一、認(rèn)識實習(xí)的目的：
認(rèn)識實習(xí)是學(xué)生在學(xué)完了基礎(chǔ)課和專業(yè)課之后，在學(xué)習(xí)專業(yè)課期間或在學(xué)完了專業(yè)課之后而進行的生產(chǎn)認(rèn)識教學(xué)環(huán)節(jié)，通過認(rèn)識實習(xí)，學(xué)生初步了解相關(guān)實習(xí)廠(或車間)的實際生產(chǎn)過程，對包括生產(chǎn)原材料，生產(chǎn)工藝及流程，生產(chǎn)工藝條件生產(chǎn)設(shè)備及控制產(chǎn)品等加深對專業(yè)理論和生產(chǎn)工藝原理及過程的理解，增加感性認(rèn)識，并學(xué)習(xí)簡單的生產(chǎn)技能，通過同工人，工程技術(shù)人員，生產(chǎn)及管理人員的接觸和了解，增加對社會的認(rèn)識挺高其社會適應(yīng)能力。
二.認(rèn)識實習(xí)的基本內(nèi)容及要求
認(rèn)識實習(xí)的基本內(nèi)容及要求如下：
1、 了解作為工程技術(shù)人員應(yīng)具備的專業(yè)技術(shù)知識和管理知識。
2、 了解典型產(chǎn)品的化學(xué)反應(yīng)、生產(chǎn)方法、概略的工藝流程，學(xué)會收集和記錄實際生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)。
3、 了解主要生產(chǎn)設(shè)備在生產(chǎn)中的作用、加工工藝和制造過程、材料及防腐措施等。
4、 了解生產(chǎn)中的主要設(shè)備結(jié)構(gòu)和用途。
5、 獲取生產(chǎn)中的檢驗知識，了解生產(chǎn)過程中的質(zhì)量保證體系和全面質(zhì)量管理。
6、 培養(yǎng)運用基礎(chǔ)課和技術(shù)基礎(chǔ)課知識去解決實際生產(chǎn)問題的能力，建立初步的工程技術(shù)觀點。
7、 了解工廠的技術(shù)改造、革新和新工藝采用情況及現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用。
8、 了解工廠的防火、防爆、供電、供水以及三廢治理情況。
三、實習(xí)內(nèi)容說明
我們這次在晉開化肥廠的實習(xí)，主要在造氣、凈化、聯(lián)合和合成這四個工作段進行實習(xí)。在車間師傅和帶隊老師的詳細(xì)講解和悉心指導(dǎo)下，我們了解了各個工段的設(shè)備和操控系統(tǒng)，初步了解了工廠各個工段的工藝指標(biāo)，對工廠的管理制度也進行了簡單的了解。了解化工生產(chǎn)的方法和工藝流程，弄清主要工藝參數(shù)確定的理論依據(jù)，并注意新技術(shù)發(fā)展趨勢，接受安全與勞動紀(jì)律教育，增強安全生產(chǎn)集體觀念;學(xué)習(xí)工人和工程技術(shù)人員的高度責(zé)任感以及理論聯(lián)系實際、解決實際問題的經(jīng)驗。重點了解主要機器和設(shè)備的類型、結(jié)構(gòu)、作用原理，以及它們在生產(chǎn)流程的最重要地位。
四、實習(xí)單位簡介
河南開封晉開化工投資控股集團有限責(zé)任公司(簡稱“晉開集團”)就坐落在這座宋韻梁風(fēng)與現(xiàn)代文明交相輝映的城市東郊。
晉開集團的前身是開封晉開化工有限責(zé)任公司，是2008中國500強企業(yè)山西晉城無煙煤礦業(yè)集團有限責(zé)任公司在山西境外的第一家煤化工子公司。企業(yè)注冊資金19213萬元人民幣，其中晉煤集團持股比例為71.94%。公司現(xiàn)有在職員工兩千余人，其中高、中、低各類專業(yè)技術(shù)人員180余人。
晉開集團主要產(chǎn)品有合成氨、尿素、硝酸銨、硝酸磷肥、甲醇、稀硝酸、濃硝酸、硝酸鈉、亞硝酸鈉等，品種齊全，結(jié)構(gòu)合理，附加值高。多元化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，較好地分散了市場風(fēng)險，具有良好的競爭能力。公司生產(chǎn)所需的原料無煙煤供應(yīng)充足。作為控股股東——晉城煤業(yè)集團是全國520家重點企業(yè)，是全國重要的無煙煤生產(chǎn)基地，經(jīng)濟實力雄厚。近年來，為進一步實施“煤、氣、電、化”的戰(zhàn)略部署，晉城煤業(yè)集團進一步延伸煤炭產(chǎn)業(yè)鏈，在煤化工領(lǐng)域進行了有益的探索。晉開公司以良好的資源優(yōu)勢為依托，具有廣闊的發(fā)展前景。
為謀求企業(yè)長遠發(fā)展，晉開公司精心籌劃，確定了“十一五”發(fā)展規(guī)劃。在“十一五”期間，公司將堅持肥化并舉的發(fā)展思路，實施“5.1.2”工程，即“十一五”末達到總氨50萬噸/年，化工化肥銷量100萬噸/年，銷售收入20億元/年，躋身河南省化肥行業(yè)前列，積極做好改制上市的前期準(zhǔn)備工作,使企業(yè)的競爭力、生存能力、綜合能力達到一個比較好的水平，在”十一五”期間進入河南化肥化工行業(yè)前列，成為開封市具有重要影響的綜合性企業(yè)集團
