Báo cáo thực tập nhà máy phân đạm phú mỹ

Chất sautức là CO2 phản ứng vớ i hydroxid natri để tạo thành cacbonat natri 8: Phản ứng urê vớ i các loại rượ u sinh ra các chất este acidcacbamicthườ ng đượ c gọi là urêthan: Urê phản ứ

MỤC LỤC

CHƯƠ NG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ 1

1.1 LỊCH SỬ  HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN 2

1.2 CÁC PHÂN XƯỞNG CHÍNH CỦA NHÀ MÁY: 3

1.2.1 Phân xưở ng tổng hợ p Amôniắc 3

1.2.2 Phân xưở ng tổng hợ p urê 3

1.2.3 Phân xưở ng phụ trợ  4

1.2.4 Xưở ng sản phẩm 5

1.3 ĐỊA ĐIỂM, MẶT BẰNG XÂY DỰ NG NHÀ MÁY 5

1.4 SƠ ĐỒ TỔ CHỨ C, BỐ TRÍ NHÂN SỰ  6

1.5 AN TOÀN LAO ĐỘNG 7

1.5.1 Các tiêu chuẩn áp dụng trong phòng cháy và chống cháy 7

1.5.2 Các chất có thể gây cháy nổ 8

1.5.3 Hệ thống phòng cháy chữa cháy 9

1.5.4 Hệ thống phát hiện lửa và khí 9

1.5.5 Giám sát và kiểm tra các thiết bị phòng cháy chữa cháy 10

1.6 XỬ  LÝ NƯỚC THẢI, VỆ SINH CÔNG NGHIỆP 10

CHƯƠ NG 2: GIỚ I THIỆU CHUNG VỀ URÊ 12

2.1 LỊCH SỬ  PHÁT TRIỂN 13

2.2.1 Tính chất vật lý 13

2.2.2 Tính chất hóa học 15

2.3 Ứ NG DỤNG 18

2.3.1 Trong công nghiệp 18

2.3.2 Sử dụng trong phòng thí nghiệm 19

2.3.3 Sử dụng y học 19

2.3.4 Sử dụng trong chẩn đoán khác 20

2.3.5 Cathrat (Hợ p chất mắt lướ i) 20

2.4 Những nét nổi bật về phân urê 21

2.4.1 Ư u điểm của Urê 21

2.4.2 Cách sử dụng phân urê hiệu quả nhất 21

2.4.3 Tại sao phân đạm lại cần thiết cho cây trồng? 23

2.5 Thị trườ ng Urê trên thế giớ i và Việt Nam 24

2.5.1 Nhu cầu và khả năng đáp ứng phân urê tại Việt Nam 24

2.5.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ urê trên thế giớ i 25

CHƯƠ NG 3 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT URÊ 27

3.1 LÝ THUYẾT TỔNG HỢP VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP 28

3.1.1 Lý thuyết tổng hợ p urê 28

3.1.2 Ảnh hưở ng tỷ lệ NH3 /CO2 29

3.1.2 Ảnh hưở ng tỉ lệ H2O/CO2 30

3.1.3 Ảnh hưở ng của nhiệt độ và áp suất 31

3.1.4 Sự hình thành biuret 32

3.2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT URÊ TRÊN THẾ GIỚI 33

3.2.1 Công nghệ Urê không thu hồi 34

3.2.2 Công nghệ tuần hoàn dung dịch 34

3.2.3 Công nghệ C cải tiến tuần hoàn toàn bộ Misui-Toatsu 34

3.2.4 Công nghệ Montedision 38

3.2.5 Công nghệ stripping khí cao áp 38

3.2.6 Công nghệ stripping CO2 Stamircacbon 39

3.3 QUY TRÌNH SẢN XUẤT URÊ – XƯỞNG URÊ NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ 44

3.3.1 Công đoạn nén CO2 45

3.3.2 Tổng hợ p urê và thu hồi NH3 - CO2 cao áp: 46

3.3.3 Phân hủy cacbanmate và thu hồi NH3- CO2 trung & thấp áp 48

3.3.3 Cô đặc: 53

3.3.4 Tạo hạt urê 54

3.3 5 Xử lý nướ c thải: 55

3.4 CÁC SỰ  CỐ XƯỞNG URE và QUI TRÌNH PHÒNG CHỐNG SỰ  CỐ

55

3.4.1 Các sự cố xưở ng urê 55

3.4.2 Quy trình phòng chống sự cố: 57

CHƯƠ NG 4: CÁC CHỈ TIÊU PHÂN TÍCH XƯỞ NG URÊ 69

CH ƯƠ  NG 1: T Ổ NG QUAN V Ề  NHÀ MÁY

ĐẠ M PHÚ M Ỹ  

1.1 LỊCH SỬ  HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN

Nhà máy Ðạm Phú Mỹ trực thuộc Công ty Cổ phần Phân Ðạm và Hoáchất Dầu khí, đượ c đặt tại khu công nghiệp Phú Mỹ I, huyện Tân Thành, tỉnh

Bà Rịa-Vũng Tàu Nhà máy có vốn đầu tư 450 triệu USD, có diện tích 63ha,

là nhà máy đạm đầu tiên trong nướ c đượ c xây dựng theo dây chuyền côngnghệ tiên tiến, đồng thờ i cũng là một trong những nhà máy hoá chất có dâychuyền công nghệ và tự động hoá tân tiến nhất ở  nướ c ta hiện nay Cung cấp40% nhu cầu phân urê trong nướ c, Ðạm Phú Mỹ có vai trò rất lớ n trong việc

tự  chủ  nguồn phân bón trong một nướ c nông nghiệp như  Việt Nam Trướ c

đây, số ngoại tệ phải bỏ ra để nhập phân bón từ nướ c ngoài về là rất lớ n trongkhi nguyên liệu để  sản xuất phân Urê là nguồn khí đồng hành (AssociatedGas) đang phải đốt bỏ  ở   các giàn khoan và nguồn khí thiên nhiên (NaturalGas) đượ c phát hiện rất nhiều ở  phía Nam Sản phẩm của nhà máy Ðạm Phú

Mỹ hiện đang đượ c tiêu thụ rộng khắp trên thị trườ ng trong nướ c, đặc biệt tạivựa lúa đồng bằng sông Cửu Long

Nhà máy đượ c khở i công xây dựng theo hợ p dồng EPCC (Chìa khóatrao tay) giữa Tổng công ty Dầu khí Việt Nam và tổ  hợ p nhà thầuTechnip/Samsung, hợ p đồng chuyển giao công nghệ  sản xuất Amôniắc vớ iHaldoe Topsoe (công suất 1.350 tấn/ngày) và công nghệ  sản xuất Urê vớ iSnamprogetti (công suất 2.200 tấn/ngày)

