Báo cáo thực tập TỔNG QUAN XƯỞNG PHỤ TRỢ HỆ THỐNG LÀM MÁT

nắm được kiến thức về tổng quan Nhà máy, các công nghệ, đặc biệt là xưởng Phụ trợ. Em xin chân thành cảm ơn Phòng Công nghệ, các anh chị kỹ sư, đặc biệt là anh Nguyễn Văn Bình, anh Nguyễn Văn Thiên, đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành tốt kỳ thực tập vừa qua. Ngoài ra, em xin cảm ơn thầy, cô bộ môn Lọc – Hóa dầu, đặc biệt cô Bùi Thu Hoài, thầy Nguyễn Tô Hoài đã tạo điều kiện cho em thực tại Nhà máy Đạm Cà Mau. Vì thời gian thực tập ngắn, nên em không thể kịp tìm hiểu sâu về Nhà máy và tránh khỏi sai sót trong quá trình làm báo cáo, em rất mong nhận được sự góp ý của các anh chị kỹ sư và thầy cô để bài báo cáo này được hoàn thiện hơn. Chúng em xin chân nắm được kiến thức về tổng quan Nhà máy, các công nghệ, đặc biệt là xưởng Phụ trợ. Em xin chân thành cảm ơn Phòng Công nghệ, các anh chị kỹ sư, đặc biệt là anh Nguyễn Văn Bình, anh Nguyễn Văn Thiên, đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành tốt kỳ thực tập vừa qua. Ngoài ra, em xin cảm ơn thầy, cô bộ môn Lọc – Hóa dầu, đặc biệt cô Bùi Thu Hoài, thầy Nguyễn Tô Hoài đã tạo điều kiện cho em thực tại Nhà máy Đạm Cà Mau. Vì thời gian thực tập ngắn, nên em không thể kịp tìm hiểu sâu về Nhà máy và tránh khỏi sai sót trong quá trình làm báo cáo, em rất mong nhận được sự góp ý của các anh chị kỹ sư và thầy cô để bài báo cáo này được hoàn thiện hơn. Chúng em xin chân

TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT NAM

KHOA DẦU KHÍ

BỘ MÔN LỌC – HÓA DẦU

//

Báo cáo thực tập TỔNG QUAN XƯỞNG PHỤ TRỢ

HỆ THỐNG LÀM MÁT

Kỹ sư hướng dẫn:

Nguyễn Văn Thiên

Thực hiện: Nguyễn Thị Đài Trang MSSV: 04PPR110017

Chuyên ngành: Lọc – Hóa Dầu Lớp: K4LHD

Cà Mau, tháng 7/2018

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT

NAM

KHOA DẦU KHÍ

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do - Hạnh phúc

Bà Rịa, ngày…… tháng………năm 2017 NHẬN XÉT CỦA NHÀ MÁY ĐẠM CÀ MAU

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT

NAM

KHOA DẦU KHÍ

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do - Hạnh phúc

Bà Rịa, ngày…… tháng………năm 2017 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Giáo viên hướng dẫn

Sau một tháng thực tập, nhờ vào sự giúp đỡ của các anh chị trong Phòng Công nghệ, em

đã nắm được kiến thức về tổng quan Nhà máy, các công nghệ, đặc biệt là xưởng Phụ trợ

Em xin chân thành cảm ơn Phòng Công nghệ, các anh chị kỹ sư, đặc biệt là anh Nguyễn Văn Bình, anh Nguyễn Văn Thiên, đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành tốt kỳ thực tập vừa qua Ngoài ra, em xin cảm ơn thầy, cô bộ môn Lọc – Hóa dầu, đặc biệt cô Bùi Thu Hoài, thầy Nguyễn Tô Hoài đã tạo điều kiện cho em thực tại Nhà máy Đạm Cà Mau

Vì thời gian thực tập ngắn, nên em không thể kịp tìm hiểu sâu về Nhà máy và tránh khỏi sai sót trong quá trình làm báo cáo, em rất mong nhận được sự góp ý của các anh chị kỹ

sư và thầy cô để bài báo cáo này được hoàn thiện hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn

Mục Lục

Mục Lục 4

Danh mục bảng 1

Danh mục hình 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NHÀ MÁY ĐẠM CÀ MAU 4

