内蒙古化工职业学院顶岗实习报告
摘 要
氨是重要的基础化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。合成氨生产经过多年的发展，现已发展成为一种成熟的化工生产工艺。
近年来合成氨工业发展很快，大型化、低能耗、清洁生产均是合成氨设备发展的主流，技术改进主要方向是开发性能更好的催化剂、降低氨合成压力、开发新的原料气净化方法、降低燃料消耗、回收和合理利用低位热能等方面上。
我所在的实习单位的工艺流程简介：采用煤造气出来的半水煤气，通入变换炉，采用煤气冷激及蒸汽换热的方式，使半水煤气在催化剂的作用下大部分CO和水蒸气反应获得H2，使CO降到合格水平。
本设计综述部分主要阐述了国内外合成氨工业的现状及发展趋势，介绍了合成氨的各个工序流程。工艺计算部进行了一氧化碳变换工序的物料衡算、热量衡算。设备计算部分主要是高变炉催化剂用量的具体计算，以及热水塔和换热器的计算。
本设计的优点在于选择较为良好的厂址和原料路线，确定良好的工艺条件、合理的催化剂和能源综合利用。
关键词：合成氨,水煤气,变换
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目录
摘 要 .......................................................................................................................... 1
1.实习公司简介 ........................................................................................................ 3
2. 实习时间 ............................................................................................................. 3
3. 实习岗位 ............................................................................................................ 4
4. 实习工段简介 .................................................................................................... 4
5. 实习要求 ............................................................................................................. 4
6. 实习内容 ............................................................................................................. 5
7. 实习内容简介 .................................................................................................... 5
7.1 合成氨概述 .................................................................................................. 5
7.2 CO变换..................................................................................................... 6
7.3 低温甲醇洗 ................................................................................................. 8
7.4 液氮洗 ......................................................................................................... 9
8. 主要设备简介 ................................................................................................... 10
