BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: PHÂN XƯỞNG AMONIAC - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ
CHƯƠNG I ..................................................................................................................... 4
GIỚI THỆU VỀ NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ ................................................................. 4
1.1. Lịch sử hình thành Nhà máy Đạm Phú Mỹ: ............................................................................. 4
1.2. Tổng quan về Nhà máy Đạm Phú Mỹ: ...................................................................................... 5
CHƯƠNG II .................................................................................................................. 10
TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM AMONIAC ................................................................. 10
2.1. Tính chất của Amoniac: .......................................................................................................... 10
2.2.
Ứng dụng của Amonia: .......................................................................................................
12
CHƯƠNG III ................................................................................................................ 14
PHÂN XƯỞNG AMONIAC ......................................................................................... 14
3.1. Vị trí của phân xưởng Amonia: ............................................................................................... 14
3.2. Mục đích của phân xưởng Amonia: ........................................................................................ 14
3.3. Sơ đồ tổng thể về Dây chuyền Công nghệ của phân xưởng Amonia: ..................................... 14
3.4. Nguồn nguyên liệu, sản phẩm và nhiên liệu cho phân xưởng: ............................................... 15
3.4.1. Nguyên liệu cho quá trình tổng hợp: ............................................................................... 15 b.
Các nguồn nguyên liệu phụ trợ khác: ........................................................................................ 16
3.4.3.
Nguồn nhiên liệu: ............................................................................................................
16
CHƯƠNG IV ................................................................................................................ 18
THUYẾT MINH CÔNG NGHỆ PHÂN XƯỞNG AMONIAC ................................. 18
4.1. CÔNG ĐOẠN KHỬ LƯU HUỲNH KHÍ CÔNG NGHỆ (HYDRODESULFUIATION): ..
18
4.1.1
Tổng quát Công nghệ: .........................................................................................................
18
4.1.2. Công đoạn Hydro hoá (Hydrogenation): ........................................................................... 18
4.1.3. Công đoạn hấp phụ H 2S: ................................................................................................... 20
4.1.4.
Sơ đồ PFD và thuyết trình Công nghệ: ..............................................................................
21
4.1.5.
Xử lý các sự cố trong vận hành: ........................................................................................
26
4.2. CÔNG ĐOẠN REFORMING: ................................................................................................. 26
4.2.1.
Mục đích và mô tả Công nghệ: ........................................................................................ 26
4.2.2. Mô tả thiết bị chính: ......................................................................................................... 28
4.2.3. Reformer sơ cấp (PRIMARY REFORMER): .................................................................. 29
4.2.4. Quá trình Reforming thứ cấp (SECONDARY REFORMER): ........................................ 31
4.2.5. Xử lý những trường hợp không bình thường: ................................................................. 34
Các tình huống không bình thưòng của các đầu đốt: ........................................................................... .. 34
4.3. CÔNG ĐOẠN CHUYỂN HOÁ CO: ........................................................................................ 36
SVTH: Lê Thanh Phương – Lớp 08H5B – ĐH. BKĐN Page 1
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: PHÂN XƯỞNG AMONIAC - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ
4.3.1.
Mục đích và lý thuyết của quá trình: ...............................................................................
36
4.3.2.
Mô tả công nghệ tổng quát: .............................................................................................. 36
4.3.7.
Xử lý các trường hợp không bình thường ...........................................................................
41
4.4.
CÔNG ĐOẠN TÁCH CO 2: ..................................................................................................
42
4.4.3. Mô tả thiết bị ........................................................................................................................ 42
4.4.4. Chỉ tiêu công nghệ: .............................................................................................................. 48
4.4.6. Xử lý những trường hợp không bình thường ...................................................................... 51 a.
Nồng độ CO2 ra tháp hấp thụ tăng: ........................................................................................ 51
b. Sự tạo bọt:................................................................................................................................ 52
c. Mất dịch MDEA: ..................................................................................................................... 52
d. Sự ăn mòn: .............................................................................................................................. 52
4.5.3.
Mô tả thiết bị: .......................................................................................................................
53
4.6.
CÔNG ĐOẠN TỔNG HỢP AMONIAC: ............................................................... ..............
56
4.6.2. Mô tả thiết bị: ................................................................................................. 57 c. Tỉ lệ
Hydro/ Nitơ: ................................................................................................... 60
4.6.6.
Chỉ tiêu công nghệ ......................................................................................... 65
4.6.7.