1.1 Lịch sử hình thành và phát triển 4

1.2 Cơ cấu tổ chức 5

1.3 Nguyên liệu và sản phẩm 6

1.3.1 Nguyên liệu 6

1.3.2 Sản phẩm 6

1.4 Chức năng nhiệm vụ 6

1.5 Thiết kế nhà máy 7

1.5.1 Xưởng Phụ Trợ 8

1.5.2 Xưởng Ammonia 9

1.5.3 Xưởng Urea 14

1.5.4 Xưởng sản phẩm 17

CHƯƠNG 2: XƯỞNG PHỤ TRỢ 18

2.1 Hệ thống phân phối khí đầu vào 18

2.2 Hệ thống sản xuất nước khử khoáng 19

2.2.1 Chỉ tiêu nước trong cụm demi 19

2.2.2 Mô tả công nghệ 20

2.2.3 Quy trình rửa ngược tái sinh và trung hòa 22

2.2 Hệ thống nồi hơi phụ trợ 25

2.2.1 Mô tả nồi hơi phụ trợ 25

2.2.2 Nguyên lý hoạt động và cấu tạo 26

2.2.2.1 Nguyên lý hoạt động 26

2.2.2.2 Cấu tạo của nồi hơi 26

2.3 Hệ thống khí nén, khí điều khiển, khí Nito 28

2.3.1 Hệ thống khí nén, khí điều khiển 29

2.3.1.1 Chỉ tiêu công nghệ 29

2.3.1.2 Mô tả công nghệ 29

2.3.2 Cụm sản xuất Nito 31

2.3.2.1 Chỉ tiêu công nghệ 31

2.3.2.2 Mô tả công nghệ 31

2.4 Hệ thống nước làm mát 33

2.5 Hệ thống đuốc 33

2.6 Hệ xử lý nước thải 34

2.7 Hệ thống bồn chứa Ammonia 34

CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG LÀM MÁT 35

3.1 Lý thuyết chung 35

3.1.1 Môi chất làm mát và phương pháp làm mát 35

3.1.2 Các dạng hệ thống làm mát 35

3.1.2.1 Hệ thống làm mát trực tiếp một lần 35

3.1.2.2 Hệ thống làm mát tuần hoàn hở 36

3.1.2.3 Hệ thống làm mát tuần hoàn kín 36

3.1.3 Các bước xử lý nước 37

3.1.3.1 Khử trùng nước 37

3.1.3.2 Trung hòa pH của nước 39

3.1.3.3 Chống cáu cặn trong nước 39

3.1.3.4 Chống ăn mòn 40

3.2 Hệ thống nước trong cụm làm mát 40

3.2.1 Hệ thống nước sông đầu vào 40

3.2.2 Hệ thống làm mát bằng nước sông 42

3.2.3 Hê thống nước sạch làm mát 43

3.3 Cấu tạo thiết bị trong cụm làm mát 44

3.3.1 Tháp làm mát (E21101 AH) 44

3.3.1.1 Lý thuyết chung 44

3.3.1.2 Tháp làm mát tại nhà máy Đạm Cà Mau 47

3.3.2 Trao đổi nhiệt (E21201 AJ) 47

3.3.2.1 Cấu tạo 48

3.3.2.2 Thiết bị trao đổi nhiệt trong nhà máy Đạm Cau Mau: 50

3.3.3 Bộ lọc chính (S21102 AJ) 51

3.3.4 Bộ lọc Side-stream (S21101 AF) 52

3.3.5 Bồn giãn nỡ T21201 53

3.4 Các hóa chất sử dụng trong cụm 53

3.4.1 Hóa chất sử dụng cho nước sông làm mát 53

3.4.1.1 Nalco 73202 53

3.4.1.2 Nalco 1393 54

3.4.1.3 Javen 10% 54

3.4.1.4 H 2 SO 4 54

3.4.2 Hóa chất sử dụng cho nước Fresh 55

3.4.2.1 Nalco 7330 55

3.4.2.2 TRAC 109 55

Danh mục bảng

Bảng 2.1: Chỉ tiêu chất lượng nước đầu vào 19

Bảng 2.2: Chỉ tiêu nước potable 19

Bảng 2.3: Chỉ tiêu nước khử khoáng 20

Bảng 2.4: Chỉ tiêu công nghệ hệ thống khí nén 29

Bảng 2.5: Chỉ tiêu công nghệ hệ thống khí điều khiển 29

Bảng 2.5: Chỉ tiêu khí Nito 31

Bảng 3.1: Giá trị kiểm soát nước sông đầu vào 40

Bảng 3.2: Giá trị kiểm soát nước sông đầu ra 41

Danh mục hì

Hình 1.1: Nhà máy Đạm Cà Mau 4

Hình 1.2: Sơ đồ cơ cấu tổ chức 5

Hình 1.3: Sơ đồ thiết kế nhà máy Đạm Cà Mau 8

Hình 1.5: Thiết bị hydro hóa và hấp phụ lưu huỳnh 10

Hình 1.6: Thiết bị reforming sơ cấp và reforming thứ cấp 11

Hình 1.7: Thiết bị chuyển hóa CO 12

Hình 1.8: Hệ thống hấp thụ CO2 12

Hình 1.9: Thiết bị metan hóa 13

Hình 1.10: Cụm tổng hợp ammonia 14

Hình 1.11: Sơ đồ khối phân xưởng urea 15

Hình 1.12: Thiết bị tổng hợp urea 15

Hình 1.13: Cô đặc urea 16

Hình 1.14: Sơ đồ khối cụm tạo hạt 17

Hình 2.1: Khí tự nhiên đầu vào 18

Hình 2.2: Hệ thống sản xuất nước sinh hoạt 21

Hình 2.3: Hệ thống sản xuất nước demi 22

Hình 2.4: Thiết bị nồi hơi 25

Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của nồi hơi phụ trợ 26

Hình 2.6: Sơ đồ khối cấu tạo của hệ thống nồi hơi phụ trợ 27

Hình 2.7: Lưu trình sản xuất khí nén 30

Hình 2.8: Lưu trình sản xuất khí điều khiển 30

Hình 2.9: Hệ thống đuốc tổng hợp 33

Hình 2.10: Bồn chứa Ammoniac 34

Hình 3.1: Quan hệ giữa thành phần HOCl và ClO- và giá trị pH của môi trường 38

Hình 3.2: Sơ đồ hệ thống nước sông đầu vào 41

Hình 3.3: Sợ đồ hệ thống làm mát băng nước sông 42

Hình 3.4: Sơ đồ hệ thống trao đổi nhiệt 44

Hình 3.5: Tháp làm mát 46

Hình 3.6: Tháp làm mát 47

Hình 3.7: Cấu tạo tấm bảng trong thiết bị trao đổi dạng tấm 48

Hình 3.8: Cấu tạo thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm (PHE) 49

Hình 3.9: Hệ thống trao đổi nhiệt nước Fresh-River nhà máy Đạm Cà Mau 50

Hình 3.10: Bộ lọc chính nhà máy Đạm Cà Mau 51

Hình 3.11: Bộ lọc Side-stream 52

Hình 3.12: Bồn giãn nở trong nhà máy Đạm Cà Mau 53 Y

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NHÀ MÁY ĐẠM CÀ MAU

1.1 Lịch sử hình thành và phát triển

Ngày 26 tháng 7 năm 2008, Tập Đoàn Dầu Khí Quốc Gia Việt Nam tiến hành khởi công xây dựng Nhà máy Đạm Cà Mau có diện tích 52 ha trong khu vực cụm Khí – Điện - Đạm.Đạm Cà Mau với tổng số vốn đầu tư là 900.2 triệu USD Nhà máy được trang bị các côngnghệ tiên tiến và hiện đại với công nghệ tổng hợp Ammonia của Haldor Topsoe A/S (ĐanMạch) công suất 1350 tấn/ngày; công nghệ tổng hợp Urea của Snamprogetti (Italia) côngsuất 2385 tấn/ngày và công nghệ tạo hạt tầng sôi của ToYo (Nhật Bản) với công suất 2385tấn urea hạt mỗi ngày

Hình 1.1: Nhà máy Đạm Cà MauSau hơn ba năm xây dựng, ngày 24 tháng 11 năm 2011 nhà máy đã chạy thành công những công đoạn cuối cùng Ngày 30 tháng 1 năm 2012 nhà máy cho ra mắt sản phẩm thương mại đầu tiên đánh dấu sự có mặt của phân bón urea hạt đục trên thị trường Việt Nam

Ngày 9 tháng 3 năm 2011, Công ty Trách nhiệm hữu hạn một thành viên Phân Bón Dầu khí Cà Mau – PVCFC chính thức được ra đời với nhiệm vụ quản lí, giám sát và vận hành Nhà máy Đạm Cà Mau PVCFC đã nhanh chóng xây dựng và phát triển công ty ngày càng đạt nhiều thành tựu lớn, khẳng định vị trí của Đạm Cà Mau trên thị trường trong nước vàquốc tế Năm 2015, công ty thực hiện cổ phần hóa và chính thức đi vào hoạt động theo

mô hình công ty cổ phần với tênCông ty Cổ phần Phân bón Dầu khí Cà Mau

1.2 Cơ cấu tổ chức

Hội đồng quản trị là cơ quan quản trị của công ty, có toàn quyền để quyết định các vấn

đề liên quan đến mục đích, quyền lợi của công ty, trừ những vấn đề thuộc thẩm quyền của đại hội hội đồng cổ đông Hội đồng quản trị thường xuyên giám sát hoạt động kinh doanh, hoạt động kiểm soát nội bộ và hoạt động quản lý rủi ro của công ty

Công ty bao gồm 16 ban ngành trực thuộc, thực hiện các công việc và nhiệm vụ khác nhau Tất cả các ban này hoạt động dưới sự lãnh đạo của ban Tổng giám đốc

Hình 1.2: Sơ đồ cơ cấu tổ chức

Ammonia lỏng: 1350 tấn/ngày, tương đương 468,000 tấn/năm

Phân đạm Urea: 2385 tấn/ngày, tương đương 800,000 tấn/năm

Đặc điểm của phân urea hạt đục:

 Hàm lượng Nitơ: > 46.3 % khối lượng

 Hàm lượng Biuret: < 0.99 % khối lượng

 Hàm lượng nước: < 0.5 % khối lượng

 Hàm lương formaldehyde (HCHO): < 0.45%

 Kích thước hạt: 2 – 4 mm (lớn hơn 90%), < 1 mm (nhỏ hơn 1%) nên sản phẩm rất

ít bụi

 Độ cứng: 3kg (đối với hạt kích thước 3.15mm)

Nhận xét về chất lượng sản phẩm:

 Kích thước hạt to, ít bụi

 Hàm lượng Biuret thấp: Giảm bạc màu, chai đất

 Độ cứng cao: Hạt đạm không bị vỡ vụn trong quá trình vận chuyển

 Hiệu suất làm khô cao: độ ẩm trong sản phẩm thấp, hạt đạm lâu kết tảng và tăngthời gian hòa tan trong nước

1.4 Chức năng nhiệm vụ

Mặc dù trước năm 2010 một số nhà máy phân bón như Phú Mỹ, Hà Bắc ra đời nhưng lượng phân bón trong nước vẫn chưa được bình ổn và nước ta phải nhập khẩu một lượng lớn khoảng 50% phân bón đặc biệt là đạm để phục vụ nhu cầu trong nước Do đó

sự ra đời của Nhà máy Đạm Cà Mau là một sự kiện rất ý nghĩa Nhà máy được thiết kế sản xuất 800,000 tấn urea hạt đục một năm, cung cấp 40% nhu cầu phân bón trong cả nước Nhờ đó, năm 2012 từ nhập khẩu phân đạm, nước ta đã có thể hoàn toàn chủ độnglượng phân bón trong nước

Hiện tại “Đạm Cà Mau – Hạt Ngọc Mùa Vàng” đang là bạn đồng hành cùng nhà nông đặc biệt là nông dân vùng đồng bằng sông Cửu Long với 65% thị phần và Đông Nam bộ với 30% Với những nỗ lực khẳng định chất lượng sản phẩm và thương hiệu của mình trên thị trường, PVCFC đã có những bước tăng trưởng ổn định trong những năm qua Hiện nay, sản phẩm Đạm Cà Mau đã có mặt ở các thị trường Campuchia, Thái Lan, Philippines,Hàn Quốc, Bangladesh, Nhật Bản và được khách hàng đánh giá cao Mục tiêu trong giai đoạn năm 2015 -2020 của Đạm Cà Mau là tiếp tục vận hành tốt nhà máy, nâng cao năng suất sản phẩm, giữ vững thị trường trong nước, đi sâu và chiếm lĩnh 50% thị trường Campuchia, mở rộng thị trường qua các quốc gia trên thế giới, phát triển thương hiệu

“Đạm Cà Mau – Hạt Ngọc Mùa Vàng” là một trong những thương hiệu có uy tín trên thị trường trong nước và khu vực Đông Nam Á

1.5 Thiết kế nhà máy

Nguồn nguyên liệu đầu vào của nhà máy Đạm Cà Mau là nguồn khí thiên nhiên ở mỏ PM3 - vùng chồng lấn giữa Việt Nam và Malaysia, đưa vào trạm phân phối khí GDC Bên cạnh đó, nguồn điện được sử dụng trong nhà máy được lấy từ Nhà máy Điện Cà Mau và lưới điện quốc gia (khi Nhà máy Điện không cung cấp được) Nhà máy Đạm Cà Mau bao gồm bốn phân xưởng chính là Ammonia, Urea - Tạo hạt, Sản phẩm và Phụ trợ Các phân xưởng được thiết kế như trong hình dưới:

Hình 1.3: Sơ đồ thiết kế nhà máy Đạm Cà Mau

1.5.1 Xưởng Phụ Trợ

Xưởng Phụ trợ là một trong 4 xưởng công nghệ chính của nhà máy Tại đây sản xuất hơi nước cao áp, khí nén, khí điều khiển, nitơ, nước khử khoáng, nước làm mát, cung cấp khí nguyên nhiên liệu (khí thiên nhiên), nhằm đảm bảo cho hoạt động của 3 xưởng công nghệ ammonia và urea

Ngoài ra, xưởng phụ trợ còn có hệ thống xử lý nước thải (nước thải sinh hoạt, nước thải nhiềm dầu, nước thải nhiễm ammonia) và hệ thống đuốc để đốt các khí dư trong quá trình sản xuất

Xưởng Phụ trợ gồm nhiều hệ thống (cụm) sản xuất, có công nghệ hiện đại Mỗi hệ thống sản xuất lại có đặc trưng riêng về công nghệ, về thiết bị

(GDC) được đưa chủ yếu vào xưởng Amo, đồng thời cấp khí làm nhiên liệu choboiler và đuốc đốt

cacbon hoạt tính và lọc tinh, nước sẽ được sử dụng cho mục đích sinh hoạt Mộtphần lớn nước được đi qua hệ thống sử dụng nhựa trao đổi cation, anion và nhựatrao đổi tầng hỗn hợp mix-bed để loại bỏ các ion có khả năng tạo cặn như Ca2+,

Mg2+ có trong nước thô và nước ngưng công nghiệp cho sản xuất nước demi

 Hệ thống nồi hơi phụ trợ: hệ thống nhằm cung hơi siêu cao áp (quay tuabin) và

hơi cao áp cho quay tuabin và reforming sơ cấp, đảm bảo cho quá trình công nghệhoạt động bình thường

