Đánh giá hiệu quả trao đổi nhiệt của hệ thống thiết bị trao đổi nhiệt xưởng u rê nhà máy phú mỹ bằng phần mềm htri

Tuy nhiên, do phân xưởng chỉ được thiết kế tối đa ở công suất 2200 tấn Urê/ngày, vì vậy các thiết bị của xưởng Urê nói chung và các thiết bị trao đổi nhiệt nói riêng, đều gặp phải những

Trang 2

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS HUỲNH QUYỀN

Cán bộ chấm nhận xét 1:

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 2:

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM ngày … tháng … năm … Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) 1

2

3

4

5 Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Bộ môn quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Bộ môn quản lý chuyên ngành

Trang 3

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

I – TÊN ĐỀ TÀI: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ TRAO ĐỔI NHIỆT CỦA HỆ THỐNG

THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT XƯỞNG URÊ – NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ

BẰNG PHẦN MỀM HTRI

II – NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Mô phỏng các thiết bị trao đổi nhiệt dạng vỏ ống của xưởng Urê – nhà máy

Đạm Phú Mỹ bằng HTRI

- Đánh giá hiệu quả truyển nhiệt, mức độ đáp ứng của các tiện ích phụ trợ

trong các thiết bị trao đổi nhiệt đó ở điều kiện hoạt động mới hiện tại So sánh với khi thiết kế hiện tại xưởng Urê đang tăng tải sản xuất do được bổ sung nguồn CO2 thu hồi từ xưởng Amoniac gửi sang

- Đánh giá nguyên nhân, đề xuất biện pháp cải tiến hoặc thay đổi thông số

thích hợp với từng nguyên nhân cụ thể

III – NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: ngày 04 tháng 7 năm 2012

IV – NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: ngày 18 tháng 12 năm 2012

QL CHUYÊN NGÀNH

KHOA QL CHUYÊN NGÀNH

TS HUỲNH QUYỀN

Trang 4

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, tôi xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Huỳnh Quyền, người thầy

đã trực tiếp hướng dẫn và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn Sự chỉ bảo chân tình của thầy đã cho tôi những bước đi quan trọng để có thể hoàn thành luận văn này

Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn các thầy cô trong khoa Kỹ thuật Hóa học – Trường Đại học Bách khoa TP Hồ Chí Minh đã tận tình giảng dạy và trang bị cho tôi những kiến thức quý báu trong trong suốt thời gian học cao học Đồng thời tôi cũng rất cảm ơn những anh chị tại Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ Lọc Hóa dầu – Trường Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh cũng như các anh tại xưởng Urê – nhà máy Đạm Phú Mỹ đã hỗ trợ nhiệt tình và đóng góp nhiều ý kiến quan trọng giúp tôi hoàn thành luận văn

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, người thân và bạn

bè đã luôn giúp đỡ động viên tôi trong học tập và cuộc sống Những tình cảm quý báu đó luôn là động lực thúc đẩy tôi phấn đấu để có được kết quả như ngày hôm nay

Trang 5

The thesis was conducted to collect design parameters and operating parameters of the heat exchanger equipment of Urea unit, and the thesis was simulated it in HTRI software (Heat Transfer Research Inc.) Then, the thesis has evaluated the heat transfer effective of each heat exchange equipment With some equipments are overloaded, the thesis has proposed the cause and treatment With some equipments active stability, the thesis has calculated the maximum work capacity of each device The thesis also supply the data on heat exchanged duty, overall heat transfer rate, heat transfer coefficient, pressure drop, the actual velocity

of streams and few other parameters of heat exchange equipment of Urea unit

Trang 6

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Nhu cầu quản lý năng lượng riêng đã làm tăng đáng kể tầm quan trọng của các thiết bị trao đổi nhiệt trong hơn 2 đến 3 thập kỷ qua Ngày nay, hầu như không

có nhà máy hóa chất, quy trình công nghệ thực phẩm hay công trình phát điện nào

mà không có các thiết bị trao đổi nhiệt Hệ thống thiết bị trao đổi nhiệt của xưởng Urê, nhà máy Đạm Phú Mỹ rất đa dạng và nhiều loại Luận văn tập trung vào các thiết bị trao đổi nhiệt dạng vỏ ống

Luận văn đã tiến hành thu thập thông số thiết kế và thông số vận hành của các thiết bị trao đổi nhiệt xưởng Urê, mô phỏng lại trong phần mềm HTRI (Heat Transfer Research Inc.) Từ đó, luận văn đã đánh giá hiệu quả trao đổi nhiệt của từng thiết bị trao đổi nhiệt Với những thiết bị bị quá tải, luận văn đề xuất nguyên nhân và cách xử lý Với những thiết bị còn hoạt động ổn định, luận văn tính toán khả năng làm việc tối đa của mỗi thiết bị Đồng thời luận văn cũng cung cấp bộ số liệu về nhiệt trao đổi, hệ số cấp nhiệt, hệ số truyền nhiệt , tổn thất áp suất, vận tốc dòng thực tế và một vài thông số khác về các thiết bị trao đổi nhiệt xưởng Urê

Trang 7

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

ABSTRACT ii

TÓM TẮT LUẬN VĂN iii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC BẢNG viii

DANH MỤC HÌNH ix

DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT xi

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Tình hình nghiên cứu 1

1.2 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.3 Ý nghĩa đề tài 3

1.3.1 Ý nghĩa khoa học kỹ thuật 3

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn 4

1.4 Mục tiêu đề tài 4

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 6

2.1 Tổng quan về nhà máy Đạm Phú Mỹ 6

2.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển 6

2.1.2 Nguyên liệu sản xuất và sản phẩm nhà máy 6

2.1.2.1.Nguyên liệu sản xuất 6

2.1.2.2.Sản phẩm 8

2.1.3 Quy trình công nghệ 9

2.1.3.1.Phân xưởng Amoniac 9

2.1.3.2.Phân xưởng Urê 9

a Phản ứng tổng hợp 10

b Tinh chế urê và thu hồi NH3, CO2 trung và thấp áp 11

c Cụm cô đặc urê 14

d Tạo hạt urê 15

e Xử lý nước công nghệ 16

f Các hệ thống phụ trợ 18

g Hệ thống hơi 18

Trang 8

h Hệ thống nước rửa 20

i Các dòng thải lỏng và khí 21

j Danh sách thiết bị 24

2.2 Hệ thống thiết bị trao đổi nhiệt xưởng Urê 28

2.2.1 Đại cương về thiết bị trao đổi nhiệt 28

2.2.1.1 Định nghĩa 28

2.2.1.2 Phân loại thiết bị trao đổi nhiệt 29

2.2.1.3 Các bước tính thiết kế và kiểm tra một thiết bị trao đổi nhiệt 30

2.2.2 Thiết bị trao đổi nhiệt của xưởng Urê 31

2.3 Hệ thống điều khiển trong phân xưởng Urê 33

2.4 Phần mềm HTRI 36

2.4.1 Sử dụng module Xist trong HTRI 38

2.4.2 Phương pháp tính toán trong module Xist 41

2.4.3 Ý nghĩa over design trên Xchanger Suite 42

2.4.4 Đánh giá kết quả thiết kế từ phần mềm HTRI 43

CHƯƠNG 3:MÔ PHỎNG CÁC THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT XƯỞNG URÊ 44