晉開集團在晉煤集團和河南省委省政府、開封市委市政府的大力支持下，秉承“發(fā)展是解決一切問題的金鑰匙”的企業(yè)宗旨，以“回報股東，造福員工，貢獻社會，共創(chuàng)和諧”為發(fā)展目的，堅持“心無旁騖干事業(yè)，一心一意謀發(fā)展”的創(chuàng)業(yè)信念，以“十年百億，百年晉開，河南第一，中部最強”為發(fā)展目標(biāo)，堅持科技進步和技術(shù)升級，四年多來累計投入近11億元，連續(xù)進行了三次大規(guī)模的技術(shù)改造，使總氨生產(chǎn)能力由成立時的12萬噸/年提升至40萬噸/年，形成了20億元的年產(chǎn)值規(guī)模，截止2008年12月底，總資產(chǎn)達27.3億元，較成立之初增長近10倍，實現(xiàn)了產(chǎn)能的裂變擴張和企業(yè)的跨越式發(fā)展，成為河南省業(yè)內(nèi)頗具知名度和影響力的集團企業(yè)。
五 、實習(xí)要求
2010年11月2日，我們在晉開化工投資控股集團有限責(zé)任公司的會議室進行了進入工廠車間前的安全教育。由工廠的安保管理人為我們做了工廠勞動保護、安全技術(shù)、放火、防爆、防毒以及保密等內(nèi)容的安全生產(chǎn)教育。
晉開化肥廠的生產(chǎn)作業(yè)多為高溫、高壓、易燃易爆的高危企業(yè)。原料化肥生產(chǎn)中的氨氣、CO有毒氣體、H2易燃易爆，液氨有毒，若做不好有效地安全防范工作，很容易發(fā)生事故，在生產(chǎn)區(qū)必須做到：
1、注意著裝，不能披散長發(fā)，不能戴首飾，不穿高跟鞋。
2、嚴(yán)禁碰閥門，儀表，按鈕。
3、班前4小時內(nèi)禁止飲酒，工作中禁止吸煙。
4、注意環(huán)保，保持工廠的環(huán)境衛(wèi)生。
5、在工廠內(nèi)，需了解水源的位置。
6、在工作現(xiàn)場上下樓梯時，盡量扶著扶手，以免發(fā)生事故。
7、分批進入工廠，不要妨礙正常生產(chǎn)操作。
8、出現(xiàn)事故應(yīng)小碎步迅速撤離至上風(fēng)處。
9、晉開消防電話：0378-*******
六、實習(xí)內(nèi)容：
我們主要了解學(xué)習(xí)了造氣車間，凈化車間，合成車間，聯(lián)合車間這四個車間的生產(chǎn)工藝流程及主要生產(chǎn)設(shè)備。
(一)造氣車間：
1、原料氣的制造
主要設(shè)備如下：
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設(shè) 備 |
設(shè)備參數(shù) |
工作介質(zhì) |
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除塵器 |
Φ4000，工作壓強:5KPa 工作溫度：150℃ |
吹風(fēng)氣 |
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洗滌塔 |
Φ3200,工作壓強:30KPa 工作溫度：100℃ |
半水煤氣 |
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熱管鍋爐 |
Φ2200,工作壓強:30KPa 工作溫度:200℃ |
半水煤氣 |
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熱管換熱器 |
Φ2200,工作壓強:0.1MPa 工作溫度:400℃ |
蒸汽，水煤氣 |
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干式水封 |
Φ2200,工作壓強:0.01MPa
工作溫度:400℃ |
半水煤氣 |
蓄熱法：用空氣和蒸汽分別送入燃料層，也稱間歇氣化法先送空氣以提高燃料層溫度，生成吹風(fēng)氣大部分放空;然后，送入蒸汽進行氣化反應(yīng)，導(dǎo)致燃料層溫度下降，所得水煤氣配部分吹風(fēng)氣成為半水煤氣。
工業(yè)上間歇式氣化過程，是在固定層煤氣爐中進行的。
燃料層從上到下可分為：干燥層，干餾層，氣化層，灰渣層;燃料層溫度隨空氣的加入升高，蒸汽的加入而下降。
每個工作循環(huán)一般可分為5個階段：
1.吹風(fēng)：底部送入空氣，提高燃料層溫度，吹風(fēng)氣放空;
2.上吹制氣：從下加蒸汽，燃料層下部溫度下降，上部因煤氣通過上升;
3.下吹制氣：從上加蒸汽，燃料層溫度趨向平衡;
4.二上吹：從下加蒸汽，將底部煤氣排空，為吹風(fēng)準(zhǔn)備;
5.吹凈：從下加空氣吹風(fēng)，將二上吹制得煤氣回收，給半水煤氣中加氮。
吹氣過程主要反應(yīng)：C + O2 = CO2 + Q
2C+ O2 = CO2 + Q
2CO + O2 = 2CO2 + Q
CO2 + C = 2CO + Q
制氣過程主要反應(yīng)：C + H2O = CO + H2 – Q
C + 2H2O = CO2 + 2H2 – Q
CO2 + C = 2CO – Q
CO + H2O = CO2 + H2 + Q
工藝條件：
操作溫度：略低于燃料灰熔點，維持不結(jié)疤的最高溫度。
吹風(fēng)速度：高時反應(yīng)快，CO含量低，熱損失少，但燃料損失大，會出現(xiàn)風(fēng)洞、吹翻。
蒸汽用量：上吹時熱損失大，時間要小于下吹，可適當(dāng)加空氣(加氮)，使燃燒放熱。
燃料層高度：高有利于蒸汽分解，但阻力大。
循環(huán)時間分配：根據(jù)燃料性質(zhì)。
2、大概流程圖如下：
見附錄【圖1】
(二)凈化車間
1、原料氣的凈化
脫硫，變換，脫碳, 氣體的精制.
