BÁO CÁO THỰC TẬP CỤM URE VÀ TẠO HẠT NHÀ MÁY ĐẠM CÀ MAU

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NHÀ MÁY ĐẠM CÀ MAU 1 1.1 Lịch sử hình thành 1 1.2 Tầm nhìn chiến lược, sứ mệnh và giá trị cốt lõi 2 1.3 Sơ đồ bố trí nhân sự 4 1.4 Nguyên liệu và sản phẩm 6 1.4.1 Nguyên liệu 6 1.4.2 Sản phẩm 6 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC CỤM PHÂN XƯỞNG CHÍNH 8 2.1 Thiết kế nhà máy 8 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NHÀ MÁY ĐẠM CÀ MAU 1 1.1 Lịch sử hình thành 1 1.2 Tầm nhìn chiến lược, sứ mệnh và giá trị cốt lõi 2 1.3 Sơ đồ bố trí nhân sự 4 1.4 Nguyên liệu và sản phẩm 6 1.4.1 Nguyên liệu 6 1.4.2 Sản phẩm 6 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC CỤM PHÂN XƯỞNG CHÍNH 8 2.1 Thiết kế nhà máy 8 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NHÀ MÁY ĐẠM CÀ MAU 1 1.1 Lịch sử hình thành 1 1.2 Tầm nhìn chiến lược, sứ mệnh và giá trị cốt lõi 2 1.3 Sơ đồ bố trí nhân sự 4 1.4 Nguyên liệu và sản phẩm 6 1.4.1 Nguyên liệu 6 1.4.2 Sản phẩm 6 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC CỤM PHÂN XƯỞNG CHÍNH 8 2.1 Thiết kế nhà máy 8 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NHÀ MÁY ĐẠM CÀ MAU 1 1.1 Lịch sử hình thành 1 1.2 Tầm nhìn chiến lược, sứ mệnh và giá trị cốt lõi 2 1.3 Sơ đồ bố trí nhân sự 4 1.4 Nguyên liệu và sản phẩm 6 1.4.1 Nguyên liệu 6 1.4.2 Sản phẩm 6 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC CỤM PHÂN XƯỞNG CHÍNH 8 2.1 Thiết kế nhà máy 8

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT NAM

Kỹ sư hướng dẫn: Nguyễn Văn Thiên

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hùng Vương

CÀ MAU, tháng 7 - 2017

CÔNG TY PHÂN BÓN DẦU KHÍ CÀ MAU CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM NHÀ MÁY ĐẠM CÀ MAU Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Cà Mau, ngày…… tháng………năm 2017 NHẬN XÉT CỦA NHÀ MÁY ĐẠM CÀ MAU

………

……… ………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

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

……… ………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Giáo viên hướng dẫn TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NHÀ MÁY ĐẠM CÀ MAU 1