3.1 Mô phỏng thiết bị Stripper E-1001 44

3.1.1 Thông tin thiết bị E-1001 44

3.1.2 Các bước mô phỏng E-1001 45

3.2 Thiết bị E-1002A/B 51

3.3 Thiết bị E-1003 53

3.4 Thiết bị E-1004 54

3.5 Thiết bị E-1005A 56

3.6 Thiết bị E-1005B 57

3.7 Thiết bị E-1006 58

3.8 Thiết bị E-1007 59

3.9 Thiết bị E-1008 60

3.10 Thiết bị E-1009 61

3.11 Thiết bị E-1010 62

3.12 Thiết bị E-1011 63

3.13 Thiết bị E-1013 64

Trang 9

3.14 Thiết bị E-1014 65

3.15 Thiết bị E-1015 66

3.16 Thiết bị E-1018 67

3.17 Thiết bị E-1023 68

3.18 Thiết bị E-1030 69

3.19 Thiết bị E-1031 70

3.20 Thiết bị E-1032 71

3.21 Thiết bị PK3/E1 72

3.22 Thiết bị PK4/E1 73

Chương 4: Kết quả và bàn luận 74

4.1.Đánh giá hiệu quả thiết bị trao đổi nhiệt 74

4.1.1 Chạy chương trình HTRI 74

4.1.2 Kết quả đánh giá hiệu quả trao đổi nhiệt các thiết bị trao đổi nhiệt 75

4.2.Nhận xét về hiệu quả trao đổi nhiệt của các thiết bị và đánh giá khả năng hoạt động tối đa của thiết bị ở từng điều kiện cụ thể 78

4.2.1 E-1001 78

4.2.2 E-1002A/B 79

4.2.3 E-1003 80

4.2.4 E-1004 80

4.2.5 E-1005A 80

4.2.6 E-1005B 81

4.2.7 E-1006 81

4.2.8 E-1007 81

4.2.9 E-1008 82

4.2.10 E-1009 82

4.2.11 E-1010 83

4.2.12 E-1011 83

4.2.13 E-1013 83

4.2.14 E-1014 84

4.2.15 E-1015 84

Trang 10

4.2.16 E-1018 84

4.2.17 E-1023 85

4.2.18 E-1030 85

4.2.19 E-1031 85

4.2.20 E-1032 86

4.2.21 PK3/E1 86

4.2.22 PK4/E1 87

4.3.Tiêu hao tiện tích phụ trợ tổng 87

5.1 Kết luận 90

5.2 Đề nghị 91

TÀI LIỆU THAM KHẢO 92

PHỤ LỤC 94

Trang 11

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Tình hình Cung-Cầu của thị trường phân urê Việt Nam 2

Bảng 2.1: Các nguồn thải khí liên tục 22

Bảng 2.2: Các nguồn thải khí gián đoạn 23

Bảng 2.3: Nguồn thải liên tục 24

Bảng 2.4 : Các module trong HTRI 36

Bảng 3.1: Thông số thiết kế cơ bản của thiết bị E-1001 44

Bảng 3.2: Thông số thiết kế cơ bản của thiết bị E-1002A/B 51

Bảng 3.3: Thông số thiết kế cơ bản của thiết bị E-1003 53

Bảng 3.4: Thông tin thiết kế E-1004 55

Bảng 3.5: Thông tin thiết kế E-1005A 56

Bảng 3.6: Thông tin thiết kế E-1005B 57

Bảng 3.21: Thông tin thiết kế PK3/E1 72

Bảng 3.22: Thông tin thiết kế PK4/E1 73

Bảng 4.1: Kết quả tính toán các thông số của thiết bị 76

Bảng 4.2: Kết quả tính toán phần trăm over desgin 77

Trang 12

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1: Sơ đồ tổng quát nhà máy 6

Hình 2.2: Lược đồ mô tả phân xưởng Amoniac 7

Hình 2.3: Lược đồ mô tả phân xưởng Urea 7

Hình 2.4: Sơ đồ mô tả tổng quát phân xưởng Amoniac 9

Hình 2.5: Lược đồ mô tả hoạt động của phân xưởng Urea 9

Hình 2.6: Sơ đồ công nghệ tổng quát xưởng Urê 32

Hình 2.7: Một màn hình điều khiển DCS xưởng Urê (khu tổng hợp cao áp) 35

Hình 2.8: Vào môi trường mô phỏng thiết bị chùm ống (Xist) 38

Hình 2.9: Môi trường mô phỏng thiết bị chùm ống 39

Hình 3.1: Nhập các thông số phía vỏ 45

Hình 3.2: Nhập các thông số phía ống 45

Hình 3.3: Nhập thông số tấm chắn (baffle) 46

Hình 3.4: Nhập dữ liệu cho ống nối (nozzle) 47

Hình 3.5: Khai báo vị trí ống nối (nozzle) 47

Hình 3.6: Nhập dữ liệu dòng công nghệ 48

Hình 3.7: Nhập dữ liệu dòng nóng 49

Hình 3.8: Nhập dữ liệu cho dòng nguội 50

Hình 3.9: Nhập dữ liệu cho cấu tử Urê 50

Hình 3.10: Nhập dữ liệu cho E-1002A 52

Hình 3.11: Nhập dữ liệu cho E-1002B 52

Hình 3.12: Nhập dữ liệu cho E-1003 54

Hình 3.13: Nhập dữ liệu E-1004 55

Hình 3.14: Nhập dữ liệu E-1005A 56

Hình 3.15: Nhập dữ liệu cho E-1005B 57

Trang 13

Hình 3.30: Nhập dữ liệu cho PK3/E1 72

Hình 3.31: Nhập dữ liệu cho PK4/E1 73

Hình 4.1: Kết quả tóm tắt mô phỏng của E-1001 74

Hình 4.2: Mặt chiếu chùm ống của E-1001 75

Hình 4.3: Chế độ Simulation của E-1001 78

Trang 14

DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT

HTRI: Heat Exchanger Transfer Inc

KW: High Pressure Washing Condensate – Nước rửa cao áp

HW: Medium Pressure Washing Condensate – Nước rửa trung áp LW: Low Pressure Washing Condensate – Nước rửa thấp áp

