TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ QUỐC GIA VIỆT NAM CÔNG TY CỔ PHẦN PHÂN ĐẠM VÀ HOÁ CHẤT DẦU KHÍ

NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ

TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ QUỐC GIAVIỆT NAM CÔNG TY CỔ PHẦN PHÂN ĐẠM VÀ HOÁ CHẤT DẦU KHÍ

NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ

GIỚI THIỆUSƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ

CỦA NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ

TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ

Chủ đầu tư: Tổng công ty Dầu khí Việt Nam

Nhà thầu: Technip Italia và Samsung Egineering Hàn quốc

Tổng vốn đầu tư : 450 triệu USD

Công nghệ: Đan mạch và Italia

Khởi công xây dựng nhà máy: 3/2001

Ngày nhận khí vào nhà máy: 24/12/2003

Ngày ra sản phẩm ammonia đầu tiên: 4/2004

Ngày ra sản phẩm urê đầu tiên: 4/06/2004

Ngày bàn giao sản xuất cho chủ đầu tư: 21/9/2004

Ngày khánh thành nhà máy: 15/12/2004

TỔNG CÔNG TY DẦU KHÍ VIỆT NAM CÔNG TY PHÂN ĐẠM VÀ HOÁ CHẤT DẦU KHÍ

NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸĐỊA CHỈ: Khu công nghiệp Phú Mỹ I, Huyện Tân Thành, Tỉnh Bà Rịa, Vũng Tàu

NGUYÊN LIỆU DÙNG TRONG NHÀ MÁY

NGUYÊN LIỆU CHÍNH DÙNG CHO NHÀ MÁY

Khí thiên nhiên: CH4, C2H6, C3H8, C4H10… Khí đồng hành mỏ Bạch Hổ, Khí thiên nhiên từ bồn trũng Nam Côn Sơn và các bể khác thuộc thềm lục địa phía Nam.Lượng khí tiêu thụ: 450 x 106 Nm3/năm.Đặc tính và thành phần khí:Nhiệt độ: 18-36 0C.Áp suất: 40 BarTrọng lượng phân tử: 18,68 g/molNhiệt trị: 42,85 MJ/m3 hay 40613,4 BTU/m3

Thành phần: C1=83,31%. C2=14,56%. C3=1,59%. iC4=0,107%. nC4=0,109%.

CÁC LOẠI HOÁ CHẤT DÙNG TRONG NHÀ MÁY

TT HOÁ CHẤT MỤC ĐÍCH SỬ DỤNG

1 Dung dịch MDEA Hấp thụ CO2

2 Dung dịch antiform Kiểm soát lượng bọt

3 N2 ( mua bổ xung) Trao đổi, bịt kín

4 Ôxygen Scavenger Loaị bỏ oxy, thụ động hoá kim loại

5 Axit Sulfuaric (H2SO4 98 %) Tái sinh nhựa, bổ xung dung dịch cácbamat

6 NaOH Tái sinh nhựa

7 Tác nhân ức chế ăn mòn MD4100 Ức chế ăn mòn

8 Chất chống cáu cặn Atiscaling chống cáu cặn trong nước làm mát

9 Nhựa trao đổi ion Khử khoáng nước

10 Dung dịch Photphat Natri Thay đổi độ cứng tạm thời của nước

11 Tác nhân kiềm hoá (Alkalin NA 880 hoặc Triact 1800)

Kiềm hoá và ức chế ăn mòn

12 Javen Diệt khuẩn trong quá trình xử lý nước thô và nước sông làm mát

Hơi nước

Hơi nướcNước làm mátNước thải

Sông

Thị

Vải

Xưởng phụ trợ

Xưởng Amôniắc

Xưởng Urê

Xưởng sản

phẩm

Khí CO2

Amôniắc

Urê hạt 2200 t/ngày

Nước làm mát

Khí tự nhiên

Nước tuần hoàn

Điện

Urê thành phẩm

SƠ ĐỒ 1: SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA NHÀ MÁY

SẢN PHẨM CHÍNH CỦA NHÀ MÁY

NH3: 1,350 tấn NH3 /ngày (Công nghệ Haldor Topsoe - Đan mạch)UREA: 2,200 tấn Urea /ngày (Công nghệ SnamProgetti - Italia)ĐIỆN: 21MWH

XƯỞNG PHỤ TRỢ

NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸXƯỞNG PHỤ TRỢ

Cung cấp các nguồn phụ trợ:

1. Nước sinh hoạt

2. Nước khử khoáng

3. Nước làm mát

4. Nước chữa cháy

5. Khí nén và khí điều khiển

6. Khí nitơ

XƯỞNG PHỤ TRỢ

Cung cấp các nguồn phụ trợ (tt):

7. Khí nhiên liệu

8. Điện và hơi

9. Hệ thống đuốc

10.Hệ các thống xử lý nước thải nhiễm dầu

11.Hệ các thống xử lý nước thải sinh họat

12.Bồn chứa ammonia

Hệ thống nước sinh hoạt

• Thể tích bồn chứa 30-TK-2001: 7155/6800 m3

• Trong đó thể tích nước Raw phục vụ cho chữa cháy 6000m3.

