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(一)、实习简述
这次能有机会去工厂实习,我感到十分荣幸。虽然仅有一个礼拜的时间,可是在这段时间里,在教师和工人师傅的帮忙和指导下,对于一些平常理论的东西,有了感性的认识,感觉受益匪浅。这对我们以后的学习和工作有很大的帮忙,我在此感激学院的领导和教师能给我们这样一次学习的机会,也感激教师和各位工人师傅的的悉心指导。
(二)、实习工作说明:
我们这次实习,主要在x的尿素生产厂。在转化,脱碳,碳化,合成氨,尿素合成等五个车间共六个工段都进行了半天的实习,在车间师傅的详细讲解和悉心指导下,我们详细的了解了每个工段的设备和操控系统,初步了解了工厂各个工段的工艺指标,对工厂的(!)管理制度也进行了简单的了解,在实习的最终一天,我们还参观了研究生产销售化学纤维、精制二硫化碳、漂白玻璃纸、彩色玻璃纸及其加工产品、经营企业自产产品及技术的出口业务的x华明玻璃纸股份有限公司。初步认识了玻璃纸的制作流程和车间的情景。
(三)、实习单位简介、经营理念及发展历史:
(1)、x集团x化肥厂是1958年全国首批兴建的13套年产x吨合成氨的小氮肥厂之一,x年改制后更名为x化工有限公司,x年与省农司合作,实现资产重组,为企业发展打下更为坚实的基础。
40多年的艰苦创业,公司多次受到原化工部、四川省和x市各级领导的表彰,荣获原化工部首批命名的六好企业、精神礼貌工厂、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本事。
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,x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,x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,x年被评为x市模范企业。
x公司控股1个子公司和3个分厂,x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,x化肥厂生产尿素和碳铵;x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。
作为一个迄今有40余年的老化肥厂,x公司位于古蜀商贾道上的驿站,也是诸葛孔明用兵布阵设"旱八阵"的军事要地---x,一个具有诗意的名字,一块富庶的宝地,x市的工业区,在那里云集了众多大小规模的国有企业,直到本世纪初,在历经各种变革以后,留存下来且有活力的企业已屈指可数。其中,x化工有限公司,不仅仅是一家很有活力的企业,也成了x区的纳税大户之一。
"玉树临风立大地,蛟龙出水腾长空。"x市技术监督管理局x分局副局长、着名书法家x为x化工有限公司题写的一幅对联,以说明今日的x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。
x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x市x区大湾镇,之后更名为x化肥厂,在全国很有名气。然而,由于设备落后、管理混乱和体制等原因,致使企业在获得短时间的一些成绩后,便很快就坠入了低谷。
当时,在这个企业中共有大小独立核算的经营部门30多个,造成了资金严重分散、流失,其中一个分厂竟莫名其妙地就将(!)500万元资金挥霍得无影无踪;一个年产25000吨合成铵的小型企业,居然有职工1600多名。这样一来,企业不仅仅已难再向前发展,甚至还负债累累。x化肥厂已走到了破产的边沿!
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生产实习报告
一、实习目的通过实习使在掌握专业理论知识的基础上,进一步了解化工行业中的一些实际生产过程,对现代化工生产企业的生产和管理方式有一个较为全面的认识,并巩固和深化所学的专业知识。同时运用所学的化工专业知识,独立分析和解决化工生产中的一些实际问题,掌握化工生产操作的特点,以达到将理论知识学以致用、融会贯通并增强自己适应实际工作的能力的目的。
二、实习时间
三、实习单位
中国石化集团广州石油化工总厂建于1974年,是中国华南地区现代大型石油化工联合企业,该厂坐落于广州市黄浦区,离市中心约18公里,占地面积约400万平方米,固定资产达30.1亿元。
