CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT URÊ

CHƯƠNG 3: CƠNG NGHỆ SẢN X́T URÊ 1) Các cơng nghệ sản xuất urê thế giới 2) Công nghệ sản xuất urê nhà máy đạm phú my 2.1.Cơ sở lý thuyết công nghệ snamprogetti Các giai đoạn của dòng công nghệ sản xuất urê Hình: Các giai đoạn của dòng công nghệ sản xuất urê 2.1.1.Giai đoạn tổng hợp Urê (xảy ở tháp tổng hợp) Urê được tởng hợp từ ammonia lỏng khí CO dựa hai phản ứng chính: Các phản ứng xảy sau: 2NH3 + CO2 ↔ NH3-COO-NH4 ↔ NH2COONH4 NH2-CO-NH2 + H2O Điều kiện phản ứng (T=188-190oC, P=152-157 barg), phản ứng thứ nhất xảy nhanh chóng hồn toàn, phản ứng thứ hai xảy chậm định vận tốc phản ứng Các yếu tố ảnh hưởng đến tổng hợp urê từ CO2 NH3: tỉ lệ NH3/CO2, H2O/CO2 nhiệt độ, áp suất, thời gian lưu  Ảnh hưởng của tỷ lệ NH3/CO2 Hình: Ảnh hưởng của tỷ lệ NH3/CO2 Theo phương trình phản ứng trên, phản ứng tạo urê thì tỷ số mol NH 3/CO2 thực tế nhà máy chọn tỉ lệ NH3/CO2, khoảng từ 2,5 đến Vì theo biểu đồ, tăng tỷ lệ mol NH3/CO2 từ đến thì hiệu suất phản ứng tăng từ 40-85% Trong thay đổi tỷ lệ từ đến 0,5 thì hiệu suất tạo urê 40-45% Ngoài hàm lượng CO2 lớn còn gây ăn mòn thiết bị  Ảnh hưởng của tỷ lệ H2O/CO2 Việc lựa chọn tỷ lệ nước phải tối ưu vì • sử dụng lượng nước dư làm cản trở sự tạo thành urê từ amoni cacbamat • hàm lượng nước quá thấp dẫn đến sự vón cục của amoni cacbamat làm tắt ngẽn đường ống Thông thường công nghiệp người ta chọn tỷ lệ 0,4-1  Ảnh hưởng của nhiệt độ áp suất Các phản ứng xảy sau: 2NH3 + CO2 ↔ NH2COONH4 + 32560 kcal/kmol carbamate (Ở 1.033 kg/cm2, 25OC) NH2-COO-NH4 ↔ NH2-CO-NH2 + H2 O - 4200 kcal/kmol urê (Ở 1.033 kg/cm2, 25OC) Phản ứng thứ nhất tỏa nhiệt mạnh liệt phản ứng thứ hai thu nhiệt yếu xảy pha lỏng tốc độ chậm Dễ thấy nhiệt sản sinh phản ứng thứ nhất được tiêu thụ một phần phản ứng thứ hai, tổng quát, phản ứng thiết bị tổng hợp phản ứng tỏa nhiệt Đợ chủn hóa của phản ứng phụ tḥc trạng thái cân bằng của phản ứng, mà trạng thái cân bằng lại phụ thuộc vào nhiệt độ Điều được thể hiện qua đờ thịcủa tỷ lệ H2O/CO2 Hình 2.3: Ảnh hưởng Đợ chủn hóa đạt giá trị cao nhất khoảng nhiệt độ 190 C - đến 2000 C mặc khác nhiệt độ phản ứng cao thì tăng khả ăn mòn thiết bị Áp suất vận hành phụ thuộc vào nhiệt độ tại tháp phản ứng Áp suất cân bằng tăng nhiệt độ tăng  Ảnh hưởng của thời gian lưu Phản ứng chuyển hóa tạo Urê xảy chậm diễn 20 phút để đạt trạng thái cân bằng Vì vậy, tháp tổng hợp urê được thiết kế với thời gian lưu từ 30 phút đến 1h phụ thuộc các thơng số vận hành khác Ví dụ, đợ chủn hóa Urê đạt 68% (tỉ lệ 4:1 nhiệt đợ tại 188C) thì thời gian lưu yêu cầu 30 phút, ngượi lại đợ chủn hóa 60% (tỉ lệ 2.8:1 tại 181C) thì thời gian lưu yêu cầu 55 phút Thời gian lưu lớn tăng hiệu suất tổng hợp Urê cũng dòi hỏi tháp phản ứng lớn hơn, dẫn đến tăng chi phí đầu tư ban đầu 2.1.2.quá trình phân hủy carbamate và thu hồi Sau rời tháp tổng hợp, dòng công nghệ chứa urê, CO , H2O, NH3, khí trơ, carbamate Do đó,dòng cơng nghệ cần trải qua quá trình phân hủy carbamate thu hồi NH3, CO2 NH2-COO-NH4 ↔ NH3 + CO2 (- nhiệt) Và