Đang tải... (xem toàn văn)
Chuyến thực tế tại Công ty trách nhiệm hữu hạn một thành viên và Hóa Chất Hà Bắc, thuộc nội dung học phần Nhập môn Kỹ Thuật Hóa Học. Mục tiêu của chuyến thực tế: là học tập thực tế tại các nhà máy sản xuất, giúp bản thân củng cố kiến thức lý thuyết và tìm hiểu ứng dụng thực tế của các quy trình sản xuất, các quá trình chuyển khối và thiết bị dùng trong nhà máy. Bản thân phải nắm được cơ cở hóa học, quy trình công nghệ sản xuất hóa phẩm đạm ure, các thiết bị sử dụng trong nhà máy.
MỞ ĐẦU Lời cho em gửi lời cảm ơn đến Viện kỹ thuật Hóa Học tổ chức chuyến tham quan hữu ích cho chúng em Cho em gửi lời cảm ơn đến người trực tiếp hướng dẫn chúng em thực tập Đối với em thực tập đến nhà máy vừa qua, giúp em tiếp thu nhiều bổ ích Em biết quan việc học lý thuyết tảng tảng phải chắn áp dụng hiệu vào thực tế Từ em có định hướng rõ ràng việc học tập trường đại học, phải tích cực chủ động tiếp thu kiến thức vững Tri thức trường tảng quan trọng phục vụ cho công việc thân sau Chuyến thực tế Công ty trách nhiệm hữu hạn thành viên Hóa Chất Hà Bắc, thuộc nội dung học phần Nhập môn Kỹ Thuật Hóa Học - Mục tiêu chuyến thực tế: học tập thực tế nhà máy sản xuất, giúp thân củng cố kiến thức lý thuyết tìm hiểu ứng dụng thực tế quy trình sản xuất, trình chuyển khối thiết bị dùng nhà máy Bản thân phải nắm cở hóa học, quy trình công nghệ sản xuất hóa phẩm đạm ure, thiết bị sử dụng nhà máy - Thời gian: chủ nhật,ngày 25/10/2015 - Thành phần đoàn: Giáo viên hướng dẫn sinh viên - Cán hướng dẫn: - Hình thức thực tế: Nghe giới thiệu dây chuyền sản xuất , sở hóa học quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm công ty (khí tổng hợp, amoniac, ure,…), thiết bị sử dụng dây chuyền sản xuất Đi tham quan có hướng dẫn cán công ty xưởng: xưởng tạo khí tổng hợp, xưởng sản xuất CO2, tổng hợp amoniac , tổng hợp ure Sau báo cáo sơ lược lịch sử phát triển quy trình chung nhà máy mà em tìm hiểu được.Vì thời gian hạn chế nên em tìm hiểu không tránh khỏi sai sót, mong góp ý Thầy cô Phần thứ nhất: Thông tin chung Công ty TNHH MTV Phân đạm hóa chất Hà Bắc I Lịch sử hình thành phát triển công ty Giới thiệu chung công ty Công ty TNHH MTV Phân đạm Hóa chất Hà Bắc có tên giao dịch quốc tế: Habac Nitrogenous Fertilizer and Chemical Company Limited (HANICHEMCO) nằm phường Thọ Xương - thành phố Bắc Giang , tỉnh Bắc Giang Ngành nghề kinh doanh: - Sản xuất, kinh doanh phân đạm Urê - Sản xuất, kinh doanh hoá chất - Sản xuất, kinh doanh điện Quản lý vận hành lưới điện phạm vi Công ty - Sản xuất, kinh doanh NH3 lỏng, CO2 lỏng - rắn, sản phẩm khí công nghiệp - Sản xuất, kinh doanh hàng khí - Xây lắp công trình, lập dự án đầu tư xây dựng công trình Thiết kế thiết bị công nghệ công trình hoá chất - Đầu tư kinh doanh tài - Xuất nhập khẩu, kinh doanh sản phẩm hoá chất phân bón - Kinh doanh ngành nghề khác Kể từ đưa Nhà máy vào sản xuất năm 1976 đến nay, Công ty sản xuất triệu đạm urê, tỷ KWh điện, 45.000 NH3thương phẩm, 180.000 phân trộn NPK, 30.000 CO2 lỏng rắn chất lượng cao, 3.500.000 chai Oxy thương phẩm, 1500 than hoạt tính phục vụ kinh tế quốc dân Trong trình phát triển, Công ty quan tâm đồng chí Lãnh đạo cao Đảng Nhà nước Các đồng chí Tổng Bí thư Ban Chấp hành Trung ương Đảng Nguyễn Văn Linh, Đỗ Mười, Nông Đức Mạnh, Chủ tịch nước Lê Đức Anh, Trần Đức Lương thăm làm việc Công ty Các danh hiệu cao quý: - Năm 2010: Công ty Chủ tịch nước tặng Huân chương độc lập hạng ba - Năm 2011: Công ty Thủ tướng Chính phủ tặng Cờ Thi đua - Năm 2012: Công ty Thủ tướng Chính phủ tặng Cờ Thi đua Lịch sử phát triển công ty - Ngày 18/2/1959 Chính phủ Việt Nam ký với Chính phủ Trung Quốc hiệp định việc Trung Quốc