báo cáo thực tập: Tổng quan nhà máy đạm cà mau

LỜI MỞ ĐẦU1CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY2I. Quá trình hình thành2II. Quy mô nhà máy32.1 Các phân xưởng công nghệ trong nhà máy32.2 Các cụm công nghệ và thiết bị chính trong các phân xưởng32.2.1 Phân xưởng Ammonia32.2.2 Phân xưởng Urea32.2.3 Phân xưởng tạo hạt32.2.4 Phân xưởng phụ trợ3III. Mô tả sơ lược về công nghệ các phân xưởng AMONIAC43.1 Miêu tả công nghệ Nhà máy ammonia43.1.1.Các bước của quá trình sản xuất ammonia53.2 Mô tả công nghệ các phân xưởng53.2.1 Khử lưu huỳnh53.2.2 Công đoạn reforming8Mô tả công nghệ tổng quát83.2.3 Chuyển hoá CO113.2.4. Công đoạn tách CO2123.2.5 Công đoạn metan hoá14CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU VỀ THÁP TÁCH CO17I. TỔNG QUAN PHÂN XƯỠNG CO171.1. Giới thiệu chung171.2. Yêu cầu nguyên liệu và sản phẩm181.2.1 Nguyên liệu.181.2.2 Sản phẩm của phân xưởng CO18II. Phản ứng hóa học212.1. Phương trình phản ứng và thông số kỹ thuật của quá trình.212.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ21III. Xúc tác của quá trinh233.1 Xúc tác của HTS.233.2. Xúc tác trong thiết bị HTS:24IV. Sơ đồ công nghệ:254.1. Thuyết minh sơ đồ25VI. Các yếu tố ảnh hưởng đế quá trình.266.1 Các chất gây ngộ độc.266.2. Tăng chênh áp.26VII. Hình thành sắt cacbide27CHƯƠNG 3: AN TOÀN LAO ĐỘNG28I. Những điểm chú ý chung.28II. Quy trình an toàn cho quá trình vận hành và bảo dưỡng.282.1 Chung28III. Thiết bị bảo vệ cá nhân.293.1. Bảo vệ hô hấp293.2. Bảo vệ thân thể30IV. Phòng và chống cháy304.1 Ngăn ngừa304.2. Cứa hỏa31CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN33

