Báo cáo thực tập tốt nghiệp cụm chân không xưởng URE nhà máy đạm phú mỹ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP CỤM CHÂN KHÔNG Xưởng URE Nhà máy Đạm Phú Mỹ Trình độ đào tạo: Cao Đằng Hệ đào tạo: Chính quy Ngành: Công nghệ kỹ thật hóa học Chuyên ngành: Hóa dầu Khoá học: 2010-2013 Đơn vị thực tập: Nhà máy đạm phú mỹ Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Quốc Hải Sinh viên thực hiện:Nguyễn Thế Tân …Vũng tàu,… ngày…..tháng…..năm 1 Lời cảm ơn Trong quá trình học tập tại trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu em đã được các thầy cô giáo trong trường đã nhiệt tình giảng dạy, nhờ đó em đã được trang bị những kiến thức cơ bản.Trong quá trình em tham gia thực tập tại nhà máy Đạm Phú Mỹ em đã được tìm hiểu được sâu sắc hơn những vấn đề hóa học em đã học, em đã được tiếp thu những kiến thức thực tế, cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của các cán bộ công nhân viên nhà máy Đạm Phú Mỹ và thầy Nguyễn Quốc Hải đã giúp đỡ em hoàn thiện bài báo cáo này Em xin chân thành cám ơn ! 2 NHẬN XÉT CỦA ĐƠN VỊ THỰC TẬP . ................................................................................................................................. . ................................................................................................................................. . ................................................................................................................................. . ................................................................................................................................. . ................................................................................................................................. . ................................................................................................................................. . ................................................................................................................................. . ................................................................................................................................. . ................................................................................................................................. . ................................................................................................................................. . ................................................................................................................................. . ................................................................................................................................. . ................................................................................................................................. . ................................................................................................................................. ………., ngày…….. tháng ……năm 20… 3 ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN 1. Thái độ tác phong khi tham gia thực tập ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. 2. Kiến thức chuyên môn ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. 3. Nhận thức thực tế ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. 4. Đánh giá kết quả thực tế ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. 5. Đánh giá kết quả thực tập ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. Giảng viên hướng dẫn 4 Danh Mục Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ nhà máy ........................................................ Trang 12 Hình 2.1 Xưởng phụ trợ ........................................................................... Trang 12 Hình 3.1 Xưởng amoniac ......................................................................... Trang 13 Hình 4.1 Sơ đồ công nghệ ammoniac ...................................................... Trang 13 Hình 5.1 Xưởng Ure ................................................................................. Trang 14 Hình 1.3 Cấu tạo 20-Z-2015 và 20-V-2015 ............................................. Trang 33 Bảng 1.1 Bảng chỉ tiêu kỹ thuật khí ......................................................... Trang 15 Bảng 1.2 Bảng thành phần đặc tính của ure ............................................. Trang 18 Ký hiệu từ viết tắt PVFCCo : Tổng công ty phân bón và hóa chất dầu khí GPP = Gas Processing Plant – trường hợp bình thường AMF = Absolute minimum facilities - trường hợp không bình thường 5 Mục lục Mở đầu...................................................................................................... Trang 09 Chương I Tổng quan nhà máy Đạm Phú Mỹ ...................................... Trang 09 1 Giới thiệu về nhà máy Đạm Phú Mỹ..................................................... Trang 09 1.1 Tổng quan về nhà máy Đạm Phú Mỹ ............................................ Trang 09 1.2 Quá trình hình thành và phát triển nhà Đạm Phú Mỹ .................... Trang 09 1.3 An toàn lao động ............................................................................ Trang 11 1.4 Xử lý nước ...................................................................................... Trang 12 2 Sơ đồ công nghệ nhà máy Đạm Phú Mỹ ............................................... Trang 13 2.1 Xưởng phụ trợ ................................................................................ Trang 13 2.2 Xưởng amoniac .............................................................................. Trang 14 2.3 Xưởng ure ....................................................................................... Trang 14 2.4 Xưởng sản phẩm ............................................................................ Trang 15 3 Các chỉ tiêu kỹ thuật của nhiên liệu và sản phẩm ................................. Trang 15 3.1 Nguyên liệu .................................................................................... Trang 15 3.1.1 Khí thiên nhiên ........................................................................ Trang 15 3.1.2 Amoniac .................................................................................. Trang 16 3.1.3 CO2 .......................................................................................... Trang 17 3.1.4 Chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm ............................................... Trang 17 Chương II : Giới thiệu về Ure ............................................................... Trang 17 1 Lịch sử hình thành ................................................................................. Trang 17 2 Tổng quan về sản xuất ure..................................................................... Trang 18 2.1 Nguyên liệu sản xuất ...................................................................... Trang 18 2.2 Tính chất vật lý ............................................................................... Trang 18 2.3 Tính chất hóa học ........................................................................... Trang 20 2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến ure ........................................................ Trang 22 2.4.1 Ảnh hưởng tỉ lệ NH3/CO2 ....................................................... Trang 22 2.4.2 Ảnh hưởng tỉ lệ H2O/CO2 ....................................................... Trang 22 2.5 Sự hình bureut ................................................................................ Trang 22 2.6 Nguyên nhân và cách khắc phục tính hút ẩm................................. Trang 23 2.6.1 Nguyên nhân ........................................................................... Trang 23 2.6.2 Cách khắc phục ....................................................................... Trang 23 2.7 Ứng dụng ........................................................................................ Trang 24 2.7.1 Trong nông nghiệp .................................................................. Trang 24 2.7.2 Trong công nghiệp .................................................................. Trang 24 2.7.3 Trong y học ............................................................................. Trang 25 2.7.3.1 Thuốc.................................................................................. Trang 25 2.7.3.2 Trong chuẩn đoán sinh lý học ............................................ Trang 25 Chương III: Công nghệ sản xuất ure của nhà máy Đạm Phú mỹ ..... Trang 26 1 Công nghệ sản xuất ure ................................................................................... 26 2 Cụm cô đặc chân không ........................................................................ Trang 29 2.1 Khái niệm ....................................................................................... Trang 29 2.2 Điều kiện cho quá trình bốc hơi ..................................................... Trang 30 1 2.3 Chỉ số kỹ thuật của ure ở cụm chân không .................................... Trang 31 2.4 Các nguyên nhân làm cho chân không không đạt .......................... Trang 31 2.5 Các nguyên nhân làm nhiệt độ bốc hơi không đạt ......................... Trang 31 3 Thiết bị 20-Z-2015 và 20-V-2015 ......................................................... Trang 33 3.1 Thiết bị 20-V-2015 ......................................................................... Trang 33 3.1.1 Cấu tạo..................................................................................... Trang 34 3.1.2 Nguyên lý hoạt động ............................................................... Trang 34 3.2 Thiết bị 20-z-2015 .......................................................................... Trang 35 Tổng kết .................................................................................................... Trang 35 Tài liệu tham khảo .................................................................................... Trang 35 2 MỞ ĐẦU Dầu mỏ- nguồn nguyên nhiên liệu lâu đời và quan trọng của nhân loại. Ngày nay, dầu mỏ trở thành nguồn nhiên liệu không thể thiếu trong mỗi nền kinh tế quốc dân, đặc biệt là đối với nền kinh tế đang phát triển như việt nam hiện nay. Năm 1986,Việt nam khởi động tiến trình công nghiệp hóa- hiện đại. trong đó có mũi nhọn là khai thác dầu khí trên biển đông.vì vậy, dầu khí trở thành nghành đem lại nhiều lợi nhuận cho ngân khố nhà nước nhờ xuất khẩu ra nước ngoài . Bên cạnh đó, dầu khí còn cung cấp nguyên nhiên liệu để sản xuất cho các ngành công nghiệp, trong đó có công nghiệp sản xuất phân bón- một trong những yếu tố để phát triển nền nông nghiệp hiện đại mang đậm chất việt nam như hiện nay. Nhà máy Đạm Phú Mỹ thuộc Tổng công ty Phân Bón và Hoá Chất Dầu Khí, sử dụng công nghệ tiến tiến của hãng Haldor Topsoe của Đan Mạch để sản xuất khí ammoniac và công nghệ của hãng Snamprogetti của Italia để sản xuất ure, đây là công nghệ hang đầu thế giới về sản xuất phân đạm theo dây chuyền khép kín, nguyên liệu chính vào là khí thiên nhiên, không khí và đầu ra là ammoniac và ure. Chu trình công nghệ khép kín cùng với việc tự tạo điện năng và hơi nước giúp nhà máy hoàn toàn làm chủ trong sản xuất kể cả khi lưới điện quốc gia có sự cố hoặc không đủ điện năng cung cấp. 3 CHƯƠNG I: Giới thiệu về nhà máy đạm phú mỹ 1. Tổng quan về nhà máy Đạm Phú Mỹ 1.1. Giới thiệu về nhà máy Đạm Phú Mỹ Nhà máy Đạm Phú Mỹ thuộc PVFCCo được đặt tại Khu Công nghiệp Phú Mỹ I, huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu. Nhà máy có tổng vốn đầu tư 370 triệu USD công suất thiết kế ban đầu là 740.000 tấn urea/năm, với diện tích khuôn viên 63ha, sử dụng công nghệ của hãng Haldor Topsoe của Đan Mạch để sản xuất khí Amoniac và công nghệ của hãng Snamprogetti của Italy để sản xuất phân urê. Đây là các công nghệ hàng đầu trên thế giới về sản xuất phân đạm với dây chuyền khép kín, nguyên liệu chính đầu vào là khí thiên nhiên, không khí và đầu ra là ammoniac và urê. Chu trình công nghệ khép kín cùng với việc tự tạo điện năng và hơi nước giúp nhà máy hoàn toàn chủ động trong sản xuất kể cả khi lưới điện quốc gia có sự cố hoặc không đủ điện cung cấp. Nhà máy gồm có 3 phân xưởng chính là xưởng ammoniac, xưởng urê, xưởng phụ trợ và các phòng/xưởng chức năng khác. Đội ngũ quản lý, vận hành và bảo dưỡng nhà máy đã chủ động đảm đương và vận hành hết các hạng mục công việc, nhà máy luôn được vận hành ổn định, đạt 100% công suất thiết kế và số giờ vận hành tiêu chuẩn. 