太化集团氯碱分厂生产实习报告

系    别：          

专    业：          

姓    名：            

学    号：           

指导教师：          

  实习时间：                                

  实习地点：                                     

                                     年    月   日

一、前 言

1.实习目的和任务

目的：学生在理论教学之后，通过生产学习的教学环节，学生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，使学生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、设备等的认识从感性到理性，以利于已经学过的和即将学习的单元操作的理论计算的理解和掌握，并为专业课的理论教学奠定良好的基础。同时，对化工生产过程各环节有一个感性认识。

任务：了解和熟悉太化氯碱厂一次盐水、二次盐水、电解工段、制气工段、聚合工段等化工过程、单元操作、工艺流程、设备、理论基础及化工生产过程对人员素质、技能的要求。

2.实习要求

1）注意安全。实习期间不允许单独行动，严格遵守实习单位的安全条例和各项规章制度，遇到突发事件要及时向带队老师报告。

2）在进入装置区时，不得触动任何开关、按键和把手，不得把头和手伸向转动部位，不得触摸任何转动部位，不得挪动装置内的任何物品。

3）实习期间要做到一切行动听指挥，尊重工人师傅，虚心向工人师傅请教。

4）不迟到、不早退，有事须向老师请假。

5）保证实习期间，每天认真做笔记。实习结束后，按时提交实习报告。

3.实习内容

本次实习的任务在于了解和熟悉太化氯碱公司一次盐水、二次盐水、电解工段、制气工段、聚合工段等化工过程、单元操作、工艺流程、设备、理论基础及化工生产过程对人员素质、技能的要求。

4.太化集团氯碱分厂简介

    太原化学工业集团有限公司位于太原市义井街20号，是全国重要的煤化工基地，是山西省最大的综合性化工企业，省属特大型企业之一。现有职工19000人,占地1040万平方米，总资产56.11亿元。2005年底，山西省国资委确定太化主业为基础化工原料和产品生产。2005年,太化销售收入实现24.52亿元，实现利税1.3亿元以上,企业跻身中国石油和化工百强企业。

    太化集团有限公司以煤化工、氯碱化工为主，兼营无机化工、有机化工、精细化工、润滑油脂、贵金属催化剂、污水处理等产业，主要产品有聚氯乙烯、烧碱、焦炭、甲醇、合成氨、工业硝铵、己二酸、环己酮、浓、氯乙酸、糠醇、油漆、涂料、铂网、橡胶助剂等120种,先后有10多种产品获得国家、省、市名牌产品称号，产品销往全国各地，并远销美国、日本、巴基斯坦等国家和地区，为国民经济发展做出了积极贡献。

“十一五”期间，太化集团将占稳全省企业发展第二方阵，打响“中国太化”民族工业品牌，大力推行循环经济，发挥山西资源、能源、技术和产业链配套等比较优势，引进国内外先进煤化工技术，加快国家“双高一优”项目全国最大的30万吨/年焦化粗苯加氢精制工程、山西省重点项目全国最大的乙炔煤化工项目50万吨/年PVC工程、30万吨／年焦油加工、“2030”合成氨系统改造等10大滚动技改项目建设，打造“百亿太化,百年太化，绿色太化，和谐太化”，努力成为全国最大的煤化工企业和“国际性煤化工先进制造业基地”。

本次实习主要是在太化集团的氯碱分厂进行的。氯碱厂是分公司的主要生产单位，成立于2011年4月，现设有盐水分厂、离子膜分厂、液氯分厂、包装分厂、检修分厂，管辖18个工段，共有职工423人。氯碱厂拥有目前世界上最先进的日本氯工程复极电解槽和旭硝子单极电解槽制碱的电解工艺装置，本分厂的只要生产任务是：以工业盐酸为原料生产32%离子膜烧碱、31%高纯盐酸。液氯三种产品和向树脂厂提供合格的氯气、氢气；同时还承担着向分公司其他生产单位提供工艺用压缩空气、仪表气的任务，产品的装置能力为15万吨烧碱、4万吨盐酸、4万吨液氯。氯碱厂的工艺装置拥有许多世界先进技术的生产装置。