1.1 Lịch sử hình thành 1

1.2 Tầm nhìn chiến lược, sứ mệnh và giá trị cốt lõi 2

1.3 Sơ đồ bố trí nhân sự 4

1.4 Nguyên liệu và sản phẩm 6

1.4.1 Nguyên liệu 6

1.4.2 Sản phẩm 6

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC CỤM PHÂN XƯỞNG CHÍNH 8

2.1 Thiết kế nhà máy 8

2.2 Xưởng Ammonia 9

2.2.1 Công đoạn khử lưu huỳnh (Hydrodesulfurization) 9

2.2.2 Công đoạn reforming 10

2.2.3 Công đoạn chuyển hóa CO 11

2.2.4 Công đoạn methane hóa 12

2.2.5 Công đoạn tổng hợp ammonia 12

2.3 Xưởng ure và tạo hạt 13

2.3.1 Xưởng ure 13

2.3.2 Tạo hạt và xử lí nước thải 14

2.4 Xưởng phụ trợ 15

2.5 Xưởng sản phẩm 15

CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ XƯỞNG PHỤ TRỢ 17

3.1 Hệ thống phân phối khí đầu vào 17

3.2 Hệ thống sản xuất nước khử khoáng và nước sinh hoạt 17

3.2.1 Hệ thống sản xuất nước sinh hoạt 17

3.2.1.2 Tái sinh bộ lọc S20101 19

3.2.2 Hệ thống sản xuất nước khử khoáng 20

3.2.2.1 Mô tả công nghệ 20

3.2.2.2 Quy trình tái sinh các thiết bị 22

3.2.2.3 Hóa chất sử dụng trong cụm 25

3.2.3 Hệ thống xử lí nước làm mát 26

3.2.3.1 Hệ thống nước sông đầu vào 27

3.2.3.2 Hệ thống làm mát bằng nước sông 27

3.2.3.3 Hệ thống nước sạch làm mát 28

3.2.4 Hệ thống khí nén, khí điều khiển, khí Nito 30

3.5 Hệ thống bồn chứa amo 32

3.2.5 Hệ thống xử lí nước thải 32

3.2.6 Hệ thống đuốc đốt 33

3.2.7 Hệ thống lò hơi phụ trợ 33

3.2.8 Mạng phân phối hơi của nhà máy 36

KẾT LUẬN 37

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 1 Tổng quan nhà máy đạm Cà Mau 1

Hình 1 2 Sơ đồ tổ chức nhà máy 5

Hình 2 1 Sơ đồ bố trí các xưởng nhà máy 8

Hình 2 2 Sơ đồ sản xuất 8

Hình 2 3 Sơ đồ xưởng sản xuất Ammonia 9

Hình 2 4 Thiết bị Hydro hóa và hấp phụ lưu huỳnh 9

Hình 2 5 Hình cụm Reforming nhình từ trên cao 10

Hình 2 6 Thiết bị chuyển hóa CO 11

Hình 2 7 Sơ đồ xưởng sản xuất Ure 13

Hình 2 8 Sơ đồ xưởng tạo hạt 14

Hình 3.1 Khí tự nhiên đầu vào 17

Hình 3.2 Sơ đồ sản xuất nước sinh hoạt 18

Hình 3.3 Sơ đồ sản xuất nước demi 20

Hình 3.4 Mô tả quá trình trao đổi cation 21

Hình 3.5 Thiết bị sau khi trao đổi 22

Hình 3.6 Hệ thống nước sông đầu vào 27

Hình 3.7 Hệ thống nước sông làm mát 28

Hình 3.8 Sản xuất khí nén 30

Hình 3.9 Sản xuất khí điều khiển 30

Hình 3.10 Hệ thống sản xuất khí Nito 31

Hình 3.11 Thiết bị nồi hơi 33

Hình 3.12 Sơ đồ hệ thống nồi hơi phụ trợ 34

DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Chỉ tiêu chất lượng nước sinh hoạt 18Bảng 3.2 Chỉ tiêu nước khử khoáng 24

LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực tập tại Nhà máy Đạm Cà Mau, em đã được sự giúp, hỗ trợ nhiệt tình của đội ngũ cán bộ nhà máy Em xin chân thành cảm ơn anh Nguyễn Văn Thiên, phụ trách xưởng phụ trợ đã nhiệt tình hướng dẫn và tận tình giúp đỡ về mặt chuyên môn trong suốt thời gian em thực tập tại nhà máy để hoàn thành bài báo cáo này

Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến nhà trường và các Thầy cô trong Hóa dầu, trường Đại học Dầu khí Việt Nam đã truyền đạt kiến thức, giúp em tiếp cận tốt hơn với quy trình công nghệ thực tế

Cuối cùng, em rất cảm ơn ban lãnh đạo Công ty phân bón dầu khí Cà Mau, Nhà máy Đạm Cà Mau đã cho phép và tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt đợt thực tập này Tuy nhiên, do thời gian có hạn, cũng như kinh nghiệm còn hạn chế của một sinh viên thực tập nên trong báo cáo thực tập này sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, hạn chế nhất định Vì vậy, em rất mong nhận được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cô cùng toàn thể các bạn để em có điều kiện bổ sung, nâng cao kiến thức của mình, phục

