báo cáo thực tập nhà máy đạm phú mỹ

Dòng khí công nghệ đi ra từ cụm hydro hoá được đưa vào hai tháp hấp thụ khíhydrosulfur để loại bỏ lưu huỳnh, khí đi ra lần lượt vào 2 thiết bị reforming sơ cấp và thứcấp, với mục đích là

TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY

Lịch sử hình thành và phát triển

Tổng công ty Phân bón và Hóa chất Dầu khí, tên viết tắt: PVFCCo, là đơn vị thành viên của Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam Thành lập từ năm 2003, chặng đường phát triển của PVFCCo đã trải dài qua 2 thập kỷ và đạt vị thế là đơn vị dẫn đầu trong ngành phân bón Việt Nam PVFCCo có đội ngũ nhân sự giàu kinh nghiệm với khoảng 1.500 người, sở hữu Tổ hợp Nhà máy hiện đại, bộ sản phẩm Phú Mỹ chất lượng cao, hệ thống kinh doanh phân phối sâu rộng, hàng năm cung cấp trên 1,2 triệu tấn phân bón và hóa chất cho thị trường nội địa và quốc tế.

Nhà máy Đạm Phú Mỹ là nhà máy phân bón lớn và hiện đại của PVFCCo Nhà máy đạm Phú Mỹ là khâu quan trọng trong chương trình Khí Điện Đạm, nhằm đảm bảo sự ổn định và chủ động cung cấp phân đạm cho phát triển công nghiệp, góp phần đảm bảo an ninh lương thực, thực hiện sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước.

Nhà máy đạm Phú Mỹ có công suất 760 ngàn đến 800 ngàn tấn phân đạm Ure/năm, được xây dựng trên cơ sở Quyết định phê duyệt Báo cáo nghiên cứu khả thi dự án đầu tư nhà máy sản xuất phân đạm Phú Mỹ của Thủ Tướng Chính Phủ số 166/QĐ – TTG ngày

20/02/2001 và chỉ đạo triển khai thực hiện dự án nhà máy đạm Phú Mỹ của hội đồng quản trị Tập đoàn dầu khí Việt Nam số 2620/QĐ – HĐQT ngày 15/06/2001.

Hợp đồng EPPC xây dựng nhà máy đạm Phú Mỹ giữa tổng công ty dầu khí Việt Nam và tổ hợp nhà thầu Technip/Samsung, hợp đồng chuyển giao công nghệ sản xuất Amonia với Haldor Topsoe và công nghệ sản xuất ure với Snam Progetti ngày 15/06/2001 là cơ sở cho các bên triển khai thực hiện nghĩa vụ của mình nhằm xây dựng nhà máy sản xuất phân đạm Phú Mỹ hiện đại và đạt tiêu chuẩn Quốc tế.

Các giai đoạn phát triển của nhà máy:

- Khởi công xây dựng nhà máy: 03/2001.

- Ngày nhận khí vào nhà máy: 24/12/2003.

- Ngày ra sản phẩm Amonia đầu tiên: 04/2004.

- Ngày ra sản phẩm Ure đầu tiên: 04/06/2004.

- Ngày bàn giao nhà máy từ Liên danh nhà thầu Technip – Samsung: 09/2004.

- Ngày khánh thành nhà máy: 15/12/2004.

- Nhà máy đạt mốc sản lượng 3 triệu tấn: 03/2009.

- Hoàn thiện cụm thu hồi CO2, nâng công suất lên 800.000 tấn ure/năm: 09/2010.

- Mốc sản lượng 5 triệu tấn: 08/2011.

- Khởi công xây dựng dự án nâng cấp xưởng NH3 và xây dựng nhà máy NPK: 09/2015.

- Mốc sản lượng 10 triệu tấn: 15/07/2017.

- Nghiệm thu và đưa vào vận hành thương mại xưởng NH3, nâng công suất từ 450.000 tấn lên 540.000 tấn: 01/2018.

- Bàn giao nhà máy NPK, công suất 250.000 tấn/năm: 08/2018.

Hiện nay, Nhà máy Đạm Phú Mỹ hàng năm cung cấp trên 1,2 triệu tấn phân bón và hóa chất cho thị trường nội địa và quốc tế.

Năm 2009: Nhà máy Đạm Phú Mỹ vinh dự đón nhận Huân chương Lao động hạng Ba do Nhà nước trao tặng.

Năm 2010: Nhà máy được trao Cúp Vàng Chất lượng công trình xây dựng Việt Nam – giải thưởng Quốc gia do Bộ Xây dựng chủ trì.

Năm 2013: Nhà máy Đạm Phú Mỹ vinh dự đón nhận Huân chương Lao động hạngNhất do Nhà nước trao tặng.

Vị trí địa lý và cách bố trí mặt bằng

Nhà máy đạm Phú Mỹ được xây dựng trong khu công nghiệp Phú Mỹ 1, huyện TânThành, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu với diện tích quy hoạch 63 ha Vị trí nhà máy được thể hiện trong Chứng chỉ Quy hoạch số 07/2001/BQL – CCQH do Ban QL các KCN Bà Rịa – VũngTàu cấp ngày 12/03/2001.

Hình 1.1 Vị trí nhà máy trong khu công nghiệp

1.2.2 Cách bố trí mặt bằng

Hình 1.2 Sơ đồ bố trí mặt bằng nhà máy đạm Phú Mỹ

Quản lý nhân sự và điều hành

Hình 1.3 Sơ đồ bộ máy quản lý nhân sự và điều hành của nhà máy Đạm Phú Mỹ

Các sản phẩm của công ty

Hình 1.4 Nhóm phân đơn và phân phức hợp Phú Mỹ

Hình 1.5 Nhóm phân hỗn hợp NPK Phú Mỹ

Hình 1.6 Nhóm sản phẩm Ure nguyên liệu cho sản xuất công nghiệp

1.4.1 Sản phẩm trung gian – Amonia

Amonia là chất khí có công thức NH3, không màu, mùi đặc trưng, khai, khó thở, gây nhiễm độc mạnh khi tiếp xúc với niêm mạc mắt; quá nồng độ cho phép khó thở có thể gây nên tử vong

Sản phẩm Amoni chủ yếu để sản xuất Ure, NPK và lượng dư được đưa về bồn chứa. Công suất 1620 tấn/ngày.

Ure là hợp chất hóa học có công thức phân tử CO(NH2)2, ở nhiệt độ thường Ure không màu, không mùi vị, hòa tan trong nước, nhiệt độ nóng chảy khoảng 135 , tỷ trọng khoảng℃ 1,323 Ure thủy phân chậm tạo thành cacbamat amonia sau đó phân hủy thành NH3 và CO2, đây là cơ sở để sử dụng Ure làm phân bón Trong công nghiệp Ure được tổng hợp từ NH3 lỏng và CO2 khí ở điều kiện nhiệt độ và áp suất cao.

Các phân xưởng của nhà máy

Gồm 2 phân xưởng chính: xưởng Amonia và xưởng Ure.

Ngoài ra nhà máy còn có xưởng phụ trợ và các phòng/xưởng chức năng khác.

Hình 1.7 Sơ đồ tổng quan công nghệ nhà máy

Công nghệ thuộc bản quyền Haldor Topsoe, Đan Mạch.

Công suất thiết kế: 1620 tấn Amonia/ngày

Amonia chủ yếu được đưa sang xưởng Ure để sản xuất, một phần đưa sang xưởng NPK và lượng dư sẽ được đưa về bồn chứa.

Công nghệ thuộc bản quyền Snam Pogretti, Ý

Công suất thiết kế: 2200 tấn Ure/ngày.

Công suất tối đa: 2385 tấn Ure/ngày.

Tháp tạo hạt có công suất tối đa: 2680 tấn Ure/ngày.

Sản phẩm được đưa về kho hoặc trực tiếp đem đi đóng bao.

1.5.3 Xưởng phụ trợ và các phòng/xưởng chức năng khác

Chức năng chính của xưởng phụ trợ là cung cấp điện, nước, hơi, khí điều khiển, khí nitơ, … cho toàn bộ hệ thống của nhà máy và xử lý nước thải trước khi đưa ra môi trường.

Khi mới khởi động nhà máy, xưởng phụ trợ sẽ là nơi khởi động đầu tiên để đảm bảo đầy đủ các điều kiện vận hành cho các xưởng tiếp theo và khi dừng nhà máy để bảo dưỡng thì xưởng phụ trợ cũng là nơi dừng hoạt động cuối cùng để đảm bảo an toàn cho nhà máy.

Ngoài xưởng phụ trợ, còn có xưởng sản phẩm, xưởng bảo dưỡng và xưởng NPK.

Sơ đồ khối của Nhà máy Đạm Phú Mỹ được thể hiện trong Hình 1.8

Hình 1.8 Sơ đồ khối toàn bộ Nhà máy Đạm Phú Mỹ

Nước sông làm mát Nitơ

Nhiên liệu thấp áp Nhiên liệu cao áp Khí nguyên liệu

Khí nén Nước ngưng Hơi thấp áp

Nước ngưng Nước sông làm mát Nước sạch làm mát

Khí bảo trì Nitơ Khí điều khiển Điện

Hơi cao áp Khói thải đến xưởng CDRP

Không khí Nước thủy cục Khí thiên nhiên

Hơi nước HP Điện Không khí

Xưởng Ure Kho chứa NH3

Xưởng phụ trở và tiện ích Xưởng Amoni

Khí điều khiểnKhí bảo trì Nước khử khoáng Nước sạch làm mát

TÌM HIỂU VỀ PHÂN XƯỞNG AMONI

Mục đích của phân xưởng Amoni

Xưởng Amonia là một trong những phân xưởng quan trọng nhất, được coi như trái tim của Nhà máy Đạm Phú Mỹ Xưởng Amonia cung cấp nguồn CO2, NH3 lỏng và hơi nước cho quá trình sản xuất Ure, cung cấp NH3 cho NPK Phú Mỹ, đồng thời đáp ứng một phần lớn nhu cầu NH3 trong nước.

