Tìm hiểu quy trình công nghệ trong nhà máy phân đạm và hóa chất Hà Bắc

Tìm hiểu quy trình công nghệ trong nhà máy phân đạm và hóa chất Hà Bắc

Lời nói đầu

Là sinh viên năm thứ 3 chuyên ngành hóa học,chúng em đã được họckhá nhiều kiến thức về các quá trình hóa học,các thiết bị phục vụ chocông nghệ hóa chất,chính vì vậy đợt thực tập tại nhà máy phân đạm vàhóa chất Hà Bắc lần này là một cơ hội rất tốt cho chúng em củng cố,kiểmtra lại vốn kiến thức của mình,đồng thời phát huy sự hăng say học tập vànghiên cứu trong chúng em

Mặc dù thời gian thực tập còn hạn chế nhưng đợt thực tập này đã đểlại trong em nhiều bài học bổ ích.Nhà máy phân đạm và hóa chất Hà Bắc

là một nhà máy lớn,có thời gian phát triển lâu dài,quy mô tổ chức khoahọc và có tầm ảnh hưởng lớn trên cả nước,chính vì vậy thực tập ở đâyngoài các kiến thức bổ ích chúng em còn học được nhiều về tác phongcông nghiệp,phương pháp làm việc khoa học và chuyên môn hóa cao Sau đây là bản báo cáo sơ lược về quy trình chung của nhà máy mà

em tìm hiểu được.Vì thời gian thực tập ngắn nên những gì chúng em tìmhiểu được còn rất hạn chế,mong cô giáo xem và cho ý kiến đánh giá để

em nhận ra những khiếm khuyết của mình

Nhân đây em xin chân thành cảm ơn cô giáo Phạm Thanh Huyền,cảm

ơn Ban Lãnh Đạo nhà máy,các anh chị kĩ thuật viên và các phân xưởng

đã tận tình hướng dẫn chỉ bảo chúng em hoàn thành đợt thực tập này

Hà nội,tháng 5 năm 2009Sinh viên thực hiện Nguyễn Hoàng Nam

Mục Lục

Trang

PHẦN 1:Giới thiệu chung

Lịch sử hình thành và phát triển nhà máy……….3

Giới thiệu về cơ cấu tổ chức nhà máy………5

PHẦN 2:Lưu trình công nghệ trong công ty ……….12

PHẦN 3:Các phân xưởng chính trong nhà máy……….14

A-Phân xưởng tạo khí……… 14

B-Phân xưởng tổng hợp NH3……… 23

I-Cương vị khử H2S thấp áp………25

II-Cương vị biến đổi CO……… 33

III-Cương vị khử H2S trung áp……….39

IV-Cương vị hấp thụ CO2 bằng kiềm nóng……… 43

V-Cương vị khử vi lượng……….……….51

VI-Cương vị tổng hợp NH3……… ………….60

VII-Cương vị máy nén khí N2/H2……… ……… 66

C-Xưởng tổng hợp Ure………70

PHẦN 1 GIỚI THIỆU CHUNG

I-Lịch sử hình thành và phát triển công ty

Lịch sử hình thành

Ngày 18/2/1959 Chính phủ Việt Nam đã ký với Chính phủ TrungQuốc hiệp định về việc Trung Quốc giúp Việt Nam xây dựng nhà máyPhân đạm Đây là món quà tặng biểu tượng cho tình hữu nghị của Đảng

và nhân dân Trung Quốc đối với nhân dân Việt Nam

Đầu năm 1960 nhà máy Phân đạm đầu tiên của Việt Nam được khởicông xây dựng trên mảnh đất 40ha thuộc xã Thọ Xương cách thị xã BắcGiang về phía bắc 1km (nay thuộc phường Thọ Xương, thành phố BắcGiang, tỉnh Bắc Giang)

Theo thi t k ban ết kế ban đầu Nhà máy bao gồm 3 khu vực chính: ết kế ban đầu Nhà máy bao gồm 3 khu vực chính: đầu Nhà máy bao gồm 3 khu vực chính:u Nh máy bao g m 3 khu v c chính:à máy bao gồm 3 khu vực chính: ồm 3 khu vực chính: ực chính:

+ Xưởng Nhiệt điện: Công suất thiết kế 12.000 kWng Nhi t i n: Công su t thi t k 12.000 kWệt điện: Công suất thiết kế 12.000 kW đ ệt điện: Công suất thiết kế 12.000 kW ất thiết kế 12.000 kW ết kế ban đầu Nhà máy bao gồm 3 khu vực chính: ết kế ban đầu Nhà máy bao gồm 3 khu vực chính:

+ Xưởng Nhiệt điện: Công suất thiết kế 12.000 kWng Hóa: Công su t thi t k 100.000 tÊn Urê/ n mất thiết kế 12.000 kW ết kế ban đầu Nhà máy bao gồm 3 khu vực chính: ết kế ban đầu Nhà máy bao gồm 3 khu vực chính: ăm

+ Xưởng Nhiệt điện: Công suất thiết kế 12.000 kWng C khí: Công su t thi t k 6.000 t n/ n m.ơ khí: Công suất thiết kế 6.000 tấn/ năm ất thiết kế 12.000 kW ết kế ban đầu Nhà máy bao gồm 3 khu vực chính: ết kế ban đầu Nhà máy bao gồm 3 khu vực chính: ất thiết kế 12.000 kW ăm

Sau 5 năm xây dựng, Nhà máy đã hình thành với tổng số 130 côngtrình Ngày 03/02/1965 khánh thành Phân xưởng Nhiệt điện Ngày19/05/1965 Phân xưởng Tạo khí đã khí hoá than thành công (đã sản xuấtđược khí than để làm nguyên liệu sản xuất Amôniắc) Ngày 01/06/1965Xưởng Cơ khí đi vào hoạt động Tuy nhiên cuộc chiến tranh phá hoại của

đế quốc Mỹ đã làm dang dở và kéo dài ngày sản xuất bao đạm đầu tiên tới 10 năm sau Để bảo vệ tính mạng của công nhân và tài sản của Nhànước, Chính phủ đã quyết định đình chỉ việc đưa nhà máy vào sản xuất.Phân xưởng Nhiệt điện chuyển thành nhà máy Nhiệt điện Hà Bắc bám trụsản xuất phục vụ kinh tế và quốc phòng Xưởng Cơ khí chuyển thànhNhà máy Cơ khí hoá chất Hà Bắc sơ tán lên Lạng Giang và sản xuất theonhiệm vụ thời chiến, Khu Hoá tháo dỡ thiết bị đưa trở lại Trung Quốc Trong 2 cuộc chiến tranh phá hoại, máy bay Mỹ đã đánh phá Nhàmáy Điện 52 trận với hàng ngàn tấn bom đạn To eve nab máy đã thamgia chiến đấu 63 trận, góp phần bắn rơi một máy bay Mỹ và bắn bịthương một số chiếc khác

Đầu năm 1973, Nhà máy được khôi phục xây dựng và mở rộng,ngày 01/05/1975 Chính phủ hợp nhất Nhà máy Điện Hà Bắc, Nhà máy

Cơ khí Hoá chất Hà Bắc và các phân xưởng Hoá thành lập Nhà máyPhân đạm Hà Bắc Ngày 12/12/1975 sản xuất ra bao đạm mang nhãn hiệuLúa vàng đầu tiên Ngày 30/10/1977 Phó Thủ tướng Đỗ Mười cắt băngkhánh thành Nhà máy Phân Đạm Hà Bắc, đứa con đầu lòng của ngànhsản xuất đạm Việt Nam.

