Báo cáo thực tập đề tài tham quan sản xuất sau đó viết báo cáo

Ngoài các hạng mục ban đầu, nhằm nâng cao chất lượng, đa dạng hóa sản phẩm, sử dụng tối đa các nguồn lực của PVFCCo, đáp ứng một cách thuận lợi và hiệu quả cho công tác sản xuất kinh doa

Địa chỉ:Khu công nghiệp Cái Mép - Tân Thành - BRVT

2

Kho chứa cảng xuất khí hóa lỏng LPG Thị Vải Địa chỉ :Tân Thành, Bà Rịa- Vũng Tàu

3

Công ty TNHH Một thành viên Dung dịch khoan và Dịch vụ giếng khoan-DMC

14 Địa chỉ: Phạm Hồng Thái, Vũng Tàu

4

Công ty cổ phần kinh doanh khí hóa lỏng miền Nam

Địa chỉ :Cảng Gò Dầu A, Xã Phước Thái, Huyện Long Thành, Tỉnh Đồng Nai

Công ty Cổ phần Sản xuất và Chế biến Dầu khí Phú Mỹ

Nhà máy Đạm Phú Mỹ thuộc PVFCCo được đặt tại Khu Công nghiệp Phú Mỹ I, huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu Nhà máy có tổng vốn đầu tư 370 triệu USD công suất 800.000 tấn urea/năm, với diện tích khuôn viên 63ha, sử dụng công nghệ của hãng Haldor Topsoe của Đan Mạch để sản xuất khí Amoniac và công nghệ của hãng Snamprogetti của Italy để sản xuất phân urê Đây là các công nghệ hàng đầu trên thế giới về sản xuất phân đạm với dây chuyền khép kín, nguyên liệu chính đầu vào là khí thiên nhiên, không khí và đầu ra

là ammoniac và urê Chu trình công nghệ khép kín cùng với việc tự tạo điện năng và hơi nước giúp nhà máy hoàn toàn chủ động trong sản xuất kể cả khi lưới điện quốc gia có sự cố hoặc không đủ điện cung cấp

Nhà máy gồm có 3 phân xưởng chính là xưởng ammoniac, xưởng urê, xưởng phụ trợ và các phòng/xưởng chức năng khác.Đội ngũ quản lý, vận hành và bảo dưỡng nhà máy đã chủ động đảm đương và vận hành hết các hạng mục công việc, nhà máy luôn được vận hành ổn định, đạt 100% công suất thiết kế và số giờ vận hành tiêu chuẩn

Ngoài các hạng mục ban đầu, nhằm nâng cao chất lượng, đa dạng hóa sản phẩm, sử dụng tối đa các nguồn lực của

PVFCCo, đáp ứng một cách thuận lợi và hiệu quả cho công tác sản xuất kinh doanh và cải thiện môi trường làm việc cho người lao động, Tổng công ty đã hoàn thiện việc cải tạo, nâng cấp và đầu tư mới các hạng mục và hệ thống công nghệ trong nhà máy như sau:

 Hệ thống phun chất chống kết khối giúp cho sản phẩm urê không vón cục, không đóng bánh, hạt bóng, đẹp Cải tiến

hệ thống sàng rung sản phẩm urê để loại bỏ mạt trong urê thương phẩm Hệ thống may gấp mép miệng bao đảm bảocho bao sản phẩm đẹp, chắc chắn, thuận tiện trong việc bảo quản và vận chuyển

 Hệ thống thu hồi ammoniac trong nước thải trước khi thải ra môi trường Lắp đặt hệ thống hút bụi urê nhằm đảm bảo môi trường làm việc cho người lao động

vinh dự đón nhận Huân chương Lao động hạng 3 do Nhà nước trao tặng.

Công ty Cổ phần Sản xuất và Chế biến Dầu khí Phú Mỹ

Rịa-đạm đầu tiên trong nước được xây dựng theo dây chuyền công nghệ tiên tiến,

đồng thời cũng là một trong những Nhà máy hoá chất có dây chuyền công nghệ và

tự động hoá tân tiến nhất ở nước ta hiện nay Cung cấp 40% nhu cầu phân urê

trong nước, Ðạm Phú Mỹ có vai trò rất lớn trong việc tự chủ nguồn phân bón

trong một nước nông nghiệp như Việt Nam Trước đây, số ngoại tệ phải

bỏ ra để

trường trong nước, đặc biệt tại vựa lúa đồng bằng sông Cửu Long.