8.1 合成塔 ........................................................................................................ 10
8.2 洗涤塔 ....................................................................................................... 11
9. 心得体会 .......................................................................................................... 13
10. 实习小结 .......................................................................................................... 14
参考文献 ................................................................................................................. 17
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1.实习公司简介
中国海洋石油总公司是中国最大的国家石油公司之一，负责在中国海域对外合作开采海洋石油及天然气资源，是中国最大的海上油气生产商。公司成立于19xx年，注册资本949亿元人民币，总部设在北京。自成立以来，中国海油保持了良好的发展态势，由一家单纯从事油气开采的上游公司，发展成为主业突出、产业链完整的综合型能源集团。20xx年财富杂志评选的世界500强企业排名第101位，中国企业联合会和中国企业家协会共同发布的20xx年中国企业500强名单中排名第10位。
中海石油化学股份有限公司（以下简称“化学公司”）作为中国海油的主要子公司，是一家以天然气深加工为主业，从事化肥、化工产品的开发、生产及销售的现代化大型企业。公司成立于20xx年7月， 20xx年9月29日中海化学成功在香港联交所挂牌上市。化学公司总部位于北京市，总资产300多亿元人民币。
化学公司是中国产量最大、能源转化效益最高的氮肥生产商之一，以生产、开发、销售化肥及高附加值的合成化工产品为主要业务。公司产能巨大，生产技术先进，庞大的销售网络覆盖中国20个省份。
目前,化学公司在全国拥有六大生产建设基地，分别是海南东方、内蒙古呼和浩特、湖北大峪口、河北秦皇岛四个生产基地与贵州锦磷、黑龙江鹤岗两个建设基地。
正在建设的鹤岗市华鹤煤化项目，是化学公司进入煤化工领域的重要组成部分。投资建设以煤为原料年产30万吨合成氨、52万吨大颗粒尿素和年产60万吨煤矿。该项目是黑龙江省、鹤岗市重点建设项目，项目总投资42亿元，其中：“3052”化肥项目投资34.5亿元，主要装备及技术由国外引进；煤矿投资7.5亿元。
2. 实习时间
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20xx年8月1日—20xx年7月1日
3. 实习岗位
合成氨净化工段
4. 实习工段简介
合成氨净化工段主要分为CO变换、低温甲醇洗、液氮洗、硫回收四个工段。
CO变换工段：将气化装置生产的粗煤气中的CO（一氧化碳）变换为生产合成氨需要的H2（氢气）和CO2二氧化碳；用锅炉水洗涤煤气中的氨，为
低温甲醇洗提供合格的变换气。
低温甲醇洗工段：将来自变换冷却装置变换气中的H2S、有机硫（COS、
CS2）、CO2、水以及其它杂质组分脱除，为液氮洗装置提供总硫≤0.1ppm、CO2≤20ppm的净化气。
将净化过程中分离出的CO2产品气（纯度≥98%）输送至尿素合成，酸性气
体送往硫回收装置。
液氮洗工段：利用分子筛吸附器脱除净化气中CO2、CH3OH等高沸点物
质；通过冷凝和液氮洗涤脱除工艺气中微量CH4，CO和少量的Ar。生产H2:N2为3:1的合成气；向燃料气系统输送燃料气。
硫回收工段：将各工段所产生无机硫转为硫单质。
5. 实习要求
20xx年8月11日，我们在中海石油华鹤煤化有限公司的会议厅中进行了下厂前的安全教育。由工厂的资深工程师为我们做了工厂劳动保护、安全技术、放火、防爆、防毒以及保密等内容的安全生产教育。
化工厂的生产为高温、高压、易燃易爆的高危企业，会出现爆炸中毒事