vụ tốt hơn công tác thực tế sau này

LỜI MỞ ĐẦU Đạm là một thành phần rất quan trọng bật nhất trong các nguyên tố cấu tạo nên sự sống Đạm có trong thành phần tất cả các protein đơn giản và phức tạp, mà nó là thành phần chính của màng tế bào thực vật, tham gia vào thành phần của axit Nucleic (tức ADN và ARN), có vai trò cực kỳ quan trọng trong trao đổi vật chất của các cơ quan thực vật Công ty cổ phần Phân bón Dầu khí Cà Mau (PVCFC), tiền thân là Công ty TNHH MTV phân bón dầu khí Cà Mau được thành lập vào ngày 9/3/2011 để quản lý và vận hành Nhà máy Đạm Cà Mau Công ty hình thành trong thời điểm thị trường phân bón trong nước và khu vực đang đứng trước những nguy cơ và thách thức lớn, nhu cầu phân đạm của cả nước đã lên đến trên 2 triệu tấn một năm nhưng sản xuất trong nước chỉ mới đáp ứng khoảng 50% Tại khu vực đồng bằng sông Cửu Long - vùng sản xuất nông nghiệp trọng điểm của Việt Nam, do chưa có nhà máy sản xuất phân đạm nên phải phụ thuộc nhiều vào nhập khẩu với chi phí khá cao Lúc này, PVCFC đã xây dựng phát triển hệ thống phân phối, sản xuất, kinh doanh và phát triển thị trường Chỉ sau 6 năm, thương hiệu Đạm Cà Mau - Hạt Ngọc Mùa Vàng đã định hình và là sản phẩm tin cậy của nông dân và nhiều đối tác chiến lược quan trọng

Với sứ mệnh là nhà sản xuất, kinh doanh phân bón trên nền tảng công nghiệp hóa dầu phục vụ nông nghiệp, cung cấp các giải pháp về dinh dưỡng cho cây trồng, công ty góp phần thay đổi nền nông nghiệp theo hướng phát triển bền vững, thân thiện môi trường, bảo đảm lợi ích hài hòa cho chủ sở hữu, khách hàng, người lao động và doanh nghiệp Công ty đang nỗ lực để thực hiện sứ mệnh cao cả đó với mong muốn mang đến nhiều hơn nữa những giá trị tốt đẹp cho bà con nông dân, khách hàng và đối tác, trở thành thương hiệu uy tín trên thị trường

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NHÀ MÁY ĐẠM CÀ MAU

1.1 Lịch sử hình thành

Công ty cổ phần phân bón dầu khí Cà Mau (trước đây là công ty trách nhiệm hữu hạn một thành viên phân bón Dầu khí Cà Mau trực thuộc tập đoàn Dầu khí Việt Nam sở hữu 100% vốn) được khởi công xây dựng vào tháng 7 năm 2008 Công ty chính thức thành lập vào ngày 09/03/2011 nhằm quản lý và vận hành Nhà 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 (nằm trong cụm Khí-Điện-Đạm Cà Mau)

Nhà máy Đạm Cà Mau được đầu tư với tổng số vốn là 900 triệu USD với công suất 800,000 tấn phân đạm Urea và 468,000 tấn Ammonia lỏng mỗi năm Nhà máy hiện đang sử dụng các công nghệ tiên tiến và hiện đại nhất hiện nay bao gồm:

 Công nghệ sản xuất Ammonia của Haldor Topsoe SA (Đan Mạch)

 Công nghệ sản xuất urê của SAIPEM (Italy)

 Công nghệ vê viên tạo hạt của Toyo Engineering Corp (Nhật Bản)

Hầu hết các thiết bị chính, quan trọng đều có xuất xứ từ EU/G7 Các tiêu chuẩn áp dụng cho nhà máy là các tiêu chuẩn quốc tế (ASME, API, JIS…) và các tiêu chuẩn bắt buộc

Hình 1 1 Tổng quan nhà máy đạm Cà Mau

về môi trường và an toàn, phòng chống cháy nổ của Việt Nam, tương tự Nhà máy Đạm Phú Mỹ