phản ứng xảy mãnh liệt giảm áp và/hoặc tăng nhiệt Quá trình phân hủy thu hời gờm bước • Phân huỷ cao áp tại urê Stripper • Phân huỷ trung áp tại cụm phân huỷ trung áp • Phân huỷ thấp áp tại cụm phân huỷ thấp áp  Phân hủy cao áp thiết bị Stripper cao áp E-1001 Sự phân hủy được xúc tiến bằng cách gia nhiệt tách CO2 bằng cách cho bay lượng dư NH3, mức áp suất thấp một chút so với áp suất phản ứng urê Thiết bị stripper thiết bị trao đởi nhiệt kiểu màng Do đó, các dòng lỏng khí được phân hủy bay tiếp xúc ngược dòng nồng độ CO2 dòng lỏng giảm dần từ đỉnh xuống đáy của ống stripper Sự phân hủy áp suất cao yêu cầu nhiệt độ cao kéo theo vấn đề ăn mòn mà công nghệ Snamprogetti ăn mòn được ngăn ngừa bằng lượng NH3 dư sử dụng ống lưỡng kim stripper  Phân hủy trung áp thiết bị phân hủy trung áp E-1002A/B Để tăng cường quá trình phân hủy, cần thiết phải gia nhiệt tới nhiệt độ cao hoặc giảm áp suất tới mức thấp Thiết bị phân hủy trung áp E-1002A/B hoạt động áp suất 19.5 barg nhiệt độ 144-165oC  Phân hủy thấp áp thiết bị phân hủy thấp áp E-1003 Áp suất thấp, sự mất mát NH CO2 khỏi hệ thống thấp, dung dịch thu hời lỗng hơn, có nghĩa nước dư được t̀n hồn cụm tởng hợp Để trì cân bằng cụm tổng hợp, điều kiện hoạt động của thiết bị phân hủy thấp áp được lựa chọn áp suất barg nhiệt độ 151oC  Thu hồi Khí phân hủy từ mức áp suất được thu hời từng bước cuối được t̀n hồn cụm tởng hợp Khí từ thiết bị phân hủy thấp áp được trợn với khí từ cụm xử lý nước ngưng quá trình được ngưng tụ hoàn toàn thiết bị gia nhiệt sơ bộ ammonia thiết bị ngưng tụ thấp áp, sau được thu hời dạng dung dịch cácbơnát lỗng bình chứa dung dịch cácbơnát Khí phân hủy từ thiết bị phân hủy trung áp được trợn với dung dịch cácbơnát lỗng từ bình chứa của cụm thấp áp, sau được làm lạnh được hấp thụ dạng dung dịch cácbônát phía vỏ thiết bị đặc chân khơng sơ bợ thiết bị ngưng tụ trung áp Ammonia dư được làm sạch thiết bị hấp thụ trung áp được thu hồi dạng ammonia lỏng bình chứa ammonia, từ được t̀n hồn tháp tổng hợp thông qua bơm phun tia carbamate với ammonia sạch từ hàng rào Ammonia lỏng từ bình chứa ammonia được đưa vào đỉnh tháp hấp thụ dạng dòng hồi lưu Theo cách này, nhiệt tỏa hình thành cácbơnát đáy tháp hấp thụ có thể được thu hồi bằng cách bay NH ngưng tụ trước vào bình chứa ammonia Dòng hồi lưu NH3 cũng đảm bảo rằng CO2 dòng khỏi đỉnh tháp hấp thụ được tối thiểu tới vài ppm Khí phân hủy từ stripper được trợn với dung dịch cácbônát từ đáy tháp hấp thụ của cụm trung áp trước được ngưng tụ làm lạnh các thiết bị ngưng tụ carbamate được tuần hoàn tháp tổng hợp dạng carbamate đặc Nhiệt phản ứng hình thành carbamate ống các thiết bị ngưng tụ carbamate được thu hời phía vỏ thiết bị ngưng tụ để tạo Việc sử dụng sự phân hủy kiểu màng tối thiểu hóa thời gian lưu của dung dịch urê, với lượng NH3 dư đảm bảo tối thiểu sự hình thành biuret các giai đoạn phân hủy 2.1.3.Cô đặc Dung dịch urê khỏi giai đoạn phân hủy có áp śt thấp nờng đợ 69÷70% khối lượng Để có thể tạo hạt cần phải cô đặc đến 99,75% Phương pháp cô đặc được lựa chọn cô đặc trực