仿真實(shí)習(xí)總結(jié)報(bào)告

仿真實(shí)習(xí)總結(jié)報(bào)告

化工082錢(qián)立飛23號(hào)

通過(guò)長(zhǎng)達(dá)一個(gè)星期的仿真實(shí)習(xí)，讓我對(duì)氯堿工業(yè)有個(gè)初步的了解，為將來(lái)更深入的認(rèn)識(shí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此次實(shí)習(xí)主要學(xué)習(xí)氯堿工業(yè)的一些基本知識(shí)和原理，后期更充分的體現(xiàn)了實(shí)踐性的重要性，通過(guò)對(duì)機(jī)械的操作對(duì)氯堿工藝更深入的了解。

工業(yè)上用電解飽和NACL溶液的方法來(lái)制取NAOH,CL2,和H2，并以他們?yōu)樵�理生產(chǎn)一系列的化工產(chǎn)品，稱(chēng)為氯堿工業(yè)。

氯堿工業(yè)利用電解飽和食鹽水溶液制取燒堿（氫氧化鈉）和氯氣并副產(chǎn)氫氣的生產(chǎn)過(guò)程。過(guò)程包括鹽水精制、電解和產(chǎn)品精制等工序，其中主要工序是電解。工業(yè)上采用隔膜電解法、水銀電解法和離子膜電解法。各法所采用的電解槽結(jié)構(gòu)不同，因而其具體工藝流程及產(chǎn)品規(guī)格也有所不同。當(dāng)前應(yīng)用較多的是隔膜電解法。

隔膜電解法：除去雜質(zhì)后中性的飽和食鹽水溶液在隔膜電解槽中進(jìn)行電解生成氫氧化鈉和氯氣，主要反應(yīng)如下：在陽(yáng)極上的反應(yīng)2Cl--2e→Cl2↑在陰極上的反應(yīng)Na++e→Na2Na+2H2O→2NaOH+H2↑

鹽水精制：海鹽、巖鹽、湖鹽等固體原鹽(NaCl)都是生產(chǎn)氯氣和燒堿的原料。為使電解過(guò)程順利進(jìn)行并保證設(shè)備、操作的安全，無(wú)論采用哪種電解方法，原料都必須精制。固體鹽溶于水中所得的飽和鹽水，或來(lái)自地下鹽井的鹽水，在60℃左右加入碳酸鈉、氫氧化鈉，使其與鹽水中的鈣、鎂雜質(zhì)反應(yīng)生成碳酸鈣、氫氧化鎂等沉淀。鹽水中硫酸鹽過(guò)高時(shí)，還需加入氯化鋇（或碳酸鋇）以生成硫酸鋇沉淀。各種沉淀物經(jīng)過(guò)絮凝、澄清、過(guò)濾分離后，清鹽水加入鹽酸調(diào)節(jié)pH使之成為中性或微酸性，再通過(guò)精制的（或回收的）固體鹽層重新飽和，并加熱到60～80℃，成為一次精制鹽水，可供隔膜法或水銀法使用。

有的鹽水中含有銨離子或有機(jī)氮化合物，將在隔膜電槽內(nèi)生成三氯化氮(NCL)，當(dāng)氯氣液化時(shí)，三氯化氮積累過(guò)多會(huì)引起爆炸，故應(yīng)在飽和鹽水中加入少量的次氯酸鹽，使轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓳]發(fā)的一氯胺(HNCl)。精制鹽水中含有10～15ppm的有效氯，會(huì)使氨含量降低到1ppm的安全范圍之內(nèi)。將一次精制鹽水再經(jīng)過(guò)濾和螯合樹(shù)脂吸附，進(jìn)行二次精制，控制鈣、鎂含量在0.05ppm以下，才能用于離子膜電槽。

電解法、隔膜法、水銀法、離子膜法的電解原理基本相同，即：食鹽水溶液在直流電作用下，陰離子在陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，陽(yáng)離子在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)。前者稱(chēng)為陽(yáng)極過(guò)程，后者稱(chēng)為陰極過(guò)程。