Xử lý những trường hợp không bình thường:
..................................................................... 67
LỜI KẾT ...................................................................................................................... 79
SVTH: Lê Thanh Phương – Lớp 08H5B – ĐH. BKĐN Page 2
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: PHÂN XƯỞNG AMONIAC - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ
LỜI NÓI ĐẦU
Đối với một nước nông nghiệp như Việt Nam, việc cung ứng các sản phẩm như phân bón,
thuốc trừ sâu,…phục vụ cho việc sản xuất nông nghiệp là vô cùng quan trọng. Cùng với sự phát triển
của khoa học kỹ thuật, việc sử dụng nguồn khí thiên nhiên (Natural Gas) để sản xuất phân đạm đang
được áp dụng rất rộng rãi. Với trữ lượng nguồn khí khá dồi dào, cùng với nhu cầu phân bón ngày càng
tăng, Đảng và Nhà nước ta đã sớm xác định việc xây dựng và phát triển các cụm dự án Khí – Điện –
Đạm. Trong năm 2010, Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn dự báo nhu cầu phân bón phục vụ sản
xuất nông nghiệp ước khoảng 8,9– 9,1 triệu tấn. Tuy nhiên, sản lượng phân bón sản xuất trong nước
mới đạt khoảng 5,6 triệu tấn.
Nhà máy đạm Phú Mỹ là nhà máy phân bón lớn và hiện đại đầu tiên của Tổng công ty dầu
khí Việt nam, đảm bảo sự ổn định và chủ trương cung cấp phân đạm cho phát triển nông nghiệp,
góp phần quan trọng đảm bảo an ninh lương thực, thực hiện công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất
nước.
Nhà máy Đạm Phú Mỹ thuộc Tổng công ty Phân bón và Hóa chất Dầu khí, sử dụng công nghệ
của hãng Haldor Topsoe của Đan Mạch để sản xuất khí Amoniac và công nghệ của hãng Snamprogetti
của Italya để sản xuất phân Urê. Đây là các công nghệ hàng đầu trên thế giới về sản xuất phân đạm
với dây chuyền khép kín, nguyên liệu chính đầu vào là khí thiên nhiên, không khí, đầu ra là Ammoniac
và Urê. 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.
Nhiệm vụ của em trong đợt thực tập này: tìm hiểu về an toàn lao động và công nghệ của phân
xưởng amoniac trực thuộc Tổng công ty phân đạm và hóa chất dầu khí - Nhà máy đạm Phú Mỹ. Thời
gian thực tập tại nhà máy từ ngày 08/10/2012 đến ngày 08/11/2012, em đã nhận được sự hỗ trợ nhiệt
tình từ phía nhà trường và đơn vị hướng dẫn thực tập. Chúng em xin chân thành cảm ơn anh chị công
nhân viên và ban lãnh đạo nhà máy đã tạo điều kiện để chúng em hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình.
Trong quá trình hoàn thành báo cáo, với vốn kiến thức còn hạn chế nên báo cáo trình bày không
thể tránh khỏi những sai sót. Kính mong được sự quan tâm và đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các
bạn đọc để bài báo cáo thực tập tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cám ơn.
Phú Mỹ, ngày 25 tháng 10 năm 2012
Sinh viên thực hiện
SVTH: Lê Thanh Phương – Lớp 08H5B – ĐH. BKĐN Page 3
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: PHÂN XƯỞNG AMONIAC - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ
CHƯƠNG I
GIỚI THỆU VỀ NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ
Lịch sử hình thành Nhà máy Đạm Phú Mỹ:
Đối với bất kỳ một quốc gia nào, nền Nông nghiệp luôn đóng vai trò rất quan trọng trong nền
kinh tế. Một nền Nông nghiệp phát triển, không những cung cấp lương thực, thực phẩm phục vụ con
người, mà còn cung cấp các nguồn nguyên liệu quan trọng cho ngành Công nghiệp như: mía (đường),
cà phê, hồ tiêu (chế biến xuất khẩu), sắn (chế biến bột ngọt),.... Đối với Việt Nam chúng ta, khi mà
gần 65% dân số hiện đang sống dựa vào ngành Nông nghiệp, và đặc biệt, thế giới biết đến Việt Nam
như là một cường quốc Nông nghiệp ở Châu Á, khi chúng ta có rất nhiều mặt hàng nông nghiệp xuất
khẩu hàng đầu, điển hình có thể kể ra như lúa gạo, cà phê, cao su, hồ tiêu,…thì việc cung cấp các
trang thiết bị, vật tư, phân bón phục vụ bà con nông dân, phục vụ sản xuất nông nghiệp trở nên vô
cùng quan trọng.
