thiết kế phân xưởng sản xuất phân đạm năng suất 2385 tấnngày

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT PHÂN ĐẠM NĂNG SUẤT 2385 TẤN/NGÀY CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: SINH VIÊN THỰC HIỆN: Th.s Vũ Bá Minh Lê Minh Trí Th.s Trần Nam Nghiệp MSSV: 2082245 K.s Lê Ngọc Ban Lớp: Công Nghệ Hóa Học Khóa: 34 Tháng 5/2012 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập – Tự – Hạnh phúc BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC **************** -Cần Thơ, ngày tháng năm 2012 PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Năm học 2011 – 2012 Sinh viên thực - Họ tên : Lê Minh Trí - MSSV : 2082245 - Lớp : Công Nghệ Hóa Học - Khóa : 34 Tên đề tài thực “ Thiết kế phân xưởng sản xuất phân đạm” Địa điểm thực Nhà máy Đạm Phú Mỹ, khu công nghiệp Phú Mỹ 1, quốc lộ 51, thị trấn Phú Mỹ, huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu Khoa Công Nghệ, trường Đại Học Cần Thơ, khu II, đường 3/2, phường Xuân Khánh, quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ Họ tên cán hướng dẫn Thạc sĩ Vũ Bá Minh, Bộ môn Quá Trình Thiết Bị Khoa Công Nghệ Hóa Học, Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh Thạc sĩ Trần Nam Nghiệp, Bộ môn Công Nghệ Hóa Học, Khoa Công Nghệ, Trường Đại Học Cần Thơ Kỹ sư Lê Ngọc Ban, phó giám đốc xưởng urê, nhà máy Đạm Phú Mỹ Mục đích yêu cầu Dựa số liệu suất xưởng urê từ tính toán thiết kế phân xưởng sản xuất phân đạm Từ kết tính toán đem so sánh với số liệu thực phân xưởng Nắm vững kiến thức cân vật chất, cân lượng kiến thức có liên quan để hoàn thành báo cáo luận văn tốt nghiệp Các nội dung giới hạn đề tài Phần 1: Khảo sát công nghệ tổng hợp urê Nhà máy Phần 2: Tính cân vật chất cân lượng Phần 3: Tính toán thiết bị Phần 4: Tính toán thiết bị phụ Phần 5: Vẽ sơ đồ công nghệ vẽ chi tiết thiết bị Phẩn 6: Nhu cầu điện, nước… Phần 7: So sánh kết tính với thực tế Do đề tài luận văn tốt nghiệp đại học, nhiều thời gian thực hạn chế thân nên hạn chế đề tài không tính toán thiết kế toàn chi tiết phân xưởng sản xuất urê; kết tính toán lý thuyết thực tế có sai số… SINH VIÊN THỰC HIỆN Lê Minh Trí CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Th.s Vũ Bá Minh Ý KIẾN CỦA BỘ MÔN Th.s Trần Nam Nghiệp K.s Lê Ngọc Ban Ý KIẾN CỦA HỘI ĐỒNG LV&TLTN LỜI CẢM ƠN Trong trình thực Luận văn tốt nghiệp khoảng thời gian mà gặp nhiều khó khăn Tuy nhiên, với giúp đỡ, hướng dẫn, động viên gia đình, thầy cô, bạn bè với nổ lực than, hoàn thành đề tài Luận văn tốt nghiệp Trước hết, xin cảm ơn gia đình, đặt biệt mẹ quan tâm, chăm sóc, ủng hộ tạo điều kiện tốt an tâm học tập hoàn thành Luận văn tốt nghiệp Tôi xin cảm ơn thầy Vũ Bá Minh, thầy Trần Nam Nghiệp, kỹ sư Lê Ngọc Ban tận tình giúp đỡ, hướng dẫn truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm cho suốt thời gian thực đề tài Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Bộ môn Công Nghệ Hóa Học, quý thầy cô trường Đại Học Cần Thơ quý thầy cô bên trường dìu dắt, dạy dỗ suốt thời gian học tập trường Chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Nhà máy Đạm Phú Mỹ tạo điều kiện tốt để hoàn thành Luận văn tốt nghiệp Ngoài ra, xin cảm ơn người bạn tôi, đặc biệt bạn lớp Công Nghệ Hóa Học khóa 34 Các bạn động viên giúp đỡ gặp khó khăn học tập sống Cuối lời, xin gởi lời chúc sức khỏe thành công đến tất moị người Tôi xin chân thành cảm ơn Lê Minh Trí NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Cần Thơ, ngày …… tháng …… năm 2012 Cán hướng dẫn LỜI MỞ ĐẦU Trong công nghiệp việc sản xuất urê phương