陽(yáng)極過(guò)程在上述各種方法中，陽(yáng)極過(guò)程的主要反應(yīng)為氯離子被氧化成為氯氣：中性飽和食鹽水溶液中，析氯反應(yīng)的平衡電極電位為+1.33V。它隨氯化鈉濃度和溫度的降低而增大。溶液中的水分子也可在陽(yáng)極上氧化并生成氧氣，成為與析氯反應(yīng)相競(jìng)爭(zhēng)的主要副反應(yīng)：陽(yáng)極上析氧反應(yīng)比析氯反應(yīng)容易進(jìn)行。由于電解槽在很大的電流下工作，偏離平衡條件很遠(yuǎn)，實(shí)際電極電位與平衡電極電位并不相等，其差值即為該電極反應(yīng)在具體放電條件下的過(guò)電位。有些相互競(jìng)爭(zhēng)的反應(yīng)，由于過(guò)電位的不同而改變實(shí)際的放電反應(yīng)順序。工業(yè)上電解食鹽水溶液時(shí)的陽(yáng)極過(guò)程就屬于這種情況。在不同的電極材料表面，析氧反應(yīng)和析氯反應(yīng)的過(guò)電位也不同，有時(shí)相差很大。如在生產(chǎn)中應(yīng)用的釕-鈦金屬陽(yáng)極表面,電密度為1000～5000A/m時(shí)，析氧反應(yīng)的實(shí)際電極電位要比析氯的高0.25～0.30V(在石墨陽(yáng)極上高出0.10V左右)。因此，實(shí)際的陽(yáng)極過(guò)程主要是析氯，而不是析氧。

提高電解液中氯離子濃度，控制陽(yáng)極液pH以降低氫氧離子濃度，并采用較高的電流密度等措施，也都可以增大析氧和析氯反應(yīng)的電極電位差，有利于抑制析氧反應(yīng)，而提高氯氣純度和電流效率。

陽(yáng)極析出的氯部分地溶解在陽(yáng)極液中，生成次氯酸和鹽酸。當(dāng)陰極生成的氫氧化鈉，由于擴(kuò)散或攪動(dòng)等原因進(jìn)入陽(yáng)極液中時(shí)，次氯酸被中和，生成易解離的次氯酸鹽。而解離出的次氯酸離子(ClO()則可在陽(yáng)極氧化，生成氯酸鹽并逸出氧氣：此反應(yīng)隨陽(yáng)極液中氫氧離子和次氯酸離子的增多而加劇。結(jié)果是既消耗電解產(chǎn)物氯和氫氧化鈉，又降低電流效率和產(chǎn)品純度。加大鹽水中氯化鈉濃度或提高電解液溫度，可以降低氯氣的溶解度和次氯酸離子的濃度。而將陽(yáng)極和陰極的電解產(chǎn)物妥善分開(kāi)，則是氯堿工業(yè)中有效地進(jìn)行電解過(guò)程的關(guān)鍵。隔膜法、水銀法和離子膜法就是隔離兩極產(chǎn)物的不同方法。

陰極過(guò)程:電解氯化鈉水溶液的陰極過(guò)程，隨所用陰極材料而異。一般條件下，鈉離子還原成金屬鈉的反應(yīng)很難進(jìn)行，所以在隔膜法（或離子膜法）中所用的固體陰極（如鐵陰極）表面上，其陰極過(guò)程為水分子還原析出氫氣，同時(shí)在陰極附近形成氫氧化鈉溶液：在25℃,電解液含氫氧化鈉100g/1、氯化鈉180g/1,以及氫的分壓P為0.1MPa時(shí),析氫的平衡電極電位為-0.851V。

電解反應(yīng)的理論分解電壓為陽(yáng)極與陰極的電極電位之差，因此，25℃時(shí)隔膜電解槽的理論分解電壓.