1.2. Quá trình hình thành và phát triển nhà máy đạm phú mỹ Tổng Công ty Phân bón và Hóa chất Dầu khí (tiền thân là Công ty Phân đạm và Hóa chất Dầu khí) là đơn vị thành viên của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam , được xây dựng vào tháng 3/2001 bắt đầu đi vào hoạt động từ ngày 01/01/2004. Từ 31/8/2007, Công ty Phân đạm và Hóa chất Dầu khí chính thức chuyển đổi trở thành Công ty Cổ phần Phân đạm và Hóa chất Dầu khí và vận hành theo mô hình công ty cổ phần. Ngày 05/11/2007 Công ty chính thức niêm yết 380.000.000 cổ phiếu trên thị trường chứng khoán, với mã chứng khoán DPM. Tại đại hội đồng cổ đông năm 2008 ngày 5/4/2008, Công ty Cổ phần Phân đạm và Hóa chất Dầu khí (Đạm Phú Mỹ- PVFCCo) đã thống nhất 4 chuyển công ty này thành Tổng công ty hoạt động theo mô hình công ty mẹ công ty con. Ngày 15/05/2008, Công ty Phân đạm và Hóa chất Dầu khí chính thức chuyển đổi thành Tổng Công ty Phân bón và Hóa chất Dầu khí – Công ty Cổ phần (Tên viết bằng Tiếng Anh là PetroVietnam Fertilizer and Chemicals Corporation và tên viết tắt là PVFCCo) theo Giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh của Sở Kế hoạch và Đầu tư Thành phố Hồ Chí Minh cấp ngày 15/05/2008. - 12/03/2001 : Khởi công xây dựng Nhà máy Đạm Phú Mỹ. - 01/01/2004 : Công ty Phân đạm và Hóa chất Dầu khí chính thức đi vào hoạt động. - 21/09/2004 : Tổ hợp nhà thầu Technip – Samsung bàn giao Nhà máy Đạm Phú Mỹ cho Công ty Phân đạm và Hóa chất Dầu khí. - Quý IV/2004 : Lô hàng đầu tiên được đưa ra thị trường. - 15/12/2004 : Lễ khánh thành Nhà máy Đạm Phú Mỹ. - 31/08/2007 : Chuyển thành Công ty Cổ phần Phân đạm và Hóa chất Dầu khí. - 05/11/2007 : Cổ phiếu của PVFCCo chính thức được niêm yết và giao dịch trên sàn chứng khoán Tp. HCM. Mã chứng khoán: DPM. - 15/05/2008 : Công ty Phân đạm và Hóa chất Dầu khí chính thức chuyển đổi thành Tổng Công ty Phân bón và Hóa chất Dầu khí – Công ty Cổ phần (Tên viết bằng Tiếng Anh là 5 Petrovietnam Fertilizer and Chemicals Corporation và tên viết tắt là PVFCCo). - 4/2010 : Nhà máy Đạm Phú Mỹ đạt sản lượng 4 triệu tấn. - 8/2011 : Nhà máy Đạm Phú Mỹ đạt sản lượng 5 triệu tấn. - 10/2012 : Nhà máy Đạm Phú Mỹ đạt mốc sản lượng 6 triệu tấn. - 26/03/2013 : PVFCCo và Nhà máy Đạm Phú Mỹ vinh dự đón nhận Huân chương Lao động Hạng Nhất. - 28/03/2013 1.3. : PVFCCo tròn 10 tuổi. An toàn lao động Với đặc thù là một đơn vị sản xuất có nguy cơ độc hại và cháy nổ cao, mục tiêu an toàn, chất lượng đã trở thành tiêu chí sống còn của Nhà máy Đạm Phú Mỹ trong quá trình phát triển. Vậy nên ngay từ khi đi vào hoạt động, nhiều hoạt động nhằm đảm bảo sức khỏe cũng như an toàn cho người lao động đã được nhà máy triển khai, cụ thể: đề ra những quy định chặt chẽ về an toàn đối với tất cả các bộ phận vận hành; coi công tác an toàn vệ sinh lao động là nhiệm vụ hàng đầu nên ngay từ khi lắp đặt, nhà máy đã trang bị đầy đủ các thiết bị cần thiết để có thể ứng phó kịp thời khi có sự cố xảy ra. Ngoài ra, nhà máy đã trang bị 2 xe cứu hỏa rất hiện đại, các trang thiết bị hàng năm đều được kiểm tra, tổ chức huấn luyện các lớp nghiệp vụ do địa phương tổ chức. Bên cạnh đó, chế độ với người lao động cũng được đặc biệt quan tâm. 100% người lao động tại nhà máy đều được mua bảo hiểm y tế, Bảo hiểm xã hội và khám sức khỏe định kỳ. Đầu năm 2008, nhà máy Đạm Phú Mỹ đưa vào ứng dụng tiêu chuẩn OHSAS 18001:2007 và ISO 14001:2004. Đây là hai bộ tiêu chuẩn quốc tế mới nhất áp dụng cho việc quản lý an toàn sức khỏe và môi trường. 6 Để đạt được các tiêu chuẩn này, các thông số kỹ thuật về các nguồn khí thải, chất thải rắn và lỏng của nhà máy đều thỏa mãn các tiêu chuẩn về môi trường. Năm 2009, đơn vị đã đầu tư 1,5 tỷ đồng để mua sắm trang thiết bị bảo hộ lao động, tập huấn, diễn tập phòng cháy chữa cháy, khám sức khỏe định kỳ. Không những vậy, để giúp người lao động thường xuyên được cập nhật những quy định chung trong công tác An toàn vệ sinh lao động và phòng cháy, chữa cháy, nhà máy đã phối hợp với các cơ quan liên quan tổ chức các đợt tập huấn, nâng cao kiến thức. Nhờ đó, đội ngũ cán bộ, công nhân viên vận hành đã nâng cao tay nghề và kinh nghiệm, xử lý nhanh các tình huống xảy ra. Đây chính là yếu tố quan trọng giúp nhà máy hoàn thành các chỉ tiêu kế hoạch trong những năm qua. 1.4. Xử lý nước Hệ thống nước trong nhà máy sau khi sử dụng cần được sử lý trước khi thải ra hệ thống thoát nước khu công nghiệp bao gồm nước chảy tràn cho sự cố, nước mưa và khu vực có dầu, nước chữa cháy, nước thải vệ sinh Hệ thống này được thiết kế ba cụm Cụm xử lý nước nhiễm dầu gồm bể tách sơ cấp, bể bơm tràn, bể chứa tạm có dung tích chưa được lượng hóa tối đa chảy từ khu vực nhà máy trong vòng 20 phút. Cụm xử lý nước thải vệ sinh gồm hố thu, bể sục khí. Cụm xử lý nước thải nhiễm Amoniac trong quá trình sản xuất urê 7 2. Sơ đồ công nghệ của nhà máy Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ của nhà máy 2.1. Xưởng phụ trợ Có chức năng cung cấp nước làm lạnh, nước khử khoáng, nước sinh hoạt, nước chữa cháy, cung cấp khí điều khiển, nitơ, khí nhiên liệu, điện và hơi, bồn chứa ammonia, hệ thống xử lý nước thải nhiễm dầu và xử lý nước thải cho toàn bộ nhà máy. Có nồi hơi nhiệt thừa, nồi hơi phụ trợ và 1 tuabin khí phát điện công suất 21MWh, có bồn chứa Amoniac 35.000m3 tương đương 20.000 tấn, dùng để chứa Amoniac dư và cấp Amoniac cho phân sưởng ure khi công đoạn tổng hợp của xưởng Amoniac ngừng máy. Hình 2.1 Xưởng phụ trợ 8 2.2. Xưởng Amoniac Hình 3.1 Xưởng Amoniac Có chức năng tổng hợp Amoniac và sản xuất CO2 từ khí thiên nhiên và hơi nước. Sau khi tổng hợp, Amoniac và CO2 sẽ được chuyển sang phân xưởng ure. Hình 4.1 Sơ đồ công nghệ amoniac 2.3. Xưởng Ure Có chức năng tổng hợp Amoniac và CO2 thành dịch ure. Dung dịch ure sau khi đã được cô đặc trong chân không sẽ được đi tạo hạt. Quá trình tạo hạt được 9 thực hiện bằng phương pháp đới lưu tự nhiên trong tháp tạo hạt 107m. Phân xưởng ure có thể đạt công suất tới 2.385 tấn/ngày. Hình 5.1 Xưởng ure 2.4. Xưởng sản phẩm Sau khi được tổng hợp hạt ure được lưu trũ trong kho chứa ure rời. Kho ure rời có diện tích 36.000m2, có thể chứa tối đa 150.000 tấn. Trong kho có hệ điều hòa không khí luôn giữ cho hệ độ ẩm không vượt qua 70% đảm bảo ure không bị đóng bánh. Ngoài ra, còn có kho đóng bao ure, sức chứa 15.000 tấn, có 6 dây chuyền đóng bao, công suất đóng bao 4800 tấn/ngày. 3. Các chỉ tiêu kỹ thuật