•   Khở i công xây dựng nhà máy:03/2001

•    Ngày nhận khí vào nhà máy: 24/12/2003

•

   Ngày ra sản phẩm amonia đầu tiên: 04/2004

•   Ngày ra sản phẩm ure đầu tiên: 04/06/04

•    Ngày bàn giao sản xuất cho chủ đầu tư: 21/09/2004

•    Ngày khánh thành nhà máy: 15/12/2004

1.2 CÁC PHÂN XƯỞ NG CHÍNH CỦA NHÀ MÁY:

1.2.1 Phân xưở ng tổng hợ p Amôniắc

Có chức năng tổng hợ p Amôniắc và sản xuất CO2 từ khí thiên nhiên

và hơ i nướ c Sau khi tổng hợ p, Amôniắc và CO2 sẽ đượ c chuyển sang phânxưở ng urê

1.2.2 Phân xưở ng tổng hợ p urê

Có chức năng tổng hợ p Amôniắc và CO

2

 thành dung dịch urê Dungdịch urê sau khi đã đượ c cô đặc trong chân không sẽ đượ c đưa đi tạo hạt Quátrình tạo hạt đượ c thực hiện bằng phươ ng pháp đối lưu tự nhiên trong tháp tạohạt cao 105m Phân xưở ng urê có thể đạt công suất tối đa 2.385tấn/ngày. 

󰁈󰃬󰁮󰁨 1.1: 󰁘ưư󰁮󰁧 󰁳ư󰁮 󰁸󰁵ư󰁴 󰁁󰁭󰁯󰁮󰁩

1.2.3 Phân xưở ng phụ trợ  

Có chức năng cung cấp nướ c làm lạnh, nướ c khử khoáng, nướ c sinhhoạt, cung cấp khí điều khiển, nitơ  và xử lý nướ c thải cho toàn nhà máy, cónồi hơ i nhiệt thừa, nồi hơ i phụ  trợ   và 1 tuabin khí phát điện công suất 21MWh, có bồn chứa Amôniắc 35.000 m3  tươ ng đươ ng 20.000 tấn, dùng để chứa Amôniắc dư và cấp Amôniắc cho phân xưở ng urê khi công đoạn tổng

hợ p của xưở ng Amôniắc ngừng máy

󰁈󰃬󰁮󰁨 1.3: 󰁘ưư󰁮󰁧 󰁐󰁨ư 󰁔󰁲ư

󰁈󰃬󰁮󰁨 1.2: 󰁘ưư󰁮󰁧 󰁳ư󰁮 󰁸󰁵ư󰁴 󰁕󰁒󰃊

1.2.4 Xưở ng sản phẩmSau khi đượ c tổng hợ p, hạt urê đượ c lưu trữ trong kho chứa urê rờ i

Kho urê rờ i có diện tích 36.000m2, có thể chứa tối đa 150.000 tấn Trong kho

có hệ  thống điều hoà không khí luôn giữ cho độ  ẩm không vượ t quá 70%,đảm bảo urê không bị  đóng bánh Ngoài ra, còn có kho đóng bao urê, sứcchứa 10.000 tấn, có 6 chuyền đóng bao, công suất 40 tấn/giờ  /chuyền. 

1.3 ĐỊA ĐIỂM, MẶT BẰNG XÂY DỰ NG NHÀ MÁY

Nhà máy sản xuất phân đạm Phú Mỹ đượ c xây dựng trong khu côngnghiệp Phú Mỹ I huyện Tân Thành tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu vớ i diện tích quyhoạch 63 ha

󰁈󰃬󰁮󰁨 1.4: 󰁘ưư󰁮󰁧 󰁓ư󰁮 󰁐󰁨ư󰁭

Hình 1.5 Sơ  đồ nhà máy Đạm Phú Mỹ trong khu công nghiệp.

1.5 AN TOÀN LAO ĐỘNG

Do đặc thù nhà máy là nguy cơ  cháy nổ cao nên vấn đề an toàn cháy

nổ đượ c nhà máy rất quan tâm

1.5.1 Các tiêu chuẩn áp dụng trong phòng cháy và chống cháy

•  TCVN-2622(1995): Phòng cháy và chống cháy cho nhà và côngtrình-Yêu cầu chung

•  TCVN-3254(1989):An toàn cháy- Yêu cầu chung

•  TCVN-3255(1986):An toàn nổ -Yêu cầu chung

•  TCVN-5760(1993):Hệ  thống chữa cháy –Yêu cầu chung chothiết kế, lắp đặt sử dụng

•  NFPA10(1998): Bình chữa cháy mang vác đượ c

•  NFPA12(2000): Hệ thống chữa cháy bằng CO2

•  NFPA13(1999): Quy trình lắp đặt hệ thống sprinkle

•  Hiệp hội phòng cháy chữa cháy quốc gia Mỹ (NFPA)

•  NFPS 10 (1998) Bình chữa cháy mang vác đượ c

•  NFPA 12 (2000) Hệ thống chữa cháy bằng CO2. 

•   NFPA 13 (1999) Quy trình lắp đặt hệ thống sprinkle

•   NFPA 15 (1996) Hệ thống phun nướ c cố định

•   NFPA 20 (1999) Quy trình lắp đặt bơ m ly tâm chữa cháy

•   NFPA 2001 (2000) Hệ thống chữa cháy bằng các chất sạch

•   NFPA 72 (1999) Nguyên tắc tác động hỏa hoạn

1.5.2 Các chất có thể gây cháy nổ 

Hợ p chấthóa học

Cấp độ cháy nổ (NFPA)

Giớ i hạncháy nổ (C)(khí)

Nhiêt độ bốc cháy(C )(khí)

Điểmbốc cháy(C)(lỏng)

Phươ ngpháp cứuhỏa(NFPA)

Phươ ngpháp cứuhỏa(NFPA)

Phươ ng pháp chữa cháy: Sử dụng nướ c dướ i dạng sươ ng

•  Cấp 2: Gồm các chất cần phải đượ c gia nhiệt sơ  bộ trướ c khi cóthể cháy

Phươ ng pháp chữa cháy: dùng vòi phun nướ c

•  Cấp 3: Gồm các chất khí dễ cháy, chất lỏng tự bốc cháy

󰁂ư󰁮󰁧1.2 : 󰁃󰃡󰁣 󰁃󰁨ư󰁴 󰁣󰃳 󰁴󰁨ư 󰁧󰃢󰁹 󰁣󰁨󰃡󰁹 󰁮ư 󰁴󰁲󰁯󰁮󰁧 󰁮󰁨󰃠 󰁭󰃡󰁹

Phươ ng pháp chữa cháy: ngăn chặn dòng chảy hoặc ngăn khôngcho tiếp xúc vớ i không khí

