[ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP] NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH VẬN HÀNH HỆ THỐNG THIẾT BỊ PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT URÊ NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ

GIỚI THIỆU

Đ ẶT VẤN ĐỀ

Trong công tác đào tạo và hoạt động nghiên cứu khoa học của Khoa Hóa Học

& Công Nghệ Thực Phẩm trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu cũng như các trường đại học kỹ thuật hóa học khác trên cả nước, từ trước đến nay hầu hết đi vào nghiên cứu phần đầu xử lý nguyên liệu, chế tạo xúc tác, thiết kế thiết bị, thiết kế nhà máy…chứ chưa đi vào một công tác cũng rất quan trọng khác ở phần cuối trong nhà máy đó là vận hành

Trong nền công nghiệp sản xuất phân bón và hóa chất của Việt Nam thì nhà máy Đạm Phú Mỹ là nhà máy có công nghệ, thiết bị hiện đại bậc nhất đầu tiên của nước ta Việc áp dụng công nghệ tổng hợp Urê của hãng Snamprogetti - Ý cùng thiết bị các nước thuộc khối EU đã giúp nhà máy vận hành trơn tru và cho ra sản phẩm có chất lượng cao Đi theo đó, nhà máy Đạm Phú mỹ là nơi tập trung các chuyên gia đầu ngành của nước ta về vận hành một nhà máy hóa chất, phân bón Ngoài ra, nhà máy còn nằm trên địa bàn tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu nên thuận lợi cho sinh viên trường ĐH

Trong xưởng Urê, với rất nhiều thiết bị, mỗi thiết bị đảm nhiệm một chức năng riêng, một vị trí vai trò riêng nhằm đảm bảo mục đích tạo ra sản phẩm Urê đạt tiêu chuẩn chất lượng, sử dụng tiết kiệm nguyên liệu, năng lượng và an toàn

Vì những lý do đó, em xin được nghiên cứu quy trình vận hành hệ thống thiết bị phân xưởng Urê nhà máy Đạm Phú Mỹ.

T ÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU

Công nghệ Snamprogetti đã có hơn 100 nhà máy trên thế giới áp dụng để sản xuất Urê, vì vậy việc vận hành công nghệ này đã được áp dụng thành công trên thế giới [1] Ở Việt Nam, nhà máy Đạm Phú Mỹ là nhà máy đầu tiên áp dụng công nghệ này, sau nhiều năm đi vào vận hành khai thác, cán bộ kỹ sư xưởng Urê đã nắm vững quy trình vận hành, làm chủ thiết bị.

M ỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

Nhằm mục đích tiếp cận thực tế vận hành điều khiển một nhà máy hóa chất – phân bón, tìm hiểu một khía cạnh công việc của một kỹ sư công nghệ hóa học khi ra trường sẽ làm gì và làm như thế nào Ngoài ra, hiểu được tầm quan trọng hệ thống điều khiển tự động trong công nghiệp sản xuất phân bón – hóa chất.

P HƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu lý thuyết: nghiên cứu các tài liệu xưởng Urê Nhà máy Đạm Phú Mỹ cung cấp

Nghiên cứu thực nghiệm: Quan sát thực tế vận hành tại hiện trường, vận hành

DCS tại phòng điều khiển trung tâm.

C ÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA ĐỀ TÀI

 Hiểu được lưu trình công nghệ cơ bản sản xuất Urê tại Nhà máy ĐPM

 Hiểu được cách thức kiểm soát các thông số dòng công nghệ, thiết bị để vận hành thiết bị

 Học được các kinh nghiệm vẫn hành thực tế trong vận hành dây chuyền, thiết bị hóa chất

 Đưa ra sáng kiến cải tiến.

C ẤU TRÚC CỦA Đ Ồ ÁN TỐT NGHIỆP

Đồ án tốt nghiệp này gồm năm chương, bao gồm:

 Chương 3 Lý thuyết và lưu trình công nghệ sản xuất Urê theo công nghệ

 Chương 4 Vận hành dây chuyền công nghệ sản xuất Urê của nhà máy Đạm

 Chương 5 Kết luận – Kiến nghị

TỔNG QUAN

Nhà máy Đạm Phú Mỹ được xây dựng trong khu công nghiệp Phú Mỹ 1 – huyện

Tân Thành – tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu với diện tích 63 ha Vị trí nhà máy được thể hiện trong chứng chỉ Quy hoạch số 07/201/BQL – CCQH do Ban QL các KCN Bà

Rịa – Vũng Tàu cấp ngày 12/03/2001 Nhà máy có tổng vốn đầu tư vào khoảng 450 triệu USD, với công suất 800.000 tấn Urê/năm

Hình 2 1: Nhà máy Đạm Phú Mỹ

Nhà máy Đạm Phú Mỹ sử dụng công nghệ của hãng Haldor Topsoe (Đan Mạch) để sản xuất khí Amoniac và công nghệ của hãng Snamprogetti (Ý) để sản xuất phân Urê Đây là các công nghệ hàng đầu thế giới về sản xuất phân đạm với dây chuyền khép kíp, hiện đại, tiết kiệm tối đa nguyên liệu và bảo vệ môi trường Riêng công nghệ tổng hợp Urê Snamprogetti thuộc thế hệ công nghệ sau năm 1960, nó cùng với

Stamicarbon (Hà Lan), TEC (Nhật Bản) là các hãng công nghệ sản xuất Urê tiên tiến, mức tiêu phí năng lượng cho một tấn Urê sản phẩm rất thấp [2] So với các nhà máy trong nước, như nhà máy Đạm Hà Bắc sử dụng công nghệ Trung Quốc với nguyên liệu là khí tổng hợp từ than thì Snamprogetti hiện đại hơn về nhiều mặt và thân thiện với môi trường, so với nhà máy Đạm Cà Mau thì chỉ khác ở việc sử dụng công nghệ tạo hạt theo dạng mầm tinh thể, nồng độ Urê đưa đi tạo hạt không cần quá cao như nhà máy ĐPM

Nguyên liệu: nguyên liệu chính dùng cho nhà máy là khí thiên nhiên và khí đồng hành được khai thác từ mỏ Bạch Hổ, bồn trũng Nam Côn Sơn và các bể khác thuộc thềm lục địa phía Nam

Bảng 2.1 Đặc tính khí nguyên liệu

Lưu lượng Nhiệt độ Áp suất Trọng lượng pt Nhiệt trị

450×10 6 Nm 3 /năm 18÷36 0 C 40 bar 18,68g/mol 42,85MJ/m 3

Bảng 2.2: Thành phần khí nguyên liệu [3]

Xưởng phụ trợ cung cấp các nguồn phụ trợ gồm: nước sinh hoạt, nước khử khoáng, nước làm mát, nước chữa cháy, khí nén và khí điều khiển, khí nitơ, khí nhiên liệu, điện và hơi, hệ thống đuốc, hệ thống xử lý nước nhiễm dầu, hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt, bồn chứa amoniac

Xưởng tổng hợp Amoniac sử dụng công nghệ Haldor Topsoe để tổng hợp

Amoniac, công suất 1350 tấn/ngày và 1600 tấn CO2/ ngày

Xưởng tổng hợp Urê sử dụng công nghệ Snamprogetti với công suất 2200 tấn

Các công đoạn chính bao gồm:

 Tổng hợp Urê và thu hồi CO2 ở áp suất cao

 Công đoạn tinh chế Urê và thu hồi NH3 ở áp suất trung bình và áp suất thấp

 Công đoạn cô đặc, tạo hạt

Các hệ thống phụ trợ:

 Hệ thống các bồn chứa phụ trợ

 Hệ thống sản phẩm thải lỏng

 Hệ thống sản phẩm thải khí [4]

Chất lượng sản phẩm hạt Urê như trong bảng 2.3

Bảng 2.3: Chất lượng hạt Urê

Hàm lượng Nitơ Cỡ hạt Độ ẩm Hàm lượng Biuret

Xưởng sản phẩm bao gồm hai nhà kho:

Nhà kho Urê rời 150.000 tấn Tự động điều chỉnh

Dung lượng Công suất đóng bao

Nhà đóng bao Urê 15.000 tấn 4800 tấn/ngày

LÝ THUYẾT VÀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT URÊ

L Ý THUYẾT CÔNG NGHỆ

3.1.1 Cơ chế quá trình tổng hợp Urê a Nguyên lý cơ bản tổng hợp Urê:

Urê được tổng hợp từ NH3 lỏng và khí CO2 ở điều kiện áp suất và nhiệt độ cao

Các phản ứng trong tổng hợp Urê:

2NH3 + CO2  NH4COONH2 +32560 kcal/kmol (1)

NH4COONH2  NH2CONH2 + H2O -4200 kcal/kmol (2)

Tạo Biuret 2NH2CONH2  NH2CONHCONH2 +NH3 (4)

Tạo acid cyanic NH2CONH2  HOCN +NH3 (5)

Tạo Cyanate NH2CONH2  NH4OCN (6)

Trong điều kiện phản ứng (t 8 - 190 0 C, P = 152-157 barg) phản ứng (1) là phản ứng xảy ra nhanh, tỏa nhiệt và hoàn toàn Phản ứng (2) là phản ứng xảy ra chậm, thu nhiệt, không hoàn toàn và quyết định tốc độ phản ứng tổng hợp Urê [4, p 19]

Vì phản ứng (2) xảy ra không hoàn toàn nên dòng sản phẩm sau khi ra khỏi tháp tổng hợp gồm Urê và dung dịch cacbamat Dung dịch cacbamat này dễ dàng được phân tách khỏi Urê bằng cách gia nhiệt và giảm áp trong các thiết bị phân giải cacbamat Khí tách ra khỏi thiết bị phân giải cacbamat sẽ được thu hồi lại hoàn toàn và tuần hoàn lại tháp tổng hợp Trong thực tế sản xuất dòng sản phẩm sau khi ra khỏi tháp tổng hợp Urê sẽ đi qua các thiết bị phân giải cacbamat và thiết bị cô đặc để đạt nồng độ Urê khoảng 99.7% trước khi đi tạo hạt b Điều kiện tổng hợp Urê

- Phản ứng xảy ra ở điều kiện áp suất và nhiệt độ cao

- Phản ứng xảy ra ở pha lỏng [5, p 42] c Các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu suất chuyển hóa CO 2

 Độ chuyển hóa CO2 (η CO2 ) được định nghĩa: [5, p 43]

Theo phản ứng (1) thì tỷ lệ mol lý thuyết của NH3/CO2 là 2, nhưng dưới các điều kiện khác sản phẩm Urê ổn định chậm ở 167 barg – 155 0 C

Tăng NH3 hoặc CO2 sẽ tăng độ chuyển hóa

Tỷ lệ NH3/CO2 theo lý thuyết là 2, nhưng độ chuyển hóa chỉ đạt 43.5% ở điều kiện áp suất và nhiệt độ là 171 barg/155°C

Hình 3.1: Biểu đồ ảnh hưởng của tỷ lệ NH 3 /CO 2 tới độ chuyển hóa của CO 2 [6, pp

Qua biểu đồ trên hình 3.1, thì khi tỷ lệ NH3/CO2 thay đổi từ 2 đến 9 thì độ chuyển hóa thay đổi từ 43.5% đến 85.2% Khi tỷ lệ NH3/CO2 thay đổi từ 0.5 đến 2 thì độ chuyển hóa thay đổi từ 43.5% đến 46%, CO2 dư thừa ít ảnh hưởng tới độ chuyển hóa so với dư thừa NH3

Khi lượng NH3 dư ảnh hưởng tích cực tới cân bằng pha trong tháp tổng hợp, làm giảm nhiệt độ nóng chảy của toàn hệ trong điều kiện tổng hợp (làm giảm khả năng gây tắc trong thiết bị), giảm khả năng ăn mòn thiết bị

Tuy nhiên nếu lượng NH3 dư nhiều (NH3/CO2 lớn) thì tốn nhiều công đưa NH3 vào tháp tổng hợp, giảm thể tích hữu ích của tháp tổng hợp, giảm thời gian lưu cacbamat và tăng chi phí thu hồi NH3

Trong thực tế sản xuất thường khống chế tỷ lệ NH 3 /CO 2 =3-4 tương đương độ chuyển hóa CO 2 từ 60-70 [5, p 44]

Vì phản ứng tổng hợp Urê xảy ra ở pha lỏng nên trong giai đoạn đầu nước có tác dụng như 1 chất xúc tác, làm loãng nồng độ Urê xúc tiến quá trình cacbamat tách nước tạo thành Urê

Phản ứng tổng quát tổng hợp Urê:

Về lâu dài nếu thừa nước (H2O/CO2): Theo phản ứng (7) và nguyên lý chuyển dịch cân bằng Le- Chatelier (khi 1 hệ đang ở trạng thái cân bằng, nếu ta biến đổi một trong các thông số trạng thái của hệ (nhiệt độ, áp suất, nồng độ) thì cân bằng sẽ dịch chuyển theo chiều chống lại sự thay đổi đó) thì cân bằng phản ứng (7) sẽ dịch chuyển về phía tạo thành (NH3, CO2) làm giảm hiệu suất chuyển hóa CO2 Giảm thể tích dành cho phản ứng chuyển hóa cacbamat thành Urê [5, p 45]

Về lâu dài nếu thiếu nước: Dễ gây tắc đường ống, thiết bị [5, p 45]

Và thường tỷ lệ H2O/CO2 thông thường là 0.4 – 1 Theo dõi biểu đồ 3.2

Hình 3.2: Biểu đồ ảnh hưởng của tỷ lệ H 2 O/CO 2 tới độ chuyển hóa CO 2 tại nhiệt độ

Khi tăng nhiệt độ thì độ chuyển hóa CO2 tăng và nó tiếp tục tăng cho tới khi đạt cực đại Nếu tiếp tục tăng thì độ chuyển hóa CO2 lại giảm xuống vì ban đầu khi tăng nhiệt độ sẽ kích thích phản ứng tách nước tạo Urê của cacbamat, nhưng nếu tiếp tục tăng nhiệt độ đến một giai đoạn nào đó thì áp suất pha khí sẽ tăng còn tỉ lệ NH3/CO2 trong pha lỏng sẽ giảm làm giảm độ chuyển hóa CO2 Ngoài ra nhiệt độ càng cao thì phản ứng phân hủy Urê xảy ra càng nhiều làm giảm lượng Urê tạo thành

Theo Otsuka độ chuyển hóa cân bằng đạt tối đa ở 196-200 0 C Nhiệt độ càng cao thì khả năng ăn mòn càng lớn [5, pp 47 - 48] Theo dõi biểu đồ hình 3.3:

Hình 3.3: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới độ chuyển hóa CO 2 [6, pp 11-10/60]

 Áp suất Ở điều kiện nhiệt độ và áp suất nhất định mức độ phân giải cacbamat sẽ tăng khi áp suất hệ thống giảm và ngược lại, vì quá trình phân giải cacbamat là quá trình tăng thể tích

Bảng 3.1: Quan hệ nhiệt độ và áp suất phân giải cacbamat [5, p 48] t o ( 0 c) 60,4 106 130 167 179,6

Khi áp suất hệ thống lớn hơn áp suất phân giải cacbamat thì cacbamat tồn tại ở pha lỏng và thúc đẩy quá trình tách nước tạo Urê Vì vậy áp suất tháp tổng hợp càng cao thì càng thuận lợi cho sự tạo thành Urê Tuy nhiên trong thực tế người ta chỉ tăng áp suất tháp tổng hợp đến một giá trị nào đó vì lý do kinh tế, kỹ thuật Áp suất trong tháp tổng hợp được duy trì trong khoảng 152 – 156 barg

 Thời gian lưu trong tháp tổng hợp Urê:

Thời gian lưu càng lớn thì hiệu suất chuyển hóa CO2 càng tăng [5, p 51]

 Độ tinh khiết của nguyên liệu đầu vào:

Thành phần khí trơ trong nguyên liệu đầu vào càng cao thì hiệu suất chuyển hóa CO2 càng giảm

Khí trơ trong thành phần CO2 ban đầu là: N2, H2, O2,…

Khí trơ hòa tan trong NH3 ban đầu là: N2, H2, CH4,… [5, p 51]

3.1.2 Quá trình phân giải, hấp thụ thu hồi

Phản ứng phân giải cacbamat, cacbonat:

NH4-COOO-NH4 2 NH3 + CO2 + H2O – Q

Từ các phương trình phản ứng trên ta thấy quá trình phân giải các chất không phải sản phẩm Urê sau phản ứng tổng hợp Urê thuận lợi khi có nhiệt độ cao, áp suất thấp và hàm lượng NH3, CO2, H2O càng thấp càng tốt Do đó để phân giải tốt lượng cacbamat, cacbonat cần phải thực hiện qua nhiều cấp giảm áp suất khác nhau tương ứng với sự giảm nhiệt độ của các cấp phân giải: cao áp (145-147 barg, 204 o C), trung áp (18-19 barg, 160-165 o C), thấp áp (3.5 - 4 barg, 151 o C) Việc phân giải diễn ra ở nhiều cấp khác nhau cũng nhằm mục đích tránh tạo ra các sản phẩm phụ không mong muốn, trong đó có Biuret (rất có hại cho cây trồng) [4, p 24] Để thu hồi các chất có giá trị NH3, CO2 sau phân giải, cần đưa chúng về dạng dịch lỏng của cacbamat, cacbonat (quá trình ngưng tụ và hấp thụ) rồi sau đó sẽ được các bơm vận chuyển về thiết bị tổng hợp

Quá trình ngưng tụ, hấp thụ các chất sau phân giải ngược lại với quá trình bay hơi và phân giải ở trên Nói chung ở nhiệt độ thấp, áp suất cao sẽ thuận lợi cho các quá trình này Áp suất ngưng tụ, hấp thụ này phụ thuộc vào mỗi cụm phân giải thu hồi Áp suất càng cao thì càng thuận lợi cho các quá trình này nhưng lại cản trở cho quá trình phân giải, bay hơi trước đó Cho nên nó sẽ tối ưu nếu giảm thiểu sự tụt áp từ thiết bị phân giải đến thiết bị ngưng tụ thu hồi tương ứng với mỗi cụm của nó

Nhiệt độ càng thấp thì càng thuận lợi cho quá trình hấp thụ, ngưng tụ này Tuy nhiên, nếu nhiệt độ quá thấp thì sẽ gây nguy cơ kết tinh của cacbamat, cacbonat tương ứng với thành phần của dịch

Cô đặc là quá trình làm tăng nồng độ của chất rắn hòa tan trong dung dịch bằng cách tách bớt một phần dung môi qua dạng hơi Quá trình cô đặc thường tiến hành ở trạng thái sôi nghĩa là áp suất hơi riêng phần của dung môi trên mặt dung dịch bằng áp suất làm việc của thiết bị [5, p 21]

Công thức tính lượng dung môi nguyên chất bốc hơi (lượng hơi thứ) khi nồng độ dịch thay đổi từ xđ đến xc:

W=Gđ.(1-xđ/xc), kg/s Trong đó: W là lượng dung môi bốc hơi (kg/s)

Gđ là lượng dung dịch đầu (kg/s) xđ/xc là nồng độ đầu và cuối của chất tan trong dung dịch (% khối lượng)

 Điều kiện cho quá trình bốc hơi

Liên tục cung cấp nhiệt năng Không ngừng rút lượng hơi tạo thành ra ngoài Quá trình cô đặc được tiến hành ở các áp suất khác nhau: Khi làm việc ở áp suất thường ta dùng thiết bị hở, khi làm việc ở áp suất khác ta dùng thiết bị kín Cô đặc chân không là quá trình bốc hơi trong môi trường giảm áp (áp suất thấp hơn áp suất khí quyển)

 So sánh quá trình bốc hơi chân không và bốc hơi ở áp suất thường

So với quá trình bốc hơi ở áp suất thường thì quá trình bốc hơi ở điều kiện chân không có nhiều ưu điểm hơn, ví dụ như:

L ƯU TRÌNH CÔNG NGHỆ

(Bản vẽ PFD 0010 – 01 Phụ Lục)

CO2 bão hòa hơi nước với độ tinh khiết tối thiểu 98.5% thể tích, lấy từ xưởng

Amoniac ở 45 0 C - 0.18 barg được nạp vào bồn KO V1017 và đến cửa hút cấp một máy nén Một lượng không khí dùng để thụ động hóa thêm vào thông qua bộ điều khiển lưu lượng tại cửa hút máy nén nhằm thụ động hóa bề mặt thép của thiết bị tổng hợp Urê, lượng oxi thêm vào phân xưởng 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 cho dòng khí Nhiệt độ tại cửa hút của cấp nén thứ tư được khống chế để tránh hiện tượng hóa rắn CO2 Phần nước ngưng trong KO V1017 và các bình tách trung gian được bơm tới bể chứa MDEA thải trong phân xưởng amoniac để thu hồi MDEA hòa tan hay 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 cấp nén đầu tiên, đến khoảng 18.9 barg trong cấp nén thứ hai, đến 69.9 barg trong cấp nén thứ ba và sau cấp nén cuối cùng áp suất lên đến 157 barg Lưu lượng nén được điều khiển tự động bằng tốc độ của tuabin hơi nước

Nếu máy nén đạt đến điểm Surging (hiện tượng chảy ngược dòng khí từ đầu xả về cánh guồng khi áp suất cửa xả cao hơn áp suất cánh guồng tạo ra), 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 hút cấp nén thứ nhất

Máy nén CO2 được truyền động bằng tuabin hơi STK1001 sử dụng hệ hơi nước cao áp kết hợp với quá trình phun hơi nước thấp áp Khi dòng hơi nước thấp áp bị dư ra nó được đưa sang bình ngưng tụ hơi nước V1018 Một phần hơi nước cao áp được giảm áp đến 23.5 barg và sử dụng trong phân xưởng Urê 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 E1022, 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 E1022 được bơm bằng bơm P1018A/B và đưa ra bên ngoài phân xưởng

3.2.2 Công đoạn chuẩn bị NH 3

(Bản vẽ PFD 0010 – 02, PFD 0010 – 03 1of 1, PFD 0010 - 04 Phụ Lục)

Dòng NH3 ở 25 0 C và 24 barg từ xưởng Amoniac được đưa sang bộ phận tiếp nhận ở xưởng Urê qua thiết bị lọc FL1002A/B sau đó đi vào tháp thu hồi NH3 trước khi đi vào bồn V1005 Từ bồn V1005 được bơm lên áp suất 22.5 barg nhờ bơm tăng áp

P1005A/B (NH3 trong bồn V1005 được giữ ở áp suất 18.8 barg) Từ cửa đẩy bơm

P1005A/B phần lớn NH3 được đưa tới cửa hút P1001A/B bơm lên áp suất 220 barg, sau đó NH3 được gia nhiệt ở thiết bị trao đổi nhiệt cao áp E1007, và được làm lưu chất đẩy trong bơm phun tia J1001, nó được hòa trộn với lượng cacbamat tuần hoàn quay trở lại vào tháp tổng hợp R1001

3.2.3 Tổng hợp Urê và thu hồi CO 2 cao áp

(Bản vẽ PFD 0010 – 02 1 of 1 Phụ Lục)

Sau quá trình chuẩn bị nguyên liệu với CO2 ở dạng khí (156 barg, 120 0 C) và NH3 cùng cacbamat tuần hoàn ở dạng lỏng (156 barg, 125 0 C) được đưa vào tháp phản ứng chính R1001 Ở đây diễn ra quá trình tạo cacbamat và cacbamat mất nước để tạo ra