TBTĐN: Thiết bị trao đổi nhiệt

DCS: Distributed Control System - Hệ thông điều khiển phân tán KL: khối lượng

TT: Thể tích

Trang 15

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1 Tình hình nghiên cứu

Nhu cầu quản lý năng lượng riêng đã làm tăng đáng kể tầm quan trọng của các thiết bị trao đổi nhiệt trong hơn 2 đến 3 thập kỷ qua Ngày nay, hầu như không

có nhà máy hóa chất, quy trình công nghệ thực phẩm hay công trình phát điện nào

mà không có các thiết bị trao đổi nhiệt Xu hướng này đã kích thích sự phát triển lớn các phương pháp thiết kế bộ trao đổi nhiệt, do sự hoàn thiện kiến thức về nền tảng truyền nhiệt cũng như sự trợ giúp của các máy tính nhanh và lớn hơn Hiện có nhiều phần mềm chuyên về thiết kế và đánh giá thiết bị trao đổi nhiệt như Heat Transfer and Fluid Flow Service (HTFS), Heat Transfer Research Inc (HTRI) [1]

Tuy nhiên, các chất tải nhiệt dạng lỏng trong hầu hết các quy trình thực tiễn đều chứa một lượng nhất định các chất lơ lửng hoặc hòa tan, hay cung cấp những điều kiện lí tưởng cho sự phát triển của các sinh vật Nó có thể dẫn đến sự gia tăng các kết tủa trên bề mặt truyền nhiệt Thiết kế và hoạt động của bộ trao đổi nhiệt phần lớn xác định bởi sự hình thành kết tủa trên bề mặt truyền nhiệt – fouling – điều

sẽ yêu cầu những giới hạn an toàn thực trong thiết kế, tiền xử lý các lưu chất nóng/lạnh và các thiết bị làm sạch thông thường Hiện tại trên thế giới có rất nhiều nghiên cứu về vấn đề cáu cặn và cách xử lý Năm 2000, Hans Muller và Steinhagen

đã xuất bản sách tổng hợp những nghiên cứu chi tiết về vấn đề trên [2]

Do có độ dẫn thấp, những chất cặn và kết tủa này sẽ ngăn cản sự truyền nhiệt của dòng lưu chất sạch Vì thế sau một thời gian vận hành, các thiết bị trao đổi nhiệt của các nhà máy sẽ bị giảm hiệu suất trao đổi nhiệt, ảnh hưởng đến chỉ tiêu kỹ thuật của dây chuyền công nghệ, đồng thời tiêu hao tiện ích phụ trợ sẽ tăng lên Việc đánh giá hiệu quả trao đổi nhiệt, các chỉ tiêu về năng lượng cần được tiến hành để

có biện pháp xử lý thích hợp, nâng cao trở lại năng suất nhà máy [2]

1.2 Tính cấp thiết của đề tài

Theo tình hình thực tế về việc xây dựng các nhà máy Đạm ở Việt Nam, bắt đầu năm 2012 tổng nguồn cung phân urê sẽ tăng và vượt so với nhu cầu tiêu thụ

Trang 16

phân urê trong cả nước (xem bảng 1.1) Ta có thể dự đoán rằng bắt đầu từ năm 2012 thị trường phân bón Việt Nam sẽ bắt đầu cạnh tranh ngày càng khốc liệt Thêm vào

đó, giá khí thiên nhiên đầu vào để sản xuất NH3 và phát điện, sản xuất hơi nước, được cung cấp bởi PVgas tăng từ ngày 01/01/2012, điều đó dẫn tới tăng chi phí sản xuất và sẽ ảnh hưởng đến giá thành sản phẩm Urê

Bảng 1.1: Tình hình Cung-Cầu của thị trường phân urê Việt Nam [3]

Đạm

Cà Mau

Đạm Ninh Bình

Đạm Công Thanh

Đạm ngoại nhập

Tổng cung Urê nội địa

Nhu cầu Urê nội địa

Tổng lượng Urê thừa so với nhu cầu

Vào năm 2010, hệ thống thu hồi CO2 từ khói thải nồi hơi đi vào hoạt động,

CO2 được đưa vào cửa hút của máy nén CO2 xưởng Urê, tăng tải cho hoạt động của xưởng lên khoảng 2450 tấn Urê/ngày Tuy nhiên, do phân xưởng chỉ được thiết kế tối đa ở công suất 2200 tấn Urê/ngày, vì vậy các thiết bị của xưởng Urê nói chung

và các thiết bị trao đổi nhiệt nói riêng, đều gặp phải những vấn đề khi chạy cao tải

Ngoài ra, sau 8 năm vận hành nhà máy Đạm Phú Mỹ (từ năm 2004), các thiết bị của nhà máy Đạm Phú Mỹ đã bắt đầu cũ, nhất là các thiết bị trao đổi nhiệt

Trang 17

không còn đạt được thông số công nghệ như thiết kế ban đầu, việc tiêu hao tiện ích phụ trợ càng lớn vì phải cung cấp tối đa để đảm bảo các thông số vận hành

Do đó, để Đạm Phú Mỹ vẫn giữ được vị trí ưu thế cạnh tranh như hiện nay đòi hỏi cần phải nghiên cứu giải pháp tiết kiệm năng lượng, giảm các tiện ích phụ trợ như khí nhiên liệu đốt lò hơi, hơi nước, nước làm mát, giảm định mức tiêu hao riêng trên đơn vị sản phẩm để có thể hạ chi phí sản xuất, góp phần không làm tăng giá thành sản phẩm, tăng tính cạnh tranh trên thị trường Việt Nam và các thị trường tiêu thụ phân bón tiềm năng như Campuchia, Lào, Myanmar,…

1.3 Ý nghĩa đề tài

1.3.1 Ý nghĩa khoa học kỹ thuật

Thiết bị trao đổi nhiệt là thiết bị trong đó thực hiện các quá trình trao đổi nhiệt giữa các chất mang nhiệt Trong kỹ thuật thiết bị trao đổi nhiệt được sử dụng rất rộng rãi và đóng vai trò quan trọng trong các quá trình công nghệ ví dụ như lò hơi để sản sinh hơi nước, thiết bị ngưng tụ và bốc hơi trong thiết bị lạnh, thiết bị hồi nhiệt… Về cấu tạo thiết bị trao đổi nhiệt rất đa dạng về chủng loại và phụ thuộc vào công nghệ trong sản xuất