1.5.3 Hệ thống phòng cháy chữ a cháy

Hệ thống nướ c chữa cháy Bồn chứa nướ c lấy từ nướ c máy thành phố 

từ ngoài hàng rào Thể tích nướ c dành riêng cho PCCC là 6000 m3 Dựa trênyêu cầu công suất nướ c tối đa dùng để chữa cháy là 900 m3 /h thì sẽ đáp ứngđượ c hơ n 6 giờ 

Có ba bơ m nướ c chữa cháy li tâm chính 30 P4001 A/B/C Một bơ mdùng động cơ  điện, hai bơ m sử dụng động cơ  diezen Công suất 500 m3 /h Ápsuất xả của bơ m là 9 bar

Đườ ng ống nướ c chữa cháy đượ c đặt theo kiểu một vòng kín, vớ i cácvan cách ly đượ c đặt tại các vị trí chiến lượ c cứu hỏa

•   Các hệ thống dập lửa kiểu xả khí tràn

•   Các hệ thống dập lửa kiểu xả khí tràn khí CO2

•   Lắp đặt để bảo vệ các trạm điện

•   Thiết kế và lắp đặt theo tiêu chuẩn NFPA12 và ISO – 6183

Đượ c kích hoạt tự  động bở i các thiết bị  dò khói gắn vớ i bảng điềukhiển chữa cháy nội bộ

Các hệ thống dập lửa kiểu xả khí tràn bằng hoạt chất sạch (FM200)

Đượ c thiết kế  theo tiêu chuẩn NFPA std.2001 Kích hoạt tự  động nhờ   cácthiết bị dò liên quan

Đượ c phân nhóm theo từng cụm công nghệ hoặc theo các khu vực địa

lý và tín hiệu đượ c nối tớ i CMFGAP trong phòng điều khiển

Đượ c thiết kế và lắp đặt vớ i khả năng theo dõi tự động và liên tục về 

sự hiện diện của khí độc và dễ cháy trong các khu vực đượ c xác định

1.5.4.6 H ệ thố  ng phát hiệ n l ử  a và khí gồ m

•  Bảng phòng cháy nội bộ  vớ i hệ thống hoạt chất sạch FM200 và

CO2

•  Bảng báo lửa và khí chính trung tâm (CMFGAP)

Đượ c lắp đặt nhằm mục đính hiển thị hệ thống lửa và khí cũng như khở i động các hệ thống thiết bị liên quan

1.5.5 Giám sát và kiểm tra các thiết bị phòng cháy chữ a cháyViệc giám sát kiểm tra, bảo dưỡ ng các thiết bị PCCC theo định kỳ sẽ đượ c tiến hành bở i chủ đầu tư trong suốt quá trình vận hành của nhà máy để đảm bảo hệ thống phòng cháy chữa cháy hoạt động tốt

1.6 XỬ  LÝ NƯỚ C THẢI, VỆ SINH CÔNG NGHIỆP

Hệ thống nướ c trong nhà máy sau khi sử dụng cần đượ c sử lý trướ ckhi thải ra hệ thống thoát nướ c khu công nghiệp bao gồm nướ c chảy tràn cho

sự cố, nướ c mưa và khu vực có dầu, nướ c chữa cháy, nướ c thải vệ sinh

Hệ thống này đượ c thiết kế ba cụmCụm xử lý nướ c nhiễm dầu gồm bể tách sơ  cấp, bể bơ m tràn, bể chứatạm có dung tích chưa đượ c lượ ng hóa tối đa chảy từ khu vực nhà máy trongvòng 20 phút

Cụm xử lý nướ c thải vệ sinh gồm hố thu, bể sục khí

Cụm xử lý nướ c thải nhiễm Amoniac trong quá trình sản xuất urê

CH ƯƠ  NG 2: GI Ớ  I THI Ệ U CHUNG V Ề  URÊ

Urê đượ c Hilaire Rouelle phát hiện từ nướ c tiểu vào năm 1773 vàđượ c Friedrich Woehler tổng hợ p lần đầu tiên từ ammonium sulfate(NH4)2SO4 và potassium cyanate KOCN vào năm 1828 Đây là quá trình tổng

hợ p lần đầu một hợ p chất hữu cơ  từ các chất vô cơ  và nó đã giải quyết đượ cmột vấn đề quan trọng của một học thuyết sức sống

Năm 1870, urê đã đượ c sản xuất bằng cách đốt nóng cácbamat amôntrong một ống bịt kín Điều này là nền tảng cho công nghệ sản xuất urê côngnghiệp sau này

Cho tớ i những năm đầu thế kỷ 20 thì urê mớ i đượ c sản xuất trên quy

mô công nghiệp nhưng ở  mức sản lượ ng rất nhỏ Sau đại chiến thế giớ i thứ II,nhiều nướ c và hãng đã đi sâu cải tiến quy trình công nghệ để sản xuất urê

Những hãng đứng đầu về cung cấp chuyển giao công nghệ sản xuất urê trênthế giớ i như: Stamicarbon (Hà Lan), Snamprogetti (Italia), TEC (NhậtBản)…Các hãng này đưa ra công nghệ sản xuất urê tiên tiến, mức tiêu phínăng lượ ng cho một tấn sản phẩm urê rất thấp

2.2 TÍNH CHẤT2.2.1 Tính chất vật lýUrê có công thức phân tử là CON2H4 hoặc (NH2)2CO

Tên quốc tế là Diaminomethanal Ngoài ra urê còn đượ c biết vớ i têngọi là carbamide , carbonyl diamide Urê có màu trắng, dễ hòa tan trong nướ c,

ở  trạng thái tinh khiết nhất urê không mùi mặc dù hầu hết các mẫu urê có độ tinh khiết cao đều có mùi khai

Tính chấ  t hútẩ  m, kế  t tả ng củ a Urê

Urê là chất dể hút ẩm từ môi trườ ng xung quanh tại một nhiệt độ nhấtđịnh ứng vớ i áp suất riêng phần của hơ i nướ c trong môi trườ ng lớ n hơ n ápsuất hơ i nướ c trên bề mặt urê Urê sẽ hút ẩm khi độ ẩm môi trườ ng xung

quanh lớ n hơ n 70%, nhiệt độ 10-400C

Urê thườ ng bị hút ẩm do hàm ẩm trong không khí cao, đặc biệt vàongày hè, tiết trờ i ẩm thấp Để hạn chế việc hút ẩm, urê thườ ng đượ c đóngtrong các bao PP, PE hoặc trong bao giấy nhiều lớ p

Qua nghiên cứu và thực tế, ngườ i ta đã xác định các nguyên nhân chủ yếu gây kết tảng urê sản phẩm:

•  Hàm ẩm trong dung dịch Urê đi tạo hạt còn cao

•  Hạt urê xốp, rỗng, dễ vỡ , cườ ng độ cơ  giớ i thấp

•  Bảo quản urê ở  nơ i có độ ẩm không khí cao, urê bị hút ẩm

•  Sản phẩm urê có kích cỡ  không đồng đều, nhiều bụi và mảnh vỡ  tạo cho các hạt urê có mối liên kết hàn bền vững do bụi và mảnh vỡ  điền vàokhông gian giữa các hạt urê