Urê Phản ứng được thực hiện ở điều kiện 188-190 0 C, 152-157 barg Tỉ lệ NH3/CO2 được giữ trong khoảng giữa 3 – 4, H2O/CO2 được giữ ở 0.4-1.0 là những điều kiện thuận lợi để quá trình tạo Urê là thuận lợi và đạt hiệu suất cao nhất

Dòng sản phẩm ra khỏi tháp phản ứng với hàm lượng Urê 33.95%, NH3 31.18%,

CO2 14.62% còn lại là nước chảy vào phần trên của thiết bị phân hủy Cacbamat

E1001, hoạt động ở áp suất 147 barg 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 Urê 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 (cất thành phần nhẹ) NH3 khi NH3 sôi Hơi tạo thành bao gồm NH3 và

CO2 bay lên phía đỉnh Nhiệt phân hủy cacbamat được cung cấp nhờ sự ngưng tụ hơi bão hòa 21.8 barg Dòng hỗn hợp giữa khí từ đỉnh thiết bị phân hủy cacbamat cao áp

E1001, và dung dịch thu hồi từ đáy tháp hấp thụ trung áp T-1001, đi vào các thiết bị ngưng tụ cacbamat E-1005A/B, ở đây chúng được ngưng tụ và được tuần hoàn về tháp tổng hợp R-1001 thông qua bơm phun cacbamat 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 E1005A và hơi 3.4 barg ở phía vỏ của thiết bị ngưng tụ cacbamat thứ hai E-1005B

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

3.2.4 Tinh chế Urê và thu hồi NH 3 , CO 2 trung – thấp áp

(Bản vẽ PFD 0010 – 03 1 of 1 và PFD 0010 – 04 1 of 1 Phụ Lục)

Dung dịch đi ra khỏi đáy thiết bị phân hủy cao áp E1001(Bản vẽ PFD 0010 – 02

1 of 1) có thành phần NH3 - 25.11%, CO2 - 7.05%, Urê - 43.42%, H2O - 24.32% với nhiệt độ 204 0 C được giãn nở đến áp suất 19.5 barg đi vào phần trên của thiết bị phân hủy trung áp Thiết bị này được chia thành ba phần:

 Phần đỉnh là thiết bị tách V1002, tại đây dòng khí trong dung dịch được tách ra trước khi dung dịch đi vào chùm ống

 Phần giữa là thiết bị phân hủy dạng màng lỏng trong ống E1002A/B Tại

E1002A cacbamat được phân giải nhờ nhiệt được cung cấp từ hơi ở áp suất

4.9 barg Tại E1002B cacbamat tiếp tục được phân hủy nhờ nhiệt từ dòng condensat đi ra từ thiết bị tách hơi nước ngưng V1009 ở áp suất 22 barg

 Phần dưới cùng là bình chứa dịch Urê Z1002, bình này tập trung dung dịch

Urê đã làm sạch giai đoạn 1 có nồng độ 60-63%

Khí giàu NH3 và CO2 đi ra khỏi đỉnh thiết bị tách V1002 được đưa vào phần trao đổi nhiệt của thiết bị tiền cô đặc chân không dạng màng ống E1004, dòng khí này đi bên ngoài ống ở đây nó bị hấp thụ một phần trong dung dịch cacbonat đến từ vùng thu hồi áp suất 4.0 barg Từ thiết bị cô đặc chân không sơ cấp E1004 dòng hai pha hỗn hợp bên ngoài ống được đưa vào thiết bị ngưng tụ trung áp E1006, ở đây hầu hết CO2 được hấp thụ và nhiệt ngưng tụ/phản ứng được thu hồi bằng quá trình làm mát sử dụng nước đến từ thiết bị ngưng tụ amoniac E1009 Dòng hai pha hỗn hợp từ E1006 được đưa vào đáy thiết bị hấp thụ trung áp T1001, ở đây pha khí đi lên từ pha lỏng vào vùng tinh luyện NH3 Đây là loại tháp đĩa chụp hình chuông và thực hiện quá trình hấp thụ CO2 và tinh luyện NH3 Các đĩa được cung cấp dòng hồi lưu NH3 tinh chế để tách CO2 dư và H2O có trong dòng hơi NH3 và khí trơ đi lên Dòng NH3 hồi lưu được lấy từ bình nhận NH3 V1005 và đưa sang tháp hấp thụ bằng bơm tăng áp

P1005A/B Dòng hơi NH3 còn vài ppm CO2 (20-100ppm) ra khỏi đỉnh tháp hấp thụ trung áp T1001 được ngưng tụ một phần trong thiết bị ngưng tụ NH3 E1009 Từ đây dòng hai pha được đưa đến bình nhận NH3 V1005 Dịch tại đáy tháp T1001 được bơm cacbamat cao áp P1002A/B đưa tới thiết bị ngưng tụ cao áp Hơi không ngưng, bão hòa với amoniac, rời V1005 đi lên trong tháp thu hồi amoniac T1005, tại đây thêm một lượng amoniac được ngưng tụ nhờ dòng lỏng amoniac đi xuống từ xưởng

NH3 Amoniac lỏng được đưa về chứa trong bồn V1005 Dòng khí rời đỉnh tháp

VẬN HÀNH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT URÊ CỦA NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ

C ÔNG ĐOẠN NÉN CO 2

Công đoạn nén CO2 gồm 2 thiết bị chính:

 Tuabin dẫn động máy nén STK1001

Và các thiết bị phụ đi kèm máy nén

4.1.1 Thông số cơ bản các thiết bị chính trong cụm nén CO 2 a Tuabin STK1001

(Bản vẽ 21 – PID – 0021 – 35 – 01 & 21 – PID – 0021 – 35 – 02 Phụ lục)

Tuabin STK1001 sử dụng hơi cao áp 38.2 barg – 370 0 C từ xưởng Phụ trợ để quay cánh guồng phần cao áp, và hơi bão hoà trung thấp áp 4.9 barg –158 0 C thêm vào quay phần thấp áp Hơi cao áp sau khi tạo động lực quay phần cao áp sẽ được trích ra tạo hơi trung áp đưa đi cung cấp cho các hộ sử dụng hơi trong xưởng Tốc độ Tuabin được điều khiển bằng bộ điều khiển tốc độ Electric Govenor điều chỉnh độ mở của các van cấp khí tạo động lực quay Tuabin để đưa Tuabin về điều kiện cài đặt, bảo vệ

 Thông số cơ bản của Tuabin STK1001:

Bảng 4.1: Thông số cơ bản về Tuabin STK1001

Dòng ra (KW) 11705 b Máy nén CO 2 K1001

(Bản vẽ 21 – PID – 0021 – 01 Phụ lục)

 Thông số cơ bản có trong bảng sau:

Bảng 4.2: thông số kỹ thuật máy nén K1001

Loại Máy nén ly tâm 4 cấp

Tốc độ (RPM) 7480 (LP)/12934(HP)

Công suất Tuabin lai (Kw) 11705

Bảng 4.3: thông số dòng CO 2 ra và vào các cấp máy nén

Cấp Đầu vào Đầu ra Áp suất (barg) Nhiệt độ ( 0 C) Áp suất (barg) Nhiệt độ ( 0 C)

Dòng công nghệ đi vào cấp 1 là dòng khí CO2 có áp suất và nhiệt độ thấp từ xưởng

Amonia, sau khi qua bốn cấp máy nén dòng khí này được đưa lên áp suất và nhiệt độ đưa vào tháp phản ứng Vì đi kèm quá trình tăng áp là tăng nhiệt độ, vì vậy cứ sau mỗi cấp máy nén dòng khí công nghệ được đưa vào các thiết bị trao đổi nhiệt để máy nén làm việc ở nhiệt độ thấp hơn Sau quá trình trao đổi nhiệt, dòng công nghệ có một phần sẽ hóa lỏng, vì vậy cần có bình tách lỏng cho dòng khí trước khi đi vào cấp máy nén tiếp theo tránh cho máy nén bị thủy kích (Thông số dòng khí sau máy nén xem bảng 4.3 ở trên)

