能源化工专业毕业实习报告
毕业实习报告
1.实习目的
在理论教学之后，通过生产实习的教学环节，能以比较长的时间感受或参与化工生产过程及化工单元操作，对本专业所涉及的知识领域及概念有进一步的认识，对化工生产的流程、单元操作、设备的认识从感性到理性，以利于已经学过的即将学习的单元操作的理论计算的理解和掌握。同时，对化工生产过程各环节有一个感性的认识。
实习是教学与生产实际相结合的重要实践性教学环节。在认识实习过程中，培养了我们的团结合作精神，牢固树立我们的群体意识，即个人智慧只有在融入集体之中才能最大限度地发挥作用。是大学培养学生综合能力及素质、提高分析问题解决问题的能力，做到理论联系实际，使知识完整化的关键环节，是本科生教学计划的重要组成部分。通过生产实习，接触生产一线技术人员、管理人员和操作工人，对加强精神文明建设、培养学生的劳动热情、高尚情操与职业道德具有重工的实际意义。
实习是获取生产实际知识、经营管理、企业改革、人际关系等综合能力的重要课程，是培养社会主义建设人才和事业接班人的必经环节。本次实习的主要目的是：通过实习，能将课堂所学的有关理论知识与工程实际紧密结合，加深对本专业的感性知识；通过实习使学生加深对专业领域的认识，使学生掌握本专业有关的生产工艺，生产设备、性能、配置及其工作原理。因此，提高对这一教学环节重要性的认识，加强对这一教学环节的建设，对保证这一教学环节在任何情况下都能得以正常执行，具有极为重要的意义。
2.实习单位及岗位介绍
2.1 实习单位
大庆油田甲醇厂于1993年9月16日在高新技术产业开发区宏伟园区注册成立，（行政区号230602，邮政编码163411），大庆油田有限责任公司化工集团下属二级单位，属于中石油大庆油田国有企业，所属行业为：制造业、化学原料及化学制品制造业、有机化学产品制造业、有机化工原料制造业。公司成立之初主要经营甲醇，甲醛，氧气，合成氨，注册员工人数为1189人，注册资本4500万元人民币。
2.2 岗位介绍
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始建于1989年3月，当时由上海化工设计院设计生产能力为年产6万吨甲醇，采用传统的高压法生产技术，以天然气为原料、一段蒸汽转化、25MPa(A)高压合成、双塔精馏的甲醇生产工艺。投产后经过不断改进完善，1995年产量达标。2000年以原装置为基础进行节能扩产改造，生产能力达到年产10万吨甲醇，2001年11月竣工投产，改造建设投资1.31亿元人民币，占地面积43400m2。设计运行时间7200小时。目前装置共有设备193台，其中动设备66台，静设备127台。装置详细设计由中国成达化学工程公司完成。该装置工艺上采用纯氧二段炉生产技术，应用国际上比较先进的低温氧化锌脱硫，二段蒸汽转化、低压合成，三塔精馏的工艺路线生产甲醇，同时采用汽提塔蒸汽汽提精馏残液的环保技术。核心设备合成气压缩机组和纯氧二段炉，引进意大利卡萨利纯氧烧嘴及配套冷却工艺。2009年5月装置大检修期间，甲醇装置完成了高效分离器技术改造、引风机高压电机加装变频器、中央控制室DCS生产监控系统升级等重要技改项目，并新增了由黑马公司设计的甲醇装置ESD紧急停车系统，大大提升了甲醇装置本质安全、节能减排及降本增效的能力。
3.实习内容及过程
本次实习主要内容是：在虚拟仿真实验室进行虚拟仿真操作；到大庆油田甲醇厂参观了一甲醇车间、合成氨车间、动力车间和制氢车间。
以天然气为原料制甲醇，采用氧化铁粗脱硫系统、压缩系统、钴钼/氧化锌精脱硫系统、转化系统、高温汽提残液环保处理系统、合成系统、精馏系统、储运系统、火炬系统、罐区消防系统，此外还有仪表DCS生产监控操作系统、ESD紧急停车系统、控制分析楼、变配电站等辅助生产及办公生活设施。
