Báo cáo thực tập tại nhà máy đạm cà mau

Nước sông làm mát Hệ thống nước sông làm mát được sử dụng trực tiếptrong tất cả các thiết bị tuabin ngưng tụ của nhà máy, nhằm mục đích hạ nhiệt độ củatất cả các dòng công nghệ.. Hơn nữa

LỜI NÓI ĐẦU

Trong bối cảnh công nghiệp hóa – hiện đại hóa của đất nước, các ngành kỹ sư – côngnghệ chiếm giữ một vị trí đặc biệt quan trọng Nằm trong số đó, ngành công nghệ hóa học làngành xương sống, cung cấp nguyên vật liệu cũng như nguồn năng lượng – các loại nhiênliệu cho sự hoạt động của các ngành công nghiệp khác

Với mục đích giúp sinh viên củng cố - nâng cao kiến thức về công nghệ hóa học và có địnhhướng đúng đắn cho nghề nghiệp, Bộ môn Kỹ thuật dầu khí - Khoa Kỹ Thuật Hóa Học, ĐạiHọc Bách Khoa TpHCM đã đồng ý cho chúng em được thực tập tại Nhà máy Đạm Cà Mau,trực thuộc Tổng công ty dầu khí Việt Nam Chúng em xin cảm ơn các thầy cô bộ môn đã tổchức chu đáo để chúng em được thực tập suôn sẻ trong một tháng từ ngày 22/07/2013 đếnngày 16/08/2013 Cả nhóm cũng xin gửi lời cảm ơn thầy Lê Nguyễn Tiến Sĩ đã nhiệt tìnhhướng dẫn và đồng hành với nhóm chúng em trong thời gian qua

Thời gian thực tập tại Nhà máy Đạm Cà Mau thực sự là khoảng thời gian quý báuvới nhóm chúng em Được chứng kiến phong cách làm việc công nghiệp, được trải qua điềukiện làm việc thực tế, chúng em đã có thêm ý thức về nghề nghiệp cũng như củng cố đượcphần nào những kiến thức đã học trên giảng đường Có được điều này là do Ban giám đốcTổng công ty dầu khí Việt Nam, phòng tổ chức hành chánh, phòng công nghệ đã chỉ bảo rấtnhiều Chúng em xin cảm ơn anh Quân, chú Hùng, anh Thọ, anh Lượng, anh Bình, chị Thủycùng đội ngũ công nhân viên của nhà máy Vì đã nhiệt tình trả lời từng câu hỏi của chúngem

Cuối cùng trong khoảng thời gian một tháng vừa qua, chúng em tuy có cố gắngnhưng báo cáo này cũng không tránh khỏi những thiếu sót Chúng em mong được sự đónggóp chân thành từ quý thầy cô – quý nhà máy Điều đó là niềm vinh hạnh với chúng em

Một lần nữa xin trân trọng cảm ơn!

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

TpHCM, ngày tháng năm 2013

Mục lục

Mục lục 2

CHƯƠNG 1 6

TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY ĐẠM CÀ MAU 6

1.1 Lịch sử hình thành và phát triển 7

1.2 Chiến lượng phát triển của nhà máy 8

1.2.1 Mục tiêu sản xuất 8

1.2.2 Mục tiêu kinh doanh 9

1.2.3 Mục tiêu tổ chức và quản lý 9

1.2.4 Mục tiêu tài chính 9

1.3 Cơ cấu tổ chức 10

1.4 Sơ đồ bố trí các phân xưởng 11

1.5 Quy trình công nghệ tổng quát 11

1.6 Chất lượng sản phẩm đạm Cà Mau 12

CHƯƠNG 2 13

NGUYÊN LIỆU ĐẦU VÀO VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT 13

2.1 Khí nguyên liệu cấp từ đường ống PM3-CAA 14

2.2 Khí nguyên liệu cấp từ B&52 15

CHƯƠNG 3 17

KHÁI QUÁT QUY TRÌNH 17

& SƠ ĐỔ KHỐI CHUNG CỦA NHÀ MÁY ĐẠM CÀ MAU 17

3.1 XƯỞNG PHỤ TRỢ 18

3.1.1 Hệ thống khử nước khoáng 18

3.1.2 Vận hành nước ngoài hàng rào 18

3.1.3 Hệ thống tháp làm mát 19

3.1.4 Hệ thống khí nén - khí điều khiển - khí Nitơ 20

3.1.5 Hệ thống phân phối khí tự nhiên 22

3.1.6 Hệ thống nồi hơi phụ trợ 23

3.1.7 Hệ thống tồn trữ Amo 23

3.1.8 Hệ thống xử lý nước thải nhiểm Amo 25

3.1.9 Hệ thống xử lý nước nhiễm dầu 25

3.1.10 Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt 26

3.1.11 Hệ thống đuốc trong dòng công nghệ 28

3.2 XƯỞNG SẢN XUẤT AMMONIA 30

3.2.1 Cụm khử lưu huỳnh 31

3.2.2 Cụm reforming 32

3.2.3 Cụm chuyển hóa CO 35

3.2.4 Cụm tách CO 2. 36

3.2.5 Cụm metan hoá 38

3.2.6 Công đoạn tổng hợp ammonia 39

3.2.7 Thu hồi ammonia 41

3.2.8 Cụm xử lý nước ngưng tụ quá trình 42

3.3 CỤM SẢN XUẤT UREA 43

3.3.1 Xưởng sản xuất Urea 43

3.3.2 Xưởng tạo hạt Urea 49

3.3.3 Xưởng đóng bao Urea 56

CHƯƠNG 4 59

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CỦA XƯỞNG AMMONIA 59

4.1 CỤM KHỬ LƯU HUỲNH VÀ REFORMING 60

4.1.1 Cụm khử lưu huỳnh (HDS) 60

4.1.2 Cụm Reforming 73

4.2 CỤM CHUYỂN HÓA CO VÀ TÁCH LOẠI CO 2 94

4.2.1 Quá trình chuyển hóa CO 94

4.2.1 Quá trình tách, khử CO 2. 107

4.3 CỤM METAN HÓA VÀ TỔNG HỢP AMMONIA 124

4.3.1 Cụm metan hóa 124

4.3.2 Vòng tổng hợp Ammonia 130

4.3.3 Công đoạn làm lạnh 138

4.3.4 Công đoạn thu hồi NH 3 141

4.3.5 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình tổng hợp NH 3 143

CHƯƠNG 5 151

SẢN PHẨM, CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG VÀ TỒN CHỨA 151

5.1 XƯỞNG AMMONIA 152

5.1.1 Sản phẩm 152

5.1.2 Tồn chứa 153

5.2 XƯỞNG URE 155

5.2.1 Dung dịch ure nóng chảy (tới phân xưởng tạo hạt) 155

5.2.2 Nước (từ phân xưởng urê tới hàng rào) 155

5.3 CỤM TẠO HẠT 156

5.3.1 Sản phẩm và chỉ tiêu chất lượng 156

5.3.2 Tồn trữ 158

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY ĐẠM CÀ MAU

1.1 Lịch sử hình thành và phát triển

Nhà máy đạm Cà Mau là công trình cuối cùng cụm công nghiệp Đạm Cà Mau Nhà máy được khởi công xây dựng vào tháng 7 năm 2008 do Tậpđoàn Dầu khí Việt Nam làm chủ đầu tư với tổng mức đầu tư 900 triệu USD, hoànthành vào tháng 4 năm 2012

