báo cáo thực tập nhà máy etanol dung quất

MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1 1.1. Giới thiệu về Nhà máy BioEthanol Dung Quất và Công ty Cổ phần Nhiên liệu Sinh học Dầu khí Miền Trung (BSRBF) 1 1.2. Các khu vực trong nhà máy 2 1.3. Sơ đồ tổ chức công ty CP Nhiên liệu Sinh học Dầu khí Miền trung 4 CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 5 2.1. Quá trình chuẩn bị nguyên liệu 5 2.1.1. Phân xưởng thu nhận và tồn trữ sắn lát 5 2.1.2. Phân xưởng nghiền sắn lát 5 2.2. Quá trình sản xuất Etanol 6 2.2.1. Chuẩn bị dịch sắn và tách cát 6 2.2.2. Phân xưởng dịch hóa và nấu 8 2.2.3. Phân xưởng lên men 9 2.2.4. Phân xưởng chưng cất 11 2.2.5. Làm khan cồn và tách acid 12 2.3. Quá trình phụ 14 2.3.1. Phân xưởng thu hồi và sản xuất CO2 14 2.3.2. Phân xưởng lắng, sấy và tồn chứa DDFS 15 2.3.3. Phân xưởng thu hồi methane và xử lý nước thải 16 2.3.4. Tồn trữ, làm biến tính sản phẩm và xuất sản phẩm 17 CHƯƠNG 3: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ 20 3.1. Thiết bị tĩnh 20 3.1.1. Tháp thô và tháp tinh 20 3.1.2. Thiết bị tách nước 21 3.1.3. Thiết bị trao đổi nhiệt 21 3.1.4. Thiết bị Hydrocyclone 22 3.1.5. Hệ thống bồn bể 22 3.2. Thiết bị quay 23 3.2.1. Bơm 23 3.2.2. Máy nghiền: máy nghiền dạng búa. 24 3.3. Điều khiển quá trình 25 3.3.1 Van 25 3.3.2. Thiết bị đo lường 25 3.4. Hệ thống tồn trữ và vận chuyển 25 3.4.1. Hệ thống tồn trữ và vận chuyển nguyên liệu 25 3.4.2. Hệ thống tồn trữ và vận chuyển sản phẩm 25 3.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm 26 3.5.1. Các yếu tố chủ quan: do lỗi vận hành của người vận hành 26 3.5.2. Các yếu tố khách quan: do sự cố kĩ thuật 26 3.5.3. Cách khắc phục 26 CHƯƠNG 4: TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM 27 4.1. ETANOL nhiên liệu biến tính – yêu cầu kĩ thuât 27 4.1.1. Phạm vi áp dụng 27 4.1.2. Thuật ngữ, định nghĩa và từ viết tắt 27 4.1.3. Tài liệu viện dẫn 27 4.1.4. Phương pháp thử 27 4.1.5. Yêu cầu kĩ thuật 28 4.1.6. Xử lý kết quả thí nghiệm 28 4.1.7. Đóng rót, ghi nhãn, vận chuyển, bảo quản 28 4.2. CO2 thương phẩm – yêu cầu kĩ thuật 30 4.2.1. Phạm vi áp dụng 30 4.2.2. Thuật ngữ, định nghĩa, từ viết tắt 30 4.2.3. Tài liệu viện dẫn 30 4.2.4. Phương pháp thử 31 4.2.5. Yêu cầu kỹ thuật 31 4.2.6. Xử lý kết quả thử nghiệm 31 4.2.7. Vận chuyển và bảo quản 31 4.3. DDFS chất độn thức ăn gia súc – yêu cầu kĩ thuật 31 4.3.1. Phạm vi áp dụng 31 4.3.2. Thuật ngữ, định nghĩa và từ viết tắt 32 4.3.3. Tài liệu viện dẫn 32 4.3.4. Yêu cầu kỹ thuật 32 4.3.5. Phương pháp thử 32 4.3.6. Xử lý kết quả thử nghiệm 33 4.3.7. Bảo quản và vận chuyển 33 4.4. SẮN LÁT – yêu cầu kĩ thuật 33 4.4.1. Phạm vi áp dụng 33 4.4.2. Thuật ngữ, định nghĩa và từ viết tắt 33 4.4.3. Tài liệu viện dẫn 34 4.4.4. Yêu cầu kĩ thuật 34 4.4.5. Phương pháp thử 34 4.4.6. Phương pháp thử 35 4.4.7. Xử lý kết quả thử nghiệm 35 4.4.8. Bao gói, ghi nhãn, vận chuyển, bảo quản 35 CHƯƠNG 5: AN TOÀN LAO ĐỘNG 37 5.1. Trang bị bảo hộ cá nhân 37 5.2. Các biện pháp bảo vệ sức khỏe 37 5.2.1. Ký kết hợp đồng lao động 37 5.2.2. Tổ chức y tế cộng đồng 38 5.2.3. An toàn lao động 38 5.3. Công tác phòng ngừa và ứng phó sự cố 39 5.3.1. Mục đích của phòng ngừa và ứng phó sự cố 39 5.3.2. Ưu tiên trong trường hợp xảy ra sự cố 39 5.3.3. Biện pháp, quy trình phòng ngừa và chuẩn bị cho việc ứng phó sự cố 39 PHỤ LỤC 40