以天然气为原料制氢，采用蒸汽转化、中温变换、PSA气体分离这一技术路线来生产纯氢气。而动力车间则是为其他工艺提供辅助，其主要分为空分车间、蒸汽车间、除盐水车间。合成氨包括装置原料气压缩、脱硫单元；蒸汽转化和热回收单元；一氧化碳变换单元；MDEA脱碳单元；变压吸附PSA单元。
3.1 虚拟仿真操作
进行煤制甲醇单元仿真操作。工作原理：采用一氧化碳、二氧化碳加压催化氢化法合成甲醇。
流程说明：甲醇合成装置仿真系统的设备包括蒸汽透平（R101）、循环气压缩机（C101）、甲醇分离器（F102）、精制水预热器（E102）、中间换热器（E101）、最终冷却器（E103）、甲醇合成塔（T101）、蒸汽包（F101）以及开工喷射器（X101）等。
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蒸汽驱动透平带动压缩机运转，提供循环气连续运转的动力，并同时往循环系统中补充H2和混合气（CO+H2），使合成反应能够连续进行。反应放出的大量热通过蒸汽包F101移走，合成塔入口气在中间换热器E101中被合成塔出口气预热至46℃后进入合成塔T101，合成塔出口气由255℃依次经中间换热器E10
1、精制水预热器E10
2、最终冷却器E103换热至40℃，与补加的H2混合后进入甲醇分离器F102，分离出的粗甲醇送往精馏系统进行精制，气相的一小部分送往火炬，气相的大部分作为循环气被送往压缩机C101，被压缩的循环气与补加的混合气混合后经E101进入反应器T101。
3.2 安全与消防知识教育
（1）遵循引导员指示，按指定路线行走，不能随意走动。 （2）严禁接触阀门、仪表、按钮（由于气体膨胀容易发生危险）。 （3）如果遇到施工地点，尽量绕行。
（4）进入工厂区必须佩戴安全帽，保护好头部，以免高空坠物。 （5）出现事故迅速撤离至下风处。
（6）进入工厂前将烟火放入安全箱，绝对不能带入工厂。 （7）厂区的自来水不能随意引用。
3.3 一甲醇车间甲醇合成工艺
3.3.1 工艺流程简介
天然气先经由甲醇转化工序，天然气蒸汽转换工艺的主要目的是制取合成甲醇所需合成气，本装置使用二段蒸汽转化法，其原理包括:氧化锌脱硫，钴-钼加氢反应、天然气-蒸汽转化和废热回收。转化工艺的流程是这样的，天然气从进口进入，经过天然气分离器进行初步过滤，经预热压缩和除油后在氧化铁脱硫槽中初步脱硫，在经预热后经过钴一钼加氢器将有机硫和对甲醇催化剂有害的硫化氢不饱和烃类除去，这时60%的甲烷进入一段炉，40%进入二段炉转化为合成气经过俩个废锅不断降温减压运送至压缩工段的合成塔进行甲醇合成。 3.3.2 甲醇压缩工序工艺流程
由转化工序来的转化气温度为40℃，压力1.74MPa(A)，首先经进口分离器S401分水后，进入合成气压缩机NC401低压缸，压缩至3.02MPa(A)经水冷分离水后，分出一
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小股作为返氢气去转化工序钴钼加氢用，大部分去高压缸继续压缩4.85MPa(A)，再与从全收率甲醇分离器（NS501）来的循环气混合，进一步压缩至5.25MPa(A)送至合成工序入塔气预热器（NE501）。
