Báo cáo thực tập TỔNG QUAN XƯỞNG PHỤ TRỢ_ CỤM KHÍ NÉNKHÍ ĐIỀU KHIỂNNITƠ NHÀ MÁY ĐẠM CÀ MAU

Cổ phần Phân bón Dầu khí Cà Mau (PVCFC) đã tạo điều kiện cho chúng em đƣợc thực tập tại nhà máy Đạm. Tiếp theo, em chân thành cảm ơn các anh chị phòng Công nghệ đã nhiệt tình truyền đạt kiến thức và giúp đỡ chúng em tiếp cận các công nghệ tại nhà máy. Để có đƣợc cơ hội thực tập này, em cũng xin cảm ơn các thầy cô khoa Dầu Khí Trƣờng Đại học Dầu khí Việt Nam và thầy Nguyễn Tô Hoài Giáo viên hƣớng dẫn đã tận tình chăm sóc, hỗ trợ chúng em. Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến anh Nguyễn Văn Thiênkỹ sƣ phòng Công nghệ đã tận tình, chu đáo hƣớng dẫn, trực tiếp chỉ bảo chúng em trong suốt quá trình thực tập này. Trong thời gian làm việc với anh, em không chỉ đƣợc tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích, mà còn học tập đƣợc tác phong làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc. Đây chính là những điều vô cùng cần thiết cho chúng em trong quá trình học tập, nghiên cứu cũng nhƣ công tác trong tƣơng lai. Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện bản báo cáo một cách hoàn chỉnh và chính xác nhất, tuy nhiên do những hạn chế về kCổ phần Phân bón Dầu khí Cà Mau (PVCFC) đã tạo điều kiện cho chúng em đƣợc thực tập tại nhà máy Đạm. Tiếp theo, em chân thành cảm ơn các anh chị phòng Công nghệ đã nhiệt tình truyền đạt kiến thức và giúp đỡ chúng em tiếp cận các công nghệ tại nhà máy. Để có đƣợc cơ hội thực tập này, em cũng xin cảm ơn các thầy cô khoa Dầu Khí Trƣờng Đại học Dầu khí Việt Nam và thầy Nguyễn Tô Hoài Giáo viên hƣớng dẫn đã tận tình chăm sóc, hỗ trợ chúng em. Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến anh Nguyễn Văn Thiênkỹ sƣ phòng Công nghệ đã tận tình, chu đáo hƣớng dẫn, trực tiếp chỉ bảo chúng em trong suốt quá trình thực tập này. Trong thời gian làm việc với anh, em không chỉ đƣợc tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích, mà còn học tập đƣợc tác phong làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc. Đây chính là những điều vô cùng cần thiết cho chúng em trong quá trình học tập, nghiên cứu cũng nhƣ công tác trong tƣơng lai. Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện bản báo cáo một cách hoàn chỉnh và chính xác nhất, tuy nhiên do những hạn chế về k

TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT NAM

KHOA DẦU KHÍ - // -

Báo cáo thực tập TỔNG QUAN XƯỞNG PHỤ TRỢ_

CỤM KHÍ NÉN-KHÍ ĐIỀU KHIỂN-NITƠ

NHÀ MÁY ĐẠM CÀ MAU

Kỹ sư hướng dẫn: Sinh viên: Nguyễn Thị Như Hải

Mã SV: 03PPR110007Thời gian thực tập: 03/07 đến 28/07

Số ngày thực tập: 20 ngày

Cà Mau, 07/2017

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực tập tại nhà máy Đạm Cà Mau, trước tiên em xin trân trọng cảm ơnquý Công ty Cổ phần Phân bón Dầu khí Cà Mau (PVCFC) đã tạo điều kiện cho chúng emđược thực tập tại nhà máy Đạm Tiếp theo, em chân thành cảm ơn các anh chị phòngCông nghệ đã nhiệt tình truyền đạt kiến thức và giúp đỡ chúng em tiếp cận các công nghệtại nhà máy

Để có được cơ hội thực tập này, em cũng xin cảm ơn các thầy cô khoa Dầu Khí - TrườngĐại học Dầu khí Việt Nam và thầy Nguyễn Tô Hoài - Giáo viên hướng dẫn đã tận tìnhchăm sóc, hỗ trợ chúng em

Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến anh Nguyễn Văn Thiên-kỹ sư phòng Côngnghệ đã tận tình, chu đáo hướng dẫn, trực tiếp chỉ bảo chúng em trong suốt quá trình thựctập này Trong thời gian làm việc với anh, em không chỉ được tiếp thu thêm nhiều kiếnthức bổ ích, mà còn học tập được tác phong làm việc, thái độ nghiên cứu khoa họcnghiêm túc Đây chính là những điều vô cùng cần thiết cho chúng em trong quá trình họctập, nghiên cứu cũng như công tác trong tương lai

Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện bản báo cáo một cách hoàn chỉnh và chính xácnhất, tuy nhiên do những hạn chế về kiến thức cũng như kinh nghiệm nên chúng emkhông thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định Em rất mong được sự góp ý của các anhchị và thầy, cô giáo để bài báo cáo hoàn thiện hơn

MỤC L ỤC C

Danh mục bảng 1

Danh mục hình ảnh 2

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY ĐẠM CÀ MAU 4

1.1 Lịch sử hình thành 4

1.2 Sơ đồ tổ chức 5

1.3 Nguồn nguyên liệu và sản phẩm 5

1.4 An toàn lao động 7

1.4.1 Thủ tục an toàn 7

1.4.2 Giấy phép làm việc 7

1.4.3 Sự bảo vệ con người 9

1.4.4 Chuẩn bị công việc bảo dưỡng 9

1.5 Sơ đồ khối dòng công nghệ Nhà máy Đạm Cà Mau 11

1.5.1 Xưởng phụ trợ 11

1.5.2 Xưởng ammonia 12

1.5.3 Xưởng urea và tạo hạt 18

1.5.4 Xưởng sản phẩm 24

Chương 2: XƯỞNG PHỤ TRỢ 27

2.1 Hệ thống nước thô, nước sinh hoạt và nước cứu hỏa 27

2.1.1 Chỉ tiêu nước thô (raw water) 27

2.1.2 Chỉ tiêu nước sinh hoạt (potable water) 28

2.1.3 Bản vẽ và mô tả công nghệ sản xuất nước sinh hoạt 28

2.2 Cụm sản xuất nước khử khoáng 29

2.2.1 Chất lượng nước khử khoáng 29

2.2.2 Bản vẽ và mô tả công nghệ sản xuất nước khử khoáng 30

2.3 Cụm sản xuất nước làm mát công nghiệp hay còn gọi là cụm nước sông-nước sạch làm mát 32

2.4 Hệ thống khí nén-Khí điều khiển-Nitơ 33

2.5 Hệ thống tồn chứa Ammonia và Hệ thống đốt đuốc 34

2.6 Hệ thống xử lý nước thải 36

2.7 Hệ thống phân phối khí nguyên-nhiên liệu 37

2.8 Hệ thống nước cấp lò hơi và hóa chất lò hơi 38

2.9 Hệ thống lò hơi phụ trợ 39

2.10 Mạng phân phối hơi (cao, trung, thấp áp) của nhà máy 40

Chương 3 CỤM KHÍ NÉN-KHÍ ĐIỀU KHIỂN-NITƠ 42

3.1 Nhiệm vụ của cụm khí nén-Khí điều khiển-Nitơ 42

3.1.1 Khí nén 42

3.1.2 Khí điều khiển 42

3.1.3 Nitơ 42

3.2 Sơ đồ tổng quan công nghệ của cụm 42

3.3 Hệ thống khí nén-Khí điều khiển 43

3.3.1 Chỉ tiêu của khí nén & khí điều khiển 43

3.3.2 Mô tả công nghệ 44

3.4 Hệ thống sản xuất khí Nitơ 45

3.4.1 Chỉ tiêu của khí Nitơ 45

3.4.2 Mô tả công nghệ 45

KẾT LUẬN 51

Danh mục bảng

Bảng 2.1 Chỉ tiêu nước thô 27

Bảng 2.2 Chỉ tiêu nước sinh hoạt 28

Bảng 2.3 Chất lượng nước khử khoáng 30

Bảng 3.1 Chỉ tiêu của khí nén & khí điều khiển 43

Bảng 3.3 Chỉ tiêu của khí Nitơ 45

Danh mục hình ảnh

Hình 1.1 Hình ảnh nhà máy Đạm Cà Mau 4

Hình 1.2 Sơ đồ tổ chức nhà máy Đạm Cà Mau 5

Hình 1.3 Bao bì sản phẩm urea hạt đục của nhà máy Đạm Cà Mau 6