giúp Việt Nam xây dựng nhà máy Phân đạm Đây quà tặng biểu tượng cho tình hữu nghị Đảng nhân dân Trung Quốc nhân dân Việt Nam - Nhà máy phân đạm Hà Bắc (Công ty Phân đạm Hoá chất Hà Bắc nay) Nhà nước Việt Nam phê chuẩn thiết kế xây dựng ngày 20/7/1959 - Ngày 18/02/1961 đổ mẻ bê tông xây dựng công trình Trong trình xây dựng, ngày 03/01/1963, đồng chí Phạm Văn Đồng lúc Thủ tướng Chính phủ thăm công trình xây dựng Theo thiết kế ban đầu Nhà máy bao gồm khu vực chính: - Xưởng Nhiệt điện : Công suất thiết kế 12.000 kW - Xưởng Hoá : Công suất thiết kế 100.000 Urê/năm - Xưởng Cơ khí : Công suất thiết kế 6.000 tấn/năm Ngoài số Phân xưởng phụ trợ khác, xong chủ đạo sản xuất phân đạm - Ngày 03/02/1965 khánh thành xưởng Nhiệt điện - Ngày 19/05/1965 phân xưởng Tạo khí đốt thử than thành công - Ngày 01/06/1965 Xưởng Cơ khí (Nay Công ty Cơ khí Hoá chất Hà Bắc) vào sản xuất Dự định ngày 02/09/1965 khánh thành Nhà máy chuẩn bị đưa vào sản xuất Song chiến tranh phá hoại đế quốc Mỹ, ngày 20/08/1965, Chính phủ định ngừng sản xuất, chuyển Xưởng Nhiệt điện thành Nhà máy Nhiệt điện (trực thuộc Sở Điện lực Hà Bắc) kiên cường bám trụ sản xuất cung cấp điện lên lưới điện Quốc gia Chuyển Xưởng Cơ khí thành Nhà máy Cơ khí sơ tán Yên Thế tiếp tục sản xuất phục vụ kinh tế quốc phòng Thiết bị xưởng Hoá tháo dỡ sơ tán sang Trung Quốc - Trong chiến tranh phá hoại, máy bay Mỹ đánh phá Nhà máy Điện 52 trận với hàng ngàn bom đạn Tự vệ nhà máy tham gia chiến đấu 63 trận, góp phần bắn rơi máy bay Mỹ bắn bị thương số khác - Ngày 01/03/1973 Thủ tướng Chính phủ định khởi công phục hồi Nhà máy, trước theo thiết kế ban đầu sản xuất Nitrat Amon (NH4NO3) chuyển sang sản xuất Urê (NH2)2CO có chứa 46,6% Nitơ với công suất từ 60.000 NH3/năm 10 vạn Urê/năm - Ngày 01/05/1975 Chính phủ định hợp Nhà máy Nhiệt Điện, Nhà máy Cơ khí, Xưởng Hoá thành Nhà máy Phân đạm Hà Bắc trực thuộc Tổng cục Hoá chất - Tháng 06/1975 việc xây dựng lắp máy hoàn thành; đ• tiến hành thử máy đơn động, liên động thử máy hoá công - Ngày 28/11/1975 : Sản xuất thành công NH3 lỏng - Ngày 12/12/1975: Sản xuất bao đạm - Ngày 30/10/1977 đồng chí Đỗ Mười, Phó Thủ tướng Chính phủ, cắt băng khánh thành Nhà máy Phân đạm Hà Bắc - Năm 1977: Chuyên gia Trung Quốc nước, Công ty phải tự chạy máy - Trong năm từ 1977 - 1990 sản lượng Urê thấp Sản lượng năm thấp 9.890 Urê (năm 1981) - Tháng 10/1988, Nhà máy đổi tên thành Xí nghiệp liên hiệp Phân đạm Hoá chất Hà Bắc theo định số 445/HB-TCCB TLĐT ngày 07/10/1988 Tổng cục Hoá chất với phương thức hạch toán kinh doanh XHCN theo chế sản xuất hàng hoá - Từ 1991 đến nay, với việc tăng cường quản lý, XN đ• nối lại quan hệ với Trung Quốc, bước cải tạo thiết bị công nghệ, sản lượng Urê tăng lên rõ rệt Từ năm 1993 đến sản lượng Urê liên tục vượt công suất thiết kế ban đầu Sản lượng Urê qua năm : - Năm 1991: 44.890 - Năm 1992: 82.633 - Năm 1993: 100.093 - Năm 1994: 103.222 - Năm 1995: 110.972 - Năm 1996: 120.471 - Năm 1997: 130.170 - Năm 1998: 63.905 - Năm 1999: 48.769 - Năm 2000 : 76.145 - Năm 2001 : 98.970 - 10 tháng đầu năm 2002 : 81.393 - Năm 1993 để phù hợp với trình đổi đất nước thời kỳ đổi theo hướng kinh tế thị trường, ngày 13/2/1993 XNLH Phân đạm & Hoá chất Hà Bắc có định đổi tên thành Công ty Phân đạm & Hoá chất Hà Bắc theo Quyết định số 73/CNNg - TCT Công ty trực thuộc Tổng Công ty Phân bón Hoá chất (Nay Tổng Công ty hoá chất Việt Nam-VINACHEM) mặt sản xuất - kinh doanh, trực thuộc Bộ Công nghiệp nặng (nay Bộ Công nghiệp) quản lý Nhà nước - Ngày 23/9/1999 phủ nước Việt Nam-Trung Quốc đ• ký hợp đồng cải tạo kỹ thuật dây chuyền sản xuất điện-đạm, nâng công suất phát điện lên 30.000 Kwh, sản lượng NH3 vạn tấn/năm, sản