0.3％左右。

給水、爐水、蒸汽系統(tǒng)

合成氨裝置開車時(shí)，將從界外引入3.8MPa、327℃的中壓蒸汽約50T/H。輔助鍋爐和廢熱鍋爐所用的脫鹽水從水處理車間引入，用并聯(lián)的低變出口氣加熱器（106－C）和甲烷化出口氣加熱器（134－C）預(yù)熱到100℃左右，進(jìn)入除氧器（101－U）脫氧段，在脫氧段用低壓蒸汽脫除水中溶解氧后，然后在儲(chǔ)水段加入二甲基硐肟除去殘余溶解氧。最終溶解氧含量小于7PPb。

除氧水加入氨水調(diào)節(jié)PH至8.5－9.2，經(jīng)鍋爐給水泵104－J/JA/JB經(jīng)并聯(lián)的合成氣加熱器（123－C），甲烷化氣加熱器（114－C）及一段爐對(duì)流段低溫段鍋爐給水預(yù)熱盤管加熱到295℃左右進(jìn)入汽包（101－F），同時(shí)在汽包中加入磷酸鹽溶液,汽包底部水經(jīng)101－CA/CB、102－C、103－C、一段爐對(duì)流段低溫段廢熱鍋爐及輔助鍋爐加熱部分汽化后進(jìn)入汽包，經(jīng)汽包分離出的飽和蒸汽在一段爐對(duì)流段過(guò)熱后送至103－JAT，經(jīng)103－JAT抽出3.8MPa、327℃中壓蒸汽，供各中壓蒸汽用戶使用。103－JAT停運(yùn)時(shí)，高壓蒸汽經(jīng)減壓，全部進(jìn)入中壓蒸汽管網(wǎng)，中壓蒸汽一部分供工藝使用、一部分供凝汽透平使用，其余供背壓透平使用，并產(chǎn)生低壓蒸汽，供111－C、101－U使用，其余為伴熱使用在這個(gè)工段中，縮合/脫水反應(yīng)是在三個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)器中進(jìn)行的，接著是一臺(tái)分層器，用來(lái)把有機(jī)物從液流中分離出來(lái)。

(2)合成氨裝置凈化工段 1 脫碳

經(jīng)變換工序后的工藝氣，CO2含量一般在17％左右。本裝置采用改良苯菲爾法脫除工藝氣中的二氧化碳，吸收劑為碳酸鉀溶液，溶液的吸收和再生可以用如下反應(yīng)方程式表示：

K2CO3 + CO2 + H2O ＝ 2KHCO3 + 熱量

這是一個(gè)可逆過(guò)程，脫碳溶液中K2CO3吸收了CO2生成KHCO3，KHCO3又在加熱、減壓的條件下放出CO2，重新變成K2CO3。前一個(gè)過(guò)程是吸收過(guò)程，后一個(gè)過(guò)程是再生過(guò)程。經(jīng)過(guò)吸收塔的脫碳?xì)怏w要求CO2小于0.1％；經(jīng)過(guò)再生塔的CO2氣體要求純度大于98.5％。

從變換工序來(lái)變換氣溫度60℃，壓力2.799MPa進(jìn)入CO2吸收塔(101-E)下部，在吸收塔中經(jīng)塔板逆流向上與塔頂加入的貧液（40℃）接觸，脫去工藝氣中所含二氧化碳，再經(jīng)塔頂洗滌段后出CO2吸收塔，出吸收塔凈化氣在管路上由噴射器噴入變換氣分離器(102-F)來(lái)的工藝?yán)淠哼M(jìn)一步洗滌，經(jīng)凈化氣分離器(121-F)分離出噴入的工藝?yán)淠?，溫?4℃，壓力2.764MPa的氣體去甲烷化工序，液體與變換冷凝液匯合去工藝?yán)淠禾幚硌b置。

從CO2吸收塔塔底出來(lái)的富液（74℃）先經(jīng)溶液換熱器(109-CB)加熱，再經(jīng)溶液換熱器(109-CA)進(jìn)一步升溫至105℃后，進(jìn)入CO2汽提塔(102-E)頂部，102-E為篩板塔，共10塊塔板，在CO2汽提塔中靠變換氣煮沸器(105-CA.B)蒸汽煮沸器(111-C)提供的熱量蒸發(fā)出大量水蒸汽，由下向上逐板汽提出溶液中的CO2，氣體經(jīng)過(guò)CO2汽提塔冷凝器(110-C)，再經(jīng)CO2汽提塔回流液槽(103-F)分離出液體后，CO2氣體送尿素裝置。從CO2汽提塔底部出來(lái)的熱貧液先經(jīng)溶液換熱器(109-CA)與富液換熱降溫后進(jìn)貧液泵，經(jīng)貧液泵(107-JA/JB/JC)升壓后的貧液再經(jīng)溶液換熱器(109-CB)降溫，并經(jīng)貧液冷卻器(108-C)進(jìn)一步冷卻至40℃左右進(jìn)CO2吸收塔上塔。

從CO2汽提塔回流液槽底部出來(lái)的冷凝液，先經(jīng)回流液泵(108-J)升壓，一部分去冷凝液處理裝置，另一部分去CO2吸收塔頂部洗滌凈化氣中夾帶出的溶液，洗滌后的冷凝液回CO2汽提塔頂部進(jìn)入系統(tǒng)。甲烷化

碳氧化物（CO、CO2）是合成觸媒的毒物，在工業(yè)生產(chǎn)中要求入合成工序的氫氮?dú)庵械腃O、CO2含量小于10PPm。在催化劑作用下將CO、CO2加氫反應(yīng)生成對(duì)合成觸媒無(wú)害甲烷。

在鎳觸媒存在的條件下，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)： CO + 3H2 ＝ CH4 + H2O + 206.16kJ/mol CO2 + 4H2 ＝ CH4 + 2H2O + 165.08kJ/mol 甲烷化反應(yīng)是可逆強(qiáng)放熱反應(yīng)，溫升很大，每反應(yīng)1％CO，溫升72℃左右；每反應(yīng)1％CO2，溫升60℃左右。因此，要嚴(yán)格控制低變出口CO含量及脫碳出口CO2含量再規(guī)定指標(biāo)范圍內(nèi)，嚴(yán)防甲烷化觸媒超溫。

甲烷化裝置的原料氣來(lái)自脫碳裝置，該原料氣（44℃、2.76Mpa）先后經(jīng)合成氣一脫碳?xì)鈸Q熱器(136-C)預(yù)熱至117.49℃、高變氣—脫碳?xì)鈸Q熱器(104-C)加熱到316℃，進(jìn)入甲烷化爐(106-D)，爐內(nèi)裝有18m3、J-105型鎳催化劑，氣體自上部進(jìn)入106-D，氣體中的CO和CO2與H2反應(yīng)生成CH4和H2O。甲烷化爐(106-D)的出口溫度為363℃，依次經(jīng)鍋爐給水預(yù)熱器(114-C)，甲烷化氣脫鹽水預(yù)熱器(134-C)和水冷器(115-C)，溫度降至40℃，甲烷化后的氣體中CO和CO2含量降至10ppm以下，進(jìn)入104-F進(jìn)行氣液分離。冷凝液回收系統(tǒng)

自低變104-D來(lái)的工藝氣（260℃）經(jīng)102-F底部冷凝液萃冷后，再經(jīng)105-C，106-C換熱至60℃，進(jìn)入102-F，其中工藝氣中所帶的水分沉積下來(lái)，脫水后的工藝氣進(jìn)入CO2吸收塔101-E脫除CO2。102-F的水一部分進(jìn)入103-F，一部分經(jīng)換熱器C66401換熱后進(jìn)入E66401，由管網(wǎng)來(lái)的327℃的蒸汽進(jìn)入E66401的底部，塔頂產(chǎn)生的氣體進(jìn)入蒸汽系統(tǒng)，底部液體經(jīng)C66401，C66402換熱后排出。

(3)合成氨裝置合成工段

氨的合成是整個(gè)合成氨流程中的核心部分。前工序制得的合格氮?dú)錃庠诟邷馗邏杭拌F催化劑作用下合成為氨。由于在反應(yīng)過(guò)程中只有少部分氮?dú)錃夂铣蔀榘?，因此反?yīng)后的氣體混合物分離氨后，經(jīng)加壓又送回合成塔，構(gòu)成合成回路。氨合成的化學(xué)反應(yīng)式如下：

1/2 N2 + 3/2H2 ＝ NH3 + 熱量

這是一個(gè)放熱和體積減少的可逆反應(yīng)。本裝置的合成塔采用了三段間接換熱式徑向合成塔，這樣合成塔觸媒層的溫度分布就更為合理，更加接近最佳溫度分布曲線，觸媒層的阻力降也更小。同時(shí)，在合成塔出口設(shè)置了合成廢鍋，利用合成氨余熱產(chǎn)生125×105Pa（絕）的高壓蒸汽，能量回收更為充分。但是，由于轉(zhuǎn)化工序加入過(guò)量空氣，使合成系統(tǒng)氮過(guò)剩，加大了合成排放氣量。為此增加了氫回收裝置加以彌補(bǔ)，回收的氫返回合成系統(tǒng)。合成系統(tǒng)

從甲烷化來(lái)的新鮮氣（40℃、2.6Mpa、H2/N2=3：1）先經(jīng)壓縮前分離罐(104-F)，分離氣體中的水后，進(jìn)合成氣壓縮機(jī)(103-J)低壓段，在壓縮機(jī)的低壓缸將新鮮氣體壓縮到合成所需要的最終壓力的二分之一左右，出低壓段的新鮮氣先經(jīng)熱交換器（106-C，（現(xiàn)場(chǎng)圖中錯(cuò)標(biāo)為136-C）與甲烷化進(jìn)料氣換熱）冷卻至93.3℃，再經(jīng)水冷器(116-C)冷卻至38℃,最后經(jīng)氨冷器(129-C)冷卻至7℃后與氫回收來(lái)的氫氣混合進(jìn)入中間分離罐(105-F)，進(jìn)一步分離氣體中的水后，從中間分離罐出來(lái)的氫氮?dú)庠龠M(jìn)合成氣壓縮機(jī)高壓段。

合成回路來(lái)的循環(huán)氣與經(jīng)高壓段壓縮后的氫氮?dú)饣旌线M(jìn)壓縮機(jī)循環(huán)段，從循環(huán)段出來(lái)的合成氣進(jìn)合成系統(tǒng)水冷器(124-C)。高壓合成氣自水冷卻器124-C出來(lái)后，分兩路繼續(xù)冷卻，第一路串聯(lián)通過(guò)原料氣和循環(huán)氣一級(jí)和二級(jí)氨冷器117-C和118-C的管側(cè)，冷卻介質(zhì)都是冷凍用液氨，另一路通過(guò)就地的MIC-23節(jié)流后，在合成塔進(jìn)氣和循環(huán)氣換熱器120-C的殼側(cè)冷卻，兩路會(huì)合后，又在新鮮氣和循環(huán)氣三級(jí)氨冷器119-C中用三級(jí)液氨閃蒸槽112-F來(lái)的冷凍用液氨進(jìn)行冷卻，冷卻至-23.3℃。冷卻后的氣體經(jīng)過(guò)水平分布管進(jìn)入高壓氨分離器（106-F），在前幾個(gè)氨冷器中冷凝下來(lái)的循環(huán)氣中的氨就在106-F中分出，分離出來(lái)的產(chǎn)品液氨送往低壓氨分離器(107-F)。從高壓氨分離器出來(lái)后，循環(huán)氣就進(jìn)入合成塔進(jìn)氣—新鮮循環(huán)氣換熱器120-C的管側(cè)，從殼側(cè)的工藝氣體中取得熱量，然后又進(jìn)入合成塔進(jìn)氣--出氣換熱器(121-C)的管側(cè)，再由HCV-11控制進(jìn)入合成塔(105-D)，在121-C管側(cè)的出口處分析氣體成分。

SP-35是一專門的雙向降爆板裝置，是用來(lái)保護(hù)121-C的換熱器，防止換熱器的一側(cè)卸壓導(dǎo)致壓差過(guò)大而引起破壞。

主線合成氣進(jìn)氣由HCV-11控制，從冷激式合成塔105-D的塔底進(jìn)入，自下而上地沿內(nèi)件與外筒之間的環(huán)隙上升，被預(yù)熱至合成塔頂部。再向下依次經(jīng)過(guò)各觸媒層進(jìn)行反應(yīng)；一路副線合成氣進(jìn)氣（冷激氣）經(jīng)由MIC-13控制，直接到第一層觸媒的入口，用以控制該處的溫度（開工時(shí)僅由這一路進(jìn)氣），另一路副線冷激氣可以分別用MIC-

14、MIC-15和MIC-16進(jìn)行調(diào)節(jié)，分別控制第二、第三、第四層觸媒的入口溫度。氣體經(jīng)過(guò)最底下一層觸媒床后，又自下而上地把氣體導(dǎo)入中心內(nèi)部換熱器的管側(cè)，把熱量傳給進(jìn)來(lái)的氣體，再由105-D的頂部出口引出。

合成塔出口氣進(jìn)入合成塔--鍋爐給水換熱器123-C的管側(cè)，把熱量傳給鍋爐給水，接著又在121-C的殼側(cè)與進(jìn)塔氣換熱而進(jìn)一步被冷卻，最后回到103-J高壓缸循環(huán)段(最后一個(gè)葉輪)而完成了整個(gè)合成回路。

合成塔出來(lái)的一部分氣體（吹出氣，又叫馳放氣），經(jīng)氨冷器125-C至高壓吹出氣分離缸108-F，經(jīng)MIC-18調(diào)節(jié)并用FI-63指示流量后，送往氫回收裝置或送往一段轉(zhuǎn)化爐燃料氣系統(tǒng)。從合成回路中排出一部分氣是為了控制循環(huán)氣中的甲烷和氬的濃度，甲烷和氬在系統(tǒng)中積累多了會(huì)使氨的合成率降低。吹出氣在進(jìn)入分離罐108-F以前先在氨冷器125-C中冷卻，由108-F分出的液氨送低壓氨分離器107-F回收。合成塔備有一臺(tái)開工加熱爐(102-B)，它是用于開工時(shí)把合成塔引溫至反應(yīng)溫度，開工加熱爐的原料氣流量由FI-62指示，另外，它還設(shè)有一低流量報(bào)警器FAL-85與FI-62配合使用，MIC-17調(diào)節(jié)102-B燃料氣量。冷凍系統(tǒng)

合成來(lái)的液氨進(jìn)入中間閃蒸槽(107-F，即低壓氨分離器)，閃蒸出的不凝性氣體通過(guò)PICA-8排出，作為燃料氣送一段爐燃燒。分離器107-F裝有液面指示器LI-12。液氨減壓后由液位調(diào)節(jié)器LICA-12調(diào)節(jié)進(jìn)入三級(jí)閃蒸罐(112-F)，進(jìn)一步閃蒸，閃蒸后作為冷凍用的液氨進(jìn)入系統(tǒng)中。冷凍的一、二、三級(jí)閃蒸罐操作壓力分別為：0.4MPa(G)、0.16MPa(G)、0.0028MPa(G)。三臺(tái)閃蒸罐與合成系統(tǒng)中的第一、第二、第三氨冷器相對(duì)應(yīng)，它們是按熱虹吸原理進(jìn)行冷凍蒸發(fā)循環(huán)操作的。液氨由各閃蒸罐流入對(duì)應(yīng)的氨冷器，吸熱后的液氨蒸發(fā)形成的氣液混合物又回到各閃蒸罐進(jìn)行氣液分離，氣氨分別進(jìn)氨壓縮機(jī)(105-J)各段氣缸，液氨分別進(jìn)各氨冷器。

