化工专业实习报告.doc
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1、一、实习目的与要求(一)目的 感受职场真实环境,将所学知识技能应用于岗位实践,熟悉自己将要从事的行业运行情况,比较全面地获取本专业生产实践中最常用的技术知识、管理知识和实际操作技能;提高学生的职业素质和独立工作能力,激励学生的敬业、创业精神,为就业做好准备,为毕业后走向正式工作岗位打下扎实的基础。(二)实习时间2012年12月4日至2013年6月3日(三)实习单位简介内蒙古庆华集团成立于2000年8月,是一家集采矿、选矿、炼焦、煤化工、物流和建材产业为一体的跨国、跨地区、跨行业的民营独资企业。目前,集团有下属独立法人企业12个,主要分布在内蒙古阿拉善盟、乌拉特中旗和蒙古国。共有员工12000多
2、人,其中各类管理人员和专业技术人员2800多人。资产总额110亿,年上缴税金过10亿,凭借强劲的发展实力先后进入了中国煤炭百强企业、全国民营企业五百强和内蒙古自治区工业20强企业的行列。企业经营范围有采矿、焦化、公路修筑、汽车运输等。产品有原煤、精焦煤、铁矿石、铁精矿、金精矿、钴精矿、铜精矿、焦炭、煤化工产品等。内蒙古庆华集团腾格里精细化工分公司,主要有200吨/年碳纤维、10万吨/年己内酰胺、7600吨/年针状焦等项目,预计达产后可实现销售收入119亿元,利润27.5亿元,提供5000多人的就业岗位。“人聚庆华成强势,川归海洋求大容。”二、实习专业内容1、装置概况1.1 设计基础双氧水装置是
3、庆华集团20万吨/己内酰胺年配套装置,本装置采用固定床钯触媒蒽醌法双氧水生产工艺,生产浓度为35%wt的双氧水。产品产量为20万t/a双氧水。年操作时间:8000 小时,即 330 天/年。1.2 生产工序方框图1.3 原料、化学品及中间产品、最终产品规格1.3.1 主要原材料规格1、重芳烃来自石油工业铂重整装置,主要为C9馏份,即甲苯异构物,另外还含有少量的二甲苯、四甲苯、萘及胶质物,不含有机和无机硫。(1)密度:0.8750.88(25)g/ml(2)沸程:156175(150前馏份3)(常压)(3)芳烃含量:97(磺化法测定)(4)总硫含量:5PPm(5)与水分层时间:25s(6)与水的
4、界面张力:30dyn/cm(7)外观:无色或微黄色透明液体注:随产地不同,重芳烃中异构物含量有所不同,允许重芳烃的密度和沸程稍有差异。2、2乙基蒽醌(EAQ)主要技术指标:(1)外观:淡黄或亮黄色,粉末或鳞片状结晶(2)初熔点:107109(3)苯中不溶物:0.10(4)EAQ含量:98.5(5)蒽醌含量0.8(6)其它烷基蒽醌含量1.5(7)总硫含量:10PPm3、磷酸三辛酯(TOP)(1)外观:无色透明液体(2)密度:0.9240.003 g/ml(20)(3)折光率:1.4410.001(20)(4)粘度:14厘泊(20)(5)与水的界面张力:18dyn/cm(6)2乙基己醇含量0.5(
5、7)酸度:0.2mgKOH/g(8)总卤含量:10PPm(9)还原硫:2PPm(10)TOP含量:994、钯触媒主要技术指标:(1)外观:直径2.32.8mm球形,棕色颗粒(2)钯含量:0.300.02(3)压强度:40N/P(4)堆密度:0.500.56kg/l5、活性氧化铝(1)外观:白色球形颗粒,直径35mm球形,(2)晶形:(主晶形)(3)压强度:80N/P(4)堆密度:0.60.67kg/l(5)比表面:20050/g(6)氧化钠含量:0.30.8(7)在水、碱、双氧水中长期浸泡不软、不碎、不粉化(8)吸水率:40(9)再生能力:10g/l(当工作液中的总降解物含量40g/l时)6、
6、氢气(1)纯度:98.5(2)氮含量:1.0(3)甲烷含量:1.0(4)氧含量:0.4(5)氯含量:10PPm(6)一氧化碳:10PPm(7)二氧化碳:15PPm(8)总硫量:0.1PPm(9)汞:0.1PPm(10)露点:低于当地最低气温7、氮气(1)纯度:99(2)氧含量:1(3)露点:低于当地最低气温(4)不含铁锈、灰尘、二氧化硫、一氧化碳、氯等有害气体8、磷酸:GB3149-2004,食品级(1)密度:1.698g/ml(2)含量:85(冬季可用浓度低些的原料,防止结晶析出)(3)铁含量:0.01(4)重金属含量:0.0019、硝酸铵GB65993,化学纯试剂(1)硝酸铵含量:98.0
7、(2)水中不容物:0.01(3)铁含量:0.001(4)重金属含量:0.00110、纯水(1)要求不含钙、镁、氯及重金属离子(2)电导率:1S/cm(3)外观:无色透明、无悬浮物(4)PH:6711、空气(1)不含铁锈、灰尘、二氧化硫、一氧化碳、氯等有害气体(2)露点:低于当地最低气温12、碳酸钾:HG/T2522-2009重质工业优等品(1)外观:白色粉末,不应含有颗粒状机械杂质,溶解时,溶液允许有轻微浑浊。(2)碳酸钾含量:99.0(3)氯根:30PPm1.3.2 产品规格指标过氧化氢(m/m)%,优等品27.535.050.0合格品27.535.050.0游离酸(以硫酸计)%,优等品0.
