tiểu luận về phân bón phân đạm

Học sinh: NGUYỄN KHÁNH THUẬN Lớp: 11CT2 TIỂU LUẬN VỀ PHÂN BÓN PHÂN ĐẠM TP. Hồ Chí Minh, ngày 12 tháng 10 năm 2013 [Mục lục] Mục lục Mục lục 2 Phần 1 tổng quan 1 1.1 Khái niệm 1 1.2 Các loại phân bón 1 1.2.1 Phân hữu cơ 1 1.2.2 Phân vô cơ 1 1.2.3 Phân vi lượng 2 PHẦN 2 Nguyên liệu sản XUẤT 3 2.1 Nguyên liệu của xưởng Ammonia 3 2.2 Nguyên liệu của xưởng Urea 3 2.2.1 Amonia lỏng (được cung cấp từ xưởng amonia và xưởng utility) 3 2.2.2 Ammonia lỏng cung cấp từ bồn chứa 3 2.2.3 Carbon dioxide (Đầu vào máy nén CO2) 4 2.2.4 Carbon dioxide (CO2 ở đầu đẩy máy nén) 4 PHẦN 3 Quy trình công nghệ 5 3.1 Các công đoạn chính và sơ đồ khối QTCN 5 3.2 Xưởng phụ trợ 5 3.3 Xưởng ammoniac 5 3.4 Xưởng Urea 6 3.4.1 Công suất của xưởng Urea 6 3.4.2 Quy trình công nghệ 6 3.5 Xưởng tạo hạt 9 3.6 Xưởng sản phẩm 10 PHẦN 4 SẢN PHẨM 13 4.1 Các sản phẩm chính phụ và phế phẩm 13 4.2 Tồn trữ và bảo quản 13 Phần 1: Tổng quan PHẦN 1 TỔNG QUAN 1.1 Khái niệm Phân bón là "thức ăn" do con người bổ sung cho cây trồng. Trong phân bón chứa nhiều chất dinh dưỡng cần thiết cho cây. Các chất dinh dưỡng chính trong phân là : đạm(N), lân(P), và kali(K). Ngoài các chất trên, còn có các nhóm nguyên tố vi lượng 1.2 Các loại phân bón Phân bón được chia làm 3 nhóm chính : phân hữu cơ, phân hóa học và phân vi sinh, với sự khác biệt lớn giữa chúng là nguồn gốc, chứ không phải là những sự khác biệt trong thành phần dinh dưỡng. 1.2.1 Phân hữu cơ Phân hữu cơ là hợp chất hữu cơ dùng làm trong nông nghiệp, hình thành từ phân người, phân động vật, lá và cành cây, than bùn, hay các chất hữu cơ khác thải loại từ nhà bếp. Phân bón giúp tăng thêm độ màu mỡ cho đất bằng cách cung cấp thêm các chất hữu cơ và bổ dưỡng. Phân để lâu ngày trong tự nhiên có thể thành phân bón cho cây, cho cá. Người ta có thể chế biến phân hữu cơ hoặc ủ hoai mục phân, cây xanh để thành phân hoặc sản xuất phân ủ. Phân hữu cơ 1.2.2 Phân vô cơ Phân vô cơ là các loại muối khoáng có chứa các chất dinh dưỡng của cây. Có 13 chất dinh dưỡng khoáng thiết yếu đối với sinh trưởng và phát triển của cây. Trong đó có 3 nguyên tố đa lượng là: N, P, K; 3 nguyên tố trung lượng là: Ca, Mg, S và 7 nguyên tố vi lượng: Fe, Mn, Zn, Cu, Mo, B, Cl. Ngoài ra, còn một số nguyên tố khác cần thiết cho từng loại cây như: Na, Si, Co, Al… 1 Phần 1: Tổng quan Phân NPK 1.2.3 Phân vi lượng Phân vi lượng cung cấp những hợp chất chứa các nguyên tố như Bo(B), kẽm(Zn), mangan(Mn), đồng(Cu), molipđen(Mo), mà cây trồng chỉ cần chúng với lượng rất nhỏ.phân vi lượng được đưa vào đất cùng với phân bón vô cơ hoặc hữu cơ và chỉ có hiệu quả cho từng loại cây và từng loại đất, dùng quá liều sẽ có hại cho cây trồng. Phân vi lượng 2 Phẩn 2: Nguyên liệu sản xuất PHẦN 