sản xuất phân đạm từ khí thiên nhiên và khí dầu mỏ

LỜI CẢM ƠNLời đầu tiên chúng em xin gủi lời cảm ơn chân thầnh nhất tới trường đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho chúng em làm bài đồ án này.Chúng em gủi lời cảm ơn tới thầy Nguyễn Hữu Toàn đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn chúng em trong suốt quá trình làm đồ án.Xin cảm ơn bạn bè đã giúp đỡ chúng tôi cả về tinh thần và tài liệu trong suốt quá trình làm đồ án.Sau cùng, xin chân thành cảm ơn các bạn trong nhóm đã nỗ lực hết sức mình và tạo môi trường đoàn kết cho nhóm để bài đồ án hoàn thành một cách như mong đợi MỞ ĐẦUTrong công nghiệp việc sản xuất phân đạm bằng phương pháp tổng hợp từ ammoniac và khí cacbonic được thực hiện vào năm 1868 do A.I Badarôp đưa ra.Nước ta là một nước nông nghiệp, trên 70% dân số sống bằng nghề nông.Vì vậy nông nghiệp là một nghành quan trọng cần được đầu tư phát triển để đảm bảo vấn đề an ninh lương thực, và trở thành một cường quốc xuất khẩu lương thực, do đó phân bón phục vụ nông nghiệp là rất quan trọng và cần thiết. Nhu cầu phân bón ở nước ta hiện nay ước tính khoảng 3500000 tấnnăm.(Theo thống kê năm 2006). Để đạt được mục tiêu đó thì việc nghiên cứu tìm ra các loại phân bón mới có tác dụng nâng cao nâng suất chất lượng sản phẩm cây trồng và giá thành rẻ là điều rất cần thiết. Đồng thời cũng phải nghiên cứu các biện pháp cải tiến công nghệ, thiết bị cũng như việc đầu tư thay thế các dây chuyền sản xuất hiện đại để nâng cao năng suất chất lượng và hạ giá thành sản phẩm.Hiện nay ở nước ta năng lực sản xuất phân bón phục vụ nông nghiệp của nhà máy vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu sản xuất nông nghiệp trong nước.Do đó hàng năm nước ta vẫn phải nhập khẩu một lượng khá lớn phân bón nông nghiệp của nước ngoài.Dân số nước ta hiện nay đang ngày một tăng nhanh kéo theo mọc lên các khu đô thị, khu công nghiệp làm cho môi trường ngày càng ôi nhiễm trầm trọng. Rác thải, khói bụi từ các nhà máy , xí nghiệp thải ra, các khí này làm nóng bầu khí quyển và gây hiệu ưng nhà kính là CO2, H2S, NO, NH3 việc thu hồi các chất khí này đua đến các nhà máy xử lý tạo ra sản phẩm có lợi cho chúngPhân đạm không chỉ được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp mà nó còn được ứng dụng trong nhiều nghành công nghiệp khác như: Công nghiệp sản xuất nhựa, tổng hợp keo,.., Ngoài ra Urê có cũng được sử dụng rộng rãi trong nghành công nghiệp dược phẩm và sản xuất sợi. Nguyên liệu để sản xuất Urê là từ NH3 và CO2. Hiện nay ở nước ta có hai nhà máy sản xuất Urê là nhà máy Phân đạm và Hóa chất Hà Bắc ở Bắc Giang và nhà máy Đạm Phú Mỹ ở Bà Rịa – Vũng Tàu.Nhà máy Đạm Phú Mỹ ở Bà Rịa – Vũng Tàu sử dụng dây chuyền công nghệ của hãng Haldor Topsoe ( Đan Mạch) và của hãng Snamprogetti (Ý) đi từ nguồn nguyên