由液氨接收槽(109-F)來(lái)的液氨逐級(jí)減壓后補(bǔ)入到各閃蒸罐。一級(jí)閃蒸罐(110-F)出來(lái)的液氨除送第一氨冷器(117-C)外，另一部分作為合成氣壓縮機(jī)(103-J)一段出口的氨冷器(129-C)和液氨接收槽(109-F)的氨冷器(126-C)的冷源（126-C冷卻管道圖中省略）。氨冷器(129-C)和(126-C)蒸發(fā)的氣氨進(jìn)入二級(jí)閃蒸罐(111-F)，110-F多余的液氨也送往111-F。111-F的液氨除送第二氨冷器(118-C)和弛放氣氨冷器(125-C)作為冷凍劑外，其余部分送往三級(jí)閃蒸罐(112-F)。112-F的液氨除送119-C作為冷凍劑外，還可以由冷氨產(chǎn)品泵(109-J)作為冷氨產(chǎn)品送液氨貯槽貯存。

由三級(jí)閃蒸罐(112-F)出來(lái)的氣氨進(jìn)入氨壓縮機(jī)(105-J)一段壓縮，一段出口與二級(jí)閃蒸罐111-F來(lái)的氣氨匯合進(jìn)入二段壓縮，二段出口氣氨先經(jīng)壓縮機(jī)中間冷卻器(128-C)冷卻后，與一級(jí)閃蒸罐110-F來(lái)的氣氨匯合進(jìn)入三段壓縮，三段出口的氣氨經(jīng)氨冷凝器(127-CA、CB)，冷凝的液氨進(jìn)入接收槽(109-F)。109-F中的閃蒸氣去閃蒸罐氨冷器(126-C)，冷凝分離出來(lái)的液氨流回109-F，不凝氣作燃料氣送一段爐燃燒。109-F中的液氨一部分減壓后送至一級(jí)閃蒸罐(110-F)，另一部分作為熱氨產(chǎn)品經(jīng)熱氨產(chǎn)品泵(1-3P-1,2)送往尿素裝置。

三、合成氨模型主要設(shè)備平面布置圖

見(jiàn)附圖

四、合成工段流程圖

見(jiàn)附圖

五、實(shí)習(xí)思考題

1．為什么天然氣要預(yù)先脫硫才能進(jìn)行轉(zhuǎn)化？

天然氣中含有少量硫化物，這些硫化物可以使多種催化劑中毒而不同程度地使其失去活性，硫化氫能腐蝕設(shè)備管道。因此，必須盡可能地除去原料氣中的各種硫化物

2.Co－Mo加氫和氧化鋅脫硫有何特點(diǎn)？

Co-Mo加氫轉(zhuǎn)化主要指在加入氫氣的條件下使原料氣中有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)硫。加氫轉(zhuǎn)化不能達(dá)到直接脫硫的目的，但經(jīng)轉(zhuǎn)化后就大大的利于硫的脫除。在有機(jī)硫轉(zhuǎn)化的同時(shí)，也能使烯烴類加氫轉(zhuǎn)化為烷氫類從而可減少下一工序蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑析炭的可能性。

氧化鋅是一種內(nèi)表面積頗大，硫容較高的接觸反應(yīng)型脫硫劑。除噻吩及其衍生物外，脫除硫化氫及各種有機(jī)硫化物的能力極高，可將（108－D）出口氣中硫含量降至0.1PPm以下

3.為什么天然氣-水蒸氣轉(zhuǎn)化過(guò)程需要供熱？供熱形式是什么？

由于轉(zhuǎn)化反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，在高溫條件下有利于反應(yīng)平衡及反應(yīng)速度。在實(shí)際生產(chǎn)中，轉(zhuǎn)化反應(yīng)分別是在一段爐和二段爐中完成。在一段爐中（101－B），烴類和水蒸氣的混合氣在反應(yīng)管內(nèi)鎳催化劑的作用下進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)，管外有燃料氣燃燒供給反應(yīng)所需熱量，出一段爐轉(zhuǎn)化氣溫度控制在800℃左右。

4．少量CO、CO2的脫除方法有哪些？各自特點(diǎn)？ a、銅氨液吸收法：可循環(huán)使用

b、甲烷化法：可將原料氣中的碳氧化物總含量脫除到10ppm以下。由于甲烷化過(guò)程中消耗氫氣并生成無(wú)用的甲烷，因此，此過(guò)程只適用于一氧化碳和二氧化碳的含量低于0.5﹪的氣體精制。

c、液氮洗滌法：用高純度氮在-190℃左右將原料氣中所含的少量一氧化碳脫除的分離過(guò)程，由于甲烷和氬的沸點(diǎn)都比一氧化碳高，所以在脫除一氧化碳的同時(shí)，也可將這些組分除去

5．在仿真裝置中，氨合成塔的反應(yīng)壓力如何控制？ 從甲烷化來(lái)的新鮮氣（40℃、2.6Mpa、H2/N2=3：1）先經(jīng)壓縮前分離罐(104-F)，分離氣體中的水后，進(jìn)合成氣壓縮機(jī)(103-J)低壓段，在壓縮機(jī)的低壓缸將新鮮氣體壓縮到合成所需要的最終壓力的二分之一左右，出低壓段的新鮮氣先經(jīng)熱交換器（106-C，與甲烷化進(jìn)料氣換熱）冷卻至93.3℃，再經(jīng)水冷器(116-C)冷卻至38℃,最后經(jīng)氨冷器(129-C)冷卻至7℃后與氫回收來(lái)的氫氣混合進(jìn)入中間分離罐(105-F)，進(jìn)一步分離氣體中的水后，從中間分離罐出來(lái)的氫氮?dú)庠龠M(jìn)合成氣壓縮機(jī)高壓段。

六、實(shí)習(xí)心得

短短幾天的仿真實(shí)習(xí)實(shí)習(xí)很快的結(jié)束了，這幾天的學(xué)習(xí)讓我對(duì)自己的專業(yè)有了更深的認(rèn)識(shí)。在這次實(shí)習(xí)之前，我一直都在懷疑自己平時(shí)在學(xué)校里學(xué)的那些知識(shí)的實(shí)用性，學(xué)習(xí)的時(shí)候也找不到重點(diǎn)，常常只是為了應(yīng)付考試而被動(dòng)的去學(xué)。這次實(shí)習(xí)讓我意識(shí)到平時(shí)的學(xué)習(xí)是非常重要的，因?yàn)槿魏螌?shí)際的操作都依賴于一套理論體系，只有熟悉了理論，才可能在實(shí)際問(wèn)題中找到解決的辦法。在老師的指導(dǎo)下我們學(xué)習(xí)了仿真軟件中的“合成氨”的仿真操作?？梢哉f(shuō)我們?cè)谶@ 幾 天的 實(shí)習(xí)中學(xué)到了很多在平時(shí)課堂沒(méi)學(xué)到的知識(shí),受益匪淺。這次實(shí)習(xí)仿真軟件的操作，使我們 不僅進(jìn)一步熟悉了“合成氨”三個(gè)工段的工藝流程，更讓我們了解到在工廠的實(shí)際操作上是怎 么操作的，使我們了解到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在實(shí)際的生產(chǎn)操作中起到的重要作用。這是一種步驟，更是一種結(jié)合。這不僅是學(xué)校給我們的一個(gè)課程，而且還是我 們對(duì)以后在工廠 “中控室”的一種初步了解,讓我們受益匪淺!通過(guò)使用仿真軟件以及觀看化工廠模型并對(duì)其進(jìn)行畫圖分析，更進(jìn)一步加深了我們對(duì)氨合成等項(xiàng)目的印象和認(rèn)識(shí)，將我們之前的理論盡最大可能的于實(shí)際結(jié)合起來(lái)，加深我們對(duì)氨合成的認(rèn)知。更為重要的是，是仿真軟件帶來(lái)的觀念的改變，不是一定要去生產(chǎn)車間去實(shí)物面前才能學(xué)習(xí)了解相關(guān)的工藝流程。學(xué)校組織的這斷時(shí)間的認(rèn)知實(shí)習(xí)，對(duì)我們有著重大的作用和深遠(yuǎn)的影響，希望在之后的學(xué)校生活中能有更多的機(jī)會(huì)參與。

浦安全0906 孫健

學(xué)號(hào)P1905090618

2011年11月2日

第二篇：實(shí)習(xí)報(bào)告合成氨仿真

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）：

2011年11 月 實(shí)習(xí)目的

仿真實(shí)習(xí)是認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)實(shí)習(xí)計(jì)劃的組成部分，通過(guò)實(shí)習(xí)使學(xué)生了解化工生產(chǎn)一般特點(diǎn)、規(guī)律和工藝參數(shù)的控制，獲得化工生產(chǎn)實(shí)踐知識(shí)，培養(yǎng)運(yùn)用化工專業(yè)理論知識(shí)，分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為今后畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）和所從事的化工實(shí)際工作打下良好的實(shí)踐基礎(chǔ)。實(shí)習(xí)要求

1.實(shí)習(xí)裝置為合成氨生產(chǎn)仿真裝置。要求了解并熟悉生產(chǎn)過(guò)程及控制，包括： 1）生產(chǎn)方法和原理，原料、催化劑及產(chǎn)品特性；

2）生產(chǎn)工藝流程（流程中設(shè)備、主副管線，過(guò)程操作和控制）； 3）各工序工藝條件及控制：主要設(shè)備操作溫度、壓力和組成； 4）主要設(shè)備型式、結(jié)構(gòu)；

5）主要設(shè)備及管線上的控制儀表及調(diào)節(jié)方法。2.搜集信息途徑

1）聽(tīng)講座（擬安排工藝及設(shè)備、仿真裝置及操作等講座）；

2）現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)：熟悉工藝流程、設(shè)備、及仿真軟件操作，熟悉仿真模型； 3）閱讀實(shí)習(xí)指導(dǎo)書、流程圖、設(shè)備圖及其它文獻(xiàn)資料。實(shí)習(xí)內(nèi)容

仿真實(shí)習(xí)的主要內(nèi)容是：以河南化肥廠為原型的大型合成氨全流程仿真模型和以寧夏化工廠為原型的合成氨大工段DCS控制系統(tǒng)仿真軟件。兩者均以天然氣為原料的合成氨工藝，通過(guò)仿真實(shí)習(xí)了解合成氨工藝原理與流程，掌握合成氨生產(chǎn)中的主要參數(shù)和DCS控制系統(tǒng)的操作。

3.1 合成氨裝置轉(zhuǎn)化工段

1、概述

轉(zhuǎn)化工段包括下列主要部分: 原料氣脫硫、原料氣的一段蒸汽轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)化氣的二段轉(zhuǎn)化、高變、低變、給水、爐水和蒸汽系統(tǒng)。

2、原料氣脫硫

天然氣中含有少量硫化物，這些硫化物可以使多種催化劑中毒而不同程度地使其失去活性，硫化氫能腐蝕設(shè)備管道。因此，必須盡可能地除去原料氣中的各種硫化物。

加氫轉(zhuǎn)化主要指在加入氫氣的條件下使原料氣中有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)硫。加氫轉(zhuǎn)化不能達(dá)到直接脫硫的目的，但經(jīng)轉(zhuǎn)化后就大大的利于硫的脫除。在有機(jī)硫轉(zhuǎn)化的同時(shí)，也能使烯烴類加氫轉(zhuǎn)化為烷氫類從而可減少下一工序蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑析炭的可能性。

在采用鈷鉬催化劑的條件下，主要進(jìn)行如下反應(yīng)： R-SH+H2=RH+H2S R-S-R’+2H2=RH+R’H+H2S C4H4S+4H2=C4H10+H2S RC=CR’+H2=RCH2-CH2R’

氧化鋅是一種內(nèi)表面積頗大，硫容較高的接觸反應(yīng)型脫硫劑。除噻吩及其衍生物外，脫除硫化氫及各種有機(jī)硫化物的能力極高，可將出口氣中硫含量降至0.1PPm以下。

氧化鋅脫硫反應(yīng)：ZnO+H2S=ZnS+H2O 原料天然氣在原料氣預(yù)熱器（141－C）中被低壓蒸汽預(yù)熱后，進(jìn)入活性碳脫硫槽（101－DA、102－DA一用一備），進(jìn)行初脫硫后，經(jīng)壓縮機(jī)（102－J）加壓。在一段爐對(duì)流段低溫段加熱到230℃左右與103-J段來(lái)的氫混合后進(jìn)入Co－Mo加氫和氧化鋅脫硫槽（108－D）終脫硫后，天然氣中的總硫≤0.1ppm。

3、原料氣的一段蒸汽轉(zhuǎn)化

經(jīng)脫硫后的原料氣的總硫含量降至0.1PPm以下，與水蒸汽混合后進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)：

CH4 + H2O ＝ CO + 3H2

CnH2n+ nH2O ＝ nCO +（2n+1）H2

由于轉(zhuǎn)化反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，在高溫條件下有利于反應(yīng)平衡及反應(yīng)速度。在實(shí)際生產(chǎn)中，轉(zhuǎn)化反應(yīng)分別是一段爐和二段爐中完成。在一段爐中，烴類和水蒸氣的混合氣在反應(yīng)管內(nèi)鎳催化劑的作用下進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)，管外有燃料氣燃燒供給反應(yīng)所需熱量，出一段爐轉(zhuǎn)化氣溫度控制在800℃左右。

脫硫后的原料氣與中壓蒸汽混和后，經(jīng)對(duì)流段高溫段加熱后，進(jìn)入一段爐（101－B）的336根觸媒反應(yīng)管進(jìn)行蒸汽轉(zhuǎn)化，管外由頂部的144個(gè)燒嘴提供反應(yīng)熱，經(jīng)一段轉(zhuǎn)化后，氣體中殘余甲烷在10％左右。、轉(zhuǎn)化氣的二段轉(zhuǎn)化

為了進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，需要更高的溫度。在二段爐中加入預(yù)熱后的空氣，利用H2和O2的燃燒反應(yīng)，產(chǎn)生高熱，促使CH4進(jìn)一步轉(zhuǎn)化。

一段轉(zhuǎn)化氣進(jìn)入二段爐（103－D），在二段爐中同時(shí)送入工藝空氣，工藝空氣來(lái)自空氣壓縮機(jī)（101－J）加入少量中壓蒸汽并經(jīng)對(duì)流段高溫段預(yù)熱，轉(zhuǎn)化氣中的H2和空氣中的氧燃燒產(chǎn)生的熱量供給轉(zhuǎn)化氣中的甲烷在二段爐觸媒床中進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，出二段爐的工藝氣殘余甲烷含量0.3％左右，經(jīng)并聯(lián)的兩臺(tái)第一廢熱鍋爐回收熱量，再經(jīng)第二廢熱鍋爐進(jìn)一步回收余熱后，送去變換。