Thật là nghịch lý, khi chúng ta có những điều kiện thuận lợi để canh tác nông nghiệp, con
người Việt Nam nổi tiếng cần cù, chăm chỉ, nhưng nền Nông nghiệp chúng ta lại chậm phát triển so
với các nước bạn xung quanh như: Thái Lan, Philippine, Malaysia,…Một trong những nguyên nhân
có thể kể đến là do nền công nghiệp Hoá chất phục vụ cho Nông nghiệp của chúng ta chưa phát triển;
để phục vụ nhu cầu trong nước, chúng ta phải nhập khẩu phân bón, thuốc trừ sâu, hoá chất xử
lý,…Đồng bằng sông Cửu Long, vựa lúa của cả nước, có thời, phải nhập khẩu 100% phân bón từ Thái
Lan, Trung Quốc để phục vụ sản xuất nông nghiệp.
Nhận thấy sự bất cập đó, cũng như để khai thác nguồn khí tài nguyên vô giá ở các mỏ khí ngoài
Biển Đông, Đảng và Nhà nước ta đã đưa ra các chủ trương, chính sách, dự án với mục đích là tận
dụng nguồn khí thiên nhiên ở các mỏ Bạch Hổ, Trũng Cửu Long, Nam Côn Sơn để sản xuất phân
bón, trong đó, quan trọng là phân Urea. Và dự án xây dựng Nhà máy Đạm Phú Mỹ ra đời từ đó, Nhà
máy là một trong những khâu quan trọng nhất trong chương trình Khí – Điện – Đạm, bên cạnh Nhà
máy Đạm Cà Mau.
Nhà máy Đạm Phú Mỹ là nhà máy phân bón lớn và hiện đại đầu tiên của Tổng công ty dầu khí
Việt Nam, nhằm đảm bảo sự ổn định và chủ động cung cấp phân đạm cho phát triển nông nghiệp, góp
phần quan trọng đảm bảo an ninh lương thực, thực hiện sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa
đất nước.
Hợp đồng EPCC xây dựng Nhà máy đạm Phú Mỹ giữa Tổng Công ty dầu khí Việt Nam và Tổ
hợp nhà thầu Technip/ SamSung, Hợp đồng chuyển giao công nghệ sản xuất Amôniắc với Haldor
Topsoe và công nghệ sản xuất Urea với Snamprogetti ngày 15/06/2001 là cơ sở cho các bên triển khai
1.1.
SVTH: Lê Thanh Phương – Lớp 08H5B – ĐH. BKĐN Page 4
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: PHÂN XƯỞNG AMONIAC - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ
thực hiện nghĩa vụ của mình nhằm xây dựng Nhà máy sản xuất phân đạm Phú Mỹ hiện đại và đạt tiêu
chuẩn Quốc tế.
Có thể nói, từ khi đưa vào hoạt động cho đến nay, nhà máy Đạm Phú Mỹ đã đáp ứng được nhu
caaud phân bón cho ngành nông nghiệp Việt Nam, góp phần không nhỏ vào sự nghiệp Công nghiệp
hóa – Hiện đại hóa đất nước, sớm đưa nước ta cơ bản đến năm 2020 trở thành nột nước Công nghiệp
theo hướng hiện đại.
1.2.
Tổng quan về Nhà máy Đạm Phú Mỹ:
Hình 1-1: Nhà máy Đạm Phú Mỹ
Nhà máy sản xuất phân đạm Phú Mỹ được xây dựng trong Khu công nghiệp Phú Mỹ – Huyện
Tân Thành – Tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu với diện tích qui hoạch 63 ha. Vị trí Nhà máy được thể hiện
trong Chứng chỉ Qui hoạch số 07/2001/BQL – CCQH do Ban QL các KCN Bà Rịa - Vũng Tàu cấp
ngày 12/03/2001.
SVTH: Lê Thanh Phương – Lớp 08H5B – ĐH. BKĐN Page 5
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: PHÂN XƯỞNG AMONIAC - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ
Hình 1-2: Mặt bằng nhà máy
Nhà máy có tổng số vốn đầu tư vào khoảng 450 triệu USD, với công suất 800.000 tấn urea/năm.
Nhà máy đạm Phú Mỹ sử dụng công nghệ của hãng Haldor Topsoe (Đan Mạch) để sản xuất khí
Amoniac và công nghệ của hãng Snamprogetti (Italy) để sản xuất phân urea. Đây là các công nghệ
hàng đầu trên thế giới về sản xuất phân đạm với dây chuyền khép kín, hiện đại, tiết kiệm tối đa nguyên
liệu và bảo vệ môi trường. Nguyên liệu chính đầu vào là khí thiên nhiên (Natural Gas) và không khí
(Air), đầu ra là ammoniac (NH3 ) và urea ((NH2 )2 CO) ở dạng 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 gồm có 3 phân xưởng chính là:
Xưởng ammoniac:
Với mục đích là sản xuất NH3 và CO 2 làm nguyên liệu để tổng hợp Urea, gồm các công đoạn sau:
o Công đoạn khử lưu huỳnh (Hydrodesulfurization): Chuyển hóa hợp chất của lưu huỳnh
từ dạng hữu cơ (mercaptan) thành lưu huỳnh vô cơ (khí H2 S). Sau đó, H2 S được hấp phụ
bằng ZnO trong tháp hấp thụ R-2002 A/B.