Nhà máy được khởi công xây dựng theo hợp dồng EPCC (Chìa khóa trao tay)

giữa Tổng công ty Dầu khí Việt Nam và tổ hợp nhà thầu Technip/Samsung, hợp

đồng chuyển giao công nghệ sản xuất Amoniac với Haldoe Topsoe (công suất

1.350 tấn/ngày) và công nghệ sản xuất Urê với Snamprogetti (công suất 2.200 tấn/

ngày).

 Khởi công xây dựng nha may:03/2001.

 Ngay nhân khi vao nha may: 24/12/2003

 Ngay ra san phâm amonia đâu tiên: 04/2004.

 Ngay ra san phâm urê đâu tiên: 04/06/04.

 Ngaỳ baǹ giao san̉ xuât́ cho chủ đâù tư: 21/09/2004.

 Ngay khanh thanh nha may: 15/12/2004.

1.3.2 Các phân xưởng trong khu sản xuất: bao gồm bốn phân

xưởng

 Phân xưởng tổng hợp Amoniac

Có chức năng tổng hợp Amoniac và sản xuất CO2 từ khí thiên nhiên và hơi

nước Sau khi tổng hợp, Amoniac và CO2 sẽ được chuyển sang phân xưởng urê

Hình 1.6: Xưởng sản xuất Amoniac

 Phân xưởng tổng hợp urê

Có chức năng tổng hợp Amoniac và CO2 thành dung dịch urê Dung dịch urê

sau khi đã được cô đặc trong chân không sẽ được đưa đi tạo hạt Quá trình tạo hạt

được thực hiện bằng phương pháp đối lưu tự nhiên trong tháp tạo hạt cao 105m

Phân xưởng urê có thể đạt công suất tối đa 2.385tấn/ngày

Hình 1.7: Xưởng sản xuất Urê

chứa Amoniac 35.000 m3 tương đương 20.000 tấn, dùng để chứa Amoniac dư và

cấp Amoniac cho phân xưởng urê khi công đoạn tổng hợp của xưởng Amoniacngừng máy

Hình 1.8: Xưởng phụ trợ

 Phân xưởng sản phẩmSau khi được tổng hợp, hạt urê được lưu trữ trong kho chứa urê rời Khourê rời có diện tích 36.000m2, có thể chứa tối đa 150.000 tấn Trong kho có hệ

thống điều hoà không khí luôn giữ cho độ ẩm không vượt quá 70%, đảm bảo urê

không bị đóng bánh Ngoài ra, còn có kho đóng bao urê, sức chứa 10.000 tấn,

có 6chuyền đóng bao, công suất 40 tấn/giờ/chuyền.

Sơ đồ Nhà máy Đạm Phú Mỹ trong khu công nghiệp.

Hình 1.10: Địa điểm xây dựng-Mặt bằng Nhà máy

Quy trình công nghệ tổng hợp và tạo hạt urê tại Nhà máy đạm Phú Mỹ

2.1 Công nghệ tổng hợp và tạo hạt urê tại Nhà máy [11, 16]

2.1.1 Công nghệ tổng hợp urê

2.1.1.1 Tổng hợp

Urê là sản phẩm tạo thành từ phản ứng giữa amoniac lỏng và khí CO2.Trong tháp tổng hợp urê CO2 và amoniac phản ứng với nhau tạo amoni cacbamat

theo phương trình:

2NH3 + CO2↔ NH2COONH4 + 32560 kcal/kmol

Sau đó amoni cacbamat phân hủy tạo urê:

NH2COONH2↔ NH2COONH2 + H2O -4200 kcal/kmol

(1)

(2)

Ở điều kiện phản ứng: 188-1900C và 152-157 bar thì phản ứng thứ nhấtxảy ra nhanh chóng và hoàn toàn còn phản ứng thứ hai xảy ra chậm quyết định tốc