合成气压缩机采用离心式，驱动采用抽汽凝汽式蒸汽透平，入口蒸汽参数2.4MPa(A)，360℃，抽汽参数为0.6MPa(A)，225℃，凝汽参数为0.01MPa(A)45℃。合成气压缩机（NC401）由抽凝式汽机（NCT401）直接驱动。汽轮机所需蒸汽为转化废热锅炉、合成塔所副产蒸汽的一部分（29.29t/h），并经转化炉对流段蒸汽过热器过热至370℃，向合成气压缩机提供动力。抽出15.1t/h、0.6MPa(A)、207℃饱和低压蒸汽去精馏工序，其余的蒸汽经表面冷凝后送至除盐水站处理回用。 3.3.2 合成工序工艺流程
由合成气压缩机（NC401）来的入塔气，经入塔气预热器（NE501）预热至225℃后由顶部进入合成塔（NR501），在甲醇合成塔（NR501）中，在催化剂作用下，CO、CO2和H2反应生成甲醇和水，同时也有少量其它杂质生成。合成塔出口反应气体经入塔预热器与入塔气换热，使温度降至90℃左右，此时有一部分甲醇冷凝，然后进入甲醇水冷器（E502）冷却。冷却至39℃的气液混合物经全收率甲醇分离器（NS501）机械重力分离及除盐水吸收二级分离出粗甲醇。
全收率甲醇分离器（NS501）出口的气体大部分返回合成气压缩机（NC401）经加压循环使用。驰放气全部用于转化炉（F301）作燃料。由全收率甲醇分离器（NS501）分离出的粗甲醇减压至0.55MPa(A)进入闪蒸槽（MV501）闪蒸，以除去粗甲醇中大部分溶解气体，然后送至甲醇精馏工序。闪蒸气也送至转化炉作燃料气或放空至火炬。 3.3.3 精馏工序工艺流程
通过甲醇合成工段后，粗甲醇进入至甲醇精馏装置。整个甲醉精馏环节的工业装置包括有膨胀箱、精馏塔、再沸器、冷凝器等。其中核心装置即本文重点所研究的对象为以预塔、加压塔及常压塔所形成的甲醇精馏三塔装置。
甲醇精馏的实现首先立足于混合物中多种物质的不同沸点，从而可以通过精馏塔内部大循环即液相不断气化而气相部分冷凝的手段最终实现组分分离。 3.3.4 一甲醇装置压缩和合成工序工艺流程流程示意图
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图3-1 一甲醇装置压缩和合成工序工艺流程流程示意图
3.2 天然气制氢工艺
主要工艺流程由以下几个单元组成： （1）原料预处理单元 （2）蒸汽转化及热量回收单元 （3）中温变换单元 （4）PSA 气体分离单元 3.2.1 原料预处理单元
天然气经过预热，分液后补入界外来的氢气后，经天然气压缩机压缩后进入加氢、脱硫反应器。脱除其中的有机硫和无机硫。进入蒸汽转化炉中的天然气在转化催化剂作用下生成合成气，合成气经过热回收后进入中温变换单元将CO和水蒸气转变成CO2和H2，在通过PSA变压吸附提纯后生产出合格氢气，送出装置界区。
天然气（0.4-0.8MPaG）经预热，分液和粗脱硫后，将原料中的无机硫降至10ppm以下一部分天然气直接作为燃料，另一部分与界外来的氢气按一定流量比进行混合，加压至2.8MPaG，温度升高至380℃，进入固定床加氢反应器，使含硫化合物全部转化为H2S。最终使处理后的气体硫含量小于0.1ppm。
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3.2.2 蒸汽转化及热量回收单元
脱硫后的原料气，按水碳比3.0（kmol/kmol）补入中压过热蒸汽，然后进入转化炉对流段预热至580℃、2.5MPaG，在镍基催化剂的作用下将CH
4、H2O转化为H
2、CO、CO2；工艺气出炉温度850℃、2.25MPaG，然后经工艺气冷却器冷却后，温度降至330℃，进入中温变换单元。 3.2.3 中温变换单元
中温变换单元转化气进入中温变换反应器后生成H2。中温变换反应过程采用铁系催化剂，可将CO从蒸汽出口的13%降至3%左右，变换反应出口温度为400℃。高温的变换气首先经过脱硫原料预热器，燃料预热器后温度降至263℃，经过锅炉给水预热器后温度降至147℃，然后再经过脱盐水预热器回收预热后温度降至125℃，再经变换气空冷器、变换气水冷器冷却至40℃，分液后气相进入PSA气体分离单元。 3.2.4 PSA气体分离单元