8、0400.0400.040合格品0.0500.0500.060不挥发物%,优等品0.0800.0800.080合格品0.1000.1000.120稳定度%,优等品97.097.097.0合格品90.090.090.01.4 公用工程规格1.5 原辅材料、化学品、催化剂及公用工程消耗(每吨35%双氧水消耗)序号 名 称 保 证 值 期 望 值1氢气(99%)269Nm3261Nm322乙基蒽醌(98.5%)0.7kg 0.58kg 3磷酸三辛脂 0.6kg 0.48kg 4重芳烃 6.6kg 5.9kg 5活性氧化铝 6.6kg 5.9kg 6磷酸(50%)2.65kg 2.4kg 7碳酸钾 1
9、.6kg 1.3kg 8电 290Kwh 255Kwh 9蒸汽(5kgf/cm2) 230kg 190kg 10循环水(5) 198 吨 180 吨 11空气 1760Nm31720Nm1.6 工艺原理本方法制取过氧化氢是以2乙基蒽醌(EAQ)为载体,重芳烃及磷酸三辛酯(TOP)为混合溶剂,配制成具有一定组成溶液(以下称工作液)。将该溶液与氢气一起通入装有触媒的氢化塔内,在一定温度和压力下进行氢化反应,得到相应的氢蒽醌溶液(以下称氢化液),该溶液与空气中的氧气进行氧化,溶液中的氢蒽醌恢复成原来的蒽醌,同时生成过氧化氢。利用过氧化氢在水和工作液中溶解度的不同及工作液与水的密度差,用纯水萃取含有过
10、氧化氢的工作液(以下称氧化液),得到过氧化氢的水溶液(俗称双氧水)。过氧化氢的水溶液经重芳烃净化处理及空气吹扫,即可得到浓度为35的过氧化氢产品。经萃取后的工作液,经沉降除水,并通过碳酸钾溶液中和其酸性及活性氧化铝处理后 (以下称再生液) ,再回入氢化工序,继续循环使用。在循环运转过程中,部分2乙基蒽醌逐渐变成四氢2乙基蒽醌(H4EAQ),并积累于工作液中,后者亦为本过程的重要载体之一,它亦可反复被氢化,氧化,生成过氧化氢。一定量四氢2乙基蒽醌的存在,将有利于提高氢化反应速度而抑制其它副产物的生成。1.6.1 化学反应1.7 工艺流程简述本装置采用蒽醌法制备双氧水(35%wt)工艺,以烷基蒽醌
11、为工作载体,以磷酸三辛酯和重芳烃为溶剂,采用钯触媒固定床氢化、空塔氧化、筛板塔萃取及循环工作液后处理工艺,得到浓度为35%wt的双氧水。本装置包括蒽醌氢化、氢蒽醌氧化、尾气回收、双氧水萃取净化、工作液干燥和工作液配制六个工序,具体工艺流程说明如下:本流程叙述中所采用的均为正常工况100负荷下的数据。1.7.1 氢化工序(1)氢化由后处理工序再生液泵(P-1403)经触媒保护器(V-1409)、再生液过滤器(M-1402)送来的工作液,经工作液预热器(E-1103)预热到一定温度(视钯触媒活性而定)后进入氢化塔(T-1101)。E-1103为板式换热器,设有加热和冷却两套系统,根据催化剂活性不同
12、,其冷后温度可控制在40-70,在装置开工初期由于催化剂活性较高氢化反应控制在较低的温度,E-1103采用循环水对工作液冷却,随着催化剂活性的降低,氢化反应温度逐步提高,此时E-13102采用低压蒸汽对循环工作液加热,采用蒸汽加热时,工作液温度由控制器TIC-1106调节蒸汽线上的调节阀TV-13101来控制。E-13102还用于开工建立工作液循环时对循环工作液升温。自界区来的氢气进入过滤缓冲罐M-1102缓冲减压后从顶部进入氢化塔C-13101A/B。氢气流量6375Nm3/h,进过滤缓冲罐前由压控阀控制压力,过缓冲罐后还有一压控阀控制塔压。工作液流量由调节阀FV-1104控制。原料氢气同工