độ phản ứng

Phần amoni cacbamat được xác định dựa vào tỷ lệ các chất phản ứng khác

nhau, nhiệt độ tháp phản ứng và thời gian lưu trong tháp tổng hợp

Tỷ lệ mol H2O/CO2 trong khoảng 0,5 – 0,7

Phản ứng thứ nhất toả nhiệt mạnh trong khi đó phản ứng thứ hai toả nhiệt

yếu và xảy ra trong pha lỏng ở tốc độ chậm

Quy trình công nghệ tổng hợp và tạo hạt urê tại Nhà máy đạm Phú Mỹ

Quy trình công nghệ tổng hợp và tạo hạt urê tại Nhà máy đạm Phú Mỹ

Máy nén

Tháp tổng hợp (157 bar)

Phân giải cao áp (154 bar) Dung dịch

Urê 60-63%

khối lượng Dung dịch Urê

69-71%

khối lượng

Dung dịch urê 99.75%

khối lượng

Kho Urê rời

Phân giải trung áp (19.5 bar)

Phân giải thấp áp (4 bar)

Tiền cô đặc chân không

Cô đặc chân không Cấp 1 (-0,65 bar)

Cô đặc chân không Cấp 2 (-0,97 bar)

Quy trình công nghệ tổng hợp và tạo hạt urê tại Nhà máy đạm Phú Mỹ

2.1.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tổng hợp urê từ CO 2

tỷ lệ NH3/CO2 đến hiệu suấtphản ứng tổng hợp urê theo biểu

đồ sau (hình 2.2) Khi tăng tỷ lệ

mol NH3/CO2 từ 2 đến 9 thì hiệusuất phản ứng tăng từ 40-85%

Nhưng trong những điều kiệnkhác khi thay đổi tỷ lệ này từ 2đến 0,5 thì hiệu suất tạo urê là 40-45%

Biểu đồ đã chỉ sự ảnhhưởng của NH3 đến hiệu suất tạo Hình 2.2: Ảnh hưởng của tỷ lệ NH 3 /CO 2

urê lớn hơn rất nhiều ảnh hưởng của CO2 Mặc khác hàm lượng CO2 lớn còn ảnh

hưởng đến độ ăn mòn thiết bị của dung dịch Trong thực tế người ta thường chọn

tỷ lệ NH3/CO2 trong khoảng từ 2,5 đến 5

 Ảnh hưởng của tỷ lệ H 2 O/CO 2

Phản ứng (2) cho thấy nếu sử dụng lượng nước dư sẽ làm cản trở sự tạothành urê từ amoni cacbamat Nhưng nếu hàm lượng nước quá thấp sẽ dẫn

Quy trình công nghệ tổng hợp và tạo hạt urê tại Nhà máy đạm Phú Mỹ

Thông thường trong công nghiệp người ta chọn tỷ lệ này là 0,4-1

Hình 2.3: Ảnh hưởng của tỷ lệ H 2 O/CO 2

 Ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất

Quan hệ giữa độ chuyểnhóa urê và nhiệt độ vận hành Hình 2.4: Ảnh hưởng của tỷ lệ nhiệt độ và áp suấttheo Fréjacques et al thì độ

chuyển hóa tăng tương ứng với

sự tăng nhiệt độ nhưng theoOtsuka et al cho rằng độ chuyểnhóa đạt tối đa trong khoảng 196-

2000C

Áp suất cân bằng tăng khi

nhiệt độ tăng (hình 2.4).