pháp tổng hợp từ amoniac khí cacbonic thực vào năm 1868 A.I Badarôp đưa Urê loại phân đạm chứa nhiều hàm lượng nitơ (46%), có tác dụng tốt việc nâng cao suất chất lượng sản phẩm trồng Urê không sử dụng rộng rãi nông nghiệp mà ứng dụng nhiều nghành công nghiệp khác như: công nghiệp sản xuất nhựa, tổng hợp keo… Ngoài urê có sử dụng rộng rãi nghành công nghiệp dược phẩm sản xuất sợi Nước ta nước nông nghiệp, 70% dân số sống nghề nông.Vì vậy, nông nghiệp ngành quan trọng cần đầu tư phát triển để đảm bảo vấn đề an ninh lương thực trở thành cường quốc xuất lương thực, phân bón phục vụ nông nghiệp quan trọng cần thiết Hiện nước ta lực sản xuất phân bón phục vụ nông nghiệp nhà máy chưa đáp ứng nhu cầu sản xuất nông nghiệp nước Do hàng năm nước ta phải nhập lượng lớn phân bón nông nghiệp nước Theo dự báo Bộ Công Thương nhu cầu phân bón loại năm 2012 khoảng 9,6 triệu tấn, sản xuất nước khoảng 7,26 triệu Như vậy, năm 2012, cần nhập thêm 2,34 triệu phân bón để đảm bảo cân đối cung - cầu Để đạt mục tiêu việc nghiên cứu tìm loại phân bón có tác dụng nâng cao nâng suất chất lượng sản phẩm trồng giá thành rẻ điều cần thiết Đồng thời phải nghiên cứu biện pháp cải tiến công nghệ, thiết bị việc đầu tư thay dây chuyền sản xuất nâng cao suất chất lượng hạ giá thành sản phẩm Nguyên liệu để sản xuất urê từ NH3 CO2 Hiện nước ta có bốn nhà máy sản xuất urê nhà máy Phân đạm Hóa chất Hà Bắc Bắc Giang, nhà máy Đạm Phú Mỹ Bà Rịa – Vũng Tàu, nhà máy đạm Ninh Bình nhà máy Đạm Cà Mau Nhà máy Phân đạm Hóa chất Hà Bắc từ nguồn nguyên liệu ban đầu than đá tạo NH3 lỏng khí CO2, sử dụng dây chuyền công nghệ tuần hoàn lỏng toàn cho trình tổng hợp urê Nhà máy Đạm Phú Mỹ Bà Rịa – Vũng Tàu sử dụng dây chuyền công nghệ hãng Haldor Topsoe ( Đan Mạch) hãng Snamprogetti (Ý) từ nguồn Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trí Lời mở đầu nguyên liệu ban đầu khí đồng hành, tạo NH3 lỏng khí CO2 đưa tổng hợp urê Đứng trước nhu cầu thiết thực đó, thực đề tài “Thiết kế phân xưởng sản xuất phân đạm” từ kết tính toán đem so sánh với số liệu thực phân xưởng Phần tính toán thiết kế phân xưởng sản xuất urê đây, trình bày dựa dây chuyền công nghệ nhà máy Đạm Phú Mỹ Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trí CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ PHÂN ĐẠM 1.1 Sơ lược phân đạm 1.1.1 Khái niệm phân đạm Phân đạm cung cấp nitơ dạng ion NO3- ion NH4+ Đạm chất dinh dưỡng cần thiết quan trọng Đạm nguyên tố tham gia vào thành phần clorophin, prôtit, axit amin, enzym nhiều loại vitamin Bón đạm thúc đẩy trình tăng trưởng cây, làm cho nhiều nhánh, phân cành, nhiều; có kích thước to, màu xanh; quang hợp mạnh, làm tăng suất Phân đạm cần cho suốt trình sinh trưởng, đặc biệt giai đoạn sinh trưởng mạnh Trong số nhóm trồng đạm cần cho loại ăn rau cải, cải bắp… 1.1.2 Phân loại phân đạm 1.1.2.1 Phân Urê Phân urê Hilaire Rouelle phát từ nước tiểu vào năm 1773 Friedrich Woehler tổng hợp lần từ ammonium sulfate (NH4)2SO4 potassium cyanate KOCN vào năm 1828 Đây trình tổng hợp lần đầu hợp chất hữu từ chất vô giải vấn đề quan trọng học thuyết sức sống Năm 1870, Phân urê sản xuất cách đốt nóng ammonium carbamate (NH2-COO-NH4) ống bịt kín Điều tảng cho công nghệ sản xuất urê công nghiệp sau Cho tới năm đầu kỷ 20, phân urê sản xuất quy mô công nghiệp mức sản lượng nhỏ Sau chiến tranh giới thứ II, nhiều nước hãng sâu cải tiến quy trình công nghệ để sản xuất urê Những hãng đứng đầu cung cấp chuyển giao công nghệ sản xuất urê giới như: Stamicarbon (Hà Lan), Snamprogetti (Italia), TEC (Nhật Bản)…Các hãng đưa công nghệ sản xuất urê tiên tiến, mức tiêu phí lượng cho urê sản phẩm thấp Urê hợp chất hữu có công thức phân tử CON2H4 (NH2)2CO Tên quốc tế: Diaminomethanal Ngoài urê biết với tên gọi carbamide, carbonyl diamide Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trí Chương Tổng quan phân đạm Hình 1.1Công thức cấu tạo phân urê a) Tính chất vật lý urê Urê có màu trắng, dạng tinh thể mịn, hình kim hình trụ dài, có làm thành viên Nhẹ, dễ tan nước, dễ chảy nước tất loại phân đạm khác Bảng 1.1 Thành phần đặc tính urê Tên thành phần Tỷ trọng d20, g/cm3 Dạng tinh thể dạng bề Giá trị 1,3230 Dạng kim, lăng trụ, tứ giác Điểm nóng chảy ,°C 132,7 Chỉ số khúc xạ, n20 1,484; 1,602 Năng lượng hình thành tự 25 C, J/mol* -197,150 Nhiệt nóng chảy, J/g 251 Nhiệt hòa tan nước, J/g 243 Nhiệt kết tinh, dịch urê nước 70%, J/g 460 Độ ẩm tương đối 81% (20°C) 73% (30°C) Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trí Chương Tổng quan phân đạm Nhiệt riêng, J/Kg.K ở: 0C 1,439 50 1,661 100 1,887 150 2,109 Hàm lượng Nitơ 46,6 %N Urê chất dễ hút ẩm từ môi trường xung quanh nhiệt độ định ứng với áp suất riêng phần nước môi trường lớn áp suất nước bề mặt urê Urê hút ẩm độ ẩm môi trường xung quanh lớn 70%, nhiệt độ 1040 C o Bảng Hàm lượng ẩm urê theo nhiệt độ Nhiệt độ o C Hàm lượng ẩm không khí (g/kg KKK) 10 71,8 15 79 20 80 25 75,8 30 72,5 Theo số liệu bảng urê thường bị hút ẩm hàm lượng ẩm không khí cao, đặc biệt vào ngày hè, tiết trời ẩm thấp Để hạn chế việc hút ẩm, urê thường đóng bao PP, PE bao giấy nhiều lớp b) Tính chất hóa học Phân urê acid hóa đất: (NH2)2CO + 4O2 = 2HNO3 +CO2 + H2O Phân urê dễ bị phân hủy : • Trong không khí ẩm: 2NO + (NH2)2CO + ½ O2 = 2N2 + H2O + CO2 Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trí 10 CHƯƠNG LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG Chọn vị trí xây dựng nhà máy địa điểm quan trọng phức tạp Đó tổng hợp nhiều yếu tố ngành nghề quy hoạch quốc gia.Lựa chọn địa điểm xây dựng điều quan trọng nhất, điều phát huy tốt khả hợp tác vớ xí nghiệp lân cận hạn chế tác nhân ảnh hưởng tới điều kiện sản xuất, môi trường sống Nguyên liệu tổng hợp urê amoniac lỏng đioxit cacbon, chúng sản xuất từ nguyên liệu khác Do phân xưởng urê phải thuộc quy hoạch nhà máy Khi lựa chọn địa điểm xây dựng phải thoã mãn sau: 7.1 Địa điểm xây dựng phân xưởng Phải gần nguồn cung cấp nguyên liệu, lượng Là xưởng sản xuất thành phẩm nhà máy phân xưởng urê đặt gần kho chứa sản phẩm thuận lợi cho việc vận chuyển 7.2 Giải vần đề cấp thoát nước Phân xưởng urê phân xưởng sử dụng nhiều nước công đoạn xử lý làm lạnh, thải rửa… cần phải gần nguồn cung cấp nước phù hợp hệ thống cấp thoát nước Nhà máy phân đạm Phú Mỹ xây dựng bên cạnh sông Thị Vải điều phù hợp cho việc cấp thoát nước, vận chuyển nguyên liệu sản phẩm đường thuỷ… 7.3 Đảm bảo thuận lợi giao thông vận tải Đây vấn đề quan trọng, ảnh hưởng tới hoạt động liên tục nhà máy Phân xưởng urê sản xuất sản phẩm phải bảo đảm đường sắt vào gần hệ thống kho chứa sản phẩm, đường vận chuyển thuận lợi phù với mạng lưới giao thông chung nhà máy Như hạn chế tối đa chi phí cho vận chuyển, hạ giá thành sản phẩm… Nhà máy sản xuất phân Đạm Phú Mỹ có vị trí thuận lợi phía trước mặt nhà máy đường quốc lộ điều thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên liệu sản phẩm đường Phía sau nhà máy sông Thị Vải điều đảm bảo thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên liệu đường thuỷ 7.4 Đảm bảo điều kiện hợp tác với phân xưởng liên quan Đây