铜陵六国化工实习报告Word格式.docx

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肥料（含氮肥、磷肥、钾肥、复混肥料、有机肥料及微生物肥料、其他肥料）、化学原料（含硫酸、液氨、甲醇、无水氢氟酸、无机盐、无机酸、无机碱、有机化学原料、其他基础化学原料）、化学制品（含精制磷酸、磷酸盐、专用化学产品、

日用化学产品）、磷石膏生产、加工、销售；

化工原料（含矿石、燃煤）和化工产品的销售（以上范围需要许可证的一律凭许可证经营）；

自产产品的出口，公司所需的机械设备、零配件、原辅材料、仪器仪表、及技术的进出口业务。

1.2.2产品总汇

1.化肥品种

1）“六国”牌磷酸二铵的主要品种两种，它们是57%二铵、61%二铵。

57%二铵是速溶二铵，属节水型化肥，它既可作基肥，又可以作追肥。

61%二铵为缓释型化肥，主要是作基肥。

磷酸二铵又称磷酸氢二铵（二铵），分子式为（NH4）2HPO4，含P2O542%~46%、N13%~18%，生理性中性肥料。

因同时含磷、氮，是一种高效、高浓度氮磷二元复合肥。

它还含有作物生长所必须的硫、镁、钙、铁、锌等中、微量元素。

一般是有一定透明度的结晶体或灰白色，可做基肥、种肥和追肥，适合于各种土壤和作物。

二铵作种肥使用时应控制用量，一般每亩3-5公斤。

2）“六国”牌复合肥主要两大类品种，硫基复合肥和氯基复合肥。

“六国”牌氯基复合肥主要规格有：

16-16-16总养分≥48%22-12-14总养分≥48%

15-23-10总养分≥48%15-25-8总养分≥48%

“六国”牌硫基复合肥主要规格有：

16-16-16总养分≥48%18-10-18总养分≥46%

15-15-15总养分≥45%20-7-18总养分≥45%

18-6-18总养分≥42%16-8-16总养分≥40%

20-10-10总养分≥40%

“六国”牌复合肥属尿基复合肥，它采用国内最先进的工艺、氨化造粒、化学合成而生产的。

硫基复合肥还采用天然纯硫酸钾作生产原料，产品速溶性好。

“六国”牌复合肥的水溶性磷占有效磷的百分率比大大超过国家标准规定，提高了肥料的综合利用率，降低了农民的生产投入。

“六国”牌复合肥根据农作物生长需要和全国各地的土壤特点和作物需要，氮、磷、钾按照最合理的养分配比，它还含有作物生长所必需的硫、镁、钙、铁、锌等中、微量元素，产品肥效稳定，适用范围广。

氯基复合肥在水稻、小麦、玉米、棉花、大豆、油菜、高粱、花生、土豆等主要粮食作物和大多数果树、蔬菜等经济作物上都能施用；

硫基复合肥适合所有的粮食作物和经济作物。

（特别提醒：

六国氯基复合肥不能作种肥，作基肥施用时以耕前撒施为主，如条施、沟施时应严格种肥隔离，肥料与种子相隔7-10厘米。

）

2.二铵介绍

“六国”二铵为颗粒状、有光泽，主体色为青（深）灰或淡黄，产品颜色、粒型有时有些变化，因为六国化工崇尚绿色环保，避免污染农田，所以不对肥粒作任何着色包裹，体现磷矿原色，是本色二铵；

六国化工由年产12万吨扩张至120万吨，固定使用某一个矿山的磷矿，已远远不能满足大规模增产的需要。

为此公司从全国各地精选优质磷矿，矿源不同，颜色不同。

产品的颜色粒型如有轻微变化，均属正常现象，其养分含量一样，使用效果一样，符合国家产品质量标准。

3.六国品牌

“六国”牌得名缘于公司第一套生产装置分别来自意大利、奥地利、法国、原西德、罗马尼亚和中国六个国家，也是我国第一套引进的大型装置，集六国优势，故称“六国”牌。

“六国”牌磷酸二铵被授予全国用户满意产品、“六国”牌商标认定为中国最有价值商标500强，“六国”品牌当选安徽省十大标志性品牌，成为安徽省“经济名片”。

2006年9月6日，“六国”牌磷酸二铵喜获中国名牌产品称号，这是继“六国”二铵荣获国家免检、六国商标认定为中国驰名商标之后，六国品牌又一次获得殊荣，六国化工率先成为国内磷酸二铵生产企业中唯一一家拥有三大国家级品牌荣誉的知名企业。

