Báo Cáo Thực Tập Nhà Máy Đạm Phú Mỹ

Company

LOGO

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆPĐỀ TÀI

“TÌM HIỂU DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ PHÂN XƯỞNG AMONINHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ”

Sinh viên thực hiện : Võ Trọng An

Đỗ Ngọc Anh

Lớp : 09H5

NỘI DUNG BÁO CÁO

Công đoạn methan hóa

Công đoạn khử CO2

Công đoạn chuyển hóa CO

Công đoạn Reforming

Công đoạn khử lưu huỳnh

Công đoạn tổng hợp NH3

2

GIỚI THIỆU NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ

Đơn vị thành viên của Tập đoàn Dầu

khí Việt Nam

Vốn điều lệ: 3800 tỷ đồng

Tổng diện tích là 63 ha

Đưa vào hoạt động năm 2004

Sản lượng: 800.000 tấn urea/năm

3

NGUỒN NGUYÊN LIỆU CỦA NHÀ MÁY

Nguồn nguyên liệu: khí thương phẩm từ Nhà máy Chế

biến khí Dinh CốĐặc tính và thành phần khí:

Nhiệt độ: 18 – 36 oC.Áp suất: 40 bar.Trọng lượng phân tử: 18,68 g/mol.Thành phần:

C1 = 77,66%

C2 = 7,38%

C3 = 3,53%

C4+ = 2,01%

CO2 = 8,00%

N2 = 1,42% 4

Nguồn Nitơ: Khí Nitơ (N2) được lấy từ không khí

Nguồn Hydro: Khí Hydro được tạo ra nhờ phản ứng

Reforming khí thiên nhiên bằng hơi nước nguyên liệu

Nguồn CO2: Khí CO2 là nguyên liệu để tổng hợp Urê,

được điều chế từ công đoạn Reforming khí thiên

nhiên.

5

CÁC LOẠI SẢN PHẨM

Sản phẩm chính- Urea:

Công suất: 800.000 tấn/năm.

Cỡ hạt: 1,4 – 2,8 mm

Hàm lượng N: >46,3%.

Độ ẩm: <0,4%.

Hàm lượng biuret <1%.

CÁC LOẠI SẢN PHẨM

Sản phẩm phụ Ammonia:

Ammonia chủ yếu dùng để

tổng hợp Urea, lượng thừa

ra được đưa về bồn chứa.

Công suất 10.000 tấn/năm.

6

CÁC PHÂN XƯỞNG TRONG NHÀ MÁY

Phân xưởng Ammonia

Phân xưởng Urea

Phân xưởng

phụ trợ

NHÀ MÁY

7

GIỚI THIỆU PHÂN XƯỞNG AMMONIA

Mục đích:Cung cấp NH3 cho phân xưởng UrêCung cấp CO2 cho phân xưởng UrêSản xuất NH3 thương mại đưa vào bể chứa

Phân xưởng Ammonia vận hành theo công nghệ Haldor Topsoe, với công suất 10.000 tấn/năm.

SƠ ĐỒ KHỐI XƯỞNG AMMONIA 8

9

SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆCụm xử lý lưu huỳnh

Cụm chuyển hóa KTN CO, CO2, H2

Cụm chuyển hóa CO ở t0 cao và thấp

Cụm tách CO2

Cụm Metan hóa

Chu trình tổng hợp Amoniac

10

HDS & REFORMING

HYĐRO HÓAR-2001

HẤP THỤ H2S R-2002 A/B

REFORMING SƠ CẤPH-2001REFORMING

THỨ CẤP R-2003

QUÁ TRÌNH HDS

Mục đích: Phần lớn khí thiên nhiên có chứa một lượng nhỏ lưu huỳnh mà xúc tác dùng cho công nghệ reforming bằng hơi nước, xúc tác quá trình chuyển hóa CO nhạy cảm với hợp chất chứa lưu huỳnh

Khí sau khi qua xử lý HDS có hàm lượng lưu huỳnh <0,05% Các phản ứng xảy ra:

Trong thiết bị Hydro hóa R-201 :RSH + H2 → RH + H2S

R1SSR2 + 2H2 → R1H + R2H + H2S

R1SR2 + 2H2 → R1H + R2H + H2S

(CH)4S + H2 → C4H10 + H2S

COS + H2 → CO + H2S

Trong thiết bị hấp thụ H2S R-202 A/B :