主要設(shè)備如下:
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設(shè) 備 |
設(shè)備參數(shù) |
工作介質(zhì) |
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除塵塔 |
Φ5000,工作壓強:0.005MPa 工作溫度:40℃ |
半水煤氣 |
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冷卻塔 |
Φ3000,工作壓強:<1700水柱 工作溫度:40℃ |
半水煤氣 |
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脫硫塔 |
Φ3600,工作壓強:0.05MPa 工作溫度:40℃ |
半水煤氣 |
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靜電除焦塔 |
Φ3000,工作壓強:0.06MPa 工作溫度:60℃ |
半水煤氣 |
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精脫塔 |
Φ3800*12300,工作壓強:20MPa 工作溫度:50℃ |
變換氣 |
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吸附塔 |
Φ3000,工作壓強:2.0MPa 工作溫度:50℃ |
CO2,H2 |
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分離器 |
工作壓強:2.0MPa 工作溫度:50℃ |
變換氣 |
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變換爐 |
Φ4000*24790,工作壓強:2.1MPa 工作溫度:200-390℃ |
半水煤氣 變換氣 |
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油回收器 |
Φ2000*6000,工作壓強:常壓 工作溫度:0-100℃ |
變換油水 |
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絲網(wǎng)過濾器 |
Φ2200*5415,工作壓強:2.1MPa 工作溫度:40℃ |
半水煤氣 |
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冷凝液槽 |
Φ2200*2400,工作壓強:常壓 工作溫度:40℃ |
變換冷凝液 |
①脫硫 不論是以固體原料，還是以天然氣、重油為原料制備的氫氮原料氣中，都含有一定成分的硫化物，主要是H2S,其次是CS2,COS,RSH等有機硫。其含量取決于原料的含硫量及其加工方法，以煤為原料時，所得原料氣中H2S含量一般為 2～3g·m-3，有的高達 20～30g·m-3。
H2S對合成氨生產(chǎn)有著嚴(yán)重的危害，它對設(shè)備和管道有腐蝕作用，可使變換及合成系統(tǒng)的催化劑中毒，還可使銅洗系統(tǒng)的低碳鋼生成硫化亞銅沉淀，使操作惡化，增加銅耗。
按脫硫劑的狀態(tài)可分為干法和濕法兩種。前者是用固體脫硫劑(如氧化鋅、活性炭、分子篩等)將氣體中的硫化物吸收除掉;后者用堿性物質(zhì)或氧化劑的水溶液即液體脫硫劑(如氨水法、碳酸鹽法、乙醇胺法、腐酸二磺酸鈉法及砷堿法等)吸收氣體中的硫化物。干法脫硫的優(yōu)點是既能脫無機硫，又能脫有機硫，可把硫脫至極微量。干法的共同缺點是脫硫劑不能再生。濕法脫硫采用液體脫硫，便于再生并能回收硫，易于構(gòu)成連續(xù)脫硫循環(huán)系統(tǒng)，可采用較小的設(shè)備脫除大量硫化物。濕法的缺點是對有機硫脫除能力差，且凈化度不如干法高。
脫硫后的氣體中含硫量，依合成氨工藝過程有所差異。氣態(tài)烴蒸汽轉(zhuǎn)化法中的鎳催化劑對硫十分敏感，脫硫后的氣體中含硫量要求低于5ug·g-1。
②變換 用煤或烴生產(chǎn)出的氣體都含有相當(dāng)量的CO，例如固體燃料制得的半水煤氣中含28%-31%，氣體烴蒸汽轉(zhuǎn)化法中含15%～18%，重油氣化法含 46%左右。變換利用水蒸氣把 CO變換為H2，既將CO轉(zhuǎn)變成易于清除的CO2，同時又制得了所需的原料氣H2。其反應(yīng)為：
CO + H2O(g)= CO2 + H2 ΔH0= -41 kJ·mol-1
這是一個體積不變的可逆放熱反應(yīng)，只有在催化劑的作用下才能大規(guī)模生產(chǎn)。溫度、反應(yīng)物組成及催化劑性能都是影響平衡轉(zhuǎn)化率的因素。n CO：n H2O=1：1時，在500K溫度下，轉(zhuǎn)化率為92.1%;400K下，則可達97.5%;當(dāng)溫度為500 K時，n CO：nH2O= 1:6，轉(zhuǎn)化率可提高到99.8%。
中變催化劑的鐵鉻或鐵鎂催化劑反應(yīng)溫度高，反應(yīng)速度大，有較強的耐硫性，價廉而壽命長。低溫的銅系催化劑則正相反。為了取長補短，工業(yè)上采用中變低變串聯(lián)的流程。原料氣約320—380℃進入中變一段后溫度升至450—500℃，用水蒸氣冷激到380℃后再進行中變二段反應(yīng)。溫度升到 425～450℃，轉(zhuǎn)化率達 90%，反應(yīng)后氣體噴入水蒸氣，使溫度下降并使剩余水蒸氣成飽和水蒸氣。經(jīng)廢熱鍋爐2冷卻到330℃，熱交換器冷卻至200℃，除去其中的冷凝水，再進入低變，變換后溫度上升15—20℃，轉(zhuǎn)化率可達 99%。