广石化总厂下设二级单位有:炼油厂、化肥厂、薄膜厂、聚丙烯厂、动力厂、仪表厂、贮运厂、检安公司、华穗公司、三叶公司、广华公司、运输公司等。
广石化总厂现有大型装置生产能力:
1.原油加工能力为770万吨/年。
2.油品二次加工能力为320万吨/年。
3.合成氨30万吨/年。
4.尿素52万吨/年。
5.聚丙烯4万吨/年。
6.聚丙烯薄膜9400吨/年。
7.4.9万千瓦热电站。
除了上述的大型装置外,已建成了一座10万吨级大型原油深水惠州码头及百多里的输油管线,配备了产品贮运和相应配套的生产辅助设施。建立了化工设计、检测分析、检修、建设等部门机构。
四、实验内容
1、连续催化重整
1.1装置简介
本装置采用美国UOP公司连续重整的专利技术。
装置包括石油脑加氢51万吨/年,重整40万吨/年,催化剂再生136.08kg/h,液氮,贮氢五个工艺过程。
本装置以常减压蒸馏装置的直馏石脑油(恩氏蒸馏馏程干点>183°C)为原料,生产高辛烷值汽油及副产较高纯度的氢气,商业丙烷,丁烷(或丙丁烷混合液)和拔头油,经94年大修后,20-T-5改造侧线产出聚苯乙烯发泡剂。
1.2催化剂再生系统
催化剂在反应器内靠重力向下移动,经重整反应后,活性下降的待生催化剂从重叠式反应器的最后一台底部出来经催化剂收集器和1号闭锁料斗,从富氢环境转换到氮环境后,催化剂进入提升器,并用循环氮气将催化剂提升到再生塔上面的分离料斗。利用淘析气使催化剂粉末和氮气离开分离料斗的顶部,在粉末收集器中除去催化剂粉末,而氮气被循环到提升器中。催化剂受重力作用进入再生塔。从再生塔底部出来的催化剂经过流量控制料斗懂啊缓冲料斗。催化剂循环式由流量控制料斗控制的,缓冲料斗起催化剂冷却和缓冲作用。从缓冲料斗出来的催化剂经过闭锁料斗进入提升器,然后进入反应器床层。催化剂受重力作用,流经每个反应器并从其底部出来直至第三个反应器底部,这样就完成了整个输送循环。
1.3工艺原理
石脑油加氢的主要化学反应有:脱硫反应,脱氮反应,脱氧反应,烯烃饱和,脱卤素反应,除去有机金属化合物。
预加氢催化剂是采用UOP的S-120,主要由钼酸钴组成。预催化反应器为轴向的固定床热壁反应器,反应气体从上至下通过反应器内的催化剂床层。
重整化学反应的目的是制取芳香烃或提高汽油的辛烷值,其化学反应主要有以下几种:环烷脱氢反应,烷烃和环烷烃的异构化,烷烃的环化脱氢反应,加氢裂化反应。
1.4预加氢和重整的反应影响因素
1.4.1基本概念
空速——单位时间内,单位体积(重量)的催化剂上所通过的原料油的体积(重量)数,称为体积(重量)空速。
氢油比——氢气流量和进料量之比。提高氢油比,有利于抑制催化剂上积碳,但氢油比过大时会由于减少了反应时间而降低了反应深度,并增加能量消耗。
芳烃潜含量——重整原料中C6C7C8环烷烃全部转化为苯、甲苯、八碳芳烃的芳烃百分含量,加上进料中原有的芳烃百分含量。
1.4.2预加氢
影响预加氢的因素,除了原料油性质和催化剂的活性外,主要有温度,压力,空速,氢油比。
1.4.3重整反应
对于催化重整过程,除了催化剂的性能以外,主要影响因素有反应温度,反应压力,空速,氢油比
2、重油催化裂化
2.1目的和任务
原油经常减压蒸馏后收得到汽油、煤油及柴油轻质油品所占泵油的比率约为30%左右,其余的是重质馏分和渣油。如果不进行二次加工,它们只能作为润滑油或重质燃料油。这是对资源的极大浪费。我们目的是把原油尽量变成所期望的轻质油,而经过常减压后,这些重质馏分(即含碳数较大的分子)进行再加工,其方法就是在催化剂条件下,把大分子进行裂解,使长碳链的分子断链变成我们所期望的碳链分子,这种方法就是我们所说的催化裂化。
重质原料油在催化剂上进行催化裂化反应时,一方面通过分解反应生成气体、汽油等较小分子产物;另一方面同时发生缩合反应生成焦炭。这些焦炭沉积在催化剂的表面,使催化剂的活性下降。因此选择高活性的催化剂,防积碳及对催化剂再生复活是催化裂化装置的关键。所以在催化剂的选择及复活(即再生)是催化裂化核心部分。由此可见,一个工业催化裂化装置包括了反应和再生两大部分。
2.2工艺流程
2.2.1反应工艺原理
在一定条件下,烃类分子与催化剂接触,在催化剂表面就发生催化裂化反应,生成产品后离开催化剂,整个过程经历了七个步骤:
(1)气态烃分子从主气流扩散到催化剂外表面(外扩散);
(2)烃分子沿催化剂孔道向催化剂内部扩散(内扩散);
(3)烃分子被催化剂活性中心吸附(吸附);
(4)被吸附的烃分子在催化剂表面上发生化学反应(化学反应);
(5)产品分子从催化剂表面上脱附下来(脱附);