của nguyên liệu và sản phẩm 3.1. Nguyên liệu 3.1.1. Khí thiên nhiên 10 Bảng 1.1: bảng chỉ tiêu kỹ thuật của khí Chỉ tiêu kỹ thuật AMF GPP Nhiệt độ (oC) tại giao diện 1836 1836 Ap suất (barg) tại giao diện 25.0 (tối đa 40) 25.0 (tối đa 40) 24.5 (tối đa 39.2) 24.5 (tối đa 39.2) Điểm sương (oC) ở 25 barg -1 -42 Khối lượng phân tử (g/mol) 20.65 18.68 Giá trị nhiệt tổng (MJ/Nm3) 46.92 42.85 Thành phần AMF (1) GPP (1) 1 C1 78.9813 83.3113 2 C2 12.2025 14.5668 3 C3 5.7575 1.5965 4 i-C4 1.0255 0.1077 5 n-C4 1.2753 0.1091 6 i-C5 0.1818 0.0127 7 n-C5 0.1678 0.012 8 C6 0.09 0.0051 9 N2 0.3034 0.2647 10 CO2 0.0149 0.0141 11 H2O - - 3.1.2. Amoniac NH3 %kl 99.8 (tối thiểu) H2O %kl 0.2 (tối đa) Dầu ppmkl 5 (tối đa) Amôniắc tới bồn chứa POP = 5 barg TOP = -32,6oC Amôniắc tới xưởng Urê POP = 24 Barg TOP = 25oC 11 3.1.3. CO2 CO2 thể tích (khô) Khí trơ (thể tích) Nước CO2 ở đầu hút máy nén CO2 ở đầu ra máy nén 99% (tối thiểu) 1% (tối đa) bão hoà POP = 0.18 barg TOP = 45oC POP = 157 barg TOP => 100oC 3.1.4. Chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm Hàm lượng nitơ 46.3%kl (tối thiểu) Hàm lượng biuret 1%kl (tối đa) Hàm lượng ẩm 0.4%kl (tối đa) Phân bố kích thước hạt 90%kl (tối thiểu) giữa 1.4 mm và 2.8 mm Phân bố kích thước hạt 2%kl (tối thiểu) dưới 1 mm Nhiệt độ hạt 65oC tối đa (chỉ ở công suất danh nghĩa) Chương II. Giới thiệu chung về ure 1. Lịch sử hình thành 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 (NH4)2SO4 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 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. 12 2. Tổng quan về ure Urê là sản phẩm được tạo thành qua phản ứng tổng hợp amôniắc lỏng và khí CO 2. Trong tháp tổng hợp urê R-1001, amôniắc và CO2 phản ứng tạo thành amôni cácbamát, một phần amônium cácbamát tách nước tạo thành urê. Các phản ứng xảy ra như sau: 2NH3 + CO2 NH2COONH4 + 32560 kcal/kmol cácbamát (Ở 1.033 kg/cm2, 25OC) NH2-COO-NH4 NH2-CO-NH2 + H2O 2 O - 4200 kcal/kmol urê (Ở 1.033 kg/cm , 25 C) Ơ điều kiện phản ứng (T=188-190oC, P=152-157 barg), phản ứng thứ nhất xảy ra nhanh chóng và hoàn toàn, phản ứng thứ hai xảy ra chậm và quyết định vận tốc phản ứng. Phần amônium cácbamát tách nước được xác định bằng tỉ lệ các chất phản ứng khác nhau, nhiệt độ phản ứng và thời gian lưu trong tháp tổng hợp. Tỉ lệ mole CO2/ure trong khoảng 0.5-0.7. Phản ứng thứ nhất tỏa nhiệt mạnh liệt trong khi đó phản ứng thứ hai thu nhiệt yếu và xảy ra trong pha lỏng ở tốc độ chậm. Sau hệ thống tổng hợp urê, qúa trình phân huỷ (và thu hồi có liên quan) không thay đổi thành phần phản ứng được thực hiện ba bước sau: 1. 2. 3. Phân huỷ cao áp tại urê Stripper E-1001 Phân huỷ trung áp tại cụm phân huỷ trung áp E-1002A/B Phân huỷ thấp áp tại cụm phân huỷ thấp áp E-1003 Phản ứng phân huỷ là phản ứng ngược chiều với phản ứng 1 như chỉ ở trên… NH2-COO-NH4 2 NH3 + CO2 (- nhiệt) Và phản ứng xảy ra mãnh liệt khi giảm áp và/hoặc tăng nhiệt. 2.1. Nguyên liệu sản xuất ure Nguyên liệu sản xuất ure là CO2 và NH3 2.2. Tính chất vật lý Urê có công thức phân tử là CON2H4 hoặc (NH2)2CO. 13 Tên quốc tế là Diaminomethanal. Ngoài ra urê còn được biết với tên gọi là carbamide , carbonyl diamide. Urê có màu trắng, dễ hòa tan trong nước, ở trạng thái tinh khiết nhất urê không mùi mặc dù hầu hết các mẫu urê có độ tinh khiết cao đều có mùi khai. Bảng 1.2 : Thành phần đặc tính của Ure Tên thành phần Giá trị Tỉ trọng d, g/ cm3 13,230 Dạng tinh thể và dạng bề ngoài Dạng kim, lăng trụ, tứ giác Điểm nóng chảy, 0C 132,7 Chỉ số khúc xạ 1,484; 1,602 Năng lượng hình thành tự do ở 250C, J/mol -197,15 Nhiệt nóng chảy, J/g 251 Nhiệt hòa tan trong nước, J/g 243 Nhiệt kết tinh, dịch ure nước 70%, J/g 460 81% (200C) Độ ẩm tương đối 73% (300C) Nhiệt riêng, J/Kg.K 14 ở 00 C 1439 500C 1,661 1000C 1,887 1500C 2,10 Hàm lượng Nito 46,6% N 2.3. Tính chất hóa học Hòa tan trong nước, nó thủy phân rất chậm để tạo thành cacbamat amôn (1) cuối cùng phân hủy thành amoniac và điôxit cacbon. Phản ứng này là cơ sở để sử dụng urê làm phân bón. Trong môi trường đất ẩm : 𝑢𝑟𝑒𝑎𝑠𝑒 (NH2)2CO + 3H2O → CO2 + 2NH4OH Trong không khí ẩm: 2NO + (NH2)2CO + ½O2 = 2N2+ H2O + CO2 Về mặt thương mại, urê được sản xuất ra bằng cách loại nước trực tiếp cacbamat amôn NH2COONH4 ở mức áp suất và nhiệt độ nâng. Người ta thu được cacbamat amôn bằng cách cho phản ứng trực tiếp NH3 với CO2. Hai phản ứng được tiến hành liên tục trong tháp tổng hợp cao áp. Ở điều kiện áp suất thường và tại điểm nóng chảy của nó, urê phân hủy thành amoniac, biuret(1), acid cyanuric (qv) (2), ammelide (3) và triuret (4). Biuret là sản phẩm phụ bất đắc dĩ chủ yếu có trong urê. Nếu trong sản phẩm đạm Urê cấp phân bón mà hàm lượng biuret vượt quá 2% trọng lượng sẽ gây độc hại đối với cây trồng. 15 Urê đóng vai trò như một chất cơ sở đơn và tạo ra các muối có các acid. Cùng với acid nitric nó tạo ra nitrat urê CO(NH2)2.HNO3 và phân hủy nổ khi bị đốt nóng. Urê cứng ổn định ở nhiệt độ phòng và ở điều kiện thường áp. Đốt nóng ở điều kiện chân không và tại điểm nóng chảy thì nó sẽ thăng hoa mà không hề thay đổi. Trong môi trường chân không ở nhiệt độ 180-1900C, urê sẽ thăng hoa và chuyển hóa thành xianua amôn NH4OCN (5). Khi urê cứng được đốt nóng nhanh trong dòng khí amoniac ở mức nhiệt độ nâng và tăng khoảng vài trăm kPa (vài at.) thì nó sẽ thăng hoa hoàn toàn và phân hủy từng phần thành acid cyanic HNCO và xianua amôn. Urê cứng hòa tan trong NH3 lỏng và hình thành hợp chất urê-amoniac hỗn hợp không ổn định CO(NH2)2NH3 phân hủy ở 450C. Urê-Amoniac tạo ra các muối với các chất kim loại kiềm như NH2COHNM hoặc CO(NHM)2.Urê phản ứng với nitrat bạc AgNO3 với sự có mặt của hydroxid natri NaOH, sẽ tạo thành chất dẫn xuất (5) màu vàng nhạt. Hydroxid natri xúc tiến làm thay đổi urê sang dạng imit (6). Sau đó phản ứng với nitrat bạc. Các tác nhân oxi hóa với sự có mặt của natri hydroxidsẽ chuyển hóa urê thành nitơ và dioxid cacbon. Chất sau tức là CO2 phản ứng với hydroxid natri để tạo thành cacbonat natri (8): 16 Phản ứng urê với các loại rượu sinh ra các chất este acidcacbamic thường được gọi là urêthan: Urê phản ứng với foocmandêhyd và tạo thành các hợp chất như monomethylolurea công thức: NH2CONHCH2OH, dimethylolurea HOCH2NHCONHCH2OH và các hợp chất khác phụ thuộc vào tỷ lệ mol của fomanđêhyt đối với