Hình 1.4 Sơ đồ khối dòng công nghệ nhà máy Đạm Cà Mau 11

Hình 1.5 Sơ đồ khối phân xưởng ammonia của nhà máy đạm Cà Mau 12

Hình 1.6 Thiết bị khử lưu huỳnh 13

Hình 1.7 Thiết bị reforming 14

Hình 1.8 Thiết bị chuyển hóa CO thành CO2 15

Hình 1.9 Sơ đồ cụm tách CO2 16

Hình 1.10 Sơ đồ cụm methane hóa 17

Hình 1.11 Sơ đồ cụm tổng hợp amoniac 18

Hình 1.12 Sơ đồ khối công nghệ xưởng urea 19

Hình 1.13 Tháp tổng hợp ureaa cao áp 20

Hình 1.14 Thiết bị phân giải và thu hồi cao áp 21

Hình 1.15 Thiết bị phân giải và thu hồi trung áp 21

Hình 1.16 Thiết bị phân giải và thu hồi thấp áp 22

Hình 1.17 Thiết bị cô đặc chân không 23

Hình 1.18 Sơ đồ dòng công nghệ tạo hạt Urea của TEC 24

Hình 1.19 Tạo hạt tầng sôi 24

Hình 1.20 Sơ đồ khối quy trình xưởng sản phẩm 25

Hình 2.1 Sơ đồ sản xuất nước sinh hoạt 28

Hình 2.2 Sơ đồ sản xuất nước khử khoáng 30

Hình 2.3 Hệ thống bồn chứa ammonia 35

Hình 2.5 Hệ thống xử lý nước thải nhiễm NH3 37

Hình 2.6 Hệ thống phân phối khí tự nhiên 38

Hình 2.7 Hệ thống lò hơi phụ trợ 40

Hình 3.1 Sơ đồ sản xuất khí nén và khí điều khiển 44

Hình 3.2 Sơ đồ sản xuất Nitơ 46

Hình 3.1 Sơ đồ thiết bị hấp phụ Tepsa 47

Hình 3.3 Sơ đồ tháp chưng nitơ 48

Hình 3.2 Sơ đồ thiết bị giãn nỡ expander 49

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY ĐẠM CÀ MAU

1.1 Lịch sử hình thành

Công ty TNHH MTV Phân bón Dầu khí Cả Mau trực thuộc tập đoàn Dầu khí Việt Nam

sở hữu 100% vốn chính thức thành lập để quản lý và vận hành Nhà máy Đạm Cà Maunằm trong khu công nghiệp Khí - Điện - Đạm Cà Mau, thuộc xã Khánh An, huyện UMinh, tỉnh Cà Mau

Hình 1.1 Hình ảnh nhà máy Đạm Cà Mau

Ngành nghề kinh doanh chủ yếu của Công ty chủ yếu là sản xuất phân bón và các hợpchất của Nitơ bao gồm: sản xuất, kinh doanh, tàng trữ, vận chuyển, phân phối và xuấtnhập khẩu phân bón, hóa chất dầu khí

Nhà máy Đạm Cà Mau được khởi công xây dựng vào tháng 07/2008, vốn đầu tư khoảng

900 triệu USD và được hoàn thành vào tháng 02/2012 với công suất 800 nghìn tấnurê/năm, 468 nghìn tấn ammonia lỏng/năm

Công nghệ được áp dụng tại Nhà máy Đạm Cà Mau đều là các công nghệ tiên tiến và hiệnđại nhất hiện nay bao gồm:

- Công nghệ sản xuất Ammonia của Haldor Topsoe SA – Đan Mạch và BASF – Đức (chocông đoạn thu hồi CO2)

- Công nghệ sản xuất Urê của SAIPEM – Italy

- Công nghệ vo viên tạo hạt của TOYO Engineering Corp – Nhật Bản

- Hầu hết các thiết bị chính, quan trọng đều xuất xứ từ EU/G7 Các tiêu chuẩn áp dụngcho nhà máy là các tiêu chuẩn quốc tế (ASME, API, JIS…) và các tiêu chuẩn bắt buộc vềmôi trường và an toàn của Việt Nam tương tự Nhà máy Đạm Phú Mỹ

1.2 Sơ đồ tổ chức

Hình 1.2 Sơ đồ tổ chức nhà máy Đạm Cà Mau 1.3 Nguồn nguyên liệu và sản phẩm

Với nguồn nguyên liệu khí được vận chuyển bằng đường ống có đường kính 18 inch từ

mỏ PM3 (khu vực biển chồng lấn Malaysia – Việt Nam) về khu công nghiệp Khánh An,huyện U Minh, tỉnh Cà Mau