• Công suất hệ thống sản xuất nước sinh hoạt: 22m3/h.• Thể tích bồn chứa nước sinh hoạt: 260/240 m3

30-TK-2001(Raw Water

Storage Tank)

30-PK-2001(Portable water

Package)

30-TK-2002(Portable Water

Tank)

Raw water

Fire water

Po

Portable water

Hệ thống nước khử khoáng

• Công suất: 150m3/h, có 3 dây truyền• Thể tích bồn 30-TK-1001: 500/450m3

• Thể tích bồn 30-TK-1002: 9000/8000m3

• Hệ thống sử dụng H2SO4 và NaOH để khử khoáng

Water Demineralization

30-TK-1001(Deionnized water Tank)

Mixed bedPolisher

30-TK-1002(Demineralized

Water Tank)

Raw Water

Process condensate

Steam/turbinecondensate Demi Water

Hệ thống nước làm mát

• Lưu lượng nước River: 29.900m3/h• Lưu lượng nước Fresh: 14.800m3/h• Công suất mỗi khoang làm mát (30-CT-3001): 3.109m3/h

30-CT-3001 30-E-3001

River water makeup

River water to Ammonia; Urea Unit

River water from Ammonia; Urea Unit

Fresh water Return

Fresh water supply

30-P-3001A-D

30-P-3002A-C

Hệ thống sản xuất khí nén và khí điều khiển

• Công suất máy nén khí: 1.400Nm3/h mỗi máy nén• Công suất bộ làm khô khí (30-DR-5001): 1.820 Nm3/h• Thể tích 30-V-5001: 28,5 m3, có thể duy trì được 10 phút.• Thể tích 30-V-5002: 154 m3, có thể duy trì được 15 phút

trên 5 barg.

30-V-5001(Compressed air Receiver)

30-DR-5001(InstrumentAir Dryer)

30-V-5002(Instrument Air Receiver)

Air

Plant air Instrument air

30-K-5001A-D

Back up Air from 10K4021

Hệ thống sản xuất N2

• Công suất hệ thống: 190Nm3/h N2 khí và 10 lít/h N2 lỏng.

• Thể tích bồn chứa N2 lỏng: 25m3

• N2 lỏng bay hơi: 1.000Nm3/h

• Lưu lượng N2 tiêu thụ: 190 Nm3/h.

• N2 được sử dụng làm khí bịt kín cho các máy nén và dùng làm khí trao đổi làm sạch trong các hệ thống công nghệ

• Trong trường hợp lượng tiêu thụ N2 lớn, có thể mua bổ sung N2 lỏng từ xe bồn

Fractionation Unit30-PK-6001/TK1

(Liquid N2 Storage Tank)

Plant air

N2 make up

N2 to AmmoniaUrea and Utility Unit

Hệ thống khí nhiên liệu

• Công suất tối đa HP Fuel gas: 34.317 Nm3/h• Công suất tối đa LP Fuel gas: 27.053 Nm3/h• HP Fuel gas làm việc ở áp suất 24 barg, dùng làm khí nhiên liệu

cho máy phát điện 10-GT-9001• LP Fuel gas làm việc ở áp suất 6,5 barg, dùng làm khí nhiên liệu

cho thiết bị phản ứng Primary Reformer (10-H-2001), cho Nồi hơi phụ trợ (10-B-8001) và bổ sung cho Nồi hơi nhiệt thừa của máy phát điện (10-B-9001).

30-V-7001(HP Fuel gasBuffer Drum)

30-V-7002LP Fuel gasBuffer DrumNatural gas

Fuel gas to 10-GT9001

Fuel gas to Header

Hệ thống sản xuất điện, hơi nước

• Máy phát điện 10-GT-9001 có công suất 21MWh, cung cấp điện hoàn toàn cho Nhà máy và có thể bán cho lưới điện Quốc gia.

• Máy phát điện khẩn cấp: Nhà máy có 2 máy phát điện khẩn cấp chạy bằng động cơ diesel: 50-PK-5001- 650KWh và 50-PK-5002-450KWh.Trong trường hợp mất điện hoàn toàn, 2 máy phát điện sẽ tự động khởi động trong khoản 7-10 giây, cấp điện cho một số động cơ quan trọng (bơm dầu máy nén, Barring gear máy nén…)

• Nồi hơi phụ trợ 10-B-8001: Công suất 140 tấn/h hơi nước 38,5 barg, sử dụng khí NG làm nhiên liệu.

• Nồi hơi nhiệt thừa 10-B-9001: Công suất 40 tấn/h hơi nước 38,5 barg, sử dụng nhiệt lượng thừa từ máy phát điện 10-GT-9001. Ngoài ra có thể tăng công suất sinh hơi bằng cách đốt thêm NG trong các Burner, nâng công suất lên 52 tấn/h.