采用不同的陰極材料，析氫和析鈉的電極電位有很大不同。例如：在水銀法汞陰極上，由于析氫反應(yīng)的過(guò)電位比析鈉的高得多，而析出的鈉又容易與汞形成鈉汞齊，這樣更有利于鈉離子的還原，其在汞陰極上反應(yīng)主要是,將電解槽中生成的鈉汞齊引出，進(jìn)入加有水的解汞槽中，鈉汞齊與水反應(yīng)，生成氫氧化鈉溶液和氫，這是水銀法和隔膜法主要不同之處。水銀法可制得氯化鈉含量極低的高純度、高濃度的氫氧化鈉溶液。水銀法的電解槽中以汞為陰極，石墨或金屬為陽(yáng)極。解汞槽中以鈉汞齊為陽(yáng)極，石墨為陰極，在堿液中陰陽(yáng)兩極相互接觸，組成短路電池以加速汞齊分解。這時(shí)鈉汞齊中的金屬鈉作為陽(yáng)極而溶解，水則在石墨陰極表面還原而析出氫。解汞反應(yīng)中釋放出來(lái)的化學(xué)能尚難加以利用，因而水銀法的電耗比隔膜法高。水銀電解槽的槽電壓約比隔膜電解槽高1V左右，它相當(dāng)于解汞反應(yīng)的分解電壓。鹽水中鈣、鎂、鐵以及釩、鉬、鈦、錳等重金屬離子含量過(guò)高時(shí)，也會(huì)在汞陰極上還原，生成不穩(wěn)定的汞齊和汞渣，降低析氫過(guò)電位，導(dǎo)致析出氫氣并妨礙汞的正常流動(dòng)。因此水銀法電解對(duì)鹽水的質(zhì)量要求較高。

產(chǎn)品精制包括堿液濃縮、氯氣液化和氫氣的處理。

堿液濃縮:隔膜法電解槽生產(chǎn)的堿液(陰極液)含有NaOH10％～12％和NaCl16％左右，需要經(jīng)過(guò)蒸發(fā)（一般采用三效或四效逆流強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器），用間接蒸汽加熱以蒸發(fā)水分，于是堿液濃縮并使溶解度較小的氯化鈉結(jié)晶出來(lái)。由鹽漿離心機(jī)將回收鹽分出后，作為鹽水重飽和或化鹽之用。有的以地下鹽水為原料的氯堿廠，利用回收的固體食鹽作為水銀法的原料，構(gòu)成隔膜法與水銀法并存的氯堿廠。濃縮的堿液經(jīng)冷卻至常溫，再濾去析出的細(xì)鹽晶粒，即為液體燒堿商品。

隔膜法制得的50％的氫氧化鈉通常含有1.0%～1.2%氯化鈉，可利用水合法或采用液氨萃取法，均可使鹽的含量降低到500ppm以下，因?yàn)檫^(guò)程復(fù)雜，能耗較高，實(shí)際生產(chǎn)中較少應(yīng)用。

水銀法電解槽可以直接生產(chǎn)50％氫氧化鈉，經(jīng)過(guò)活性炭層除去懸浮的水銀微粒，即可作為商品。

離子膜法電解槽能生產(chǎn)約35％氫氧化鈉的高純度堿液，可直接作為商品使用，也可再經(jīng)蒸發(fā)器濃縮為50％液體燒堿。

氯氣的液化:從各種電解槽陽(yáng)極室逸出的氯氣，經(jīng)水噴淋直接冷卻，或在鈦冷卻器內(nèi)間接冷卻，再在串聯(lián)的干燥塔內(nèi)用濃硫酸干燥，得到原料氯氣；然后進(jìn)一步壓縮，在液化器內(nèi)冷卻成為液氯（見(jiàn)氯氣）。

氫氣處理:氫氣經(jīng)冷卻脫水后作為燃料，或再經(jīng)干燥壓縮貯入鋼瓶（或經(jīng)管道）作為工業(yè)原料。

總結(jié)：

通過(guò)此次模擬仿真實(shí)習(xí)讓我更加深刻的意思到了網(wǎng)絡(luò)和科技的強(qiáng)大，對(duì)化工的生產(chǎn)發(fā)展更加做出了巨大的貢獻(xiàn)，實(shí)習(xí)軟件雖然與實(shí)際不同，但也反映出了一定的事實(shí)，他的作用大大縮短了現(xiàn)場(chǎng)操作實(shí)際，提高了工作效率，減少了許多人為因素造成的不必要的安全隱患。

