Báo cáo thực tập nhà máy phân đạm phú mỹ

8/20/2019 Báo cáo thc tp nhà máy phân m phú m
http://slidepdf.com/reader/full/bao-cao-thuc-tap-nha-may-phan-dam-phu-my 1/79
MC LC
CH NG 1: TNG QUAN V NHÀ MÁY M PHÚ M ...................1
1.1 LCH S HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIN ....................................... 2
1.2 CÁC PHÂN XNG CHÍNH CA NHÀ MÁY: ................................ 3
1.2.1 Phân x ng tng h p Amônic .......................................................3
1.2.2 Phân x ng tng h p urê.................................................................3
1.2.3 Phân x ng ph tr .........................................................................4
1.2.4 X ng sn phm ............................................................................. 5
1.3 A IM, MT BNG XÂY D NG NHÀ MÁY ............................ 5
1.4 S T CH C, B TRÍ NHÂN S ...............................................6
1.5. AN TOÀN LAO NG.......................................................................7
1.5.1 Các tiêu chun áp dng trong phòng cháy và chng cháy................7
1.5.2 Các cht có th gây cháy n ............................................................8
1.5.3 H thng phòng cháy cha cháy......................................................9
1.5.4 H thng phát hin la và khí..........................................................9
1.5.5 Giám sát và kim tra các thit b phòng cháy cha cháy................ 10
1.6. X LÝ NC THI, V SINH CÔNG NGHIP ............................ 10
CH NG 2: GI I THIU CHUNG V URÊ ........................................ 12
2.1. LCH S PHÁT TRIN................................................................... 13
2.3. NG DNG ...................................................................................... 18
2.3.1 Trong công nghip........................................................................ 18
2.3.3 S dng y hc............................................................................... 19
2.3.5 Cathrat (H p cht mt l i).......................................................... 20
2.4. Nhng nét ni bt v phân urê........................................................... 21
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUY
WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUY
WW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
ng góp PDF bi GV. Nguyn Thanh Tú
2.4.2 Cách s dng phân urê hiu qu nht ............................................ 21
2.4.3 Ti sao phân m li cn thit cho cây trng?................................ 23
2.5. Th tr ng Urê trên th gi i và Vit Nam........................................... 24
2.5.1 Nhu cu và kh nng áp ng phân urê ti Vit Nam................... 24 2.5.2 Tình hình sn xut và tiêu th urê trên th gi i ............................ 25
CH NG 3 QUY TRÌNH CÔNG NGH SN XUT URÊ.................. 27
3.1 LÝ THUYT TNG HP VÀ CÁC YU T NH HNG TI QUÁ TRÌNH TNG HP ........................................................................ 28
3.1.1 Lý thuyt tng h p urê .................................................................. 28
3.1.2. nh h ng t l NH3 /CO2 ............................................................ 29
3.1.2 nh h ng t l H2O/CO2 .............................................................. 30 3.1.3. nh h ng ca nhit và áp sut .............................................. 31
3.1.4 S hình thành biuret ...................................................................... 32
3.2. QUY TRÌNH SN XUT URÊ TRÊN TH GII............................ 33
3.2.1 Công ngh Urê không thu hi........................................................ 34
3.2.2 Công ngh tun hoàn dung dch..................................................... 34
3.2.3 Công ngh C ci tin tun hoàn toàn b Misui-Toatsu................... 34
3.2.4 Công ngh Montedision................................................................. 38 3.2.5 Công ngh stripping khí cao áp. .................................................... 38
3.2.6 Công ngh stripping CO2 Stamircacbon ........................................ 39
3.3. QUY TRÌNH SN XUT URÊ – XNG URÊ NHÀ MÁY M PHÚ M ................................................................................................... 44
3.3.1. Công on nén CO2 ...................................................................... 45
3.3.2. Tng h p urê và thu hi NH3 - CO2 cao áp:.................................. 46
3.3.3 Phân hy cacbanmate và thu hi NH3 - CO2 trung & thp áp ....... 48 3.3.3 Cô c: .......................................................................................... 53
3.3.4 To ht urê .................................................................................... 54
3.3. 5 X lý n c thi:............................................................................ 55
4
3.4 CÁC S C XNG URE và QUI TRÌNH PHÒNG CHNG S C .................................................................................................................. 55
3.4.1 Các s c x ng urê...................................................................... 55
3.4.2 Quy trình phòng chng s c:........................................................ 57
CH NG 4: CÁC CH TIÊU PHÂN TÍCH X NG URÊ................... 69
M PHÚ M
1.1 LCH S HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIN
Nhà máy Ðm Phú M trc thuc Công ty C phn Phân Ðm và Hoá
cht Du khí, c t ti khu công nghip Phú M I, huyn Tân Thành, tnh
Bà Ra-Vng Tàu. Nhà máy có vn u t 450 triu USD, có din tích 63ha,
là nhà máy m u tiên trong n c c xây dng theo dây chuyn công
ngh tiên tin, ng th i cng là mt trong nhng nhà máy hoá cht có dây
chuyn công ngh và t ng hoá tân tin nht n c ta hin nay. Cung cp
40% nhu cu phân urê trong n c, Ðm Phú M có vai trò rt l n trong vic
t ch ngun phân bón trong mt n c nông nghip nh Vit Nam. Tr c
ây, s ngoi t phi b ra nhp phân bón t n c ngoài v là rt l n trong khi nguyên liu sn xut phân Urê là ngun khí ng hành (Associated
Gas) ang phi t b các giàn khoan và ngun khí thiên nhiên (Natural
Gas) c phát hin rt nhiu phía Nam. Sn phm ca nhà máy Ðm Phú
M hin ang c tiêu th rng khp trên th tr ng trong n c, c bit ti
va lúa ng bng sông Cu Long.
Nhà máy c kh i công xây dng theo h p dng EPCC (Chìa khóa
trao tay) gia Tng công ty Du khí Vit Nam và t h p nhà thu
Technip/Samsung, h p ng chuyn giao công ngh sn xut Amônic v i
Haldoe Topsoe (công sut 1.350 tn/ngày) và công ngh sn xut Urê v i
Snamprogetti (công sut 2.200 tn/ngày).
• Kh i công xây dng nhà máy:03/2001.
• Ngày nhn khí vào nhà máy: 24/12/2003
•
• Ngày bàn giao sn xut cho ch u t: 21/09/2004.
• Ngày khánh thành nhà máy: 15/12/2004.
1.2.1 Phân x ng tng h p Amônic
Có chc nng tng h p Amônic và sn xut CO2 t khí thiên nhiên
và h i n c. Sau khi tng h p, Amônic và CO2 s c chuyn sang phân
x ng urê.
1.2.2 Phân x ng tng h p urê
Có chc nng tng h p Amônic và CO 2 thành dung dch urê. Dung
dch urê sau khi ã c cô c trong chân không s c a i to ht. Quá
trình to ht c thc hin bng ph ng pháp i lu t nhiên trong tháp to
ht cao 105m. Phân x ng urê có th t công sut ti a 2.385tn/ngày.