lượng Urê 15 vạn tấn/năm, với tổng đầu tư 35 triệu USD - Ngày 20/10/2006 chuyển đổi thành Công ty trách nhiệm hữu hạn thành viên Phân Đạm Hoá chất Hà Bắc - Ngày 19/6/2015, Công ty TNHH thành viên Phân đạm Hóa chất Hà Bắc tổ chức lễ khánh thành Dự án xây dựng công trình cải tạo, mở rộng Nhà máy Phân đạm Hà Bắc nâng công suất nhà máy từ 180.000 lên 500.000 tấn/năm Nhà máy Phân đạm Hà Bắc II Cơ cấu tổ chức công ty Sơ đồ cấu tổ chức Hiện cấu tổ chức quản lý Công ty theo mô hình trực tuyến chức với cấp quản lý cao Giám đốc, giúp việc cho Giám đốc có Phó Giám đốc Các Phó Giám đốc có nhiệm vụ giúp Giám đốc điều hành hoạt động sản xuất, kinh doanh Công ty lĩnh vực phân công thay điều hành Giám đốc vắng Các đơn vị thành viên Các đơn vị thành viên Công ty gồm 15 phòng, 10 đơn vị sản xuất, đơn vị phục vụ đời sống: Các phòng Nghiệp vụ: Văn phòng công ty Phòng Tổ chức nhân Phòng Bảo vệ quân Phòng Kế hoạch Phòng Thị trường Phòng Kế toán thống kê tài Phòng Vật tư vận tải Phòng Y tế Các phòng kỹ thuật: Phòng Kỹ thuật Công nghệ Phòng Điều độ sản xuất Phòng Kỹ thuật an toàn - Môi trường Phòng Điện-Đo lường-Tự động hoá Phòng Cơ khí Phòng Kiểm tra chất lượng sản phẩm Phòng đầu tư xây dựng Các đơn vị sản xuất - kinh doanh: Phân xưởng than Xưởng nước Xưởng nhiệt Xưởng tạo khí Xưởng Amôniắc Xưởng Urê Xưởng vận hành sửa chữa điện Xưởng Đo lường-Tự động hoá Xưởng sửa chữa lắp đặt thiết bị hoá chất Phân xưởng than phế liệu Xưởng CO2 (đã thực Cổ phần hóa thành Công ty Cổ phần Khí hóa lỏng Hà Bắc từ ngày 01/11/2014) Các đơn vị đời sống - xã hội: Nhà văn hoá Phân xưởng phục vụ đời sống * Chức nhiệm vụ đơn vị sản xuất 3.1 Phân xưởng than Là đơn vị sản suất phụ trợ nằm dây truyền sản xuất Urê có nhiệm vụ tiếp nhận than từ xà lan, chuyển tải than từ Cảng vào kho cung cấp than cám cho Xưởng Nhiệt than cục cho Xưởng Tạo khí 3.2 Xưởng Nước Là đơn vị phụ trợ nằm dây truyền sản xuất Urê có nhiệm vụ cung cấp nước nguyên, nước công nghiệp, nước tuần hoàn, nước sinh hoạt nước mềm cho dây truyền chính, đồng thời có nhiệm vụ thải nước toàn Công ty 3.3 Xưởng Nhiệt Là đơn vị SX dây truyền Urê có nhiệm vụ SX nước cấp cho sản xuất điện sản xuất đạm 3.4 Xưởng tạo khí Là đơn vị SX dây chuyền có nhiệm vụ sản xuất chế khí than ẩm đạt tiêu chuẩn đạt tiêu công nghệ cho sản xuất NH3 3.5 Xưởng tổng hợp AMONIAC Là đơn vị SX dây truyền Urê có nhiệm vụ SX NH3 CO2 cho sản xuất Urê Ngoài thực đóng nạp NH3 thương phẩm 3.6 Xưởng Tổng hợp Urê Là đơn vị SX dây truyền Urê có nhiệm vụ sản xuất đạm Urê, CO2 lỏng, rắn, Ôxy, Nitơ 3.7 Xưởng Điện Là đơn vị sản xuất, vận hành, sửa chữa thiết bị điện, đường dây, động dây truyền Nhận phát điện lên lưới điện Quốc gia 3.8 Xưởng sửa chữa (sửa chữa hoá) Là đơn vị phụ trợ có nhiệm vụ sửa chữa, kích cẩu, tháo lắp đặt thiết bị khí, thực gia công số phụ tùng chi tiết khí Xưởng đặt đạo trực tiếp Phó Giám đốc sản xuất 3.9 Xưởng Đo lường - Tự động hoá Là đơn vị sản xuất phụ trợ có nhiệm vụ quản lý sửa chữa toàn thiết bị đo nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, dịch điện, nồng độ dùng trình khống chế sản xuất, chế tạo kiểm định số thiết bị đo Ngoài có đơn vị sản xuất dây truyền, có sản xuất kinh doanh độc lập sản phẩm khác đơn vị III Sản phẩm Công ty Urê Hà Bắc CÔNG DỤNG CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG SẢN LƯỢNG Dùng làm phân bón cho trồng làm nguyên liệu sản xuất số sản phẩm hóa chất - Hàm lượng Nitơ ≥ 46.3% - Hàm lượng Biuret ≤ 1,0% - Độ ẩm ≤ 0,35% Trên 200.000 tấn/năm Từ năm 2014 sản lương 500.000 tấn/năm 10 Than từ xà lan cần cẩu bốc cấp đổ vào băng tảo số 1, từ băng tải số than đưa qua cân điện tử để định lượng khối lượng than nhập Than sau cân đưa đến băng