Các công nghệ chế biến phân ure từ khí thiên nhiên

Các công nghệ chế biến phân ure từ khí thiên nhiên

CÁC CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN PHÂN URÊ TỪ KHÍ THIÊN NHIÊN

1/ Trần Hoàng Bách MSSV : 61000158 2/ Lê Mạnh Hà MSSV : 61000802 3/ Lê Thanh Lợi MSSV : 61001830

4 Nguyễn Hoàng Vũ MSSV : 61004074

Giới thiệu chung

Công nghệ sản xuất NH3Công nghệ sản xuất Ure Liên hệ nhà máy

GIỚI THIỆU CHUNG

I.Giới thiệu chung

a NH3

Amoniac (NH3) có tên gọi khác như “Azane”,

“Ammonia”, “Hydrogen nitride”…

Tính chất vật lý : NH3 khan là một chất khí không màu,

tỷ trọng so với không khí bằng 0,596 ở OoC, có mùi sốc đặc trưng

Ở áp suất khí quyển, NH3 hóa lỏng tại -33,34oC, vì vậy ở nhiệt độ thường người ta phải lưu trữ NH3 lỏng dưới áp suất cao (khoảng trên 10 atm tại 25,7oC)

I.Giới thiệu chung

a NH3

Ứng dụng amoniac

- Dùng trong các phòng thí nghiệm và trong đời sống

- Tạo môi trường chống đông sử dụng trực tiếp làm phân bón

- Trong xử lý môi trường nhằm loại các NOx hoặc SOx

- Công nghiệp sản xuất phân bón, hóa chất và hóa dược

Năm 2004 159,1 triệu tấn Năm 2005 162,3 triệu tấn Năm 2006 166,1 triệu tấn Năm 2007 176,6 triệu tấn Năm 2008 184,0 triệu tấn Năm 2010 202,0 triệu tấn

I.Giới thiệu chung

b Ure

Tên gọi khác Diaminomethanal, carbamide, carbonyl diamide, cacbamua

Tính chất vật lý:

• Tinh thể, không màu nhiệt độ nóng chảy ở 132,4 0C

• Dễ hòa tan trong nước và dễ bị nhiệt phân

• Đốt có mùi khai, cho vào kiềm thì không còn mùi

• Khối lượng riêng : 750kg/m3

• Nhiệt độ phân hủy : 132,7 0C (406 K)

• Hiệu ứng nhiệt trong nước: 57,8 cal/g ( thu nhiệt)

• Tỷ lệ đạm rất cao, khoảng 45 – 48% đạm nguyên chất

I.Giới thiệu chung

b Ure

Ứng dụng:

• Làm phân bón cho cây

• Được dùng trong một số ngành thuốc trừ sâu

• Là chất thay thế cho muối trong việc hạ nhiệt độ đông lạnh ở các vùng có tuyết

• Nguyên liệu cho sản xuất nhựa

• Ure được dùng trong sản phẩm da liễu

• Dùng để chống nhiễm độ formaldehyde

I.Giới thiệu chung

b Ure

Nhu cầu sử dụng Ure toàn thế giới

CÔNG NGHỆ SẢN

II.Công nghệ sản xuất NH 3

Công nghệ Topsoe

II.Công nghệ sản xuất NH 3

Công nghệ Topsoe – Làm sạch nguyên liệu

- Là quá trình bắt buộc để loại bỏ các tạp chất như Clo và lưu huỳnh Các chất này có ảnh hưởng đến các chất xúc tác được sử dụng sau này

II.Công nghệ sản xuất NH 3

Công nghệ Topsoe – Làm sạch nguyên liệu

II.Công nghệ sản xuất NH 3

Công nghệ Topsoe – Làm sạch nguyên liệu

1 Hydrogenation: hydro được cung cấp vào để chuyển Cl

và S thành các sản phẩm hydrogen sử dụng các chất xúc tác

như TK-250 (CoMo type) and TK-261 (NiMo type).