vấn đề quan trọng xây dựng sản xuất phân xưởng sản xuất phân xưởng urê phân xưởng mắt xích hệ thống sản xuất kín liên tục nhà máy Sự liên kết phân xưởng tạo ổn định sản xuất nhà máy Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trí 97 Chương Lựa chọn địa điểm xây dựng 7.5 Đảm bảo yêu cầu vệ sinh công nghiệp Dây chuyền urê phân xưởng khác nhà máy, có khí thải độc hại ảnh hưởng tới môi trường Để hạn chế tối đa ảnh hưởng xấu, việc quy hoạch xây dựng phải phù hợp hệ thống xử lý làm phế thải sản xuất Đặc biệt bầu không khí toàn phân xưởng, nhà máy môi trường xung quanh 7.6 Các yêu cầu kỹ thuật xây dựng 7.6.1 Về địa hình Thoả mãn diện tích hình dáng phù hợp có độ dốc thích hợp tốt 1% để thoát nước tự nhiên dễ dàng đồng thời phải cao ráo,tránh ngập lụt mùa mưa Hướng gió nhà máy củ yếu hướng gió Nam nhà máy đặt cuối hướng gió cách ly với khu dân cư 1000m Địa điểm xây dựng phải có kích thước hình dạng phù hợp cho việc xây dựng trước măt mở rộng tương lai Khu lựa chọn phải tương đối phẳng tốt có độ rộng tự nhiên từ i = 0,5 ÷ 1,5 % để hạn chế tối đa chi phí san lấp mặt - Khu đất lựa chọn phải nơi cao tránh ngập lụt - Phù hợp với điều kiện vệ sinh công nghiệp - Đảm bảo khoảng cách bảo vệ vệ sinh công nghiệp thích hợp 7.6.2 Về địa chất Đất xây dựng có cường độ chịu lực 2.105 ÷ 2,5.105 N/m2 Các loại đất đất đồi, đất sét, đất đá ong… phải tránh vùng có khoáng sản lòng đất Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trí 98 CHƯƠNG AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH CÔNG NGHIỆP 8.1 An toàn lao động Quá trình sản xuất từ nguyên liệu đầu khí thiên nhiên, sản phẩm trung gian NH3 vả sản phẩm cuối urê Trong trình sản xuất phần lớn dây chuyền làm việc áp suất cao, nhiệt độ cao, thiết bị phải chịu áp chịu nhiệt môi trường ăn mòn, thiết bị cồng kềnh gây nguy hiểm cho người lao động Phân xưởng sản xuất urê phân xưởng xếp cấp độ 3, tức cấp đặc biệt nguy hiểm (theo cấp độ xếp nhà máy) Do đó, trước vào làm việc nhà máy phân xưởng người làm việc phải học lớp an toàn lao động nhà máy tổ chức để biết cách khắc phục gặp cố Trước vào khu công nghệ nhà thầu, khách tham quan… phải hướng dẫn an toàn phải có thẻ vào tạm thời, thẻ không vào nhà máy Không hút thuốc, mang diêm quẹt hay vật dụng dễ cháy gây tia lửa vào nhà máy Khi vào nhà máy khu công nghệ phải mang đầy đủ trang thiết bị bảo vệ cá nhân cần thiết phải tuân thủ theo yêu cầu người hướng dẫn không tự ý lại khu vực sản xuất khu vực cấm Khi xảy cố phải tuân thủ theo hướng dẫn thoát hiểm điểm tập trung Không lại đứng gần nơi kích cẩu, nơi xảy cố, không vượt qua khu vực căng đây, rào chắn cấm người qua lại Người lao động nhà máy phải đảm bảo sức khỏe, không đến nhà máy người có rượu bia, hay chất kích thích khác 8.2 Vệ sinh công nghiệp Dây chuyền sản xuất urê phân xưởng khác nhà máy, có khí thải độc hại ảnh hưởng tới môi trường - Quá trình sản xuất phát sinh nhiều chất lỏng, khí độc hại ăn mòn : CO, CO2, NH3, H2S, SO2,… , - Các két khí áp suất cao dễ cháy nổ - Khu vực đặt máy nén làm việc áp suất cao gây rung động ồn - Môi trường có độ ẩm lớn trình làm lạnh nước Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trí 99 Chương An toàn lao động vệ sinh công nghiệp Để hạn chế tối đa ảnh hưởng xấu, việc quy hoạch xây dựng phải phù hợp hệ thống xử lý làm phế thải sản xuất Đặc biệt bầu không khí toàn phân xưởng, nhà máy môi trường xung quanh Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trí 100 Chương Nhận xét kiến nghị CHƯƠNG NHẬN XÉT VÀ KIẾN NGHỊ 9.1 Nhận xét Đối với nước