北京化工大学 生产实习报告

姓 名：******** 班 级：******** 学 号：********* 实习地点：燕山石化化工七厂 实习时间：2014.09.22--2014.09.26

封面................................................................................................................................ 1

目录 .............................................................................................................................. 2

一、概述........................................................................................................................ 3

1.1 实习内容......................................................................................................... 3

1.2 工厂简介......................................................................................................... 3

1.3 产品介绍......................................................................................................... 3

1.4 安全与环保..................................................................................................... 4

二、 工艺过程.............................................................................................................. 4

2.1 原理................................................................................................................. 4

2.1.1烷基化反应........................................................................................... 4

2.1.2 烷基转移反应...................................................................................... 4

2.1.3 苯乙烯脱氢.......................................................................................... 5

2.2 装置构成.......................................................................................................... 5

2.3 工艺流程.......................................................................................................... 6

2.3.1烷基化与烷基转移单元......................................................................... 6

2.3.2 乙苯精馏单元........................................................................................ 7

2.3.3 乙苯脱氢单元........................................................................................ 9

2.3.4 苯乙烯精馏.......................................................................................... 10

三、主要生产设备...................................................................................................... 11

3.1 反应器........................................................................................................... 11

3.2主要分离设备--精馏塔................................................................................ 11

3.3 泵.................................................................................................................... 11 3.4 压缩机............................................................................................................ 11

3.5换热器............................................................................................................ 11

四、 问题调研............................................................................................................ 12

4.1有关DCS系统的问题 .................................................................................. 12

4.2管路上各种不同阀门的选取 ........................................................................ 12

五、感想与收获.......................................................................................................... 12

一、概述

1.1 实习内容

经过学校的组织安排，在老师的带领下，20xx年9月22到9月27号期间，我们在燕山石化化工七厂，进行了生产实习。在7月22号燕山石化的相关负责人对我们进行了安全培训，初步了解了石化厂存在的安全隐患。在接下来的9月23号到9月27号期间，主要化工七厂进行了理论学习和实际参观，更深刻的了解了石化七厂的工艺流程，认识了化工产品的实际生产过程。在燕山石化实习期间，我们学习了很多关于化工生产的实际知识，

本科三年的学习，我们学习到了许多的基础知识，但是实际的化工生产过程我们还知之甚少。生产实习是教学计划主要部分，弥补了我们这方面的不足，对加深了我们对化工过程和实际生产过程具有非常重要的意义。实习中我们深入实际，认真观察，获取了直接经验知识，巩固了所学基本理论，对生产过程有一定的认识性的了解，培养我们的实践能力，开拓我们的视野。

通过生产实习，我见到了实际过程的一些基本操作单元和基本的反应工艺，了解了合成苯、苯乙烯生产过程，认识了苯乙烯的生产设备、工艺、技术等方面的知识，提升了我们的专业知识水平。

1.2 工厂简介

中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司坐落于北京市房山区，地处京广线旁边，具有十分便利的陆路、铁路运输条件。公司于20xx年4月25日随中国石化股份有限公司重组设立，由炼油厂、研究院、物资装备中心、铁路运输部、消防支队、职业病防治所6个单位构成，主要业务为石油炼制、石油产品的储运销售、石油化工技术和催化剂的研究、开发。

中国石化股份有限公司北京燕山分公司化工七厂苯乙烯装置是中国石化总公司“七五”期间的重点建设项目之一，装置于19xx年正式开工建设，19xx年10月建成并试车成功，生产出合格的苯乙烯产品，20xx年苯乙烯产量超过90000吨，创造了历史最高水平。

作为化工一厂裂解装置66万吨/年乙烯的配套项目，苯乙烯装置进行了扩能改造，将产量由6万吨提到了8.4万吨年产。苯乙烯装置率先在国内采用了烷基化催化剂、脱氢催化剂、氧化催化剂，首次进行了SMART工艺改造，并取得了良好的使用效果，为苯乙烯行业的发展做出了重要贡献。