5、CO變換

經(jīng)蒸汽轉(zhuǎn)化后的工藝氣含有12～15％的CO，變換工序的任務(wù)是使CO在有催化劑存在的條件下與水蒸汽反應(yīng)：

CO + H2O ＝ CO2 + H2

這樣即能把一氧化碳變?yōu)橐子谇宄亩趸?，同時(shí)又可制得合成需要的原料氫。變換反應(yīng)是一個(gè)可逆、放熱、反應(yīng)前后氣體體積不變的化學(xué)反應(yīng)。

整個(gè)變換過(guò)程是由高溫變換和低溫變換組成。高溫變換所用的催化劑是以Fe3O4為活性組分的，它的活性溫度在300℃以上（一般在350～430℃）。在此溫度下，可以取得較高的反應(yīng)速度，但不能達(dá)到較低的CO濃度。為了進(jìn)一步取得較低的CO濃度，還要以銅為活性組分的催化劑作用下，進(jìn)行低溫變換。它的變換溫度一般在200～250℃，這樣的低溫下，就能使CO的變換進(jìn)行的比較徹底，可以使CO濃度降至0.3％以下。

由第二廢熱鍋爐來(lái)的轉(zhuǎn)化氣約含有12－14％的CO，進(jìn)入高變爐（104－DA），在高變觸媒的作用下將部分CO轉(zhuǎn)化成CO2，經(jīng)高溫變換后CO含量降到3％左右，然后經(jīng)第三廢熱鍋爐（103－C）回收部分熱能，經(jīng)換熱器（104－C）進(jìn)入低變爐（104－DB）在低變觸媒的作用下將其余CO轉(zhuǎn)化為CO2，出低變爐的工藝氣中CO含量約為0.3％左右。

6、給水、爐水、蒸汽系統(tǒng)

合成氨裝置開車時(shí)，將從界外引入3.8MPa、327℃的中壓蒸汽約50T/H。輔助鍋爐和廢熱鍋爐所用的脫鹽水從水處理車間引入，用并聯(lián)的低變出口氣加熱器（106－C）和甲烷化出口氣加熱器（134－C）預(yù)熱到100℃左右，進(jìn)入除氧器（101－U）脫氧段，在脫氧段用低壓蒸汽脫除水中溶解氧后，然后在儲(chǔ)水段加入二甲基硐肟除去殘余溶解氧。最終溶解氧含量小于7PPb。

除氧水加入氨水調(diào)節(jié)PH至8.5－9.2，經(jīng)鍋爐給水泵104－J/JA/JB經(jīng)并聯(lián)的合成氣加熱器（123－C），甲烷化氣加熱器（114－C）及一段爐對(duì)流段低溫段鍋爐給水預(yù)熱盤管加熱到295℃左右進(jìn)入汽包（101－F），同時(shí)在汽包中加入磷酸鹽溶液,汽包底部水經(jīng)101－CA/CB、102－C、103－C一段爐對(duì)流段低溫段廢熱鍋爐及輔助鍋爐加熱部分汽化后進(jìn)入汽包，經(jīng)汽包分離出的飽和蒸汽在一段爐對(duì)流段過(guò)熱后送至103－JAT，經(jīng)103－JAT抽出3.8MPa、327℃中壓蒸汽，供各中壓蒸汽用戶使用。103－JAT停運(yùn)時(shí)，高壓蒸汽經(jīng)減壓，全部進(jìn)入中壓蒸汽管網(wǎng)，中壓蒸汽一部分供工藝使用、一部分供凝汽透平使用，其余供背壓透平使用，并產(chǎn)生低壓蒸汽，供111－C、101－U使用，其余為伴熱使用在這個(gè)工段中，縮合/脫水反應(yīng)是在三個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)器中進(jìn)行的，接著是一臺(tái)分層器，用來(lái)把有機(jī)物從液流中分離出來(lái)。

3.2 合成氨裝置凈化工段

1、脫碳

經(jīng)變換工序后的工藝氣，CO2含量一般在17％左右。本裝置采用改良苯菲爾法脫除工藝氣中的二氧化碳，吸收劑為碳酸鉀溶液，溶液的吸收和再生可以用如下反應(yīng)方程式表示：

K2CO3 + CO2 + H2O ＝ 2KHCO3 + 熱量

這是一個(gè)可逆過(guò)程，脫碳溶液中K2CO3吸收了CO2生成KHCO3，KHCO3又在加熱、減壓的條件下放出CO2，重新變成K2CO3。前一個(gè)過(guò)程是吸收過(guò)程，后一個(gè)過(guò)程是再生過(guò)程。經(jīng)過(guò)吸收塔的脫碳?xì)怏w要求CO2小于0.1％；經(jīng)過(guò)再生塔的CO2氣體要求純度大于98.5％。

從變換工序來(lái)變換氣溫度60℃，壓力2.799MPa進(jìn)入CO2吸收塔(101-E)下部，在吸收塔中經(jīng)塔板逆流向上與塔頂加入的貧液（40℃）接觸，脫去工藝氣中所含二氧化碳，再經(jīng)塔頂洗滌段后出CO2吸收塔，出吸收塔凈化氣在管路上由噴射器噴入變換氣分離器(102-F)來(lái)的工藝?yán)淠哼M(jìn)一步洗滌，經(jīng)凈化氣分離器(121-F)分離出噴入的工藝?yán)淠海瑴囟?4℃，壓力2.764MPa的氣體去甲烷化工序，液體與變換冷凝液匯合去工藝?yán)淠禾幚硌b置。

從CO2吸收塔塔底出來(lái)的富液（74℃）先經(jīng)溶液換熱器(109-CB)加熱，再經(jīng)溶液換熱器(109-CA)進(jìn)一步升溫至105℃后，進(jìn)入CO2汽提塔(102-E)頂部，102-E為篩板塔，共10塊塔板，在CO2汽提塔中靠變換氣煮沸器(105-CA.B)蒸汽煮沸器(111-C)提供的熱量蒸發(fā)出大量水蒸汽，由下向上逐板汽提出溶液中的CO2，氣體經(jīng)過(guò)CO2汽提塔冷凝器(110-C)，再經(jīng)CO2汽提塔回流液槽(103-F)分離出液體后，CO2氣體送尿素裝置。

從CO2汽提塔底部出來(lái)的熱貧液先經(jīng)溶液換熱器(109-CA)與富液換熱降溫后進(jìn)貧液泵，經(jīng)貧液泵(107-JA/JB/JC)升壓后的貧液再經(jīng)溶液換熱器(109-CB)降溫，并經(jīng)貧液冷卻器(108-C)進(jìn)一步冷卻至40℃左右進(jìn)CO2吸收塔上塔。

從CO2汽提塔回流液槽底部出來(lái)的冷凝液，先經(jīng)回流液泵(108-J)升壓，一部分去冷凝液處理裝置，另一部分去CO2吸收塔頂部洗滌凈化氣中夾帶出的溶液，洗滌后的冷凝液回CO2汽提塔頂部進(jìn)入系統(tǒng)。

2、甲烷化

碳氧化物（CO、CO2）是合成觸媒的毒物，在工業(yè)生產(chǎn)中要求入合成工序的氫氮?dú)庵械腃O、CO2含量小于10PPm。在催化劑作用下將CO、CO2加氫反應(yīng)生成對(duì)合成觸媒無(wú)害甲烷。

在鎳觸媒存在的條件下，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)： CO + 3H2 ＝ CH4 + H2O + 206.16kJ/mol CO2 + 4H2 ＝ CH4 + 2H2O + 165.08kJ/mol 6

甲烷化反應(yīng)是可逆強(qiáng)放熱反應(yīng)，溫升很大，每反應(yīng)1％CO，溫升72℃左右；每反應(yīng)1％CO2，溫升60℃左右。因此，要嚴(yán)格控制低變出口CO含量及脫碳出口CO2含量再規(guī)定指標(biāo)范圍內(nèi)，嚴(yán)防甲烷化觸媒超溫。

甲烷化裝置的原料氣來(lái)自脫碳裝置，該原料氣（44℃、2.76Mpa）先后經(jīng)合成氣一脫碳?xì)鈸Q熱器(136-C)預(yù)熱至117.49℃、高變氣—脫碳?xì)鈸Q熱器(104-C)加熱到316℃，進(jìn)入甲烷化爐(106-D)，爐內(nèi)裝有18m3、J-105型鎳催化劑，氣體自上部進(jìn)入106-D，氣體中的CO和CO2與H2反應(yīng)生成CH4和H2O。甲烷化爐(106-D)的出口溫度為363℃，依次經(jīng)鍋爐給水預(yù)熱器(114-C)，甲烷化氣脫鹽水預(yù)熱器(134-C)和水冷器(115-C)，溫度降至40℃，甲烷化后的氣體中CO和CO2含量降至10ppm以下，進(jìn)入104-F進(jìn)行氣液分離。

3、冷凝液回收系統(tǒng)

自低變104-D來(lái)的工藝氣（260℃）經(jīng)102-F底部冷凝液萃冷后，再經(jīng)105-C，106-C換熱至60℃，進(jìn)入102-F，其中工藝氣中所帶的水分沉積下來(lái)，脫水后的工藝氣進(jìn)入CO2吸收塔101-E脫除CO2。102-F的水一部分進(jìn)入103-F，一部分經(jīng)換熱器C66401換熱后進(jìn)入E66401，由管網(wǎng)來(lái)的327℃的蒸汽進(jìn)入E66401的底部，塔頂產(chǎn)生的氣體進(jìn)入蒸汽系統(tǒng)，底部液體經(jīng)C66401，C66402換熱后排出。

3.3 合成氨裝置合成工段

氨的合成是整個(gè)合成氨流程中的核心部分。前工序制得的合格氮?dú)錃庠诟邷馗邏杭拌F催化劑作用下合成為氨。由于在反應(yīng)過(guò)程中只有少部分氮?dú)錃夂铣蔀榘保虼朔磻?yīng)后的氣體混合物分離氨后，經(jīng)加壓又送回合成塔，構(gòu)成合成回路。氨合成的化學(xué)反應(yīng)式如下：

1/2 N2 + 3/2H2 ＝ NH3 + 熱量

這是一個(gè)放熱和體積減少的可逆反應(yīng)。

本裝置的合成塔采用了三段間接換熱式徑向合成塔，這樣合成塔觸媒層的溫度分布就更為合理，更加接近最佳溫度分布曲線，觸媒層的阻力降也更小。同時(shí)，在合成塔出口設(shè)置了合成廢鍋，利用合成氨余熱產(chǎn)生125×105Pa（絕）的高壓蒸汽，能量回收更為充分。但是，由于轉(zhuǎn)化工序加入過(guò)量空氣，使合成系統(tǒng)氮過(guò)剩，加大了合成排放氣量。為此增加了氫回收裝置加以彌補(bǔ)，回收的氫返回合成系統(tǒng)。

1、合成系統(tǒng)

從甲烷化來(lái)的新鮮氣（40℃、2.6Mpa、H2/N2=3：1）先經(jīng)壓縮前分離罐(104-F)，分離氣體中的水后，進(jìn)合成氣壓縮機(jī)(103-J)低壓段，在壓縮機(jī)的低壓缸將新鮮氣體壓縮到合成所需要的最終壓力的二分之一左右，出低壓段的新鮮氣先經(jīng)熱交換器（106-C，與甲烷化進(jìn)料氣換熱）冷卻至93.3℃，再經(jīng)水冷器(116-C)冷卻至38℃,最后經(jīng)氨冷器(129-C)冷卻至7℃后與氫回收來(lái)的氫氣混合進(jìn)入中間分離罐(105-F)，進(jìn)一步分離氣體中的水后，從中間分離罐出來(lái)的氫氮?dú)庠龠M(jìn)合成氣壓縮機(jī)高壓段。

合成回路來(lái)的循環(huán)氣與經(jīng)高壓段壓縮后的氫氮?dú)饣旌线M(jìn)壓縮機(jī)循環(huán)段，從循環(huán)段出來(lái)的合成氣進(jìn)合成系統(tǒng)水冷器(124-C)。高壓合成氣自水冷卻器124-C出來(lái)后，分兩路繼續(xù)冷卻，第一路串聯(lián)通過(guò)原料氣和循環(huán)氣一級(jí)和二級(jí)氨冷器117-C和118-C的管側(cè)，冷卻介質(zhì)都是冷凍用液氨，另一路通過(guò)就地的MIC-23節(jié)流后，在合成塔進(jìn)氣和循環(huán)氣換熱器120-C的殼側(cè)冷卻，兩路會(huì)合后，又在新鮮氣和循環(huán)氣三級(jí)氨冷器119-C中用三級(jí)液氨閃蒸槽112-F來(lái)的冷凍用液氨進(jìn)行冷卻，冷卻至-23.3℃。冷卻后的氣體經(jīng)過(guò)水平分布管進(jìn)入高壓氨分離器（106-F），在前幾個(gè)氨冷器中冷凝下來(lái)的循環(huán)氣中的氨就在106-F中分出，分離出來(lái)的產(chǎn)品液氨送往低壓氨分離器(107-F)。從高壓氨分離器出來(lái)后，循環(huán)氣就進(jìn)入合成塔進(jìn)氣—新鮮循環(huán)氣換熱器120-C的管側(cè)，從殼側(cè)的工藝氣體中取得熱量，然后又進(jìn)入合成塔進(jìn)氣--出氣換熱器(121-C)的管側(cè)，再由HCV-11控制進(jìn)入合成塔(105-D)，在121-C管側(cè)的出口處分析氣體成分。

SP-35是一專門的雙向降爆板裝置，是用來(lái)保護(hù)121-C的換熱器，防止換熱器的一側(cè)卸壓導(dǎo)致壓差過(guò)大而引起破壞。

主線合成氣進(jìn)氣由HCV-11控制，從冷激式合成塔105-D的塔底進(jìn)入，自下而上地沿內(nèi)件與外筒之間的環(huán)隙上升，被預(yù)熱至合成塔頂部。再向下依次經(jīng)過(guò)各觸媒層進(jìn)行反應(yīng)；一路副線合成氣進(jìn)氣（冷激氣）經(jīng)由MIC-13控制，直接到第一層觸媒的入口，用以控制該處的溫度（開工時(shí)僅由這一路進(jìn)氣），另一路副線冷激氣可以分別用MIC-

14、MIC-15和MIC-16進(jìn)行調(diào)節(jié)，分別控制第二、第三、第四層觸媒的入口溫度。氣體經(jīng)過(guò)最底下一層觸媒床后，又自下而上地把氣體導(dǎo)入中心內(nèi)部換熱器的管側(cè)，把熱量傳給進(jìn)來(lái)的氣體，再由105-D的頂部出口引出。

合成塔出口氣進(jìn)入合成塔--鍋爐給水換熱器123-C的管側(cè)，把熱量傳給鍋爐給水，接著又在121-C的殼側(cè)與進(jìn)塔氣換熱而進(jìn)一步被冷卻，最后回到103-J高壓缸循環(huán)段(最后一個(gè)葉輪)而完成了整個(gè)合成回路。