liệu ban đầu là khí đồng hành, tạo ra NH3 lỏng và khí CO2 đưa và tổng hợp Urê.Nhà máy Phân đạm và Hóa chất Hà Bắc đi từ nguồn nguyên liệu ban đầu là than đá tạo ra NH3 lỏng và khí CO2, sử dụng dây chuyền công nghệ tuần hoàn lỏng toàn bộ cho quá trình tổng hợp Urê. Vì những lý do trên chúng em quyết định chọn đề tài: “sản xuất phân đạm từ khí thiên nhiên và khí dầu mỏ” để làm đề tài của mình Bài đồ ấn gồm 5 chương:I.Chương I: Giới thiệu chung về phân đạm.II.Chương II: Tổng quan về khí.III.Chương III: Sản xuất NH3 và CO2 từ khí thiên nhiên và khí dầu mỏ.IV.Chương IV: Quy trình công nghệ sản xuất Đạm.

§å ¸n chuyªn ngµnh Khoa C«ng nghÖ DANH SÁCH NHÓM HỌ VÀ TÊN MSSV GHI CHÚ Nguyễn Văn Mạnh Lê Công Kiên Nguyễn Thế Quang Nguyễn Văn Sơn Lê Ngọc Tân Nguyễn Quang Tùng GVHD: NguyÔn H÷u Toµn 1 §å ¸n chuyªn ngµnh Khoa C«ng nghÖ Mục lục Mở đầu Nội dung Chương I: Giới thiệu chung về phân đạm 1.1: Khái niệm 1.2: Các loại phân đạm thường dùng 1.2.1: Sản phẩm Ure 1.2.1.1. Tính chất 1.2.1.1.1. Tính chất vật lý 1.2.1.1.2. Tính chất hóa học 1.2.1.2. Ứng dụng 1.2.1.2.1 Trong công nghiệp 1.2.1.2.2 Sử dụng trong phòng thí nghiệm 1.2.1.2.3. Sử dụng y học 1.2.1.2.3.1 Thuốc 1.2.1.2.3.2 Chẩn đoán sinh lý học 1.2.1.2.4 Sử dụng trong chẩn đoán khác 1.2.1.2.5 Cathrat (Hợp chất mắt lưới) 1.2.1.4. Những nét nổi bật về phân urê 1.2.1.4.1 Ưu điểm của Urê GVHD: NguyÔn H÷u Toµn 2 §å ¸n chuyªn ngµnh Khoa C«ng nghÖ 1.2.1.4.2 Cách sử dụng phân urê hiệu quả nhất 1.2.1.4.3 Tại sao phân đạm lại cần thiết cho cây trồng? 1.2.2: Phân Amon nitrat 1.2.3: Phân sunphat đạm 1.2.4: Đạm clorua 1.2.5: Phân Xanamit canxi 1.2.6: Phân phốt phát đạm ( Photphat amon ) 1.3: Những điều cần chú ý khi sử dụng phân đạm Chương II: Tổng quan về khí 2.1: Khí thiên nhiên 2.1.1: Khái niệm 2.1.2: Thành phần 2.1.3: Phân loại 2.1.4: Sử dụng 2.1.5: Lịch sử 2.1.6: Sự hình thành khí thiên nhiên 2.2: Khí dầu mỏ 2.2.1: Khái niệm 2.2.2: Thành phần 2.2.3: Đặc tính của khí 2.2.4: Phân loại Chương III: Sản Xuất NH 3 và CO 2 từ khí thiên nhiên và khí dầu mỏ 3.1. Khái niệm chung 3.2. Ðiều chế hỗn hợp khí nitơ - hydro để tổng hợp amôniac 3.2.1. Ðiều chế khí tổng hợp 3.2.2. Làm sạch khí tổng hợp GVHD: NguyÔn H÷u Toµn 3 §å ¸n chuyªn ngµnh Khoa C«ng nghÖ 3.3. Công nghệ tổng hợp amôniac Chương IV: Quy trình công nghệ 4.1: Quy trình công nghệ sản xuất đạm trên thế giới 4.1.1: Công nghệ tổng hợp Ure 4.1.2 Công nghệ Ure không thu hồi 4.1.3 Công nghệ tuần hoàn dung dịch 4.1.4 Coâng nghệ C cải tiến tuần hoàn toàn bộ Misui-Toatsu 4.1.5 Công nghệ Montedision 4.1.6 Công nghệ stripping khí cao áp 4.1.7 Công nghệ stripping CO 2 Stamircacbon 4.1.8 Công nghệ Stripping NH 3 Snamprogetti 4.2: Quy trình công nghệ sản xuất đạm từ khí amoniac lỏng và khí cácbonic 4.2.1 Công đoạn nén CO 2 4.2.2 Tổng hợp ure và thu hồi NH 3 - CO 2 cao áp 4.2.3 Tổng hợp ure và thu hồi NH 3 - CO 2 trung & thấp áp 4.2.4 Cô đặc 4.2.5 Tạo hạt ure 4.3: Cơ sở hoá lý tổng hợp Ure từ amoniac lỏng và khí cacbonic 4.3.1. Cân bằng phản ứng tổng hợp Urê 4.3.2. Động học quá trình tổng hợp Urê 4.