Hình 2.5 biểu diễn áp suất

cân bằng và tỷ lệ NH3/CO2 theo

tỷ lệ H2O/CO2 Theo giản đồ, ápsuất cân bằng có một điểm cựctiểu khi thay đổi tỷ lệ NH3/CO2

và điểm cực tiểu dịch chuyểnđến giá trị NH3/CO2 cao hơn tùythuộc vào nhiệt độ hoạt độngtăng Chú ý rằng áp suất cânbằng tăng nhanh về phía tỷ lệ NH3/CO2 thấp

Hình 2.5: Ảnh hưởng của tỉ lệ NH 3 /CO 2 và

H 2 O/CO 2

2.1.1.3 Phân hủy và thu hồi

Sau phản ứng tổng hợp urê quá trình phân hủy và thu hồi xảy ra ở 3 giaiđoạn sau:

− Phân hủy cao áp tại thiết bị phân hủy cao áp (stripper)

− Phân hủy trung áp tại cụm phân hủy trung áp

− Phân hủy thấp áp tại cụm phân hủy thấp áp

Phản ứng phân hủy xảy ra ngược chiều với phản ứng tổng hợp và xảy ramãnh liệt khi giảm áp hoặc/và tăng

nhiệt độ

 Phân hủy

Phản ứng phân hủy là phản ứngxảy ra ngược chiều với phản ứng tổnghợp Phản ứng xảy ra mãnh liệt khigiảm áp hay tăng nhiệt độ Tức là để sựphân hủy xảy ra hoàn toàn hơn thì cần

có sự can thiệp của hai yếu tố này Sựphân hủy sẽ tiến hành trong ba giaiđoạn cụ thể sau:

− Phân hủy cao áp trong thiết bịstripper cao áp

Sự phân hủy được tiến hànhbằng cách gia nhiệt và tách CO2 bằngcách cho bay hơi lượng dư NH3 ở ápsuất thấp hơn một chút so với áp suấttổng hợp Việc phân hủy ở áp suất caonhư vậy sẽ kéo sự tăng cao của nhiệt

độ phản ứng kéo theo vấn đề ăn mòn thiết bị, chính vì vậy việc cho NH3 dư là để

đỉnh xuống đáy thiết bị

− Phân hủy trung áp ở thiết bị phânhủy trung áp

Để tăng cường quá trình phânhủy cần thiết phải gia nhiệt cho tớinhiệt độ cao hơn hay giảm áp suấtxuống mức thấp hơn

Thiết bị phân hủy trung áp sẽcho phép giảm áp suất xuống còn 19,5bar và nhiệt độ 145-1650C Hình 3.5biểu diễn thanh

− Phân hủy thấp áp trong thiết bị phân hủy thấp áp

Tại thiết bị phân hủy thấp áp thì áp suất và nhiệt độ tương ứng là 4 bar và

cacbamat loãng từ bình chứa của cụm thấp áp, sau đó được làm lạnh và đượchấp

thụ dưới dạng dung dịch cacbamat ở phía vỏ thiết bị cô đặc chân không sơ bộvà

thiết bị ngưng tụ trung áp

Amoniac dư được làm sạch trong thiết bị hấp thụ trung áp và được thu hồi

dưới dạng amoniac lỏng trong bình chứa amoniac, từ đó nó được tuần hoàn về

tháp tổng hợp thông qua bơm phun tia cacbamat

Amoniac lỏng từ bình chứa amoniac được đưa vào đỉnh tháp hấp thụ dưới

dạng dòng hồi lưu Theo cách này, nhiệt toả ra do hình thành cacbomat ở đáytháp

hấp thụ có thể thu hồi bằng cách bay hơi NH3 ngưng tụ trước khi đưa vào bìnhchứa amoniac

Khí phân hủy từ stripper được trộn với dung dịch cacbamat từ dưới đáy tháp

hấp thụ của cụm trung áp trước khi được ngưng tụ và làm lạnh trong các thiếtbị

ngưng tụ cacbamat và được tuần hoàn về tháp tổng hợp dưới dạng cacbamat đặc

Nhiệt phản ứng hình thành cacbamat trong ống các thiết bị ngưng tụ cacbamat

được thu hồi ở vỏ thiết bị ngưng tụ để tạo hơi

2.1.1.4 Cô đặc

Dung dịch urê ra khỏi giaiđoạn phân hủy có áp suất thấp và

Việc lựa chọn phương pháp cô đặc nối tiếp hai lần một mặt góp phần tăng

hiệu suất cô đặc mặt khác nó làm giảm thể tích thiết bị cô đặc Tại thiết bị cô đặc

thứ nhất áp suất được hạ xuống còn 0,28 bar còn nhiệt độ là 1280C sẽ cô đặc tới

95% khối lượng Và tại thiết bị cô đặc thứ hai áp suất hạ xuống còn 0,027 bar và

1360C Urê sau khi qua thiết bị cô đặc này có nồng độ 98,75% và được đưa đến

Phản ứng này được xúc tiến do thời gian lưu và nhiệt độ cao.