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故。原料天然气中的CO暑有毒气体，H2易燃易爆，液氨有毒，若不做好有效地安全防范工作，很容易发生事故。因此，根据这次实习的实际生产状况，对我们进行了二级安全教育：
1、注注意着装，不能披散长发，不能戴首饰，不穿高跟鞋。
2、严禁碰阀门，仪表，按钮。
3、班前4小时内禁止饮酒，工作中禁止吸烟。
4、注意环保，保持工厂的环境卫生。
5、分批进入工厂，不要妨碍正常生产操作。
6、出现事故迅速撤离至下风处。
做完二级安全教育，我便被分配到了班组，紧接着进行班组安全教育，既三级安全教育。完成了这三级安全教育，我便能够进入厂区进行顶岗实习。
6. 实习内容 因为我所在的实习单位还处于建设期，所以我在单位的工作就是巡检，和学习。首先来介绍一下我的工段——合成氨净化。
7. 实习内容简介
7.1 合成氨概述 合成氨工业诞生于本世纪初，其规模不断向大型化方向发展，目前大型氨厂的产量占世界合成氨总产量的80%以上。氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。除液氨可直接作为肥料外，农业上使用的氮肥，例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥，都是以氨
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为原料的。合成氨是大宗化工产品之一，世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上，其中约有80%的氨用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。
德国化学家哈伯19xx年提出了工业氨合成方法，即“循环法”，这是
目前工业普遍采用的直接合成法。反应过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问题，将氨产品从合成反应后的气体中分离出来，未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。合成氨反应式如下：
N2+3H2≈2NH3
合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料。经过近百年的发展，合成氨技术趋于成熟，形成了一大批各有特色的工艺流程，但都是由三个基本部分组成，即原料气制备过程、净化过程以及氨合成过程。
我厂是以煤为原料，然后将煤气化产生CO等气体，作为原料气。生产过程中，粗原料气经脱硫、转化及变换等工序，制得合成氨的原料气，它的主要成分为H2,N2,CO2。原料气经净化（包括脱碳和甲烷化工序），制得合成氨所需的H2,N2混合气体。H2、N2混合气体经压缩后送入合成工序合成制得氨，后由冷冻工序提供冷源值得分离产品氨。
7.2 CO变换
变换冷却装置的主要任务是：将气化装置生产的粗煤气中的CO（一氧化碳）变换为生产合成氨需要的H2（氢气）和CO2二氧化碳；用锅炉水洗涤煤
气中的氨，为低温甲醇洗提供合格的变换气。
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变换冷却流程简图
一氧化碳和水蒸汽在催化剂作用下反应，生成二氧化碳和氢气，其反应式为：
CO+H22+H2+410894kJ
变换反应为放热可逆反应,因此降低反应温度和增加蒸汽量都可降低变换气中CO的平衡浓度.在变换气中CO含量一定的条件下，降低反应温度可以减少蒸汽用量。
钴钼系耐硫变换催化剂中活性组份钴、钼还原以前是以氧化钴、氧化钼的形式存在的，钴钼催化剂中真正的活性组分是COS和MOS２，只有将金属氧
化物转变成金属硫化物时催化剂方有活性，因此在使用前必须要将其活性组份的氧化态转化为硫化态。本装置采用循环硫化法，催化剂用CS２加氢硫化。
硫化反应方程式：
CSs +4H2=2H2S+CH4
Mo03十2H2S十H2→MoS2十3H2O
3CoO十H2S→CoS十H20
硫化lkg催化剂需CS2 0.141kg
硫化lkg催化剂生成水0.10kg
按催化剂装量计算出催化剂硫化时需要的CS2量和生成水量。
钴钼系催化剂，不仅耐硫、能承受一定的不饱和烃，而且低温活性好，使用温度在220～500℃。
根据氨极易溶于水的原理，以直接接触洗涤的方式除去变换气中的氨：
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NH3的吸收
NH3+H20=NH4OH–△H △H=2054KJ/Kg NH3
变换气中的氨溶解于水中，即为除去了变换气中的氨。
7.3 低温甲醇洗
