合成氨化工實習心得
實習報告
1. 實習單位介紹
山鍾情，水毓秀，三明的山水和人文名聞海西。位於閩西北部的三明化工有限責任公司是福建省老字號國企，成立於1958年，2000年10月經省政府批准,從工廠制改為公司制。2015年1月18日，經省政府決定整體劃入福建省三鋼(集團)有限責任公司，跨越發展，風鵬正舉。公司是福建省最大的化肥生產企業，是以生產基本化工原料和化肥為主的國家大型一檔企業。企業具有強烈的使命感和厚重的文化底藴，“斑竹”和“聚星”是公司的著名商標。公司主要裝置能力：年產總氨32萬噸、加工尿素45萬噸、三聚氰胺1.5萬噸、精甲醇15萬噸、甲醛5萬噸、年發電2.5億千瓦時、供熱310萬吉焦耳、年機械加工能力2000噸。具有一、二類壓力容器製造許可資質。
2. 實習概況
實習時間安排在2011-2012學年第二學期的第一週到第四周（2月13日-3月9日），實習單位為福建三鋼集團三明化工有限責任公司。首先要進行實習動員，學習實習大綱和實習計劃，明確實習目的與要求、方法和步驟，做好準備。到達實習地點後，在指導老師的指導下，熟悉工作環境和相關工作，按學校以及實習單位的要求完成有關實習任務。然後學習公司安全、消防知識以及合成氨各流程的工藝知識。接着分別在第一造氣、淨化、合成和尿素4個車間輪流實習，實習期間做好實習記錄，記載每天的實習內容、心得體會和存在的問題，完成實習作業，要求不僅對該車間及其相關車間的工作有“面”上的認識，同時在某一點上深入學習，積極與工人師傅交流，切實瞭解實習單位具體的生產實踐與相關管理和銷售環節，全面培養從事相關領域工作的能力。實習結束後，及時完成個人實結和實習報告，將本科學生實習手冊上交學院，作為畢業實習考核的依據。、
3. 實習具體內容
氨的合成是人類從自然界製取含氮化合物的最重要方法，氨則是進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業生產中都是必不可少的。實習期間主要學習合成氨造氣、淨化、合成3段工藝和尿素生產工藝，簡單參觀三聚氰胺車間。
1) 安全與消防知識教育
合成氨工廠生產存在高温、高壓、易燃、易爆、有毒、有害，必須嚴格執行安全生產要求，確保實現期間的人身和生產安全。因此由工廠的安全工程師為我們做工廠勞動保護、安全技術、防火、防爆、防毒等內容的安全生產教育。a) 注意着裝，不能穿裙子，不能披散長髮，不能穿高跟鞋。
b) 嚴禁接觸閥門、儀表、按鈕。
c) 工廠區禁止吸煙。
d) 進入工廠區必須佩戴安全帽，不能脱離組織，不要妨礙正常生產操作。
e) 出現事故迅速撤離至下風處。
2) 造氣車間工藝
合成氨的直接原料為氫和氮，工廠製造原料氣的原材料為型煤、塊煤、蒸汽和氧氣，造氣車間的成品是半水煤氣，半水煤氣的主要成分有氫氣、氮氣、氧氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、硫化氫和惰性氣體。工藝流程分為間歇制氣和富氧連續制氣。
a) 間歇制氣有5個階段：
空氣吹風階段：空氣→煤氣爐→燃燒爐→廢熱鍋爐→煙囱（或送吹風氣餘熱回收裝置）
上吹制氣階段：蒸汽、加氮空氣→煤氣爐→燃燒爐（或旋風除塵器）→廢熱鍋爐→洗氣箱→洗氣塔→氣櫃
下吹制氣階段：蒸汽→燃燒爐（或旋風除塵器）→煤氣爐→洗氣箱→洗氣塔→氣櫃
二次上吹階段：與上吹制氣階段流程相同
空氣吹淨階段：空氣→煤氣爐→燃燒爐（或旋風除塵器）→廢熱鍋爐→洗氣箱→洗氣塔→氣櫃 b) 富氧連續制氣