2.各车间的基本生产原理及工艺流程

2.1机运车间

2.1.1车间概述

机运车间由四部分构成，分别为：

粗碎、中碎、细碎和排渣。

其中粗碎包括4#码头、5#码头；

中碎包括辊压机岗位、L108岗位；

细碎包括三台湿磨；

排渣包括排渣皮带、外渣场。

2.1.2工艺流程

主要为：

卸矿→输送→破碎碾磨→排渣

流程简述：

将供应公司采购来的磷矿石卸船、堆放、采用皮带输送到场内、经过严格配比后，通过设备破碎研磨，供给下游车间磷酸车间生产，最后将磷酸车间生产产生的磷石膏输送到外渣场堆放。

2.1.3各工序主要任务

粗碎、行车

磷矿由4#码头卸至露天堆场

①码头→露天堆场

磷矿由码头4#皮带→振动筛→颚式破碎机——反击式破碎机→L3102皮带→回转带式输送机（L3104）→露天堆场

②露天堆场→行车矿库

推土机给料→M3104皮带→4#（L114）皮带→5#皮带→6#皮带→卸料小车→行车矿库

2.磷矿由5#码头卸至露天堆场

磷矿由码头3#皮带→重型振动筛→颚式破碎机→109皮带→L101皮带→圆振动筛→弹簧圆锥破→L102皮带→L110皮带→布料机→露天堆场

推土机给料→5#地坑皮带→负3#带式输送机→3#带式输送机→4#带式输送机（114）→5#带式输送机→6#带式输送机→卸料小车→行车矿库

行车矿库配好的矿（12个卸矿点，库存1,7万吨），经过三条途径供给湿磨生产：

1.通过行车库新料斗，由变频皮带、L3120A、L3120B、L3120C到辊压机进行破碎成颗粒为25mm的矿到L107皮带，经过L108皮带分别配送给三台湿磨机生产。

2.通过行车库3#料斗，直接到M3121皮带，到L107皮带，经过L108皮带分贝配送给三台湿磨生产。

3.直接通过L105皮带，供给1#磨机生产，或通过负6#皮带供给3#磨机。

磨机

湿磨主要由三台溢流型球磨机组成，主要任务是将中碎送来的颗粒矿石加水研磨成矿浆（细度要求小于-100目），具体流程如下：

磷矿贮仓V201、V3201、V4201内的磷矿，分别通过安装在称重式带式给料机M201、M3201、M4201上的电子皮带称计量后，分别向溢流型球磨机B201、B3201、B4201的速度来实现。

从磷酸装置区（或渣场）送来的酸性污水和灌区车间、磷铵三车间、合成氨、华星送来的碱性污水在中和槽V301中与从磷铵装置区送来的液氨、磷铵三车间送来的气氨中和至一定的pH值后（Ph>

6）与磷矿石一起分别进入溢流型球磨机B201、B3201、B4201。

溢流型球磨机B210、B3201、B4201磨出的矿浆，经附带的筛浆机筛除大颗粒后流入矿浆收集槽V202、V3202、V4202，再由无轴封立式离心砂泵P201A/B、P3201A/B、P4201A/B泵入矿浆贮槽V203，最后通过矿浆输送泵P203、P202A、P202B、P205分贝将矿浆贮槽V203中的矿浆分别输送到反应槽（R301、R302、R01）。

筛浆机筛出的大颗粒由M202、M3202、M4202皮带运回磨机继续研磨。

球磨机B201、B3201、B4201清洗水通过冷却水总管中回收到磷酸利用，无轴封立式离心泵和矿浆贮槽的溢流液流入返回矿浆收集槽V204、V4204，不定期通过返回矿浆输送泵P204、P4204送入球磨机头部。

