LỜI CẢM ƠN Thực tập cầu nối lý thuyết thực tế, tạo điều kiện cho sinh viên tiếp cận với sản xuất thực tế, đồng thời thực hóa kiến thức học trường Thời gian tháng khơng phải dài nhờ có hướng dẫn tận tình anh chị nhà máy, chúng em làm quen tìm hiểu quy trình cơng nghệ sản xuất thiết bị chủ lực nhà máy, qua thu cho nhiều kiến thức bổ ích làm quen với mơi trường làm việc thực tế Chúng em xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Nhà Máy Hóa Chất Tân Bình 2, Thầy Cơ hướng dẫn khoa Cơng Nghệ Hóa Học trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh tạo điều kiện thuận lợi để chúng em hồn thành tốt thực tập Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến anh chị kỹ sư Nhà Máy Hóa Chất Tân Bình 2… thời gian qua tận tình giúp đỡ, hướng dẫn chúng em hồn thành tốt báo cáo thực tập Cuối cùng, xin cho chúng em gửi lời chúc sức khỏe đến q thầy cơ, Ban lãnh đạo, anh chị kỹ sư tồn thể cơng nhân nhà máy TP Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng năm 2013 Nhóm sinh viên thực tập trường Đại Học Bách Khoa TPHCM Nhận xét đơn vị sản xuất Thời gian thực tập: từ 01/07/2013 đến ngày 27/07/2013 Nhận xét: TP HCM, ngày tháng năm 2013 Cán hướng dẫn Nhận xét thầy hướng dẫn Tp HCM, ngày tháng năm 2013 Xác nhận thầy hướng dẫn MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG DANH MỤC SƠ ĐỒ I TỔNG QUAN ĐƠN VỊ SẢN XUẤT: 1.1 Khái qt vị trí địa lý, lịch sử hình thành phát triển: 1.1.1 Vị trí địa lý: Việc lựa chọn địa điểm có ý nghĩa quan trọng dự án địa điểm ảnh hưởng lớn đến hiệu đầu tư đến điều kiện xã hội mơi trường sinh thái Qua khảo sát, việc lựa chọn địa điểm đầu tư vị trí đất: Thửa – đường số 5, khu cơng nghiệp Biên Hòa 1, tỉnh Đồng Nai cách trung tâm thành phố Hồ Chí Minh khoảng 25 km thiết thực dễ thực Lý do: − Có thể sử dụng chung nguồn ngun liệu đầu vào cho sản xuất sản phẩm gốc muối NaCl − Lượng nhiệt dư phân xưởng acid để sử dụng cho cơng đoạn sản xuất đặc xút, sản xuất acid clohydric…(của Nhà Máy Hóa Chất Biên Hòa), Cổng vàodùng cho sản xuất sản phẩm gốc sunfate, gốc muối (của xưởng nghiên cứu thực nghiệm), lượng nhiệt dư quy dầu FO sử dụng cho lò hàng năm lớn − Gần trung tâm, gần thị trường tiêu thụ sản phẩm, thuận tiện việc sản xuất bán hàng − Giảm chi phí đầu tư có sẵn sở hạ tầng 1.1.2 Lịch sử hình thành phát triển sở sản xuất: Nhà máy hóa chất Tân Bình tiền thân nhà máy hố chất Tân Bình địa 46/6 Phan Huy Ích, phường 15, quận Tân Bình, thành phố Hồ Chí Minh Ngày 24/4 năm 2009 nhà máy di dời từ Tân Bình đến Biên Hòa, Đồng Nai, lấy tên nhà máy nhà máy hóa chất Tân Bình 1.2 Sơ bố trí mặt sở sản xuất Đặc điểm hệ thống giao thơng: 1.2.1 Tổng quan nhà máy Hóa Chất Tân Bình 2: Tùy vào đặc điểm cơng đoạn sản xuất để bố trí nhà xưởng thích hợp Riêng chu trình sản xuất acid sunfuric lắp đặt theo chu trình khép kín, liên tục Các thiết bị bố trí ngồi trời, có hệ thống móng đỡ thiết bị, sàn thao tác, dàn đỡ ống phải sơn phủ - bọc lót để chống rỉ, ăn mòn ổn định chắn tác dụng thời tiết hay thay đổi cách đột ngột khu vực phía Nam Nơi tập trung KHO MUỐI Sơ đồ 1: Sơ đồ bố trí phân xưởng nhà máy (NMHCBH) KHO VẬT TƯ KHU VỰ BỒN AXIT THÀNH PHẨM COOLING TOWER KHO LƯU HUỲNH NỒI H NHÀ NẤU CHẢY LƯU H KHU VỰC DÂY Ngồi ra, theo tài liệu báo cáo khảo sát địa chất – khu vực dự án thuộc vùng đất yếu, thiết bị có trọng tải lớn dùng giải pháp đóng móng cọc bê tơng cốt thép, thiết bị có trọng tải nhỏ gia cố cừ tràm 1.2.2 Đặc điểm hệ thống giao thơng: KV KHỬ KHÍ Hiện Nhà máy có hệ thống giao thơng đường hồn chỉnh Dự án tính đến phần đường nội dành cho khu đất xây dựng phân xưởng mới, đảm bảo thuận lợi cho việc vận chuyển ngun liệu sản phẩm vào lại Nhà máy Các giải pháp đảm bảo kết cấu hạ tầng phục vụ sản xuất tính tốn sở