Hệ thống xử lý nước thải

• Hệ thống xử lý nước thải gồm:• Hệ thống xử lý nước nhiễm dầu: 20 m3/h• Hệ thống xử lý nước nhiễm NH3: 5 m3/h• Hệ thống xử lý nước sinh hoạt: 50 m3/ngày

XƯỞNG TỔNG HỢP AMONIA(CÔNG SUẤT 1350 T/NGÀY, CÔNG NGHỆ HALDOR TOPSOE)

Khí tự nhiên

Khử Lưu

huỳnh

Secondary

Reformer

CO2 đi tổng hợp

Urê ( 1600 t/ngày)

Không khí (để đốt)

Chuyển hóa

CO

Nhiệt độ thấp

Tách CO2

Mêtan hóa

Tổng hợp

Amôniắc

Amôniắc thành phẩm

1350 t/ngày

Hơi nước

SƠ ĐỒ 2: DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT AMMONIA

PrimaryReformer

Chuyển hoá CO

Nhiệt độ cao

Dây truyền công nghệ xưởng Ammonia được thiết kế theo 5 Case:

1. Case 1: khí GPP, công suất 1.350 tấn NH3/ngày.

2. Case 2: Khí GPP không có cụm thu hồi H2, công suất 1.350 tấn NH3/ngày.

3. Case 3: Khí GPP, sản phẩm NH3 đưa về bồn chứa NH3, công suất 1.350 tấn/ngày.

4. Case 4: Khí AMF

5. Case 5: Khí AMF không có cụm thu hồi H2.

Khí tự nhiên

Khí sạch tới lò

Reforming

Phương trình phản ứng trong 10-R-2001:

R-S-H + H2 RH + H2St = 380 o C

Xt : Co-MoS

Phương trình phản ứng trong 10-R-2002 A/B:

ZnO + H2S ZnS + H2Ot = 400 o C

SƠ ĐỒ 3: CÔNG ĐOẠN KHỬ LƯU HUỲNH

Tháp Hyđrô hóa

10-R-2001

Tháp hấp thụ Lưu

huỳnh 10-R-2002

A/B

H2 Recycle

10-K-4011

• Mục đích của công đoạn: khử lưu huỳnh khỏi dòng khí công nghệ vì lưu huỳnh gây ngộ độc xúc Reforming.

• Mục đích của thiết bị Hydro hoá: chuyển hoá các hợp chất của lưu huỳnh dạng hưu cơ sang dạng vô cơ H2S vì xúc tác ZnO chỉ hấp thụ được lưu huỳnh dạng vô cơ.

• Dòng H2 cho phản ứng Hydro hoá được lấy từ đầu ra cấp 1 máy nén khí tổng hợp 10-K-4031. Trong quá trình chạy máy có thể lấy từ đầu vào, đầu ra thiết bị hấp thụ CO2 (10-T-3002); từ đầu ra thiết bị Mêtan hoá (10-R-3001) và từ vòng tổng hợp NH3.

• Hàm lượng S ra khỏi công đoạn khử S ≤ 0,05ppm.• Thiết bị hấp thụ S gồm 2 thiết bị nối tiếp, trong trường

hợp hàm lượng S đầu ra thiết bị hấp thụ thứ nhất tăng cao thì bypass thiết bị đó để thay xúc tác mà không ảnh hưởng tới sản xuất.

• Xúc tác Hydro hóa: TK250, thời gian bảo hành 3 năm, tuổi thọ dự kiến >5 năm.

• Xúc tác hấp phụ S: HTZ, thời gian bảo hành 1 năm, tuổi thọ dự kiến 1 năm.

SƠ ĐỒ 4: CÔNG ĐOẠN REFORMING

Phương trình phản ứng trong 10-H-2001:

CH4 + H2O CO + 3H2 - Q

CnH2n+2 + H2O Cn-1H2n + CO + 3H2 – Q

CO + H2O CO2 + H2 + Q

t = 650/780 o

C Xt : Ni-Mg

Phương trình phản ứng trong 10-R-2003 :

CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O

( Không khí có 21% O2 và 79% N2 )

to

Lò Reforming sơ cấp

10-H-2001

Khí nhiên liệu (Khí đốt)

Chuyển hóa COKhí công nghệ

Hơi nướcLò

Reforming thứ cấp

10-R-2003

Không khí

t = o C

to / Xt

Những đặc điểm công nghệ chính• Mục đích của công đoạn: Chuyển hoá khí tự nhiên thành

CO, CO2 và H2 qua phản ứng Reforming bằng hơi nước.• Phản ứng Reforming là phản ứng thu nhiệt, nhiệt lượng

cung cấp cho phản ứng tại thiết bị Reforming sơ cấp từ quá trình đốt khí Fuel gas (bao gồm: khí Natural gas, Off gas từ cụm tổng hợp NH3, Flash gas từ cụm tách CO2 (tuy nhiên khí này có thành phần CO2,H2O lớn gây cháy đỏ đầu đốt nên không sử dụng được) và Synthesis gas (sau Metan hóa, trong trường hợp không sử dụng hết khí Synthesis cho quá trình tổng hợp NH3)).