1.1:
1.2.3 Phân x ng ph tr
Có chc nng cung cp n c làm lnh, n c kh khoáng, n c sinh
hot, cung cp khí iu khin, nit và x lý n c thi cho toàn nhà máy, có
ni h i nhit tha, ni h i ph tr và 1 tuabin khí phát in công sut 21
MWh, có bn cha Amônic 35.000 m3 t ng ng 20.000 tn, dùng
cha Amônic d và cp Amônic cho phân x ng urê khi công on tng
h p ca x ng Amônic ngng máy.
1.3:
1.2:
1.2.4 X ng sn phm
Sau khi c tng h p, ht urê c lu tr trong kho cha urê r i.
Kho urê r i có din tích 36.000m2, có th cha ti a 150.000 tn. Trong kho
có h thng iu hoà không khí luôn gi cho m không v t quá 70%,
m bo urê không b óng bánh. Ngoài ra, còn có kho óng bao urê, sc
cha 10.000 tn, có 6 chuyn óng bao, công sut 40 tn/gi /chuyn.
1.3 A IM, MT BNG XÂY D NG NHÀ MÁY Nhà máy sn xut phân m Phú M c xây dng trong khu công
nghip Phú M I huyn Tân Thành tnh Bà Ra Vng Tàu v i din tích quy
hoch 63 ha.
6
Hình 1.5 S nhà máy m Phú M trong khu công nghip.

1.5. AN TOÀN LAO NG
Do c thù nhà máy là nguy c cháy n cao nên vn an toàn cháy
n c nhà máy rt quan tâm.
1.5.1 Các tiêu chun áp dng trong phòng cháy và chng cháy
• TCVN-2622(1995): Phòng cháy và chng cháy cho nhà và công
trình-Yêu cu chung.
• TCVN-5760(1993):H thng cha cháy –Yêu cu chung cho
thit k, lp t s dng.
•
TCVN-6101(1996):Thit b cha cháy-Yêu cu v thit k và lp t h thng CO2.
• TCVN-6379(1998): Thit b cha cháy-Yêu cu k thut i v i
tr mc cha cháy.
Tiêu chun xây dng ca Vit Nam phn III, ch ng 11- Cha cháy
Hip hi phòng cháy cha cháy quc gia M(NFPA):
• NFPA10(1998): Bình cha cháy mang vác c.
• NFPA12(2000): H thng cha cháy bng CO2.
• NFPA13(1999): Quy trình lp t h thng sprinkle.
• Hip hi phòng cháy cha cháy quc gia M (NFPA).
• NFPS 10 (1998) Bình cha cháy mang vác c.
• NFPA 12 (2000) H thng cha cháy bng CO2.
•
NFPA 15 (1996) H thng phun n c c nh.
• NFPA 20 (1999) Quy trình lp t b m ly tâm cha cháy.
• NFPA 2001 (2000) H thng cha cháy bng các cht sch.
• NFPA 72 (1999) Nguyên tc tác ng ha hon.
H p cht
MDEA 1 - - 127 240 2
Du
Du
Cp cháy n
• Cp 1: Gm các cht cn phi c t nóng tr c khi có th
cháy.
Ph ng pháp cha cháy: S dng n c d i dng s ng
• Cp 2: Gm các cht cn phi c gia nhit s b tr c khi có
th cháy
Ph ng pháp cha cháy: dùng vòi phun n c
• Cp 3: Gm các cht khí d cháy, cht lng t bc cháy
1.2 :
9
Ph ng pháp cha cháy: ngn chn dòng chy hoc ngn không
cho tip xúc v i không khí.
1.5.3 H thng phòng cháy ch a cháy
H thng n c cha cháy. Bn cha n c ly t n c máy thành ph
t ngoài hàng rào. Th tích n c dành riêng cho PCCC là 6000 m3. Da trên
yêu cu công sut n c ti a dùng cha cháy là 900 m3 /h thì s áp ng
c h n 6 gi .
Có ba b m n c cha cháy li tâm chính 30 P4001 A/B/C. Mt b m
dùng ng c in, hai b m s dng ng c diezen. Công sut 500 m3 /h. Áp
sut x ca b m là 9 bar.
ng ng n c cha cháy c t theo kiu mt vòng kín, v i các van cách ly c t ti các v trí chin l c cu ha.
• Các h thng dp la kiu x khí tràn.
• Các h thng dp la kiu x khí tràn khí CO2.
• Lp t bo v các trm in.
• Thit k và lp t theo tiêu chun NFPA12 và ISO – 6183.
c kích hot t ng b i các thit b dò khói gn v i bng iu
khin cha cháy ni b.
Các h thng dp la kiu x khí tràn bng hot cht sch (FM200).
c thit k theo tiêu chun NFPA std.2001. Kích hot t ng nh các
thit b dò liên quan.
1.5.4 H thng phát hin l a và khí
1.5.4.1 Phát hi n l a
Các tín hiu phát hin la c kh i to b i con ng i hay t ng
b i các u dò.
1.5.4.2 Các nút nh n báo ng
10
c phân nhóm theo tng cm công ngh hoc theo các khu vc a
lý và tín hiu c ni t i CMFGAP trong phòng iu khin.
1.5.4.3 Các b phát hi n khói
c lp t ti các trm in, nhà iu khin và tòa nhà hành chính.
1.5.4.4 Các b phát hi n nhi t
c lp t ti : Khu công ngh, các khu vc máy nén. Bên trong
trm in, nhà iu khin, các tòa nhà.
1.5.4.5 H th ng phát hi n khí c và khí d cháy
c thit k và lp t v i kh nng theo dõi t ng và liên tc v
s hin din ca khí c và d cháy trong các khu vc c xác nh.
1.5.4.6 H th ng phát hi n l a và khí g m
• Bng phòng cháy ni b v i h thng hot cht sch FM200 và
CO2.
• Bng báo la và khí chính trung tâm (CMFGAP).
c lp t nhm mc ính hin th h thng la và khí cng nh
kh i ng các h thng thit b liên quan.
1.5.5 Giám sát và kim tra các thit b phòng cháy ch a cháy
Vic giám sát kim tra, bo d ng các thit b PCCC theo nh k s
c tin hành b i ch u t trong sut quá trình vn hành ca nhà máy
m bo h thng phòng cháy cha cháy hot ng tt.
1.6. X LÝ N C THI, V SINH CÔNG NGHIP
H thng n c trong nhà máy sau khi s dng cn c s lý tr c
khi thi ra h thng thoát n c khu công nghip bao gm n c chy tràn cho s c, n c ma và khu vc có du, n c cha cháy, n c thi v sinh.
H thng này c thit k ba cm
Cm x lý n c nhim du gm b tách s cp, b b m tràn, b cha
tm có dung tích cha c l ng hóa ti a chy t khu vc nhà máy trong
vòng 20 phút.
Cm x lý n c thi v sinh gm h thu, b sc khí.
Cm x lý n c thi nhim Amoniac trong quá trình sn xut urê.
2.1. LCH S PHÁT TRIN
Urê c Hilaire Rouelle phát hin t n c tiu vào nm 1773 và
c Friedrich Woehler tng h p ln u tiên t ammonium sulfate
(NH4)2SO4 và potassium cyanate KOCN vào nm 1828. ây là quá trình tng
h p ln u mt h p cht hu c t các cht vô c và nó ã gii quyt c
mt vn quan trng ca mt hc thuyt sc sng.