M c l c ục lục ục lục

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 2

I Quá trình hình thành 2

II Quy mô nhà máy 3

2.1 Các phân xưởng công nghệ trong nhà máy 3

2.2 Các cụm công nghệ và thiết bị chính trong các phân xưởng 3

2.2.1 Phân xưởng Ammonia 3

2.2.2 Phân xưởng Urea 3

2.2.3 Phân xưởng tạo hạt 3

2.2.4 Phân xưởng phụ trợ 3

III Mô tả sơ lược về công nghệ các phân xưởng AMONIAC 4

3.1 Miêu tả công nghệ Nhà máy ammonia 4

3.1.1.Các bước của quá trình sản xuất ammonia 5

3.2 Mô tả công nghệ các phân xưởng 5

3.2.1 Khử lưu huỳnh 5

3.2.2 Công đoạn reforming 8

Mô tả công nghệ tổng quát 8

3.2.3 Chuyển hoá CO 11

3.2.4 Công đoạn tách CO2 12

3.2.5 Công đoạn metan hoá 14

CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU VỀ THÁP TÁCH CO 17

I TỔNG QUAN PHÂN XƯỠNG CO 17

1.1 Giới thiệu chung 17

1.2 Yêu cầu nguyên liệu và sản phẩm 18

1.2.1 Nguyên liệu 18

1.2.2 Sản phẩm của phân xưởng CO 18

II Phản ứng hóa học 21

2.1 Phương trình phản ứng và thông số kỹ thuật của quá trình 21

2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ 21

III Xúc tác của quá trinh 23

3.1 Xúc tác của HTS 23

3.2 Xúc tác trong thiết bị HTS: 24

IV Sơ đồ công nghệ: 25

4.1 Thuyết minh sơ đồ 25

VI Các yếu tố ảnh hưởng đế quá trình 26

6.1 Các chất gây ngộ độc 26

6.2 Tăng chênh áp 26

VII Hình thành sắt cacbide 27

CHƯƠNG 3: AN TOÀN LAO ĐỘNG 28

I Những điểm chú ý chung 28

II Quy trình an toàn cho quá trình vận hành và bảo dưỡng 28

2.1 Chung 28

III Thiết bị bảo vệ cá nhân 29

3.1 Bảo vệ hô hấp 29

3.2 Bảo vệ thân thể 30

IV Phòng và chống cháy 30

4.1 Ngăn ngừa 30

4.2 Cứa hỏa 31

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 33

LỜI MỞ ĐẦU

Trong hơn một tháng đi thực tế tại nhà máy Đạm Cà Mau thuộc Công ty TNHHMTV Phân Bón Dầu Khí Cà Mau, nhóm sinh viên chúng tôi đã được các kỹ sư củaphòng công nghệ trực tiếp cung cấp tài liệu và hướng dẫn tìm hiểu về phân xưởng urea

là một trong ba phân xưởng chính của nhà máy

Mục đích và nhiệm vụ mà chúng tôi được giao khi đi thực tế tại nhà máy là hiểuđược các quy trình để tạo ra sản phẩm phân đạm hạt đục, tìm hiểu được ảnh hưởng củacác thông số vật lý ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm thông qua các buổi thảoluận cùng với các kỹ sư thuộc phòng công nghệ và thông qua những buổi kiểm tra củacác kỹ sư với nhóm sinh viên thực tập chúng tôi Ngoài ra, chúng tôi được yêu cầuphải đọc được sơ đồ PFD nhà máy giao, kết hợp với việc đi thực tế ngoài phân xưởng

để biết được vị trí của các dòng công nghệ chính của phân xưởng

Bài báo cáo của chúng tôi bắt đầu bằng việc mô tả sơ lược toàn bộ nhà máy, sau

đó đi sâu vào tìm hiểu phân xưởng urea, bao gồm: Các thông số đầu vào và ra củaphân xưởng, các cụm công nghệ chính và quy trình hoạt động của các cụm đó Kếtthúc báo cáo là những kết luận của nhóm sinh viên chúng tôi sau hơn một tháng đithực tế, những thành quả chúng tôi đã đạt được và những khuyết điểm cần phải khắcphục trong những lần đi thực tế sau này hay trong công việc trong tương tai

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY

I Quá trình hình thành

Công ty TNHH MTV Phân Bón Dầu Khí Cà Mau trực thuộc Tập Đoàn Dầu KhíViệt Nam sở hữu 100% vốn được thành lập ngày 09/03/2011 để quản lý và vận hànhnhà máy Đạm Cà Mau nằm trong khu công nghiệp cụm Khí Điện Đạm Cà Mau, thuộc

xã Khánh An, huyện U Minh, tỉnh Cà Mau Ngành nghề kinh doanh chủ yếu là sảnxuất phân bón và hợp chất nitơ bao gồm: sản xuất, kinh doanh, tàng trữ, vận chuyển,phân phối và xuất nhập khẩu phân bón, hóa chất dầu khí

Hình 1: Mô hình nhà máy Đạm Cà Mau

- Nhà máy Đạm Cà Mau được khởi công xây dựng vào tháng 7 năm 2008 và đãhoàn thành vào tháng 02/2012, cơ bản đáp ứng đủ nhu cầu phân đạm khu vực 13 tỉnhđồng bằng sông Cửu Long

- Tổng mức đầu tư: 900 triệu USD

- Công suất 800.000 tấn Urea/năm

- Nguồn khí nguyên liệu được mua từ lô PM3 – CAA, mỏ cái nước thuộc vùngbiển Tây Nam Việt Nam Giá khí năm 2012 là 6.43 USD/MMBTU