nông nghiệp chủ yếu nước ta việc xây dựng nhà máy đạm cần thiết Nó vừa đáp ứng nhu cầu to lớn nông nghiệp đất nước, vừa thúc đẩy cho công nghiệp khai thác sử dụng nguồn khí thiên nhiên cách hợp lý Sau ba tháng tham quan thực tế nhà máy Đạm Phú Mỹ thực luận văn tốt nghiệp, đề tài thu số kết đáng ý sau: - Tìm hiều quy trình tổng hợp tạo hạt urê Nhà máy theo công nghệ Prilling (theo phương pháp phun) - Tìm hiểu quy trình vận hành thiết bị sản xuất phân xưởng sản xuất urê nhà máy - Từ kết tìm hiểu Nhà máy, đến thiết kế lại phân xưởng sản xuất phân urê dựa suất có kết hợp với số liệu chi tiết mà nhà máy đưa nhằm mục đích tương lai thành lập nhà máy với suất để đáp ứng nhu cầu sử dụng phân bón nước hướng đến xuất 9.2 Kiến nghị Với quy mô rộng lớn nhà máy khoảng thời gian gần tháng tham quan khảo sát nhà máy ngắn ngủi nên hiểu hết toàn thiết bị bên nhà máy Bài Luận văn dừng lại việc khảo sát thiết kế số thiết bị: thiết bị phản ứng, thiết bị cô đặc lần 1, thiết bị tạo hạt, góp phần cho sinh viên hiểu nhiều tổng quát phương pháp để thiết kế nhà máy giúp tiếp cận với công nghệ tiên tiến cách hiệu Nên có số kiến nghị nhằm hoàn thiện việc thiết kế phân xưởng sản xuất urê để xây dựng thực tế: - Trong trình sản xuất thiết bị làm việc áp suất cao, nhiệt độ cao, nguyên liệu độc dễ cháy nổ gây nguy hiểm cho người lao động, cần có chế độ bảo hộ an toàn sức khỏe cho người lao động Cần kiểm tra thường xuyên thiết bị sản xuất Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trí 101 Chương Nhận xét kiến nghị - Chúng sinh viên ngồi ghế nhà trường nên chưa có kinh nghiệm thực tế thiết kế thiết bị sản xuất nên kết tính toán lý thuyết khác với kết thực tế Do đó, đưa thiết bị sản xuất cần tính toán kĩ để tận dụng thiết bị, tránh trường hợp lãng phí thiết bị Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trí Trang 97 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Hồ Lê Viên Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất – tập 1, 1992, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Phạm Xuân Toản Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất – tập 2, 2005, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội Phan Văn Thơm Sổ tay thiết kế thiết bị hóa chất chế biến thực phẩm, 2000, Đại Học Cần Thơ Nguyễn Bin Các trình – Thiết bị công nghệ hóa chất thực phẩm - tập 1, 2002, NXB Khoa Học Kỹ Thuật Phạm Văn Bôn, Nguyễn Đình Tho Giáo Trình “Quá trình thiết bị công nghệ hóa học” – tập 5, 1992, Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh Phạm Ngọc Long Bài giảng “ Cơ sở thiết kế chế tạo máy hóa chất”, 2007, Đại Học Cần Thơ Sổ tay vận hành – tài liệu lưu hành nội Nhà máy Đạm Phú Mỹ Giáo trình urê – tài liệu lưu hành nội Nhà máy Đạm Phú Mỹ Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trí Trang 98 Mục lục bảng MỤC LỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần đặc tính urê Bảng Hàm lượng ẩm urê theo nhiệt độ 10 Bảng 3.1 Lưu lượng dòng vào dòng thiết bị phản ứng 42 Bảng 3.2 Lưu lượng dòng vào dòng thiết bị phân hủy cao áp 44 Bảng 3.3 Lưu lượng dòng vào dòng thiết bị phân hủy trung áp 46 Bảng 3.4 Lưu lượng dòng vào dòng thiết bị phân hủy thấp áp 47 Bảng 3.5 Lưu lượng dòng vào dòng thiết bị tiền cô đặc 49 Bảng 3.6 Lưu lượng dòng vào dòng thiết bị cô đặc lần 51 Bảng 3.7 Lưu lượng dòng vào dòng thiết bị cô đặc lần 53 Bảng 3.8 Lưu lượng dòng vào thiết bị tạo hạt 55 Bảng 4.1 Hiệu ứng nhiệt 56 Bảng 4.2 Nhiệt vào nhiệt thiết bị phản ứng 60 Bảng 4.3 Nhiệt vào nhiệt cụm phân hủy thu hồi cao áp 63 Bảng 4.4 Nhiệt