tải số 1, 3, 4, , , 7, 8, cấp vào kho Than cục than cám xếp riêng kho khác - Than từ kho gầu xúc đổ vào bunke cấp vào băng 1B, B qua sàng phân loại (Đối với than cục) để loại bỏ phần than nhỏ lợi cho trình khí hoá than, sau sàng than cục qua hệ thống cân điện tử để xác định lượng than cấp cho sản xuất hàng ca, ngày Qua cân than cấp vào băng tải số 4B cấp sàng phân loại đỉnh lò tạo khí Tại lần than phân chia làm loại : Loại 40 100 mm cấp cho lò riêng, loại 25 40 mm cấp lò riêng, loại 12 25 mm loại < 12mm đưa trở lại kho để cấp cho xưởng Nhiệt - Than cám từ kho cấp thẳng đến cân định lượng (không qua sàng) hệ thống băng tải cấp đến lò để sản xuất nước 3.3 Xưởng Nhiệt điện 3.3.1 Nhiệm vụ Là đơn vị sản xuất dây truyền Urê có nhiệm vụ nhận than từ Phân xưởng Than, nhận nước mềm từ Xưởng Nước, sản xuất Hơi nước loại để sản xuất điện cung cấp cho dây truyền sản xuất Urê * Quá trình công nghệ vận hành nhà máy Nhiệt Điện : Than cám sau hệ thống nghiền than chế biến đạt độ nhỏ (R90=8%) tích kho than mịn, nhờ có áp lực khí nóng máy cấp than cám thổi vào lò bụng lò xảy trình cháy cácbon Ôxy C + O2 = CO2 + Q Phản ứng toả nhiệt với nhiệt độ cao Nhiệt lượng sinh trình cháy truyền trực tiếp vào giàn ống sinh bố trí sung quanh lò, nước ống sinh đun nóng, bốc tập chung bao Bao có nhiệm vụ tách nước hơi, sau phân ly đưa đến nhiệt lò Nhờ có 20 khói nóng lò tiếp tục sấy khô trở thành thể khí (gọi nhiệt) Hơi nhiệt sản phẩm Xưởng Nhiệt Hơi nhiệt đưa sang Turbine làm quay Roto máy Turbine Roto turbine nối liền với Roto máy phát điện khớp nối trục Khi Turbine quay đồng thời làm quay máy phát điện xuất dòng điện stato, dòng điện sinh (ba pha) qua máy biến áp đưa lên mạng lưới điện cung cấp cho phụ tải Hơi nước sau gi•n nở sinh công Turbin chuyển tới bình ngưng tụ có nhiệt độ áp suất thấp, nhờ có nước làm lạnh nên tiếp tục nhường phần nhiệt lại cho nước tuần hoàn ngưng tụ laị bình ngưng Nguồn nước làm lạnh ống đồng bình ngưng nước lấy từ Sông Thương (nước chiều 390), chúng chuyển qua bơm tuần hoàn vào làm lạnh bình ngưng Sau trao đổi nhiệt với hơi, nước xả xuống cống ngầm chuyển qua trạm bơm nước thải 420 bơm trở lại Sông Thương (hoặc hệ thống mương máng phục vụ nông nghiệp) - trạm Nhiệt điện cải tạo, nước làm lạnh bình ngưng tái tuần hoàn trở lại trạm nước tuần hoàn thông qua tháp làm lạnh + quạt gió làm lạnh tiếp tục bơm trở lại bình ngưng - Nước ngưng ngưng tụ bình ngưng, bơm ngưng tụ bơm vào bình gia nhiệt thấp Sau chảy vào bình khử khí (bình khử Ôxy) Ra khỏi bình khử khí nước bơm nước chuyển vào bình gia nhiệt cao, sau đưa vào lò để tiếp tục sinh 3.4 Xưởng tạo khí 3.4.1 Nhiệm vụ Chế khí nguyên liệu cho trình tổng hợp NH3 Phân xưởng bao gồm cương vị sau: - Cương vị lò tạo khí - Cương vị lọc bụi điện 21 - Cương vị bơm dầu cao áp - Cương vị nước tuần hoàn - Cương vị thu hồi nhiệt khí thổi gió 4.Xưởng tổng hợp Urê 4.1 Cơ sở lý thuyết tổng hợp Urê 4.1.1 Cơ sở trình tổng hợp urê : Điều chế urê cách cho phản ứng hoá học NH3 CO2 theo phương trình tổng quát sau : 2NH3 + CO2 ⇔ CO(NH2)2 + H2O + Q Phản ứng diễn theo giai đoạn : - Đầu tiên tạo thành carbamát amôn : 2NH3 + CO2 ⇔ NH4CO2NH2 + Q - Sau nước bị tách thu urê NH4CO2NH2 ⇔ CO(NH2)2 + H2O - Q Phản ứng tương đối chậm nên phản ứng khống chế trình tổng hợp - Pha khí gồm : NH3, CO2 , H2O - Pha lỏng gồm muối chẩy lỏng : Amoni cácbamát, urê, Amoni cácbonát H2O Phản ứng xẩy chủ yếu pha lỏng khối lượng chất ban đầu cao áp suất tháp tăng giảm khối lượng cacbamat Amon phân giải thành Amoniac oxit bon, đồng thời tăng mức độ chuyển hoá cácbamat Amon thành urê Theo phương pháp có nhiều quy trình công nghệ sản xuất khác nhau: - Chu trình sản xuất không tuần