• Nhiệt lượng cung cấp cho phản ứng trong thiết bị Reforming thứ cấp từ phản ứng cháy trực tiếp giữa không khí được nén từ máy nén không khí 10-K-4021 và khí tự nhiên, H2. Đồng thời không khí đưa vào cấp N2

cho quá trình tổng hợp NH3 với tỷ lệ H2/N2: 3/1.• Tỷ lệ Steam/Cacbon được khống chế tại đầu vào thiết bị

Reforming sơ cấp: 2,9-3.• Hàm lượng CH4 đầu ra 10-H2001: 14%, hàm lượng CH4

đầu ra 10-R-2003: 0,6%.

• Những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của phản ứng: Nhiệt độ, tỷ lệ Steam/Cacbon và hoạt tính của xúc tác. Khi xúc tác hoạt động sau một thời gian dài hoạt tính giảm, để đảm bảo hiệu suất phản ứng cao thì phải tăng nhiệt độ hoặc tăng tỷ lệ Steam/Cacbon.

• Nhiệt độ vận hành bình thường của vỏ ống xúc tác 10-H-2001: 8840C, tuổi thọ 100.000 giờ.

• Thiết bị Reforming thứ cấp và đường ống dẫn từ thiết bị Reforming sơ cấp được bọc lớp bêtông chịu nhiệt và được sơn lớp sơn cảm ứng nhiệt để theo dõi nhiệt độ vỏ thiết bị. Nhiệt độ vận hành bình thường của vỏ thiết bị Reforming thứ cấp 1600C, nhiệt độ thiết kế tối đa 3000C.

• Xúc tác của thiết bị Reforming sơ cấp gồm 3 lớp xúc tác: RK211, RK201 và R-67-7H, thời gian bảo hành 3 năm, tuổi thọ dự kiến từ 3 đến 5 năm.

• Xúc tác của thiết bị Reforming thứ cấp RKS-2-7H, thời gian bảo hành 3 năm, tuổi thọ dự kiến > 5 năm.

SƠ ĐỒ 5: CÔNG ĐOẠN CHUYỂN HÓA CO THÀNH CO2 và H2

Phương trình phản ứng ở 10-R-2004 :

CO + H2O CO2 + H2 + Q

Phương trình ở 10-R-2005 giống như trên.

Nhiệt độ 195 – 220 oC

Xúc tác Cu, Zn, Al

t = 360 ÷ 430 o C

Xt : Fe, Cr, Cu

Khí Reforming

Khí chuyển hoá

Tháp chuyển hóa CO nhiệt độ

cao

10-R-2004

Tháp chuyển hóa CO nhiệt độ

thấp

10-R-2005

Một số đặc điểm công nghệ chính• Mục đích công đoạn: Chuyển hoá thành phần CO tạo thành từ

phản ứng Reforming thành CO2 để cấp cho quá trình tổng hợp Urea.

• Phản ứng chuyển hóa CO thành CO2 là phản ứng toả nhiệt, ở nhiệt độ cao tốc độ phản ứng lớn nhưng hiệu suất chuyển hóa thấp. Vì vậy công đoạn này chia thành 2 thiết bị chuyển hóa: 1.Thiết bị chuyển hóa nhiệt độ cao (HTS), ở đây chuyển hóa phần lớn CO thành CO2, hàm lượng CO đầu ra 3,23%. 2.Thiết bị chuyển hóa CO nhiệt độ thấp (LTS), ở đây CO được chuyển hóa thành CO2 triệt để hơn, hàm lượng CO đầu ra 0,23%.

• Quá trình gia nhiệt ban đầu của HTS được gia nhiệt cùng với quá trình gia nhiệt hệ thống Reforming hoặc gia nhiệt bằng hơi nước.

• Quá trình gia nhiệt và làm nguội của LTS được thực hiện bởi hệ thống tuần hoàn N2, gia nhiệt bằng hơi nước.

• Xúc tác HTS: SK-201-2, thời gian bảo hành 3 năm, tuổi thọ dự kiến 5 năm.

• Xúc tác LTS gồm 2 lớp: LSK và LK-821-2, thời gian bảo hành 2 năm, tuổi thọ dự kiến 3 năm.

SƠ ĐỒ 6: CÔNG ĐOẠN TÁCH CO2

Các phản ứng khử CO2 bằng dung dịch MDEA:

R3N + H2O + CO2 = R3NH+ + HCO3-

2R2NH + CO2 = R2NH2+ + R2N – COO-

Khí đã được khử

CO2

Khí CO2 thuần đi tổng hợp

Urea

10-T-3002(CO2 Absorber)

10-V-3001(LP Flash

Drum)

10-V-3002(HP Flash

Drum)

10-T-3001(CO2

Stripping

Culumn)

10-P3002A/B

10-P-3001A/B10-P-3003A/B

Khí công nghệ

Một số đặc điểm công nghệ chính• Trong công đoạn tách CO2, sử dụng dung dịch MDEA để

hấp thụ CO2 tại thiết bị hấp thụ 10-T-3002, sau đó CO2 được giải hấp thụ khỏi dịch MDEA ở 10-V-3001 và được đưa sang tổng hợp Urea.

• Tại 10-V-3002 một phần CO2 và các khí trơ được giải hấp thụ khỏi dịch MDEA để đảm bảo độ tinh khiết của dòng CO2: 99,85%.

