báo cáo thực tập tại công ty phân đạm hà bắc xưởng ure 1

Xưởng đo lường – tự động hóa:Là đơn vị sản xuất phụ trợ có nhiệm vụ quản lý và sửa chữa toàn bộ các thiết bị đo nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, dịch điện, nồng độ dùng trong quá trình khốn

LỜI NÓI ĐẦU

Việt Nam là một quốc gia có dân số đông, nguồn lao động dồi dào, trong nguồnlao động đó chiếm khoảng 80% dân số làm ngành sản xuất nông nghiệp, trong đósản xuất lương thực, thực phẩm là ngành đóng vai trò quan trọng hơn cả

Đối với ngành nông nghiệp Việt Nam phân bón luôn nằm trong số các mặt hàngquan trọng trong sản xuất, góp phần đảm bảo an ninh lương thực ổn định nền kinhtế.Hiện nay nước ta đang trong tình trạng thiếu phân bón và phải nhập khẩu.Chonên các công ty sản xuất phân bón dần dần được xây dựng và đưa vào hoạt động đểđáp ứng nhu cầu của nền nông nghiệp.Các công ty ra đời đòi hỏi nguồn nhân lựcrất lớn Trường Đại Học Công Nghiệp Việt Trì đã không ngừng phấn đấu đào tạonên đội ngũ học sinh, sinh viên có kiến thức chuyên sâu Để thực hiện mục tiêuhọc đi đôi với hành nhà trường đã liên hệ tạo điều kiện cho chúng em thực tập tạiCông Ty TNHH một thành viên Phân Đạm Hóa Chất Hà Bắc Trải qua hơn 50 nămhoạt động công ty Phân Đạm và Hóa Chất Hà Bắc không ngừng cải tiến và nângcấp dây chuyền để tăng năng suất và chất lượng sản phẩm Trong những năm 80sản lượng chỉ đạt 9980 tấn/ năm, thời gian gần đây đạt gần 20000 tấn/ năm đáp ứngnhu cầu của nên nông nghiệp

Sau thời gian thực tập tại xưởng Urê1 – Công Ty TNHH một thành viên PhânĐạm và Hóa Chất Hà Bắc, được sự giúp đỡ của các anh chị kĩ thuật viên, các cán

bộ công nhân viên chúng em đã được củng cố thêm lí thuyết đã học, tiếp thu đượcnhững kiến thức thực tế, học tập được tác phong công nghiệp và nhiều kiến thứcquý báu khác để phục vụ cho sau này

Em xin chân thành cảm ơn quý công ty và các thầy cô đã tạo điều kiện cho emđược thực tập tại xưởng Urê1 – Công Ty TNHH một thành viên Phân Đạm và Hóa

Chất Hà Bắc và cán bộ công nhân viên trong công ty đã tận tình hướng dẫn giúp

đỡ em trong quá trình thực tập.Trong bản báo cáo này em còn nhiều thiếu sót, emmong thầy cô và quý công ty góp ý để em hoàn thành tốt báo cáo

PHẦN I:

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY

I LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG TY

- Nhà máy Phân đạm Hà Bắc (Công ty TNHH một thành viên Phân Đạm vàHóa Chất Hà Bắc hiện nay) được Nhà nước Việt Nam phê chuẩn thiết kế xây dựngngày 20/07/1959

- Quý I năm 1960, bắt đầu khởi công xây dựng Nhà máy Phân Đạm Hà Bắc.Ngày 18/02/1961 đổ mẻ bê tông đầu tiên xây dựng công trình.Trong đó quá trìnhxây dựng, ngày 03/01/1963, Thủ tướng Chính Phủ lúc bấy giờ là đồng chí PhạmVăn Đồng đã về thăm công trình xây dựng

- Nhà máy Phân Đạm Hà Bắc được Nhà nước Trung Quốc giúp xây dựngbằng sự viện trợ không hoàn lại Toàn bộ máy móc thiết bị đều được chế tạo từTrung Quốc và được đưa sang phía Việt Nam

- Theo thiết kế ban đầu Nhà máy bao gồm ba khu vực chính:

+ Ngày 03/02/1965 khánh thành xưởng Nhiệt điện

+ Ngày 19/05/1965 phân xưởng Tạo khí đốt thử than thành công

+ Ngày 01/06/1965 xưởng Cơ khí đi vào sản xuất

Dự định ngày 02/09/1965 khánh thành Nhà máy chuẩn bị đưa vào sản xuất,xong do chiến tranh phá hoại của đế quốc Mỹ, ngày 20/08/1965, Chính phủ đã

quyết định ngừng sản xuất, chuyển xưởng Nhiệt điện thành Nhà máy Nhiệt điện(trực thuộc Sở Điện lực Hà Bắc) kiên cường bám trụ sản xuất điện Chuyển xưởng

