化工实习报告

二、实习主要内容：

引言：

（一）对生产实习的认识

这次生产实习是我盼望已久的实习，总是想知道化工厂是怎么样的，是如何将我们学到的理论应用进去生产产品的，想要知道以后如果在化工厂工作了，怎么才能用到自己所学的知识，将来我在工作岗位上是怎么工作的，是在办公室做研究？做实验？还是看设备，一切都不清楚。所以这次机会我想是我了解化工厂、将理论结合实际的好机会。所以这次实习，我要认真弄明白各种反应的原理和各种产品的价值。

（二）生产实习单位的概况

1、公司性质

成都玉龙化工有限公司地处成都青白江区大弯镇，占地面积300多亩，是1958年首批兴建的13家小氮肥厂之一，2002年与四川农资集团公司实现了资产重组，达到了优势互补、强强联合的目的。现玉龙公司控股1个子公司和3个分厂，成都科创精细化工有限公司生产水处理剂、聚丙烯酸脂特种橡胶等多种精细化工产品，成都化肥厂生产尿素和碳铵；成都玉龙化工有限公司复合肥分厂生产复混肥；宝鸡市川龙化工有限公司生产碳铵、甲醇、初甲醇。

50多年的艰苦创业，公司多次受到原化工部、四川省和成都市各级领导的表彰，荣获原化工部首批命名的"六好企业"、"精神文明工厂"、"全国环境优美工厂"等殊荣。"裕农"牌碳铵、尿素获部优、省优。98年以来公司不断进行技术改造，先后采用四套先进的进口和国产DCS计算机控制系统，使产品产量、质量不断提高，成本不断降低。现总资产3.2亿元，具有年产13万吨合成氨，20万吨尿素，10万吨碳氨，110万吨复合肥的化肥生产能力，系四川省化工重点企业。主导产品尿素是四川省优质产品，碳铵是原化工部优质产品，“裕农”牌化肥畅销省内

外，深受用户喜爱。公司还有压力容器设计制作、石油化学工程施工能力。近年来化肥行业形势严峻，小化肥企业举步维艰，公司员工发扬团结拼搏的精神，不断改革创新，2001年实现产值1.17亿元,销售收入1.56亿元,创利税350万元。

在“质量第一、用户至上”的生产经营宗旨指导下，产品深受用户好评和市场青睐，2001年荣获四川化学原料及化学制品制造业工业企业最大市场占有份额30强，2002年公司"裕农"牌尿素被四川省质量技术监督局列入免检产品，并荣获全国供销合作名牌产品。2003年被评为成都市模范企业。2004年实现利润3040万元，2005年上半年实现利润3千余万元。

近年来，公司坚持开发，节约，环保并重，走科技发展之路，在不断深化企业改革，强化内部管理的同时，先后投资两亿多元进行技术改造，扩大生产规模，淘汰能耗高以及环境污染重的老工艺和装置，装置水平和产品质量不断提高，能源消耗不断降低，效益近几年持续增长，2007年实现利税6000多万元，2007年环境治理成效显著，废水废气废渣等各项环保指标做到达标排放，实现可持续发展。

2、原料加工方法，产品，规模

成都玉龙化工有限公司年产合成氨10万吨、尿素13万吨、碳铵10万吨。

原料的加工

氢气在标准状态下是无色无味的气体，比空气密度小，是密度最小的一种气体，在标准状况(1大气压,0℃)下,氢气的密度为0.0899克/升。氢气跟同体积的空气相比，质量约是空气的1／14，比空气轻重4．38倍。在101，325千帕下，氢气在一252．8℃(20，2K)时，能变成无色的液体，在一259．2℃(13．8K)时，能变为雪状的固体。它难溶于水，也难液化。这样轻的气体，自然具有最大的扩散速度和很高的导热性，它的导热率比空气大7倍。氢在水中的溶解度很小，氢的渗透性很强，常温下可透过橡皮和乳胶管，在高温下可透过钯、镍、钢等金属薄膜。由于氢气具有很强的渗透性，所以当钢暴露于一定温度和压力的氢气中时，渗透于钢的晶格中的原子氢在缓慢的变形中引起脆化作用。它在钢的微