排渣皮带

任务是将新系统和老系统磷酸过滤系统排出的磷石膏输送至外渣场，流程如下：

新、老系统过滤磷石膏→排渣1#皮带→排渣5#皮带→排渣6#皮带→排渣7#皮带→排渣8#皮带→排渣9#皮带→排渣10#皮带→外渣场。

外渣场皮带经过10#皮带后分为东线和直线，直线皮带至13#皮带又分为直线和直西线，外渣场的两条主线，主要是为了当西线磷石膏堆满以后，将排渣线调至东线，然后再将西线皮带技改延长等，当东线堆满以后，再转到西线，实现外渣场皮带一开一备，保证公司生产顺利进行。

2.2磷酸车间

2.2.1生产基本原理

1.磷酸生产的基本过程

原料计量和投放（加料）；

　反应（萃取）；

　过滤；

　浓缩；

　磷酸贮存。

2.化学反应方程式

1）主要反应方程式

加入反应槽的磷矿和硫酸在有大量磷酸存在的条件下进行反应：

Ca5F（PO4）3+5H2SO4+nH3PO4+10H2O=5CaSO4.2H2O+（n+3）H3PO4+HF↑

2）副反应方程式

　　在进行上述主反应的同时，磷矿中所含杂质将发生一系列的副反应。

　　CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2↑

　　MgCO3+H2SO4=MgSO4+H2O+CO2↑

　（Fe-Al）2O3+2H3PO4=2（Fe-Al）PO4+3H2O

　　（Na-K）2O+H2SiF6=2（Na-K）2SiF6+H2O

3.反应机理

1）过程的化学反应

本工艺采用二水法硫酸反应磷矿流程，其化学反应式如下：

Ca5F（PO4）3+5H2SO4+10H2O=3H3PO4+5CaSO4.2H2O+HF↑

在生产中磷矿的分解过程是在磷酸、硫酸的混合溶液中进行的，反应第一阶段是磷矿首先被磷酸分解生成磷酸一钙：

Ca3F（PO4）3+10H3PO4=3H3PO4+5Ca（H2PO4）2+HF↑

磷酸一钙继续与硫酸反应生成磷酸：

5Ca（H2PO4）2+5H2SO4+10H2O=10H3PO4+5CaSO4.2H2O

磷酸一钙在磷酸溶液中有一定的溶解度，同时由于磷酸一钙对磷酸离解有缓冲作用，致使磷酸与磷矿的反应不能进行完全。

当有硫酸存在时，硫酸与磷酸一钙的反应可以迅速进行，并达到完全，这一结果也促使了磷酸与磷矿的反应继续进行。

由此可见，磷矿的分解是可以快速进行并达到完全。

磷矿分解后生成的氢氟酸与磷矿中二氧化硅或硅酸盐作用生成氟硅酸：

6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O

在磷酸溶液中，氟硅酸的蒸汽分压随磷酸浓度及温度的提高而增大，氟硅酸部分分解成四氟化硅气体逸出：

H2SiF6=SiF4+2HF↑

有SiO2存在时，氟硅酸的分解将加强：

2H2SiF6+SiO2=3SiF4↑+2H2O

当采用不同的流程，由于选用的磷酸浓度及反应温度不同，氟的逸出量有很大差异。

例如：

当采用二水流程时，氟逸出量仅为总氟量的~3%，而当采用半水或无水流程时，磷酸浓度达到40%P2O5以上时，氟逸出率可以达到40~60%。

逸出气体组成随磷酸浓度和温度不同也有不同，在磷酸浓缩过程中，当磷酸浓度达到50%至55%P2O5时，逸出气体中HF与SiF4分子比例约为2，低于50%P2O5时二者比例小于2，高于55%P2O5时则大于2。