合成塔出來(lái)的一部分氣體（吹出氣，又叫馳放氣），經(jīng)氨冷器125-C至高壓吹出氣分離缸108-F，經(jīng)MIC-18調(diào)節(jié)并用FI-63指示流量后，送往氫回收裝置或送往一段轉(zhuǎn)化爐燃料氣系統(tǒng)。從合成回路中排出一部分氣是為了控制循環(huán)氣中的甲烷和氬的濃度，甲烷和氬在系統(tǒng)中積累多了會(huì)使氨的合成率降低。吹出氣在進(jìn)入分離罐108-F以前先在氨冷器125-C中冷卻，由108-F分出的液氨送低壓氨分離器107-F回收。

合成塔備有一臺(tái)開工加熱爐(102-B)，它是用于開工時(shí)把合成塔引溫至反應(yīng)溫度，開工加熱爐的原料氣流量由FI-62指示，另外，它還設(shè)有一低流量報(bào)警器FAL-85與FI-62配合使用，MIC-17調(diào)節(jié)102-B燃料氣量。

2、冷凍系統(tǒng)

合成來(lái)的液氨進(jìn)入中間閃蒸槽(107-F，即低壓氨分離器)，閃蒸出的不凝性氣體通過(guò)PICA-8排出，作為燃料氣送一段爐燃燒。分離器107-F裝有液面指示器LI-12。液氨減壓后由液位調(diào)節(jié)器LICA-12調(diào)節(jié)進(jìn)入三級(jí)閃蒸罐(112-F)，進(jìn)一步閃蒸，閃蒸后作為冷凍用的液氨進(jìn)入系統(tǒng)中。冷凍的一、二、三級(jí)閃蒸罐操作壓力分別為：0.4MPa(G)、0.16MPa(G)、0.0028MPa(G)。三臺(tái)閃蒸罐與合成系統(tǒng)中的第一、第二、第三氨冷器相對(duì)應(yīng)，它們是按熱虹吸原理進(jìn)行冷凍蒸發(fā)循環(huán)操作的。液氨由各閃蒸罐流入對(duì)應(yīng)的氨冷器，吸熱后的液氨蒸發(fā)形成的氣液混合物又回到各閃蒸罐進(jìn)行氣液分離，氣氨分別進(jìn)氨壓縮機(jī)(105-J)各段氣缸，液氨分別進(jìn)各氨冷器。

由液氨接收槽(109-F)來(lái)的液氨逐級(jí)減壓后補(bǔ)入到各閃蒸罐。一級(jí)閃蒸罐(110-F)出來(lái)的液氨除送第一氨冷器(117-C)外，另一部分作為合成氣壓縮機(jī)(103-J)一段出口的氨冷器(129-C)和液氨接收槽(109-F)的氨冷器(126-C)的冷源（126-C）。氨冷器(129-C)和(126-C)蒸發(fā)的氣氨進(jìn)入二級(jí)閃蒸罐(111-F)，110-F多余的液氨也送往111-F。111-F的液氨除送第二氨冷器(118-C)和弛放氣氨冷器(125-C)作為冷凍劑外，其余部分送往三級(jí)閃蒸罐(112-F)。112-F的液氨除送119-C作為冷凍劑外，還可以由冷氨產(chǎn)品泵(109-J)作為冷氨產(chǎn)品送液氨貯槽貯存。

由三級(jí)閃蒸罐(112-F)出來(lái)的氣氨進(jìn)入氨壓縮機(jī)(105-J)一段壓縮，一段出口與二級(jí)閃蒸罐111-F來(lái)的氣氨匯合進(jìn)入二段壓縮，二段出口氣氨先經(jīng)壓縮機(jī)中間冷卻器(128-C)冷卻后，與一級(jí)閃蒸罐110-F來(lái)的氣氨匯合進(jìn)入三段壓縮，三段出口的氣氨經(jīng)氨冷凝器(127-CA、CB)，冷凝的液氨進(jìn)入接收槽(109-F)。109-F中的閃蒸氣去閃蒸罐氨冷器(126-C)，冷凝分離出來(lái)的液氨流回109-F，不凝氣作燃料氣送一段爐燃燒。109-F中的液氨一部分減壓后送至一級(jí)閃蒸罐(110-F)，另一部分作為熱氨產(chǎn)品經(jīng)熱氨產(chǎn)品泵(1-3P-1,2)送往尿素裝置。實(shí)習(xí)思考題

1．以天然氣為原料生產(chǎn)合成氣過(guò)程有哪些主要反應(yīng)？ CH4+H2O ＝ CO+3H2

CnH2n+nH2O ＝ nCO+（2n+1）H2

2．天然氣-水蒸氣轉(zhuǎn)化法制合成氣過(guò)程有哪些步驟？ a、經(jīng)過(guò)預(yù)熱器進(jìn)行加熱 b、脫硫

c、在外加熱的反應(yīng)管中進(jìn)行烴類的蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)即一段轉(zhuǎn)化

d、高溫的一段轉(zhuǎn)化氣進(jìn)入二段轉(zhuǎn)化爐并加入空氣，利用反應(yīng)熱將甲烷轉(zhuǎn)化反應(yīng)進(jìn)行到底

e、利用廢熱鍋爐回收高溫轉(zhuǎn)換氣的熱量，產(chǎn)生高壓蒸汽 3．為什么天然氣要預(yù)先脫硫才能進(jìn)行轉(zhuǎn)化？

天然氣中含有少量硫化物，這些硫化物可以使多種催化劑中毒而不同程度地使其失去活性，硫化氫能腐蝕設(shè)備管道。因此，必須盡可能地除去原料氣中的各種硫化物

4.Co－Mo加氫和氧化鋅脫硫有何特點(diǎn)？

Co-Mo加氫轉(zhuǎn)化主要指在加入氫氣的條件下使原料氣中有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)硫。加氫轉(zhuǎn)化不能達(dá)到直接脫硫的目的，但經(jīng)轉(zhuǎn)化后就大大的利于硫的脫除。在有機(jī)硫轉(zhuǎn)化的同時(shí)，也能使烯烴類加氫轉(zhuǎn)化為烷氫類從而可減少下一工序蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑析炭的可能性。

氧化鋅是一種內(nèi)表面積頗大，硫容較高的接觸反應(yīng)型脫硫劑。除噻吩及其

衍生物外，脫除硫化氫及各種有機(jī)硫化物的能力極高，可將（108－D）出口氣中硫含量降至0.1PPm以下

5.為什么天然氣-水蒸氣轉(zhuǎn)化過(guò)程需要供熱？供熱形式是什么？

由于轉(zhuǎn)化反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，在高溫條件下有利于反應(yīng)平衡及反應(yīng)速度。在實(shí)際生產(chǎn)中，轉(zhuǎn)化反應(yīng)分別是在一段爐和二段爐中完成。在一段爐中（101－B），烴類和水蒸氣的混合氣在反應(yīng)管內(nèi)鎳催化劑的作用下進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)，管外有燃料氣燃燒供給反應(yīng)所需熱量，出一段爐轉(zhuǎn)化氣溫度控制在800℃左右。實(shí)習(xí)收獲與體會(huì)

為期三周的實(shí)習(xí)很快的結(jié)束了，這三個(gè)星期的實(shí)習(xí)讓我對(duì)自己的專業(yè)有了更深的認(rèn)識(shí)。在這次實(shí)習(xí)之前，我一直都在懷疑自己平時(shí)在學(xué)校里學(xué)的那些知識(shí)的實(shí)用性，學(xué)習(xí)的時(shí)候也找不到重點(diǎn)，常常只是為了應(yīng)付考試而被動(dòng)的去學(xué)。這次實(shí)習(xí)讓我意識(shí)到平時(shí)的學(xué)習(xí)是非常重要的，因?yàn)槿魏螌?shí)際的操作都依賴于一套理論體系，只有熟悉了理論，才可能在實(shí)際問(wèn)題中找到解決的辦法。

第一周去南化公司化機(jī)廠的實(shí)習(xí)讓我印象深刻。尤其是進(jìn)場(chǎng)的那兩天師父說(shuō)過(guò)一句話，29個(gè)危險(xiǎn)源就會(huì)引起一小的事故，31個(gè)小的事故就會(huì)引起一大的事故?？梢?jiàn)事故就是從小的事件積累起來(lái)的，安全就要從點(diǎn)點(diǎn)滴滴坐起。

最后兩周的這次仿真實(shí)習(xí)讓我們充分了解了合成氨工藝的流程和主要的控制參數(shù)，更加深刻的理解課本上學(xué)到的知識(shí)，有這次實(shí)踐的機(jī)會(huì),讓我們大大開闊了眼界，獲得了書本上得不到的知識(shí)。

此外，員工自己應(yīng)當(dāng)以身作則，積極遵守各項(xiàng)規(guī)章制度，培養(yǎng)較高的安全責(zé)任意識(shí)，珍惜自己與他人的生命。

第三篇：合成氨仿真實(shí)習(xí)指導(dǎo)書（定稿）

南京工業(yè)大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院

仿 真 實(shí)習(xí)教 學(xué) 指 導(dǎo)

化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心

2011年10月

書

仿真實(shí)習(xí)教學(xué)指導(dǎo)書

一、實(shí)習(xí)目的

仿真實(shí)習(xí)是實(shí)習(xí)計(jì)劃的組成部分，通過(guò)實(shí)習(xí)使學(xué)生了解化工生產(chǎn)一般特點(diǎn)、規(guī)律和工藝參數(shù)的控制，獲得化工生產(chǎn)實(shí)踐知識(shí)，培養(yǎng)運(yùn)用化工專業(yè)理論知識(shí)，分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為適應(yīng)今后所從事的化工企業(yè)工作打下良好的實(shí)踐基礎(chǔ)。

二、實(shí)習(xí)要求

1.實(shí)習(xí)裝置為合成氨生產(chǎn)仿真裝置。要求了解并熟悉生產(chǎn)過(guò)程及控制，包括： 1）生產(chǎn)方法和原理，原料、催化劑及產(chǎn)品特性；

2）生產(chǎn)工藝流程（流程中設(shè)備、主副管線，過(guò)程操作和控制）； 3）各工序工藝條件及控制：主要設(shè)備操作溫度、壓力和組成； 4）主要設(shè)備型式、結(jié)構(gòu)；

5）主要設(shè)備及管線上的控制儀表及調(diào)節(jié)方法。2.搜集信息途徑

1）聽(tīng)講座（擬安排工藝及設(shè)備、仿真裝置及操作等講座）；

2）現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)：熟悉工藝流程、設(shè)備、及仿真軟件操作，熟悉仿真模型；

3）閱讀實(shí)習(xí)指導(dǎo)書、流程圖、設(shè)備圖及其它文獻(xiàn)資料。

三、實(shí)習(xí)內(nèi)容

仿真實(shí)習(xí)的主要內(nèi)容是：以河南化肥廠為原型的大型合成氨全流程仿真模型和以寧夏化工廠為原型的合成氨大工段DCS控制系統(tǒng)仿真軟件。兩者均以天然氣為原料的合成氨工藝，通過(guò)仿真實(shí)習(xí)了解合成氨工藝原理與流程，掌握合成氨生產(chǎn)中的主要參數(shù)和DCS控制系統(tǒng)的操作。

四、實(shí)習(xí)安排

實(shí)習(xí)地點(diǎn)：化學(xué)化工學(xué)院計(jì)算機(jī)仿真中心，沉毅北樓301 實(shí)習(xí)時(shí)間及內(nèi)容：見(jiàn)安排表。

五、實(shí)習(xí)考核要求

1、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(wú)故缺勤。

2、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。

3、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

1、實(shí)習(xí)的目的、意義。

2、概述合成氨工藝原理與流程。

3、畫出合成氨模型主要設(shè)備的平面布置圖。

4、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)。

5、選做5題實(shí)習(xí)思考題。

6、實(shí)習(xí)的收獲、體會(huì)和建議。實(shí)習(xí)報(bào)告封面見(jiàn)附頁(yè)。

七、實(shí)習(xí)思考題

1．以天然氣為原料生產(chǎn)合成氣過(guò)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(guò)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(guò)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、CO2、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(wú)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(guò)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

第四篇：NJUT合成氨仿真實(shí)習(xí)報(bào)告2012.11

南京工業(yè)大學(xué) 城市建設(shè)與安全工程學(xué)院

仿 真 實(shí)習(xí)報(bào) 告 書

AAAAAA 1000000000 安全工程系

化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心

2012年11月

一、實(shí)習(xí)目的

本次氨合成仿真實(shí)習(xí)是實(shí)習(xí)計(jì)劃的組成部分，通過(guò)實(shí)習(xí)使學(xué)生了解化工生產(chǎn)一般特點(diǎn)、規(guī)律和工藝參數(shù)的控制，獲得化工生產(chǎn)實(shí)踐知識(shí)，培養(yǎng)運(yùn)用化工專業(yè)理論知識(shí)，分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為適應(yīng)今后所從事的化工企業(yè)工作打下良好的實(shí)踐基礎(chǔ)。

合成仿真實(shí)習(xí)是理論聯(lián)系實(shí)際，應(yīng)用和所學(xué)專業(yè)知識(shí)的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)我們動(dòng)手能力和學(xué)習(xí)能力的一個(gè)重要手段。仿真實(shí)習(xí)是以仿真的實(shí)習(xí)模式，在既保證學(xué)生安全又能完美提供實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)的情況下，學(xué)校給予我們的一次專業(yè)實(shí)踐的機(jī)會(huì)。是我們?cè)趯W(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)后進(jìn)行實(shí)際運(yùn)用的重要環(huán)節(jié)，它對(duì)培養(yǎng)我們的動(dòng)手能力有很大的意義，同時(shí)也能使我們了解化工工藝的重點(diǎn)要素，仿真實(shí)習(xí)是我們走向工作崗位的必要前提。

二、實(shí)習(xí)要求

1.實(shí)習(xí)裝置為合成氨生產(chǎn)仿真裝置。要求了解并熟悉生產(chǎn)過(guò)程及控制，包括： 1）生產(chǎn)方法和原理，原料、催化劑及產(chǎn)品特性；

2）生產(chǎn)工藝流程（流程中設(shè)備、主副管線，過(guò)程操作和控制）； 3）各工序工藝條件及控制：主要設(shè)備操作溫度、壓力和組成； 4）主要設(shè)備型式、結(jié)構(gòu)；

5）主要設(shè)備及管線上的控制儀表及調(diào)節(jié)方法。

三、實(shí)習(xí)內(nèi)容

仿真實(shí)習(xí)的主要內(nèi)容是：

以河南化肥廠為原型的大型合成氨全流程仿真模型和以寧夏化工廠為原型的合成氨大工段DCS控制系統(tǒng)仿真軟件。兩者均以天然氣為原料的合成氨工藝，通過(guò)仿真實(shí)習(xí)了解合成氨工藝原理與流程，掌握合成氨生產(chǎn)中的主要參數(shù)和DCS控制系統(tǒng)的操作。