4.1.2 Vận hành điều khiển các thiết bị trong cụm nén CO 2 a Vận hành Tuabin STK1001

(Bản vẽ 21 – PID – 0021 – 35 – 01 & 21 – PID – 0021 – 35 – 02 Phụ lục)

Hơi cao áp: Dòng hơi cao áp đi vào tạo động lực quay các cánh guồng Tuabin được điều khiển bằng cụm van TTV - GV, van ECV dùng để điều khiển lượng hơi trích ra từ buồng cao áp sang buồng thấp áp Cụm van TTV và GV có cấu tạo rất phức tạp và có độ chính xác rất cao Van TTV có hai đường thải, một đường thoát hơi rò đưa sang thiết bị ngưng tụ Gland condenser STK1001/E3, những đường thải này có tác dụng thải nước ngưng và gia nhiệt ban đầu khi van TTV chưa mở Van

TTV được điều khiển đóng lại theo kích hoạt từ hệ thống bảo vệ dừng máy nội bộ

(Internal trip) bằng áp dầu điều khiển từ hệ thống cấp dầu điều khiển Hơi cao áp sau khi qua van TTV được đưa tới van GV và được phân phối vào trong khoang của cánh guồng phù hợp với tốc độ yêu cầu Độ mở của van GV được điều khiển thông qua bộ

Electric Govenor, bộ Electric Govenor lấy tín hiệu tốc độ Tuabin thông qua các đầu dò tốc độ SE1401-1/2, tín hiệu độ mở van một chiều đường hơi trung áp đi ra và hơi trung thấp áp bão hoà đi vào, tín hiệu áp suất dòng CO2 đi vào cấp 1 máy nén K1001

Sau khi tính toán nó sẽ truyền tín hiệu điều khiển bằng điện tới bộ chuyển đổi điện sang thuỷ lực, dầu thuỷ lực sẽ được bơm đi thay đổi độ đóng mở các van cấp hơi cho

Van GV cũng có hai đường thoát hơi rò rỉ đưa về thiết bị STK1001/E3 Dòng hơi cao áp sau khi làm quay các cánh guồng thì một phần được rút trích ra tạo hơi trung áp đưa tới Header (hệ thống phân phối hơi) phân phối cho các thiết bị khác

Lưu lượng khí cao áp đi vào quay bánh guồng cho STK1001 được đo, hiển thị và truyền tín hiệu bằng FIT1015, tín hiệu từ đó truyền về hiển thị tại DCS bằng FI1015

Lưu lượng dòng hơi trung áp trích ra được đo và truyền tín hiệu bằng FT1038, tín hiệu được truyền về bộ tính toán FY1038 Bộ tính toán lưu lượng FY1038 còn lấy tín hiệu từ TI1029 Tín hiệu sau khi tính toán sẽ được truyền về hiển thị ở DCS bằng

FI1038 và tới bộ tính toán áp suất PIC1040 để điều chỉnh áp suất máy nén hợp lý

Nhiệt độ dòng hơi cao áp đi vào được theo dõi và kiểm soát bằng:

- TT1011, tín hiệu từ đây được truyền về hiển thị ở DCS bằng TI1011

- TI1504 là nhiệt kế đo và hiển thị ngay tại hiện trường

 Áp suất Áp suất dòng hơi cao áp đi vào được đo và hiển thị tại hiện trường bằng PI1501 và tại bảng điều khiển tại hiện trường bằng (Local Control Panel) PI1917

PI1912 được dùng để đo và hiển thị áp suất tại hiện trường dòng hơi rò từ thân

Các áp kế đo các khoang Tuabin và hiển thị áp suất ở bảng điều khiển tại hiện trường gồm PI1918 đo áp trước van trích hơi ECV, PI1919 đặt ở đầu khoang thấp áp,

PI1920 đặt ở giữa khoang thấp áp của STK1001

Dòng hơi trung áp trích ra: Áp suất dòng hơi này được theo dõi qua các áp kế:

PI1597 ngay tại hiện trường

PI1921 tại bảng điều khiển đặt tại hiện trường

PIT1402 tại bảng điều khiển hiện trường truyền tín hiệu cảnh báo khi áp suất dòng xuống thấp PAL tại DCS

PIT1401 hiển thị và truyền tín hiệu áp suất tới khoá liên động IS1, IS1 sẽ kích hoạt khi áp suất dòng tăng quá cao, đồng thời đưa về báo cảnh ở DCS PAHH1401

PIT1403 tại bảng điều khiển hiện trường, nó truyền tín hiệu về bộ điều khiển tốc độ

Electric Governor điều khiển độ đóng mở van một chiều

Một van an toàn PSV1071 cài đặt ở 28 barg sẽ thải hơi ra vị trí an toàn tránh trường hợp đường ra của hơi bị tắc, gây tăng áp đột ngột, và làm dòng hơi quay ngược lại vào trong cánh guồng Tuabin

Dòng hơi trung thấp áp:

Dòng hơi trung/thấp áp được đi qua bình tách lỏng V1018 trước khi đi vào quay buồng thấp áp Tuabin Nếu dòng hơi còn lẫn pha lỏng đi vào cánh guồng Tuabin sẽ tạo xung kích, gây hư hại cánh Tuabin

Mức lỏng trong bình tách lỏng V1018 được theo dõi và điều khiển thông qua:

Kính đo mức LG1518 dùng để xem mức tại hiện trường

Thiết bị đo, hiển thị và truyền tín hiệu mức lỏng trong bình LIT1018, tín hiệu được truyền về hiển thị và cảnh báo khi mức cao ở DCS

Một thiết bị đo, hiển thị và truyền tín hiệu đo mức khác LIT1019 truyền tín hiệu tới khoá liên độ IS1A sẽ kích hoạt dừng việc cấp hơi trung thấp áp đi vào cánh guồng

Tuabin khi mức lỏng trong bình cao Áp suất, nhiệt độ dòng hơi đi ra khỏi V1018 được đo và hiển thị tại hiện trường bằng

Một van an toàn PSV1045 cài đặt ở 7.1 barg đặt ngay trên đường hơi đi ra khỏi bình

V1018 sẽ thải hơi ra vị trí an toàn

Lượng hơi trung thấp áp đi vào STK1001 sẽ được điều khiển thông qua van ADV

T ỔNG HỢP U RÊ VÀ THU HỒI CO 2 CAO ÁP

Cụm tổng hợp Urê và thu hồi CO2 cao áp gồm các thiết bị chính:

 Thiết bị phân hủy cao áp E1001

4.2.1 Thông số cơ bản các thiết bị chính trong cụm tổng hợp cao áp

Bảng 4.4: thông số cơ bản tháp phản ứng R1001

Kích thước (mm) 2360 ID × 45000 H Áp suất (barg) 167

Bề dày cách nhiệt (mm) 100

Thiết bị phân hủy cao áp E1001

Bảng 4.5: Thông số cơ bản thiết bị phân hủy cao áp E1001

Diện tích trao đổi nhiệt (m 2 ) 865 Áp suất vỏ/ống (barg) 28&FV/167

Bề dày cách nhiệt (mm) 120

Thiết bị ngưng tụ - sinh hơi E1005A/B

Bảng 4.6:Thông số cơ bản thiết bị ngưng tụ- sinh hơi E1005A/B

Diện tích trao đổi nhiệt (m -

2045 409 Áp suất vỏ/ống (barg) 7&FV/162 6&FV/162

Bề dày cách nhiệt (mm) 100 100

Bảng 4.7:Thông số cơ bản thiết bị tách cacbamat V1001

Kích thước (mm) 1600 ID × 3200 H Áp suất (barg) 162

Bề dày cách nhiệt (mm) 100

4.2.2 Vận hành điều khiển các thiết bị a Tháp phản ứng R1001

(Bản vẽ 21 – PID – 0021 – 07 Phụ Lục)