urê và dựa vào độ pH của dung dịch. Peroxyd hydro và urê là loại sản phẩm dạng bột tinh thể màu trắng. Peroxyd urê CO(NH)2.H2O2 được người ta biết đến với tên gọi thương phẩm là Hypersol đây là chất tác nhân oxi hóa. Urê và acid malonic phản ứng cho ra đời chất acid barbituric (7), một hợp chất chủ yếu trong ngành hóa dược 2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến ure 2.4.1. Ảnh hưởng tỉ lệ NH3/CO2 Như mô tả tại phản ứng 1, tỷ lệ Mol lý thuyết của NH3/CO2 là 2, nhưng dưới các điều kiện khác sản phẩm urê ổn định chậm ở 168 bar 155 OC. Khi tỷ lệ Mol NH3/CO2 thay đổi từ 2 đến 9, sản phẩm urê thay đổi từ khoảng 40% đến 85%. Trên những điều kiện khác, khi tỷ lệ Mol NH3/CO2 thay đổi từ 2 đến 0.5, sản phẩm urê sẽ thay đổi chỉ từ khoảng 40% đến khoảng 45%. Nó được làm rõ rằng, ảnh hưởng của CO2 là rất nhỏ so với NH3. Hơn thế nữa, dưới điều kiện giàu CO2, dung dịch sẽ trở nên ăn mòn nhiều hơn và vận hành có vấn đề liên quan đến kết tinh là quá quan trọng. 17 Nói chung, hầu hết tất cả các nhà máy urê được vận hành dưới tỷ lệ NH3/CO2 trong khoảng giữa 2.5 và 5.0. 2.4.2. Ảnh hưởng tỉ lệ H2O/CO2 Từ phản ứng thứ hai, rõ ràng rằng lượng nước dư trong dung dịch phản ứng làm cản trở sự hình thành urê từ cácbamát. Nhưng nếu hàm lượng nước quá thấp thì nồng độ cácbamát trở nên cao gây tắc nghẽn đường ống. Do đó, thông thường thì tỉ lệ mole H2O/CO2 là 0.4-1 trong các nhà máy công nghiệp. 2.4. Sự hình buruet Biuret là phản ứng không mong muốn được hình thành khi hai mole urê kết hợp thành một mole biuret và một mole amôniắc bằng gia nhiệt. 2(NH2-CO-NH2) NH2-CO-NH-CO-NH2 + NH3 Vì biuret có hại tới sự đâm chồi của hạt, và làm héo cây dứa và cam, quýt khi đạm được phun lên lá, hàm lượng biuret trong phân đạm trên thị trường thế giới được yêu cầu dưới 1.5%. Biuret tạo thành gần như trong tất cả các giai đoạn của quá trình sản xuất urê và chủ yếu được tạo thành ở hệ thống phân hủy thấp áp và nhiệt độ cao. Nhìn chung, sự tạo thành biuret tăng lên nhanh chóng khi nhiệt độ vượt quá 110oC do đó cần phải giữ nhiệt độ/áp suất và thời gian lưu của mức urê lỏng ở giá trị bình thường trong các bình chứa ở mỗi giai đoạn phân hủy đặc biệt là trong bình chứa của thiết bị tách chân không. 2.6. Nguyên nhân và cách khắc phục tính hút hẩm của ure 2.6.1. Nguyên nhân Urê là chất dể hút ẩm từ môi trường xung quanh tại một nhiệt độ nhất định ứng với áp suất riêng phần của hơi nước trong môi trường lớn hơn áp suất hơi nước trên bề mặt urê. Urê sẽ hút ẩm khi độ ẩm môi trường xung quanh lớn hơn 70%, nhiệt độ 10-400C.Urê thường bị hút ẩm do hàm ẩm trong không khí cao, đặc biệt vào ngày hè, tiết trời ẩm thấp ngoài ra còn có một số nguyên nhân khác như Hàm ẩm trong dung dịch Urê đi tạo hạt còn cao. 18 Hạt urê xốp, rỗng, dễ vỡ, cường độ cơ giới thấp. Bảo quản urê ở nơi có độ ẩm không khí cao, urê bị hút ẩm. Sản phẩm urê có kích cỡ không đồng đều, nhiều bụi và mảnh vỡ tạo cho các hạt urê có mối liên kết hàn bền vững do bụi và mảnh vỡ điền vào không gian giữa các hạt urê 2.6.2 Cách khắc phục o Bọc urê bởi một lớp paraffin mỏng ngăn chặn hút ẩm. o Sử dụng bột trợ dung đưa vào dung dịch urê trước khi tạo hạt, tăng cường lực cơ giới của hạt và hạn chế hút ẩm. o Tiêm fomanđêhyt hoặc urê fomanđêhyt vào dòng dung dịch urê trước hoặc sau hệ thống cô đặc. o Tạo urê hạt to trên một hệ thống tạo hạt tầng sôi thùng quay, làm giảm bề mặt riêng tiếp xúc không khí của hạt urê, độ bền vững cơ giới cao. 2.7. Ứng dụng 2.7.1. Trong nông nghiệp Urê được dùng làm phân bón, kích thích sinh trưởng, giúp cây phát triển mạnh, thích hợp với ruộng nước, cây , rau xanh, lúa… Urê cứng có chứa 0,8 đến 2,0% trọng lượng biuret ban đầu được bón trực tiếp cho đất dưới dạng nitơ. Các loại dịch urê loãng hàm lượng biuret thấp (tối đa khoảng 0,3% biuret) được dùng bón cho cây trồng dưới dạng phân bón lá. Trộn lẫn với các chất phụ gia khác urê sẽ được dùng trong nhiều loại phân bón rắn có các dạng công thức khác nhau như photphat urê amôn (UAP); sunphat amôn urê (UAS) và urê phophat (urê + acid photyphoric), các dung dịch urê nồng độ thuộc nitrat amôn urê (UAN) (80-85%) có hàm lượng nitơ cao nhưng điểm kết tinh lại thấp phù hợp cho việc vận chuyển lưu thông phân phối bằng hệ 19 thống ống dẫn hay phun bón trực tiếp. 2.7.2 Trong công nghiệp Nguyên liệu cho sản xuất chất dẻo, đặc biệt là nhựa urê-formalđêhít. Như là một thành phần của phân hóa học và chất bổ sung vào thức ăn cho động vật, nó cung cấp một nguồn đạm cố định tương đối rẻ tiền để giúp cho sự tăng trưởng. Như là chất thay thế cho muối (NaCl) trong việc loại bỏ băng hay sương muối của lòng đường hay đường băng sân bay. Nó không gây ra hiện tượng ăn mòn kim loại như muối. Như là một thành phần bổ sung trong thuốc lá, nó được thêm vào để tăng hương vị. Đôi khi được sử dụng như là chất tạo màu nâu vàng trong các xí nghiệp sản xuất bánh quy. Như là một thành phần của một số dầu dưỡng tóc, sữa rửa mặt, dầu tắm và nước thơm. Nó cũng được sử dụng như là chất phản ứng trong một số gạc lạnh sử dụng để sơ cứu, do phản ứng thu nhiệt tạo ra khi trộn nó với nước. Thành phần hoạt hóa để xử lý khói thải từ động cơ diesel 2.7.3. Trong y học 2.7.3.1. Thuốc Urê được sử dụng trong các sản phẩm da liễu cục bộ để giúp cho quá trình tái hiđrat hóa của da. 2.7.3.2 Trong chuẩn đoán sinh lý học Do urê được sản xuất và bài tiết khỏi cơ thể với một tốc độ gần như không đổi, nồng độ urê cao trong máu chỉ ra vấn đề với sự bài tiết nó hoặc trong một số trường hợp nào đó là sự sản xuất quá nhiều urê trong cơ thể. 20 Nguyên nhân phổ biến của bệnh urêmia là các vấn đề về hệ tiết niệu. Nó được lấy thông số cùng với creatinin để chỉ ra các vần đề trực tiếp liên quan tới thận (ví dụ: hư thận mãn tính) hay các vấn đề thứ cấp như chứng giảm hoạt động tuyến giáp.Nồng độ urê cũng có thể tăng trong một số rối loạn máu ác tính (ví dụ bệnh bạch cầu và bệnh Kahler). Nồng độ cao của urê (urêmia) có thể sinh ra các rối loạn thần kinh (bệnh não). Thời gian dài bị uremia có thể làm đổi màu da sang màu xám Chương III: Công nghệ sản xuất ure của nhà máy đạm phú mỹ Bao gồm các giai đoạn Công đoạn nén CO2 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 Xử lý nước thải. 1. Quá trình công nghệ nhà máy đạm phú mỹ (*) có hình đính kèm Nguyên lý hoạt động CO2 