Cơ khí thành Nhà máy Cơ khí sơ tán về Yên Thế tiếp tục sản xuất phục vụ kinh tế

và quốc phòng Thiết bị xưởng Hóa được tháo dỡ và sơ tán sang Trung Quốc.Ngày 01/03/1973 Thủ tướng Chính phủ quyết định khởi công phục hồi nhàmáy,trước đây sản xuất Nitrat Amon (NH4NO3) nay chuyển sang sản xuất Urê(NH2)2CO có chứa 46,6% Nitơ với công suất từ 6 – 6,5 vạn tấn NH3/ năm; 10 – 11vạn tấn Urê/ năm

Ngày 01/05/1975 Chính phủ quyết định hợp nhất Nhà máy Nhiệt điện, Nhà máy

Cơ khí, Xưởng Hóa thành Nhà máy Phân đạm Hà Bắc trực thuộc Tổng cục Hóachất

Tháng 06/1975 việc xây dựng và lắp máy cơ bản hoàn thành; đã tiến hành thửmáy đơn động, liên động và thử máy hóa công

Ngày 28/11/1975: Sản xuất thành công NH3 lỏng

Ngày 12/12/1975: Sản xuất bao đạm đầu tiên

Ngày 30/10/1977: Đồng chí Đỗ Mười, Phó Thủ tướng Chính Phủ cắt băngkhánh thành Nhà máy Phân Đạm Hà Bắc

Năm 1977: Chuyên gia Trung Quốc về nước và ta tự chạy máy

Trong những năm từ 1977 ÷ 1990 sản lượng Urê thấp, sản lượng thấp nhất lànăm 1981: 9.890 tấn Urê/năm

Tháng 10/1988, Nhà máy được đổi tên thành Xí nghiệp liên hiệp Phân đạm vàHóa Chất Hà Bắc theo quyết định số 445/HB – TCCB TLĐT ngày 07/10/1988 củaTổng cục Hóa chất với phương thức hạch toán kinh doanh XHCN theo cơ chế sảnxuất hàng hóa

Từ 1991 đến nay, cùng với việc tăng cường quản lý, XN đã nối lại quan hệvới Trung Quốc, cải tạo thiết bị công nghệ, sản lượng Urê tăng lên rõ rệt

Từ năm 1993 đến nay sản lượng Urê liên tục vượt công suất thiết kế banđầu

Ngày 10/02/1993 xí nghiệp liên hợp hóa chất Hà Bắc có quyết định đổi têncông ty phân đạm và hóa chất Hà Bắc theo quyết định số 73 CNNG – TC của bộtrưởng công nghiệp nặng về mặt sản xuất kinh doanh công ty chịu sự quản lý trựctiếp của công ty và hóa chất

Ngày 23/09/1993 chình phủ hai nước Việt Nam và Trung Quốc đã ký hợpđồng cải tạo kỹ thuật dây truyền sản xuất điện đạm nâng công suất phất điện lên30.000kw Sản xuất NH3 lên tới 9 vạn tấn/năm với tổng tiền vốn đầu từ gần 35triệu USD

Đến nay công việc cải tạo đang bước vào giai đoạn hoàn chỉnh đang làmcông tác chuẩn bị chạy máy khảo nghiệm đánh giá bàn giao Công ty Phân Đạm

và Hóa Chất Hà Bắc ngày một phát triển, dây chuyền máy móc hiện đại và đãnâng cao được chất lượng sản phẩm và ngày một khẳng định vị thế của mình trênthị trường quốc tế

Sản lượng Urê bình quân 5 năm ( 2010 - 2015) đạt được là 193305.94 (Tấn).Năm 1993 để phù hợp với thực tế đất nước, ngày 13/02/1993 XNLH Phân đạm

và Hóa chất Hà Bắc đổi tên thành Công ty Phân Đạm và Hóa Chất Hà Bắc theo quyếtđịnh số 73/CNNG – TCT Công ty trực thuộc Tổng Công ty Phân bón và Hóa chất cơbản (nay là Tổng Công ty Hóa chất Việt Nam) về mặt sản xuất – kinh doanh trựcthuộc Bộ Công Nghiệp nặng (nay là Bộ Công Nghiệp) về quản lí Nhà nước