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp 4.3.3.1. Ảnh hưởng của áp suất 4.3.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ 4.3.3.3. Ảnh hưởng của độ chứa đầy GVHD: NguyÔn H÷u Toµn 4 §å ¸n chuyªn ngµnh Khoa C«ng nghÖ 4.3.3.4. Quan hệ giữa thời gian đun nóng và nhiệt độ với tốc độ tạo thành Urê, hiệu suất Urê 4.3.3.5. Ảnh hưởng của nước sinh ra trong quá trình tổng hợp 4.3.3.6. Ảnh hưởng của CO 2 đến hiệu suất Urê 4.3.3.7. Ảnh hưởng của lượng NH 3 dư đến hiệu suất Urê Phần kết bài Tài liệu tham khảo GVHD: NguyÔn H÷u Toµn 5 §å ¸n chuyªn ngµnh Khoa C«ng nghÖ LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên chúng em xin gủi lời cảm ơn chân thầnh nhất tới trường đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho chúng em làm bài đồ án này. Chúng em gủi lời cảm ơn tới thầy Nguyễn Hữu Toàn đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn chúng em trong suốt quá trình làm đồ án. Xin cảm ơn bạn bè đã giúp đỡ chúng tôi cả về tinh thần và tài liệu trong suốt quá trình làm đồ án. Sau cùng, xin chân thành cảm ơn các bạn trong nhóm đã nỗ lực hết sức mình và tạo môi trường đoàn kết cho nhóm để bài đồ án hoàn thành một cách như mong đợi GVHD: NguyÔn H÷u Toµn 6 §å ¸n chuyªn ngµnh Khoa C«ng nghÖ MỞ ĐẦU Trong công nghiệp việc sản xuất phân đạm bằng phương pháp tổng hợp từ ammoniac và khí cacbonic được thực hiện vào năm 1868 do A.I Badarôp đưa ra. Nước ta là một nước nông nghiệp, trên 70% dân số sống bằng nghề nông.Vì vậy nông nghiệp là một nghành quan trọng cần được đầu tư phát triển để đảm bảo vấn đề an ninh lương thực, và trở thành một cường quốc xuất khẩu lương thực, do đó phân bón phục vụ nông nghiệp là rất quan trọng và cần thiết. Nhu cầu phân bón ở nước ta hiện nay ước tính khoảng 3500000 tấn/năm.(Theo thống kê năm 2006). Để đạt được mục tiêu đó thì việc nghiên cứu tìm ra các loại phân bón mới có tác dụng nâng cao nâng suất chất lượng sản phẩm cây trồng và giá thành rẻ là điều rất cần thiết. Đồng thời cũng phải nghiên cứu các biện pháp cải tiến công nghệ, thiết bị cũng như việc đầu tư thay thế các dây chuyền sản xuất hiện đại để nâng cao năng suất chất lượng và hạ giá thành sản phẩm. Hiện nay ở nước ta năng lực sản xuất phân bón phục vụ nông nghiệp của nhà máy vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu sản xuất nông nghiệp trong nước.Do đó hàng năm nước ta vẫn phải nhập khẩu một lượng khá lớn phân bón nông nghiệp của nước ngoài. Dân số nước ta hiện nay đang ngày một tăng nhanh kéo theo mọc lên các khu đô thị, khu công nghiệp làm cho môi trường ngày càng