điều khiển dùng cho các nhà máy có nhiệm vụ cung cấp khí khô cho các thiết bị đolường điều khiển hoặc khí nén dùng cho nhiều mục đích khác nhau như các công

cụ dẫn động bằng khí nén, các loại tời, kích hơi, súng hơi… Hệ thống sản xuất khíNito nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng Nito liên tục trong nhà máy như làm lạnh, làmkín…

dụng nước sạch làm mát cho các thiết bị công nghệ trong nhà máy Nước sạch làmmát là nước demi được bổ sung hóa chất ăn mòn và diệt vi sinh

đáp ứng tiêu chuẩn dòng khí thoát ra khỏi môi trường

hoạt, nước thải công nghiệp (thành phần chính là nước thải nhiễm dầu do rửa máymóc thiết bị trong quá trình sản xuất) Riêng đối với nước thải nhiễm NH3 là nguồnthải đương nhiên của nhà máy sản xuất phân Đạm Một số yếu tố gây ô nhiễmchính trong nước thải sinh hoạt chủ yếu là chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ, dầu mỡ(thực phẩm) và vi sinh; đối với nước thải nhiễm dầu thì khả năng gây ô nhiễmchính là chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ, chất dinh dưỡng và dầu mỡ

được nạp trực tiếp vào xưởng urea, làm nguyên liệu sản xuất urea, phần còn lại sẽđược đưa tới hệ thống bồn chứa amonia ở điều kiện nhiệt độ -31°C

1.5.2 Xưởng Ammonia

Phân xưởng Ammonia có nhiệm vụ tổng hợp NH3 và thu hồi khí CO2 cung cấp cho xưởng

Urea Phân xưởng được thiết kế với 8 cụm chính đó là cụm Khử lưu huỳnh, Reforming, Chuyển hóa CO, Tách CO2, Metan hóa, Tổng hợp NH3, Làm lạnh và Thu hồi Ngoài ra, phânxưởng còn bao gồm các cương vị như máy nén, đuốc hoặc nồi hơi để đảm bảo an toàn trong quá trình sản xuất đồng thời tận dụng được nhiệt cho các quá trình khác.

Hình 1.4: Sơ đồ khối phân xưởng Ammonia

chuyển hóa CO, nên cần phải loại chúng tới mức thấp nhất có thể bằng cách hydrohóa về dạng H2S và hấp phụ nhờ ZnO Lưu huỳnh tồn tại trong khí sau khi ra khỏicụm chứa tối đa 0.05 ppm

Hình 1.5: Thiết bị hydro hóa và hấp phụ lưu huỳnh

công đoạn tổng hợp, đồng thời điều chỉnh tỉ lệ Hydro/Nito là 3/1 cho dòng khí

tổng hợp Khí tự nhiên được đi thực hiện phản ứng reforming với hơi nước ở hai giai đoạn sơ cấp và thứ cấp Ở Reforming sơ cấp, dòng khí nguyên liệu tiến hành phản ứng tạo syngas với hơi nước trong các ống xúc tác, lượng methane còn lại là 14% được đưa đến Reforrming thứ cấp Tại Reforming thứ cấp, dòng khí được bổ sung không khí để trở thành khí tổng hợp với tỉ lệ N2/H2 là 1/3 Phản ứng được thực hiện ở nhiệt độ cao và áp suất thấp Hàm lượng methane đi ra khỏi cụm chiếm 0.6%

Hình 1.6: Thiết bị reforming sơ cấp và reforming thứ cấp

chuyển hóa CO nhiệt độ thấp Ở giai đoạn chuyển hóa CO nhiệt độ cao phản ứng xảy ra nhanh, ở giai đoạn chuyển hóa nhiệt độ thấp hiệu suất chuyển hóa được tăng lên, nhờ đó mà hàm lượng CO ra khỏi cụm đạt giá trị 0.3%

Hình 1.7: Thiết bị chuyển hóa CO

Dung dịch MDEA chứa một chất hoạt hóa, chất này sẽ tăng tốc độ truyền khối CO2

từ pha khí sang pha lỏng, phần còn lại của dung dịch là nước Tại đây CO2 99.86% được thu hồi để đưa sang xưởng Urea ở 0.45 bar và 45oC

Hình 1.8: Hệ thống hấp thụ CO2

 Metan hóa: Vì CO và CO2 là những hợp chất có chứa oxy ảnh hưởng lớn đến hoạt tính của xúc tác tổng hợp NH3, do đó cụm methane hóa có chức năng chuyển hóa

CO và CO2 thành methane (khí trơ đối với phản ứng tổng hợp NH3) Thành phần khí ra khỏi cụm chứa 10 ppm CO và CO2

Hình 1.9: Thiết bị metan hóa

 Tổng hợp NH 3: Tại đây NH3 được tổng hợp theo phản ứng (N2 + 3H2 2NH3 +Q) Tại Nhà máy Đạm Cà Mau, hiệu suất chuyển hóa NH3 đạt 17% (theo lý thuyết là 25%)

Áp suất cao và nhiệt độ thấp giúp cho cần bằng hoá học chuyển về phía tổng hợp ammonia Do tốc độ phản ứng được tăng lên rất nhiều nếu tăng nhiệt độ, sự lựa chọn nhiệt độ phải được tính toán giữa cân bằng hoá học trên lý thuyết và tốc độ đạt đến sự cân bằng đó