o Công đoạn Reforming: gồm có Reforming sơ cấp và Reforming thứ cấp, nhằm chuyển
hóa toàn bộ C2 + thành hỗn hợp khí CO, CO 2 , và H2 .
o Công đoạn chuyển hóa CO ở nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp: chuyển hóa gần như hoàn
toàn CO thành CO 2 .
o Công đoạn khử CO2 bằng phương pháp hấp thụ sử dụng dung môi MDEA, nhằm chuẩn
bị hổn hợp khí H2 và N 2 để tổng hợp Ammonia và cung cấp khí nguyên liệu CO 2 cho quá
trình tổng hợp Urea.
o Công đoạn Methane hóa: nhằm chuyển hóa phần dư khí CO và CO 2 còn lại trong khí tổng
hợp để khỏi gây ngộ độc cho chất xúc tác trong thiết bị tổng hợp ở quá trình sau. o Công
đoạn tổng hợp NH3 : nhằm cung cấp NH3 cho quá trình tổng hợp Urea. Phản ứng tổng hợp
SVTH: Lê Thanh Phương – Lớp 08H5B – ĐH. BKĐN Page 6
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: PHÂN XƯỞNG AMONIAC - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ
được tiến hành trong thiết bị phản ứng dưới tác dụng của xúc tác Fe, các oxit của Fe, kèm
theo một chu trình lạnh nhằm thu NH3 tinh khiết.
Hình 1- 3: Cụm thiết bị phân xưởng Amoniac
Xưởng Urea:
Có chức năng tổng hợp Amoniac và CO 2 thành dung dịch urea. Dung dịch urea sau khi đã được
cô đặc trong chân không sẽ được đưa đi tạo hạt. Quá trình tạo hạt được thực hiện bằng phương pháp
đối lưu tự nhiên trong tháp tạo hạt cao 105m (với chiều cao làm việc hữu ích là 97m). Phân xưởng
urea có thể đạt công suất tối đa 2.385tấn/ ngày.
SVTH: Lê Thanh Phương – Lớp 08H5B – ĐH. BKĐN Page 7
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: PHÂN XƯỞNG AMONIAC - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ
Hình 1 -4: Cụm thiết bị phân x ưởng Urea
Xưởng phụ trợ và các phòng/ xưởng chức năng khác:
Có chức năng cung cấp nước làm lạnh, nước khử khoáng, nước sinh hoạt, cung cấp khí điều
khiển, nitơ và xử lý nước thải cho toàn Nhà máy, có nồi hơi nhiệt thừa, nồi hơi phụ trợ và 1 tuabin khí
phát điện công suất 21 MWh, có bồn chứa Amoniac 35.000 m3 tương đương 20.000 tấn, dùng để chứa
Amoniac dư và cấp Amoniac cho phân xưởng urea khi công đoạn tổng hợp của xưởng Amoniac ngừng
máy.
SVTH: Lê Thanh Phương – Lớp 08H5B – ĐH. BKĐN Page 8
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: PHÂN XƯỞNG AMONIAC - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ
Hình 1 -5: Một góc phân x ưởng phụ trợ
Đội ngũ quản lý, vận hành và bảo dưỡng nhà máy đã chủ động đảm đương và vận hành hết
các hạng mục công việc, nhà máy luôn được vận hành ổn định, đạt 100% công suất thiết kế và số
giờ vận hành tiêu chuẩn. Hiện nay, tại Nhà máy, tất cả kỹ sư đều là người Việt Nam, với trình độ
vận hành lành nghề, tác phong chuyên nghiệp, sẵn sàng xử lý các tình huống xảy ra trong sản xuất,
vận hành.
Ngoài các hạng mục ban đầu, nhằm nâng cao chất lượng, đa dạng hóa sản phẩm, sử dụng tối
đa các nguồn lực của PVFCCo, đáp ứng một cách thuận lợi và hiệu quả cho công tác sản xuất kinh
doanh và cải thiện môi trường làm việc cho người lao động, Tổng công ty đã hoàn thiện việc cải tạo,
nâng cấp và đầu tư mới các hạng mục và hệ thống công nghệ trong nhà máy như sau:
Hệ thống phun chất chống kết khối giúp cho sản phẩm urea không vón cục, không đóng bánh,
hạt bóng, đẹp. Cải tiến hệ thống sàng rung sản phẩm urea để loại bỏ mạt trong urea thương
phẩm. Hệ thống may gấp mép miệng bao đảm bảo cho bao sản phẩm đẹp, chắc chắn, thuận
tiện trong việc bảo quản và vận chuyển.