Khí-Điện-Công suất thiết kế:

 Amoniac lỏng: 1350 tấn /ngày, tương đương 468 450 tấn/năm

 Phân đạm Ure: 2385 tấn /ngày, tương đương 800 000 tấn/năm

Nhà máy được xây dựng trên diện tích 52 ha tại địa bàn xã Khánh An, huyện

U Minh, tỉnh Cà Mau với những mốc "son" quan trọng :

 Khởi công xây dựng: tháng 07 năm 2008

 Nhận khí đầu tiên:15/10/2011

 Hoàn thành cơ khí: 31/ 08/2011

 Có sản phẩm thương mại đầu tiên: 31/ 01/ 2012

 Bắt đầu vận hành thương mại (PAC): 24/04/2012

Công nghệ được áp dụng cho nhà máy đều là các công nghệ tiên tiến và hiệnđại nhất hiện nay, bao gồm:

 Công nghệ sản xuất Ammonia của Haldor Topsoe SA (Đan Mạch)

 Công nghệ sản xuất urê của SAIPEM (Italy)

 Công nghệ vê viên tạo hạt của Toyo Engineering Corp (Nhật Bản)Hầu hết các thiết bị chính, quan trọng đều có xuất xứ từ EU/G7 Các tiêuchuẩn áp dụng cho nhà máy là các tiêu chuẩn quốc tế (ASME, API, JIS…) và cáctiêu chuẩn bắt buộc về môi trường và an toàn, phòng chống cháy nổ của Việt Nam,tương tự Nhà máy Đạm Phú Mỹ.

Với những công nghệ tiên tiến đó,sản phẩm urea thương hiệu “Đạm Cà Mau”

có nhiều ưu điểm và lợi thế về chất lượng như: hạt lớn đồng đều, độ cứng cao, độphân giải thấp, chậm tan, chống thất thoát đạm và giúp cây trồng hấp thu dinh dưỡngtốt nhất; hàm lượng biuret thấp; hiệu suất làm khô cao, rất thích hợp cho việc phốitrộn phân đơn và vận hành linh hoạt, linh động trong việc điều chỉnh kích cỡ hạtđạm Sản phẩm đạm u-rê hạt đục Cà Mau là sản phẩm mới, có chất lượng cao và đãđược Trung tâm 3 - Tổng cục đo lường, Tiêu chuẩn, Chất lượng - Bộ Khoa học vàCông nghệ cấp chứng chỉ hợp quy

Cùng với Nhà máy đạm Phú Mỹ, Nhà máy đạm Cà Mau sẽ nâng sản lượngđạm do PVN sản xuất đạt 1,6 triệu tấn/năm, đáp ứng khoảng 80% nhu cầu phân đạmtrong nước, góp phần quan trọng trong việc bảo đảm cân đối cung - cầu, bình ổn giáphân bón và an ninh lương thực quốc gia; đồng thời có tính đến xuất khẩu Tuynhiên, về trước mắt, nhà máy sẽ đáp ứng nhu cầu phân đạm của thị trường tiêu thụnội địa, trước hết là địa bàn các tỉnh Đồng bằng Sông Cửu Long, vùng trọng điểmsản xuất lúa gạo và tiêu thụ phân bón lớn nhất trong cả nước

1.2 Chiến lượng phát triển của nhà máy

 Tổ chức, liên kết nghiên cứu phát triển các sản phẩm mới như: đa dạng

hóa sản phẩm Urê, NPK, phân vi sinh và các loại hóa chất Dầu khíkhác

 Nghiên cứu, áp dụng công nghệ kỹ thuật làm giảm thất thoát phân khi

bón, giảm thiểu tác hại đến môi trường, tiết kiệm năng lượng

1.2.2 Mục tiêu kinh doanh

 Từng bước chủ động kinh doanh phân phối Đạm Cà Mau tiến tới hoàn

toàn chủ động, muộn nhất vào năm 2013

 Thiết lập hệ thống kho bãi, hậu cần, dịch vụ và chăm sóc khách hàng

đáp ứng nhu cầu kinh doanh, phát triển

1.2.3 Mục tiêu tổ chức và quản lý

 Phát triển nguồn nhân lực trình độ cao phục vụ sản xuất kinh doanh

Xây dựng văn hóa doanh nghiệp: “Chuyên nghiệp, Sáng tạo và Thânthiện”

 Áp dụng hiệu quả hệ thống quản lý hiện đại

 Hợp tác, liên kết với các đối tác trong và ngoài nước để đầu tư, phát

triển sản phẩm và dịch vụ thuộc lĩnh vực kinh doanh chính của Côngty

 Tổ chức chuyển đổi mô hình công ty thành Công ty Mẹ - Con, tiến tới

cổ phần hóa Công ty và niêm yết trên thị trường chứng khoán

1.2.4 Mục tiêu tài chính

 Bảo toàn, sử dụng có hiệu quả và phát triển vốn

 Chủ động nguồn tài chính để tài trợ cho các dự án đầu tư

1.3 Cơ cấu tổ chức

Hình 1.1: Sơ đồ tổ chức.

Về công nghệ, Nhà máy Đạm Cà Mau được chia thành 3 xưởng chính, bao gồm:

 Xưởng Ammonia: sản xuất Ammonia lỏng và khí CO2

 Xưởng Urê bao gồm cụm tạo hạt: sản xuất Urê 96% và tạo hạt cưỡng

bức

 Xưởng phụ trợ: cung cấp các nguồn phụ trợ cho toàn bộ nhà máy

 Ngoài ra, còn có xưởng vận hành và gia công cơ khí, xưởng vận hành

điện – điều khiển

1.4 Sơ đồ bố trí các phân xưởng

Hình 1.2:Sơ đồ bố trí các phân xưởng

1.5 Quy trình công nghệ tổng quát

Hình 1.3: Sơ đồ quy trình công nghệ tổng quát nhà máy đạm Cà Mau.

1.6 Chất lượng sản phẩm đạm Cà Mau

 Hàm lượng Nitơ: lớn hơn 46,3 % kh.l

 Hàm lượng Biuret: nhỏ hơn 0,99 % kh.l

 Hàm lượng nước: nhỏ hơn 0,5 % kh.l

 Hàm lương formaldehyde (HCHO): nhỏ

CHƯƠNG 2

NGUYÊN LIỆU ĐẦU VÀO

VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT

2.1 Khí nguyên liệu cấp từ đường ống PM3-CAA:

Khí nguyên liệu được lấy bắt nguồn từ đường ống PM3, đường ống dẫn khínày bắt nguồn từ giàn Bunga Raya (RRA/B) tại Lô PM3 trong vùng thỏa thuậnthương mại giữa Việt Nam-Malaysia và Lô 46 Cái Nước.