Hình 1.10: Cụm tổng hợp ammonia

nhiệt độ yêu cầu để đưa đến xưởng Urea và bồn chứa Cụm làm lạnh gồm các bộlàm lạnh ammonia (dùng ammonia lỏng làm lạnh) và bình tách

gas được tách ra trong quá trình tổng hợp NH3 Lượng NH3 thoát ra được thu hồitại các tháp hấp thụ bằng nước nhờ các thiết bị hấp thụ dạng đệm H2 được thu hồitại cụm thu hồi H2 bằng công nghệ màng

1.5.3 Xưởng Urea

Xưởng Urea có chức năng tổng hợp urea từ dòng khí CO2 và NH3 lỏng đến từ xưởng Ammonia Sau khi được tổng hợp, phân giải carbamate và thu hồi NH3 - CO2, dung dịch urea được chuyển tới tháp cô đặc chân không và tạo hạt bằng công nghệ tạo hạt tầng sôicủa ToYo Sau đó sản phẩm này được chuyển theo băng chuyền đưa đến xưởng sản phẩm Phân xưởng này bao gồm các cụm được cho như trong sơ đồ dưới:

Hình 1.11: Sơ đồ khối phân xưởng urea

hệ thống máy nén

ở 157 bar – 188oC đạt hiệu suất 63% ở thiết bị tổng hợp dạng đĩa R07601 và phânhủy hợp chất carbamate để thu hồi NH3 và CO2 cho quá trình tổng hợp ở áp suấtcao tại Stripper

2NH3 + CO2 ↔ NH2COONH4 + 32560 kcal/kmol

NH2COONH4 ↔ NH2CONH2 + H2O – 4200 kcal/kmol

Hình 1.12: Thiết bị tổng hợp urea

tinh chế và thu hồi Ở đây dịch urea được tách các cấu tử NH3, H2O, CO2 vàcarbamate bằng thiết bị phân hủy trung áp (19.5 bar) và phân hủy thấp áp (4 bar)bằng cách cấp nhiệt và giảm áp Khí NH3 và CO2 được thu hồi bằng hệ thống cácthiết bị hấp thụ trung áp, trao đổi nhiệt, tháp rửa và bồn chứa để đưa về tháp tổnghợp

71%, cần được cô đặc tới 96% để thu được dung dịch thích hợp cho tạo hạt Trongphân xưởng, dung dịch urea được cô đặc bằng thiết bị tiền cô đặc chân không vàthiết bị cô đặc chân không tới 96% ở -0.7 bar

Hình 1.13: Cô đặc urea

quyền công nghệ ToYo Công suất cụm đạt 2385 tấn hạt/ngày

Hình 1.14: Sơ đồ khối cụm tạo hạt

thống chân không, để đảm bảo nước ngưng quá trình hầu như không chứa NH3

-CO2 - Urea Nước thải được xử lý nhờ hệ thống tháp chưng cất, thiết bị thủy phânurea và bộ trao đổi nhiệt NH3, CO2 và hơi H2O được tuần hoàn lại Nước sau khi

xử lý được sử dụng lại

1.5.4 Xưởng sản phẩm

Xưởng sản phẩm có chức năng tồn trữ, đóng gói và bảo quản sản phẩm hạt urea rời Phân xưởng được thiết kế gồm các hệ thống băng chuyền vận chuyển, định lượng, đóng bao

phẩm urea rời, xưởng đóng bao, khu vực thu hồi urea rời

và độ ẩm nhỏ hơn 70% Công suất của kho là 850 tấn có thể tồn trữ trong 35 ngàysản xuất liên tục

 Hệ thống định lượng đóng bao: Mỗi bao được định lượng 50 kg Hệ thống bao

gồm nhiều thiết bị để vận hành đóng bao tự động như trạm cân, máy đóng bao,robot xếp bao…Nhờ đó quy trình được xuyên suốt và hoạt động hiệu quả

CHƯƠNG 2: XƯỞNG PHỤ TRỢ

Phân xưởng phụ trợ có chức năng cung cấp các nguồn phụ trợ cho toàn nhà máy Nguồn phụ trợ chính là khí, nước và hơi Trong nhà máy Đạm Cà Mau, mỗi cụm đều có những nhiệm vụ riêng, nhưng đóng vai trò then chốt cho sự hoạt động bình thường của thiết bị

là các cụm nồi hơi phụ trợ, hệ thống sản xuất nước demi, hệ thống nước làm mát và máynén không khí (gồm khí nén, khí điều khiển và khí Nito)

2.1 Hệ thống phân phối khí đầu vào

Khí đầu vào được lấy từ trạm phân phối khí GDC, trước khi đi vào chu trình công nghệ, khí này được lọc để tách phần hydrocarbon nặng và xử lý thủy ngân Khí tự nhiên được

sử dụng để cung cấp nguyên liệu cho xưởng Amo, nhiên liệu cho nồi hơi phụ trợ và hệ thống đuốc đốt của nhà máy

Hình 2.1: Khí tự nhiên đầu vàoHiện tại, trạm phân phối khí GDC (Gas Distribution Center) đang trong kế hoạch chuyển

đổi sang nhà máy chế biến khí GPP (Gas Processing Plant), vì thế ít nhiều ảnh hưởng đến nguyên liệu vào của nhà máy (do mất phần lớn nguyên liệu nặng, ảnh hưởng đến nhiệt trị của reforming và boiler).