(6)产品分子沿催化剂孔道向外扩散(内扩散);
(7)产品分子扩散到主气流中(外扩散)
2.2.2工艺流程概述
渣油和蜡油分别从罐区经过流量计及调节阀、按比例控制掺炼比,通过静态混合器混合后进入原料油缓冲罐V-201.原料油分别与石脑油、重循环油和循环油浆换热升温到196°C后进入提升管底部。在催化剂作用下发生裂化反应,生成汽油、轻柴油、液化气、油浆、干气和焦炭。反
应油气先经提升管出口的垂直齿缝式快速分离器分出大部分催化剂,再经过沉降器内三组单级旋风分离器分出携带的催化剂。反应产物、惰性气体和水蒸气连同极小量的催化剂进入分馏塔下部,在此被分离为各产物物流。
分出的催化剂落入反应器汽提段,被汽提段底部吹入的水蒸气气提出携带和吸附的烃后,靠自压进入第一再生器。汽提段的催化剂料面由待生滑阀控制。
待生催化剂在第一再生器内进行不完全再生,再半生催化剂通过立管、半再生滑阀,用增压风提升进入第二再生器。
二再的高温催化剂又流入脱气罐,经再生滑阀进入反应提升管底部,实现催化剂的连续循环。开工用得催化剂由新鲜催化剂罐和平衡催化剂罐来,用非净化风作输送风送至第一再生器和第二再生器,正常补充的催化剂由催化剂自动加料器,用高压净化风送至到第一再生器。
由反应器出来的反应油气进入分馏塔(T-201)底部与循环油浆通入人字挡板逆流接触,洗涤反应油气中催化剂和脱过热使油气呈“饱和状态”进入分馏塔上部进行分馏。分馏塔顶的油气依次经过分馏塔顶油气/脱氧水换热器和分馏塔顶油气/软化水换热器分别与脱氧水和软化水换热后进入分馏塔回流空冷器,最后进入塔顶回流罐进行气液分离。
冷凝下来的回流油通过分馏塔塔顶回流泵大部分作为分馏塔顶回流,其余部分与由V-202顶出来的未凝油气合并通过分馏塔顶产品空冷器和水冷器进一步冷却到40°C,进入分馏塔顶产品罐进行气液分离。
为装置的开停工、事故处理和设备检修,本设计备有一下设备和管线:
(一)原料油开工加热炉和燃料油(F-201)、燃料气系统。
(二)油浆产品备用水冷器(L-207/A~B)。
(三)稳定塔开工进行泵(P-310)。
备有三个分馏系统升温,脱水用的循环流程,第一第二个是不包括分馏塔的循环流程,第三个是包括分馏塔(T-201)在内的循环流程。
2.2.3催化裂化流化态的基本原因
当流体通过床层的速度逐渐提高到某值时,颗粒出现松动,颗粒间空隙增大,床层体积出现膨胀。如果再进一步提高流体速度,床层将不能维持固定状态。此时,颗粒全部悬浮于流体中,显示出相当不规则的运动。随着流速的提高,颗粒的运动愈加剧烈,床层的膨胀也随之增大,但是颗粒仍逗留在床层内而不被流体带出。床层的这种状态和液体相似称为流化床。
固体流化可以分成两种类型:散式流化和聚式流化。在散式流化的床层中,固体颗粒均匀地分散在流化介质中,平稳地进行流化,床层界面清晰而且稳定,随着流体流速的增大,床层压降平稳地变化,一般液-固流化系统多属于此类。
在聚式流化床中,颗粒在床层的分布不均匀,床层呈现两相结构:一相是颗粒浓度与空隙率分布较为均匀且接近初始流态化状态的连续相,称为乳化相;另一相则是以气泡形式夹带少量颗粒穿过床层向上运动的不连续的气泡相,因此又称为鼓泡流态化。
聚式流态化出现在流-固密度差较大的体系,如气-固流化床。在聚式流态化中,超过初始流化所需的大量气体聚并成气泡上升,在床面上破裂而将颗粒向床面以上空间抛送。这不仅造成床层界面的较大起伏、压降的波动;更大的不利是以气泡的形式快速通过床层的气体与颗粒接触甚少,而乳化相中的气体因流速低,与颗粒接触时间太长,由此造成了气-固接触不均匀。
在散式流化床中,颗粒均匀地分布在整个流化床内且随着流速增加床层均匀膨胀,床内孔隙率均匀增加,床层上界面平稳,压降稳定、波动很小。因此,散式流化态是较理想的流化状态。一般流-固两相密度差较小的体系呈现散式流态化特征,如液-固流化床。
3、MTBE
3.1装置概况
4万吨/年甲基叔丁基醚(MTBE)装置是我厂“八五”期间新建装置,由齐鲁石化公司设计院设计,中石化第四建设公司安装施工,于1993年5月建成投产。该装置采用齐鲁石化公司开发的MTBE合成技术,反应器为两个并联的筒式多段外循环反应器,使用北京安定特种树脂厂生产的S54阳离子交换树脂作催化剂,以气体分离装置的混合碳四和外购甲醇为原料。在催化剂作用下,混合碳四中的异丁烯与甲醇醚化反应生成MTBE,用作高辛烷值汽油的添加剂,副产品剩余碳四送烷基化作原料,或用作民用液化气。
3.2工艺流程
3.2.1原料净化——醚化反应部分