Sơ đồ tổng thể về dây chuyền công nghệ sản xuất Amoni

Hình 2.1 Sơ đồ tổng thể về dây chuyền công nghệ sản xuất Amonia

Thuyết minh chung về sơ đồ công nghệ

Trong nhà máy, Amonia được sản xuất từ khí tổng hợp chứa H2 và N2 ở tỉ lệ xấp xỉ 3:1 Nguồn cung cấp H2 là hơi nước (steam) và các hydrocarbon trong khí tự nhiên (NG). Nguồn gốc của N2 là khí quyển.

Dòng khí NG đầu vào được đưa vào cụm khử lưu huỳnh nhằm loại bỏ lượng nhỏ lưu huỳnh lẫn trong khí ban đầu, tránh gây mất hoạt tính hoặc đầu độc xúc tác của công đoạn reforming Dòng khí công nghệ đi ra từ cụm hydro hoá được đưa vào hai tháp hấp thụ khí hydrosulfur để loại bỏ lưu huỳnh, khí đi ra lần lượt vào 2 thiết bị reforming sơ cấp và thứ cấp, với mục đích là chuyển hoá các hydrocacbon trong dòng khí thành khí CO2 và H2 với sự có mặt của hơi nước.

Vì vẫn còn một lượng CO chưa chuyển hoá tạo thành CO2, do vậy, dòng khí tiếp tục đưa đến cụm chuyển hoá CO thành CO2, và được đưa đến cụm hấp thụ CO 2 bằng dung dịchMDEA (Methyl Diethanol Amine), CO2 được tách ra và đưa đi sản xuất Ure Dòng khí đi ra từ cụm tách CO2 vẫn còn chứa một lượng CO và CO2, do đó, được đưa vào công đoạn metan hoá, thực chất, là các phản ứng ngược với các phản ứng của công đoạn Reforming.

Khí công nghệ được đưa đến cụm tổng hợp NH 3 , với độ chuyển hoá đạt khoảng 25%.

NH3 được tách ra khỏi hỗn hợp khí sau phản ứng bằng quá trình làm lạnh tầng bậc, tách dần

NH3 ra khỏi hỗn hợp Tất cả các chất xúc tác sử dụng trong các bước phản ứng xúc tác của quy trình đều do Topsoe cung cấp.

Nguồn nguyên liệu, nhiên liệu và sản phẩm

Hình 2.2 Nguồn nguyên liệu, nhiên liệu và sản phẩm

Nguyên liệu cho quá trình tổng hợp

Nguyên liệu chính của nhà máy là khí thiên nhiên (NG), gồm hỗn hợp các hydrocacbon, trong đó thành phần chủ yếu là CH4, có thành phần thể tích từ 75 – 95%. Ngoài ra còn có các hydrocacbon khác như C2H6, C3H8, C4H10, các tạp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh,…

Khí thiên nhiên là khí đồng hành mỏ Bạch Hổ, ngoài ra có thể sử dụng khí thiên nhiên từ bồn trũng Nam Côn Sơn và các bể khác thuộc lục địa phía nam Lượng khí tiêu thụ cho nhà máy khoảng 53000 – 54000 Nm 3 /h (khoảng 450 triệu m 3 /năm).

Ngoài ra, phân xưởng Amonia còn sử dụng một lượng lớn hơi nước để phục vụ cho quá trình đun nóng, cấp cho các chu trình nhiệt.

Nguồn nhiên liệu Đối với phân xưởng Amonia, lượng nhiệt cần cung cấp là rất lớn Lượng nhiệt được cấp cho các phản ứng, cho các thiết bị gia nhiệt Do trong quá trình vận hành phân xưởng, người ta có lắp đặt các thiết bị như nồi hơi nhiệt thừa, thiết bị trao đổi nhiệt (Heat Exchanger) nên đã tận dụng triệt để được nguồn nhiệt thừa.

Khí điều khiển là loại khí nén (7 bar) từ không khí và được làm lạnh để tách nước. Trong nhà máy đạm Phú Mỹ, khí điều khiển được dùng làm khí động lực cho các thiết bị điều khiển.

Khí nhiên liệu tại nhà máy được sử dụng gồm:

- Nguyên liệu cho phân xưởng Amoni (26074 ÷ 28172 kg/h).

- Nhiên liệu cho phản ứng reforming (9076 ÷ 9432 kg/h).

- Nhiên liệu cho thiết bị nồi hơi (1745 ÷ 2850 kg/h).

- Nhiên liệu cho Flare (40 kg/h).

- Nhiên liệu cho máy phát điện (5900 kg/h).

Amoni NH3 tổng hợp, chủ yếu dùng để sản xuất Ure (NH2)2CO, lượng còn dư đưa về bồn chứa (Tank).

Dòng khí NH3 sản phẩm có thành phần chủ yếu như sau:

2.4 Tính chất sản phẩm Amonia

Công thức phân tử NH3

Biểu hiện Chất khí không màu mùi khai

Khí Amonia (NH3) dễ tan trong nước, hóa lỏng ở điều kiện áp suất thường và nhiệt độ thấp (khoảng -32 0 C) hoặc ở nhiệt độ thường và áp suất cao Khi tăng nhiệt độ, độ tan của

Amonia giảm xuống, do nó thoát ra khỏi dung dịch đậm đặc khi đun nóng, và đôi khi người ta dùng phương pháp này để điều chế một lượng nhỏ Amonia trong phòng thí nghiệm.

Về mặt hóa tính, Amonia là hợp chất có khả năng phản ứng cao Nitrogen trong Amonia có mức oxy hóa thấp nhất (-3) Do đó NH3 thể hiện tính chất khử NH3 có tính base và phản ứng với các acid tạo thành các muối, các muối này hầu hết đều là các dạng phân đạm được ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp và các ngành kinh tế khác.

2.5 Quy trình công nghệ sản xuất Amoni

2.5.1 Công đoạn khử lưu huỳnh

Công đoạn khử lưu huỳnh khí công nghệ bao gồm thiết bị hydro hoá 10 – R – 2001 và hai thiết bị hấp phụ Sulphur 10 – R – 2002A/B.

Xúc tác cho 10 – R – 2001 là coban/molypden oxit (xúc tác Co – Mo) và xúc tác cho

Hình 2.3 Quy trình khử lưu huỳnh 2.4.1.1 Mục đích của công đoạn và mô tả công nghệ

Khí tự nhiên được sử dụng làm nguyên liệu cho nhà máy đạm chứa một lượng nhỏ các tạp chất lưu huỳnh dưới dạng hợp chất hữu cơ Xúc tác dùng cho quá trình reforming hơi nước thì rất nhạy cảm với hợp chất chứa lưu huỳnh, do nó gây mất hoạt tính hoặc ngộ độc xúc tác Cần ngăn ngừa nồng độ lưu huỳnh cao hơn 0,05 ppm làm mất hoạt tính xúc tác reforming Do đó, cần khử lưu huỳnh khỏi dòng khí, chuyển hoá các hợp chất lưu huỳnh hữu cơ sang dạng vô cơ H2S, sau đó thực hiện hấp thụ H2S để loại bỏ lưu huỳnh Vận hành tốt cụm khử lưu huỳnh rất quan trong, nếu vận hành không tốt có thể ảnh hưởng đến xúc tác của reforming và chuyển hóa CO.

Khí thiên nhiên đầu vào được đưa vào máy nén 10 – K – 4011 Dòng khí này được trộn lẫn với hydro tuần hoàn từ 10 – K – 4031 rồi được gia nhiệt bằng 10 – E – 2004 – 1/2 rồi tiếp tục vào tháp hydro hóa 10 – R – 2001 Sau khi rời tháp 10 – R – 2001 , hỗn hợp khí đi vào tháp hấp phụ sulphur 10 – R – 2002A/B, trong tháp dùng oxit kẽm để hấp phụ Xúc tác nên được làm mát trước khi mở các cửa thao tác của thiết bị phản ứng.

Mục đích của quá trình là chuyển hóa các cấu tử chứa lưu huỳnh có trong dòng khí tự nhiên thành H2S, được tiến hành trong thiết bị phản ứng có điều kiện hoạt động áp suất 38,2 barg và nhiệt độ 400 o C Quá trình được tiến hành thông qua phản ứng giữa các hợp chất chứa lưu huỳnh có trong khí tự nhiên và dòng khí hydro Chất xúc tác sử dụng trong hệ thống là xúc tác trên cơ sở Cobalt – Molybdel (TK – 250) Các phản ứng xảy ra trên xúc tác

R1SR2 + 2H2 → R1H + R2H + H2S (CH4)S + H2 → CH4 + H2S COS + H2 → CO + H2S R: gốc hydrocacbon.

Bên cạnh hydro hóa các hợp chất của lưu huỳnh nói trên, xúc tác cũng hydro hóa olefin thành hydrocacbon no, các hợp chất hữu cơ chứa nito thành NH3 và hydrocacbon no. Song, cũng cần nên tránh sự hiện diện của CO và CO2 trong khí hydro hóa bởi vì có thể xảy ra các phản ứng, làm ảnh hưởng đến lượng lưu huỳnh dư trong dòng đi ra khỏi các tháp hấp thụ lưu huỳnh.

CO2 + H2S ⇌ COS + H2O Trong trường hợp hàm lượng CO cao sẽ xảy ra phản ứng Boudouard

2CO ⇌ CO2 + CCacbon (muội than) sinh ra sẽ bám vào xúc tác → phản ứng methan hóa không thể xảy ra.

Hàm lượng CO và CO2 cao nhất thời sẽ khử hoạt tính xúc tác.

Nồng độ theo thể tích tạp chất cực đại cho phép trong khí nguyên liệu đối với thiết bị hydro hóa là: H2 (3 – 4%); CO (5%); CO2 (5%).