1.3 产品介绍

早在1850年人们就已知道苯乙烯不与天然树脂发生反应，但要发生聚合作用。但直到19世纪30年代，它才被应用于工业生产，苯乙烯是通过对乙苯进行除氢作用而生成的。德国法本公司和美国陶氏化学公司于19xx年采用乙苯脱氢法进行了苯乙烯工业化生产。第二次世界大战期间，由于生产合成橡胶的需要，产量迅速扩大。战后，由于苯乙烯系塑料的发展，苯乙烯产量直线上升，并出现了一些其他的生产方法。例如：19xx年，美国哈康公司开发了乙苯共氧化法；70年代初，日本等国采用萃取精馏从裂解汽油中分离苯乙烯，制得的苯乙烯量取决于乙烯生产的规模。19xx年，世界苯乙烯装置的总能力已达17.13Mt，其中90%以上采用乙苯催化脱氢法制造的。

纯净的苯乙烯透明、无色、易燃、略带毒性，沸点145。C，冰点为-30.6。C，

被广泛应用于工业生产，最重要的用途是作为合成橡胶和塑料的单体，用来生产丁苯橡胶、聚苯乙烯、泡沫聚苯乙烯。也用于与其他单体共聚制造多种不同用途的工程塑料，如与丙烯腈、丁二烯共聚制得ABS树脂，广泛用于各种家用电器及工业上；与丙烯腈共聚制得的SAN是耐冲击、色泽光亮的树脂。与丁二烯共聚所制得的SBS是一种热塑性橡胶，广泛用作聚氯乙烯、聚丙烯的改性剂等也是生产离子交换树脂及医药品的原料之一，此外，苯乙烯还可用于制药、染料、农药以及选矿等行业。

1.4 安全与环保

在进入燕山石化化工七厂时，进入公司生产车间之前，中润公司的相关人员就对我们进行了安全教育，强化了我们的安全意识。燕山石化狠抓安全，建立和完善了安全生产责任制，制定了安全管理制度和操作规程，定期排查治理隐患和监控重大危险源，完善了预防机制规范生产行为。各生产环节符合有关安全生产法律法规和标准规范的要求，人、机、物、环处于良好的生产状态，并持续改进，不断加强企业安全生产规范化建设。

苯等物质人体健康非常有害，会使血液内的白血球下降，降低人的免疫功能，在国家卫生部公布的高毒物品目录中，苯被列人其中，车间最高允许浓度为40mg/m3。乙烯等气体燃料气都是易燃易爆物质。在我们参观实习期间，燕山石化对我们做了严格的要求，进入生产车间必须要带安全帽穿工作服，原理高危易燃易爆物质，这不仅给安全生产带来了保障，也保证了我们的生命安全。

燕山石化的的环保意识也比较强烈，生产过程中产生排放气体也做到了无害化，降低了环境负荷。燕化公司环保事业部化工污水处理车间和牛口峪污水处理厂对生产过程中产生的污水进行了生化处理。

二、工艺过程

2.1 原理

2.1.1烷基化反应

在一定温度压力下，乙烯和苯在酸性催化剂上进行烷基化反应生成乙苯，同时乙苯与乙烯进一步反应生成多乙苯，化学反应式如下

C6H6 +nC2H2

2H5)nC6H5

以上这些反应都是快速不可逆反应，反应器中的反应物通过催化剂上的微孔扩散至催化剂活性中心并进行反应，然后反应产物通过微孔扩散到物流中。

2.1.2 烷基转移反应

烷基转移反应是在一定的温度压力条件下，在酸性催化剂的作用下多乙苯转化为乙苯的反应，主要反应为

C6H6 +(C2H5)2C6H56H5C2H5

2C6H6 +(C2H5)3C6H5

6

H

5C2H5

烷基转移反应在催化剂上的催化剂活性中心反应，是可逆的二级反应。除生产苯乙烯外，还生产重质化合物，因此要尽可能的减少副产物的生产，通过维持苯过量，以提高转化率和选择性。

2.1.3 苯乙烯脱氢

乙苯脱氢制苯乙烯主反应：

乙苯脱氢制苯乙烯主要副反应：

即使没有催化剂的存在乙苯也能发生脱氢反应生产苯乙烯，工业上首次生产苯乙烯就是用这种方式进行的，但乙苯转化率很低(10-15%），苯乙烯选择性也只有50%左右。.现在使用催化剂的工艺中，主要副产物是苯和甲苯，同时也会转化为较高级的复杂化合物。副反应在600。C时还不明显，但温度高于655。C时，副反应的总收率有着不可估量的影响。