Nm 1870, urê ã c sn xut bng cách t nóng cácbamat amôn
trong mt ng bt kín. iu này là nn tng cho công ngh sn xut urê công
nghip sau này.
Cho t i nhng nm u th k 20 thì urê m i c sn xut trên quy
mô công nghip nhng mc sn l ng rt nh. Sau i chin th gi i th II, nhiu n c và hãng ã i sâu ci tin quy trình công ngh sn xut urê.
Nhng hãng ng u v cung cp chuyn giao công ngh sn xut urê trên
th gi i nh: Stamicarbon (Hà Lan), Snamprogetti (Italia), TEC (Nht
Bn)…Các hãng này a ra công ngh sn xut urê tiên tin, mc tiêu phí
nng l ng cho mt tn sn phm urê rt thp.
2.2. TÍNH CHT
Urê có công thc phân t là CON2H4 hoc (NH2)2CO.
Tên quc t là Diaminomethanal. Ngoài ra urê còn c bit v i tên
gi là carbamide , carbonyl diamide. Urê có màu trng, d hòa tan trong n c,
trng thái tinh khit nht urê không mùi mc dù hu ht các mu urê có
tinh khit cao u có mùi khai.
Tên thành phn Giá tr
T trng d, g/ cm
3
13,230 Dng tinh th và dng b ngoài Dng kim, lng tr, t giác
im nóng chy, 0C 132,7
Ch s khúc x 1,484; 1,602
Nng l ng hình thành t do 250C, J/mol -197,15
Nhit nóng chy, J/g 251 Nhit hòa tan trong n c, J/g 243
Nhit kt tinh, dch ure n c 70%, J/g 460
81% (200C) m t ng i
73% (300C)
Hàm l ng Nito 46,6% N
Tính ch t hút m, k t t ng c a Urê
Urê là cht d hút m t môi tr ng xung quanh ti mt nhit nht
nh ng v i áp sut riêng phn ca h i n c trong môi tr ng l n h n áp
sut h i n c trên b mt urê. Urê s hút m khi m môi tr ng xung
quanh l n h n 70%, nhit 10-400C.
Urê th ng b hút m do hàm m trong không khí cao, c bit vào
ngày hè, tit tr i m thp. hn ch vic hút m, urê th ng c óng
trong các bao PP, PE hoc trong bao giy nhiu l p.
Qua nghiên cu và thc t, ng i ta ã xác nh các nguyên nhân ch
yu gây kt tng urê sn phm:
• Hàm m trong dung dch Urê i to ht còn cao.
• Ht urê xp, rng, d v , c ng c gi i thp.
• Bo qun urê n i có m không khí cao, urê b hút m.
• Sn phm urê có kích c không ng u, nhiu bi và mnh v
to cho các ht urê có mi liên kt hàn bn vng do bi và mnh v in vào không gian gia các ht urê.
chng kt tng ht urê, ngày nay ng i ta áp dng mt s bin
pháp sau:
• Bc urê b i mt l p paraffin mng ngn chn hút m.
• S dng bt tr dung a vào dung dch urê tr c khi to ht, tng
c ng lc c gi i ca ht và hn ch hút m. • Tiêm fomanêhyt hoc urê fomanêhyt vào dòng dung dch urê
tr c hoc sau h thng cô c.
• To urê ht to trên mt h thng to ht tng sôi thùng quay, làm
gim b mt riêng tip xúc không khí ca ht urê, bn vng c gi i cao.
2.2.2. Tính cht hóa hc
Hòa tan trong n c, nó thy phân rt chm to thành cacbamat
amôn (1) cui cùng phân hy thành amoniac và iôxit cacbon. Phn ng này
là c s s dng urê làm phân bón.
Trong môi tr ng t m :
2NO + (NH2)2CO + ½O2 = 2N2+ H2O + CO2
V mt th ng mi, urê c sn xut ra bng cách loi n c trc tip
cacbamat amôn NH2COONH4 mc áp sut và nhit nâng. Ng i ta thu
c cacbamat amôn bng cách cho phn ng trc tip NH3 v i CO2. Hai
phn ng c tin hành liên tc trong tháp tng h p cao áp.
iu kin áp sut th ng và ti im nóng chy ca nó, urê phân
hy thành amoniac, biuret(1), acid cyanuric (qv) (2), ammelide (3) và triuret
(4). Biuret là sn phm ph bt c d ch yu có trong urê. Nu trong sn phm m Urê cp phân bón mà hàm l ng biuret v t quá 2% trng l ng
s gây c hi i v i cây trng.
Urê óng vai trò nh mt cht c s n và to ra các mui có các
acid. Cùng v i acid nitric nó to ra nitrat urê CO(NH2)2.HNO3 và phân hy n
khi b t nóng. Urê cng n nh nhit phòng và iu kin th ng áp.
t nóng iu kin chân không và ti im nóng chy thì nó s thng hoa
mà không h thay i. Trong môi tr ng chân không nhit 180-1900C,
urê s thng hoa và chuyn hóa thành xianua amôn NH4OCN (5). Khi urê
cng c t nóng nhanh trong dòng khí amoniac mc nhit nâng và
tng khong vài trm kPa (vài at.) thì nó s thng hoa hoàn toàn và phân hy
tng phn thành acid cyanic HNCO và xianua amôn. Urê cng hòa tan trong
17
NH3 lng và hình thành h p cht urê-amoniac hn h p không n nh
CO(NH2)2NH3 phân hy 450C. Urê-Amoniac to ra các mui v i các cht
kim loi kim nh NH2COHNM hoc CO(NHM)2. Vic chuyn hóa urê
thành biuret c xúc tin iu kin nhit thp, áp sut cao và gia nhit
kéo dài. iu kin áp sut thp 10-20 MPa (100-200 atm), khi t nóng cùng v i NH3 biuret s to thành urê.
Urê phn ng v i nitrat bc AgNO3 v i s có mt ca hydroxid natri
NaOH, s to thành cht dn xut (5) màu vàng nht. Hydroxid natri xúc tin
làm thay i urê sang dng imit (6).
Sau ó phn ng v i nitrat bc. Các tác nhân oxi hóa v i s có mt
ca natri hydroxids chuyn hóa urê thành nit và dioxid cacbon. Cht sau
tc là CO2 phn ng v i hydroxid natri to thành cacbonat natri (8):
Phn ng urê v i các loi r u sinh ra các cht este acidcacbamic
th ng c gi là urêthan:
Urê phn ng v i foocmandêhyd và to thành các h p cht nh
monomethylolurea công thc: NH2CONHCH2OH, dimethylolurea
HOCH2NHCONHCH2OH và các h p cht khác ph thuc vào t l mol ca
fomanêhyt i v i urê và da vào pH ca dung dch. Peroxyd hydro và
urê là loi sn phm dng bt tinh th màu trng. Peroxyd urê CO(NH)2.H2O2
18
c ng i ta bit n v i tên gi th ng phm là Hypersol ây là cht tác
nhân oxi hóa. Urê và acid malonic phn ng cho ra i cht acid barbituric
(7), mt h p cht ch yu trong ngành hóa d c
2.3. NG DNG
2.3.1 Trong công nghip
Urê c dùng làm phân bón, kích thích sinh tr ng, giúp cây phát trin mnh, thích h p v i rung n c, cây , rau xanh, lúa… Urê cng có cha
0,8 n 2,0% trng l ng biuret ban u c bón trc tip cho t d i dng
nit . Các loi dch urê loãng hàm l ng biuret thp (ti a khong 0,3%
biuret) c dùng bón cho cây trng d i dng phân bón lá.
