bài báo cáo thực tế CN MT

Giành cho những ai đi thực tế

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 2

NỘI DUNG 3

1 Giới thiệu đôi nét về nhà máy 3

2 Qui trình sản xuất axit sunfuric 3

2.1 Sơ lược về axit sunfuric 3

2.2 Nguồn nguyên liệu 5

2.3 Quy trình công nghệ sản xuất 6

2.3.1 Sơ đồ dây chuyền sản xuất axit sunfuric 6

2.3.2 Dây chuyền sản xuất axit sunfuric 8

2.3.2.1 Công đoạn nấu chảy lưu huỳnh 8

2.3.2.2 Công đoạn đốt lưu huỳnh 9

2.3.2.3 Công đoạn chuyển hóa SO2 thành SO3 10

2.3.2.4 Công đoạn hấp thụ SO3 thành H2SO4 12

3 Chủng loại sản phẩm và tiêu chuẩn quy định chất lượng axit sunfuric 14

4 Những giải pháp xử lý nguồn ô nhiễm môi trường của nhà máy…… 15

KẾT LUẬN 17

MỞ ĐẦU

Đất nước ta đang trên đà phát triển mạnh mẽ trong hầu hết các lĩnh vực

Có mối quan hệ tác động qua lại giữa sự phát triển của đất nước và sự phát triển của công nghệ Công nghệ càng hiện đại thì đất nước phát triển càng nhanh và ngược lại Tuy nhiên, công nghệ phát triển quá nhanh mà dưới sức

ép của nền kinh tế thị trường cũng gây ra một số mặt tiêu cực chẳng hạn như gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Vấn đề này không chỉ ở nước ta mà

nó mang tính toàn cầu

Là sinh viên thuộc ngành sư phạm Hóa học và đặc biệt hơn là tôi đang học học phần Hóa học công nghệ và môi trường bắt buộc tôi phải nắm được các kiến thức cơ bản nhất của học phần Nhưng tục ngữ có câu “ trăm nghe không bằng một thấy”, “lý thuyết phải đi đôi với thực tế ” Vì vậy dưới sự hướng dẫn của các giảng viên trong khoa và được sự giúp đỡ nhiệt tình của công ty, đơn vị: Nhà máy hóa chất Tân Bình 2 khu công nghiệp Biên Hòa Chúng tôi đã có được một chuyến đi thực tế rất bổ ích và thú vị

Chuyến đi thực tế bắt đầu vào lúc 3h ngày 25-07-2012, tại trường Đại học Đồng Tháp và kết thúc vào khoảng 20h ngày 27-07-2012 Qua các địa điểm: Nhà máy hóa chất Tân Bình 2 , một số nơi khác

NỘI DUNG

1 Giới thiệu đôi nét về nhà máy:

Nhà máy hóa chất Tân Bình 2 tiền thân là nhà máy hoá chất Tân Bình địa chỉ 46/6 Phan Huy Ích, phường 15, quận tân Bình, thành phố Hồ Chí Minh

Ngày 24/4 năm 2009 nhà máy được di dời từ Tân Bình đến Biên Hòa, Đồng Nai lấy tên nhà máy là nhà máy hóa chất Tân Bình 2 với địa chỉ : Thửa – đường số 5, khu công nghiệp Biên Hòa 1, tỉnh Đồng Nai

Đối với sản phẩm axit sunfuric, với nhu cầu thị trường ngày càng tăng, Nhà máy liên tục cải tạo nâng cấp chất lượng sản phẩm bằng sự kết hợp giữa công nghệ truyền thống và hiện đại Nhà máy có hướng đầu tư chiều sâu nâng công suất dây chuyền lên 100.000 tấn/năm cho tương lai

Sản phẩm của Nhà máy là nguyên liệu cho các ngành :

 Sản xuất phèn, xử lý nước…

 Điện tử, bình ắc quy, sản phẩm giấy, sản xuất phân bón…

 Sản xuất thủy tinh, gốm sứ, vật liệu chịu lửa, xi măng trắng, nhôm kim loại …

2 Qui trình sản xuất axit sunfuric:

2.1 Sơ lược về axit sunfuric:

Axit sunfuric là một loại hóa chất đã được biết đến từ lâu trong lịch

sử loài người( từ thế kỉ thứ IX bởi người được coi là đã phát hiện ra chất này-nhà giả kim thuật Hồi giáo IbnZakariaya al-Razi (Rhases)) Axit sunfuric là máu của các ngành công nghiệp được sử dụng rộng rãi trong các ngành khác nhau của nền kinh tế quốc dân