因此浓缩过程中选择最终磷酸浓度50%P2O5时，既可得到较高的氟回收率，亦可以避免系统氢氟酸带来的腐蚀及硅酸盐的堵塞。

从反应槽逸出的四氟化硅引入吸收装置中用水吸收，四氟化硅水解成氟硅酸，同时有硅酸SiO2.nH2O析出：

3SiF4+（n+2）H2O=2H2SiF6+SiO2.nH2O

矿石中存在一定数量的碳酸盐矿物，如方解石，白云石等，被酸分解：

CaCO3+H2SO4+nH2O=CaSO4.nH2O+H2O+CO2

CaCO3.MgCO3+2H2SO4+nH2O=CaSO4.nH2O+MgSO4.2H2O+2CO2（2-14）

磷矿中三价金属离子在反应过程中形成磷酸盐：

Fe2O3+2H3PO4=2FePO4+3H2O

Al2O3+2H3PO4=2AlPO4+3H2O

当磷酸溶液中有K+、Na+离子存在时，与H2SiF6化合生成沉淀：

2K+.Na++H2SiF6=（K.Na）2SiF6↓+2H+

2）磷矿的分解过程

湿法磷酸生产分为两个过程即：

磷矿浆中各种物质的溶解和硫酸钙结晶的形成、长大。

磷矿与硫酸之间的反应实际上是一个表面反应，它的反应速率主要与磷矿的活性、反应温度、液相氢离子浓度、表面液膜扩散以及矿粒有效反应面积等因素有关。

另外，在湿法磷酸生产中存在着SO42-，能使矿粒表面生成硫酸钙固态膜，增加了反应的复杂性，这种现象称“钝化”现象，而磷矿本身有抵抗“钝化膜”的特性，这种物性称磷矿的抗阻缓性。

磷矿的反应活性和抗阻缓性，均可由实验方法测定，一般来说，水成岩类的磷块岩反应活性较好，但抗阻缓性较差，反之，火成岩类的磷灰石及变质磷块岩反应活性较差，但抗阻缓性较好。

本工艺如采用宜昌磷矿则反应活性较差，但抗阻缓性较好，然而由于一般二水流程磷酸浓度较低，在强力搅拌下不至于发生“钝化”现象，但在生产过程中仍要小心控制反应槽的液相SO42-浓度。

对于磷矿的分解过程来说，提高温度是加强反应过程的最有效因素，但提高温度的同时也加强了副反应的发生。

二水物磷酸生产反应槽的温度在得到二水结晶范围内倾向于控制在温度上限，控制磷酸浓度低,保持磷矿转化率.控制温度在90℃以上。

反应液相氢离子浓度具体反应在控制反应槽液相的SO42-浓度上。

磷矿的粒度对分解过程影响很大，降低磷矿的颗粒直径有利于提高分解速度，但磷矿磨得过细会增大动力消耗，降低磨浆设备的生产能力，一般不要求磨得过细。

反应槽SO42-浓度大小及磷矿的粒度要求均根据所用的磷矿特性及工艺过程条件而定。

任何复杂的过程速度都取决于速度最慢的工序，在伴随化学反应的溶解过程中，进行最慢的工序是液层扩散。

磷矿的分解速度是受扩散过程控制的，因此磷酸生产中加强反应的搅拌十分重要。

3）硫酸钙的结晶过程

在磷酸水溶液中，硫酸钙结晶可以呈三种水合结晶形态与溶液处于平衡状态，即二水物CaSO4·

2H2O、半水物CaSO4·

1/2H2O及无水物CaSO4，反应过程的温度、磷酸浓度、液相剩余硫酸浓度以及溶液的过饱和度，都是决定硫酸钙水合结晶形式的因素。

湿法磷酸工艺与硫酸钙结晶有很大关系，湿法磷酸的化学在相当程度上是硫酸钙的结晶化学，生产中对工艺条件的控制与研究，最终目的都是为了获得硫酸钙的稳定结晶形态，同时尽可能得到有良好过滤性能的硫酸钙结晶。

