（二零零九年九
目錄第一章中海石油天野化工股份****概況1
第二章合成氨及尿素生產工藝2
2.1合成氨的生產工藝2
2.2 尿素生產工藝4
2.2.1 尿素生產主要工藝步驟4
2.2.2 尿素合成反應4
第三章主要裝置簡介5
3.1 離心幫浦5
3.1.1 離心幫浦的主要部件6
3.1.2 離心幫浦的工作原理6
3.2 旋風分離器7
3.2.1 旋風分離器的基本結構7
3.2.2 旋風分離器的工作原理7
3.3 管殼式換熱器7
3.3.1 管殼式換熱器的基本結構8
3.3.2 管殼式換熱器的傳熱過程8
第四章實習體會9
第一章中海石油天野化工股份****概況
中海石油天野化工股份****位於內蒙古自治區呼和浩特市金橋開發區，隸屬中海石油化學股份****的大型國有企業。天野公司現有一套年產30萬噸合成氨、52萬噸尿素生產裝置，和一套年產20萬噸甲醇生產裝置。現正建一套年產6萬噸聚甲醛專案，專案總投資17億元，預計2023年投產。
按照中海油總公司的戰略規劃，天野化工公司正在向煤化工領域擴充套件，專案已有實質性進展。
天野公司是國家和內蒙古自治區「八五」重點建設專案，總投資30.6億元人民幣，2023年12月17日建成投產。設計規模為年產30萬噸合成氨，52萬噸尿素。
是內蒙古自治區最大的化工企業，也是我國最新引進技術和裝置建成的大型現代化化肥企業之一。整個生產裝置具有當代世界先進水平，工藝技術為世界一流。
公司主要產品「天野」牌尿素，產品質量達到了國家（gb2440—2001）優質品標準。天野公司於2023年底已通過了iso9000質量體系認證。2023年「天野」牌尿素被評為國家免檢產品，2023年評為自治區名牌產品。
經過近十年的市場開拓，「天野」牌尿素和甲醇產品市場已覆蓋全國二十幾個省市自治區，「天野」牌尿素已銷往內蒙古自治區及北京、河北、河南、山東、遼寧、天津、江蘇、安徽、浙江、湖北等全國許多省市，並遠銷到東南亞及古巴等國，受到使用者特別是廣大農民朋友的熱烈歡迎。
第二章合成氨及尿素生產工藝
合成氨是從烴原料生產出來的數量最大的化學品，是一種主要的中間體，用於生產尿素、硝酸銨、磷酸銨等肥料和混合物以及各種工業應用如合成樹脂（脲基）、合成纖維（丙烯酸類和尼龍類）、聚氨酯、炸藥（硝酸銨基）和製冷。
合成氨需求主要由尿素消費所推動，而後者主要隨化肥需求的變動而變動。因此，尿素消費最高的增長率出現在農業是國民經濟主要領域的地區，如南美、中歐、東歐和亞洲。然而，工業化地區市場的絕對容量仍然很大，這些地區的進口可望增長。
2.1合成氨的生產工藝
以天然氣，水蒸汽和空氣為原料製取合成氨原料氣在一定的歷史時期為我國特別是四川的小合成氨工業發展起了重要作用。合成氨的生產工藝流程主要有間歇催化轉化工藝流程和連續催化轉化工藝流程，其中後者又分為三種即管式連續催化轉化工藝流程，部分氧化法一段轉化工藝流程和換熱式二段轉化工藝流程。
連續加壓催化轉化與間歇催化轉化製半水煤氣的工藝原理基本相同，只是前者是在加壓條件下使轉化吸熱和燃燒供熱同時進行，從而實現制氣連續化，而後者則是在常壓條件下將吸熱與供熱交替進行。以下介紹換熱式二段轉化工藝流程。
天然氣經加熱爐預熱和脫硫後，被高溫水飽和或新增蒸汽，使水碳比達到2.5以上，再經換熱器加熱到500～550℃的天然氣蒸汽混合氣進入換熱式一段轉化爐管內，在催化劑作用下，有30%左右的甲烷被轉化成氫氣、一氧化碳和二氧化碳，出轉化管氣體溫度約650℃進入二段轉化爐上部混合器，與被加壓和預熱的富氧空氣混合，空氣中的氧與一段轉化器中的氫迅猛反應，放出大量反應熱，以供給二段爐中甲烷蒸汽催化轉化反應的吸熱。由二段爐底部出口的轉化器溫度高達950～1000℃，殘餘甲烷控制到0.