hoàn Amoniac - Chu trình sản xuất bán tuần hoàn - Chu trình sản xuất tuần hoàn toàn hay gọi phương pháp tuần hoàn lỏng ( công nghệ tuần hoàn lỏng toàn có công nghệ Striping CO2, công nghệ 22 tỏ ưu việt lưu trình đơn giản, thiết bị chắn đáng tin cậy, định mức tiêu hao giảm tới mức tối ưu nên xu hướng nước hay dùng ) II.Dây chuyền sản xuất Amoniac Giới thiệu chung Công đoạn tinh chế khí : Nhiệm vụ sản xuất cương vị tinh chế Tinh chế khâu công nghệ quan trọng dây chuyền sản xuất Amôniắc (NH3), dùng nguyên liệu than đá, khí hoá theo phương pháp gián đoạn tầng cố định chế khí than ẩm Trong khí than ẩm không chứa thể khí cần cho tổng hợp NH3 H2, N2, mà chứa kèm theo nhiều tạp chất hoá học, học khác khí CO, CO2, CH4, Ar, H2S, COS, Lưu huỳnh hữu cơ, tro bụi dầu mỡ, trừ CH4 Ar phóng không cương vị tổng hợp NH3, thành phần khác phải loại bỏ khâu tinh chế khí, lượng nhỏ CO, CO2 H2S dung dịch đồng hạ nồng độ xuồng mức vi lượng (CO + CO2) < 20 PPm, H2S < PPm, hỗn hợp khí N2, H2 tương đối khiết đưa tới làm khí nguyên liệu cho cương vị tổng hợp NH3 Công đoạn Tinh chế bao gồm công đoạn sau: + Khử H2S Khí than ẩm + Biến đổi CO + Khử H2S khí biến đổi + Khử CO2 CO2 thu hồi có độ 98%, nhiệt độ 40oC làm nguyên liệu cho tổng hợp Urê sản xuất CO2 lỏng, rắn Khâu khử H2S khí than ẩm có hệ thống thiết bị thu hồi S, lưu huỳnh thành phẩm dùng cho số ngành công nghiệp khác Hệ thống tinh chế bao gồm cương vị: + Khử lưu huỳnh khí than ẩm + Chuyển hoá CO 23 + Khử lưu huỳnh khí biến đổi + Khử CO2 Lý thuyết chung Khử lưu huỳnh khí nguyên liệu 2.1 Khái niệm chung Công ty phân đạm hoá chất Hà Bắc sản xuất NH3 khí nguyên liệu từ than đá, khí hoá gián đoạn tầng cố định để khí than ẩm (khí nguyên liệu), khí nguyên liệu có chứa lượng định hợp chất lưu huỳnh mà chủ yếu H2S, có số hợp chất lưu huỳnh hữu CS2, COS, thioalcohol, thio-phene(C4H4S) Nói chung hàm lượng lưu huỳnh hữu khoảng 810% so với lưu huỳnh vô Hợp chất lưu huỳnh khí nguyên liệu gây ăn mòn thiết bị, đường ống mà làm xúc tác tổng hợp NH3 bị ngộ độc (Xúc tác dùng tổng hợp NH3, đòi hỏi hàm lượng lưu huỳnh tronh khí vào tháp nhỏ mức độ định PPm) làm hỏng dung dịch khử CO2 Vì phải tìm cách khử S tồn khí nguyên liệu, trình loại bỏ hợp chất lưu huỳnh gọi tắt "khử S" Ngoài S làm nguyên liệu quan trọng số ngành công nghiệp Có nhiều phương pháp khử bỏ S, vào hình thái vật lý chất khử bỏ S chia thành phương pháp khử S kiểu khô khử S kiểu ướt Khử S kiểu khô: Dùng chất khử S dạng rắn bột Fe2O3, Than hoạt tính để khử H2S lượng nhỏ hợp chất S hữu khí nguyên liệu Ưu điểm phương pháp vừa khử S vô S hữu cơ, độ tinh khiết cao khử nồng độ hợp chất S xuống PPm Nhược điểm khử khí có hàm lượng H2S thấp Chất khử khó tái sinh, thường sau đ• hấp phụ b•o hoà H2S thải bỏ, gây ô nhiễm môi trường Khử S kiểu ướt: Chủ yếu dùng để khử H2S có khí nguyên liệu hợp chất S dạng hữu khó Dựa vào tính chất phản ứng khác chất lỏng 24 H2S chia phương pháp ướt thành loaị : Phương pháp hấp thụ hoá học, phương pháp hấp thụ vật lý phương pháp hấp thụ vật lú hoá học - Phương pháp hấp thụ hoá học : Bao gồm phương pháp trung hoà phương pháp Ôxy hoá kiểu ướt + Phương pháp trung hoà : Dùng dung dịch kiềm yếu làm chất hấp thụ kết hợp với H2S khí nguyên liệu Dung dịch khử thường dùng : Ethanol amin, nước NH3 Natri CACbonat + Phương pháp Ôxy hoá kiểu ướt : Cũng dùng dung dịch kiềm yếu hấp thụ H2S khí nguyên liệu Những phương pháp Ôxy kiểu ướt chủ yếu thường dùng : Antrakinol Disulphat Natri, Sunphat Mangan - ACid Salisilic- Hydroquinon, Naphthoquinone phương pháp dung dịch keo Tananh - Phương pháp hấp thụ vật lý : Khử bỏ S theo phương pháp dựa vào tác dụng hoà tan vật lý chất hấp thụ hợp chất sunfua