Ở nhà máy Đạm Phú Mỹ, có rất nhiều loại thiết bị trao đổi nhiệt như thiết bị trao đổi nhiệt dạng vỏ ống, thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm, thiết bị sinh hơi,… Trong đó loại thiết bị trao đổi nhiệt kiểu vỏ ống được sử dụng rất nhiều do đó chúng

ta tập trung phân tích và đánh giá chủ yếu về loại thiết bị này

Nghiên cứu này tập trung vào nghiên cứu các thiết bị trao đổi nhiệt của xưởng Urê, nhà máy Đạm Phú Mỹ Đồng thời công cụ được sử dụng là phần mềm HTRI (Heat Transfer Research Inc.), một phần mềm chuyên dùng để thiết kế, mô phỏng và đánh giá thiết bị trao đổi nhiệt

Trước hết, việc nghiên cứu đặc điểm thiết bị trao đổi nhiệt giúp chúng ta có cái nhìn tổng quát và hệ thống về thiết bị trao đổi nhiệt, các loại thiết bị trao đổi nhiệt, cách chọn lựa thiết bị trao đổi nhiệt tùy vào tình hình công nghệ Đồng thời

Trang 18

tìm hiểu được cách tính toán, thiết kế, chọn lựa thông số vận hành, cách tính toán tiêu tốn năng lượng, hiệu quả trao đổi nhiệt có đạt hay không so với thiết bị trao đổi nhiệt thực đã được thiết kế

Đồng thời, việc tìm hiểu về phần mềm HTRI sẽ giúp chúng ta có thêm một công cụ để đánh giá thiết bị trao đổi nhiệt, thay vì phải tính tay sẽ rất mất thời gian

bị mới hay không, hay thay đổi các thông số vận hành để đạt hiệu quả tốt hơn

Dựa trên hiện trạng hiệu quả trao đổi nhiệt và cấu tạo của thiết bị đó mà nghiên cứu sẽ phán đoán nguyên nhân, đưa ra cách thức xử lý phù hợp, đề ra các biện pháp loại bỏ cáu cặn (nếu có)

Từ đó, các tiện ích phụ trợ như hơi nước, nước làm mát sẽ được sử dụng ít hơn, tiêu hao năng lượng trên một đơn vị sản phẩm Urê sẽ ít hơn, góp phần vào việc giảm định mức tiêu hao, giảm chi phí sản xuất, tạo giá thành sản phẩm cạnh tranh

Trang 19

Đánh giá nguyên nhân, đề xuất biện pháp cải tiến hoặc thay đổi thông số thích hợp với từng nguyên nhân cụ thể

Trang 20

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan về nhà máy Đạm Phú Mỹ [4]

2.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển

Nhà máy Đạm Phú mỹ đặt tại khu công nghiệp Phú Mỹ 1, huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu là nhà máy phân bón lớn và hiện đại đầu tiên của tập đoàn dầu khí Việt Nam

Nhà máy có vốn đầu tư 370 triệu USD, được xây dựng trên diện tích 63 hecta, sử dụng công nghệ của hãng Haldor Topsoe (Đan Mạch) để sản xuất Amoniac và công nghệ của hãng Snamprogetti (Italy) để sản xuất Urê (công suất 740.000 tấn/năm) Đây là công nghệ với dây chuyền khép kín đầu vào là khí thiên nhiên, đầu ra là Urê và Amoniac lỏng Chu trình công nghệ khép kín cùng với việc

tự tạo điện năng và hơi nước giúp nhà máy hoàn toàn chủ động trong sản xuất kể cả khi lưới điện quốc gia có sự cố hoặc không đủ điện cung cấp

Nhà máy được khánh thành và đi vào họat động vào ngày 21/9/2004

2.1.2 Nguyên liệu sản xuất và sản phẩm nhà máy

2.1.2.1 Nguyên liệu sản xuất

 Sơ đồ tóm tắt của nhà máy

Hình 2.1: Sơ đồ tổng quát nhà máy

Trang 21

 Hoạt động của phân xưởng Amoniac được mô tả trong lược đồ dưới đây:

Hình 2.2: Lược đồ mô tả phân xưởng Amoniac

 Hoạt động của phân xưởng Urê được mô tả trong lược đồ dưới đây:

Hình 2.3: Lược đồ mô tả phân xưởng Urea

Nguyên liệu chính của nhà máy là khí đồng hành Bạch Hổ, ngoài ra có thể

sử dụng khí thiên nhiên từ bồn trũng Nam Côn Sơn và các bể khác thuộc lục địa phía Nam Lượng khí tiêu thụ cho nhà máy khoảng 53.000 – 54.000 Nm3/h (khoảng

450 triệu m3/năm) Khí thiên nhiên là hỗn hợp các h ydro cacbon nhẹ, chủ yếu là Metane (CH4) Khí thiên nhiên có thể khai thác từ mỏ khí hoặc được tách ra từ khí đồng hành tại các mỏ dầu

Nitơ: Nguyên liệu để tổng hợp NH3 và được lấy từ không khí

Hydro:được tạo ra nhờ phản ứng Reforming khí thiên nhiên bằng hơi nước,

là nguyên liệu để tổng hợp NH3

Trang 22

CO2:là nguyên liệu để tổng hợp Urea, được điều chế từ công đoạn Reforming khí thiên nhiên

Oil (ppm khối lượng) 5 max

Ammonia là chất khí có công thức phân tử NH3, hóa lỏng ở điều kiện áp suất thường và nhiệt độ thấp (khoảng –320C) hoặc ở điều kiện nhiệt độ thường và áp suất cao (khoảng 15 bar), có mùi khai đặc trưng

Trang 23

2.1.3 Quy trình công nghệ

2.1.3.1 Phân xưởng Amoniac

Hoạt động của phân xưởng Amoniac được tóm tắt qua sơ đồ hình 2.4:

Hình 2.4: Sơ đồ mô tả tổng quát phân xưởng Amoniac 2.1.3.2 Phân xưởng Urê

Hoạt động của phân xưởng Urea được tóm tắt qua sơ đồ hình 2.5:

Hình 2.5: Lược đồ mô tả hoạt động của phân xưởng Urea

Trang 24

Amoniac vào cụm tổng hợp được bơm bằng bơm amoniac cao áp 1001A/B, lên áp suất khoảng 220 barg Trước khi vào tháp tổng hợp, amoniac được gia nhiệt trong thiết bị gia nhiệt sơ bộ amoniac E-1007, và được sử dụng làm lưu chất đẩy trong bơm phun cacbamat J-1001, tại đây cacbamat từ bình tách cacbamat V-1001 được đẩy lên áp suất tổng hợp

P-Hỗn hợp lỏng amoniac và cacbamat đi vào đáy tháp tổng hợp urê, ở đây hỗn hợp này sẽ phản ứng với dòng CO2 nạp liệu

CO2 từ xưởng amoniac ở áp suất 0.18 barg và nhiệt độ 45oC đi vào máy nén

CO2 K-1001 và được nén đến áp suất 157 barg

Một lượng nhỏ không khí được đưa vào dòng CO2 ở đầu vào máy nén

K-1001 để thụ động hóa các bề mặt thép không rỉ của các thiết bị cao áp, do đó bảo vệ chúng khỏi ăn mòn do các chất phản ứng và sản phẩm phản ứng

Các sản phẩm phản ứng ra khỏi tháp tổng hợp chảy vào phần trên của thiết bị stripper E-1001, hoạt động ở áp suất 147 barg Đây là thiết bị phân hủy kiểu màng trong ống thẳng đứng, trong đó lỏng được phân phối trên bề mặt gia nhiệt dưới dạng màng và chảy xuống đáy nhờ trọng lực Thực tế, đây là thiết bị trao đổi nhiệt vỏ ống thẳng đứng, với môi trường gia nhiệt ở phía vỏ, và đầu ống được thiết kế đặc biệt cho phép sự phân phối đồng đều dung dịch urê Thực tế, mỗi ống có một đầu phân phối kiểu lồng (ferrule) được thiết kế để phân phối đều dòng lỏng xung quanh thành ống dưới dạng màng Các lỗ của đầu phân phối hoạt động như các đĩa; đường kính

Trang 25

của các lỗ và đầu phân phối sẽ điều khiển lưu lượng Khi màng lỏng chảy, nó được gia nhiệt và sự phân hủy cacbamat và bay hơi bề mặt xảy ra Hàm lượng CO2 trong dung dịch giảm do stripping NH3 khi NH3 sôi Hơi tạo thành (thực chất là amoniac

và CO2) bay lên đỉnh ống Nhiệt phân hủy cacbamat được cung cấp nhờ sự ngưng tụ hơi bão hòa 21.8 barg

Dòng hỗn hợp giữa khí từ đỉnh thiết bị stripper, và dung dịch thu hồi từ đáy tháp hấp thụï trung áp T-1001, đi vào các thiết bị ngưng tụ cacbamat E-1005A/B, ở đây chúng được ngưng tụ và được tuần hoàn về tháp tổng hợp R-1001 thông qua bơm phun cacbamat J-1001

Ngưng tụ khí quá trình ở áp suất cao (khoảng 144 barg) cho phép tạo ra hơi bão hòa 4.9 barg ở phía vỏ của thiết bị ngưng tụ cacbamat thứ nhất E-1005A và hơi 3.4 barg ở phía vỏ của thiết bị ngưng tụ cacbamat thứ hai E-1005B

Từ đỉnh của bình tách cacbamat V-1001, khí không ngưng bao gồm khí trơ (không khí thụ động, khí trơ trong dòng CO2 từ giao diện) chứa một lượng nhỏ NH3

và CO2 được đưa trực tiếp vào đáy thiết bị phân hủy trung áp E-1002

b Tinh chế urê và thu hồi NH 3 , CO 2 trung và thấp áp

Làm sạch urê và thu hồi khí xảy ra trong 2 giai đoạn ở áp suất giảm như sau:

 Giai đoạn 1 ở áp suất 19.5 barg;

 Giai đoạn 2 ở áp suất 4 barg

Các thiết bị trao đổi nhiệt trong đó xảy ra quá trình làm sạch urê được gọi là các thiết bị phân hủy bởi vì trong các thiết bị này xảy ra sự phân hủy cacbamat

 Giai đoạn làm sạch và thu hồi thứ nhất ở áp suất 19.5 barg

Dung dịch, với hàm lượng CO2 thấp, từ đáy thiết bị stripper E-1001, được giãn nở tới áp suất 19.5 barg và đi vào phần trên thiết bị phân hủy trung áp Thiết bị này được chia thành 3 phần chính:

- Bình tách đỉnh V-1002, ở đây khí nhẹ được tách ra trước khi dung dịch đi vào bó ống;

Trang 26

- Thiết bị phân hủy kiểu màng trong ống E-1002A/B, ở đây cacbonat được phân hủy và nhiệt được cung cấp nhờ ngưng tụ hơi 4.9 barg (ở phía vỏ của phần trên E-1002A) và làm lạnh trực tiếp nước ngưng hơi từ bình tách nước ngưng hơi cho stripper V-1009, ở áp suất khoảng 22 barg (ở phía vỏ của phần dưới E-1002B)

- Bình chứa dung dịch urê Z-1002, bình này tập trung dung dịch urê đã làm sạch giai đoạn 1 có nồng độ 60-63%kl

Khí giàu NH3 và CO2 ra khỏi bình tách đỉnh V-1002 được đưa vào phía vỏ của thiết bị cô đặc chân không sơ bộ E-1004, ở đó khí được hấp thụ riêng phần trong dung dịch cacbonat đến từ cụm thu hồi 4 barg

Tổng nhiệt tạo thành từ phía vỏ, do ngưng tụ/hấp thụ/phản ứng của các chất, được dùng để bốc hơi dung dịch urê đến từ giai đoạn làm sạch thứ hai đến nồng độ 84-86%kl, do đó cho phép tiết kiệm đáng kể hơi thấp áp ở giai đoạn cô đặc chân không thứ nhất

Từ phía vỏ của thiết bị cô đặc chân không sơ bộ E-1004, pha hỗn hợp được đưa vào thiết bị ngưng tụ trung áp E-1006, tại đây CO2 được hấp thụ gần như hoàn toàn và nhiệt ngưng tụ/phản ứng được lấy đi nhờ nước làm mát từ thiết bị ngưng tụ amoniac E-1009

Từ E-1006 pha hỗn hợp chảy vào tháp hấp thụ trung áp T-1001, ở đây pha khí tách ra sẽ đi vào bộ phận tinh chế Đây là tháp hấp thụ kiểu đĩa mũ chóp và xảy

Trang 27

Dòng NH3 và khí trơ bão hòa với vài ppm CO2 (20-100 ppm) ra khỏi đỉnh bộ phận tinh chế, được ngưng tụ riêng phần trong thiết bị ngưng tụ amoniac E-1009

Từ đây dòng 2 pha được đưa vào bồn chứa amoniac V-1005

Dòng không ngưng bão hòa amoniac rời V-1005 bay dọc trong tháp thu hồi amoniac T-1005, ở đây một lượng amoniac được ngưng tụ nhờ dòng amoniac lỏng đến từ giao diện của xưởng urê

Dòng khí rời đỉnh T-1005 bay dọc trong tháp hấp thụ amoniac trung áp

E-1011, ở đây hàm lượng amoniac được giảm triệt để nhờ dòng dung dịch amoniac loãng ngược chiều hấp thụ khí amoniac Khi amoniac trong pha khí được hấp thụ, nhiệt tạo thành sẽ làm tăng nhiệt độ của dòng lỏng đi xuống, do đó làm cản trở sự hấp thụ tiếp tục amoniac Để duy trì nhiệt độ thích hợp, một dòng nước làm mát được cung cấp ở phía vỏ của E-1011