Trong quá trình phát triển của Công ty, cơ cấu tổ chức quản lí luôn được điềuchỉnh phù hợp với yêu cầu của tổ chức sản xuất theo từng giai đoạn phát triểnchung của đất nước Hiện nay mô hình của công ty được tổ chức theo mô hình trựctuyến chức năng với cấp quản lí cao nhất là Giám đốc, giúp việc cho Giám đốc làcác Phó Giám đốc Các phó giám đốc có nhiệm vụ giúp việc cho Giám đốc điềuhành hoạt động sản xuất – kinh doanh trên các lĩnh vực do Giám đốc phân công vàthay thế điều hành hoạt động của Công ty khi Giám đốc đi vắng hoặc khi Giám đốcyêu cầu Các phòng ban tham mưu và các nhà máy, xưởng, phân xưởng trực thuộcCông ty thuộc cùng cấp quản lý Dưới nhà máy, xưởng có khối phòng ban nghiệp

vụ và các phân xưởng trực thuộc cùng cấp quản lý.Mô hình trực tuyến – chức năngmang nội dung là các đơn vị tham mưu không trực tiếp điều khiển các đơn vị sảnxuất mà chỉ làm nhiệm vụ tham mưu Giam đốc ra các quyết định điều hành, quản

lý Nói tóm lại,các đơn vị cấp dưới chỉ nhận lệnh từ một kênh duy nhất là Giámđốc

II.CHỨC NĂNG NHIỆM VỤ CỦA CÁC ĐƠN VỊ SẢN XUẤT.

1 Xưởng than:

Là đơn vị sản xuất phụ trợ nằm trong dây chuyển sản xuất urê có nhiệm vụtiếp nhận than , chuyển than từ cảng vào kho và cung cấp than cám cho xưởngĐiện và than cục cho xưởng Tạo khí

2 Xưởng nước:

Là đơn vị sản xuất phụ trợ nằm trong dây chuyển sản xuất urê có nhiệm vụcung cấp nước nguyên, nước công nghiệp, nước tuần hoàn, nước sinh hoạt và nướcmềm cho dây chuyền chính đồng thời có nhiệm vụ thải nước toàn công ty

Là đơn vị trong sản xuất dây chuyền ure có nhiệm vụ sản xuất NH3 và CO2

cho sản xuất urê

Là đơn vị phụ trợ có nhiệm vụ sửa chữa, kích cầu, tháo và lắp đặt các thiết bị

cơ khí, thực hiện gia công phụ tùng một số thiết bị cơ khí Xưởng được đặt dưới sựchỉ đạo của Phó Giám đốc sản xuất

9 Xưởng đo lường – tự động hóa:

Là đơn vị sản xuất phụ trợ có nhiệm vụ quản lý và sửa chữa toàn bộ các thiết

bị đo nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, dịch điện, nồng độ dùng trong quá trình khống

chế sản xuất, chế tạo và kiểm định một số thiết bị đo

Ngoài ra còn có các thiết bị sản xuất ngoài dây chuyền,có sản xuất và kinh doanhđộc lập một số sản phẩm khác

PHẦN II:

LƯU TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT URÊ

I CƠ SỞ LÝ THUYẾT TỔNG HỢP URÊ

Cơ sở của quá trình tổng hợp Urê:

Điều chế urê bằng cách cho phản ứng hóa học giữa NH3 và CO2 phươngtrình tổng quát sau

2NH3 + CO2 = (NH2)2CO + H2O + Q

Phản ứng trên diễn ra qua hai giai đoạn

Đầu tiên tạo thành cacbamat Amon

Theo phương pháp này có rất nhiều công nghệ sản xuất khác nhau:

+ Chu trình sản xuất không tuần hoàn NH3

+ Chu trình sản xuất bán tuần hoàn NH3

+ Chu trình sản xuất tuần hoàn toàn bộ hay còn gọi là phương pháp tuầnhoàn lỏng (trong công nghệ tuần hoàn lỏng toàn bộ có công nghệ Stripping CO2 vìcông nghệ này tỏ ra ưu việt hơn bởi lưu trình đơn giản, thiết bị chắc chắn đáng tincậy, định mức tiêu hao có thể giảm đến mức tối ưu nên xu hướng hiện nay cácnước hay dùng)

II NGUYÊN LIỆU DÙNG ĐỂ SẢN XUẤT URÊ

1 Amoniac.

Amoniac có điểm đặc biệt gọi là điểm ba ứng, với cân bằng của các pha rắn –lỏng – khí ở nhiệt độ 195,2 K và áp suất 445,58 mmHg Amoniac có ẩn nhiệt chảylỏng là 1352 Kcal/mol và ẩn nhiệt hóa hơi từ NH3 lỏng là 5997 cal/mol

Các thông số tới hạn của NH3 như sau:

Vì vậy muốn có NH3 lỏng phải nén khí NH3 tới áp suất cần thiết tùy theo nhiệt

độ nén để chuyển toàn bộ khối NH3 phục vụ cho tổng hợp ure về trạng thái lỏng

Về thành phần khó nguyên liệu cho quá trình tổng hợp NH3, dòng khí đa vàotháp bao gồm: khí nguyên liệu từ công đoạn chế tạo khí nguyên liệu đưa sang tỉ lệ