Khi nhiệt độ tăng lên, áp suất giảm xuống, hợp chất sunfua thoát làm chất hấp thụ tái sinh Chất hấp thụ thường dùng dung môi hữu : Methanol Polythylene glycolsdimethylther, cACbonat alkyl - Phương pháp hấp thụ vật lý hoá học : Quá trình khử bỏ S dung dịch hỗn hợp Sunfpnal-Mono Ethanol Amin - Ở Công ty Phân đạm Hoá chất Hà Bắc dùng dung dịch keo Tananh để khử H2S, trình bày 2.2 Lưu trình công nghệ * Lưu trình khí: Khí than ẩm từ lọc bụi điện đến, qua quạt khí than, vào phần đáy hai tháp hấp thụ, lên qua tầng đệm tiếp xúc với dung dịch Tananh dội từ đỉnh tháp xuống, khí than sau khử H2S qua tách bọt đỉnh tháp khỏi tháp hấp thụ, qua thiết bị phân ly để tiếp tục tách mù dung dịch Tananh bị theo trước đưa sang đoạn I máy nén 667 25 * Lưu trình dịch: Dung dịch sau hấp thụ H2S tháp hấp thụ gọi dung dịch giàu, từ đáy tháp hấp thụ, qua thuỷ phong đáy tháp (điều tiết dịch diện) đến thùng chứa, qua bơm để tăng áp qua Tuy-e phun vào tháp tái sinh, nhờ áp suất dung dịch Tuy-e tự hút không khí trời vào tạo thành hỗn hợp khí - dịch, nhờ có O2 không khí, dung dịch tái sinh, lưu huỳnh tạo thành theo bọt lên trên, chảy tràn thùng bọt trung gian không khí nén đến cương vị thu hồi Dung dịch sau tái sinh gọi dung dịch nghèo, qua điều tiết dịch diện chảy thùng chứa, qua bơm dung dịch nghèo tăng áp dội vào đỉnh hai tháp hấp thụ Lý thuyết chuyển hoá CO 3.1 Khái niệm chung Trong nguyên liệu dùng cho tổng hợp NH3 có chứa hàm lượng CO (mono carbocide) định Hiện giới, nguyên liệu dùng để chế khí nguyên liệu cho tổng hợp NH3 từ than, dầu mỏ, khí thiên nhiên - khí đồng hành phương pháp chế khí nguyên liệu khác cho ta hàm lượng CO khác mà đáp ứng yêu cầu [CO + CO2] < 20 PPm cho xúc tác tổng hợp NH3 Trong Công nghiệp thường dùng phương pháp chuyển hoá CO nước Phối trộn nước/khí nguyên liệu theo tỷ lệ định, tác dụng xúc tác, nhiệt độ xảy phản ứng chuyển hoá CO để tạo thành CO2 H2 CO2 thu qua công đoạn hấp thụ CO2 tách làm nguyên liệu cho tổng hợp Urê, phần làm CO2 thương phẩm sản phẩm có nguồn gốc từ CO2 Còn hỗn hợp khí sau công đoạn gọi "khí biến đổi'' Thiết kế lựa chọn công nghệ biến đổi chủ yếu dựa vào tính năng, loại hình xúc tác sử dụng Nhiều năm trở lại đây, vấn đề tiết kiệm lượng hướng nghiên cứu nhà sản xuất xúc tác Xúc tác phải có hoạt tính tốt nhiệt độ thấp, 26 khoảng nhiệt độ hoạt tính rộng, giảm thiểu lượng tiêu hao lượng mà chủ yếu giảm thiểu lượng tiêu hao nước Trước Công ty Phân đạm Hoá chất Hà Bắc sử dụng công nghệ biến đổi xúc tác hệ Fe-Cr, nhiệt độ cao (khoảng nhiệt độ hoạt tính xúc tác 350 oC ÷ 500OC), Công ty sử dụng công nghệ "biến đổi toàn thấp", xúc tác hệ Co-Mo chịu lưu huỳnh, khoảng nhiệt độ hoạt tính từ 160OC ÷ 480OC, nhiệt độ cửa vào đoạn nằm khoảng 180OC ÷ 210OC 3.2 Nguyên lý chuyển hoá CO : 3.2.1 Phản ứng chuyển hoá CO CO + H2O ⇔ H2 + CO2 + Q (1) Đặc điểm phản ứng: Là phản ứng thuận nghịch toả nhiệt, thể tích trước sau phản ứng không thay đổi Phản ứng xảy mãnh liệt có mặt xúc tác thích hợp 3.2.2 Cơ chế phản ứng Cơ chế biểu diến sau: H2O + [K] = H2 + [K]O CO + [K]O = CO2 + [K] Trong đó: + [K] chất xúc tác + [K]O hợp chất trung gian 3.3.1 Phạm vi sử dụng : Xúc tác HB-3 HB-4 thích hợp cho nhà máy đạm cỡ nhỏ vừa, sử dụng nguyên liệu từ than, dầu mỏ, khí thiên nhiên - khí đồng hành để chế khí áp dụng công nghệ " Biến đổi nhiệt độ trung bình nối thấp", " Biến đổi nhiệt trung bình - thấp - thấp" " Biến đổi nhiệt độ toàn thấp" 3.3.3 Đặc điểm xúc tác Co -Mo : 27 Xúc tác hệ Co-Mo chịu H2S có nồng độ tương đối cao, đồng thời chuyển hoá lưu huỳnh hữu dạng Thiophen, Mercaptan thành H2S điều kiện thích hợp Hiệu suất chuyển hoá CO đạt > 90% Phạm vi nhiệt độ hoạt tính nằm giải rộng khoảng 