2.2 装置构成

本装置主要有烷基化和烷基转移单元、乙苯精馏单元、脱氢反应单元、苯乙烯精馏单元和中间罐区五个单元构成。其中烷基化和烷基转移单元包括烷基化反应器、烷基转移反应器、预分馏塔，乙苯精馏单元包括苯回收塔、乙笨精馏塔、多乙苯塔、脱非芳塔，脱氢反应包括乙笨脱氢反应器、氧化反应器、尾气压缩系统，苯乙烯精馏包括乙苯/苯乙烯分离塔、乙苯回收塔、苯乙烯精馏塔、苯/甲苯分离塔。工艺流程大致为：

2.3 工艺流程

2.3.1烷基化与烷基转移单元

烷基化为强放热反应，这部分热量应从反应系统中除去，因此采用部分反应物循环到反应器入口，通过调节循环量，来控制催化剂床层的温度升高，同时保证乙烯在液相中完全溶解。另外采用苯过量的方法，但大量的苯将使精馏系统内耗过大。

烷基化反应在两台串联的绝热反应器中进行，控制反应压力使反应在全液相进行。烷基化反应的进料包括乙苯精馏单元的回收苯和新鲜苯，从预分馏塔出来的苯进入第一台烷基化反应器。

来外界的乙烯经乙烯压缩机增压后，被分成相等的两部分，分别进入第一和第二台烷基化反应器的底部与苯进行烷基化反应，两台反应乙烯的转化率为100%，在第一烷基化反应器另有一部分进料来自第二反应器的出料，经循环泵增压后进入第一反应器的入口。

烷基化反应为强放热反应，因此在两台反应器之间设置出料冷却器，将第一台烷基化反应器的出料冷却到一定温度，并产生低压蒸汽，第二台烷基化反应器的出料先预热烷基转移反应器的进料，以充分利用热能，然后送到乙苯精馏工段。

烷基转化器的原料包括来自来自多乙苯塔的多乙苯，以及原料苯罐的回收苯。混合物料在烷基转移预热器与来自烷基化反应器的产物换热后，温度升高，进入烷基转化反应器进行烷基转移反应,反应产物与烷基化反应器产物一起进入乙苯精馏单元，分离出乙苯等物质。

2.3.2 乙苯精馏单元

乙苯精馏单元有预分馏塔、苯塔、乙苯塔、多乙苯塔和脱非芳塔，将烷基转移反应物分离成苯、乙苯、多乙苯塔和重物质，同时除去循环苯中的轻烃组分和水。

预分馏塔用于循环回收苯，烷基化化和烷基转移反应产物中的苯大部分在预分馏塔塔顶回收，塔项蒸汽部分冷凝产0. 3lMPa蒸汽。冷凝液一部分作为预分馏塔回流，纯苯返回到烷基化反应器。从预分馏塔侧线抽出的部分苯与苯塔回收的苯，作为烷从转移反应苯进料。罐区区来的新鲜苯直接被送到预分馏塔项罐。 预分馏塔顶罐中未冷凝的气体直接送入脱非芳塔底部，脱非芳塔顶塔顶蒸汽用冷却水却。轻烃(不凝气体)排入火炬，水从脱非芳塔的集水格中被分离出来，冷凝液凝液大部分作为塔的回流，少量排到罐区。

预分馏塔塔底物料送到苯塔继续回收剩余的苯，苯塔项蒸汽冷凝后，部分作为回流，一部分送去烷基化反应器，侧线采出物料大部分是苯送去烷基转移反应器。

苯塔塔底物料送到乙苯塔，乙苯塔塔项蒸汽冷凝后，一部分作为回流，另一部分作为合格的乙苯产品采出，送去下一单元生产苯乙烯。

乙苯塔塔底釜液进一步送到多乙苯塔，从塔顶回收多乙苯。多乙苯塔为减压塔，塔顶蒸汽用冷却水冷凝，凝液一部分回流到塔顶，另一部分送去烷基化反应器，进行烷基转移反应。塔底产物多为高沸点的残油，经冷却后送到残油储槽。