2 NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT 2.1 Nguyên liệu của xưởng Ammonia _Khí nguyên liệu cho phân xưởng ammonia là khí tự nhiên có thành phần như sau: Thành phần, mole % Thiết Kế Dự phòng C 1 77.66 73.13 C 2 7.38 2.91 C 3 3.53 1.52 i4 0.79 0.44 nC 4 0.72 0.35 iC 5 0.23 0.17 nC 5 0.12 0.1 C 6 0.15 0.24 CO 2 8.00 18.41 N 2 1.42 2.73 Nước, mg/Nm 3 80 Thủy Ngân, mg/Nm 3 , tối đa 0.01 Lưu huỳnh, mg/Nm 3 H 2 S, tối đa 10 79 Mercaptans, tối đa 11 2.2 Nguyên liệu của xưởng Urea 2.2.1 Amonia lỏng (được cung cấp từ xưởng amonia và xưởng utility) - Áp suất 2.4 MPa (G) tại B.L xưởng urea - Nhiệt độ tối đa là 25 0 C - Độ tinh khiết NH 3 tối thiểu 99.8% (wt) - Nước + tạp chất tối đa 0.2% (wt) - Nồng độ dầu tối đa 5 ppm (wt) 2.2.2 Ammonia lỏng cung cấp từ bồn chứa - Áp suất 2.4 MPa (G) tại B.L xưởng urea - Nhiệt độ -32.6 0 C - Thành phần các khí trơ hòa tan trong dung dịch amonia: • Nồng độ hydrogen tối đa 35.35% theo thể tích • Nồng độ nitơ tối đa 15.15% theo thể tích • Nồng độ methane tối đa 44.19% theo thể tích • Nồng độ argon tối đa 5.31% theo thể tích • Độ hòa tan: 2.6 Nm 3 /tấn NH 3 3 Phẩn 2: Nguyên liệu sản xuất Ammonia nóng được đưa sang xưởng urea ở hoạt động bình thường, khi không có sản phẩm ammonia nóng từ xưởng NH 3 , ammonia lạnh sẽ được lấy từ bồn chứa ammonia lỏng và được gia nhiệt nhẹ trước khi sử dụng 2.2.3 Carbon dioxide (Đầu vào máy nén CO 2 ) - Áp suất bình thường 0.15 MPa (A) - Nhiệt độ bình thường 45 0 C - Thành phần: • Carbon Dioxide tối thiểu 99.00% thể tích • Hydrogen tối đa 0.92% thể tích • Nitơ tối đa 0.08% thể tích • Nước bão hòa • Hướng dẫn sử dụng khởi động tuabin KT06101 máy nén khí CO 2 được chỉ rõ trong bản dữ liệu (Out Seller scope of work). 2.2.4 Carbon dioxide (CO 2 ở đầu đẩy máy nén) - Áp suất tối thiểu 15.8 MPa (A) - Nhiệt độ 120 0 C - Thành phần: • Hydrogen 0.91% thể tích • Oxygen 0.25% thể tích • Nitrogen 1.01% thể tích • Argon 0.01% thể tích • Nước bão hòa 4 Phần 3: Quy trình công nghệ PHẦN 3 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 3.1 Các công đoạn chính và sơ đồ khối QTCN Quá trình sản xuất urea trải qua 4 bước chính: • Sản xuất amoniac (Xưởng ammoniac) • Sản xuất urea ( Xưởng urea) • Tạo hạt (Xưởng tạo hạt) • Đóng gói sản phẩm (Xưởng thành phẩm) 3.2 Xưởng phụ trợ Nhiệm vụ: cung cấp nguồn lực phụ trợ cho toàn nhà máy • Xưởng này gồm các cụm: • Cụm xử lý nước thô đầu vào • Cụm khí tự nhiên đầu vào • Cụm nước làm mát • Nồi hơi phụ trợ • Cụm xử lý nước thải sinh hoạt và nước nhiễm dầu • Bồn chứa Ammonia • Cụm máy nén và sản xuất Nitơ 3.3 Xưởng ammoniac 5 Nguyên liệu Phần 3: Quy trình công nghệ Các công đoạn cần thiết để sản xuất ammonia từ các nguồn nguyên liệu đã được đề cập: • Nguồn khí tự nhiên nguyên