nguyên liệu sẽ được đem qua bình tách V-1017, tại đây lượng lỏng cuốn theo được tách ra và được đưa về hệ thống thải lỏng, lượng khí CO2 được đưa tới cửa hút cấp 1 của máy nén. Tua bin STK-101 sẽ đưa CO2 qua 4 cấp của máy nén rồi đưa CO2 về tháp tổng hợp R-1001. NH3 sẽ được lấy từ xưởng ammoniac dẫn về tháp tổng hợp R-1001. Ở tháp tổng hợp R-1001 dịch ure sẽ đạt khoảng 63%, và được đưa tiếp qua phần trên của thiết bị stripper E-1001, hoạt 21 động ở áp suất 147 barg. Đây là thiết bị phân hủy kiểu màng trong ống thẳng đứng, trong đó lỏng được phân phối trên bề mặt gia nhiệt dưới dạng màng và chảy xuống đáy nhờ trọng lực. Thực tế, 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. Thực tế, mỗi ống có một đầu phân phối kiểu lồng (ferrule) được thiết kế để phân phối đều dòng lỏng xung quanh thành ống dưới dạng màng. Các lỗ của đầu phân phối hoạt động như các đĩa; đường kính của các lỗ và đầu phân phối sẽ điều khiển lưu lượng. Khi màng lỏng chảy, nó được gia nhiệt và sự phân hủy cácbamát và bay hơi bề mặt xảy ra. Hàm lượng CO2 trong dung dịch giảm do stripping NH3 khi NH3 sôi. Hơi tạo thành (thực chất là amôniắc và CO2) bay lên đỉnh ống. Nhiệt phân hủy cácbamát được cung cấp nhờ sự ngưng tụ hơi bão hòa 21.8 barg. Dòng hỗn hợp giữa khí từ đỉnh thiết bị stripper, và dung dịch thu hồi từ đáy tháp hấp thụ trung áp T-1001, đi vào các thiết bị ngưng tụ cácbamát E-1005A/B, ở đây chúng được ngưng tụ và được tuần hoàn về tháp tổng hợp R-1001 thông qua bơm phun cácbamát 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 cácbamát thứ nhất E-1005A và hơi 3.4 barg ở phía vỏ của thiết bị ngưng tụ cácbamát thứ hai E-1005B. Từ đỉnh của bình tách cácbamát V-1001, khí không ngưng bao gồm khí trơ (không khí thụ động, khí trơ trong dòng CO2 từ giao diện) chứa một lượng nhỏ NH3 và CO2 được đưa trực tiếp vào đáy thiết bị phân hủy trung áp E-1002. Dịch ure được đưa vô thiết bị E-1002A ở đây khí nhẹ được tách ra trước khi dung dịch đi vào bó ống. Thiết bị phân hủy kiểu màng trong ống E-1002A/B, ở đây cácbônát được phân hủy và nhiệt được cung cấp nhờ ngưng tụ hơi 4.9 barg (ở phía vỏ của phần trên E-1002A) và làm lạnh trực tiếp nước ngưng hơi từ bình tách nước ngưng hơi cho stripper V-1009, ở áp suất khoảng 22 barg (ở phía vỏ của phần dưới E-1002B). Bình chứa dung dịch urê Z-1002, bình này tập trung dung dịch urê đã làm sạch giai đoạn 1 có nồng độ 60-63%kl. Khí giàu NH3 và CO2 ra khỏi bình tách đỉnh V-1002 được đưa vào phía vỏ của thiết bị cô đặc chân không sơ bộ E-1004, ở đó khí được hấp thụ 22 riêng phần trong dung dịch cácbônát đến từ cụm thu hồi 4 barg. Tổng nhiệt tạo thành từ phía vỏ, do ngưng tụ/hấp thụ/phản ứng của các chất, được dùng để bốc hơi dung dịch urê đến từ giai đoạn làm sạch thứ hai đến nồng độ 84-86%kl, do đó cho phép tiết kiệm đáng kể hơi thấp áp ở giai đoạn cô đặc chân không thứ nhất. Từ phía vỏ của thiết bị cô đặc chân không sơ bộ E-1004, pha hỗn hợp được đưa vào thiết bị ngưng tụ trung áp E-1006, tại đây CO2 được hấp thụ gần như hoàn toàn và nhiệt ngưng tụ/phản ứng được lấy đi nhờ nước làm mát từ thiết bị ngưng tụ amôniắc E-1009. Từ E-1006 pha hỗn hợp chảy vào tháp hấp thụ trung áp T1001, ở đây pha khí tách ra sẽ đi vào bộ phận tinh chế. Đây là tháp hấp thụ kiểu đĩa mũ chóp và xảy ra hấp thụ CO2 và tinh chế NH3. Các đĩa được nạp liệu bằng dòng hồi lưu amôniắc sạch, để cân bằng năng lượng vào cột, và để tách CO 2 và H2O có trong dòng khí NH3 và khí trơ bay lên. NH3 hồi lưu được lấy từ bồn chứa amôniắc V-1005 và được đưa vào cột bằng bơm tăng áp amôniắc P-1005A/B. Dòng NH3 và khí trơ bão hòa với vài ppm CO2 (20-100 ppm) ra khỏi đỉnh bộ phận tinh chế, được ngưng tụ riêng phần trong thiết bị ngưng tụ amôniắc E-1009. Từ đây dòng 2 pha được đưa vào bồn chứa amôniắc V-1005. Dòng không ngưng bão hòa amôniắc rời V-1005 bay dọc trong tháp thu hồi amôniắc T-1005, ở đây một lượng amôniắc được ngưng tụ nhờ dòng amôniắc lỏng đến từ giao diện của xưởng urê. Dòng khí rời đỉnh T-1005 bay dọc trong tháp hấp thụ amôniắc trung áp E1011, ở đây hàm lượng amôniắc được giảm triệt để nhờ dòng dung dịch amôniắc loãng ngược chiều hấp thụ khí amôniắc. Khi amôniắc trong pha khí được hấp thụ, nhiệt tạo thành sẽ làm tăng nhiệt độ của dòng lỏng đi xuống, do đó làm cản trở sự hấp thụ tiếp tục amôniắc. Để duy trì nhiệt độ thích hợp, một dòng nước làm mát được cung cấp ở phía vỏ của E-1011. Tháp rửa khí trơ trung áp T-1003, được nối vào phần trên của E-1011, gồm 3 đĩa van, ở đây khí trơ được rửa lần cuối bằng nước sạch. Hàm lượng amôniắc trong dòng khí bay lên là thấp nhất và do đó nhiệt độ ít nhạy với nhiệt hấp thụ. Cuối cùng khí trơ được tập trung vào ống khói. Từ đáy của E-1011, dung dịch NH3-H2O được tuần hoàn lại tháp hấp thụ trung áp T1001 bằng bơm P-1007A/B. Dòng ra khỏi đáy T-1001 được tuần hoàn bằng bơm 23 dung dịch cácbônát cao áp P-1002A/B về cụm thu hồi tổng hợp sau khi gia nhiệt sơ bộ ở phía ống của thiết bị gia nhiệt sơ bộ cácbônát cao áp E-1013. Trong thiết bị trao đổi nhiệt này, lưu chất gia nhiệt phía vỏ là nước ngưng quá trình từ đáy tháp chưng cất T-1002. Dung dịch với hàm lượng CO2 rất thấp ra khỏi đáy thiết bị phân hủy trung áp được giãn nỡ đến áp suất 4 barg và đi vào phần trên của thiết bị phân hủy thấp áp. Thiết bị này được chia thành 3 phần chính: - Bình tách đỉnh V-1003, ở đây khí nhẹ được tách ra trước khi dung dịch đi vào bó ống; - Thiết bị phân hủy kiểu màng ống E-1003, ở đây cácbônát được phân hủy và nhiệt được cung cấp nhờ ngưng tụ hơi thấp áp bão hòa 4.9 barg; - Bình chứa dung dịch urê Z-1003, bình này tập trung dung dịch urê đã làm sạch giai đoạn 2 có nồng độ 69-71%kl. Khí ra khỏi V-1003 trước tiên được trộn với hơi từ bộ phận tinh chế của tháp chưng T-1002, và sau đó được đưa vào phía vỏ của thiết bị gia nhiệt sơ bộ amôniắc cao áp E-1007, ở đây chúng được ngưng tụ riêng phần. Nhiệt ngưng tụ được thu hồi ở phía ống để gia nhiệt sơ bộ amôniắc lỏng cao áp (nạp liệu vào tháp tổng hợp urê). Dòng phía vỏ của E-1007 được đưa vào thiết bị ngưng tụ thấp áp E-1008, ở đây hơi NH3 và CO2 còn lại được ngưng tụ hoàn toàn. Nhiệt ngưng tụ được lấy đi nhờ nước làm mát ở phía ống. Dung dịch cácbônát ra khỏi E-1008 được thu hồi vào bồn chứa dung dịch cácbônát V-1006. Từ đây dung dịch cácbônát được tuần hoàn về đáy