二、实习内容介绍

1.一次盐水及二次盐水工段

1.1 工艺流程

    太化集团氯碱厂所用的盐分为海盐和矿盐两种，由于本地不产盐，所以这两种盐都是从外地运过来的。在进入电解池之前需要现将盐溶解、除杂、加热，使纯度、温度达到工艺要求。为使上述反应完全，粗盐水经过前折流槽后还需进入前反应桶。在前反应桶中，通过不断搅拌，使反应更充分、更完全。将固体原盐(或搭配部分盐卤水)与蒸发工段送来的回收盐水、洗盐泥回收的淡盐水，按比例掺和、加热溶解成含氯化钠的饱和水溶液。然后和氢氧化钠、碳酸钠混合，使盐水中钙、镁、硫酸根等杂质离子分别生成难溶的沉淀物，然后加入助沉剂(聚丙烯酸钠等)，经过澄清、砂滤得到一次盐水。

一次盐水经过加入次氯酸钠可以使盐水中的亚硫酸钠反应为硫酸钠，因为ClO-可以腐蚀碳素管，所以在进入碳素管之前要经ClO-除去。

2ClO- + C          CO2↑ + 2Cl- , 然后调PH到8左右。使溶液中的氢氧化镁、碳酸钙转化成Ca2+,Mg2+。然后用螯合树脂吸附Ca2+,Mg2+。

基本化学方程式： CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl

         CaSO4+Na2CO3=CaCO3↓+2Na2SO4

         MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl

         Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl

1.2螯合树脂原理

吸附运行：RCH2NHCH2PO3K2 + Ca2+          RCH2NHCH2PO3Ca + 2K+

再生：RCH2NHCH2PO3Ca + 2HCl        RCH2NHCH2PO3H2 + CaCl2 

转型：RCH2NHCH2PO3H2 + 2KOH        RCH2NHCH2PO3K2 + 2H2O

    生产中，含有Ca2+，Mg2+和其他金属离子的盐水进入螯合树脂塔，被螯合树脂吸附（如图所示，上层树脂已成钙型，中层一部为钙型，另一部分仍为钾型。），当盐水不断进入树脂塔，交换层逐渐下移，直至底部。这时钙镁含量升高，树脂塔必须进行再生。

2.电解工段

2.1 电解概述

    离子膜法电解制碱是世界上工业化生产烧碱当中最先进的工艺方法，具有能耗低、三废污染少、成本低及操作管理方便等优点。副产的氯气和氢气，可以合成盐酸，或深加工氯下游产品如PVC、有机硅及甲烷氯化物等。烧碱广泛用于造纸、纺织、印染、搪瓷、医药、染料、农药、制革、石油精炼、动植物油脂加工、橡胶、轻工等工业部门，也用于氧化铝的提取和金属制品的加工。

2.2 工艺流程

   从树脂塔出来的二次精制盐水经过树脂捕集器后进入精制盐水储罐，再由精制盐水泵送至盐水高位槽，然后自流入电解槽、进入每台电解槽的阳极液进料总管，然后经软管进入每个阳极室，精制盐水在阳极室中进行电解，产生氯气和淡盐水，此时淡盐水的浓度降低，电解后产生的氯气和淡盐水的混合物通过软管汇集排入阳极液出口总管，并在总管中进行气体和液体的初步分离。淡盐水在淡盐水总管汇集后进入淡盐水循环槽，由淡盐水泵送至脱氯塔，氯气在脱氯塔顶部经过氯气冷却器被真空泵抽走，冷却下来的氯水被送入阳极液排放槽，被分离出的氯气进入氯气总管，脱氯后的淡盐水（加碱32﹪），由脱氯盐水泵送回至一次盐水工段（加亚硫酸钠11﹪），一少部分淡盐水被送回精制盐水管道与精制盐水一同进入电解槽，氯气在氯气总管中汇集后送入淡盐水循环槽顶部，经氯气总管送出界区。

阴极液由碱液高位槽自流入电解槽，进入每台电解槽的阴极液进料总管，然后经软管进入每个阴极室（为了确保碱浓度在规定值，入槽前加入一定量的纯水），碱液在阴极室中进行电解产生氢气和烧碱，电解产生的氢气和烧碱的混合物通过软管汇集排入阴极出口总管，并在总管中进行气体和液体的初步分离，碱液会合后进入碱液循环槽，一部分碱液由碱液循环泵送至碱液冷却器加热至工艺要求温度（82℃-88℃），然后送入碱液高位槽自流入电解槽；另一部分碱作为成品碱被送至成品碱冷却器进行冷却，冷却后送出界区。

2.3电解原理

离子膜烧碱就是采用离子交换膜法电解食盐水而制成烧碱（即NaOH），其主要原理是因为使用的阳离子交换膜，该膜有特殊的选择透过性，只允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过(即只允许H+、Na+通过，而Cl-、OH-和两极产物H2和Cl2无法通过)，因而起到了防止阳极产物Cl2和阴极产物H2相混合而可能导致爆炸的危险，还起到了避免Cl2和阴极另一产物NaOH反应而生成NaClO影响烧碱纯度的作用。精制盐水在电解槽内，经电解阳极析出Cl2以及NaOH，阴极析出H2，方程式是这样的：

