Đặc điểm xúc tác: xúc tác A202 là xúc tác tổng hợp NH3 hoạt tính cao ở nhiệt độ thấp, có tính chịu nhiệt và kháng độc tốt, hiệu suất tổng hợp cao.
Thành phần hóa học: thành phân chủ yếu của loại A202 cũng giống như A110-1 là Fe3O4, còn có một lượng nhỏ chất trợ xúc tác là: Co3O4, Al2O3, K2O, CaO và đất hiếm.
Tính chất hóa lý:
Xúc tác A202 có từ tính , dạng hạt rắn vô định hình màu đen có ánh kim nhẵn bóng cở hạt: 2,2 – 3,3 ; 3,3 – 4,7; 4,7 – 6,7; 6,7 – 9,4; 9,4 – 13 mm.
Do dưa Co3O4 là chất trợ xúc tác mới làm cho kết cấu lỗ, kết cấu mặt tinh thể xúc tác cải thiện rõ rệt, nâng cao được bề mặt riêng sau hoàn nguyên 15- 18 m2/g.
A202 so với loại A110-1 dẽ hoàn nguyên ở 1600C bắt đầu tách nước vật lý, 3500C bắt đầu hoàn nguyên, 4000C nước ra rõ rệt , 4300C nước ra lượng lớn. nhiệt độ ra nước thấp hơn 200C so với A110-1.
Hiệu suất tổng hợp NH3tăng hơn so với A110-1 từ 7-15%.
2.4.3. Thiết bị quản lý:
STT TÊN THIẾT BỊ S.LG
1 Tháp tổng hợp NH3 (loại hướng trục kính) 1
2 Nồi hơi nhiệt thừa 1
3 Phân ly NH3 1
4 Tháp 3 kết hợp (làm lạnh, ngưng tụ, phân ly) 1
5 Máy nén tuần hoàn tuabin 2
6 Thiết bị trao đổi nhiệt ngoài tháp 1
8 Thùng cao vị NH3 lỏng 1
9 Bộ phân ly khí bảo hộ 1
10 Bộ sấy silicagel 1
11 Bộ gia nhiệt bằng điện 2
12 Thiết bị phân ly dầu nước khí mới 1
13 Thùng chứa trung gian NH3 lỏng 1
14 Thiết bị làm lanh khí bảo hộ bằng NH3 1
15 Thiết bi phân ly dầu sau Tuabin 1
16 Tất cả các đường ống, van đồng hồ, trực thuộc các thiết bị trên
2.4.3. Lưu trình công nghệ
- Hỗn hợp khí mới H2 – N2 có nhiệt độ < 40 0C từ đường ống chung đoạn VI máy nén đến, qua thiết bị phân ly dầu để loại bỏ dầu, nước và các loại tạp chất khác, rồi cùng khí tuần hoàn từ bộ phân ly dầu sau Turbin ra, đi vào phân trên tháp ba kết hợp, cùng đi vào bên trong ống trao đổi nhiệt của bộ làm lạnh 401. Hỗn hợp khí này được làm lạnh bằng khí đi lên tử bộ phân ly NH3 403 ở phần dưới tháp 3 kết hợp, rồi đi vào trong ống trao đổi nhiệt của bộ bốc hơi NH3 402. Tại thiết bị 402, NH3 lỏng đi ngoài ống, nhận nhiệt của hỗn hợp khí đi trong ống, bốc hơi, còn hỗn hợp khí trong ống được làm lạnh xuống – 2 0C. Tại đây NH3 khí được ngưng tụ thành NH3 lỏng, được tách ra ở thiết bị phân ly 403 (phân ly lần 2), qua van giảm áp đi vào thùng chứa trung gian. Hỗn hợp khí không ngưng đi vào ống trung tâm của bộ bốc hơi ngưng tụ đi lên vào không gian giữa các ống trao đổi nhiệt của bộ làm lạnh 401 để trao đổi nhiệt với khí đi trong ống, nhiệt độ tăng lên đên khoảng 30 0C và đi ra khỏi tháp ba kết hợp.
- Hỗn hợp khí ra khỏi tháp ba kết hợp chia làm hai đường:
+ Đường chính do van V4 khống chế đi vào tháp tổng hợp, theo khe hở vành khăn giữa vỏ tháp tổng hợp và rọ xúc tác, đi từ trên xuống dưới để làm lạnh vỏ tháp rồi đi ra ở đáy tháp tổng hợp (ra tháp lần thứ nhất).
+ Đường thứ hai qua van V1, cùng với khí ra tháp tổng hợp lần một đi vào bộ trao đổi nhiệt khí - khí.