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG TY CP NHIÊN LIỆU SINH HỌC

DẦU KHÍ MIỀN TRUNG

Giảng viên hướng dẫn: ThS PHẠM HOÀNG ÁI LỆ

Sinh viên thực hiện: VŨ MINH CẢNH

MSSV: 10054821

Lớp: ĐHHD6

Khoá: 2010-2014

Tp Hồ Chí Minh, tháng 2 năm 2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

BÁO CÁO THỰC TẬP CÔNG TY CP NHIÊN LIỆU SINH HỌC

DẦU KHÍ MIỀN TRUNG

Giảng viên hướng dẫn: ThS PHẠM HOÀNG ÁI LỆ

Sinh viên thực hiện: VŨ MINH CẢNH

MSSV: 10054821

Lớp: ĐHHD6

Khoá: 2010-2014

Tp Hồ Chí Minh, tháng 2 năm 2014

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, em xin gửi lời cám ơn chân thành tới Ban lãnh đạo Công ty Cổ phần Nhiên liệu Sinh học Dầu khí Miền trung và Thầy Nguyễn Mạnh Huấn (Trưởng Bộ môn Công nghệ hóa dầu, Khoa Công nghệ Hóa học, trường Đại học Công nghiệp TP.HCM) đã tạo điều kiện thuận lợi nhất cho em hoàn thành tốt kì thực tập tốt nghiệp

Trong thời gian thực tập tại Công ty, chúng em nhận được sự hướng dẫn tận tình của Cô Phạm Hoàng Ái Lệ và các anh chị trong phòng Kĩ thuật, phân xưởng Nhà máy chính, phân xưởng Phụ trợ, phân xưởng Xử lý nước thải, đặc biệt là anh

Đỗ Văn Cường (phòng TCHC), chị Lê Mai Phương (phòng Kĩ thuật) và anh Nguyễn Cao Cường (phân xưởng Nhà máy chính) đã giúp em có cơ hội tiếp cận, để

có thể nắm chắc và hiểu rõ về dây chuyền công nghệ sản xuất của nhà máy, cấu tạo nguyên lý hoạt động và cách vận hành của các thiết bị trong nhà máy Giúp em được hiểu rõ hơn và vận dụng những kiến thức đã học vào trong vận hành thực tế, đây có thể là những kiến thức, những kinh nghiệm thực tế quan trọng cho em sau này khi ra trường xin việc làm Em rất cám ơn thầy và các anh chị rất nhiều

Em xin gửi lời chúc tốt đẹp nhất tới quý Công ty, chúc Công ty ngày càng phát triển và gặt hái được nhiều thành công trên thị trường Đồng thời, chúng em cũng xin gửi lời chúc tới các thầy cô, các anh chị, chúc tất cả mọi người luôn vui vẻ, hạnh phúc, và ngày càng gặt hái thành công trên con đường sự nghiệp của mình