Tháp rửa khí trơ trung áp T-1003, được nối vào phần trên của E-1011, gồm 3 đĩa van, ở đây khí trơ được rửa lần cuối bằng nước sạch Hàm lượng amoniac trong dòng khí bay lên là thấp nhất và do đó nhiệt độ ít nhạy với nhiệt hấp thụ Cuối cùng khí trơ được tập trung vào ống khói

Từ đáy của E-1011, dung dịch NH3-H2O được tuần hoàn lại tháp hấp thụ trung áp T-1001 bằng bơm P-1007A/B

Dòng ra khỏi đáy T-1001 được tuần hoàn bằng bơm dung dịch cacbonat cao

áp P-1002A/B về cụm thu hồi tổng hợp sau khi gia nhiệt sơ bộ ở phía ống của thiết

bị gia nhiệt sơ bộ cacbonat cao áp E-1013

Trong thiết bị trao đổi nhiệt này, lưu chất gia nhiệt phía vỏ là nước ngưng quá trình từ đáy tháp chưng cất T-1002

 Giai đoạn làm sạch và thu hồi thứ hai ở áp suất 4 barg

Dung dịch với hàm lượng CO2 rất thấp ra khỏi đáy thiết bị phân hủy trung áp được giãn nở đến áp suất 4 barg và đi vào phần trên của thiết bị phân hủy thấp áp Thiết bị này được chia thành 3 phần chính:

Trang 28

- Bình tách đỉnh V-1003, ở đây khí nhẹ được tách ra trước khi dung dịch đi vào bó ống;

- Thiết bị phân hủy kiểu màng ống E-1003, ở đây cacbonat được phân hủy và nhiệt được cung cấp nhờ ngưng tụ hơi thấp áp bão hòa 4.9 barg;

- Bình chứa dung dịch urê Z-1003, bình này tập trung dung dịch urê đã làm sạch giai đoạn 2 có nồng độ 69-71%kl

Khí ra khỏi V-1003 trước tiên được trộn với hơi từ bộ phận tinh chế của tháp chưng T-1002, và sau đó được đưa vào phía vỏ của thiết bị gia nhiệt sơ bộ amoniac cao áp E-1007, ở đây chúng được ngưng tụ riêng phần Nhiệt ngưng tụ được thu hồi

ở phía ống để gia nhiệt sơ bộ amoniac lỏng cao áp (nạp liệu vào tháp tổng hợp urê)

Dòng phía vỏ của E-1007 được đưa vào thiết bị ngưng tụ thấp áp E-1008, ở đây hơi NH3 và CO2 còn lại được ngưng tụ hoàn toàn Nhiệt ngưng tụ được lấy đi nhờ nước làm mát ở phía ống

Dung dịch cacbonat ra khỏi E-1008 được thu hồi vào bồn chứa dung dịch cacbonat V-1006 Từ đây dung dịch cacbonat được tuần hoàn về đáy tháp hấp thụ trung áp T-1001 bằng bơm P-1003A/B qua phía vỏ của thiết bị cô đặc sơ bộ E-1004

và sau đó qua thiết bị ngưng tụ trung áp E-1006

Một phần nhỏ dung dịch cacbonat thấp áp cũng được dùng làm dòng hồi lưu vào bộ phận tinh cất của tháp chưng T-1002

Bồn V-1006 được trang bị một tháp rửa khí trơ thấp áp T-1004 để giúp điều khiển áp suất của giai đoạn thu hồi thứ hai T-1004 được nối với phần trên của E-

1012, nơi mà nước làm mát được cung cấp để lấy nhiệt hấp thụ

c Cụm cô đặc urê

Dung dịch urê ra khỏi đáy thiết bị phân hủy thấp áp được giãn nở tới áp suất 0.33 bara và đi vào phần trên của thiết bị cô đặc chân không sơ bộ Thiết bị này được chia thành 3 phần chính:

Trang 29

- Bình tách đỉnh V-1004, ở đây khí nhẹ được tách ra trước khi dung dịch đi vào bó ống Hơi được tách ra nhờ hệ thống chân không thứ nhất PK-1003;

- Thiết bị cô đặc kiểu màng E-1004, ở đây lượng cacbonat còn lại được phân hủy và nước được bốc hơi Nhiệt được cung cấp nhờ ngưng tụ riêng phần (phía vỏ) khí đến từ thiết bị phân hủy trung áp;

- Bình chứa lỏng ở đáy Z-1004, ở đây tập trung dung dịch urê có nồng độ khoảng 84-87%

Dung dịch urê ra khỏi bình chứa Z-1004 nhờ bơm dung dịch urê 85% 1006A/B bơm vào đáy thiết bị cô đặc chân không thứ nhất E-1014 thiết bị này hoạt động ở cùng áp suất như phía ống E-1004 (tức là 0.33 bara)

P-Hơi bão hòa áp suất 3.4 barg được cung cấp vàp phía vỏ E-1014 để cô đặc dung dịch urê chảy trong ống

Pha hỗn hợp ra khỏi phía ống của E-1014 đi vào bình tách chân không lỏng thứ nhất V-1014, từ đây một lần nữa hơi được tách nhờ hệ thống chân không thứ nhất PK-1003 trong khi nhờ trọng lực urê nóng chảy (khoảng 95%) đi vào đáy thiết bị cô đặc chân không thứ hai E-1015, hoạt động ở áp suất 0.03 bara

khí-Hơi bão hòa áp suất 3.4 barg được cung cấp vào phía vỏ E-1015 để cô đặc urê chảy trong ống

Pha hỗn hợp ra khỏi phía ống của E-1015 đi vào bình tách chân không lỏng thứ hai V-1015, từ đây hơi được tách nhờ hệ thống chân không thứ hai PK-

khí-1004, trong khi urê nóng chảy (khoảng 99.75%) được đưa tới tháp tạo hạt

Trang 30

Amoniac tự do (vài ppm) có trong urê nóng chảy từ Z-1015 có thể được thải

ra khí quyển do lôi cuốn theo dòng khí làm nguội thổi qua tháp tạo hạt

Urê hạt được tập trung ở giữa đáy tháp tạo hạt bằng cào quay hình nón

Z-1007 và thông qua một phễu hình nón, chúng rơi vào băng tải của tháp tạo hạt

N-1001

Sàng Z-1012, phía dưới của N-1001 sẽ loại bỏ urê vón cục, urê này được xả trực tiếp và được hòa tan trong bồn chứa urê kín TK-1003 thông qua băng tải tuần hoàn urê N-1002