ZnO + H2S → ZnS + H2O

ZnO + COS → ZnS + CO2

11

Xúc tác CoMoSx

Xúc tác TK-550/TK-250 thường được cung cấp ở dạng oxit, có hoạt tính thấp. Sau đó nó được hoạt hóa bằng sunfit hóa CoO và MoO3 tạo CoMoSx:

CoO/MoO3 + S => CoMoSx

www.themegallery.com

Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác: nồng độ H2, nhiệt độ, hàm lượng S trong nguyên liệu

Khống chế hàm lượng CO, CO2 trong nguyên liệu

• CO2 + H2/H2S CO/COS + H2O

• CO CO2 + C (muội than)

Quá trình hấp phụ H2S

Kp(T) = PH2S / PH2O = 2,610-5 tại 4000C

Trong trường hợp có CO2 trong khí nguyên liệu, có thể ảnh hưởng đến hoạt động của kẽm oxid. Khí H2 recycle sẽ phản ứng với CO2 và hình thành nước:

H2 + CO2 CO + H2O

Hơi công nghệ không nên để mang vào trong TBPW, oxit kẽm sẽ bị hydrat hóa và nó không thể tái sinh trở lại ZnO trong thiết bị phản ứng.

Nhiệt độ hấp phụ tối ưu: 370 – 380oC 2 tháp hấp phụ đặt nối tiếp


QUÁ TRÌNH REFORMING

Quá trình gồm hai giai đoạn : Reforming sơ cấp và thứ cấp.

Các phản ứng xảy ra:

CnH2n+2 + 2H2O Cn-1H2n + CO2 + 3H2 – Q (1)

CH4 + 2H2O CO2 + 4H2 – Q (2)

CO2 + H2 CO + H2O + Q (3)

Quá trình reforming sơ cấp :

Nguyên liệu của quá trình reforming là khí đã được khử S và

dòng hơi nước

Dòng khí trước khi vào thiết bị phản ứng :

Nhiệt độ : 5200C

Áp suất : 34,3 barg 15

16


Reforming sơ cấp

H-2001

Khí nhiên liệu (Khí đốt)

Chuyển hóa COKhí công nghệ

Hơi nước Reforming

thứ cấp

R-2003

Không khí

REFORMING SƠ CẤPTin : 535 ºCPin : 34.8 bargTout : 783 ºCPout : 30.9 bargHơi nước/carbon: 3Xúc tác : NiCH4 : 14.8 mol%

REFORMING THỨ CẤPTout 966 ºCPout : 30.4 bargXúc tác: NiCH4 : 0.6 mol%Air: 21%O2 , 79%N2

Mục đích: Sản xuất khí tổng hợp.

PHẢN ỨNG QUÁ TRÌNH CnH2n+2 + H2O Cn-1H2n + CO2 + 3H2 – Q

CH4 + 2H2O CO2 + 4H2 - Q

CO2 + H2 CO + H2O – Q

Nhiệt cần cho PƯ 3 << nhiệt cần cho PƯ 1, 2


Refomer sơ cấp: nhiệt được cấp gián tiếp từ lò đốt (480 béc đốt, xếp thành 6 hàng), nguyên liệu được đưa vào 180 ống chứa xúc tác

Reformer thứ cấp: nhiệt được cấp trực tiếp bằng cách đốt khí công nghệ.

Xúc tác: Ni

Khí công nghệ đi ra có nhiệt độ cao (958oC) được tận dụng nhiệt để sản xuất hơi nước quá nhiệt


18

CHUYỂN HÓA CO, TÁCH CO2 & METHANE HÓA

CHUYỂN HÓA CO Ở NHIỆT ĐỘ CAO

R-2004

CHUYỂN HÓA CO Ở NHIỆT ĐỘ THẤP

R-2005 METHANE HÓA

TÁCH CO2

CHUYỂN HÓA CO

Mục đích: Chuyển hóa khí CO trong nguyên liệu

thành CO2 để cung cấp cho quá trình tổng hợp Urea

Chuyển hóa CO thành CO2 bằng hơi nước:

CO + H2O CO2 + H2 + Q

19


- Chuyển hóa nhiệt độ cao R204 (nguyên liệu vào: 360oC)

- Chuyển hóa nhiệt độ thấp R205 (nguyên liệu vào: 190oC –

trên nhiệt độ điểm sương 15 – 20oC)

-Hàm lượng CO trước: 13,26% mol

-Hàm lượng CO sau: 0,23% mol

Company Logo


22

CÔNG ĐOẠN TÁCH CO2

Tháp hấp thụ CO2

Dung môi MDEA giàu

Tháp tái sinh CO2

Dung môi MDEA nghèo

Khí công nghệ

Khí đã loại CO2 Khí CO2 đi tổng hợp Urê

Dm

MD

EA

sạc

h

Dm

MD

EA

bẩn

MỤC ĐÍCH: Tách CO2 cung cấp cho xưởng Urê.