ôi nhiễm trầm trọng. Rác thải, khói bụi từ các nhà máy , xí nghiệp thải ra, các khí này làm nóng bầu khí quyển và gây hiệu ưng nhà kính là CO 2 , H 2 S, NO, NH 3 việc thu hồi các chất khí này đua đến các nhà máy xử lý tạo ra sản phẩm có lợi cho chúng Phân đạm không chỉ được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp mà nó còn được ứng dụng trong nhiều nghành công nghiệp khác như: Công nghiệp sản xuất nhựa, tổng hợp keo, , Ngoài ra Urê có cũng được sử dụng rộng rãi trong nghành công nghiệp dược phẩm và sản xuất sợi. GVHD: NguyÔn H÷u Toµn 7 §å ¸n chuyªn ngµnh Khoa C«ng nghÖ Nguyên liệu để sản xuất Urê là từ NH 3 và CO 2 . Hiện nay ở nước ta có hai nhà máy sản xuất Urê là nhà máy Phân đạm và Hóa chất Hà Bắc ở Bắc Giang và nhà máy Đạm Phú Mỹ ở Bà Rịa – Vũng Tàu. Nhà máy Đạm Phú Mỹ ở Bà Rịa – Vũng Tàu sử dụng dây chuyền công nghệ của hãng Haldor Topsoe ( Đan Mạch) và của hãng Snamprogetti (Ý) đi từ nguồn nguyên liệu ban đầu là khí đồng hành, tạo ra NH 3 lỏng và khí CO 2 đưa và tổng hợp Urê. Nhà máy Phân đạm và Hóa chất Hà Bắc đi từ nguồn nguyên liệu ban đầu là than đá tạo ra NH 3 lỏng và khí CO 2 , sử dụng dây chuyền công nghệ tuần hoàn lỏng toàn bộ cho quá trình tổng hợp Urê. Vì những lý do trên chúng em quyết định chọn đề tài: “sản xuất phân đạm từ khí thiên nhiên và khí dầu mỏ” để làm đề tài của mình Bài đồ ấn gồm 5 chương: I. Chương I: Giới thiệu chung về phân đạm. II. Chương II: Tổng quan về khí. III. Chương III: Sản xuất NH 3 và CO 2 từ khí thiên nhiên và khí dầu mỏ. IV. Chương IV: Quy trình công nghệ sản xuất Đạm. GVHD: NguyÔn H÷u Toµn 8 §å ¸n chuyªn ngµnh Khoa C«ng nghÖ NỘI DUNG CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHÂN ĐẠM 1.1: Khái niệm: Phân hoá học hay phân vô cơ là những chất chứa các chất chứa nhiều thành phần dinh dưỡng thiết yéu cho cây. nhằm tăng năng suất. Các loại phân bón hoá học chính là: phân đạm, phân kali, phân phức hợp, phân hỗn hợp, phân vi lượng. Phân đạm là tên gọi chung của các loại phân bón vô cơ cung cấp đạm cho cây. Đạm là chất dinh dưỡng rất cần thiết và rất quan trọng dối với cây. Đạm là nguyên tố tham gia vào thành phần chính của clorophin, protit, các acid amin, các enzim và nhiều loại vitamin trong cây. Bón đạm thúc đẩy quá trình tăng trưởng của cây, làm cho cây ra nhiều nhánh phân cành, ra lá nhiêu; lá cây có kích thước to, màu xanh; lá quang hợp mạnh, do đó tăng năng suất cât. Phân đạm cần cho cây suốt quá trình sinh trưởng, đặc biệt là giai đoạn cây sinh trưởng mạnh. Trong số các nhóm cây trồng đạm rất cần cho các loại cây ăn là như rau cải, cải bắp v.v 1.2: Các loại phân đạm thường dùng: 1.2.1: Sản phẩm Ure: Urê được Hilaire Rouelle phát hiện từ nước tiểu vào năm 1773 và được Friedrich Woehler tổng hợp lần đầu tiên từ ammonium sulfate (NH 4 ) 2 SO 4 và potassium