四、合成氨的工藝原理與流程

(1)合成氨裝置轉(zhuǎn)化工段 轉(zhuǎn)化工段包括下列主要部分: 原料氣壓縮和脫硫→原料氣的一段蒸汽轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)化氣的二段轉(zhuǎn)化→CO變換。1 原料氣壓縮和脫硫

原料天然氣進(jìn)入壓縮機(jī)，經(jīng)四段壓縮至51×105Pa，溫度加熱至390℃，進(jìn)入鈷-鉬加氫反應(yīng)器中反應(yīng)，將有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)硫。天然氣中含有少量硫化物，這些硫化物可以使多種催化劑中毒而不同程度地使其失去活性，硫化氫能腐蝕設(shè)備管道。因此，必須盡可能地除去原料氣中的各種硫化物。

加氫轉(zhuǎn)化主要指在加入氫氣的條件下使原料氣中有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)硫。加氫轉(zhuǎn)化不能達(dá)到直接脫硫的目的，但經(jīng)轉(zhuǎn)化后就大大的利于硫的脫除。在有機(jī)硫轉(zhuǎn)化的同時(shí)，也能使烯烴類加氫轉(zhuǎn)化為烷氫類從而可減少下一工序蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑析炭的可能性。

在采用鈷鉬催化劑的條件下，主要進(jìn)行如下反應(yīng)： R-SH+H2=RH+H2S R-S-R’+2H2=RH+R’H+H2S C4H4S+4H2=C4H10+H2S RC=CR’+H2=RCH2-CH2R’

氧化鋅是一種內(nèi)表面積頗大，硫容較高的接觸反應(yīng)型脫硫劑。除噻吩及其衍生物外，脫除硫化氫及各種有機(jī)硫化物的能力極高，可將出口氣中硫含量降至0.1PPm以下。

氧化鋅脫硫反應(yīng)：ZnO+H2S=ZnS+H2O 原料天然氣在原料氣預(yù)熱器（141－C）中被低壓蒸汽預(yù)熱后，進(jìn)入活性碳脫硫槽（101－DA、102－DA一用一備），進(jìn)行初脫硫后，經(jīng)壓縮機(jī)（102－J）加壓。在一段爐對(duì)流段低溫段加熱到230℃左右與103-J段來(lái)的氫混合后進(jìn)入Co－Mo加氫和氧化鋅脫硫槽（108－D）終脫硫后，天然氣中的總硫≤0.1ppm。原料氣的一段蒸汽轉(zhuǎn)化

經(jīng)脫硫后的原料氣的總硫含量降至0.1PPm以下，與水蒸汽混合后進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)：

CH4 + H2O ＝ CO + 3H2

CnH2n+2 + nH2O ＝ nCO +（2n+1）H2 由于轉(zhuǎn)化反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，在高溫條件下有利于反應(yīng)平衡及反應(yīng)速度。在實(shí)際生產(chǎn)中，轉(zhuǎn)化反應(yīng)分別是一段爐和二段爐中完成。在一段爐中，烴類和水蒸氣的混合氣在反應(yīng)管內(nèi)鎳催化劑的作用下進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)，管外有燃料氣燃燒供給反應(yīng)所需熱量，出一段爐轉(zhuǎn)化氣溫度控制在800℃左右。

脫硫后的原料氣與中壓蒸汽混和后，經(jīng)對(duì)流段高溫段加熱后，進(jìn)入一段爐（101－B）的336根觸媒反應(yīng)管進(jìn)行蒸汽轉(zhuǎn)化，管外由頂部的144個(gè)燒嘴提供反應(yīng)熱，經(jīng)一段轉(zhuǎn)化后，氣體中殘余甲烷在10％左右。轉(zhuǎn)化氣的二段轉(zhuǎn)化

為了進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，需要更高的溫度。在二段爐中加入預(yù)熱后的空氣，利用H2和O2的燃燒反應(yīng)，產(chǎn)生高熱，促使CH4進(jìn)一步轉(zhuǎn)化。

一段轉(zhuǎn)化氣進(jìn)入二段爐（103－D），在二段爐中同時(shí)送入工藝空氣，工藝空氣來(lái)自空氣壓縮機(jī)（101－J）加入少量中壓蒸汽并經(jīng)對(duì)流段高溫段預(yù)熱，轉(zhuǎn)化氣中的H2和空氣中的氧燃燒產(chǎn)生的熱量供給轉(zhuǎn)化氣中的甲烷在二段爐觸媒床中進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，出二段爐的工藝氣殘余甲烷含量0.3％左右，經(jīng)并聯(lián)的兩臺(tái)第一廢熱鍋爐回收熱量，再經(jīng)第二廢熱鍋爐進(jìn)一步回收余熱后，送去變換。CO變換

經(jīng)蒸汽轉(zhuǎn)化后的工藝氣含有12～15％的CO，變換工序的任務(wù)是使CO在有催化劑存在的條件下與水蒸汽反應(yīng)：

CO + H2O ＝ CO2 + H2 這樣即能把一氧化碳變?yōu)橐子谇宄亩趸迹瑫r(shí)又可制得合成需要的原料氫。變換反應(yīng)是一個(gè)可逆、放熱、反應(yīng)前后氣體體積不變的化學(xué)反應(yīng)。

整個(gè)變換過(guò)程是由高溫變換和低溫變換組成。高溫變換所用的催化劑是以Fe3O4為活性組分的，它的活性溫度在300℃以上（一般在350～430℃）。在此溫度下，可以取得較高的反應(yīng)速度，但不能達(dá)到較低的CO濃度。為了進(jìn)一步取得較低的CO濃度，還要以銅為活性組分的催化劑作用下，進(jìn)行低溫變換。它的變換溫度一般在200～250℃，這樣的低溫下，就能使CO的變換進(jìn)行的比較徹底，可以使CO濃度降至0.3％以下。

由第二廢熱鍋爐來(lái)的轉(zhuǎn)化氣約含有12－14％的CO，進(jìn)入高變爐（104－DA），在高變觸媒的作用下將部分CO轉(zhuǎn)化成CO2，經(jīng)高溫變換后CO含量降到3％左右，然后經(jīng)第三廢熱鍋爐（103－C）回收部分熱能，經(jīng)換熱器（104－C）進(jìn)入低變爐（104－DB）在低變觸媒的作用下將其余CO轉(zhuǎn)化為CO2，出低變爐的工藝氣中CO含量約為0.3％左右。

圖1 合成氨轉(zhuǎn)化階段總圖

(2)合成氨裝置凈化工段 1 脫碳

經(jīng)變換工序后的工藝氣，CO2含量一般在17％左右。本裝置采用改良苯菲爾法脫除工藝氣中的二氧化碳，吸收劑為碳酸鉀溶液，溶液的吸收和再生可以用如下反應(yīng)方程式表示：

K2CO3 + CO2 + H2O ＝ 2KHCO3 + 熱量

這是一個(gè)可逆過(guò)程，脫碳溶液中K2CO3吸收了CO2生成KHCO3，KHCO3又在加熱、減壓的條件下放出CO2，重新變成K2CO3。前一個(gè)過(guò)程是吸收過(guò)程，后一個(gè)過(guò)程是再生過(guò)程。經(jīng)過(guò)吸收塔的脫碳?xì)怏w要求CO2小于0.1％；經(jīng)過(guò)再生塔的CO2氣體要求純度大于98.5％。

從變換工序來(lái)變換氣溫度60℃，壓力2.799MPa進(jìn)入CO2吸收塔(101-E)下部，在吸收塔中經(jīng)塔板逆流向上與塔頂加入的貧液（40℃）接觸，脫去工藝氣中所含二氧化碳，再經(jīng)塔頂洗滌段后出CO2吸收塔，出吸收塔凈化氣在管路上由噴射器噴入變換氣分離器(102-F)來(lái)的工藝?yán)淠哼M(jìn)一步洗滌，經(jīng)凈化氣分離器(121-F)分離出噴入的工藝?yán)淠海瑴囟?4℃，壓力2.764MPa的氣體去甲烷化工序，液體與變換冷凝液匯合去工藝?yán)淠禾幚硌b置。

從CO2吸收塔塔底出來(lái)的富液（74℃）先經(jīng)溶液換熱器(109-CB)加熱，再經(jīng)溶液換熱器(109-CA)進(jìn)一步升溫至105℃后，進(jìn)入CO2汽提塔(102-E)頂部，102-E為篩板塔，共10塊塔板，在CO2汽提塔中靠變換氣煮沸器(105-CA.B)蒸汽煮沸器(111-C)提供的熱量蒸發(fā)出大量水蒸汽，由下向上逐板汽提出溶液中的CO2，氣體經(jīng)過(guò)CO2汽提塔冷凝器(110-C)，再經(jīng)CO2汽提塔回流液槽(103-F)分離出液體后，CO2氣體送尿素裝置。

從CO2汽提塔底部出來(lái)的熱貧液先經(jīng)溶液換熱器(109-CA)與富液換熱降溫后進(jìn)貧液泵，經(jīng)貧液泵(107-JA/JB/JC)升壓后的貧液再經(jīng)溶液換熱器(109-CB)降溫，并經(jīng)貧液冷卻器(108-C)進(jìn)一步冷卻至40℃左右進(jìn)CO2吸收塔上塔。

從CO2汽提塔回流液槽底部出來(lái)的冷凝液，先經(jīng)回流液泵(108-J)升壓，一部分去冷凝液處理裝置，另一部分去CO2吸收塔頂部洗滌凈化氣中夾帶出的溶液，洗滌后的冷凝液回CO2汽提塔頂部進(jìn)入系統(tǒng)。

圖2 脫碳系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)圖

甲烷化

碳氧化物（CO、CO2）是合成觸媒的毒物，在工業(yè)生產(chǎn)中要求入合成工序的氫氮?dú)庵械腃O、CO2含量小于10PPm。在催化劑作用下將CO、CO2加氫反應(yīng)生成對(duì)合成觸媒無(wú)害甲烷。

在鎳觸媒存在的條件下，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)： CO + 3H2 ＝ CH4 + H2O + 206.16kJ/mol CO2 + 4H2 ＝ CH4 + 2H2O + 165.08kJ/mol 甲烷化反應(yīng)是可逆強(qiáng)放熱反應(yīng)，溫升很大，每反應(yīng)1％CO，溫升72℃左右；每反應(yīng)1％CO2，溫升60℃左右。因此，要嚴(yán)格控制低變出口CO含量及脫碳出口CO2含量再規(guī)定指標(biāo)范圍內(nèi)，嚴(yán)防甲烷化觸媒超溫。冷凝液回收系統(tǒng)

自低變104-D來(lái)的工藝氣（260℃）經(jīng)102-F底部冷凝液萃冷后，再經(jīng)105-C，106-C換熱至60℃，進(jìn)入102-F，其中工藝氣中所帶的水分沉積下來(lái)，脫水后的工藝氣進(jìn)入CO2吸收塔101-E脫除CO2。102-F的水一部分進(jìn)入103-F，一部分經(jīng)換熱器C66401換熱后進(jìn)入E66401，由管網(wǎng)來(lái)的327℃的蒸汽進(jìn)入E66401的底部，塔頂產(chǎn)生的氣體進(jìn)入蒸汽系統(tǒng)，底部液體經(jīng)C66401，C66402換熱后排出。

(3)合成氨裝置合成工段

氨的合成是整個(gè)合成氨流程中的核心部分。前工序制得的合格氮?dú)錃庠诟邷馗邏杭拌F催化劑作用下合成為氨。由于在反應(yīng)過(guò)程中只有少部分氮?dú)錃夂铣蔀榘?，因此反?yīng)后的氣體混合物分離氨后，經(jīng)加壓又送回合成塔，構(gòu)成合成回路。氨合成的化學(xué)反應(yīng)式如下：

1/2 N2 + 3/2H2 ＝ NH3 + 熱量

這是一個(gè)放熱和體積減少的可逆反應(yīng)。1 合成系統(tǒng)

從甲烷化來(lái)的新鮮氣（40℃、2.6Mpa、H2/N2=3：1）先經(jīng)壓縮前分離罐(104-F)，分離氣體中的水后，進(jìn)合成氣壓縮機(jī)(103-J)低壓段，在壓縮機(jī)的低壓缸將新鮮 氣體壓縮到合成所需要的最終壓力的二分之一左右，出低壓段的新鮮氣先經(jīng)熱交換器（106-C，（現(xiàn)場(chǎng)圖中錯(cuò)標(biāo)為136-C）與甲烷化進(jìn)料氣換熱）冷卻至93.3℃，再經(jīng)水冷器(116-C)冷卻至38℃,最后經(jīng)氨冷器(129-C)冷卻至7℃后與氫回收來(lái)的氫氣混合進(jìn)入中間分離罐(105-F)，進(jìn)一步分離氣體中的水后，從中間分離罐出來(lái)的氫氮?dú)庠龠M(jìn)合成氣壓縮機(jī)高壓段。

合成回路來(lái)的循環(huán)氣與經(jīng)高壓段壓縮后的氫氮?dú)饣旌线M(jìn)壓縮機(jī)循環(huán)段，從循環(huán)段出來(lái)的合成氣進(jìn)合成系統(tǒng)水冷器(124-C)。高壓合成氣自水冷卻器124-C出來(lái)后，分兩路繼續(xù)冷卻，第一路串聯(lián)通過(guò)原料氣和循環(huán)氣一級(jí)和二級(jí)氨冷器117-C和118-C的管側(cè)，冷卻介質(zhì)都是冷凍用液氨，另一路通過(guò)就地的MIC-23節(jié)流后，在合成塔進(jìn)氣和循環(huán)氣換熱器120-C的殼側(cè)冷卻，兩路會(huì)合后，又在新鮮氣和循環(huán)氣三級(jí)氨冷器119-C中用三級(jí)液氨閃蒸槽112-F來(lái)的冷凍用液氨進(jìn)行冷卻，冷卻至-23.3℃。冷卻后的氣體經(jīng)過(guò)水平分布管進(jìn)入高壓氨分離器（106-F），在前幾個(gè)氨冷器中冷凝下來(lái)的循環(huán)氣中的氨就在106-F中分出，分離出來(lái)的產(chǎn)品液氨送往低壓氨分離器(107-F)。從高壓氨分離器出來(lái)后，循環(huán)氣就進(jìn)入合成塔進(jìn)氣—新鮮循環(huán)氣換熱器120-C的管側(cè)，從殼側(cè)的工藝氣體中取得熱量，然后又進(jìn)入合成塔進(jìn)氣--出氣換熱器(121-C)的管側(cè)，再由HCV-11控制進(jìn)入合成塔(105-D)，在121-C管側(cè)的出口處分析氣體成分。

圖3 合成氨工段現(xiàn)場(chǎng)圖 2 冷凍系統(tǒng)