• Dung dịch MDEA được chia thành 2 dòng: dòng MDEA bán nghèo từ đáy V-3001 đưa vào phần giữa của thiết bị hấp thụ CO2 hấp thụ phần lớn CO2 trong khí công nghệ; và dòng MDEA nghèo sau khi được chưng ở thiết bị 10-T-3001, được đưa vào phần trên của thiết bị hấp thụ CO2 nhằm hấp thụ triệt để CO2. Để tránh lôi cuốn dịch MDEA theo khí công nghê một dòng nước Demi được đưa vào đỉnh của thiết bị hấp thụ CO2.

• Thành phần dung dịch MDEA: 37% MDEA và 3% Piperezin (tương ứng nồng độ 40%). Khoảng làm việc bình thường của dung dịch MDEA: 37-45%.

• Trong công đoạn tách CO2 còn sử dụng dung dịch Antifoam để loại bỏ bọt hình thành trong hệ thống.

• Nhiệt lượng cung cấp cho tháp chưng 10-T-3001 cấp bởi một phần dòng khí công nghệ, hoặc bằng hơi nước trong quá trình chạy máy ban đầu.

• CO2 trong khí ra khỏi công đoạn tách CO2 có hàm lượng: 0,05%, được đưa sang thiết bị Metan hoá.

SƠ ĐỒ 7: CÔNG ĐOẠN MÊTAN HÓA

Phương trình phản ứng trong 10-R-3001:

CO + 3H2 CH4 + H2O + Q

CO2 + 4H2 CH4+ + H2O + Q

t = 300 ÷ 320 o C , 27

bar Xt :Ni, Cr, Zn

Khí đã loại CO2

Khí đi tổng

hợp Amôniắc

Tháp Mêtan hóa

10-R-3001

Tháp tách khí lần

cuối

10-V-3001

Condensate

t = 300 ÷ 320 o C

Xt : Cr, Cu, Zn

Một số đặc điểm công nghệ chính• Mục đích của Metan hoá: Vì các hợp chất của Oxy gây

ngộ độc xúc tác tổng hợp NH3, do đó các thành phần có chứa Oxy cần phải loại bỏ triệt để. Phản ứng Metan hoá chuyển hoá CO, CO2 có trong khí công nghệ thành CH4, và nước, nước được ngưng tụ ở 10-V-3001 và được xả khỏi dòng khí tổng hợp, CH4 là khí trơ, không ảnh hưởng đến xúc tác tổng hợp NH3.

• Hàm lượng tổng CO và CO2 trong khí tổng hợp ra khỏi thiết bị Metan hoá < 10ppm.

• Xúc tác Metan hoá: PK-7R, thời gian bảo hành 3 năm, tuổi đời dự kiến 10 năm.

SƠ ĐỒ 8: CÔNG ĐOẠN TỔNG HỢP AMÔNIẮC

Phương trình phản ứng trong 10-R-5001:

N2 + 3H2 2NH3 + Q

Tỉ lệ phản ứng : 1:3 , P=137 atm

Hiệu suất p/ư : 25%

t = 360 ÷ 450 o C

Xt : Fe, Ca, K/ Al

Tháp tổng hợp Amôniắc

10-R-5001

Amôniắc đi

tổng hợp

Urê

10-V-5002

Bồn

tách

lỏng/hơi

Bồn chứa

Amôniắc

Tháp gia nhiệt.

10-H-5001

10-K-4031

Amôniắc đi

Bồn chứa

10-V-5003

Một số đặc điểm công nghệ chính• Khí tổng hợp ra khỏi Metan hoá có áp suất 25,5 barg

được nén bởi máy khí tổng hợp 10-K-4031 lên 138 barg rồi đưa vào hệ thống tổng hợp NH3. Khí tổng hợp có tỷ lệ H2/N2: 3/1 phản ứng trong tháp tổng hợp, hiệu suất chuyển hoá 25%. Khí ra khỏi tháp tổng hợp gồm NH3, H2, N2 và khí trơ được làm lạnh bằng nước làm mát, bằng NH3 lỏng bay hơi, sản phẩm NH3 được ngưng tụ, phần lớn đưa sang tổng hợp Urea, phần còn lại dư (100 tấn/ngày) được đưa về bồn chứa NH3 lỏng.

• H2, N2 chưa phản ứng được tuần hoàn lại máy nén khí tổng hợp, nâng áp và đưa quay trở lại tháp tổng hợp.

• Để duy trì hàm lượng khí trơ trong giới hạn cho phép (8%) một lượng khí 20.000Nm3/h được xả từ vòng tổng hợp và đưa sang cụm thu hồi NH3 và H2.

• Tác nhân lạnh cho quá trình ngưng tụ sản phẩm NH3 được dùng bởi NH3 lỏng bay hơi lấy nhiệt từ sản phẩm tổng hợp sau đó được nén bằng máy nén 10-K-4041 và ngưng tụ sau đó tuần hoàn trở lại làm lạnh.