35%以下，再回到一段爐的管間，通過熱交換向轉化管內提供反應熱。溫度降至620～640℃出一段爐再相繼經氣體換熱器和廢熱鍋爐，轉化器溫度降至360℃左右送中溫度換爐進行一氧化碳的變換反應。
一氧化碳變換是半水煤氣借助於催化劑的作用，在一定溫度下與水蒸氣反應，生成二氧化碳和氫氣的工藝過程，通過變換既除去了一氧化碳，又得到了制合成氨的原料氣氫和氨加工的原料氣二氧化碳。
co+ho=co+h+41kj/mol（2-1）
氨合成是將純淨的氫、氮混合氣壓縮到高壓，在催化劑的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨產品的工序，是整個合成氨生產過程的核心部分。氨合成反應在較高壓力和催化劑存在的條件下進行，由於反應後氣體中氨含量不高，一般只有10%～20%，故採用未反應氫氮氣迴圈的流程。
氨合成反應式如下：
n+3h→2nh (g) =-92.4kj/mol（2-2）
2.2尿素生產工藝
2.2.1 尿素生產主要工藝步驟
我國尿素的生產主要採用以下三種生產工藝：二氧化碳汽提法、氨汽提法和水溶液全迴圈法。下述是基於二氧化碳汽提法的主要工藝步驟。
1 氨基甲酸銨的製備
氨與二氧化碳在乙個換熱器內進行混合，此換熱器常稱為氨基甲酸銨冷凝器。
2 尿素的製備
在尿素反應器中氨基甲酸銨轉化為尿素，此反應為吸熱反應
3 用進來的壓縮二氧化碳汽提反應物
進汽提塔的物流中含有未反應的nh/co和新鮮的co，然後直接進入甲銨液冷凝器，新鮮的液氨進入此冷凝器，然後匯入合成反應器，繼續合成甲銨液。
4 尿素產品的淨化
利用加熱和降低壓力，未反應的甲銨液進行分解變為nh和co，迴圈至合成反應器。含有尿素的溶液送蒸發器產生99.0%～99.75%的尿素溶液，然後去造粒。
5 造粒
為便於貯存、包裝和運輸，進造粒塔造粒。
2.2.2 尿素合成反應
由液氨和氣態co直接合成尿素的總反應式
2nh (液)+co（氣）=co(nh) (液)+ho(液)+q（2-3）
此反應分兩步進行
第一步：生成氨基甲酸銨
2nh (液)+co（氣）=nhcoonh（液）（2-4）
這是乙個強放熱反應，反應速度很快，容易達到化學平衡
第二步：甲銨經脫水得到尿素
nhcoonh（液）= co(nh) (液)+ ho（2-5）
第三章主要裝置簡介
3.1 離心幫浦
離心幫浦是典型的高速旋轉葉輪式液體輸送機械它由兩個只要部件構成：一是包括葉輪和幫浦軸的旋轉部件；二是由幫浦殼﹑填料函和軸承組成的靜止部件。
圖2-4 離心幫浦工作簡圖
1- 底閥 2-吸入管路 3-吸入室 4-蝸殼5-閥門 6-排出管路 7-葉輪 8-電機
圖2-2 離心幫浦基本結構
1-轉軸 2-軸封器 3-擴壓管 4-葉輪 5-吸入室 6-密封環 7-蝸殼
3.1.1 離心幫浦的主要部件
1﹑葉輪
葉輪是離心幫浦的關鍵部件通常由6~12片的後彎葉片組成，緊固於與電機相連的幫浦軸上雖電機高速旋轉。其作用是將原動機的機械能直接傳給流體以增加液體的靜壓能和動能。
（a）開式 （b）半開式 （c）閉式
2﹑幫浦殼
離心幫浦的幫浦殼通常製成蝸牛形，故又成為蝸殼。液體從葉輪外周高速流出後，流過幫浦殼的蝸形通道時，流速將逐漸降低，因此減少了流動能量損失且使部分動能轉換為靜壓能，所以幫浦殼不僅是匯集有葉輪流出的液體的部件，而且又是乙個轉能裝置。
3﹑軸封裝置
軸封裝置固定在幫浦軸一端的葉輪與幫浦軸一同旋轉，幫浦軸的另一端需要穿過靜止的幫浦殼與電動機的旋轉軸相連，旋轉幫浦軸與幫浦殼上的軸承之間的間隙應有密封結構成為軸封。常用的軸封裝置有填料函和機械密封，其作用是防止幫浦殼內液體沿軸漏出，或外界空氣漏入幫浦殼內。
3.1.2 離心幫浦的工作原理
葉輪安裝在幫浦殼內並緊固於幫浦軸上，幫浦軸可由電動機帶動旋轉，幫浦殼**的吸入口與吸入管路底部裝有單向底閥，幫浦殼側旁的派出口與排除官路相連線，其上裝有調節閥。
離心幫浦在啟動前徐行科內灌滿被輸送的液體,啟動後液體在離心力的作用下從葉輪中心被拋向外緣，流速增大，一般可達15m/s～25 m/s。液體離開葉輪進入幫浦殼後，由於幫浦殼中流道逐漸加寬而使液體的流速逐漸降低部分動能轉變為靜壓能，於是具有較高的壓強的液體從幫浦的排出口進入排出管路，輸送至所需的場所。
3.2 旋風分離器
旋風分離器裝置的主要功能是盡可能除去輸送介質氣體中攜帶的固體顆粒雜質和液滴，達到氣固液分離，以保證管道及裝置的正常執行。
3.2.1 旋風分離器的基本結構
旋風分離器是一種常用的用於除去氣體中粉塵的離心分離裝置，廣泛適用於含顆粒濃度為0.01g/m3～500g/m3、粒度不小於5um的氣體淨化與顆粒**操作。主體的上部為圓筒形，下部為圓錐形。
3.2.2 旋風分離器的工作原理
含塵氣體以較高的線速度切向進入器內，在外筒與排氣管之間的環形空間形成旋轉向下的外螺旋流場，到達錐底後以相同的旋向折轉向上形成內螺旋流場直至達到上不排氣管流出。顆粒在內外旋轉流場中均會受離心力作用向器壁方向丟擲，在重力作用下沿壁面下落到排灰口被排出，氣體因此得到淨化。
3.3 管殼式換熱器
管殼式換熱器又稱列管式換熱器。是以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面的間壁式換熱器。這種換熱器結構較簡單，操作可靠，可用各種結構材料（主要是金屬材料）製造，能在高溫、高壓下使用，是目前應用最廣的型別。
管殼式換熱器是目前化工生產中應用最廣泛的傳熱裝置，其優點主要是單位體積具有的傳熱面積較大以及傳熱效果較好；此外，結構簡單、製作的材料範圍較廣操作彈性也較大等，因此在高溫高壓和大型裝置上多採用管殼式換熱器，根據熱補償的方法的不同，管殼式換熱器有以下幾種形式。
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