Ban đầu xúc tác có thể hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ thấp hơn mức tối ưu (330 ℃ đến

360 ℃ ), nhưng vào thời kỳ cuối nên nâng nhiệt độ lên cao hơn mức trên để xúc tác hoạt động hiệu quả TK – 250 được cung cấp dưới dạng “Ring” nhằm hạn chế tổn thất áp suất, đồng thời có hệ số dung sai lớn chống lại sự tăng tổn thất áp suất gây ra bởi thành phần rắn trong khí đầu vào Xúc tác TK – 250 bị oxy hóa trong quá trình vận chuyển và hoàn nguyên lại hoạt tính của nó khi được sulphide hóa Ở trạng thái này, chất xúc tác có thể tự bốc cháy và không được phép tiếp xúc với không khí nhiệt độ lớn hơn 70 ℃

Dòng khí tự nhiên sau khi đã được xử lý hydro hóa được đưa vào tháp hấp phụ H2S, hệ thống này bao gồm 2 thiết bị hấp phụ 10 – R – 2002A và 10 – R – 2002B Mỗi bình có một lớp chất xúc tác chứa xúc tác HTZ – 3, dạng ép dài 4 mm Nhiệt độ vận hành bình thường là khoảng 400 o C Thiết bị hấp phụ lưu huỳnh gồm hai thiết bị hoàn toàn giống nhau được đặt nối tiếp nhau 10 – R – 2002B đóng vai trò bảo vệ trong trường hợp xảy ra sự dư lưu huỳnh khi ra khỏi bình 10 – R – 2002A hoặc khi thiết bị được cô lập để thay thế xúc tác Phản ứng xảy ra trong thiết bị bao gồm:

ZnO + H2S ⇌ ZnS + H2O ZnO + COS ⇌ ZnS + CO2

Chất xúc tác không phản ứng với oxy và hydro ở bất cứ nhiệt độ nào, cần thay thế xúc tác ở thiết bị 10 – R – 2002A khi hàm lượng H2S ra khỏi tháp tăng Hơi nước công nghệ không nên được đưa vào thiết bị hấp phụ, oxit kẽm sẽ bị hydrate hóa và không thể tái sinh trở lại ZnO Kẽm sulphide không có tính tự bốc cháy và không có yêu cầu đặc biệt nào khi tháo xúc tác Trong trường hợp trong khí nguyên liệu có clo, nó sẽ phản ứng với kẽm oxit và tạo thành ZnCl2 Ở nhiệt độ vận hành bình thường của cụm khử lưu huỳnh, ZnCl2 sẽ thăng hoa và tích tụ trên các xúc tác phía sau Phải loại bỏ Clo trong khí công nghệ trước khi tiếp xúc với kẽm oxit bằng xúc tác bảo vệ đặc biệt.

Khí ra khỏi thiết bị hấp phụ lưu huỳnh thứ 2 có nhiệt độ khoảng 390 , hàm lượng lưu℃ huỳnh dưới 0,05 ppm được đưa sang công đoạn chuyển hoá khí tự nhiên bằng hơi nước.

2.4.1.4 Thiết bị công nghệ a Thiết bị phản ứng hydro hóa

Hình 2.4 Thiết bị hydro hóa 10 – R – 2001

Tính chất sản phẩm amoni

ta dùng phương pháp này để điều chế một lượng nhỏ Amonia trong phòng thí nghiệm.

Về mặt hóa tính, Amonia là hợp chất có khả năng phản ứng cao Nitrogen trong Amonia có mức oxy hóa thấp nhất (-3) Do đó NH3 thể hiện tính chất khử NH3 có tính base và phản ứng với các acid tạo thành các muối, các muối này hầu hết đều là các dạng phân đạm được ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp và các ngành kinh tế khác.

2.5 Quy trình công nghệ sản xuất Amoni

2.5.1 Công đoạn khử lưu huỳnh

Công đoạn khử lưu huỳnh khí công nghệ bao gồm thiết bị hydro hoá 10 – R – 2001 và hai thiết bị hấp phụ Sulphur 10 – R – 2002A/B.

Xúc tác cho 10 – R – 2001 là coban/molypden oxit (xúc tác Co – Mo) và xúc tác cho

Hình 2.3 Quy trình khử lưu huỳnh 2.4.1.1 Mục đích của công đoạn và mô tả công nghệ

Khí tự nhiên được sử dụng làm nguyên liệu cho nhà máy đạm chứa một lượng nhỏ các tạp chất lưu huỳnh dưới dạng hợp chất hữu cơ Xúc tác dùng cho quá trình reforming hơi nước thì rất nhạy cảm với hợp chất chứa lưu huỳnh, do nó gây mất hoạt tính hoặc ngộ độc xúc tác Cần ngăn ngừa nồng độ lưu huỳnh cao hơn 0,05 ppm làm mất hoạt tính xúc tác reforming Do đó, cần khử lưu huỳnh khỏi dòng khí, chuyển hoá các hợp chất lưu huỳnh hữu cơ sang dạng vô cơ H2S, sau đó thực hiện hấp thụ H2S để loại bỏ lưu huỳnh Vận hành tốt cụm khử lưu huỳnh rất quan trong, nếu vận hành không tốt có thể ảnh hưởng đến xúc tác của reforming và chuyển hóa CO.

Khí thiên nhiên đầu vào được đưa vào máy nén 10 – K – 4011 Dòng khí này được trộn lẫn với hydro tuần hoàn từ 10 – K – 4031 rồi được gia nhiệt bằng 10 – E – 2004 – 1/2 rồi tiếp tục vào tháp hydro hóa 10 – R – 2001 Sau khi rời tháp 10 – R – 2001 , hỗn hợp khí đi vào tháp hấp phụ sulphur 10 – R – 2002A/B, trong tháp dùng oxit kẽm để hấp phụ Xúc tác nên được làm mát trước khi mở các cửa thao tác của thiết bị phản ứng.

Mục đích của quá trình là chuyển hóa các cấu tử chứa lưu huỳnh có trong dòng khí tự nhiên thành H2S, được tiến hành trong thiết bị phản ứng có điều kiện hoạt động áp suất 38,2 barg và nhiệt độ 400 o C Quá trình được tiến hành thông qua phản ứng giữa các hợp chất chứa lưu huỳnh có trong khí tự nhiên và dòng khí hydro Chất xúc tác sử dụng trong hệ thống là xúc tác trên cơ sở Cobalt – Molybdel (TK – 250) Các phản ứng xảy ra trên xúc tác

R1SR2 + 2H2 → R1H + R2H + H2S (CH4)S + H2 → CH4 + H2S COS + H2 → CO + H2S R: gốc hydrocacbon.

Bên cạnh hydro hóa các hợp chất của lưu huỳnh nói trên, xúc tác cũng hydro hóa olefin thành hydrocacbon no, các hợp chất hữu cơ chứa nito thành NH3 và hydrocacbon no. Song, cũng cần nên tránh sự hiện diện của CO và CO2 trong khí hydro hóa bởi vì có thể xảy ra các phản ứng, làm ảnh hưởng đến lượng lưu huỳnh dư trong dòng đi ra khỏi các tháp hấp thụ lưu huỳnh.

CO2 + H2S ⇌ COS + H2O Trong trường hợp hàm lượng CO cao sẽ xảy ra phản ứng Boudouard

2CO ⇌ CO2 + CCacbon (muội than) sinh ra sẽ bám vào xúc tác → phản ứng methan hóa không thể xảy ra.

Hàm lượng CO và CO2 cao nhất thời sẽ khử hoạt tính xúc tác.

Nồng độ theo thể tích tạp chất cực đại cho phép trong khí nguyên liệu đối với thiết bị hydro hóa là: H2 (3 – 4%); CO (5%); CO2 (5%).

Ban đầu xúc tác có thể hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ thấp hơn mức tối ưu (330 ℃ đến

360 ℃ ), nhưng vào thời kỳ cuối nên nâng nhiệt độ lên cao hơn mức trên để xúc tác hoạt động hiệu quả TK – 250 được cung cấp dưới dạng “Ring” nhằm hạn chế tổn thất áp suất, đồng thời có hệ số dung sai lớn chống lại sự tăng tổn thất áp suất gây ra bởi thành phần rắn trong khí đầu vào Xúc tác TK – 250 bị oxy hóa trong quá trình vận chuyển và hoàn nguyên lại hoạt tính của nó khi được sulphide hóa Ở trạng thái này, chất xúc tác có thể tự bốc cháy và không được phép tiếp xúc với không khí nhiệt độ lớn hơn 70 ℃

Dòng khí tự nhiên sau khi đã được xử lý hydro hóa được đưa vào tháp hấp phụ H2S, hệ thống này bao gồm 2 thiết bị hấp phụ 10 – R – 2002A và 10 – R – 2002B Mỗi bình có một lớp chất xúc tác chứa xúc tác HTZ – 3, dạng ép dài 4 mm Nhiệt độ vận hành bình thường là khoảng 400 o C Thiết bị hấp phụ lưu huỳnh gồm hai thiết bị hoàn toàn giống nhau được đặt nối tiếp nhau 10 – R – 2002B đóng vai trò bảo vệ trong trường hợp xảy ra sự dư lưu huỳnh khi ra khỏi bình 10 – R – 2002A hoặc khi thiết bị được cô lập để thay thế xúc tác Phản ứng xảy ra trong thiết bị bao gồm:

ZnO + H2S ⇌ ZnS + H2O ZnO + COS ⇌ ZnS + CO2

Chất xúc tác không phản ứng với oxy và hydro ở bất cứ nhiệt độ nào, cần thay thế xúc tác ở thiết bị 10 – R – 2002A khi hàm lượng H2S ra khỏi tháp tăng Hơi nước công nghệ không nên được đưa vào thiết bị hấp phụ, oxit kẽm sẽ bị hydrate hóa và không thể tái sinh trở lại ZnO Kẽm sulphide không có tính tự bốc cháy và không có yêu cầu đặc biệt nào khi tháo xúc tác Trong trường hợp trong khí nguyên liệu có clo, nó sẽ phản ứng với kẽm oxit và tạo thành ZnCl2 Ở nhiệt độ vận hành bình thường của cụm khử lưu huỳnh, ZnCl2 sẽ thăng hoa và tích tụ trên các xúc tác phía sau Phải loại bỏ Clo trong khí công nghệ trước khi tiếp xúc với kẽm oxit bằng xúc tác bảo vệ đặc biệt.