• Trong quá trình chạy máy nguội, khí tổng hợp được gia nhiệt qua thiết bị gia nhiệt 10-H-5001 dùng khí Natural gas làm nhiệt liệu đến nhiệt độ phản ứng.

• Quá trình khởi động sau khi dừng máy ngắn hạn nhiệt độ trong tháp tổng hợp vẫn còn cao, khí tổng hợp được đưa từ từ vào tháp tổng hợp nâng nhiệt đến nhiệt độ phản ứng mà không cần dùng thiết bị gia nhiệt 10-H-5001.

• Tháp tổng hợp thuộc loại S-200 thiết kế dòng khí đi theo hướng hướng kính, có 2 lớp xúc tác và có 1 trao đổi nhiệt giữa 2 lớp xúc tác để nâng nhiệt khí vào lớp xúc tác thứ nhất và giảm nhiệt độ vào lớp xúc tác thứ 2, nâng cao hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3.

• Phản ứng tổng hợp NH3 là phản ứng toả nhiệt, nhiệt lượng dư từ quá trình tổng hợp cùng với nhiệt lượng dư từ công đoạn Reforming, Chuyển hoá được tận dụng sản xuất hơi nước siêu cao áp 118 barg để chạy máy nén khí tổng hợp 10-K-4031 và giảm áp thành hơi nước cao áp 38 barg để chạy các động cơ turbine.

• Xúc tác tháp tổng hợp gồm 2 lớp: KM1R và KM1, thời gian bảo hành 5 năm, tuổi thọ dự kiến > 10 năm.

Sơ đồ cụm thu hồi NH3, H2

10-T-5051(Purge gasAbsorber)

10-T-5052(Off gas

Absorber)

10-T-5053(Distillation

Column)

10-PK-5002(HydrogenRecovery

Unit)Steam

NH3 Inert vent Purge gas Off gas Fuel

To 10-H-2001

Recovery H2

To 10-K-4031

Một số đặc điểm công nghệ chính• Khí trơ được xả từ cụm tổng hợp NH3, cụm làm lạnh sản

phẩm NH3 được đưa vào hệ thống thu hồi sản phẩm NH3 và H2. NH3 thu hồi được đưa về nhập cùng sản phẩm NH3 sau 10-V-5002. H2 thu hồi được đưa quay về máy nén khí tổng hợp 10-K-4031 nén và đưa quay trở lại tháp phản ứng tổng hợp NH3. Khi trơ được đưa về đốt trong thiết bị Reforming sơ cấp.

• Trong hệ thống thu hồi NH3 sử dụng nước để hấp thụ NH3, sau đó được chưng cất bằng hơi nước cho sản phẩm NH3 : 99%.

• Trong hệ thống thu hồi H2 sử dụng màng phân tử để tách lọc cho sản phẩm H2 : 94,56%.

BỒN CHỨA AMONIA LỎNGDUNG TÍCH 30.000 m3, NHỆT ĐỘ LÀM VIỆC -330C, ÁP SUẤT 0,1 Bar

XƯỞNG TỔNG HỢP URE(Công nghệ Snamprogetti- Italia)

Công suất: 2200 tấn ure/ngày

Chất lượng: - Hàm lượng N2: 46,3 %

- Cỡ hạt 1,4 - 2,8mm: > 90 %

- Độ ẩm: < 0,4 %

- Hàm lượng Biuret: < 1 %

Amôniắc

Tổng hợp cao

áp

Phân hủy trung áp

(19,5

bar)

Phân hủy thấp áp

(4 bar)

Cô đặc chân

không

Tháp tạo hạt

(Kết tinh 132 oC)

Xưởng đóng bao

CO2

Phương trình phản ứng tổng hợp ure:

2NH3 + CO2 NH2COONH4+ Q (1)

(Cacbamat) NH2COONH4 NH2CONH2 + H2O - Q (2) (Urê)Phương trình phản ứng phân hủy Cacbamat:

NH2COONH4 2NH3 + CO2 - Q (3)

Phản ứng hình thành Biuret:

2NH2CONH2 NH2CONHCONH2 + NH3

(4)

t = 188 o C

P = 157 atm

SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ TỔNG HỢP URÊ

t = 188 o C

P = 157 atm

t = 160 150 o C

P = 19 5 atm

Hơi nước

31%NH3; 14,6%CO2: 20% H2O; 34% ure

DD Ure 60-63% KL

DD ure 69-71% KL

DD ure 99,75% KL

NH3, CO2

Dây truyền công nghệ xưởng Urea được thiết kế theo 2 Case:

1. Case 1: theo Case 1 và Case 4 xưởng NH3, công suất 2.200 tấn Urea/ngày.

2. Case 2: theo Case 2 và Case 5 của xưởng NH3, công suất 2.385 tấn Urea/ngày.

CO2, P= 157 bara, T= 120 0C

NH3, H20, CO2

P=220 bara, T= 124 0C

Urê (33.95%), carbamate, H20, NH3

T= 189 0C, P= 154 baraĐẾN 20- E-1001

THÁP TỔNG HỢP URÊ 20- R-1001

20-R1001

Một số đặc điểm công nghệ chính• CO2 từ xưởng Ammonia có áp suất 0,18 barg được nén

đến 157 barg bởi máy nén CO2 (20-K1001), sau đó được đưa vào đáy tháp tổng hợp Urea cùng với NH3, CO2 và H2O tuần hoàn từ hệ thống. Tại đây xảy ra 2 phản ứng tạo thành Cacbamat (1) và Urea (20). Phản ứng (1) tỏa nhiệt, xảy ra nhanh và phản ứng hoàn toàn; phản ứng (2) thu nhiệt, xảy ra chậm và nó quyết định thể tích của tháp tổng hợp.