Sản phẩm của nhà máy Đạm Cà Mau hạt đục với:

- Hàm lượng Nitơ: lớn hơn 46,3 % khối lượng

- Hàm lượng Biureat: nhỏ hơn 0,99 % khối lượng (ít nên giúp giảm bạc màu chaiđất)

- Hàm lượng nước: nhỏ hơn 0,5 % khối lượng

- Hàm lượng formaldehyde (HCHO): nhỏ hơn 0,45%

- Kích thước hạt: 2 – 4 mm (lớn hơn 90%), nhỏ hơn 1 mm (nhỏ hơn 1%), tròn đều

1.4 An toàn lao động

1.4.1 Thủ tục an toàn

Tất cả các cá nhân tham gia hoạt động tại Nhà máy Đạm Cà Mau đều được đào tạo, cấpgiấy phép an toàn và phải tuân theo các quy định của Nhà máy về tiêu chuẩn an toàn Người chịu trách nhiệm vận hành chính cần phải nắm rõ các quy định về an toàn và chú ýđến thiết bị bảo vệ con người và sự bảo vệ thiết bị ở nơi họ phụ trách và chịu trách nhiệm.Các vận hành viên lấy mẫu phân tích phải là người được phép sử dụng đúng các thiết bịchứa và các thiết bị lấy mẫu

Một ưu tiên cơ bản quan trọng trong quản lý và hoạt động của phân xưởng là cần phảitrang bị các thiết bị bảo vệ con người, phải xem xét các thủ tục và bất cứ sự cung cấp cầnthiết khác để đạt được sự an toàn trong công việc, trong tất cả các hoạt động liên quan đếnvận hành và bảo dưỡng của phân xưởng phải được chuẩn bị đầy đủ

Cung cấp thông tin chứa đựng trong các yêu cầu và hướng dẫn chung cho các hoạt động

Chấp nhận một hệ thống giấy phép làm việc với mục đích xác định rõ khi thực hiện từngloại công việc:

- Xác định vị trí công việc, loại thiết bị

- Phân chia công việc

- Bất cứ chú ý đặc biệt được yêu cầu trong suốt quá trình tiến hành công việc

- Người thực hiện công việc phải hiểu rõ các mối nguy đặc biệt của công việc mình thựchiện và phải được trang bị đầy đủ kiến thức thực hiện công việc

Một giấy phép làm việc thông thường được ban hành bởi một thành viên của nhóm vậnhành, người chịu trách nhiệm sau:

- Cho phép bộ phận thiết bị có thể thực hiện công việc bảo dưỡng

- Chuẩn bị đẩy đủ các biện pháp an toàn khi tiến hành công việc bao gồm tất cả các sự

cô lập cần thiết từ dòng công nghệ, các nguồn phụ trợ

- Thải, vent, drain, trao đổi thiết bị và chắc chắn không có mối nguy nào từ các dòngcông nghệ xung quanh, các chất độc và các chất gây cháy nổ

- Bất cứ các công việc được chuẩn bị khác cần thiết để chắc chắn các diều kiện làm việc

an toàn

- Đặc biệt các chú ý phải được đưa ra liên tục trong suốt quá trình thực hiện công việc Ban hành giấy phép làm việc bởi bộ phận vận hành Do đó cần cung cấp một sự hướngdẫn rõ ràng ở đó thì an toàn để bắt đầu công việc

Các giấy phép làm việc cũng cung cấp một phần lưu lại quá trình bảo dưỡng và bất cứ cáchoạt động khác ở đó đang được thực hiện trên thiết bị tại bất cứ thời điểm nào Khi ngườivận hành làm việc theo ca, thông tin này là một phần quan trọng trong quá trình duy trìchạy liên tục của các thiết bị Dựa trên loại thiết bị, thường thận trọng duy trì sự kiểm soátchặt chẽ bằng cách đưa ra các giấy phép làm việc trong một khoảng thời gian giới hạnđịnh trước Điều này có nghĩa rằng nếu công việc không hoàn thành trong khoảng thờigian xác định, tình trạng thiết bị cần được làm rõ nếu có bất kì sự thay đổi nào Nếu xảy

ra trường hợp này, cần một giấy phép làm việc mới để tiếp tục công việc

Trong tất cả các trường hợp giấy phép làm việc được mang trở lại đội vận hành bởi độibảo dưỡng được xác nhận ở đó công việc đã được thực hiện