来自中温变换单元的变换气（40℃、1.89MPaG）经气液分离后，进入PSA气体分离单元。PSA原料气自吸附塔底进入正处于吸附状态的吸附塔内，在多种吸附剂的选择吸附下，依次除去H2以外的几乎所有杂质，获得纯度大于99.9%的产品氢气。 3.2.4 天然气制氢工艺流程示意图
图3-2 天然气制氢工艺流程示意图
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3.3 合成氨工艺
3.3.1 天然气脱硫
自界区外来压力0.3MPaG、总硫≤100ppm的天然气首先进入天然气油水分离器，经油水分离后经0.5MPaG、190℃的低压蒸汽加热至30℃进入两台串联的、内部装有氧化铁脱硫剂的脱硫反应器进行脱硫。这两台反应器的其中任何一台都可以做为第一反应器；也可以只使用一台反应器进行正常生产，并对另一台反应器进行脱硫剂的更换，经氧化铁脱硫后总硫降至10ppm。脱硫后天然气经除尘过滤器，一股作为燃料然气，减压进入燃料系统，作为一段炉的燃料；另一股是作为原料天然气。
原料天然气首先进入原料气压缩机，压缩到约1.7MPaG后，在压缩机二段配入一小股来自变压吸附单元的氢气226Nm3/h，混合后再入原料气压缩机，进一步压缩到3.7MPaG。
3.7MPaG的原料气，首先进入原料气预热，被高变气预热到380℃，再进钴-钼加氢反应器。通过加氢反应，天然气中的有机硫转化为H2S。
热的原料天然气在钴-钼加氢反应器反应后，通过两台串联的、内部装有氧化锌脱硫剂的ZnO脱硫反应器进行脱硫。这两台反应器的使用与氧化铁脱硫罐相同。脱硫后的天然气总硫降至0.1ppm，脱硫后的气体去转化部分。 3.3.2 蒸汽转化和余热回收
脱硫后的原料气体与来自透平发电机组的一级抽汽，即3.7MPaG的中压蒸汽混合，水碳比控制为3.0，然后进入置于蒸汽转化炉对流段中的原料气加热器I/II加热。为了防止在转化炉进气总管和转化炉管内结碳，必须控制在对流段预热的原料气温度小于600℃，因此采用两组原料气预热器串联，并且将部分热量用高压汽包移走的温度控制方式。具体说明如下：进原料气加热器II的进料气温度为356℃，被加热到473℃后离开，其中约16%的473℃的进料气通过温度控制阀的控制，被送到高压汽包内的盘管冷却到332℃后，与未冷却的进料气混合后，送入原料气加热器I加热到580℃送到转化管。加热到580℃后，进入蒸汽转化炉的转化管内与水蒸汽进行烃类转化反应。
出转化管的气体温度为850℃、压力3.0MPaG，残余甲烷约6.75％。从转化管出来的热气体被收集到热集气管、冷集气管后，送到转化气余热回收器被迅速冷却到340℃，并副产8.15MPaG高压饱和蒸汽，然后进入CO变换工序。 3.3.3 CO转换
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出转化气余热回收器的转化气CO含量为13%，进入高温变换反应器。在高变催化剂上发生变换反应，变换反应是放热反应，转化气进入装有铁-铬催化剂的高温变换反应器后，温度由340℃升到406℃；出高温变换反应器的变换气中的CO含量被降到3.2%高变气首先经过原料气预热器回收热量，然后进入锅炉给水加热器II加热部分锅炉给水，高变气的温度降为195℃后进入低温变换反应器。