H2/N2 khoảng 3 – 3,5 và 0,5% khí trơ (CH4, Ar).Sản phẩm của quá trình tổng hợpsau khi đã tách phần lớn NH3 (bao gồm H2/N2, NH3 và khí trơ) gọi chung là khítuần hoàn

Do đó, yêu cầu NH3 lỏng có càng cao càng tốt, tối thiểu là 99,6%

Cân bằng các pha có điểm tới hạn của CO như sau:

Nhiệt độ tới hạn 405,56 K

Áp suất tới hạn 115,2 atThể tích tới hạn 0,00426 m3/kg

Nhiệt độ tới hạn 304,2 K

Áp suất tới hạn 73,834 Bar

Ở 216,53 K và 5,113at có nhiệt độ chảy lỏng của CO2 là 4,39Kcal/kg, còn nhiệthóa hơi từ CO2 lỏng là 129,53 Kcal/kg

Công đoạn tinh chế khí phục vụ cho sản xuất ure bao gồm các công đoạn sau:

3 Sơ đồ khối

III THUYẾT MINH LƯU TRÌNH.

Với đặc điểm công nghệ sản xuất Urê ở Công ty TNHH một thành viên PhânĐạm và Hóa Chất Hà Bắc đi từ khí hóa than nguyên liệu rắn, quá trình khí hóa ởkhâu tạo khí sử dụng nguyên liệu chính là than cục, hơi nước và không khí cũng lànguyên liệu để chế than khí ẩm Theo thiết kế, công nghệ dùng than cục cỡ hạt 50– 100mm để chế khí Hiện nay, dùng than cỡ hạt phổ biến là 25 ÷ 100 mm để tiếtkiệm hạ giá thành sản phẩm nay đã dùng than cục cỡ hạt 12÷ 25mm Bình quânmỗi ngày chạy máy bình thường tiêu tốn hết 500 ÷ 600 tấn than cục cho tạo khí và

800 tấn than cám cho Nhiệt điện sản xuất điện và hơi nước

Quá trình khí hóa than nguyên liệu như sau: Hơi nước 5at nhiệt 250°C đượccấp từ Nhà máy Nhiệt điện, không khí được cấp từ quạt không tới, đi qua tầngnóng đỏ (trong lò khí hóa) lò tạo khí ở nhiệt độ T ~ 1100°C thực hiện phản ứng,tạo thành hỗn hợp các khí CO, CO2, H2S, H2, N2, CH4 gọi là hỗn hợp khí than ẩm.Các phản ứng hóa học chủ yếu xảy ra là:

N2 là khí trơ vào hỗn hợp theo khí O2 của không khí

Mục đích của quá trình khí hóa than nhằm thu được H2 và N2 theo tỉ lệ H2/N2

= 3/1 làm nguyên liệu cho quá trình tổng hợp NH3.Vì thế hỗn hợp khí than ẩm cầnđược làm sạch bụi (nhờ công đoạn rửa và lọc bụi điện), cần được làn sạch các khígây bất lợi cho quá trình tổng hợp NH3 và urê (công đoạn tinh chế)

Công đoạn làm sạch khí H2S sử dụng dung dịch ADA – Atraquinon disunfuricacid (hiện nay dùng dung dịch tananh), có tính oxy hóa – khử mạnh hấp thụ khínày Sau đó là quá trình nhả hấp thụ, bột S được thu lại chế thành sản phẩm phụ là

Theo đường dẫn hỗn hợp khí vào đoạn I máy nén 6 đoạn để nâng áp.Ra đoạnIII máy nén, hỗn hợp khí có P = 20,5at vào công đoạn chuyển hóa CO thành CO2

nhờ hơi nước cao áp (P = 35at) trên xúc tác nhiệt độ thấp

Phản ứng của quá trình:

CO + H2O → CO2 + H2

Sau chuyển hóa phần lớn CO thành CO2 qua khử H2S trung áp, hỗn hợp khítiếp tục được đưa đến công đoạn khử CO2.Tại đây CO2 được hấp thụ bởi dung dịch

K2CO3 và MEA tính hoạt hoá cao Sau đó quá trình nhả hấp thụ diễn ra: Khí CO2

được thu hồi để dùng cho quá trình tổng hợp ure về sau, dung dịch MEA được táisinh và trở lại quá trình hấp thụ Đến đây hỗn hợp khí còn lại là: N2, H2 và mộtphần rất nhỏ CO, CO2, H2S được gọi là khí tinh chế