Thủ tục cấp phép làm việc có thể phát triển và cải tiến trên các công việc đặc biệt khôngbình thường mà ở đó mối nguy hiểm tiềm ẩn phải được đưa ra xem xét chính xác trướckhi được cho phép bắt đầu thực hiện công việc Các hoạt động thường quan tâm đến cáctrường hợp đặc biệt sau:

- Vào bên trong thiết bị hoặc không gian làm việc chật hẹp tại các hố

- Thêm vào các bước kiểm tra và các sự chú ý sẽ bao gồm các biện pháp phân tích khôngkhí bên trong thiết bị và cần sử dụng thiết bị bảo vệ, thiết bị thở

- Một “giấy phép thực hiện” hay “giấy phép nguội” phải được chuẩn bị và ký bởi ngườichịu trách nhiệm về an toàn cho việc đi vào bên trong thiết bị và ghi rõ các chú ý ở đóphải được đưa ra trong suốt quá trình tiến hành công việc

- Các hoạt động bảo dưỡng bao gồm các công việc hàn hay sử dụng điện ở đó chỉ được sửdụng trong một thời gian ngắn, một giấy phép dùng lửa hay giấy phép nóng sẽ đượcchuẩn bị và ký bởi người chịu trách nhiệm giám sát về an toàn và công nghệ

- Người vận hành và bảo dưỡng phải được đào tạo để hiểu rõ các thủ tục cấp phép vàquản lý khu vực giám sát và kiểm soát các thủ tục để chắc chắn chúng được thực hiện mộtcách nghiêm túc

1.4.3 Sự bảo vệ con người

Thiết bị hỗ trợ thở (mặt nạ chống độc) và các thiết bị bảo vệ mắt (kính bảo vệ),… phảiluôn được sử dụng tuân theo các yêu cầu khi tiếp xúc làm việc với các hóa chất nguyhiểm hay khi đi vào bên trong các khu vực ở đó các hợp chất nguy hại có thể hiện diện.Các vòi rửa và các vòi rửa mắt phù hợp, các thiết bị an toàn trước tiên phải ở gần các khuvực có thể nguy hiểm

Các hướng vào chính sẽ luôn luôn được giữ sạch và thông thoáng để chắc chắn một lốithoát an toàn trong trường hợp các mối nguy hiểm bất ngờ xảy ra

Tất cả những người có liên quan với xưởng vận hành phải quen thuộc với các mối nguy

có thể hiện diện và phải có thể đưa ra các biện pháp phòng chống các mối nguy có thể xảyra

1.4.4 Chuẩn bị công việc bảo dưỡng

Chuẩn bị cho công việc bảo dưỡng được hướng dẫn đầy đủ việc bàn giao phân xưởng vàthiết bị cho bảo dưỡng bao gồm sự chỉ dẫn tại các vị trí xác định

Sự chỉ dẫn chi tiết của người chịu trách nhiệm trong suốt quá trình bàn giao và các chú ý

an toàn phải được quan sát

Một bản phác thảo sự chỉ dẫn được đưa ra như sau:

Bàn giao phân xưởng và thiết bị

Tất cả các giấy phép làm việc sẽ được xác nhận bởi người chịu trách nhiệm vận hành saukhi thỏa mãn các yếu tố sau:

- Các đường ống và các bồn bể chứa đã được gia áp

- Sự kết nối với các đường hơi, khí trên các thùng chứa, kết nối đến các phân xưởng khác

và bích mù hay sự cô lập bởi chính các van cô lập với các điểm thải trung gian

- Thiết bị được trao đổi và các điểm thải trên các bơm và các trao đổi nhiệt được tháo ra

và không có dấu vết của khí còn lại ở đó

- Không hiện diện các khi gây cháy nổ

- Cô lập tất cả các bơm và nguồn điện của motor

- Các giấy phép cho các công việc nóng (giấy phép dùng lửa) sẵn sàng được cấp phép bởiban quản lý

- Người chịu trách nhiệm vận hành phải chắc chắn:

- Thiết bị bảo dưỡng phải sạch và không tồn tại các khí gây cháy nổ

- Nguồn hơi cần sẵn sàng ngay khi cần

- Làm kín các đường xả thải ra cống rãnh

- Thiết bị được tháo kết nối và các bích mù phải cô lập hoàn toàn với các phân xưởngkhác

Quá trình tháo thiết bị

- Trước khi mở bất cứ các phần của thiết bị cần chắc chắn:

 Tất cả các chất lỏng chứa đựng bên trong phải được tháo ra

 Tất cả các kết nối phải được tháo ra hay lắp bích mù

 Thiết bị đã được trao đổi đầy đủ với hơi hay nitơ, các khí cháy nổ phải sạch hoàntoàn