160oC ÷ 480oC Có độ bền giới tương đối lớn So với hệ xúc tác cũ Fe-Cr hệ xúc tác có nhiệt độ hoạt tính thấp hơn, mà cường độ giới tương đối cao, sinh phản ứng metan hoá Qua trình lưu hoá ta đưa vào sản xuất qua oxy hoá hệ xúc tác FeCr 3.3.4 Chất bảo vệ : Trong công nghệ chuyển hoá CO Công ty có sử dụng chất bảo vệ xúc tác lắp tầng xúc tác Chất bảo vệ thực chất bi Ôxyt nhôm chế tạo theo phương pháp đặc biệt có tác dụng hấp thụ thành phần dầu bẩn, nước ngưng, số loại muối.v.v lẫn khí nguyên liệu, nước vào lò biến đổi 3.3.5 Chất kháng độc - kháng Ôxy : Đây chất phụ gia chủ yếu để bảo vệ chất xúc tác, loại bi cầu Ôxit nhôm làm chất mang, ngâm tẩm thành phần hoá học liên quan, gia công tạo thành Nó đóng vai trò xúc tác trực tiếp tham gia phản ứng, làm cho O2 H2 khí than ẩm tạo thành H2O; [O2] khí than ẩm vượt ngưỡng yêu cầu, khiến số thành phần từ trạng thái Sunfua hoá chuyển sang trạng thái ôxy hoá, mà tạm thời phần hoạt tính, sau [O2] hạ xuống, H2S khí biến đổi làm khôi phục hoạt tính ban đầu, từ có tác dụng bảo vệ xúc tác 3.4 Những điểm quan trọng khống chế thao tác, loại xúc tác biến đổi CO chịu lưu huỳnh: 28 3.4.1 Khống chế nghiêm ngặt [H2S] khí than ẩm tỷ lệ nước/khí vào lò, nhiệt độ khí vào lò biến đổi nhiệt độ điểm nhiệt tầng xúc tác, đề phòng tượng tái lưu hoá trở lại Về tượng tái lưu hoá: Xúc tác biến đổi chịu lưu huỳnh hệ Co - Mo, sử dụng thành phần hoạt tính dạng lưu hoá, trường hợp sử dụng không tốt dẫn tới tình trạng xúc tác bị hoạt tính - xảy tượng tái lưu hoá Tái lưu hoá xúc tác hệ Co - Mo chủ yếu tái lưu hoá MoS2 thành phần hoạt tính xúc tác Phản ứng sau: MoS2 + 2H2O → MoO2 + 2H2S Trong phòng thí nghiệm thực tế sản xuất, xác nhận tỷ lệ nước/khí, nhiệt độ phản ứng [H2S] khí nguyên liệu cửa vào nhân tố quan trọng ngăn chặn tượng tái lưu hoá Khi [H2S] đầy đủ khống chế nước/khí nhiệt độ phản ứng cách thích hợp ổn định hoàn toàn khống chế, ngăn chặn tượng tái lưu hoá Cùng với việc nâng cao tỷ lệ nước/khí vào lò, nâng cao nhiệt độ phản ứng, yêu cầu [H2S] khí nguyên liệu nâng cao tương ứng Yêu cầu nhân tố [H2S] khí vào lò, tỷ lệ nước/khí nhiệt độ phản ứng sau: a)- Khi [H2S] khí than ẩm ≥ 800 ÷ 1.000 mg/Nm3, cửa tháp khử H2S khí than ẩm H2S ≥ 100 mg/Nm3 ≤ 150 mg/Nm3 b)- Tỷ lệ hơinước/khí vào lò biến đổi ≤ 0,3 c)- Nhiệt độ vào lò biến đổi 200 ÷ 240 0C, nhiệt độ điểm nhiệt tương ứng ≤ 350 ÷ 380 0C d)- Nhiệt độ vào đoạn I lò biến đổi 180 ÷ 210 0C, nhiệt độ điểm nhiệt tương ứng 280 ÷ 320 0C e)- Nhiệt độ vào đoạn II lò biến đổi 180 ÷ 200 0C, nhiệt độ điểm nhiệt tương ứng 210 ÷ 240 0C 29 Nguyên lý hấp thụ CO2 kiềm nóng cải tiến 4.1 Cơ chế phản ứng : a Phản ứng dung dịch K2CO3 hấp thụ CO2 Phản ứng tổng quát biểu diễn sau: K2CO3 + H2O + CO2 = KHCO3 + Q (1) Trong dung dịch phản ứng xảy biểu diễn dạng ion: H2O = H+ + OH- (2) K2CO3 = 2K+ + CO3-2 (3) CO2 + OH- = HCO3- (4) H+ + CO3-2 = HCO3- (5) K+ + HCO3- = KHCO3 (6) Trong tốc độ phản ứng (2), (3), (5), (6) nhanh tốc độ phản ứng (4) tương đối chậm Vì tốc độ trình phụ thuộc vào tốc độ phản ứng CO2 OH- tạo thành HCO3- - Là chất ức chế ăn mòn ngăn chặn ăn mòn đường ống thiết bị có dây chuyền KVO3 chất ôxy hoá mạnh tác dụng với Fe tạo thành lớp trơ từ mà bảo vệ ăn mòn thiết bị Cương vị tổng hợp amoniac 5.1 Lý thuyết chung tổng hợp NH3 5.1.1 Đặc điểm phản ứng tổng hợp NH3 Phản ứng hoá học tổng hợp NH3 theo phương trình phản ứng sau: 3H2 + N2 ⇔ 2NH3 + 9.374 cal/mol (1) Đặc điểm phản ứng tổng hợp NH3 là: 1- Là phản ứng giảm thể tích: Từ phương trình phản ứng (1) ta thấy: thể tích H2 thể tích N2 tham gia phản ứng tạo thành thể tích NH3, trình phản ứng thể tích bị thu nhỏ lại 2- Là phản ứng toả nhiệt: 30 Theo phản ứng(1) nhiệt lượng