壓力對平衡無影響，所以變換可在常壓下進行。國內(nèi)中型廠用1.5～3.0MPa加壓變換，小型廠0.2～0.8 MPa加壓變換 。加壓變換的缺點是對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。
③脫碳 變換氣中含有大量的二氧化碳(15%一35%)，一方面它的存在對原料氣的進一步精制及氨合成不利;另一方面，它也是制造尿素、純堿、碳酸氫銨等的原料。因此，變換氣中的二氧化碳必須清除，并加以回收利用。
脫除二氧化碳的方法很多，工業(yè)上常用的是溶液吸收法，分為物理吸收和化學(xué)吸收兩種。
物理吸收是利用二氧化碳能溶于水和有機溶劑的特點。常用的方法有加壓水洗、低溫甲醇洗滌等。如在3 MPa、-30— -70℃下，甲醇洗滌氣體后氣體中的 CO2可以從 33%降到10μg·g-1，脫碳十分徹底。
化學(xué)吸收是用氨水、有機胺或碳酸鉀的堿性溶液為吸收劑，利用二氧化碳能與溶液中的堿性物質(zhì)進行化學(xué)反應(yīng)而將其吸收。小型合成氨廠用氨水吸收變換氣中的二氧化碳就屬化學(xué)吸收脫碳法，大中型廠多采用改良熱堿法，以K2CO3水溶液為吸收液，并添加少量活化劑如氨基乙酸或乙二醇胺，緩蝕劑如V2O5等。吸收解吸反應(yīng)如下：
K2CO3 + CO2 + H2O = 2KHCO3
當(dāng)吸收液中添加氨基乙酸，吸收壓強2～3 MPa、溫度85～100℃時，氣體中的 CO2可從 20～28%降至 0.2%～0.4%;解吸壓強為10～30kPa，溫度105～110℃
④氣體的精制 經(jīng)凈化過的氣體仍有少量的CO(等有害氣體)。氣體的精制就是要將它們進一步脫除，晉開化工廠采用銅洗法。
銅洗法即醋酸銅氨液洗滌法 由醋酸銅和氨通過化學(xué)反應(yīng)配成的銅液中含有氨及醋酸亞銅絡(luò)二氨等有效成分，在加壓的情況下與CO、CO2生一系列化學(xué)反應(yīng)將其脫除。反應(yīng)式為
CO(液相)+Cu(NH3)2Ac+NH3(游離)=[Cu(NH3)3CO]Ac+Q
2NH3+CO2+H2O =(NH4)2CO3+Q
(NH4)2CO3+CO2+H2O == 2NH4HCO3 +Q
反應(yīng)在銅洗塔中進行，吸收后的銅液送到再生器中，用減壓和加熱方法解吸后銅液循環(huán)使用。
銅液不僅可以吸收CO，CO2，還可以同時吸收O2和H2S。
2、大致流程圖如下：
見附錄【圖2、3、4】
(三)合成車間
主要設(shè)備如下：
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設(shè) 備 |
設(shè)備參數(shù) |
工作介質(zhì) |
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水冷器 |
工作壓強:≤31.4MPa 工作溫度:100℃ |
H2、N2 |
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氨分離器 |
工作壓強:≤31.6MPa 工作溫度:100℃ |
H2、N2、NH3 |
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臥式氨冷器 |
工作壓強:≤31.6MPa 工作溫度:-15℃ |
H2、N2、NH3、CH4 |
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氨循環(huán)機 |
工作壓強:≤37.4MPa 工作溫度:≤80℃ |
H2、N2、NH3 |
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集油器 |
工作壓強:1.6MPa 工作溫度:40℃ |
H2、N2、油水 |
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一級氨冷器 |
工作壓強:≤31.4MPa 工作溫度：-15℃ |
H2、N2、NH3、CH4 |
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廢熱鍋爐 |
工作壓強:31.4MPa 工作溫度:25℃ |
H2、N2、NH3、CH4 蒸汽水 |
1、合成氨
氨的基本性質(zhì)化學(xué)式 NH3
1、物理性質(zhì)
相對分子質(zhì)量 17.031
氨氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為0.7081g/L
氨氣極易溶于水，溶解度1：700
有刺激性氣味
2、化學(xué)性質(zhì)
(1)跟水反應(yīng)
氨溶于水時，氨分子跟水分子通過氫鍵結(jié)合成一水合氨(NH3•H2O)，一水合氨能小部分電離成銨離子和氫氧根離子，所以氨水顯弱堿性，能使酚酞溶液變紅色。氨在水中的反應(yīng)可表示為：
一水合氨不穩(wěn)定受熱分解生成氨和水
氨水中存在三分子、三離子、三平衡
分子：NH3、NH3•H2O、H2O;
離子：NH4+、OH-、H+;
三平衡：NH3+H2O NH3•H2O NH4++OH- H2O H++OH-
氨水在中學(xué)化學(xué)實驗中三應(yīng)用
①用蘸有濃氨水的玻璃棒檢驗HCl等氣體的存在;②實驗室用它與鋁鹽溶液反應(yīng)制氫氧化鋁;③配制銀氨溶液檢驗有機物分子中醛基的存在。
(2)跟酸反應(yīng)
2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
3NH3+H3PO4=(NH4)3PO4
NH3+CO2+H2O=NH4HCO3