Năm 1976-1983 sản xuất gặp nhiều khó khăn, sản lượng năm 1981chỉ đạt 9000 tấn đạm urê bằng 9% công suất thiết kế Ngày 17/01/1983Chủ tịch Hộ đồng Bộ trưởng có Chỉ thị 19-CP nhằm duy trì và đẩy mạnhsản xuất của Nhà máy Phân đạm Hà Bắc

Ngày 10/10/1988 Nhà máy đổi tên thành Xí nghiệp Liên hợp Phânđạm và Hoá chất Hà Bắc

Ngày 13/02/1993 đổi tên thành Công ty Phân đạm và Hoá Chất HàBắc

Ngày 20/10/2006 chuyển đổi thành Công ty trách nhiệm hữu hạnmột thành viên Phân Đạm và Hoá chất Hà Bắc

Trong quá trình phát triển, Công ty đã được sự quan tâm của cácđồng chí Lãnh đạo cao nhất của Đảng và Nhà nước Các đồng chí Tổng

Bí thư Ban Chấp hành Trung ương Đảng Nguyễn Văn Linh, Đỗ Mười,Nông Đức Mạnh, Chủ tịch nước Lê Đức Anh, Trần Đức Lương đã vềthăm và làm việc tại Công ty

Kể từ khi đưa Nhà máy vào sản xuất năm 1976 đến nay, Công ty đãsản xuất hơn 2 triệu tấn đạm urê, 2 tỷ KWh điện, 45.000 tấn NH3 thươngphẩm, 180.000 tấn phân trộn NPK, 30.000 tấn CO2 lỏng rắn chất lượngcao, 3.500.000 chai Oxy thương phẩm, 1500 tấn than hoạt tính phục vụnền kinh tế quốc dân

S n l ản lượng ure qua các năm: ượng ure qua các năm: ng ure qua các n m: ăm:

+ N m 1991: ăm 44.890 t nất thiết kế 12.000 kW+ N m 1992:ăm 82.633 t nất thiết kế 12.000 kW+ N m 1993:ăm 100.093 t nất thiết kế 12.000 kW+ N m 1994:ăm 103.222 t nất thiết kế 12.000 kW+ N m 1995:ăm 110.972 t nất thiết kế 12.000 kW+ N m 1996:ăm 120.471 t nất thiết kế 12.000 kW+ N m 1997:ăm 130.170 t nất thiết kế 12.000 kW+ N m 1998:ăm 63.905 t nất thiết kế 12.000 kW+ N m 1999:ăm 48.769 t nất thiết kế 12.000 kW+ N m 2000:ăm 76.145 t nất thiết kế 12.000 kW+ N m 2001:ăm 98.970 t nất thiết kế 12.000 kW

+ 10 tháng đầu Nhà máy bao gồm 3 khu vực chính:u n m 2002: ăm 81.393 t nất thiết kế 12.000 kW + Năm 2007: 183.000 tấn

Các danh hiệu cao quý:

- Công ty được Nhà nước tặng thưởng Huân chương Lao động hạng

hai năm 1996 và Huân chương Lao động hạng nhất năm 2005

-8 đơn vị và cá nhân được tặng thưởng Huân chương lao động hạng

ba

Ngành nghề kinh doanh:

- Sản xuất, kinh doanh phân đạm Urê, phân hỗn hợp NPK

- Sản xuất, kinh doanh hoá chất cơ bản

- Sản xuất, kinh doanh điện Quản lý vận hành lưới điện trong

phạm vi Công ty

- Sản xuất, kinh doanh NH3 lỏng, CO2 lỏng - rắn, các sản phẩm

khí công nghiệp

- Sản xuất, kinh doanh hàng cơ khí

- Xây lắp các công trình, lập dự án đầu tư xây dựng các công

trình Thiết kế thiết bị công nghệ công trình hoá chất

- Đầu tư và kinh doanh tài chính

Để thuận lợi cho người tiêu dùng, nâng cao hiệu quả của việc sử dụngphân bón, công ty đã và đang sản xuất nhiều loại phân bón với hàm lượngdinh dưỡng khác nhau như: NPK 5-10-3; NPK 10-5-3; NPK 5-7-6; NPK10-14-12; NPK 8-12-5; NPK 15-5-7; NPK 10-4-16; NPK 16-2-12

Hiện tại công ty đã có kế hoạch tập trung cho sản xuất các loại phânchuyên dùng hàm lượng dinh dưỡng cao thích hợp cho từng đối tượngchăm bón, cải tiến dây chuyền sản xuất để đáp ứng cao nhất nhu cầu củakhách hàng cả về số lượng, chất lượng, chủng loại

CO2 lỏng,rắn

Hệ thống sản xuất CO2 lỏng, rắn của Công ty Phân đạm và Hoá chất

Hà Bắc được đầu tư đồng bộ bởi thiết bị và công nghệ tiên tiến nhất củaCộng hoà Liên bang Đức Với công suất là 14.000 tấn CO2 lỏng và 1.000tấn CO2 rắn/năm, Công ty đang tiếp tục đầu tư mở rộng nhằm thoả mãnnhu cầu của các ngành kinh tế xã hội trong nền kinh tế quốc dân Tất cảsản phẩm CO2 lỏng, rắn của Công ty đưa ra thị trường đều đạt tiêu chuẩnquốc gia, đáp ứng được các yêu cầu cao của các ngành kinh tế kỹ thuật.Sản phẩm CO2 lỏng, rắn của Công ty luôn được người tiêu dùng cả nướcđánh giá là số 1 về chất lượng và khả năng đáp ứng

Nhu cầu sử dụng phân đạm urê ở Việt Nam tại thời điểm trước nhữngnăm 2000 là khoảng 2 triệu tấn/năm, và sau năm 2010 nhu cầu sử dụngloại sản phẩm này sẽ là từ 2,7 - 3 triệu tấn/ năm (kể cả urê dùng làmnguyên liệu sản xuất phân bón NPK) Trong khi đó, khả năng sản xuấtphân đạm urê trong nước vẫn chưa đáp ứng nhu cầu trên Theo tính toán

sơ bộ, trong thời gian tới, kể cả khi xây dựng xong 2 nhà máy sản xuấtphân đạm urê là Nhà máy Điện Đạm Cà Mau (có công suất 800 nghìn tấnurê/ năm) và Nhà máy Đạm Ninh Bình (có công suất 560 nghìn tấn urê/năm), thì tổng lượng phân đạm urê sản xuất trong nước mới đạt 2,2 - 2,3triệu tấn/ năm Như vậy, so với nhu cầu sử dụng phân đạm urê vẫn cònthiếu khoảng 70 - 800 nghìn tấn/ năm Bên cạnh đó, giá thành bán urêtrên thị trường thế giới cũng như thị trường trong nước từ năm 2006 chođến những năm tiếp theo được dự báo là vẫn dao động ở mức cao hơnhoặc bằng hiện nay Đây cũng là một nguyên nhân gây khó khăn cho thịtrường urê trong nước

Trước tình hìnhđó,Công ty Phân đạm và Hóa chất HàBắc(HANICHEMCO) đã có kế hoạch thực hiện Dự án "Mở rộng Nhàmáy Phân đạm Hà Bắc" Theo đó Công ty sẽ đầu tư thêm một dây chuyềnsản xuất với công suất sản xuất 300 nghìn tẩn urê/ năm và đưa công suấttổng cộng của Công ty lên 480 nghìn tấn urê/năm nhằm đáp ứng nhu cầu

sử dụng phân đạm urê trong nước, giảm lượng urê nhập khẩu, tiết kiệmngoại tệ

Cải tạo dây chuyền sản xuất phân đạm hiện tại bằng cách chuyển đổinguồn nguyên liệu từ khí hoá than cục sang khí hoá than cám kết hợp với

mở rộng quy mô sản xuất của nhà máy Phân đạm Hà Bắc, quy mô nhưsau:

- Sản phẩm chính Urê: công suất 500.000 tấn/năm, trong đó:

+ Dây chuyền mới: công suất 320.000 tấn/năm

+ Dây chuyền hiện tại sau cải tạo: công suất 180.000 tấn/năm

- Sản phẩm trung gian amôniắc lỏng: công suất 300.000 tấn/năm, trongđó:

+ Dây chuyền mới 192.000 tấn/năm

+ Dây chuyền hiện tại sau cải tạo: công suất 108.000 tấn/năm

II-Giới thiệu về cơ cấu tổ chức nhà máy

Hiện nay cơ cấu tổ chức quản lý của Công ty theo mô hình trựctuyến chức năng với cấp quản lý cao nhất là Giám đốc, giúp việc choGiám đốc là các Phó giám đốc Các Phó giám đốc có nhiệm vụ giúp Giám

đốc điều hành mọi hoạt động sản xuất, kinh doanh của Công ty trên cáclĩnh vực đợc phân công và thay thế điều hành khi Giám đốc đi vắng

Khi mới thành lập

Theo quyết định 178/TC-HC ngày 29/01/1975 cơ cấu tổ chức quản

lý của nhà máy là:

+ 01 Giám đốc+ 04 Phó giám đốc+ 07 Đơn vị sản xuất trực tiếp+ 01 Trung tâm điều độ sản xuất+ 16 Phòng ban chức năng

Cơ cấu tổ chức quản lý hiện tại

Trong quá trình phát triển của Công ty, cơ cấu quản lý tổ chức luôn

đợc điều chỉnh phù hợp với yêu cầu theo từng giai đoạn phát triển chungcủa đất nớc Hiện nay cơ cấu tổ chức quản lý của công ty đợc tổ chức theomô hình trực tuyến chức năng với cấp quản lý cao nhất là Giám đốc, giúpviệc cho Giám đốc là các Phó giám đốc có nhiệm vụ giúp Giám đốc điềuhành hoạt động sản xuất kinh doanh trên các lĩnh vực do Giám đốc yêucầu