观孔隙中与碳反应生成甲烷。随着甲烷生成量的增加，使孔隙扩张成裂纹，加速了碳在微观组织中的迁移，降低了钢的机械性能，甚至引起材质的损坏。

氢气有多种工业来源○1水电解制氢气在工业上曾被广为采用。本法生产成本高，电能消耗大，只有在少数电力资源充沛，电价低廉的地方才适用。此外，氯碱工业电解NaCl溶液在制的氯气和烧碱的同时也可以得到氢气。○2副产氢气的回收焦炉煤气中含氢60%左右，石油裂解气经深冷分离可得到纯度较高的氢气，石油炼厂铂重整装置和某些脱氢装置等的副产氢气，也是重要的工业氢源，可直接用作加氢的氢源。例如焦炉煤气经变压吸附可制的纯氢。○3由煤制氢在历史上岑是主要的制氢方法。先将煤或焦炭等固体燃料在高温下与空气和水蒸气作用，生成含氢煤气，用脱硫剂脱除硫化氢，将CO转换成CO2后压缩至1.8MPa，用加压水洗去CO2，再进一步压缩至12.0MPa，用铜氨溶液洗涤除去残余的CO 和CO2后，可得到纯净的氢氮混合气，他是合成氨的原料。○4用气态烃和轻油转化制氢这是目前主要的制氢方法。玉龙公司就是采用这种方法制的氢氮混合气然后用于生产合成氨的。由天然气制氢气常采用水蒸气转化法和部分氧化法。（1）水蒸气转化法在高温和镍催化剂作用下，烃类原料与水蒸气进行转化反应生成H2，CO和CO2.以甲烷为例：

CH4 +H2O=CO+3H2

CH4 +2H2O =CO2+4 H2

CO+ H2O= CO2+ H2

上列三个反应式都是吸热反应，需从反应器外部获得热量，常采用固定床管式反应器。

（2）部分燃烧法将原料烃在供氧不足的情况下进行部分氧化反应：

CH4 +1/2O2=CO+2H2

该法的优点是对原料烃的限制较小，自身供热。缺点是需纯氧做氧化剂，要

建立一个空气分离装置为之配套，生产成本高。

玉龙公司采用的就是以天然气为原料的水蒸气转化法制得的氢气。

产品介绍

氨常温下为气体，无色有刺激性恶臭的气味，易溶于水，无色有刺激性恶臭的气体;蒸汽压506.62kPa(4.7℃);熔点-77.7℃;沸点-33.5℃;溶解性：易溶于水、乙醇、乙醚;密度：相对密度(水=1)0.82(-79℃);相对密度(空气

=1)0.6;稳定性：稳定;危险标记6(有毒气体);

氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。除液氨可直接作为肥料外，农业上使用的氮肥，例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥，都是以氨为原料的。合成氨是大宗化工产品之一，世界每年合成的氨，其中约有80%的氨用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。

基本化学工业中的硝酸、纯碱，含氮无机盐，有机化学工业中的含氮中间体，制药工业中的磺胺类药物、维生素、氨基酸、花香和塑料工业中的己内酰胺、己二胺、甲苯二异氰酸酯、人造丝、丙烯氰、酚醛树脂等，都需要直接或间接以氨为原料。

氨还应用于国防工业和尖端科技中，制造三硝基甲苯、三硝基苯酚、硝化甘油、硝化纤维等多种炸药都要消耗大量的氨。生产导弹、火箭的推进剂和氧化剂，同样也离不开氨。

因为玉龙公司主要是合成氨厂，而氨又是一种有毒的气体，所以在玉龙公司我们都可以看见有关氨的注意事项，我大概了解了有关氨的毒性，和在厂中出现问题后的安全措施。

危害：侵入途径：吸入。

健康危害：低浓度氨对粘膜有刺激作用，高浓度可造成组织溶解坏死。

急性中毒：轻度者出现流泪、咽痛、声音嘶哑、咳嗽、咯痰等;眼结膜、鼻粘膜、咽部充血、水肿;胸部X线征象符合支气管炎或支气管周围炎。中度中毒上述症

状加剧，出现呼吸困难、紫绀;胸部X线征象符合肺炎或间质性肺炎。严重者可发生中毒性肺水肿，或有呼吸窘迫综合征，患者剧烈咳嗽、咯大量粉红色泡沫痰、呼吸窘迫、谵妄、昏迷、休克等。可发生喉头水肿或支气管粘膜坏死脱落窒息。高浓度氨可引起反射性呼吸停止。液氨或高浓度氨可致眼灼伤;液氨可致皮肤灼伤。

危险特性：与空气混合能形成爆炸性混合物。氨是一种可燃性物质，自然点为630C，一般较难点燃。氨与空气或氧的混合物在一定范围内能够发生爆炸，常压，室温下的爆炸范围分别为15.5%~28%和13.5%~82% 氨的化学性质较活泼，能与碱反应生成盐。与氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。