tiếp, tức gia nhiệt dung dịch áp suất chân không để tách nước Việc lựa chọn phương pháp cô đặc nối tiếp hai lần mợt mặt góp phần tăng hiệu śt đặc, mặt khác làm giảm thể tích thiết bị cô đặc Tại thiết bị cô đặc thứ nhất áp suất được hạ xuống còn 0,28 bar, nhiệt độ 1280C Dung dịch cô đặc tới 95% khối lượng Và tại thiết bị cô đặc thứ hai áp suất hạ xuống còn 0,027 bar 1360C Urê sau qua thiết bị đặc có nờng đợ 98,75% được đưa đến tháp tạo hạt 2.1.4.Công nghệ tạo hạt urê Urê nóng chảy từ cơng đoạn đặc được đưa tới vòi phun thiết bị tạo hạt, từ giọt urê nóng chảy rơi dọc theo tháp tạo hạt, hoá rắn tiếp xúc với dòng không khí lạnh ngược chiều Hạt urê được tập trung của chân tháp nhờ thiết bị cào quay rơi vào băng tải của tháp tạo hạt Hạt urê tiếp tục được đưa qua sàn phân loại để loại bỏ hạt quá to hoặc bùn Những sản phẩm không đạt chất lượng được đưa bồn chứa dung dịch urê sau cô đặc để tạo hạt lại 2.1.5.Các phản ứng phụ Biuret sản phẩm phụ không mong muốn được hình thành phản ứng của hai mol urê với sự tạo thành NH3, theo phản ứng sau: 2(NH2-COO-NH2) ↔ NH2-CO-NH-CO-NH2 + NH3 Phản ứng được xúc tiến thời gian lưu nhiệt độ cao Vì biuret có hại tới sự đâm chời của hạt làm héo các cam, quýt phun urê lên lá, hàm lượng biuret phân đạm thị trường giới cho phép 1,5% Biuret hình thành tất cả các giai đoạn sản xuất urê chủ yếu được tạo thành hệ thống phân hủy thấp áp nhiệt độ cao Nhìn chung sự tạo thành biuret tăng lên nhanh chóng nhiệt đợ vượt quá 1100C Do cần phải giữ nhiệt độ, áp suất thời gian lưu của mức urê lỏng mức bình thường các bình chứa giai đoạn phân hủy đặc biệt bình chứa của thiết bị tách chân không Phản ứng hình thành isocyanic acid Xảy gia nhiệt urê áp suất thấp 2.1.6.Xử lý nước ngưng quá trình Như giải thích mơ tả cơng nghệ, cụm xử lý nước ngưng quá trình chủ yếu gồm một tháp chưng để làm sạch nước ngưng quá trình một thiết bị thủy phân để phân hủy lượng nhỏ urê cuối được tách phần của tháp chưng thành NH3 CO2 Hơi rời đỉnh tháp chưng được trộn với từ thiết bị thủy phân được đưa tới cụm thấp áp Phản ứng thủy phân urê phản ứng ngược của phản ứng xảy tháp tổng hợp, tức là: NH2-CO-NH2 ↔ NH3 + CO2 (thu nhiệt) Do đó, sự phân hủy urê thuận lợi điều kiện nhiệt độ cao, áp suất thấp thiếu hụt NH3 & CO2 Một thông số quan trọng thời gian lưu đủ dài Để loại bỏ NH3 & CO2 nhiều tốt trước đưa vào thiết bị thủy phân, đầu tiên nước ngưng quá trình từ bồn chứa nước ngưng được chưng tháp chưng Hơn nữa, một loạt màng ngăn thiết bị thủy phân giúp chặn dòng, tránh được sự trộn ngược Sự xả bỏ liên tục sản phẩm của phản ứng thủy phân cũng thúc đẩy sự phân hủy urê Bằng cách loại bỏ NH3 CO2 tới giới hạn cực đại, có thể trì áp suất hệ thống giá trị tương đối thấp, đạt được giá trị nhiệt độ cao Đối với thiết bị này, giá trị nhiệt độ 235 oC được lựa chọn với thời gian lưu khoảng 45 phút Theo một loạt các thử nghiệm được thực hiện, điều kiện tối ưu để đạt được hàm lượng urê nhỏ ppm nước thải sau làm sạch (hay nước ngưng quá trình xử lý) được đưa tới giao diện 2.1.7.Hệ thống bổ sung khơng khí thụ động Trong các xưởng urê Snamprogetti, thơng thường mợt dòng khơng khí được sử dụng làm khí thụ đợng hóa Điều khiển lượng khơng khí thụ động bổ sung vào dòng CO2 đạt được bằng cách sử dụng lưu lượng kế được điều khiển bằng van Hơn nữa, mợt thiết bị phân tích O2 với hệ thống báo động được cung cấp đầu cấp nén thứ của máy nén CO2 Một lượng khơng khí nhỏ khác cũng được bở sung vào đáy thiết bị stripper lưỡng kim bằng các máy nén pittông để thụ đợng hóa các bợ phận bên 2.2.Mơ tả công nghệ xưởng urê (công nghệ của snamprogetti) 2.2.1.Công đoạn nén CO2 CO2 bão hòa nước có đợ tinh khiết tối thiểu 98,5% thể tích, có nhiệt đợ 45 C áp suất 0.18 bar lấy từ phân Xưởng Amonia được đưa vào bình tách 20V- 2017 Tại lượng lỏng theo được tách được đưa hệ thống thải lỏng, lượng khí CO2 được đưa tới cửa hút cấp của máy nén Máy nén ly tâm bao gờm có cấp trung gian được chia làm vùng nén thấp áp cao áp Sau cấp được trang bị một thiết bị làm mát một thiết bị tách với mục đích để làm ng̣i tách lỏng dòng khí Nhiệt đợ tại cửa hút của cấp nén thứ được khống chế để tránh hiện tượng hóa rắn của CO2 Phần nước ngưng các bình tách trung gian được đưa hệ thống thải lỏng Dòng khí CO2 vào đến cửa hút của máy nén có áp suất khoảng 0.12 bar, được nén đến khoảng 4.6 bar cấp nén đầu tiên, đến khoảng 18.9 bar cấp nén thứ hai, đến 69.9 barg cấp nén thứ ba sau cấp nén cuối áp suất lên đến 157 barg Turbin chạy bằng nước được sử dụng làm động dẫn động cho máy nén CO2 Dòng trung áp quá nhiệt có áp suất 23.5 bar được rút từ turbine được sử dụng làm tác nhân cấp nhiệt cho thiết bị phân giải cao áp E-1001 Lượng còn lại sau qua các tầng cánh turbin vào thiết bị ngưng tụ nước E-1022 sử dụng nước sơng có nhiệt đợ thấp làm mơi chất tải nhiệt ngưng tụ Hệ thống ngưng tụ hoạt động áp suất chân không khoảng -0.85 barg Lượng nước ngưng tụ tại 20-E-1022 được bơm 20-P-1018A/B bơm xưởng Phụ trợ để tái sử dụng 2.2.2.Phản ứng Tổng hợp Ammonia lỏng nạp liệu vào xưởng urê, từ xưởng ammonia tương ứng, được lọc qua các thiết bị lọc ammonia FL-1002A/B, sau vào tháp thu hời ammonia T-1005 được tập trung bồn chứa ammonia V-1005 Từ V- 1005, ammonia được bơm lên áp suất 22 barg bằng bơm tăng cường ammonia P-1005A/B Một phần ammonia được đưa tới tháp hấp thụ trung áp T-1001, phần còn lại vào cụm tổng hợp cao áp Ammonia vào cụm tổng hợp được bơm bằng bơm ammonia cao áp P1001A/B, lên áp suất khoảng 220 barg Trước vào tháp tổng hợp, ammonia được gia nhiệt thiết bị gia nhiệt sơ bộ ammonia E-1007, được sử dụng làm lưu chất đẩy bơm phun carbamate J-1001, tại carbamate từ bình tách carbamate V-1001 được đẩy lên áp suất tổng hợp Hỗn hợp lỏng ammonia carbamate vào đáy tháp tổng hợp urê, hỗn hợp phản ứng với dòng CO2 nạp liệu CO2 từ xưởng ammonia áp suất 0.18 barg nhiệt độ 45oC vào máy nén CO2 PK-1001 được nén đến áp suất 157 barg Một lượng nhỏ khơng khí được đưa vào dòng CO đầu vào máy nén PK1001 để thụ đợng hóa các bề mặt thép không rỉ của các thiết bị cao áp, bảo vệ chúng khỏi ăn mòn các chất phản ứng sản phẩm phản ứng Các sản phẩm phản ứng khỏi