Điều kiện làm việc từ 300-400 o C, áp suất từ 210-710 psig

II.Công nghệ sản xuất NH 3

Công nghệ Topsoe – Làm sạch nguyên liệu

2 Absorption: dòng nhập liệu tiếp tục được đưa qua chất

hấp thụ là HTZ-3 (ZnO) nhiệt độ vận hành là khoảng

300-4000C, áp suất từ 150-750 psig Quá trình hấp thụ rất tốt Có thể loại bỏ tạp chất S đến phần tỷ (ppb)

Lưu ý nhiệt độ không được quá cao Tránh trường hợp ZnO

bị hydrat hóa, nó sẽ không được tái sinh

II.Công nghệ sản xuất NH 3

Công nghệ Topsoe – Làm sạch nguyên liệu

3 Final purification: cho dòng khí qua chất xúc tác

ST-101 trên bề mặt Cu hoạt động ở nhiệt độ 150-360ºC

II.Công nghệ sản xuất NH 3

Công nghệ Topsoe – Reforming

1 Prereforming: hydrocarbon cao hơn được chuyển đổi

thành một hỗn hợp của oxit cacbon, hydro và metan

II.Công nghệ sản xuất NH 3

Công nghệ Topsoe – Reforming

2 Reforming sơ cấp:

II.Công nghệ sản xuất NH 3

Công nghệ Topsoe – Reforming

2 Reforming sơ cấp:

Hỗn hợp khí sau khí qua prereforming có nhiệt độ khoảng

5350C Được cho qua ống xúc tác thực hiện quá trình reforming, sử dụng xúc tác là RK-211,RK-201,R-67-7H

Đầu ra của reforming sơ cấp chưa khoảng 14% CH4, nhiệt

độ 7830C

II.Công nghệ sản xuất NH 3

Công nghệ Topsoe – Reforming

3 Reforming thứ cấp:

Công nghệ Topsoe – Reforming

4 HTER (Haldor Topsoe

Exchange Reformer)

Thiết bị này có tác dụng giảm hao tốn

nawgn lượng nhờ sủ dung dòng nhiệt từ

sản phẩm của quá trình reforming thứ

cấp

Công nghệ Topsoe – Reforming

4 HTER (Haldor Topsoe

Exchange Reformer)

II.Công nghệ sản xuất NH 3

Công nghệ Topsoe – Chuyển hoá CO

Mục đích: chuyển hóa CO thành

CO2 theo phản ứng

Sử dụng 2 thiết bị: chuyển hóa CO

ở nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp

II.Công nghệ sản xuất NH 3

Công nghệ Topsoe – Chuyển hoá CO

1 Chuyển hóa CO ở nhiệt độ cao :

Sử dụng xúc tác TK-20, SK-201-2

( hỗn hợp crôm oxit và sắt oxit )

Nhiệt độ vận hành từ 360 đến 4600C

Xúc tác dễ bị mất hoạt tính nếu làm

việc ở nhiệt độ quá cáo hoắc bị ngộ

độc nếu tiếp xúc với Clo hoặc muối

vô cơ

II.Công nghệ sản xuất NH 3

Công nghệ Topsoe – Chuyển hoá CO

2 Chuyển hóa CO ở nhiệt độ thấp

Dòng ra từ giai đoạn chuyển hóa CO

chứa 19,3% CO2 được giảm nhiệt độ

xuống 700C

Tại dòng ra hàm lượng CO2 có thể

giảm đến 500 ppm

II.Công nghệ sản xuất NH 3

Công nghệ Topsoe – Metan hoá

Mục đích: loại bỏ cacbon oxit dư để chuyển hóa thành CH4 thực hiện ở nhiệt độ 280-4500C với các phản ứng sau:

II.Công nghệ sản xuất NH 3

An toàn cho nhà máy tồn trữ NH3

II.Công nghệ sản xuất NH 3

An toàn cho nhà máy tồn trữ NH3 – Độc hại

Nồng độ Khối lượng riêng Phân loại độc hại nguy cấp Mức độ

Nguy hiểm đến tính mạng kể cả tiếp xúc dưới 30 phút 2.000-3.000 Phù, nghẹt thở, ngạt và nhanh chóng tử vong 5.000-10.000

II.Công nghệ sản xuất NH 3

An toàn cho nhà máy tồn trữ NH3 – Cháy nổ

Hơi amoniac

- Không phải là chất dễ bắt lửa và không duy trì sự cháy

- Nhiệt độ bốc cháy cao: 651o C (có xúc tác sắt), 850 o C

- Hơi amoniac tạo hỗn hợp nổ với không khí khi nồng độ amoniac trong hỗn hợp là 16-28%

- Khi cho amoniac tiếp xúc với thủy ngân, các halogen, bạc oxit, hypoclorit có thể tạo ra các hợp chất nổ

Dung dịch amoniac

- Không cháy, không gây nổ

- Khi lưu trữ và chuyên chở dung dịch amoniac có thể nạp tối đa đến 95% dung tích bình chứa

II.Công nghệ sản xuất NH 3

An toàn cho nhà máy tồn trữ NH3 – Thao tác an toàn với NH3 lỏng

1 Quy định về sử dụng an toàn các thiết bị chịu áp lực

- Đạt các yêu cầu chung về chế tạo, lắp đặt, sửa chữa các bình (thiết bị) áp lực theo TCVN 6153-1996