最主要的操作条件是反应料浆液相SO42-浓度、P2O5浓度、反应温度、料浆液固比、反应时间等。

A.反应料浆液相SO42-浓度

反应槽液相SO42-浓度是影响磷石膏结晶及P2O5转化率的一个重要指标。

在一定限度内，剩余SO42-的存在总是降低过饱和度，减少P2O5的晶间损失，获得较高转化率以及提供良好结晶的条件。

但是，SO42-浓度过大则会产生矿浆的包裹现象，反而造成转化率的下降。

SO42-浓度对磷石膏的结晶外形影响极为明显，但由于磷矿的特性不同及其它工艺条件的影响，产生的是综合性的效果。

对于某一具体磷矿来说，优惠的SO42-浓度只能由实验方法（玫瑰红酸钡法）确定，本工艺选用SO42-浓度1#反应槽为21~33g/l，2#反应槽21~33g/l左右。

优惠条件下获得的磷石膏结晶是呈单斜方形六面体，比较好的长、宽比为2~3：

1，并且有较大的晶体厚度。

低的SO42-浓度易形成薄片晶状，这种晶形看起来面积很大，但晶体薄，孔隙率小，过滤困难，这类晶体特征是色泽洁白，折光性强。

SO42-浓度过高时，会形成针状综合体，结晶大小不均，但当SO42-稍大时会形成一种短而厚的针状综合体，这种结晶称为“聚晶”，它具有良好的过滤及洗涤性能。

B.液相P2O5浓度

在一定温度范围内，磷酸浓度要保证二水物结晶的稳定存在，这一点在设计时就大体上确定了，实际生产中影响磷酸浓度的因素很多，首先是磷矿的品位及杂质含量，杂质含量高会限制磷酸浓度的提高，一方面有害杂质的存在不利于反应的正常进行，另外杂质含量高的磷矿在生产中需要更多的水进行石膏洗涤；