toả đồng thời với tạo thành NH3, nhiệt phản ứng có quan hệ với nhiệt độ áp suất 3- Là phản ứng thuận nghịch: Đồng thời với phản ứng phân tử H2 N2 để tạo thành NH3 có phản ứng phân giải NH3 thành N2 H2 4- Để phản ứng tiến hành nhanh theo chiều thuận cần phải có chất xúc tiến(gọi tắt xúc tác) Qua thực tế chứng minh, phản ứng tổng hợp NH3 chất xúc tiến phản ứng chiều thuận diễn với tốc độ chậm phải kéo dài nhiều năm đạt trạng thái cân Nhưng có lượng chất xúc tiến thích hợp giảm bớt lượng cần thiết cho việc kết hợp H2 N2, giảm phản ứng nghịch mà tăng nhanh tốc độ phản ứng thuận III Vấn đề xử lý chất thải bảo vệ môi trường Khắc phục vấn đề môi trường sản xuất Các hoạt động công ty để giải vấn đề môi trường mình: - Năm 2002 thực dự án cải tạo dây chuyền sản xuất chuyên gia Trung Quốc đảm nhiệm, có module thiết kế lắp đặt hệ thống thu hồi khí thổi gió cho phép tận thu nhiệt xử lý dòng khí thải điển hình - Nước thải chứa hàm lượng N cao trước thải trực tiếp môi trường xử lý nhờ tuần hoàn thu hồi trước đưa môi trường - Thường xuyên tổ chức hoạt động truyền thông môi trường huấn luyện an toàn lao động cho cán công nhân viên - Hệ thống khuân viên trồng nhiều xanh 31 KẾT LUẬN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô Viện Kĩ Thuật Hóa học công ty TNHH MTV Phân đạm Hóa chất Hà Bắc cho phép tạo điều kiện giúp đỡ em tham quan Nhà máy Chuyến tham quan nhà máy đạm Hà Bắc để lại cho em nhiều kiến thức quý báu Nhà máy đạm Hà Bắc nhà máy có lịch sử lâu đời gần nhà máy nước ta, nhà máy có sản lượng sản phẩm không nhỏ cho kinh tế nước Nhà máy có có công nghệ tiên tiến đại nhất, giúp em rễ hiểu phần trình sản xuất đạm Ure nhà máy Qua chuyến giúp em nắm sở từ lý thuyết đến thực tiễn, nhận thấy sở lý thuyết quan trọng vào sản xuất Từ điều em xác định đắn mục đích học tập Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội TÀI LIỆU THAM KHẢO 32 - Website Công ty TNHH MTV Phân đạm Hóa chất Hà Bắc: http:// - damhabac.com.vn Giáo trình Lớp cán bộ, công nhân vận hành, Phòng Kỹ thuật công nghệ - Công - ty TNHH MTV Phân đạm Hóa chất Hà Bắc Q uy trình kỹ thuật xưởng Tạo Khí, NH3 Urea, Phòng Kỹ thuật công nghệ - Công ty TNHH MTV Phân đạm Hóa chất Hà Bắc MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Phần thứ nhất: Thông tin chung Công ty I Lịch sử hình thành phát triển Công ty Giới thiệu công ty 2 Lịch sử phát triển công ty II Cơ cấu tổ chức công ty Sơ đồ cấu tổ chức Các đơn vị thành viên III Giới thiệu sản phẩm Công ty Urê Hà Bắc 13 CO2 rắn 14 CO2 lỏng 14 Amoniắc lỏng (NH3) 15 Phần thứ hai: Khái quát dây chuyền sản xuất I Dây chuyền sản xuất Urê 33 Lưu trình 16 Sơ đồ khối lưu trình công nghệ sản xuất Urê 20 Các xưởng liên quan 21 Tổng hợp Urê 25 II Dây chuyền sản xuất Amoniac Giới thiệu chung Công đoạn tinh chế khí 26 Lý thuyết chung Khử lưu huỳnh khí nguyên liệu 21 Lý thuyết chuyển hoá CO 27 Nguyên lý hấp thụ CO2 kiềm nóng cải tiến 29 III Vấn đề xử lý chất thải bảo vệ môi trường Khắc phục vấn đề môi trường sản xuất 32 KẾT LUẬN 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO 33 MỤC LỤC 37 34 ... CO2, H2S, H2, N2, CH4 gọi hỗn hợp khí than ẩm Các phản ứng hoá học chủ yếu xảy : 2C + O2 = 2CO + Q1 C + O2 = CO2 + Q2 2CO + O2 = 2CO2 C + H2O + Q3 = CO + H2 + Q4 C + 2H2O = CO2 + 2H2 + Q5 N2 khí... 4NH3 + 2CO2 + H2O = 2NH4COONH2 + 38.000 Kcal/Kmol; Sau đó, dung dịch CACbamat tách nước tạo thành Urê: NH4COONH2 = (NH2)2CO + H2O + 6.800 Kcal/Kmol Rút gọn phản ứng ta có phản ứng tổng hợp: 2NH3... ứng hoá học NH3 CO2 theo phương trình tổng quát sau : 2NH3 + CO2 ⇔ CO(NH2 )2 + H2O + Q Phản ứng diễn theo giai đoạn : - Đầu tiên tạo thành carbamát amôn : 2NH3 + CO2 ⇔ NH4CO2NH2 + Q - Sau nước