đảm bảo đáp ứng cho sản xuất mang tính kinh tế 1.2.2.1 Quy mơ đầu tư: Dựa vào việc phân tích cần thiết phải đầu tư yếu tố đầu vào dự án đưa quy mơ đầu tư sau: Di dời mở rộng dây chuyền sản xuất acid sulfuric cơng suất 60.000 tấn/năm, sở XƯỞNG PHÈN MAGIE XƯỞNG PHÈN tận dụng tối đa máy móc thiết bị có MgSO4 (NMHCBH) 1.2.2.2 Quy mơ hạng mục cơng trình: Dựa vào cơng suất, phương án kỹ thuật cơng nghệ bố trí lắp đặt thiết bị dây chuyền sản xuất, dự án xác định quy mơ hạng mục cơng trình sau: − Nhà bảo vệ : 18 m2 − Nhà vận hành acid sulfuric : 54 m2 − Nhà quạt gió turbine : 120 m2 − Phân xưởng acid sulfuric : 1924 m2 − Hệ thống xử lý nước thải : 45 m2 − Trạm biến : 16 m2 − Bể chứa nước cấp : 48 m2 − Bể chứa nước thải cơng nghiệp : 36 m2 1.3 Tổ chức nhà máy đảm bảo cho kinh doanh: − Dây chuyền sản xuất acid sulfuric hoạt động liên tục 24/24 − Một ngày làm ca − Một ca − Tổng thời gian hoạt động liên tục 300 ngày/năm − Biên chế nhân lực cho phân xưởng sản xuất acid sulfuric: + Cán quản lý, kỹ thuật phân xưởng: chịu trách nhiệm phụ trách nguồn lực điều hành sản xuất xưởng – kỹ sư + Cơng nhân vận hành: phụ trách vận hành tồn dây chuyền – 16 cơng nhân + Cơng nhân phụ trợ: phụ trách vệ sinh cơng nghiệp, bốc xếp, sản xuất phụ – 33cơng nhân NV.Kho T.Phẩm NV Kho Vật Tư CB.Kinh Doanh P.K hoạch - K.doanh P.H.Chính- Nhân Sự Cb.H Chính Nhân Sự Tổ Cơ Khí Cơng Nhân Nạp Liiệu C.Nhân SC Cơ C.Nhân Khí Nhân Viên Lái Xe Phục Vụ Tổ Nạp Liệu Tổ Trưởng Ca Vận Hành Trưởng Ca Sản Xuất CB.An Tồn Mơi Trường P.Kỹ Thuật- Sản Xuất CB Kỹ Thuật Cơng Nghệ CB.kỹ Thuật Cơ Điện Tổ Hóa Nghiệm C.Nhân SC Điện C.Nhân Phân Tích C.Nhân Vận Hành C.Nhân SC Máy Tổ Điện Máy CB.Kế Tốn Tài Chính P.K.Tốn - T.Chính Giám đốc nhân có cố cháy nổ xảy −Hệ thống dây điện, chỗ tiếp xúc, cầu dao điện gây tia lửa bố trí thật an tồn −Trong khu sản xuất cần lắp đặt hệ thống báo cháy, hệ thống thơng tin báo động Bố trí bình cứu hỏa cầm tay vị trí thích hợp để tiện sử dụng, phương tiện chữa cháy ln kiểm tra thường xun đảm bảo tình trạng sẵn sàng −Cách ly cơng đoạn dễ cháy khu vực riêng Các chất dễ cháy loại hóa chất, nhiên liệu chứa kho cách ly riêng biệt, tránh xa nguồn có khả phát lửa −Ngồi Nhà máy thường xun tổ chức tập luyện, nâng cao ý thức phòng cháy, chống cháy tốt cho tồn thể cán cơng nhân viên (CBCNV) thơng qua lớp tập huấn phong cháy chữa cháy (PCCC) −Tất vấn đề tn thủ theo hướng dẫn PCCC Bộ Cơng An ban hành 1.4.2 An tồn lao động: − Cơng nhân vận hành xưởng axit sunfuric phải bác sĩ xác nhận có đủ sức khỏe − làm việc (khơng nghiện ma túy, rượu bia chất kích thích khác), học qua lớp học kỹ thuật an tồn lao động, quy tắc phòng cháy chữa cháy Mang đầy đủ trang bị bảo hộ lao động làm việc (quần áo, găng tay, trang, kính, − − − − − − mặt nạ phòng độc,…) Vận hành máy móc TB tiêu kỹ thuật dẫn vận hành Khi lấy mẫu, xả bơm phải có găng tay, kính bảo hộ lao động Khi có axit sunfuric rơi vãi sàn nhà phải trung hòa vơi bột đến trung tính Các khớp nối trục, phận chuyển động phải có nắp bảo hiểm Đường lên xuống cầu thang phải gọn gàng, khơng có chướng ngại vật Khi bị axit sunfuric bắn vào người phải rửa nước rửa dung dịch − NaHCO3 5% Trường hợp nặng phải đưa đến trạm cấp cứu Khi có nhiều khí bay nhiều ngun nhân xì hở,… phải đeo mặt nạ phòng độc − − Nếu có người bị nạn phải khẩn trương đưa nạn nhân đến nơi khơng khí trạm cấp cứu Chỉ phép dùng đèn soi từ 24 ÷ 36V Khi sửa chữa thiết phải cắt điện treo bảng “cấm đóng điện” cầu dao nút điện khởi động Ai treo bảng sửa xong người phải trực tiếp bỏ bảng 10 Sơ đồ 2: Sơ đổ tổ chức nhà máy hóa chất Tân Bình (Tháng năm 2012) 1.4 Phòng chống cháy nổ an tồn lao động: 1.4.1 Phòng chống cháy nổ: Để phòng chống cố cháy nổ cần áp dụng đồng biện pháp kỹ thuật, tổ chức huấn luyện, tun truyền giáo dục pháp chế: −Các máy móc thiết bị bố trí đảm bảo trật tự, gọn tạo khoảng cách an tồn cho cơng 3.2 Phương pháp: sản xuất axit sunfulfuric kỹ thuật theo phương pháp tiếp xúc, từ ngun liệu lưu huỳnh dạng bột Phương pháp gồm bước sau: − Lưu huỳnh đốt cháy khơng khí tạo thành SO2: S + O2 SO2 + Q − Chuyển hóa khí SO2 thành SO3 nhờ xúc tác phi kim loại V2O5: 2SO2 + O2 2SO3 + Q − Hấp thụ khí SO3 tạo thành acid sulfuric (H2SO4 98%): SO3 + H2O H2SO4 Phương án cơng nghệ lựa chọn dự án phương pháp tiếp xúc kép, hấp thụ khí SO3 hai lần Lý do: − Hiện giới tồn loại dây chuyền tiếp xúc đơn (hấp thụ lần) tiếp xúc kép (hấp thụ lần) Dây chuyền tiếp xúc đơn dây chuyền phát minh để phục vụ cơng nghiệp sản xuất acid sulfuric theo phương pháp tiếp xúc Hiệu suất chuyển hóa SO2 thành SO3 ban đầu đạt 97.5%, sau nhờ cải tiến chất lượng xúc tác nên đạt 98.5% ÷ 99,5% Hàm lượng SO2 khí thải mơi trường khoảng 500 mg/m3 − Hiện nay, nhiễm mơi trường trở nên trầm trọng có khả trở thành hiểm họa nhân loại Đa số nước giới ký cơng ước bảo vệ mơi trường lãnh thổ Việt Nam tham gia cơng ước trên, quốc gia phải ban hành pháp lệnh bảo vệ mơi trường lãnh thổ − Dây chuyền tiếp xúc kép đời hồn cảnh đó, đa số nước áp dụng trở thành phương pháp phổ biến giới − Tham khảo cơng nghệ thơng số kỹ thuật sản xuất acid sunfuric phương pháp tiếp xúc kép Mosanto Enviro – Chem Sytems Inc., thấy cơng ty hàng đầu giới thiết kế, cơng nghệ kỹ thuật sản xuất acid sulfuric Ngồi việc sản xuất chất xúc tác chất lượng cao, Enviro – Chem Sytem Inc có khả tư vấn kỹ thuật cung cấp đầy đủ thiết bị lọc xử lí mù, thiết bị làm nguội acid, hệ thống thu hồi nhiệt… có liên quan đến cơng nghệ sản xuất acid sunfuric Dây chuyền sản xuất acid sulfuric theo phương pháp tiếp xúc kép họ phương pháp tối ưu có khả thực 3.3 Thuyết minh quy trình cơng nghệ: 3.3.1 Cơng đoạn nấu chảy lưu huỳnh: Lưu huỳnh chuyển từ kho vào nồi nấu chảy lưu huỳnh ngăn số ngăn số Tại lưu huỳnh chảy lỏng nhờ bão hòa áp suất bar, nhiệt độ khoảng 135-150 0C qua hệ thống gia nhiệt nước đặt sâu đáy bể Lưu huỳnh lỏng từ ngăn 1, chảy tràn sang ngăn 3, Dưới đáy vách ngăn có vách chặn để giữ tạp chất lưu huỳnh lại, ngăn số lượng tạp chất lại lọc lưới lưu huỳnh theo ống hút vào bơm Hơi bão hòa dẫn vào ngăn lắng số 3, số 4, số 5, hệ thống ống dẫn lưu huỳnh sung phun lưu huỳnh để trì nhiệt độ lưu huỳnh lỏng khoảng 135÷ 1500C 16 Nước ngưng tụ từ hệ thống gia nhiệt vị trí khác cơng đoạn đưa bồn nước cấp lò Lưu huỳnh rắn sau hóa lỏng bơm ly tâm bơm qua bét phun vào lò đốt Trên đường ống dẫn lưu huỳnh lỏng từ ngăn đến lò đốt sử dụng hệ thống ống lồng ống để trì nhiệt độ lưu huỳnh tránh lưu huỳnh bị giảm nhiệt độ gây tắt ống Bơm lưu huỳnh loại bơm ly tâm trục đứng cung cấp lưu huỳnh từ ngăn số qua súng phun vào lò đốt dạng sương Trong q trình nấu chảy lưu huỳnh, nước tạp chất lưu huỳnh xử lý hệ thống xử lý hồ lưu huỳnh Hình 4: Kho chứa lưu huỳnh Hình 5: Băng tải đưa lưu huỳnh vào hồ nấu 3.3.2 Cơng đoạn đốt lưu huỳnh: Nguồn cung cấp oxi khơng khí ẩm từ quạt sấy khơ axit sunfuric có nồng độ 98,5±0.5% H2SO4 tháp sấy Khơng khí ẩm vào tháp sấy di chuyển lên tháp qua lớp đệm; acid tưới bơm từ bồn tuần hồn vào đỉnh tháp sấy theo máng phân phối chảy xuống lớp đệm Axit sunfuric có nồng độ cao hấp thụ nước khơng khí ẩm nên bị giảm nồng độ nhiệt độ axit tăng đáy tháp sấy Axit khỏi đáy tháp sấy theo ống dẫn trở bồn tuần hồn Khơng khí khơ khỏi tháp sấy qua thiết bị trao đổi nhiệt số vào lò đốt, cung cấp oxi cho q trình đốt cháy lưu huỳnh Lưu huỳnh sau nấu chảy tách cặn thổi vào lò đốt qua béc phun dạng sương Các hạt lưu huỳnh lỏng mịn nhiệt độ cao nhanh chóng hóa phản ứng với oxy tạo khí SO2 Lưu huỳnh cháy lò