Khí ra khỏi thiết bị hấp phụ lưu huỳnh thứ 2 có nhiệt độ khoảng 390 , hàm lượng lưu℃ huỳnh dưới 0,05 ppm được đưa sang công đoạn chuyển hoá khí tự nhiên bằng hơi nước.

2.4.1.4 Thiết bị công nghệ a Thiết bị phản ứng hydro hóa

Hình 2.4 Thiết bị hydro hóa 10 – R – 2001

Thiết bị phản ứng hydro hóa có cấu tạo dạng tháp trụ, bên trong có chứa một lớp xúc tác Xúc tác được đỡ trên lớp bi ceramic, có đường kính khoảng 1 inch, lớp bi này có chiều cao khoảng 150 mm, được đặt trên lớp lưới có đường kính lỗ 2 mm Phía trên lớp xúc tác được bố trí một lớp bi ceramic có chiều cao khoảng 100 mm nhằm ổn định bề mặt xúc tác khi dòng khí nguyên liệu đi vào tháp từ trên đỉnh tháp xuống Nhiệt độ hoạt động của tháp khoảng 400 o C và áp suất khoảng 38 barg

Dòng khí nguyên liệu vào tháp ở cửa (A), sau khi qua lớp xúc tác và quá trình phản ứng xảy ra, dòng khí sản phẩm ra khỏi tháp qua đường (B) Lớp xúc tác bên trong tháp có thể đạt từ 3 đến 5 mét Để phục vụ cho việc theo dõi, bảo dưỡng và sửa chữa tháp phản ứng, trên thân tháp có trang bị các Man hole (M) và các Hand hole (H) Thiết bị được trang bị van an toàn áp suất để bảo vệ trong trường hợp áp suất tăng quá cao Để theo dõi quá trình phản ứng xảy ra trong tháp, các đồng hồ đo nhiệt độ (T) được lắp đặt dọc theo thân tháp. Nhiệt độ hoạt động của tháp khoảng 400 o C và áp suất khoảng 38 barg Vật liệu chế tạo tháp là: 1ẳCrẵMo b Tháp hấp phụ lưu huỳnh

Hình 2.5 Thiết bị hấp phụ lưu huỳnh 10 – R – 2002A/B

Thiết bị hấp phụ H2S có cấu tạo dạng tháp trụ, bên trong có chứa từ một đến hai lớp chất hấp phụ Chất hấp phụ được đỡ trên lớp bi ceramic, có đường kính khoảng 1 inch, lớp bi này có chiều cao khoảng 150 mm, được đặt trên lớp lưới có đường kính lỗ 2 mm Phía trên lớp xúc tác được bố trí một lớp bi ceramic có chiều cao khoảng 100 mm nhằm ổn định bề mặt xúc tác khi dòng khí nguyên liệu đi vào tháp từ trên đỉnh tháp xuống Nhiệt độ hoạt động của tháp khoảng 400 o C và áp suất khoảng 38 barg

Dòng khí nguyên liệu vào tháp ở cửa (A), sau khi qua lớp hấp phụ và quá trình hấp phụ xảy ra, dòng khí sản phẩm ra khỏi tháp qua đường (B) Lớp hấp phụ bên trong tháp có thể đạt từ 4 đến 6 mét Để phục vụ cho việc theo dõi, bảo dưỡng và sửa chữa tháp phản ứng, trên thân tháp có trang bị các Man hole (M) và các Hand hole (H) Thiết bị được trang bị van an toàn áp suất để bảo vệ trong trường hợp áp suất tăng quá cao Nhiệt độ hoạt động của thỏp khoảng 400 o C và ỏp suất khoảng 38 barg Vật liệu chế tạo thỏp là: 1ẳCrẵMo

2.4.1.5 Những vấn đề thường gặp khi vận hành

Do điều kiện vận hành thực tế có thể khác với cơ sở thiết kế, trong trường hợp nâng công suất, điều kiện vận hành của cụm HDS có thể thay đổi Một cách tổng quát, các thông số vận hành ảnh hưởng đến vận hành cụm HDS có thể chia làm 2 nhóm:

-Thông số vận hành nhà máy được kiểm soát hàng ngày: bao gồm nhiệt độ (nhiệt độ vận hành quá cao – quá thấp), áp suất và tỷ lệ H2 recycle…

-Thay đổi nguồn khí nguyên liệu từ nơi cung cấp gồm: thành phần khí, áp suất…

Trong trường hợp nhiệt độ vận hành giảm xuống dưới nhiệt độ đề nghị, xuất hiện nguy có không chuyển hóa hết thành phần chứa lưu huỳnh hữu cơ trong thiết bị hydro hóa. Những thành phần chứa lưu huỳnh hữu cơ chưa chuyển hóa này sẽ qua các thiết bị hấp thụ mà không bị giữ lại và xuất hiện nguy cơ ngộ độc xúc tác reforming sơ cấp Ở nhiệt độ vận hành cao, nguyên liệu hydrocacbon có thể bị cracking nhiệt dẫn đến xuất hiện muội cacbon bám vào, nhất thời khử hoạt tính xúc tác.

TÌM HIỂU VỀ PHÂN XƯỞNG URE

Mục đích của phân xưởng Ure

- Sản xuất Ure thương mại

- Phân xưởng Ure vận hành theo công nghệ Snam Proggeti (Italy) với công suất 2200 tấn/ngày.

Sơ đồ tổng thể dây chuyền công nghệ sản suất Ure

Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất Ure được mô tả trong Hình 3.1

Hình 3.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất Ure

Xưởng ure được mô tả qua các giai đoạn công nghệ chính như sau:

- Tổng hợp ure và thu hồi NH3, CO2 cao áp;

- Tinh chế ure và thu hồi NH3, CO2 trung và thấp áp;

Xưởng sản xuất ure cũng được trang bị các hệ thống sau đây:

Yêu cầu về sản phẩm Ure:

Nguồn nguyên liệu, nhiên liệu và sản phẩm

3.3.1 Nguồn nguyên liệu cho quá trình tổng hợp

Amoniac tới xưởng Ure POP = 24 barg

CO2 thể tích (khô) 98.5% (tối thiểu)

Khí trơ (thể tích) 1% (tối đa)

CO2 ở đầu hút máy nén POP = 0.12 barg

CO2 ở đầu ra máy nén POP = 157 barg

3.3.2 Sản phẩm của quá trình tổng hợp

Dòng Ure dạng hạt có thành phần:

Hàm lượng nito 46.3%kl (tối thiểu)

Hàm lượng biuret 1%kl (tối đa)

Hàm lượng ẩm 0.4%kl (tối đa)

Phân bố kích thước hạt > 95%kl giữa 1.4 mm và 2.8 mm

Nhiệt độ hạt 65 o C tối đa (chỉ ở công suất danh nghĩa)

3.3.3 Nguồn nhiên liệu cho quá trình

Lượng nhiệt cần cung cấp cho quá trình sản xuất (bao gồm các thiết bị phản ứng và các thiết bị gia nhiệt) là rất lớn.

Trong quá trình vận hành xưởng, nhà máy lắp đặt các thiết bị thiết bị trao đổi nhiệt nhằm tận dụng triệt để nguồn nhiệt thừa; góp phần tiết kiệm nhiên liệu, tăng năng suất của xưởng.

Xưởng sử dụng một lượng lớn hơi nước để phục vụ cho quá trình đun nóng, cấp cho các chu trình nhiệt.

3.4 Quy trình công nghệ sản xuất Ure

Tham khảo Lưu đồ công nghệ hiện tại của xưởng Ure:

Hình 3.2 Sơ đồ khối của công đoạn nén CO 2

CO2 được lấy từ bên ngoài phân xưởng (trong phân xưởng Amoni ở 45 và 0.18℃ barg)

CO2 bão hòa hơi nước và độ tinh khiết tối thiểu là 98.5% thể tích

CO2 được nạp vào bồn 20 – V – 1017 và đến cửa hút cấp một của máy nén

Dòng nguyên liệu CO2 đi từ xưởng Amoni vào phân xưởng Ure ở áp suất 0.18 barg và nhiệt độ 45 được nén trong cụm máy nén CO℃ 2, 20 – K – 1001, lên đến áp suất khoảng

Một lượng nhỏ không khí được đưa vào dòng nguyên liệu CO2 ở đầu hút 20 – K –

1001 để thụ động hóa bề mặt thép không rỉ của các thiết bị trong chu trình cao áp, nhờ đó bảo vệ chúng khỏi bị ăn mòn do các chất phản ứng và sản phẩm hình thành sau phản ứng. Lượng oxi thêm vào thêm vào ở máy nén là 0.25% thể tích của lượng CO2 nạp liệu

Máy nén gồm có bốn cấp Mỗi cấp trung gian đều được trang bị một thiết bị làm mát và một thiết bị tách Nhiệt độ tại cửa hút của cấp nén thứ tư được khống chế để tránh hiện tượng hóa rắn của CO2 Phần nước ngưng trong 20 – V – 1017 và các bình tách trung gian được bơm tới bể chứa MDEA thải trong phân xưởng Amoni để thu hồi MDEA hòa tan hoặc bị kéo theo Lưu lượng bơm đi được điều khiển bằng mức chất lỏng của các bình tách Áp suất tại cửa hút cấp một là 0.12 barg CO2 được nén đến khoảng 4.6 barg trong tầng nén đầu tiên, đến khoảng 18.9 bara trong cấp nén thứ hai, đến 69.9 barg trong cấp nén thứ ba và sau cấp nén cuối cùng áp suất lên đến 158 bara Lưu lượng nén được điều khiển tự động bằng tốc độ của tuabin hơi nước

Nếu máy nén đạt đến điểm surging, thì hệ thống chống surging sẽ tự động mở van tuần hoàn để đưa CO2 từ cửa ra của cấp nén cuối vào lại cửa vào của cấp nén thứ nhất

Máy nén CO2 được truyền động bằng tuabin hơi 20 – STK – 1001 sử dụng hệ hơi quá nhiệt cao áp kết hợp với hơi trung thấp áp Khi dòng hơi bão hòa trung thấp áp bị dư ra, nó được đưa sang thiết bị tách hơi nước 20 – V – 1018 Hơi nước cao áp sau khi qua tuabin bị giảm áp thành hơi trung áp P = 23.5 barg và sử dụng trong phân xưởng Ure Dòng hơi nước sau khi đi qua tuabin sẽ đi vào hệ thống ngưng tụ hơi nước Hệ thống ngưng tụ hơi nước sử dụng nước sông làm mát, hệ thống ngưng tụ hơi nước bao gồm thiết bị ngưng tụ hơi nước

20 – E – 1022, thiết bị tạo chân không và bơm

Thiết bị tạo chân không được trang bị để duy trì chân không trong thiết bị ngưng tụ của tuabin

Dòng nước ngưng từ 20 – E – 1022 được bơm bằng bơm P – 1018A/B và đưa ra bên ngoài phân xưởng.