气体分馏装置
(一)和
(二)的混合碳四馏分,经原料油罐区进入本装置的原料碳四罐。原料甲醇由甲醇罐区进入本装置甲醇罐。原料C4与原料甲醇混合后进入净化器,两台净化器切换使用,使原料中阳离子含量下降,控制甲醇异丁烯的分子比,借助于比值调节器控制甲醇量。净化后的物流经原料预热器预热到50°C后,进入反应器,两台反应器一用一备。
3.2.2产品分离——甲醇回收部分
反应后物流进入产品换热器,与碳四塔釜液进行换热后进入进料预热器,预热到约60°C后,进入共沸蒸馏塔。塔釜排出纯度98x10-2产品MTBE,经产品换热器和产品冷却器冷却到40°后进入产品贮罐,再经产品泵送往MTBE罐区。塔顶含醇的反应碳四馏分物流,经碳四回流泵送入萃取塔。
萃取塔中,水作分散相与含甲醇的碳四物流,按料水比5:1的比例逆向接触,使甲醇被水所萃取,萃取液由塔底排出,萃余液由塔顶排出后进入剩余碳四罐,然后经剩余碳四泵送往罐区。来自萃取塔底的物流经釜液换热器和甲醇预热器,加热后进入甲醇回收塔,塔顶馏出甲醇经甲醇冷凝器进入甲醇回流罐,由甲醇回流泵部分打回流,部分返回甲醇原料罐,塔底含微甲醇的水溶液,经釜液换热器后,再经冷却器冷却至40°C作为萃取水进入萃取塔。
3.3设备单元操作法
3.3.1塔操作
控制塔压的平稳是塔-201操作的重要环节。塔-201压力采用分程控制方案,通过PIC-203与V-203顶放空调节阀分程控制不同压力范围。塔底温度是塔-201产品分离的主要热源,由E-207的1.0MPa蒸汽提供,通过蒸汽流量大小控制塔底温度为125°C左右确保塔顶塔底产品同时合格。回流是控制塔顶产品质量的主要保证,塔-201的回流比为1.0,通过FIC-202控制回流量。塔-201设有
18、20、22层三个进料口,根据进料组成的轻重,及时调整进料位置。
3.3.2净化器、反应器操作
合成MTBE是一个等分子反应,为保证iC4转化率在90*102以上,同时抑制各种副反应的生成,控制馏烯比为1.0非常重要。操作中应严格防止甲醇泵抽空。工艺上为保证平稳的醇烯比,采用双闭环比值调节回路来调节醇烯比。
R-201/A,B的作用是将原料中金属离子降到n
对于S型树脂来说,空速在3~10时-1之间对催化剂的初活性,转化率影响不大,其合成MTBE的速度均很快,对MTBE的选择性亦无影响。而反应温度不仅对异丁烯转化率而且对生成MTBE选择性都有较大影响。
反应压力只要保持反应物料处于液相状态即可,压力的波动对液相反应的移动几乎无影响,即对异丁烯转化率没有影响。
3.4产品质量调节
3.4.1MTBE质量调节
MTBE纯度低影响因素:1.原料醇烯比偏低;2.原料C4或原料CH3OH带水严重;3.T-201塔底温度偏低;4.T-201塔压过高;5.T-201回流比过大;6.T-201进料组分偏重(C5含量偏高);7.T-201进料口位置偏低。
调节方法:1.适当提高原料醇烯比;2.原料C4加强脱水及控制好原料CH3OH中的含水量;
3.适当提高塔底温度;4.塔T-201顶冷却器清洗或T-201顶有不凝气需排放;5.适当调整T-201回流比;6.适当提高塔底温度;7.提高T-201进料口位置。
剩余C4质量的影响因素:1.原料醇烯比偏高;2.T-201塔底温度偏高;3.T-201塔顶回流比小,且回流温度高;4.T-201压力低;5.T-201进料温度偏高。
调节方法:1.降低原料醇烯比;2.适当降低T-201塔底温度;3.适当调大T-201回流比,或需清洗E-206;4.适当提高T-201压力;5.调节T-201进料温度至正常范围。
4、气分
4.1石油气体的利用途径
石油气体的利用途径主要有以下三个方面:(1)直接作为燃料;(2)制造高辛烷值汽油的组分;(3)作为石油化工生产的原料。
4.2气体脱硫
在炼油厂加工含硫原油时,原油中硫化物相当大部分转化为硫化氢,存在于炼厂气中。气体脱硫过程的类别很多,这些过程可以分为两个基本类别:一类是干法脱硫,它是将气体通过固体吸附剂的床层来脱去H2S;另一类是湿法脱硫,它是用液体吸收剂洗涤气体,以除去气体中的硫化氢。在石油工业中应用最广的气体脱硫方法是乙醇胺吸收法。
4.3叠合过程
两个或两个以上的烯烃分子在一定的温度和压力下,结合成较大的烯烃分子,这种过程叫叠合过程。目前广泛应用的烯烃叠合催化剂为磷酸催化剂。在叠合反应过程中,有高分子叠合和缩合物生成,它们覆盖在催化剂表面上是催化剂活性下降,烯烃转化率降低,而且这些物质填塞在催化剂颗粒之间是催化剂结块。这样就是反应物通过反应器催化剂层的压力降增大,以致堵塞反应器引起叠合装置停工。当催化剂的活性下降到一定限度后,一定要更换新的催化剂。