theo phản ứng: S + 1/2 O2 → SO2 + Q 17 Ban đầu người ta dùng dầu DO để gia nhiệt lò đốt, sâu tận dụng nhiệt phản ứng để trì nhiệt độ lò đốt Nhiệt độ lò 830-8350C Để lưu huỳnh cháy hết, lò người ta xây tường ngăn bổ sung khơng khí vào ngăn thứ Hỗn hợp khí khỏi lò đốt có nhiệt độ khoảng 1000-11000C, để tận dụng nhiệt người ta sử dụng phần hỗn hợp khí làm tác nhân gia nhiệt nồi Lò số có cấu tạo hình trụ nằm ngang, vỏ thép, bên có hệ thống ống truyền nhiệt Một đầu nối liền với lò đốt xây dựng gạch chịu nhiệt có đường ống dẫn hỗn hợp khí SO2 tắt khơng qua lò Hỗn hợp khí SO có nhiệt độ cao ống, trao đổi nhiệt với nước bên ngồi ống làm cho nước bốc tạo bão hòa áp suất 22kg/cm Hơi nước q nhiệt đến 4500C thiết bị q nhiệt, phần nước đưa qua phận giảm áp bão hòa cung cấp cho phận khác cần sử dụng Nước cấp lò nước vơ khống lấy từ nhà máy hóa chất Biên Hòa nước ngưng tụ từ thiết bị sử dụng tuần hồn trở lại bồn nước Hỗn hợp khí SO2 khỏi lò số đạt nhiệt độ thích hợp trước vào lớp tháp chuyển hóa 420÷4550C 3.3.3 Cơng đoạn chuyển hóa SO2 thành SO3: Q trình oxy hóa SO2 xúc tác thực qua giai đoạn: Giai đoạn thứ – hỗn hợp khí từ quạt khí qua truyền nhiệt vào lớp xúc tác Sau hỗn hợp khí vào tháp hấp thụ SO3 lần nhằm tằng lượng SO2, O2 trước vào giai đoạn tiếp xúc thứ – lớp xúc tác Hệ thống chuyển hóa gồm tháp tiếp xúc hệ thống thiết bị trao đổi nhiệt nhằm tận dụng nhiệt điều chỉnh nhiệt cho dòng hỗn hợp khí Tháp tiếp xúc hình trụ thẳng đứng, bên có chứa lớp xúc tác, ngăn có ghi đỡ nằm ngang; ghi đỡ đổ lớp xúc tác V2O5 thích hợp lớp sỏi bảo vệ xúc tác Hỗn hợp khí SO2 vào lớp xúc tác phản ứng với oxi khơng khí, có diện xúc tác V2O5 theo phương trình phản ứng: SO2 + 1/2O2 → SO3 + Q Cơ chế q trình oxy hóa SO2 Gồm giai đoạn: - SO2 O2 từ pha khí chuyển tới bề mặt ngồi xúc tác - SO2 O2 thấm vào lỗ xốp xúc tác - Hấp thụ SO2 O2 - SO2 phản ứng mặt xúc tác - Nhả SO3 - Từ lỗ xốp SO3 chuyển mặt ngồi tiếp xúc - SO3 chuyển vào pha khí 18 Dòng sau hấp thụ Dòng trước hấp thụ Sơ đồ 4: Q trình chuyển hóa SO2 thành SO3 Dòng tác nhân 19 210-2200C Mức chuyển hóa lớp khoảng 70%, nhiệt độ hỗn hợp của khí SO SO3 lớp 550-650oC Sau qua lò số 2, nhiệt độ hỗn hợp khí giảm 420÷460 0C vào lớp xúc tác Nước từ bình khử khí cấp cho nồi số bơm Hỗn hợp khí SO có nhiệt độ cao ống, trao đổi nhiệt với nước bên ngồi ống làm cho nước bốc tạo thành bão hòa áp suất 22kg/cm2 Hơi nước dòng từ lò số q nhiệt đến 350 0C thiết bị q nhiệt Hơi q nhiệt phần giảm áp – bão hòa thiết bị cung cấp bar cho nơi sử dụng Mức chuyển hóa lớp khoảng 93% Hỗn hợp khí SO SO3 lớp xúc tác có nhiệt độ 470-5000C qua thiết bị trao đổi nhiệt số để giảm nhiệt độ xuống 440÷460 0C, vào lớp xúc tác Tác nhân làm nguội thiết bị trao đổi nhiệt dòng hỗn hợp khí (sau hấp thu lần một) từ thiết bị trao đổi nhiệt Hỗn hợp khí khỏi lớp xúc tác có nhiệt độ 420÷450 0C qua thiết bị trao đổi nhiệt với dòng hỗn hợp khí (sau hấp thu lần một), sau qua thiết bị trao đổi nhiệt số để tới tháp hấp thụ lần 1, tác nhân làm nguội thiết bị trao đổi nhiệt khơng khí khơ sau tháp sấy Mức chuyển hóa đạt 96% Dòng hỗn hợp khí sau hấp thu lần có nhiệt độ từ 80÷85 0C qua thiết bị trao đổi nhiệt sau qua lớp xúc tác Nhiệt độ dòng khí vào xúc tác đạt 440÷4600C Mức chuyển hóa chung khoảng 99,82% Nhiệt độ hỗn hợp khí SO tháp chuyển hóa 445÷4550C Dòng hỗn hợp khí làm nguội qua thiết bị trao đổi nhiệt để q nhiệt nước thiết bị làm lạnh khí SO để đến tháp hấp thụ lần Thiết bị làm lạnh khí SO thiết bị dạng ống chùm, tác nhân trao đổi nhiệt khơng khí tạo quạt làm nguội 3.3.4 Cơng đoạn hấp thụ SO3 thành H2SO4: Khí SO3 trước đến hai tháp hấp thụ hạ nhiệt độ cơng đoạn chuyển hóa đến nhiệt độ thích hợp cho cơng đoạn hấp thụ Acid cấp cho tháp bơm Để đạt hiệu suất