• Tỷ lệ NH3/CO2 được khống chế 3,2-3,7 hiệu suất phản ứng cao nhất. Nếu CO2 dư sẽ gây ăn mòn thiết bị và gây kết tinh trong hệ thống.

• Tỷ lệ H2O/CO2: 0,5-0,7, nếu nồng độ H2O cao thì giảm hiệu suất chuyển hóa Cacbamat thành Urea, nếu nồng động H2O thấp sẽ gây tắc trong hệ thống.

PHÂN HỦY CAO ÁP 20- E-1001

F1

Hơi bão hòa 22 bara

Nước ngưng tụ

Dòng CN từ tháp tổng hợp

Khí NH3, CO2, Hơi nước

Dòng lỏng CN (Urê : 43.52%)

T= 204 0C, P= 150 bara

20-E1001

Một số đặc điểm công nghệ chính

• Dung dịch ra khỏi tháp tổng hợp Urea có thành phần Urea: 33,95%, cacbamat, NH3 và H2O được đưa vào thiết bị phân huỷ Cacbamat cao áp, ở đây một phần Cacbamat được phân huỷ thành NH3 và CO2, dung dịch ra khỏi thiết bị phân huỷ cao áp có nồng độ Urea: 43,52%.

• Phản ứng phân huỷ Cacbamat (3) trình bày ở trên được thúc đẩy bằng cách gia nhiệt bởi hơi nước trung áp (22 barg) và tách CO2 nhờ quá trình bay hơi NH3 dư trong dịch ở áp suất thấp hơn áp suất tháp tổng hợp.

• Quá trình phân huỷ ở áp suất cao cần nhiệt độ cao, điều này dẫn đến vấn đề an mòn thiết bị. Công nghệ Snamprogetti thiết kế các ống Stripper bằng vật liệu lưỡng kim và dùng dư NH3 để loại bỏ vấn đề ăn mòn thiết bị, ngoài ra dùng không khí nén để thụ động hoá bề mặt thiết bị.

PHÂN HỦY TRUNG ÁP:P= 19.5 bara, T= 165 0C

Dòng CN từ cao áp

Hơi trung tháp áp bão hòa

Nước ngưng tụ

Nước ngưng tụ nhiệt độ cao

Khí NH3, CO2, Hơi nước

Dòng CN hàm lượng Urê: 63.37%

20-V1002

20-E1002

20-Z1002

Một số đặc điểm công nghệ chính• Để tiếp tục thúc đẩy quá trình phân huỷ Cacbamat cần

nâng nhiệt lên cao hơn hoặc giảm áp xuống thấp hơn. Ở công đoạn này dịch cacbamat được phân huỷ ở áp suất 19,5 barg, nhiệt độ 1650C. Dung dịch ra khỏi thiết bị phân huỷ trung áp có nồng độ Urea: 63,37%.

• Nhiệt lượng cung cấp cho quá trình phân huỷ bởi hơi nước trung thấp áp 4,9 barg và nước ngưng từ 20-V1009 có nhiệt độ cao.

PHÂN HỦY THẤP ÁPP= 3.5 bara, T= 1510C

Dòng CN từ trung áp

Hơi trung tháp áp bão hòa

Nước ngưng tụ

Khí NH3, CO2, Hơi nước

Dòng CN hàm lượng Urê: 71%

20-V1003

20-E1003

20-Z1003

Một số đặc điểm công nghệ chính

• Dung dịch Urea, Cacbamat, H2O tiếp tục được đưa tới công đoạn phân huỷ Cacbamat thấp áp ở áp suất 3,5 barg, nhiệt độ 1510C. Dung dịch đi ra khỏi công đoạn phân huỷ thấp áp có nồng độ Urea: 71% được đưa qua công đoạn cô đặc Urea.

• Nhiệt độ cấp cho quá trình phân huỷ thấp áp bởi hơi nước trung thấp áp 4,9 barg.

TIỀN CÔ ĐẶC, CÔ ĐẶC ĐOẠN 1P= - 0.660 barg, T= 128 0C

Dịch Urê 71% từ thấp áp

Dịch Urê 85% Dịch Urê 95%

Hơi nước, Amonia khí, Xử lý nước

20-V1004

20-E1004

20-Z1004

20-V1014

20-E1014

20-P1006

Một số đặc điểm công nghệ chính

• Dung dịch ra khỏi công đoạn phân huỷ thấp áp được đưa tới công đoạn tiền công đặc và công đặc đoạn 1. Ở đây dung dịch được cô đặc trực tiếp nhờ quá trình nâng nhiệt và hút chân không để loại bỏ thành phần H2O trong dịch, NH3 dư và rất ít hàm lượng CO3. Áp suất làm việc: 0,3 bara, dung dịch Urea ra khỏi công đoạn cô đặc đoạn 1 có nồng độ Urea: 95%.