2.3.3 乙苯脱氢单元

乙苯脱氢部分的工艺流程如图，乙苯在水蒸气存在下催化脱氢生成苯乙烯，是在段间带有蒸汽再热器的两个串联的绝热径向反应器内进行，反应所需热量由来自蒸汽过热炉的过热蒸汽提供。在蒸汽过热炉中，水蒸气在对流段内预热，然后在辐射段的A组管内过热到880℃。此过热蒸汽首先与反应混合物换热，将反应混合物加热到反应温度。然后再去蒸汽过热炉辐射段的B管，被加热到815℃后进入一段脱氢反应器。过热的水蒸气与被加热的乙苯在一段反应器的入口处混合，由中心管沿径向进入催化剂床层。混合物经反应器段间再热器被加热到631℃，然后进入二段脱氢反应器。反应器流出物经废热锅炉换热被冷却回收热量，同时分别产生3.14MPa和0.039MPa蒸汽。

反应产物经冷凝冷却降温后，送入分离器，不凝气体（主要是氢气和二氧化碳）经压缩去残油洗涤塔用残油进行洗涤，并在残油汽提塔中用蒸汽汽提，进一步回收苯乙烯等产物。洗涤后的尾气经变压吸附提取氢气，可作为氢源或燃料。

反应器流出物的冷凝液进入液相分离器，分为烃相和水相。烃相脱氢混合液即粗苯乙烯送至分离精馏部分，水相送工艺冷凝汽提塔，将微量有机物除去，分离出的水循环使用。

2.3.4苯乙烯精馏

苯乙烯的分离与精制部分，由四台精馏塔和一台薄膜蒸发器组成。其目的是将脱氢混和液分馏成乙苯和苯，然后循环回脱氢反应系统，并得到高纯度的苯乙烯产品以及甲苯和苯乙烯焦油副产品。本部分的工艺流程如图所示。

脱氢混合液送入乙苯-苯乙烯分馏塔，经精馏后塔顶得到未反应的乙苯和更轻的组分，作为乙苯回收塔的加料。乙苯-苯乙烯分馏塔为填料塔，系减压操作，同时加入一定量的高效无硫阻聚剂，使苯乙烯自聚物的生成量减少到最低，分馏塔底物料主要为苯乙烯及少量焦油，送到苯乙烯塔。苯乙烯塔也是填料塔，它在减压下操作。塔顶为产品精苯乙烯，塔底产物经薄膜蒸发器蒸发，回收焦油中的苯乙烯，而残油和焦油作为燃料。乙苯-苯乙烯塔与苯乙烯塔共用一台水环真空泵维持两塔的减压操作。

在乙苯回收塔中，塔底得到循环脱氢用的乙苯，塔顶为苯-甲苯，经热量回收后，进入苯-甲苯分离塔将两者分离。

本流程的特点主要是采用了带有蒸汽再热器的两段径向流动绝热反应器，在减压下操作，单程转化率和选择性都很高；流程设有尾气处理系统，用残油洗涤尾气以回收芳烃，可保证尾气中不含芳烃；残油和焦油的处理采用了薄膜蒸发器，使苯乙烯回收率大大提高。在节能方面采取了一些有效措施，例如进入反应器的原料（乙苯和水蒸气的混合物）先与乙苯-苯乙烯分馏塔顶冷凝液换热，这样既回收了塔顶物料的冷凝潜热，又节省了冷却水用量。

三、主要生产设备

3.1 反应器

烷基化反应器是两台串联的绝热反应器，控制反应压力使反应在全液相进行。烷基转移反应器主要完成烷基转移反应，在催化剂作用下进行反应。乙苯脱氢反应器也是两台串反应器。

3.2主要分离设备--精馏塔

精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔，有板式塔与填料塔两种主要类型，根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。

蒸气由塔底进入，与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发的轻组分不断地向蒸气中转移，蒸气中的难挥发重组分组分不断地向下降液中转移，蒸气愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，达到组分分离的目的。

由塔顶上升的蒸气进入冷凝器，冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中，其余的部分则作为馏出液取出。塔底流出的液体，其中的一部分送入再沸器，热蒸发后，蒸气返回塔中，另一部分液体作为釜残液取出。精馏原理蒸馏的基本原理是将液体混合物部分气化,利用其中各组份挥发度不同的特性，实现分离目的的单元操作。