hấp thụ cao, acid tưới tháp làm nguội điều chỉnh nhiệt độ thiết bị trước vào tháp sấy hấp thụ Nhiệt độ acid vào tháp sấy 660C, vào tháp hấp thụ 820C, vào tháp hấp thụ 790C Bơm nước cấp cho thiết bị trao đổi nhiệt acid đồng thời tuần hồn nước cho tháp giải nhiệt Nhiệt độ hỗn hợp khí SO3 vào tháp hấp thu mono lần khoảng 160÷1700C, vào tháp hấp thụ mono lần khoảng 130÷1400C Các tháp hấp thụ mono có cấu tạo giống tháp sấy Hỗn hợp khí SO từ tháp lên tưới acid sunfuric 98.5±0.5% từ máng tưới chảy xuống Khí SO kết hợp với nước acid làm cho acid có nồng độ nhiệt độ cao Acid tưới pha lỗng nước (trích từ hệ thống cấp nước giải nhiệt acid) bồn tuần hồn để trì nồng độ ổn định khoảng 98.5±0.5% H2SO4 Sản phẩm acid sunfuric bơm từ bồn tuần hồn qua thiết bị làm lạnh axit sấy qua thiết bị làm lạnh thành phần bồn chứa acid sản phẩm Lưu kho acid 20 cho phân xưởng sản xuất – acid chuyển bồn chứa lớn phân xưởng khác cụm bồn acid chung chuyển bơm Hiệu suất hấp thụ đạt 99,9% Phần khí khơng hấp thụ qua nến lọc mù để lọc mù axit Hiệu lọc mù nến 99% nên khí thải khí trời qua ống khói với nồng độ SO2 thực tế đo 500ppm 3.4 Đặc điểm cơng nghệ sản suất acid sulfuric từ lưu huỳnh: 3.4.1 Đặc điểm ngun liệu – lưu huỳnh: Khi đốt lưu huỳnh ta thu hỗn hợp khí có hàm lượng khí SO O2 cao Điều quan trọng việc sản suất acid sunfuric theo phương pháp tiếp xúc Lưu huỳnh chứa tạp chất (đặc biệt hợp chất asen) cháy khơng có xỉ nên đơn giản dây chuyền sản xuất nhiều (bớt thiết bị đặc biệt để làm nước) Khi sản xuất với quy mơ lớn xa nguồn ngun liệu lưu huỳnh lại ngun liệu rẻ tiền Lưu huỳnh sử dụng chủ yếu ngành cơng ngiệp sản xuất acid sunfuric (khoảng 50% tổng lượng lưu huỳnh), cơng nghệ giấy – cellulose (khoảng 25%), nơng nghiệp (10 – 15%) 3.4.2 Đặc điểm dây chuyền sản xuất: Lưu huỳnh tương đối lẫn tạp chất, đặc biệt asen, selen sau nấu chảy, lắng tách cặn, đưa vào lò đốt Khơng khí dùng để đốt sấy axit sunfuric đậm đặc Hỗn hợp SO2 khỏi lò có nhiệt độ 1000 – 1100 0C làm nguội nồi hạ nhiệt độ xuống 440 – 4600C vào tháp tiếp xúc (lớp xúc tác I, II đặt dưới, III, IV trên) Sau đưa làm nguội qua hai tháp hấp thụ Vì lưu huỳnh có chứa dầu hỏa (tác nhân tuyển lại) bitum nên cháy tạo thành nước Nếu hàm lượng chất lớn, lượng nước tạo thành vượt q giới hạn cho phép (0.01%), dẫn đến việc tạo mù hấp thu, gây tổn thất acid theo khí thải khơng sản xuất oleum Để giảm việc tạo mù, người ta dùng pháp hấp thụ monohydrate tưới acid 98.5% H2SO4, nhiệt độ acid khỏi tháp 110 – 1200C (chế độ nóng) IV MÁY – THIẾT BỊ: 4.1 Cơng đoạn nấu chảy lưu huỳnh: Thiết bị chủ lực: Hồ nấu chảy lưu huỳnh Cơng dụng: Dùng để nấu chảy lưu huỳnh rắn Cấu tạo: Nồi nấu chảy lưu huỳnh xây lớp gạch chịu nhiệt xung quanh lò, bên xây vách chặn cách Để lưu huỳnh nấu chảy người ta lắp thêm hệ thống gia nhiệt nước đặt sâu đáy bể Ở cuối nồi nấu chảy lưu huỳnh đặt hệ thống bơm (loại bơm ly tâm trục đứng) cung cấp lưu huỳnh đến súng phun vào lò đốt Hồ chia thành ngăn, vách ngăn có độ cao giảm dần: 21 − Ngăn 1: 1200×3000×1200, ống truyền nhiệt D = 60 mm, diện tích truyền nhiệt 10.8 m2, P = 3-5 kg/cm2, T0 = 135-1450C − Ngăn đến ngăn 5: 1000×4000×1200, ống truyền nhiệt D = 60 mm, diện tích truyền nhiệt 9.27 m2, P = 3-5 kg/cm2, T0 = 135-1450C Dưới ngăn có lưới để chứa tạp chất lưu huỳnh Tại ngăn bố trí ống xoắn nằm sâu phía dẫn nước từ lò nhiệt dư bên để nấu chảy lưu huỳnh Ở ngăn thứ có bơm ly tâm bơm lưu huỳnh nóng chảy vào lò đốt Bơm lưu huỳnh: Động U = 380V, I = 45A, N = 7.5 kW, n = 145 vòng/phút Bơm ly tâm trục đứng có cánh guồng gắn đĩa bơm Khi đĩa bơm quay xuất lực ly tâm đẩy chất lỏng vào súng phun 4.2 Cơng đoạn đốt lưu huỳnh: 4.2.1 Lò phun đốt lưu huỳnh: Cơng dụng: Dùng để đốt lưu huỳnh lỏng cung cấp từ bể nấu