Để chống kết tảng hạt urê, ngày nay ngườ i ta áp dụng một số biệnpháp sau:

•  Bọc urê bở i một lớ p paraffin mỏng ngăn chặn hút ẩm

•  Sử dụng bột trợ  dung đưa vào dung dịch urê trướ c khi tạo hạt, tăng

cườ ng lực cơ  giớ i của hạt và hạn chế hút ẩm

•  Tiêm fomanđêhyt hoặc urê fomanđêhyt vào dòng dung dịch urêtrướ c hoặc sau hệ thống cô đặc

•  Tạo urê hạt to trên một hệ thống tạo hạt tầng sôi thùng quay, làmgiảm bề mặt riêng tiếp xúc không khí của hạt urê, độ bền vững cơ  giớ i cao

2.2.2 Tính chất hóa họcHòa tan trong nướ c, nó thủy phân rất chậm để tạo thành cacbamatamôn (1) cuối cùng phân hủy thành amoniac và điôxit cacbon Phản ứng này

là cơ  sở  để sử dụng urê làm phân bón

Trong môi trườ ng đất ẩm :

(NH2)2CO + 3H2O CO2 + 2NH4OHTrong không khí ẩm:

2NO + (NH2)2CO + ½O2 = 2N2+ H2O + CO2 

Về mặt thươ ng mại, urê đượ c sản xuất ra bằng cách loại nướ c trực tiếpcacbamat amôn NH2COONH4 ở  mức áp suất và nhiệt độ nâng Ngườ i ta thuđượ c cacbamat amôn bằng cách cho phản ứng trực tiếp NH3 vớ i CO2 Haiphản ứng đượ c tiến hành liên tục trong tháp tổng hợ p cao áp

Ở điều kiện áp suất thườ ng và tại điểm nóng chảy của nó, urê phânhủy thành amoniac, biuret(1), acid cyanuric (qv) (2), ammelide (3) và triuret

(4) Biuret là sản phẩm phụ bất đắc d ĩ  chủ yếu có trong urê Nếu trong sảnphẩm đạm Urê cấp phân bón mà hàm lượ ng biuret vượ t quá 2% trọng lượ ng

sẽ gây độc hại đối vớ i cây trồng

Urê đóng vai trò như một chất cơ  sở  đơ n và tạo ra các muối có cácacid Cùng vớ i acid nitric nó tạo ra nitrat urê CO(NH2)2.HNO3 và phân hủy nổ khi bị đốt nóng Urê cứng ổn định ở  nhiệt độ phòng và ở  điều kiện thườ ng áp

Đốt nóng ở  điều kiện chân không và tại điểm nóng chảy thì nó sẽ thăng hoa

mà không hề thay đổi Trong môi trườ ng chân không ở  nhiệt độ 180-1900C,urê sẽ thăng hoa và chuyển hóa thành xianua amôn NH4OCN (5) Khi urêcứng đượ c đốt nóng nhanh trong dòng khí amoniac ở  mức nhiệt độ nâng vàtăng khoảng vài trăm kPa (vài at.) thì nó sẽ thăng hoa hoàn toàn và phân hủytừng phần thành acid cyanic HNCO và xianua amôn Urê cứng hòa tan trong

NH3 lỏng và hình thành hợ p chất urê-amoniac hỗn hợ p không ổn địnhCO(NH2)2NH3 phân hủy ở  450C Urê-Amoniac tạo ra các muối vớ i các chấtkim loại kiềm như NH2COHNM hoặc CO(NHM)2 Việc chuyển hóa urêthành biuret đượ c xúc tiến ở  điều kiện nhiệt độ thấp, áp suất cao và gia nhiệtkéo dài Ở điều kiện áp suất thấp 10-20 MPa (100-200 atm), khi đốt nóngcùng vớ i NH3 biuret sẽ tạo thành urê

Urê phản ứng vớ i nitrat bạc AgNO3 vớ i sự có mặt của hydroxid natriNaOH, sẽ tạo thành chất dẫn xuất (5) màu vàng nhạt Hydroxid natri xúc tiếnlàm thay đổi urê sang dạng imit (6)

Sau đó phản ứng vớ i nitrat bạc Các tác nhân oxi hóa vớ i sự có mặtcủa natri hydroxidsẽ chuyển hóa urê thành nitơ  và dioxid cacbon Chất sautức là CO2 phản ứng vớ i hydroxid natri để tạo thành cacbonat natri (8):

Phản ứng urê vớ i các loại rượ u sinh ra các chất este acidcacbamicthườ ng đượ c gọi là urêthan:

Urê phản ứng vớ i foocmandêhyd và tạo thành các hợ p chất như monomethylolurea công thức: NH2CONHCH2OH, dimethylolureaHOCH2NHCONHCH2OH và các hợ p chất khác phụ thuộc vào tỷ lệ mol củafomanđêhyt đối vớ i urê và dựa vào độ pH của dung dịch Peroxyd hydro vàurê là loại sản phẩm dạng bột tinh thể màu trắng Peroxyd urê CO(NH)2.H2O2 

đượ c ngườ i ta biết đến vớ i tên gọi thươ ng phẩm là Hypersol đây là chất tácnhân oxi hóa Urê và acid malonic phản ứng cho ra đờ i chất acid barbituric(7), một hợ p chất chủ yếu trong ngành hóa dượ c

2.3 Ứ NG DỤNG2.3.1 Trong công nghiệp

Urê đượ c dùng làm phân bón, kích thích sinh trưở ng, giúp cây pháttriển mạnh, thích hợ p vớ i ruộng nướ c, cây , rau xanh, lúa… Urê cứng có chứa0,8 đến 2,0% trọng lượ ng biuret ban đầu đượ c bón trực tiếp cho đất dướ i dạngnitơ  Các loại dịch urê loãng hàm lượ ng biuret thấp (tối đa khoảng 0,3%

biuret) đượ c dùng bón cho cây trồng dướ i dạng phân bón lá

Trộn lẫn vớ i các chất phụ gia khác urê sẽ đượ c dùng trong nhiều loạiphân bón rắn có các dạng công thức khác nhau như photphat urê amôn(UAP); sunphat amôn urê (UAS) và urê phophat (urê + acid photyphoric),các dung dịch urê nồng độ thuộc nitrat amôn urê (UAN) (80-85%) có hàmlượ ng nitơ  cao nhưng điểm kết tinh lại thấp phù hợ p cho việc vận chuyển lưuthông phân phối bằng hệ thống ống dẫn hay phun bón trực tiếp

Là chất bổ sung vào thức ăn cho động vật, nó cung cấp một nguồnđạm cố  định tươ ng đối rẻ tiền để giúp cho sự tăng trưở ng