其次，磷酸浓度还会受到反应系统冷却能力的限制，因为提高磷酸浓度有时必须降低反应温度。

总之，降低磷酸浓度有利于反应和过滤的进行；

但同时也降低了设备的生产负荷，增大了浓缩的动力消耗，因此，合适的反应槽磷酸浓度要从工艺角度和经济角度两方面来综合考虑确定。

C.反应温度

反应温度的选择和控制非常重要。

太低的温度下，反应速度降低，影响生产能力。

同时液相粘度大，增大了离子扩散阻力，并由于低温下降低了硫酸钙溶解度，相应地增大了过饱和度，使晶核数量增多，结晶减少，不利于获得粗大均匀之石膏结晶。

较高的反应温度利于克服上述弊病。

但是过高温度将导致生成不稳定的半水石膏而使过滤发生困难。

本公司生产实践中证明，反应温度（85~95）℃时，液相P2O5浓度只允许达到21~24%。

高温下石膏溶解度大，在过滤时温度降低,将在管道内壁析出更多的石膏结晶,缩短清理周期。

D.料浆液固比

料浆液固比指反应料浆中液相（磷酸溶液）对固相（主要是磷石膏）的重量比。

控制适当的液固比，可降低料浆粘度，便于搅拌输送、有利于磷矿分解和磷石膏的结晶成长。

所以在一定范围内提高液固比可提高过滤强度，有利于提高产量。

但液固比是靠向反应槽回磷酸来维持。

更高的液固比意味着回磷酸更多，增大过滤机负荷，反而降低了产量。

E.反应时间

反应时间指物料在反应槽内停留时间。

磷矿分解速度很快，而石膏的结晶成长需要时间较长。

反应时间实际上就是在一定条件下获得粗大、均匀、整齐易过滤的磷石膏所需要的时间。

对一定容积的反应槽来说，反应时间与投料量成反比。

反应时间过短不利于磷石膏结晶的成长，反应时间过长则降低部分设备的生产能力。

因此必须合理选择。

2.2.2生产工序及工艺流程叙述

1.磷酸生产工序及作用

1）工艺流程的主要特点是：

湿法磨矿：

获取（φ≤0.15）≥66%的磷矿浆；

老系统一期单槽多桨、新系统二期双槽单桨、空气表面冷却和闪蒸冷却、二水物反应；

翻盘过滤、稀磷酸陈化、沉降，以除去部分杂质；

石墨列管换热、强制循环、真空蒸发浓缩；

磷酸新装置反应为双槽串联流程，过滤、浓缩为双线并联流程。

2）下面就三个主要工序分别描述如下：

A.反应工序

该工序使用均化后合格的磷矿石制取合格矿浆，使其与硫酸反应生成合格的料浆，保证反应槽各项工艺指标均在控制范围内，并及时向过滤岗位输送成熟料浆。

B.过滤工序

将反应岗位送来的料浆利用翻盘过滤机进行液固分离，控制好真空度，得到尽可能多的合格滤液和含湿量小的滤饼。

以最少的洗涤水量最大限度地提高滤饼洗涤率；

提高过滤强度，最终得到合格的稀磷酸，保证回磷酸按质按量送至反应岗位、并保证稀磷酸送至磷酸罐区和磷石膏的顺利排放。

C.浓缩工序

该工序主要任务是陈化并澄清来自磷酸过滤工段的稀磷酸，蒸发稀磷酸中的水份，生产合格的浓磷酸。

D.磷酸贮存

贮存来自过滤和浓缩工序的磷酸、氟硅酸，根据需要将稀磷酸和浓磷酸送往下游车间。

2.一期老系统工艺流程

1）反应工序

湿磨工序由P202B送来的矿浆，经流量计计量后，送至R01。

罐区送来的硫酸与过滤送来的回磷酸分三个点经混酸器V07A/B/C预混后进入反应槽，酸矿在搅拌桨A01/A—I的搅拌作用下完成预期的磷矿分解反应。

为防止R01逸出的含氟气体对环境的污染，设置了一套反应尾气洗涤装置，含氟尾气经文式洗涤器X01、空塔洗涤器S01洗涤后，由排风机B02抽出，再经空塔洗涤器S02洗涤后由S02上部的排气筒排出。

X01洗涤液由洗涤液泵P22提供，S01洗涤液由洗涤液泵P20提供，S02的洗涤液由洗涤液泵P21提供；

S02的洗涤液由循环水总管补充进入，S01的洗涤液由S02溢流进入，X01的洗涤液由S02溢流进入，并且由洗涤回收水泵P09从S01底部抽出洗涤液输送至热污水槽V14B，作为滤布冲洗水。

磷矿与硫酸的反应为放热反应。

为移走过剩热量，设置了料浆真空冷却系统。

磷酸料浆经冷却循环泵P03，送至料浆真空蒸发器H01，通过闪蒸达到降温的目的，冷却后的料浆返回反应槽R01。

料浆的冷却是在20～40KPa的真空度下进行的。

此真空度由大气冷凝器V09。

中间冷凝器冷凝和水环式真空泵P13抽吸提供。

H01蒸发的气体经大气冷凝器V09冷却吸收，可凝性气体随循环水转入大气冷却器液封槽V14A，不凝性气体及液沫经中间冷凝器冷凝，液沫进入封槽V14A，不凝性气体由P13排出，V14A循环水溢流至热污水槽V15。

2）过滤工序

由反应制得的成熟料浆溢流至料浆泵P05进口送至过滤机的料浆分配堰，分配至过滤机F02的各个滤盘里。

过滤机的操作分为初滤、过滤、一洗、二洗、三洗、反吹排渣、滤布冲洗等几个步骤，按逆时针方向旋转。

初滤液由于受冲洗水的影响，浓度较低，经气液分离器V16C后由P10B返回R01A作为回磷酸。

滤液经气液分离器V16A由P10A送往R04A/B作为成品磷酸，以备浓缩用，部分滤液根据反应情况，返回至R01，以确保磷酸浓度。

为了提高磷的收率，对过滤滤饼进行了三次洗涤：

P15泵将R02里的水送往过滤机F02作为滤饼一洗水，若R02里的水不够用，由V14B溢流到R02里补充；

用P07泵将V14B里的水送往过滤机F02作为滤饼二洗、三洗水，三次洗涤后的洗涤液经气液分离器V16B/C后作为回磷酸由P10B打入反应槽以调节料浆含固量及液相P2O5含量。

过滤机F02里