tháp hấp thụ trung áp T-1001 bằng bơm P-1003A/B qua phía vỏ của thiết bị cô đặc sơ bộ E-1004 và sau đó qua thiết bị ngưng tụ trung áp E-1006. Một phần nhỏ dung dịch cácbônát thấp áp cũng được dùng làm dòng hồi lưu vào bộ phận tinh cất của tháp chưng T-1002. Bồn V-1006 được trang bị một tháp rửa khí trơ thấp áp T-1004 để giúp điều khiển áp suất của giai đoạn thu hồi thứ hai. T-1004 được nối với phần trên của E-1012, nơi mà nước làm mát được cung cấp 24 để lấy nhiệt hấp thụ. Dung dịch urê ra khỏi đáy thiết bị phân hủy thấp áp được giãn nỡ tới áp suất 0.33 bara và đi vào phần trên của thiết bị cô đặc chân không sơ bộ. Thiết bị này được chia thành 3 phần chính: - Bình tách đỉnh V-1004, ở đây khí nhẹ được tách ra trước khi dung dịch đi vào bó ống. Hơi được tách ra nhờ hệ thống chân không thứ nhất PK-1003; - Thiết bị cô đặc kiểu màng E-1004, ở đây lượng cácbônát còn lại được phân hủy và nước được bốc hơi. Nhiệt được cung cấp nhờ ngưng tụ riêng phần (phía vỏ) khí đến từ thiết bị phân hủy trung áp; - Bình chứa lỏng ở đáy Z-1004, ở đây tập trung dung dịch urê có nồng độ khoảng 84-87%. Dung dịch urê ra khỏi bình chứa Z-1004 nhờ bơm dung dịch urê 85% P-1006A/B bơm vào đáy thiết bị cô đặc chân không thứ nhất E-1014. Thiết bị này hoạt động ở cùng áp suất như phía ống E-1004 (tức là 0.33 bara).Hơi bão hòa áp suất 3.4 barg được cung cấp vàp phía vỏ E-1014 để cô đặc dung dịch urê chảy trong ống. Pha hỗn hợp ra khỏi phía ống của E-1014 đi vào bình tách chân không khí-lỏng thứ nhất V-1014, từ đây một lần nữa hơi được tách nhờ hệ thống chân không thứ nhất PK-1003 trong khi nhờ trọng lực urê nóng chảy (khoảng 95%) đi vào đáy thiết bị cô đặc chân không thứ hai E-1015, hoạt động ở áp suất 0.03 bara. Hơi bão hòa áp suất 3.4 barg được cung cấp vào phía vỏ E-1015 để cô đặc urê chảy trong ống. Pha hỗn hợp ra khỏi phía ống của E-1015 đi vào bình tách chân không khílỏng thứ hai V-1015, từ đây hơi được tách nhờ hệ thống chân không thứ hai PK1004, trong khi urê nóng chảy (khoảng 99.75%) được đưa tới tháp tạo hạt. Urê nóng chảy ra khỏi bình chứa Z-1015 được đưa đến gàu tạo hạt Z-1009A/B bằng bơm ly tâm P-1008A/B. Hạt urê nóng chảy từ gàu tạo hạt rơi dọc theo tháp tạo hạt bằng gió tự nhiên Z-1008, đóng rắn và làm lạnh khi tiếp xúc với dòng không khí ngược chiều. Amôniắc tự do (vài ppm) có trong urê nóng chảy từ Z-1015 có 25 thể được thải ra khí quyển do lôi cuốn theo dòng khí làm lạnh thổi qua tháp tạo hạt. 2. Cụm cô đặc chân không 2.1. Khái niệm Cô đặc là qúa 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. Công thức tính lượng dung môi nguyên chất bốc hơi (lượng hơi thứ) khi nồng độ dịch thay đổi từ x đ đến xc : W = Gđ .( 1 - x đ /xc ), Kg /s Trong đó: W – lượng dung môi nguyên chất bốc hơi (Kg/s) Gđ - lượng dung dịch đầu (Kg/s) xđ /xc – nồng độ đầu và cuối của chất tan trong dung dịch (% k.lượng) (*) có hình đính kèm - Dịch ure được đưa vô thiết bị cô đặc chân không từ thiết bị thiết bị tách chân không sơ bộ V-1004 hay còn gọi là quá trình tiền chân không với nhiệt độ khoảng 104 0C và áp suất 0.33 bar. Ở thiết bị cô đặc chân không dịch ure sẽ được gia nhiệt và loại bỏ nước, nước sẽ được đưa về bình ngưng và dung để tận dụng nhiệt cho quá trình cô đặc sau. Dịch ure sau khi qua thiết bị cô đặc sẽ được đưa qua thiết bị tách chân không lần thứ 1 nhằm loại bỏ hơi nước, khí NH3. Hơi nước, khí NH3 sẽ được đưa qua hệ thống chân không thứ 1 ngưng tụ và chuyển về bình chứa TK2. - Dịch ure từ thiết bị tách chân không thứ nhất đạt 95% và tiếp tục được đưa qua thiết bị cô đặc chân không thứ 2, rồi qua thiết bị tách chân không thứ 2. Hơi nước và khí NH3 sẽ được đưa qua hệ thống chân không thứ 2 và cũng được ngựng tụ lại và chuyển về bồn chứa TK-2. Dịch ure đi từ thiết bị tách sẽ được chứa ở bình 26 chứa chân không. Dịch chứa ở bình chứa chân không thứ 2 có nồng độ 99,75% và được bơm P-1008A/B bơm đi tạo hạt 2.2. Điều kiện cho quá trình bốc hơi Liên tục cung cấp nhiệt năng Không ngừng rút lượng hơi thứ sinh 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 2.3. Chỉ số kỹ thuật của ure ở cụm chân không Khối lượng mol phân tử: 60g. Khối lượng riêng ở 250C: 1,33kg/dm3. Nhiệt độ nóng chảy ở 1 at : 132,70C. 2.4. Các nguyên nhân làm cho chân không không đạt Phụ tải bốc hơi quá cao (hàm lượng nước, NH3 trong dịch vào khu chân không lớn, bổ sung P1009 nhiều, van LV1023 làm việc không ổn định hoặc mở quá lớn,…). Năng lực hút của các ejector giảm (áp suất, lưu lượng hơi LP giảm, lưới lọc của ejector bị tắc,…). Hiệu suất làm lạnh của các thiết bị làm lạnh ngưng tụ giảm (nhiệt độ nước làm mát cao, áp suất hoặc lưu lượng nước làm mát không đủ, van mở nước làm mát đầu vào và ra mở chưa đủ, vỏ thiết bị làm lạnh bị bám urea (do ejector hút vào) làm giảm bề mặt trao đổi nhiệt, hoặc đường ống thải dịch từ các thiết bị ngưng tụ về TK1002 bị tắc,…). Hệ thống chân không bị rò khí từ ngồi vào. Tín hiệu PIC1034, PIC1036 báo giả, hoặc bị tắc đường tín hiệu. 27 Chưa đóng by pass PV1034, PV1036 hoặc van PV1034, PV1036 bị mất khí nén (fail open) hoặc lỗi phần điều khiển,… 2.5 Các nguyên nhân làm nhiệt độ bốc hơi không đạt Tải vào khu chân không lớn hoặc nồng độ dịch urea quá thấp, nồng độ NH3 trong dịch lớn. Áp suất, lưu lượng hơi LP vào E1014, E1015 thấp hoặc có nhiều khí trơ chưa xả. Thiết bị trao đổi nhiệt chứa nhiều khí trơ hoặc ống chùm gia nhiệt đóng nhiều cặn. Bình tách nước ngưng thiết bị trao đổi nhiệt quá đầy làm giảm bề mặt truyền nhiệt. Tín hiệu báo giả. Mức dịch trong thiết bị thấp hơn điểm tiếp xúc của đầu dò nhiệt độ Độ mở van TV1044,TV1053 không chính xác. 28 3 Thiết bị 20-Z-2015 và 20-V-2015 29 Hình 2.3: cấu tạo 20-Z-2015 và 20-V-2015 30 3.1 Thiết bị 20-V-2015 3.1.1 Cấu tạo Là thiết bị bốc hình trụ đứng Có đường kính trong 4650 mm Chiều cao thiết bị khoảng 6000 mm Đường dịch được thiết kế vào theo phương tiếp tuyến với thành thiết bị, dung dịch Ure sẽ chảy thành màng xuống dưới bộ gom bằng trọng lực. Để phục vụ cho công tác rửa thành thiết bị, trên đỉnh bình bốc, người ta có bố trí đường nước rửa có đường kính 2 inch để sử dụng khi cần. Tại vị trí cổ thiết bị trên đường hơi thứ thoát ra người ta có bố trí một vòng rửa cổ khi cần. Phần phía dưới đáy thiết bị gần điểm kết nối với Z-1015 có một tấm lưới bảo vệ bơm được lắp đặt. Ngoài ra bình