- Sản xuất phân đạm hạt đục có chất lượng cao theo công nghệ hiện đại nhất từcác nước Đan Mạch, Ý, Nhật Bản và các thiết bị dây chuyền sản xuất hoàn toàn nhậpkhẩu từ các nước tiên tiến của EU và G7

- Chất lượng sản phẩm đáp ứng theo tiêu chuẩn Việt Nam và Quốc tế

II Quy mô nhà máy

2.1 Các phân xưởng công nghệ trong nhà máy

- Nhà máy Đạm Cà Mau bao gồm 3 phân xưởng công nghệ:

- Phân xưởng Ammonia

- Phân xưởng Urea và phân xưởng tạo hạt

- Phân xưởng phụ trợ

2.2 Các cụm công nghệ và thiết bị chính trong các phân xưởng

2.2.1 Phân xưởng Ammonia

- Thiết bị khử lưu huỳnh của khí nguyên liệu

- Các thiết bị reforming sơ cấp, thứ cấp và các nồi hơi thu hồi nhiệt

- Các thiết bị chuyển hóa CO ở nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp

- Thiết bị tách CO2

- Thiết bị Methan hóa

- Thiết bị tổng hợp Ammonia

- Các thiết bị làm lạnh ngưng tụ

2.2.2 Phân xưởng Urea

- Cụm máy nén CO2 và các bơm cao áp

- Cụm tổng hợp và phân hủy cao áp

- Cụm phân hủy trung áp

- Cụm phân hủy thấp áp và tiền cô đặc chân không

- Cụm cô đặc chân không

- Cụm xử lý nước ngưng công nghệ

- Cụm thu hồi nước ngưng

2.2.3 Phân xưởng tạo hạt

- Hệ thông nước thô – nước sinh hoạt – nước khử khoáng

- Nước hàng rào

- Hệ thống nước làm mát

- Hệ thống khí nén – khí điều khiển – nitơ

- Hệ thống phân phối khí tự nhiên

- Hệ thống tồn chứa Ammonia

- Hệ thống xử lý nước thải nhiễm Ammonia

- Hệ thống xử lý nước thải nhiễm dầu

- Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt

- Hệ thống đuốc đốt

III Mô tả sơ lược về công nghệ các phân xưởng AMONIAC

3.1 Miêu tả công nghệ Nhà máy ammonia

- Trong nhà máy, ammonia được sản xuất từ khí tổng hợp chứa hydro và nitơvới tỉ lệ xấp xỉ 3/1

- Bên cạnh các hợp chất trên, khí tổng hợp còn chứa một lượng khí trơ như Ar

và CH4 ở một giới hạn nào đó

- Nguồn cung cấp H2 là nước demi và khí hydrocarbon trong khí tựnhiên.Nguồn cung cấp N2 là không khí.Bên cạnh ammonia, nhà máy còn sản suất

CO2, nguồn cung cấp CO2 là từ các hydrocarbon trong khí tự nhiên

Hoạt động của nhà máy ammonia được minh họa như hình dưới đây:

Hình 2: Sơ đồ khối xưởng amoniac

Miêu tả tóm tắt công nghệ các công đoạn

- Các công đoạn cần thiết để sản xuất ammonia từ các nguồn nguyên liệu đãđược đề cập:

XƯỞNG AMMONIA

Hơi nướcKhí tự nhiên

Cabon dioxit CO2

NướcKhông khí Điện

 Nguồn khí tự nhiênnguyên liệu được khử lưu huỳnh trong cụm khử lưuhuỳnhtới hàm lượng phần triệu.

 Khí nguyên liệu đã được khử lưu huỳnh thực hiện phản ứng Reformingvới hơi nước và không khí tạo thành khí công nghệ Thành phần khí công nghệ chủyếu các khí như: H2, N2, CO, CO2 và hơi nước

 Trong công đoạn làm sạch khí, CO được chuyển hóa thành CO2 Sau đó

CO2được tách ra khỏi khí công nghệ tại cụm tách CO2

 CO và CO2 còn lại trong khí đầu ra cụm tách CO2 được chuyển hóathành CH4 trong thiết bị methan hóa bằng phản ứng với H2 trước khi khí tổng hợp