TP Hồ Chí Minh, ngày 16 tháng 1 năm 2014

Sinh viên thực hiện

Vũ Minh Cảnh

NHẬN XÉT CỦA CƠ QUAN THỰC TẬP

Tên cơ quan thực tập:

Nhận xét:

Đánh giá:

, ngày … tháng … năm 2014 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Phần đánh giá:

• Ý thức thực hiện:

• Nội dung thực hiện:

• Hình thức trình bày:

• Tổng hợp kết quả:

Điểm bằng số: Điểm bằng chữ:

TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2014

Giáo viên hướng dẫn

(Ký ghi họ và tên)

LỜI NÓI ĐẦU

Với những hành trang kiến thức thu thập trong quá trình học tập và rèn luyện tại trường sẽ không đủ nếu không có quá trình thực tập thực tế tại các nhà máy xí nghiệp Trong quá trình thực tập, sinh viên sẽ vận dụng những kiến thức đã học vào những gì đang diễn ra tại nhà máy, và qua quá trình tìm hiểu tại nhà máy sẽ giúp sinh viên tiếp thu những kiến thức khác mà ở nhà trường không có điều kiện giảng dạy

Đới với những sinh viên năm cuối như chúng em, thực tập sẽ giúp ít một phần vào quá trình tìm kiếm việc làm trong tương lai, cũng như định hướng lại chính ngành nghề mà mình đã chọn Kết quả của quá trình thực tập tại các nhà máy xí nghiệp sẽ đánh giá chính năng lực tiếp thu của người sinh viên trong suốt thời gian học tập ở trường

Trong quá trình thực tập tại Công ty cổ phần Nhiên liệu Sinh học Dầu khí Miền trung, luôn lắng nghe các anh các chị kỹ sư vận hành tại Nhà máy để tích góp kinh nghiệm trong quá trình lao động, và luôn luôn tuân thủ các nguyên tắc an toàn lao động

Cuốn báo cáo thực tập tốt nghiệp này chính là công sức tích góp tất cả các tài liệu và những ghi nhận từ thực tế thực tập tại Nhà máy về quá trình hoạt động của Nhà máy

SINH VIÊN THỰC TẬP

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU iv

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1

Tên đăng ký: Công ty Cổ phần Nhiên liệu Sinh học Dầu khí MiềnTrung 1

Tên viết tắt : BSR-BF 1

Vốn điều lệ : 45.000.000.000 VNĐ (9/2008); 450.000.000.000 (2011) 1

Địa chỉ: Khu Công nghiệp phía Đông, Khu Kinh tế Dung Quất, xã Bình Thuận, huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi 1

Người đại diện: Ông Đặng Vĩnh Nghi Chức vụ: Chủ tịch HĐQT 1

Điện thoại: 055.3614666 .1

Website : www.pcb.com.vn 1

Sản phẩm: sản xuất Etanol làm nhiên liệu, chất độn gia súc DDFS, CO2 1

Chủ đầu tư của dự án là Công ty Cổ phần Nhiên liệu sinh học Dầu khí Miền Trung (BSR-BF), được hình thành dưới sự góp vốn của Tổng Công ty Lọc Hóa dầu Bình Sơn (BSR) 61%, Tổng Công ty Dầu Việt Nam (PV OIL) 25%, Tổng Công ty Dịch vụ Tổng hợp Dầu khí (Petrosetco) 14% .1

Nhà máy sử dụng công nghệ của Allied Process Technologies Inc (APTI) (trước đây là công ty Delta-T) .2

Nhà máy được khởi công xây dựng từ tháng 10/2009, chính thức đi vào sản xuất từ tháng 02/2012 .2

Nhà thầu chịu trách nhiệm xây dựng chính là liên doanh nhà thầu PTSC Quảng Ngãi và công ty Alfa Laval Ấn Độ (ALIL) 2

.3

Hình 1.1 Sơ đồ tổ chức công ty CP Nhiên liệu Sinh học Dầu khí Miền trung .3

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 6

CHƯƠNG 5: AN TOÀN LAO ĐỘNG 38

PHỤ LỤC 40

DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Phân bố kích thước sau nghiền 6