   NaCl+H2OH2↑+Cl2↑+NaOH

2.4 电解工艺指标

电解槽入口阳极液工艺指标：入口阳极液酸度：<0.15mol/L

电解槽出口阳极液工艺指标：NaCl浓度：21010g/L

                          淡盐水pH：2~5

                     出口阳极液酸度：0.0005~0.001

电解出口阴极液工艺指标：  出槽温度：85~90℃   碱中含盐：≤0.01%

成品碱浓度：32~32.5%

氯、氢气总管工艺指标：  氯气纯度：≥98         氯中含氢：≤0.4%

氢气纯度：99%

3.氯氢工段

3.1 氯气处理工序

    从电解槽出来的湿氯气，一般温度较高，并伴随有大量的水蒸气及盐雾等杂质。这种湿氯气对钢铁及大多数金属有强烈的腐蚀作用，只有某些金属材料和非金属材料在一定的条件下才能耐湿氯气的腐蚀。例如金属钛、聚氯乙烯、酚醛树脂、陶瓷、玻璃、橡胶、聚酯、玻璃钢等。因而使得生产及输送极不方便。但干燥的氯气对钢铁及常用材料的腐蚀在通常情况下是较小的，所以湿氯气的干燥是生产及使用氯气过程中所必须的。氯气干燥前通常先使氯气冷却使湿氯气中的大部分水蒸气被冷凝除去，然后用干燥剂进一步除去水分。干燥后的氯气经压缩送至用氯部门。

3.2 氢气处理工序

从电解槽出来的氢气，其温度稍低于电解槽的槽温，含有大量的饱和水蒸气同时还带有盐和碱的雾沫。所以在生产过程中应进行冷却和洗涤，然后再用风机输送到用氢部门。 

    自电解槽来的氢气进入氢气-盐水热交换器，使氢气和盐水进行热交换， 氢气温度可降至50℃左右，而盐水温度约能提高10℃。这样使氢气中所带出的一部分余热可得到回收。被冷却的氢气进入氢气洗涤塔内，用工业上水对其进行冷却和洗涤，氢气中大部分的固体杂质，盐雾和碱雾，及水蒸气被冷却水带走并排入下水道。氢气则从塔顶出来，经水气分离器分离后，由罗茨鼓风机送至氢气柜和用氢部门。

4.乙炔工段

4.1 乙炔工段流程

由电石贮运来的装满电石的吊斗送到吊料孔的位置，由电动葫芦将吊斗吊到加料，电石经第一贮斗、第二贮料、第三贮料斗进入乙炔发生器，在乙炔发生器内与水反应生成乙炔气和电石渣浆，反应温度控制在85土5℃，压力约0.0052MPa(4OmmHg)。乙炔气由发生器上部输出，经正水封进水洗塔，预冷到45℃左右，再经冷却塔用水喷淋降温到25℃，并洗去乙炔气中的固体杂质，部分乙炔气送入乙炔气柜予以储存、缓冲，部分乙炔气经水环压缩机将乙炔气压缩到一定压力(小于0.lMPa)，送入清净塔进一步净化，在清净塔中乙炔98硫酸溶液洗涤氧化，除去S、P、水杂质。由中和塔顶出来的乙炔气在乙炔冷却器中冷却到1O℃左右送到氯乙烯合成工段。

乙炔发生器产生的电石渣分别由溢流管和排渣口注入溢流液贮槽和排渣池内，溢流液贮槽内的渣浆用排浆泵打到环保工序进行处理。

4.2 乙炔生成原理

在湿式发生器中电石加入液相水中，即水解反应生成乙炔气体，其反应式如下:

CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑+130kJ/mol

由于工业用电石有杂质，在发生器水相中也相应发生副反应，生成磷化氢，硫化氢等杂质气体，其反应式如下:

    CaO+H2O→Ca(OH)2+63.6KJ/mol

    CaS+2H2O→Ca(OH)2+H2S↑

    Ca3N2+6H20→3Ca(OH)2+2NH3↑

    Ca3P2+6H20→3Ca(OH)2+2PH3↑

    Ca2Si+4H20→2Ca(OH)2+SiH4↑

    Ca3As2+6H20→3Ca(OH)2+2AsH3↑

因此，发生器排出的粗乙炔气体中含有上述副反应产生的磷化氢、硫化氢、氨等杂质气体。水解反应生成大量的氢氧化钙副产物，使系统呈碱性。由于硫化氢在水中溶解度大于磷化氢，使粗乙炔气中有较多的磷化氢(如数百PPm)及较少的硫化氢(数十至数百PPm)，磷化物尚能以P2H4形式存在，它在空气中自燃。由于湿式发生器温度控制在80℃以上，有双分子乙炔加成反应生成乙烯基乙炔及乙硫醚的可能，这两种杂质一般可达到数十PPm以上。在85℃反应温度下由于水的大量蒸发汽化，使粗乙炔气夹带大量的水蒸汽。一般水蒸汽:乙炔≈1:1。

4.3 影响反应的主要因素

1）电石的粒度：电石的水解反应是液固相反应，电石与水的接触面积越大，即电石粒度越小时，其水解速度也加快。但粒度也不宜过小，否则水解速度太快，使反应放出的热量不能及时移走，易发生局部过热而引起乙炔分解和热聚，进而使温度剧升而发生爆炸。粒度过大，则水解反应缓慢，发生器底部间歇排出渣浆中容易夹带未水解的电石，造成电石消耗上升。因此为了防止事故和保证电石水解完全,所以对电石的粒度有一定的要求。

2）电石的纯度：电石纯度越高，水解速度越快。

3）水温与水量：水温高水解速度大,损失小。但是水温过高又有发生爆炸的危险,因此必须连续通入新鲜水,及时移走反应热和补充被乙炔气带走的水分.但是水量不宜过大,以免过分降低温度,影响水解速度增加乙炔损失。

4）搅拌：搅拌的目的是破坏反应过程中生成的氢氧化钙对电石的包围,使接触面及时更新,提高水解速度.同时搅拌可使料分布均匀,防止局部过热。搅拌速度适中,速度过快反应不完全,易排除生电石,速度太慢反应时间长。

5）发生器结构：发生器的结构(如挡板层数、搅拌转速、耙齿角度等)对电石在发生器中停留时间有较大影响，所以对一定粒度的电石,必须保证其完全水解的停留时间，并使每次电石表面覆盖的Ca(OH)2及时移去，使电石表面与水有良好的接触。

4.4 清净机理

净制乙炔的方法很多其原理是一样的，即利用氧化剂以氧化除去乙炔中的杂质。在这用的是浓硫酸，既可以氧化P、S，等物质还可以除去水。

5.氯乙烯工段

5.1氯乙烯工段简介

（1）工段任务：

将乙炔、氯化氢按一定比例混合，经脱水、预热后进入转化器（氯化汞）合成粗氯乙烯气体，经水洗、碱洗、加压、精馏制得纯度达99.99%以上的氯乙烯单体，供聚合工段使用。

（2）工艺流程简介：

    HCl+乙炔—→混合器—→石墨冷却器—→除雾器—→总除雾器—→预热器—→转化器—→冷却器—→除汞器—→组合塔—→水洗塔—→碱洗塔—→汽水分离器—→机前冷却器—→压缩机—→机后冷却器—→全凝器—→尾冷器—→水分离器—→低沸塔—→高沸塔—→成冷器—→单体储罐

（3）主要反应原理：

干燥的混合气进入转化器，在氯化汞触媒的情况下，氯化氢和乙炔反应生成氯乙烯，反应方程式如下：

HCl+ C2H2→CH2=CHCl+124.6 KJ/mol

其反应机理是乙炔先与氯化汞反应生成中间物氯乙烯氯汞；

C2H2 + HgCl2 →CCl=CH-HgCl

5.2 氯化氢的合成

氢气和氯气进入缓冲罐内，进入合成炉中合成，然后经过水泡冷却器冷却，在经过石墨冷却器冷却，最后出来可以合成氯乙烯。

6.聚合工段

6.1 工段任务

聚合釜是利用脱盐水、氯乙烯单体、引发剂、分散剂等助剂，在规定的压力、温度下聚合反应生产PVC悬浮液。

聚合反应后的浆料经气提脱析出未反应的单体，将合格的浆料送到离心干燥工段。回收的氯乙烯气体去气柜，提高单体收率，减少污染。

6.2 工序简述

将高纯水岗位送来的高纯水送至软水，单体贮槽送来的单体送至单体计量槽，软水经计量后先加入到已冲洗好的聚合釜中，逐步加入计量后的各种分散剂、引发剂等助剂，然后再将单体计量槽内的单体经计量后加入到该聚合釜中，冷搅拌一定时间，而后升温，在规定的温度和压力下使单体发生聚合反应。聚合完毕，当釜内压力下降到0.1Mpa时，加入终止剂终止反应，搅拌十分钟后，浆料经过滤器除去塑化杂质，由出釜泵或利用釜内压力送至出料槽。