liệu được khử lưu huỳnh trong cụm khử lưu huỳnh tới hàm lượng phần triệu. • Khí nguyên liệu đã được khử lưu huỳnh thực hiện phản ứng Reforming với hơi nước và không khí tạo thành khí công nghệ. Thành phần khí công nghệ chủ yếu các khí như: H 2 , N 2 , CO, CO 2 và hơi nước. • Trong công đoạn làm sạch khí, CO được chuyển hóa thành CO 2 . Sau đó CO 2 được tách ra khỏi khí công nghệ tại cụm tách CO 2 . • CO và CO 2 còn lại trong khí đầu ra cụm tách CO 2 được chuyển hóa thành CH 4 trong thiết bị methan hóa bằng phản ứng với H 2 trước khi khí tổng hợp đi vào cụm tổng hợp ammonia. • Khí tổng hợp được nén sau đó được đưa vào tháp tổng hợp ammonia, tại đây xảy ra phản ứng tổng hợp ammonia. Để giới hạn Sự tích tụ Ar và CH 4 trong vòng tổng hợp, một dòng khí nhỏ được trích ra. Sản phẩm Ammonia lỏng được giảm áp giải phóng khí trơ, và các khí hòa tan. 3.4 Xưởng Urea 3.4.1 Công suất của xưởng Urea _Phân xưởng urea sản xuất không ít hơn 2385 tấn hạt urea trong 1 ngày. Xưởng urea có khả năng vận hành liên tục 24h một ngày, và 340 ngày trong năm, với công suất 2385 MTPD, trong vòng 8000h vận hành/năm. Có thể giảm tỷ lệ (turn down ratio) từ 50 tới 100% công suất thiết kế phụ thuộc vào điều kiện đặc biệt của quá trình vận hành phân xưởng. 3.4.2 Quy trình công nghệ 6 Phần 3: Quy trình công nghệ Quá trình này được đặc trưng bởi việc vận hành cụm tổng hợp ở áp suất khoảng 15.6 MPa (G), với tỷ lệ NH 3 /CO 2 trong thiết bị phản ứng khoảng 3.1 ~ 3.6. Điều này cho phép độ chuyển hóa của CO 2 trong tháp phản ứng đạt 60 ~ 63%, cũng nhờ vào các đĩa lỗ ngăn chặn dòng chảy ngược và thúc đẩy hấp thụ khí vào lỏng. Có hai loại phản ứng xảy ra đồng thời trong thiết bị tổng hợp urea: 2NH 3 + CO 2 ↔ NH 2 COONH 4 + 32560 kcal/kmol cacbamat (0.1013 MPa; 25 0 C) (1) NH 2 COONH 4 ↔ NH 2 CONH 2 + H 2 O – 4200 kcal/kmol urea (0.1013 MPa; 25 0 C) (2) Phản ứng (1) tỏa nhiệt mạnh, phản ứng (2) thu nhiệt nhẹ và xảy ra trong pha lỏng ở tốc độ thấp. Tiếp sau quá trình tổng hợp là quá trình phân hủy (và thu hồi) những chất chưa được chuyển hóa được tiến hành theo ba công đoạn: Phân hủy cao áp trong thiết bị Stripper, phân hủy trung áp trong thiết bị phân hủy trung áp, phân hủy thấp áp trong thiết bị phân hủy thấp áp. Các phản ứng phân hủy là phản ứng ngược lại của phản ứng (1): NH 2 COONH 4 ↔ 2NH 3 + CO 2 (- Q) Từ phương trình phản ứng có thể thấy phản ứng được thúc đẩy nhờ sự giảm áp suất và gia nhiệt. Dịch urea ra khỏi thiết bị tổng hợp đi vào thiết bị stripper dưới áp suất tương đương. Tại đây phần cacbarmat không chuyển hóa thành urea sẽ được phân hủy, nhờ tác dụng stripping của NH 3 mà hiệu suất tổng thể của cụm tổng hợp cao áp đối với CO 2 đạt khoảng 80 – 85%. Sau khi ra khỏi thiết bị stripper, lượng