Hình 3.3 Sơ đồ khối thể hiện quy trình của phản ứng tổng hợp

Amoniac lỏng nạp liệu vào xưởng Ure từ xưởng Amoniac tương ứng, được lọc qua các thiết bị lọc amoniac 20 – FL – 1002A/B, sau đó đi vào tháp thu hồi amoniac 20 – T – 1005 và được tập trung trong bồn chứa amoniac 20 – V – 1005 Từ 20 – V – 1005, amoniac được bơm lên áp suất 22 barg bằng bơm tăng cường amoniac 20 – P – 1005A/B Một phần amoniac này được đưa tới tháp hấp thụ trung áp 20 – T – 1001, phần còn lại đi vào cụm tổng hợp cao áp.

Amoniac vào cụm tổng hợp được bơm bằng bơm amoniac cao áp 20 – P – 1001A/B, lên áp suất khoảng 220 barg Trước khi vào tháp tổng hợp, amoniac được gia nhiệt trong thiết bị gia nhiệt sơ bộ amoniac 20 – E – 1007 và được sử dụng làm lưu chất đẩy trong bơm phun cacbamat 20 – J – 1001, tại đây cacbamat từ bình tách cacbamat 20 – V – 1001 được đưa lại tháp tổng hợp.

Hỗn hợp lỏng amoniac và cacbamat đi vào đáy tháp tổng hợp Ure, ở đây hỗn hợp này sẽ phản ứng với dòng CO2 nạp liệu.

CO2 từ xưởng amoniac ở áp suất 0.18 barg và nhiệt độ 45 o C đi vào máy nén CO2 20 –

PK – 1001 và được nén đến áp suất 157 barg.

Một lượng nhỏ không khí được đưa vào dòng CO2 ở đầu vào máy nén 20 – PK – 1001 để thụ động hóa các bề mặt thép không rỉ của các thiết bị cao áp, do đó bảo vệ chúng khỏi ăn mòn do các chất phản ứng và sản phẩm phản ứng.

Các sản phẩm phản ứng ra khỏi tháp tổng hợp chảy vào phần trên của thiết bị stripper

20 – E – 1001, hoạt động ở áp suất 147 barg Đây là thiết bị phân hủy kiểu màng trong ống thẳng đứng, trong đó lỏng được phân phối trên bề mặt gia nhiệt dưới dạng màng và chảy xuống đáy nhờ trọng lực Đây là thiết bị trao đổi nhiệt vỏ ống thẳng đứng, với môi trường gia nhiệt ở phía vỏ, và đầu ống được thiết kế đặc biệt cho phép sự phân phối đồng đều dung dịch Ure Mỗi ống có một đầu phân phối kiểu lồng (ferrule) được thiết kế để phân phối đều dòng lỏng xung quanh thành ống dưới dạng màng Các lỗ của đầu phân phối hoạt động như các đĩa, đường kính của các lỗ và đầu phân phối sẽ điều khiển lưu lượng Khi màng lỏng chảy, nó được gia nhiệt và sự phân hủy cacbamat và bay hơi bề mặt xảy ra Hàm lượng CO2 trong dung dịch giảm do stripping NH3 khi NH3 sôi Hơi tạo thành (thực chất là amoniac và

CO2) bay lên đỉnh ống Nhiệt phân hủy cacbamat được cung cấp nhờ sự ngưng tụ hơi bão hòa trung áp 21.8 barg Một lượng nhỏ không khí được đưa vào đáy thiết bị stripper 20 – E – 1001 để thụ động hóa các bề mặt thép không gỉ, bảo vệ chúng khỏi ăn mòn do các chất phản ứng và sản phẩm phản ứng.

Dòng hỗn hợp giữa khí từ đỉnh thiết bị stripper, và dung dịch thu hồi từ đáy tháp hấp thụ trung áp 20 – T – 1001, đi vào các thiết bị ngưng tụ cacbamat 20 – E – 1005A/B, ở đây chúng được ngưng tụ và được tuần hoàn về tháp tổng hợp 20 – R – 1001 thông qua bơm phun cacbamat 20 – J – 1001.

Ngưng tụ khí quá trình ở áp suất cao (khoảng 144 barg) cho phép tạo ra hơi bão hòa 4.9 barg ở phía vỏ của thiết bị ngưng tụ cacbamat thứ nhất 20 – E – 1005A và hơi 3.4 barg ở phía vỏ của thiết bị ngưng tụ cacbamat thứ hai 20 – E – 1005B.

Từ đỉnh của bình tách cacbamat 20 – V – 1001, khí không ngưng bao gồm khí trơ (không khí thụ động, khí trơ trong dòng CO2 từ giao diện) chứa một lượng nhỏ NH3 và CO2 được đưa trực tiếp vào đáy thiết bị phân hủy trung áp 20 – E – 1002.

3.4.3 Tinh chế Ure và thu hồi NH 3 , CO 2 trung và thấp áp

Làm sạch ure và thu hồi khí xảy ra trong 2 giai đoạn giảm áp như sau:

-Giai đoạn 1 ở áp suất 19.5 barg;

-Giai đoạn 2 ở áp suất 4 barg.

Các thiết bị trao đổi nhiệt trong đó xảy ra quá trình làm sạch ure được gọi là các thiết bị phân hủy bởi vì trong các thiết bị này xảy ra sự phân hủy cacbamat.

Giai đoạn làm sạch và thu hồi thứ nhất ở áp suất 19.5 barg

Hình 3.4 Quá trình phân hủy trung áp

Hình 3.5 Quá trình phân hủy trung áp

Hình 3.6 Thiết bị phân hủy trung áp

CÁC CÔNG TRÌNH PHỤ TRỢ

Hệ thống cung cấp điện

Nguồn điện cung cấp chính cho toàn nhà máy Đạm Phú Mỹ được duy trì từ tổ máy phát điện Gas Turbo với công suất khoảng 20 MW, 3 pha, 50 Hz Điện áp đầu ra của tổ máy phát điện là 6.6KV phân phối điện trung thế cho toàn nhà máy

Tổng công suất tiêu thụ của nhà máy Đạm Phú Mỹ vào khoảng 14 MW Phần năng lượng điện còn dư từ tổ máy phát điện Gas Turbo khoảng 5 ÷ 7 MW thông qua máy biến áp

20 MVA – 6.6 KV/22 KV,3 pha/50 Hz của nhà máy sẽ được hòa vào mạng để truyền tải ngược lên lưới điện quốc gia

Trong trường hợp đặc biệt, sự cố đối với tổ máy phát điện, nhà máy Đạm Phú Mỹ sẽ được duy trì cấp điện liên tục từ lưới điện quốc gia 22 KV thông qua biến áp đầu vào nhà máy 20 MVA/3 pha – 6.6 KV/22 KV

Ngoài ra, hệ thống điện được thiết kế 2 máy phát điện diesel dự phòng có công suất

1000 KW, hệ thống UPS đảm bảo các hoạt động của các thiết bị chính trong nhà máy khi có sự cố.

Hệ thống cung cấp nước

Hơi nước sử dụng trong nhà máy Đạm Phú Mỹ để cung cấp cho các quá trình công nghệ (cung cấp cho phản ứng reforming sơ cấp, tháp phân hủy cacbamat, tạo chân không), cấp cho hệ thống tuabin hơi dẫn động các máy nén, bơm Hệ thống hơi nước được chia làm

3 cấp áp suất ở các nhiệt độ khác nhau: cụm cao áp (P = 110 bar, T = 510 o C), cụm trung áp (P = 39 bar, T = 370 o C), cụm thấp áp (P = 3.5 bar, T = 230 o C)

Hơi nước trung áp sử dụng cho nhà máy khoảng 120 tấn/h dùng để cung cấp cho phản ứng reforming sơ cấp, tháp tách cacbamat, cụm hút chân không và một số tuabin của máy nén Ngoài lượng hơi được lấy từ nồi hơi máy phát điện nhà máy (khoảng 40 tấn/h) nhà máy còn dùng một nồi hơi dự phòng có công suất 140 tấn/h và một lượng lớn từ hơi cao áp bị giảm áp sau khi ra khỏi tuabin K431

Hơi nước cao áp được dùng để chạy tuabin máy nén khí tổng hợp K431 Lượng hơi này tạo ra từ nguồn nước (nước khử khoáng, dung dịch nước thu hồi sau khi tách khí tổng hợp) được đun nóng bởi các bộ trao đổi nhiệt E – 304/305 và được bơm cao áp 13 – P – 01 đến áp suất 130 bar và được gia nhiệt trong các thiết bị nhiệt thừa trong phân xưởng Amoni

(lò phản ứng sơ cấp, thứ cấp, tháp chuyển hóa CO, cho trình tổng hợp NH3) đến nhiệt độ khoảng 510 o C, áp suất 110 bar

Hơi nước thấp áp được tạo ra do lượng hơi nước trung áp bị giảm áp sau khi qua các tuabin hơi Lượng hơi này dùng để gia nhiệt trong bộ tách bọt khí, dẫn động cho các máy nén amoniac và máy nén khí Ngoài ra hệ thống này được thiết kế các thiết bị tách nước ngưng

Hệ thống hơi được thiết kế hệ thống valve điều áp nhằm đảm bảo tính vận hành an toàn các tuabin trong trường hợp có sự cố nhà máy.