Bảng 2.2 Thông số các bồn chứa tại khu vực tồn trữ và biến tính ethanol 20

Bảng 4.1 Chỉ tiêu chất lượng của Etanol nhiên liệu biến tính 29

Bảng 6.2 Chỉ tiêu chất lượng của CO2 thương phẩm 32

Bảng 6.3 Chỉ tiêu chất lượng của Chất độn thức ăn gia súc 33

Bảng 6.4 Chỉ tiêu chất lượng của sắn lát 35

Bảng 7.1 Danh mục các trang bị bảo hộ lao động 38

Bảng 7.2 Một số ký hiệu chất thải nguy hại 40

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Toàn cảnh Nhà máy Bio-Ethanol Dung Quất 1

Hình 1.2 Mặt bằng tổng thể của Nhà máy Bio-Ethanol Dung Quất 3

Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ tổng quát của Khu vực nhà máy chính 7

Hình 2.2 Sơ đồ công nghệ của phân xưởng chuẩn bị dịch sắn và tách cát 8

Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ của phân xưởng dịch hóa và nấu 9

Hình 2.4 Sơ đồ công nghệ của phân xưởng lên men 11

Hình 2.5 Sơ đồ công nghệ của phân xưởng chưng cất 12

Hình 2.6 Sơ đồ công nghệ của phân xưởng làm khan cồn 14

Hình 2.7 Sơ đồ công nghệ phân xưởng thu hồi CO2 15

Hình 2.8 Quy trình xử lý nước thải 17

Hình 2.9 Sơ đồ công nghệ quá trình pha trộn chất biến tính vào ethanol 19

Hình 3.1 Hệ thống tháp chưng cất 21

Hình 3.2 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm 22

Hình 3.3 Hệ thống hydrocyclone 23

Hình 3.4 Bồn chứa trung gian 24

Hình 3.5 Bơm 25

Hình 3.6 Máy nghiền sắn 25

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG

Hình 1.1 Toàn cảnh Nhà máy Bio-Ethanol Dung Quất

1.1 Tổng quan về Công ty Cổ phần Nhiên liệu Sinh học Dầu khí Miền Trung (BSR-BF)

− Tên đăng ký: Công ty Cổ phần Nhiên liệu Sinh học Dầu khí MiềnTrung

− Sản phẩm: sản xuất Etanol làm nhiên liệu, chất độn gia súc DDFS, CO2

− Chủ đầu tư của dự án là Công ty Cổ phần Nhiên liệu sinh học Dầu khí Miền Trung (BSR-BF), được hình thành dưới sự góp vốn của Tổng Công ty Lọc Hóa dầu

Bình Sơn (BSR) 61%, Tổng Công ty Dầu Việt Nam (PV OIL) 25%, Tổng Công ty Dịch vụ Tổng hợp Dầu khí (Petrosetco) 14%

− Nhà máy sử dụng công nghệ của Allied Process Technologies Inc (APTI) (trước đây là công ty Delta-T)

− Nhà máy được khởi công xây dựng từ tháng 10/2009, chính thức đi vào sản xuất từ tháng 02/2012

− Nhà thầu chịu trách nhiệm xây dựng chính là liên doanh nhà thầu PTSC Quảng Ngãi và công ty Alfa Laval Ấn Độ (ALIL)

Hình 1.1 Sơ đồ tổ chức công ty CP Nhiên liệu Sinh học Dầu khí Miền trung

1.2 Các khu vực trong nhà máy

Mặt bằng tổng thể của nhà máy được chia làm 3 khu vực chức năng bao gồm khu vực nhà máy chính, khu vực phụ trợ và khu vực ngoại vi, được thể hiện chi tiết

trong Hình 1.2 theo sau:

Hình 1.2 Mặt bằng tổng thể của Nhà máy Bio-Ethanol Dung Quất

Các khu vực chức năng của nhà máy bao gồm:

- Khu vực nhà máy chính bao gồm:

 Phân xưởng chuẩn bị dịch sắn và tách cát (Unit 1100);

 Phân xưởng hồ hóa và nấu dịch sắn(Unit 2200);

 Phân xưởng lên men (Unit 3100);