tháp tổng hợp chảy vào phần của thiết bị stripper E-1001, hoạt động áp suất 147 barg Đây thiết bị phân hủy kiểu màng ống thẳng đứng, lỏng được phân phối bề mặt gia nhiệt dạng màng chảy xuống đáy nhờ trọng lực Khi màng lỏng chảy, được gia nhiệt sự phân hủy carbamate bay bề mặt xảy Hàm lượng CO dung dịch giảm stripping NH3 NH3 sôi Hơi tạo thành (thực chất ammonia CO2) bay lên đỉnh ống Nhiệt phân hủy carbamate được cung cấp nhờ sự ngưng tụ bão hòa 21.8 barg Dòng hỗn hợp khí từ đỉnh thiết bị stripper, dung dịch thu hồi từ đáy tháp hấp thụ trung áp T-1001, vào các thiết bị ngưng tụ carbamate E-1005A/B, chúng được ngưng tụ được t̀n hồn tháp tởng hợp R-1001 thơng qua bơm phun carbamate J-1001 Ngưng tụ khí quá trình áp suất cao (khoảng 144 barg) cho phép tạo bão hòa 4.9 barg phía vỏ của thiết bị ngưng tụ carbamate thứ nhất E-1005A 3.4 barg phía vỏ của thiết bị ngưng tụ carbamate thứ hai E-1005B Từ đỉnh của bình tách carbamate V-1001, khí khơng ngưng bao gờm khí trơ (khơng khí thụ đợng, khí trơ dòng CO2 từ xưởng phụ trợ) chứa một lượng nhỏ NH3 CO2 được đưa trực tiếp vào đáy thiết bị phân hủy trung áp E-1002 2.2.3.Tinh chế urê và thu hồi NH3, CO2 trung và thấp áp Làm sạch urê thu hời khí xảy giai đoạn áp suất giảm sau: • Giai đoạn áp suất 19.5 bar • Giai đoạn áp suất bar Các thiết bị trao đởi nhiệt xảy quá trình làm sạch urê được gọi các thiết bị phân hủy vì các thiết bị xảy sự phân hủy carbamate  Giai đoạn làm sạch thu hồi thứ nhất áp suất 19.5 barg Dung dịch, với hàm lượng CO2 thấp, từ đáy thiết bị stripper E-1001, được giãn nở tới áp suất 19.5 barg vào phần thiết bị phân hủy trung áp Thiết bị được chia thành phần chính: Bình tách đỉnh V-1002, khí nhẹ được tách trước dung dịch vào bó ống; Thiết bị phân hủy kiểu màng ống E-1002A/B, cácbônát được phân hủy nhiệt được cung cấp nhờ ngưng tụ 4.9 barg (ở phía vỏ của phần E-1002A) làm lạnh trực tiếp nước ngưng từ bình tách nước ngưng cho stripper V-1009, áp suất khoảng 22 barg (ở phía vỏ của phần E-1002B) Bình chứa dung dịch urê Z-1002, bình tập trung dung dịch urê làm sạch giai đoạn có nờng đợ 60-63%kl Khí giàu NH3 CO2 khỏi bình tách đỉnh V-1002 được đưa vào phía vỏ của thiết bị cô đặc chân không sơ bộ E-1004, khí được hấp thụ riêng phần dung dịch cácbônát đến từ cụm thu hồi barg Tởng nhiệt tạo thành từ phía vỏ, ngưng tụ/hấp thụ/phản ứng của các chất, được dùng để bốc dung dịch urê đến từ giai đoạn làm sạch thứ hai đến nờng đợ 84-86%kl, cho phép tiết kiệm đáng kể thấp áp giai đoạn cô đặc chân khơng thứ nhất Từ phía vỏ của thiết bị cô đặc chân không sơ bộ E-1004, pha hỗn hợp được đưa vào thiết bị ngưng tụ trung áp E-1006, tại CO được hấp thụ gần hoàn toàn nhiệt ngưng tụ/phản ứng được lấy nhờ nước làm mát từ thiết bị ngưng tụ ammonia E-1009 Từ E-1006 pha hỗn hợp chảy vào tháp hấp thụ trung áp T-1001, pha khí tách vào bộ phận tinh chế Đây tháp hấp thụ kiểu đĩa mũ chóp xảy hấp thụ CO2 tinh chế NH3 Các đĩa được nạp liệu bằng dòng hồi lưu ammonia sạch, để cân bằng lượng vào cột, để tách CO2 H2O có dòng khí NH3 khí trơ bay lên NH3 hồi lưu được