Dung môi hấp thụ: MDEA 40 wt.% MDEA + 3 wt.%

piperazine tăng độ truyền khối CO2

MDEA reaction: R3N + CO2 + H2O R3NH+ + HCO3-

Piperazine reaction: 2R2NH + CO2 R2NH2+ + R2NCOO-

QUÁ TRÌNH TÁCH CO2

Mục đích: Loại bỏ các hợp chất chứa Oxy như

H2O, CO2 là các chất gây ngộ độc đến xúc tác trong

thiết bị tổng hợp Ammonia. Mặt khác một lượng nhỏ

CO2 với sự có mặt nước sẽ gây ăn mòn. Vì vậy cần

loại bỏ CO2 và H2O đến nồng độ cho phép: [CO2]

<500 ppm

Phương pháp sử dụng là hấp thụ hóa học dùng

dung môi MDEA 40 %m và 3% Piperazine. MDEA là

chất hấp thụ CO2 còn Piperazine tăng tốc độ truyền

khối CO2 từ pha khí sang pha lỏng.SƠ ĐỒ CỤM THIẾT BỊ HẤP THỤ CO2 BẰNG MDEA 23

Sơ đồ công nghệ bao gồm 1 tháp hấp thụ 2 cấp, 1 tháp giải

hấp 2 cấp, 2 bình tách

- Bình tách áp cao: tách sơ bộ các khí trơ hòa tan

- Bình tách áp thấp: tách phần lớn CO2

Làm tinh khiết CO2 qua phân xưởng Urea

Tháp hấp thụ 2 cấp

- Tầng trên: dung môi thuần

- Tầng dưới: dung môi bán thuần

Company Logo


25

CÔNG ĐOẠN MÊTAN HÓA

Tháp mêtanHóa

R-3001

Tháp tách khí Lần cuốiV-3011

Khí đã loại CO2 Khí đi tổng hợp amôniăc

condensate

MỤC ĐÍCH: Chuyển hóa CO, CO2 CH4

Khí sau khi qua công đoạn chuyển hóa CO và tách CO2 vẫn còn một lượng nhỏ CO, CO2 gây ngộ độc xúc tác cho thiết bị tổng hợp NH3.

XÚC TÁC & PHẢN ỨNG QUÁ TRÌNH:Công đoạn cuối làm sạch khí.Xúc tác : NiPhản ứng ngược của quá trình reforming

CO + 3H2 CH4 + H2O + Q CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O + Q

METHANATIONXúc tác : Ni Nhiệt độ : 300 ºCÁp suất : 26.6 barg

26

TỔNG HỢP AMONIAC

Xúc tác & phản ứng: Chất xúc tác: KM1/KM1R P = 137 – 152 barg, nhiệt độ T = 390 - 4940C

Phản ứng hóa học (Chemical reaction)3H2 + N2 2NH3 + Q

Hiệu suất chuyển hóa đạt khoảng 25% Tỷ lệ mol H2/N2 = 3

TỔNG HỢP AMONIAC

Phản ứng

3 H2 + N2 2 NH3 + Q

Độ chuyển hóa: 25%

Tỷ lệ H2/N2 vào TBPW: 3/1

Điều kiện PƯ: 136 barg, 400 – 500oC


Thu hồi NH3

Sơ đồ công nghệ


Mục đích: Thu hồi lượng ammonia trong khí phóng không và

các khí off-gas thấp áp khác

Dung dịch ammonia 99% lỏng

Hệ thống bao gồm

- 2 tháp hấp thụ bằng dung dịch nghèo NH3

- 1 tháp chưng cất để thu hồi NH3

Company Logo


Phân xưởng ammonia có 3 mạng hơi chính:

- Dòng hơi cao áp ở p = 108 barg và T = 5100C: dòng hơi này đi sản xuất hơi trung áp, thấp áp và chạy tuabin E401.

- Dòng trung áp ở p = 38,2 barg và T = 3700C: dòng hơi của mạng này được sử dụng trong 2 thiết bị reforming H201, H202 và F553.

- Dòng hơi thấp áp ở P = 3.4barg và T = 2000C: thu hồi hydrogen.

Hệ thống mạng hơi

Company Logo


Company

LOGO

Documents

Báo Cáo Thực Tập Nhà Máy Đạm Phú Mỹ