đi vào cụm tổng hợp ammonia

 Khí tổng hợp được nén sau đóđược đưa vào tháp tổng hợp ammonia, tạiđây xảy ra phản ứng tổng hợp ammonia.Để giới hạn Sự tích tụ Ar và CH4 trongvòng tổng hợp, một dòng khí nhỏ được trích ra.Sản phẩm Ammonia lỏng đượcgiảm áp giải phóng khí trơ, và các khí hòa tan

3.1.1.Các bước của quá trình sản xuất ammonia

Hình 3: sơ đồ khối các phân đọa trong xưởng amoniac

1 Công suất của xưởng ammonia là 1350 tấn NH3/ ngày và 1790 tấn CO2/ngày

Xưởng ammonia có thể được vận hành và xuất ammonia theo hai cách:

 Cách 1: Ammonia sản phẩm đi sang xưởng sản xuất urea ở nhiệt độ 25oC ápsuất 2.45 MPag

 Cách 2: Ammonia sản phẩm đi về bồn chứa Ammonia ở nhiệt độ - 32oC ápsuất 0.5 MPag

3.2 Mô tả công nghệ các phân xưởng

3.2.1 Khử lưu huỳnh

Mô tả công nghệ tổng quát

- Khí nguyên liệu NG chứa 15ppm về thể tích các hợp chất lưu huỳnh Nguồn khínguyên liệu dự phòng (back-up gas) có thể chứa tới 55 ppm Do xúc tác reforming sơcấp và chuyển hóa CO ở nhiệt độ thấp rất nhạy cảm với S, nên dòng NGphải được khử

S trước khi vào Reforming sơ cấp

- Do khí nguyên liệu chứa lưu huỳnh ở 2 dạng H2S (Vô cơ) và lưu huỳnh hữu cơnên công đoạn khử lưu huỳnh được thực hiện theohai bước Các hợp chất lưu huỳnhhữu cơ được chuyển thành H2S trong thiết bị hydro hóa (R04201), sau đó H2S đượchấp thụ trong tháp hấp thụ R04202A/B Sau công đoạn khử lưu huỳnh hàm lượng Strong khí nguyên liệu đạt < 0.05ppm

Hydro hoá

- Xúc tác thứ nhất trong Cụm khử lưu huỳnh là Coban-Molypden, Topsoe

TK-250 được dùng cho phản ứng hydro hoá

- Các phản ứng xảy ra như sau:

- Xúc tác hydro hóa không được tiếp xúc với hydrocarbon mà không có mặt của

H2 - Hậu quả có thể là độ chuyển hóa lưu huỳnh hữu cơ giảm, dẫn đến dò rỉ S tới cụmReforming cao

- Trong trường hợp có sự hiện diện của CO và CO2 trong thành phần khí tự nhiênvào R04201, sẽ xảy ra các phản ứng sau:

- Vì thế, sự hiện diện của CO, CO2 và H2O ảnh hưởng đến hàm lượng lưu huỳnh

dư trong dòng khí công nghệ đi ra khỏi các cụm khử lưu huỳnh

- Khi cung cấp Xúc tác TK-250 đã bị oxi hóa và được họat hóa lại khisulphidehoá.Ở trạng thái sulphide hoá,chất xúc tác có thể tự bốc cháy do đó nó không đượcphép tiếp xúc với không khí tại nhiệt độ lớn hơn 70oC

H2S (hydro sulphide)và COS (cacbonyl sulphide) theo các phản ứng thuận nghịch sauđây:

- Chất xúc tác không phản ứng với oxy hoặc hydro tại bất cứ nhiệt độ nào

- Kẽm sulphide không có tính tự bốc cháy nên không có yêu cầu đặc biệt khi tháo

dỡ xúc tác

- Hơi nước công nghệ không nên Tối đa để đi vào trong R04202A/B, ZnO sẽ bịhydrat hóa và nó không thể tái sinh trở lại ZnO trong thiết bị phản ứng