cacbamat còn lại và ammonia sẽ được thu hồi ở hai giai đoạn ở áp suất 1.95 MPa (G) (MP) và 0.4 MPa (G) (LP) tương ứng. Khí NH 3 , CO 2 đi ra từ đỉnh của stripper sẽ được trộn với dịch cacbamate tuần hoàn từ cụm MP và được ngưng tụ trong thiết bị ngưng tụ cacbamate thứ nhất và thứ 7 Phần 3: Quy trình công nghệ hai dưới áp suất tương đương áp suất trong Stripper. Ở đây hơi MLP và LP cũng được sinh ra. Hơi nước sản xuất ra sẽ được sử dụng ở các phần phía sau. Khí trơ sau khi tách ra sẽ được đưa qua cụm MP, dịch cacbamat cuối cùng được tuần hoàn tại đáy thiết bị tổng hợp qua một bơm phun tia lỏng/lỏng lợi dụng dòng ammonia cao áp nạp vào tháp tổng hợp như một dòng động lực. Ejector này và các thiết bị ngưng tụ cacbamat nói trên cho phép bố trí nằm ngang, đó là một trong những tính năng chính của công nghệ Snamprogheti. Một lượng nhiệt được thu hồi do đó cho phép tiết kiệm đáng kể tổng lượng hơi nước và lượng nước sạch tiêu thụ: - Tiền gia nhiệt cho dòng ammonia trước khi vào thiết bị tổng hợp bằng nhiệt tỏa ra từ quá trình hấp thụ dòng khí ra khỏi giai đoạn phân hủy thấp áp. - Gia nhiệt cho thiết bị tiền cô đặc chân không bằng nhiệt tỏa ra từ quá trình hấp thụ dòng khí ra khỏi giai đoạn phân hủy trung áp. - Thu hồi toàn bộ lượng nước ngưng công nghệ giống như nước cấp nồi hơi. - Dòng cacbamat cao áp tuần hoàn lại vòng tổng hợp cao áp được gia nhiệt sơ bộ bằng dòng nước ngưng công nghệ. Quá trình tổng hợp urea bao gồm: + Tổng hợp urea và thu hồi NH 3 , CO 2 ở áp suất cao. + Tinh chế urea và thu hồi NH 3 , CO 2 trung và thấp áp. + Cô đặc urea. + Xử lý nước. Công đoạn này cung cấp các điều kiện để xử lý nước nhiễm NH 3 – CO 2 và urea từ hệ thống chân không, để thu được nước ngưng quá trình hầu như không chứa NH 3 – CO 2 – urea có thể đưa đưa sang xưởng phụ trợ và xưởng tạo hạt Nước ngưng công nghệ chứa NH 3 , CO 2 và urea từ các hệ thống chân không, được tập trung trong bồn chứa nước ngưng công nghệ T06102.Từ đây nước ngưng công nghệ nược bơm bằng bơm P06114A/B vào phần trên của tháp chưng C06102. Trước khi vào cột, nước ngưng công nghệ được gia nhiệt bởi chính dòng nước ngưng đã được làm sạch ra khỏi đáy tháp chưng và qua thiết bị trao đổi nhiệt E06116. Tháp chưng C06102 gồm 55 đĩa và được chia thành 2 phần chính bằng một đĩa ngăn được đặt giữa đĩa thứ 35 và 36 (tính từ đáy). Điều kiện công nghệ của cột: - Áp suất đỉnh: 0.42 MPa (G) - Nhiệt độ đỉnh: 130 0 C 8 [...]