chảy lưu huỳnh, tạo khí SO2 đưa vào tháp tiếp xúc Cấu tạo: Lò đốt ống thép nằm ngang xây gạch chịu nhiệt, bên lò đốt xây vách ngăn Ở đầu lò lắp súng phun lưu huỳnh đường ống dẫn khơng khí vào lò đốt Ở cuối lò lắp đường ống dẫn SO2 qua lò Loại lò đốt lưu huỳnh tinh khiết, có cặn gây tắc béc phun Các thơng số: − Thân: Hình trụ D = 2118 mm, L = 8000 mm, vỏ thép A515 dày 12 mm − Xung quanh có gạch chịu nhiệt − Nhiệt độ lưu huỳnh vào: 135-1450C, nhiệt độ khơng khí vào: 25-350C − Nhiệt độ làm việc: 830-8350C 4.2.2 Tháp sấy khơng khí: Cơng dụng: Dùng để sấy khơng khí ẩm axit H2SO4 trước đưa vào lò đốt tháp tiếp xúc, tránh tạo mù axit Tháp sấy làm thép lót gạch chịu axit, bên xếp đầy đệm sành n ngựa Để đưa axit vào tháp, người ta đặt bảng phân phối axit, bên có lỗ nhỏ để axit chảy từ xuống, có rãnh cho khí từ lên Các thơng số: − Thân: hình trụ D = 3200 mm, H = 14000 mm − Nhiệt độ khơng khí vào: 25-350C − Nồng độ axit tưới, %H2SO4: 93-95% 3.3 Cơng đoạn chuyển hóa SO2 thành SO3: Thiết bị chủ lực: Tháp chuyển hóa Cơng dụng: Dùng để chuyển hóa khí SO2 thành SO3 dây chuyền sản xuất axit sunfuric 22 Cấu tạo: Tháp hình trụ thẳng đứng, bên thiết bị thiết kế với ngăn chứa xúc tác, ngăn có ghi đỡ nằm ngang, ghi đỡ đổ lớp xúc tác V2O5 lớp bảo vệ xúc tác Tháp hình trụ đứng, D = 4250 mm, h = 14720 mm, vỏ thép A515 Trong tháp có lớp xúc tác V2O5, theo thứ tự từ lên trên, lượng xúc tác sau: − Lớp 1: 7.11 m2 − Lớp 2: 10.54 m2 − Lớp 3: 13.17 m2 − Lớp 4: 13.38 m2 Tại ngăn chứa xúc tác có cửa nối với ống dẫn khí SO2 vào ống đưa hỗn hợp SO2, SO3 Dòng khí thiết kế từ xuống qua lớp xúc tác Ngồi ra, tháp bố trí cửa người tương ứng khoang chứa xúc tác Thân tháp dài 10 m, bọc lớp bảo ơn dày 125 mm 4.4 Cơng đoạn hấp thụ SO3 thành H2SO4: Thiết bị chủ lực: Tháp hấp thụ Cơng dụng: Dùng để hấp thụ khí SO3 sau qua tháp tiếp xúc, axit H2SO4 Cấu tạo: Tháp hấp thụ hình trụ thẳng đứng xây lớp gạch chịu axit, phần thiết bị gắn phận lọc mù Ở bên thiết kế lớp đệm n ngựa Dạng tháp chêm: hình trụ thẳng đứng, D = 3600 mm, h = 14300 mm Vỏ chế tạo thép A515 dày mm, bên có lót lớp gạch chịu axit Cách đáy m có ghi để đỡ vật liệu đệm, ghi tạo thành ngang xếp sát nhau, phần phía gần đáy người ta xếp vòng sành có đường kính 150, 120, 100, 80, 50 mm lớp đổ ngẫu nhiên vòng sành có đường kính nhỏ Axit tưới từ xuống khí thổi từ lên Ở đỉnh tháp bố trí phận phân phối axit – hệ thống máng tưới gồm máng hình chữ nhật cao 120 mm, bề rộng 60 mm Các máng ghép lại với thành hình tròn đặt đỉnh tháp, thành máng tưới có cưa để phân phối axit Khi bắt đầu chạy tháp hay sau dừng tháp để đại tu, để vận hành tháp trở lại, trước hết ta phải cho axit tưới ướt đệm tháp từ - 8h cho khí vào để thực q trình hấp thụ Nếu khơng có q trình làm ướt đệm này, hiệu suất q trình hấp thụ thấp diện tích bề mặt truyền khối giảm đáng kể 23 4.5 Những cố, ngun nhân, cách khắc phục: Bảng 3: Một số cố, ngun nhân, cách khắc phục Sự cố Bể chứa lưu huỳnh có nhiều bọt khí, váng Hơi nước mạnh mặt hồ lưu huỳnh Lưu huỳnh tan chậm Nhiệt độ lò đốt nồng độ SO2 khơng ổn định Béc phun lưu huỳnh bị tắc, khơng ổn định Lưu huỳnh đóng rắn lại gây tắt TB hay ống dẫn Ngun nhân Độ ẩm lưu huỳnh q cao Thủng ống trao đổi nhiệt Hơi cấp khơng đủ áp lực Béc phun lưu huỳnh bị tắc, khơng ổn định Nhiệt độ lưu huỳnh sau lò đốt báo sai Lưu huỳnh bị bẩn, nhiệt độ lưu huỳnh khơng phù hợp, bơm yếu, đường ống nghẹt Do thiếu khơng khí hay nhiệt độ cháy q thấp thường xảy khởi động hay dừng xưởng Cách khắc phục Sử dụng lưu huỳnh có độ ẩm đạt u cầu, vớt váng ngồi Thay ống trao đổi nhiệt hàn chỗ ống xì Kiểm tra van khắc phục Kiểm tra khắc phục Kiểm tra khắc phục Tiến hành đốt dầu DO trước phun lưu huỳnh vào đốt, nhằm sấy hệ thống tạo độ đồng hệ thống