- Khi vào làm việc bên trong thiết bị, thiết bị cần phải đảm bảo:

 Mở tất cả các manhole để đảm bảo thông thoáng khí

 Nếu sự thông gió tự nhiên không đảm bảo đủ không khí cần thiết, cần có thêmmiệng cung cấp không khí

 Đảm bảo hàm lượng oxy không thấp hơn 19%

 Các thiết bị an toàn và thiết bị thoát hiểm được sử dụng đúng chức năng

 Người vào làm việc bên trong thiết bị cần trang bị đầy đủ quần áo bảo hộ lao độngvới mũ cứng và dây đeo an toàn, có sự hỗ trợ từ bên ngoài bởi ít nhất 2 người

1.5 Sơ đồ khối dòng công nghệ Nhà máy Đạm Cà Mau

Nhà máy Đạm Cà Mau bao gồm 4 phân xưởng chính:

- Xưởng Phụ trợ: Sản xuất và cung cấp các yếu tố phụ trợ như hơi nước cao áp, khí tựnhiên, khí nén, khí điều khiển… cho các xưởng công nghệ còn lại

- Xưởng Ammonia: Sản xuất ammonia và CO2 cung cấp cho xưởng Urê để sản xuất Urêvới nguyên liệu đầu vào là khí tự nhiên

- Xưởng Urê và Tạo hạt: Tổng hợp Urê từ NH3 lỏng và CO2 khí

- Xưởng Sản phẩm: Tồn trữ, đóng gói, bảo quản sản phẩm Urê

Hình 1.4 Sơ đồ khối dòng công nghệ nhà máy Đạm Cà Mau

1.5.1 Xưởng phụ trợ

Xưởng phụ trợ là nơi cung cấp các nguồn phụ trợ cho toàn bộ nhà máy, bao gồm:

- Hệ thống nước thô, nước sinh hoạt và nước cứu hỏa

- Cụm sản xuất nước khử khoáng

- Cụm sản xuất nước làm mát công nghiệp hay còn gọi là cụm nước sông - nước sạch làmmát

- Hệ thống Khí nén - Khí điều khiển - Nitơ

- Hệ thống tồn chứa Ammonia và Hệ thống đốt đuốc

- Hệ thống xử lý nước thải

- Hệ thống phân phối khí nguyên - nhiên liệu

- Hệ thống nước cấp lò hơi và hóa chất lò hơi

Hình 1.5 Sơ đồ khối phân xưởng ammonia của nhà máy đạm Cà Mau

Phân xưởng được thiết kế 8 cụm chính bao gồm:

- Cụm khử lưu huỳnh:

Nhằm khử lưu huỳnh ra khỏi nguồn khí tự nhiên tránh gây ngộ độc xúc tác ở quá trìnhreforming bằng cách hydro hóa lưu huỳnh thành H2S và hấp thụ H2S bằng hydro Nồng độ

S còn lại trong dòng khí sau khi ra khỏi cụm này < 0.05ppm

Hình 1.6 Thiết bị khử lưu huỳnh

- Cụm Reforming:

Trong cụm reforming, khí đã khử lưu huỳnh được chuyển hóa thành khí tổng hợp nhờ quátrình reforming xúc tác hỗn hợp khí tự nhiên, hơi nước và không khí Quá trình reforminghơi nước có thể được mô tả theo các phản ứng sau đây:

CnH2n+2 + H2O <=> Cn-1H2n + CO + 2H2 – Q (1)

CH4 + 2H2O <=> CO + 3H2 – Q (2)

CO + H2O <=> CO2 + H2O + Q (3)+ Reforming sơ cấp: Dòng khí tự nhiên khử lưu huỳnh phản ứng với hơi nước tạo hỗnhợp syngas bởi thiết bị phản ứng dạng ống có chứa xúc tác, lượng methane còn lại khoảng14% được đưa đến thiết bị reforming thứ cấp

+ Reforming thứ cấp: Dòng khí được bổ sung không khí để điều chỉnh tỷ lệ H2:N2=3:1.Phản ứng được thực hiện ở nhiệt độ cao, áp suất thấp Hàm lượng methane đi ra khỏi cụm0.6% mol (khí khô).