Hệ thống thu hồi ammoniac trong nước thải trước khi thải ra môi trường. Lắp đặt hệ thống hút
bụi urê nhằm đảm bảo môi trường làm việc cho người lao động. Đầu tư đa dạng hóa sản phẩm
gồm: công nghệ sản xuất CO 2 tinh khiết 99,9% từ khói thải nhà máy, Methanol, Formaldehyde,
một số loại khí công nghiệp như Nitơ, Oxy, Argon…
Hệ thống thu hồi khói thải CO 2 để nâng công suất nhà máy từ 740.000 tấn/năm lên 800.000
tấn/năm đồng thời góp phần bảo vệ môi trường
SVTH: Lê Thanh Phương – Lớp 08H5B – ĐH. BKĐN Page 9
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: PHÂN XƯỞNG AMONIAC - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ
Cùng với sự nỗ lực, sáng tạo trong sản xuất, kinh doanh của tập thể các cán bộ, công nhân, kỹ
sư trong Nhà máy; kết quả hoạt động trong thời gian qua của Nhà máy Đạm Phú Mỹ đã đóng góp
phần lớn cho thành quả chung của Tổng công ty. Sản phẩm của Nhà máy hiện đang được tiêu thụ
rộng khắp trong cả nước, đặc biệt là ở đồng bằng Sông Cửu Long. Đầu năm 2009, Nhà máy Đạm
Phú Mỹ đã vinh dự đón nhận Huân chương Lao động hạng 3 do Nhà nước trao tặng.
Các cột mốc quan trọng của Nhà máy:
Khởi công xây dựng Nhà máy: 3/ 2001
Ngày nhận khí vào Nhà máy: 24/12/2003
Ngày ra sản phẩm Amonia đầu tiên: 4/ 2004
Ngày ra sản phẩm Urea đầu tiên: 4/6/2004
Ngày bàn giao sản xuất cho chủ đầu tư: 21/09/2004
Ngày khánh thành Nhà máy: 15/12/2004
SVTH: Lê Thanh Phương – Lớp 08H5B – ĐH. BKĐN Page 10
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: PHÂN XƯỞNG AMONIAC - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ
SVTH: Lê Thanh Phương – Lớp 08H5B – ĐH. BKĐN Page 11
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: PHÂN XƯỞNG AMONIAC - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ
CHƯƠNG II
TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM AMONIAC
2.1.
Tính chất của Amoniac:
Thuật ngữ “Amoniac” có nguồn gốc từ một liên kết hoá học có tên là “Clorua ammoni” được
tìm thấy gần đền thờ thần Mộc tinh Ammon ở Ai Cập.
Người đầu tiên điều chế ra Amoniac nguyên chất là nhà hoá học Dzoze Prisly. Ông đã thực
hiện thành công thí nghiệm của mình vào năm 1774 và khi đó người ta gọi amoniac là chất khí
kiềm.
Amoniac hoá lỏng ở -34o C và hoá rắn ở -78o C. Trong số các khí, amoniac tan được nhiều trong
nước nhất.
TỔNG QUAN
Danh pháp IUPAC
Ammonia
Tên khác
Azane
Công thức phân tử
NH3
Cấu trúc phân tử
Phân tử gam
17,0304 g/mol
T HUỘC TÍNH
Tỷ trọng và pha
0,6813 g/l, khí
Độ hòa tan trong nước
89,9 g/100 ml ở 00 C
Điểm nóng chảy
-77,73°C (195,42 K)
Điểm sôi
-33,34°C (239,81 K)
TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
Tính bazơ (trên nguyên tử nitơ
SVTH: Lê Thanh Phương – Lớp 08H5B – ĐH. BKĐN Page 12
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: PHÂN XƯỞNG AMONIAC - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ
của Amoniac có một cặp electron tự
do)
Tính khử (trong phân tử
Amoniac, nitơ có số oxi hóa thấp
nhất N -3 )
Kém bền nhiệt, phân huỷ ở nhiệt độ
cao
NH3 + H+ → NH4 +
2NH3 + 3Cl2 → N 2 + 6HCl
2 NH 3 → N2 + 3H2
PHẢN ỨNG TỔNG HỢP
Cn Hm + nH2 O → nCO + (n+m/2)H2 O
CO + H2 O → CO 2 + H2
N 2 + H2 → NH3
Như vậy, ở điều kiện thường, Ammonia là chất khí không màu, mùi đặc trưng khai, khó thở,
gây nhiễm độc mạnh khi tiếp xúc với niêm mạc mắt; quá nồng độ cho phép khó thở có thể gây nên tử
vong.