Đơn vị trực thuộc

Các đơn vị trực thuộc Công ty gồm 15 phòng, 11 đơn vị sản xuất, 2 đơn vị phục vụ và đời sống:

Phòng Kiểm tra chất lượng sản phẩm

Phòng đầu tư xây dựng

Các đơn vị sản xuất - kinh doanh:

Phân xưởng than

Xưởng vận hành và sửa chữa điện

Xưởng Đo lường-Tự động hoá

Xưởng sửa chữa và lắp đặt thiết bị hành chính

Phân xưởng than phế liệu

2 Xởng Nớc:

Là đơn vị phụ trợ nằm trong dây chuyền sản xuất Urê có nhiệm vụcung cấp nớc nguyên, nớc công nghiệp, nớc tuần hoàn, nớc sinh hoạt vànớc mềm cho dây chuyền chính đồng thới có nhiệm vụ thải nớc toànCông ty

3 Xởng Nhiệt :

Là đơn vị SX trong dây chuyền Urê có nhiệm vụ SX hơi nớc cấpcho sản xuất điện và sản xuất đạm

4 Xởng tạo khí:

Là đơn vị SX trong dây chuyền có nhiệm vụ sản xuất chế khí than

ẩm đạt tiêu chuẩn phù hợp với chỉ tiêu công nghệ cho sản xuất NH3

Là đơn vị sản xuất, vận hành, sửa chữa các thiết bị điện, đờng dây,

động cơ của dây chuyền chính Nhận và phát điện lên lới điện Quốc gia

8 Xởng sửa chữa (sửa chữa hóa):

Là đơn vị phụ trợ có nhiệm vụ sửa chữa, kích cẩu, tháo và lắp đặtcác thiết bị cơ khí, thực hiện gia công một số phụ tùng chi tiết cơ khí

Là đơn vị sản xuất phụ trợ có nhiệm vụ quản lý và sửa chữa toàn bộcác thiết bị đo nhiệt độ, áp suất, lu lợng, dịch điện, nồng độ dùng trongquá trình khống chế sản xuất, chế tạo và kiểm định một số thiết bị đo

Ngoài ra còn có các đơn vị sản xuất ngoài dây chuyền, có sản xuất

và kinh doanh độc lập các sản phẩm khác

PHẦN 2

Lu trình công nghệ trong công ty

thuyết minh lu trình :

Với đặc điểm công nghệ sản xuất ure ở Công ty Phân đạm và Hóa

chất Hà Bắc đi từ khí hóa than nguyên liệu rắn, quá trình khí hóa ở khâu

tạo khí sử dụng nguyên liệu chính là than cục, hơi nớc và không khí Theo

thiết kế, công nghệ dùng than cục cỡ 50 100 mm để chế tạo khí than,

sau này dùng than cỡ phổ biến 25 100 mm, để tiết kiệm hạ giá thành sản

phẩm hiện nay dùng cả than cỡ 12 25 mm Bình quân mỗi ngày chạy

máy bình thờng tiêu tốn khoảng 400 450 tấn than

Quá trình khí hóa than nguyên liệu nh sau: hơi nớc 5 at, nhiệt độ

hiện các phản ứng khí hóa:

2C + O2 = 2CO + Q

C + O2 = CO2 + Q2CO + O2 = 2CO2 + Q

C + H2O = CO + H2 + Q

C + 2H2O = CO2 + Q +2H2

Và một số phản ứng khác, sản phẩm thu đợc là hỗn hợp các khí CO, CO2,

H2, N2,H2S, CH4 gọi là hỗn hợp khí than ẩm

Mục đích của quá trình khí hóa than chỉ là nhằm thu đợc hỗn hợp H2 và

N2 theo tỷ lệ 3:1 làm nguyên liệu cho quá trình tổng hợp NH3 Vì vậy hỗn

đồng

Tổng hợp NH 3

Tổng hợp Urê

Nén CO

2

Urê (NH

2 )

2 CO

NH3200at

CO2200at KBĐ

KTC

H

2 , N 2

hợp khí than ẩm cần đợc làm sạch bụi (nhờ công đoạn rửa khí than và lọcbụi bằng điện), khí than sau khi qua lọc bụi điện đợc đa tới công đoạn khửH2S thấp áp Trong công đoạn này, khí than ẩm đợc qua hệ thống quạt đểnâng áp suất đi vào tháp khử H2S, khí H2S trong hỗn hợp khí than ẩm đợchấp thụ bằng dung dịch keo tananh, sau khi ra khỏi tháp hàm lợng H2S

liệu H2-N2 6 cấp Dịch tananh sau hấp thụ đợc đa đi tái sinh và quay trở lạitháp hấp thụ, bọt lu huỳnh đợc thu lại để chế sản phẩm phụ là lu huỳnhrắn

Hỗn hợp khí than sau khi khử H2S thấp áp đợc đa vào đoạn I của máy nén

6 cấp để thực hiện quá trình nén nâng áp, khí than ra ở đoạn III có áp suất

đoạn này có nhiệm vụ dùng hơi nớc cao áp để chuyển hóa hầu hết khí CO

có trong khí than ẩm thành CO2 và H2 nhờ hệ xúc tác Co-Mo Khí sau khichuyển hóa đợc gọi là khí biến đổi, có hàm lợng CO < 1,5%, đợc đa qua

hệ thống khử H2S trung áp, cũng sử dụng dung dịch keo tananh để hấp thụnhng ở áp suất cao hơn

Sau khi khử H2S trung áp, khí biến đổi đợc tiếp tục đi khử CO2 bằng dungdịch kiềm kali nóng cải tiến, đồng thời thu hồi khí CO2 cho quá trình tổnghợp đạm ure và sản xuất CO2 rắn, lỏng Khí tinh chế sau khi khử CO2 đợc

đa về đoạn IV của máy nén, nén đến áp suất 12,5 MPa, đa sang công đoạntinh chế vi lợng bằng dung dịch amoniac acetat đồng và dung dịch kiềm

Do quá trình tổng hợp NH3 đòi hỏi hàm lợng các chất gây ngộ độc xúc tác

nh CO, CO2, H2S và O2 là nhỏ nhất, vì vậy công đoạn này sử dụng dungdịch đồng và dung dịch kiềm nhằm khử tối đa các chất đó Ra khỏi công

đoạn, khí tinh chế còn lại lợng H2S, CO và CO2 rất nhỏ, dới 20 PPm đợcgọi là khí tinh luyện sẽ đợc đa đi tổng hợp NH3

Khí tinh luyện với thành phần chủ yếu là H2 và N2 tỷ lệ 3:1 vào đoạn VImáy nén, sau khi ra khỏi máy nén, hỗn hợp khí có áp suất 31,5 MPa quacác công đoạn làm lạnh, phân ly rồi đa vào tháp tổng hợp NH3 Dới tácdụng của xúc tác Fe sẽ xảy ra phản ứng tổng hợp:

N2 + 3H2 = 2NH3 + Q

NH3 hình thành ở trạng thái khí, sau khi qua làm lạnh, ngng tụ, phân ly sẽthu đợc NH3 lỏng có nồng độ 99,8%, giảm áp xuống 2,4 MPa rồi chứa vàokho cầu

Từ kho cầu, NH3 lỏng đợc hệ thống bơm cao áp, nâng áp suất lên 20 MPa,cùng với khí CO2 từ quá trình khử CO2 trong khí biến đổi cũng đợc nén

đến 20 MPa đa vào tháp tổng hợp ure Trog tháp tổng hợp với nhiệt độ

2NH3 + CO2 = (NH2)2CO + H2O + QThực chất phản ứng tiến hành theo 2 giai đoạn rất nhanh:

- giai đoạn tạo dịch cacbamat:

4NH3 + 2CO2 + H2O = 2NH4COONH2 + 38.000 kcal/kmol

- giai đoạn dịch cacbamat tách nớc tạo thành ure:

NH4COONH2 = (NH2)2CO + H2O + 6.800 kcal/kmol

Hiệu suất phản ứng khoảng 65 68%

Quá trình tổng hợp ure mang tính tuần hoàn toàn bộ: toàn bộ NH3 và CO2

d cha phản ứng đợc đa trở lại đầu hệ thống Dịch phản ứng (dịch cacbamatamon) có nồng độ thấp (30%) qua các công đoạn phân giải và cô đặc đểtách NH3 cha phản ứng đa trở lại tháp tổng hợp, đồng thời nồng độ urecũng tăng lên (99,8%) và đợc đa vào tháp tạo hạt Nhờ lực ly tâm của vòiphun, dòng ure bị cắt ngang và rơi xuống tạo thành các hạt Quạt gió đặttrên đỉnh tháp hút gió làm nguội hạt ure trong quá trình rơi Hạt ure rơi

xuống phễu ở đáy tháp qua hệ thống băng tải đợc tiếp tục làm nguội rồi

đến công đoạn đóng bao thành phẩm rồi chuyển vào kho

PHẦN 3 CÁC PHÂN XƯỞNG CHÍNH TRONG NHÀ

II Nhiên liệu và công nghệ chế khí than ẩm.