Trn ln v i các cht ph gia khác urê s c dùng trong nhiu loi
phân bón rn có các dng công thc khác nhau nh photphat urê amôn
(UAP); sunphat amôn urê (UAS) và urê phophat (urê + acid photyphoric),
các dung dch urê nng thuc nitrat amôn urê (UAN) (80-85%) có hàm
l ng nit cao nhng im kt tinh li thp phù h p cho vic vn chuyn lu
thông phân phi bng h thng ng dn hay phun bón trc tip.
Là cht b sung vào thc n cho ng vt, nó cung cp mt ngun
m c nh t ng i r tin giúp cho s tng tr ng.
Urê c dùng sn xut lisin, mt acid amino c dùng thông dng trong ngành chn nuôi gia cm.
Các loi nha urê c polyme hóa tng phn dùng cho ngành
công nghip dt có tác dng làm phân b u các thành phn ép ca các cht
s i
Nguyên liu cho sn xut cht do, c bit là nha urê-fomanêhyt.
Urê (cùng v i Amoniac) phân hy nhit và áp sut cao sn xut các
loi nha melamin.
Là cht thay th cho mui (NaCl) trong vic loi b bng hay s ng
mui ca lòng ng hay ng bng sân bay. Nó không gây ra hin t ng
n mòn kim loi nh mui.
Là mt thành phn b sung trong thuc lá, nó c thêm vào tng
h ng v.
ôi khi c s dng nh là cht to màu nâu vàng trong các xí
nghip sn xut bánh quy.
c dùng trong mt s ngành sn xut thuc tr sâu.
Là mt thành phn ca mt s du d ng tóc, sa ra mt, du tm và
n c th m.
Nó cng c s dng nh là cht phn ng trong mt s gc lnh s
dng s cu, do phn ng thu nhit to ra khi trn nó v i n c.
Thành phn hot hóa x lý khói thi t ng c diesel.
2.3.2 S dng trong phòng thí nghim
Urê là mt cht bin tính prôtêin mnh. Thuc tính này có th khai
thác làm tng hòa tan ca mt s prôtêin. Vì tính cht này, nó c s
dng trong các dung dch c t i 10M.
2.3.3 S dng y hc
2.3.3.1 Thu c:
Urê c s dng trong các sn phm da liu cc b giúp cho quá
trình tái hirat hóa ca da.
2.3.3.2 Ch n oán sinh lý hc
20
Do urê c sn xut và bài tit khi c th v i mt tc gn nh
không i, nng urê cao trong máu ch ra vn v i s bài tit nó hoc
trong mt s tr ng h p nào ó là s sn xut quá nhiu urê trong c th.
Nng urê cng có th tng trong mt s ri lon máu ác tính (ví d
bnh bch cu và bnh Kahler).
Nng cao ca urê (uremia )có th sinh ra các ri lon thn kinh
(bnh não). Th i gian dài b uremia có th làm i màu da sang màu xám.
2.3.4 S dng trong chn oán khác
Các loi urê cha cacbon 14 - ng v phóng x, hay cacbon 13 - ng
v n nh c s dng trong xét nghim th urê, c s dng phát hin
s tn ti ca Helicobacter pylori (H. pylori, mt loi vi khun) trong d dày và tá tràng ng i. Xét nghim này phát hin enzym urease c trng, c H.
pylori sn xut ra theo phn ng to ra amônic t urê làm gim pH
ca môi tr ng trong d dày xung quanh vi khun.
Các loài vi khun t ng t nh H. pylori cng có th c xác nh
bng cùng mt ph ng pháp xét nghim i v i ng vt (kh, chó, mèo - bao
gm c các loi "mèo l n" nh h, báo, s t v.v).
2.3.5 Cathrat (H p cht mt l i)
Urê có c tính tuyt v i trong vic hình thành các cht phc h p kt
tinh hay các sn phm cng v i các h p cht hu c dãy thng.
Các cht phc h p kt tinh này gm có mt máng rng c hình
thành b i các phân t urê ã c kt tinh trong ó hydrôcacbon c bt kín
hoàn toàn. Các cht nh vy c gi là Cathrat. Loi hydrocacbon c bt
kín, trên c s chiu dài dãy ca nó c quyt nh bng nhit khi hình
thành Cathrat.
c tính này ca cathrat urê c áp dng thông th ng trong ngành
lc du sn xut nhiên liu dùng trong ngành hàng không (xem Aviation
21
and other gas-turbin Fuels)và dùng kh xáp các loi du bôi tr n (xem
Petroleum Refinery Processes). Các cht cathrat d v khi ta em hòa tan urê
trong n c hay trong r u.
2.4. Nh ng nét ni bt v phân urê
Trong s các sn phm hoá hc c s dng ph bin làm ngun
cung cp phân m cho cây trng nh: Sulphur Ammonium (SA), Nitrat
Ammonium (NH4NO3), urê… thì urê c s dng nhiu h n c vì nhng
c tính v t tri ca nó v mi ph ng din.
Bng chng là sn l ng tiêu th urê (trên toàn th gi i)
Nm 1973 1997 2003 2007
Tiêu th
(Triu tn) 8,3 37,6 50 116,7
2.4.1 u im ca Urê
Urê có th c dùng bón cho cây trng d i dng rn, dng lng t i gc
hoc s dng nh phân phun qua lá i v i mt s loi cây trng.
Khi s dng urê không gây hin t ng cháy n nguy him cho ng i s dng và môi tr ng chung quanh (Nitrat Ammonium rt d gây cháy n).
V i hàm l ng m cao, 46%, s dng urê gim b t c chi phí vn
chuyn, công lao ng và kho bãi tn tr so v i các sn phm cung cp m
khác.
Vic sn xut urê thi ra ít cht c hi cho môi tr ng.
Khi c s dng úng cách, urê làm gia tng nng sut nông sn
t ng ng v i các loi sn phm cung cp m khác.
2.4.2 Cách s dng phân urê hiu qu nht
Nitrogen có th b mt n 65% vào bu khí quyn d i dng NH3
hoc ra trôi và ngm xung t d i dng NO3 nu phân urê c bón bng
22
cách tri trên mt t và yên ó n 24 gi trong iu kin không khí nóng
và m. Nhng cách làm gia tng hiu qa ca vic s dng urê là bón trn
vào t trong giai on chun b t trng, pha v i n c trong h thng t i
tiêu hoc t i n c ngay sau khi bón v i l ng n c t ng ng mt trn
ma khong 6,5mm n c hòa tan urê và a chúng ngm xung n vùng không xy ra hin t ng mt m do bc h i ammonia.