在低温变换反应器中，装有铜系催化剂，高变气在催化剂床上继续发生变换反应，出低温变换反应器的低变气中的CO含量降到0.37%，温度升高到217℃。变低气再经锅炉给水预热器I、MDEA脱碳单元的再生塔再沸器和脱盐水预热器回收热量后，去低变气冷凝液分离器I分出工艺冷凝液。然后气体经低变气水冷器冷却，进入低变气冷凝液分离器II分出冷凝液。出低变气冷凝液分离器II的气体被送入MDEA脱碳部分。
出低变气冷凝液分离器I和低变气冷凝液分离器II的工艺冷凝液经工艺冷凝液泵升压后在工艺冷凝液汽提塔中进行汽提，使氨含量降至大约30ppm，CO2含量降至几乎为零，甲醇降至5ppm。汽提后的冷凝液中含有大约2.5ppm的金属。汽提后的工艺冷凝液经冷却后送出界区。 3.3.4 MDEA脱碳
来自变换工序的变换气送入CO2吸收塔下段，大量CO2在此段被MDEA半贫液吸收，剩余CO2在上段用MDEA贫液吸收。工艺气出塔前，在吸收塔的顶部，用锅炉给水洗下气流中夹带的微量MDEA。出吸收塔的工艺气温度约为50℃，CO2含量小于1000ppm。脱碳后的工艺气经净化气水冷却器冷却到40℃后，在净化气冷凝液分离器中分离出水份，然后送到变压吸附工序。
自CO2吸收塔下段引出的吸收了CO2的富液，经半贫液泵透平回收能量后，降压到0.85MPaG送到中压解吸塔，在此解吸出的大部分H2和少量的CO2从塔顶引出并作为燃料送到蒸汽转化炉。
中压解吸塔塔底溶液进一步减压，送到低压解吸塔，在0.11MPaG下继续解吸出CO2，其余部分CO2则由来自再生塔顶部的CO2饱和蒸气气提得到。低压解吸塔塔顶得到的CO2产品，经产品CO2气水冷器及产品CO2气氨冷器冷却后，送到产品CO2气冷凝液分离器分离出冷凝液后，得到10℃，纯度约99%的产品CO2送出界区。产品CO2气冷凝液分离器分离出的冷凝液由低压解吸塔顶冷凝液泵将部分凝液打回流到低压解吸塔塔顶，用以洗下解吸CO2气中所夹带的微量MDEA；另一部分与净化气冷凝液分离器分出的冷凝液合并后作为污水，送污水处理装置。 3.3.5 变压吸附
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净化后出PSA系统的H2压力约2.58MPaG，一部分送氨合成工序，另一部分作为产品外输。具体工艺流程可参照天然气制氢工艺。 3.3.6 合成气压缩
来自变压吸附单元的氢气和来自氮气压缩机的氮气，按氢、氮摩尔比3:1混合后，最终形成压力为2.55MPaG的新鲜气。它被导入合成气压缩机进一步的被压缩12.2MPaG，再与来自合成回路冷交换器的27℃、12.2MPaG循环气混合，再返回压缩机，继续压缩到12.9MPaG，经滤油器，除去夹带的微量油后，送入合成回路。合成气压缩机为二台往复式压缩机，其中一开一倍。合成气压缩机出口设计油含量最大不超过0.2mg/Nm3 3.3.7 氨合成反应
氨合成反应为可逆的放热反应，出合成气压缩机温度39.5℃、压力12.9MPaG的合成气进入热交换器，在此它与出塔气换热，温度升至242℃，然后进入氨合成塔，入塔气中氨含量为：5.59%。氨合成塔的操作压力为12.8MPaG。
合成气由合成塔顶部进入，沿外壳和内筐之间的环隙空间向下流到底部，使外壳温度保持为300℃以下，以保护合成塔外壳。然后气体在底部折流上升，流过贯穿第三催化剂床层的中心管后，再向上穿过换热器的管程，与来自第二床层的合成气换热升温。 然后流过贯穿第一催化剂床层的中心管到达塔顶后进入第一床层，工艺气体沿径向和轴向穿过第一床层，开始反应，温度升高；工艺气体从第一床层出来后，加入冷激气降温后进入第二床层，然后进入到换热器壳程，与进入塔内没有反应的工艺气体换热，温度 降低。在换热器壳程被冷却后的工艺气体，继续进入第三床层，在第三床层同样沿径向 和轴向穿过催化剂层，进一步进行氨的合成反应，反应后的气体由合成塔底部离开合成 塔，出口气体含氨达18.33%，温度约为429℃。