II.1 Nhiên liệu:

- Than Antraxit

- Chất khí hóa: không khí và hơi nớc

II.2 Công nghệ chế khí than ẩm:

Chế hóa khí than ẩm bằng phơng pháp gián đoạn lò tầng cố

định, gồm hai giai đoạn chính:

- Giai đoạn tăng nhiệt (giai đoạn thổi gió): dùng không khí

để tăng nhiệt cho tầng than

- Giai đoạn chế khí: đa hơi nớc và không khí đồng thời dùngnhiệt sinh ra từ quá trình tăng nhiệt để cung cấp cho quá trình tạokhí than ẩm.

Khoảng thời gian bắt đầu từ giai đoạn thổi gió lần trớc đếngiai đoạn thổi gió lần sau đợc gọi là một chu kỳ làm việc Để đảmbảo an toàn và nâng cao chất lợng, sản lợng khí than một chu kỳlàm việc bao gồm 5 giai đoạn: giai đoạn thổi gió, giai đoạn thổi lênlần một, giai đoạn thổi xuống, giai đoạn thổi lên lần hai, giai đoạnthổi sạch Tổng thời gian của một chu kỳ làm việc là 175 giây.Thông thờng thời gian đợc phân phối cho mỗi gian đoạn trong chu

kỳ làm việc nh sau:

+ Giai đoạn thổi gió: thời gian 37 ữ 42 giây+ Giai đoạn thổi lên lần một: thời gian 47 ữ 49 giây+ Giai đoạn thổi xuống: thời gian 64 giây

+ Giai đoạn thổi lên lần hai: thời gian 15 ữ 17 giây+ Giai đoạn thổi sạch: thời gian 5 ữ 10 giây

II.3 Nguyên lý của quá trình khí hóa than ẩm:

Nhiên liệu là than cục đợc đa vào từ đỉnh lò Chất khí hóa làkhông khí và hơi nớc đợc cấp vào từ đáy lò qua các tầng nhiên liệu

để tiến hành khí hóa Tro xỉ đợc thải ra ở cửa đáy lò Trong lò khíhóa khi đa chất khí hóa đi qua tầng nhiên liệu để tiến hành phảnứng thì nhiên liệu có sự phân tầng Từ trên xuống tầng nhiên liệu đ-

ợc phân thành các tầng: tầng sấy, tầng chng, tầng khí hóa (gồmtầng khử và tầng ôxi hóa), tầng xỉ

Khí than ẩm đợc tạo thành có thành phần nh sau:

III Thuyết minh l u trình của x ởng chế tạo khí.

III.1 Vận chuyển và cung cấp nguyên liệu than:

Than cục sau khi qua công đoạn phân loại ở xởng than đợc

đa lên Bunke vận chuyển về hệ thống tiếp liệu của lò phát sinh khíthan Hiện tại có 10 lò tạo khí Mỗi lò sử dụng hết 50 tấn/ ngày.Than đợc phân làm 3 loại kích cỡ: 12 ữ 25mm; 25 ữ 40mm; 40 ữ75mm, mỗi kích cỡ than đợc cho vào từng loại lò khác nhau saocho phù hợp với chế độ công nghệ của từng lò Sở dĩ có sự phânloại kích cỡ than nh trên là để đảm bảo cho quá trình cháy của thantrong lò là đồng đều cũng nh thuận lợi cho quá trình khống chếnhiệt độ cho từng lò

III.2 L u trình công nghệ:

* Giai đoạn thổi gió:

Giai đoạn này có tác dụng tăng nhiệt cho lò khí hóa Nguồn

không khí cấp cho quá trình thổi gió đợc quạt hút thổi về hệ thống

đờng ống chung và đa vào từ đáy lò phát sinh khí than Không khí

đi qua các tầng than nóng đỏ thực hiện các phản ứng cháy củaCacbon tích nhiệt cho lò:

C + O2 = CO2 + Q2C + O2 = 2CO + Q

C + CO2 = 2CO - QKhí hình thành (còn gọi là khí thổi gió) ra khỏi đỉnh lò phátsinh khí than nhờ hệ thống ống dẫn đa sang đáy lò đốt và thực hiệnnhả nhiệt cho tầng gạch chịu lửa để tích lại nhiệt trong lò đồng thờiphối hợp với lợng không khí lần hai để đốt CO nhằm mục đích thuhồi nhiệt tránh ô nhiễm môi trờng

CO + O2 = CO2 + QKhí sau đó đợc dẫn tiếp qua lò hơi nhiệt thừa theo hớng từtrên xuống để thu hồi nhiệt lợng và tách một phần bụi bị cuốn theo,rồi qua van ống khói phóng không ra ngoài hoặc đa đi thu hồi khíthổi gió qua van thu hồi

Thành phần khí thổi gió gồm:

Để tận dụng lợng CO còn lại này khí thổi gió đợc đa sang

c-ơng vị thu hồi để sản xuất hơi nớc 13at Khí thổi gió của 10 hệthống lò (thực tế chỉ thu hồi khí thổi gió của 6 trong số 8 lò hoạt

động, do công suất xử lý của nhà máy cha đủ để xử lý hết tất cả)

đ-ợc đa vào đờng ống dẫn khí chung Qua thiết bị cyclon tách bụi sau

đó qua hệ thống caloriphe Tại đây khí thổi gió đợc hòa trộn vớikhông khí thực hiện các phản ứng cháy Nhiệt tỏa ra đợc tận dụng

để cấp nhiệt cho nớc trong quá trình hóa hơi sản xuất ra hơi nớc13at Hơi nớc 13at tạo ra đợc tuần hoàn trở lại hệ thống ống dẫn hơinớc chung để cung cấp hơi nớc cho các giai đoạn sau

* Giai đoạn thổi lên lần 1 :

Nhiệt điện qua lu lợng kế cấp sang khu lò đốt qua bộ phận giảm ápP109 và cấp cho các lò với áp suất 0,8 ữ 1at

Hỗn hợp nớc và không khí đợc đa vào đáy lò qua các tầngthan nóng đỏ thực hiện các phản ứng khí hóa tạo khí than ẩm:

C + 2H2 = CH4 + Q

CO + 3H2 = CH4 + H2O + QCO2 + 4H2 = CH4 + 2H2O + Q

S + H2 = H2S

Khí than ẩm hình thành qua đỉnh lò phát sinh khí than đasang lò đốt với thành phần:

đệm đã tơng đối sạch, đợc dẫn qua hai tháp rửa nhỏ hơn (tháp rửakiểu xoáy) để tách nốt lợng bụi còn lại

Khí than ẩm ra khỏi tháp rửa 2 qua thủy phong cửa vào kétkhí rồi dẫn vào két khí Tại đây khí than ẩm của 10 hệ thống lò đợchòa trộn với nhau Khí than sau đó đợc đa sang thiết bị lọc bụi điện

để lọc bụi một cách triệt để (lọc tách những hạt bụi rất nhỏ và cáctạp chất cơ học bị khí kéo theo)

*Giai đoạn thổi xuống:

Giai đoạn này có tác dụng tránh hiện tợng tầng lửa dịch lêngây kết tảng xỉ bám vào thành lò

Giai đoạn này chủ yếu dùng hơi nớc Hơi nớc đi vào lò đốt từ

đỉnh lò để tận dụng lợng nhiệt có sẵn trong lò Khí ra khỏi đáy lò

đốt đa vào đỉnh lò phát sinh đi từ trên xuống qua các tầng than:tầng sấy, tầng chng, tầng khí hóa, cuối cùng là tầng xỉ để thực hiệnphản ứng khí hóa Khí hình thành ra ở đáy lò phát sinh qua van 3ngả dẫn vào thủy phong túi rửa sang đờng ống chung để vào tháprửa; thực hiện quá trình rửa làm sạch và tách bụi cho khí than

* Giai đoạn thổi lên lần 2:

Sau giai đoạn thổi xuống khí than còn lu lại ở đáy lò trongtầng xỉ và trong đờng ống phía đáy lò Giai đoạn này dùng hỗn hợpkhông khí và hơi nớc thổi lên để lấy hết lợng khí than ẩm còn lại

đảm bảo an toàn trớc khi vào giai đoạn thổi gió tiếp theo Lu trìnhcủa giai đoạn này giống giai đoạn thổi lên lần 1 nhng ngắn hơn

* Giai đoạn thổi sạch:

Để tận dụng triệt để lợng khí than ẩm lu lại trong thiết bị và

đảm bảo an toàn cháy nổ ngời ta dùng không khí thổi lên để thổisạch toàn bộ lợng khí than ẩm còn lại trong thiết bị

Lu trình của giai đoạn này giống nh giai đoạn thổi gió nhngvan ống khói và van tuần hoàn khí thổi gió đợc đóng lại Khí than

ẩm đợc thu hồi tập trung về đờng ống chung qua hệ thống tháp rửa,két khí, lọc bụi điện rồi dẫn sang xởng tổng hợp NH3

IV.Các thiết bị chính dùng trong x ởng tạo khí:

IV.1 Lò phát sinh khí than (Lò khí hóa UGI)

- Mũ gió bằng gang, cao 1400mm.

