TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HỒ CHÍ MINH KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC BỘ MƠN CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU KHÍ ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN ĐỀ TÀI: ĐÁNH GIÁ VẬN HÀNH PHÂN XƯỞNG AMMONIA CỦA NHÀ MÁY ĐẠM CÀ MAU KHI THAY ĐỔI NGUỒN KHÍ NGUYÊN LIỆU GVHD: TS NGUYỄN HỮU LƯƠNG TS LÊ MAI PHƯƠNG HVTH: PHÙNG THỊ CẨM VÂN MSHV: 10400166 TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 06/2011 Formatted: Space Before: pt, After: pt LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Formatted: English (U.S.) I Formatted: Tab stops: 3.25", Centered + 6.5", Right + Not at 2.69" Đặt vấn đề Phân bón chất bổ sung chất dinh dưỡng cho đất, dùng để thúc đẩy cối phát triển Theo tổ chức FAO, phân bón làm tăng suất trồng từ 35-45% Các loại chất dinh dưỡng có phân bón thường nitơ, phốtpho kali Phân bón thường dùng rải trực tiếp đất phun lên Phân bón thường chia thành phân bón hữu phân bón vơ dựa vào khác biệt nguồn gốc Formatted: Indent: First line: 0.5" Ngày nay, ngành cơng nghiệp phân bón nước ta phát triển mạnh mẽ nhằm đáp ứng đủ lượng phân bón khẳng định vai trị quan trọng nơng nghiệp nước nhà Với mục đích tăng cường vai trò nhà cung cấp phân đạm lớn nước nâng cao hiệu kinh tế từ nguồn khí thiên nhiên, ngày 26/07/2008 Tập đồn Dầu khí Việt Nam (PetroVietnam) khởi cơng xây dựng Nhà máy Đạm Cà Mau với công suất thiết kế 800.000 urê/năm, nâng mức đáp ứng nhu cầu đạm nước lên 80% Tương tự Nhà máy Đạm Phú Mỹ, Nhà máy Đạm Cà Mau áp dụng công nghệ đại hãng Haldor-Topsoe cho phân xưởng sản xuất ammonia công nghệ hãng Saipem cho phân xưởng sản xuất urê Ngồi ra, Nhà máy cịn có dây chuyền tạo hạt công nghệ phun tạo hạt tầng sôi hãng Toyo Nhật Nhà máy Đạm Cà Mau giai đoạn gấp rút triển khai để vào vận hành vào tháng 11/2011 Trong công nghệ sản xuất Nhà máy Đạm Cà Mau phân xưởng ammonia phân xưởng quan trọng với mục đích cung cấp NH3, CO2 cho phân xưởng urê sản xuất NH3 thương mại Do việc mơ phân xưởng ammonia cơng việc cần thiết để tạo tiền đề cho việc đánh giá thông số bị ảnh hưởng thay đổi thành phần tính chất khí nguyên liệu đến thiết bị, phân xưởng nhà máy Nhà máy Đạm Cà Mau thiết kế sở nguyên liệu PM3-CAA Dự án xem xét thêm trường hợp nhà máy sử dụng nguồn khí từ Lơ B khí từ Đường ống Đơng Tây Thành phần tính chất khí nguyên liệu (%mol) khí thiết kế PM3-CAA khí thay từ Lơ B Đường ống Đơng Tây (khí từ mỏ Nam Cơn Sơn) thể bảng theo sau: Cấu tử PM3 – CAA Lô B Đường ống Đông Tây Metan 77,66 73,13 88,77 Trang 1/7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Formatted: English (U.S.) Etan 7,38 2,91 4,54 Propan 3,53 1,52 2,57 Iso-Butan 0,79 0,44 0,57 N-Butan 0,72 0,35 0,51 C5+ 0,50 0,51 0,50 CO2 8,00 