Với công nghệ tổng hợp Amoniac, nhà máy chọn công nghệ của Haldor Topsoe A/S do

đã được khẳng định qua tính ưu việt của các cụm thiết bị công nghệ Cụm tách CO2 sử dụng công nghệ của BASF với hiệu suất phân tách cao, tiêu hao năng lượng thấp và ít gây tác hại đến môi trường Quá trình tạo hạt, nhà máy sử dụng công nghệ của Toyo Engineering Corp (TEC - Nhật Bản), cho ra nhiều sản phẩm hạt có kích thước khác tương ứng với mỗi mục đích sử dụng Hệ thống tạo hạt có thể hoạt động liên tục không phải vệ sinh với thời gian khoảng 4 hay 6 tuần TEC đã đẩy mạnh cải tiến phần thiết kế thiết bị lọc bụi nhằm mục đích thu hồi bụi tốt hơn và giảm giá thành lắp đặt Bụi đạm

có trong khí thải hầu như không có

1.2 Tầm nhìn chiến lược, sứ mệnh và giá trị cốt lõi

 Giá trị cốt lõi

“Ân cần – Thân thiện, Chuyên nghiệp – Sáng tạo, Trách nhiệm – Hài hòa”

Đáp ứng mục tiêu phát triển bền vững, hài hòa lợi ích là kim chỉ nam, là chuẩn mực trong mọi hoạt động của Công ty

 Duy trì và phát triển sản xuất kinh doanh bền vững, đầu tư có hiệu quả và có chọn lọc

 Đảm bảo môi trường làm việc chuyên nghiệp sáng tạo, đáp ứng đời sống cho người lao động

 Đảm bảo chữ tín đối với khách hàng, là địa chỉ tin cậy của nhà nông

 Tích cực hưởng ứng và tham gia vào công tác xã hội, luôn gắn bó mật thiết với nông dân

 Mục tiêu chiến lược

Xây dựng công ty có hệ thống quản lý tiên tiến, hiện đại; Hợp tác chặt chẽ với các đối tác trong và ngoài nước làm gia tăng chuỗi giá trị

Đảm bảo vận hành an toàn, ổn định và hiệu quả Nhà máy Đạm Cà Mau, từng bước nâng cao chất lượng sản phẩm, cải tiến và tối ưu hoá sản xuất

Xây dựng và hoàn thiện hệ thống phân phối bền vững để tiêu thụ hiệu quả toàn bộ sản phẩm do Nhà máy Đạm Cà mau sản xuất; Xây dựng và phát triển thương hiệu “Đạm

Cà Mau – Hạt Ngọc Mùa Vàng” trở thành thương hiệu hàng đầu trong nước và khu vực Đầu tư có hiệu quả các dự án phục vụ đa dạng hoá sản phẩm; hình thành Trung tâm nghiên cứu phát triển và ứng dụng các sản phẩm phân bón phục vụ nông nghiệp và cung cấp dịch vụ khách hàng

Đa dạng hóa sản phẩm phân bón Urê, phân bón tổng hợp, phân bón vi sinh phục vụ cải tạo đất, giảm thiểu ô nhiễm môi trường

Phát triển dịch vụ đào tạo vận hành, bảo dưỡng, chạy thử và quản lý chất lượng cho các nhà máy tương tự

 Mục tiêu kinh doanh

Duy trì chiếm lĩnh tối thiểu thị trường Tây Nam Bộ 65%, Đông Nam Bộ 30%, thị trường Campuchia 50% trong giai đoạn 2015 – 2020 Mở rộng thị trường xuất khẩu phân đạm tại Thái Lan và các nước Châu Á khác gần Việt Nam

Tổ chức kinh doanh, phát triểnthương hiệu “Đạm Cà Mau” là một trong những thương hiệu có uy tín trên thị trường trong nước và khu vực Đông Nam Á từ năm 2015 Xây dựng kênh phân phối hiệu quả, phát triển ra hầu hết các địa phương trên toàn quốc cho sản phẩm Đạm Cà Mau (bao gồm cả sản phẩm mới) Áp dụng công nghệ thông tin trong quản lý để kiểm soát chặt chẽ hệ thống kênh phân phối