Tỷ trọng:
o Khí NH3
o Lỏng NH3
Khối lượng mol
Nhiệt độ sôi ở 760 mmHg
Nhiệt độ nóng chảy ở 760 mmHg
Nhiệt hóa hơi riêng
Nhiệt dung riêng khí NH3 ( ở 00 C, 1at)
Nhiệt độ tới hạn
Áp suất tới hạn
Amonia rất dễ tan trong nước: Ở nhiệt độ phòng
800 thể tích Ammonia theo phản ứng:
: 0,7708 kg/m3 (00 C, 760 mmHg).
: 610 kg/m3 (Điều kiện 200 C).
: 17,031 g/ mole
: -33,50 C.
: -77,70 C.
: 5.581 kcal/kmol.
: 0,492 kcal/kg. độ.
: 132,40 C.
: 111,5 at.
(20 0 C) thì 1 thể tích nước hòa tan khoảng gần
NH3 + H2 O = NH4 OH – ΔH (1).
Đặc trưng của phản ứng là toả nhiệt, do vậy, khi tăng nhiệt độ, độ tan của Ammonia giảm
xuống, do nó thoát ra khỏi dung dịch đậm đặc khi đun nóng, và đôi khi người ta dùng phương pháp
này để điều chế một lượng nhỏ Ammonia trong phòng thí nghiệm.
SVTH: Lê Thanh Phương – Lớp 08H5B – ĐH. BKĐN Page 13
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: PHÂN XƯỞNG AMONIAC - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ
Ở nhiệt độ thấp, từ dung dịch Ammonia có thể tách ra Hydrate tinh thể NH 3 .H2 O. Tinh thể này
nóng chảy ở -790 C. Trong các hydrate này , các phân tử nước và Ammonia kết hợp với nhau bằng
liên kết hydro.
Về mặt hóa học thì Ammonia là hợp chất có khả năng phản ứng cao, có thể tác dụng với nhiều
chất khác nhau. Nitrogen trong Ammonia có mức oxy hóa thấp nhất (-3). Do đó NH3 thể hiện tính
chất khử. Nếu cho dòng Ammonia đi qua một ống , lồng trong một ống có chứa Oxygen, thì NH3 có
thể bị đốt cháy, và khi cháy có ngọn lửa màu lục nhạt theo phản ứng sau:
4NH3 +
3O2
=
6H2 O + N 2
(2)
Trong điều kiện có xúc tác Platin, ở nhiệt độ 750 0 C thì NH3 bị oxy hóa thành NO:
4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2 O + 907 KJ
(3)
NH3 có tính Bazơ và phản ứng với các acid tạo thành các muối:
•
•
•
•
Phản ứng với Acid Clohydric:
NH3 + HCl
= NH4 Cl
(4)
Phản ứng với Acid Nitric:
NH3 + HNO 3 = NH4 NO 3
(5)
Phản ứng với Acid Sulfuric:
2NH3 + H2 SO 4 = (NH4 )2 SO 4 + 66.900 Kcal/mol
Phản ứng với Acid Phóphoric:
2NH3 + H3 PO 4 = (NH4 )2 HPO 4
NH3 + H3 PO4
•
=
NH4 H2 PO4
Phản ứng với Acid Carbonic:
NH3 + H2 CO 3
= NH4 HCO 3
2NH3 + H2 CO 3
=
(NH4 )2 CO3
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
Tất cả các muối tạo thành của các phản ứng trên đều là các dạng phân đạm được ứng dụng
rộng rãi trong nông nghiệp và các ngành kinh tế khác.
Ứng dụng của Amonia:
Amoniac là một hoá chất công nghiệp, có rất nhiều ứng dụng, ta có thể liệt kê một số ứng dụng
tiêu biểu trong bảng dưới đây:
Bảng 1.2. Ứng dụng của Amoniac
2.2.
SVTH: Lê Thanh Phương – Lớp 08H5B – ĐH. BKĐN Page 14
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: PHÂN XƯỞNG AMONIAC - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ
Làm phân bón hóa học
Amoni sulfate, (NH4 )2 SO4
Amoni phosphate, (NH 4 )3 PO4
Amoni nitrate, NH 4 NO 3
Urea, (NH4 )2 CO, ngoài ra urea còn dùng để làm thuốc giảm
đau.