 Phân xưởng chưng cất (Unit 4100);

 Phân xưởng làm khan cồn (Unit 4300)

- Khu vực phụ trợ bao gồm:

 Phân xưởng cung cấp và phân phối nước (Unit 7300);

 Phân xưởng sản xuất nước làm lạnh (Unit 8200);

 Phân xưởng sản xuất nước làm mát (Unit 7100);

 Phân xưởng sản xuất hơi nước và ngưng tụ condensate (Unit 7200);

 Hệ thống khí nén (Unit 7500)

- Khu vực ngoại vi bao gồm:

 Phân xưởng thu nhận và tồn trữ sắn lát (Unit 8500);

 Phân xưởng nghiền sắn lát (Unit 8500);

 Khu vực tồn chứa ethanol (Unit 6100);

 Khu vực nhập và tồn chứa chất biến tính (Unit 6100);

 Khu vực trạm xuất ethanol bằng xe bồn (Unit 6100);

 Khu vực thu hồi và xuất CO2 (Unit 8600);

 Khu vực lắng, sấy và tồn chứa DDFS (Unit 8300);

 Khu vực tồn chứa hóa chất (Unit 9000);

 Khu vực thu hồi methane và xử lý nước thải (Unit 8700);

 Khu vực thoát nước và tập trung chất thải

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 2.1 Quá trình chuẩn bị nguyên liệu

2.1.1 Phân xưởng thu nhận và tồn trữ sắn lát

Nguyên liệu sắn lát có đường kính từ 30-70 mm và bề dày từ 20-30 mm Xe tải chở sắn lát được cân và thử mẫu tại hiện trường Nếu chất lượng sắn lát đáp ứng,

xe tải sẽ dỡ sắn lát tại hệ thống thu nhận nguyên liệu Thời gian kiểm tra chất lượng đối với mỗi mẫu khoảng 30 phút, do vậy khu vực đậu xe cần đáp ứng cho 3-4 xe tải

Hệ thống có mái che và bao gồm phểu tiếp nhận nguyên liệu và hệ thống băng tải

để vận chuyển sắn lát đến khu vực làm sạch và bẻ gãy sơ bộ Hệ thống nhập nguyên liệu và băng tải được thiết kế với 150% công suất

Từ đây, sắn lát được đưa đến khu vực rửa hoặc tới kho chứa nguyên liệu Từ kho chứa nguyên liệu, sắn lát được đưa tới hệ thống làm sạch để loại bỏ các tạp chất như cát, đá, kim loại,…, sau đó đến hệ thống nghiền

2.1.2 Phân xưởng nghiền sắn lát

Bảng 2.1 Phân bố kích thước sau nghiền

Phân xưởng nghiền được xây dựng với cấu trúc khép kín để tránh nhiễm bẩn

và khống chế tiếng ồn Dòng nguyên liệu đến khu vực nghiền theo hường từ cao đến thấp nhờ vào trọng lực Sắn lát đã được làm sạch sơ bộ các tạp chất, được cấp vào thiết bị bẻ gãy sơ bộ để giảm kích thước nguyên liệu Hệ thống bẻ gãy sơ bộ sắn lát được thiết kế 150% so với công suất bình thường Quá trình làm sạch được thực hiện bằng nam châm và sàng để loại bỏ các tạp chất Sắn lát đã làm sạch được cấp vào phểu nhập liệu của máy nghiền búa hay máy nghiền trục hoặc cả hai Cả hai thiết bị nghiền đều cho phân bố kích thước bột sắn được đưa ra ở bảng trên

Công suất hoạt động trung bình của phân xưởng nghiền sắn lát là 31.5 tấn sắn lát/giờ

2.2 Quá trình sản xuất Etanol

Khu vực nhà máy chính sản xuất Etanol sử dụng công nghệ của APTI (Mỹ) với đặc điểm chính là công nghệ lên men gián đoạn và chưng cất đa áp suất

Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ tổng quát của Khu vực nhà máy chính

Khu vực nhà máy chính của Nhà máy Bio-Ethanol Dung Quất bao gồm các cụm phân xưởng sau:

 Unit 1100 : Phân xưởng chuẩn bị dịch sắn và tách cát;

 Unit 2200 : Phân xưởng hồ hóa và nấu;

 Unit 3100 : Phân xưởng lên men;

 Unit 4100 : Phân xưởng chưng cất;

 Unit 4300 : Phân xưởng làm khan cồn

2.2.1 Chuẩn bị dịch sắn và tách cát

Mục đích của phân xưởng chuẩn bị dịch sắn và tách cát là chuẩn bị dịch sắn và tách cát và các tạp chất ra khỏi dịch sắn nhờ phương pháp trọng lực, dùng hệ thống hydrocyclone 03 cấp

Các thiết bị chính của phân xưởng chuẩn bị dịch sắn và tách cát:

Bột sắn từ phân xưởng nghiền được đưa đến Bể phối trộn dịch sắn TK-1101 với công suất 31,500 kg/giờ (max 36,220 kg/giờ) nhờ vít tải Bể phối trộn dịch sắn TK-1101 được sử dụng để phối trộn bột sắn với dòng process water, dòng thin slop

và condensate Bể phối trộn dịch sắn có hệ thống cánh khuấy Sau đó, dòng dịch sắn được đưa đến hệ thống hydrocyclone cấp 1 (CY-1106A/B/C/D/E/F) nhờ bơm PC-1101A/B để tách cát Dịch sắn đã tách cát, chảy tràn từ hydrocyclone cấp 1 được đưa về bể chứa TK-1104 trước khi đưa đến công đoạn hồ hóa bằng bơm PC-1104A/B

Dòng dịch sắn chứa cát từ đáy hệ thống hydrocyclone cấp 1 tiếp tục được đưa đến hệ thống hydrocyclone cấp 2 (CY-1107A/B), hydrocyclone cấp 3 (CY-1108) để tách cát Dịch sắn chảy tràn từ hệ thống hydrocyclone cấp 2 và cấp 3 được hồi lưu

về bể TK-1101

2.2.2 Phân xưởng dịch hóa và nấu

Mục đích của phân xưởng dịch hóa và nấu nhằm bẻ gãy các mạch tinh bột lớn thành các mạch tinh bột nhỏ hơn (dextrin) trước khi đến phân xưởng lên men

Các thiết bị chính của phân xưởng dịch hóa và nấu bao gồm:

Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ của phân xưởng dịch hóa và nấu

Dịch sắn từ phân xưởng chuẩn bị dịch sắn và tách cát được phối trộn với dòng condensate có nhiệt độ 107oC, ammonia và enzyme alpha-amylase tại bể phối trộn dịch TK-2101 để tạo dịch cháo Bể phối trộn dịch TK-2101 được duy trì ở nhiệt độ

82oC Ammonia được bổ sung vào dịch tinh bột để điều chỉnh độ pH và cung cấp nguồn nitrogen cho quá trình nuôi dưỡng nấm men

Dịch cháo được bơm vào bể dịch hóa TK-2201, nơi tinh bột được thủy phân thành dextrin nhờ hoạt động của enzyme alpha-amylase Sau đó, dịch cháo được gia nhiệt bằng hơi nước trong thiết bị trao đổi nhiệt để chuyển hóa tinh bột và khử trùng một phần dịch cháo Dịch cháo được giữ trong thời gian 15 phút trong 3 thiết bị nấu dạng ống VS-2201/2202/2203 Sau quá trình nấu, dịch cháo có nhiệt độ 110oC được tận dụng để gia nhiệt cho dòng beer đến phân xưởng chưng cất nhờ thiết bị trao đổi nhiệt E-2301/2302, sau đó được làm mát xuống nhiệt độ 33.3oC nhờ thiết bị trao đổi nhiệt E-2303 trước khi được cấp vào bể lên men TK-3104/3105/3106/3107

2.2.3 Phân xưởng lên men

Mục đích của phân xưởng lên men nhằm để lên men tinh bột thành ethanol bằng công nghệ đường hóa và lên men đồng thời

Các thiết bị chính của phân xưởng lên men bao gồm:

- Bể nhân giống nấm men TK-3102;