S tht thoát m liên quan t i nhit và pH ca t. S tht
thoát Nitrogen trong urê tùy thuc rt l n vào nhit và pH ca t. Bng
I.1 và I.2 d i ây nói lên s tht thoát m d i dng khí ammonia khi bón
urê bng cách tri lên b mt t:
Bng 2.2 : T l % l ng urea mt i do s bay h i khí ammonia theo nhit t
Nhit t
Th i gian
(Ngày) 7oC 15oC 25oC 32oC
0 0 0 0 0
2 0 0 1 2
4 2 2 4 5
6 5 6 7 10
8 5 7 12 19
10 6 10 14 20
Bng 2.3 : T l % l ng urea mt i do s bay h i ammonia theo pH ca
t
(Ngày) 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5
0 0 0 0 0 0 0
2 0 0 0 0 1 5
4 1 2 5 10 18 20
6 4 5 7 11 23 30
8 8 9 12 18 30 33
10 8 10 13 22 40 44
Ngày nay khoa hc ang nghiên cu s dng phân m dng nh
t ng, tc là không t i phân trên mt nh hin nay na mà s a xung
d i phn gc cây sau ó cây s hp th m mt cách t t. Cách làm này
nu thc hin tt s là mt b c tin dài trong l nh vc nông nghip.
2.4.3 Ti sao phân m li cn thit cho cây trng?
Trong quá trình phát trin ca cây t ny mm, âm chi ny lc n sinh tr ng và phát trin thì cây cn hp th mt l ng cht dinh d ng nào
ó phát trin.
:
• Nhóm dinh d ng chính (dinh d ng a l ng): Gm các cht mà
cây (thc vt) cn mt l ng l n phát trin gm có: m
(Nit ), lân (photpho) và kali (K).
• Dinh d ng trung l ng: Canxi (Ca), Magiê (Mg), lu hunh (S).
• Dinh d ng vi l ng: St (Fe), ng (Cu), Mangan (Mn), Bor
(B), Molypden (Mo)…
24
Trong ó, m là yu t quan trng nht giúp cây phát trin tt, nhiu
cành, thân chc kho…Urê cha hàm l ng m cao nht (46-48%) và ln ít
tp cht nên c la chn và s dng.
2.5. Th tr ng Urê trên th gi i và Vit Nam
2.5.1 Nhu cu và kh nng áp ng phân urê ti Vit Nam
Theo B Nông nghip và Phát trin nông thôn, nhu cu urê nm 2006
c n c cn 1.800.000 tn. Trong n c sn xut áp ng h n 45%, sn l ng
c t 830.000 tn, tng 2,7% so v i nm 2005, nhp khu d tính khong
1.000.000 tn, gim 6% so v i nm 2005. D báo nm 2007, nhu cu phân
bón các loi khong 7,05 triu tn. Trong ó, urê khong 1,8 triu tn. Sn
xut trong n c khong 4,7 triu tn, nhp khu 3,5 triu tn. Nm 2007, k hoch sn xut ca 2 nhà máy phân m Phú M và
Hà Bc khong 900.000 tn, tng 8,4% so v i 2006, nhp khu khong
900.000 tn, gim 10% so v i 2006. bình n th tr ng phân urê nm
2007, B cng a ra mt s gii pháp i v i 2 nhà máy sn xut phân urê
trong n c phi m bo k hoch sn xut nm 2007, áp ng kp th i nhu
cu phân bón cho sn xut nông nghip theo tng mùa v. B Th ng mi,
Hip hi Phân bón Vit Nam phi h p cht ch v i B NN&PTNT v thông
tin th tr ng, d báo giá c phân bón th gi i và trong n c, d báo giá phân
bón th gi i tng th i k có k hoch nh h ng cho các doanh nghip
nhp khu, m bo cho các doanh nghip nhp khu, m bo cung cu cho
c n c. Hip hi Phân bón Vit Nam, các doanh nghip nhp khu cn liên
kt công khai v i nhau l ng tn kho tr c mi mùa v, nm chc thông tin
th tr ng cân i và phân chia s l ng urê nhp khu tránh ri ro và
góp phn bình n giá urê khi vào v.
Trong vài nm t i, nhà máy m Cà Mau s i vào hot ng v i
công sut 2350 tn/ngày s cung cp cho th tr ng 800.000tn urê/nm.
n nm 2011 có thêm nhà máy m Ninh Bình công sut 560.000
25
tn urê/nm. Nh vy c n c s có 4 nhà máy m cung cp trên 2 triu tn
urê/nm áp ng nhu cu urê trong n c.
2.5.2 Tình hình sn xut và tiêu th urê trên th gi i
Tng tiêu th phân bón th gi i nm 2005 tng 3,9% so v i nm
2004, vào nm 2006 tiêu th t ng i n nh (-0,2%) so v i nm 2005. Nhu
cu N tng 1,1% trong khi tiêu th P và K gim t ng ng là 1,3 và 3,2%.
tm khu vc, nhu cu tiêu th rt khác nhau nhng nhìn chung phát
trin t ng i n nh do có tr giá phân bón nên gim tác ng ca vic
tng giá phân bón trong khi giá mt hàng nông nghip li thp.
Bng 2.4: Tiêu th phân bón toàn cu, 2004/05 n 2007/08
(Triu tn phân bón và t l thay i hàng nm)
K hoch n 2008 cho thy s tng chm v nhu cu phân bón. Tng
tiêu th c tiên oán tng 3,0% t ng ng 164,7 triu tn trong ó nhu cu
K (+4,1%) cao h n P (+3,3%) và N (+2,6%). Hu nh nhu cu tng li ch
xy ra ti Nam Á và ông Á. c tính gia nm 2005 và 2007 gn 70%
l ng nhu cu phân bón th gi i tng n t 2 khu vc này.
26
Hình 2.1: S gia tng nhu cu phân bón trên th gi i gia nm 2005 và nm 2007
Vic tng nhu cu phân bón th gi i nm 2007 ã tác ng tích cc
n vic cung cp phân bón, c bit là urê và các sn phm Nit khác. Nhu
cu phân bón Phosphat và Kali không i trong khi th ng mi thay i.
Vic sn xut NH3 trên th gi i trong nm 2006 c tính khong 150
triu tn NH3 tng 3% so v i nm 2005. Nm 2007 cung cu Nit th gi i s
duy trì t ng i cân bng. Th tr ng urê th gi i nm 2006 cho thy s tng
tr ng h n mong i v i s tng giá c, nhu cu c duy trì t ng i liên
tc, cung cp va . Nm 2006, sn xut urê ca th gi i c tính khong
133,5 triu tn. Mc dù rp và Xê Út tng thêm l ng cung nhng vic bán
urê nhìn chung va do s thiu ngun cung t Trung Quc và Indônêsia
trên th tr ng th gi i. Trong nm 2006, n dn u v nhp khu urê
tip ó là Pakistan, Bangladesh và Tây Âu. Thêm vào ó là ã xut hin mt s loi phân bón N ngoài urê (Gn 6 triu tn trong nm 2006). Nng sut urê
th gi i d kin s tng mnh trong nm 2007. Th tr ng urê s còn va
n na nm 2007. V i nng sut m i s dn n thng d urê trong na
nm 2007 còn li.