來自三鋼1.6MPa左右的氧氣經DN200的氧氣總管送到造氣界區內，分為兩路：一路經過減壓後，與羅茨機來的空氣混合進入1#-9#爐富氧加氮總管；另一路經減壓後送到新系統富氧加氮管，再進入混合噴射器和從4#風機出口DN400管引來的空氣進行充分混合進入DN400的富氧空氣總管後，經DN300的截止閥送到11#-13#爐各台的富氧空氣總管，經流量計、截止閥、止逆閥、加氮總閥、上吹加氮閥、富氧空氣調節閥，與入爐的低壓蒸汽在混配器進行混合後從爐子底部進入煤氣爐。富氧空氣和蒸汽通過熾熱的碳層進行燃燒和氣化反應，生成的煤氣由爐頂送出，經上氣道、除塵器（或燃燒室）、廢熱鍋爐和洗氣箱進入煤氣總管，最後經洗氣塔進入氣櫃。
3) 淨化車間工藝
由原料製成的半水煤氣中含有能導致催化劑中毒的組分，主要是含硫化合物和碳的氧化物，需要經歷脱硫和脱碳的淨化過程。淨化車間的工藝流程為：
a) 電除塵：原料氣中含有一定數量的粉塵、焦油和炭黑等固體雜質，會引起設備和管道的`堵塞、系統阻力的增加，因此使用靜電除塵器清除原料氣中的粉塵雜質，並通過沖洗方式排出。b) 脱硫崗位：栲膠脱硫法，是以純鹼為吸收劑，以栲膠為載氧體，以NaVO2為氧化劑，在吸收塔內原料氣與脱硫液逆流接觸硫化氫與溶液中純鹼作用被吸收，在反應槽內硫氫根被高價金屬離子氧化生成單質硫，在噴射再生槽內空氣將酚態物氧化為醌態，按順序連續進行從而完成氣體脱硫淨化。反應過程如下：
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，在一定温度與壓力條件下，藉助催化劑的催化作用，於水蒸氣進行變換反應，生成CO2和H2。合理利用反應熱充分回收餘熱，降低能耗。
CO+H2O→CO2+H2+Q
d) 變脱崗位:採用濕式氧化法用氨水溶液來脱除變換氣中的H2S，以滿足後工段的工作的生成需要。
吸收反應：NH3+H2S→NH4HS
再生反應：2NH4HS+O2→2NH3+2S+2H2O
e) 脱碳崗位：清除變換氣中的CO2，獲得合格的淨化氣，分為MDEA脱碳和變壓吸附脱碳。 MDEA脱碳：MDEA學名N-甲基二乙醇胺（純度99%），MDEA水溶液吸收來自變換工段的CO2，吸收CO2後的MDEA水溶液經過加熱、減壓在再生塔中得到汽提、再生，循環使用。MDEA水溶液屬於有機鹼溶液，在水中呈弱鹼性，遇酸性二氧化碳氣體將發生酸鹼中和反應，同時在較高壓力下，CO2氣體有較高的物理溶解性，所以整個吸收過程屬於物理、化學吸收過程。
變壓吸附脱碳：利用吸附劑對變換氣中個組分在不同分壓下，不同的吸附容量、吸附速度和吸附力，並且在一定壓力下對被分離的氣體混合物的個組分有選擇性吸附的特性，加壓吸附除去變換氣中的某些組分，減壓脱吸被吸附的組分，從而使吸附劑獲得再生。由兩個系統組成，即CO2提純系統和CO2淨化系統，提純系統將變換氣進行多塔吸附和脱附，將脱附的CO2濃度富集到98.5%以上，供尿素生產用和作為製取高純CO煤氣裝置的氣源；出提純系統的中間氣進入淨化系統，進行多塔循環吸附和脱附，將CO2淨化到≤0.2%，供生產合成氨用。
4) 合成車間工藝
任務是循環氣中的氫氣和氮氣，在高温、高壓條件下，藉助於催化劑的作用，進行化合反應生產氨，經冷凝、分離得到液氨，未合成氨的氣體補充新鮮氣後繼續循環使用。工藝流程為： a) 電除塵：再次清除原料氣中的粉塵雜質，淨化氣體。
b) 高壓機：合成氨是可逆反應，提高反應物壓力有利於反應向合成氨的方向進行。
c) 高壓醇化系統：深度淨化合成氨原料氣，將氣體中一氧化碳和二氧化碳轉化為甲醇，出高壓醇化系統氣體中的CO+CO2達到200ppm以下。氣體進入高壓醇化系統，在壓力24MPa，温度210～250℃的條件下，經銅系催化劑的催化作用，與氫氣反應，生成甲醇和水，其反應方程式為：
CO+2H2====CH3OH
CO2+2H2====CH3OH+H2O
d) 高壓烷化系統:進一步淨化氣體，在250℃左右的温度條件下，經鎳系催化劑的催化作用，與氫氣反應，生成甲烷和水，經甲烷化系統後氣體的CO+CO2達到10ppm以下，其反應方程式為：