vào nhiệt cụm phân hủy thu hồi trung áp 65 Bảng 4.5 Nhiệt vào nhiệt cụm phân hủy thu hồi thấp áp 68 Bảng 4.6 Nhiệt vào nhiệt thiết bị tiền cô đặc 70 Bảng 4.7 Nhiệt vào nhiệt thiết bị cô đặc lần 73 Bảng 4.8 Nhiệt vào nhiệt thiết bị cô đặc lần 76 Bảng 4.9 Lượng nhiệt vào nhiệt tháp tạo hạt 78 Bảng 5.1 Bảng kích thước chuẩn tháp phản ứng 79 Bảng 6.1 Công suất điện cho công trình nhà máy 95 Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trí Trang vii Mục lục hình MỤC LỤC HÌNH Hình 1.1Công thức cấu tạo phân urê Hình 1.2 Công thức cấu tạo nitrat amoni 12 Hình 1.3 Công thức cấu tạo đạm sunphat 13 Hình 1.4 Công thức cấu tạo phân đạm Clorua 14 Hình 1.5 Công thức cấu tạo cyanamide canxi 14 Hình 1.6 Công thức cấu tạo phân đạm phosphate 15 Hình 1.7 Ảnh hưởng tỷ lệ NH3/CO2 22 Hình 1.8 Ảnh hưởng tỷ lệ H2O/CO2 23 Hình 1.9 Ảnh hưởng tỷ lệ nhiệt độ áp suất 24 Hình 1.10 Ảnh hưởng áp suất cân tỷ lệ NH3/CO2 25 Hình 2.1 Sơ đồ tổng thể công nghệ tổng hợp urê 26 Hình 2.2 Dòng vào dòng thiết bị phản ứng 29 Hình 2.3 Thiết bị tổng hợp urê 30 Hình 2.4 Thiết bị Stripper cao áp 31 Hình 2.5 Quá trình phân hủy trung áp 32 Hình 2.6 Quá trình phân hủy thấp áp 32 Hình 2.7 Giai đoạn tiền cô đặc cô đặc lần 34 Hình 2.8 Quá trình cô đặc lần tạo hạt 35 Hình 5.1 Cấu tạo thiết bị phản ứng 80 Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trí Trang viii Mục lục MỤC LỤC MỤC LỤC…… i MỤC LỤC BẢNG vii MỤC LỤC HÌNH viii LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ PHÂN ĐẠM 1.1 Sơ lược phân đạm 1.1.1 Khái niệm phân đạm 1.1.2 Phân loại phân đạm 1.1.2.1 Phân Urê 1.1.2.2 Phân Nitrat Amoni 12 1.1.2.3 Phân đạm sunphat 13 1.1.2.4 Phân đạm clorua 14 1.1.2.5 Phân cyanamide canxi 14 1.1.2.6 Phân đạm phosphate 15 1.2 Những nét bật phân đạm 15 1.3 Các công nghệ sản xuất phân đạm (urê) giới 16 1.3.1 Các phương pháp sản xuất urê 16 1.3.2 Công nghệ tổng hợp urê 17 1.3.3 Công nghệ tạo hạt urê 19 1.4 Cơ sở lý thuyết tổng hợp phân đạm (urê) 19 1.4.1 Cân phản ứng tổng hợp urê 19 1.4.2 Động học trình tổng hợp urê 21 1.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình tổng hợp 21 CHƯƠNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT URÊ TẠI NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ 26 2.1 Giới thiệu công nghệ sản xuất nhà máy 26 2.2 Quá trình tổng hợp tạo hạt nhà máy 26 Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trí Trang i Mục lục 2.2.1 Công đoạn nén khí CO2 27 2.2.2 Tổng hợp Urê 27 2.2.2.1 Tổng hợp 27 2.2.2.2 Phân huỷ urê thu hồi 30 2.2.2.3 Cụm cô đặc chân không tạo hạt 34 2.3 Những đặc điểm bậc quy trình sản xuất phân đạm urê nhà máy Đạm Phú Mỹ so với quy trình sản xuất khác 36 CHƯƠNG CÂN BẰNG VẬT LIỆU 37 3.1 Thiết bị phản ứng 37 3.1.1 Các thông số thiết kế ban đầu 37 3.1.2 Tính toán 37 3.1 Thiết bị phân hủy cao áp 43 3.2.1 Các thông số thiết kế ban đầu 43 3.2.2 Tính toán 43 3.2 Thiết bị phân hủy trung áp 44 3.3.1 Các thông số thiết kế ban đầu 44 3.3.2 Tính toán 45 3.4 Thiết bị phân hủy thấp áp 46 3.4.1 Các thông số thiết kế ban đầu 46 3.4.2 Tính toán 46 3.5 Thiết bị tiền cô đặc 48 3.5.1 Các thông số thiết kế ban đầu 48 3.5.2 Tính toán 48 3.6 Thiết bị cô đặc lần 50 3.6.1 Các thông số thiết kế ban đầu 50 3.6.2 Tính toán 50 3.7 Thiết bị cô đặc lần 52 3.7.1 Các thông số thiết kế ban đầu 52 Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trí Trangii Mục lục 3.7.2 Tính toán 52 3.8 Thiết bị tạo hạt 54 3.8.1 Các Các thông số thiết kế ban đầu 54 3.8.2 Tính toán 54 CHƯƠNG CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG 56 4.1 