Urê đượ c dùng để sản xuất lisin, một acid amino đượ c dùng thôngdụng trong ngành chăn nuôi gia cầm

Các loại nhựa urê đượ c polyme hóa từng phần để dùng cho ngànhcông nghiệp dệt có tác dụng làm phân bố  đều các thành phần ép của các chất

sợ i

Nguyên liệu cho sản xuất chất dẻo, đặc biệt là nhựa urê-fomanđêhyt

Urê (cùng vớ i Amoniac) phân hủy ở  nhiệt độ và áp suất cao để sản xuất cácloại nhựa melamin

Là chất thay thế cho muối (NaCl) trong việc loại bỏ băng hay sươ ngmuối của lòng đườ ng hay đườ ng băng sân bay Nó không gây ra hiện tượ ng

ăn mòn kim loại như muối

Là một thành phần bổ sung trong thuốc lá, nó đượ c thêm vào để tănghươ ng vị

Đôi khi đượ c sử dụng như là chất tạo màu nâu vàng trong các xínghiệp sản xuất bánh quy

Đượ c dùng trong một số ngành sản xuất thuốc trừ sâu

Là một thành phần của một số dầu dưỡ ng tóc, sữa rửa mặt, dầu tắm vànướ c thơ m

Nó cũng đượ c sử dụng như là chất phản ứng trong một số gạc lạnh sử dụng để sơ  cứu, do phản ứng thu nhiệt tạo ra khi trộn nó vớ i nướ c

Thành phần hoạt hóa để xử lý khói thải từ động cơ  diesel

2.3.2 Sử  dụng trong phòng thí nghiệmUrê là một chất biến tính prôtêin mạnh Thuộc tính này có thể khaithác để làm tăng độ hòa tan của một số prôtêin Vì tính chất này, nó đượ c sử dụng trong các dung dịch đặc tớ i 10M

Do urê đượ c sản xuất và bài tiết khỏi cơ  thể vớ i một tốc độ gần như không đổi, nồng độ urê cao trong máu chỉ ra vấn đề vớ i sự bài tiết nó hoặctrong một số trườ ng hợ p nào đó là sự sản xuất quá nhiều urê trong cơ  thể.

Nồng độ urê cũng có thể tăng trong một số rối loạn máu ác tính (ví dụ bệnh bạch cầu và bệnh Kahler)

Nồng độ cao của urê (uremia )có thể sinh ra các rối loạn thần kinh(bệnh não) Thờ i gian dài bị uremia có thể làm đổi màu da sang màu xám

2.3.4 Sử  dụng trong chẩn đoán khác

Các loại urê chứa cacbon 14 - đồng vị phóng xạ, hay cacbon 13 - đồng

vị ổn định đượ c sử dụng trong xét nghiệm thở  urê, đượ c sử dụng để phát hiện

sự tồn tại của Helicobacter pylori (H pylori, một loại vi khuẩn) trong dạ dày

và tá tràng ngườ i Xét nghiệm này phát hiện enzym urease đặc trưng, đượ c H

pylori sản xuất ra theo phản ứng để tạo ra amôniắc từ urê để làm giảm độ pHcủa môi trườ ng trong dạ dày xung quanh vi khuẩn

Các loài vi khuẩn tươ ng tự như H pylori cũng có thể đượ c xác địnhbằng cùng một phươ ng pháp xét nghiệm đối vớ i động vật (khỉ, chó, mèo - baogồm cả các loại "mèo lớ n" như hổ, báo, sư tử v.v)

2.3.5 Cathrat (Hợ p chất mắt lướ i)Urê có đặc tính tuyệt vờ i trong việc hình thành các chất phức hợ p kếttinh hay các sản phẩm cộng vớ i các hợ p chất hữu cơ  dãy thẳng

Các chất phức hợ p kết tinh này gồm có một máng rỗng đượ c hìnhthành bở i các phân tử urê đã đượ c kết tinh trong đó hydrôcacbon đượ c bịt kínhoàn toàn Các chất như vậy đượ c gọi là Cathrat Loại hydrocacbon đượ c bịtkín, trên cơ  sở  chiều dài dãy của nó đượ c quyết định bằng nhiệt độ khi hìnhthành Cathrat

Đặc tính này của cathrat urê đượ c áp dụng thông thườ ng trong ngànhlọc dầu để sản xuất nhiên liệu dùng trong ngành hàng không (xem Aviation

and other gas-turbin Fuels)và dùng để khử xáp các loại dầu bôi trơ n (xemPetroleum Refinery Processes) Các chất cathrat dễ vỡ  khi ta đem hòa tan urêtrong nướ c hay trong rượ u

2.4 Nhữ ng nét nổi bật về phân urê

Trong số các sản phẩm hoá học đượ c sử dụng phổ biến làm nguồncung cấp phân đạm cho cây trồng như: Sulphur Ammonium (SA), NitratAmmonium (NH4NO3), urê… thì urê đượ c sử dụng nhiều hơ n cả vì nhữngđặc tính vượ t trội của nó về mọi phươ ng diện

Bằng chứng là sản lượ ng tiêu thụ urê (trên toàn thế giớ i)

Tiêu thụ (Triệu tấn) 8,3 37,6 50 116,72.4.1 Ư u điểm của Urê

Urê có thể đượ c dùng bón cho cây trồng dướ i dạng rắn, dạng lỏng tướ i gốchoặc sử dụng như phân phun qua lá đối vớ i một số loại cây trồng

Khi sử dụng urê không gây hiện tượ ng cháy nổ nguy hiểm cho ngườ i

sử dụng và môi trườ ng chung quanh (Nitrat Ammonium rất dễ gây cháy nổ)

Vớ i hàm lượ ng đạm cao, 46%, sử dụng urê giảm bớ t đượ c chi phí vậnchuyển, công lao động và kho bãi tồn trữ so vớ i các sản phẩm cung cấp đạmkhác

Việc sản xuất urê thải ra ít chất độc hại cho môi trườ ng

Khi đượ c sử dụng đúng cách, urê làm gia tăng năng suất nông sảntươ ng đươ ng vớ i các loại sản phẩm cung cấp đạm khác

2.4.2 Cách sử  dụng phân urê hiệu quả nhất

Nitrogen có thể bị mất đến 65% vào bầu khí quyển dướ i dạng NH3 hoặc rửa trôi và ngấm xuống đất dướ i dạng NO3 nếu phân urê đượ c bón bằng

cách trải trên mặt đất và để yên đó đến 24 giờ  trong điều kiện không khí nóng

và ẩm Những cách làm gia tăng hiệu qủa của việc sử dụng urê là bón trộnvào đất trong giai đoạn chuẩn bị đất trồng, pha vớ i nướ c trong hệ thống tướ itiêu hoặc tướ i nướ c ngay sau khi bón vớ i lượ ng nướ c tươ ng đươ ng một trậnmưa khoảng 6,5mm nướ c đủ để hòa tan urê và đưa chúng ngấm xuống đếnvùng không xảy ra hiện tượ ng mất đạm do bốc hơ i ammonia