- Đạt các yêu cầu về chế độ kiểm định kỹ thuật (lắp đặt, kiểm định kỹ thuật)

- Đạt các yêu cầu về vận hành theo đúng nguyên tắc an toàn

- Đạt các yêu cầu chung về các dụng cụ kiểm tra, đo lường,

cơ cấu an toàn và phụ tùng kèm theo (áp kế, cơ cấu an toàn, các dụng cụ đo, v.v…) và phải tiến hành định kỳ kiểm định các dụng cụ này theo quy định

II.Công nghệ sản xuất NH 3

An toàn cho nhà máy tồn trữ NH3 – Thao tác an toàn với NH3 lỏng

2 Quy định về sử dụng, lưu trữ amoniac lỏng

- Sử dụng đồ bảo hộ Thao tác ngược gió với nguồn NH3

- Có nguồn nước cấp cứu sự cố Amoniac lỏng tiếp xúc vào da hoặc mắt cần được rửa ngay bằng nước nguội (15 phút) và đưa nạn nhân đến trạm y tế, bệnh viện cứu chữa

Lượng hơi NH3 trong không khí loại trừ bằng phun sương

- Không để bình chứa NH3 lỏng ở khu vực nhiệt độ cao trên 50oC hoặc gần lửa, không phơi nắng quá lâu các bình chứa NH3

- Đề phòng trường hợp khi NH3 lỏng bay hơi, thu nhiệt và giữ trạng thái lỏng khá lâu Trong trường hợp này nếu để da tiếp xúc với NH3 lỏng có thể bị “bỏng“ lạnh rất nguy hiểm.

- Khi dùng amoniac lỏng đóng bình, thì không được dùng đến hết kiệt mà phải dừng sử dụng khi áp suất còn 0,05 MPa (0,5 atm)

2/ Đào tạo nhân sự: Người thao tác chiết nạp NH3 phải được đào tạo chuyên nghề và kiểm tra tay nghề.

3/ Khi thao tác chiết nạp phải thật thận trọng, mở van chậm

để tránh áp suất thay đổi đột ngột

4/ Không được nạp đầy bình, bồn và khối lượng NH3 tối đa được nạp là G= 0,53 V

Quy định về chiết nạp amoniac lỏng

6/ Bình, bồn chứa NH3 cần được định kỳ bảo dưỡng để tránh

hư hỏng rò rỉ Các bình, bồn không sử dụng cần phải để nơi khô ráo

Không dùng bình, bồn đựng amoniac để đựng các chất khác

mà không được đánh dấu lại theo đúng quy định

II.Công nghệ sản xuất NH 3

An toàn cho nhà máy tồn trữ NH3 – Xử lí tình

huống nguy hiểm

- Phát hiện vị trí rò rỉ dùng giấy chỉ thị ướt (tẩm phenolphtalein, quỳ)

- Rò rỉ khí NH3 nhanh chóng khóa ngắt nguồn NH3, quạt thông gió và dùng nước phun mưa toàn bộ hệ thống, nhanh chóng nằm thấp tránh luồng NH3, bịt mũi khẩu trang ướt, rời khỏi nơi

ô nhiễm theo hướng ngược chiều gió, sau đó lái quạt gió hướng vào bình chứa NH3

- NH3 lỏng bị thoát ra, dùng đất, cát để ngăn hoặc đào hố chứa

NH3 lỏng giảm khả năng NH3 lỏng tràn rộng, hạn chế sự bốc hơi NH3 Có thể dùng bọt bình bọt cứu hỏa hoặc tấm nhựa để che lên bề mặt NH3 lỏng Tuyệt đối không được phun nước trực tiếp vào amoniac lỏng

II.Công nghệ sản xuất NH 3

An toàn cho nhà máy tồn trữ NH3 – Xử lí tình

huống nguy hiểm

Sơ cứu khi hít phải NH 3

- Chuyển nạn nhân khỏi khu vực bị ô nhiễm (trong khi phải chú

ý bảo vệ cho mình), hô hấp nhân tạo hoặc nếu có điều kiện thì cho thở oxy Giữ nạn nhân nằm ấm và yên tĩnh Lưu ý các vết thương ở phổi có thể còn tiến triển sau 18-24 giờ Nếu nạn nhân bị ngất cần xoa bóp lồng ngực và nhanh chóng đưa nạn nhân đến trạm y tế hoặc bệnh viện để cứu chữa