Lượng nguyên liệu được tiêu thụ ở nhà máy: 1 460 000 Sm3/ngày (1 386 000

Nm3/ngày)

Thông số kỹ thuật:

2.2 Khí nguyên liệu cấp từ B&52:

Khi nguồn cung cấp khí từ đường ống dẫn khí PM3-CAA bị gián đoạn thì nhàmáy sẽ xử dụng khí nguyên liệu từ đường ống B&52 để đảm bảo nguồn nguyên liệucho nhà máy hoạt động mà không bị gián đoạn

Thành phần của khí nguyên liệu cấp từ đường ống B&52:

CHƯƠNG 3 KHÁI QUÁT QUY TRÌNH

& SƠ ĐỔ KHỐI CHUNG CỦA NHÀ MÁY ĐẠM CÀ

MAU

3.1 XƯỞNG PHỤ TRỢ.

3.1.1 Hệ thống khử nước khoáng.

3.1.1.1 Tinh chế nước thô:

Nước công nghiệp được cung cấp từ bên ngoài chảy vào bồn chứa nước thôvới dung tích 1266 m3

Bình thường, bơm nước thô 1 vào cụm khử khoáng, hệ thống nước sinh hoạt

và mạng phân phối nước phục vụ

Trong trường hợp nước ngưng bị nhiễm, dẫn đến không đủ nước cấp cho hệthống nước khử khoáng thì khởi động bơm nước thô 2, một hoạt động và một dựphòng

Nước sinh hoạt sẽ được xử lý bằng lọc than hoạt tính sau đó nhập vào bồnnước sinh hoạtdung tích 296m3 đáp ứng được 5 ngày với lượng sử dụng trung bình

3.1.1.2Hệ thống nước khử khoáng:

Nước ngưng công nghệ từ xưởng Ammonia và Urea cùng với dòng nước thôcấp vào hệ thống nước khử khoáng, đầu tiên được dẫn qua phần lọc sau đó đến bộphận khử ion Nước ngưng từ xưởng urea và các tua bin được đưa trực tiếp sang bìnhkhử ion hỗn hợp thông qua các bình nước ngưng được vận hành như bình đệm saukhi được lọc bằng precision filter Nước ngưng tua bin được đưa đến bồn đầu tiênđược làm nguội xuống 43oC bằng thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm

Nước khử khoáng thu gom về bồn nước khử khoáng dung lượng 6368 m3

tương ứng 19,5giờ duy trì lượng nước khử khoáng cần thiết

3.1.2 Vận hành nước ngoài hàng rào:

Nước sông được bơmtừ bể hút đến thiết bị lọc nước sôngmake-up bằng babơm (công suất mỗi bơm 1200 m3/h, một bơm dự phòng) Tất cả các bơm được dẫnđộng bởiđộng cơ điện Bơm đặt đứng trong bể hút Chiều cao cột áp yêu cầu của cácbơm là 30m

Để đảm bảo chất lượng nước sông bổ sung, sự phát triển của vi khuẩn đượcgiới hạn bằng cách thêm hóa chất diệt khuẩn vào nước sông thông qua bộ định lượngchất diệt khuẩn NaOH sẽ được thêm vào thông qua bộ định lượng NaOH để đảmbảo pH nằm trong phạm vi thích hợp

3.1.3 Hệ thống tháp làm mát:

Nước sông làm mát (Hệ thống nước sông làm mát) được sử dụng trực tiếptrong tất cả các thiết bị tuabin ngưng tụ của nhà máy, nhằm mục đích hạ nhiệt độ củatất cả các dòng công nghệ Hơn nữa nó còn đươc sử dụng trong việc làm mát hệthống nước sạch làm mát thông qua các thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm.

Các thông tin thiết kế cơ bản đã xem xét đến ảnh hưởng của yếu tố môitrường là:

 Nhiệt độ đi/về của nước sông làm mát : 34/43 (oC)

 Nhiệt độ bầu ướt : 30 (oC)

Hệ thống nước sông làm mát bao gồm 8 trụ tháp giải nhiệt (công suất 4700

m3/h trên mỗi tháp) Bể chứa nước sông sẽ duy trì được 15 phút khi mất lưu lượngnước cấp vào

Nước làm mát được bơm vào tuabin ngưng tụ của xưởng Amo và xưởng Ure

và thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm của hệ thống nước sạch làm mát Hệ thống nướcsông làm mát tuần hoàn được nhờ có 4 bơm (Công suất 12343 m3/h mỗi bơm, một

dự phòng), ba bơm được dẫn động bằng môtơ điện, một bơm dẫn động bằng tuabinhơi Các bơm được lắp đặt gần bể chứa nước sông Bơm sẽ cấp áp theo yêu cầu củanhà máy, khoảng 42m

Để đảm bảo đặc tính của nước làm mát, một phần nước làm mát sẽ đi qua bộlọc side-stream, lưu lượng khoảng 1294 m3/h

Axit sulphuric được sử dụng trong nước làm mát để duy trì pH, và sử dụngchất chống cáu cặn để tránh đóng cáu trong hệ thống ClO2 được thêm vào để hạnchế sự phát triển của vi sinh vật

Đặc tính của nước sông làm mát:

Nước cấp cho hệ thống nước sông làm mát được lấy từ sông Cái Tàu Hệ sốtuần hoàn bình thường của hệ thống là 1,25 và thiết kế là 1,5

Nồng độ ion trong nước được giữ ổn định và chất lượng của nước sẽ đượctăng lên theo số vòng tuần hoàn Chất rắn hòa tan trong nước sông sẽ được loại bỏbằng các bộ lọc

3.1.4 Hệ thống khí nén - khí điều khiển - khí Nito:

3.1.4.1Hệ thống khí nén và khí điều khiển:

Hệ thống sản xuất khí Instrument & Service Air được thiết kế sẽ đáp ứng đủnhu cầu sử dụng khí instrument và plant air cho tất cả các cụm trong nhà máy sảnxuất phân bón

Lưu lượng khí plant air được dự tính sử dụng cho các khu vực sau:

 Cấp cho hệ thống sản xuất Nitơ

 Khí thụ động hóa cho phân xưởng Urea

 Khí plant air cho xưởng Đóng Bao Urea, hệ thống tồn trữ và vận chuyển

 Khí plant air cho xử lý nước thải

Tùy vào yêu cầu của hộ tiêu thụ, công suất chứa của bồn chứa khí nén có thểcung cấp được khoảng 10 phút để giữ cho hệ thống ổn định với tải bình thường củanhà máy (khi đó sẽ không có khí cho cụm sản xuất nitơ và khí instrument) Thể tíchbồn chứa khí nén là 109,5 m3.