Vì biuret có hại tới sự đâm chồi của hạt và làm héo các cây cam, quýt khi

phun urê lên lá, hàm lượng biuret trong phân đạm trên thị trường thế giới chophép

dưới 1,5%

Biuret hình thành trong tất cả các giai đoạn sản xuất urê và chủ yếu được

tạo thành ở hệ thống phân hủy thấp áp và nhiệt độ cao Nhìn chung sự tạo thành

biuret sẽ tăng lên nhanh chóng nếu nhiệt độ vượt quá 1100C Do đó cần phải giữ

nhiệt độ, áp suất và thời gian lưu của mức urê lỏng ở mức bình thường trong các

bình chứa ở mỗi giai đoạn phân hủy đặc biệt là trong bình chứa của thiết bị tách

chân không

2.1.2 Công nghệ tạo hạt urê

Urê nóng chảy từ công đoạn cô đặc được đưa tới vòi phun thiết bị tạo hạt,

từ đây những giọt urê nóng chảy rơi dọc theo tháp tạo hạt, hoá rắn khi tiếp xúc

với dòng không khí lạnh đi ngược chiều

Hạt urê được tập trung ở giữa của chân tháp nhờ thiết bị cào quay và rơivào băng tải của tháp tạo hạt Hạt urê tiếp tục được đưa qua sàn phân loại đểloại

bỏ những hạt quá to hoặc bùn Những sản phẩm không đạt chất lượng này được

đưa về bồn chứa dung dịch urê sau cô đặc để tạo hạt lại

2.2 Mô tả dòng công nghệ

2.2.1 Phản ứng tổng hợp

Tham khảo bản vẽ “Synthesis and H.P Recovery (2200 MTPD) và M.P

Decompostion and recovery section (2200 MTPD)_Phụ lục”

Amoniac lỏng nạp liệu vào xưởng urê, từ xưởng amoniac tương ứng, được

lọc qua các thiết bị lọc FL-1002A/B, sau đó đi vào tháp thu hồi amoniac

T-1005 vàđược tập trung trong bồn chứa amoniac V-1005 Từ V-1005, amoniac được bơm

lên áp suất 22 bar bằng bơm tăng cường amoniac P-1005A/B Một phần amoniac

này được đưa tới tháp hấp thụ trung áp T-1001, phần còn lại đi vào cụm tổng hợp

thiết bị gia nhiệt sơ bộ E-1007, và được sử dụng làm lưu chất đẩy trong bơmphun cacbamat J-1001, tại đây cacbamat từ bình tách cacbamat V-1001 được đẩy

lên áp suất tổng hợp

Hỗn hợp lỏng amoniac và cacbamat đi vào đáy tháp tổng hợp urê, ở đâyhỗn

hợp này sẽ phản ứng với dòng CO2 nạp liệu CO2 từ xưởng amoniac ở áp suất0.18 bar và nhiệt độ 45oC đi vào máy nén PK-1001 và được nén đến áp suất 157

bar

Một lượng nhỏ không khí được đưa vào dòng CO2 ở đầu vào máy nén

PK-1001 để thụ động hóa các bề mặt thép không rỉ của các thiết bị cao áp, do đóbảo

dưới dạng màng và chảy xuống đáy nhờ trọng lực Thực tế, đây là thiết bị traođổi

nhiệt vỏ ống thẳng đứng, với môi trường gia nhiệt ở phía vỏ, và đầu ống đượcthiết kế đặc biệt cho phép sự phân phối đồng đều dung dịch urê Thực tế, mỗiống có một đầu phân phối kiểu lồng (ferrule) được thiết kế để phân phối đềudòng lỏng xung quanh thành ống dưới dạng màng Các lỗ của đầu phân phối hoạt