+ Một đường qua van V6 đi vào đỉnh tháp tổng hợp, trộn lẫn với khí ra khỏi tầng xúc tác thứ hai (tầng hướng kính thứ nhất), để điều chỉnh nhiệt độ tầng xúc tác thứ ba (tầng hướng kính thứ hai). Hỗn hợp khí này đi vào tầng xúc tác thứ ba thực hiện phản ứng tổng hợp rồi đi trong các ống của bộ trao đổi nhiệt ở phần đáy tháp để trao đổi nhiệt gián tiếp với khí ở đường chính vào tháp tổng hợp lần hai đi trong không gian giữa các ống.
+ Đường thứ hai qua van V5 vào tháp tổng hợp lần hai từ phía dưới tháp. + Đường thứ ba qua van V2 đi vào không gian giữa các ống của bộ trao đổi nhiệt khí – khí và được trao đổi nhiệt gián tiếp với khí hỗn hợp đi ra từ lò hơi ở phía trong ống.
- Ra khỏi bộ trao đổi nhiệt khí – khí, nhiệt độ của hỗn hợp khí tăng lên đến 160 – 180 0C, được chia làm 3 đường và đi vào tháp tổng hợp:
+ Đường thứ nhất là đường chính qua van V9 đi qua không gian giữa các ống của bộ trao đổi nhiệt dưới trong tháp, tiến hành quá trình trao đổi nhiệt với khí sau phản ứng đi trong ống, nhiệt độ hỗn hợp khí tăng 380 – 400 0C qua ống trung tâm đi vào tầng xúc tác thứ nhất (tầng hướng trục).
+ Đường thứ hai là đường phụ qua van V10 đi vào từ đáy tháp tổng hơp, cùng với khí đường chính đi qua ống trung tâm vào tần xúc tác thứ nhất. Đường phụ này có tác dụng điều chỉnh nhiệt độ tầng xúc tác thứ nhất.
+ Đường thứ ba qua van V8 vào đỉnh thap tổng hợp, đi trong không gian giữa các ống của bộ trao đổi nhiệt ở giữa tầng hướng trục và tầng hướng kính thứ nhất. Khí lạnh trao đổi nhiệt ở giữa tầng hướng trục và tầng hướng kính thứ nhất. Khí lạnh trao đổi nhiệt gián tiếp với hỗn hợp khí phản ứng đi ra khỏi tầng hướng trục để điều chỉnh nhiệt độ tầng hướng kính thứ nhất. Khí lạnh sau khi trao đổi nhiệt xong, qua khe hở hoà trộn với hỗn hợp khí ở ống trung tâm và đi vào tầng xúc tác thứ nhất (tầng hướng trục).
- Khí sau phản ứng ra khỏi thiết bị trao đổi nhiệt đay tháp có nhiệt độ khoảng 330 0C, đi ra tháp lần hai và được đưa vào nồi hơi nhiệt thừa. Hỗn hợp khí đi trong ống gia nhiệt cho nước mềm để sản xuất hơi nước có áp suất 0,5 MPa.
- Ra khỏi nồi hơi nhiệt thừa, khí tổng hợp có nhiệt độ khoảng 220 0C đi vào bộ trao đổi nhiệt khí – khí và đi bên trong ống, gia nhiệt cho khí chưa phản ứng đi ngoài ống, khí tổng hợp được làm lnạh đến nhiệt độ khoảng 100 0C rồi đi vào bộ làm lnạh ống lồng ống bằng nước tuần hoàn.
- Khí tổng hợp ra khỏi bộ làm lạnh bằng nước có nhiệt độ khoảng 350C, một phần khí NH3 được ngưng tụ thành NH3 lỏng và được tách ra tại thiết bị phân ly 408 (phân ly lân một), qua van giảm áp đưa đến thùng chứa trung gian.
- Hỗn hợp khí sau khi ra khỏi thiết bị phân ly lần một đi vào máy nén Turbin tuần hoàn để bù áp suất do trở lực hệ thống tổng hợp NH3 gây nên, tiếp
tục qua phân ly dầu để phân ly dầu, nước và các tạp chất khác. Hỗn hợp khí sau khi ra khỏi thiết bị phân ly đi vào đỉnh tháp 3 kết hợp, cùng với khí mới được làm lạnh, ngưng tụ NH3 lỏng, khí không ngưng tiếp tục tuần hoàn trở lại hệ thống.