- Bể lên men TL-3104/3105/3106/3107;

- Bể chứa giấm chín TK-3108

Điều kiện vận hành của phân xưởng lên men:

- Quá trình lên men gián đoạn;

- Đường hóa và lên men đồng thời;

- Hiệu suất lên men: 94%;

- Nhiệt độ lên men: 33.3oC;

- pH: 4.8;

- Áp suất lên men: 1.0314 bar;

- Thời gian lên men: 52 giờ/mẻ (bể)

Hình 2.4 Sơ đồ công nghệ của phân xưởng lên men

Quá trình lên men được thực hiện trong hệ thống gồm 6 bể, thực hiện quá trình lên men gián đoạn ở nhiệt độ 32-33oC Bể chứa TK-3102 được sử dụng để nhân giống nấm men, nơi nấm men phát triển nhanh với việc bổ sung một lượng nhỏ không khí Bể nhân giống nấm men được lắp đặt một bơm tuần hoàn PC-3102, thiết bị làm mát E-3102, và hệ thống cánh khuấy AG-3102 trên đỉnh bể

Phương trình tổng quát của quá trình lên men bao gồm:

(C6H10O5)n + nH2O  nC6H12O6

C6H12O6  2C2H5OH + 2CO2

Bản chất của quá trình lên men là quá trình sinh nhiệt, một lượng lớn nhiệt được tạo ra gây ức chế quá trình lên men, do vậy dịch lên men cần được làm mát bằng thiết bị trao đổi nhiệt bên ngoài bể

Sau quá trình lên men, hỗn hợp sản phẩm được gọi là giấm chín được bơm vào bể chứa giấm chín TK-3108, sau đó được cấp liên tục cho phân xưởng chưng cất Để tận dụng năng lượng, giấm chín được tiền gia nhiệt trong thiết bị trao đổi nhiệt E-2301/E2302 bằng dòng dịch cháo sau khi nấu

Carbon dioxide được sản xuất trong suốt quá trình lên men, được tập hợp và đưa đến tháp rửa CO2 C-3201

2.2.4 Phân xưởng chưng cất

Mục đích của phân xưởng chưng cất là phân tách ethanol ra khỏi giấm chín (dịch sau lên men) và nâng nồng độ ethanol trong sản phẩm lên 95%tt

Phân xưởng chưng cất được thiết kế theo tiêu chí sử dụng năng lượng tiết kiệm nhất Các thiết bị chính của phân xưởng chưng cất bao gồm:

- 02 tháp cất thô, mỗi tháp có 20 đĩa: 01 tháp C-4101 hoạt động ở áp suất thường (tháp thô 1), 01 tháp C-4102 hoạt động ở áp suất chân không (tháp thô 2);

- 01 tháp cất tinh C-4201 có 59 đĩa hoạt động ở áp suất dư (tháp tinh)

Điều kiện vận hành của phân xưởng chưng cất:

Thông số Tháp thô 1 Tháp thô 2 Tháp tinh

Áp suất (bar) 0.97 0.21 3.4

Nhiệt độ (oC) 89.5 53.7 112.3

Hình 2.5 Sơ đồ công nghệ của phân xưởng chưng cất

Giấm chín trước khi vào tháp thô được gia nhiệt sơ bộ ở chuổi thiết bị thu hồi nhiệt Nhiệt độ giấm chín đi vào tháp thô 1 đạt khoảng 88oC và nhiệt độ giấm chín

đi vào tháp thô 2 đạt khoảng 75oC

Trong tháp cất thô, cồn được tách ra khỏi giấm chín qua các khay của tháp, được thiết kế chống cáu cặn có trong dịch bia bám trên bề mặt Sản phẩm đáy của các tháp thô là dịch hèm được thu gom về Stillage Tank để chuẩn bị cho quá trình lắng gạn và sản suất DDFS

Hỗn hợp ethanol - nước thoát từ đỉnh các tháp thô được ngưng tụ và đưa vào phần giữa tháp tinh Sản phẩm đáy của tháp tinh chủ yếu là nước được đưa về thùng hòa bột Hơi ethanol thoát ra ở đỉnh tháp cất tinh có nồng độ khoảng 95% tt (ethanol bán luyện) được ngưng tụ và cấp vào hệ thống tách nước bằng rây phân tử