6.3 工艺流程图

6.4 主要反应

130～150℃

 a.  HCl + CH≡CH           CH2＝CHCl+124.6kJ/mol

    其反应机理为：乙炔先与氯化汞加成形成中间物氯乙烯氯汞：

CH≡CH ＋ HgCl2 → ClCH=CH－HgCl

    此中间加成物很不稳定，遇氯化氢即分解而生成氯乙烯。

ClCH＝CH－HgCl ＋ HCl → CH2＝CHCl＋HgCl2

b. nCH2=CHCl →(－CH2－CHCl－)n + 96kJ/mol

6.5工艺指标

聚合工序

（1)30m³、48m³聚合釜

高压水罐压力：1.52.0MPa；

电机电流：30m³釜≤65A，48m³釜≤110A；

冷拌时间：2030分钟；

升温时间：≥30分钟；

反应温度：5065℃；

波动范围:±0.5℃；

反应压力：0.651.05MPa.

7.离心干燥工段

7.1工段任务及流程

    风干燥器从汽提处理的PVC悬浮液经离心机脱去大部分水后，湿物料随热风进入旋内进行干燥，母液水回收利用。在旋风干燥器内干燥后的PVC树脂粉经风分离器分离后进入旋振筛，过筛后沉降至旋转加料器内，通过粉料输送风机将旋转加料器内的物料送入料仓，经自动包装系统包装成成品出售。

7.2工艺流程

三、实习总结与体会

    虽然本次生产实习只有短短的三天时间，但在参观和学习的过程中我有很大的收获，同时也有很多感悟。

    通过工人师傅的讲解和与他们面对面的交流，我学到了许多课堂上学到不到的东西，对工艺流程、单元操作、设备等有了一个感性的认识，为即将到来的课程设计做好了准备；通过这次实习，我做到了理论联系实际，巩固了所学的知识，提高了自己处理实际问题的能力，为后续的专业课程和毕业设计等奠定良好的基础；同时我还了解到了工厂的生产工艺过程及设备，这些都是课堂上没法学到的。总之，本次生产实习达到了联系生产实际、巩固所学专业知识、培养分析问题和解决实际问题能力的预期目的。

通过这次实习我明白了以下几点：

第一，任何时候都得把安全放在第一位，没有安全别的就无从谈起。刚进厂的第一天厂里面就对我们进行了为期半天的安全教育，工人师傅通过一件件真实发生在化工厂的安全事故让我们明白：化工厂易燃易爆、有毒、有腐蚀性产品多，管理不当容易发生爆炸、中毒等安全事故，必须落实“安全第一，预防为主，综合治理”的安全方针。另外，工人师傅还给我们讲了进厂注意事项和防毒、防火、急救等基本知识。

第二，任何时候都要遵守纪律，遵守操作规程，按时按点，按时集合，准时到岗，遵守厂里面的各项注意事项。比如按钮，阀门等是千万不能乱碰的，不能再厂区抽烟等，要时刻保持一个清醒的头脑和谨慎的处事态度。

第三，要学会感恩，这次实习虽然很短，为了不影响工厂生产的进度，工厂师傅陪着我们为我们细心而且耐心的讲解；指导老师也是对我们严格要求尽职尽责。

四、结 束 语 

为期三周的生产实习结束了，在学校的安排下，我们有幸的到太化集团氯碱厂实习，在这期间我们了解了太化的历史，参观了氯碱厂烧碱和聚氯乙烯的生产线，在老师和工厂技术人员的带领下看到了很多也学到了很多，让我对原先在课本上许多不很明白的东西在实践观察中有了新的领悟和认识。这次实习虽然简短，但工人师傅丝毫没有懈怠，他们细心而且耐心地讲解，让我们受益匪浅；指导老师对我们严格要求，尽职尽责，无微不至。在这里我向你们诚挚地说一声谢谢。谢谢你们耐心地讲解和无微不至的关心，另外还要感谢学校和太化集团给我们这次宝贵的实习机会。

本次实习是我们第三次亲身感受了所学知识与实际的应用，理论与实际的结合，让我们大开眼界，也算是对以前所学知识的一个初审吧！这次生产实习对于我们以后学习、工作都有很重要的作用。下载本文