Quá trình tổng hợp NH3 đòi hỏi hàm lượng các chất gây ngộ độc xúc tác (CO,

CO2, H2S ) là rất nhỏ.Công đoạn rửa đồng và rửa kiềm nhằm khử tối đa các chất

đó Công đoạn này sử dụng muối axetat amoniac đồng và dung dịch kiềm để khử

CO, CO2, H2S Ra khỏi công đoạn này khí tinh chế còn lượng rất nhỏ H2S và CO +

CO2 (<20ppm) được gọi là khí tinh luyện

Khí tinh luyện với thành phần chủ yếu là N2 và H2 theo tỉ lệ H2 : N2 = 3: 1 vàođoạn VI máy nén để tăng áp cho quá trình tổng hợp NH3 Khí tinh luyện ra đoạn VImáy nén có P = 320at được đưa vào tháp tổng hợp cùng với sự có mặt của xúc tác

phân giải nhằm thu NH3, tách các cấu tử chưa phản ứng đưa trở lại tháp tổng hợptiếp tục quá trình tạo ra NH3 Sau quá trình tuần hoàn cô đặc, dung dịch NH3 từnồng độ thấp chuyển thành NH3 lỏng có nồng độ 99,8% được bơm vào kho chứa.

Từ kho cầu NH3 lỏng được bơm vào đến tháp tổng hợp urê.Từ công đoạn 836

CO2 khí được nén đưa đến tháp tổng hợp.Phản ứng tổng hợp tiến hành theo hai giaiđoạn xen kẽ rất nhanh: Đầu tiên NH3 và CO2 theo tỉ lệ NH3 / CO2 = 4/1với sự cómặt của hơi nước 16at tiến hành phản ứng tạo thành dung dịch cacbamat amon(NH4COONH2)

PHẦN III XƯỞNG URÊ1

I NHIỆM VỤ.

Nhiệm vụ của xưởng Urê1 là: Từ quá trình tinh chế khí nguyên liệu là CO2 và

NH3 sau khi đã được tổng hợp cùng với dung dịch cacbonat để qua tháp tổng hợptạo ra hạt Urê đảm bảo về chất lượng sử dụng cho các ngành nông nghiệp

Phân xưởng bao gồm các cương vị chính như sau:

1. Cương vị nén CO2

2. Cương vị tuần hoàn hiện trường

3. Cương vị DCS

4. Cương vị bơm

5. Cương vị thành phẩm (sàng rung, băng tải, đóng bao)

II LƯU TRÌNH CÔNG NGHỆ.

NH3 lỏng có áp suất 1,95 ÷ 2,1 Mpa, nhiệt độ từ 15 ÷ 30°C, nồng độ NH3 ≥

99,8% từ kho cầu thuộc xưởng tổng hợp NH3 được cấp đến công đoạn, được đưaqua đồng hồ đo lưu lượng FI721 vào bộ lọc 704 A,B để lọc những tạp chất rồi quavan điều tiết LIC721 vao thùng chứa NH3 – 705, thùng chứa 705 luôn ở mức 2/3dịch diện, từ ngăn 1 thùng này NH3 được dẫn tới bơm NH3 piston cao áp 706 nâng

áp suất nên 20,0Mpa đi qua thiết bị gia nhiệt NH3 lên nhiệt độ khoảng 35 ÷ 50°C( chạy máy bình thường, 150°C khi chạy máy ban đầu ) rồi đưa vào tháp tổng hợp708B Ngăn thứ 2 của thùng chứa 705, NH3 được qua FI724 và FI725 khống chế nhiệt

độ phần đỉnh và đáy hấp thụ đoạn I – 715

Khí CO2 từ công đoạn tinh chế (xưởng tổng hợp NH3) cấp sang cho các chấtlượng như sau: CO2≥ 98%, H2S ≤ 30mg/Nm3, áp suất 300 ÷ 600 mmH2O, nhiệt độ

30 ÷ 50°C Khí CO2 trước khi vào máy nén được bổ sung 1 lượng không khí nén

để đảm bảo nồng độ O2/CO2 = 0.5% thể tích, được nén qua các đoạn 1,2 và 3 lên

áp suất P = 3.36Mpa, được đưa qua tháp khử H2S ra tháp khử đảm bảo hàm lượng

H2S ≤ 5mg/Nm3 tiếp tục đưa vào nén đoạn 4, đoạn 5 nâng áp suất khí lên 20.0Mpa

và nhiệt độ ≈ 120°C đưa vào tháp tổng hợp 708B

Tại tháp tổng hợp Urê (708B) xảy ra phản ứng tổng hợp Hiệu suất chuyểnhóa là 65 ÷ 68%, thời gian lưu lại của nguyên vật liệu từ 45 ÷ 60 phút tùy theo phụtải, dung dịch ra khỏi 708B gồm có Urê, cacbamat , NH3 tự do, khí không tham giaphản ứng và nước, qua van điều tiết (PIC727) áp suất giảm xuống còn 1.65 ÷