động như các đĩa; đường kính của các lỗ và đầu phân phối sẽ điều khiển lưulượng Khi màng lỏng chảy, nó được gia nhiệt và sự phân hủy cacbamat và

bayhơi bề mặt xảy ra Hàm lượng CO2 trong dung dịch giảm do stripping NH3 khi

Ngưng tụ khí quá trình ở áp suất cao (khoảng 144 bar) cho phép tạo ra hơi

bão hòa 4.9 bar ở phía vỏ của thiết bị ngưng tụ cacbamat thứ nhất E-1005A

và hơi3.4 bar ở phía vỏ của thiết bị ngưng tụ cacbamat thứ hai E-1005B

Từ đỉnh của bình tách cacbamat V-1001, khí không ngưng bao gồm khí trơ

(không khí thụ động, khí trơ trong dòng CO2 từ giao diện) chứa một lượng nhỏ

NH3 và CO2 được đưa trực tiếp vào đáy thiết bị phân hủy trung áp E-1002

2.2.2 Tinh chế urê và thu hồi NH 3 , CO 2 trung và thấp áp

Làm sạch urê và thu hồi khí xảy ra trong 2 giai đoạn ở áp suất giảm nhưsau:

 Giai đoạn 1 ở áp suất 19.5 bar;

 Giai đoạn 2 ở áp suất 4 bar

Các thiết bị trao đổi nhiệt trong đó xảy ra quá trình làm sạch urê được gọi là

các thiết bị phân hủy bởi vì trong các thiết bị này xảy ra sự phân hủy cacbamat

 Giai đoạn làm sạch và thu hồi thứ nhất ở áp suất 19.5 bar

Tham khảo bản vẽ “M.P Decompostion and recovery section (2200

MTPD)_Phụ lục”

Dung dịch, với hàm lượng CO2 thấp, từ đáy thiết bị stripper E-1001, đượcgiãn nở tới áp suất 19.5 bar và đi vào phần trên thiết bị phân hủy trung áp Thiết bị

này được chia thành 3 phần chính:

Thiết bị phân hủy

kiểu màng trong ống E-1002A/B, ở đây cacbonat đượcphân hủy và nhiệt được cung cấp nhờ ngưng tụ hơi 4.9 bar (ở phía vỏcủa phần trên E-1002A) và làm lạnh trực tiếp nước ngưng hơi từ bìnhtách nước ngưng hơi cho stripper V-1009, ở áp suất khoảng 22 bar (ở phía

vỏ của phần dưới E-1002B)

- Bình chứa dung dịch urê Z-1002, bình này tập trung dung dịch urê đã làm

sạch giai đoạn 1 có nồng độ 60-63% khối lượng

Khí giàu NH3 và CO2 ra khỏi bình tách đỉnh V-1002 được đưa vào phía vỏcủa thiết bị cô đặc chân không sơ bộ E-1004, ở đó khí được hấp thụ riêng phần

trong dung dịch cacbonat đến từ cụm thu hồi 4 bar

Tổng nhiệt tạo thành từ phía vỏ, do ngưng tụ/hấp thụ/phản ứng của cácchất, được dùng để bốc hơi dung dịch urê đến từ giai đoạn làm sạch thứ hai đến

nồng độ 84-86% khối lượng, do đó cho phép tiết kiệm đáng kể hơi thấp áp ở giai

đoạn cô đặc chân không thứ nhất

Từ phía vỏ của thiết bị cô đặc chân không sơ bộ E-1004, pha hỗn hợp được

đưa vào thiết bị ngưng tụ trung áp E-1006, tại đây CO2 được hấp thụ gần nhưhoàn toàn và nhiệt ngưng tụ/phản ứng được lấy đi nhờ nước làm mát từ thiết bị

ngưng tụ amoniac E-1009

Từ E-1006 pha hỗn hợp chảy vào tháp hấp thụ trung áp T-1001, ở đây pha

khí tách ra sẽ đi vào bộ phận tinh chế Đây là tháp hấp thụ kiểu đĩa mũ chóp và