Tùy theo yêu cầu của hộ tiêu thụ (Ngừng xưởng Amo an toàn), công suất chứa

có thể cung cấp được 15 phút để giữ cho hệ thống ổn định với tải bình thường củanhà máy và áp suất cung cấp thấp nhất cho hộ sử dụng là 5 barg Thể tích của bồnchứa khí Instrument là 235 m3

Đường “back-up line” của khí nén (đường từ máy nén không khí của xưởngAmo) được nối với hệ thống bồn chứa khí nén nhằm cung cấp khí nén trong trườnghợp lỗi nguồn điện xảy ra

Máy nén không khí sẽ khởi động và dừng liên tục, do công tắc áp suất riêngcủa mỗi máy nén quyết định

Khi chọn chế độ khởi động bằng tay cho phép người vận hành chọn máy nén

dự phòng “Stand-by” hay vận hành “operating”

3.4.1.2 Hệ thống sản xuất Nitơ:

Hệ thống sản xuất Nitơ được thiết kế để cung cấp khí trơ phục vụ cho nhu cầu

sử dụng trong suốt quá trình khởi động cũng như vận hành bình thường của nhà máysản xuất phân bón

Lượng Nitơ tiêu thụ được ước lượng sử dụng cho các phần sau:

Nitơ cho Bồn chứa Amoniac lỏng và hệ thống làm lạnh

Nitơ cho hệ thống các đầu đốt khí thải

Nitơ cho xưởng Amo

Nitơ cho xưởng Ure.

Lượng tiêu thụ bình thường được dự tính khoảng 420 Nm3/h

Lưu lượng Nitơ cực đại khoảng 1000 Nm3/h được dự tính sử dụng trong quátrình thổi đường ống, thiết bị khi đó cho bay hơi Nitơ lỏng trong bồn chứa

Cụm sản xuất Nitơ, dựa trên chu trình làm lạnh Cryo, trong trường hợp bìnhthường sản phẩm sẽ được cung cấp cho quá trình chạy máy liên tục và bồn chứa Nitơlỏng, với thiết bị bay hơi tại áp suất khí quyển, sẽ cung cấp khí trơ trong quá trìnhkhởi động nhà máy, cũng để phục vụ cho nhu cầu tải cao của nhà máy và phục vụcho quá trình khởi động lại chu trình làm lạnh Cryo trong trường hợp shut-down

Công suất chứa Nitơ lỏng được thiết kế sẽ cho phép thực hiện quá trình

“purging” và “blowing” trước khi khởi động nhà máy sản xuất phân bón khi hệ thốnglàm lạnh Cryo dừng

Công suất chứa của bồn Nitơ là 25 m3 Lượng nitơ lỏng dự trữ phải được sửdụng và bảo quản bởi người sử dụng

Thiết bị bay hơi 100% công suất (một dự phòng) với hệ thống phá đông sẽđược cung cấp Mỗi bộ bay hơi có thể cung cấp đủ cho yêu cầu tải cao nhất 1000

Nm3/h

3.1.5 Hệ thống phân phối khí tự nhiên:

Khí tự nhiên từ nơi cung cấp là khoảng 4-6 MPag tại điểm đấu nối Khí tựnhiên cần được điều chỉnh với áp suất không đổi như là việc cấp khí và sau đó khí tựnhiên được cung cấp đến các hộ tiêu thụ

Khí nguyên liệu tự nhiên (nồng độ 9µg/Nm3) từ nơi cung cấp sẽ được giảm ápđến 40MPag bằng van điều chỉnh áp suất bên trong thiết bị tách khí Khí tự nhiên từđỉnh bộ phận tách khí sẽ được chia làm ba dòng

Dòng đầu tiên vào trong thiết bị hấp phụ thủy ngân để loại trừ thủy ngân, bảo

vệ phần thấp áp và tránh sự nổ gây ra trong vòng tổng hợp và phần làm lạnh Trongthiết bị hấp phụ thủy ngân, thủy ngân được hấp phụ bởi carbon hoạt tính bề mặt nơi

mà phản ứng hóa học chuyển hóa thủy ngân thành thủy ngân sulphide

Sulphide được giữ lại trong lỗ của carbon dạng hột Sau khi thủy ngân đượcloại bỏ khí tự nhiên vận chuyển đến xưởng amo chứa 0,01µg/Nm3 Dòng thứ hai làdòng khí nhiên liệu được đưa đến hệ thống dòng chung Phần còn lại được đưa đếnđuốc ure và đuốc amo

Nồi hơi phụ trợ đáp ứng được yêu cầu cân bằng hơi cao áp (HS) trong trườnghợp nhà máy vận hành ổn định

Bốn đầu đốt phục vụ cho nồi hơi phụ trợ Van điều khiển phục vụ cho đườngkhí nhiên liệu chính và 4 air dampers là phục vụ không khí đốt cho từng Đầu đốt

Bồn chứa Amo giữ lạnh được lắp ráp với công suất 10000 tấn (đường kínhtrong 32000mm, chiều cao 20400 mm), nhiệt độ -33 oC, bồn này duy trì được 7 ngàycho xưởng Ure hoạt động.

Thu hồi lượng hơi Amo một cách phù hợp để tránh quá áp trong bồn dẫn đến

xả Amo ra môi trường Hơi Amo được đưa đến bộ phận làm lạnh hơi Amo để đượchóa lỏng và đưa ngược trở về bồn

Hệ thống làm lạnh Amo có thể đảm bảo dòng 450 kg/h đáp ứng hiệu suất làmlạnh 615 825 kJ/h nó được trang bị 2 máy nén (1 làm việc, 1 dự phòng)

Một phần Amo lỏng trong bình chứa được làm lạnh sâu khi nó đi qua nhanhvan điều chỉnh nhiệt độ, phần hơi và lỏng Amo được tách ra bằng thiết bị bão hòa

Phần Amo hóa lỏng nhanh được phụ trợ làm lạnh sâu duy trì lượng Amo lỏng

từ thiết bị chứa Amo trong thiết bị bão hòa Amo (sử dụng trao đổi nhiệt ruột gà), khi

đó lượng hơi Amo được hút bởi máy nén

Lượng Amo lỏng trong thiết bị đã được làm lạnh sâu được đưa về bồn chứabằng việc điều khiển mức của thiết bị chứa Amo

Khí trơ có thể tồn tại trong bồn chứa Amo được rút ra cùng với hơi Amo bởimáy nén và đưa tới thiết bị ngưng tụ

Khí trơ này phải được tách ra, mặt khác chúng có thể có sẵn trong thiết bịngưng tụ và nó gây nguy hiểm cho quá trình làm lạnh Amo

Do lý do này mà khí trơ được đưa từ thiết bị chứa Amo (Ammonia receiver)đến thiết bị bão hòa (Ammonia saturator) Làm lạnh kiểu ruột gà được thiết lập đểlàm lạnh sâu Amo / khí trơ đưa đến bồn chứa Trong quá trình này Amo được hóalỏng ở phạm vi rộng

Được quyết định bởi áp suất ngưng tụ mà khí trơ được xả đến đuốc thông quavan điều khiển.

Những phương tiện này sẽ được sử dụng khi mà sản phẩm Amo từ xưởngAmo trực tiếp về xưởng Ure không được thực hiện

Bộ gia nhiệtlà bộ phận trao đổi nhiệt gián tiếp sử dụng Methanol Methanol bịbay hơi bởi hơi thấp áp bên dưới của thiết bị trao đổi nhiệt Hơi Methanol sẽ ngưng

tụ khi gia nhiệt cho Amo ở đỉnh của thiết bị trao đổi nhiệt này Hệ thống này có thểtránh được hơi bị đóng băng bởi nhiệt độ thấp của Amo từ bồn chứa Khi nhiệt độcủa Amo là -33oC và nhiệt độ đầu ra của hơi Amo qua bộ gia nhiệt là 25oC

3.1.8 Hệ thống xử lý nước thải nhiểm Amo:

Nước nhiễm ammonia được thu gom vào thiết bị tiếp nhận nước thải Nướcthải được gia nhiệt tại thiết bị trao đổi nhiệt bằng nhiệt dòng thải từ cột tripper trướckhi được bơm vào cột tripper

Tại thiết bị tripper, nước thải được loại bỏ khí amonia bằng hơi thấp áp đi từdưới lên, khí ammonia sau khi ra khỏi cột tripper được đưa ra đuốc ammonia bằngđường ống dẫn, và nước đã được xử lý được bơm tới thiết bị trao đổi nhiệt Cuốicùng nước thải được làm mát và được đưa ra rãnh thải nước mưa Nước thải đã làmmát được chấp nhận sau khi qua bộ phân tích 26-AT-0001 đạt yêu cầu Nếu phân tíchkhông đạt yêu cầu nước thải được bơm trở lại cột tripping cho đến khi đạt yêu cầu

3.1.9 Hệ thống xử lý nước nhiễm dầu:

Nước nhiễm dầu từ các xưởng công nghệ Ammonia, Urea, Phụ trợ được thuthập chứa trong bể chứa nước thải nhiễm dầu, bể này có dung tích 2200m3, sau khiphân tích, nước sạch được đưa thẳng đến hệ thống ống nước xả bẩn Nước nhiễm dầu

sẽ được bơm đến thiết bị tách dầu, tại đây dầu trên bề mặt sẽ được tách ra bằng hệ

thống dây cuốn và đưa đến bể chứa dầu thải Trong điều kiện vận hành bình thường,nước đã được tách dầu sơ bộ sẽ được đưa thẳng đến hệ thống tuyển nổi sử dụngkhông khí hòa tan để tách dầu còn lẫn trong nước Trong giai đoạn này hóa chất phánhũ tương sẽ được thêm vào.

Bể chứa nước nhiễm dầu được sử dụng nhằm cân bằng lưu lượng và tính chất,đặc tính của nước thải nhiễm dầu Bể này được thiết kế để chứa được lượng nướcthải cực đại chảy vào hệ thống trong 20phút

Dầu được tách ra ở thiết bị tách dầu được thu thập và đưa vào trong bể chứadầu thải và được bơm đến thiết bị tách dầu bằng 2 bơm Thiết bị tách nước còn lẫntrong dầu này sẽ kéo nước phân tán trong dầu ra triệt để thêm một lần nữa Dầu đượcthu hồi sẽ được thu gom lại để sử dụng sau (hoặc cho mục đích khác) và nước đượctách ra sẽ được đưa trở lại bể chứa dầu thải

Sau khi được xử lý, nước sạch đi ra từ hệ thống tuyển nổi sẽ được thu hồi đểđưa vào bể chứa cuối Sau khi phân tích nước sạch này đã đạt theo tiêu chuẩn ViệtNam (TCVN-5945, 2005) sẽ được bơm đến hệ thống thu gom xả nước mưa; trongtrường hợp nước thải nhiễm amo sẽ được đưa đến hệ thống xử lý riêng

3.1.10 Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt:

3.1.10.1 Đầu vào:

Nước thải từ ống góp sẽ được dẫn vào bể cân bằng với thiết bị vớt rác tựđộng thiết kế cho 13m3/h tỉ lệ lưu lượng Sau đó nước đã được loại bỏ rác được đưathẳng tới bể cân bằng để lắng và ổn định Bể cân bằng được thiết kế 2 bơm để nạpnước thải liên tục cho công đoạn kế tiếp Để ngăn ngừa vấn đề về mùi và sự lắng cặnrắn, bể cân bằng sẽ được sục khí bởi bộ khuếch tán không khí

3.1.10.2 Quy trình xử lý:

a Bể kỵ khí:

Bể kỵ khí: nơi mà nước thải chứa bùn thô và bùn chứa phốt pho quay về Mụcđích chính của bể là giải thoát phốt pho để mà loại bỏ hàm lượng phốt pho trong

nước; chất hữu cơ không hòa tan được hấp phụ bởi vi sinh vật để làm giảm nồng độBOD5 trong nước xuống; phần của NH3-N bị phá hủy dựa vào sự kết hợp của tế bàonhằm làm giảm hàm lượng của NH3-N trong nước xuống.

b Bể hiếm khí:

Bể hiếu khí: nơi mà lượng lớn NO3-N và NO2-N được đưa vào bởi dòngnước nitrat hóa quay về được khôi phục lại từ N2 và giải phóng ra không khí dướiảnh hưởng của vi khuẩn khử nitơ, được gọi là khử nitơ sinh học Và nguồn gốc chấthữu cơ các bon có trong chất hữu cơ trong nước đầu vào được loại trừ, vì vậy làmgiảm chỉ số BOD5 và NH3-N xuống nhưng với sự thay đổi nhỏ của phốt pho

Vì vậy, Công nghệ A2O có khả năng loại trừ nitơ, khử nitơ và khử phốt photrong chất hữu cơ

d Bể lắng thứ 2:

Nước từ bể hiếu khí được chảy nhờ trọng lực xuống bể lắng để loại bỏ bùnhoạt tính nhờ quá trình lắng Nước đã được làm sạch sẽ được cô lập khỏi bùn hoạttính bởi thùng lắng tĩnh

e Bể khử trùng:

Nước từ khu vực làm sạch sẽ được thêm định lượng dung dịch NaOCl vào đểtăng hiệu quả khử trùng

f Bể phân hủy bùn:

Bùn ra khỏi quá trình xử lý oxy hóa sinh học sẽ được đưa tới bể phân hủy bùn.Thiết kế này nhằm đảm bảo giảm toàn bộ sự ô nhiễm sinh học có trong bùn, bởi lí donày, không khí được thêm vào bể nhằm cung cấp oxy Bùn ở công đoạn cuối đượcthải ra ngoài đất thông qua 2 bơm (1 bơm dự phòng) Lượng bùn sản xuất ở cụm nàykhoảng 0,03×103 kg/giờ

3.1.10.3 Lọc đa chức năng:

Nước đã được khử trùng được bơm vào lọc áp suất đa chức năng thẳng đứngnơi mà chất rắn lơ lửng sẽ bị giữ lại để duy trì tiêu chuẩn nước thải đầu ra đạt giá trịlớn nhất là 80 ppm Bên trong của lọc đa chức năng được điền đầy bởi than antraxitcứng, cát và quặng sắt từ

3.1.10.4 Bể nước sạch:

Nước sạch được bơm tới nơi khác qua 2 bơm nước sạch Chất lượng nướcđược xử lý tuân theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN-5945, 2005)

3.1.11 Hệ thống đuốc trong dòng công nghệ:

Dự án nhà máy đạm Cà Mau yêu cầu một hệ thống đuốc amo để thỏa mãn rò

rỉ cho phép của van an toàn và các van điều chỉnh áp suất trong quá trình chạy bìnhthường và dưới điều kiện nạp khí không bình thường để an toàn trong quá trình sảnxuất

a Hệ thống đuốc:

Khí tổng hợp từ các xưởng sẽ được đưa trực tiếp đến bình KO hiệu suất cao,sau khí chất lỏng được tách ra khí tổng hợp được đưa qua phần nước kín và đi vàothân đuốc để nạp

Khí đuốc amo sẽ thông qua bình nước kín và sau đó vào trong thân đuốc amo

Ống khí nhiên liệu của bộ phận đánh lửa được trang bị một van điện mang lại

sự đánh lửa tự động theo tín hiệu nhiệt độ Bộ phận đánh lửa cung cấp khóa liênđộng tự động cho điều khiển và hướng dẫn đánh lửa

Khí nhiên liệu được sử dụng như phương tiện làm kín trung gian của đuốctổng hợp và là khí hỗ trợ cho đuốc amo

Nguyên liệu làm bộ lọc đến ống giãn nở của đỉnh đuốc làm bằng thép các bon304SS

Khí tự nhiên

Hơi nước

NH3 thành phẩm (1350 t/ngày)

c Hệ thống khí nitơ

Khí nitơ từ OSBL được sử dụng như là phương tiện làm kín cho chất làm kíncủa đuốc amo Đuốc amo được lắp đặt với thiết bị khóa liên động cung cấp nitơ thổi

vào đuốc Trong vận hành bình thường một lượng nitơ nhỏ sẽ được tiêu thụ thông

qua ống bypass ngay lập tức van khóa liên động được mở ra cho việc thổi

Khí nitơ sử dụng với mục đích thổi cho hệ thống.Nguyên liệu làm ống là thépcác bon được mạ điện

3.2 XƯỞNG SẢN XUẤT AMMONIA.

Hình 3.1: Sơ đồ khối quy trình công nghệ sản xuất Ammonia.

Công suất của xưởng ammonia là 1350 tấn NH3/ ngày và 1790 tấn CO2/ngày

Xưởng ammonia có thể được vận hành và xuất ammonia theo hai cách:

- Cách 1: Ammonia sản phẩm đi sang xưởng sản xuất urea ở nhiệt độ 25oC áp suất

2,45 MPag

- Cách 2: Ammonia sản phẩm đi về bồn chứa Ammonia ở nhiệt độ - 32oC áp suất 0,5

MPag

Theo quy trình như hình trên:

 Nguồn cung cấp H2 là nước demi và khí hydrocarbon trong khí tự nhiên

 Nguồn cung cấp N2 là không khí Bên cạnh ammonia, nhà máy còn sản suất

CO2, nguồn cung cấp CO2 là từ các hydrocarbon trong khí tự nhiên

Các công đoạn cần thiết để sản xuất ammonia từ các nguồn nguyên liệu đã được đềcập:

3.2.1 Cụm khử lưu huỳnh

Nguồn khí tự nhiên nguyên liệu được khử lưu huỳnh trong cụm khử lưu huỳnhtới hàm lượng phần triệu.Do khí nguyên liệu chứa lưu huỳnh ở 2 dạng H2S (vô cơ) vàlưu huỳnh hữu cơ nên công đoạn khử lưu huỳnh được thực hiện theo hai bước.Cáchợp chất lưu huỳnh hữu cơ được chuyển thành H2S trong thiết bị hydro hóa, sau đó

H2S được hấp thụ trong tháp hấp thụ Sau công đoạn khử lưu huỳnh hàm lượng S (15ppm hoặc khí dự phòng back-up 55 ppm) trong khí nguyên liệu đạt < 0.05ppm

ZnO + H2S ↔ ZnS + H2OZnO + COS ↔ ZnS + CO2

Hằng số cân bằng cho phản ứng giữa kẽm oxit và hydro sulphide được diễn tả bởiphương trình sau:

Kp(T) = PH2S / PH2O = 1.5×10-5 tại 350oCHơi nước công nghệ không nên để đi vào trong xúc tác của cụm vì ZnO sẽbịhydrat hóa và nó không thể tái sinh trở lại ZnO trong thiết bị phản ứng

3.2.2 Cụm reforming:

Khí nguyên liệu đã được khử lưu huỳnh thực hiện phản ứng reforming với hơinước và không khí tạo thành khí công nghệ

a Mô tả công nghệ tổng quát

Trong cụm reforming, khí đã khử lưu huỳnh được chuyển hóa thành khí tổng hợpnhờ quá trình reforming xúc tác hỗn hợp khí NG, với hơi nước và không khí

Quá trình reforming hơi nước có thể được mô tả theo các phản ứng sau đây:

CnH2n+2 + H2O ↔ Cn-1H2n + CO + 2H2 – Q (1)

CH4 + 2H2O ↔ CO + 3H2 – Q (2)

CO + H2O ↔ CO2 + H2O + Q (3)Phản ứng (1) miêu tả phản ứng reforming hydrocacbon bậc cao chuyển hóatừng bậc xuống thành hydrocacbon bậc hơn, và cuối cùng thành phân từ metan nhưtrong phản ứng (2) Nhiệt phát ra từ phản ứng (3) rất nhỏ so với nhiệt cần cấp chophản ứng (1) và (2)

Phản ứng xảy ra theo hai bước, reforming sơ cấp và reforming thứ cấp như được

mô tả dưới đây

b Sự hình thành carbon.

Trong quá trình vận hành, sự hình thành cacbon xảy ra phía ngoài hoặc phía trongmao quản của xúc tác Cacbon nằm phía ngoài xúc tác sẽ làm tăng tổnthất áp suấtqua lớp xúc tác, cacbon nằm phía trong các mao quản sẽ làm giảm hoạt tính và độbền cơ học của xúc tác

Tỉ số S/C thiết kế là 3 (chỉ xét đến carbon trong hydrocarbon) Là tỉ số đủ lớn đểtránh hiện tượng hình thành carbon

c Nhiệt phản ứng.

Trong reformer sơ cấp, nhiệt cần thiết cho phản ứng reforming đượccung cấp giántiếp từ lò đốt Trong reformer thứ cấp, nhiệt được cung cấp trựctiếp từ quá trình cháycủa hỗn hợp khí với không khí.

Quá trình đưa không khí vào thiết bị reformer sơ cấp, đồng thời cũng cung cấp N2

cho quátrình tổng hợp ammonia Tỉ lệ H2/N2 trong khí tổng hợp được duy trì gầnbằng 3,lượng không khí được giữ cố định Nói chung, việc điều chỉnh công suấtởreforming sơ cấp để điều chỉnh phản ứng reforming và hàm lượng metan rakhỏireforming thứ cấp

d Áp suất vận hành.

Do metan là một khí trơ trong vòng tổng hợp, nên hàm lượng metan trongkhítổng hợp được mong muốn giảm tới mức thấp nhất có thể để giữ lượng khítrơ trongvòng tổng hợp là thấp Hàm lượng metan được khống chế bởi cân bằngcủa phản ứngreforming (2), nhiệt độ tại đầu ra và hoạt tính xúc tác Theo phảnứng (2), hàm lượngmetan thấp hơn có thể đạt được bằng cách tăng nhiệt độ,giảm áp suất hoặc tăng hơinước Mặt khác, áp suất reforming cao lại được xemxét nhằm tiết kiệm năng lượngcho quá trình nén tiếp theo Áp suất đầu vàoreforming khoảng 35 barg là giá trị hợp

lý cho bài toán kinh tế

e Reformer sơ cấp: (xúc tácđỉnh:RK-211 và RK-201, đáy:R-67-7H.)

Hỗn hợp khí tự nhiên và hơi nước được gia nhiệt tới nhiệt độ 535oC trước khi đivàothiết bị phản ứng Khí công nghệ được dẫn vào các ống xúc tác thẳng đứng theohướng từ trên xuốngdưới Nhiệt cung cấp cho phản ứng được bức xạ từ các đầu đốtđặt trên tường lò tới ống xúctác

Để đảm bảo cháy hoàn toàn nhiên liệu, các đầu đốt được vận hành với lượngkhôngkhí dư là 10%, tương ứng với 2% oxi dư trong khói thải.Hydrocarbon trongnguyên liệu tới reforming sơ cấp được chuyển hóa thành H2 và oxit carbon Khí đi ra

từ reforming sơ cấp chứa xấp xỉ 14% metan, nhiệt độ đầu ra là 783oC

f Reformer thứ cấp: (xúc tác đỉnh:RSK2, giữa:RSK2-7H, đáy:RSK2)

Trong thiết bị reforming sơ cấp, khí công nghệ được trộn với không khí đã đượcgia nhiệt Một phần, quá trình cháy diễn ra đỉnh của thiết bị reforming thứ cấp tạo ra

sự tăng nhiệt độ lớn Từ buồng đốt khí công nghệ đi xuống tầng xúc tác tại đây xảy

Quá trình cháy giữa không khí với khí công nghệ tại đỉnh của thiết bị reformingthứ cấp dẫn tới nhiệtđộ dòng khí tại khu vực đỉnh thiết bị reforming sơ cấp tăng lên1100-1200oC Do phản ứng reforming củametan hấp thụ nhiệt nên nhiệt độ dòng khígiảm dần qua lớp xúc tác.Xúc tác bắt đầu phân rã ở nhiệt độ 1400-1500oC

3.2.3 Cụm chuyển hóa CO:

a Mô tả công nghệ tổng quát:

CO (Cacbon monoxit) trong khí công nghệ ra khỏi cụm reforming được chuyểnhoá thành CO2 (cacbon dioxit) và hydro theo phản ứng chuyển hoá CO:

CO + H2O ↔ CO2 + H2 + QCân bằng của phản ứng dịch chuyển về phía tạo thành CO2 khi ở nhiệt độ thấpvàcó nhiều hơi nước hơn Tuy nhiên, tốc độ phản ứng sẽ tăng nếu nhiệt độ tăng.Nhiệt độtối ưu cho phản ứng chuyển hoá phụ thuộc vào hoạt tính của chất xúc tác vàthành phầnkhí.

b Bình chuyển hoá CO nhiệt độ cao: (xúc tác SK-201-2)

Xúc tác được cung cấp ở trạng thái oxít Quá trình khử xúc tác được tiếnhànhbằng dòng khí công nghệ có chứa H2 trong quá trình khởi động Xúc tác có thể đượcvận hành ở 320 -500oC

Xúc tác mới nên được vận hành ở nhiệt độ khí đầu vào khoảng 360oC Sauđó, khituổi thọ xúc tác tăng, nhiệt độ vận hành tối ưu cũng tăng theo, nhưng vớiđiều kiện lànhiệt độ đầu ra không vượt quá 460oC, và hoạt tính xúc tác sẽ giảm từ từ.Clo và cácmuối vô cơ là các chất gây ngộ độc xúc tác

c Thiết bị chuyển hoá CO nhiệt độ thấp: (xúc tác đỉnh: LSK, còn lại:

LK-821-2)

Hai chất xúc tác được nạp vào trong bình chuyển hoá CO nhiệt độ thấp Xúc tácđược hoạt hóa ở 160-220oC trong vòng tuần hoàn nitơ chứa khoảng 0.2-2% hydro.Trong quá trình khử xúc tác, oxit đồng phản ứng với H2 tạo thành đồng nguyênchất.Xúc tác LK-821-2 có thể được vận hành với khoảng nhiệt độ 170-2500C.Lưuhuỳnh, Clo và Silic là các chất gây ngộ độc xúc tác.Xúc tác LK-821-2 không đượctiếp xúc với nước trong bất kì điều kiện nào,điều này sẽ làm phân hủy xúc tác

3.2.4 Cụm tách CO 2 :

a) Mô tả công nghệ tổng quát

Hệ thống tách CO2 được dựa trên quá trình MDEA hoạt hoá hai cấp (côngnghệcủa BASF) Dung môi được dùng cho quá trình hấp thụ CO2 là MDEA Hệthốngcông nghệ chính bao gồm một tháp hấp thụ CO2 hai cấp, một tháp tách CO2và haibình tách flash.