Năng lượng cung cấp cho các tháp được cung cấp bởi các bộ gia nhiệt lắp ở đáy tháp Tác nhân gia nhiệt của tháp cất thô 2 là hơi bốc từ đỉnh tháp cất thô 1 Tác nhân gia nhiệt của tháp cất thô 1 là hơi bốc từ đỉnh tháp tinh Tác nhân gia nhiệt cho tháp cất tinh là hơi bão hòa từ phân xưởng lò hơi-phát điện.

2.2.5 Làm khan cồn và tách acid

Công đoạn cuối cùng để sản xuất ethanol nhiên liệu là tách nước ra khỏi ethanol bán luyện bằng quy trình lọc rây phân tử Hệ thống rây phân tử làm việc theo nguyên tắc hấp phụ trong các pha hơi Động lực cho quá trình hấp phụ và giải hấp phụ là sự chênh lệch áp suất

Một số điều kiện vận hành của phân xưởng làm khan:

- Thời gian: 5 phút/chu kỳ

Trước khi cấp vào tháp rây phân tử, ethanol bán luyện được gia nhiệt đến nhiệt độ quá nhiệt để hóa hơi hoàn toàn, tác nhân gia nhiệt là hơi bão hòa Sau đó, hơi ethanol được đưa từ đỉnh tháp xuống đáy tháp Khi đi qua lớp vật liệu Zeolites 3A, nước sẽ bị giữ lại, còn hơi ethanol sẽ thoát ra ở đáy tháp

Hình 2.6 Sơ đồ công nghệ của phân xưởng làm khan cồn

Ethanol sau khi được tách nước đi ra từ đáy rây phân tử được tách ra làm hai dòng:

- Dòng thứ nhất được ngưng tụ rồi đi vào cột tách acid để tách CO2 và acid carbonic còn lẫn nên làm cho sản phẩm ở giai đoạn này có tính acid Cột tách acid hoạt động ở áp suất chân không

- Dòng ethanol đã được tách nước thứ hai được đưa vào tháp rây phân tử trong giai đoạn tái sinh để giải hấp phụ cho tháp này Tháp tái sinh làm việc ở áp suất thấp hơn so với tháp tách nước Ethanol có lẫn nước được tách ra từ quy trình tái sinh được ngưng tụ và sẽ được đưa trở lại tháp cất tinh

Sản phẩm sau quá trình làm khan nếu không đạt chất lượng cũng được đưa trở

về tháp tinh để chưng cất lại

2.3 Quá trình phụ

2.3.1 Phân xưởng thu hồi và sản xuất CO2

Tổng lượng CO2 sinh ra từ các phân xưởng của nhà máy là 11,512 kg/h Trong

đó chỉ có 2,551 kg/h được thu hồi tạo để tạo ra CO2 thành phẩm ở dạng lỏng, còn lại thoát ra môi trường

Sơ đồ công nghệ phân xưởng thu hồi CO2 đượ thể hiện trong Hình 2.7

Hình 2.7 Sơ đồ công nghệ phân xưởng thu hồi CO 2

Đầu tiên, CO2 được dẫn lần lượt qua cột rửa bằng KMnO4, cột rửa bằng nước lạnh Các dịch rửa được bơm tuần hoàn và được phun vào cột Mục đích của việc rửa là để loại bỏ bụi và các phần tử dễ tan trong nước có trong dòng CO2 thô CO2

sau khi rửa được đưa qua các bình điều hòa để ổn định áp suất cho các bình lên men Tại đây có các valve xả trong trường hợp áp suất vượt ngưỡng cho phép và bộ phận cảm biến phát tín hiệu tắt máy nén trong trường hợp áp suất CO2 trong bình lên men giảm thấp

CO2 được nén đến áp suất 17 kg/cm2 bằng máy nén không dầu Khí sau khi nén được đưa qua thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống chùm làm mát bằng nước, ở đó nhiệt độ của khí CO2 được giảm xuống tới nhiệt độ của môi trường