Tham gia tích cực vào các chuỗi liên kết hoạt động kinh doanh khép kín từ khâu Giống

- Phân bón - Chế biến - Dịch vụ các sản phẩm nông nghiệp nhằm gia tăng giá trị dịch

vụ và vị thế của Công ty

 Mục tiêu đầu tư mở rộng và phát triển

Đầu tư mở rộng sản xuất các sản phẩm mới nhằm nâng cao sản lượng phân bón sản xuất

từ nguồn nguyên liệu sẵn có tại địa phương

Tiếp tục nghiên cứu và đầu tư chiều sâu các dự án sản xuất phân bón nhằm cải tạo đất

để làm giàu chất dinh dưỡng trong đất, nâng cao hiệu quả trong sản xuất nông nghiệp Nghiên cứu và xem xét đầu tư các dự án sản xuất các sản phẩm mới dựa trên nguồn nguyên liệu từ các nhà máy lọc hoá dầu

Khai thác và đầu tư mở rộng các hệ thống kho bãi, hậu cần và thiết bị công nghệ của Nhà máy nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh

Mua hoặc đầu tư góp vốn vào doanh nghiệp có cùng ngành nghề chính với Công ty phù hợp với định hướng phát triển của Công ty khi có cơ hội thuận lợi

Tìm kiếm cơ hội và đầu tư các dự án SKXD phân bón, hóa chất trong và ngoài nước 1.3 Sơ đồ bố trí nhân sự

Hội đồng quản trị là cơ quan quản trị của công ty, có toàn quyền nhân danh công ty 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 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 Hội đồng quản trị của Công ty gồm 5 người do Đại hội đồng cổ đông bầu ra

Ban kiểm soát là cơ quan kiểm tra hoạt động tài chính của Công ty, giám sát việc chấp hành chế độ hạch toán, hoạt động của hệ thống kiểm tra và kiểm toán nội bộ của Công

ty Ban kiểm soát thẩm định báo cáo tài chính hàng năm, kiểm tra từng vấn đề cụ thể liên quan đến hoạt động tài chính khi xét thấy cần thiết hoặc theo quyết định của Đại hội đồng cổ đông hoặc theo yêu cầu của cổ đông lớn Ban kiểm soát báo cáo Đại hội đồng cổ đông về tính chính xác, trung thực và hợp pháp của chứng từ, sổ sách kế toán, báo cáo tài chính và hoạt động của hệ thống kiểm tra kiểm soát nội bộ Ban kiểm soát của Công ty gồm 3 người do Đại hội đồng cổ đông bầu ra

Ban tổng giám đốc: Gồm Tổng Giám đốc và các Phó Tổng Giám đốc Tổng Giám đốc

là người quản lý điều hành hoạt động sản xuất kinh doanh hàng ngày của Công ty, do Hội đồng quản trị bổ nhiệm Giúp việc cho Tổng Giám đốc là các Phó Tổng Giám đốc chuyên môn Ban Tổng Giám đốc Công ty gồm 5 thành viên: 01 Tổng Giám đốc và 04 Phó Tổng Giám đốc

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 tổ chức nhà máy

1.4 Nguyên liệu và sản phẩm

1.4.1 Nguyên liệu

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 Thành phần chính của khí tự nhiên nguyên liệu đầu vào là các hydrocacbon, trong đó methane là thành phần chính chiếm khoảng 78% và hàm lượng CO2 khoảng 8%

1.4.2 Sản phẩm

Sản phẩm của Nhà máy Đạm Cà Mau là Urê hạt đục với hàm lượng Nito trên 46,3% khối lượng, hàm lượng Biuret nhỏ hơn 0,99% khối lượng, hàm lượng nước nhỏ hơn 0,5% khối lượng Hạt sản phẩm có kích cỡ to (từ 2 – 4 mm), tròn đều, ít bụi Hàm lượng biuret thấp giúp giảm bạc màu chai đất, độ cứng cao giúp hạt đạm không bị vỡ vụn trong vận chuyển Ngoài ra, do hiệu suất làm khô cao độ ẩm thấp nên hạt đạm lâu kết tảng và tăng thời gian hòa tan trong nước Ngoài ra, nhà máy còn có các sản phẩm phụ khác như:

 Phân bón cao cấp N.HUMATE+TE

 Thành phần : Đạm (N) : 35%, axit humic : 7%, kẽm (Zn) : 1000 ppm, Bo (B) : 400 ppm

 Đặc điểm nổi trội : tiết kiệm lượng phân bón, tăng năng suất, chất lượng nông sản ; kích thích bộ rễ của cây trồng sinh trưởng tốt, khỏe mạnh, ra hoa đều, tỷ lệ đậu trái cao, năng suất vượt trội ; kích thích hệ vi sinh vật có ích phát triển, giúp đất trở lên màu mỡ hơn

 Đặc điểm nội trội: giúp rễ phát triển mạnh ; cây xanh bền cho năng suất cao; dùng

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC CỤM PHÂN XƯỞNG CHÍNH

Hình 2 2 Sơ đồ sản xuất

2.2 Xưởng Ammonia

Xưởng ammonia có chức năng tổng hợp ammonia và sản xuất CO2 từ khí tự nhiên, không khí và hơi nước Sau khi tổng hợp, ammonia và CO2 sẽ được chuyển sang phân xưởng Urea Ngoài ra, ammonia có thể được đưa vào bồn chứa Xưởng Ammonia có các công đoạn chính như sau:

Hình 2 3 Sơ đồ xưởng sản xuất Ammonia

2.2.1 Công đoạn khử lưu huỳnh (Hydrodesulfurization)

Do xúc tác reforming sơ cấp và chuyển hóa CO ở nhiệt độ thấp rất nhạy cảm với lưu huỳnh, nên dòng khí tự nhiên phải được khử lưu huỳnh trước khi vào reforming sơ cấp Bước đầu của quá trình là chuyển hóa các hợp chất lưu huỳnh dạng hữu cơ thành H2S bằng xúc tác hydrohóa Sau đó H2S được hấp phụ bằng oxit kẽm Sau công đoạn khử lưu huỳnh hàm lượng S trong khí nguyên liệu đạt < 0.05ppm

Hình 2 4 Thiết bị Hydro hóa và hấp phụ lưu huỳnh

2.2.2 Công đoạn reforming

Bao gồm reforming sơ cấp và reforming thứ cấp Mục đích của công đoạn là chuyển hóa hoàn toàn các hidrocacbon bậc cao và CH4 thành khí tổng hợp, trong chu trình có

sự tham gia của hơi nước và không khí

Quá trình reforming hơi 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 + H2 + Q (3) Phản ứng (1) miêu tả phản ứng reforming hydrocacbon bậc cao chuyển hóa từng bậc xuống thành hydrocacbon bậc thấp hơn, và cuối cùng thành phân từ methane như trong phản ứng (2) Nhiệt phát ra từ phản ứng (3) rất nhỏ so với nhiệt cần cấp cho phản ứng (1) và (2)

Hình 2 5 Hình cụm Reforming nhìn từ trên cao

2.2.3 Công đoạn chuyển hóa CO

Bao gồm chuyển hóa CO ở nhiệt độ cao và chuyển hóa CO ở nhiệt độ thấp Mục đích của công đoạn là chuyển hóa hoàn toàn CO thành CO2 để chuẩn bị cho công đoạn tiếp theo

CO + H2O ↔ CO2 + H2 + Q (4) 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 thành phần khí

Hình 2 6 Thiết bị chuyển hóa CO 2.2.4 Công đoạn tách CO2

Hệ thống tách CO2 được thực hiện dựa trên quá trình hấp thụ CO2 trong dung môi MDEA (Methyl diethanolamine) Công đoạn này có mục đích tách CO2 cung cấp nguyên liệu cho tổng hợp urea và chuẩn bị nguyên liệu cho quá trình tổng hợp ammonia

Hệ thống tách CO2 được dựa trên quá trình MDEA hoạt hoá hai cấp (công nghệ của BASF) Hệ thống công nghệ chính bao gồm một tháp hấp thụ CO2 hai cấp, một tháp tách CO2 và hai bình tách flash