叠合过程的工艺流程如下:所使用的叠合原料是经过乙醇胺脱硫、碱洗和水洗后的液态烃(液化石油气)。原料气体经压缩机升压至反应所需的压力,与叠合产物换热,并加热升温到反应温度后,由反应器顶部进入管程,在催化剂的作用下进行叠合作用。反应产物(包括未反应的原料)从反应器底部出来,经过过滤器滤去带出来的催化剂粉末,与叠合原料换热后进入稳定塔。从塔顶出来的轻质组分经冷凝冷却后,一部分作为塔顶回流,另一部分送出装置作为石油化工生产的原料或燃料。稳定后的叠合产物从塔底排出,进入再蒸馏塔,从塔底分出的所含有的少量叠合产物,塔顶馏分经冷凝冷却后,一部分作塔顶回流,另一部分作为合格的叠合汽油送出装置。
4.4气分车间小丙烯装置
本装置生产能力为年产5000吨聚丙烯粉料,采用N型高效催化剂。
装置采用间歇式液相本体丙烯聚合工艺,分为精制、聚合、闪蒸三部分,以气分生产的粗丙烯为原料经脱硫、脱水、脱氧精制成聚合级丙烯单体,在一定温度压力下,经催化剂作用,聚合成聚丙烯产品。
五、实习总结
总结四天的实习工作,我通过师傅讲解和现场观摩,了解了工厂的设备及其运作原理。尽管有了一定的进步与成绩,但在一些方面还存在着不足,比如积极性不高,主动性不强。在工厂里,我们一定要预想到可能发生的事故,居危思危,谨慎行事,本着对自己、别人、车间及工司负责的态度工作。
前言
XXXX年3月26日,我们来到南京紫光精细化工厂开始了为期两周的生产实习。本次实习主旨在于:针对我们开设的课程,实践性的了解实际生产中的化工工艺流程、更好的巩固所学的知识、提高实际动手能力和操作能力。这次能有机会去工厂实习,我感到非常荣幸。虽然只有两周的时间,但是在这段时间里,在给位老师的帮助和指导下,对于一些平常理论的东西,有了感性的认识,感觉受益匪浅。这对我们以后的学习和工作有很大的帮助。在学习专业基础理论课的基础上,通过本次实习,进一步加强理论和时间的联系,为学好专业课打下良好的基础,同时通过实习,也为学生提供了一次社会实践的机会,为将来走向社会岗位累积一定的社会实践经验。实习是将所学的理论知识与实践结合起来的最有效方法,培养勇于探索的创新精神、提高动手能力,加强社会活动能力,与严肃认真的学习态度,为以后走上工作岗位打下坚实的基础。通过本次实习使我们对酐等材料以及散热器的安装的流水生长线有一定的感性和理性认识,同时实习使我们获得了对化工生产,均酐的实际生产知识的认识和技能的提升。培养了我们理论联系实际的能力,提高分析问题和解决问题的能力,增强独立工作的能力。最主要的是培养了我们与其他同学的团队合作、共同探讨、共同前进的精神。
1.化工实训基地选址建设过程简介
为了适应我国现代化建设和化工事业发展的需要,培养高级化工技术人才,南京化工职业技术学院于1999年初决定建设具备“产、学、研”功能的实训基地。经过一年时间的调研、论证决定建设一套年产100吨均苯四甲酸二酐装置。主要产品为均苯四甲酸(150吨/年)和均苯四甲酸二酐(100吨/年)。20xx年选址南京葛唐镇中山经济开发区,租地35亩正式举行基地勘测规划建设。6月份已基本完成了勘探、测绘、围墙及马路的建设。后因本地当局规划调整,使得基地不得不另行选址建设。经过多次考查,于20xx年末终极确定在南京市六合经济开发区虎跃路。买地38亩作为化工实训基地用地。20xx年3月份及完成了勘探、测绘及围墙事情,随机起头打桩、基础、厂房及设备等一系列事情。并在原六合县经济开发区购置20亩土地于20xx年一月开工建设,20xx年12月18日试车成功。紫光精细化工厂实训基地占地38亩。计划分两期工程完成,第一期工程投资1100万元,占地20亩,首要用于化工单位操作,化工出产操作、以及化工应用技能开发和科研。随着当地对环保要求的重视,在生产几年后开始进行技术改造和环保处理。考虑到学校更主要的是的社会效益,后来,均苯四甲酸二酐生产装置停产,投资数百万元进行仿真改造,使全真与计算机仿真联合,使其完全成为高校学生安全实习、演练的“产、学、研”基地,具备完善的教学、科研条件。能提供化工单元操作、过程控制仿真、全工艺过程操作三种实训项目和相关配套设施,满足培养化工类专业和相关专业的工艺技术、计算机应用、自动控制、过程装备、分析检测等方面的岗位综合能力训练。可以为化工企业培养化工单元操作、化工生产操作、DCS操作方面的技术工人,也可为高校、职大、职高、高职、技校等院校的相关专业学生提供实训教学和仿真教学。在这种训练前提下,可以按照岗亭的要求将时间讲授课程系统分为若干个可组合的模块,从而组成顺应讲授的柔性课程系统。