Thiết bị phản ứng 56 4.1.1 Các số liệu ban đầu 56 4.1.2 Tính toán cân nhiệt 56 4.1.2.2 Lượng nhiệt vào 56 4.1.2.2 Lượng nhiệt khỏi thiết bị 58 4.2 Thiết bị phân hủy thu hồi cao áp 61 4.2.1 Các số liệu ban đầu 61 4.2.2 Tính toán 61 4.2.2.1 Lượng nhiệt vào 61 4.2.2.2 Lượng nhiệt 62 4.3 Thiết bị phân hủy thu hồi trung áp 63 4.3.1 Các số liệu ban đầu 63 4.3.2 Tính toán 64 4.3.2.1 Lượng nhiệt vào 64 4.3.2.2 Lượng nhiệt 64 4.4 Thiết bị phân hủy thu hồi thấp áp 66 4.4.1 Các số liệu ban đầu 66 4.4.2 Tính toán 66 4.4.2.1 Lượng nhiệt vào 66 4.4.2.2 Lượng nhiệt 66 4.5 Thiết bị tiền cô đặc 68 4.5.1 Các số liệu ban đầu 68 4.5.2 Tính toán 69 Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trí Trang iii Mục lục 4.2.2.1 Lượng nhiệt vào 69 4.2.2.2 Lượng nhiệt 69 4.6 Thiết bị cô đặc lần 71 4.6.1 Các số liệu ban đầu 71 4.6.2 Tính toán 71 4.2.2.1 Lượng nhiệt vào 71 4.2.2.2 Lượng nhiệt 72 4.7 Thiết bị cô đặc lần 74 4.7.1 Các số liệu ban đầu 74 4.7.2 Tính toán 74 4.7.2.1 Lượng nhiệt vào 74 4.7.2.2 Lượng nhiệt 74 4.8 Tháp tạo hạt 77 4.8.1 Các số liệu ban đầu 77 4.8.2 Tính toán 77 4.8.2.1 Nhiệt vào tháp 77 4.8.2.2 Nhiệt khỏi tháp 77 CHƯƠNG TÍNH CƠ KHÍ CHO THIẾT BỊ 79 5.1 Thiết bị phản ứng 79 5.1.1 Các thông số kĩ thuật nhà máy Đạm Phú Mỹ 79 5.1.2 Tính toán thiết kế 81 5.1.2.1 Xác định chiều dày thân hình trụ tháp 81 5.1.2.2 Xác định bề dày đáy nắp tháp 82 5.1.2.3 Xác định đường kính ống nhập liệu NH3 dung dịch carbamate hồi lưu 83 5.1.2.4 Xác định đường kính ống nhập liệu CO2 84 5.1.2.5 Xác định đường kính ống tháo liệu thiết bị 84 5.1.2.5 Xác định trở lực tháp 85 Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trí Trang iv Mục lục 5.2 Thiết bị cô đặc lần 86 5.2.1 Các số liệu ban đầu 86 5.2.2 Tính toán 87 5.2.2.1 Tính kích thước buồng đốt 87 5.2.2.2 Tính kích thước buồng bốc 89 5.2.2.3 Tính kích thước ống nhập liệu tháo liệu 89 5.3 Tháp tạo hạt 91 5.3.1 Các số liệu ban đầu 91 5.3.2 Tính toán 91 5.3.2.1 Đường kính tháp tạo hạt 91 5.3.2.2 Chiều cao tháp tạo hạt 92 5.3.2.3 Thiết kế vòi phun dung dịch nóng lỏng 93 5.3.2.4 Chọn cào quay phểu hình nón 93 5.3.2.5 Giá đỡ cho gàu tạo hạt 94 5.3.2.6 Cửa thông gió cửa người 94 5.4 Nhận xét kết tính toán 94 CHƯƠNG NHU CẦU ĐIỆN NƯỚC SỬ DỤNG CHO NHÀ MÁY 95 6.1 Nhu cầu điện thấp sáng sản xuất 95 6.2 Nhu cầu nước 96 CHƯƠNG LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG 97 7.1 Địa điểm xây dựng phân xưởng 97 7.2 Giải vần đề cấp thoát nước 97 7.3 Đảm bảo thuận lợi giao thông vận tải 97 7.4 Đảm bảo điều kiện hợp tác với phân xưởng liên quan 97 7.5 Đảm bảo yêu cầu vệ sinh công nghiệp 98 7.6 Các yêu cầu kỹ thuật xây dựng 98 7.6.1 Về địa hình 98 7.6.2 Về địa chất 98 Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trí Trang v Mục lục CHƯƠNG AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH CÔNG NGHIỆP 99 8.1 An toàn lao động 99 8.2 Vệ sinh công nghiệp 99 CHƯƠNG NHẬN XÉT VÀ KIẾN NGHỊ 101 9.1 Nhận xét ci 9.2 Kiến nghị ci TÀI LIỆU THAM KHẢO ciii Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trí Trang vi [...]