13、作液一起进入氢化塔(T-1101)顶部,顺流而下通过氢化塔。整个氢化塔(T-1101)由三节触媒床和氢化液气液分离段组成,上三节塔顶部设有气液分布器,以使进入塔内的气体和液体分布均匀。根据工艺需要,氢化时可使用三节触媒床中的任意一节或两节(串联),这主要根据氢化效率要求及触媒活性而定。比如当上中两节串联使用时,再生液与氢气进入上节塔顶部,并流而下通过塔内触媒层,由上塔底流出,再经塔外连通管进入中节塔顶部,从中节塔底流出,进入下节氢化液气液分离段。氢化后的工作液称为氢化液。氢化液与未反应的氢气一起从氢化塔(T-1101)底部排出,进入下段气液分离段,分离出的氢气夹带有少量芳烃,经再生冷凝器(E1
14、106)冷凝,冷凝后的芳烃收集于冷凝液计量槽(V-1101)中,芳烃分离水后回收使用。氢气尾气由冷凝液计量槽(V-1101)顶部经尾气经调节阀FV-1108控制后经阻火器直接放空。氢化塔(T-1101)下段气液分离段内的氢化液一部分(15-20)经循环液泵(P-1101)送回氢化塔(T-1101)顶部,以使塔内温度均匀,氢化效率稳定及操作安全。另一部分借氢气压力分成两路,一路直接进入氢化液过滤器(M-1104),另一路(约占10-15)先经氢化液白土床(V1102),使氧化过程中生成的少量降解物得到再生,再进入氢化液过滤器(M-1104)以除去氢化液中的机械杂质。再经氢化液冷却器(E-1104
15、)冷却至50后(工作液温度由调节阀TV-1113控制循环水量控制)。最后进入氢化液贮槽(V-1103)。在此,溶解在氢化液中的少量氢气被解析出来,经过氢化液放空冷却器(E-1105)冷凝后再进入氢化液放空液封后放空。氢化液借助氢化液泵(P-1102)送往氧化工序。氢化反应压力控制在0.27-0.30MPa(g),温度控制在40-70。温度和压力的控制要根据触媒活性情况和生产负荷的要求由低逐渐提高。1.7.2 氧化工序氢化液与预先在磷酸计量槽(V-1302)中配制好的磷酸水溶液(浓度40-45%)一起混合后经氢化液泵(P-1102)和泵后过滤器(M-1105)送入氧化塔(T-1201)上节塔底部
16、,流量由调节阀FV-1201控制,氧化液由顶部排出,经氧化液中间冷却器(E-1201)依次进入中、下节塔底部。氧化塔控制压力氧化塔由三节空塔组成,从中下节塔底部通入新鲜空气,并通过分散器分散,向塔内通入的空气量,根据氧化效率及尾气中氧含量而加以控制。进入上节塔底部的氢化液和从中塔内置分离器、下塔内置分离器来的气体一起并流向上,由塔上部经连通管及氧化液中间冷却器(E-1201A)控制一定温度后进入氧化塔中节,和中塔进来的新鲜空气一起并流向上继续氧化,从中节上部出来的气液混和物经氧化中塔内置分离器分除气体,液体从底部流出经氧化液中间冷却器(E-1201B)控制一定温度后,进入下节塔底部与新鲜空气一
17、起并流向上,进入下塔内置分离器分除气体。被完全氧化了的氢化液(称氧化液)经自控仪表控制氧化下塔内置分离器一定液位后,进入氧化液贮槽(V-1201)氢化液与压缩空气一起并流上升的过程中和氧气发生反应,氢化液转变成富含双氧水的氧化液。氧化液先进入氧化液贮槽(V-1201),再经氧化液泵(P-1201)送入萃取净化工序。氧化塔(T-1201)内的温度通过二合一组合式冷却器自动控制通入水量来调节。从中塔内置分离器分出的气体及下塔内置分离器分出的气体汇合后,进入上节塔底部。经上节塔顶部内置分离器分离的氧化尾气通过氧化尾气冷凝器(E-1202A/B)冷凝其中的溶剂蒸汽,进入尾气冷凝液受槽(V-1203),