2.实训教学
化工行业属于危险行业:高温、高压、易燃、易爆、有毒、有害,生产企业一般不愿接纳学生实训,即使勉强接纳,学生也只能看,不能动手训练,对提高学生职业技能帮助不大,要让学生真实动手操作实践是众多化工院校面临的共同难题。为了全力培养能适应生产第一线需要,与岗位零距离对接的高技能人才,学院筹建了自己的实训工厂,经过广泛调研论证,第一期选择了包含多个化工单元操作和多种典型生产设备的产品进行生产,可供化工类专业操作和仿真实训,机械类专业(化工制备维修专业)维修、拆装实训,自动化类专业仪表操作、维修实训,计算机类专业控制操作实训等,针对不同专业特点,进行模块化、组合式教学。
均苯四甲酸二酐装置介绍
(一)、产品的性质、用途
1、PMDA的性质
均苯四甲酸二酐(PMDA,简称均酐)分子式C10H2O6,分子量218.12,其外观为白色粉末或针状结晶,溶于丙酮、乙酸乙酯,不溶于乙醚、氯仿、石油及冷苏打溶液,遇水或置于湿空气中会变成均四甲酸,熔点287℃,沸点397~400℃,比重(20/4℃)1.680、PMDA的用途。
(1)耐热化合物
均酐最大的用途就是用作聚酰亚胺的原料。由均酐与对二氨基二苯醚等芳香族二胺类化合物反应制得的聚酰亚胺。具有不溶不熔的特点,同其他塑料相比,有着非常优良的耐热性,电绝缘性、耐磨性、乃放射性。在工业上主要用途是制成薄膜用作H级或C级电机的电缆的耐热绝缘衬垫或绕包材料,或用作柔性电路板基材;也可以制成模塑料用于制原子反应堆和宇宙空间用的电料,以及在200~232℃下工作的喷气式发动机油管材料等。
(2)增塑剂
由均酐和相应醇反应制得的均苯四甲酸四丁脂(TOPM和均苯四甲酸四辛酯(TOPM)),具有良好的电绝缘性和耐热性,可用于生产耐热高压电缆、耐热聚氯乙烯高级人造皮革,特别是医用塑料制品;均酐与2—基乙醇脂化制得均苯四甲酸四酯,是聚氯乙烯耐热绝热增塑剂,可用于生产102~120℃耐热电缆、生产特殊的耐久耐热塑料制品、医药及食品方面的聚氯乙烯制品。
(3)环氧是指固化剂
用环氧树脂进行浇铸和压层制造电机材料特别是制造防漏电性电机材料时,均采用酸酐作固化剂。以均酐做固化剂不仅可以制成绝缘性能好的大型铸件,且耐热性可达200~250℃;用均酐作为环氧树脂胶粘型的固化剂,可以快速粘接,从而制得耐冲击性瞬时胶粘剂。
(4)消光剂
均酐和环丙醚反应制得的消光剂消光效果好、强度高、不易发黄,主要用于分泌涂料。随着制造业和家电业的迅速发展,粉末涂料的产量和用量不断的增加,所以消光剂的产量和用量也在不断增加。仅20xx年用于消光剂的均酐保守估计在1500吨以上。
(5)其他方面的用途
均酐和高碳醇进行分步酯化反应可以制得具有生物降解性能的“绿色”表面活性剂或乳化剂;均酐和高级脂肪醇酯化反应,通过控制醇和均酐的投料比,克制的性能优良的表面活性剂。此外,均酐还作用水处理剂、金属缓蚀剂、皮革鞣制的添加剂等。
(二)均酐的原料及生产过程简介
1、原料
均酐生产的主要原料为均四甲苯和空气中的氧气,辅助原料为活性炭、硅胶。
(1)均四甲苯:白色结晶状物质,熔点:79.38℃,沸点:196.99℃。
(2)活性炭:黑色微细粉末,无臭无味。(3)硅胶:粗孔不规则硅胶(φ1~3)(4)催化剂:V系催化剂。
2、生产过程简介
(三)、工艺原理
1、工艺概况
生产过程分氧化、水解浓缩、脱水和升华四个工序。
a、氧化工序:固体的均四甲苯经加热熔化、汽化与热空气混合后,在固定床氧化反应器中,催化氧化生成均酐及副产物,经换热冷却在捕集器中凝华捕集得到均酐粗产品。
b、水解浓缩工序:粗的均酐产品在水解釜中加一定量的水和活性炭,加热水解后,经热过滤器除去活性炭,冷却结晶再经离心机甩干,得到均苯四酸粗产品,浓缩是将工艺废液经浓缩处理后,其水循环使用,废渣可焚烧处理。
c、脱水、升华工序:四酸粗产品在脱水釜中,在加热、真空条件下除去粗产品中的游离水和分子水生成粗酐,同时脱去低沸点副产物;脱水后的粗酐在其表面上加一定量的硅胶,在升华釜内加热和高真空的状态下使其升华重结晶,得到产品均苯四甲酸二酐。
本工艺氧化工序为连续生产,捕集器采用两套切换操作。一套捕集,一套出料备用。水解工序及脱水、升华工序为间歇操作。
2、主要设备构造、原理和作用
(1)汽化器
结构:汽化器主要由下列组件组成:锥形封头,栅板,填料,支座,分配器,支持圈,法兰连接组建、分布器,防爆口等零件组成。关口和构建见1—1。