Có tác dụng: phân phối đều không khí cho tầng khí than.Loại cũ có hình bảo tháp, đờng kính vành lớn 1200mm, mũ giótầng trên cùng khoan 20 lỗ với Φ 20 mm, diện tích thông gió là

+ Loại cũ: trên mâm tro cố định 4 thanh gạt tro hình

l-ỡi liềm gọi là gờ đẩy tro

+ Loại mới: có 2 thanh gạt tro xuống phễu tro

- Phễu tro: Có tác dụng chứa xỉ, định kỳ tháo ra

- Thăm than: có tác dụng kiểm tra lợng than và tầng thantrong lò

- Thanh gạt: có tác dụng gạt than từ mâm tro xuống phễu tro

IV.2 Thiết bị lò hơi nhiệt thừa.

IV.3 ThiÕt bÞ thñy phong tói röa.

T¸c dông:

Kh«ng cho khÝ than Èm ë sau tói röa ®i ngîc trë l¹i lß khÝhãa g©y næ §ång thêi lµm l¹nh vµ röa s¬ bé khÝ than ra lß tríc khivµo th¸p röa

CÊu t¹o:

- Trªn h×nh trßn, díi h×nh chãp nãn

- §êng èng khÝ vµo c¾m s©u ngËp trong níc 70mm

- §êng kÝnh tói röa 3000mm

- Dung tÝch 15 m3

IV.4.L ò đốt

H:10880mm Φ:3345mm

Tác dụng:

-thu hồi nhiệt khí thổi gió lên

-đốt triệt để CO,H2 trong khí gió thổi lên

-trữ nhiệt nhằm gia nhiệt cho hỗn hợp hơi nước ở giai đoạnchế khí thổi xuống

-loại bỏ một phần bụi trong khí thổi gió và khí than ẩm thổilên

Cấu tạo:

-chóp trên,chóp dười và phần hình trụ tròn

-vỏ lò làm bàng thép cuốn dày 8mm,phần hình trụ trên đượcxếp gạch chịu nhiệt,phần chóp và hình trụ dưới được xây lótbằng gạch chịu lửa

- Chụp chuông: Φ 26100x4; H:9585

- Chụp an toàn,van phóng không

IV.6.Máy tự động

Tác dụng:

-Định kì đưa nước cao áp vào các xilanh thủy áp của

hệ thống lò làm các van đóng mở chính xác theo yêucầu của các giai đoạn trong tuần hoàn chế khí

-trong trường hợp sự cố có thể tự đọng bước vào trạngthái ngừng máy hoàn toàn

Cấu tạo:

-Thân máy,cơ cấu truyền động biến tốc,xilanh thủy ápchính,đĩa chỉ thị,cơ cấu đóng,mở tự động,cơ cấu antoàn

IV.7.Máy khống chế vi tính kiểu HBY-V

Phần chính được dùng khống chế lập trình lô gic C200H làm máy chính.Máy có đủ tính năng về các mặt như:khốngchế trình tự,khống chế tự động cấp than,khống chế lưu lượng hơinước vào lò,báo cảnh khóa liên động vị trí van có thể lập lạichương trình,xếp hàng thổi gió tự động đồng thời có hiển thị cácthông số như sau:chỉ tieu giai đoạn.chỉ tiêu vận hành,ghi số tuầnhoàn,thời gian của các giai đoạn,khống chế được cưỡng chế phóngkhông.Đối với máy nạp liệu tự động thực hiện việc cắt chuyển tựđộng và thủ công cũng nhue khống chế thủ công đối voeis gió lần2,thêm N2 lên,xuống đều có thể khống chế riêng biệt được,máy cókhả năng tạm ngừng và tăng tốc,có thể thực hiện việc khống chếbằng tay

Chỉ tiêu kĩ thuật:

1.Điện áp cung cấp:~220v + 10%Ω2.Công suất tiêu thụ:~50 VA

3.Nhiệt độ môi trường:0 – 504.Dung lượng đưa ra :8A/24V-DC 8A/220V-AC5.Dòng điện đưa ra 4-20 mA DC hoặc 0-10 mA DC6.Điện trở phụ tải của dòng : 400-800 (4-20 mA)

400-1500 (0-10 mA)7.Phạm vi đặt thời gian:

Thổi gió lên lần 2 : 10-20 s Thổi sạch : 0-10 s

Thổi gió : 20-99 sThổi lên lần 1 : 20-99 sThổi xuống : 20-99 sCấp liệu : 0-44 sThời gian thu hồi : 0-thu hồi toàn bộThêm N2 : 0-10 s

8 Đường cong khống chế lưu lượng nước vào lò là đường cong hình thang có phạm vi tham số là:

B-XƯỞNG TỔNG HỢP NH3

SƠ ĐỒ LƯU TRÌNH CHUNG:

NHIỆM VỤ CỦA PHÂN XƯỞNG

Làm sạch khí

Khö H

2 S thÊp ¸p

Nhiệm vụ của Xởng Amoniac là tiếp nhận khí than ẩm từ Xởng Tạokhí, tinh chế làm sạch khí nguyên liệu, tổng hợp amoniac (NH3) cho quá trình tổng hợp đạm ure, đồng thời thu hồi khí CO2 cho quá trình tổng hợp ure và sản xuất CO2 lỏng, rắn.

Một nhiệm vụ quan trọng của phõn xưởng tổng hợp NH3 là tinhchế khớ.Trong khí than ẩm, ngoài các thành phần cần cho tổng hợp NH3

nh N2, H2, còn kèm theo rất nhiều tạp chất hóa học, cơ học khác nh: khí

CO, CO2, CH4, Ar, H2S, COS, lu huỳnh hu cơ, tro bụi và dầu mỡ Trừ CH4

và Ar đợc phóng không tại cơng vị tổng hợp NH3, còn các thành phầnkhác đều phải loại bỏ tại khâu tinh chế khí vì chúng làm ảnh hởng tới xúctác cũng nh quá trình tổng hợp NH3 Bằng cách khử vi lợng đồng, một l-ợng nhỏ CO, CO2, H2S đợc khử xuống mức vi lợng: CO + CO2 < 20 PPm,còn H2S < 1 PPm Hỗn hợp khí N2, H2 tơng đối thuần khiết đợc đa tới làmkhí nguyên liệu cho cơng vị tổng hợp NH3

Công đoạn tinh chế khí bao gồm:

 Khử H2S trong khí than ẩm ( khử thấp áp)

 Biến đổi CO

 Khử H2S trong khí biến đổi (khử trung áp)

 Khử CO2

làm khí nguyên liệu cho tổng hợp Urê và sản xuất CO2 lỏng, rắn

Khâu khử khí H2S trong khí than ẩm có hệ thống thu hồi S, luhuỳnh thành phẩm đợc dùng cho một số nghành công nghiệp khác

Sau đõy chỳng ta sẽ tỡm hiểu chi tiết vế từng cương vị sản xuất củaphõn xưởng

I Cương vị hấp thụ H2S thấp ỏp

Thỏp hấp thụ H2S thấp ỏp

I.1 Khái niệm chung.