本单元的主要任务是将来自变换冷却装置变换气中的H2S、有机硫
（COS、CS2）、CO2、水以及其它杂质组分脱除，为液氮洗装置提供总硫≤
0.1ppm、CO2≤20ppm的净化气。
将净化过程中分离出的CO2产品气（纯度≥98%）输送至尿素合成，酸性
气体送往硫回收装置。
甲醇洗装置净化过程主要包括两个步骤：在洗涤塔下塔内脱除H2S和有机
硫；在洗涤塔下塔内脱除CO2。
低温甲醇洗（Rectisol）是20世纪50年代初德国林德（Linde）公司和鲁奇（Lurgi）公司联合开发的一种气体净化工艺。第一个低温甲醇洗装置由鲁奇公司于19xx年建在南非Sasol的合成燃料工厂，目前世界上有一百多套工业化装置，其中中国引进了十多套。
该工艺为典型物理吸收法，是以低温甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的特性，脱除原料气中的酸性气体。由于甲醇的蒸汽压较高，所以低温甲醇洗工艺在低温（-20℃～－80℃）下操作，在低温下CO2与H2S的溶解度随温度下降而显著地上升，因而所需的溶剂量较少，装
置的设备也较小。
各种气体在甲醇中的溶解度
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由表可见，随着温度的降低，压力的增大，H2S、COS、CO2等酸性气体在甲醇中有较大的溶解能力，而H2、N2、CO及CH4等气体在甲醇中的溶解度很小。因而甲醇能从原料气中选择吸收H2S、CO2等酸性气体。当温度从20℃降到-40℃时，CO2的溶解度约增加6倍，吸收剂的用量也大约可减少6倍。 在低温下，例如－40～－50℃时，H2S的溶解度差不多比CO2大6倍，这样就有可能选择性地从原料气中先脱除H2S，而在甲醇再生时先解吸CO2。低温下，H2S、COS和CO2在甲醇中的溶解度与H2、CO相比，至少要大100倍，与CH4相比，约大50倍。因此，如果低温甲醇洗装置是按脱除CO2的要求设计的，则所有溶解度和CO2相当或溶解度比CO2大的气体，例如COS、H2S、NH3等以及其他硫化物都一起脱除，而H2、CO、CH4等有用气体则损失较少。 当气体中有CO2时，H2S在甲醇中的溶解度约比没有CO2时降低10%~15%。溶液中CO2含量越高，H2S在甲醇中溶解度的减少也越显著。
该工艺气体净化度高，可将变换气中CO2脱至小于20ppm，H2S小于0.1ppm。
7.4 液氮洗
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本装置的主要任务是利用分子筛吸附器脱除净化气中CO2、CH3OH等高沸点物质；通过冷凝和液氮洗涤脱除工艺气中微量CH4，CO和少量的Ar。生产H2:N2为3:1的合成气；向燃料气系统输送燃料气。
来自低温甲醇洗工号的净化气，经分子筛吸附器脱除CO2、CH3OH后进入冷箱，在氮洗塔内用液氮将净化气中的CO、Ar、CH4等洗涤下来，塔底产品作为燃料气复热后送燃料气管网；塔顶产品经配氮、复热后送合成气压缩机加压后送合成装置。
8. 主要设备简介
8.1 合成塔
进入合成塔的其他主要由两部分组成，一部分是占气体总量65%-70%的主反应气，从塔底进入位于塔内最底层的换热器和中心管进行加热，升温至360℃-370℃，进入第一催化剂床层反应，反应温度达到470℃-480℃，，另外一部分为为热护气和冷护气的混合气体，约占总气体量的30%-35%，由下而上进入合成塔内件与壳层的环隙，从塔顶顶部进入催化剂层冷管束，被管外热气加热至250℃，上升至冷激分气盒进入催化剂第二床层。主反应气与
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热护气和冷护气的混合气体在第一反应床层混合后依次进入第二、第三床层反应。进入合成塔内件与壳层环隙的气体主要起保护作用：因为合成氨的反应条件为高温高压，而塔设备的材料决定了其只能在反应时承受高温或者高压，而不能同时承受高温高压，进入环隙的保护气在加压后压力和塔内的压力相当，避免了塔内件承受高压而只承受高温，同时气体处于低温状态可以吸收反应放出的热量，避免了塔的壳层承受高温而只承受高压。反应放出的热量对保护气加热也实现了能量的充分利用。变换炉是化肥生产过程中的关键设备，其变换的机理概括如下：在变换过程中，其主要反应方程式：222COHOCO热量，在变换炉中来自饱和塔并经体温到350 0C的半水煤气在一定得压力下，借助催化剂的作用，使其中的CO和水蒸汽反应转化为2CO和2H，并放出热量。变换的主要目的是制取2H，变换过程中产生的副产品二氧化碳将在变换工段后的气体净化工段分离出来，从而得到用于合成氨所需的氢气（有时含有少量的氮气，甲烷等）以及用于合成尿素所需的二氧化碳。