Sự thất thoát đạm liên quan tớ i nhiệt độ và độ pH của đất Sự thấtthoát Nitrogen trong urê tùy thuộc rất lớ n vào nhiệt độ và độ pH của đất BảngI.1 và I.2 dướ i đây nói lên sự thất thoát đạm dướ i dạng khí ammonia khi bónurê bằng cách trải lên bề mặt đất:

Bảng 2.2 : Tỷ lệ % lượ ng urea mất đi do sự bay hơ i khí ammonia theo nhiệt

độ đất 

Nhiệt độ đấtThờ i gian

Độ pH của đấtThờ i gian

2.4.3 Tại sao phân đạm lại cần thiết cho cây trồng?

Trong quá trình phát triển của cây từ nảy mầm, đâm chồi nảy lộc đếnsinh trưở ng và phát triển thì cây cần hấp thụ một lượ ng chất dinh dưỡ ng nào

•   Dinh dưỡ ng trung lượ ng: Canxi (Ca), Magiê (Mg), lưu huỳnh (S)

•   Dinh dưỡ ng vi lượ ng: Sắt (Fe), Đồng (Cu), Mangan (Mn), Bor(B), Molypden (Mo)…

Trong đó, đạm là yếu tố quan trọng nhất giúp cây phát triển tốt, nhiềucành, thân chắc khoẻ…Urê chứa hàm lượ ng đạm cao nhất (46-48%) và lẫn íttạp chất nên đượ c lựa chọn và sử dụng.

2.5 Thị trườ ng Urê trên thế giớ i và Việt Nam2.5.1 Nhu cầu và khả năng đáp ứ ng phân urê tại Việt Nam

Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, nhu cầu urê năm 2006

cả nướ c cần 1.800.000 tấn Trong nướ c sản xuất đáp ứng hơ n 45%, sản lượ ng

ướ c đạt 830.000 tấn, tăng 2,7% so vớ i năm 2005, nhập khẩu dự tính khoảng1.000.000 tấn, giảm 6% so vớ i năm 2005 Dự báo năm 2007, nhu cầu phânbón các loại khoảng 7,05 triệu tấn Trong đó, urê khoảng 1,8 triệu tấn Sản

xuất trong nướ c khoảng 4,7 triệu tấn, nhập khẩu 3,5 triệu tấn

Năm 2007, kế hoạch sản xuất của 2 nhà máy phân đạm Phú Mỹ và

Hà Bắc khoảng 900.000 tấn, tăng 8,4% so vớ i 2006, nhập khẩu khoảng900.000 tấn, giảm 10% so vớ i 2006 Để bình ổn thị trườ ng phân urê năm

2007, Bộ cũng đưa ra một số giải pháp đối vớ i 2 nhà máy sản xuất phân urêtrong nướ c phải đảm bảo kế hoạch sản xuất năm 2007, đáp ứng kịp thờ i nhucầu phân bón cho sản xuất nông nghiệp theo từng mùa vụ Bộ Thươ ng mại,Hiệp hội Phân bón Việt Nam phối hợ p chặt chẽ vớ i Bộ NN&PTNT về thôngtin thị trườ ng, dự báo giá cả phân bón thế giớ i và trong nướ c, dự báo giá phânbón thế giớ i từng thờ i kỳ để có kế hoạch định hướ ng cho các doanh nghiệpnhập khẩu, đảm bảo cho các doanh nghiệp nhập khẩu, đảm bảo cung cầu cho

cả nướ c Hiệp hội Phân bón Việt Nam, các doanh nghiệp nhập khẩu cần liênkết công khai vớ i nhau lượ ng tồn kho trướ c mỗi mùa vụ, nắm chắc thông tinthị trườ ng để cân đối và phân chia số lượ ng urê nhập khẩu để tránh rủi ro vàgóp phần bình ổn giá urê khi vào vụ

Trong vài năm tớ i, nhà máy Đạm Cà Mau sẽ  đi vào hoạt động vớ icông suất 2350 tấn/ngày sẽ cung cấp cho thị trườ ng 800.000tấn urê/năm

Đến năm 2011 có thêm nhà máy Đạm Ninh Bình công suất 560.000

tấn urê/năm Như vậy cả nướ c sẽ có 4 nhà máy Đạm cung cấp trên 2 triệu tấnurê/năm đủ đáp ứng nhu cầu urê trong nướ c

2.5.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ urê trên thế giớ i

Tổng tiêu thụ phân bón thế giớ i năm 2005 tăng 3,9% so vớ i năm

2004, vào năm 2006 tiêu thụ tươ ng đối ổn định (-0,2%) so vớ i năm 2005 Nhucầu N tăng 1,1% trong khi tiêu thụ P và K giảm tươ ng ứng là 1,3 và 3,2%

Ở tầm khu vực, nhu cầu tiêu thụ rất khác nhau nhưng nhìn chung pháttriển tươ ng đối ổn định do có trợ  giá phân bón nên giảm tác động của việctăng giá phân bón trong khi giá mặt hàng nông nghiệp lại thấp

Bảng 2.4: Tiêu thụ phân bón toàn cầu, 2004/05 đến 2007/08

(Triệu tấn phân bón và tỷ lệ thay đổi hàng năm)

Kế hoạch đến 2008 cho thấy sự tăng chậm về nhu cầu phân bón Tổngtiêu thụ đượ c tiên đoán tăng 3,0% tươ ng ứng 164,7 triệu tấn trong đó nhu cầu

K (+4,1%) cao hơ n P (+3,3%) và N (+2,6%) Hầu như  nhu cầu tăng lại chỉ xảy ra tại Nam Á và Đông Á Ướ c tính giữa năm 2005 và 2007 gần 70%

lượ ng nhu cầu phân bón thế giớ i tăng đến từ 2 khu vực này

Hình 2.1: Sự gia tăng nhu cầu phân bón trên thế giớ i giữa năm 2005 và năm

2007Việc tăng nhu cầu phân bón thế giớ i năm 2007 đã tác động tích cựcđến việc cung cấp phân bón, đặc biệt là urê và các sản phẩm Nitơ  khác Nhucầu phân bón Phosphat và Kali không đổi trong khi thươ ng mại thay đổi