18,41 2,18 Nitrogen 1,42 2,73 0,35 7,64 10 8,4 Lưu huỳnh tổng, ppm Thủy ngân tổng, mg/Nm Nhiệt trị , MJ/m 0,01 Formatted: Tab stops: 3.25", Centered + 6.5", Right + Not at 2.69" 38,3 31,1 46,5 Áp suất, barg 40-60 40 55 Nhiêt độ, oC 28-30 7,26 15 Đối với Nhà máy Đạm Phú Mỹ, thành phần tính chất khí nguồn khí nguyên liệu thay giống với thành phần khí nguyên liệu thiết kế, nên việc đánh giá ảnh hưởng thay khí nguyên liệu chưa cần thiết Trong trường hợp nhà máy Đạm Cà Mau, thành phần tính chất nguồn nguyên liệu có điểm khác rõ rệt Thành phần metan từ Đường ống Đông Tây tăng 10% mol thành phần khí CO2 từ Lơ B tăng 10% mol so với khí ngun liệu sử dụng cho thiết kế Tuy nhiên, ảnh hưởng thay đổi nguồn khí nguyên liệu chưa đánh giá xem xét toàn diện trình thiết kế nhà máy Trong vận hành Nhà máy Đạm, thành phần tính chất nguyên liệu yếu tố ảnh hưởng quan trọng đến hoạt động nhà máy, đặc biệt thành phần CH4, CO2 nhiệt độ, áp suất nguồn khí nguyên liệu Việc thay đổi thành phần tính chất nguồn khí nguyên liệu kéo theo thay đổi vận hành với thay đổi cấu sản phẩm nhà máy như: Formatted: Indent: First line: 0.5" Formatted: Indent: First line: 0.24" Thay đổi cấu sản phẩm (CO, CO2, H2) công đoạn dẫn đến khả thay đổi tỷ lệ NH3:CO2 đưa vào phân xưởng urê Kết ảnh hưởng tới sản lượng urê thành phẩm lượng NH3 CO2 dư; Thay đổi điều kiện vận hành (công suất, nhiệt độ, áp suất vận hành) thiết bị phân xưởng công nghệ phụ trợ Trang 2/7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Formatted: English (U.S.) Do đó, việc phân tích đánh giá ảnh hưởng thay đổi thành phần tính chất khí ngun liệu đến thiết bị/phân xưởng để có chế độ vận hành phù hợp quan trọng cho Nhà máy Đạm Cà Mau Xuất phát từ lợi ích thiết thực này, em đề xuất thực Đề tài “Đánh giá vận hành phân xưởng ammonia Nhà máy Đạm Cà Mau thay đổi nguồn khí nguyên liệu” II Formatted: Tab stops: 3.25", Centered + 6.5", Right + Not at 2.69" Formatted: Indent: First line: 0.49" Mục tiêu nghiên cứu Tìm hiểu Nhà máy Đạm Cà Mau, phân xưởng chính, phân xưởng ammonia; Tìm hiểu phần mềm mơ Pro/II; Xây dựng xác mơ hình mơ dây chuyền cơng nghệ phân xưởng ammonia Nhà máy Đạm Cà Mau; Đánh giá kết mô so sánh với số liệu thiết kế phân xưởng ammonia Nhà máy Đạm Cà Mau; Đánh giá vận hành phân xưởng ammonia thay đổi nguồn khí nguyên liệu III Nội dung nghiên cứu III.1 Tổng quan Nhà máy Đạm Cà Mau Giới thiệu chung Nhà máy Đạm Cà Mau: lịch sử hình thành phát triển, vị trí xây dựng, mặt bằng; Nguyên liệu sản phẩm: nguồn nguyên liệu, cấu sản phẩm nhà máy (sản phẩm chính, sản phẩm phụ); Các phân xưởng Nhà máy: phân xưởng tổng hợp ammonia, phân xưởng tổng hợp urê, phân xưởng phụ trợ, phân xưởng phi công nghệ; III.2 Tổng quan phân xưởng ammonia Nhà máy Đạm Cà Mau Giới thiệu