2.2 Hệ thống sản xuất nước khử khoáng

Nước thô (nước raw) từ nhà máy nước Khánh An và U Minh được đem đi sản xuất nước khử khoáng nhờ công nghệ trao đổi ion bằng các hạt nhựa nhằm loại bỏ các ion có mặt trong nước Nước khử khoáng (nước demi) được cung cấp để sản xuất hơi, nước làm mát fresh và đưa lên header

2.2.1 Chỉ tiêu nước trong cụm demi

Chỉ tiêu chất lượng nước đầu vào:

Bảng 2.1: Chỉ tiêu chất lượng nước đầu vào

Chỉ tiêu nước potable

Bảng 2.2: Chỉ tiêu nước potable

Na+ < 200 mg/l

Ammonia

Tổng vi khuẩn Coli Không phát hiện trong 100ml mẫu ở 37 oC

Chỉ tiêu nước khử khoáng

Bảng 2.3: Chỉ tiêu nước khử khoáng

Độ dẫn điện 0.2 S/cm Theo kết quả phân tích định kỳ

Cl- 0.15 mg/l Yêu cầu phân tích khi bất thường

2.2.2 Mô tả công nghệ

Hình 2.2: Hệ thống sản xuất nước sinh hoạtNước thô từ nhà máy nước Khánh An và U Minh được đưa vào bồn T20101 và được bơm P20101A/B hoặc P20102A/B đưa vào hệ thống sản xuất nước potable, đầu tiên nước thô được qua thiết bị lọc than hoạt tính để loại bỏ các tạp chất sau đó được đưa vào T20102 và được bơm P20103A/B đưa qua thiết bị diệt khuẩn trước khi cấp đến các

hộ sử dụng (là nước sử dụng cho sinh hoạt trong nhà máy)

Vì yêu cầu nghiêm ngặt về sử dụng nước trong nhà máy, nước từ nhà máy trong khu vực vẫn phải được qua xử lý lọc than và diệt khuẩn UV Tuy nhiên, hiện tại xưởng phụ trợ đang cho xưởng Amo mượn thiết bị lọc than hoạt tính S20101 để thử nghiệm trong quá trình lọc dịch MDEA Thay vào đó, nước sẽ được lọc bằng bộ lọc than hoạt tính bên hệ thống sản xuất nước demi.

Hình 2.3: Hệ thống sản xuất nước demiNước ngưng công nghệ từ xưởng Ammonia và Urea cùng với dòng nước thô cấp vào hệ thống nước khử khoáng, đầu tiên được dẫn qua phần lọc sau đó đến bộ phận khử ion Nước ngưng từ xưởng urea và các tua bin được đưa trực tiếp sang bình khử ion hỗn hợpthông qua các bình nước ngưng được vận hành như bình đệm sau khi được lọc bằng precision filter Nước ngưng tua bin được đưa đến bồn đầu tiên được làm nguội xuống

43oC bằng thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm

Phần lọc gồm 4 bộ có công suất 120m3/h Trong vận hành bình thường, có 2 lọc chạy và 2lọc dự phòng, khi nước ngưng tua bin bị nhiễm với nước sông làm mát thì 3 cái chạy 1 cái

dự phòng tái sinh

Phần khử ion gồm 3 chuyền có công suất 210m3/h có khả năng cung cấp nước trong trường hợp nước ngưng bị nhiễm nước sông 2 cái chạy 1 cái dự phòng tái sinh

Phần khử ion được thiết kế để xử lý dòng nước thô hay hỗn hợp nước ngưng công nghệ

từ ure và ammonia

Phần khử ion gồm trao đổi ion dương (U20201A/B/C), trao đổi ion âm (U20202A/B/C) vàkhử khí (C20201)

Trao đổi ion dạng hỗn hợp (U20203A/B/C) được thiết kế để xử lý hỗn hợp của dòng nước

từ phần khử ion và nước ngưng tuabin từ xưởng Ammonia và nước ngưng từ xưởng Urea

Có 3 chuyền hai chạy một dự phòng được cung cấp cho trao đỗi hỗn hợp với công suất

210 m3/h mỗi chuyền

Nước khử khoáng thu gom về bồn nước khử khoáng (T20205) dung lượng 6368 m3 và được 3 bơm P20206A/B/C (2 chạy 1 dự phòng) có công suất mỗi bơm 187m3/h cấp lên header sử dụng

2.2.3 Quy trình rửa ngược tái sinh và trung hòa

Nhà máy Đạm Cà Mau sử dụng 3 thiết bị trao đổi cation U20201A/B/C, 1 thiết bị khử khí,