Trong khí nguyên liệu sản xuất từ than đá, có một lợng nhất địnhhợp chất lu huỳnh mà chủ yếu là H2S Ngoài ra còn có một số hợp chất luhuỳnh hữu cơ nh CS2, COS, thioalcohol, thio-phene (C4H4S),…hàm lợng l-

u huỳnh hữu cơ chỉ khoảng 8 ữ 10% so với lu huỳnh vô cơ

Hợp chất lu huỳnh trong khí nguyên liệu không những gây ăn mòn

đờng ống, thiết bị mà còn làm ngộ độc xúc tác tổng hợp NH3 (xúc tác

trong tổng hợp NH3 yêu cầu hàm lợng trong khí vào tháp rất nhỏ, dới

vậy phải tìm cách khử lu huỳnh trong khí nguyên liệu Quá trình loại bỏtạp chất lu huỳnh gọi tắt là “quá trình khử lu huỳnh”

Có nhiều phơng pháp khử lu huỳnh, căn cứ vào trạng thái của chấtkhử ta có thể chia ra làm 2 phơng pháp: khử lu huỳnh kiểu khô và khử luhuỳnh kiểu ớt

Khử S kiểu khô: Dùng chất khử lu huỳnh ở trạng thái rắn nh bột

Fe2O3, than hoạt tính để khử H2S lợng nhỏ và hợp chất lu huỳnh hữu cơtrong khí nguyên liệu Ưu điểm của phơng pháp này là vừa khử lu huỳnhhữu cơ và lu huỳnh vô cơ đợc Độ tinh khiết cao, có thể khử lu huỳnhxuống dới 1PPm Nhng nhợc điểm là chỉ khử đợc khí có hàm lợng H2Sthấp Chất khử khó tái sinh, thờng sau khi đã hấp thụ bão hòa H2S thì thải

bỏ, gây ô nhiễm môi trờng

Khử S kiểu ớt: Chủ yếu sử dụng để khử H2S trong khí nguyên liệu,còn hợp chất lu huỳnh ở dạng hữu cơ thì khó khử Dựa vào tính chất phảnứng khác nhau giữa chất lỏng và H2S mà phơng pháp này chia làm 3 loại:

- Phơng pháp hấp thụ hóa học:

+Phơng pháp trung hòa: sử dụng dung dịch kiềm yếu làmchất hấp thụ Dung dịch khử thờng dùng là etanol amin, nớc NH3, natricacbonat

+Phơng pháp ôxy hóa kiểu ớt: Cũng dùng dung dịch kiềm yếu để hấp thụ H2S trong khí nguyên liệu Những phơng pháp ôxy hóa kiểu ớt chủ yếu thờng dùng là: antrakinol disulphat natri, sunphat mangan

- axit salisilic -hydroquinon, naphthoquinone và phơng pháp dung dịch keo tananh,…

-Phơng pháp hấp thụ vật lý: Khử bỏ S theo phơng pháp này dựa vàotác dụng hòa tan vật lý của chất hấp thụ với hợp chất sunfua Khi tăngnhiệt độ lên, áp suất giảm xuống Hợp chất sunfua thoát ra ngoài làm chấthấp thụ đợc tái sinh (quá trình nhả hấp thụ) Chất hấp thụ thờng dùng làdung môi hữu cơ: metanol polythylene, glycols dimethylther, cacbonatalkyl

- Phơng pháp hấp thụ vật lý hóa học: Quá trình khử bỏ S bằng dungdịch hỗn hợp sunfonat - mono ethanol amin

I.2 Cơ chế phản ứng của keo Tananh.

I.2.1 Thành phần dung dịch hấp thụ.

+ Keo Tananh (hay còn gọi là keo thuộc da) đợc chiết suất từthực vật có chứa nhiều tananh nh: cây chay, si, sắn, củ nâu,… đemnghiền nhỏ, ngâm nớc, lọc Là hợp chất có chứa rất nhiều gốc OH¯

+Na2CO3 là chất hấp thụ chủ yếu, hay còn gọi là chất xúc táctrong quá trình hấp thụ H2S

+NaVO3 là chất ức chế chống tạo kết tủa V-O-S gây ăn mònthiết bị

I.2.2 Cơ chế phản ứng.

Dung dịch sôđa hấp thụ H2S tạo thành hợp chất hydrosunfua

Na2CO3 + H2S = NaHS + NaHCO3 (1)Trong pha lỏng, hợp chất hydrosunfua kết hợp với vadini natritạo thành muối piro vanadat mang tính khử, đồng thời S nguyên tố đ-

ợc tách ra

2NaHS + 4NaVO3 + H2O = Na2V4O9 + 4NaOH +2S(2)

V4O9¯ mang tính khử, kết hợp với Tananh ở trạng thái ôxi hóa

tính ôxi hóa

Na2V4O9 + 2Tananh oxh + 2NaOH = 4NaVO3 +2Tananhkhử (3)

thành Tananh dạng ôxi hóa:

Tananh khử + O2(kk) = Tananh oxh + H2O (4)

Lợng Na2CO3 tiêu hao ở phản ứng (1) đợc bù đắp bởi lợngNaOH tạo thành ở phản ứng (2)

NaOH + NaHCO3 = Na2CO3 + H2O(5)

Trong dung dịch, tốc độ NaHS bị tananh ôxi hóa rất chậm

nh-ng bị NaVO3 ôxi hóa rất nhanh Vì vậy khi cho thêm NaVO3 vàodung dịch thì tốc độ phản ứng diễn ra nhanh Na2V4O9 sinh ra ở phảnứng (2) có thể không bị O2 của không khí ôxi hóa trực tiếp, nhng lại

bị tananh ở dạng ôxi hóa ôxi hóa ngay lập tức Còn tananh ở dạngkhử thì có thể bị O2 của không khí ôxi hóa trực tiếp để tái sinh Chonên trong quá trình hấp thụ loại bỏ lu huỳnh, Na2CO3 đóng vai trò làchất hấp thụ, còn tananh đóng vai trò là chất mang O2

Khi trong khí có chứa nhiều O2, CO2, HCN,… còn có thể xảy

ra các phản ứng phụ sau:

2NaHS +2O2 = Na2S2O3 + H2ONa2CO3 + CO2 +H2O = 2NaHCO3Na2CO3 + 2HCN = 2NaHCN + H2O + CO2NaCN + S = NaCNS

2NaCNS + O2 = Na2SO4 + CO2 + SO2 + N2Các phản ứng trên đều làm tiêu hao cấu tử có lợi cho quá trìnhhấp thụ là Na2CO3, làm giảm khả năng hấp thụ H2S của dung dịch.Vì vậy trong sản xuất cần cố gắng hạ thấp nồng độ HCN và O2 trongkhí nguyên liệu

I.3 Mục đích, ý nghĩa làm việc của c ơng vị

Cơng vị này dùng dung dịch tananh để khử bỏ H2S trong hỗn hợp

để tăng áp và đa đi biến đổi CO

Dung dịch sau khi hấp thụ đợc đa đi tái sinh thu hồi lu huỳnh làmsản phẩm phụ và đợc khôi phục khả năng hấp thụ, tuần hoàn lại để sửdụng.

I.4 Thiết bị quản lý và l u trình công nghệ

I.4.1 Thiết bị quản lý và các ký hiệu.

11 Toàn bộ đờng ống, van, đồng hồ đo các thiết bị kể trên và các thủy phongtrong cơng vị

Khí than ẩm sau khi đợc khử H2S thấp áp đợc đi qua thủyphong vào cấp I của máy nén 667, qua thiết bị làm lạnh, phân ly,hãm xung I rồi vào cấp II Phải cho khí đi qua thiết bị hoãn xung vìkhí đi ra khỏi đoạn I là không liên tục Dòng khí đợc đa vào thiết bịhoãn xung, khi dòng khí ra khỏi đoạn I bị gián đoạn thì vẫn có khí

từ thiết bị hoãn xung vào đoạn II Nh vậy dòng khí vào đoạn II làliên tục Khí tiếp tục qua thiết bị làm lạnh, phân ly II rồi vào cấp IIIcủa máy nén

Khi khí đi qua mỗi cấp của máy nén thì áp suất cũng nhnhiệt độ của hỗn hợp khí tăng lên Để giữ nhiệt độ của khí khôngcao quá ngời ta làm lạnh bớt khí trớc khi đa vào cấp nén tiếp theo.Hỗn hợp khí tiếp tục đi vào thiết bị làm lạnh, hãm xung, phân ly

Lúc này khí than ẩm có áp suất P = 2,1 MPa, nhiệt độ t < 400C đợc

đa đi khử CO

ở đoạn I, II và III của máy nén, các thiết bị làm lạnh, phân ly

và hoãn xung đợc gộp lại do lúc này áp suất của khí vẫn còn nhỏ

* Lu trình dịch.