CO+3H2====CH4+H2O
CO2+4H2====CH4+2H2O
e) 氨合成系統：淨化後的氣體在400～500℃的條件下，經鐵系催化劑的催化作用，氣體中的氫氣與氮氣反應，生成氨，其反應方程式為：
3H2+N2====2NH3
5) 尿素合成車間工藝
尿素由液氨和二氧化碳在合成塔反應生成甲胺，脱水生成尿素，其反應方程式為：
2NH3+CO2====NH2COON4
NH2COONH4====NH2CONH2+H2O
工藝為水溶液全循環法：
a) 原料液的淨化和加壓：原料CO2有60%進入合成塔，其餘40%進入中壓系統，起提氣劑作用，最後以甲胺液形式送入合成塔，原料液氨在泵出口加入少量鈍化空氣，經預熱後有70%自合成塔頂加入盤管，其餘30%則從合成塔底引入，保持全塔平衡。
b) 尿素的合成：合成塔出料減壓至2.6MPa進入液體分佈器，進行閃蒸，將合成出料先氣液分離，液體減壓至2.3MPa，再次氣液分離，液體減壓到0.2MPa，得到已相對純淨的70%尿液，在進入尿液濃縮器，被蒸發濃縮到99.5%-99.7%，從分離器即可得到液體尿素產品。
c) 未反應物中甲胺的分解、過量氨的解吸及氨和二氧化碳的回收循環。
d) 尿素溶液蒸發和造粒：從分離器送來的熔融尿素由熔融泵送往造粒塔頂部的旋轉噴頭進行造粒，塔底得到的成品顆粒尿素由傳送帶送包裝樓稱量包裝。
6) 三聚氰胺車間工藝
三聚氰胺C3H6N6，白色單斜晶體，幾乎無味，微溶於水，被用作化工原料，與甲醛縮合能製成氨基樹脂，具體耐熱、耐水、耐老化、耐化學藥劑等優良特性，廣泛應用於木材加工、塗料、紡織、電器製造、造紙等工業部門，對身體有害，不可用於食品加工或食品添加物。三聚氰胺的生產以尿素為原料，按操作壓力分為高壓、低壓、常壓法。生產工業有3個工序：反應、精製、回收。
a) 反應：以尿素為原料，以氨為載氣，硅膠為催化劑，已脱除二氧化碳的乾燥氨氣，經氨預熱器加熱送入流化牀底部，通過彎形管預分佈，再經分佈板上稚形泡罩的縫隙均勻吹入牀內，使牀內催化劑呈流化態，尿素過篩後以壓縮空氣送至尿素罐，通過加料管用稍高於牀內壓力的冷氨氣，吹入流化牀反應生成的三聚氰胺和副產物由進牀氨氣攜帶，經旋風分離器回收夾帶的部分硅膠催化劑後進入熱氣過濾器，濾除硅膠和副產物，再經幹捕器降温，得粗品。
b) 精製：將粗品三聚氰胺投入加好母液的溶解槽中，加熱溶解，調節好溶液温度和pH值，趁熱壓濾，濾液導入結晶槽冷卻結晶，經離心機脱水後，乾燥粉碎即得精製三聚氰胺。
c) 回收：已分離出三聚氰胺的循環氣體經洗塔除二氧化碳並降温除濕、乾燥，在經氨壓縮機升壓後導至氨氣櫃回收。
4. 實習效果及收穫
在短暫的實習期間，在車間師傅和帶隊老師的詳細講解和悉心指導下，進一步鞏固專業思想，使我們瞭解了各工段的設備和操控系統，初步瞭解工廠各工段的工藝流程和主要機器和設備的結構、作用原理，對工廠的管理制度有了簡單的認識。最大的收穫就是把在學校所學的專業知識綜合運用實踐，把握課本知識和實際的異同，提高運用理論知識到實際工作中去的技能，比較清楚的認識合成氨生產的方法和工藝流程，弄清主要工藝參數確定的理論依據，知道了生產中的技術革新措施，從而注意新技術發展趨勢，還接受企業安全與消防知識教育，增強安全生產集體觀念，有機會與工程技術人員接觸，學習他們對生產的高度責任感以及理論聯繫實際、解決實際問題的經驗。
5. 意見建設
在工廠實習和撰寫報告的過程中，查閲了很多關於合成氨工藝流程的資料，發現生產過程的一些問題，對此提出自己的看法意見。