反應(yīng)實質(zhì)是氨分子中氮原子的孤對電子跟溶液里具有空軌道的氫離子通過配位鍵而結(jié)合成離子晶體。若在水溶液中反應(yīng)，離子方程式為：
8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl
(黃綠色褪去，產(chǎn)生白煙)
反應(yīng)實質(zhì)：2NH3+3Cl2=N2+6HCl
NH3+HCl=NH4Cl
總反應(yīng)式：8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl
2、合成氨最優(yōu)工藝條件：
合成工藝參數(shù)的選擇除了考慮平衡氨含量外，還要綜合考慮反應(yīng)速度、催化劑使用特性及系統(tǒng)的生產(chǎn)能力、原料和能量消耗等。
① 壓力 提高壓力有利于提高氨的平衡濃度，也有利于總反應(yīng)速率的增加。壓力高時，氨分離流程還可以簡化。
生產(chǎn)上選擇壓力的主要依據(jù)是能源消耗以及包括能源消耗、原料費用、設(shè)備投資、技術(shù)投資在內(nèi)的綜合費用。能源消耗主要包括原料氣的壓縮功、循環(huán)氣的壓縮功和氨分離的冷動功。提高壓力，原料氣壓縮功增加、循環(huán)氣壓縮功和氨分離冷動功卻減少。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟分析，總能量消耗在 15～30 MPa區(qū)間相差不大，且數(shù)值較小;就綜合費用而言，將壓力從10 MPa提高到30MPa時，其值可下降40%左右。因此，30 MPa左右是氨合成的適宜壓力，為國內(nèi)外普遍采用(中壓法)。但從節(jié)省能源的觀點出發(fā)，合成氨的壓強有逐漸降低的趨勢，許多新建的廠采用 15～20 MPa的壓力。
② 溫度 催化劑在一定溫度下才具有較高的活性，但溫度過高，也會使催化劑過早失活。合成塔內(nèi)的溫度首先應(yīng)維持在催化劑的活性溫度范圍(400～520℃)內(nèi)。
③ 空間速度 空間速度指單位時間內(nèi)通過單位體積催化劑的氣體量(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積)。單位h-1，簡稱空速。
在其它條件一定下，空速越大，反應(yīng)時間越短，轉(zhuǎn)化率越小，出塔氣中氨含量降低。然而，增大空速，催化劑床層中對應(yīng)于一定位置的平衡氨濃度與混合氣體中實際氨含量的差值增大，即推動力增大，反應(yīng)速率增加;同時，增大空速意味著混合氣體處理量提高、生產(chǎn)能力增大。通過高空速、低轉(zhuǎn)化率來獲得高產(chǎn)量的措施適宜采用循環(huán)流程。采用中壓法合成氨，空間速度為 20 000～30 000 h-1較適宜。
④ 氫氮比 由氨合成熱力學(xué)，R=3時，可獲得最大的平衡氨濃度;但動力學(xué)指出，氮的活性吸附是控制階段，適當(dāng)增加原料氣中氮的含量有利于反應(yīng)速率提高。實驗證明，在32 MPa、450℃、催化劑粒度為 1.2～2.5 mm、空速為24 000 h-1的條件下，氫氮比為2.5時，出口氨濃度最大。循環(huán)氣體氫氮比略低于3(取2.8–2.9)，新鮮原料氣中的氫氮比取3：1。
⑤ 惰性氣體含量 惰性氣體含量在新鮮原料氣中一般很低，只是在循環(huán)過程中逐漸積累增多，從而使平衡氨含量下降、反應(yīng)速度降低。為使循環(huán)氣中惰性氣體含量不致過高，生產(chǎn)中采取放掉一部分循環(huán)氣的辦法，若以增產(chǎn)為主要目標(biāo)，惰氣含量可低一些，約為 10%—14%，若以降低原料成本為主，可控制高些，約為 16%～20%。
⑤ 進口氨的含量 進合成氨塔氣體中的氨由循環(huán)氣帶入，其數(shù)量決定于氨分離的條件。氨分離的方法是降溫液化法。溫度越低，分離效果越好，循環(huán)氣中含氨越低，進口氨濃度越小，從而可以加快反應(yīng)速度和氨產(chǎn)量，但分離冷凍量也勢必增大。在30 MPa左右，進口氨含量控制在 3.2%～3.8%;15 MPa時為 2.8%～3%。
3、合成氨工藝路線： 造氣 ->半水煤氣脫硫 ->壓縮機1,2段 ->變換 -> 變換氣脫硫 -> 壓縮機3段 ->脫碳 -> 精脫硫 ->甲烷化 ->壓縮機4,5,6段 ->氨合成 ->產(chǎn)品NH3
工藝流程：從凈化車間來的半水煤氣經(jīng)過一段進口蝶閥，經(jīng)過水封到一段進口大閥，進入一段氣缸，將壓力提高至0.215Mp 氣體壓縮后溫度升高，從一段氣缸出來的氣體進入一段出口緩沖器然后進入一段冷卻分離器，氣體溫度降至40℃以下，氣體中的油水被冷凝器分離，氣體繼續(xù)靜如二段入口緩沖器，進入二級氣缸經(jīng)壓縮壓力提高到0.7087Mp,經(jīng)二段進口緩沖器到二段冷卻器繼續(xù)進入三段入口到三級氣缸經(jīng)壓縮后壓力為2.0Mp，經(jīng)三段出口一到三段冷卻器分離器，止通閥“38“雙閥送凈化除去氣體中大部分CO2、H2S然后經(jīng)”84“雙閥四段入口一進入四段氣缸，將壓力升至4.795Mp。出來經(jīng)四段出口冷卻器分離器進入一段氣缸將壓力提高至14.0Mp經(jīng)五段出口水冷器止逆閥”59“雙閥送至甲醇合成塔 經(jīng)行醇烴化然后‘96”雙閥來氣-六段進口緩沖器-六段氣缸-六段出口緩沖器-六段出口冷卻器-六段出口分離器-止逆閥-通
4、工藝流程(6M50-305/320型氮氫氣壓縮機)：