Trong công nghệ hóa học
Axit nitrit HNO 3 , sản xuất thuốc nổ TNT
Sản xuất muối hydrogen carbonat, (NaHNO 3 )
Sản xuất muối carbonate, (NaNO 3 )
Sản xuất hydrogen cyanide, (HCN)
Sản xuất hydrazine, (N 2 H4 ) (dùng trong pháo hoa, hay phản
lực)
Chất nổ
Sản xuất Amoni nitrat, (NH4 NO3 )
Sợi và nhựa tổng hợp
Nilon, -[(CH2 )4 -CO-NH-(CH2 )6 -NH-CO]-, và các polime
khác
Làm lạnh
Làm chất tải nhiệt cho chu trình lạnh trong đời sống và đặc
biệt là trong Công nghiệp như: Dầu khí, thực phẩm,....
Dược
Sử dụng trong sản xuất thuốc sulfonamide ngăn chặn sự tăng
trưởng và phát triển của vi khuẩn,…
Keo và giấy
Sản xuất Amoni hydrosulfite, ( NH 4 HSO 3 ) cho phép sử dụng
các loại gỗ cứng.
Khai mỏ và luyện kim
Sử dụng nitriding trong công nghệ mạ niken, luyện thép, chế
tạo vật liệu cứng.
Sử dụng trong việc tách kẽm và niken.
Tẩy rửa
Sử dụng nhiều trong công nghệ tẩy rửa, ví dụ như cloudy
amoni.
SVTH: Lê Thanh Phương – Lớp 08H5B – ĐH. BKĐN Page 15
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: PHÂN XƯỞNG AMONIAC - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ
CHƯƠNG III
PHÂN XƯỞNG AMONIAC
3.1.
Vị trí của phân xưởng Amonia:
SVTH: Lê Thanh Phương – Lớp 08H5B – ĐH. BKĐN Page 16
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: PHÂN XƯỞNG AMONIAC - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ
3.2.
Mục đích của phân xưởng Amonia:
Cung cấp NH3 cho phân xưởng Urea,
Cung cấp H2 cho phân xưởng Urea,
Sản xuất NH3 thương mại đưa vào bể chứa.
Phân xưởng Ammonia vận hành theo công nghệ Haldor Topsoe, với công suất 1350 tấn Ammonia/
ngày.
SVTH: Lê Thanh Phương – Lớp 08H5B – ĐH. BKĐN Page 17
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: PHÂN XƯỞNG AMONIAC - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ
3.3.
Sơ đồ tổng thể về Dây chuyền Công nghệ của phân xưởng Amonia:
Thuyết minh: dòng khí thiên nhiên NG, đầu tiên được xử lý Lưu huỳnh ở cụm khử lưu huỳnh, nhằm
tránh gây ngộ độc xúc tác. Dòng khí công nghệ, đi ra từ cụm Hydro hoá được đưa lần lượt vào 2 thiết
bị Reforming sơ cấp và thứ cấp, với mục đích là chuyển hoá các Hydrocarbon trong dòng khí thành
khí CO 2 và H2 với sự có mặt của hơi nước.
Vì vẫn còn một lượng CO chưa chuyển hoá tạo thành CO 2 , do vậy, dòng khí tiếp tục đưa đến
cụm chuyển hoá CO thành CO 2 , và được đưa đến cụm hấp thụ CO 2 bằng dung dịch MDEA (Methyl
Diethanol Amine), CO 2 được tách ra và đưa đi sản xuất Urea. Dòng khí đi ra từ cụm tách CO 2 vẫn
còn chứa một lượng CO và CO 2 , do đó, được đưa vào công đoạn Methane hoá, thực chất, là các phản
ứng ngược với các phản ứng của công đoạn Reforming.
Khí công nghệ được đưa đến cụm tổng hợp NH3 , với độ chuyển hoá đạt khoảng 25%. NH3
được tách ra khỏi hỗn hợp khí sau phản ứng bằng quá trình làm lạnh tầng bậc, tách dần NH3 ra khỏi
hỗn hợp.
Ngoài ra, trong sơ đồ công nghệ của phân xưởng Amo còn có 2 cụm: thu hồi H 2 và thu hồi
NH3 , và các cụm thu hồi nhiệt thừa để sản xuất hơi nước (steam), và gia nhiệt nguyên liệu.
3.4.
Nguồn nguyên liệu, sản phẩm và nhiên liệu cho phân xưởng:
3.4.1. Nguyên liệu cho quá trình tổng hợp:
a. Khí thiên nhiên (Natural Gas) :
Nguồn nguyên liệu chủ yếu cho phân xưởng là khí thương phẩm từ nhà máy chế biến khí Dinh
Cố (Dinh Co Gas Plant)
SVTH: Lê Thanh Phương – Lớp 08H5B – ĐH. BKĐN Page 18
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: PHÂN XƯỞNG AMONIAC - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ
Thành phần khí nguyên liệu như sau: ngoài Methane (CH4 ) là chủ yếu (~ 84% mol) ngoài ra
còn có Etane (C 2 H6 ), Propane (C 3 H8 ) và Butane (C 4 H10 ).