bốc còn được lắp đặt 2 man hole, trong đó một man hole lắp bên trên thân, man hole còn lại lắp ở gần tấm lưới bảo vệ bơm. Các man hole này được hàn thêm 1 ống lót bằng nhôm mục đích là hạn chế sự tích tụ của Ure tại vị trí này. 3.1.2 Nguyên lý hoạt động Dung dịch Ure từ V-1015 đến được đưa đến thiết bị gia nhiệt E-1015, gia nhiệt lên đến 1350C trước khi đưa vào buồng bốc V-1015. Điều kiện làm việc của V-1015 ở áp suất 0.03 bara và nhiệt độ 1350C, nước, NH3,CO2 còn lại sẽ bị hóa hơi, để tạo điều kiện cho nước bay hơi dễ dàng và triệt để, người ta bố trí đường dịch vào theo phương tiếp tuyến và dòng dịch sẽ trải mỏng trên thành 31 thiết bị và đi xuống bộ gom nhờ trọng lực,sản phẩm sau đó được bơm đi tạo hạt bởi bơm P-1008 A/B 3.2 Thiết bị 20-Z-1015 Là thiết bị hình trụ đứng Đường kính trong 1300 mm Chiều dài thân trụ 650 mm Hai bên hông có lắp thêm 2 kính quan sát mức với tổng chiều dài 2 kính là 400 mm Chương IV: Tổng kết Qua khoảng thời gian thực tập, tìm hiểu tại nhà máy em đã bổ sung cho mình nhiều kiến thức chuyên ngành thực tế, bổ ích. Ra công trường sản xuất với những máy móc hiện đại làm em hiểu rõ hơn về thực tế về công nghệ.Nhà máy Đạm Phú Mỹ tuy chỉ mới hoạt động được khoảng 8 năm, nhưng đã sản xuất ra sản lượng urê đủ đáp ứng được nhu cầu phân urê toàn miền nam là minh chứng cụ thể nhất, hiện thực cho dây chuyền sản xuất hiệu quả, tiên tiến, công nghệ hiện đại, tự động hóa hoàn toàn Tài liệu tham khảo 1. La Văn Bình, Trần Thị Hiền (2007), “Công nghệ sản xuất phân bón vô cơ” NXB Bách Khoa- Hà Nội, 2007 2. Hoàng Nhâm(2002), “Hóa Vô Cơ – tập 1”, NXB Giáo Dục. 3. Các tài liệu tham khảo của nhà máy. 32 [...]...Petrovietnam Fertilizer and Chemicals Corporation và tên viết tắt là PVFCCo) - 4/2010 : Nhà máy Đạm Phú Mỹ đạt sản lượng 4 triệu tấn - 8/2011 : Nhà máy Đạm Phú Mỹ đạt sản lượng 5 triệu tấn - 10/2012 : Nhà máy Đạm Phú Mỹ đạt mốc sản lượng 6 triệu tấn - 26/03/2013 : PVFCCo và Nhà máy Đạm Phú Mỹ vinh dự đón nhận Huân chương Lao động Hạng Nhất - 28/03/2013 1.3 : PVFCCo tròn 10 tuổi An toàn lao... phân xưởng ure Hình 4.1 Sơ đồ công nghệ amoniac 2.3 Xưởng Ure Có chức năng tổng hợp Amoniac và CO2 thành dịch ure Dung dịch ure sau khi đã được cô đặc trong chân không sẽ được đi tạo hạt Quá trình tạo hạt được 9 thực hiện bằng phương pháp đới lưu tự nhiên trong tháp tạo hạt 107m Phân xưởng ure có thể đạt công suất tới 2.385 tấn/ngày Hình 5.1 Xưởng ure 2.4 Xưởng sản phẩm Sau khi được tổng hợp hạt ure. .. được đưa qua thiết bị tách chân không lần thứ 1 nhằm loại bỏ hơi nước, khí NH3 Hơi nước, khí NH3 sẽ được đưa qua hệ thống chân không thứ 1 ngưng tụ và chuyển về bình chứa TK2 - Dịch ure từ thiết bị tách chân không thứ nhất đạt 95% và tiếp tục được đưa qua thiết bị cô đặc chân không thứ 2, rồi qua thiết bị tách chân không thứ 2 Hơi nước và khí NH3 sẽ được đưa qua hệ thống chân không thứ 2 và cũng được... (bệnh não) Thời gian dài bị uremia có thể làm đổi màu da sang màu xám Chương III: Công nghệ sản xuất ure của nhà máy đạm phú mỹ Bao gồm các giai đoạn Công đoạn nén CO2 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 Xử lý nước thải 1 Quá trình công nghệ nhà máy đạm phú mỹ (*) có hình đính kèm Nguyên... thống này được thiết kế ba cụm Cụm xử lý nước nhiễm dầu gồm bể tách sơ cấp, bể bơm tràn, bể chứa tạm có dung tích chưa được lượng hóa tối đa chảy từ khu vực nhà máy trong vòng 20 phút Cụm xử lý nước thải vệ sinh gồm hố thu, bể sục khí Cụm xử lý nước thải nhiễm Amoniac trong quá trình sản xuất urê 7 2 Sơ đồ công nghệ của nhà máy Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ của nhà máy 2.1 Xưởng phụ trợ Có chức năng... k.lượng) (*) có hình đính kèm - Dịch ure được đưa vô thiết bị cô đặc chân không từ thiết bị thiết bị tách chân không sơ bộ V-1004 hay còn gọi là quá trình tiền chân không với nhiệt độ khoảng 104 0C và áp suất 0.33 bar Ở thiết bị cô đặc chân không dịch ure sẽ được gia nhiệt và loại bỏ nước, nước sẽ được đưa về bình ngưng và dung để tận dụng nhiệt cho quá trình cô đặc sau Dịch ure sau khi qua thiết bị cô đặc... có sự cố xảy ra Ngoài ra, nhà máy đã trang bị 2 xe cứu hỏa rất hiện đại, các trang thiết bị hàng năm đều được kiểm tra, tổ chức huấn luyện các lớp nghiệp vụ do địa phương tổ chức Bên cạnh đó, chế độ với người lao động cũng được đặc biệt quan tâm 100% người lao động tại nhà máy đều được mua bảo hiểm y tế, Bảo hiểm xã hội và khám sức khỏe định kỳ Đầu năm 2008, nhà máy Đạm Phú Mỹ đưa vào ứng dụng tiêu... suất khác ta dùng thiết bị kín 2.3 Chỉ số kỹ thuật của ure ở cụm chân không Khối lượng mol phân tử: 60g Khối lượng riêng ở 250C: 1,33kg/dm3 Nhiệt độ nóng chảy ở 1 at : 132,70C 2.4 Các nguyên nhân làm cho chân không không đạt Phụ tải bốc hơi quá cao (hàm lượng nước, NH3 trong dịch vào khu chân không lớn, bổ sung P1009 nhiều, van LV1023 làm việc không ổn định hoặc mở quá lớn,…) Năng lực hút của... tiêu chí sống còn của Nhà máy Đạm Phú Mỹ trong quá trình phát triển Vậy nên ngay từ khi đi vào hoạt động, nhiều hoạt động nhằm đảm bảo sức khỏe cũng như an toàn cho người lao động đã được nhà máy triển khai, cụ thể: đề ra những quy định chặt chẽ về an toàn đối với tất cả các bộ phận vận hành; coi công tác an toàn vệ sinh lao động là nhiệm vụ hàng đầu nên ngay từ khi lắp đặt, nhà máy đã trang bị đầy đủ... nghiệp 2.4 Sự hình buruet Biuret là phản ứng không mong muốn được hình thành khi hai mole urê kết hợp thành một mole biuret và một mole amôniắc bằng gia nhiệt 2(NH2-CO-NH2) NH2-CO-NH-CO-NH2 + NH3 Vì biuret có hại tới sự đâm chồi của hạt, và làm héo cây dứa và cam, quýt khi đạm được phun lên lá, hàm lượng biuret trong phân đạm trên thị trường thế giới được yêu cầu dưới 1.5% Biuret tạo thành gần như trong ... 4/2010 : Nhà máy Đạm Phú Mỹ đạt sản lượng triệu - 8/2011 : Nhà máy Đạm Phú Mỹ đạt sản lượng triệu - 10/2012 : Nhà máy Đạm Phú Mỹ đạt mốc sản lượng triệu - 26/03/2013 : PVFCCo Nhà máy Đạm Phú Mỹ vinh... giúp nhà máy hoàn toàn làm chủ sản xuất kể lưới điện quốc gia có cố không đủ điện cung cấp CHƯƠNG I: Giới thiệu nhà máy đạm phú mỹ Tổng quan nhà máy Đạm Phú Mỹ 1.1 Giới thiệu nhà máy Đạm Phú Mỹ Nhà. .. Tổng quan nhà máy Đạm Phú Mỹ Trang 09 Giới thiệu nhà máy Đạm Phú Mỹ Trang 09 1.1 Tổng quan nhà máy Đạm Phú Mỹ Trang 09 1.2 Quá trình hình thành phát triển nhà Đạm Phú Mỹ Trang