Việc sản xuất NH3 trên thế giớ i trong năm 2006 ướ c tính khoảng 150triệu tấn NH3 tăng 3% so vớ i năm 2005 Năm 2007 cung cầu Nitơ  thế giớ i sẽ duy trì tươ ng đối cân bằng Thị trườ ng urê thế giớ i năm 2006 cho thấy sự tăngtrưở ng hơ n mong đợ i vớ i sự tăng giá cả, nhu cầu đượ c duy trì tươ ng đối liêntục, cung cấp vừa đủ Năm 2006, sản xuất urê của thế giớ i ướ c tính khoảng133,5 triệu tấn Mặc dù Ả rập và Xê Út tăng thêm lượ ng cung nhưng việc bánurê nhìn chung vừa đủ do sự thiếu nguồn cung từ Trung Quốc và Indônêsiatrên thị trườ ng thế giớ i Trong năm 2006, Ấn Độ dẫn đầu về nhập khẩu urê

tiếp đó là Pakistan, Bangladesh và Tây Âu Thêm vào đó là đã xuất hiện một

số loại phân bón N ngoài urê (Gần 6 triệu tấn trong năm 2006) Năng suất urêthế giớ i dự kiến sẽ tăng mạnh trong năm 2007 Thị trườ ng urê sẽ còn vừa đủ đến nửa năm 2007 Vớ i năng suất mớ i sẽ dẫn đến thặng dư urê trong nửanăm 2007 còn lại

CH ƯƠ  NG 3 QUY TRÌNH CÔNG NGH Ệ  S Ả N XU Ấ T URÊ

3.1 LÝ THUYẾT TỔNG HỢ P VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞ NG TỚ IQUÁ TRÌNH TỔNG HỢ P

3.1.1 Lý thuyết tổng hợ p urêUrê là sản phẩm đượ c tạo thành qua phản ứng tổng hợ p amôniắc lỏng

Phần amônium cácbamát tách nướ c đượ c xác định bằng tỉ lệ các chấtphản ứng khác nhau, nhiệt độ phản ứng và thờ i gian lưu trong tháp tổng hợ p

Phản ứng thứ nhất tỏa nhiệt mạnh liệt trong khi đó phản ứng thứ hai thu nhiệtyếu và xảy ra trong pha lỏng ở  tốc độ chậm

Sau hệ  thống tổng hợ p urê, quá trình phân huỷ  (và thu hồi có liênquan) không thay đổi thành phần phản ứng đượ c thực hiện ba bướ c sau:

Phản ứng phân huỷ là phản ứng ngượ c chiều vớ i phản ứng [1]

NH2-COO-NH4 ↔  2 NH3 + CO2 (- nhiệt)Phản ứng xảy ra mãnh liệt khi giảm áp và/hoặc tăng nhiệt

3.1.2 Ảnh hưở ng tỷ lệ NH3 /CO2 Theo phản ứng 1, tỷ lệ Mol lý thuyết của NH3 /CO2 là 2, nhưng dướ icác điều kiện khác sản phẩm urê ổn định chậm ở  168 bar 155OC

Tuy nhiên trong thực tế sản phẩm urê thay đổi khi thay đổi tỷ lệ NH3 /CO2.Khi tỷ lệ Mol NH3 /CO2 thay đổi từ 2 đến 9, sản phẩm urê thay đổi từ khoảng40% đến 85% Trên những điều kiện khác, khi tỷ lệ Mol NH3 /CO2thay đổi từ 

2 đến 0.5, sản phẩm urê sẽ thay đổi chỉ từ khoảng 40% đến khoảng 45%

Vì vậy ảnh hưở ng của CO2 là rất nhỏ so vớ i NH3 Hơ n thế nữa, dướ iđiều kiện giàu CO2, dung dịch sẽ trở  nên ăn mòn nhiều hơ n và vận hành cóvấn đề liên quan đến kết tinh là quá quan trọng

Nói chung, hầu hết tất cả các nhà máy urê đượ c vận hành dướ i tỷ lệ NH3 /CO2 trong khoảng giữa 2.5 và 5.0

3.1.2 Ảnh hưở ng tỉ lệ H2O/CO2 

Từ  phản ứng thứ  hai, rõ ràng rằng lượ ng nướ c dư  trong dung dịchphản ứng làm cản trở  sự hình thành urê từ cácbamát Nhưng nếu hàm lượ ngnướ c quá thấp thì nồng độ cácbamát trở  nên cao cùng vớ i vấn đề nghẽn đườ ngống

Do đó, thông thườ ng thì tỉ  lệ mole H2O/CO2  là 0.4-1 trong các nhàmáy công nghiệp

Hình 3.1: Ảnh hưở ng tỷ lệ NH 3  /CO 2  lên tốc độ tạo thành urê

3.1.3 Ảnh hưở ng của nhiệt độ và áp suấtMối liên hệ giữa độ chuyển hóa cân bằng và nhiệt độ vận hành đượ cđưa ra bở i Fréjacques và những ngườ i cộng sự như sau: độ chuyển hóa tăng tỉ 

lệ  vớ i sự  tăng nhiệt độ, nhưng Otsuka và những ngườ i cộng sự  đã báo cáorằng độ chuyển hóa cân bằng tối đa tồn tại xung quanh 196-200oC 

Phản ứng phân huỷ là phản ứng ngượ c chiều vớ i phản ứng [1]

NH2-COO-NH4  ↔  2 NH3 + CO2 (- nhiệt)Phản ứng xảy ra mãnh liệt khi giảm áp và/hoặc tăng nhiệt

Từ phản ứng này có thể thấy rằng sự phân hủy đượ c xúc tiến bằngcách giảm áp suất và/hoặc cung cấp nhiệt

3.1.4 Sự  hình thành biuretBiuret là phản ứng không mong muốn đượ c hình thành khi hai moleurê kết hợ p thành một mole biuret và một mole amôniắc bằng gia nhiệt.

2(NH2-CO-NH2) ↔  NH2-CO-NH-CO-NH2 + NH3 

Vì biuret có hại tớ i sự đâm chồi của hạt, và làm héo cây dứa và cam,quýt khi đạm đượ c phun lên lá, hàm lượ ng biuret trong phân đạm trên thị trườ ng thế giớ i đượ c yêu cầu dướ i 1.5% Biuret tạo thành gần như trong tất cả các giai đoạn của quá trình sản xuất urê và chủ yếu đượ c tạo thành ở  hệ thống

Hình 3.2: Ảnh hưở ng nhiệt độ và áp suất vào độ chuyểnhóa khi tỉ lệ NH

3  /CO 2 = 4

3.2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT URÊ TRÊN THẾ GIỚ I

Các phươ ng pháp sản xuất urê từ khí thiên nhiên đượ c sử dụng hiệnnay trên thế giớ i, căn cứ vào khả năng thu hồi vật liệu thô, đã phát triển thành

ba công nghệ chính như sau:

Công nghệ  không thu hồi (Once-through process):  CO2  và NH3  ra

khỏi khu vực tổng hợ p (quá trình stripping cacbamat đượ c xem là một phầnkhu vực tổng hợ p) đượ c mang đến các phân xưở ng khác NH3 sẽ đượ c trunghòa vớ i các axit (như  axit nitric) để  sản xuất các loại phân bón như  làammonium sulphat và ammonium nitrat