從凈化車間來的半水煤氣經(jīng)過一段出口蝶閥，經(jīng)過水封到以及進口大閥，進入一段氣缸，將壓力提至0.215Mpa,氣體壓縮后溫度升高，從一段氣缸出來的氣體進入出口緩沖器。然后進入一段冷卻分離器，氣體溫度降至40℃以下，氣體中的油水被冷凝分離，氣體繼續(xù)進入二段入口緩沖器，進入二段氣缸，經(jīng)過壓縮壓力提高到0.7087Mpa，經(jīng)二段出口緩沖器到二段冷卻器，繼續(xù)進入三段入口緩沖器，到三級氣缸，經(jīng)壓縮后壓力提高到2.0Mpa，經(jīng)三段出口緩沖器到三段冷卻器、分離器、止逆閥，“38”雙閥送往凈化，除去氣體中大部分CO2、H2S，然后經(jīng)“84”雙閥，四段入口緩沖器進入四段氣缸，將壓力提高到4.7959Mpa，出來經(jīng)四段出口緩沖器、冷卻器、分離器，進入五段氣缸，將壓力提高至14.0Mpa，經(jīng)五段出口緩沖器、水冷器、分離器、止逆閥，“59“雙閥送往粗甲醇合成塔，烴化塔，出去氣體中CO和CO2，經(jīng)”96“雙閥，六段入口緩沖器，進入六段汽缸壓縮，將壓力提高到31.4Mpa，再經(jīng)六段出口緩沖器、冷卻器、分離器、止逆閥，”670“雙閥通往合成。
5、大致流程圖如下：
見附錄【圖5】
| 級次 |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
| 進氣壓力 |
0.02 |
0.2115 |
0.71 |
1.60 |
4.9 |
11.0 |
| 排氣壓力 |
0.2115 |
0.71 |
2.0 |
4.9 |
14.0 |
31.4 |
| 進氣溫度 |
30 |
38 |
38 |
38 |
38 |
38 |
| 排氣溫度 |
145 |
147 |
142 |
147 |
147 |
140 |
6、6M50-305/320型氮氫氣壓縮機介紹：
6M50-305/320型氮氫氣壓縮機工藝指標(biāo)：
事故槽壓力≤0.23mpa
液位<50%
冷卻水總管壓力：0.4—0.6Mpa
循環(huán)油壓力：0.4—0.6Mpa
油溫：35—43℃
升降壓速度：0.5Mpa/min
醇化工序的工作原理：
主反應(yīng)：CO + 2H2 = CH3OH + Q
CO2 + 3H2 = CH3OH + H2 + Q
副反應(yīng)：2CO + 4H2 = CH3OH + H2O + Q
CO + 3H2 = CH4 + H2O + Q
4CO + 8H2 = C4H9OH + 3H2O + Q
烴化工序的工作原理：
nCO + 2nH2 = CH2n+2O + (n-1)H2O
CO + (2n+1)H2 = CH2n+2 + nH2O
nCO2 + (3n+1)H2 = CH2n+2 + 2nH2O
主要設(shè)備的說明：M50-305/320型氮氫氣壓縮機：
6M50-305/320型氮氫氣壓縮機是六列對稱平衡型六級往復(fù)活塞水冷式壓縮機。
該機用于大、中型化肥廠合成氨系統(tǒng),實現(xiàn)從造氣(0.020MPaG)到合成(31.4MPaG)的氮氫氣的增壓。其名義活塞力500KN，容積流量305m³/min。單機年產(chǎn)合成氨4萬噸。
該機由主機及輔機兩大部分組成。
主機由機身、曲軸、連桿、十字頭、中體、盤車、氣缸、活塞、填料、氣閥及主電機組成。
輔機包括容器及管路等，即氣管路、水管路(及檢水槽)、注油管路、循環(huán)油管路、儀表管路、緩沖器、冷卻器、分離器以及電控、儀表(操作臺、儀表柜、電控柜、高壓開關(guān)柜及互感器柜)等。
該機一級一列，一至五級氣缸均為雙作用，六級氣缸為蓋側(cè)單作用。該機汲取了國內(nèi)外眾多壓縮機先進技術(shù),并結(jié)合了本公司多年的成功經(jīng)驗。相較國內(nèi)其他主參數(shù)相近的機器，該機更先進。
該型號壓縮機結(jié)構(gòu)布置圖：
結(jié)構(gòu)概述
6M50-305/320型氮氫氣壓縮機是六列對稱平衡機型。其結(jié)構(gòu)方案圖如下：
(四)聯(lián)合車間
聯(lián)合車間主要是甲醇的合成。
1、合成氣的制取
造氣一般是以塊煤為原料，采用間歇式或固定層常壓氣化法，在交溫和程控機油傳動控制下交替與空氣和過熱蒸汽反應(yīng)。：
造氣的主要原料是，水和煤。主要設(shè)備有，造氣爐，半水煤氣發(fā)生爐，夾套汽包，油壓閥站。
煤氣發(fā)生爐內(nèi)燃料從上至下分為五層：干燥層，灰渣層。
干燥層：在燃料層的最上部燃料與煤氣接觸，燃料中水分蒸發(fā)，這一區(qū)域叫干燥層。干餾層：干燥層往下一個區(qū)域燃料再此熱分解放出低分子烴，燃料本身也逐漸焦化，因此稱為干餾層。干餾層往下依次是還原層和氧化層統(tǒng)稱為氣化層，已成為游離狀態(tài)的固體燃料在此氣化劑中的氧氧化成為碳的氧化物。灰渣層：在爐簧上面由固體殘渣而形成，可以預(yù)熱至爐底進入的氣化劑同時灰渣被冷卻，保護爐簧不致過熱而損壞。
固定層間歇制氣每個循環(huán)分六部進行：
吹風(fēng)：以空氣為氣化劑，空氣自上而下通過燃料層，目的是通過碳與氧的化學(xué)反應(yīng)放出熱量并儲存于燃料層中為制氣階段提供熱量。
蒸汽吹凈：以蒸汽為氣化劑，自下而上通過燃料層與碳反應(yīng)生成水煤氣從煙筒放空或送入吹風(fēng)系統(tǒng)，該部主要置換爐內(nèi)殘余的吹風(fēng)氣。
上吹制氣：以蒸汽為氣化劑自下而上通過燃料層與碳反應(yīng)生成水煤氣。
下吹制氣：上吹制氣后，蒸汽改變方向自上而下通過燃料層生成水煤氣以保持氣化層的位置和溫度穩(wěn)定在一定的區(qū)域內(nèi)。
二次吹氣：下吹制氣后蒸汽改變方向自下而上通過燃料層即生產(chǎn)水煤氣又排凈爐底殘余的水煤氣為空氣燃料層創(chuàng)造安全條件。