- Khí thải bỏ và khí thùng chứa:
Để duy trì hàm lượng khí trơ không đổi trong khí tuần hoàn vào tháp, phải liên tục hoặc gián đoạn phóng không một lượng khí tuần hoàn sau bộ phân ly I 408. Khí phóng không này được đưa đến cương vị 671, dùng nước mềm đã qua làm lạnh, tăng áp hấp thụ thu hồi lượng Nh3 bị thải bỏ. Hỗn hợp khí tiếp tục được đưa qua bộ thẩm thấu màng xenlulo để thu hồi H2 quay trở lại đoạn IV máy nén 667, khí không thẩm thấu giàu N2, CH4 làm khí đốt.
Khí thùng chứa cũng được tận dụng đưa về 669 để bổ sung NH3 cho dung dịch đồng.
- NH3 lỏng và khí:
NH3 lỏng được phân ly từ thiết bị phân ly 403, 408 được giảm áp xuống 2,35 MPa, vào thùng chứa trung gian, sau đó tiếp tục đưa tới chứa ở kho cầu.
NH3 lỏng từ hệ thống hấp thụ chế lạnh cấp vào thùng cao vị 409. Tại đây NH3
lỏng đi xuống thiết bị bốc hơi làm lạnh 402, nhận nhiệt hoá khí, lên thùng cao vị 409, qua bộ làm lạnh khí bảo hộ tuabin, về hệ thống hấp thụ, chưng, ngưng tụ chế thành NH3 lỏng, đưa sang 670 tạo thành chu trình kín.
Trên đường ống chung cấp NH3 lỏng cho bộ bốc hơi làm lạnh 402, ngoài đường cấp từ hệ thống hấp thụ chế lạnh 681 còn có đường cấp từ cương vị máy băng để có thể điều chỉnh phụ tải của hệ thống hấp thụ chế lạnh.
- Nươc và hơi nước: nước làm lạnh do trạm bơm nước tuần hoàn cung cấp. nước thải ra quay trở lại mạng ống về trạm bơm nước tuần hoàn. Nước dùng cho lò hơi nhiệt thừa là nước mềm khử oxy do trạm nước mềm nhiệt điện cung cấp. hơi nước từ nồi hơi nhiệt thừa có áp suất 1,27MPa, được giảm xuống 0,49MPa, và hòa vào mạng ống hơi nước thấp áp.
2.4.4. Chỉ tiêu công nghệ:Nhiệt độ Nhiệt độ + Thể khí vào tháp tổng hợp lần 1 :≤ 400C. + Thể khí ra tháp tổng hợp lần 1 : < 700C. + Thể khí ra tháp tổng hợp lần 2 :≤ 3300C. + Thể khí vào tháp tổng hợp lần 2 :≤ 1800C.
+ Thể khí ra lò hơi nhiệt thừa : ≤2200C.
+ Làm việc của xúc tác tổng hợp NH3 :≤5100C.
Áp suất
+ Cửa ra máy nén Tuabin tuần hoàn : ≤ 31,4MPa
+ Thùng chứa trung gian : 2,35MPa.
+ Tốc độ tăng và hạ áp tháp. : 0,2 – 0,49 MPa/phút.
+ Tốc độ tăng và hạ áp Tuabin : 0,2 – 0,3 MPa/ phút.
+ NH3 lỏng đến thùng cao vị : ≥ 1ΜPa
+ Chênh lệch áp toàn hệ thống : ≤2,35 MPa.
Dịch diện
+ Bộ phân ly NH3 I, II. : 1/3 – 2/3.
+ Thùng cao vị NH3 lỏng. : 1/3 – 2/3.
+ Thùng chứa trung gian NH3 lỏng : 1/3 – 2/3.
+ Nồi hơi nhiệt thừa : 1/2 – 2/3.
Lưu lượng
+ Qua lò điện : ≥ 10.000 m3/h.
+ Khí bảo hộ tuabin : 1000 m3/h.
+ Qua tuabin tuần hoàn : ≥ 50% lưu lượng tối đa của hệ thống.
Lò điện
+ Điện thế : ≤ 620 V.
+ Dòng điện : ≤ 660 A.
+ Khí bảo hộ tuabin : H2 73 -75%.
+ Khí tuần hoàn : H2 64 – 65%.
+ NH3 trong khí thể ra tháp tổng hợp : 13%.
+ NH3 trong khí thể vào tháp tổng hợp : ≤ 3%.
+ Hàm lượng khí trơ trong khí mới : CH4 + Ar ≤ 1,3%.
+ Hàm lượng khí trơ trong khí tuần hoàn : 9 – 12 %.
+ Nồng độ CO + CO2 : ≤20ppm.
+ Độ thuần khiết NH3 lỏng
• Loại I : 99,8%.
• Loại II :99,5%.