Dung dịch Tananh sau khi hấp thụ H2S ở tháp hấp thụ 262

đ-ợc gọi là dung dịch giàu, đi ra ở đáy tháp hấp thụ, qua thủy phong

đáy tháp (nhằm tránh sụt áp) rồi đi đến thùng chứa dung dịch giàu(265B); qua bơm tăng áp (366-ABC) rồi qua các bộ Tuy-e phun vàotháp tái sinh Nhờ áp suất của dung dịch, các bộ Tuy-e tự hút khôngkhí từ ngoài trời vào và tạo thành hỗn hợp dịch-khí O2 trong khôngkhí giúp dung dịch đợc tái sinh Lu huỳnh tạo thành theo bọt nổilên trên, chảy tràn về thùng bọt trung gian (FO301) và đợc nénbằng không khí tới cơng vị thu hồi lu huỳnh

Thiết bị tỏi sinh tananh

Dung dịch sau khi tái sinh gọi là dung dịch nghèo, qua bộ

điều tiết dịch diện chảy về thùng chứa dung dịch nghèo (265-C).Qua bơm 266-A,B,C,D, dung dịch nghèo đợc tăng áp và dội vào

6 Quạt khí than:

7 Máy nén không khí:

I 6.Thao tỏc bỡnh thường cương vị

I.6.1.Chạy mỏy bỡnh thường (Sau khi ngừng mỏy ngắn hạn)

Chuẩn bị:

1-Kiểm tra kĩ các hạng mục sửa chữa nếu có,việc tháo lắp tấm chắn đảm bảo đúng yêu cầu,các hạng mục sửa chữa phải có biên bản bàn giao cho sản xuất.

2-Kiểm tra các thiết bị công nghệ bơm,quạt khí than vv…đã

ở trạng thái dự phòng,vị trí công tác của các van phải chính xác,đọ cách điện mô tơ phải đảm bảo,các đòng hồ đo,hệ thống DCS có đủ điều kiện mở máy và ở trạng thái sẵn sàng vận hành.phòng phân tích đủ điều kiện phân tích và kiểm tra

3-Thải hết nước ngưng và đưa hơi nước đến trước van bộ gianhiệt dung dịch.Trước khi nhận hơi nước phải tiến hành sấy đường ống đè phòng trường hợp thủy kích đường ống

4-Kiểm tra mức dịch diện thùng chứa,dung dich phải đạt 3,5 đến 4 m.Mở van dung dịch vào thùng phân phối dung dịch,van vàocủa các tuy-e đến vị trí nhất định

5-việc thải hoặc cấp nước thủy phong vượt áp do TTSX chỉ thị

6-Báo thủ trưởng sản xuất đã làm xong công tác chuẩn bị và sẵn sàng chờ lệnh chạy máy

3-Khởi động quạt khí than đưa khí than vào tháp hấp thụ.4-Căn cứ vào phụ tải khí than điều chỉnh lượng dịch tuần hoàn phù hợp,điều chỉnh mức dịch ở các thùng chứa theo quy định

5-Phân tích nồng đọ H2S trong khí than ẩm ra hệ thống,khi hàm lượng đạt khoảng 120-150 mg/Nm3 là đạt yêu cầu.Thông báo cho ĐĐSX để tiến hành chạy máy các cương vị tiếp theo

I.6.2.Ngừng máy bình thường

1-Khi nhận được lệnh nhừng máy của TTSX,đóng van cửa

ra quat khí than,ấn nút điện ngừng quạt,cắt khí than vào tháp hấp thụ

2-Ngừng bơm dung dịch giàu,nghèo đẻ ngừng tuần hoàn dung dịch

3-Nếu ngừng mỏy để sửa chữa phải tiến hành theo phương

ỏn kĩ thuật riờng của đơn vị

I.6.3.Ngừng mỏy khẩn cấp

1-Ngừng quạt khớ than theo quy trỡnh ngừng hạt

2-Liờn hệ với TTSX,sau đú tiến hành ngừng mỏy như trườnghợp ngừng mỏy bỡnh thường

II Cơng vị biến đổi CO

II.1 Mục đích và ý nghĩa làm việc của c ơng vị.

Cơng vị này dùng hơi nớc cao áp để chuyển hóa CO trong khí than

ẩm thành khí CO2 và H2 với sự có mặt của xúc tác Mo-Co trong các lòbiến đổi Khí H2 làm nguyên liệu cho tổng hợp NH3, còn khí CO2 sẽ đợctách ra bằng phơng pháp hấp thụ và đa sang cơng vị sản xuất Urê

Khí ra khỏi cơng vị là khí biến đổi, có hàm lơng CO ≤ 2,0% đợc đaqua các cơng vị tiếp theo tiếp tục làm sạch thành khí để tổng hợp NH3

II.2 khái niệm chung về chuyển hóa CO

Trong công nghiệp thờng dùng phơng pháp chuyển hóa CO bằnghơi nớc Phản ứng chuyển hóa:

CO + H2O ↔ H2 + CO2 + Q

(1)Cơ chế có thể biểu diễn nh sau :

II.3 Các nhân tố ảnh h ởng đến hiệu suất biến đổi.

II.3.1 ảnh hởng của nhiệt độ.

Vì phản ứng (1) là phản ứng tỏa nhiệt, nên cần hạ thấp nhiệt độ đểphản ứng chuyển dịch về phía phải thuận lợi Trong thực tế ta giữ chonhiệt độ cửa vào tầng xúc tác thấp hơn một chút so với điểm nhiệt, phảnứng sẽ xảy ra ở nhiệt độ tơng đối thấp, nâng cao hiệu suất chuyển hóaCO

II.32 ảnh hởng của tỷ lệ hơi/khí.

Tăng tỷ lệ hơi nớc vào sẽ thúc đẩy quá trình chuyển hóa dịchchuyển theo chiều thuận

II.3.3 ảnh hởng của áp suất.

Phản ứng biến đổi là phản ứng đẳng phân tử, tức là tổng thể tích

tr-ớc và sau phản ứng là không thay đổi, vì vậy chuyển dịch cân bằng sẽkhông phụ thuộc vào áp suất Nhng khi tăng áp suất thì ta có thể tăng đợctốc độ phản ứng nh vậy có thể tăng đợc hiệu suất chuyển hóa CO

II.3.4 ảnh hởng của CO2.

Trong quá trình chuyển hóa CO, nồng độ CO2 sinh ra cùng vớinồng độ CO2 có sẵn trong khí nguyên liệu sẽ làm cho cân bằng chuyểndịch theo chiều nghịch Do vậy phải kịp thời khử lợng CO2 tạo thành đểnâng cao hiệu suất chuyển hóa

II.3.5 ảnh hởng của phản ứng phụ.

Trong biến đổi CO có thể xảy ra các phản ứng phụ nh sau:

2CO = C + CO2 +Q

CO + 3H2 = CH4 + CO2 + Q2CO + 2H2 = CH4 + CO2 +QCO2 + H2 = CH4 + H2O + QCác phản ứng này không những làm tiêu hao các thành phần hữuhiệu trong pha khí nguyên liệu nh H2, CO, sinh ra CH4 Mặt khác C tự dotăng cao, bám trên bề mặt xúc tác làm giảm hoạt tính xúc tác

II.3.6 Tốc độ phản ứng biến đổi.

Tốc độ phản ứng biến đổi CO có liên quan với hoạt tính xúc tác vànhiệt độ thao tác Nếu không có mặt xúc tác thì cho dù nhiệt độ của phản

cũng vẫn diễn ra vô cùng chậm

II.4 Xúc tác Co Mo để chuyển hóa CO.

Công ty phân đạm và hóa chất Hà Bắc đang sử dụng xúc tác hệ

Co-Mo ký hiệu là HB-3 và HB-4 Xúc tác này thích hợp cho nhà máy đạm cỡ

nhỏ và vừa Thành phần chủ yếu là oxit Coban (CoO > 19%) và oxitMolipden (MoO3 > 7%) Chất mang là γ-Al2O3, ngoài ra để nâng cao tínhnăng sử dụng xúc tác ngời ta còn cho thêm một số chất trợ xúc tác và chất

ổn định xúc tác đặc biệt

ở dạng oxit CoO và MoO3 không có hoạt tính đối với quá trìnhchuyển hóa CO mà hệ này chỉ có hoạt tính dới dạng sunfua là MoS2 vàCoS2 Vì vậy trớc khi đa xúc tác vào sử dụng bắt buộc phải qua công đoạnchuyển hóa Co-Mo ở dạng oxit về dạng sunfua Co-Mo Ngời ta gọi quátrình này là quá trình lu hóa xúc tác Tác nhân lu hóa là CS2

II.5 Thiết bị quản lý và l u trình công nghệ.