công nghệ tổng hợp ammonia; Giới thiệu công nghệ tổng hợp ammonia Nhà máy Đạm Cà Mau; Sơ đồ tổng thể dây chuyền cơng nghệ phân xưởng ammonia; Các q trình xảy phân xưởng ammonia Nhà máy Đạm Cà Mau: mục đích, nguyên liệu, sản phẩm, phản ứng xảy ra, mơ tả quy trình, thơng số vận hành,… Quá trình khử lưu huỳnh HDS; Trang 3/7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Formatted: English (U.S.) Quá trình reforming: reforming sơ cấp reforming thứ cấp; Q trình chuyển hóa CO; Q trình tách CO2; Q trình methane hóa; Q trình tổng hợp NH3 Formatted: Tab stops: 3.25", Centered + 6.5", Right + Not at 2.69" III.3 Tổng quan phần mềm mô Pro/II Giới thiệu chung phần mềm mô phỏng; Giới thiệu phần mềm mơ Pro/II: Tính phạm vi sử dụng; Các cụm thiết bị phần mềm mô Pro/II; Các bước thực mô phần mềm mô Pro/II III.4 Mô hoàn chỉnh phân xưởng ammonia Nhà máy Đạm Cà Mau Mục đích việc mơ phân xưởng ammonia; Lựa chọn mơ hình nhiệt động thích hợp; Sơ đồ mô phỏng: Sử dụng tài liệu thiết kế xây dựng mơ hình mơ q trình phân xưởng ammonia Nhà máy Đạm Cà Mau trạng thái ổn định (mơ hình tĩnh): Q trình khử lưu huỳnh HDS; Quá trình reforming xúc tác; Q trình chuyển hóa CO; Q trình tách CO2 dung dịch MDEA; Quá trình methane hóa Q trình nén khí tổng hợp Vịng tổng hợp ammonia thiết bị tách thu sản phẩm Quá trình thu hồi ammonia; III.5 Đánh giá, so sánh kết mô phần mềm với số liệu thiết kế phân xưởng ammonia Nhà máy Đạm Cà Mau Trang 4/7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Formatted: English (U.S.) III.6 Đánh giá vận hành phân xưởng ammonia thay đổi nguồn khí nguyên liệu Formatted: Tab stops: 3.25", Centered + 6.5", Right + Not at 2.69" Chạy mô phân xưởng ammonia hai nguồn khí ngun liệu thay Lơ B Đường ống Đông Tây; Đánh giá điều kiện vận hành phân xưởng ammonia thay nguồn khí nguyên liệu; Đánh giá hiệu suất thu hồi ammonia phân xưởng ammonia thay nguồn khí nguyên liệu III.7 Kết luận kiến nghị IV Phương pháp nghiên cứu/Biện pháp thực Thu thập, tổng hợp tài liệu thiết kế Nhà máy Đạm Cà Mau PFD, PID, Equipment data sheet specification làm sở cho q trình mơ phỏng; Thu thập, tổng hợp tài liệu nhiệt động học, động học phản ứng trình sản xuất ammonia Nhà máy Đạm Cà Mau; Sử dụng phần mềm mơ Pro/II để xây dựng mơ hình mô tĩnh phân xưởng ammonia Nhà máy Đạm Cà Mau; Chạy mô đánh giá kết mô với số liệu thiết kế phân xưởng ammonia Nhà máy Đạm Cà Mau; Chạy mô đánh giá vận hành phân xưởng ammonia hiệu suất thu hồi ammonia thay nguồn khí nguyên liệu V Bố cục dự kiến Báo cáo V.1 Tổng quan Nhà máy Đạm Cà Mau V.1.1 Giới thiệu chung Nhà máy Đạm Cà Mau V.1.1.1 Lịch sử hình thành, phát triển V.1.1.2 Vị trí xây dựng, mặt V.1.2 Nguyên liệu sản phẩm V.1.2.1 Nguồn nguyên liệu V.1.2.2 Cơ cấu sản phẩm V.1.3 Các phân xưởng