合成來(lái)的液氨進(jìn)入中間閃蒸槽(107-F，即低壓氨分離器)，閃蒸出的不凝性氣體通過(guò)PICA-8排出，作為燃料氣送一段爐燃燒。分離器107-F裝有液面指示器LI-12。液氨減壓后由液位調(diào)節(jié)器LICA-12調(diào)節(jié)進(jìn)入三級(jí)閃蒸罐(112-F)，進(jìn)一步閃蒸，閃蒸后作為冷凍用的液氨進(jìn)入系統(tǒng)中。冷凍的一、二、三級(jí)閃蒸罐操作壓力分別為：0.4MPa(G)、0.16MPa(G)、0.0028MPa(G)。三臺(tái)閃蒸罐與合成系統(tǒng)中的第一、第二、第三氨冷器相對(duì)應(yīng)，它們是按熱虹吸原理進(jìn)行冷凍蒸發(fā)循環(huán)操作的。液氨由各閃蒸罐流入對(duì)應(yīng)的氨冷器，吸熱后的液氨蒸發(fā)形成的氣液混合物又回到各閃蒸罐進(jìn)行氣液分離，氣氨分別進(jìn)氨壓縮機(jī)(105-J)各段氣缸，液氨分別進(jìn)各氨冷器。

由液氨接收槽(109-F)來(lái)的液氨逐級(jí)減壓后補(bǔ)入到各閃蒸罐。一級(jí)閃蒸罐(110-F)出來(lái)的液氨除送第一氨冷器(117-C)外，另一部分作為合成氣壓縮機(jī)(103-J)一段出口的氨冷器(129-C)和液氨接收槽(109-F)的氨冷器(126-C)的冷源（126-C冷卻管道圖中省略）。氨冷器(129-C)和(126-C)蒸發(fā)的氣氨進(jìn)入二級(jí)閃蒸罐(111-F)，110-F多余的液氨也送往111-F。111-F的液氨除送第二氨冷器(118-C)和弛放氣氨冷器(125-C)作為冷凍劑外，其余部分送往三級(jí)閃蒸罐(112-F)。112-F的液氨除送119-C作為冷凍劑外，還可以由冷氨產(chǎn)品泵(109-J)作為冷氨產(chǎn)品送液氨貯槽貯存。

圖4 冷凍工段DCS圖 3.氨回收

合成回路來(lái)的馳放氣入吸收塔底部，被水吸收，吸收后氣體中含氨量為0.02％，大部分氣體送往氨冷器冷卻后送氫回收裝置。閃蒸槽來(lái)的馳放氣入吸收塔底部，出吸收塔氣體送往燃料氣系統(tǒng)。吸收塔底部流出的氨水，經(jīng)加熱后入汽提塔與此同時(shí)從吸收塔底部流出的氨水也同樣加入汽提塔，從汽提塔頂蒸出的氣氨在冷凝器中冷凝為液氨。汽提塔底流出的氨水濃度為0.1％經(jīng)冷卻后分別送往吸收塔作吸收劑循環(huán)使用。4.氫回收

經(jīng)氨回收后的氣體進(jìn)入分子篩干燥器，將氣體中的NH3，H2O徹底清除，然后送入冷箱，CH4、Ar、部分N2液化為液體與未液化的氫氣進(jìn)入分離器，氫氣被富集為富氫氣，送往合成氣壓縮機(jī)循環(huán)段入口。

五、合成氨合成工段的工藝儀表流程圖

開工加熱爐氨合成塔廢熱鍋爐熱交換器氣體冷卻器冷交換器急冷器惰氣冷卻器速冷器分離器氨泵開工加熱爐NH3合成六、合成氨合成工段自動(dòng)控制的要點(diǎn)

1、整個(gè)塔的溫度控制: 工藝氣正常進(jìn)氣后，關(guān)小進(jìn)氣總閥HCV11，由于反應(yīng)氣進(jìn)料量減少，反應(yīng)放熱減少，整個(gè)塔的溫度都將有所下降。

2、塔的各段溫度控制：

開大MIC13,由于塔的上部冷激氣量增加，塔的上部溫度將降低；同理，開大MIC14,塔的中部溫度將降低；開大MIC15、MIC16,塔的下部溫度將降低。

3、閃蒸罐液位控制總原則：

看清閃蒸罐的流入管路和流出管路，“開源節(jié)流”則液位上升，反之則下降。

4、冷凍工段的各液位控制先進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)，待達(dá)到正常值穩(wěn)定后，再切換到自動(dòng)。5、109F液位無(wú)法進(jìn)行自動(dòng)控制，只能通過(guò)VV066手動(dòng)控制。即打開VV066，不做其它操作，看到液位升高到約70%，即關(guān)閉VV066。反之液位低于30%，即打開VV066補(bǔ)充液位。

6、合成工段與冷凍工段是一個(gè)整體，在反應(yīng)器升溫時(shí)開始進(jìn)行冷凍工段的操作。合成工段106F的液體流至冷凍工段的107F。

七、實(shí)習(xí)思考題

1．為什么天然氣要預(yù)先脫硫才能進(jìn)行轉(zhuǎn)化？

答：天然氣中含有少量硫化物，這些硫化物可以使多種催化劑中毒而不同程度地使其失去活性，硫化氫能腐蝕設(shè)備管道。因此，必須盡可能地除去原料氣中的各種硫化物。

2．影響氨平衡濃度的因素有哪些？ 答：溫度、壓力、空速、氫氮比

3．溫度和壓力對(duì)氨合成反應(yīng)速率的影響？

答：溫度升高、壓力增大均能使氨合成反應(yīng)速率加快。4．氨合成塔的主要結(jié)構(gòu)？

答：按降溫方法不同，氨合成塔可分為以下三類：

（1）冷管式。在催化劑層中設(shè)置冷卻管，用反應(yīng)前溫度較低的原料氣在冷管仲流動(dòng)，移出反應(yīng)熱，降低反應(yīng)溫度，同時(shí)將原料氣預(yù)熱到反應(yīng)溫度。根據(jù)冷管結(jié)構(gòu)不同，又可分為雙套管、三套管、單管等不同形式。冷管式合成塔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般用于小型合成氨塔。（2）冷激式。將催化劑分為多層，氣體經(jīng)過(guò)每層絕熱反應(yīng)溫度升高后，通入冷的原料氣與之混合，溫度降低后再進(jìn)入下一層催化劑。冷激式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但加入未反應(yīng)的冷原料氣，降低了氨合成率，一般多用于大型氨合成塔。

（3）中間換熱式。將催化劑分為幾層，在層間設(shè)置換熱器，上一層反應(yīng)后的高溫氣體進(jìn)入換熱器降溫后，再進(jìn)入下一層進(jìn)行反應(yīng)。

5．在仿真裝置中，氨合成塔的反應(yīng)溫度如何控制？ 答：（1）、整個(gè)塔的溫度控制: 工藝氣正常進(jìn)氣后，關(guān)小進(jìn)氣總閥HCV11，由于反應(yīng)氣進(jìn)料量減少，反應(yīng)放熱減少，整個(gè)塔的溫度都將有所下降。

（2）、塔的各段溫度控制：

開大MIC13,由于塔的上部冷激氣量增加，塔的上部溫度將降低；同理，開大MIC14,塔的中部溫度將降低；開大MIC15、MIC16,塔的下部溫度將降低。

八、仿真軟件、仿真模型操作的收獲、體會(huì)和建議

操作過(guò)程中的感受：想要操作好這個(gè)仿真軟件首先要十分熟悉工藝原理及流程，這樣才知道自己操作的每一步的效果和目的是什么，而且可以根據(jù)實(shí)際情況隨即調(diào)整，不至于盲目的按照操作步驟做。其次要細(xì)心和耐心，冷凍工段調(diào)液位以及合成工段溫度的時(shí)候都需要反復(fù)的調(diào)，液位要格外注意109和107，液位過(guò)高或過(guò)低都特容易爆。第三是在操作的過(guò)程中要注意總結(jié)技巧。比如說(shuō)111的液位按一般步驟調(diào)的話特別慢，但是實(shí)際上先把107中的液體通過(guò)MIC24放到111中，這樣111的液位會(huì)計(jì)較快的達(dá)到，但要注意這一步驟要在開LICA12之前做，否則的話107里的液位不能低于20.遺憾的是練習(xí)3天半?yún)s一直沒(méi)把溫度調(diào)好，前兩天是因?yàn)闆](méi)有掌握技巧，星期四一天是因?yàn)槎嚅_了一個(gè)VV060（說(shuō)明書上有的步驟，是為了補(bǔ)充氫氣）以至于壓縮機(jī)103會(huì)停止工作，根本沒(méi)有機(jī)會(huì)調(diào)溫度，好在考試之前發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題的原因，考試的時(shí)候調(diào)出了溫度。我想如果可以再練習(xí)一遍我可以做的更好，但是事實(shí)總會(huì)給人留些遺憾,我們需要做的是把握已有的機(jī)會(huì)。

建議：個(gè)人認(rèn)為在學(xué)生操作一下軟件之后，再講一遍工藝原理及流程的效果是更好一些的，因?yàn)椴僮髦髸?huì)有更直觀的了解，并且會(huì)知道自己在哪一步不清楚，再聽(tīng)一遍講解的話就會(huì)有針對(duì)性的去聽(tīng)，然后加深理解。

第五篇：合成氨實(shí)習(xí)報(bào)告

篇一：合成氨生產(chǎn)實(shí)習(xí)報(bào)告 第一章 中海石油天野化工公司概況

天野化工股份有限公司隸屬中海石油化學(xué)股份有限公司，廠區(qū)占地60公頃，總資產(chǎn)26.3億元，固定員工1514人。位于呼和浩特市南郊9公里，東鄰中油呼和浩特石化分公司，南鄰物西水泥廠、金橋熱電廠。

公司有年產(chǎn)30萬(wàn)噸合成氨、52萬(wàn)噸尿素和20萬(wàn)噸甲醇裝置。年產(chǎn)6萬(wàn)噸聚醛項(xiàng)目已啟動(dòng)，并在2010年9月投產(chǎn)。原設(shè)計(jì)合成氨裝置空分采用林德精餾工藝，氣化采用shell渣油部分氧化法，原料氣凈化采用lvrgi兩步法低溫甲醇洗和液氮洗工藝，合成采用凱洛格臥式合成塔，全部工藝設(shè)計(jì)由日本東洋公司承擔(dān)完成，1996年11月投產(chǎn)投產(chǎn)。2005年3月天野化工對(duì)合成氨裝置實(shí)施了原料路線由渣油向天然氣的改造，至今運(yùn)行平穩(wěn)，改造比較成功。公司經(jīng)機(jī)構(gòu)改革后目前設(shè)有9個(gè)職能部門，11個(gè)生產(chǎn)車間和6個(gè)輔助單位，現(xiàn)有員工總數(shù)1500多人，一線生產(chǎn)人員915人，化工人員實(shí)行四班三倒工作制。第二章 合成氨的工藝流程 2.1合成氨概述

合成氨工業(yè)誕生于本世紀(jì)初，目前大型氨廠的產(chǎn)量占世界合成氨總產(chǎn)量的80%以上。氨是重要的無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品之一，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。世界每年合成氨產(chǎn)量已達(dá)到1億噸以上，其中約有80%的氨用來(lái)生產(chǎn)化學(xué)肥料，20%作為其它化工產(chǎn)品的原料。

目前工業(yè)氨合成普遍采用的直接合成法。反應(yīng)過(guò)程中為提高氫氣和氮?dú)夂铣赊D(zhuǎn)化率，將氨產(chǎn)品從合成反應(yīng)后的氣體中分離出來(lái)，未反應(yīng)氣和新鮮氫氮?dú)饣旌现匦聟⑴c合成反應(yīng)。合成氨反應(yīng)式：n2+3h2≈2nh3。2.2原料氣的制備 2.2.1制氫氣

以天然氣為原料與氧氣、蒸汽通過(guò)共環(huán)式燒嘴霧化后在氣化爐內(nèi)約1350℃、6.0mpa高溫、高壓下進(jìn)行部分氧化反應(yīng)，制取以co+h2=95.5%為主要成分的原料氣，并同時(shí)進(jìn)行熱量回收，副產(chǎn)10mpa、315℃飽和蒸汽和進(jìn)行原料氣降溫和洗滌，以脫除原料氣中所含碳黑和部分有害氣體。甲烷部分氧化反應(yīng)為：

ch4+2o2=co2+2h2o+q ；ch4+h2o=2co+3h2-q ；ch4+co2=2co+2h2-q。2.2.2制氮?dú)?/p>

以空氣為原料，先將空氣液化，然后利用各組分沸點(diǎn)的不同將其分離，將空氣液化，必須將空氣溫度降到臨界溫度-140.7℃以下才能實(shí)現(xiàn)。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氧氣的沸點(diǎn)-183℃，氮?dú)獾姆悬c(diǎn)-193℃，相差進(jìn)13℃故采用精餾方法將氧、氮分離成純組分。2.3原料氣的凈化 2.3.1脫硫工段

得到的原料氣通過(guò)低溫甲醇洗將其中的硫化物脫除干凈。甲醇在低溫高壓的情況下，有良好的物理吸收特性來(lái)吸收氣體中的h2s與co2。各種氣體在甲醇中的溶解度差異較大，h2s與co2的溶解度遠(yuǎn)大于其它幾種氣體的溶解度。在脫除h2s、co2的過(guò)程中，溶液吸收的各種組分是通過(guò)逐步減壓閃蒸以及附加的熱再生、氮?dú)鈿馓醽?lái)除去的。其中有效氣體 co、h2、ch4占較大比例，經(jīng)重新壓縮后返回原料氣系統(tǒng)。2.3.2變換工段 利用co轉(zhuǎn)化成c02的反應(yīng)，除掉對(duì)氨合成催化劑有毒的co氣體，使出變換工藝氣中co含量降到3.2％，進(jìn)一步為合成氨制取氫氣。一氧化碳變換反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)：co＋h2o→co2+h2△h298=一45kj／mol 2.3.3脫碳工段

氮洗工段基本原理包括吸附原理、混合制冷原理及液氮洗滌原理：

分子篩對(duì)極性分子的吸附力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于非極性分子，因此，從400＃來(lái)的氣體中，c02、ch30h因其極性大于h2，就被分子篩選擇性的吸附。而h2為非極性分子，因此分子篩對(duì)h2的吸附就比較困難。

將一種氣體在足夠高的壓力下與另一種氣體混合也能制冷，這是因?yàn)樵谙到y(tǒng)總壓力不變的情況下，氣體在混合物中分壓是降低的，要確切做到這一點(diǎn)，互相混合氣體的主要組分沸點(diǎn)至少平均相差33℃，最好相差57℃。

液氮洗滌近于多組份精餾，又不同于多組份的精餾，它是利用氫與co、ar、ch4的沸點(diǎn)相差較大，將co、ch4、ar從氣相中溶解到液氮中，從而達(dá)到脫除co、ch4、ar等雜質(zhì)的目的。2.4氨的合成 2.4.1氨的性質(zhì)

氨在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下是無(wú)色氣體，具有刺激性氣味。會(huì)灼傷皮膚、眼睛，刺激呼吸器官粘膜?？諝庵邪辟|(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.5％-1.0%時(shí)，就能使人在幾分鐘內(nèi)窒息。相對(duì)分子質(zhì)量 17.031，氨氣極易溶于水，熔點(diǎn)-77.7℃，沸點(diǎn)-33.5℃，相對(duì)密度(水=1)0.82(-79℃)，相對(duì)密度(空氣=1)0.6。