CÔ ĐẶC ĐOẠN 2, TẠO HẠTP= - 0.970 barg, T= 136 0C

Dịch Urê 95%Dịch Urê 99%

Sản phẩm Urê đi đóng bao

Hơi nước, Amonia khíXử lý nước

20-E1015

20-V1015

20-Z1015

20-Z1001

20-P1008

Một số đặc điểm công nghệ chính• Dung dịch Urea tiếp tục được đưa tới công đoạn

cô đặc đoạn 2, ở áp suất 0,03 bara. Dung dịch Urea ra khỏi công đoạn này có nồng độ 99% được đưa lên tháp tạo hạt Urea.

• Dung dịch Urea ra khỏi các công đoạn: Phân huỷ thấp áp (20-Z-1003), tiền cô đặc (20-Z1004) và cô đặc chân không đoạn 2 (20-Z1015) có thể được đưa về bồn chứa dịch Urea (20-TK1001) để trong trường hợp sự cố trong công đoạn cô đặc chân không hoặc tạo hạt vẫn duy trì các công đoạn phía trước hoạt động bình thường. Dung dịch Urea từ 20-TK1001 sau đó được bơm quay trở lại công đoạn cô đặc chân không đoạn 1, hoặc công đoạn tiền cô đặc để thu hồi sản phẩm Urea.

• Biuret là 1 thành phần có hại cho cây trồng, hàm lượng Biuret yêu cầu < 1,5%. Biuret hình thành theo phản ứng (4) ở trên, Biuret sinh ra ở các công đoạn, chủ yếu ở các công đoạn có nhiệt độ cao, áp suất thấp. Vì vậy phải khống chế nhiệt độ, áp suất và thời gian lưu của dung dịch Urea ở điều kiện bình thường trong tất cả các công đoạn, đặc biệt là trong bình tách cô đặc chân không.

SẢN PHẨM UREA

Urea: - Công suất: 2200 tấn / ngày - Cỡ hạt 1,4-2,8mm: > 90 % - Hàm lượng N2 > 46,3 % - Độ ẩm: < 0,4 % - Hàm lượng Biuret: < 1%

XƯỞNG SẢN PHẨM

Nhà kho Urê rời:Dung lượng chứa: 150.000 TấnNhiệt độ kho: Tự động điều chỉnh tránh kết tảng UrêNhà đóng bao Urê:Dung lượng chứa: 15.000 tấnSố dây chuyến đóng bao: 06 trong đó 1 dây xuất tự động ra xeCông suất đóng bao: 4800 Tấn/Ngày

Sơ đồ công nghệPrillingTower

TK-1003

20-N1001

20-N1002

20-N1003Q1

40-PK4001/N1Q2

N2

N3

N4 N5

Q3

N6N7

Q4

Q5

Q6Q7Q8

TK2A-F

BM1A-F

VS1

N8A N8B

Một số đặc điểm công nghệ chính• Urea hạt được cào quay Z-1007 cào xuống băng tải

N1001, Urea cục được loại bỏ và đưa về bồn chứa TK1003 qua băng tải N1002 sau đó Urea cục được hoà tan và bơm trở lại bồn chứa Urea lỏng TK-1001. Urea hạt thành phẩm được băng tải N1003 đưa về hệ thống đóng bao hoăc đưa về kho chứa Urea hạt.

• Trong trường hợp Urea đưa về kho: Urea sẽ được đưa qua các băng tải N2, N3 và đổ về kho chứa Urea hạt. Trường hợp Urea đưa đi đóng bao: Urea sẽ được đưa qua các băng tải N5,N6/n7 và N8 rồi đổ vào các Silo rồi đưa vào các dây truyền đóng bao.

• Trong trường hợp tăng cường đóng bao Urea từ kho hạt, Urea được cào đạm cào đưa vào băng tải N4,N5 rồi đưa đi đóng bao.

• Urea hạt thành phẩm được sàng để loại bỏ Urea bụi và các hạt có kích thước nhỏ tại sàn rung VS1.

• Công suất của hệ thống băng tải N1001,N1003,N1,N2 và N3: 115 tấn/h. Công suất hệ thống băng tải đưa đi đóng bao N4,N5,N6 và N7: 500 tấn/h.

• Urea hạt trong kho chứa được gia nhiệt bằng không khí nóng tại các AHU sử dụng hơi nước thấp áp để gia nhiệt không khí.

• Để chống kế tảng Urea hạt Nhà máy đã cải tiến và lắp đặt thêm hệ thống phun chất tạo bọc cho Urea tại 2 vị trí: Q1 cho Urea từ tháp và VS1 cho Urea lấy từ kho và tháp.

CHÂN THÀNH CẢM ƠNCHÂN THÀNH CẢM ƠN