1.7MPa, nhiệt độ ≈ 120°C đưa vào thiết bị dự phân ly (710A) Phần pha khí đượctách ra ở 710A cùng với khí phân giải ở 710B (đã qua gia nhiệt cho dung dịch côđặc đoạn I) vào thiết bị làm lạnh 731B, hạ nhiệt độ xuống 90 ÷ 100°C rồi tiếp tụcđưa vào hấp thụ đoạn I -715 Phần dịch tiếp tục đi vào phân giải đoạn I (710B) tạiđây pha khí được tách ra, bay lên trên còn dung dịch đưa sang thiết bị gia nhiệt(711) tại đây dung dịch gia nhiệt lên đến nhiệt độ 155 ÷ 160°C (bằng hơi nước1,27MPa) đưa sang phân ly phân giải đoạn I -712, lượng khí ở đây có nhiệt độ caođược đưa trở lại thiết bị 710B trợ nhiệt cho dịch từ 710A xuống rồi cùng với lượngkhí ở 710B bay lên

Dịch ở 712 qua van điều tiết lần thứ hai LIC722 áp suất giảm xuống 0,25 ÷ 0,35MPa, nhiệt độ từ 110 ÷120°C đưa sang phân giải đoạn II (713) ở phần trên khíđược tách ra, bay lên đỉnh thiết bị, còn dung dịch được đưa qua thiết bị 714 dùnghơi nước 1,27MPa tăng nhiệt lên 145 ÷ 150°C dựa vào phần dưới của 713 khí ở

đây tập chung ở đỉnh, còn dịch Urê ra ở phần đáy qua tiết lưu lần nữa ở LIC724 về

áp suất thường vào thiết bị bốc hơi nhanh (730) rồi vào gia nhiệt cô đặc đoạn I(731A), phần dưới được gia nhiệt bằng khí hỗn hợp từ 710B, đoạn trên dùng hơinước 1,27MPa tăng nhiệt độ dung dịch Urê lên 128÷ 130°C Sau phân ly dịch Urê

ở thiết bị lên 136 ÷ 140°C vào thiết bị phân ly 734, phần khí bốc lên ở đỉnh, còndung dịch Urê lúc này có nồng độ 99,8% xuống bơm Urê đậm đặc (735A,B ) bơmlên đỉnh tháp, nhờ vòi phun tạo hạt, hạt Urê rơi từ đỉnh tháp xuống, ở đỉnh tháp cólắp 2 quạt gió hút gió ngược từ dưới lên để làm lạnh hạt Urê rơi xuống đáy tháp,nhờ hệ thống sàng phân loại để loại bỏ những hạt không hợp cách, hạt Urê hợpcách được dẫn vào băng tải số 1, đến bộ làm lạnh và phun chất trợ gia chống đóngcục, qua hệ thống băng tải, sản phẩm Urê được chuyển sang bộ phận đóng bao, xếp

dỡ rồi xếp vào bao

Phần hơi thứ từ các thiết bị 730,732,734 được các bơm tuye 742,743, 744,746hút qua các bộ phận làm lạnh, ngưng tụ 739,740,741,745 dịch ngưng tụ được tậptrung về thùng chứa 747 Dung dịch ở 747 nhờ bơm 748 A,B bơm lên tháp hấp thụ720,721 để hấp thụ với khí phân giải ở 713 đưa sang, dung dịch ở 720 do bơm722A,B,C tăng áp lên 1,7MPa cùng với khí ở 710B qua trao đổi nhiệt với dungdịch Urê ở 713A đưa về tháp hấp thụ đoạn I(715).Khí từ hấp thụ ở 720 còn lạiđược hấp thụ tiếp ở thiết bị 721 Dịch của 721 do bơm 722C,B nâng áp lên 1,7MPa

đưa vào hấp thụ khí trơ 719, hấp thụ khí không ngưng tụ ở 717A,B- 718 Dung

dịch hấp thụ của 719 được đưa về phần đỉnh của tháp hấp thụ đoạn I(725) để rửalượng cacbonat tích tụ ở trên các tầng đĩa Khí từ đáy tháp 715 bay lên phần đỉnh

và được rửa bằng NH3 lỏng để khử triệt để lượng CO2, lượng khí NH3 từ 715 lên717A,B- 718 được làm lạnh, ngưng tụ về thùng chứa 705 cùng với NH3 từ kho cầu

đưa vào Khí không hấp thụ hết ở 719 và 721 tập trung đưa vào tháp hấp thụ khícuối 723, dịch đưa về thùng chứa 725A,B khí còn lại ở hấp thụ 723 thải ra ngoài.