CO2 được tách khỏi khí công nghệ bởi sự hấp thụ trong dung dịch MDEA 40% 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 Các phản ứng trong quá trình hấp thụ CO2 được miêu tả như sau:

R3N + H2O + CO2 ↔ R3NH+ + HCO3- (5) 2R2NH + CO2 ↔ R2NH2+ + R2N-COO- (6) Phản ứng đầu là phản ứng cho amine bậc ba (ví dụ MDEA) Phản ứng thứ hai là phản ứng cho amine bậc hai (chất hoạt hóa)

2.2.4 Công đoạn methane hóa

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

CO + 3H2 ↔ CH4 + H2O + Q (7)

CO2 + 4H2 ↔ CH4 + 2H2O + Q (8) 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

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

2.2.5 Công đoạn tổng hợp ammonia

Tổng hợp ammonia cung cấp nguyên liệu cho sản xuất urea hoặc đưa tới bồn chứa để

dự trữ hay xuất bán

3H2 + N2 ↔ 2NH3 + Q (9) 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 (9) Tuy nhiên, nhiệt độ cao giúp tốc độ phản ứng được tăng lên rất nhiều Vì thế nhiệt độ được lựa chọn phải được tính toán giữa cân bằng hóa học trên lý thuyết và tốc độ đạt đến sự cân bằng đó

Chu trình tổng hợp ammonia được thiết kế với một áp suất tối đa là 152 barg Áp suất vận hành bình thường là 13.73 barg tại đầu vào tháp tổng hợp ammonia, tuy nhiên áp này còn phụ thuộc vào tải và hoạt tính của chất xúc tác

2.2.6 Làm lạnh và thu hồi ammonia

Cụm làm lạnh gồm các thiết bị làm lạnh NH3 tổng hợp (dùng ammonia lỏng làm lạnh)

và bình tách để đưa đến xưởng ure và bồn chứa ammonia

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

2.3 Xưởng ure và tạo hạt

2.3.1 Xưởng ure

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 sôi của 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 2 7 Sơ đồ xưởng sản xuất Ure

 Nén CO2: Trước khi vào tháp tổng hợp, CO2 được nén đến áp suất phản ứng bằng

hệ thống máy nén

 Tổng hợp urea và thu hồi NH3, CO2 cao áp: Cụm này có nhiệm vụ tổng hợp urea ở

157 bar – 188℃ đạt hiệu suất 63% ở thiết bị tổng hợp dạng đĩa R07601 và phân

hủy hợp chất carbamate để thu hồi NH3 và CO2 cho quá trình tổng hợp ở áp suất cao tại Stripper

 Tinh chế urea và thu hồi NH3, CO2 trung và thấp áp: Cụm có hai nhiệm vụ là tinh chế và thu hồi Ở đây dịch urea được tách các cấu tử NH3, H2O, CO2 và carbamate 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 các thiết bị hấp thụ trung áp, trao đổi nhiệt, tháp rửa và bồn chứa để đưa về tháp tổng hợp

 Cô đặc urea: Dung dịch Urea ra khỏi giai đoạn phân hủy thấp áp có nồng độ 69÷71%, cần được cô đặc tới 96% để thu được dung dịch thích hợp cho tạo hạt Trong phân xưởng, dung dịch urea được cô đặc bằng thiết bị tiền cô đặc chân không và thiết bị cô đặc chân không tới 96% ở -0.7 bar

2.3.2 Tạo hạt và xử lí nước thải

 Tạo hạt: Urea được tạo hạt bằng công nghệ tầng sôi và đối lưu cưỡng bức, bản quyền công nghệ ToYo Công suất cụm đạt 2385 tấn hạt/ngày

 Xử lý nước thải: Cụm này có nhiệm vụ xử lý nước nhiễm NH3, CO2 và Urea từ

hệ 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 phân urea và bộ trao đổi nhiệt NH3, CO2 và hơi H2O được tuần hoàn lại Nước sau khi xử lý được sử dụng lại

Hình 2 8 Sơ đồ xưởng tạo hạt