CH NG 3 QUY TRÌNH CÔNG NGH SN XUT URÊ
28
3.1 LÝ THUYT TNG H P VÀ CÁC YU T NH H NG T I
QUÁ TRÌNH TNG H P
3.1.1 Lý thuyt tng h p urê
Urê là sn phm c to thành qua phn ng tng h p amônic lng
và khí CO2.
Trong tháp tng h p urê, amônic và CO2 phn ng to thành amôni
cácbamát, mt phn amônium cácbamát tách n c to thành urê.
Các phn ng xy ra nh sau:
2NH3+CO2 ↔ NH2COONH4 + 32560 kcal/kmol cácbamát (
1.033 kg/cm2, 25OC) [1]
1.033 kg/cm2, 25OC) [2]
iu kin phn ng (T=188-190oC, P=152-157 barg), phn ng th
nht xy ra nhanh chóng và hoàn toàn, phn ng th hai xy ra chm và quyt
nh vn tc phn ng.
Phn amônium cácbamát tách n c c xác nh bng t l các cht
phn ng khác nhau, nhit phn ng và th i gian lu trong tháp tng h p.
Phn ng th nht ta nhit mnh lit trong khi ó phn ng th hai thu nhit
yu và xy ra trong pha lng tc chm.
Sau h thng tng h p urê, quá trình phân hu (và thu hi có liên
quan) không thay i thành phn phn ng c thc hin ba b c sau:
Phn ng phân hu là phn ng ng c chiu v i phn ng [1]
NH2-COO-NH4 ↔ 2 NH3 + CO2 (- nhit)
Phn ng xy ra mãnh lit khi gim áp và/hoc tng nhit.
3.1.2. nh h ng t l NH3 /CO2
Theo phn ng 1, t l Mol lý thuyt ca NH3 /CO2 là 2, nhng d i
các iu kin khác sn phm urê n nh chm 168 bar 155 OC.
Tuy nhiên trong thc t sn phm urê thay i khi thay i t l NH3 /CO2.
Khi t l Mol NH3 /CO2 thay i t 2 n 9, sn phm urê thay i t khong
40% n 85%. Trên nhng iu kin khác, khi t l Mol NH3 /CO2 thay i t
2 n 0.5, sn phm urê s thay i ch t khong 40% n khong 45%.
Vì vy nh h ng ca CO2 là rt nh so v i NH3. H n th na, d i
iu kin giàu CO2, dung dch s tr nên n mòn nhiu h n và vn hành có
vn liên quan n kt tinh là quá quan trng.
Nói chung, hu ht tt c các nhà máy urê c vn hành d i t l NH3 /CO2 trong khong gia 2.5 và 5.0.
3.1.2 nh h ng t l H2O/CO2
T phn ng th hai, rõ ràng rng l ng n c d trong dung dch
phn ng làm cn tr s hình thành urê t cácbamát. Nhng nu hàm l ng
n c quá thp thì nng cácbamát tr nên cao cùng v i vn nghn ng
ng.
Do ó, thông th ng thì t l mole H2O/CO2 là 0.4-1 trong các nhà
máy công nghip.
Hình 3.1: nh h ng t l NH3 /CO2 lên tc to thành urê
3.1.3. nh h ng ca nhit và áp sut
Mi liên h gia chuyn hóa cân bng và nhit vn hành c
a ra b i Fréjacques và nhng ng i cng s nh sau: chuyn hóa tng t
l v i s tng nhit , nhng Otsuka và nhng ng i cng s ã báo cáo
rng chuyn hóa cân bng ti a tn ti xung quanh 196-200oC
Phn ng phân hu là phn ng ng c chiu v i phn ng [1]
NH2-COO-NH4 ↔ 2 NH3 + CO2 (- nhit)
Phn ng xy ra mãnh lit khi gim áp và/hoc tng nhit.
T phn ng này có th thy rng s phân hy c xúc tin bng
cách gim áp sut và/hoc cung cp nhit.
3.1.4 S hình thành biuret
Biuret là phn ng không mong mun c hình thành khi hai mole
urê kt h p thành mt mole biuret và mt mole amônic bng gia nhit.
2(NH2-CO-NH2) ↔ NH2-CO-NH-CO-NH2 + NH3
Vì biuret có hi t i s âm chi ca ht, và làm héo cây da và cam,
quýt khi m c phun lên lá, hàm l ng biuret trong phân m trên th
tr ng th gi i c yêu cu d i 1.5%. Biuret to thành gn nh trong tt c
các giai on ca quá trình sn xut urê và ch yu c to thành h thng
Hình 3.2: nh h ng nhit và áp sut vào chuynhóa khi t l NH3 /CO2= 4
33
phân hy thp áp và nhit cao. Nhìn chung, s to thành biuret tng lên
nhanh chóng khi nhit v t quá 110oC do ó cn phi gi nhit /áp sut
và th i gian lu ca mc urê lng giá tr bình th ng trong các bình cha
mi giai on phân hy c bit là trong bình cha ca thit b tách chân
không.
3.2. QUY TRÌNH SN XUT URÊ TRÊN TH GI I
Các ph ng pháp sn xut urê t khí thiên nhiên c s dng hin
nay trên th gi i, cn c vào kh nng thu hi vt liu thô, ã phát trin thành
ba công ngh chính nh sau:
Công ngh không thu hi (Once-through process): CO2 và NH3 ra
khi khu vc tng h p (quá trình stripping cacbamat c xem là mt phn khu vc tng h p) c mang n các phân x ng khác. NH3 s c trung
hòa v i các axit (nh axit nitric) sn xut các loi phân bón nh là
ammonium sulphat và ammonium nitrat.
Công ngh thu hi mt phn (Partial recycle process): CO2 và NH3
c tách mt phn khi lu cht phn ng trong công on phân hy, sau ó
c thu hi trong mt thit b hp th, phn còn li c mang n các phân
x ng khác ging nh công ngh không thu hi
Công ngh thu hi hoàn toàn (Total recycle process): CO2 và NH3
c tách hoàn toàn trong các thit b phân hy nhiu giai on và c thu
hi n thit b phn ng.
Ngày nay, ch có công ngh thu hi hoàn toàn c áp dng. Tng
chuyn hóa NH3 khong 99%. Kt qu không có sn phm ph cha Nit to
thành và vic sn xut urê ch ph thuc vào vic cung cp CO2 và NH3 t x ng NH3. Tuy nhiên, công ngh này cng t nht v chi phí u t và vn
hành. Vic phân hy cacbamat c thc hin bng vic kt h p gia nhit,
gim áp và quá trình stripping (quá trình này làm gim áp sut riêng ca mt
hoc nhiu thành phn). Các công ngh xuyên sut hoc thu hi mt phn
34
th ng òi hi chi phí u t thp h n, cng nh chi phí vn hành thp h n
nhng tin cây gim (do s ph thuc ln nhau ca phân x ng urê và các
phân x ng khác), tính linh hot gim (do t l các sn phm ph) và khó
ng b gia 2 phân x ng. Dch urê thu c sau công on phân hy
th ng t nng 65-77%. Dch này có th c s dng sn xut các loi phân bón cha Nit hoc chúng c cô c sn xut urê.