III CƠ SỞ QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP URÊ

Người ta điều chế Urê bằng cách:

2NH3 + CO2 = (NH2)2CO + H2O + Q

Nhưng thực tế xảy ra qua 2 giai đoạn:

Giai đoan 1: 2NH3 + CO2 NH4COONH2 + Q

Giai đoan 2: NH4COONH2 (NH2)2CO + H2O – Q

Đầu tiên chúng tạo thành dung dịch cacbamat và tiếp đó dịch cacbamat nàyphân hủy thành Urê và nước.Ở giai đoạn 2 phản ứng tương đối chậm cho nên nókhống chế quá trình tổng hợp

IV CÁC ĐIỀU KIỆN TỔNG HỢP URÊ TRONG CÔNG TY.

Trong công ty tổng hợp Urê yêu cầu về chất lượng như sau:

+NH3 nguyên liệu sản xuất Urê là NH3 lỏng hàm lượng > 99.8% trọnglượng, hàm lượng khí trơ hòa tan trong NH3 càng nhỏ càng tốt Nếu trong NH3 cóhòa tan tương đối nhiều H2 và N2 thì sau khi vào tháp tổng hợp Urê sẽ làm giảmđáng kể hiệu suất tổng hợp Hàm lượng dầu không được lớn hơn 15ppm.Nếu hàmlượng lớn hơn sẽ bám trên bề mặt trao đổi nhiệt sẽ làm giảm hiệu suất truyền nhiệt.Trong phương pháp Stripping CO2 còn có khả năng oxi hóa ở nhiệt độ cao dẫn đến

sự cố rất nguy hiểm

+Khí CO2 : CO2 ≥ 98,5% (thể tích gốc khô) Khí trơ không tham gia vàophản ứng ≤ 1,5% tạp chất S ≤ 15 mg/Nm3 Hàm lượng S càng nhỏ càng tốt Bởi vìtạp chất sunfua có khả năng ăn mòn rất mạnh

+Hàm lượng H2 trong khí trơ phải khống chế < 1.2% thể tích Nếu hàmlượng H2 trong khí trơ tăng thì ở bộ phận nào đó của hệ thống tổng hợp Urê sẽ tạo

NH3-H2-O2 đây là hỗn hợp nổ nguy hiểm Để ngăn ngừa thiết bị sản xuất ăn mòncho nên người ta sẽ bổ sung khí nguyên liệu CO2 một lượng oxy hoặc không khínhất định khoảng 0.55% thể tích.

Điều kiện làm việc của tháp tổng hợp:

+Nhiệt độ 188 ÷ 190°C áp suất 200at tỷ lệ NH3/CO2 = 3.8 ÷4.5

+Lượng dư NH3 có tác dụng điều chỉnh nhiệt độ phản ứng nâng cao hiệusuất tổng hợp, ngăn ngừa ăn mòn nhưng nếu ta đổ lượng dư lớn thì dẫn đến thu hồi

NH3 lớn cồng kềnh phức tạp Tỷ lệ H2O /CO2 = 0.5 ÷ 0.7 thời gian lưu lại của vậtliệu trong tháp khoảng 45 ÷ 60 phút

+Sau khi đưa nguyên liệu NH3 và CO2 vào tháp chúng tạo thành cacbamat.Tốc độ phản ứng này rất nhanh và tỏa nhiệt lớn, khi thành phần vật liệu đưa vàotháp ở mức độ nhất định Nhiệt độ tăng đến mức độ nào đó thì hiệu suất chuyểnhóa CO2 giảm xuống, hơn nữa nhiệt độ chỉ tăng đến mức độ nào đó để tránh ănmòn thiết bị Nhiệt lượng tỏa ra sẽ quyết định nhiệt độ cần thiết gia nhiệt cho tháp.Hiện nay điểm nóng chảy của cacbamat là 152°C vì thế xét về góc độ công nghệtháp tổng hợp phải gia nhiệt đều 130 ÷ 150 °C

+Mặt khác khi đưa nguyên liệu vào tháp phản ứng giữa NH3 và CO2 tạothành cacbamat có tốc độ rất nhanh và toả nhiệt lớn,làm cho nhiệt độ lớp lót bằngthép không rỉ tăng nhanh còn nhiệt độ thép tăng chậm tạo nên sự chênh lệch nhiệt

độ trong và ngoài lớn.Vì hệ số giãn của thép không rỉ = 1,5 lần thép cacbon.Làmcho lớp lót thân thùng phát sinh ứng xuất nhiệt có khả năng phá huỷ kết cấu củathép hoặc lớp lót Vì vậy ta phải gia nhiệt trước tăng nhiệt độ tháp tạo điều kiệncho tháp giãn nở đồng đều Đồng thời với việc tăng nhiệt độ là tăng áp suất.Khiđưa nguyên liệu vào tháp, nhiệt độ trong tháp khoảng 1500C và áp suất phân giảicủa cacbamat ở 1500C khoảng 70at Để cacbamat không bị phân giải thì áp suất

thao tác thực tế của tháp tổng hợp lớn hơn áp suất phân giải của cacbamat.Đó lànguyên nhân trước khi đưa nguyên liệu vào tháp phải tăng áp suất lên 80 -100at.