3 thiết bị trao đổi Anion U20202A/B/C, 3 thiết bị Mix-bed độc lập U20203A/B/C (1 làm việc, 1 dự phòng, 1 tái sinh) tương ứng với 3 dây chuyền hoạt động độc lập với nhau và mỗi thiết bị Cation, Anion, Mix-bed có thể hoạt động độc lập với nhau so với chuyền tuỳ theo người vận hành quyết định và có thể dừng thiết bị mà không ảnh hưởng đến

chuyền đang chạy, có thể chạy thêm thiết bị trao đổi Cation, Anion, Mix-bed mà không cần chạy thêm thiết bị trao đổi Anion nào

Bề mặt trong của mỗi thiết bị được bảo vệ bằng 1 lớp cao su để chống hoá chất ăn mòn.Thiết bị trao đổi Cation U20201A/B/C làm việc theo nguyên lý nước đi từ trên đỉnh thiết

bị đi xuống tiếp xúc trực tiếp với hạt nhựa trao đổi ion dương và thoát ra từ đáy thiết bị

R(-SO3H)2 + Ca2+ ➞ R(-SO3H)2Ca + 2H+R(-SO3H)2 + Mg2+ ➞ R(-SO3H)2Mg + 2H+

R-SO3H + Na+ ➞ R-SO3Na + H+R-SO3H + K+ ➞ R-SO3K + H+

CO32-+2H+ = H2O +CO2HCO3- + H+ = H2O + CO2Các ion dương Ca2+, Mg2+, Na+… có trong nước bị giữ lại, nước thoát ra có nồng độ ion âmcao và độ pH thấp, các khí hoà tan trong nước sẽ được đưa sang thiết bị khử khí Mỗi thiết bị trao đổi Cation có công suất 165 m3 và có năng lực xử lý 1920 m3 tương ứng với 12.8 giờ hoạt động

Sau khi xử lý được 1920 m3 hay hết thời gian hoat động hoặc độ dẫn Na+ đạt 0.5 ppm thì dừng thiết bị để tái sinh

Khi tái sinh hạt nhựa sử dụng Acid H2SO4 98%, được chia làm 2 bước:

Na+… hoà tan kém bám trên bề mặt hạt nhựa làm cho hạt nhựa mất hoạt tính

Bước 2: Phun dung dịch Acid H2SO4 4% đế tăng cường khả năng trao đổi và hoàn

nguyên hạt nhựa được hoàn toàn vì lúc này nồng độ các kim loại Ca2+, Mg2+, Na+… còn rất

ít khó có khả năng tạo thành muối sunphat bám phủ trên bề mặt hạt nhựa Sau khi tiến hành phun hoá chất tái sinh xong thì phải tiến hành rửa hoá chất bằng nước đã khử khoáng

Quá trình tái sinh cation:

R(-SO3)2Ca + 2H+ ➞ R(-SO3H)2 + Ca2+

R(-SO3)2Mg + 2H+ ➞ R(-SO3H)2 + Mg2+

R-SO3Na + H+ ➞ R-SO3H + Na+R-SO3K + H+ ➞ R-SO3H + K+Thiết bị trao đổi Anion U20202A/B/C làm việc theo nguyên lý nước đi từ trên đỉnh thiết

bị đi xuống tiếp xúc trực tiếp với hạt nhựa trao đổi Ion âm và thoát ra từ đáy thiết bị.

Cl- + ROH = RCl + OHSO42- + 2ROH = R2SO4 + 2OH-

-SO32- + 2ROH = R2SO3 + OHHCO3- + ROH = RHCO3 + OH-HSiO3-+ ROH = RHSiO3 + OH-

-CO32- + 2ROH = R2CO3 + 2OHCác ion âm Cl-, SO42-, SO32-, HCO3-, HSiO3-, CO32-… trong nước bị hạt nhựa giữ lại và giải phóng ion OH-, nước thoát ra có nồng độ Ion âm thấp và độ pH cao, nước sẽ được đưa sang thiết bị trao đổi ion Mix-bed Mỗi thiết bị trao đổi Anion có công suất 160 m3 và có năng lực xử lý 3800 m3 tương ứng với 25 giờ hoạt động

-Sau khi xử lý được 3800 m3 hay hết thời gian hoạt động 1500 phút hoặc độ dẫn đạt 5µS/cm thì dừng thiết bị để tái sinh

Khi tái sinh hạt nhựa sử dụng dung dịch NaOH 3%: Phun dung dịch NaOH 3% để hoàn nguyên hạt nhựa bằng cách loại bỏ hết các ion âm Cl-, SO42-, SO32-, HCO3-, HSiO3-, CO32-… bám phủ trên bề mặt hạt nhựa Sau khi tiến hành phun hoá chất tái sinh xong thi phải tiến hành rửa hoá chất bằng nước demi

Nước dùng để sản xuất nước demi nhà máy Đạm Cà Mau là nước raw hòa trộn với 2 dòng condensate từ xưởng Urea và xưởng Amo

2.2 Hệ thống nồi hơi phụ trợ

Hệ thống này cung cấp hơi quá nhiệt cao áp cho toàn nhà máy với thiết kế lò hơi ống nước và đối lưu tự nhiên