II.5.1 Thiết bị quản lý và ký hiệu

6 Bộ phân ly khí than F010405 1

cốc để khử hết dầu, bụi và các tạp chất khác (F0402); rồi đi vào trong ống

của thiết bị trao đổi nhiệt khí biến đổi (C0402), trao đổi nhiệt với khí biến

đổi đi ra từ lò biến đổi số II (D0402) (khí biến đổi đi ở ngoài ống) Hòa

trộn với hơi quá nhiệt (từ FI 601 đến) trớc khi đi vào thiết bị trao đổi nhiệt

khí than (C0401)

Đầu tiên đi vào phần dới của (C0401) để phân ly nớc, sau đó đi vào

trong ống của bộ phận trao đổi nhiệt phía trên, trao đổi nhiệt với khí biến

đổi đi ra từ đáy lò biến đổi số I (D0401)

Khí than ẩm ra khỏi đỉnh bộ trao đổi nhiệt, kết hợp với khí than

nớc/khí ≈ 0,3 đi vào đỉnh lò biến đổi số I (D0401) Khí lần lợt đi qua tầng

chất bảo vệ, tầng chống độc, chống oxi hóa và tầng xúc tác biến đổi chịu

lu huỳnh Phần lớn khí CO bị chuyển hóa, nhiệt độ hỗn hợp khí đạt 350 ữ

3800C

Khí sau biến đổi đi ra khỏi đáy lò biến đổi số I và đi vào thiết bị

trao đổi nhiệt khí than (C0401) ở khoảng không gian ngoài ồng, để nhờng

một phần nhiệt cho khí than ban đầu (vì phản ứng chuyển hóa CO là phảnứng tỏa nhiệt do đó ta phải tiến hành làm mát để tận dụng nhiệt vừa tănghiệu suất cho quá trình chuyển hóa CO ở thiết bị chuyển hóa 2) Tiếp tục

đi vào bộ làm lạnh nhanh I (L0401), qua tầng đệm trên, khí đợc làm lạnhbằng nớc ngng phun trực tiếp từ TIC 608 đến Sau đó có thể dùng FI 602

bổ xung hơi nớc để điều chỉnh tỷ lệ hơi nớc/khí, rồi đi qua tầng đệm dới

Lũ biến đổi CO I + II

ra khỏi tầng đệm trên qua bộ phận làm lạnh nhanh (L0402) Tại đó khí lại

đợc làm lạnh bằng nớc ngng phun trực tiếp từ TIC 610 Rồi đi vào đoạn

d-ới của lò biến đổi số II (D0402); lần lợt đi qua hai tầng xúc tác biến đổichịu lu huỳnh Phần khí CO còn lại tiếp tục bị chuyển hóa

Khí biến đổi ra khỏi lò biến đổi số II, đi vào không gian ngoài ốngcủa thiết bị trao đổi nhiệt khí biến đổi (C0402), nhờng một phần nhiệt chokhí than ẩm Sau đó đi qua thiết bị đun sôi dung dịch tái sinh bằng khíbiến đổi (C0502) của hệ thống khử CO2 bằng dung dịch kiềm Qua thiết

vào thiết bị phân ly khí biến đổi (D0502) Khí biến đổi đi ra có nhiệt độ

II.6.1.Chạy mỏy

Chuẩn bị:

1-Làm thủ tục bàn giao,nghiệm thu sửa chữa,tháo lắp các tấm chắnđảm bảo yêu cầu.

2-Kiểm tra kĩ các thiết bị công nghệ đã ở trang thái sẵng sàng chạymáy

3-Từng bước tiến hành nhận hơi nước mềm,hơi nước,khí ĐHĐ đếncông đoạn,trước đó phải tiến hành xả hết nước ngưng và gia nhiệtđường ống đề phòn hiện tượng xung kích đường ống

4-Mở van thải đáy và thải hết nước ngưng

5-Báo TTSX và chờ lệnh chạy máy

Trình tự chạy máy:

1-Dùng hơi 2,5Mpa giảm áp còn 0,2 – 0,5 Mpa,sấy thiết bị traođổi nhiệt C010402 khoảng 15,20 phút sao cho nhiệt đọ thiết bị đạtkhoảng 150 độ

2-Nhân khí than ẩm từ đoạn 2 máy nén,mở van phóng không đẻtrao đổi sao cho hàm lượng O2 trong khí phóng không <0,5% làhợp cách

3-Tiến hành nhận khí than tăng nhiệt và chạy máy

4-Khống chế nhiệt đọ tầng xúc tác đạt chỉ tiêu cho phép,khi đủđiều kiện chạy máy bình thường thì cắt hơi nước vào tăng nhiệt chokhí than

5-Phân tích khí ra lò biến đổi số II,khi hàm lượng CO < 1,5% là đạtyêu cầu.Đóng dần van phóng không,nâng áp hệ thống đến 1,2Mpa,chú ý khống chế tốc độ tăng áp 0,4Mpa/15 phút.Liên hệ cấpkhí để chạy máy các công đoạn tiếp theo

6-Sau khi đã ổn định chuyển dần sang chế đọ vận hành tự động

-Nếu không sửa chữa gì mở van phóng không ở van ra lò biến đổi,tiến hành xả áp đến áp suất < 0,05Mpa,giữ áp suất hệ thống luôn dương,tốc độ xả 0,4Mpa/15 phút.

-Nếu ngừng máy sửa chữa phải ngừng hết áp hệ thống sau đó xử

lý theo phương pháp kỹ thuật riêng

-Nếu ngừng máy thời gian dài,để bảo vệ xúc tác biến đổi phải dùng N2 hoặc khí than nguội thổi hết hơi nước trong lò biến đổi,sau

đó giữ áp suất lò luôn dương ,không để không khí lọt vào lò

Ngừng máy khẩn cấp:

1-Khi có sự cố phải lập tức cắt ngay nước ngưng vào thiết bị làm lạnh nhanh I,II và hơi nước vào hỗn hợp khí than trước bộ trao đổi nhiệt khí than

2-Đóng van khí than vào công đoạn

3-Chờ lệnh của TTSX mới được làm các công việc tiếp theo

III Cơng vị khử H2S trung áp.

1: Thỏp hấp thụ H2S trung ỏp 2: Thỏp hấp thụ CO2 bằng kiềm núng 3: Thỏp tỏi sinh tăng ỏp

4:Thỏp tỏi sinh thấp ỏp

III.1 Mục đích và ý nghĩa làm việc của c ơng vị.

Cơng vị này cũng dùng keo Tananh để khử bỏ khí H2S trong hỗnhợp khí biến đổi Khí sau khi khử H2S đợc đa đi khử CO2 bằng K2CO3 vàtiếp tục đa đi khử vi lợng, làm nguyên liệu cho quá trình tổng hợp NH3

Lợng H2S trong hỗn hợp khí sau khi hấp thụ ra khỏi cơng vị ≤ 10

ăn mòn thiết bị, giảm hàm lợng H2S trong khí CO2 sau tái sinh nâng caochất lợng Urê sản xuất và CO2 lỏng-rắn

III.2 Thiết bị quản lý và l u trình công nghệ

III.2.1 Thiết bị quản lý và ký hiệu.

Stt Tên thiết bị Ký hiệu Số lợng

- Φ3252x26; H=43625 mm; Hđệm=12828 mm

- Hkhử bọt trên=500

- Hthu hồi dới= 8000

dới của tháp hấp thụ kiểu đệm (E010601), qua các tầng đệm, H2S đợchấp thụ bởi dung dịch Tananh dội từ trên đỉnh tháp xuống, với áp

Khí đợc phân ly bọt ở bộ phận khử bọt trên đỉnh tháp, sau đó

đi ra khỏi tháp hấp thụ, vào thiết bị phân ly khí-dịch (F010602) ở

đây, mù dịch Tananh bị cuốn theo khí đợc tách ra Khí ra ở đỉnh tiếptục đợc đa đi cơng vị khử CO2 bằng dung dịch kiềm nóng

* Lu trình dịch:

Dung dịch nghèo từ thùng chứa (265B) đến cửa vào của bơm,

tháp hấp thụ Dịch đi qua các tầng đệm và hấp thụ H2S trong khí biến

đổi, đi xuống đáy tháp, qua van điều tiết dịch diện (LIC301) giảm áp

phân phối dung dịch ở đỉnh tháp tái sinh (F010604); qua các Tuy-e

tự hút không khí vào tháp tái sinh (tháp kiểu phun tia) (F010601) ở

đây dung dịch Tananh ở dạng khử tác dụng với O2 trong không khí

và tái sinh về dạng ôxi hóa; chảy về thùng chứa dung dịch nghèo Bọt

lu huỳnh nổi lên trên chảy tràn về thùng bọt trung gian (F010603),rồi đợc nén bằng hơi nớc 5 at đến cơng vị thu hồi lu huỳnh

III.3 Chỉ tiêu công nghệ chủ yếu.

1 Thành phần dung dịch: