Báo cáo thực tập tại công ty phân đạm hóa chất hà bắc

Phan Huy Hoàng - Hình thức thực tập: +Học an toàn lao động +Nghe giới thiệu về dây chuyền sản xuất, cơ sở hóa học và quy trình công nghệ sản xuất hóa phẩm chính của công ty khí tổng h

1

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 2

PHẦN 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN PHÂN ĐẠM VÀ HÓA CHẤT HÀ BẮC 4

1.Thông tin chung 4

2.Lịch sử hình thành và Quá trình phát triển 4

3.Cơ cấu tổ chức công ty 5

Phần 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT URÊ 7

1.Sơ đồ công nghệ sản xuất urê 7

2.Các công đoạn chính 8

2.1.Xưởng chế tạo khí 8

2.2.Xưởng NH3 9

2.3.Xưởng urê 11

PHẦN 3: VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG TRONG SẢN XUẤT URÊ CỦA NHÀ MÁY PHÂN ĐẠM VÀ HÓA CHẤT HÀ BẮC 12

1.Các dòng thải chính trong công nghệ sản xuất urê Hà Bắc 13

2.Khắc phục vấn đề môi trường trong sản xuất urê Hà Bắc 14

KẾT LUẬN 16

TÀI LIỆU THAM KHẢO 16

2

LỜI MỞ ĐẦU

Tham quan và thực tập tại nhà máy là một dịp giúp sinh viên trải nghiệm thực tế sản xuất ở các đơn vị nhằm bổ sung kinh nghiệm thực tế, kiểm tra lại những kiến thức lý thuyết đã được học tại nhà trường Biết được những công việc của của kĩ sư

và công nhân như điều khiển và vận hành máy móc trong từng phân xưởng, phát hiện

và trực tiếp xử lí các sự cố có thể xảy ra

Ngoài thời gian học tập lý thuyết môn học Nhập môn kỹ thuật hóa học trên giảng đường, việc được Viện kỹ thuật Hóa học tạo điều kiện cho đi tham quan và thực tập tại công ty Cổ phần Phân Đạm và Hóa chất Hà Bắc là một cơ hội rất tốt để chúng em củng cố, kiểm tra lại vốn kiến thức của mình đồng thời có động lực để phát huy khả năng tìm tòi và nghiên cứu của bản thân

Cho em được gửi lời cảm ơn đến Viện kỹ thuật Hóa học và các thầy cô, các cán bộ Nhà máy, những người đã trực tiếp hướng dẫn chúng em trong chuyến đi lần này Mặc dù thời gian tham quan và thực tập còn hạn chế nhưng chuyến đi này đã để lại trong em nhiều bài học bổ ich, ngoài ra chúng em còn được học nhiều về tác phong công nghiệp, phương pháp làm việc khoa học và chuyên môn hóa cao

- Mục đích của chuyến đi: Thực tập là thời gian học tập thực tế tại nhà máy sản xuất giúp sinh viên củng cố kiến thức lý thuyết và tìm hiểu ứng dụng thực tế của các quy trình sản xuất, các quá trình chuyển khối và thiết bị dùng trong ngành kỹ thuật Hóa học

- Thời gian: Chủ nhật, ngày 4 tháng 12 năm 2016

- Thành phần đoàn: Giáo viên hướng dẫn và sinh viên

- Cán bộ hướng dẫn: Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội:

1 PGS.TS Lê Quang Diễn

2 TS Phan Huy Hoàng

- Hình thức thực tập:

+Học an toàn lao động

+Nghe giới thiệu về dây chuyền sản xuất, cơ sở hóa học và quy trình công nghệ sản xuất hóa phẩm chính của công ty (khí tổng hợp, amoniac urê, …), các thiết bị chính sử dụng trong dây truyền sản xuất

+Đi tham quan 3 xưởng chính: tạo khí tổng hợp, tổng hợp amoniac, tổng hợp urê

Nội dung Báo cáo tham quan và thực tập tại Công ty Cổ phần Phân đạm và Hóa chất Hà Bắc này tập trung vào thuyết minh lưu trình công nghệ sản xuất urê

Hà Bắc cùng với các vấn đề môi trường cần được xử lý kèm theo

Bài báo cáo tuy đã hoàn thành nhưng do thời gian tham quan tại Nhà máy và

do kiến thức chuyên môn còn hạn chế cho nên không thể tránh khỏi thiếu sót, rất mong được sự góp ý của các thầy cô để em có thể hoàn thiện bài được chính xác và đầy đủ nhất

3

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 12 năm 2016 Sinh viên thực tập

4

PHẦN 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN PHÂN ĐẠM VÀ HÓA CHẤT HÀ BẮC

1 Thông tin chung:

+ Tên giao dịch quốc tế: Habac Nitrogenous Fertilizer and

Chemicals Joint Stock Company (HANICHEMCO)

+ Địa chỉ: Phường Thọ Xương - Thành phố Bắc Giang -

Tỉnh Bắc Giang

+ Ngành nghề kinh doanh:

- Sản xuất, kinh doanh phân đạm Urê

- Sản xuất, kinh doanh các loại phân bón

- Sản xuất, kinh doanh hóa chất

- Sản xuất, kinh doanh Amôniac lỏng

- Sản xuất, kinh doanh Cacbon điôxít (lỏng, rắn)

- Sản xuất, kinh doanh các sản phẩm khí công nghiệp

- Sản xuất, kinh doanh điện và hàng cơ khí

- Xây lắp công trình công nghiệp; xây lắp công trình dân dụng; tư vấn hoạt động xây dựng; thiết kế thiết bị, công nghệ công trình hóa chất

- Kinh doanh xuất, nhập khẩu phân bón, hóa chất và các sản phẩm khí công nghiệp

2 Lịch sử hình thành và Quá trình phát triển:

Ngày 18/2/1959: Chính phủ Việt Nam và Chính phủ Trung Quốc đã ký kết hiệp định về việc Chính phủ Trung Quốc giúp xây dựng Nhà máy Phân đạm Hà Bắc cho Việt Nam theo hình thức viện trợ không hoàn lại

Quý I năm 1960 Nhà máy Phân đạm Hà Bắc được khởi công xây dựng trên mặt bằng khoảng 40 ha tại phường Thọ Xương, thành phố Bắc Giang, tỉnh Bắc Giang (hiện nay) Dự định ngày 2/9/1965, nhà máy Phân đạm Hà Bắc được khánh thành và

đi vào sản xuất nhưng do chiến tranh phá hoại của Đế quốc Mỹ mà Chính phủ quyết định đình chỉ dự định này

Ngày 1/3/1973: Thủ tướng Chính phủ quyết định khởi công khôi phục Nhà máy Phân đạm Hà Bắc và mở rộng sản xuất nhưng chuyển đổi sản phẩm sang urea với công suất thiết kế ban đầu 12000kW điện và 100.000 tấn urê/năm

Ngày 28/11/1975: sản xuất thành công NH3 lỏng

Ngày 22/12/1975: sản xuất thành công urê

Ngày 30/10/1977: Đồng chí Đỗ Mười cắt băng khánh thành Nhà máy Phân đạm

Hà Bắc, đứa con đầu lòng của ngành sản xuất đạm Việt Nam

Giai đoạn 1976-1983 là thời kỳ sản xuất gặp nhiều khó khăn, sản lượng năm 1981 chỉ đạt 9000 tấn urea bằng 9% công suất thiết kế

5

Ngày 13/2/1993: Nhà máy đổi tên thành Công ty Phân đạm và Hóa chất Hà Bắc Sản lượng urea giai đoạn 1991 – 1999:

-Năm 1991: 44890 tấn

-Năm 1992: 82633 tấn

-Năm 1993: 100093 tấn

-Năm 1994: 103222 tấn

-Năm 1995: 110972 tấn

-Năm 1996: 120471 tấn

-Năm 1997: 130170 tấn

-Năm 1998: 63905 tấn

-Năm 1999: 48769 tấn

Tháng 6/2000, Việt Nam và Trung Quốc ký hiệp định hợp tác kinh tế - kỹ thuật đầu tư, cải tạo dây chuyền sản xuất Đạm- Điện hiện có của Nhà máy phân đạm Hà Bắc, nâng công suất phát điện lên 30.000kWh, công suất đạm Urê lên 150.000 tấn/năm

Đến nay sản lượng đạt 190.000 tấn urê/năm, sản lượng điện đạt 233.400 MW/năm,

NH3 lỏng 120 tấn/ngày

3.Cơ cấu tổ chức công ty:

 Các khối phòng ban kỹ thuật:

+ Phòng nghiệp vụ: 8 phòng

-Văn phòng công ty

-Phòng Tổ chức nhân sự

-Phòng Bảo vệ quân sự

-Phòng Kế hoạch

-Phòng Thị trường

-Phòng Kế toán thống kê tài chính

-Phòng Vật tư vận tải

-Phòng Y tế

+ Phòng kỹ thuật: 7 phòng

-Phòng Kỹ thuật - Công nghệ

-Phòng Điều độ sản xuất

-Phòng Kỹ thuật an toàn

-Phòng Điện - Đo lường - Tự động

hoá

-Phòng Cơ khí

-Phòng Kiểm tra chất lượng sản phẩm

-Phòng Đầu tư xây dựng

 Sơ đồ tổ chức công ty:

+ Các đơn vị sản xuất - kinh doanh:

-Phân xưởng than -Xưởng nước -Xưởng nhiệt -Xưởng tạo khí -Xưởng amôniac -Xưởng Urê -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 -Xưởng NPK

+ Các đơn vị đời sống - xã hội:

-Nhà văn hoá -Phân xưởng phục vụ đời sống

SVTH: Dương Trường Nam

6

Hình 1: Mô hình tổ chức, quản lý và điều hành của HANICHEMCO

Trong quá trình phát triển của Công ty, cơ cấu quản lý tổ chức luôn được điều chỉnh phù hợp với yêu cầu theo từng giai đoạn phát triển chung của đất nước

Hiện nay cơ cấu tổ chức quản lý của Công ty theo mô hình trực tuyến chức năng Tổng giám đốc có trách nhiệm điều hành cao nhất, chịu trách nhiệm trước hội đồng thành viên về việc thực hiện các quyền và nghĩa vụ được giao Các Phó tổng giám đốc giúp việc cho Tổng giám đốc trong từng lĩnh vực cụ thể, điều hành mọi hoạt động sản xuất, kinh doanh của Công ty trên các lĩnh vực được phân công và thay thế điều hành khi Tổng giám đốc vắng mặt

SVTH: Dương Trường Nam

7

Phần 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT URÊ

1.Sơ đồ công nghệ sản xuất urê:

Hình 2: Sơ đồ sản xuất ure tổng quan toàn Nhà máy

Lưu đồ công nghệ sản xuất urê của Nhà máy

Quá trình khí hóa than gián đoạn theo phương pháp tầng ngọn lửa cố định Sản phẩm của quá trình khí hóa gồm CO2 , CO, H2, N2, H2S, CH4, Ar,…được gọi là khí than ẩm Khí than ẩm được tách bụi, làm nguội và chứa trong két khí Khí than ẩm được đưa ra khỏi két khí, qua lọc bụi tĩnh điện tách nốt lượng bụi còn lại rồi qua quạt tăng áp Khí than ẩm được quạt tăng áp đưa vào tháp khử H2S thấp

áp, sau đó đi vào các đoạn 1, 2 và 3 của máy nén 6 cấp Ra khỏi đoạn 3 của máy

SVTH: Dương Trường Nam

8

đây được gọi là khí biến đổi Khí biến đổi đi vào tháp khử H2S trung áp rồi đi sang tháp hấp thụ CO2 và sau hệ thống này được gọi là khí tinh chế Khí tinh chế đi vào các đoạn 4 và 5 của máy nén 6 cấp Ra khỏi đoạn 5 của máy nén 6 cấp khí tinh luyện được đưa vào tháp khử vi lượng bằng dung dịch đồng kiềm và trở thành khí nguyên liệu tổng hợp NH3

Khí nguyên liệu qua đoạn 6 của máy nén 6 cấp, qua thiết bị phân ly dầu và đi vào tháp tổng hợp NH3 Khí đi ra khỏi tháp tổng hợp NH3 có nồng độ NH3 cao được làm lạnh , phân ly tách NH3 lỏng đưa vào kho chứa CO2 thu được từ công đoạn hấp thụ CO2 được nén cao áp và đưa sang tổng hợp urê

Nguyên liệu tổng hợp urê gồm NH3 lỏng và CO2 khí NH3 lỏng đưa vào đáy tháp tổng hợp urê nhờ bơm tăng áp CO2 cũng đưa vào đáy tháp tổng hợp nhờ máy nén khí Với điều kiện nhiệt độ và áp suất thích hợp phản ứng tổng hợp urê xảy ra rất nhanh theo 2 giai đoạn: tạo cacbamat và cacbamat tách nước thành urê Dịch urê ra khỏi đỉnh tháp tổng hợp urê qua các công đoạn phân giải và cô đặc

để tách NH3 chưa phản ứng, đồng thời nâng cao nồng độ urê, sau đó đi vào tháp tạo hạt

2.Các công đoạn chính:

2.1 Xưởng chế tạo khí:

Sơ đồ khối lưu trình công nghệ xưởng tạo khí:

Hình 3: Sơ đồ khối lưu trình công nghệ xưởng tạo khí

Hơi nước 0,49 MPa nhiệt độ 250oC được cấp từ xưởng Nhiệt điện tới, không khí được cấp từ quạt không khí tới Hỗn hợp phản ứng trong lò khí hóa ở khoảng

SVTH: Dương Trường Nam

9

1100oC tạo thành khí than ẩm có thành phần gồm CO, CO2, H2S, H2, N2, CH4 và bụi Khí than ẩm qua van ba ngả đi vào thủy phong túi rửa để làm lạnh và rửa sơ

bộ khí than trước khi đi qua 2 tháp rửa Sau khi qua 2 tháp rửa thì khí than ẩm đi vào két khí

Cuối cùng, khí than ẩm còn phải qua thiết lọc bụi tĩnh điện trước khi được quạt khí than ẩm đưa sang xưởng Amoniac

Thành phần % khí than ẩm như sau:

37,0 33,3 6,6 22,4 0,3 0,3

2.2 Xưởng NH 3 :

Hình 4: Sơ đồ khối lưu trình công nghệ xưởng NH 3

SVTH: Dương Trường Nam

10

Khí than ẩm từ lọc bụi điện đến qua quạt khí than tăng áp đi vào đáy 2 tháp hấp thụ H2S thấp áp, đi lên qua các tầng đệm và tiếp xúc với dung d ị c h tananh dội

từ đỉnh xuống, khí than sau khi khử H2S được dẫn qua bộ tách bọt trên đỉnh và ra khỏi tháp hấp thụ H2S thấp áp đi qua thiết bị phân ly để tiếp tục tách mù dung dịch tananh bị cuốn theo trước khi sang đoạn I của máy nén 6 cấp

2.2.2 Biến đổi CO:

Biến đổi CO dùng hơi nước để chuyển hóa CO trong khí than ẩm thành khí

CO2và H2với sự có mặt của xúc tác là Co-Mo trong các lò biến đổi Khí H2 làm nguyên liệu cho quá trình tổng hợp NH3, còn khí CO2 được loại bỏ bằng phương pháp hấp thụ được dùng làm nguyên liệu để tổng hợp urea và các sản phẩm chủ lực khác như CO2 lỏng, rắn

Hỗn hợp khí ra khỏi qu á t r ì nh chuyển hóa CO gọi là khí biến đổi, có hàm lượng CO ≤ 2,0%

2.2.3 Khử H 2 S trung áp:

Bảo đảm hàm lượng H2S trong hỗn hợp khí biến đổi sau hấp thụ ra khỏi quá trình ≤10 mg/Nm3 để tránh cho dung dịch K2CO3 không bị biến chất đồng thời hạn chế sự ăn mòn thiết bị

2.2.4 Khử CO 2 :

Quá trình khử CO2dùng dung dịch kiềm nóng để hấp thụ khí CO2 trong khí biến đổi để sau đó gọi là khí tinh chế được tiếp tục đưa đi khử vi lượng

Quá trình khử CO2 cũng tận dụng nhiệt dư của khí biến đổi và hơi nước 0,5 Mpa để gia nhiệt cho dung dịch sau hấp thụ để thực hiện quá trình tái sinh, khôi phục năng lực hấp thụ của dung dịch

2.2.5 Khử vi lượng khí:

Khử vi lượng khí có nhiệm vụ hấp thụ gần như triệt để các chất khí gây ngộ độc xúc tác tổng hợp NH3 như CO, CO2, H2S, O2… bằng dung dịch axetat-amoniac đồng

2.2.6 Nén N 2 - H 2 :

Nén N2 - H2 có nhiệm vụ là nén và vận chuyển khí Đầu tiên nhận khí than ẩm

từ tháp khử H2S thấp áp vào các đoạn I, II và III nén đến 2,15Mpa đưa đến quá trình biến đổi CO, khử H2S trung áp, khử CO2 Tiếp theo khí tinh chế được dẫn vào các đoạn IV và V nâng áp suất lên 12,5Mpa rồi đưa sang khâu khử vi lượng khí sau đó quay trở lại đoạn VI nâng áp suất lên đến 31,5 MPa rồi đưa sang khâu tổng hợp NH3

BC – Đường cong nén khí đoạn nhiệt BC1– Đường cong nén khí đa biến BC2– Đường cong nén khí đẳng nhiệt

Hình 5: Giản đồ nén khí

SVTH: Dương Trường Nam

11

2.2.7 Tổng hợp NH 3 :

Khí tinh luyện có thành phần chủ yếu là N2 và H2 theo tỉ lệ 1:3 vào giai đoạn 6 của máy nén khí để tăng áp cho quá trình tổng hợp NH3

Khí tinh luyện ra giai đoạn 6 của máy nén 6 cấp có áp suất 31,5 MPa được đưa qua bộ phân ly dầu nước sau đó qua tổ hợp thiết bị làm lạnh - ngưng tụ – phân ly Tại đây nó được làm lạnh bằng khí làm lạnh và amoniac, đưa nhiệt đọ xuống -2°C để tách dầu, nước và amoniac Tiếp theo, đi vào tháp tổng hợp NH3 lần 1 vừa

để làm lạnh thành tháp tổng hợp, đồng thời cũng để nhận nhiệt của phản ứng tổng hợp NH3, ra khỏi tháp tổng hợp NH3 sẽ trao đổi nhiệt với khí ra khỏi tháp tổng hợp NH3 lần 2, cùng với sự có mặt của xúc tác sắt tiến hành phản ứng tổng hợp

NH3 NH3 hình thành ở trạng thái khí, ra khỏi tháp được làm lạnh gián tiếp bằng nước để ngưng tụ thành NH3 lỏng qua phân ly 1 để tách NH3 ngưng tụ

ra khỏi hỗn hợp khí, sau đó hỗn hợp khí này được trộn lẫn với khí tinh luyện mới vào, tiếp tục thực hiện quá trình làm lạnh, ngưng tụ và phân ly Phần khí không ngưng còn lại tiếp tục quay trở lại tháp tổng hợp NH3 thực hiện chu trình tuần hoàn liên tục NH3 lỏng nồng độ 98,8% được phân tách khỏi hệ thống bằng các thiết bị phân ly, được giảm áp xuống 2,4 MPa, qua thùng chứa trung gian được đưa về kho cầu chứa

2.3 Xưởng urê :

Urea được tổng hợp nhờ phản ứng hóa học giữa NH3 với CO2 theo phương trình tổng quát:

2NH3 + CO2 = (NH2)2CO + H2O + Q Phản ứng này diễn ra theo 2 giai đoạn:

Giai đoạn 1: Tạo thành ammonium cacbamate ở thể lỏng (hay còn gọi là dịch

cacbamat) :

2NH3 + CO2 = NH4CO2NH2 + Q

Giai đoạn 2: Nhờ nhiệt độ cao, nước bị tách ra thu được urea:

NH4CO2NH2 = (NH2)2CO – Q

Phản ứng này tương đối chậm nên được gọi là phản ứng không chế qua trình tổng hợp

Trong quá trình tổng hợp urea, hỗn hợp phản ứng được chia làm 2 pha:

+Pha khí gồm NH3, CO2 và hơi nước

+Pha lỏng gồm amoni cacbamat, Ure, amoni cacbonat và nước Các phản ứng chủ yếu xảy ra trong pha lỏng vì khối lượng các chất ban đầu càng cao thì áp suất trong tháp càng tăng và càng giảm khối lượng, amoni cacbamat có thể phân giải thành NH3 và CO2, đồng thời tăng tốc độ chuyển hóa cacbamat thành urea

 Quá trình chưng cất phân giải dung dịch urea:

Tiến hành phân giải dung dịch tổng hợp trung áp ở áp suất 17 MPa, có đến 90% amoni cacbamat bị phân hủy Ở áp suất cao không thể tách hoàn toàn NH3 và CO2

ra khỏi dung dịch tổng hợp Để tách triệt để chúng cần phải hạ áp suất làm việc