3.3 泵

液泵开动前，先将泵和进料管灌满液体物料，泵运转后，在叶轮高速旋转而产生的离心力的作用下，叶轮流道里的液体被甩相四周，压入蜗壳，叶轮入口形成真空，液池的水在外界大气压力下沿吸液管被吸入补充了这个空间，继而吸入的液体物料又被叶轮甩出经蜗壳而进入出料管。由此可见，若离心泵叶轮不断旋转，则可连续吸液、压液，液体物料便可源源不断地从低处扬到高处或远方。综上所述，离心泵是由于在叶轮的高速旋转所产生的离心力的作用下，将液体物料提相高处的，故称离心泵。所有离心泵均设有备用的另一台泵。气体输送泵的原理与水泵相似，通过离心力的作用，增加气体的压力完成输送过程。

3.4 压缩机

为了增加气体的压力以达到所需求的压力，必须使用压缩机。离心式压缩机的工作原理与输送液体的离心泵类似，气体从中心流入叶轮，在高速旋转的叶轮的作用下，随叶轮作高速旋转并沿半径方向甩出，叶轮在驱动机械的作用对气体作功。因此，气体在叶轮内流动过程中，一方面由于受旋转离心力的作用增加了气体的本身压力，另一方面又得到了很大的速度能。气体离开叶轮后，这部分速度能在通过叶轮的扩压器、回流器弯道的过程中转变为压能，进一步使气体的压力得到升高。

在活塞式压缩机中，气体是依靠在气缸内往复运动的活塞来进行压缩的。其压缩气体共分为三个过程：吸气过程、压缩过程、排气过程。相配套的有缓冲器和冷却器，要达到高压状态，往往需要进行多级压缩。

3.5换热器

换热器，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器，换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备。在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用更加广泛。换热器种类很多，但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式，在三类换热器中，间壁式换热器应用最多，最为常见的就是管壳式换热器。

换热器是实现化工生产过程的重要设备，也是能量综合利用的主要设备，在生产中占有重要地位。

四、问题调研

4.1有关DCS系统的问题

DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），它综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。

现代化的化工生产几乎都离不开DCS系统，化工生产中需要同时监控大量的工艺参数，如温度、压力、流量、浓度等等，各个参数间相对独立而又有一定的联动性，例如在精馏塔中，冷液进料的情况下，加大原料流量，会使得塔顶温度下降，产品浓度随之发生变动。DCS系统就可以在原料流量增大的同时，同时调节塔的其他操作参数，使得塔产品浓度在一定限度范围内符合要求，以达到正常生产的目的。

4.2管路上各种不同阀门的选取

在化工厂中，随处可见各种管路，阀门是化工装置中量大面广的重要压力管道元件。它具有截断、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流、泄压等功能。在现场，可以看到各种各样的阀门：闸阀，截止阀，蝶阀，安全阀，还有一些叫不出名字的阀门，有关阀门的选用，技术员做了简单的介绍。

阀门的选用要因地制宜，一般根据其用途来决定。化工中的常用阀门如下： 闸阀，闸阀是石化行业中用途最广泛的一种阀门，一般不用于调节介质流量之用，常用于常开、常关场合，流阻小，具有一定的调节性能，并能从阀杆升降的高低识别调节量的大小，可以双向流动，适合、合于制成大门径的阀门，适用范围广，除用于蒸汽、油品等介质外，还适用于含有粒状固体及粘度较大的介质，并适于做放空阀及低真空系统的阀门。

五、感想与收获

为期一周的生产实习很快就结束了，在这段短暂的实习时间里，收获和感想很多，大部分已经在前面的介绍中详细描述了。这种形式的参观实习非常有意义，坐在课堂里听讲来得更为实际、直观，通过讲解，实地参观，交流询问，深入了解了烷基化和烷基转移生产乙苯以及乙苯脱氢制苯乙烯的工艺流程，同时对工业生产的各个环节和主要设备都有了一定认识。

在这里我要感谢我们化工学院的领导老师们的精心安排，感谢燕山石化的关怀，感谢同学们的相互帮助，这些都为本次实习的顺利进行提供了强有力的支持。