đồng thời tránh nóng cục đốt lưu huỳnh (do lưu huỳnh cháy toả nhiệt mạnh) V Sản phẩm kinh tế cơng nghiệp: 5.1 Chủng loại sản phẩm:  Axit sunfuric kỹ tht: − Cơng thức hóa học: H2SO4 − Sản xuất từ ngun liệu lưu huỳnh theo phương pháp tiếp xúc kép − Ứng dụng: Axit sunfuric hóa chất dùng nhiều ngành cơng nghiệp, sản xuất phân khống, loại muối, axit khác sản phẩm hữu (chế tạo sơn, bột màu, chất tạo khói, chất nổ,…) Ngồi dùng ngành lọc dầu, luyện kim, gia cơng kim loại, chế tạo sợi nhân tạo, làm chất hút ẩm… 24 Sơn Dầu Ứng dụng acid sunfuric Phân bón Luyện kim Chất tẩy rửa Phẩm nhuộm Hình 1: Ứng dụng axit sunfuric cơng nghiệp  Phèn nhôm (phèn đơn): − Phèn nhôm kỹ thuật loại 15% Al2O3 17% Al2O3 − Công thức hóa học: Al 2(SO4)3.18H2O ( 15% Al2(SO4)3.14H2O (17% Al2O3) 25 Al2O3) Sản xuất từ nguyên liệu acid sunfuric kỹ thuật Hydroxyt Nhôm − Công dụng: dùng cho sản phẩm ngành sản xuất giấy, lọc nước… − Chỉ tiêu: + Ngoại quan: dạng tấm, miếng, có dạng không xác đònh Có màu trắng hay vàng đục + Hàm lượng Al2O3: 15% 17% + Hàm lượng Fe2O3: ≤ 0.02% + Hàm lượng cặn không tan: ≤ 0.2% + Hàm lượng As2O3: ≤ 0.0001% + Hàm lượng H2SO4 tự do: ≤ 0.1%  Hơi nước: − Là sản phẩm phụ nhà máy sản xuất acid sunfuric, dùng nội phần nhỏ để nấu lưu huỳnh trì nhiệt độ lưu huỳnh dạng lỏng Phần lại bán cho nhà máy khác khu vực − Cách thức vận chuyển: đường ống − 5.2 Tình hình phát triển kinh doanh: Chương trình sản xuất tiêu thụ axit sunfuric: Bảng 1: Chương trình sản xuất tiêu thụ acid sunfuric (đơn vị: tấn/năm) STT Năm Kế hoạch Sản xuất Sử dụng tiêu thụ Sử dụng nội Thực phẩm Trong nước Xuất 2008 2009 2010 2011-2012 2013 54000 54000 20000 34000 33300 700 60000 60000 25000 35000 34000 1000 60000 60000 25000 35000 34000 1000 60000 60000 25000 35000 33800 1200 60000 60000 25000 35000 33800 1200 Đối với sản phẩm acid sunfuric, với nhu cầu thị trường ngày tăng, kế hoạch sản xuất từ năm 2009 đạt 100% thiết kế đảm bảo u cầu tiêu thụ Vì vậy, nhà máy có hướng đầu tư chiều sâu nâng cơng suất dây chuyền lên 100.000 tấn/năm cho tương lai 5.3 Điều kiện mẫu bao bì: − Can 23 lít 26 Hình 2: Can nhựa chứa Axít Sunfuric − Bồn chun dùng (thường sắt) 5.4 Tiêu chuẩn quy định chất lượng acid sulfuric: − Chất lỏng sánh, tỷ trọng > 1.8 g/cm3 − H2SO4 ≥ 97% − Fe ≤ 0.01% − Cặn khơng bay ≤ 0.02% 5.5 Thị trường tiêu thụ: − Đây nguồn ngun liệu chủ yếu cung cấp cho ngành sản xuất cơng nghiệp nước : Hiện Nhà máy có lượng khách hàng truyền thống hộ tiêu thụ lớn, ổn định ký hợp đồng tiêu thụ năm Các sản phẩm bán Nhà máy cung cấp đến nơi sử dụng tùy theo u cầu khách hàng − Thị trường quốc tế : Việc xuất sản phẩm thực theo phương thức giao hàng biên giới (đối với Campuchia, Lào)… tùy theo u cầu khách hàng với đầy đủ thủ tục bn bán quốc tế Nhằm tăng cạnh tranh mở rộng thị trường Cơng ty có điều chỉnh giá cả, dự án tính đến hội nhập thị trường AFTA, sản phẩm xuất có mức giá bán thấp giá bán thị trường nước ngang với nước có sản xuất sản phẩm Để đảm bảo tránh tồn kho lớn, ứ đọng sản phẩm, việc lập kế hoạch chương trình giao hàng thực theo q năm nhằm góp phần chủ động tăng hiệu hoạt động sản xuất kinh doanh VI NHẬN XÉT VÀ ĐỀ NGHỊ CỦA SINH VIÊN: 6.1 Nhận xét cơng nghệ sản xuất: Đây nhà máy có cơng nghệ sản xuất tiên tiến Cơng Ty Cổ Phần Thiết Kế Cơng Nghiệp Hóa Chất thiết kế cung cấp thiết bị, dây chuyền sản xuất cơng 27 đoạn phụ trợ khí hóa tự động hóa cấp độ cao, sản xuất sản phẩm có chất lượng suất cao, giảm mức tiêu hao nhiên vật liệu, vật tư, điện Tồn thiết bị điện hệ thống phần mềm điều khiển q trình sản xuất axit sunfuric hãng ABB (Thụy Sĩ) Các thiết bị điện tiên tiến có độ bền, độ ổn định, độ xác cao, có khả kiểm sốt q trình, đáp ứng u cầu cơng nghệ Phần mềm điều khiển q trình tối ưu