2.4.2氨合成的原理

氨的合成是在高溫高壓和催化劑存在下進(jìn)行的，其反應(yīng)是放熱和摩爾數(shù)減少的可逆反應(yīng)：n2+3h2≒2nh3。提高平衡含量的途徑為降低溫度、提高壓力保持h2/n2在2.8-3.1之間，經(jīng)過(guò)在合成塔中的反應(yīng)生成氣氨，從而進(jìn)入氨冷器進(jìn)行降溫冷凝。2.4.3氨合成的工藝步驟 1.氣體的壓縮

2.氣體的預(yù)熱和合成 3.氨的分離

合成塔出口氣體氨含量一般為10~20%因此將氨分離出來(lái)。4．氣體的循環(huán)

氫氮混合氣經(jīng)過(guò)氨合成塔以后，只有一小部分合成為氨。分離氨以后，剩余的氫氮?dú)?，除為降低惰性氣體含量而少量放空以外，大部分與新鮮原料氣匯合后，重新返回合成塔，在進(jìn)行氨的合成，從而構(gòu)成了循環(huán)法生產(chǎn)流程。5.惰性氣體的排除

氨合成循環(huán)系統(tǒng)惰性氣體通過(guò)三個(gè)途徑帶出：（1）一小部分從系統(tǒng)中漏損；

（2）一小部分溶解在液氨中被帶走；

（3）大部分采用放空的方法，即間斷或連續(xù)地從系統(tǒng)中排放。放空的位置應(yīng)該在氨已大部分分離之后，而又在新鮮氣加入之前。6.反應(yīng)前的回收利用

回收利用反應(yīng)熱的方法主要有以下幾種：（1）預(yù)熱反應(yīng)前的前氫氮混合氣。在塔內(nèi)設(shè)置換熱器，用反應(yīng)的高溫氣體預(yù)熱反應(yīng)前氫氮混合氣達(dá)到催化劑的活性溫度。

（2）預(yù)熱反應(yīng)前的氫氮混合氣和副產(chǎn)蒸氣。既在塔內(nèi)設(shè)置換熱器預(yù)熱反應(yīng)前的氫氮混合氣，又利用余熱副產(chǎn)蒸氣。（3）預(yù)熱反應(yīng)前的氫氮混合氣和預(yù)熱高壓鍋爐給水。反應(yīng)后的高溫氣體先通過(guò)塔內(nèi)的換熱器預(yù)熱反應(yīng)前氫氮混合氣，后通過(guò)塔外換熱器預(yù)熱高壓鍋爐給水。2.4.4冷凍系統(tǒng)

1.氨合成塔只能將一部分氮?dú)錃夂铣蔀榘?，為了使它與未反應(yīng)的氣體分離，一般采用降溫冷凝的方法。若想使分離的更加完全，合成回路氣體溫度降得更低必須有專門的冷凍系統(tǒng)。2.冷凍系統(tǒng)配有組合式氨冷器、冰機(jī)，氨經(jīng)過(guò)氨冷器中的三段閃蒸罐進(jìn)行分級(jí)制冷，從組合式氨冷器三段閃蒸罐中閃蒸出不同壓力與溫度的氣氨進(jìn)入冰機(jī)進(jìn)行分段壓縮，壓縮后經(jīng)冷凝生成液氨進(jìn)入氨受槽供給冷凍系統(tǒng)循環(huán)使用。3.冷凍系統(tǒng)就是提純與冷凍的結(jié)合，液氨經(jīng)高壓分離器送至低壓排放槽時(shí)壓力下降可以將液氨中的一些惰氣閃蒸出來(lái)作為燃料使用，從冷凍系統(tǒng)凈化出的液氨分為冷、熱產(chǎn)品，熱氨送至尿素裝置使用，冷氨提供給凈化崗位氨冷器使用。第三章 合成氨的主要設(shè)備 3.1 氨合成塔

3.1.1 氨合成塔的構(gòu)造

合成塔是進(jìn)行合成反應(yīng)的一種設(shè)備。它的結(jié)構(gòu)、材料和形成隨反應(yīng)物和反應(yīng)條件不同而不同。是耐高溫高壓的圓筒形金屬設(shè)備，可分為內(nèi)部換熱式和多層中間換熱式和多層中間激冷式。目前較常用的氨合成塔是內(nèi)部換熱式，上半部為催化劑筐，下半部為換熱器，中有分氣盒。進(jìn)塔冷氣（含氨量很少）與經(jīng)催化反應(yīng)后的熱氣（含氨量較多）在換熱器內(nèi)換熱。冷氣經(jīng)分氣盒至催化劑層內(nèi)配置的冷管，較冷的氣體通過(guò)管內(nèi)，帶走催化劑層內(nèi)的反應(yīng)熱而本身則被預(yù)熱至適當(dāng)溫度，然后進(jìn)入催化劑層進(jìn)行合成。下部換熱器有列管式、螺旋板式等多種。3.1.2 氨合成塔的原理

以并流套管合成塔中的并流三套管式合成塔為例簡(jiǎn)紹其主要結(jié)構(gòu)和特性：此塔為并流雙管式合成塔的改進(jìn)型，即在后者的內(nèi)冷管內(nèi)襯一根薄壁內(nèi)襯管，兩者在一端滿焊，使內(nèi)冷管和內(nèi)襯管間形成一不流動(dòng)的“滯氣層”，起隔熱作用，使冷氣流經(jīng)內(nèi)襯管時(shí)溫升較小，三套管頂部觸媒層溫差大，從而增強(qiáng)了冷卻效果，使三套管取走的熱量與合成反應(yīng)生產(chǎn)的反應(yīng)熱量相適應(yīng)。

第四章 合成氨的三廢處理

合成氨工業(yè)的主要污染物有污水：含氨污水，含硫污水；廢氣：含硫化氫氣體，造氣吹風(fēng)氣，一氧化碳?xì)怏w，二氧化碳?xì)怏w；固體廢物：煤灰，煤渣，銅液渣。1.造氣爐渣經(jīng)處理后送“三廢”流化混燃爐燃燒； 2.鍋爐廢渣外賣作為建材原料； 3.變換、合成、甲醇觸媒外賣； 4.廢活性炭送鍋爐燃燒。第五章 實(shí)習(xí)心得體會(huì)

在這短短的時(shí)間里，通過(guò)認(rèn)真聽(tīng)老師講解及跟同學(xué)們的交流、溝通。雖然我沒(méi)有下去車間操作，但還是可以學(xué)到很多在學(xué)校學(xué)不到的東西，也認(rèn)識(shí)到了自己很多的不足。在實(shí)習(xí)過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)了自己看問(wèn)題的角度，思考問(wèn)題的方式也逐漸開拓。在這次實(shí)習(xí)過(guò)程中，讓我感受充實(shí)，感受成長(zhǎng)。

作為一名大學(xué)生，我想學(xué)習(xí)的目的不在于通過(guò)結(jié)業(yè)考試，而是為了獲取知識(shí)，能夠適應(yīng)社會(huì)的需要，通過(guò)學(xué)習(xí)保證能夠完成將來(lái)的工作，為社會(huì)做出貢獻(xiàn)。我們踏入社會(huì)融入單位公司工作還是有很大落差，能夠以進(jìn)入天野化工公司實(shí)習(xí)來(lái)當(dāng)成緩沖，對(duì)我而言是一件幸事，通過(guò)實(shí)習(xí)工作了解到工作的實(shí)際需要，使得學(xué)習(xí)的目的性更明確，得到的效果也相應(yīng)的更好。我們這次實(shí)習(xí)，主要是在制氣、脫硫、變換、脫碳、合成氨等幾個(gè)工作段進(jìn)行實(shí)習(xí)，在車間師傅和帶隊(duì)老師的詳細(xì)講解和悉心指導(dǎo)下，我們重點(diǎn)了解各個(gè)工段的生產(chǎn)流程。初步了解了工廠各個(gè)工段的工藝指標(biāo)和管理制度，了解生產(chǎn)中的技術(shù)革新措施，并注意新技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，接受安全與勞動(dòng)紀(jì)律教育，增強(qiáng)安全生產(chǎn)集體觀念；學(xué)習(xí)工人和工程技術(shù)人員對(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(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)。這次生產(chǎn)實(shí)習(xí)也給我們學(xué)習(xí)工藝的同學(xué)一種啟發(fā)：在以后的學(xué)習(xí)工作學(xué)習(xí)中更應(yīng)該多思考，多想現(xiàn)有的技術(shù)還有什么可以改進(jìn)的地方，而不是被書本上的理論知識(shí)所束縛。雖然書本上的知識(shí)都是經(jīng)典，但流程工藝是可以更新的。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況建設(shè)更高效、更經(jīng)濟(jì)、更實(shí)用的化工是我們追求的目標(biāo)。致謝 短短幾天時(shí)間，我們收獲良多。在此感謝我們化工學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)老師們的精心安排，感謝中海石油天野化工股份有限公司的熱情招待，感謝車間的工程師技術(shù)員的耐心指導(dǎo)，感謝我們同組人員的相互幫助。這為本次實(shí)習(xí)的順利進(jìn)行提供了強(qiáng)有力的支持。篇二：合成氨化工廠實(shí)習(xí)報(bào)告

畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告

實(shí)習(xí)單位：石家莊雙聯(lián)化工有限責(zé)任公司 1.實(shí)習(xí)單位介紹：

石家莊雙聯(lián)化工有限責(zé)任公司始建于1965年（原名：石家莊市聯(lián)堿廠、石家莊聯(lián)堿化工有限責(zé)任公司），是河北省第一批小氮肥企業(yè)和第一家純堿生產(chǎn)廠,2003年經(jīng)石家莊市政府批準(zhǔn)，進(jìn)行了產(chǎn)權(quán)制度改革，組建了石家莊聯(lián)堿化工有限責(zé)任公司。2006年更名為石家莊雙聯(lián)化工有限責(zé)任公司。雙聯(lián)化工集團(tuán)占地548萬(wàn)平方米，是以純堿為主業(yè)并擁有5個(gè)子公司，集基礎(chǔ)化工、精細(xì)化工、熱電聯(lián)產(chǎn)、集中供熱為一體的綜合性化工公司。是河北省100強(qiáng)優(yōu)勢(shì)企業(yè)和重點(diǎn)保護(hù)企業(yè)行列，石家莊市工業(yè)50強(qiáng)企業(yè)，曾榮獲全國(guó)五一勞動(dòng)獎(jiǎng)狀。

目前公司現(xiàn)有合成氨生產(chǎn)能力12萬(wàn)噸，聯(lián)產(chǎn)甲醇1.5萬(wàn)噸，純堿生產(chǎn)能力30萬(wàn)噸，氯化銨生產(chǎn)能力33萬(wàn)噸，高濃度系列復(fù)合肥50萬(wàn)噸。此外，公司在石家莊市鹿泉高新技術(shù)園區(qū)內(nèi)已建成完善的集中供熱網(wǎng)絡(luò)，2004年1月份已正式送汽，供汽能力為75t/h。

截止2006年，公司擁有總資產(chǎn)6.05億元，固定資產(chǎn)原值為4.43億元，凈資產(chǎn)為2.4億元，負(fù)債為36480萬(wàn)元，實(shí)現(xiàn)銷售收入72358萬(wàn)元。公司現(xiàn)有員工1827人，大學(xué)以上學(xué)歷占公司員工的14%，具有中、高級(jí)管理、技術(shù)職稱的員工占公司員工20%。公司擁有一支團(tuán)結(jié)奮進(jìn)，文化水平較高，專業(yè)技術(shù)較強(qiáng)的職工隊(duì)伍。

2.實(shí)習(xí)概況：實(shí)習(xí)時(shí)間安排在2011-2012學(xué)年第二學(xué)期的第一周到第四周（2月29日-3月20日），實(shí)習(xí)單位為石家莊雙聯(lián)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)。接著分別在造氣、脫硫、精制、合成和變換5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(wèn)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)。3.實(shí)習(xí)具體內(nèi)容：

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。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

造氣工段的任務(wù)以白煤做原料以空氣和水為汽化劑，在高溫的條件下進(jìn)行汽化反應(yīng)，制取合格的半水煤氣（co + h2）/n2為3.1-3.2。

造氣工藝采用間歇式固定層汽化法制取半煤氣。原料煤為白煤，汽化劑為空氣和水，在高溫條件下進(jìn)行汽化反應(yīng)，制取合格的半水煤氣。原料煤由造氣爐頂加入，在造氣爐內(nèi)形成燃料層。來(lái)自鼓風(fēng)機(jī)的空氣，送入煤氣發(fā)生爐底部，經(jīng)與燃料層燃燒后生成吹風(fēng)氣由爐頂引出，經(jīng)旋風(fēng)除塵器除去灰塵后，進(jìn)入廢熱回收系統(tǒng)，與鍋爐管間的水換熱，水受熱蒸發(fā)產(chǎn)生的低壓蒸汽經(jīng)汽包送入蒸汽管路。吹風(fēng)氣被冷卻降溫后，出廢熱鍋爐，由煙囪放空，此階段為吹風(fēng)階段；蒸汽與加氮空氣一起自爐底送入，經(jīng)與灼熱的燃燒層反應(yīng)后，生成的半水煤氣由爐頂引出。經(jīng)旋風(fēng)除塵器、余熱鍋爐、洗氣塔送入氣柜，此為上吹制氣階段；蒸汽與加氮空氣自爐頂加入，經(jīng)與灼熱的燃燒層反應(yīng)后，生成半水煤氣由爐頂引出，因下行煤氣通過(guò)灰渣層降低了溫度，所以不再進(jìn)入廢熱鍋爐而直接送往洗氣塔，最后送入氣柜，此為下吹制氣階段；再經(jīng)二次上吹階段，流程與上吹流程相同；最后經(jīng)空氣吹凈階段，流程與吹風(fēng)階段相同，但氣體不放空，經(jīng)洗氣塔后回收入氣柜。最后生產(chǎn)出（co + h2）/n2為3.1-3.2的半水煤氣進(jìn)入氣柜。

每個(gè)制氣循環(huán)包括5個(gè)階段：

（1）吹風(fēng)階段：來(lái)自鼓風(fēng)機(jī)的加壓空氣，送入爐的底部，與燃燒層燃燒并放出大量的熱量?jī)?chǔ)存在碳層內(nèi)。生成的吹風(fēng)氣經(jīng)除塵器除去灰塵后，經(jīng)總管送至三廢混燃爐。（2）上吹制氣階段：蒸汽及加氮空氣自爐底送入，經(jīng)與灼熱的燃燒層反應(yīng)后，氣化層上移，爐溫下降，生成的半水煤氣由造氣爐頂部引出，經(jīng)除塵器除去灰塵，進(jìn)入聯(lián)合廢鍋，回收氣體中的顯熱后進(jìn)入洗滌塔除塵、冷卻，由洗滌塔頂部引出送入氣柜。反應(yīng)方程式：c+h2o=co+h2（3）下吹制氣階段：在上吹制氣進(jìn)行一段時(shí)間后，氣化層上移爐內(nèi)下部溫度降低，操作條件惡化，為維持正常操作，需將蒸汽、空氣由上向下吹進(jìn)行制氣，煤氣由爐底引出，經(jīng)下行煤氣除塵器除塵，廢熱鍋爐回收顯熱后再經(jīng)洗滌塔除塵，冷卻后送入氣柜。