II.Công nghệ sản xuất NH 3

An toàn cho nhà máy tồn trữ NH3 – Xử lí tình

huống nguy hiểm

Sơ cứu các tại nạn ở mắt do tiếp xúc với NH 3

- Chuyển nạn nhân khỏi nguồn ô nhiễm và nhanh chóng rửa mắt bằng nước sạch hoặc vòi sen Nhanh chóng nhưng nhẹ nhàng lau sạch các vết hóa chất Tiếp tục rửa mắt (có thể cả 2 mắt) bằng dòng nước chảy nhẹ 15 phút hoặc lâu hơn và đưa đẩy tròng mắt về các phía cho sạch Nhanh chóng đưa nạn nhân đến trạm y tế hoặc bệnh viện để cứu chữa

II.Công nghệ sản xuất NH 3

An toàn cho nhà máy tồn trữ NH3 – Xử lí tình

huống nguy hiểm

Sơ cứu các tai nạn do da tiếp xúc với NH 3

- Dùng nước để xử lý quần áo, găng tay, ủng dính amoniac Không chà xát hoặc dùng thuốc mỡ bôi lên vết thương trên da Chuyển nạn nhân khỏi vùng bị ô nhiễm và nhanh chóng tắm rửa nạn nhân bằng nước sạch hoặc vòi sen (chú ý bảo vệ mắt) Rửa khoảng 1 giờ hoặc hơn Sau đó cần đưa nạn nhân đến trạm

y tế hoặc bệnh viện để cứu chữa

II.Công nghệ sản xuất NH 3

An toàn cho nhà máy tồn trữ NH3 – Xử lí tình

huống nguy hiểm

Sơ cứu khi uống hoặc nuốt phải NH 3

- Nới lỏng cà vạt, khăn, cổ áo nạn nhân và cho nạn nhân súc miệng nhiều lần bằng nước lạnh và nhổ đi Tiếp tục cho nạn nhân uống 1-2 chén sữa Không gây nôn và không cho nạn nhân uống các loại dầu với mục đích trung hòa axit, không cho nạn nhân uống natri cacbonat hoặc các loại nước giải khát có

ga Nếu nạn nhân nôn thì phải để đầu thấp hơn chân để tránh vật nôn lọt vào phổi Sau đó cần đưa nạn nhân đến trạm y tế hoặc bệnh viện để cứu chữa

CÔNG NGHỆ SẢN

XUẤT URE

III.Công nghệ sản xuất Ure

Công nghệ Starmicarbon

Pool Condenser Process

Pool Reactor Process

III.Công nghệ sản xuất Ure

Công nghệ Starmicarbon – Pool Condenser Process

III.Công nghệ sản xuất Ure

Công nghệ Starmicarbon – Pool Condenser Process

Pool Condenser Process

III.Công nghệ sản xuất Ure

Công nghệ Starmicarbon – Pool Condenser Process

Độ chuyển hóa NH3 và CO2 cao

Hạn chế lượng NH3 và CO2 dư

Không cần công đoạn hoàn lưu NH3 và CO2

III.Công nghệ sản xuất Ure

Công nghệ Starmicarbon – Pool Reactor Process

III.Công nghệ sản xuất Ure

Công nghệ Starmicarbon – Pool Reactor Process

Pool Reactor Process

III.Công nghệ sản xuất Ure

Công nghệ Starmicarbon – Pool Reactor Process

Bể ngưng tụ và bể phản ứng được gom thành một

• Tăng thời gian lưu

• Thiết bị gọn hơn.

• Không cần Ejector

III.Công nghệ sản xuất Ure

Công nghệ Starmicarbon

Ưu điểm chung của Công nghệ Stamicarbon

 Chi phí đầu tư thấp hơn

 Thuận lợi khi vận hành

 Giảm chiều cao thiết bị

 Cải tiến quá trình truyền nhiệt

III.Công nghệ sản xuất Ure

Công nghệ Snamprogetti

Gồm 6 bộ phận:

• Tổng hợp và thu hồi cao áp (160 bar)

• Thu hồi và làm sạch trung áp (17 bar)

• Thu hồi và làm sạch thấp áp (3.5 bar)

• Cô đặc áp suất chân không (0.3 và 0.03 bar)

• Xử lý ngưng tụ

• Tạo hạt

III.Công nghệ sản xuất Ure

Công nghệ Snamprogetti

Ưu điểm :

• Yêu cầu năng lượng thấp

• Chi phí đầu tư và vận hành thấp

• Hoạt động ổn định

• Ít gây ô nhiễm

• .

Nhà máy đạm Phú Mỹ

III.Công nghệ sản xuất Ure

Cảm ơn các bạn đã chú ý lắng nghe