Hình 4: sơ đồ khối cụm H2S

3.2.2 Công đoạn reforming

Mô tả công nghệ tổng quát

Hình 5: sơ đồ cụm Refoming

- Trong cụm reforming, khí đã khử lưu huỳnh được chuyển hóa thành khí tổnghợp nhờ quá trình reforming xúc tác hỗn hợp khí NG, với hơi nước và không khí.Quá trình reforming hơi nước có thể được mô tả theo các phản ứng sau đây:

- Nhiệt phát ra từ phản ứng (3) rất nhỏ so với nhiệt cần cấp cho phản ứng (1) và(2)

- Phản ứng xảy ra theo hai bước, reforming sơ cấp và reforming thứ cấp như được

mô tả dưới đây

Sự hình thành Carbon

- Trong quá trình vận hành, Sự hình thành cacbon xảy ra phía ngoài hoặc phíatrong mao quản của xúc tác Cacbon nằm phía ngoài xúc tác sẽ làm tăng tổn thất ápsuất qua lớp xúc tác, Cacbon nằm phía trong các mao quản sẽ làm giảm hoạt tính và

- Quá trình đưa không khí vào R04203 đồng thời cũng cung cấp N2 cho quá trìnhtổng hợp ammonia Tỉ lệ H2/N2 trong khí tổng hợp được duy trì gần bằng 3, lượngkhông khí được giữ cố định Nói chung, việc điều chỉnh công suất ở reforming sơ cấp

để điều chỉnh phản ứng reforming và hàm lượng metan ra khỏi reforming sơ cấp(R04203)

Áp xuất vận hành

-Do metan là một khí trơ trong vòng tổng hợp, nên hàm lượng metan trong khítổng hợp được mong muốn giảm tới mức thấp nhất có thể để giữ lượng khí trơ trongvòng tổng hợp là thấp Hàm lượng metan được khống chế bởi cân bằng của phản ứngreforming (2), nhiệt độ tại đầu ra và hoạt tính xúc tác.Theo phản ứng (2), hàm lượngmetan thấp hơn có thể đạt được bằng cách tăng nhiệt độ, giảm áp suất hoặc tăng hơinước Mặt khác, áp suất reforming cao lại được xem xét nhằm tiết kiệm năng lượngcho quá trình nén tiếp theo Áp suất đầu vào reforming khoảng 35 barg là giá trị hợp lýcho bài toán kinh tế

- Để đảm bảo cháy hoàn toàn nhiên liệu, các đầu đốt được vận hành với lượngkhông khí dư là 10%, tương ứng với 2% oxi dư trong khói thải

- Hydrocarbon trong nguyên liệu tới reforming sơ cấp được chuyển hóa thành H2

và oxit carbon Khí đi ra từ reforming sơ cấp chứa xấp xỉ 14% metan, nhiệt độ đầu ra

là 783oC

- Reforming sơ cấp có tổng cộng 150 ống xúc tác được lắp trong hai buồng bức

xạ Phần trên cùng của ống được nạp xúc tác RK-211 và RK-201, phần đáy của ốngđược nạp xúc tác R-67-7H

- Xúc tác đã được khử bền trong không khí tới nhiệt độ 80oC nếu tiếp xúc vớikhông khí ở nhiệt độ cao hơn xúc tác sẽ bị oxy hóa Tuy nhiên nhiệt độ không gây tácđộng xấu đến xúc tác

Refomer thứ cấp

Hình 6: Refoming thứ cấp

- Trong thiết bị reforming sơ cấp, khí công nghệ được trộn với không khí đã đượcgia nhiệt Mọt phần, quá trình cháy diễn ra đỉnh của R04203 tạo ra sự tăng nhiệt độlớn - Từ buồng đốt khí công nghệ đi xuống tầng xúc tác tại đây xảy ra phản ứngreforming

- Nhiệt độ khí công nghệ rời khỏi R04203 khoảng 953oC và hàm lượng metan là0.6 % mole (khí khô)

- Khí rời khỏi R04203 chứa khoảng 13.7% mol CO và 8.5% mol CO2 vì vậy tồntại khả năng tạo carbon do phản ứng boudouard

- Nhiệt độ thấp nhất cho phản ứng trên là 650oC, tốc độ phản ứng xảy ra rất chậm

ở nhiệt độ thấp

- Quá trình làm nguội khí công nghệ được tiến hành trong nồi hơi nhiệt thừaE04208 và thiết bị quá nhiệt cho hơi nước E04209, tại đây hơi nước được sinh ra.