... đi Phân đạm có thể được dùng để bón cho cây trồng dưới dạng rắn, dạng lỏng để tưới gốc hoặc sử dụng như phân phun qua lá đối với một số cây trồng Phân đạm ít gây cháy nổ nguy hiểm cho người và môi trường xung quanh (trừ phân nitrat ammonium rất dễ cháy nổ) Sản xuất phân đạm ít thải ra chất độc hại cho môi trường Khi được sử dụng đúng cách, phân đạm làm tăng năng suất nông sản 1.3 Các công nghệ sản xuất. .. chất, hạt phân phình to lên làm rách bao bì và làm hỏng dụng cụ đựng Phân này dễ bốc bụi, khi bám vào da sẽ làm hỏng da, phân bay vào mắt sẽ làm hỏng giác mạc mắt, vì vậy khi sử dụng phân này phải rất cẩn thận 1.1.2.6 Phân đạm phosphate Công thức hóa học: (NH4)3PO4 Hình 1.6 Công thức cấu tạo của phân đạm phosphate Phân đạm phosphate là loại phân vừa có đạm, vừa có lân Trong phân có tỷ lệ đạm là 10-18%,... nghệ khác nhau thì có những nét nổi bật riêng của nó Đối với nhà máy Đạm Phú Mỹ sử dụng công nghệ Snamprogetty của Italia để sản xuất phân đạm, kết hợp với công nghệ Haldor Topsoe của Đan Mạch để sản xuất amoniac Nguyên liệu sản xuất của nhà máy hoàn toàn đi từ khí thiên nhiên và sản phẩm cuối là urê Công nghệ sản xuất của nhà máy Đạm Phú Mỹ hiện nay là một trong những công nghệ tiên tiến nhất trên... hoàn toàn, hiệu suất của chuyển hóa trêm lượng CO2 khoảng 50-80% Nhiệt độ quá trình sản xuất cao hơn nhiệt độ nóng chảy của urê nên urê trong quá trình sản xuất ở dạng nóng chảy, áp suất hơi lớn Nước tạo nên sự xuất hiện carbamate và sản phẩm trung gian là (NH4)2CO3 Đây là nguyên tắc được áp dụng sản xuất ngoài thực tế Tuy nhiên quy trình sản xuất vẫn luôn được nghiên cứu để hạ giá thành sản phẩm và giảm... khác nhau, còn phân MAP là loại chua sinh lý (pH: 4-4.5) nên không thích hợp đối với các loại đất chua Phân này có tỷ lệ đạm hơi thấp so với lân, nên cần bón phối hợp với các loại phân đạm khác, nhất là khi bón cho các loại cây cần nhiều đạm Để dễ bảo quản người ta thường sản xuất phân đạm phosphate dưới dạng viên và được đựng trong các bao nilong 1.2 Những nét nổi bật của phân đạm Phân vô cơ đã trở... thành nhiều lần để tránh mất đạm Khi bón cho cây con cần chú ý là phân này dễ gây cháy lá Không nên sử dụng phân đạm sunphat để bón trên đất phèn, vì phân dễ làm chua thêm đất 1.1.2.4 Phân đạm clorua Công thức hóa học: NH4Cl Cl Hình 1.4 Công thức cấu tạo của phân đạm Clorua Phân này (NH4Cl) có chứa 24–25% nitơ nguyên chất Đạm clorua có dạng tinh thể mịn, màu trắng hoặc vàng ngà Phân này dễ tan trong nước,... áp suất 19,5 bar và nhiệt độ 144165 C Nhiệt phân hủy được cung cấp nhờ hơi 4,9 bar, 158oC trong phần vỏ trên và nhờ nước ngưng hơi 219oC từ stripper trong phần vỏ dưới của thiết bị o Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trí 31 Chương 2 Quy trình sản xuất urê tại nhà máy Đạm Phú Mỹ Hình 2.5 Quá trình phân hủy trung áp Phân hủy thấp áp trong thiết bị phân hủy thấp áp Hình 2.6 Quá trình phân hủy thấp áp Áp suất. .. cho nhiều loại rau, cây ăn quả 1.1.2.3 Phân đạm sunphat Công thức hóa học: (NH4)2SO4 2- 2 Hình 1.3 Công thức cấu tạo của đạm sunphat Phân đạm sunphat còn gọi là phân SA (hay còn gọi là muối diêm), có chứa 20–21% nitơ nguyên chất Trong phân này còn có 24-25% lưu huỳnh (S) Trên thế giới loại phân này chiếm 8% tổng lượng phân hoá học sản xuất hàng năm Phân đạm sunphat có dạng tinh thể, mịn, màu trắng... và sản phẩm phản ứng Sinh viên thực hiện: Lê Minh Trí 28 Chương 2 Quy trình sản xuất urê tại nhà máy Đạm Phú Mỹ Các sản phẩm phản ứng ra khỏi tháp tổng hợp chảy vào phần trên của thiết bị stripper, hoạt động ở áp suất 147 bar 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. .. hiện: Lê Minh Trí 30 Chương 2 Quy trình sản xuất urê tại nhà máy Đạm Phú Mỹ Phân hủy cao áp trong thiết bị Stripper cao áp: Sự phân hủy được xúc tiến bằng cách gia nhiệt và tách CO2 bằng cách cho bay hơi lượng dư NH3, ở mức áp suất thấp hơn một chút so với áp suất phản ứng urê Thiết bị stripper là thiết bị trao đổi nhiệt kiểu màng Do đó, các dòng lỏng và khí được phân hủy và bay hơi khi tiếp xúc ngược