VI CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MỘT SỐ THIẾT BỊ TRONG XƯỞNG URÊ1

1 Tháp tổng hợp Urê 708

B 12

10 11

9 450

7 6

5

4

3

2 D

1 450

1.2 Nguyên lý hoạt động tháp tổng hợp Urê (708B)

- NH3 lỏng có T = 40 – 50oC, P = 200at vào tháp qua cửa (b)

- Khí CO2 có T = 115 – 120oC, P = 200at vào tháp qua cửa (a)

- Cacbamat có T = 85 – 95oC, P = 200at vào tháp qua cửa ©

Tỷ lệ phối liệu trong tháp: NH3/CO2 = 4/1; H2O/ CO2 = 0.6

Trong tháp xảy ra phản ứng tổng hợp Urê:

2NH3 + CO2 ⇔ NH4COONH2 + Q

NH4COONH2 ⇔ (NH2)2CO + H2O - Q

Khống chế nhiệt độ đỉnh tháp tổng hợp 188±2oC

Hiệu suất chuyển hoá CO2 = 65 – 68%

- Để tăng tốc độ phản ứng trong tháp bố trí 12 đĩa tránh hiện tượng vật liệu đỉnhtháp trộn ngược trở lại đáy tháp làm giảm hiệu suất chuyển hoá.Trên đĩa có khoancác lỗ 10mm, làm vật liệu khi qua lỗ có tiết diện nhỏ sẽ tăng tốc độ và tăng trạngthái chảy xiết làm tăng diện tích tiếp xúc pha dẫn đến hiệu suất chuyển hoá tăng.-Dịch ra tháp tổng hợp có nồng độ Urê khoảng 30% qua van điều tiết PIC727 vềtrung áp sang phân ly phân giải đoạn I

1.3 Thuyết minh lưu trình:

- Khi máy chạy bình thường: 3 đường nguyên liệu NH3.CO2, cacbamat đượcnâng áp 20Mpa đưa vào tháp tổng hợp Trong đó NH3 được gia nhiệt từ 35 ÷ 50oC,

CO2 có nhiệt độ ~ 120oC, cacbamat có nhiệt độ ~85 ÷ 95oC:

tăng hiệu suất phản ứng các đường nguyên liệu vào có góc phạm lệch so vớiphương thẳng đứng một góc 15o và tập trung vào 1 điểm riêng đường CO2 cắm sâuvào 500mm.

- Dịch tiếp tục đi từ dưới lên qua các tấm xoáy vào các đĩa lỗ làm tăng khảnăng trộn đều các nguyên liệu, làm tăng khả năng tiếp xúc, phản ứng tạo cacbamattiếp tục xảy phản ứng cacbamat chuyển hóa thành Urê (và một số phản ứng phụkhác) ngăn không cho dòng dịch đảo ngược trở lại

TIC725-3: Đo nhiệt độ dịch phần đáy tháp

TIC725-2:: Đo nhiệt độ dịch phần giữa tháp

TIC725-1: Đo nhiệt độ dịch phần đỉnh tháp

-Ống dịch ra đỉnh tháp cắm sâu vào thiết bị 500mm nhằm ổn định dịch lấy ra

- 5 tấm xoáy dưới đặt cách nhau một khoảng = 400mm theo thứ tự xoáy phải →trái → phải → trái → phải.Sau đó cách 300mm là đĩa lỗ → xoáy → trái → lỗ →xoáy phải → lỗ → xoáy trái → lỗ.Các đĩa phần trên cách nhau bằng 300mm (Tổngbằng 12 đĩa xoáy lỗ).Đĩa dưới cùng đặt cách đáy 1000mm

- Trước khi chạy máy ban đầu phải tăng nhiệt độ tháp đến 150oC với tốc độ 4 ÷

6oC/ giờ và dẫn NH3 tăng áp cho tháp đến 8.0 ÷ 10MPa ( trong quá trình dẫn NH3

gia nhiệt bằng 150oC ) sau đó mới nạp cacbamat và CO2

2 Thiết bị phân giải đoạn I- 710B

2.1 Cấu tạo