现场应急监测方法:便携式气体检测仪器：氨气敏电极检测仪;

泄漏应急处理

迅速撤离泄漏污染区人员至上风处（每个工厂都有风向标）并立即进行隔离150米，严格限制出入，切断火源。废弃物处置方法：建议废料液用水稀释，加盐酸中和后，排入下水道。造纸、纺织、肥料工业中的含氨废料回收使用。

急救措施

皮肤接触：立即脱去被污染的衣着，应用2%硼酸液或大量流动清水彻底冲洗。就医。

眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。

吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。

尿素：

尿素分子模型

分子式：CO(NH2)2，分子量60．06 ，CO(NH2)2 无色或白色针状或棒状结晶体，工业或农业品为白色略带微红色固体颗机无臭无味。密度1．335g/cm3。熔点132．7℃。溶于水、醇，不溶于乙醚、氯仿。呈微碱性。可与酸作用生成盐。有水解作用。在高温下可进行缩合反应，生成缩二脲、缩三脲和三聚氰酸。加热至160℃分解，产生氨气同时变为氰酸。因为在人尿中含有这种物质，所以取名尿素。尿素含氮(N)46％，是固体氮肥中含氮量最高的。

生产方法：用液氨和二氧化碳为原料，在高温高压条件下直接合成尿素，化学反应如下：

2NH3+CO2→NH2COONH4→CO(NH2)2+H2O

对热不稳定，加热至150~160℃将脱氨成缩二脲。若迅速加热将脱氨而三聚成六元环化合物三聚氰酸。（玉龙化工厂现在生产出的尿素全部用于生产三聚氰胺，由于是才投入生产，所以技术保密，我们未能学习到）

尿素它可以大量作为脲醛树酯、水合肼、四环素、苯巴比妥、咖啡因、还原棕BR、酞青蓝B、酞青蓝Bx、味精等多种产品的生产原料。

尿素是一种高浓度氮肥，属中性速效肥料，也可用于生产多种复合肥料。在土壤中不残留任何有害物质，长期施用没有不良影响。畜牧业可用作反刍动物的饲料。但在造粒中温度过高会产生少量缩二脲，又称双缩脲，对作物有抑制作用。我国规定肥料用尿素缩二脲含量应小于0.5％。缩二脲含量超过1％时，不能

做种肥，苗肥和叶面肥，其他施用期的尿素含量也不宜过多或过于集中。

尿素在酸、碱、酶作用下（酸、碱需加热）能水解生成氨和二氧化碳。尿素易溶于水，在20℃时100毫升水中可溶解105克，水溶液呈中性反应。尿素产品有两种。结晶尿素呈白色针状或棱柱状晶形，吸湿性强。粒状尿素为粒径1～2毫米的半透明粒子，外观光洁，吸湿性有明显改善。20℃时临界吸湿点为相对湿度80％，但30℃时，临界吸湿点降至72.5％，故尿素要避免在盛夏潮湿气候下敞开存放。目前在尿素生产中加入石蜡等疏水物质，其吸湿性大大下降。

碳酸氢铵是一种无色或浅色化合物，呈粒状，板状或柱状结晶，比重1.57，容重0.75，较硫酸铵(0.86)轻，略重于粒状尿素(0.66)易溶于水，0℃时溶解度为11.3％；20℃时为21％；40℃时为35％。

白色斜方晶系或单斜晶系结晶体。无毒。有氨臭。密度1．58g／cm3。能溶于水，水溶液呈碱性，不溶于乙醇。性质不稳定，36℃以上分解为二氧化碳、氨和水，60℃可以分解完。有吸湿性，潮解后分解加快。