3.2.1 Công ngh Urê không thu hi
Cacbamat cha chuyn hóa c phân hy thành NH3 và khí CO2
bng cách gia nhit hn h p dòng công nghê iu kin thp áp. Khí NH3 và
CO2 thoát khi dch urê và c s dng sn xut các mui amôn bng
cách hp th NH3 trong acid sunfuaric và acid photphoric. Mt nhà máy nh th này s có chi phí u t t ng i thp, nhng có l ng khí thi t ng i
l n.
Do nhu cu v urê cp phân bón tinh khit ngày càng tng, nên các
nhà máy i theo công ngh không thu hi ít có tính hp dn, b i vì nó sn
xut ra quá nhiu mui amôn v i mc tun hoàn nh.
3.2.2 Công ngh tun hoàn dung dch
Khí NH3 và CO2 thu hi t dòng công ngh ca tháp tng h p trong
các công on phân hy các áp sut khác nhau ( cao áp, trung áp và tháp
áp) c hp th trong n c và c tái tun hoàn tr li cho tháp tng h p
dung dch cacbamat amôn lng có cha Amoniac. Hu nh toàn b gn mt
na công sut urê ca th gi i sn xut ra i theo công ngh này.
3.2.3 Công ngh C ci tin tun hoàn toàn b Misui-Toatsu
Tháp tng h p vn hành iu kin áp sut khong 25MPa (246at) và khong 1950C v i t l mol toàn phn NH3:CO2 khong 4:1 (np nguyên cng
v i tun hoàn). Theo báo cáo ng i ta ã thu c hiu sut chuyn hóa
cacbamat thành urê ca mi chu trình t ng i cao.
35
Cacbamat cha chuyn hóa và NH3 d c thu hi trong dòng thi
ca tháp tng h p tr c tiên là tháp phân hy cao áp t nóng bng h i trung
áp , v i áp sut phân hu khong 17 MPa (xp x 168 at) và nhit khong
1550C, sau ó chuyn sang tháp phân hy thp áp gia nhit bng h i thp áp
có áp sut P=300 kPa (khong 3 at) và nhit phân hu là 1300C
Khí thp áp c ngng t trong tháp hp th thp áp và dch lng
c b m lên cho tháp hp th cao áp hp th khí ca thit b phân hy
cao áp. Amoniac d cha hp th ca tháp hp th cao áp c ngng t
trong tháp ngng t NH3 b i vì dch cacbamat cô c c thu hi trong tháp
hp th cao áp.
Ph ng pháp kt tinh trung gian cho phép sn xut c urê có hàm l ng biuret mc d i 0,5% trng l ng phù h p cho mc ích th ng
phm và s dng.
Nhit to ra trong quá trình tun hoàn ngng t carbamate c tn
dng cp nhit cho quá trình bay h i n c và amonia trong thit b tin cô
c chân không.
Tháp tng h p c lót mt l p h p kim c bit chng n mòn.
Các chi tit khác ca thit b trong dây chuyn c ch to b i thép không r
316L, 316, 304L và 303 tùy thuc vào áp sut và nhit làm vic và nng
d carbamate trong dch ure. Nu nng cacbamat và nhit quá trình cao
h n thì cn phi có thit b bng thép không r 316L và 316SS còn nhng
n i có nng cacbamat và nhit làm vic thp thì dùng thit b có vt liu
304L và 304SS.
Không khí th ng hóa c a vào trong thit b phân hy cao áp to l p ô-xit trên b mt bên trong thit b tng c ng kh nng chng n
mòn cho thit b bng thép không r.
36
Trong nhiu nm qua ng i ta ã tin hành các b c ci tin công
ngh (19-24). Hin nay có nhiu nhà máy urê công sut n 1800 tn/ngày
ang s dng công ngh này.
Hình 3.3 : Công ngh C ci tin tun hoàn toàn b Misui-Toatsu
3.2.4 Công ngh Montedision
Tháp tng h p làm vic mc áp sut t 20-22 MPa (khong 192-217
at) t l mol NH3 /CO2 khong 3,5:1 (np nguyên cng tun hoàn). Mc
chuyn hóa cacbamat thành urê cho mi hành trình theo báo cáo t 62-63%.
Áp sut dòng thi ca tháp tng h p c gim xung vào khong 7,5 MPa
(74 at) và h i n c c t nóng thu hi NH3 và CO2 cha chuyn hóa
trong dch urê. NH3 và CO2 d c thu hi trong hai thit b phân hy áp lc
ni tip vn hành v i áp sut 1,2 Mpa (khong 12 at) và 200 kPa (2 at).
Dch urê loãng 75% trng l ng ca tháp phân hy cacbamat th ba
c cô c thành urê nóng chy 99,5 % trng l ng trong h thng bc h i
chân không hai cp vn hành mc áp sut khong 29 kPa (0,29ata) và 3,4 kPa (0,034 ata ). Khí ca thit b phân hy cacbamat th ba c ngng t
trong tháp hp th làm lnh bng n c th ba và sau ó c b m vào cho
tháp hp th th hai hp th khí ca tháp phân hy cacbamat th hai.
Dch cacbamat loãng ca tháp hp th th hai c b m vào tháp hp
th th nht phc v mc ích hp th. Nhit ta ra ca quá trình hình
thành cacbamat c s dng sn xut h i thp áp trong tháp hp th th
nht v i áp sut khong 300 kPa (3 at) xut ra ngoài nhà máy. Tháp tng
h p c lót mt l p bng thép 316L không khí c phun vào th ng
hóa.
M i gn ây ã có thông báo nói v mt quá trình ci tin da trên
công ngh tun hoàn kép ng áp (IDR) (25). Dòng công ngh ra khi tháp
tng h p u tiên c stripping cùng v i khí NH3 sau ó v i CO2 tt c u
vn hành theo áp sut ca tháp tng h p khong 18-21 MPa (khong 180-210
at). Theo báo cáo ã gim c áng k mc tiêu hao h i n c công ngh.
3.2.5 Công ngh stripping khí cao áp.
Công ngh này c phát trin và a vào áp dng th ng mi hóa t
nhng nm 1960. Công ngh da vào nguyên lý stripping khí CO2 cao áp theo
39
áp sut ca tháp tng h p và nhit cng t ng i cao. Cacbamamat cha
chyn hóa c phân hy thành NH3 và CO2 bng dòng khí CO2 khí i qua
dch thi ca tháp tng h p. NH3 và CO2 d trong sn phm c thu hi thp
áp bng ph ng pháp t nóng cacbamat áp sut thp quy c.
Trong quá trình phát trin sau này, tháp tng h p Amoniac cao áp
c np liu tác nhân stripping cho cacbamat bng áp sut ca tháp.
Ng c li v i quá trình tun hoàn dch công ngh stripping v mt
nguyên thy cn phi có mt cu trúc cao thích nghi v i các thit b nh tháp
tng h p, tháp stripper và thit b ngng t. Các thit b này phi c nh v
trong phm vi cu trúc cao va m bo dòng cacbamat tun hoàn bng
trng lc t i c cho tháp tng h p. Song gn ây ng i ta ã ci tin phát trin mt thit b phun trn tun hoàn cacbamat, nó ã gim c áng k
không cn n các cu trúc cao cng knh nh k trên.