Hình 4.1 Hệ thống nước cấp lò hơi và hóa chất lò hơi

Hệ thống hơi

Hệ thống hơi cao áp (HS): P = 38.2 barg, T = 370 o C

- Hệ thống hơi này được dùng để chạy tuabin hơi của máy nén CO2.

- Hệ thống hơi này cũng được dùng cho thiết bị thủy phân ure 20 – R – 1002.

Hệ thống hơi trung áp P = 23.5 barg, T = 325 o C

- Hệ thống hơi này được trích ra từ tuabin hơi Nó được dùng để cung cấp cho hệ thống hơi bão hòa ở 21.8 barg.

Hệ thống hơi bão hòa trung áp P = 21.8 barg, T = 219 o C

- Hệ thống hơi này thu được từ hơi quá nhiệt hơi trích ra từ tuabin máy nén CO2 Nó được dùng trong stripper 20 – E – 1001 và để tăng áp hơi thấp áp khi cần.

Nước ngưng từ stripper được gom vào bình tách nước ngưng hơi 20 – V – 1009 và được tận dụng trong phần dưới của thiết bị phân hủy trung áp 20 – E – 1002B Từ đây nước ngưng sau khi làm lạnh xuống dưới nhiệt độ ngưng tụ được đưa vào phía vỏ của thiết bị ngưng tụ cacbamat thứ nhất 20 – E – 1005A.

Hệ thống hơi bão hòa trung thấp áp P = 4.9 barg, T = 158 o C

- Hệ thống hơi này được sinh ra trong thiết bị ngưng tụ cacbamat thứ nhất 20 – E – 1005A hoặc thu được thông qua tăng áp hơi 3.4 barg bằng hơi 21.8 barg Nó được dùng trong phần trên của thiết bị phân hủy trung áp 20 – E – 1002A, trong thiết bị phân hủy thấp áp 20 – E – 1003 và cũng được bơm vào đáy tháp chưng 20 – T – 1002.

- Nếu hơi trung thấp áp dư, lượng hơi dư này sẽ được sử dụng vào tuabin hơi của máy nén CO2.

Hệ thống hơi bão hòa thấp áp P = 3.4 barg, T = 147 o C

- Hệ thống hơi này được sinh ra trong thiết bị ngưng tụ cacbamat thứ hai 20 – E – 1005B và được dùng trong các thiết bị hoặc dịch vụ sau:

Thiết bị cô đặc chân không thứ nhất 20 – E – 1014

Thiết bị cô đặc chân không thứ hai 20 – E – 1015

Hệ thống chân không thứ nhất 20 – PK – 1003

Hệ thống chân không thứ hai 20 – PK – 1004

Nước ngưng hơi từ hệ thống thấp áp và từ tracing được gom vào bình chứa nước ngưng hơi 20 – V – 1010, hoạt động ở áp suất khoảng 1 barg và nhiệt độ 120 o C Hơi bay dọc lên trong tháp đệm thu hồi hơi 20 – T – 1006, được ngưng tụ nhờ dòng nước ngưng tuần hoàn 45 o C chảy xuống Trước tiên nước ngưng này được làm lạnh bằng thiết bị gia nhiệt 20– E – 1017, ở đây nhiệt được thu hồi để gia nhiệt sơ bộ nước quá trình đi vào tháp chưng 20– T – 1002 và cuối cùng làm lạnh trong 20 – E – 1023 bằng nước làm mát.

Nước ngưng được tập trung trong bình chứa 20 – V – 1010 được đưa trở lại giao diện bằng bơm P – 1013A/B, qua đó điều khiển mức của bản thân bình chứa nước ngưng.

Hệ thống giảm áp hơi đảm bảo rằng các cấp hơi trung áp, trung thấp áp và thấp áp duy trì đủ áp suất trong quá trình vận hành bình thường hoặc trong trường hợp xưởng ure gặp sự cố từng phần/toàn bộ, trong chạy máy ban đầu và khi ngừng máy.

Hệ thống nước rửa

Ba hệ thống nước rửa được cung cấp trong xưởng ure hoạt động ở áp suất như sau:

- Hệ thống rửa áp rất cao (KW) P = 175 barg được dùng trong giai đoạn tổng hợp ure và thu hồi cao áp.

- Hệ thống rửa cao áp (HW) P = 22.5 barg được dùng trong giai đoạn làm sạch va thu hồi trung áp.

- Hệ thống rửa thấp áp (LW) P = 9 barg được dùng trong các cụm còn lại của xưởng ure.

Nước ngưng ở 120 o C từ bình chứa V – 1010, được dùng để tạo thành các hệ thống nước rửa được đề cập ở trên Bơm ly tâm P – 1010A/B cung cấp cho hệ thống nước rửa HW và hệ thống rửa LW sau khi giảm áp Nước rửa ở 50 o C cũng được cung cấp nhờ thiết bị làm lạnh 20 – E – 1010.

Bơm pittông 20 – P – 1011 phía dưới và nối tiếp với 20 – P – 1010A/B được dùng cho hệ thống nước rửa KW.

Hệ thống khí nén

Hệ thống khí nén có áp suất 9 bar, nhiệt độ thường được dùng cho khí đệm cho các thiết bị công nghệ để chống ăn mòn và khí động lực cho thiết bị điều khiển, dụng cụ đo của nhà máy, dùng để sản xuất nitơ và khí thổi

Không khí được nén đến 9 ÷ 11 bar bởi 4 máy nén (1 máy dự phòng) có công suất

1400 Nm 3 /h/máy, sau đó được làm lạnh bằng trao đổi nhiệt với nước trước khi đưa vào bồn chứa 18 – V – 01, từ đây được dẫn tiếp cho các xưởng công nghệ, máy sản xuất nitơ, khí thổi.

Một phần không khí từ 18 – V – 01 được chuyển qua thiết bị làm khô khí 18 – A – 01 có công suất 1820 Nm 3 /h, tại đây xảy ra quá trình tách nước trong không khí, sau đó chuyển đến bình chứa khí điều khiển 18 – V – 02 và cấp khí điều khiển đến các thiết bị điều khiển, dụng cụ đo có áp suất 7 bar.

Hình 4.2 Hệ thống sản xuất khí nén

Hệ thống nước làm mát

Hệ thống nước làm mát gồm các phương tiện, thiết bị nhằm cung cấp nước làm mát cho toàn bộ nhà máy tại một nhiệt độ và với một số đặc tính hóa học cần thiết Hai hệ thống dưới đây được cung cấp:

Hệ thống nước làm mát từ tháp làm mát: Hệ thống này sử dụng các thiết bị trao đổi nhiệt trong tháp làm mát nên được gọi là hệ thống nước làm mát từ tháp làm mát để phân biệt với hệ thống nước làm mát sạch Hệ thống này dùng nước sông như nguồn nước bổ sung Nước làm mát tuần hoàn từ tháp làm mát được dùng trực tiếp cho các thiết bị làm lạnh của tuabin thuộc phân xưởng Amoni và Ure và cho thiết bị ngưng tụ của phân xưởng Amoni Các thiết bị ngưng tụ này phải được chế tạo bằng vật liệu thích hợp (titan) Hơn nữa, hệ thống nước làm mát này còn được dùng để làm mát cho chu trình kín nước làm mát sạch

Hệ thống nước làm mát sạch: nhiệt quá trình trong phân xưởng Amoni, Ure và cụm phụ trợ sẽ được loại ra bằng nước làm mát sạch, tuần hoàn trong một mạng lưới kín Hệ thống nước này sẽ được làm mát trong một hệ thống thiết bị trao đổi nhiệt, trong đó nhiệt sẽ được thải qua hệ thống nước làm mát từ tháp làm mát Sử dụng một mạng lưới khép kín cho các thiết bị sử dụng nước làm mát là một yêu cầu bắt buộc đối với các thiết bị trao đổi nhiệt làm bằng thép không gỉ và thép cacbon trong phân xưởng Amoni, Ure và cụm phụ trợ.

Hình 4.3 Hệ thống nước sông làm mát

Hệ thống nước mềm

Hệ thống nước ngưng tụ từ phân xưởng Ure, Amoni, nước bổ sung còn nhiều tạp chất, cần được xử lý trước khi sử dụng lại, sẽ được đưa đến thiết bị trao đổi anion/cation 15 – PK – 01, tại đây xảy ra quá trình trung hòa nước thải (hệ thống gồm các thùng chứa H2SO4, xođa và hệ thống phân phối tái sinh nhựa cation, anion) Nước sau khi trung hòa dẫn tới thiết bị xử lý tinh loại tầng hỗn hợp trước khi đưa đến thùng chứa 15 – T – 01

Từ thùng 15 – T – 01 bơm đến thiết bị khử khí 15 – PK – 01 bằng 2 bơm 15 – P – 01A/B, sau đó chuyển sang bồn chứa 15 – T – 02 trước khi hồi lưu về bình chứa nước nồi hơi 13 – V – 01

Chất lượng nước mềm: Độ đục: < 0.2 microS/cm

Hệ thống nước khử khoáng

Hệ thống nước khử khoáng bao gồm tất cả các phương tiện, thiết bị để xử lý nước và condensate từ các bộ phận của nhà máy thành nước đã được khử khoáng cung cấp nước trở lại cho nhà máy

Condensate công nghệ từ phân xưởng Amoni và từ phân xưởng Ure cùng với nước (dùng để bù vào lượng nước mất mát trong nhà máy) được đưa vào phần khử ion sau khi đã được làm mát đến nhiệt độ 45 ° C trong phân xưởng Amoni và Ure Condensate từ hơi nước của phân xưởng Ure và các tuabin được đưa trực tiếp vào bể trộn lẫn sau khi qua bình dung dịch đệm

Bộ phận khử ion bao gồm 3 dãy thiết bị (2 vận hành và 1 dự phòng) Bể trộn lẫn cũng bao gồm 3 dãy các thiết bị (2 vận hành và 1 dự phòng).

Hình 4.4 Dây chuyền sản xuất nước khử khoáng

Hệ thống xử lý và cung cấp nước

Hệ thống nước bao gồm tất cả các phương tiện, thiết bị để lưu trữ và xử lý nước thô và để cung cấp nước bị mất mát cho bộ phận nước khử khoáng và nước uống được của nhà máy Hệ thống nước này được thiết kế nhằm xử lý nước công nghiệp (của mạng lưới nước thành phố) đến từ ngoài hàng rào nhà máy Nước chưa xử lý được đưa vào bồn chứa nước. Bồn chứa có thể tích 7000 m 3 trong đó 6000 m 3 được dùng cho hệ thống nước chữa cháy

Bộ phận cung cấp nước uống bao gồm một hệ thống khử trùng bằng hợp chất clo,màng lọc than hoạt tính và hệ thống vi lọc nhằm cung cấp nước đúng với tiêu chuẩn chất lượng của tổ chức sức khỏe thế giới (WHO).

Hình 4.5 Hệ thống nước cứu hỏa

Hệ thống khí nitơ

Khí nitơ sử dụng trong nhà máy để cô lập, làm sạch thiết bị trong bảo dưỡng, chất đệm cho các bình chứa…

Không khí từ bình chứa có áp suất 9 bar được đưa qua thiết bị tách N2, tại đây xảy ra quá trình tách riêng rẽ N2 từ không khí đến độ tinh khiết 99.99%

Hệ thống này được thiết kế thêm bình chứa nitơ lỏng cấp từ xe bồn và thiết bị hóa hơi nitơ trước khi cấp cho đầu tiêu thụ Một phần lỏng nitơ từ thiết bị tách nitơ sẽ được chuyển đến bồn chứa nitơ lỏng

Nitơ lỏng từ hệ thống được hóa khí đến áp suất 7 bar và nhiệt độ thường trước khi phân phối đến các đầu phân phối của nhà máy.

Hình 4.6 Hệ thống sản xuất khí Nitơ

Hệ thống thoát nước mưa, nước thải

Sơ đồ hệ thống thoát nước mưa, nước thải được thể hiện trong Hình 4.7 và Hình 4.8.

Hình 4.7 Sơ đồ hệ thống thoát nước thải hiện hữu của nhà máy Đạm Phú Mỹ

Hình 4.8 Sơ đồ hệ thống thoát nước mặt hiện hữu của nhà máy Đạm Phú Mỹ

Hệ thống xử lý chất thải

Nhà máy Đạm Phú Mỹ có 6 hệ thống xử lý nước thải khác nhau, trong đó 5 hệ thống xử lý nước thải của Nhà máy sản xuất Ure và 0 hệ thống xử lý nước thải riêng biệt của xưởng sản xuất NPK Các hệ thống xử lý nước thải này có công suất thiết kế đảm bảo xử lý toàn bộ nước thải phát sinh từ quá trình sản xuất và sinh hoạt của CBCNV.

Hiện nay, toàn bộ nước thải sau khi được xử lý bởi các hệ thống xử lý nước thải của Nhà máy được xả ra hố ga tiếp nhận nước thải trên đường số 03, KCN Phú Mỹ 1 và được xử lý bởi hệ thống xử lý nước thải tập trung của KCN Phú Mỹ 1 một lần nữa trước khi thải ra môi trường.

6 hệ thống xử lý nước thải của Nhà máy Đạm Phú Mỹ bao gồm:

- Hệ thống xử lý nước thải chính 680 m 3 /ngày: là hệ thống tập trung xử lý nước thải từ các nguồn bao gồm nước thải sinh hoạt, nước thải từ 2 hệ thống xử lý nước thải khác đó là:

Hệ thống xử lý nước nhiễm dầu có công suất 480 m 3 /ngày

Hệ thống xử lý nước thải từ xưởng UFC85 có công suất 25 m 3 /ngày

Nước thải sau xử lý đạt QCVN 40:2011/BTNMT, cột B sẽ được đấu nối vào hệ thống xử lý nước thải tập trung của KCN Phú Mỹ 1.

- Hệ thống xử lý nước thải 50 m 3 /ngày: hệ thống này chỉ vận hành khi hệ thống xử lý nước thải chính 680 m 3 /ngày quá tải Nước thải sau xử lý đạt QCVN 40:2011/BTNMT trước khi đấu nối vào bể chứa nước sạch BA8 của hệ thống xử lý nước thải chính 680 m 3 /ngày.

- Hệ thống xử lý nước thải nhiễm NH3 50 m 3 /h: nước thải nhiễm NH3 được thu hồi

NH3 để tuần hoàn tái sử dụng, không xả thải.

- Hệ thống xử lý nước thải của xưởng NPK 12 m 3 /h: là hệ thống tập trung xử lý nước thải từ các nguồn bao gồm nước thải sinh hoạt, nước thải hệ thống phụ trợ, nước mưa 20 phút đầu Nước thải sau xử lý được đấu nối vào hệ thống xử lý nước thải tập trung của KCN Phú Mỹ.

- Tổng lưu lượng nước thải phát sinh hàng tháng:

Bảng 4.1 Các nguồn phát sinh nước thải và HTXLNT của Nhà máy Đạm Phú Mỹ năm 2021

STT Nguồn phát sinh Tên HTXL, công suất

Nước thải từ công đoạn sản xuất; từ khu vực máy nén; nước thải chứa dầu nhớt rò rỉ từ các khu vực đặt thiết bị tại

HTXLNT nhiễm dầu, công suất

Tiêu chuẩn xả thải của KCN Phú Mỹ 1

Cống đấu nối nước thải số 1 vào KCN (điểm đấu nối trên đường số 3)

Nước thải từ quá trình sản xuất hóa chất UFC85/AF37

HTXLNT sản xuất từ cụm UFC85, công suất 25 m 3 /ngày

Nước thải sinh hoạt từ Nhà máy đạm

X.NPK); nước thải sau xử lý từ

HTXLNT nhiễm dầu 480 m 3 /ngày và nước thải sau xử lý từ HTXLNT cụm

HTXLNT chính, công suất 680 m 3 /ngày

HT dự phòng, công suất 50 m 3 /ngày (vận hành hỗ trợ khi HTXLNT chính

Nước thải sinh hoạt; sản xuất; nước mưa

20 phút đầu của phân xưởng NPK.

HTXLNT phân xưởng NPK, công suất 288 m 3 /ngày

2.999 Cống đấu nối nước thải số 2 vào KCN (điểm đấu

6 Nước thải sinh hoạt tại trạm biến áp

24kV (xử lý sơ bộ qua bể tự hoại rồi đấu nối vào

NPK). nối trên đường số

7 Nước thải sản xuất nhiễm NH3 có nồng độ cao.

Sau chưng tách, dung dịch NH3 nồng độ cao được tận dụng lại vào sản xuất, phần nước được đưa về X PT để cung cấp cho lò hơi.

Nhà máy đạm Phú Mỹ hiện có 10 nguồn phát sinh khí thải khác nhau Trong đó 6 nguồn khí thải đã đạt yêu cầu quy chuẩn kỹ thuật Việt Nam để xả thải nên không có công trình xử lý mà chỉ phát thải qua ống khói; 4 nguồn phát sinh còn lại có công trình để xử lý khí thải đạt quy chuẩn trước khi xả thải.

4.12.2.1 Hệ thống xử lý khí thải cụm sản xuất UFC85

Công trình xử lý khí thải có công suất 3.000 Nm 3 /h (tương đương 5.000 m 3 /h) sẽ xử lý khí thải phát sinh sau quá trình rửa khí công nghệ của cụm UFC85 Thành phần khí thải sau quá trình rửa khí công nghệ chủ yếu là N2, H2O, O2, CO, CO2, HCHO, CH3OH, H3COCH3. Toàn bộ khí thải được xử lý tại hệ thống xử lý khí thải trước khi thải ra môi trường qua ống khói.

Khí thải sau khi xử lý sẽ đạt tiêu chuẩn xả thải cột B của QCVN 19:2009/ BTNMT –Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải công nghiệp đối với bụi và các chất vô cơ và CVN20:2009/BTNMT- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải công nghiệp đối với một số chất hữu cơ.

Hình 4.9 Sơ đồ khối quy trình xử lý khí thải 20R2201 – UFC85

Cụm xử lý khí thải sẽ xử lý các chất khí hữu cơ CH3OH, CH3OCH3, HCHO thành CO2 và H2O Quá trình xử lý khí thải trải qua các bước như sau:

- Gia nhiệt đầu vào lên 250 tại 20 – E – 2205 bằng nhiệt lượng từ khí nóng ra khi℃ thiết bị phản ứng đốt 20 – R – 2201 Hoặc gia nhiệt lên 250 o C bằng thiết bị gia nhiệt điện 20 – E – 2206 khi khởi động.

- Phản ứng với điều kiện xúc tác oxit kim loại Pd/Cu/Mn (xúc tác CK302, CK304) tại thiết bị 20 – R – 2201, đốt cháy các chất hữu cơ và vô cơ thành CO2 và nước Nhiệt độ sau phản ứng khoảng 450 o C.

- Giải nhiệt hỗn hợp khí sau phản ứng tại 20 – E – 2205 với khí thải đầu vào, xuống

- Làm nguội khí thải bằng nước khử khoáng phun vào trong ống khói 20 – SK – 2201 khoảng 120 l/h cho bốc hơi, trước khi ra môi trường ở 180 o C.

Các phản ứng phân hủy xảy ra như sau:

CH3OCH3 + 3O2 → 2CO2 + 3H2O HCHO + O2 → CO2 + H2O

Phản ứng xảy ra với điều kiện nhiệt độ 300 o C, áp suất 1.38 atm; quá trình phản ứng liên tục với hiệu suất chuyển hóa VOCs (Volatile Organic Compound) là gần như hoàn toàn.

4.12.2.2 Hệ thống xử lý bụi, khí thải của dây chuyền sản xuất NPK

Khí và bụi phát sinh trong hầu hết các công đoạn sản xuất của phân xưởng NPK với nguồn ô nhiễm chính là khí NH3 và bụi Ngoài ra, trong quá trình sản xuất một lượng nhỏ hợp chất florin có sẵn trong nguyên liệu sẽ thoát ra ngoài ở pha khí.

Tất cả các dòng khí thải, bụi phát sinh trong các công đoạn sản xuất và đóng bao của phân xưởng NPK đều được thu gom, xử lý tại hệ thống xử lý khí thải của xưởng trước khi thải ra môi trường.

Hình 4.10 Bụi, khí, thải phát sinh tại các công đoạn sản xuất của xưởng NPK

Bảng 4.2 Nguồn phát sinh khí thải tại X.NPK

Nguồn phát sinh khí thải Tính chất Đơn vị Lượng

Khí từ thùng quay tạo hạt và Lưu lượng Am 3 /giờ 45.000 thiết bị trung hòa NH3 mg/Nm 3 32.651

Khí từ thiết bị sấy

Khí từ thiết bị tách bụi

Khí từ thiết bị làm lạnh

Khí chứa NH3 và bụi (từ thiết bị sấy, thùng quay làm mát) và khí chứa bụi (từ các thiết bị vận chuyển như: băng chuyền, gàu nâng, sàng rung, …) được cho qua các cyclon (70 –

Các công cụ quản lý chất lượng

Để hoạt động ổn định, phải kiểm tra chất lượng sản phẩm cũng như hiệu quả của thiết bị và các dòng tiện ích một cách liên tục khi vận hành nhà máy.

Với mục đích này, phải tiến hành kiểm tra và phân tích ở các vị trí khác nhau, ghi lại và phân tích các giá trị và dữ liệu thu được để theo dõi vận hành hàng ngày và xử lý kịp thời.

Sự nhận biết chính xác dữ liệu của nhà máy ngăn ngừa xảy ra sự cố cho thiết bị Do đó, quy trình trên đây sẽ được tiến hành một cách thường xuyên, hợp lý

Dưới đây là một số thông tin về các tiêu chỉ và quy trình phân tích trên các thiết bị.

Bảng 5.1: Các chỉ tiêu phân tích trên các thiết bị

STT Tên mẫu Thành phần Phương pháp Đơn vị Giá trị mong muốn

2 Dịch Ure – cacbamat ra khỏi 20 – R – 1001

5 Dịch Ure – cabamat ra khỏi 20 – T – 1001

11 Nước ngưng trong bồn chứa 10 – TK – 1002

14 CO2 từ tầng 3 của máy nén

Bảng 5.2: Chỉ tiêu phân tích ure hạt

Chỉ tiêu Phương pháp Đơn vị

Yêu cầu kỹ thuật theo công bố chất lượng sản phẩm

Yêu cầu kỹ thuật theo thông tư số 05/2005 – TT –BCN

Màu trắng hoặc hơi ngả vàng, không tạp chất bẩn nhìn thấy được, hoà tan tốt trong nước

Biuret SP713 % ≤ 1.0 Độ ẩm SP 705 % ≤ 0.4

Nội dung và phương pháp tiến hành kiểm tra

Chất lượng đầu ra phụ thuộc vào thông số công nghệ và quy trình vận hành Các quy trình cho phép vận hành ổn định bao gồm:

Thiết bị ngưng tụ trung áp 20 – E – 1006

Vận hành ở nhiệt độ 80 o C và đảm bảo rằng nhiệt độ quá trình không thấp hơn 60 o C vì khi đó, dung dịch có thể kết tinh gây nghẽn đường ống và thiết bị.

Tháp hấp thụ trung áp 20 – T – 1001

Giữ nhiệt độ đáy cột ở 75 o C bằng bộ điều khiển lưu lượng NH3 đi từ đĩa thứ 4 tại đỉnh. Thành phần của dung dịch cacbonat ra khỏi tháp hấp thụ trung áp nằm trong dãy sau đây:

Kiểm tra nhiệt độ ở đỉnh thiết bị hấp thụ 20 – T – 1001 và nhiệt độ trên từng đĩa Trong trường hợp các giá trị này tăng, kiểm tra nhiệt độ và mức lỏng ở đáy và phải xử lý ngay trong trường hợp nhiệt độ (vùng khí) tăng cao bất thường

Nếu nguyên nhân là do mức lỏng của tháp hấp thụ 20 – T – 1001 cao, được xác định nhờ kiểm tra bằng mắt, phải giảm mức lỏng bằng cách xả vào V – 1006 qua van xả.

Nếu nguyên nhân do sự gia tăng nhiệt độ, nghĩa là lượng dư CO2 trên các đĩa, phải tăng dòng NH3 hồi lưu Trong trường hợp nhiệt độ trên các đĩa vượt quá 45 – 50 o C, phải rửa đĩa bằng nước ngưng (các vị trí HW)

Thành phần dung dịch ra khỏi thiết bị phân hủy trung áp 20 – E – 1002

Thành phần dung dịch ra khỏi thiết bị phân hủy thấp áp 20 – E – 1003

Ure 68 – 73%kl Điều khiển lưu lượng NH3 và CO2 vào cụm tổng hợp để thành phần của dung dịch ra khỏi tháp tổng hợp dần dần đạt đến các giá trị sau đây:

Thành phần dung dịch ra khỏi thiết bị phản ứng 20 – R – 1001

Nhiệt độ phản ứng tăng trong quá trình khởi động phụ thuộc vào tỉ lệ tương đối của

NH3 và CO2 Nhiệt độ phản ứng tăng tỉ lệ thuận với lưu lượng CO2 tăng Nếu tỉ lệ NH3/CO2 thích hợp, nhiệt độ đáy tháp tổng hợp sẽ tăng đều Kiểm tra các tỉ lệ NH3/CO2 và H2O/CO2 mỗi ca trong quá trình khởi động, tính toán chúng từ kết quả phân tích dung dịch ra khỏi tháp tổng hợp Thông thường tỉ lệ mole NH3/CO2 và H2O/CO2 tương ứng là 3.2 – 3.5 và 0.5 – 0.7 Nếu các tỉ lệ khác với các giá trị ở trên, lưu lượng NH3 và hoặc CO2 tới tháp tổng hợp phải được điều chỉnh theo. Áp suất hoạt động trong bộ điều khiển áp suất cụm tổng hợp phải tăng dần cho tới khi đạt tới giá trị ổn định khoảng 143 barg Thông thường độ mở van điều áp cụm cao áp cho biết lượng dư NH3 trong hệ thống Sự tăng áp suất nhanh là do lượng dư NH3 lớn, điều này có thể được điều khiển tạm thời bằng cách xả áp suất tăng vào cụm trung áp và đưa nước rửa vào thiết bị ngưng tụ cacbamat 20 – E – 1005A Mặc dù các thao tác này cho kết quả nhanh nhưng chúng chỉ được xem như giải pháp tạm thời Thao tác xử lý thích hợp là giảm lưu lượng tác chất dư.

Trong trường hợp van điều áp cụm cao áp giảm độ mở cho tới khi đóng hoàn toàn, có

CO2 dư và điều này có thể dẫn tới vấn đề kết tinh Để an toàn, kiểm tra đường ống khí từ bình tách cacbamat tới 20 – Z – 1002 không bị nghẽn bằng cách mở nhẹ van điều khiển và kiểm tra độ giảm áp suất của cụm tổng hợp sau đó tiến hành giảm lưu lượng tác nhân dư.

Nếu mức lỏng trong bình tách cacbamat 20 – V – 1001 có khuynh hướng tăng phải thực hiện các thao tác phục hồi lại mức lỏng bình thường Tăng áp suất NH3 tới bơm phun cacbamat, hoặc giảm độ chênh áp giữa tháp tổng hợp và bình tách cacbamat thao tác trên van ở đầu ra tháp tổng hợp.

Nếu nhiệt độ ở đầu ra bơm phun giảm với lưu lượng NH3 không đổi, có nghĩa là lưu lượng cacbamat tuần hoàn giảm Trong trường hợp này, tăng độ mở của van ở đầu ra tháp tổng hợp hoặc áp suất NH3 vào bơm phun và theo dõi sự giảm mức của 20 – V – 1001.

Khi nhiệt độ ở đầu ra bơm phun giảm nhanh, có nghĩa là đường tuần hoàn cacbamat bị tắc Ngay lập tức rửa đường ống vào và ra van điều khiển trên đường cacbamat tới J – 1001.

Thành phần của dung dịch trong bình tách cacbamat 20 – V – 1001 như sau:

Trong quá trình khởi động, cần tiến hành phân tích theo mỗi ca trong điều kiện vận hành bình thường Tuy nhiên, để thực hiện sự điều chỉnh ở thời điểm thích hợp mà không chờ các kết quả phân tích, cần phải kiểm tra nhiệt độ phản ứng và bình tách cacbamat Sự dao động các nhiệt độ này có thể do:

Tăng lưu lượng CO2 vào nhà máy Trường hợp này làm tăng tất cả các nhiệt độ.

Tăng lưu lượng NH3 vào tháp tổng hợp Trường hợp này làm giảm tất cả nhiệt độ.

Tăng lưu lượng dung dịch cacbonat tuần hoàn vào thiết bị ngưng tụ cacbamat Trường hợp này làm giảm nhiệt độ cacbamat và sau đó làm giảm nhiệt độ phản ứng Ở cùng thời điểm, sẽ có khuynh hướng giảm áp suất cụm tổng hợp và/hoặc có khuynh hướng đóng van điều áp.

Sự dao động áp suất cụm tổng hợp có thể do sự dao động áp suất hơi vào stripper, sự dao động áp suất hệ thống hơi trung thấp áp và thấp áp, hoặc do tắc đường ống nối các cụm cao và trung áp.

Trong trường hợp đầu tiên, phục hồi các giá trị áp suất bình thường trong các hệ thống hơi, trong trường hợp thứ hai, rửa đường ống ngay.