工作原理:操作中间原料均四甲苯加入均四化料槽中,打开蒸汽进气阀及疏水器阀门,蒸汽加热融化均四甲苯,经均四液下泵,加入均四计量罐中。均四计量罐需同少量蒸汽保温至100+5℃。液态均四甲苯经均四过滤器过滤后由均四剂量泵定量地送入汽化混合器内。
作用:将液态的均四甲苯和空气混合,变成液态混合状的气体,混合均充匀后的气体有助于氧化反应。
(2)氧化反应器
结构:主要由下列零部件组成:平板封头,管箱,法兰,连接螺栓,,密封垫,支座,波形膨胀节,换热管等组成。
工作原理:在汽化混合器中,均四甲苯与热空气均匀混合汽化后由氧化放映期化反应器为列管式固定床反应器,列关内均匀填装催化剂,管外由熔盐加热。熔盐在熔盐槽中由电热棒加热、控温,经熔盐液下泵进入反应器下部,经分配后进入管间,由反应器上部经熔盐冷却器管间返回熔盐槽在反应过程中始终保持熔盐循环。氧化反应产生的多余热量在熔盐冷却器中与空气换热降温后返回熔盐槽。
作用:均四甲苯与空气混合物在氧化反应管内催化剂的作用下,反应生成均酐及副产物及完全氧化产物二氧化碳和水。
(3)热管换热器
结构:由管箱、箱盖、热管、分布板和法兰等零部件组成。
原理:从换热器出来的均酐反应气再经热管换热器进一步降温后依次进入一、二、三、四捕集器,热管换热器冷却端为水,水被加热汽化后放空。、
作用:从换热器出来的均酐反应气的温度仍然比较难结晶,所以其作用是在降低均酐反应气的温度。
(4)第一捕集器
结构:捕集器由下列零部件组成,筒体,球形封头,管板,列管和支持环等组成。
原理:利用换热器的工作原理,管内通过均酐反应气,管外经过空气,通过管壁进行换热。进入捕集器的反应气体与壳体的空气换热降温后凝华生产固体粗产品,均酐反应气在捕集器中进一步冷却、逐步结晶,气态的均酐凝华变成了固态,结晶在捕集器的底部,随着温度的降低,均酐的量也就不同,越是向后结晶得量越来越少。
作用:结晶,是气态的均酐结晶成固态的粗酐。
3、各工序反应机理
(1)氧化工序:
均四甲苯与空气在一定温度下,在催化剂床层中催化氧化生成均酐及少量副产物,同时还有均四甲苯完全氧化为二氧化碳和水。整个反应机理较为复杂,现列出主副反应与完全燃烧反应方程式。
主反应:C10H14+6O2---6H2O+2140KJ
副反应:C10H14+27/2O2---10CO2+7H2O+5579KJ
(2)水解工序:粗的均酐与水灾一定温度下发生水解反应,生成均四酸。反应:C10H14+2H2O----C10H6O8
均苯四甲酸二酐装置所使用的催化剂一V2O5为基础,加入其它金属氧化物的多元组分的催化剂。
催化剂对均四氧化成均酐的影响
催化剂所用的载体通常是耐高温的氧化物。同时必须考虑其它因素,如载体是惰性还是活性、对催化物质和助催化剂的影响、表面积、毒性等;催化剂颗粒的形状和尺寸应该促进催化剂的活性,增强颗粒的抗压碎和康破裂性,降低床层阻力。降低生成费用等。
4、各工段的工艺流程
(1)氧化工序
将原料均四甲苯加入均四化料槽中,打开蒸汽进气阀及疏水器阀门,蒸汽加热熔化均四甲苯,经均四液下泵加入均四计量罐。均四计量罐夹套需通少量蒸汽保温至90—100度。液态均四甲苯经均四过滤器后有均四计量泵定量地送入汽化混合器内。原料空气经罗茨风机、空气款冲罐,经计量后再第三捕集器、第二捕集器、第一捕集器的管间与反应混合气体换热后,再经空气预热器、第二、第一换热器进一步换热后进入汽化混合器。
在汽化混合器中,均四甲苯与热空气均匀混合汽化后由氧化反应器的上部进入。氧化反应器为列管式固定床反应器,列管内均匀填装催化剂,管外由熔盐加热。熔盐在熔盐槽中有电热棒加热、控温,经熔盐液下泵进入反应器下部,经分配后进入管间,有反应器上部经熔盐冷却器管间返回熔盐槽。在反应过程中始终保持熔盐循环。氧化反应产生的多余热量在熔盐冷却器中与通入的冷空气换流动,湿物料由加料器加入,悬浮于高速气流中,并与热空气一起向上流动,由于物料空气的接触非常充分,且处于运动状态,因此气固之间的传热和传质系数都很大,使物料中水分很快被去除。
(2)真空干燥
真空干燥是一种间歇式操作装置,通过夹套内蒸汽加热,粗四酸在真空圆锥体内靠筒身的转动,不断翻滚物料,湿物料吸热后蒸发的水汽通过真空系统(泵)抽出筒外,从而达到物料的干燥。
5、主要工艺参数
(1)氧化:
反应温度:435~445℃;熔盐温度:380~390℃催化剂负荷:50~60g/l.h;风量:2100~2300m3/h汽化器温度:180~200℃;一捕入口温度;210~220℃
(2)水解:
温度95℃粗酐:水:活性炭=1:5:0.05(一捕产品)=1:4—4.5:0.05(二、三捕产品)
(3)脱水:
熔盐温度:230℃;真空度:—0.09MPa
(4)升华:
熔盐温度:250℃;真空度:—0.0999Mpa
均酐仿真内容
仿真教学系统由两大部份组成:硬件部份、软件部份。
硬件部份:商用计算机、网络系统专业教学过程的一个技术平台。软件部份:总体监控软件、通讯软件、工艺仿真软件(动态数学模型)、仿DCS软件智能操作指导系统、智能诊断系统这部分是仿真系统的核心,它完成了所有的教学功能。
仿真系统的教学内容如下:氧化反应器单元、熔盐冷却单位、液位控制单元、离心泵单元、列管式换热器单元、压缩机单元固定床反应器、间歇式反应单元、流化床反应器加热炉单元、精馏、吸收解吸、锅炉含盖了生产所需要的化工基本操作单元;
仿真系统的特点:
1、贴近真实生产操作系统的界面很强的交互性、重复性。在仿真系统上可反复进行开车、停车训练、事故训练。学生成为了学习的主体,学生可以根据自己的能力有选择性地学习,灵活地掌握学习进度。使得个性化教学成为可能。
2、仿真系统的智能教学功能,对学生的学习过程可进行实时跟踪测评,并指出其操作过程的对、错。提高了学生自主学习的能力。
3、老师站的组态功能使得老师的教学过程能满足教学大纲和计划的要求,也更加贴近了培养目标。
4、生在仿真系统上实训不会发生人身危险、设备损坏、环境污染等经济损失和安全事故。
5、贴近真实生产操作系统的界面,为学生后毕业后尽快适用工作环境提供了良好的技术基础。
仿真教学内容:
1.氧化工段:
氧化工段的教学内容在于冷态开车工态,按照要求对氧化反应器单元、熔盐冷却单位、液位控制单元、离心泵单元、列管式换热器单元等进行一些阀门开闭,升降温,加料等操作。
2.水解工段:
水解工段的教学内容在于冷态开车工态,按照要求对水解工段的一些单元进行阀门闭启等。
仿真教学培训的效果:
1、学生理解、掌握了化工过程的基本操作技能。提高了学生对典型化工过程的开车、停车、事故处理的能力,加深了学生对化工过程基本原理的理解。
2、掌握了调节器的基本操作技能。为以后掌握P、I、D参数的在线整定及复杂控制系统的投运和调整能力打下良好基础。
3、通过仿真实训,学生掌握了最优的开车方案.系统科学、严格的考核,客观和真实地评价了学生实训后达到的操作水平和理论联系实际的能力。同时,提高了学生对复杂化工过程动态运行的分析和决策能力。
三废处理
(一)废弃介绍
三废包括:废水、废气、废渣一、废气介绍
①来源:第四个捕集器(少量二酐、CO2、副产物);锅炉尾气(含CO2、CO、NOX、烟尘)
②处理方法:筛板塔吸收;填料塔吸附;燃烧
③实际工艺:在第四捕集器中安装三层湍球吸收塔,湍球置于筛板上,使尾气中杂质的大部分结晶于小球上,以延长塔的使用寿命;对于锅炉尾气该厂采用水膜除尘法。
(二)、废水介绍
①来源:水洗塔废水(连续)、水解母液(间歇)、冲洗和冷凝水(间歇)、锅炉废水、场区生活废水等。
(三)、废渣介绍
来源:废水处理中排出的废渣;第四捕集器的尾量
(四)、噪声污染(主要来源于罗茨风机)
实习体会
实习的九天时间很快的就过去了,在这短短的时间内,我收获了很多的东西,感觉无论是从老师还是从从事学习的内容方面都收获了不少,真的感激这次经历,这些实践性的东西对我们来说是至关重要的,它让我们脱离了书生的稚气,增加了对社会的感性认识、对知识的更深入的了解。
对于生产实习,我想作为一名工科学生是必须要经历的。一个不接触工厂,不接触机器的工科人的经历是不完整的,所以学校的毕业生产实习就给我们提供了这样的一种平台让我们能充分的对工厂、对工具、对机器产生认知,进而了解和热爱。金工实习在机器的操作,自身的动手能力和对工具运用技巧的了解方面都给了我很大的帮助。实践的过程真的能够体悟到一种快乐,当然麻烦时时都有,可以说整个过程一直是痛苦并快乐着。每一个工种如今想起来似乎都是历历在目,而其中的快乐与痛苦更让人珍惜。
生产实习是学生大学学习中很重要的实践环节。生产实习是每一个大学生的必修课,它不仅让我们学到了很多在课堂上根本就学不到的知识,还使我们开阔了视野,增长了见识,为我们以后更好把所学的知识运用到实际工作中打下坚实的基础。通过认识实习使我更深入地接触专业知识,进一步了解化工在生活和生产过程中的实际应用,了解化工生产过程中存在的某些问题和理论和实际相冲突的难点问题。
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