Vì tính hiu qu v mt nng l ng ca nó, nên sn phm i theo công
ngh stripping chim khong mt na sn phm urê ca th gi i.
3.2.6 Công ngh stripping CO2 Stamircacbon
Tháp tng h p, tháp phân hy cacbamat cao áp (stripper) và thit b
ngng t cacbamat mi cái u hot ng áp sut khong 14 MPa (khong
140 at), t l mol NH3 /CO2 là 2,8:1.
Áp sut tháp tng h p c hin th thông qua tháp stripper trong ó
nhu cu v t l mol và áp sut thp to iu kin thun l i trong quá trình
phân hy. L ng cacbamat cha chuyn hóa c phân hy và tun hoàn
ng áp t i cho tháp tng h p, do vy kích th c b m tun hoàn cng c
gim i. Tháp tng h p có các a l có tác dng làm cho vic pha trn NH3 và
cacbamat lng tun hoàn t thit b hp th thp áp và hn h p khí ca thit
40
b ngng t cao áp c thun l i h n. Trên nh ca tháp tng h p có mt
túi khí dùng cho vic phân ly các cht không ngng t ca dch sn phm urê.
Các cht không ngng t ch yu là không khí th ng hóa c ra
b i dch cacabamat t tháp hp th thp áp t i và thi ra ngoài qua h thng
thi khí tr trên cao. Dch lng i ra t h phóng không này c cp vào cho
thit b ngng t cacbamat thông qua mt vòi phun c hot ng theo mc
np ca tháp tng h p NH3 cao áp. Dch sn phm urê chy tràn vào ng
ng xung bên trong và c np vào cho nh tháp stripping cao áp.
H i cao áp cung cp nhit phân hy cacbamat và duy trì mc nhit
cao khong 1900C. CO2 cao áp i qua ng ca thit b stripper ng c dòng
v i dòng sn phm urê i xung. V i s có mt ca khí CO2 d, cacbamat c phân hy thành khí
NH3 và CO2 sau ó c tách khi dung dch. Áp sut trong dch urê ã kh
khí có cha mt s cacbamat và NH3 cha chuyn hóa c gim xung thu
hi NH3 và urê, kt qu sn phm c cô c urê nóng chy hàm l ng t
99,7% trng l ng trong iu kin chân không cao áp.
Sau khi b sung NH3, khí t trên cao ca thit b stripper i xung
c ngng t tng phn sn xut h i thp áp xut ra ngoài nhà máy. Hn
h p qua ngng t tng phn này chy ng c tr li d i tác dng ca trng
lc t thit b ngng t cao áp v cho tháp tng h p. Nhit trong thit b
ngng t cao áp c kh ht theo cách nh th nào ó m bo còn mt
l ng nhit nht nh trong khí CO2 và NH3 trong dòng khí tun hoàn tr li
cho tháp tng h p nhm duy trì cân bng nhit cho tháp thông qua vic ngng
t khí b sung.
41
Công ngh này c phát trin t cui nhng nm 1960. Chu trình
tng h p vn hành mc áp sut 15 Mpa (khong 150at) và t l toàn phn
NH3 /CO2 là 3,8:1. Chuyn hóa cacbamat thành urê ca mi chu trình theo báo
cáo t c khong 65-75%.
Sn phm ra khi tháp tng h p c np vào cho tháp stripper cao áp
phân hy cacbamat cha chuyn hóa theo áp sut ca tháp tng h p. Khí
t tháp stripper cao áp trên i xung c ngng t và tun hoàn cho tháp
tng h p bng mt thit b phun trn khí vn hành theo áp sut np ca tháp
Amoniac lng cao áp. H i thp áp c sn xut trong thit b ngng t cao áp.
Hình 3.5 Công ngh Stripping NH3 Snamprogetti
42
Amoniac d trong dch urê sn phm ca tháp stripper cao áp t ng
i cao và cn thit phi có hai cp phân hy và tun hoàn tip sau chu trình
tng h p.
Không khí th ng hóa c a vào cho tháp tng h p và c thi
t thit b ngng t cao áp t i cho tháp hp th trung áp thu hi NH3 và
CO2 d, áp sut khong 1,5 n 1,8 MPa (khong 15-18 at). Amoniac d cha
ngng t ca tháp hp th trung áp c trn v i dòng NH3 lng m i ch và
a n cho tháp tng h p thông qua vòi phun cacbamat bng b m Amoniac
lng cao áp.
Dch sn phm urê c cô c trong iu kin chân không cao t
sn phm urê nóng chy khong 99,7% trng l ng và tip tc c a n tháp to ht. Mc x dng h i công ngh khong 0,9 tn / tn urê. Có rt
nhiu nhà máy hin nay trên th gi i có công sut n 2200 tn/ngày ang s
dng công ngh nh mô t trên.
43
Tt c các qui trình công ngh sn xut urê c nêu trên iu có
c nhng u nh c im khác nhau. Có qui trình n gin, d thc hin
song b hn ch khâu thu hi và x lý cht thi. Bên cnh ó có qui trình tit
kim c nng l ng thì khi sn xut không thu hi trit nguyên vt
liu…Ni bt h n ht là công ngh sn xut NH3 ca Topsoe-an Mch và
qui trình sn xut urê Snamprogetti ca Italia. Hai công ngh này là nhng
công ngh sn xut có thu hi toàn b và ang c s dng rng rãi trên th
gi i. Hin nay, ây là công ngh hàng u trong l nh vc sn xut phân bón,
va tit kim c chi phí nguyên vt liu, va hn ch c vn ô nhim
môi tr ng.
44
3.3. QUY TRÌNH SN XUT URÊ – X NG URÊ NHÀ MÁY M
PHÚ M
Các công on chính:
Công on nén CO2
Tng h p urê và thu hi CO2 áp sut cao..
Công on tinh ch urê và thu hi NH3 áp sut trung bình và áp sut
thp.
X lý n c thi.
Hình 3.6 S công ngh sn xut urê
3.3.1. Công on nén CO2
CO2 bão hòa h i n c có tinh khit ti thiu 98,5% th tích, có
nhit 450C và áp sut 0.18barg ly t phân X ng Amonia c a vào
bình tách 20- V- 2017. Ti ây l ng lng cun theo c tách ra và c
a v h thng thi lng, l ng khí CO2 c a t i ca hút cp 1 ca máy
nén.
bo v thit b cao áp không b n mòn, mt l ng không khí c
thêm vào thông qua b iu khin lu l ng FV-1002 vào ca hút. L ng oxi
thêm vào chim 0.25% th tích ca l ng CO2 np liu.
Máy nén ly tâm bao gm có 4 cp trung gian và c chia làm 2 vùng
nén thp áp và cao áp. Sau mi cp u c trang b mt thit b làm mát và mt thit b tách v i mc ích là làm ngui và tách lng trong dòng khí.
Nhit ti ca hút ca cp nén th 4 c khng ch tránh hin t ng
hó

Documents

Báo cáo thực tập nhà máy phân đạm phú mỹ