转换气CO在催还剂的作用下进行转换，反应的温度以催化剂类型的不同可分为高温变换（350～500℃），低温变换（180～220℃）。压力由常压到
8.5aMP。就目前的相关资料显示变换工艺较多的在高压下进行，变换后氢气的分压较高。在高温高压下对设备的材料要求较高，设备造价昂贵，为了降低生产的成本进来发展了一种一次低温等温变换工艺来取代传统的高变和低变两次变换，省去了相关的换热和热能回收设备，使工艺流程得到简化。变换炉有轴向变换炉和轴径向变换炉等结构形式。传统的轴向变换炉，流体流速大，为保证变换反应所需的催化剂装填量较多，催化剂床层较多，因此压力降较大。轴径向变换炉则是通过改变反应流体的方向，使反应流体的速度降低，反应流体通过催化剂的距离缩短，压力降减少，同时可降低催化剂段筒体的温度。
8.2 洗涤塔
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洗涤塔是一种新型的气体净化处理设备。它是在可浮动填料层气体净化器的基础上改进而产生的，广泛应用于工业废气净化、除尘等方面的前处理，净化效果很好。对煤气化工艺来说，煤气洗涤不可避免，无论什么煤气化技术都用到这一单元操作。由于其工作原理类似洗涤过程，故名洗涤塔。 洗涤塔与精馏塔类似，由塔体，塔板，再沸器，冷凝器组成。由于洗涤塔是进行粗分离的设备，所以塔板数量一般较少，通常不会超过十级。 洗涤塔适用于含有少量粉尘的混合气体分离，各组分不会发生反应，且产物应容易液化，粉尘等杂质（也可以称之为高沸物）不易液化或凝固。当混合气从洗涤塔中部通入洗涤塔，由于塔板间存在产物组分液体，产物组分气体液化的同时蒸发部分，而杂质由于不能被液化或凝固，当通过有液体存在的塔板时将会被产物组分液体固定下来，产生洗涤作用，洗涤塔就是根据这一原理设计和制造的。 洗涤塔由塔体、塔板、再沸器和冷凝器组成。在使用过程中再沸器一般用蒸汽加热，冷凝器用循环水导热。在使用前应建立平衡，即通入较纯的产物组分用蒸汽和冷凝水调节其蒸发量和回流量，使其能在塔板上积累一定厚度液体，当混合气体组分通入时就能迅速起到洗涤作用。在使用过程中要控制好一个液位，两个温度和两个压差等几个要点。即洗涤塔液位，气体进口温度，塔顶温度，塔间压差（洗涤塔进口压力与塔顶压力之差），冷凝器压差（塔顶与冷凝器出口压力之差）。一般来说，气体进口温度越高越好，可以防止杂质凝固或液化不能进入洗涤塔，但是也不能太高，以防系统因温度过高而不易控制。控制温度的同时还需保证气体流速，即进口的压力不能太小，以便粉尘能进入洗涤塔。混合气体通入洗涤塔后，部分气体会冷凝成液体而留在塔釜，调节再沸器的温度使液体向上蒸发，再调节冷凝器使液体回流至塔板，形成一个平衡。由于塔板上有一定厚度液体，所以洗涤塔塔间
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会有一定压差，调节再沸器和冷凝器时应尽量使压差保持恒定才能形成一个平衡。调节塔顶温度时应防止温度过高而使杂质汽化或升华为气体而不能起洗涤作用，但冷凝温度也不宜过低，防止产物液体在冷凝器积液影响使用。在注意以上要点的同时还需注意用再沸器调节洗涤塔的液位，为防止塔釜液中杂质浓度过高产生沉淀，应使其缓慢上涨。 以上便是我在实习单位所学到的简单的工艺知识，除了每天学习这些，我每天都会去工业现场进行“三查四定”，检查那些施工人员在施工中所遗漏下的问题，并提醒他们改正。
9. 心得体会
命运赋予我们人类一个永远的使命，就是不断地向自身的极限挑战，生命当中谁也不愿坚守着一个呆板的自我一成不变，而是想方设法的让自己一天一天的进步，赋予自己以激情的勇气。这就是我顶岗实习半年多得到的心得体会。每天都面临新的挑战，每天都要从心灵上或行动上改变自己，超越自己，去完成摆在自己面前的任务。激情与勇气由此迸发，在自身价值得到尽显的同时，一种成就感和满足感便油然而生。
曾经看到过一篇文章，说的是：“超越心里”,所谓超越心里始终开发自身潜能和突破自身素质的一种执着的进取心态，当一个人对自己赞赏和肯定的时候，就会产生一种价值认同感，而后强烈的表现出升华自我的动力，这不仅是心理潜能的激发更是人性的完善，境界的提高或智慧的凝结。
人可能就是在一次次不断地超越自己的过程中攀登到自己人生的顶峰，就像破茧成蝶一样，一是突破了限制自身发展的瓶颈，那么生胜利就你不远了。
现在的顶岗实习就如同破茧的过程，我们都在被一件件大大小小的事情
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磨练着，我们都在完成各自的每一件任务之后留下自己的精神财富。就这样不断的积累，不断的探索，不断的超越，我相信在不久的将来，我们一定会因为由量变的积累到质变的飞跃。