分子量：79．06 ，分子式：NH4HCO3 ，含氮17.7％左右。可作为氮肥。生产碳铵的原料是氨、二氧化碳和水，反应式为：

NH3+H2O→NH3*H2O+热量

NH4OH+CO2→NH4HCO3+热量

碳酸氢铵的分解产物为二氧化碳和氨均为人体代谢物，适量摄入对人体健康无害。美

国食品和药物管理局（1985）将碳酸氢铵列为一般公认安全物质。

综所述，碳酸氢铵可以作为某些食品的添加剂，安全性比较大的，而且这个物质分解的时候全部是气体，无残渣。也没有潜在的污染性。

制备来源

由二氧化碳通入氨水中，饱和后结晶而得。在碳酸氢铵肥料的生产中，用合

成氨生产过程中的变换气通入浓氨水塔，吸收变换气中二氧化碳。成为碳酸氢铵结晶，经分离而得

碳酸氢铵的化学性质不很稳定。碳酸氢铵受热易分解，生成氨气（NH3）、水（H2O）

碳铵怕“热”也怕“湿”，因生产时不能按常法加热干燥，故碳铵产品常有吸湿水，引起碳铵分子潮解，结果使密封包装下的碳铵结块，敞开时则加速挥发。

3、发展历史及技术进步情况

玉龙化工有限公司的前身是1958年全国首批建起的13家小型氮肥厂之一,坐落在四川省成都市青白江区大湾镇,后来更名为成都化肥厂, ,在全国很有名气。40多年的艰苦创业，公司多次受到原化工部、四川省和成都市各级领导的表彰，荣获原化工部首批命名的"六好企业"、"精神文明工厂"、"全国环境优美工厂"等殊荣"裕农"牌碳铵、尿素获部优、省优98年以来公司不断进行技术改造，先后采用四套先进的进口和国产DCS计算机控制系统，使产品产量、质量不断提高，成本不断降低目前，公司具有年产10万吨合成氨、13万吨尿素、10万吨碳铵、10万吨复合肥的化肥生产能力在"质量第一、用户至上"的生产经营宗旨指导下，产品深得用户好评和市场亲睐，2001年荣获四川化学原料及化学制品制造业工业企业最大市场占有份额30强，2002年公司"裕农"牌尿素被四川省质量技术监督局列入免检产品，2003年被评为成都市模范企业

玉龙公司在不断进行机制改革和制度创新的同时,还对公司原有的生产设备和生产技术进行改造,走新型工业可持续发展之路。他们在改造过程中,并不是简单地扩大再生产,而是尽可能采用国内外先进的技术、工艺和设备。近几年来,他们共筹措资金达一亿多元投入到技改、扩建中,先后组织了“合成铵四改六”、“尿素六改十”、“双一段直接转化”等六大项目的技改工程,对原来落后的工艺间歇转化改为连续转化,使之节省资源和合理利用资源,降低能耗,注重环保,提升效益。

“玉树临风立大地,蛟龙出水腾长空。”成都市技术监督管理局青白江分局副局长、著名书法家沈宗富为成都玉龙化工有限公司题写的一幅对联,以说明今天

的玉龙公司如一棵参天的大树,任凭风吹雨打,它都坚定不移地挺立于大地,又如出水的蛟龙正腾飞于长空,比喻该公司的发展前景广阔。

（三）实习内容：

1、生产过程梗概

工艺流程方框图

(1)原料气制备

天然气首先经脱硫工序除去H2S及其他硫化合物后，与水蒸气混合，在一段转化炉的反应管内进行转化反应，产生H2、CO和CO2，同时还有为转化的CH4和水蒸气。转化反应吸热，因此在反应管外用燃料燃烧，共给所需热量。一段转化气进入二段转化炉，再次还引入空气。二段引入空气是为了控制H2和N2的比

例为2.8—3.2之间。空气在炉内燃烧掉一部分H2，放出热量以供进一步转化，同时又把合成氨所用氮气引入系统。二段转化气残余的CH4已经很少了。

(2)净化

对粗原料气进行净化处理，除去氢气和氮气以外的杂质，主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。

①一氧化碳变换过程

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+H2OH→2+CO2 =-41.2kJ/mol 0298HΔ

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。

高温变换和低温变换（简称高变和低变），各自在不同的温度下使气体中的CO与水蒸气反应，生成等量的CO2和H2，从而提供了更多的作为合成氨原料的氢气。

②脱硫脱碳过程

各种原料制取的粗原料气中含有一些硫和碳的氧化物，为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒，必须在氨合成工序前加以脱除，以天然气为原料的蒸汽转化法，第一道工序是脱硫，用以保护转化催化剂，以重油和煤为原料的部分氧化法，根据一氧化碳变换是否采用耐硫的催化剂而确定脱硫的位置。工业脱硫方法种类很多，通常是采用物理或化学吸收的方法，常用的有低温甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。

粗原料气经CO变换以后，变换气中除H2外，还有CO2、CO和CH4等组分，其中以CO2含量最多。CO2既是氨合成催化剂的毒物，又是制造尿素、碳酸氢铵等氮肥的重要原料。因此变换气中CO2的脱除必须兼顾这两方面的要求。