cyanate KOCN vào năm 1828. Đây là quá trình tổng hợp lần đầu một hợp chất hữu cơ từ các chất vô cơ và nó đã giải quyết được một vấn đề quan trọng của một học thuyết sức sống. Năm 1870, urê đã được sản xuất bằng cách đốt nóng cácbamat amôn trong một ống bịt kín. Điều này là nền tảng cho công nghệ sản xuất urê công nghiệp sau này. Cho tới những năm đầu thế kỷ 20 thì urê mới được sản xuất trên quy mô công GVHD: NguyÔn H÷u Toµn 9 §å ¸n chuyªn ngµnh Khoa C«ng nghÖ nghiệp nhưng ở mức sản lượng rất nhỏ. Sau đại chiến thế giới thứ II, nhiều nước và hãng đã đi sâu cải tiến quy trình công nghệ để sản xuất urê. Những hãng đứng đầu về cung cấp chuyển giao công nghệ sản xuất urê trên thế giới như: Stamicarbon (Hà Lan), Snamprogetti (Italia), TEC (Nhật Bản)…Các hãng này đưa ra công nghệ sản xuất urê tiên tiến, mức tiêu phí năng lượng cho một tấn sản phẩm urê rất thấp. GVHD: NguyÔn H÷u Toµn 10 [...]... những mỏ khí chứa hàm lượng He khá cao như các mỏ khí thiên nhiên ở Mỹ 2.2.4: Phân loại: Các phương pháp phân loại khí: • Phân loại theo nguồn gốc hành thành dầu khí: Người ta chia làm 3 loại: khí thiên nhiên, khí đồng hành, khí ngưng tụ o Khí thiên nhiên: là các khí chứa trong mỏ riêng biệt trong khí thành phần chủ yếu là khí metan còn lại là các khí như etan, propan, một ít butan o Khí đồng hành là khí. .. 150g/cm 3 có thể sản xuất ra khí tự nhiên hoá lỏng và GNL và khí dầu mỏ GPL, và sản xuất một ssố hydrocacbon cho công nghệ tổng hợp hoá dầu o Khí gầy là khí có khối lương nhỏ hơn 50g/cm3 làm nhiên liệu cho công nghiệp và đời sống • Phân loại theo hàm lượng C+2 : Theo cách phân loại này thì có hai loại khí khí thô và khí ẩm o Khí khô là khí có hàm lượng C2+ nhỏ hơn 10% o Khí ẩm là khí có hàm lượng C+2... II: Tổng quan về khí 2.1: Khí thiên nhiên: 2.1.1: Khái niệm: Khí thiên nhiên, hỗn hợp chất khí này cháy được,bao gốm phấn lòn lá càc hydrôcarbon.Cúng vời than đá , dầu mỏ và các khí khác, khí thiên nhiên là nhiên liệu hoá thạch 2.1.2: Thành phần Khí thiên thiên có thể chứa đến 85% metal và 10% etal và cũng có chứa số lượng nhỏ hơn propan, butan, pentan, và các ankan khác Khí thiên nhiên thường tìm... 250 Vào thế kỷ 17, khí thiên nhiên đã được sử dụng để sưởi ấm và chiếu sáng ở miền Bắc Ý Ở Hoa Kỳ, khí thiên nhiên lần đầu được phát hiện ở FredoniaNewYork, năm 1821 Do khí thiên nhiên ở dạng khí khó vận chuyển bằng các phương tiện thông thường, trong lịch sử khí thiên nhiên đã được sử dụng ở các khu vực gần mỏ khí khi ngành công nghiệp dầu khí phát triển vào thế kỷ 19 và thế kỷ 20, khí thiên nhiên. .. chụp Khí thiên nhiên nhẹ hơn dầu mỏ do đó nó tạo ra một lớp nằm trên dầu mỏ Lớp khí này gọi là mũ chụp khí Các lớp than đá có chứa lượng metal đáng kể, metal là thành phần chính của khí thiên nhiên trong các trữ lượng than đá, metal thường được