lấy từ bồn chứa ammonia V-1005 được đưa vào cột bằng bơm tăng áp ammonia P-1005A/B Dòng NH3 khí trơ bão hòa với vài ppm CO (20-100 ppm) khỏi đỉnh bộ phận tinh chế, được ngưng tụ riêng phần thiết bị ngưng tụ ammonia E1009 Từ dòng pha được đưa vào bồn chứa ammonia V-1005 Dòng không ngưng bão hòa ammonia rời V-1005 bay dọc tháp thu hồi ammonia T-1005, một lượng ammonia được ngưng tụ nhờ dòng ammonia lỏng đến từ giao diện của xưởng urê Dòng khí rời đỉnh T-1005 bay dọc tháp hấp thụ ammonia trung áp E1011, hàm lượng ammonia được giảm triệt để nhờ dòng dung dịch ammonia lỗng ngược chiều hấp thụ khí ammonia Khi ammonia pha khí được hấp thụ, nhiệt tạo thành làm tăng nhiệt đợ của dòng lỏng xuống, làm cản trở sự hấp thụ tiếp tục ammonia Để trì nhiệt đợ thích hợp, mợt dòng nước làm mát được cung cấp phía vỏ của E-1011 Tháp rửa khí trơ trung áp T-1003, được nối vào phần của E-1011, gờm đĩa van, khí trơ được rửa lần cuối bằng nước sạch Hàm lượng ammonia dòng khí bay lên thấp nhất nhiệt đợ nhạy với nhiệt hấp thụ Cuối khí trơ được tập trung vào ống khói Từ đáy của E-1011, dung dịch NH 3-H2O được tuần hoàn lại tháp hấp thụ trung áp T-1001 bằng bơm P-1007A/B Dòng khỏi đáy T-1001 được tuần hoàn bằng bơm dung dịch cácbônát cao áp P-1002A/B cụm thu hồi tổng hợp sau gia nhiệt sơ bộ phía ống của thiết bị gia nhiệt sơ bợ cácbơnát cao áp E-1013 Trong thiết bị trao đổi nhiệt này, lưu chất gia nhiệt phía vỏ nước ngưng quá trình từ đáy tháp chưng cất T-1002  Giai đoạn làm sạch thu hồi thứ hai áp suất bar Dung dịch với hàm lượng CO2 rất thấp khỏi đáy thiết bị phân hủy trung áp được giãn nỡ đến áp suất bar vào phần của thiết bị phân hủy thấp áp Thiết bị được chia thành phần chính: • Bình tách đỉnh V-1003, khí nhẹ được tách trước dung dịch vào bó ống; • Thiết bị phân hủy kiểu màng ống E-1003, cácbônát được phân hủy nhiệt được cung cấp nhờ ngưng tụ thấp áp bão hòa 4.9 barg; • Bình chứa dung dịch urê Z-1003, bình tập trung dung dịch urê làm sạch giai đoạn có nờng đợ 69-71%kl Khí khỏi V-1003 trước tiên được trợn với từ bộ phận tinh chế của tháp chưng T-1002, sau được đưa vào phía vỏ của thiết bị gia nhiệt sơ bộ ammonia cao áp E-1007, chúng được ngưng tụ riêng phần Nhiệt ngưng tụ được thu hời phía ống để gia nhiệt sơ bộ ammonia lỏng cao áp (nạp liệu vào tháp tởng hợp urê) Dòng phía vỏ của E-1007 được đưa vào thiết bị ngưng tụ thấp áp E-1008, NH3 CO2 còn lại được ngưng tụ hoàn toàn Nhiệt ngưng tụ được lấy nhờ nước làm mát phía ống Dung dịch cácbơnát khỏi E-1008 được thu hồi vào bồn chứa dung dịch cácbônát V-1006 Từ dung dịch cácbơnát được t̀n hồn đáy tháp hấp thụ trung áp T-1001 bằng bơm P-1003A/B qua phía vỏ của thiết bị đặc sơ bợ E-1004 sau qua thiết bị ngưng tụ trung áp E-1006 Một phần nhỏ dung dịch cácbônát thấp áp cũng được dùng làm dòng hồi lưu vào bộ phận tinh cất của tháp chưng T-1002 Bồn V-1006 được trang bị mợt tháp rửa khí trơ thấp áp T-1004 để giúp điều khiển áp suất của giai đoạn thu hồi thứ hai T-1004 được nối với phần của E-1012, nơi mà nước làm mát được cung cấp để lấy nhiệt hấp thụ 