空氣吹凈：為了避免二次上吹直接轉(zhuǎn)入吹風(fēng)放風(fēng)的水煤氣損失增加一個空氣吹凈，空氣自上而下通過燃料層生成空氣煤氣將原來爐內(nèi)的水煤氣一并排入氣柜。
吹風(fēng)過程的主要化學(xué)反應(yīng)：
C+ O? =CO?+Q
2C+ O?=2 CO+Q
2 CO + O?=2 CO?+Q
CO?+C=2 CO-Q
制氣過程的主要反應(yīng)：
C+H2O=CO+H2-Q
C+2H2O= CO?+2H2-Q
CO?+C=2CO-Q
CO+H2O= CO?+2H2+Q
2、合成氣的凈化
以煤為原料的合成氣凈化工序一般分為一氧化碳的變換、二氧化碳的脫除和脫硫。
1、原料氣的脫硫：采用噴射再生法工藝流程。本流程采用脫硫塔下部為空塔，上部為填料，提高氣液接觸面積。從電除塵器來的半水煤氣經(jīng)加壓后進入脫硫塔底部，在塔內(nèi)與塔頂噴淋下來的ADA脫硫液進行逆流接觸，吸收并脫除原料氣中的H2S，凈化后的氣體經(jīng)分離器分離出來液滴后去下一工序。
吸收了H2S的脫硫液由塔底出來進入反應(yīng)槽，富液中的HS-被偏礬酸鈉氧化為單質(zhì)硫，隨之焦釩酸鈉被ADA氧化。有反應(yīng)槽出來的脫硫液依靠自身的壓力高速通過噴射器的噴嘴，與吸入的空氣充分混合，使溶液得到再生，然后由噴射器下部進入浮選槽。再生的脫硫液由浮選槽上部進入循環(huán)槽，用循環(huán)泵送往脫硫塔，循環(huán)使用。在浮選槽內(nèi)的硫磺泡沫在溶液的表面，溢流到硫泡沫槽，經(jīng)過濾、熔硫得到副產(chǎn)品硫磺。
2、一氧化碳的變換：有壓縮機來的約2.1MPa、溫度為30-40℃的半水煤氣先進入系統(tǒng)的飽和塔，在塔內(nèi)與塔頂流下的熱水逆流接觸進行熱量與質(zhì)量的傳遞，提高半水煤氣的溫度和濕度后進入蒸氣混合器，使汽化比達到0.40-0.45，經(jīng)熱交換器升溫至300℃左右，進入一段中變催化劑床層進行反應(yīng)，氣體溫度升至460-480℃，CO含量為5%-15%，再依次進入熱交換器、調(diào)溫水加熱器1，溫度降至180-240℃，進入二段耐硫低變催化劑，反應(yīng)溫度為210-220℃，CO含量降至0.5%左右，在經(jīng)水加熱器，熱水塔回收熱量后，進入后工段。
3、二氧化碳的脫除：從變換系統(tǒng)來的變換氣，先經(jīng)壓縮機壓縮，將氣體的壓力提高到水洗操作的壓力，送入水洗塔7，自下而上地通過塔內(nèi)。用高壓水泵將高壓水打入水洗塔，高壓的水在水洗塔中吸收原料其中的二氧化碳與硫化氫，出水洗塔的原料其中含二氧化碳1%-2%，經(jīng)過水分離器8出去所夾帶的水分，送往下一個處理過程。
3、甲醇的合成：
甲醇的合成主要設(shè)備主要有：洗氨塔、油分離器 、甲醇合成塔、水冷器、甲醇分離器、洗醇塔、稀醇分離器、循環(huán)機、粗甲醇中間槽等
一氧化碳加氫為多方向反應(yīng)，隨反應(yīng)條件及所用催化劑的不同，可生成醇、烴、醚等產(chǎn)物，因而在甲醇合成過程中可能發(fā)生以下反應(yīng)：
(1) 主反應(yīng)
CO + 2 H2 == CH3OH + Q
CO2 + 3 H2 ==CH3OH + Q
(2) 副反應(yīng)
CO + 3 H2 == CH4 + H2O + Q
2 CO + 4 H2 == C2H5OH + H2O + Q
2 CO + 4 H2 ==CH3OCH3 + H2O + Q
在工業(yè)生產(chǎn)中，必須采用高活性、高選擇性的催化劑，通過優(yōu)化反應(yīng)條件，是合成反應(yīng)受力學(xué)控制，促進反應(yīng)向生成甲醇的方向進行，使副反應(yīng)產(chǎn)物降至最少。
4、工藝流程：
1、1#系統(tǒng)：合成氨裝置壓縮五出氣體與甲醇裝置循環(huán)機來的循環(huán)氣,在油分混合并除油后,分主 副兩路進入合成塔,主線氣體從合成塔頂進入,沿外筒與內(nèi)件的環(huán)隙自上而下至內(nèi)件下部的換熱器,與催化劑床層的合成氣換熱后,氣體升至150-170℃,進入中心管,從合成塔底部入塔的氣體不經(jīng)底部換熱器直接進入中心管與主線氣體混合,沿中心管上升至上部集氣盒,之后進入冷管內(nèi),沿冷管自上而下至底部,再由下而上至催化劑床層頂部,出冷管進入催化劑床層,氣體在上下流動時與管外催化劑內(nèi)氣體不斷換熱,移去床層的反應(yīng)熱。合成氣出冷管入床層的溫度為230-240℃，出床層氣體溫度為250℃左右，反應(yīng)后的氣體經(jīng)底部換熱器加熱入塔氣體后出合成塔。
出合成塔的合成氣經(jīng)水冷器冷至40℃左右，并在醇分中分離出粗醇，分離后的氣體分成兩部分，一部分經(jīng)循環(huán)壓縮機壓縮后循環(huán)，另一部分經(jīng)水洗塔，洗滌除醇后，送至合成氨裝置銅洗工段，要求甲醇含量≤100ppm。
甲醇分離器分出的粗醇，送至粗醇中間槽，減壓至0.8MPa。粗醇送精餾工段，弛放氣去變脫工段回收。
洗滌甲醇后的稀醇水，減壓至0.8MPa，送至稀醇水中間槽，作為萃取水送往精餾工段。
3#塔系統(tǒng)：
從壓縮五段來的新鮮氣，經(jīng)補充氣閥進入新鮮氣油分，在新鮮油分除去油水后，匯合循環(huán)氣油分來的氣體分主副兩路進入合成塔，主線氣體由經(jīng)入塔主閥由合成塔頂部一入進入，沿外筒與內(nèi)件的環(huán)隙自上而下冷卻塔壁，然后由一出進入熱交換器，與自廢熱鍋爐來的氣體進行換熱;副線氣體不經(jīng)熱交換器，與出熱交換器的主線氣體匯合，經(jīng)合成塔底部二入進入合成塔，沿中心管上升至上部集氣盒，然后進入各冷管，沿冷管自上而下至底部，再由下而上至催化劑床層頂部，出冷管進入催化劑床層的氣體，在由上而下流動時與冷管內(nèi)的氣體不斷換熱，移去床層的反應(yīng)熱，反應(yīng)后的氣體由合成塔二出進入廢熱鍋爐副產(chǎn)0.5MPa蒸汽，出廢鍋的氣體進入熱交與主線氣進行換熱，然后出熱交的氣體進入水冷排降溫，經(jīng)醇分水洗一體塔分離甲醇后，一路進入循環(huán)機，經(jīng)循環(huán)機加壓后，進入循環(huán)氣油分，然后混合新鮮氣進入合成塔進行循環(huán)，另一路則去醇后銅洗工段。經(jīng)醇分水洗一體塔分離后的液體進入粗醇中間槽，
5、主要設(shè)備一覽表：
1#系統(tǒng)：
| 設(shè)備名稱 | 規(guī) 格 | 作 用 |
| 甲醇合成塔(2臺)
內(nèi)件 |
Φ1200×18050(外筒)
Φ1112×20×16920(內(nèi)件) |
進行合成甲醇反應(yīng) |
| 油分 | Φ1000×7129 | 分離油污和雜質(zhì) |
| 醇分（2臺） | Φ1000×7129
Φ1000×6870 |
將合成的甲醇從氣體中分離 |
| 水冷器（4臺） | F＝205m2
Φ68×10內(nèi) Φ133×4外 |
冷卻合成反應(yīng)氣體 |
| 水洗塔（3臺） | Φ800×18660×44
Φ800×10340×86 Φ1000×10350×56 |
洗滌醇分后氣體中夾帶的少量甲醇 |
| 循環(huán)機4臺 | 2#、3#為4m3/min
1#、4#為5m3/min DZW4.0/120-140（1#～4#） |
提高循環(huán)氣體壓力 |
| 高壓水泵 | 1m3/h 3C1/15 | |
| 稀醇水中間槽 | Φ1200×8×3000 | |
| 粗醇中間槽 | Φ1600×12×6602 |
3#塔系統(tǒng)
| 設(shè)備名稱 | 規(guī) 格 | 作 用 |
| 甲醇合成塔 | Φ1400×19625 | 進行合成甲醇反應(yīng) |
| 氣氣換熱器 | Φ1000×52×9850 | 提高合成塔二入溫度 |
| 循環(huán)氣油分 | Φ1200×6510 | 分離油污和雜質(zhì) |
| 補充氣油分 | Φ1000×7300 | 分離油污和雜質(zhì) |
| 醇分水洗一體塔 | Φ1400×13200 | 將合成的甲醇從氣體中分離 |
| 水冷排 | F＝600m2 Φ68×10 | 冷卻合成反應(yīng)氣體 |
| 循環(huán)機2臺 | 9m3/min
DBJD-9/130-145 |
提高循環(huán)氣體壓力 |
| 高壓水泵（2臺） | 1.5m3/h 3C-1/15 | |
| 廢熱鍋爐 | Φ1400/Φ1800×5760 | 利用廢熱生產(chǎn)蒸汽 |
| 粗醇中間槽 | Φ1600×12×6620 |
七、實習(xí)心得體會：
在20xx年11月份，我們按照安排分批去了開封晉開化肥廠開始了期待的實習(xí)。雖然只有短暫的四天，但在帶隊老師和工人師傅的細(xì)心介紹和耐心指導(dǎo)下，我收獲很多在書本上了解不到的東西。
我們這次實習(xí)，是在開封晉開化肥廠。主要在造氣車間，凈化車間，合成車間，聯(lián)合車間這四個車間進行實習(xí)，在車間師傅和帶隊老師的詳細(xì)講解和悉心指導(dǎo)下，我們了解了各個工段的設(shè)備和操控系統(tǒng)，初步了解了工廠各個工段的工藝指標(biāo)，對工廠的管理制度也進行了簡單的了解。了解化工生產(chǎn)的方法和工藝流程，弄清主要工藝參數(shù)確定的理論依據(jù)，了解生產(chǎn)中的技術(shù)革新措施，并注意新技術(shù)發(fā)展趨勢，接受安全與勞動紀(jì)律教育，增強安全生產(chǎn)集體觀念;重點了解主要機器和設(shè)備的類型、結(jié)構(gòu)、作用原理，以及它們在生產(chǎn)流程的最用地位
這次實習(xí)中給我印象最深的是聯(lián)合工段。在此工廠中，雖然聯(lián)合工段是新成立的一部分，但此部分含有制氣、凈化、合成等工序，也可以說是化工廠獨立的一部分。此工段主要是甲醇的生產(chǎn)，聯(lián)醇生產(chǎn)是在13MPa左右壓力下,采用銅基催化劑,串聯(lián)在合成氨工藝之中,用合成氨原料氣中的CO、CO2、H2合成甲醇。操作過程中的要點很多，如合成塔催化劑溫度的調(diào)節(jié)、水冷溫度的調(diào)節(jié)、壓力的控制、循環(huán)氣量的控制、進塔氣成分的控制、防止跑冒滴漏、巡回檢查等。在甲醇合成生產(chǎn)中，操作壓力采用中壓聯(lián)醇工藝，由于銅基催化劑活性溫度為200-310℃，其操作溫度范圍為230-310℃，為了防止催化劑迅速老化，在催化劑使用初期，宜維持低溫操作，隨著活性的降低，逐步提高反應(yīng)溫度。均溫型甲醇合成塔，銅基催化劑使用前期，可控制床層零米溫度230-240℃，熱點250℃，后期可控制熱點310℃，對甲醇合成原料氣，其氫碳比要求控制在(H2-CO2)/(CO+CO2)=2.05-2.15，并保持一定量的CO2，一定量的CO2存在對保持催化劑的高活性是有利的，適量的CO2可以降低反應(yīng)熱，這對維持床層溫度也是有利的。在甲醇生產(chǎn)中，氣體一次通過合成塔僅能得到3%-6%的甲醇，原料氣的甲醇合成率不高，因此原料氣必須循環(huán)使用。這樣的設(shè)計方案讓我學(xué)到了很多書本之外的東西，雖然書本上的知識都是經(jīng)典，但流程工藝是可以更新的。因此，這次實習(xí)我收獲很多，受益匪淺，并了解了建設(shè)更高效、更經(jīng)濟、更實用的設(shè)備及流程在工作生產(chǎn)中的重要性。
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