Nhà máy Đạm Cà Mau Trang 5/7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Formatted: English (U.S.) V.1.3.1 Phân xưởng tổng hợp ammonia V.1.3.2 Phân xưởng tổng hợp urê V.1.3.3 Phân xưởng phụ trợ V.1.3.4 Phân xưởng phi công nghệ Formatted: Tab stops: 3.25", Centered + 6.5", Right + Not at 2.69" V.2 Tổng quan phân xưởng ammonia Nhà máy Đạm Cà Mau V.2.1 Giới thiệu công nghệ tổng hợp ammonia V.2.2 Giới thiệu công nghệ tổng hợp ammonia Nhà máy Đạm Cà Mau V.2.3 Sơ đồ tổng thể dây chuyền cơng nghệ phân xưởng ammonia V.2.3.1 Q trình khử lưu huỳnh HDS V.2.3.2 Quá trình reforming V.2.3.3 Quá trình chuyển hóa CO V.2.3.4 Q trình tách CO2 V.2.3.5 Q trình methane hóa V.2.3.6 Q trình tổng hợp NH3 V.3 Tổng quan phần mềm Pro/II V.3.1 Giới thiệu chung phần mềm mô V.3.2 Giới thiệu phần mềm mơ Pro/II V.3.2.1 Tính phạm vi sử dụng V.3.2.2 Các cụm thiết bị phần mềm mô Pro/II V.3.2.3 Các bước thực mô phần mềm mô Pro/II V.4 Mơ hồn chỉnh phân xưởng ammonia Nhà máy Đạm Cà Mau V.4.1 Mục đích việc mơ phân xưởng ammonia V.4.2 Lựa chọn mơ hình nhiệt động thích hợp V.4.3 Mơ q trình khử lưu huỳnh HDS V.4.4 Mơ q trình reforming V.4.5 Mơ q trình chuyển hóa CO V.4.6 Mơ q trình tách CO2 dung dịch MDEA Trang 6/7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Formatted: English (U.S.) Formatted: Tab stops: 3.25", Centered + 6.5", Right + Not at 2.69" V.4.7 Mơ q trình methane hóa V.4.8 Mơ q trình nén khí tổng hợp V.4.9 Mơ vòng tổng hợp ammonia thiết bị tách thu sản phẩm V.4.10 Mơ q trình thu hồi ammonia V.5 Đánh giá, so sánh kết mô phần mềm với số liệu thiết kế phân xưởng ammonia Nhà máy Đạm Cà Mau V.6 Đánh giá vận hành phân xưởng ammonia thay đổi nguồn khí nguyên liệu V.7 Kết luận kiến nghị VI Kết nghiên cứu TT Tên sản phẩm Yêu cầu khoa học, kinh tế Mơ hình mơ phân xưởng Kết chạy mô phù hợp ammonia Nhà máy Đạm Cà với số liệu thiết kế Nhà máy Đạm Cà Mau Mau Báo cáo cung cấp thông tin thay Báo cáo “Đánh giá vận hành phân đổi vận hành phân xưởng xưởng ammonia Nhà máy ammonia Nhà máy Đạm Cà Đạm Cà Mau thay đổi nguồn Mau thay đổi nguồn khí khí nguyên liệu” nguyên liệu Trang 7/7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... hợp ammonia Nhà máy Đạm Cà với số liệu thiết kế Nhà máy Đạm Cà Mau Mau Báo cáo cung cấp thông tin thay Báo cáo ? ?Đánh giá vận hành phân đổi vận hành phân xưởng xưởng ammonia Nhà máy ammonia Nhà máy. .. với số liệu thiết kế phân xưởng ammonia Nhà máy Đạm Cà Mau; Đánh giá vận hành phân xưởng ammonia thay đổi nguồn khí nguyên liệu III Nội dung nghiên cứu III.1 Tổng quan Nhà máy Đạm Cà Mau Giới... Đường ống Đông Tây; Đánh giá điều kiện vận hành phân xưởng ammonia thay nguồn khí nguyên liệu; Đánh giá hiệu suất thu hồi ammonia phân xưởng ammonia thay nguồn khí nguyên liệu III.7 Kết luận