- Thiết bị reforming thứ cấp được nạp với các xúc tác như sau: lớp RSK2 ở trên,lớp xúc tác chính RSK2-7H ở giữa và lớp RSK2 ở đáy

- Các lớp xúc tác nằm trên hai lớp bi nhôm oxit có kích cỡ khác nhau và lớp gạchnhôm oxit tại đỉnh nhằm giữ xúc tác và bảo vệ xúc tác khỏi tiếp xúc với ngọn lửa

- Quá trình cháy giữa không khí với khí công nghệ tại đỉnh của R04203 dẫn tớinhiệt độ dòng khí tại khu vực đỉnh R04203 tăng lên 1100-1200oC Do phản ứngreforming của metan hấp thụ nhiệt nên nhiệt độ dòng khí giảm dần qua lớp xúc tác

- Xúc tác bắt đầu phân rã ở nhiệt độ 1400-1500oC

- Xúc tác đã được hoạt hóa không được phép tiếp xúc với không khí ở điều kiệnnhiệt độ cao hơn 100oC Vì nó sẽ gây tăng nhiệt tức thời Khi nhiệt oxy hóa khôngđược phát tán khỏi reforming thứ cấp, nó có thể gây quá nhiệt và phá hủy xúc tác

3.2.3 Chuyển hoá CO

Mô tả công nghẹ tổng quát

Hình 7: sơ đồ cum chuyển hóa CO

- CO (Cacbon monoxit) trong khí công nghệ ra khỏi cụm reforming được chuyểnhoá thành CO2 (cacbon dioxit) và hydro theo phản ứng chuyển hoá CO trong R04204 vàR04205

CO + H2O CO2+ H2 + Q

- Cân bằng của phản ứng dịch chuyển về phía tạo thành CO2 khi ở nhiệt độ thấp

và có nhiều hơi nước hơn Tuy nhiên, tốc độ phản ứng sẽ tăng nếu nhiệt độ tăng Nhiệt

độ tối ưu cho phản ứng chuyển hoá phụ thuộc vào hoạt tính của chất xúc tác và thànhphần khí.5

- Quá trình chuyển hóa được tiến hành trong 2 thiết bị R04204 và R04205 với quátrình làm nguội khí sau mỗi thiết bị

3.2.4 Công đoạn tách CO 2

Mô tả công nghệ tổng quát

- Hệ thống tách CO2 được dựa trên quá trình MDEA hoạt hoá hai cấp (công nghệcủa BASF) Dung môi được dùng cho quá trình hấp thụ CO2 là MDEA Hệ thống côngnghệ chính bao gồm một tháp hấp thụ CO2 hai cấp, một tháp tách CO2và hai bình táchflash

- CO2 được tách khỏi khí công nghệ bởi sự hấp thụ trong dung dịch MDEA40%.Dung dịch MDEA chứa một chất hoạt hóa, chất này sẽ tăng tốc độ truyền khối CO2 từpha khí sang pha lỏng, phần còn lại của dung dịch là nước Các phản ứng trong quátrình hấp thụ CO2 được miêu tả như sau:

70oC

- Trong tháp hấp thụ CO2 (C04302), CO2 được tách ra khỏi dòng khí bằng hấpthụ ngược dòng trong hai cấp Ở phần dưới của tháp hấp thụ, dung dịch bán nghèo táisinh được dùng để hấp thụ phần lớn CO2 Trong phần trên của tháp này, dung dịchnghèo tái sinh được dùng để tách CO2 còn lại Tại đầu ra của tháp hấp thụ, hàm lượng

CO2 trong khí sẽ giảm xuống thấp hơn 500 ppm (khí khô).