Công nghệ  thu hồi một phần (Partial recycle process): CO2 và NH3 đượ c tách một phần khỏi lưu chất phản ứng trong công đoạn phân hủy, sau đóđượ c thu hồi trong một thiết bị hấp thụ, phần còn lại đượ c mang đến các phânxưở ng khác giống như công nghệ không thu hồi

Công nghệ  thu hồi hoàn toàn (Total recycle process):  CO2  và NH3 đượ c tách hoàn toàn trong các thiết bị phân hủy nhiều giai đoạn và đượ c thuhồi đến thiết bị phản ứng

Ngày nay, chỉ  có công nghệ  thu hồi hoàn toàn đượ c áp dụng Tổngchuyển hóa NH3 khoảng 99% Kết quả không có sản phẩm phụ chứa Nitơ  tạo

thành và việc sản xuất urê chỉ phụ thuộc vào việc cung cấp CO2 và NH3 từ xưở ng NH3 Tuy nhiên, công nghệ này cũng đắt nhất về chi phí đầu tư và vậnhành Việc phân hủy cacbamat đượ c thực hiện bằng việc kết hợ p gia nhiệt,giảm áp và quá trình stripping (quá trình này làm giảm áp suất riêng của mộthoặc nhiều thành phần) Các công nghệ  xuyên suốt hoặc thu hồi một phần

thườ ng đòi hỏi chi phí đầu tư thấp hơ n, cũng như chi phí vận hành thấp hơ nnhưng độ tin cây giảm (do sự phụ thuộc lẫn nhau của phân xưở ng urê và cácphân xưở ng khác), tính linh hoạt giảm (do tỷ  lệ  các sản phẩm phụ) và khóđồng bộ  giữa 2 phân xưở ng Dịch urê thu đượ c sau công đoạn phân hủythườ ng đạt nồng độ 65-77% Dịch này có thể đượ c sử dụng để sản xuất cácloại phân bón chứa Nitơ  hoặc chúng đượ c cô đặc để sản xuất urê.

3.2.1 Công nghệ Urê không thu hồiCacbamat chưa chuyển hóa đượ c phân hủy thành NH3  và khí CO2 bằng cách gia nhiệt hỗn hợ p dòng công nghê ở  điều kiện thấp áp Khí NH3 và

CO2 thoát khỏi dịch urê và đượ c sử  dụng để  sản xuất các muối amôn bằng

cách hấp thụ NH3 trong acid sunfuaric và acid photphoric Một nhà máy như thế này sẽ có chi phí đầu tư tươ ng đối thấp, nhưng có lượ ng khí thải tươ ng đối

lớ n

Do nhu cầu về urê cấp phân bón tinh khiết ngày càng tăng, nên cácnhà máy đi theo công nghệ không thu hồi ít có tính hấp dẫn, bở i vì nó sảnxuất ra quá nhiều muối amôn vớ i mức tuần hoàn nhỏ

3.2.2 Công nghệ tuần hoàn dung dịchKhí NH3 và CO2 thu hồi từ dòng công nghệ của tháp tổng hợ p trongcác công đoạn phân hủy ở  các áp suất khác nhau ( cao áp, trung áp và thápáp) đượ c hấp thụ trong nướ c và đượ c tái tuần hoàn trở  lại cho tháp tổng hợ pdung dịch cacbamat amôn lỏng có chứa Amoniac Hầu như toàn bộ gần mộtnửa công suất urê của thế giớ i sản xuất ra đi theo công nghệ này

3.2.3 Công nghệ C cải tiến tuần hoàn toàn bộ Misui-Toatsu

Tháp tổng hợ p vận hành ở  điều kiện áp suất khoảng 25MPa (246at) vàkhoảng 1950C vớ i tỷ lệ mol toàn phần NH3:CO2 khoảng 4:1 (nạp nguyên cộng

vớ i tuần hoàn) Theo báo cáo ngườ i ta đã thu đượ c hiệu suất chuyển hóacacbamat thành urê của mỗi chu trình tươ ng đối cao

Cacbamat chưa chuyển hóa và NH3 dư đượ c thu hồi trong dòng thảicủa tháp tổng hợ p trướ c tiên là tháp phân hủy cao áp đốt nóng bằng hơ i trung

áp , vớ i áp suất phân huỷ khoảng 17 MPa (xấp xỉ 168 at) và nhiệt độ khoảng

1550C, sau đó chuyển sang tháp phân hủy thấp áp gia nhiệt bằng hơ i thấp áp

có áp suất P=300 kPa (khoảng 3 at) và nhiệt phân huỷ là 1300C

Khí thấp áp đượ c ngưng tụ trong tháp hấp thụ  thấp áp và dịch lỏngđượ c bơ m lên cho tháp hấp thụ cao áp để hấp thụ khí của thiết bị phân hủycao áp Amoniac dư chưa hấp thụ  của tháp hấp thụ  cao áp đượ c ngưng tụ trong tháp ngưng tụ NH3 bở i vì dịch cacbamat cô đặc đượ c thu hồi trong tháphấp thụ cao áp

Phươ ng pháp kết tinh trung gian cho phép sản xuất đượ c urê có hàmlượ ng biuret ở   mức dướ i 0,5% trọng lượ ng phù hợ p cho mục đích thươ ngphẩm và sử dụng

Nhiệt toả ra trong quá trình tuần hoàn ngưng tụ carbamate đượ c tậndụng cấp nhiệt cho quá trình bay hơ i nướ c và amonia trong thiết bị tiền côđặc chân không

Tháp tổng hợ p đượ c lót một lớ p hợ p kim đặc biệt để chống ăn mòn

Các chi tiết khác của thiết bị trong dây chuyền đượ c chế tạo bở i thép không rỉ 316L, 316, 304L và 303 tùy thuộc vào áp suất và nhiệt độ làm việc và nồng

dộ carbamate trong dịch ure Nếu nồng độ cacbamat và nhiệt độ quá trình cao

hơ n thì cần phải có thiết bị bằng thép không rỉ 316L và 316SS còn ở  những

nơ i có nồng độ cacbamat và nhiệt độ làm việc thấp thì dùng thiết bị có vật liệu304L và 304SS

Không khí thụ động hóa đượ c đưa vào trong thiết bị phân hủy cao áp

để tạo lớ p ô-xit trên bề mặt bên trong thiết bị  tăng cườ ng khả năng chống ănmòn cho thiết bị bằng thép không rỉ

Trong nhiều năm qua ngườ i ta đã tiến hành các bướ c cải tiến côngnghệ (19-24) Hiện nay có nhiều nhà máy urê công suất đến 1800 tấn/ngàyđang sử dụng công nghệ này.

Hình 3.3 : Công nghệ C cải tiến tuần hoàn toàn bộ Misui-Toatsu