CO2 được tách khỏi khí công nghệ bởi sự hấp thụ trong dung dịch MDEA 40%.Dung dịch MDEA chứa một chất hoạt hóa, chất này sẽ tăng tốc độ truyền khối CO2

từ pha khí sang pha lỏng, phần còn lại của dung dịch là nước Các phản ứng trongquá trình hấp thụ CO2 được miêu tả như sau:

Trong tháp hấp thụ CO2, CO2 được tách ra khỏi dòng khí bằng hấpthụ ngượcdòng trong hai cấp Ở phần dưới của tháp hấp thụ, dung dịch bán nghèotái sinh đượcdùng để hấp thụ phần lớn CO2 Trong phần trên của tháp này, dungdịch nghèo táisinh được dùng để tách CO2 còn lại Tại đầu ra của tháp hấp thụ, hàmlượng CO2

trong khí sẽ giảm xuống thấp hơn 500 phần triệu (khí khô)

Dung dịch thuần đi vào tháp hấp thụ tại nhiệt độ 50oC, dịch bán thuần 70oC vàđượcgia nhiệt đến khoảng 84oC bởi các phản ứng hấp thụ toả nhiệt Dung dịch giàu

CO2 ra khỏi tháp hấp thụ CO2 được giảm áp qua một tuốc bin thuỷlực, tuốc bin nàykéo một trong những bơm dịch bán thuần, dovậy, giảm mức tiêu thụ năng lượng mộtcách đáng kể Tách và tái sinh dung dịch giàu CO2được thực hiện trong hai cấp đểđạt được độ tinh khiết cao của sản phẩm CO2 Trong bình tách cao áp, hầu hết cácthành phần trơ hoà tan được giải phóng tại áp suất khoảng 0,54 Mpag Dung dịchgiàu CO2 tiếp tục đến bình tách thấp áp, tại đây hầu hết CO2 được giải phóng khỏidung dịch tại áp suất 0,074 Mpag CO2 thoát ra khỏi bình tách thấp áp chứa đầy hơinước bão hoà tại nhiệt độ khoảng 73oC Hỗn hợp này được làm lạnh xuống 45oC.CO2 thành phẩm rời khỏi cụm tách được đưa sang phân xưởng urea ở áp suất 0,06MPag

Dung dịch ra từ đáy của bình tách thấp áp được chia thành hai dòng Phầnlớndung dịch bán thuần được bơm chia dòng đưa tới thân tháp hấp thụ.Phần còn lạiđược chuyển đến tháp stripper để tách CO2 bằng bơm chia dòng Trong tháp stripper

CO2, CO2 được tách bằng nhiệt, lượng nhiệt cấp chonồi đun tháp stripper được lấy từdòng khí công nghệ Nhiệt độ CO2 bão hoà hơi nước ra khỏi đỉnh tháp giải hấp ởkhoảng 98oC sẽ đi quabình tách thấp áp Hơi nước ngưng tụ sẽ làm tăng nhiệt độtrong bình tách thấp áp, kết quảlà bình tách thấp áp làm việc tốt hơn.Khí nhả ra từbình tách cao áp được đưa đến hệ thống khí nhiên liệu reforming

3.2.5 Cụm metan hoá:

a Mô tả công nghệ tổng quát

Bước chuẩn bị khí cuối cùng trước khi vào tháp tổng hợp là công đoạn metanhoá, đây là quá trình mà các cacbon oxit dư sẽ được chuyển hoá thành metan Metanđóng vai trò như một khí trơ trong chu trình tổng hợp ammonia Ngược lại, các hợpchất chứa oxy như cacbon oxit (CO và CO2) gây ngộ độc đối với xúc tác tổng hợp

NH3 Quá trình metan hoá xảy ra trong bình metan hoá, và các phản ứng liên quan lànhững phản ứng ngược của phản ứng reforming:

CO + 3H2↔ CH4 + H2O + Q

CO2 + 4H2↔ CH4 + 2H2O + QCác đại lượng có tính chất quyết định đến các phản ứng metan hoá là: bên cạnhhoạt tính của xúc tác, nhiệt độ, áp suất, và hàm lượng hơi nước trong khí công nghệ.Nhiệt độ thấp, áp suất cao và hàm lượng hơi nước thấp giúp cho cân bằng hoá họccủa phản ứng chuyển về phía hình thành metan Khoảng nhiệt độ khuyến cáo 280-

450oC, tuy nhiên, các điều kiện cân bằng là hoàn toàn có lợi đến mức hoạt tính xúctác trên thực tế chỉ là một nhân tố xác định hiệu suất của quá trình metan hoá Hoạttính của chất xúc tác tăng khi tăng nhiệt độ, nhưng tuổi thọ của chất xúc tác lại giảmđi

b Miêu tả công nghệ: (xúc tác PK-7R)

Nhiệt độ đầu vào của bình metan hoá được thiết kế là 300oC tại lúc khởi động.Khí ra khỏi tháp hấp thụ CO2 được gia nhiệt tới nhiệt độ trên khi đi qua các bộ traođổi nhiệt Trong vận hành bình thường, nhiệt độ tăng qua lớp xúc tác cần nằm trongkhoảng 25oC, tương ứng với nhiệt độ đầu ra khoảng 325oC Bộ trao đổi nhiệt khí-khílàm lạnh khí đã được làm sạch đến khoảng 74oC Khí sau đó được dẫn đến bộ làmlạnh cuối cùng và bình tách khí cuối cùng, nơi mà nước ngưng tụ được tách ra khỏikhí công nghệ

Khí đã được làm sạch chủ yếu chứa N2, H2 với một tỉ lệ khí trơ như Ar và CH4

khoảng 1,5% mol Tỉ lệ H2/N2 trong khí tổng hợp sẽ là 3/1

3.2.6 Công đoạn tổng hợp ammonia

a Mô tả công nghệ

Quá trình tổng hợp ammonia xảy ra trong bình tổng hợp ammonia theo phảnứng dưới đây:

3H2 + N2↔ 2NH3 + QĐây là phản ứng thuận nghịch và chỉ một phần hydro và nitơ được chuyển hoáthành ammonia khi khí tổng hợp đi qua lớp xúc tác Áp suất cao và nhiệt độ thấpgiúp cho cần bằng hoá học chuyển về phía tổng hợp ammonia Do tốc độ phản ứngđược tăng lên rất nhiều nếu tăng nhiệt độ, sự lựa chọn nhiệt độ phải được tính toángiữa cân bằng hoá học trên lý thuyết và tốc độ đạt đến sự cân bằng đó Trong bìnhtổng hợp, khoảng 25% nitơ và hydro được chuyển hoá thành ammonia Phần khôngchuyển hoá sẽ được tuần hoàn ngược lại sau khi đã tách ammonia thành phẩm dướidạng lỏng

Chu trình tổng hợp ammonia được thiết kế với một áp suất tối đa là15,2 MPag Áp suất vận hành bình thường sẽ là 13,73 MPag tại đầu vào tháp tổnghợp ammonia, phụ thuộc vào tải và hoạt tính của chất xúc tác Khi tải giảm, áp suấtchu trình tổng hợp sẽ giảm theo Nhiệt độ vận hành bình thường sẽ là trong khoảng

từ 390-494oC đối với lớp xúc tác thứ nhất và 420-464oC đối với lớp xúc tác thứ hai

và 402-441oC cholớp thứ 3 trong bình phản ứng

Sau khi khí tổng hợp đi qua bình phản ứng, khí đi ra được làm lạnh xuốngnhiệt độ tại đó hầu hết ammonia được ngưng tụ

Khí tổng hợp tinh khiết chứa một lượng nhỏ tạp chất, chủ yếu là các khí trơ Ar

và CH4 Một dòng phóng không liên tục từ chu trình tổng hợp là cần thiết để tránh sựtích tụ của những khí trơ này trong chu trình tổng hợp

b Chu trình tổng hợp: (xúc tác KM1/KM1R)