Việc điều khiển duy trì hoạt động của tháp phản ứng R1001 một cách ổn định và liên tục cần khống chế các điều kiện của các dòng nạp liệu, duy trì các điều kiện phản ứng trong tháp sát với tính toán trên lý thuyết Đồng thời là việc phân tích mẫu định kỳ để kiểm tra chất lượng sản phẩm của tháp ứng

Nhiệt độ dòng CO2 đi vào tháp phản ứng được đo và truyền tín hiệu bằng TT1012, tín hiệu từ TT1012 được truyền về hiển thị tại DCS bằng TI1012 Ngoài ra tín hiệu từ TT1012 cũng được đưa về FY1006 để kết hợp với các yếu tố khác tính toán lưu lượng CO2 đi vào R1001

Nhiệt độ dòng NH3 vào tháp R1001 được đo và truyền tín hiệu bằng cặp nhiệt điện TT1014, tín hiệu từ đó truyền về hiển thị ở DCS bằng TI1014, đồng thời phát tín hiệu cảnh báo khi nhiệt độ cao TAH

Cặp nhiệt điện TT1013A được gắn cách đáy tháp 3m để đo nhiệt độ đáy tháp, tín hiệu từ TT1013A đưa về hiển thị tại DCS bằng TI1013A, đồng thời phát tín hiệu cảnh báo nhiệt độ cao TAH

Cặp nhiệt điện TT1013B được gắn cách đáy tháp 10m để đo nhiệt độ phía trên đáy tháp phản ứng, tín hiệu từ TT1013B đưa về hiển thị tại DCS bằng TI1013B, đồng thời phát tín hiệu cảnh báo khi nhiệt độ cao TAH

Nhiệt độ dòng dịch đi ra khỏi tháp phản ứng được đo và truyền tín hiệu bằng

TT1015, tín hiệu từ TT1015 truyền về hiển thị và cảnh báo khi nhiệt độ cao ở DCS bằng TI1015

 Áp suất Áp suất dòng CO2 đi vào tháp phản ứng được đo, hiển thị và truyền tín hiệu tại hiện trường bằng PIT1017, tín hiệu từ đây truyền về tính toán, hiển thị ở DCS bằng

PIC1017 Tín hiệu từ PIC1017 được đưa tới khóa liên động hệ thống IS2 để bảo vệ cụm thiết bị Khi áp suất dòng CO2 cao thì sẽ cảnh báo cho người vận hành DCS biết

PAH, nếu áp suất vượt ngưỡng cài đặt của IS2 thì khóa liên động kích hoạt mở van

PV1017 xả khí ra vị trí an toàn thông qua SL1001

Tín hiệu từ PIT1017 cũng được đưa về FY1006 để tính toán lưu lượng CO2 đi vào R1001 Áp suất dòng CO2 đi vào R1001 cũng được đo và hiển thị bằng PI1516 ở hiện trường trước van HV1005 Áp suất dòng CO2 sau van HV1005 được đo, hiển thị và truyền tín hiệu bằng

PIT1018A/B Tín hiệu từ PIT1018A/B được truyền về hiển thị ở DCS bằng

PI1018A/B, đồng thời tín hiệu này được đưa tới khóa liên động hệ thống IS2

 Điểm lấy mẫu Để kiểm tra thành phần dịch sau tháp phản ứng, điểm lấy mẫu AP4 lắp đặt ngay sau đường dịch ra của tháp R1001

Lưu lượng CO2 đi vào tháp phản ứng được đo, hiển thị và truyền tín hiệu bằng

FIT1006, tín hiệu từ FIT1006 kết hợp với tín hiệu áp suất và nhiệt độ của dòng CO2 đưa về tính toán lưu lượng CO2 một cách chính xác nhất bằng FY1006 ở DCS, sau đó tín hiệu từ FY1006 đưa về bộ hiển thị lưu lượng khối lượng FIQ1006 tại DCS

 Van điều khiển HV1005 cấp CO 2 vào R1001

Van HV1005 được lắp đặt để điều khiển dòng CO2 đi vào tháp phản ứng, van này truyền tín hiệu đến hệ thống khóa liên động IS1 (cho phép khởi động máy nén CO2

K1001 khi van HV1005 đóng hoàn toàn), van này còn nhận tín hiệu kích hoạt từ hệ thống khóa liên động IS2 (cô lập cụm cao áp với khoảng thời gian để đóng hoàn toàn van 20HV1005 là 60 giây)

Van HV1006 được lắp đặt để điều khiển dòng dịch đi ra khỏi tháp phản ứng Độ mở của van HV1006 được hiển thị và tính toán ở DCS bằng HIC1006 Van HV1006 được khoan một lỗ với lưu lượng dòng đi qua tương đương 30% khi đóng hoàn toàn

Vì tháp R1001 luôn luôn ở trạng thái đầy và chạy tràn, do đó việc cô lập R1001 là không thể, cần có thiết kế như vậy để bảo vệ thiết bị khỏi quá tải b Thiết bị phân hủy cao áp E1001 – bình ngưng hơi V1009

(Bản vẽ 21 – PID – 0021 – 08 Phụ Lục)

Thiết bị phân hủy cao áp E1001 được sử dụng để phân hủy cacbamat, sử dụng hơi bão hòa trung áp MSS 21.8 barg Hoạt động của thiết bị này ở điều kiện khắc nghiệt gây nguy cơ ăn mòn cao, cần sử dụng không khí để thủ động hóa thiết bị Nên việc vận hành E1001 cần quan tâm điều khiển các thông số về lưu lượng, nhiệt độ, áp suất, mức dịch

Mức dịch ở đáy E1001 được đo bằng dụng cụ đo bằng bức xạ, mức dịch ở đây được điều khiển bởi bộ LIC1011, tín hiệu từ LIC1011 sẽ cấp tín hiệu điều khiển van

LV1011 điều khiển mức dịch ở đáy E1011 Đồng thời tín hiệu ở LIC1011 báo cảnh

LAL/LAH khi mức cao hoặc mức thấp

P HÂN GIẢI VÀ THU HỒI Ở TRUNG VÀ THẤP ÁP

(Bản vẽ 21 – PID – 0021 – 11, 21 – PID – 0021 – 12, 21 – PID – 0021 – 13, 21 –

Cụm phân giải và thu hồi ở trung và thấp áp gồm các thiết bị chính:

 Thiết bị phân giải trung áp V1002/E1002A/B/Z1002

 Thiết bị phân giải thấp áp V1003/E1003/Z1003

 Tháp rửa khí trơ trung áp T1003, thiết bị hấp thụ amoniac trung áp E1011

 Bồn chứa và tháp thu amoniac trung áp V1005/T1005

 Tháp hấp thụ trung áp T1001

 Bồn chứa dịch Cacbonat V1006, Tháp hấp thụ amoniac thấp áp T1004, tháp rửa khí trơ thấp áp E1012

4.3.1 Thông số cơ bản các thiết bị

 Thiết bị phân giải trung áp V1002/E1002A/B/Z1002:

Bảng 4.8:Thông số cơ bản của thiết bị V1002/Z1002

Kích thước (mm) 2350 ID × 4279 H 950 ID × 1150 H Áp suất (barg) 23 23

Bề dày cách nhiệt (mm) 100 100

Bảng 4.9:Thông số cơ bản của thiết bị E1002A/B

Diện tích trao đổi nhiệt 1069 295 Áp suất (barg) Shell/Tube 28&FV/23 28&FV/23

 Thiết bị phân giải thấp áp V1003/E1003/Z1003

Bảng 4.10:Thông số cơ bản của thiết bị V/Z1003

Kích thước (mm) 1750 ID × 4282 H 950 ID × 1102 H Áp suất (barg) 7.5 7.5

Bề dày cách nhiệt (mm) 100 100

Bảng 4.11:Thông số cơ bản của thiết bị E1003

Bề dày cách nhiệt (mm) 100

Diện tích trao đổi nhiệt (m 2 ) 710 Áp suất (barg) Shell/Tube 7.1 & FV/7.5

 Tháp rửa khí trơ trung áp T1003, thiết bị hấp thụ amoniac trung áp

Bảng 4.12:Thông số cơ bản thiết bị T1003/E1011

Kích thước (mm) 930 ID × 2100 H Áp suất (barg) 23 15.5/23

Bề dày cách nhiệt (mm) 90 -

Diện tích trao đổi nhiệt

 Bồn chứa amoniac V1005, tháp thu hồi amoniac trung áp T1005

Bảng 4.13:Thông số cơ bản thiết bị V/T1005

Kích thước (mm) 3600 ID×9000H 1050 ID × 4000

Bề dày cách nhiệt (mm) 80 Áp suất (barg) 23 23

 Tháp hấp thụ trung áp T1001

Bảng 4.14:Thông số cơ bản của tháp hấp thụ trung áp T1001

Bề dày cách nhiệt (mm) 90 Áp suất (barg) 23

 Bồn chứa dịch Cacbonat V1006, Tháp hấp thụ amoniac thấp áp T1004, tháp rửa khí trơ thấp áp E1012

Bảng 4.15:Thông số cơ bản của các thiết bị V1006/T1004/E1012

Kích thước (mm) 4600ID×15000H 838ID×2100H - Áp suất (barg) 7.5&F.V 7.5&F.V 9/7.5&F.V

Bề dày cách nhiệt (mm)

Diện tích trao đổi nhiệt (m 2 )

4.3.2 Vận hành điều khiển các thiết bị trong cụm phân giải và thu hồi trung thấp áp a Thiết bị phân giải trung áp V1002/E1002A/B/Z1002

(Bản vẽ 21 – PID – 0021 – 11 Phụ Lục)

Việc vận hành cụm thiết bị phân giải trung áp cần chú ý tới nhiệt độ, áp suất, nồng độ Urê sau thiết bị

Nhiệt độ dòng hơi tách ra khỏi dịch Urê đi ra khỏi đỉnh V1002 được đo và truyền tín hiệu bằng TT1023, tín hiệu từ TT1023 được truyền về hiển thị tại DCS bằng

Nhiệt độ dịch Urê chứa tại bình Z1002 được đo và truyền tín hiệu bằng TT1021, tín hiệu từ TT1021 được truyền về hiển thị và tính toán tại DCS bằng TIC1021 Tín hiệu từ TIC1021 dùng để điều khiển van TV1021 điều khiển lượng hơi bão hòa trung thấp áp (4.9 barg-158 0 C) vào gia nhiệt cho E1002A Van TV1021 là van điều khiển lưu lượng và nó được điều khiển tự động bằng TYS1021, TYS1021 được kết nối với hệ thống khóa liên động IS24, khi áp suất V1002 cao thì IS24 kích hoạt đóng van

TV1021 dừng cấp hơi cho E1002A

Nhiệt độ dòng hơi bão hòa trung áp (21.8 barg – 219 0 C) đi vào gia nhiệt cho

E1002B được đo và truyền tín hiệu bằng TT1022 Tín hiệu từ TT1022 truyền về hiển thị tại DCS bằng TI1022 TT1022 còn đưa tín hiệu tới khóa liên động nội bộ I5, đồng thời cảnh báo khi nhiệt độ cao tại DCS bằng TAHH1022 (240 0 C), lúc này I5 tác động đóng van cấp hơi HV1011, ngừng gia nhiệt cho E1002B Ở đây, có một đường cung cấp hơi MP bổ sung gia nhiệt cho E1002B trường hợp hơi condensate từ V1009 không đủ

Nhiệt độ đáy bình ngưng hơi V1028 được đo và hiển thị tại hiện trường bằng

Nhiệt độ dòng hơi trung thấp áp sau khi gia nhiệt cho E1002B được đo và hiển thị bằng TI1508

Mức Urê ở đáy Z1002 được quan sát tại hiện trường thông qua hai kính nhìn

Mức dịch Urê ở đáy Z1002 được đo, hiển thị và truyền tín hiệu bằng LIT1014, tín hiệu từ LIT1014 truyền về hiển thị và tính toán tại DCS bằng LIC1014, đồng thời làm tín hiệu cảnh báo khi mức cao hoặc mức thấp LAH/LAL Tín hiệu từ LIC1014 dùng để điều khiển van LV1014 điều khiển mức dịch Urê trong Z1002

Mức bình ngưng hơi V1028 được đo và hiển thị và truyền tải bằng LIT1109, tín hiệu từ LIT1109 truyền về hiển thị và tính toán ở DCS bằng LIC1109, đồng thời cảnh báo khi mức cao hoặc thấp LAH/LAL Tín hiệu từ LIC1109 truyền tín hiệu điều khiển van LV1109 điều chỉnh độ mở van để điều chỉnh mức trong bình V1028 Van LV1109 trường hợp mất khí điều khiển thì nó ở trạng thái mở

Van LV1009B điều khiển lượng hơi ra sau khi cấp nhiệt cho E1002B, van

LV1009B được điều khiển bằng van điện từ LYS1009B Van LYS1009B được nối với hệ thống khóa liên động IS24, khi IS24 kích hoạt thì LYS1009B tác động ngắt khí điều khiển van LV1009B, đóng LV1009B lại

 Áp suất Áp suất dòng hơi đi ra khỏi đỉnh V1002 được đo, hiển thị và truyền tín hiệu về hệ thống khóa liên động IS30 bằng PIT1024A/B/C để so sánh với áp suất của tháp hấp thụ trung áp bằng PIT1025A/B/C (phần này sẽ nói rõ ở IS30)

Van an toàn PSV1018A/B được lắp trên đường ống dẫn khí ra khỏi đỉnh thiết bị tách phân giải trung áp V1002 với giá trị cài đặt là 23 barg để bảo vệ thiết bị không làm việc ở áp suất quá cao khi ngừng máy và có dòng chảy ngược về từ thiết bị hấp thụ trung áp T1001 Mỗi van an toàn có một đường hơi thấp áp bão hòa thấp áp (3.9 barg – 147 0 C) đưa vào áo hơi để giữ nhiệt cho thân van, nước ngưng được tháo ra bởi bẫy hơi đưa về hệ thống thu gom nước ngưng thấp áp Áp suất của dòng hơi bão hòa trung thấp áp vào gia nhiệt cho E1002A được đo và hiển thị tại hiện trường bằng PI1505

Van an toàn PSV1020 với áp suất cài đặt là 28 barg được lắp đặt trên đường hơi quay về từ V1028 tới E1002A Hơi hoặc nước ngưng đi ra khỏi van an toàn sẽ được xả xuống đất hoặc ra môi trường ở vị trí an toàn Điểm cao nhất của phần vỏ trong ống trao đổi nhiệt có lắp đường thải khí trơ (phần khí trơ này sẽ làm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt do hơi nước bị phần khí trơ chiếm chỗ)

Trên đường hơi đi ra sau khi trao đổi nhiệt ở E1002B được lắp van an toàn

PSV1026 (cài đặt ở áp suất 28 barg) để bảo vệ cho E1002B Hơi đi ra hoặc nước ngưng đi ra được xả xuống mặt đất hoặc xả ra môi trường ở vị trí an toàn

HV1035/1036 cùng với HV1041/1042 được đặt trên đường cân bằng áp suất giữa

V1002 và T1001 Áp suất hoạt động của T1001 luôn nhỏ hơn áp suất của V1002 vì áp suất của T1001 là do dòng Off Gas từ V1002 đưa tới (điều này sẽ được phân tích kỹ hơn trong hệ thống khóa liên động IS30) Khi IS30 kích hoạt các HV1035/1036 và HV1041/1042 sẽ mở ra, hơi sẽ đi từ T1001 về V1002 để cân bằng áp suất giữa

T1001 và V1002 Đảm bảo rằng dòng từ cửa ra P1003 sẽ chảy vào E1006 rồi vào đáy

T1001, tránh dịch chảy ngược Ngoài ra các HV1035/1036 và HV1041/1042 còn chịu tác động của IS2 (các van này sẽ đóng lại khi các tín hiệu kích hoạt IS2 ở trạng thái hoạt động bình thường hoặc đã được bypass và IS2 đã được RESET

Lượng hơi trung áp (23.5 barg-325 0 C) bổ sung cho lượng nước ngưng đi vào gia nhiệt ở E1002B được điều khiển bằng HV1011 Van HV1011 được điều khiển tự động bằng van Selenoi HYS1011, van HYS1011 được liên kết với khóa liên động I5 và I10 Tín hiệu từ HV1011 được đưa về hiển thị và tính toán ở DCS bằng HIC1011

Trường hợp lỗi thì HV1011 sẽ đóng lại

 Khóa liên động nội bộ - Hệ thống khóa liên động

Nguyên nhân: Áp suất thiết bị phân giải trung áp V1002 cảnh báo cao (22 barg)

IS24 kích hoạt: đóng van TV1021 cấp hơi vào gia nhiệt cho E1002A; đóng van cấp hơi nước ngưng từ V1009 gia nhiệt cho E1002B LV1009B; mở van xả hơi thấp áp

Nguyên nhân: Khi một trong các nguyên nhân sau xảy ra: Khi nhiệt độ nước đi vào gia nhiệt cho E1002B TI1022 báo cảnh cao (240 0 C); mức V1009 thấp I10 kích hoạt

I5 kích hoạt: Đóng van hơi HV1011, ngừng đưa hơi trung áp (23.5 barg-325 0 C) vào gia nhiệt cho E1002B

Nguyên nhân: IS30 kích hoạt khi hai trong ba tín hiệu báo chênh áp giữa T1001 và

V1002 PDI1024A/B/C báo cảnh cao (PT1001 – PV1002 > 0.6 barg)

IS30 kích hoạt: Mở các van đường cân bằng HV1035/1036 và HV1041/1042 giữa

V1002 và T1001 b Thiết bị phân hủy thấp áp V1003/E1003/Z1003, tháp rửa khí trơ trung áp

T1003, thiết bị hấp thụ amoniac trung áp E1011

(Bản vẽ 21 – PID – 0021 – 14 Phụ Lục)

Vận hành cụm thiết bị này cần chú ý tới các thông số nhiệt độ, mức lỏng, áp suất và lưu lượng

Nhiệt độ dịch Urê từ Z1002 đi vào đỉnh V1003 được đo và hiển thị nhiệt độ tại hiện trường bằng TI1536

Nhiệt độ dòng khí tách ra khỏi dịch ở V1003 đi sang E1007 được theo dõi nhiêt độ và truyền tín hiệu bằng TT1042, tín hiệu từ TT1042 được truyền về và hiển thị tại

Nhiệt độ dịch Urê ở Z1003 được đo và truyền tín hiệu bằng TT1043, tín hiệu sau đó được truyền về hiển thị và tính toán ở DCS bằng TIC1043, dữ liệu tính toán này được dùng để điều khiển lượng hơi bão hòa trung thấp áp (4.9 barg – 158 0 C) đi vào gia nhiệt cho E1003 bằng van TV1043 Van TV1043 được điều khiển bằng van điện từ Selenoi TYS1043, TYS1043 được liên kết với khóa liên động nội bộ I23 Khóa liên động I23 sẽ kích hoạt khi áp suất của bồn cacbonat V1006 vượt quá 4.9 barg, vì áp bồn V1006 do hơi phân tách ra từ V1003 tạo ra (Khi PIT1033 báo áp suất bồn

C ÔNG ĐOẠN CÔ ĐẶC – TẠO HẠT

(Bản vẽ 21 – PID – 0021 – 15, 21 – PID – 0021 – 18, 21 – PID – 0021 – 19, 21 –

Cụm cô đặc tạo hạt gồm các thiết bị chính:

 Thiết bị cô đặc sơ bộ V/E/Z1004

 Thiết bị cô đặc chân không thứ nhất E/V1014

 Thiết bị cô đặc chân không thứ hai E/V/Z1015

 Hệ thống tạo chân không PK03/04

4.4.1 Thông số cơ bản các thiết bị

Thiết bị cô đặc sơ bộ V/E/Z1004:

Bảng 4.16: Thông số cơ bản các thiết bị V/E/Z1004

Kích thước (mm) 4200 ID × 4690 H 1300 ID × 1400 H

Nhiệt độ ( 0 C) 135 165/135 135 Áp suất (barg) 3.5 23/3.5 3.5

Thiết bị cô đặc chân không thứ nhất V/E1014 và bình ngưng hơi V1030:

Bảng 4.17:Thông số cơ bản các thiết bị V/E1014 và V1030

Kích thước (mm) 4400 ID × 12920 H 900 ID × 1800 H

548 Áp suất (barg) 3.5 6.0 & FV/3.5 & FV 6.0 & FV

Thiết bị trao đổi nhiệt cô đặc chân không thứ hai E1015

Bảng 4.18: Thông số cơ bản E1015

Bề dày cách nhiệt (mm) 100

Diện tích bề mặt (m 2 ) 454 Áp suất (barg) (vỏ/trong ống) 7.1&FV/3.5&FV

Nhiệt độ ( 0 C) (vỏ/trong ống) 190/170

Bình tách hơi cô đặc chân không thứ hai V1015

Bảng 4.19: Thông số cơ bản thiết bị V1015

Kích thước (mm) 4650 ID – 12850 H Áp suất (barg) 3.5 & FV

Bề dày cách nhiệt (mm) 100

Bình chứa dịch Urê cô đặc Z1015

Bảng 4.20: Thông số cơ bản thiết bị Z1015

Kích thước (mm) 1000 ID – 650 H Áp suất (barg) 3.5 & FV

Bơm dung dịch Urê nóng chảy đi tạo hạt P1008 A/B

Bảng 4.21: Thông số cơ bản bơm P1008A/B

Lưu lượng (m 3 /h) 94 Áp suất (Cửa hút/xả) (barg) -0.563 – 2.187

Tốc độ môtơ quay (rpm) 3000

Công suất động cơ (KW) 90

Hệ thống tạo chân không thứ nhất PK1003

Thiết bị trao đổi nhiệt:

Bảng 4.22: Thông số cơ bản các thiết bị PK1003/E1/E2/E3

Diện tích bề mặt (m 2 ) 1204 12.1 12.1 Áp suất Shell/Tube (barg) 3.5&FV/9 3.5&FV/9 3.5&FV/9

Bơm phun tia hệ thống tạo chân không PK1003

Bảng 4.23: Thông số cơ bản của các thiết bị PK1003/J1/J2

Hơi Urê Steam Hơi Urê Steam

Nhiệt độ in/out ( 0 C) 42.6/78 147/78 45/101 147/101 Áp suất in/out (mbara) 270 3.3 barg/550 545/1060 3.3barg/1060

Hệ thống tạo chân không thứ hai PK1004

Bảng 4.24: Thông số cơ bản thiết bị PK1004/E1/E2

Diện tích bề mặt (m 2 ) 948.6 12.1 Áp suất Shell/Tube (barg) 3.5&FV/9 3.5&FV/9

Bơm phun tia hệ thống tạo chân không thứ hai PK1004

Bảng 4.25: Thông số cơ bản thiết bị PK1004/J1/J2/J3

Hơi Urê Steam Hơi Urê Steam Hơi Urê Steam Lưu lượng

Bảng 4.26:Thông số cơ bản của tháp tạo hạt Z1008

Bảng 4.27:Thông số cơ bản của gàu phun Z1009A/B

Chi tiết kỹ thuật Sản phẩm 1.4 – 2.8mm: 92% wt% (min)

Sản phẩm