一般采用溶液吸收法脱除CO2。根据吸收剂性能的不同，可分为两大类。一类是物理吸收法，如低温甲醇洗法(Rectisol)，聚乙二醇二甲醚法(Selexol)，碳酸丙烯酯法。一类是化学吸收法，如热钾碱法，低热耗本菲尔法，活化MDEA法，MEA 法等。

粗原料气进入脱碳工序，在这里用MDEA溶液把气体中的CO2吸收掉，随后又使溶液加热并减压，把CO2释出作为副产品。溶液循环使用。

③气体精制过程

经CO变换和CO2脱除后的原料气中尚含有少量残余的CO和CO2。为了防止对氨合成催化剂的毒害，规定CO和CO2总含量不得大于10cm3/m3(体积分数)。因此，原料气在进入合成工序前，必须进行原料气的最终净化，即精制过程。

甲烷化工序把气体中残存的少量CO和CO2经甲烷化反应变成水蒸气和CH4。水蒸气经冷凝排出，而CH4对后续工序是无害的惰性气体。

甲烷化法是在催化剂存在下使少量CO、CO2与H2反应生成CH4和H2O的一种净化工艺，要求入口原料气中碳的氧化物含量(体积分数)一般应小于0.7%。甲烷化法可以将气体中碳的氧化物(CO+CO2)含量脱除到10cm3/m3以下，但是需要消耗有效成分H2，并且增加了惰性气体CH4的含量。甲烷化反应如下：

C O+3H2→CH4+H2O =-206.2kJ/mol 0298HΔ

CO2+4H2→CH4+2H2O =-165.1kJ/mol 0298HΔ

(3)氨合成将纯净的氢、氮混合气压缩到高压，送入合成塔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，将出塔气体冷却，使

产品氨冷凝分出。未反应的气体重新送回合成塔。氨合成反应式如下：

N2+3H2→2NH3(g) =-92.4kJ/mol

为提供分离产品氨所需要的冷源，专门设有冷冻工序，以氨作为冷冻介质循环使用。

此外，在凡有生产余热可资利用之处，都安排有热回收设备，构成了全厂的蒸汽动力系统，穿插于各个工艺工序之内。

（4）尿素合成

氨气是合成尿素的原料气，尿素合成是一个复杂的气液两相过程，在液相中进行化学反应。气相中含有NH3、CO2、H2O以及不参与合成的惰性气体。液相中主要是由甲铵、尿素、水以及游离氨和二氧化碳等构成的均相熔融液。其反应方程式如下：

2NH3+CO2=NH2COONH4-117.17 kj/mol

NH2COONH4=CO(NH2)2+H2O+15.48 kj/mol

2、各工段的介绍

一、软水

本岗位工作任务是将原水经过滤、软化、脱碳等操作制成优质脱盐水，供公司工艺用水、锅炉给水。原水就是一般没处理过的地下水。

（1）流程简图

（2）流程简述

将原水首先经过过滤器将杂质过滤，然后通过前置阳床将部分Ca2+、Mg2+、Na+等阳离子除去，再通过阳床再次去除未除去的的阳离子，将去除阳离子的水通过阴床去除Cl-、SO42- 等阴离子，然后通过脱碳器去除溶于水的CO2，再通过中间水箱和中间泵将水打入除硅床去除HSiO3-，再通过除盐水箱得到软水。

注意：前置阳床和阳床不能互换位置，也不能先除阴离子再除阳离子。因为前置阳床和阳床的作用不同。如先除阴离子则在除阳离子是还会带入阴离子，就必须再除一次阴离子，这样不合算。

（3）工艺原理

前置阳床、阳床中都是阳离子树脂，阴床中是以离子树脂。

1、前置阳床的运行和再生原理

1.1运行

将原水中的Ca2+、Mg2+、Na+等阳离子除去，以达到减轻阳离子负担的目的。

运行方程：

1.2再生

前置阳床再生反应是其的逆反应。前置阳床的再生剂来自阳床再生废液中的过剩和为交换的硫酸。

2、阳床的再生和运行原理

2.1运行

将前置阳床出水或原水中的其余阳离子除去。

运行方程：

当阳床出水酸度下降到0.7mgN/L一下时阳床继续运行，则相当于Ｎａ＋树脂运行。

运行方程：

2.2再生

当阳床软水的硬度大于0.03mgN/L时阳床失效须再生

3、阴床的再生和运行原理

3.1运行

运行方程：

从阴床出水水质中含部分碳酸根和硅酸根。