- Dung dịch thuần đi vào tháp hấp thụ tại nhiệt độ 50oC, dịch bán thuần 70oC vàđược gia nhiệt đến khoảng 84oC bởi các phản ứng hấp thụ toả nhiệt Diện tích tiếp xúclớn giữa khí và chất lỏng được tạo bởi các Đệm 2” IMTP SS ở phần thân tháp (dungdịch bán nghèo) và bởi vòng vật liệu packing 1” IMTP SS ở phần trên tháp (dung dịchnghèo) Để ngăn chặn sự thất thoát dung dịch hấp thụ và chất hoạt hóa cuốn theo khícông nghệ, đỉnh tháp có ba đĩa dạng nắp (bubble cap tray), và một dòng nước ngưngcông nghệ với lưu lượng 700-800 kg/h được dẫn vào, dòng nước này lấy từ tháp sử lýnước ngưng công nghệ C04701

- Dung dịch giàu CO2 ra khỏi tháp hấp thụ CO2 được giảm áp qua một tuốc binthuỷ lực BT04301, tuốc bin này kéo một trong những bơm dịch bán thuần (bơmP04301A), do vậy, giảm mức tiêu thụ năng lượng một cách đáng kể Tách và tái sinhdung dịch giàu CO2 được thực hiện trong hai cấp để đạt được độ tinh khiết cao của sảnphẩm CO2 Trong bình tách cao áp S04302, hầu hết các thành phần trơ hoà tan đượcgiải phóng tại áp suất khoảng 0,54 Mpag Dung dịch giàu CO2 tiếp tục đến bình táchthấp áp S04301, tại đây hầu hết CO2 được giải phóng khỏi dung dịch tại áp suất 0,074Mpag Cả hai bình tách được nạp Đệm dạng vòng 2” SS pall

- CO2 thoát ra khỏi bình tách thấp áp chứa đầy hơi nước bão hoà tại nhiệt độkhoảng 73oC Hỗn hợp này được làm lạnh xuống 45oC ở thiết bị trao đổi nhiệt E04306,

và nước ngưng tụ được tách ra khỏi dòng khí CO2 thành phẩm trong bìnhK.O(S04303) CO2 thành phẩm rời khỏi S04303 được đưa sang phân xưỡng urea ở ápsuất 0,06 MPag

- Dung dịch ra từ đáy của bình tách thấp áp được chia thành hai dòng Phần lớndung dịch bán thuần được bơm chia dòng P04301 đưa tới thân tháp hấp thụ Phần cònlại được chuyển đến tháp stripper để tách CO2 bằng bơm chia dòng P04303A/B Trướckhi đi vào tháp stripper, dung dịch bán thuần được gia nhiệt bằng dịch thuần ra từ đáytháp strippertại trao đổi nhiệt E04301

- Trong tháp stripper CO2 (C04301), CO2 được tách bằng nhiệt, lượng nhiệt cấpcho nồi đun tháp stripperđược lấy từ dòng khí công nghệ C04301 được nạp vòng đệm2” SS

- Nhiệt độ CO2 bão hoà hơi nước ra khỏi đỉnh tháp giải hấp ở khoảng 98oC sẽ đi

qua bình tách thấp áp Hơi nước ngưng tụ sẽ làm tăng nhiệt độ trong bình tách thấp áp,kết quả là bình tách thấp áp làm việc tốt hơn.

- Trước khi được bơm đến đỉnh tháp hấp thụ bằng bơm dung dịch thuầnP04302A/B, dung dịch thuần từ đáy của tháp stripper được làm nguội đến 50oC nhờtrao đổi nhiệt E04301, bộ hâm nóng nước mềm E04304 và bộ làm nguội dung dịchnghèo E04303

Khí nhả ra từ bình tách cao áp được đưa đến hệ thống khí nhiên liệu reforming

 Các bơm dung dịch bán thuần

- Như đã mô tả ở trên, hầu hết CO2 được tách ra khỏi khí công nghệ nhờ quá trìnhhấp thụ vàodung dịch bán thuần Trong vận hành bình thường, lưu lượng dịch bánthuần khoảng 2100 tấn/giờ Các bơm dịch bán thuần P04301A/B được truyền độngbởi những thiết bị sau:

- P04301A truyền động bởi tuốc bin thuỷ lực (PT04301)và môtơ điện MP0430A

- P04301B truyền động bởi môtơ điện MP04301B

- Tuốc bin thuỷ lực PT04301 thu hồi năng lượng nhờ sự giảm áp suất của dungdịch giàu Các bơm được lắp đặt song song với nhau

3.2.5 Công đoạn metan hoá

Mô tả công nghệ tổng quát

- Bước chuẩn bị khí cuối cùng trước khi vào tháp tổng hợp là công đoạn metanhoá, đây là quá trình mà các cacbon oxit dư sẽ được chuyển hoá thành metan Metanđóng vai trò như một khí trơ trongchu trình tổng hợp ammonia Ngược lại, các hợpchất chứa oxy như cacbon oxit (CO và CO2) gây ngộ độc đối với xúc tác tổng hợp

- Khoảng nhiệt độ khuyến cáo 280-450oC, tuy nhiên, các điều kiện cân bằng làhoàn toàn có lợi đến mức hoạt tính xúc tác trên thực tế chỉ là một nhân tố xác địnhhiệu suất của quá trình metan hoá Hoạt tính của chất xúc tác tăng khi tăng nhiệt độ,nhưng tuổi thọ của chất xúc tác lại giảm đi.

Miêu tả công nghệ.

Nhiệt độ đầu vào của bình metan hoá R04301 được thiết kế là 300oC tại lúc khởiđộng Khí ra khỏi tháp hấp thụ CO2 (C04302) được gia nhiệt tới nhiệt độ trên khi điqua các bộ trao đổi nhiệt E04311 và E04211

Trong vận hành bình thường, nhiệt độ tăng qua lớp xúc tác cần nằm trong khoảng

25oC, tương ứng với nhiệt độ đầu ra khoảng 325oC Bộ trao đổi nhiệt khí-khí E04311làm lạnh khí đã được làm sạch đến khoảng 74oC Khí sau đó được dẫn đến bộ làm lạnhcuối cùng E04312 và bình tách khí cuối cùng S04311, nơi mà nước ngưng tụ đượctách ra khỏi khí công nghệ

Khí đã được làm sạch chủ yếu chứa N2, H2 với một tỉ lệ khí trơ như Ar và

CH4khoảng 1,5% mol Tỉ lệ H2/N2 trong khí tổng hợp sẽ là 3/1

Thiết bị metan hoá.

Bình metan hoá R04301 có một lớp xúc tác loại PK-7R Chất xúc tác PK-7R làloại xúc tác niken chứa khoảng 27% niken

Phản ứng metan hóa bắt đầu ở nhiệt độ bên dưới 280oC và dẫn đến tăng nhiệt độtrong lớp xúc tác Nhiệt độ tăng phụ thuộc vào hàm lượng CO và CO2 trong khí côngnghệ

Nhiệt độ đầu vào cần được điều khiển để đảm bảo hàm lượng CO và CO2đủ thấptrong khí đầu ra, nhiệt độ đầu vào khoảng 300oC là tốt nhất tại thời điểm khởi động.Chất xúc tác metan hoá không được phép tiếp xúc với nhiệt độ lớn hơn 420oC trongmột khoảng thời gian dài

Chất xúc tác rất nhạy cảm với các hợp chất lưu huỳnh và clo Hơi nước không cóhydro sẽ oxy hoá chất xúc tác và do đó không được dùng trong quá trình gia nhiệt, làmlạnh hoặc làm sạch Hơn nữa, chất xúc tác không được phép tiếp xúc với hơi nướcngưng tụ, vì điều này có thể gây nên sự phân rã xúc tác

Hoạt tính xúc tác giảm có thể do nhưng nguyên nhân sau đây:

 Già cỗi do nhiệt