2.2.4.Cụm cô đặc urê Dung dịch urê khỏi đáy thiết bị phân hủy thấp áp được giãn nỡ tới áp suất 0.33 bara vào phần của thiết bị cô đặc chân không sơ bộ Thiết bị được chia thành phần chính: • Bình tách đỉnh V-1004, khí nhẹ được tách trước dung dịch vào bó ống Hơi được tách nhờ hệ thống chân không thứ nhất PK1003; • Thiết bị đặc kiểu màng E-1004, lượng cácbônát còn lại được phân hủy nước được bốc Nhiệt được cung cấp nhờ ngưng tụ riêng phần (phía vỏ) khí đến từ thiết bị phân hủy trung áp; • Bình chứa lỏng đáy Z-1004, tập trung dung dịch urê có nờng đợ khoảng 84-87% Dung dịch urê khỏi bình chứa Z-1004 nhờ bơm dung dịch urê 85% P1006A/B bơm vào đáy thiết bị cô đặc chân không thứ nhất E-1014 Thiết bị hoạt đợng áp śt phía ống E-1004 (tức 0.33 bara) Hơi bão hòa áp suất 3.4 barg được cung cấp vàp phía vỏ E-1014 để cô đặc dung dịch urê chảy ống Pha hỗn hợp khỏi phía ống của E-1014 vào bình tách chân khơng khílỏng thứ nhất V-1014, từ một lần được tách nhờ hệ thống chân không thứ nhất PK-1003 nhờ trọng lực urê nóng chảy (khoảng 95%) vào đáy thiết bị đặc chân không thứ hai E-1015, hoạt động áp suất 0.03 bara Hơi bão hòa áp suất 3.4 barg được cung cấp vào phía vỏ E-1015 để đặc urê chảy ống Pha hỗn hợp khỏi phía ống của E-1015 vào bình tách chân khơng khílỏng thứ hai V-1015, từ được tách nhờ hệ thống chân khơng thứ hai PK1004, urê nóng chảy (khoảng 99.75%) được đưa tới tháp tạo hạt 2.2.5.Tạo hạt urê Urê nóng chảy khỏi bình chứa Z-1015 được đưa đến gàu tạo hạt Z1009A/B bằng bơm ly tâm P-1008A/B Hạt urê nóng chảy từ gàu tạo hạt rơi dọc theo tháp tạo hạt bằng gió tự nhiên Z-1008, đóng rắn làm lạnh tiếp xúc với dòng khơng khí ngược chiều Ammonia tự (vài ppm) có urê nóng chảy từ Z-1015 có thể được thải khí qủn lơi theo dòng khí làm lạnh thổi qua tháp tạo hạt Để giảm sự thoát khí, dung dịch acid sulphuric 98%, từ bờn chứa 30-TK1005/20-V-1040, được phun vào dòng urê nóng chảy, bằng bơm định lượng P1020A/B, đầu vào bơm của P-1008A/B Bằng cách H 2SO4 phản ứng với NH3 tạo thành amơni sulphat, muối trợn lẫn đóng rắn với sản phẩm urê Urê hạt được tập trung đáy tháp tạo hạt bằng cào quay hình nón Z1007 thơng qua mợt phễu hình nón, chúng rơi vào băng tải của tháp tạo hạt N-1001 Sàng Z-1012, phía của N-1001 loại bỏ urê vón cục, urê được xả trực tiếp được hòa tan bờn chứa urê kín TK-1003 thơng qua băng tải tuần hoàn urê N-1002 Cuối sản phẩm urê được đưa tới giao diện bằng băng tải sản phẩm N1003 N-1003 được trang bị một cầu cân đơn nhạy W-1001 2.2.6.Xử lý nước thải Cụm cung cấp điều kiện để xử lý nước nhiễm NH3-CO2 urê từ các hệ thống chân không, để thu được nước ngưng quá trình hầu không chứa NH3-CO2-urê được đưa tới giao diện Nước quá trình chứa NH3, CO2 urê từ các hệ thống chân không, được tập trung bồn chứa nước ngưng quá trình TK-1002 với nước xả được tập trung bờn chứa cácbơnát kín TK-1004 được đưa vào TK-1002 bằng bơm P-1016A/B Từ TK-1002 nước ngưng quá trình được bơm bằng bơm P1014A/B vào phần của tháp chưng T-1002 Trước vào cợt, nước ngưng quá trình lấy nhiệt từ: • Nước ngưng làm sạch khỏi đáy cột