Cuối cùng sản phẩm urê được đưa tới giao diện bằng băng tải sản phẩm

NH3-CO2 -urê được đưa tới xưởng phụ trợ

Nước quá trình chứa NH3, CO2 và urê từ các hệ thống chân không, được tập trung trong bồn chứa nước ngưng quá trình TK-1002 cùng với nước xả được tập trung trong bồn chứa cacbonat kín TK-1004 và được đưa vào TK-1002 bằng bơm P-1016A/B Từ TK-1002 nước ngưng quá trình được bơm bằng bơm P-1014A/B vào phần trên của tháp chưng T-1002

Trước khi vào cột, nước ngưng quá trình lấy nhiệt từ:

 Nước ngưng đã làm sạch ra khỏi đáy cột qua thiết bị gia nhiệt sơ bộ thứ nhất E-1016;

Trang 31

Điều kiện công nghệ của cột:

 Áp suất (đáy/đỉnh): 4.7/4.2 barg;

 Nhiệt độ (đáy/đỉnh): 157/130oC

Nước ngưng từ đĩa ngăn được bơm bằng bơm P-1015A/B vào thiết bị thủy phân urê R-1002, ở đây có các điều kiện công nghệ thích hợp cho phân hủy urê thành CO2 và NH3 Thiết bị R-1002 hoạt động giống như một thiết bị phản ứng và dòng hơi được đưa trực tiếp vào để cung cấp đủ nhiệt phân hủy urê

Điều kiện công nghệ thủy phân:

Nước ngưng quá trình đã làm sạch rời đáy cột ở 157oC được đưa tới giao diện: sau khi được làm nguội tới 45oC nhờ:

 Gia nhiệt sơ bộ cacbonat cao áp trong E-1013;

 Gia nhiệt sơ bộ dòng nạp liệu tháp chưng cất trong E-1016;

 Làm nguội lần cuối bằng nước sông trong E-1024, thiết bị làm lạnh nước ngưng sau làm sạch

Các chất ô nhiễm (tức là NH3-CO2-urê) trong nước sau xử lý đã giảm xuống còn vài ppm và được tận dụng lại

Trong quá trình khởi động và khi gặp sự cố, nước ngưng đã xử lý được tuần hoàn về bồn nước ngưng quá trình TK-1002 cho tới khi nó chỉ còn chứa vài ppm

NH3 và urê

Trang 32

f Các hệ thống phụ trợ

Để vận hành xưởng urê dễ dàng hơn, các hệ thống phụ trợ sau đây đã được cung cấp:

- Bồn chứa dung dịch urê TK-1001

Bồn TK-1001 được dùng để thu gom cả dung dịch urê 70-75% trong trường hợp cụm cô đặc gặp sự cố và urê nóng chảy trong trường hợp tháp tạo hạt gặp sự

cố

Bồn này cũng được dùng để thu hồi dung dịch urê từ bồn chứa urê kín

TK-1003 sau khi được lọc qua thiết bị lọc FL-1001A/B

Dung dịch urê chứa trong TK-1001 có thể được gia nhiệt bằng hơi bão hòa thấp áp

- Bơm thu hồi dung dịch urê P-1009A/B

Bơm này lấy urê từ TK-1001 và tuần hoàn về thiết bị cô đặc chân không thứ nhất E-1014

- Bồn chứa urê kín TK-1003

Bồn chôn TK-1003 được dùng để thu gom dung dịch urê xả và để hòa tan urê vón cục nhờ thiết bị khuấy Z-1011 Bơm chìm P-1019A/B cho phép đưa dung dịch urê về bồn chứa dung dịch urê TK-1001 nhiệt cần thiết cho hòa tan urê vón cục và gia nhiệt dung dịch urê được cung cấp nhờ bơm trực tiếp hơi bão hòa thấp áp 3.4 barg

g Hệ thống hơi

Năm cấp hơi được cung cấp trong khu vực xưởng urê:

 Hệ thống hơi cao áp (HS) p=38.2 barg, T=370oC

 Hệ thống hơi trung áp (MS) p=23.5 barg, T=325oC

 Hệ thống hơi bão hòa trung áp (MSS) p=21.8 barg, T=219oC

 Hệ thống hơi bão hòa trung thấp áp (MLSS) p=4.9 barg, T=158oC

Trang 33

 Hệ thống hơi bão hòa thấp áp (LSS) p=3.4 barg, T=147oC

 Hệ thống hơi cao áp p=38.2 barg, T=370oC

Hệ thống hơi này được dùng để chạy tuabin hơi của máy nén CO2

Hệ thống hơi này cũng được dùng cho thiết bị thủy phân urê R-1002

 Hệ thống hơi trung áp p=23.5 barg, T=325o

C

Hệ thống hơi này được trích ra từ tuabin hơi Nó được dùng để cung cấp cho

hệ thống hơi bão hòa ở 21.8 barg

 Hệ thống hơi bão hòa trung áp p=21.8 barg, T=219o

C

Hệ thống hơi này thu được nhờ khử quá nhiệt hơi trích ra từ tuabin máy nén

CO2 Nó được dùng trong stripper E-1001 và để tăng áp hơi thấp áp khi cần

Nước ngưng từ stripper được gom vào Bình tách nước ngưng hơi V-1009 và được tận dụng trong phần dưới của thiết bị phân hủy trung áp E-1002B Từ đây nước ngưng sau khi làm lạnh xuống dưới nhiệt độ ngưng tụ được đưa vào phía vỏ của thiết bị ngưng tụ cacbamat thứ nhất E-1005A

 Hệ thống hơi bão hòa trung thấp áp p=4.9 barg, T=158o

C

Hệ thống hơi này được sinh ra trong thiết bị ngưng tụ cacbamat thứ nhất 1005A hoặc thu được bằng cách tăng áp hơi 3.4 barg, bằng hơi 21.8 barg Nó được dùng trong phần trên của thiết bị phân hủy trung áp E-1002A, trong thiết bị phân hủy thấp áp E-1003 và cũng được bơm vào đáy tháp chưng T-1002

E-Nếu hơi trung thấp áp dư, lượng hơi dư này sẽ được bơm lại vào tuabin hơi của máy nén CO2

 Hệ thống hơi bão hòa thấp áp p=3.4 barg, T=147oC

Hệ thống hơi này được sinh ra trong thiết bị ngưng tụ cacbamat thứ hai 1005B và được dùng trong các thiết bị hoặc dịch vụ sau:

E-o Thiết bị cô đặc chân không thứ nhất E-1014

o Thiết bị cô đặc chân không thứ hai E-1015

o Hệ thống chân không thứ nhất PK-1003

Trang 34

o Hệ thống chân không thứ hai PK-1004

o Tracing hơi

o Rửa

Nước ngưng hơi từ hệ thống thấp áp và từ tracing được gom vào bình chứa nước ngưng hơi V-1010, hoạt động ở áp suất khoảng 1 barg và nhiệt độ 120oC Hơi nhẹ bay dọc lên trong tháp đệm thu hồi hơi T-1006, ở đây hơi được ngưng tụ nhờ dòng nước ngưng tuần hoàn 45oC chảy xuống Trước tiên nước ngưng này được làm nguội trong E-1017, ở đây nhiệt được thu hồi để gia nhiệt sơ bộ nước quá trình

đi vào tháp chưng T-1002 và cuối cùng trong E-1023 bằng nước làm mát

Nước ngưng được tập trung trong bình chứa V-1010 được đưa trở lại giao diện bằng bơm P-1013A/B, qua đó điều khiển mức của bản thân bình chứa nước ngưng

Hệ thống giảm áp hơi đảm bảo rằng các cấp hơi trung áp, trung thấp áp và thấp áp duy trì đủ áp suất trong quá trình vận hành bình thường hoặc trong trường hợp xưởng urê gặp sự cố từng phần/toàn bộ, trong chạy máy ban đầu và khi ngừng máy

h Hệ thống nước rửa

Ba hệ thống nước rửa được cung cấp trong xưởng urê hoạt động ở áp suất như sau:

o Hệ thống rửa áp rất cao (KW) P=175 barg

o Hệ thống rửa cao áp (HW) P=22.5 barg

o Hệ thống rửa thấp áp (LW) P=9 barg

Hệ thống rửa KW được dùng trong giai đoạn tổng hợp urê và thu hồi cao áp

Hệ thống rửa HW được dùng trong giai đoạn làm sạch va thu hồi trung áp

Hệ thống rửa thấp áp được dùng trong các cụm còn lại của xưởng urê

Nước ngưng ở 120oC từ bình chứa V-1010, được dùng để tạo thành các hệ thống nước rửa được đề cập ở trên Bơm ly tâm P-1010A/B được cung cấp cho hệ

Trang 35

thống nước rửa HW và hệ thống rửa LW sau khi giảm áp Nước rửa ở 50oC cũng được cung cấp nhờ thiết bị làm nguội E-1010

Bơm pittông P-1011 phía dưới và nối tiếp với P-1010A/B được dùng cho hệ thống nước rửa KW

i Các dòng thải lỏng và khí

 Tổng quát

Mọi nỗ lực được thực hiện trong quá trình thiết kế xưởng urê để giải quyết các vấn đề về ô nhiễm

Xưởng urê thông thường có các nguồn ô nhiễm như sau:

- Amoniac từ các điểm xả khí trơ

- Amoniac và urê trong dòng thải lỏng

- Bụi urê trong dòng khí thải từ tháp tạo hạt

Amoniac được xả cùng khí trơ được tối thiểu trong các nhà máy Snamprogetti bởi vì lượng không khí cần thiết cho thụ động hóa ít hơn nhiều so với các công nghệ khác Hơn nữa, quá trình rửa bằng nước được trang bị cho tất cả các điểm xả khí để thu hồi Amoniac trong khí trơ

Hệ thống xử lý nước thải được cung cấp để thu hồi amoniac bằng quá trình chưng cất

Hơn nữa, thiết bị thủy phân urê được cung cấp để loại bỏ hoàn toàn urê có trong nước ngưng quá trình

Trang 36

Khí trơ xả từ ống khói thứ nhất, sau khi rửa bằng nước ngưng ở các điểm xả khí của cụm trung và thấp áp Điều này cho phép xả khí trơ chứa khoảng 3% amoniac

Vì khí trơ được xả trong các nhà máy Snamprogetti ít hơn nhiều so với các công nghệ khác nên mất mát amoniac là tối thiểu

Khí thải từ tháp tạo hạt chứa một ít bụi urê với nồng độ tối đa khoảng 35 mg/Nm3 và 30 mg/Nm3 NH3

Các chỉ số ở trên được tóm tắt trong bảng sau đây:

Bảng 2.1: Các nguồn thải khí liên tục

Các nguồn thải khí liên tục

Không khí với 1 kg/h NH3(tối đa)

Trang 37

Bảng 2.2: Các nguồn thải khí gián đoạn

Các nguồn thải khí gián đoạn

lượng Thành phần Nhiệt độ

(oC)

Áp suất (barg)

Thời gian xả

ổn định

2500 kg/h

(tần số cao)

Điểm xả

khícụm

trung áp

Cụm tổng hợp không ổn định

2500

Nm3/h

70% tt NH330% tt khí trơ (bão hòa nước)

1270

Nm3/h (1)

3% tt NH332.5% H211% O25.9% CH447.7% khí trơ (bão hòa nước)

ổn định

4000 kg/h

73% kl NH31% kl CO21% kl H2O 25% kl khí trơ

10000 kg/h

42% NH315% CO243% H2O

WWT gặp

sự cố

Mức V-1006 rất cao hoặc WWT không

ổn định

10000 kg/h

42% NH315% CO243% H2O

1500 kg/h

580 kg/h

Không khí với

500 kg/h NH3

(1) Trường hợp này bao gồm lưu lượng H2 tối đa vì nồng độ cực đại

trong dòng CO2 (1% tt) và lưu lượng O2 tối đa vì nồng độ cực đại trong dòng CO2 (0.35% tt)

Trang 38

Các vị trí xả nước thải liên tục trong xưởng urê là:

- Nước ngưng quá trình sau khi xử lý tới giao diện

- Nước ngưng hơi tới giao diện

Xưởng urê được cung cấp một thiết bị thủy phân urê để thu hồi toàn bộ urê

và do đó tối thiểu quá trình thải các chất ô nhiễm

Bảng 2.3: Nguồn thải liên tục

Nguồn thải liên tục

Nước ngưng

hơi tới giao diện

31000 kg/h

j Danh sách thiết bị

Ghi chú chung: tất cả thiết bị đều có mã hiệu đầu là 20

Tên thiết bị Mô tả

Thiết bị lọc và

sàng

FL-1001A/B Thiết bị lọc dung dịch urê

Trang 39

J-1002 Bơm phun tia hơi cho T-1002

Hệ thống băng

tải và đóng bao

P-1003A/B Bơm dung dịch cacbonat trung áp

P-1015A/B Bơm nạp liệu thiết bị thủy phân

PK-1002A/B Máy nén khí thụ động cho stripper

Trang 40

PK-1003 Hệ thống chân không thứ nhất

E-1011) T-1004 Tháp rửa khí trơ thấp áp (nối với

E-1012)

(nối với V-1005)

V-1002 Bình tách cho thiết bị phân hủy

trung áp (nối với E-1002/Z-1002)

Định dạng
Số trang	144
Dung lượng	2,59 MB