离开合成塔的429℃的合成气，先经过合成气冷却器）回收反应热，副产8.15MPaG的高压饱和蒸汽。再经热交换器）加热入塔合成气而被冷却后，进入水冷器冷却到40℃。
然后，合成反应气经下列步骤进一步冷却、冷凝并分离出液氨产品：生产的液氨由液位控制系统控制送入氨贮罐。 3.3.8 氨冷冻与储存
来自氨受槽的液氨作为以下三个换热器的制冷剂：弛放气冷却器、氨冷器、产品CO2气氨冷器。液氨在换热器中蒸发制冷，气氨进入氨压缩机入口缓冲罐，其压力
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0.41MPaG，然后进入氨压缩机压缩，升压至约1.58MPaG后，进入最终水冷器被循环水冷却、冷凝。冷凝下来的40℃，1.53MPaG的液氨流回氨受槽。
氨冷冻系统的液氨可由氨闪蒸槽补充或送出，而多余的液氨经氨受槽的液位控制系统流入氨球罐。
氨受槽中的气体，经弛放气冷却器冷却，将其中的氨冷凝下来流回氨受槽。未凝的弛放气送至燃料气系统，以作为转化炉的燃料气。
氨球罐，用于储存产品液氨。从氨闪蒸罐来的液氨用其自身的压力直接压入氨球罐内。为防止球罐超压，球罐内闪蒸出的气氨和少量惰性气体送入氨压缩机缓冲罐而进入氨冷冻系统。另外配置了氨输送泵，将其产品液氨送出界区。 3.3.9 合成氨工艺流程示意图
图3-3 合成氨工艺流程示意图
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4.实习总结及体会
这次去工厂实习，我就对那些平常理论的东西，有了感性的认识，觉得自己受益匪浅。在这次的实习过程中，我发现自己看待问题是片面的，需要重全局出发，思考问题的方式也逐渐开拓，这与实践密不可分，在实践过程中，我感受到了自己的不断充实和不断成长。时光如梭，实习期间是我从理论到实践上的一个飞跃，使我深刻地理解了实践的重要性，理论无论多么熟悉，但是缺乏了实践的理论是行不通的，现在终于明白了“读万卷书，行万里路”这句话的含义。通过将学过的基础课程与生产实践相结合，形成初步的专业概念，为学习专业课奠定基础；理论联系实际。用已学的理论知识去分析实习场所看到的实际生产技术，使理论知识得到充实、印证、巩固、深化，既体会学习书本知识的必要性，又提高解决实际工程技术问题的能力。
通过实习我得到生活上锻炼，精神上的充实，心灵上的满足，它们之中有辛酸、也有快乐，给我的大学生活中又添一笔宝贵的财富，给我的人生又添加了一个音符。对我以后的工作和生活产生了很大的帮助，给我的生命带来了新的气息和方向，让我发现了像我这样的在校大学生的不足之处，给了我今后努力的方向和学习的目标。实习是让我们明白:在专业方面有比较深刻地认识，掌握专业上所需要的一切知识，这样在今后的工作中，我们处理起问题才能够游刃有余，不会被困难压垮，机遇只给有准备地人，只有我们不断的充实自己的头脑，才能够更有信心的微笑着面对挑战，让自己成为生活和事业上的强者。我不会否认，也不敢苟同。未来的可能性较多，如何选择对自己最有利的一面，让自己的性格，处事方式变得圆滑起来才是首要的。知识是学不完的，只要保持一颗求知的心，和永不停歇的动力，足矣。
实习结束了，对我的影响虽然不至于是一生但是也将要持续到我进入社会工作的开始几年。感谢带队的老师师傅们给了我以后进入社会的一盏明灯，在未来的几年里不会失望、彷徨、恐惧、担忧，让我明白了幸福需要自己去争取。辛勤耕耘不一定有好的收获，没有付出就一定没有收获。