qua thiết bị gia nhiệt sơ bợ thứ nhất E-1016; • Nước ngưng 120oC, khỏi bình chứa nước ngưng V-1010 thông qua thiết bị gia nhiệt sơ bộ thứ hai E-1017 Cột chưng T-1002 gồm 55 đĩa được chia thành phần bằng mợt đĩa ngăn được đặt đĩa thứ 35 36 (tính từ đáy) Điều kiện cơng nghệ của cợt: • Ap śt (đáy/đỉnh): 4.7/4.2 barg; • Nhiệt đợ (đáy/đỉnh): 157/130 oC Nước ngưng từ đĩa ngăn được bơm bằng bơm P-1015A/B vào thiết bị thủy phân urê R-1002, có các điều kiện cơng nghệ thích hợp cho phân hủy urê thành CO2 NH3 Thiết bị R-1002 hoạt động giống một thiết bị phản ứng dòng được đưa trực tiếp vào để cung cấp đủ nhiệt phân hủy urê Điều kiện cơng nghệ thủy phân: • Ap śt: 34.3 barg; • Nhiệt đợ: 235oC; • Hơi trực tiếp hàng rào: nhiệt độ 370oC, áp suất 38.2 barg Hơi từ thiết bị thủy phân cũng từ tháp chưng T-1002 được trợn với khí đỉnh của thiết bị phân hủy thấp áp, vào E-1007 để thu hồi nhiệt Nước ngưng sau thủy phân khỏi đáy R-1002, sau giảm nhiệt độ qua thiết bị gia nhiệt sơ bộ cho thủy phân E-1018, vào tháp chưng đĩa ngăn, xảy quá trình stripping lần cuối NH CO2 Hơi 4.9 barg được phun trực tiếp vào đáy cột để cung cấp lượng cần thiết cho stripping Nước ngưng quá trình làm sạch rời đáy cột 157 oC được đưa tới giao diện: sau được làm lạnh tới 45oC nhờ: • Gia nhiệt sơ bợ cácbơnát cao áp E-1013; • Gia nhiệt sơ bộ dòng nạp liệu tháp chưng cất E-1016; • Làm lạnh lần cuối bằng nước sông E-1024, thiết bị làm lạnh nước ngưng sau làm sạch Các chất ô nhiễm (tức NH3-CO2-urê) nước sau xử lý giảm xuống còn vài ppm được tận dụng lại Trong quá trình khởi động gặp sự cố, nước ngưng xử lý được tuần hoàn bồn nước ngưng quá trình TK-1002 chỉ còn chứa vài ppm NH3 urê 2.2.7.Các hệ thống phụ trơ Để vận hành xưởng urê dễ dàng hơn, các hệ thống phụ trợ sau được cung cấp: • Bờn chứa dung dịch urê TK-1001: Bồn TK-1001 được dùng để thu gom cả dung dịch urê 70-75% trường hợp cụm cô đặc gặp sự cố urê nóng chảy trường hợp tháp tạo hạt gặp sự cố Bồn cũng được dùng để thu hời dung dịch urê từ bờn chứa urê kín TK-1003 sau được lọc qua thiết bị lọc FL-1001A/B Dung dịch urê chứa TK1001 có thể được gia nhiệt bằng bão hòa thấp áp • Bơm thu hồi dung dịch urê P-1009A/B: Bơm lấy urê từ TK-1001 t̀n hồn thiết bị đặc chân khơng thứ nhất E-1014 • Bờn chứa urê kín TK-1003: Bồn chôn TK-1003 được dùng để thu gom dung dịch urê xả để hòa tan urê vón cục nhờ thiết bị khuấy Z-1011 Bơm chìm P-1019A/B cho phép đưa dung dịch urê bồn chứa dung dịch urê TK-1001 Nhiệt cần thiết cho hòa tan urê vón cục gia nhiệt dung ... lưu nhiệt độ cao Vì biuret có hại tới sự đâm chời của hạt làm héo các cam, quýt phun urê lên lá, hàm lượng biuret phân đạm thị trường giới cho phép 1,5% Biuret hình thành tất cả... được đưa bồn chứa dung dịch urê sau cô đặc để tạo hạt lại 2.1.5.Các phản ứng phụ Biuret sản phẩm phụ không mong muốn được hình thành phản ứng của hai mol urê với sự tạo thành... hóa thời gian lưu của dung dịch urê, với lượng NH3 dư đảm bảo tối thiểu sự hình thành biuret các giai đoạn phân hủy 2.1.3.Cô đặc Dung dịch urê khỏi giai đoạn phân hủy có áp śt