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課程總結(jié)報(bào)告

1闡述剖析我感觸至深的幾個(gè)要點(diǎn)

1.1熟悉工藝流程，熟悉操作設(shè)備，熟悉控制系統(tǒng)，熟悉開(kāi)車(chē)規(guī)程

雖然我們做的是仿真實(shí)習(xí)，但是在動(dòng)手開(kāi)車(chē)前頁(yè)一定要做到這“四熟悉”，特別是面對(duì)復(fù)雜的化工過(guò)程或者是以前從未接觸過(guò)的化工過(guò)程的時(shí)候，對(duì)過(guò)程的熟悉程度將是至關(guān)重要的，否則也許會(huì)誤入歧途，錯(cuò)誤的操作，浪費(fèi)時(shí)間，影響開(kāi)車(chē)分?jǐn)?shù)不說(shuō)，更重要的是不能很好的掌握所需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。面對(duì)一個(gè)復(fù)雜的工藝過(guò)程，也許開(kāi)關(guān)，手操器多達(dá)數(shù)十個(gè)，如果不能事先了解到他們的作用和位置，以及各自開(kāi)到什么程度，那么當(dāng)開(kāi)車(chē)的時(shí)候必然會(huì)手忙腳亂，而且會(huì)錯(cuò)誤不斷，因此在開(kāi)車(chē)前最重要的準(zhǔn)備工作就是要熟悉整個(gè)工藝過(guò)程。1.2操作時(shí)切忌大起大落

在仿真操作過(guò)程中，我們經(jīng)常會(huì)遇到一些慣性很大的系統(tǒng)，比如往復(fù)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，控制器少許的變化，就會(huì)引起轉(zhuǎn)速在很長(zhǎng)一段時(shí)間不能穩(wěn)定下來(lái)，面對(duì)這樣的大慣性系統(tǒng)，調(diào)節(jié)的時(shí)候一定要耐心和細(xì)心，因?yàn)橐坏┎蛔⒁饩蜁?huì)造成系統(tǒng)的大起大落，這在化工生產(chǎn)過(guò)程中是絕對(duì)不允許的。大起大落會(huì)造成物料供給的困難，一會(huì)需要大量的物料，一會(huì)又只需少許物料，這對(duì)于物料供給系統(tǒng)是非常困難的，其次，會(huì)造成熱量供應(yīng)系統(tǒng)的困難，進(jìn)料大時(shí)，加熱和冷卻也必須相應(yīng)的開(kāi)大，然而熱量的供給是個(gè)大慣性系統(tǒng)，不可能瞬間快速的調(diào)節(jié)，因此必然造成物料忽冷忽熱，甚至超出工藝要求，生產(chǎn)出不合格產(chǎn)品，更有甚者會(huì)導(dǎo)致設(shè)備故障，以致發(fā)生危險(xiǎn)。因此在操作中一定要耐心，不能急于求成。1.3首先進(jìn)行開(kāi)車(chē)前的準(zhǔn)備工作，再進(jìn)行開(kāi)車(chē)

開(kāi)車(chē)前的準(zhǔn)備非常重要，雖然開(kāi)車(chē)前的準(zhǔn)備工作是非常繁瑣，細(xì)致的，有的時(shí)候仿真程序?yàn)榱送怀鲋攸c(diǎn)，不得不把一些程序簡(jiǎn)化了，但是實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，這些開(kāi)車(chē)前的準(zhǔn)備工作卻是一點(diǎn)都不能簡(jiǎn)化的，所以，我們?cè)诜抡娌僮鞯臅r(shí)候要心里明白，我們操作時(shí)候其實(shí)那些前提準(zhǔn)備條件都已經(jīng)弄好了，所以我們不需要考慮，但是一定要明白前提準(zhǔn)備條件的重要性。1.4先低負(fù)荷開(kāi)車(chē)達(dá)正常工況，然后緩慢提升負(fù)荷