phân tán vào các lỗ và vết nứt của tầng than Khí thiên nhiên này thường được gọi là khí metal trong tằng than đá ( coal – bed methanel ) 2.2: Khí dầu mỏ 2.2.1:... suất và nhiệt do các lớp trầm tích chồng lên nhau tạo nên trên xác các loại sinh vật này đã chuyển hoá hoá học các chát hữu cơ này thành khí thiên nhiên Do dầu mỏ và khí thiên nhiên thường được tạo ra bằng quá trình tự nhiên tương tự nhau, hai loại hydro cacbon này thường được tìm thấy cùng nhau ở trong các bể chứa ngầm tự nhiên Sau khi dần được tạo nên trong lòng vỏ trái đất dầu mỏ và khí thiên nhiên. .. trời mưa gây hư hại cho mùa màng và rừng hồ, suối, sông 2.1.4: Sử dụng: Khí thiên nhiên được sử dụng làm nhiên liệu và nguyên liệu đầu vào cho ngành chế biến hoá chất Là một nhiên liệu gia dụng, nó được đốt trong các bếp ga, lò ga để nấu nướng sấy khô Là một nhiên liệu công nghiệp, khí thiên nhiên được đôt trong các lò gạch, gốm và các lò cao sản xuất xi măng Khí thiên nhiên còn được dùng để đốt các... kim, kim loại và chế biến thực phẩm Khí thiên nhiên được sử dụng làm nguyên liệu đầu vào cho các ngành hoá dầu để tạo ra các chất hoá đầu Các chất hoá đầu này được sử dụng làm sản phảm sơ sở cho việc sản xuất phân đạm, bột giặt, dược phẩm, chất dẻo và nhiều loại hàng hoá khác 2.1.5: Lịch sử Con người đã sử dụng khí thiên nhiên trong nhiều thế kỷ Các ghi chép lịch sử đã cho thấy khí thiên nhiên đã được... dầu mỏ được hình thành cùng với dầu thành phần chủ yếu là các khí nặng hơn như propan, butan, pentan GVHD: NguyÔn H÷u Toµn 30 §å ¸n chuyªn ngµnh Khoa C«ng nghÖ o Khí ngưng tụ: thực chất là dạng trung gian giữa dầu mỏ và khí bao gồm các hydrocacbon như propan, butan, pentan,hecxan • Phân loại theo mức độ chứa khí acid: Theo cách phân loại này thì có 2 loại khí đó là khí béo và khí gầy o Khí béo là khí. .. cùng với cá mỏ dầu ở trong vỏ trái đất, được khai thác và tinh lọc thành nhiên liệu cung cấp cho khoảng 25% nguồn năng lượng thế giới Khí thiên nhiên chứa lượng nhỏ các tạp chất bao gồm: điocid cacbon, hydrosulfil và nito Do các tạo chất này có thể làm giảm nhiệt trị và đặc tính của khí thiên nhiên, chúng thường được táh ra khỏi khí thiên nhiên trong quá trình tinh lọc khí và được sử dụng làm sản phảm . Thành phần 2.2.3: Đặc tính của khí 2.2.4: Phân loại Chương III: Sản Xuất NH 3 và CO 2 từ khí thiên nhiên và khí dầu mỏ 3.1. Khái niệm chung 3.2. Ðiều chế hỗn hợp khí nitơ - hydro để tổng hợp. khí dầu mỏ để làm đề tài của mình Bài đồ ấn gồm 5 chương: I. Chương I: Giới thiệu chung về phân đạm. II. Chương II: Tổng quan về khí. III. Chương III: Sản xuất NH 3 và CO 2 từ khí thiên nhiên. và sản xuất sợi. GVHD: NguyÔn H÷u Toµn 7 §å ¸n chuyªn ngµnh Khoa C«ng nghÖ Nguyên liệu để sản xuất Urê là từ NH 3 và CO 2 . Hiện nay ở nước ta có hai nhà máy sản xuất Urê là nhà máy Phân đạm