18、通过压力控制仪表,控制塔顶压力后,进入尾气回收冷却器(E-1601)冷却尾气中的芳烃蒸汽,进入1#尾气回收槽(V-1601)、2#尾气回收槽(V-1602),进入膨胀机(C-1601A/B),最后进入尾气回收装置(X-1601),吸附尾气中夹带的重芳烃,经净化后的氧化尾气高空排放。压缩空气由配套的双氧水空压机房中的空气压缩机(C-1901)提供,压缩空气经外管送入双氧水生产,经过空气过滤器(M-1201A/B)后分两路进入氧化塔(T-1201)的下段和中段塔节底部,再从下段塔节的顶部和中段塔节的顶部排出后,混合进入上段塔的底部,最后从上段塔的顶部排出。1.7.3 萃取及净化工序氧化液经氧化液泵
19、(P-1201)分两路进入萃取塔(T-1301A/B)底部。与此同时来自纯水高位槽(V-1304)经纯水泵(P-1303A/B)并通过纯水加酸计量泵(P-1301A/B)加入一定配比磷酸和硝酸铵溶液的纯水先后通过萃取液冷却器(E-1302) 与萃取液换热、经纯水加热器(E-1301)预热达到一定温度后送入萃取塔(T-1301)顶部。并通过每层筛板的降液管使塔内水相上下相通,并连续向下流动,与向上漂浮的氧化液进行逆流萃取。萃取塔(T-1301)是由多块筛板组成的筛板塔。利用过氧化氢在水和工作液中的溶解度不同,氧化液在萃取塔中连续自行上漂,经过每块筛板形成分散液滴,逐渐到达塔顶,自行流出,此时的氧
20、化液已经转化为萃余液而进入萃余液计量槽(V-1306),一般控制萃余液中过氧化氢含量小于0.3g/L。在萃余液计量槽(V-1306)中分离出来的少量纯水排入排污系统,萃余液则进入后处理工序。纯水自塔顶加入后,经过萃取塔(T-1301)向下流动过程中不断有过氧化氢从氧化液液滴内进入水中,从而在塔底获得的萃取液即是过氧化氢半成品,半成品经过萃取液冷却器(E-1302)与进入萃取塔的纯水热交换后凭借位差进入净化塔(T-1302)顶部;通过净化塔(T-1302)进行净化处理从塔底得到合格的双氧水成品送往成品罐区储存。净化塔(T-1302)内装有不锈钢规整填料,并且充满重芳烃。从塔顶进入的萃取液在塔内被
21、分散向下流动,与此同时,重芳烃由净化塔顶部芳烃高位槽借助位差连续进入净化塔底部,两者形成逆流萃取,以除去过氧化氢中的有机杂质。在此过程中,重芳烃为连续相,萃取液为分散相。净化后的过氧化氢自净化塔底流出,进入罐区,产品经洁净的空气吹除所含微量重芳烃后去下游装置。自净化塔(T-1302)上部流出的重芳烃可进入氧化液贮槽(V-1201),用以补充系统重芳烃的损失。1.7.4 后处理工序由碳酸钾泵(P-1401)将碳酸钾溶液送入碱塔(T-1401)上段。碱塔(T-1401)上段是一填料塔,其作用是利用浓碳酸钾溶液的吸水性除去溶解在萃余液中的部分水份,分解萃余液中的少量过氧化氢;碱塔下段起碳酸钾贮存容器
22、的作用。从萃余液计量槽(V-1306)出来的萃余液由碱塔(T-1401)底部进入,碱塔内装有不锈钢规整填料、聚酯规整填料和碳酸钾溶液,以分解萃余液(后称再生液)中含有的少量过氧化氢、中和酸、并进一步除去水份。而后,再生液再流经碱分离器(V-1405),除去再生液中可能夹带的碱液,然后进入后处理白土床(V-1406),进一步降低工作液碱度并起到再生蒽醌降解物的作用。经再生处理后的工作液进入再生液贮槽(V-1407),借助再生液泵(P-1403)送入氢化工序,进入新一个循环。1.7.5 工作液的配制1) 工作液配制:工作液配制是在工作液配制釜(R-1501)中分批进行的。将芳烃和磷酸三辛酯按一定比
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