... vào thiết bị thủy phân urea R06102, ở đây có các điều kiện công nghệ thích hợp cho phân hủy urea thành CO2 và NH3 Thiết bị R06102 hoạt động giống như một thiết bị phản ứng và dòng hơi được đưa vào để cung cấp đủ nhiệt phân hủy urea Điều kiện công nghệ của quá trình thủy phân: Áp suất: 3.43MPa (G) Nhiệt độ: 2350C Hơi ở hàng rào: nhiệt độ 3700C, áp suất 3.82 MPa (G) Hơi từ thiết bị thủy phân cũng như hơi... 3: Quy trình công nghệ _Urea hạt được đưa đi đóng bao trực tiếp bằng hệ thống băng chuyền tự động Về kích thước vỏ đóng bao 630x1020 mm, vỏ bao được làm bằng nhựa Polymer trắng, khối lượng đóng 50kg/bao Trong điều kiện sử dụng bình thường bao urea được bảo quản trong thời gian 3 năm Nhà máy sản xuất phân bón _Tại khu vực đóng bao được trang bị hệ thống các máy đóng bao bán tự động công suất lên đến 60... tới nhân công kiểm tra về số lượng trong quá trình xuất bán Công suất xuất bán tối đa lên đến 240 tấn/h _Kho urea 85000 tấn đảm bảo tồn chứa trong 35 ngày nhà máy hoạt động liên tục.Kho đóng bao 10000 đảm bảo chứa toàn bộ sản phẩm urea đóng bao của nhà máy trong hơn 4 ngày 11 Phần 3: Quy trình công nghệ _Cảng xuất đạm có thể tiếp cận xà lan công suất 500 tấn Dự kiến sẽ xuất đạm bằng xà lan với công... phân cũng như hơi từ đỉnh của tháp chưng C06102 được đưa vào phía vỏ ống của thiết bị tiền gia nhiệt ammonia E06107 ở cụm thấp áp Nước ngưng đã được thủy phân ra khỏi đáy R06102, sau khi giảm nhiệt độ khi đi qua thiết bị gia nhiệt sơ bộ cho thủy phân E06118, đi vào tháp chưng ngay dưới đĩa ngăn, ở đây xảy ra quá trình stripping lần cuối NH 3 và CO2 Hơi LMP (0.55 MPa (G)) được phun trực tiếp vào đáy... E06123 Các chất ô nhiễm (NH3 – CO2 – urea) trong nước sau xử lý được giảm xuống còn vài ppm và dễ dàng được tận dụng lại Trong quá trình khởi động và khi gặp sự cố, nước ngưng đã xử lý được tuần hoàn về bồn nước ngưng quá trình T06125, cho tới khi nó chỉ còn chứa vài ppm NH 3 và urea 3.5 Xưởng tạo hạt 9 Phần 3: Quy trình công nghệ _Phần xưởng tạo hạt được thiết kế để sản xuất 2385 tấn urea hạt có chất... đó, hạt urea được làm khô để đạt được độ ẩm dưới 0,3% khối lượng khi ra khỏi thiết bị tạo hạt Sau khi ra khỏi thiết bị tạo hạt, thông qua các hệ thống băng tải, gàu nâng và sàng rung, hạt urea sẽ được phân loại kích cỡ, loại bỏ bụi và làm nguội Sau đó sản phẩm sẽ được qua khu vực đóng bao Nhờ công nghệ tạo hạt của ToYo, sản phẩm urea hạt đục thể hiện những ưu điểm nổi bật như sau: • Độ cứng của hạt . THUẬN Lớp: 11CT2 TIỂU LUẬN VỀ PHÂN BÓN PHÂN ĐẠM TP. Hồ Chí Minh, ngày 12 tháng 10 năm 2013 [Mục lục] Mục lục Mục lục 2 Phần 1 tổng quan 1 1.1 Khái niệm 1 1.2 Các loại phân bón 1 1.2.1 Phân hữu cơ. chất trên, còn có các nhóm nguyên tố vi lượng 1.2 Các loại phân bón Phân bón được chia làm 3 nhóm chính : phân hữu cơ, phân hóa học và phân vi sinh, với sự khác biệt lớn giữa chúng là nguồn gốc,. Khái niệm Phân bón là "thức ăn" do con người bổ sung cho cây trồng. Trong phân bón chứa nhiều chất dinh dưỡng cần thiết cho cây. Các chất dinh dưỡng chính trong phân là : đạm( N), lân(P),