Hình 1.7 Thiết bị reforming

- Chuyển hóa CO:

CO (cacbon oxit) trong khí công nghệ sau khi ra khỏi cụm reforming được chuyển hóathành CO2 theo phản ứng water gas shift sau:

CO + H2O <=> CO2 + H2 + Q (4)Cân bằng phản ứng (4) chuyển dịch về phía tạo thành CO2 khi nhiệt độ thấp và có nhiều hơi nước Quá trình này gồm 2 giai đoạn: Chuyển hóa CO ở nhiệt độ cao và chuyển hóa

CO ở nhiệt độ thấp Ở giai đoạn nhiệt độ cao, tốc độ phản ứng nhanh Nhưng ở giai đoạn nhiệt độ thấp, độ chuyển hóa tăng lên, hàm lượng CO ra khỏi cụm đạt 0,3% Nhiệt độ tối

ưu cho phản ứng phụ thuộc vào hoạt tính của xúc tác và thành phần của hỗn hợp khí

Hình 1.8 Thiết bị chuyển hóa CO thành CO 2

- Tách CO 2 bằng aMDEA:

Hệ thống tách CO2 bằng dd MDEA 40% và piperazine 3% hoạt hóa hai cấp gồm mộtdòng semilean amine và một dòng lean amine ở trên để tách triệt để CO2 (theo công nghệccủa BASF) Hệ thống bao gồm: một tháp tách CO2 2 cấp, một tháp tách CO2 và 2 bìnhtách flash (cao áp và thấp áp) CO2 được tách ra được chuyển sang xưởng urea Tại đầu racủa tháp hấp thụ, hàm lượng CO2 trong khí sẽ giảm xuống thấp hơn 500ppm (khí khô)

Hình 1.9 Sơ đồ cụm tách CO 2

- Methane hóa:

Quá trình này chuyển hóa các cacbon oxit dư sẽ chuyển hóa thành methane, trong đómethane đóng vai trò như chất trơ trong quá trình tổng hợp NH3 Nguyên nhân vì các hợpchất chứa oxy sẽ gây ngộ độc cho xúc tác tổng hợp ammonia Các quá trình xảy ra trongbình methane hóa là những phản ứng ngược của phản ứng reforming:

CO + 3H2<=> CH4+ H2O + Q (5)

CO2 + 4H2<=> CH4+ 2H2O+ Q (6)Nhiệt độ thấp, áp suất cao và hàm lượng hơi thấp giúp cho cân bằng hóa học của phản ứng dịch chuyển sang phía tạo thành methane Thành phần khí ra khỏi cụm chứa 10ppm

CO và CO2

Hình 1.10 Sơ đồ cụm methane hóa

- Tổng hợp NH 3 :

Quá trình tổng hợp NH3 theo phản ứng:

3H2+ N2<=>2NH3+ Q (7)Đây là phản ứng thuận nghịch, theo lý thuyết hiệu suất của quá trình là 25% (nhưng thực

tế chỉ có 17%) Áp suất cao và nhiệt độ thấp thuận lợi cho phản ứng (7) Tuy nhiên, nhiệt

độ cao giúp tốc độ phản ứng được tăng lên rất nhiều Vì thế nhiệt độ được lựa chọn phảiđược tính toán giữa cân bằng hóa học trên lý thuyết và tốc độ đạt đến sự cân bằng đó Thiết bị có chứa 3 lớp xúc tác, khí tổng hợp sau khi phản ứng được làm lạnh trước khi đivào lớp xúc tác tiếp theo Phần không chuyển hóa sẽ được tuần hoàn ngược lại sau khi đãtách ammonia thành phẩm dưới dạng lỏng đưa tới xưởng urea, đây là chu trình tổng hợpkín

Hình 1.11 Sơ đồ cụm tổng hợp amoniac

- Làm lạnh và ngưng tụ ammonia:

Cụm làm lạnh gồm các thiết bị làm lạnh NH3 tổng hợp (dùng ammonia lỏng làm lạnh) vàbình tách để đưa đến xưởng urea và bồn chứa ammonia

Ngoài ra còn có cụm thu hồi NH3 và H2 có trong dòng purge gas và off gas có trong quátrình tổng hợp NH3 Lượng NH3 thu hồi tại các tháp hấp thụ bằng nước bởi tháp hấp thụdạng đệm, còn H2 được thu hồi bằng công nghệ màng

1.5.3 Xưởng urea và tạo hạt

Xưởng urê có khả năng vận hành liên tục 24h một ngày, và 340 ngày trong năm, với công

suất 2385 MTPD, trong vòng 8000h vận hành/năm

Có thể giảm tỷ lệ (turn down ratio) từ 50 tới 100% công suất thiết kế phụ thuộc vào điềukiện đặc biệt của quá trình vận hành phân xưởng