在我看来，超越其实是一种挑战，是一种创造，它相当的时候更倾斜人格的塑造。白岩松说过：“人格是最文的学历”，超越自己主要就是克服自己的心理情绪，勇敢面对摆在自己面前的一切困难。当把这种超越带给自己甚至学生的时候就成功了。
我告诉我的徒弟，超越永远是属于强者的游戏，勇敢者的乐曲，而且是永无止境的，如果曾经为了超越自我，奋力拼争，终于登上成功的高峰，却永远又驻足不前了，那么这山峰岂不就等于一座坟墓？
10. 实习小结
我于20xx年9月正式成为内蒙古化工职业学院化学工程系应用化工技术11——2班的一名学生，经过两年多的学习与在大学校园中丰富校园生活的熏陶，抱着喜悦的心情于20xx年8月11日来到了位于黑龙江鹤岗市的中海石油华鹤煤化有限公司，在这里将近11个月的实习过程中对我们来讲是一个理论与实践完全很好的结合过程，在师傅们仔细讲解与演示下，我们对工厂的工艺流程，生产设备，产品等各个方面有了深刻的了解与认识，将理论很好的运用到实际中去，从实际生产中丰富自己的理论知识，我们以前所学的理论知识，对什么事情考虑的都比较完善，但现实与理论有较大的差距，在实际中有许多预料不到的问题，可能再许多时候可以运用到所学的理论知识解决，但很多时候在书本上是找不到的，就需要一种解决问题的能力。通过实践，找出理论与实践的差异，并积累一定的工作经验，使我们在实践中了解社会，让我们体会社会与学校的不同，也打开了视野，通过实践
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让我们以后的学习更加有的放失，有利于提高学习效率。
工作后不再像在学校学习那样，有老师，有作业，有考试，而是一切要自己主动去做,只要你想学习，学习的机会是有很多的。实习的时候，有比较多的休息时间，要利用好这些时间，少看一部小说，多了解一些感兴趣的知识。在工作过程中，我们会碰到很多问题，有的是我们懂得的，也有很多是我们不懂的，不懂的问题我们要虚心向同事或领导请教，当遇到不如我们的人时，我们也应该虚心的接受，不能认为自己懂得一些知识就飘飘然。 工作往往不是一个人的事情，是一个团队在完成一个项目，在工作的过程中如何保持和团队中其他同事的交流和沟通也是相当重要的。要有与别人沟通、交流的能力以及与个人合作的能力，合理的分工可以使大家在工作中各尽所长，团结合作，配合默契，共赴成功。个人想要获得好的业绩，必须牢记一个规则，我们永远不能将个人利益凌驾于团队利益之上，在团队工作中，会出现在自己的协助下同时也从中受益的情况。反过来看，自己本身受益其中，这是保证自己成功的最重要的因素之一。
作为学生面对的无非是同学、老师、家长，而工作后就要考虑更为复杂的关系，无论是和同事还是领导，都要做到妥善处理，多沟通，并要设身处地地从对方的角度换位思考，而不是只考虑自己的事。
我会严格遵守公司的规章制度，不违法乱纪，坚持勤俭节约的作风。不论是对待领导还是同事，我都会以诚相待，并认真负责，刻苦积极的去对待工作。
经过这次实习，我从中学到了很多课本中没有的知识，在就业心态上也有很大改变，很多东西我们初到社会才接触，要尽快丢掉对学校的依赖心理，学会在社会中独立，敢于参加社会竞争，敢于承受社会压力，使自己能
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够在神会上快速成长起来。在学习期间，我发现自己在课本上学到的理论知识如果不与工作实践相结合就显得太有限，太浅薄。在单位里每个人都是我的老师，我要学习的太多太多，不仅是专业技能，还有职业精神和社会经验。这些都能成为我以后可以很好胜任工作的基础。
在以后的学习生活中，我会谦虚谨慎，勤奋努力，加强修养，以更加开阔的胸襟，更智慧的头脑，更高尚的品德服务社会。这次实习只是我人生中一个奋斗的起点，我也相信自己一定会以更加饱满的热情和决心投入到未来的工作当中去，相信自己一定能交出更加满意的答卷。
以上是我的顶岗实习总结。在实习过程中我不仅学到了课堂上学不到的知识，并且提高了自己的实践工作能力，对毕业后在工作岗位上做好本职工作打下了基础，提高了信心。有不少学生实习时都觉得课堂上学的知识用不上，出现挫折感，可我觉得，课本上学的知识都是最基本的知识，不管现实情况怎样变化，抓住了最基本的就可以以不变应万变。所以我认为这次的实习最重要的意义就在于使我们切实认识到本专业的社会价值，是我们在步入社会成为一个能独立承担经济和责任的人之前的一次最重要的锻炼。我会更加努力地积累理论知识，使自己成为更优秀的化工人才。
最后，感谢学院和公司给我的一切成长环境，我将以崇高的热情向你们致敬，祝愿你们的明天更上一层楼。
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