造氣車間間歇制氣流程和富氧連續制氣流程都分別有各自的優缺點，間歇制氣建設投資低，但流程繁瑣，必備空氣鼓風機，配有上下行煤氣管道和上下吹蒸汽管道，閥門切換多，容易造成設備磨損嚴重，而且煤耗高，發氣量小，吹風過程有大量煙氣排放，降低了煤氣爐的熱效率；富氧連續制氣出氣温度高，要求循環水有足夠低的温度來滿足對原料氣降温，造成能量浪費，富氧生產能力是間歇制氣的2倍，工藝流程簡單，但是二氧化碳含量大，脱碳困難，因此廢氣全回收，同時需要富氧，增加了投資。近年來，由於製氧成本降低，又要擴大生產能力的需求，工廠採用富有間歇兩用。
淨化車間使用變壓吸附脱碳，雖然生產工藝先進，淨化度高，能耗低，成本低，但該系統在運行中有效氣體損失較大是個比較關鍵的問題。損失有效氣使得合成氨系統出現問題：H2/N2易偏高，造氣加氮量需大幅度增加，不斷回收吹風氣來降低H2/N2，降低了有效氣體成分CO+H2的含量；使壓縮機做部分無用功，電耗將增加，單機出率下降；由於甲醇生產需要消耗一定量的H2和CO，使造氣需要大幅度加氮的現象好轉，但為了提高甲醇產量變換氣中CO的含量比不開脱碳要提高1.5%-2.0%，從而影響醇和氨的產量。採取的辦法可以為改全脱為半脱，減少放空次數降低氣體損失，但效果不明顯；在液氨供應不很緊的情況下，採用降低負荷延長循環時間，減少放空次數降低氣體損失；適當降低逆放壓力使有效氣體回收量增加；注意閥門泄露，防止變換氣漏入再生系統而被真空泵抽走。以上各種方法都不能從根本解決問題，關鍵得解決吸附劑對各種氣體的選擇性。
長期以來，人們對循環冷卻水處理都不是很重視，人們一直以為循環冷卻水處理設備和工藝的增加，會提高運行的安全性，但認為會大大提高運行成本，因為增加了一次投資和運行費用。實際上，循環冷卻水處理設備和工藝的增加，不僅提高了運行的安全性，而且也提高了運行的經濟性，這是因為循環冷卻水水質的提高，降低了排污量，減少了補充水量，提高了濃縮倍率，同時降低了加藥量，更重要的是水質的提高，改善了系統的腐蝕、結垢以及微生物的滋生情況，對設備的保護作用明顯，延長了設備的使用壽命，減少了設備的維護、維修和更換費用。因此，從長遠來看，增加處理設備也是經濟的。
發現在工藝流程中沒有一個設備的選用能完美無缺，課本中的理想狀態在實際中不存在，所有的工藝和設備有利必有弊，我們應該對工業設備的選擇進行利弊衡量與分析。
6. 實習體會
在工廠的身臨其境讓我褪去了書本的束縛，在機械的轟鳴聲中，在空氣瀰漫的氨氣味道里，看到工人師傅認真生產，一絲不苟的表情，我有了更多的理解和敬佩，我不僅要學習他們的工藝，更要學習他們對工作的負責敬業精神。
由於工廠實習時間倉促沒能及時消化所學的知識，因此在寫實習報告的時間裏，每次的查閲資料，都能感覺到充實有收穫，自己收穫的不僅是一篇較完整的報告，更多的是對工業生產的瞭解與所學知識的運用，在一定程度上培養學習思維，通過學習發現實踐應用於理論還是有很多差距的，所以必要的實踐基礎還是相當重要的，只有理論與實際相結合，才可以達到學以致用的目的。
經過這次實習讓我明白學無止境的道理，對如今的化工行業來説，怎樣減少原材料的消耗，怎樣減少廢氣、廢水、廢渣的排放，怎樣做到資源的回收、利用、再生產，怎樣實現企業利益的最大化，是當今化工行業共同努力的方向，我們只有不斷更新所學知識，才能為將來化工行業服務。
7. 自我評語
畢業實習匆匆結束，雖然時間短暫但讓我大開眼界同時獲益匪淺，過程中自己嚴格按要求完成實習任務，聽從組織紀律，牢記“安全第一”的觀念，也虛心的向師傅請教問題，但是由於時間的問題，沒能在崗位上親自操作，是這次實習的唯一遺憾。隨着實習的結束，畢業的日子也離我們越來越近，不管以後在何種崗位，承當何種職務，都要一心一意把它做好，在崗位上貢獻力量。
致謝：在本次的實習過程中首先感謝學院給我們這次認識學習的機會，使我們可以講理論和實際結合；同時感謝福建三鋼集團三明化工有限責任公司的老師和師傅的耐心講解指導；感謝帶隊老師吳老師、翁老師和盧老師；感謝所有幫助我們的人。