Hình 1.12 Sơ đồ khối công nghệ xưởng urea

Quá trình này được đặc trưng bởi việc vận hành cụm tổng hợp ở áp suất khoảng 15.6MPa(G), với tỷ lệ NH3/CO2 trong thiết bị phản ứng khoảng 3.1 ~ 3.6 Điều này cho phép

độ chuyển hóa của CO2 trong tháp phản ứng đạt 60 ~ 63%, cũng nhờ vào các đĩa lỗ ngănchặn dòng chảy ngược và thúc đẩy hấp thụ khí vào lỏng Có hai loại phản ứng xảy rađồng thời trong thiết bị tổng hợp urê:

2NH3+ CO2↔ NH2COONH4 (cacbamat) + 32560 kcal/kmol (0.1013 MPa; 250C) (8)

NH2COONH4↔ NH2CONH2+ H2O (urê) – 4200 kcal/kmol (0.1013 MPa; 250C) (9)Phản ứng (8) tỏa nhiệt mạnh, phản ứng (9) thu nhiệt nhẹ và xảy ra trong pha lỏng ở tốc độthấp

Hình 1.13 Tháp tổng hợp ureaa cao áp

Tiếp sau quá trình tổng hợp là quá trình phân hủy (và thu hồi) những chất chưa đượcchuyển hóa được tiến hành theo ba công đoạn: Phân hủy cao áp trong thiết bị Stripper,phân hủy trung áp trong thiết bị phân hủy trung áp, phân hủy thấp áp trong thiết bị phânhủy thấp áp Các phản ứng phân hủy là phản ứng ngược lại của phản ứng (8):

NH2COONH4↔ 2NH3+ CO2(- Q)

Từ phương trình phản ứng có thể thấy phản ứng được thúc đẩy nhờ sự giảm áp suất và gianhiệt Dịch urê ra khỏi thiết bị tổng hợp đi vào thiết bị stripper dưới áp suất tương đương.Tại đây phần cacbarmat không chuyển hóa thành urê sẽ được phân hủy, nhờ tác dụngstripping của NH3 mà hiệu suất tổng thể của cụm tổng hợp cao áp đối với CO2đạt khoảng

80 – 85%

Hình 1.14 Thiết bị phân giải và thu hồi cao áp

Hình 1.15 Thiết bị phân giải và thu hồi trung áp

Hình 1.16 Thiết bị phân giải và thu hồi thấp áp

Sau khi ra khỏi thiết bị stripper, lượng cacbamat còn lại và ammonia sẽ được thu hồi ở haigiai đoạn ở áp suất 1.95 MPa (G) (MP) và 0.4 MPa (G) (LP) tương ứng

Khí NH3, CO2 đi ra từ đỉnh của stripper sẽ được trộn với dịch cacbamate tuần hoàn từ cụm

MP và được ngưng tụ trong thiết bị ngưng tụ cacbamate thứ nhất và thứ hai dưới áp suấttương đương áp suất trong Stripper Ở đây hơi MLP và LP cũng được sinh ra Hơi nướcsản xuất ra sẽ được sử dụng ở các phần phía sau Khí trơ sau khi tách ra sẽ được đưa quacụm MP, dịch cacbamat cuối cùng được tuần hoàn tại đáy thiết bị tổng hợp qua một bơmphun tia lỏng/lỏng lợi dụng dòng ammonia cao áp nạp vào tháp tổng hợp như một dòngđộng lực Ejector này và các thiết bị ngưng tụ cacbamat nói trên cho phép bố trí nằmngang, đó là một trong những tính năng chính của công nghệ Snamprogheti

Hình 1.17 Thiết bị cô đặc chân không

Xưởng tạo hạt: Phân xưởng tạo hạt được thiết kế để sản xuất 2385 tấn urê hạt có chất

lượng nhất định mỗi ngày dựa trên lượng dịch urê và các nguồn phụ trợ khác được cungcấp từ xưởng urê Ngoài ra, phân xưởng tạo hạt còn có một công suất dự phòng tươngđương 20% công suất của phân xưởng, tương đương có công suất 2862 tấn urê hạt mỗingày, nếu kể đến sự thu hồi dịch urê từ bồn dịch trong thời gian vận hành ngắn Phânxưởng tạo hạt urê gồm có các thiết bị chính sau:

- Thiết bị tạo hạt

- Tháp rửa bụi

- Sàng urea

- Máy nghiền mầm