（4）二次上吹階段：同上吹制氣階段，但不加入空氣，其目的在于置換爐下部管道中殘余的煤氣，防止爆炸現(xiàn)象發(fā)生。

（5）空氣吹凈階段：其操作程序同上吹制氣階段，但不用蒸汽而改用空氣，以回收系統(tǒng)中的煤氣至氣柜。

以上五個(gè)階段的操作程序?yàn)橐粋€(gè)循環(huán)過(guò)程，由dcs程序控制。反應(yīng)方程式如下：

c + o2+q 2c + o 2co+q 2co + o2co2+q 2 co2 + c2co-q c + h2oco+h2-q c + 2h2oco2+2h2-q c0 + h2oco2+h2+qc + 2hch4+q 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(guò)程。凈化車間的工藝流程為：

a)旋風(fēng)除塵：旋風(fēng)除塵器是除塵裝置的一類。除沉機(jī)理是使含塵氣流作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，借助于離心力降塵粒從氣流中分離并捕集于器壁，再借助重力作用使塵粒落入灰斗。

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(guò)程如下： h2s+na2co2====nahs+nahco2 nahs+nahco2+2navo2=====s↓+na2v2o2+na2co2+h2o 2hq+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(lái)脫除變換氣中的h2s，以滿足篇三：合成氨實(shí)習(xí)報(bào)告

企業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)報(bào)告

一、實(shí)習(xí)時(shí)間 ：2013.9.24 ——2013.9.27

二、實(shí)習(xí)地點(diǎn)：晉開化工有限公司

三、實(shí)習(xí)目的

通過(guò)教師和工程技術(shù)人員、工人師傅現(xiàn)場(chǎng)講解，全面而詳細(xì)的了解相關(guān)生產(chǎn) 工藝過(guò)程。在實(shí)習(xí)的過(guò)程中，學(xué)會(huì)從技術(shù)人員和工人那里獲得直接的和間接地 生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，積累相關(guān)的生產(chǎn)知識(shí)。學(xué)習(xí)本專業(yè)方面的生產(chǎn)時(shí)間實(shí)踐知識(shí)，為專業(yè)課學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)也能夠?yàn)楫厴I(yè)后走向工作崗位積累有用的 經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)同工人、工程技術(shù)人員、生產(chǎn)機(jī)管理人員的接觸和了解、增加對(duì)社 會(huì)的認(rèn)識(shí)，提高其社會(huì)適應(yīng)能力。四、公司概況

河南晉開化工投資控股集團(tuán)有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱“晉開集團(tuán)”）的前身是 開封晉開化工有限責(zé)任公司，成立于2004年5月28日，是中國(guó)500強(qiáng)企業(yè)山 西晉煤集團(tuán)在山西省境外設(shè)立的第一家煤化工子公司。2008年5月28日，以 開封晉開化工有限責(zé)任公司為母公司組建河南晉開投資控股集團(tuán)，公司變更為 現(xiàn)名。

晉開集團(tuán)總部位于七朝古都開封，地理位置優(yōu)越。公司注冊(cè)資本36791萬(wàn)

元，其中晉煤集團(tuán)控股85.35%。公司本部現(xiàn)有在職員工3235人，占地3318畝（不包括子公司）。公司主要產(chǎn)品有合成氨、尿素、硝酸銨、多孔硝銨、硝酸 磷肥、甲醇、稀硝酸、濃硝酸、硝酸鈉、亞硝酸鈉、氨水、液體二氧化碳等，產(chǎn)品注冊(cè)商標(biāo)為“三中”及“晉開”，在化肥化工行業(yè)享有良好的聲譽(yù)。經(jīng)過(guò)八年來(lái)的不斷奮斗、拼搏和探索，晉開集團(tuán)形成了具有自身特色 的核心價(jià)值觀和企業(yè)文化，制定了可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略規(guī)劃和愿景目標(biāo)，提出了 “發(fā)展是解決一切問(wèn)題的金鑰匙”的發(fā)展宗旨，以“十年百億，百年晉開，河 南第一，中部最強(qiáng)”為發(fā)展目標(biāo)，以“回報(bào)股東，造福員工，貢獻(xiàn)社會(huì)，共創(chuàng) 和諧”為發(fā)展目的，按照晉煤集團(tuán)和開封市委市政府的正確部署，晉開集團(tuán)積 極進(jìn)行資源整合，強(qiáng)化企業(yè)管理，通過(guò)“技術(shù)改造、戰(zhàn)略并購(gòu)、新建項(xiàng)目”三 路并舉，走出了一條規(guī)?；l(fā)展和效益型增長(zhǎng)的新路子，躍上了發(fā)展的新平臺(tái)。公司產(chǎn)能規(guī)模和盈利能力不斷提升，總氨生產(chǎn)能力由成立之初的12萬(wàn)噸/ 年增長(zhǎng)至目前的200萬(wàn)噸/年，具備了年生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)總額40億元的規(guī)模?！笆? 五”期間，公司總氨產(chǎn)量將達(dá)到260～300萬(wàn)噸/年，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)規(guī)模突破100億 元/年，利稅15～20億元/年。截至2013年2月底，公司總資產(chǎn)110億元，較 成立之初增長(zhǎng)了47倍。公司現(xiàn)擁有6家分公司，6家子公司，形成了一個(gè)以化 肥化工為主，在貿(mào)易、機(jī)械加工、建筑、勞務(wù)、包裝、餐飲服務(wù)等領(lǐng)域多元發(fā) 展的跨地區(qū)、跨行業(yè)、跨所有制的大型現(xiàn)代煤化工企業(yè)集團(tuán)。

公司通過(guò)了中質(zhì)協(xié)的質(zhì)量、環(huán)境和職業(yè)健康安全管理三項(xiàng)體系認(rèn)證，先后獲得“中國(guó)氮肥行業(yè)50強(qiáng)”、“河南省資源綜合利用企業(yè)”、“河南省企 業(yè)100強(qiáng)”、“河南省化肥化工行業(yè)綜合實(shí)力十強(qiáng)”、“開封市工業(yè)強(qiáng)市先進(jìn) 單位”、“晉煤集團(tuán)模范單位”等榮譽(yù)；被確定為河南省“重點(diǎn)服務(wù)企業(yè)”、開封市“重點(diǎn)培育企業(yè)”；公司黨委榮獲河南省“五好基層黨組織”和晉煤集 團(tuán)“優(yōu)秀基層黨委”光榮稱號(hào)；公司董事長(zhǎng)樊進(jìn)軍光榮當(dāng)選十二屆全國(guó)人大代 表，榮獲“全國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)勞動(dòng)模范”、“開封市五一勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)隆?、“?業(yè)強(qiáng)市特殊貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”等榮譽(yù)稱號(hào)。

實(shí)習(xí)準(zhǔn)備工作：

召開實(shí)習(xí)動(dòng)員大會(huì)，由老師給我們講解有關(guān)實(shí)習(xí)期間的各項(xiàng)注意事項(xiàng)。包

括安全、知識(shí)、紀(jì)律等方面的內(nèi)容。布置了相關(guān)的任務(wù)，讓我們課下查資料了 解與化肥生產(chǎn)有關(guān)的知識(shí)，以便在實(shí)習(xí)期間能有目的的去了解各種設(shè)備、工藝 流程等。通過(guò)自己查資料，我了解了與氨的合成有關(guān)的知識(shí)，加深了對(duì)每個(gè)步 驟的認(rèn)識(shí)，學(xué)到了以前不知道的東西。也提高了我們查閱資料以及對(duì)信息的篩 選的能力。

進(jìn)入工廠之前由工廠的技術(shù)員為我們做了工廠勞動(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)知識(shí)講座。

此化工廠的生產(chǎn)為高溫、高壓、易燃易爆的高危企業(yè)?；噬a(chǎn)中的氨

氣、co屬有毒氣體，h2易燃易爆，液氨有毒，若不做好有效地安全防范工作，很容易發(fā)生事故。進(jìn)入工廠以后必須遵守以下規(guī)定： 1．禁止觸摸設(shè)備、按鈕 2．規(guī)定時(shí)間內(nèi)參觀 3．禁止抽煙、喝酒 4．戴好安全帽

5．嚴(yán)格遵守規(guī)定，不單獨(dú)行動(dòng) 6．不能穿越禁道

7．不能攜帶易燃易爆品 8．不亂扔垃圾保護(hù)環(huán)境 9．上班時(shí)間禁止睡覺(jué)

10．安全裝置不齊全的設(shè)備不準(zhǔn)使用 11．停機(jī)檢修的設(shè)備未經(jīng)檢查不準(zhǔn)使用 12．移動(dòng)式電動(dòng)工具必須安裝觸電保護(hù)器

13．如遇火災(zāi)撥打廠內(nèi)報(bào)警電話，禁止撥打119 14．禁止進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域，從管道底下穿過(guò)

實(shí)習(xí)安排：全班人分為三組，分別參觀造氣、合成、尿素制造。參觀完后 輪換。最后一天參觀我們?cè)诨S見(jiàn)到的大型設(shè)備的維修過(guò)程，能夠清楚的見(jiàn) 到內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。通過(guò)參觀設(shè)備的維修過(guò)程，能夠更加直觀的了解其工作原理。

五、化工產(chǎn)品的生產(chǎn)原理

原料煤利用蒸汽和空氣為氣化劑，在煤氣發(fā)生爐內(nèi)產(chǎn)生半水煤氣。經(jīng)一次

脫硫、變換、二次脫硫、脫碳、精脫硫、甲醇、烴化等工藝將氣體凈化。除去 雜質(zhì)后，將氮?dú)錃怏w送入合成塔內(nèi)，在高溫高壓，有催化劑存在的條件下合成 氨。脫碳解吸出來(lái)的二氧化碳經(jīng)凈化和壓縮后，與氨一起送入尿素合成塔在適 當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫ο?，合成尿素。?jīng)蒸發(fā)、造粒后包裝銷售。

總的工藝流程如下：其中，氨的合成共有三個(gè)階段，造氣、凈化、合成。晉開公司采用的是 以煤為原料造氣。c+h2o=co+h2 工藝流程如下：

工藝流程說(shuō)明：

采用間歇式固定常壓氣化法，即在煤氣發(fā)生爐內(nèi)，以無(wú)煙煤塊或者焦炭為原 料，并保持一定的炭層，在高壓下，交替的吹入空氣和蒸汽，使煤氣化，以制 取合格的半水煤氣。經(jīng)過(guò)除塵、熱量回用降溫后送入汽柜。自上一次開始送風(fēng) 至下一次送分為止，稱為一個(gè)工作循環(huán)，每個(gè)循環(huán)分吹風(fēng)、上吹、下吹、二次 上吹和吹凈五個(gè)部分。

工藝流程：吹風(fēng)階段，回收階段，上次制氣，下次制氣，二次上吹

吹風(fēng)階段：空氣→煤氣發(fā)生爐→除塵器蒸汽過(guò)濾器→廢熱鍋爐→煙囪放空

回收階段：空氣→煤氣發(fā)生爐→除塵器蒸汽過(guò)濾器→廢熱鍋爐→洗氣塔→氣柜 上吹制氣階段：蒸汽頂進(jìn)→煤氣發(fā)生爐→廢熱鍋爐→洗氣塔→氣柜

二次上吹階段：蒸汽→煤氣發(fā)生爐→除塵器蒸汽過(guò)濾器→廢熱鍋爐→洗氣塔→ 氣柜

半水煤氣成分（工藝指標(biāo)）： co2: ≤8% o2:≤0.5% co+h2:≥68% 合成循環(huán)氣h2/n2 2.4-3.1 氣體溫度：煤氣爐頂出口溫度≤380℃ 煤氣爐底出口溫度150-280℃ 氣體入口煤氣溫度≤45℃

氫氮比的調(diào)節(jié)是造氣工序的一重要操作 半水煤氣質(zhì)量→氫氮比是否穩(wěn)定

根據(jù)氨的合成反應(yīng)，氫氮比控制在3:1左右，一般按照循環(huán)空氣中氫含量的高低進(jìn)行調(diào)節(jié)

主要用到的設(shè)備包括：煤氣發(fā)生爐、蒸汽緩沖器、空氣鼓風(fēng)機(jī)、集塵器、洗氣塔、除塵器、廢熱鍋爐、各種管道等。

煤氣發(fā)生爐構(gòu)造及原理

固體燃料由進(jìn)料口加入

空氣、水蒸氣由下部進(jìn)氣口進(jìn)入

爐體內(nèi)壁為直立的圓筒，下部由鋼板焊成的 水夾套，夾套上部襯耐火材料，用以保護(hù)外 殼鋼板和減少熱量損失，爐頂內(nèi)壁用耐火磚 砌成拱形。

底部為除灰機(jī)構(gòu)，在爐底軌道上置有大齒 輪，大齒輪上部蓋有灰盤，灰盤中間設(shè)有爐 箅，當(dāng)灰盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，灰渣由灰梨刮入灰倉(cāng)，定期排除

羅茨鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)及原理

機(jī)

殼內(nèi)有兩 個(gè)特殊形

狀的轉(zhuǎn)子，常為腰形或三星形，兩轉(zhuǎn)子之間轉(zhuǎn)子與機(jī)殼之間的縫隙很小，使轉(zhuǎn)子能自由的轉(zhuǎn)動(dòng)而無(wú)過(guò)多泄漏。兩轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相反，可使氣體從一側(cè)吸入，從另一側(cè)排出。凈化階段

凈化車間工藝指標(biāo)： 1、665氣柜高度：3000-8000m3 大風(fēng)天氣：3000-6000m3

2、半脫出口h2s含量：80-150mg/m3

3、脫硫溶液懸浮硫含量:<=1g/l

4、壓縮一段進(jìn)口溫度：冬季<=30oc 夏季<=40oc

5、交換爐入口h2s含量：80-150mg/m3（根據(jù)生產(chǎn)需求調(diào)整）o6、交換爐熱點(diǎn)溫度：200-400c

7、變脫后h2s含量：<=10mg/m3

8、凈化氣中co2含量：<=1.3%

9、精脫出口h2s含量<=0.1ppm 除去雜質(zhì)的過(guò)程包括脫硫、脫碳、變換三個(gè)過(guò)程，以得到純凈的原料氣，以便進(jìn)入到下一個(gè)加工工藝中。

煤中的硫在造氣過(guò)程中大多以h2s的形式進(jìn)入氣相，它不僅會(huì)腐蝕工藝管

道和設(shè)備，而且會(huì)使變換催化劑和合成催化劑中毒，因此脫硫工段的主要目的就是利用dds脫硫劑脫出氣體中的硫。氣柜中的半水煤氣經(jīng)過(guò)靜電除焦、羅茨風(fēng)機(jī)增壓冷卻降溫后進(jìn)入半水煤氣脫硫塔，脫除硫化氫后經(jīng)過(guò)二次除焦、清洗降溫送往壓縮機(jī)一段入口。脫硫液再生后循環(huán)使用。

脫硫工藝流程如下： 靜電除焦器構(gòu)造及原理

靜電除焦塔主要由塔體和電器兩部分，其塔體結(jié)構(gòu)如圖所示