hóa cơng nghệ sản xuất axit sunfuric Q trình sản xuất hệ thống kiểm sốt chất lượng theo tiêu chuẩn ISO 9001:2008 hệ thống kiểm sốt mơi trường theo tiêu chuẩn ISO 14001:2004 Nhà máy trang bị phòng thí nghiệm kiểm tra chất lượng sản phẩm bao gồm thiết bị đại, tiên tiến Hệ thống máy kiểm sốt chất lượng tồn ngun nhiên liệu, phụ gia đầu vào suốt q trình sản xuất Kết phân tích tự động điều khiển tồn q trình sản xuất theo thơng số lập trình trước Tồn hoạt động nhà máy điều khiển từ phòng điều khiển trung tâm (CCR) thơng qua hệ thống máy vi tính phần mềm chun dụng Phòng điều khiển trung tâm gồm kỹ sư đào tạo chun sâu vận hành nhà máy sản xuất axit sunfuric, bên cạnh có trợ giúp chun gia vận hành kinh nghiệm nhà máy Các sản phẩm Nhà Máy Hóa Chất Tân Bình ngun liệu cho ngành: cơng nghệ điện tử, bình ắc quy, sản phẩm giấy, sản xuất phân bón, cơng nghệ sản xuất phèn lọc nước, xử lý nước, sản xuất thủy tinh, gốm sứ, vật liệu chịu lửa, xi măng trắng, nhơm kim loại… Để đáp ứng nhu cầu ngày cao khách hàng, Nhà Máy Hóa Chất Tân Bình liên tục nâng cao cơng suất, cải tiến chất lượng sản phẩm kết hợp cơng nghệ truyền thống đại Axit sunfuric sản phẩm nhà máy, chiếm thị phần ưu thị trường nội địa 6.2 Đề nghị sinh viên: Ở q trình làm nguội dòng khí SO sau q nhiệt nước q trình dòng khí SO3 làm nguội khơng khí Vì có lượng nhiệt ngồi lớn tác hại dòng khí gây tổn hao nhiệt, nóng khu vực xung quanh Vì em đề nghị nên cho hỗn hợp khơng khí khơ sau tháp sấy vào làm nguội để tận dụng nhiệt Ở q trình chuyển hóa nhiệt độ vào lớp 2, 3, theo em khơng hợp lý Bởi nồng độ SO2 lớp thấp so với lớp (do phản ứng) nên nhiệt độ thích hợp để hoạt động tăng lên Vì vậy, để nhiệt độ đầu vào 435-445 0C thời gian phản ứng lâu lượng xúc tác sử dụng lớn nên khơng mang tính kinh tế cao Nên em xin đề nghị cơng ty nên nghiên cứu lại nhiệt độ vào lớp chuyển hóa Ở q trình hấp thụ, nhiệt độ acid vào là: tháp sấy(66 0C), hấp thụ 1(820C), hấp thụ (790C) Mà q trình hấp thụ, nhiệt độ thấp hấp thu tốt Vì thế, em đề nghị nên hạ thấp nhiệt độ hấp thu để mức hấp thụ tốc độ hấp thu tăng Ở cơng đoạn nấu lưu huỳnh Lưu huỳnh vận chuyển băng tải từ nhà chứa đến bể nấu lưu huỳnh, lưu huỳnh nằm thành đống thành hồ, cơng nhân phải gạt lưu 28 huỳnh xuống để giàn mà bột lưu huỳnh độc nên em xin đề nghị cơng ty lắp thêm cần gạt tự động để hiệu tốt tốn nhân cơng Ở cơng đoạn làm nguội acid sau hấp thụ sau sấy ta nên sử dụng nước vơ khống từ bồn khử khí để tận dụng nhiệt Bởi ta làm nguội nước chứa tháp giải nhiệt nước 409A/B lượng nhiệt mơi trường ngồi, ta sử dụng nước từ bồn khử khí ta tận dụng lượng nhiệt để nâng nhiệt độ nước lên cho vào lò Khi ta sản xuất nhiều ta sử dụng tháp giải nhiệt Theo em thiết bị làm nguội acid sau sấy sau hấp thụ dư cơng suất theo em nên để thiết bị làm nguội dòng acid cho vào thấp hấp thụ ln để khỏi tốn thêm thiết bị Ta sử dụng chia dòng thiết bị để đạt nhiệt độ thích hợp nồng độ acid vào ba tháp 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Đỗ Bình, Cơng Nghệ Axit Sunfuric, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1999 Một số tài liệu tham khảo nhà máy 30 ... phường 15, quận Tân Bình, thành phố Hồ Chí Minh Ngày 24 /4 năm 20 09 nhà máy di dời từ Tân Bình đến Biên Hòa, Đồng Nai, lấy tên nhà máy nhà máy hóa chất Tân Bình 1 .2 Sơ bố trí mặt sở sản xuất Đặc điểm... hành nhà máy sản xuất axit sunfuric, bên cạnh có trợ giúp chun gia vận hành kinh nghiệm nhà máy Các sản phẩm Nhà Máy Hóa Chất Tân Bình ngun liệu cho ngành: cơng nghệ điện tử, bình ắc quy, sản. .. 1 .2. 1 Tổng quan nhà máy Hóa Chất Tân Bình 2: Tùy vào đặc điểm cơng đoạn sản xuất để bố trí nhà xưởng thích hợp Riêng chu trình sản xuất acid sunfuric lắp đặt theo chu trình khép kín, liên tục Các