Ứng dụng của axit sunfuric trong công nghiệp

Để tìm hiểu công nghệ sản xuất axit sunfuric, trước hết chúng ta đề

cập đến một tính chất hóa học cơ bản nhất của axit sunfuric:

+ Axit sunfuric khan là chất lỏng không màu, sánh (khối lượng riêng

ở 20oC là 1,8305 gam/cm3), kết tinh ở 10,37oC Ở áp suất thường nó sôi ở 296,2oC

+ Trong hóa học axit sunfuric được xem là hợp chất của anhydrite sunfuric với nước Công thức hóa học: SO3H2O

+ Trong kĩ thuật: hỗn hợp theo tỉ lệ bất kì của SO3 với H2O đều gọi

là axit sunfuric

Ứng dụng của acid sunfuric

Phân bón

Dầu

Sơn

Luyện kim

+ Nếu tỉ lệ SO3/H2O < 1 người ta gọi là dung dịch axit sunfuric Tỉ lệ

SO3/H2O > 1 gọi là dung dịch của SO3 trong axit sunfuric hay oleum hoặc axit sunfuric bốc khói

- Tuy có nhiều phương pháp khác nhau để sản xuất axit sunfuric nhưng phương án công nghệ được lựa chọn ở nhà máy là: phương pháp tiếp xúc kép, hấp thụ khí SO3 hai lần

 Sản xuất axit sunfuric theo phương pháp tiếp xúc kép đi từ lưu huỳnh:

2.2 Nguồn nguyên liệu:

Nguyên liệu sản xuất axít sunfuric:

Nguồn nguyên liệu chính để sản xuất axit sunfuric là : lưu huỳnh

Lưu huỳnh nguyên tố là một trong những dạng nguyên liệu tốt nhất để sản suất axit sunfuric vì:

Khi đốt lưu huỳnh ta thu được hỗn hợp khí có hàm lượng khí SO2 và

O2 cao Điều này rất quan trọng trong việc sản suất acid sunfuric theo phương pháp tiếp xúc

Lưu huỳnh chứa rất ít tạp chất (đặc biệt là hợp chất của asen) và khi cháy không có xỉ nên đơn giản được dây chuyền sản xuất đi rất nhiều (bớt được các thiết bị đặc biệt để làm sạch nước)

Khi sản xuất với quy mô lớn và xa nguồn nguyên liệu thì lưu huỳnh lại là nguyên liệu rẻ tiền

Nguồn cung cấp Lưu huỳnh :

Lưu huỳnh: là sản phẩm từ mỏ thiên nhiên hoặc thu hồi từ các nguồn khí thải (chủ yếu hiện nay là thu hồi từ các nhà máy lọc dầu) Nước ta không

có mỏ luu huỳnh và công nghiệp hóa dầu chưa phát triển nên phải nhập khẩu

từ các nước trong khu vực như Singapore, Malaysia, Indonesia và các nước Trung đông …

Quy cách

Lưu huỳnh Dạng bột, Hàm lượng S  99 %

Nhu cầu sử dụng 20.000 – 21.000 tấn / năm Phương thức vận chuyển : bằng đường biển tới cảng Tp Hồ Chí Minh và sau đó bằng đường bộ về kho nhà máy

2.3 Quy trình công nghệ sản xuất:

2.3.1 Sơ đồ dây chuyền sản xuất axit sunfuric

Hình : Lưu Huỳnh nguyên liệu

Sơ đồ : Dây Chuyền Sản Xuất Axit Sunfuric

Hơi nước

Không khí

Thành phẩm

H2SO4

Lưu huỳnh

Nấu chảy lưu huỳnh

Đốt cháy (tao khí SO2)

Tạo hơi nước

Chuyển hóa

Hấp thụ 1 (tạo H2SO4)

Hấp thụ 2 (tạo H2SO4)

Pha loãng

Sấy

Xử lý khí

Dd bisulfite

Nước pha loãng

Không khí Khô

Nơi cấp nước nồi

Hỗn hợp

SO2

Hỗn hợp SO3

ẩm

Khí thải

H2SO4

2.3.2 Dây chuyền sản xuất axit sunfuric:

Sản xuất acid sunfulfuric kỹ thuật theo phương pháp tiếp xúc, đi từ

nguyên liệu chính là lưu huỳnh dạng bột gồm 4 giai đoạn sau:

2.3.2.1 Công đoạn nấu chảy lưu huỳnh:

Lưu huỳnh được chuyển từ kho vào nồi nấu chảy lưu huỳnh ngăn số 1 và ngăn số 2 Tại đây lưu huỳnh chảy lỏng nhờ hơi quá nhiệt áp suất 7 bar, nhiệt độ khoảng 141-1500C qua hệ thống giai nhiệt bằng hơi nước đặt sâu dưới đáy bể Lưu huỳnh lỏng từ ngăn 1, 2 chảy tràn sang ngăn 3, 4 và 5 Dưới đáy giữa các vách ngăn có vách chặn để giữ các tạp chất trong lưu huỳnh lại, tại ngăn số 5 lượng tạp chất còn lại sẽ được lọc bằng lưới khi lưu huỳnh sạch theo ống hút vào bơm Hơi bão hòa được dẫn vào ngăn lắng số 3,

số 4, số 5, hệ thống ống dẫn lưu huỳnh và sung phun lưu huỳnh để duy trì nhiệt độ lưu huỳnh lỏng ở khoảng 135÷ 1500C

Nước ngưng tụ từ hệ thống gia nhiệt và các vị trí khác trong công đoạn này được đưa về bồn nước cấp lò

Bơm lưu huỳnh là loại bơm ly tâm trục đứng cung cấp lưu huỳnh từ ngăn số 5 qua súng phun vào lò đốt dưới dạng sương

Trong quá trình nấu chảy lưu huỳnh, nước và các tạp chất trong lưu huỳnh bốc hơi được xử lý ở hệ thống xử lý hồ lưu huỳnh

Cần trục một dầm dùng để vận chuyển các dàn ống trao đổi nhiệt của

hồ lưu huỳnh, vận chuyển bơm… Phục vụ cho việc bảo trì, sửa chữa

Kho chứa lưu huỳnh

Thiết bị nấu chảy lưu huỳnh

2.3.2.2 Công đoạn đốt lưu huỳnh:

S + 1/2 O2  SO2 + Q

Lò đốt lưu huỳnh

Nguồn cung cấp oxi là không khí ẩm từ quạt được sấy khô bằng acid sulfuric có nồng độ 96-97,5±0.5% H2SO4 tại tháp sấy Không khí ẩm đi vào tháp sấy và di chuyển lên trên tháp qua lớp đệm; acid tưới được bơm từ bồn tuần hoàn vào đỉnh tháp sấy theo máng phân phối, chảy xuống lớp đệm acid sunfuric có nồng độ cao hấp thụ hơi nước trong không khí ẩm làm giảm nồng độ acid và làm tăng nhiệt độ acid ở đáy tháp sấy Acid ra khỏi đáy tháp sấy theo ống dẫn trở về bồn tuần hoàn Không khí khô ra khỏi tháp sấy đi qua thiết bị trao đổi nhiệt số 3 vào lò đốt, cung cấp oxi cho quá trình đốt cháy lưu huỳnh

Lò hơi số 1 có cấu tạo hình trụ nằm ngang, vỏ bằng thép, bên trong có

hệ thống ống truyền nhiệt một đầu nối liền với lò đốt được xây dựng bằng gạch chịu nhiệt và có đường ống hỗn hợp khí SO2 đi tắt không qua lò hơi Hỗn hợp khí SO2 có nhiệt độ cao đi trong ống, trao đổi nhiệt với nước bên ngoài ống làm cho nước bốc hơi tạo hơi bảo hòa ở áp suất 22kg/cm2 Hơi nước này được quá nhiệt đến 3500C ở thiết bị quá nhiệt một phần hơi nước được đưa qua bộ phận giảm áp bão hòa hơi cung cấp cho các bộ phận khác cần sử dụng hơi Nước cấp lò hơi là nước vô khoáng bổ sung lấy từ nhà máy hóa chất Biên Hòa (bơm) và nước ngưng tụ từ các thiết bị sử dụng hơi tuần hoàn trở lại bồn nước từ đây nước mềm được bơm cấp cho thiết bị khử khí Nước từ bình khử khí cấp cho lò hơi số 1 bằng bơm Hỗn hợp khí SO2 ra khỏi lò hơi số 1 (hòa với dòng hỗn hợp khí đi tắt) đạt nhiệt độ thích hợp ra khỏi lò hơi số 1 (hòa với dòng hỗn hợp khí đi tắt) đạt nhiệt độ thích hợp trước khi vào lớp 1 tháp chuyển hóa là 425÷4550C