Đặc tính và thành phần khí:
Nhiệt độ: 18 – 360 C
Áp suất : 40 bar
Khối lượng phân tử: 18,68 g/ mole
Nhiệt trị cháy: 42,85 MJ/ m3 hay 40613,4 BTU/ m3 Thành phần:
o C1 = 83,31 % o
C2 = 14,56 % o
C3 = 1,59 % o
iC4 = 0,107 % o
nC4 = 0,109%
b. Các nguồn nguyên liệu phụ trợ khác:
Nguồn N 2 :
Khí Nitơ lấy từ không khí; Nitơ (N 2 ) là chất khí không màu, không mùi, không vị, chiếm
khoảng 78% thể tích trong khí quyển, có Ts = -195,80 C, Tnc= -219,860 C, ít tan trong nước và các dung
môi hữu cơ, không duy trì sự sống và sự cháy. Trong nhà máy Đạm Phú Mỹ, Nitơ là nguyên liệu để
tổng hợp NH3 . Quá trình đưa khí N 2 vào chu trình tổng hợp NH3 được thực hiện ở công đoạn
Reforming thứ cấp, khi người ta đưa không khí vào để đốt cháy một phần khí nhiên liệu, đồng thời
cung cấp lượng N 2 .
Nguồn H2 :
Hydro (H2 ) là một chất khí không màu, không mùi ở điều kiện thường, Tnc= –259,10 C, Ts = –
252,60 C. Khí Hydro nhẹ có độ linh động lớn dễ khuyếch tán qua các thành kim loại như Ni, Pt, Pd …,
chính nhờ đặc điểm này mà trong Công nghệ của Nhà máy, người ta sử dụng chủ yếu các xúc tác trên
cho các phản ứng có mặt của H2 , mà điển hình là các phản ứng Hydrodesulfurization và phản ứng
tổng hợp NH3 từ N 2 và H2 . Trong nhà máy Đạm Phú Mỹ, Hydro được tạo ra nhờ phản ứng Reforming
khí thiên nhiên bằng hơi nước, hydro là nguyên liệu để tổng hợp NH3 .
Nguồn CO2 :
Khí CO 2 là chất khí không màu, nặng hơn không khí, không duy trì sự sống động vật nhưng là
chất duy trì sự sống thực vật trong quá trình quang hợp. Trong nhà máy Đạm Phú Mỹ, CO 2 là nguyên
liệu để tổng hợp Urea, được điều chế từ công đoạn Reforming khí thiên nhiên. Ngoài ra, để tăng năng
suất của phân xưởng sản xuất Urea, nhà máy còn thiết kế tháp hấp thụ thu hồi khí CO 2 từ ống khói
thải.
3.4.2. Sản phẩm của quá trình tổng hợp:
Amoniac NH3 tổng hợp, chủ yếu dùng để sản xuất Urea (NH2 )2 CO, lượng còn dư đưa về bồn
chứa (Tank).
SVTH: Lê Thanh Phương – Lớp 08H5B – ĐH. BKĐN Page 19
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: PHÂN XƯỞNG AMONIAC - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ
Công suất của phân xưởng Amonia đạt khoảng 1350 tấn NH3 /ngày (tương đương khoảng
422.598 tấn/ năm). Dòng khí NH3 sản phẩm có thành phần chủ yếu như sau: o NH3 (%wt) 99,8 min.
o H2 O (%wt)
0,2 max o Oil (ppm wt)
5 max.
3.4.3. Nguồn nhiên liệu:
Đối với phân xưởng Amonia, lượng nhiệt cần cung cấp là rất lớn. Lượng nhiệt được cấp cho
các phản ứng, cho các thiết bị gia nhiệt. Do trong quá trình vận hành phân xưởng, người ta có lắp đặt
các thiệt bị như nồi hơi nhiệt thừa, thiết bị trao đổi nhiệt (Heat Exchanger) nên đã tận dụng triệt để
được nguồn nhiệt thừa
Việc tận dụng nhiệt thừa đã góp phần tăng năng suất của phân xưởng, đồng thời tiết kiệm được
nhiên liệu, bảo vệ môi trường sinh thái.
Ngoài ra, phân xưởng Amonia còn sử dụng một lượng lớn hơi nước để phục vụ cho quá trình
đun nóng, cấp cho các chu trình nhiệt.
SVTH: Lê Thanh Phương – Lớp 08H5B – ĐH. BKĐN Page 20
- Xem thêm -