我想低負(fù)荷開(kāi)車(chē)，這首先是為了安全考慮的，因?yàn)殚_(kāi)車(chē)過(guò)程中很容易因操作不當(dāng)而產(chǎn)生一些問(wèn)題，這個(gè)時(shí)候如果是高負(fù)荷的啟動(dòng)，那么造成的事故必然比較大，所以低負(fù)荷啟動(dòng)可以減小事故帶來(lái)的損失，降低危險(xiǎn)，另外，在開(kāi)車(chē)過(guò)程中，有一部分物料是需要流動(dòng)的，同時(shí)也會(huì)有部分產(chǎn)出，但是由于是開(kāi)車(chē)過(guò)程，各種工藝條件還未達(dá)到，所以產(chǎn)出的都是不合格的產(chǎn)品，因此，采用低負(fù)荷啟動(dòng)，可以減少對(duì)原料和能源的浪費(fèi)，這也是節(jié)約成本和保護(hù)環(huán)境的重要舉措。

2.面對(duì)陌生的工藝操作，你會(huì)如何去面對(duì)？

面對(duì)復(fù)雜的工藝流程，首先要了解這個(gè)流程的作用是什么，要達(dá)到怎樣的目的，然后去了解流程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，如何進(jìn)料的，怎樣反應(yīng)的，反應(yīng)時(shí)要保證怎樣的條件，怎么出料的，各種保護(hù)系統(tǒng)，輔助系統(tǒng)，排凝閥，排空閥的位置，以及緊急狀況下的停車(chē)步驟，生產(chǎn)過(guò)程中安全是首要問(wèn)題。

3.通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，你對(duì)前期理論課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)有什么再認(rèn)識(shí)？如果時(shí)光可以倒流你準(zhǔn)備如何去學(xué)習(xí)？你對(duì)相關(guān)課程的教師在教學(xué)內(nèi)容、方法和考核等方面有何建議？

理論是指導(dǎo)實(shí)踐的，如果沒(méi)有理論的學(xué)習(xí)，那么仿真實(shí)習(xí)就是一個(gè)知其然不知其所以然的練習(xí)了，它的意義將大打折扣，所以理論的學(xué)習(xí)也是非常重要的，但理論的目的是為了指導(dǎo)實(shí)踐，所以如何能夠理論聯(lián)系實(shí)際，這才是最難做到的一點(diǎn)。

如果時(shí)光能夠倒流，我會(huì)在現(xiàn)在學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上更加注意預(yù)習(xí)，因?yàn)槲乙郧皩W(xué)習(xí)的時(shí)候就是聽(tīng)聽(tīng)光盤(pán)講解，然后按照書(shū)上或者光盤(pán)的步驟去做，我發(fā)現(xiàn)這是有很大不足的，因?yàn)檫@樣我就無(wú)法自主學(xué)習(xí)，不能發(fā)現(xiàn)我的弱項(xiàng)，雖然我看著書(shū)或者聽(tīng)過(guò)光盤(pán)講解，但是工藝的過(guò)程很難能夠非常熟悉，非常了解，所以如果時(shí)光能夠倒流，我希望我能更加注重預(yù)習(xí)過(guò)程。我建議考核方法簡(jiǎn)單些，更加可操作點(diǎn)，比如過(guò)多的報(bào)告有時(shí)候真的讓人很頭疼呢。4.對(duì)本課程的教學(xué)過(guò)程和方法有何意見(jiàn)和建議？

教學(xué)過(guò)程我覺(jué)得挺合理，從易到難，從局部的簡(jiǎn)單的單元操作到整體的復(fù)雜的整個(gè)工藝的操作，這門(mén)課給我的收獲很大，我有一點(diǎn)建議，那就是考核方法采取多樣化的手段，不要只憑寫(xiě)報(bào)告，每星期都寫(xiě)報(bào)告，而且最后還有不少總結(jié)報(bào)告，課程報(bào)告，量太大，寫(xiě)起來(lái)令人頭痛。

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