2.3.2.3 Công đoạn chuyển hóa SO 2 thành SO 3 :

Hệ thống chuyển hóa gồm một tháp tiếp xúc và hệ thống thiết bị trao đổi nhiệt nhằm tận dụng nhiệt và điều chỉnh nhiệt cho các dòng hỗn hợp khí

Tháp tiếp xúc hình trụ thẳng đứng, bên trong có chứa 4 vách ngăn xúc tác, mỗi ngăn có một nghi đỡ nằm ngang; trên mỗi nghi đỡ đỗ lớp xúc tác

V2O5 thích hợp và lớp sỏi bảo vệ xúc tác

Hỗn hợp khí SO2 vào lớp xúc tác 1 phản ứng với oxi trong không khí,

có sự hiện diện của xúc tác V2O5 theo phương trình phản ứng:

SO2 + 1/2O2  SO3 + Q Mức chuyển hóa ở lớp một khoảng 76%, nhiệt độ hỗn hợp của của khí SO2

và SO3 ra lớp 1 là 610÷6700C Sau khi qua lò hơi số 2, nhiệt độ hỗn hợp khí giảm còn 435÷4550C rồi vào lớp xúc tác 2 Nước từ bình khử khí cấp cho nồi hơi số 2 bằng bơm Hỗn hợp khí SO3 có nhiệt độ cao đi trong ống, trao đổi nhiệt với nước bên ngoài ống làm cho nước bốc hơi tạo thành hơi bão hòa ở áp suất 22kg/cm2 Hơi nước này cùng dòng hơi từ lò hơi số 1 được quá nhiệt đến 3500C ở thiệt bị quá nhiệt Hơi quá nhiệt 1 phần được giảm áp – bão hòa ở thiết bị cung cấp hơi 8 bar cho các nơi sử dụng

Mức chuyển hóa 2 lớp khoảng 86% Hỗn hợp khí SO2 và SO3 ra lớp xúc tác 2 có nhiệt độ 490÷5500C đi qua thiết bị trao đổi nhiệt số 1 để giảm nhiệt độ xuống 435÷4550C, rồi vào lớp xúc tác 3 Tác nhân làm nguội ở thiết

bị trao đổi nhiệt 1 là dòng hỗn hợp khí (sau hấp thu lần một) từ thiết bị trao đổi nhiệt 2

Hỗn hợp khí ra khỏi lớp xúc tác 3 có nhiệt độ 450÷4800C sẽ đi qua thiết bị trao đổi nhiệt 2 với dòng hỗn hợp khí (sau hấp thu lần một), sau đó

đi qua thiết bị trao đổi nhiệt số 3 để tới tháp hấp thụ lần 1, tác nhân làm nguội ở thiết bị trao đổi nhiệt 3 là không khí khô sau tháp sấy Mức chuyển hóa 3 đạt 94% Dòng hỗn hợp khí sau hấp thu lần một có nhiệt độ từ 80÷850C sẽ đi qua 2 thiết bị trao đổi nhiệt 2 và 1 sau đó đi qua lớp xúc tác 4 Nhiệt độ dòng khí vào xúc tác đạt 425÷4550C

Tháp chuyển hóa

Mức chuyển hóa chung khoảng 99,82% Nhiệt độ hỗn hợp khí SO3 ra tháp chuyển hóa 445÷4550C Dòng hỗn hợp khí này được làm nguội đi qua thiết

bị trao đổi nhiệt để quá nhiệt hơi nước và thiết bị làm lạnh khí SO3 để đến tháp hấp thụ lần 2 Thiết bị làm lạnh khí SO3 là thiết bị dạng ống chùm, tác nhân trao đổi nhiệt là không khí tạo bởi quạt làm nguội

2.3.2.4 Công đoạn hấp thụ SO 3 thành H 2 SO 4 :

 Cơ sở lý thuyết của quá trình hấp thụ:

Hệ thống hấp thụ ở đây là hệ thống hấp thụ ngược chiều, thu được từ quá trình trước được đi qua thiết bị hấp thụ Sau khi đi qua ống thứ nhất,

nồng độ axit tăng đến 96%, sau lần thứ hai tăng đến 98,3%, sau lần thứ

ba tăng đến 99,7%

Phản ứng: Hấp thụ khí SO3 tạo thành axit sunfuric (H2SO4 98%)

n SO3 + H2O = (n- 1) SO3 + H2SO4

theo tỉ lệ giữa lượng SO3 và H2O mà nồng độ axit thu được sẽ khác nhau:

n > 1 sản phẩm là oleum

n = 1 sản phẩm là monohydrat (axit sunfuric 100% )

n< 1 sản phẩm là axit loãng

Tháp hấp thụ

Không khí ẩm được thổi từ quạt qua tháp sấy và được sấy khô bằng acid nồng độ 96-98.5±0.5% H2SO4 sau đó khí ra tháp đi ra nhiệt ở thiết bị trao đổi nhiệt (306) ở công đoạn chuyển hóa và vào lò đốt ở công đoạn đốt lưu huỳnh

3 Chủng loại sản phẩm và tiêu chuẩn quy định chất lượng axit sunfuric :

3.1 Chủng loại sản phẩm

 Acid sunfuric (cấp kỹ thuật)

 Nhôm hydroxide

 Phèn nhôm sunfate : 17% Al2O3 và

15% Al2O3

 Bisunfit NaHSO3

 Can nhựa

Sản phẩm phèn nhôm của nhà máy

Axit sunfuric kỹ thuật

3.2 Tiêu chuẩn quy định chất lượng axit sunfuric :

Chất lỏng sánh, tỷ trọng > 1.8 kg/cm2

4 Những giải pháp xử lý nguồn ô nhiễm môi trường của nhà máy

 Đối với nguồn gây ô nhiễm không khí :

 Xây dựng các hệ thống xử lý khí cho dây chuyền sản xuất acid sulfuric và dây chuyền sản xuất xuất sản phẩm gốc sulfate Nguồn khí thải sau khi qua các hệ thống xử lý khí đến ống khói và được thải ra môi trường – đạt tiêu chuẩn TCVN 6991-2001

 Khí thải máy phát điện được phát tán ra môi trường bằng ống khói có chiều cao 5m, nồng độ khí thải được pha loãng và tải đi xa Ngoài ra, máy phát điện chỉ sử dụng dự phòng khi điện lưới mất nên thời gian hoạt động là rất nhỏ - do vậy ảnh hưởng của khí thải máy phát điện xem như

là không đáng kể

 Đối với nguồn gây ô nhiễm nước :

 Nước thải sản xuất : xây dựng hệ thống xử lý nước thải, nước thải từ các phân xưởng sản xuất được thu gom về bể thu gom qua hệ thống ống dẫn Tại bể thu gom, nước thải được trung hòa đến pH = 7 (nhờ bộ điều khiển pH tự động) sau đó được bơm vào thiết bị lắng (quá trình lắng được thực hiện liên tục hoặc gián đoạn), nước trong sau lắng được đến bể thải chung, điều chỉnh pH lần cuối trước khi thải ra nguồn tiếp nhận là sông Đồng Nai Bùn lắng được bơm về bồn chứa bùn sau đó phơi khô tự nhiên và thu gom chôn lấp

 Nước thải sinh hoạt : Xây dựng hệ thống nước sinh hoạt và các hầm

tự hoại đúng theo quy định của Bộ xây dựng

 Đối với nguồn gây ô nhiễm tiếng ồn : Xây dựng phòng cách âm đối với nhà quạt gió – đảm bảo chỉ đo đạc nhỏ hơn tiêu chuẩn cho phép

 Đối với nguồn gây ô nhiễm nhiệt :

 Bảo ôn kỹ đối với các thiết bị để tránh thất thoát nhiệt

 Để tạo điều kiện thông thoáng tốt, xây dựng nhà xưởng phải mở chiều cửa trời, gắn nhiều quạt hút – tạo cho môi trường làm việc trong phân xưởng không bị nóng bức, khó chịu

 Đối với nguồn thải rắn :

 Dây chuyền sản xuất acid : Cặn lưu huỳnh

 Đối với chất thải trong quá trình sản xuất thu gom theo định kỳ và hợp đồng với

đơn vị chức năng là Công ty Môi trường đô thị xử lý

 Đối với các loại rác thải sinh hoạt được thu gom vào thùng rác và đổ

bỏ theo đúng quy định