Đồ án tìm hiểu quá trình tinh chế khí của nhà máy đạm phú mỹ

Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Hương
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
1









ĐỒ ÁN

Tìm hiểu quá trình tinh chế khí
của nhà máy đạm Phú Mỹ









Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Hương
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
2

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn Nhà máy Đạm Phú Mỹ đã tạo điều
kiện cho tôi được thực tập tại Nhà máy.
Tôi xin cảm ơn các kỹ sư công tác tại phòng Công Nghệ -
Nghiên cứu và Phát triển, các cán bộ công nhân viên Xưởng
amonia Phòng Phân tích, phòng tổ chức và kỹ sư Trần Hữu Việt đã
trực tiếp hướng dẫn, cung cấp tài liệu và nhiệt tình chỉ bảo, giúp đỡ
tôi trong quá trình thực tập.
Và với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành gửi lời cảm
ơn tới các thầy cô trường Đại học mỏ địa chất, các thầy cô trong bộ
môn lọc hoá dấu khoa dầu khí đặc biệt là thầy Nguyễn Anh Dũng đã
hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đồ án này.
















Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Hương
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
3

LỜI MỞ ĐẦU
Dầu khí là một nguồn tài nguyên thiên nhiên vô cùng quý giá.
Các sản phẩm của dầu được ứng dụng trên tất cả các lĩnh vực từ
cung cấp nguyên liệu, nhiên liệu cho các ngành công nghiệp (công
nghiệp hoá dầu, công nghiệp điện …) cho đến phục vụ các nhu cầu
dân dụng. Đây là một nguồn năng lượng quan trọng, có thể đánh giá
kinh tế của một quốc gia thông qua hoạt động của ngành công
nghiệp năng lượng này.
ở Việt Nam, dầu khí tuy còn là một ngành công nghiệp non
trẻ nhưng đầy triển vọng và đã sớm khẳng định được vị trí quan
trọng khi đóng góp một phần lớn vào GDP của đất nước. Đảng và
nhà nước khẳng định:Công nghiệp dầu khí là nhành công nghiệp
mũi nhọn, góp phần thúc đẩy nền kinh tế nước ta trong công cuộc
công nghiệp hoá, hiện đại hoá và hội nhập quốc tế.
Tiềm năng dầu khí của nước ta đã được khẳng định, tuy nhiên
việc khai thác và sử dụng nguồn tài nguyên này chưa được hợp lí.
Trong gần 10 năm khai thác dầu, ta buộc phải đốt bỏ 92% lượng khí
đồng hành, không chỉ làm lãng phí một lượng lớn tài nguyên của đất
nước mà còn gây ô nhiễm môi trường. Năm 2004 nhà máy đạm Phú
Mỹ được đưa vào hoạt động đã đánh dấu một giai đoạn mới trong
việc tận dụng nguồn tài nguyên này.
Nhà máy đạm Phú Mỹ sử dụng cộng nghệ hiện đại của
Haldor Topsoe A/S , Đa Mạch và Snamaprogetti S.p.A, Italy, sản
phẩm thu được là NH
3
thương phẩm, urê và điện. quá trình tinh chế
khí là không thể bỏ qua và cần được thực hiện một cách nghiêm
ngặt bởi nguồn nguyên liệu đầu vào của nhà máy chứa nhiều các
hợp chất dị nguyên tố độc hại ảnh hưởng rất lón đến qua trình Ure

tuy la nguồn sản phẩm chính của nhà máy nhưng NH
3
cũng không
thể thiếu trong nhà máy bởi nó không chỉ la nguồn nguyên liệu
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Hương
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
4

chính để sản suất Ure mà nó còn đóng góp một phần không nhỏ về
kinh tế cho nhà máy. Để đảm bảo nguồn NH
3
cung cấp đủ năng
suất và chất lượng thì quá trình tinh chế là không thể bỏ qua bởi các
tạp chất bị lẫn trong khí sẽ ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả của sản
phẩm, thậm chí làm cho qua trình tổng hợp không thể thực hiện
được do đó ta cần tìm cách loại bỏ hoặc hạn chế những ảnh hưởng
xấu đó của chúng.
Xuất phát từ thực tế đó tôi đã chọn đề tài: Tìm hiểu quá trình
tinh chế khí của nhà máy đạm Phú Mỹ bao gồm các công đoạn :
Quá trình hydro hoá và loại các hợp chất lưu huỳnh.
Quá trình reforming
Quá trình chuyển hoá CO
Qúa trình hấp thụ CO
2
bằng MDEA
Qúa trình mêtan hoá.
cho đồ án tốt nghiệp của mình

Tuy nhiên do thời gian và trình độ còn hạn chế cho nên trong
đồ án không tránh khỏi những sai sót, kính mong thầy cô giáo, các

anh chi và các bạn góp ý kiến để đồ án được hoàn thiện hơn. Em xin
cảm ơn!
Hà Nội, ngày… tháng…năm 2006
Khí tự
nhiên

Khử
Lýu
Lò
Reformin
CO2 đi tổng hợp
Urê ( 1600
Không khí (đ
ể

Tháp
chuy
ển
Tháp
tách

Tháp
Mêtan

Vòng
tổng
h
ợp
Amôniắc
thành

ph
ẩm


Hõi ný
ớc

SÕ
Đ
Ồ 2:

Q
UY TRÌNH S
ẢN XUẤT AMÔNIẮC

Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Hương
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
5

Sinh viên thực hiện.


Nguyễn Thị Hương



CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ KHÍ
1.1 Nguồn gốc hình thành dầu và khí
Hiện nay chúng ta chưa biết chính xác nguồn gốc dầu mỏ và
khí tự nhiên mà chỉ có thể giải thích bằng các thuyết khác

nhau.Trong đó thuyết nguồn gốc hữu cơ là được nhiều người chấp
nhận nhất .
Theo thuyết này có lẽ xác thực vật, động vật, mà chủ yếu là
các loại tảo phù du sống trong biển đã lắng đọng, tích tụ cùng với
các lớp đất đá trầm tích vô cơ xuống đáy biển từ hàng triệu năm về
trước đã biến thành dầu mỏ, sau đó thành khí tự nhiên. Có thể quá
trình lâu dài đó xảy ra theo ba giai đoạn: biến đổi sinh học bởi vi
khuẩn, biến đổi hoá học dưới tác dụng của các điều kiện địa hoá
thích hợp và sự di chuyển tích tụ các sản phẩm trong vỏ trái đất .
a. Giai đoạn biến đổi sinh học :
Xác động thực vật bị phân huỷ bởi các vi khuẩn ưa
khí,sau đó bởi các vi khuẩn kị khí trong quá trình trầm lắng dần
trong nước biển. Các albumin bị phân huỷ nhanh nhất, các
hydrocacbon bị phân huỷ chậm hơn. Các khí tạo ra như H
2
S, NH
3
,
N
2
, CO, CH
4
hoà tan trong nước rồi thoát ra ngoài, phần chất hữu
cơ còn lại bị chôn vùi ngày càng sâu trong lớp đất đá trầm tích.
Không gian ở đó xảy ra quá trình phân huỷ sinh học đó gọi là vùng
vi khuẩn .
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Hương
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
6

Dầu mỏ đang được tạo thành ở dạng hỗn hợp lỏng có thể Giai
đoạn biến đổi hoá học :
b.Giai đoạn biến đổi hóa học:
Ơ giai đoạn này, vật liệu hữu cơ còn lại, chủ yếu là các chất
lipit, nhựa, terpen, axit béo, axit humic tham gia các phản ứng hoá
học dưới tác dụng xúc tác của các chất vô cơ trong đất đá ở điều
kiện lớn hàng trăm, thậm chí hàng nghìn atmotphe, ở một vài trăm
độ bách phân. Các chất vô cơ khác nhau, đặc biệt là các
aluminóilicat, có thể đóng vai tò xúc tác. Quá trình biến đổi hoá học
xảy ra vô cùng chậm. Càng xuống sâu, thời gian càng lớn, sự biến
đổi đó càng xảy ra sâu xa theo chiều hướng:

Hợp chất phức tạp sinh vật  hợp chất hữu cơ đơn giản
Hợp chất thơm phức tạp  hợp chất thơm đơn giản



naphten


parafin
HC phân tử lượng lớn

HC phân tử lượng bé
Phản ứng chủ yếu xảy ra trong giai đoạn hoá học là phản ứng
cracking, trong đó mạch cacbon của phân tử chất hữu cơ bị đứt gãy
dần. Kết quả là các chất hữu cơ đơn giản hơn, chủ yếu là các
hydrocacbon, sinh ra ngày càng nhiều.
Đồng thời với việc xảy ra các phản ứng cracking phân huỷ đó
là quá trình ngưng tụ, kết hợp một số chất hữu cơ tương đối đơn

giản vừa tạo thành để tạo ra các chts hữu cơ phức tạp hơn:các chất
nhựa, asphlten. Các chất nhựa, asphalten tan kém, nặng hơn nen
phần lớn bị kết tủa, sa lắng, phần ít còn lại lơ lửng phân tán trong
khối chất lỏng hydrocacbon sinh ra bởi quá trình cracking.
Tập hợp các phản ứng địa hoá đó đã biến dần các vật liệu hữu
cơ thành dầu mỏ và khí tự nhiên. Như vậy có thể coi khí tự nhiên là
sản phẩm của quá trình phân huỷ hoá học của dầu mỏ. Dầu mỏ càng
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Hương
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
7

già càng nhẹ đi, càng chứa it chất phức tạp, càng biến nhiều thành
khí .
c.Giai đoạn di chyển tích tụ tao thành mỏ :
Bị di cư từ chỗ này sang chỗ khác dưới tác dụng vận động của
vỏ trái đất. Chúng thẩm thấu, chui qua các lớp đá xốp, chúng chảy
theo các khe nứt và có thể bị tập chung, bị giữ trng những tầng đá
đặc khít, tạo ra các túi dầu mà ta thường gọi là các mỏ dầu. Trong
các mỏ dầu các quá trình hoá học vẫn tiếp tục xảy ra, dầu vẫn liên
tục biến thành khí, tạo ra các mỏ khí.
Quá trình hình thành dầu à khí xảy ra rất chậm, kéo dài hàng
chục, thậm chí hàng trăm triệu năm rồi và vẫn đang xảy ra, do đó
tuổi của dầu mỏ, của khí tự nhiên là rất lớn.
1.2.Phân loại khí:
a. Phân loại theo nguồn gốc hình thành khí
Theo nguồn gốc khí khai thác, người ta chia thành khi tự
nhiên ( còn gọi là khí không đồng hành) và khí đồng hành. Có thể
có những khí phi hydrocacbon như CO
2
, H

2
S, N
2
, He, Ar… với
lượng nhỏ và được xem là tạp chất .
* Bảng 1.1 trình bày khí không khí không đồng hành là khí
khai thác từ mỏ khí, thường giàu metan, etan còn các khí khác như
propan, butan, pentan …có hàm lượng ít hơn.
* Khí đòng hành là khí khai thác cùng với dầu. Khi ở dưới
mỏ, các khí nhẹ như metan, etan, propan…tan hầu hết trong dầu.
Nhưng khi khai thác lên được tách thành pha khí, khí này còn gọi là
khí đồng hành.
Trong khí đồng hành và khí không đồng hành, ngoài các
hydrocacbon còn đồng hành, bảng 1.2 trình bày thành phần khí đồng
hành của một số mỏ ở Nga và Việt Nam
Bảng 1.1:Thành phần (%V)một số mỏ khí không đồng hành
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Hương
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
8

Cấu tử

Mỏ Xibêri
(Nga)
Urengôi
(Nga)
Lan Tây
(Việt Nam)

Lan Đỏ

(Việt Nam)
Rồng đôi
(Việt Nam)
C
1
99,0 97,9

88,5 93,3 81,41
C
2
0,05 0,2

4,3 2,3 5,25
C
3
0,01 0,1

2,4 0,5 3,06
C
4
0,003

0 0,6 0,1 1,47
C
5
+

0,001

0 1,4 0,2 0,55

N
2
0,40 1,5

0,3 1,6 0,08
CO
2
0,50 0,3

1,9 1,2 5,64
H
2
S 0 0 1,0 0 0

Bảng 1.2:Thành phần (%V) của khí đồng hành một số mỏ
Cấu tử Mỏ Quibisep

MỏVolgagrad

MỏBạch
Hổ
Mỏ Rồng

Mỏ Ruby

C
1
39 39,91 76,25 76,82 76,54 78,02
C
2

25,23 8,13 11,87 6,89 10,67
C
3
17,72 8,96 5,98 8,25 6,70
C
4
5,78 3,54 1,04 0,78 1,74
C
5
+

1,1

3,33

0,32

0,05

0,38

N
2
11,13 1,25 0,50 - 0,60
CO
2
0,46 0,83 1,00 - 0,07
H
2
S 0,35 0 0 - -

Nói chung, về thành phần định tính, khí tự nhiên và khí đồng
hành không có gì khác biệt nhau nhiều nhưng về định lượng thì khí
không đồng hành giàu mêtan hơn, còn khí đồng hành chứa hàm lượng
etan ít hơn nhưng các khí nặng như etan, propan, butan lại có hàm lượng
lớn hơn.Tuy vậy, thành phần trình bày ở bảng 1.1 và 1.2 có thể thay đổi
theo thời gian khai thác và tuỳ thuộc từng mỏ và nguồn gốc hình thành
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Hương
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
9

mỏ. b.Phân loại theo hàm lượng hydrocacbon
Theo cách phân loại này, người ta thường phân biệt khí béo và khí
gầy (hay khí giàu, khí nghèo).
 Khí béo(khí giàu) là khí có hàm lượng C
3
+

50g/m
3
khí ở
điều kiện 15
0
C và 101,3Kpa.
 Khí gầy( khí nghèo) là khí có hàm lượng C
3
+


50g/m

3
khí ở
điều kiện 15
0
C và 101,3Kpa.
Nếu khí thuộc loại khí béo, người ta chọn công nghệ thích
hợp để tách C
3
+
thành các sản phẩm lỏng(LPG,condensate ). Ngược
lại, nếu khí thuộc loại khí gầy thì sau khi loaị bỏ các tạp chất (như
nước,CO
2
,H
2
S, N
2
…) người ta dùng khí làm nhiên liệu cho nhà máy
điện hoặc đun nấu.
c. Phân loại theo hàm lượng khí axit.
Theo cách phân loại này, người ta phân biệt khí chua và khí
ngọt.
 Khí chua là khí tự nhiên (hoặc khí đồng hành) chưá hàm
lượng H
2
S >5,8g/m
3
khí ở điều kiện 15C và 101,3Kpa hay chứa
hàm lượng CO
2

>2%V
 Trong đó: khí ngọt khí có hàm lượng H
2
S hay CO
2
nhỏ hơn
quy định trên.
Nếu khí thuộc loại chua, trong dây chuyền công nghệ xử lý
khí phải có phân xưởng loại bỏ khí axit H
2
S và CO
2
(gọi là phân
xuởng làm ngọt khí). Nếu khí thuộc loại ngọt thì không cần phân
xưởng này.

1.3. Tính chất hoá lý của hydrocacbon.
 .Các hydrocacbon trong khí là hydrocacbon no, nên tính chất
của khí là tính chất của hydrocacbon no. Ơ điều kiện thường các
hydrocacbon no rất bền vững do cấu trúc có liên kết C-C và C-H
không phân cực hoặc ít phân cực, do đó cúng không phản ứng với
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Hương
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
10

axit hoặc bazơ mạnh và với nhiều hoá chất khác. Các khí
hydrocacbon no có một số tính chất hoá học sau đây:
 Phản ứng halogen hoá :
R-H + HNO
3

 R-H + HX
 Phản ứng nitro hoá:
R-H + HNO
3
 
CO
0
45
R-NO
2
+ H
2
O
 Phản ứng hydro hoá cắt mạch:
R-H + H-O- SO
3
-H  R-SO
3
-H + H
2
O
 Phản ứng nhiệt phân:
R-CH
2
- CH
2
-R
'
 
TXT ,

R-CH = CH
2
+ R
'
-H
 Phản ứng cháy:
R-H + O
2

O
T
CO
2
+ H
2
O + Q
 .Các hydrocacbon có những tính chất vật lý chung :
 Khí hydrocacbon không màu, không mùi không vị. Vì vậy để
kiểm tra độ rò rỉ của khí người ta thêm vào chất tạo mùi, tuỳ theo
yêu cầu mức độ an toàn. Chất tạo mùi thường sử dụng trong các quy
trình kiểm tra độ rò rỉ của khí mecâptan.
 Tính tan của chúng không giống nhau, không trộn lẫn với
nước và để dàng hoà tan trong các dung môi hữu cơ.
 Điểm sôi của các hydrocacbon no mạch thẳnh tăng dần theo
số nguyên tử cacbon trong mạch.
 .Khối lượng riêng, tỷ khối.
Khối lương riêng của khí là khối lương của một đơn vị thể
tích khí ở điều kiện nhiệt độ và áp suất xác định. Người ta thường
xác định ở 15
0

C và101,3kpa (hay 1atm). Khối lượng riêng của khí
thường kí hiệu là  và đơn vị đo thường là kg/m
3
.
Tỷ số giữa khối lượng riêng của a đối với khí b đo ở cùng
điều kiện nhiệt độ, áp suất gọi là tỷ khối của A so với B. Người ta
thường chon B là không khí, khi đó tỷ khối của khí A so với không
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Hương
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
11

khí là:
d
kkA/
=
kk
A


=
kk
A
M
M
(1.1)

M
a
-Khối lượng phân tử trung bình của khí A
M

kk
- Khối lượng phân tử trung bình của không khí
 Áp suất hơi bão hoà, nhiệt độ sôi.
Mối quan hệ giữa nhiệt độ sôi và áp suất hơi bão hoà của một
chất lỏng được biểu diễn bằng phương trìnhclâpỷon-claucíu.

dT
Pd ln
=
2
0
RT
bh

(1.2)
Trong đó: P – Ap suất hơi bão hoà củachất lỏng ở nhiệt độ
t(
o
k)
R – hằng số khí

o
bh
H - ẩn nhiệt hoá hơi của chất lỏng
Vì
o
bh
H > 0 và T > 0 nên áp suất hơi bão hoà tăng khi nhiệt
độ tăng và ngược lại.
1.4.Các thông số tới hạn.

Nhiệt độ và áp suất tới hạn là nhiệt độ và áp suất mà tại đó
không còn sự khác biệt giữa tính chất pha lỏng và pha khí (độ nhớt,
khối lượng riêng và các tính chất lý hoá khác đều đồng nhất giữa hai
pha)
Trên bảng 1.3 trình bày các thông số vật lý quan trọng của
một số chất
Bảng 1.3: Các thông sốvật lý quan trọng của một số chất

Cấu tử
Nhiệt độ sôi Nhiệt độ tới hạn
Ap suấ
t
tới hạn
Thể tí
ch
tới hạn
Hệ số
nén tới
hạn

0
C
0
K
0
C
0
K Mpa Cm
3
/g

C
1

-161,49

111,66

-82,6 190,85 4,61 6,1985 0,288
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Hương
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
12

C
2

-88,67 184,52

32,28 305,43 4,88 4,9126 0,285
C
3

-42,07 231,08

96,67 369,82 4,25 4,568 0,281
nC
4

-0,5 272,65

125,01 425,16 3,80 4,3945 0,274

i C
4

-11,73 261,42

134,98 408,13 3,65 4,5256 0,283
nC
5

36,74 309,07

196,5 169,65 3,37 4,3071 0,262
iC
5

27,872 301,00

187,24 460,39 3,38 4,2759 0,270
C
6

68,74 341,89

234,2 507,35 3,01 4,2559 0,264
C
7

98,43 371,58

267,0 540,15 2,74 4,2572 0,263

C
8

125,67 308,82

295,61 568,76 2,49 4,2372 0,259
C
9

150,79 324,95

321,41 594,56 2,29 4,2010 0,254
C
10

174,12 447,27

344,4 617,5 2,10 4,1885 0,275
N
2

-159,8 77,36 -149,9 126,26 3,40 3,2147 0,292
H
2
S
-78,48 194,67

100,4 373,6 9,01 - 0,283

1.5.Giới hạn cháy nổ.

Hỗn hợp của một khí nhiên liệu với không khí hoặc oxy
nguyên chất với một tỷ lệ nhất đinh có thể cháy khi gặp nguồn lửa.
 Giới hạn cháy nổ dưới là nồng độ nhỏ nhất (tính theo %v hay
% mol) của khí nhiên liệu với không khí (hoặc oxy) có thể cháy khi
gặp nguồn lửa.
 Giới hạn cháy nổ trên là nồng độ lớn nhất (tính theo %v hay
% mol)của nhiên liệu với không khí (hoặc oxy) có thể cháy khi gặp
nguồn lửa.
Khoảng nồng độ bao hàm giữa giới hạn cháy nổ dưới và giới
hạn cháy nổ trên là vùng cháy nổ. Khi nồng độ nhiên liệu nhỏ hơn
giới hạn cháy nổ dưới, khí không thể cháy vì quá loãng. Ngược lại
khi nồng độ nhiện liệu lớn hơn giới hạn cháy nổ trên thì khí không
thể cháy được do thiếu oxy.
Bảng 1.3: Giới hạn cháy nổ của một số nhiên liệu ở 1atm
Nhiên
liệu
Hỗn hợp với không khí Hỗn hợp với oxy
Giới hạn dưới

Giới hạn trên Giới hạn dưới

Giới hạn trên
C
1


5,3

14,0

5,4

61,0

Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Hương
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
13

C
2

3,0 12,5 6,0 66,0
C
3

2,2 9,5 2,3 55,0
nC
4

1,9 8,5 1,8 49,0
i C
4

1,8 8,4 1,8 49,0
nC
5

1,5 8,3 - -
iC
5

1,4 8.3 - -
nC
6

1,2 7,7 - -
H
2
S
4,3 45,5 - -
Etylen 3,1 32,0 3,0 80,0
Propylen

2,4 10,3 2,1 53,0
Benzen 1,4 7,1 2,6 30,0

Trong thực tế, ta thường phải làm việc với hỗn hợp khí, do đó
phải tính giới hạn cháy nổ dựa theo công thức (1.3) dưới đây:
Y =
k
k
N
n
N
n
N
n

100
2

2
1
1
(1.3)
Trong đó :n
1
n
2
…n
k
là trị số % thể tích hay %mol của các
khí có trong hỗn hợp.
N
1
N
2
…N
k
là giới hạn cháy nổ.
Y là giới hạn cháy nổ của hỗn hợp
1.6. Nhiệt cháy (còn gọi là nhiệt trị hay năng suất toả nhiệt).
Khi nhiên liệu phản ứng phát ra ánh sáng và toả nhiều nhiệt.
Lượng nhiệt do một lượng nhiên liệu (1kg hay 1m
3
khi ở điều kiện
tiêu chuẩn) cháy hoàn toàn giải phóng ra gọi là nhiệt cháy (hay nhiệt
trị). Người ta thường phân biệt nhiệt trị cao hay nhiệt trị thấp (hoặc
nhiệt trị trên và nhiệt trị dưới).
 Nếu nước do phản ứng cháy tạo ra tồn tại ở thể lỏng, nhiệt tảo
ra được gọi là nhiệt trị cao.

Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Hương
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
14

 Nếu nước do phản ứng cháy tạo ra tồn tại hoàn toàn ở thể hơi,
nhiệt toả ra được gọi là nhiệt trị thấp.
 Đơn vị đo của nhiệt trị có thể là btu/lb, kj/k, kcal/kg hay kj/m
3
, kcal/m
3
…
Bảng 1.5: Nhiệt trị của một số chát ở 15
o
C, 1atm

C
1
C
2
C
3
iC
4
nC
4
iC
5
nC
5

MJ /kg lỏng
MJ/kg khí lý tưởng
MJ/m
3
khí lý tưởng
MJ/m
3
lỏng
-
55,563

37,694

-
51,586

51,920

66,032

18458
50,008

50,387

93,972

25394
49,044

49,396

121,43

27621
49,158

49,540

121,78

27621
48,579

48,931

149,61

30333
48,667

49,041

149,66

30,709


1.7.Khả năng đánh lửa.
Để gây ra một đám cháy, cần thiêt phải có 3 điều kiện, đó là

vật liệu cháy, tác nhân cháy (ở đây là oxy) và nguồn nhiệt. Trong
không khí, sẽ không có những rủi ro về đánh lửa nếu nhiệt độ hơi
hydrocacbon nhỏ hơn nhiệt độ đánh lửa. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ hơi
hydrocacbon sẽ tự bắt chảy trong không khí mà không cần có mồi
lửa hoặc tia lửa. Hiện tượng này gọi là hiện tương tự đánh lửa.
Bảng 1.6 :nhiệt độ tự đánh lửa của một số khí
Cấu tử Nhiệt độ tự đánh lửa (
o
C)
CH
4

C
2
H
6

C
3
H
8

C
4
H
10

C
5
H

12

C
6
H
14

516
466
430
309
217
256

1.8.Các ảnh hưởng của hydrocacbon đến sức khoẻ con
người.
 Các hydrocacbon nói chung trừ mêtan:dưới dạng hơi
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Hương
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
15

thường nặng hơn không khí, nên bay là là trên mặt đất, nếu hít phải
hơi hydrocacbon ở nồng độ 0,1% khoảng 5 phút sẽ gây choáng
váng. Nếu nồng độ này tăng lên 0,5% thì hít phải trong vòng 4 phút
sẽ có triệu trứng như người say rượu. Nồng độ của các hydrocacbon
tối đa cho phép, để không gây độc hại cho con người là 0,1%, không
kể đến H
2
S.
 Đối với propane và butane: khi propane và butane cháy

trong điều kiện thiếu không khí, chúng tạo thành cacbônmnoxyt do
hiện tượng cháy không hoàn toàn, có thể gây ảnh hưởng đến sức
khoẻ con người.
 anh hưởng của condensate: hơi condensate rất độc ,khi con
người bắt đầu nhiễm hơi xăng thì đầu tiên mắt bị kích thích và sau
đó thì bị các triệu chứng thần kinh như chóng mặt, tiếp theo là cac
bộ phận như cơ, da Sù bị ảnh hưởng nếu trường hợp tiếp xúc nhiều
với condensate. Các hợp chất thơm (nếu có) trong condensate có thể
gây bệnh ung thư. Nếu uống phải condensate có thể gây triệu chứng
buồn nôn, kích thích tuyến nhờn niêm mạc ống tiêu hoá, sau đó có
một vài rối loạn hoặc nếu uống nhiều thì có thể gây mất ý thức.












Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Hương
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
16

CHƯƠNG II:GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ NHÀ MÁY
Vai trò phân bón đối với ngành nông nghiệp là hết sức quan
trọng và hiện nay Việt Nam có nhu cầu rất lớn về phân bón, đặc biệt
là đạm cho sản xuất nông nghiệp. Tuy nhiên cho đến thời điểm
trước năm 2003, sản xuất trong nước mới chỉ đáp ứng được 7% nhu
cầu phân đạm, chủ yếu là từ nhà máy đạm Hà Bắc sử dụng nguyên
liệu than đá. Lượng còn lại hàng năm nhà nước phải nhập khẩu.













1.0
1.3
1.5

1.6
1.875
2.025
1.737
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
Triệu tấn
1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004
Năm
Biểu đồ lượng Urê nhập khẩu của Việt Nam
trong những năm gần đây
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Hương
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
17


Như vậy, có thể thấy rằng nhu cầu sử dụng phân đạm nhập khẩu
sẽ tiếp tục tăng và như vậy sẽ dẫn đến sự phụ thuộc ngày càng lớn
vào thị trường nước ngoài và là một gánh nặng cho nền kinh tế Việt
Nam. Điều này càng thấy rõ hơn nếu qua xem xét một vài nét về
tình hình thị trường cung cấp phân đạm trên thế giới trong những
năm vừa qua.
Châu Á là thị trường tiêu thụ phân đạm lớn nhất thế giới do khu
vực này có nền nông nghiệp chiếm tỷ trọng lớn trong cơ cấu kinh tế
và là một sản phẩm trọng yếu đối với nền nông nghiệp nhưng lại có
sự biến động rất phức tạp với biên độ lớn về giá cả nên hầu hết các

nước trong khu vực, bên cạnh các chính sách tích cực của nhà nước
đều xây dựng các nhà máy sản xuất phân đạm nhằm bình ổn giá,
đảm bảo tự cung cấp sản phẩm ổn định cho nhu cầu thị trường nội
địa và giảm thiểu sự bị tác động của yếu tố bên ngoài.
Từ tình hình trên thấy rằngViệt Nam rất cần thiết phải xây dựng
các nhà máy sản xuất phân đạm lớn để từng bước giảm sự phụ
thuộc vào nhập khẩu, tiết kiệm lượng lớn ngoại tệ cho ngân sách
nhà nước và điều quan trọng là tạo nguồn cung cấp ổn định phân
bón từ sản xuất trong nước để đẩy mạnh sự phát triển của ngành
nông nghiệp, góp phần vào sự phát triển chung của cả nền kinh tế
đất nước.
Tháng 4 năm 2000 Thủ tướng Chính Phủ đã giao cho Tổng Cty
Dầu khí Việt Nam phối hợp với các Tổng Công ty Hóa chất Việt
Nam (Vinachem) và Tổng Cty vật tư Nông nghiệp (Vigecam) lập
Báo cáo nghiên cứu khả thi nhà máy sản xuất phân đạm trên cơ sở
nguồn nguyên liệu khí đồng hành.
Thực hiện chỉ đạo của Thủ tướng Chính Phủ vể việc triển khai
công trình Khí– Điện – Đạm , Tổng Cty dầu khí Việt nam đã khẩn
trương soạn thảo và trình Chính Phủ phê duyệt Báo cáo nghiên cứu
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Hương
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
18

Khả thi dự án theo phương thức Việt Nam tự đầu tư tại khu công
nghiệp Phú Mỹ thuộc tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu.
Tháng 3 năm 2001, Dự Án Nhà máy Đạm Phú Mỹ chính thức
được khởi công. Sau 3 năm tiến hành xây lắp và chạy thử , hiện nay
Nhà Máy đã chính thức đi vào sản xuất với sản lượng trung bình
khỏang 700 ngàn tấn Urê/năm đạt 95% cụng suất thiết kế kèm theo
những quy định nghiêm ngặt về An Toàn, Hiệu Quả và Sức Khỏe

Môi trường
2.1. Sơ lược về khu công nghiệp Phú Mỹ.
Khu công nghiệp Phú Mỹ có tổng diện tích là 1.300 ha. Khu
công nghiệp này được quy hoạch cho các ngành công nghiệp nặng
bao gồm các nhà máy điện, luyện kim, hoá dầu và các ngành công
nghiệp chế biến xuất khẩu.
Hiện tại khu công nghiệp Phú Mỹ đă có hệ thống cơ sở hạ
tầng đáp ứng phù hợp như: Đường bộ, đường sông, các đường
chuyền tải điện, cấp thoát nước, thông tin, tuyến đường ống và trạm
nguồn cấp khí, các cơ sở phụ trợ cảng, nguồn nhân lực và rất gần
các trung tâm phát triển kinh thế và xã hội rất mạnh là Thành Phố
HCM và Vũng Tàu, đó là các điều kiện cần thiết để đảm bảo cho
việc thực hiện đầu tư xây dựng và phát triển cho Dự án Nhà máy
Đạm tại khu vực này.
2.2.Sơ lược nhà máy đạm Phú Mỹ
Nhà máy Đạm Phú Mỹ có diện tích 63 hecta bao gồm:
Đất sử dụng Diện tích yêu cầu
Nhà Xưởng 10 ha
Xưởng anoniac 4,5 ha
Xưởng Ure 1,92 ha
C
á
c c
ô
ng tr
ì
nh ph
ụ

tr

ợ

29 ha

Mở rộng trong tương lai 17,78 ha

Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Hương
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
19

2.2.1 Quy Mô Công Trình.
Nhà máy Đạm Phú Mỹ bao gồm 3 cụm phân xưởng công nghệ:
- Cụm phân xưởng sản xuất Amoniac có công suất 1.350
tấn Amoniac/ngày, dư 51.000 tấn Amoniac/năm.
- Cụm phân xưởng sản xuất Urê từ Amoniac và tạo hạt với
công suất 2.200 tới 2.400 tấn ure/ngày (74.000 – 800.000
tấn ure/năm).
- Cụm các công trình phụ trợ cung cấp điện, nước, hơi nước
và xử lý nước thải.
Nhà máy có tổng vốn đầu tư khoảng 400 triệu USD trong đó có
218 triệu USD của công ty dầu khí Việt Nam, phần còn lại được
huy động bởi các ngân hàng trong nước .
2.2.2 Nguyên liệu:Nguyên liệu của nhà máy là khí của các mỏ trong
bể Cửu Long và các mỏ khác của bể Nam Côn Sơn, với hàm lượng
như được cung cấp như sau:
Thành phần hay tính chất Giá trị trung bình
Tỷ trọng ở 15,5
0
C 0,686
Nhiệt độ sôi đầu,

0
C 41
Nhiệt độ sôi cuối,
0
C 131
Khối lượng riêng, kg/mol 18,68 (GPP), 20,65 (AMF)
Nhiệt trị, (LHV), kj/Nm
2
40858 (GPP), 44680 (AMF)
Đ
i
ể
m s
ư
ơ
ng (
0
C), 25bar

-
42 (GPP),
-
1 (AMF)

Hydrocacbon không no, % thể tích 1
Acromatic, % thể tích
Hydrocacbon no, % thể tích 95
Lưu huỳnh tổng (ppm khối lượng) 368
Các hợp chất lưu huỳnh (ppm khối lượng)
H

2
S
2

RSH 146
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Hương
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
20

R
2
S
2

119
R
2
S
80
S 1
Th
à
nh ph
ầ
n c
ủ
a kh
í

nguy

ê
n li
ệ
u, % th
ể

t
í
ch

C
1

83,423
C
2

14,57
C
3

1,579
iC
4

0,108
N C
4

0,101

iC
5

0,0127
nC
5

0,012
C

6

0,0051
CO
2

0,014
N
2

0,265

H
2
S


Khí đồng hành từ các mỏ này khi được dẫn vào bờ (tuyến
ống Bạch Hổ và tuyến ống Nam Côn Sơn) đã xử lý lưu huỳnh sẽ

được cung cấp cho nhà máy đạm một cách tương đối ổn định về
chất lượng khí trong suốt thời gian hoạt động của nhà máy. Tổng
lượng khí dùng hàng ngày của nhà máy là 55000 Nm
3
/h, trong đó
13000 Nm
3
đốt cấp nhiệt cho quá trình reforming, 61000 Nm
3
đốt lò
hơi 10B8001, 58000 Nm
3
đốt chạy gastuabine chạy máy phát điện
nhà máy với công suất 17 MN. Ngoài ra còn có bộ phận tận thu
nhiệt thừa sử dụng tấn/h.



BIỂU ĐỒ SẢN LƯỢNG THU GOM DỰ KIẾN TỪ BỂ CỬU LONG
(PHƯƠNG ÁN CƠ SỞ)
1.4
1.6
1.8
2
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Hương
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
21

BIỂU ĐỒ SẢN LƯỢNG KHAI THÁC DỰ KIẾN TỪ BỂ NAM CÔN SƠN
(PHƯƠNG ÁN CƠ SỞ)

0
1
2
3
4
5
6
7
8
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020

Năm
Tỷ m
3
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Hương
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
22






2.2.3. Sản phẩm của nhà máy.
- Amoniac 51000 tấn/năm cung cấp cho ngành công nghiệp
khác trong nước.
- Ure dạng hạt 740000-800000 tấn/năm.


Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Hương
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
23


MỘT GOC CỦA NHÀ MÁY
2.2.4.Công nghệ và thiết bị
 Công nghệ sản suất Amoniac của hãng Haldor-Topsoe (Đan
Mạch). Công nghệ sản suất phân đạm của hãng Snamprogetty
(Italia).
 Các phân xưởng công nghệ chính:
- Phân xưởng tổng hợp Amoniac bao gồm :

Thiết bị khử lưu huỳnh của khí nguyên liệu.
Thiết bị reforming sơ cấp.
Thiết bị reforming thứ cấp.
Thiết bị chuyển hoá CO
Thiết bị tách CO
2
Thiết bị Metan hoá (chuyển hoá CO và CO
2
thành Metan).
Thiết bị tổng hợp Amoniac.
Quá trình làm lạnh.
-Phân xưởng sản xuất Ure bao gồm:
Bồn chứa Amoniac tuần hoàn và Amoniac thu hồi.
Thiết bị nén CO
2
và tổng hợp Ure.
Tháp stripping để tách Ure.
Thiết bị phân huỷ và thiết bị ngưng tụ.
Thiết bị cô đặc và tách chân không.
Thiết bị phun và tạo hạt Ure.
-Phân xưởng phụ trợ bao gồm:
Hệ thống xử lý nước thải: Bao gồm hệ thống cống ngầm thu
gom các loại nước thải công nghệ, nước mưa, nước làm lạnh,
nước thỉa sinh hoạt, nước cứu hoả, nước nhiễm dầu thu gom từ
các xưởng công nghệ (hệ thống xử lý nước thải để xử lý các loại
nước thảI đạt tiêu chuẩn môi trường Việt Nam trước khi thải ra
môi trường).
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Hương
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
24

Hệ thống đốt đuốc: Trong nhà máy có 2 đuốc đốt khí riêng rẽ
để đốt các loại khí thải (khí dư) trong quá trình hoạt động của
nhà máy. Nột đuốc đốt các loại khí thải có chứa Amoniac, một
đước đốt các loại khí thải có chứa hydrocacbon.
Ông khói: ống khói chủ yếu thải khí cháy của tuốcbin khí và
hệ thống nồi hơi với chiều cao thiết kế hợp lý nhằm đạt khả năng
khuyếch tán tốt nhất lượng khí thải ( CO
2
, NO
x
) sao cho phù
hợp với các tiêu chuẩn môi trường Việt Nam.
Hệ thống nước cứu hoả: Cung cấp nước cứu hảo cho toàn bộ
nhà máy.
Hệ thống sản xuất điện bao gồm:Bao gồm một nhà máy phát
điện tuabin có công suất 21MW đảm bảo cung cấp toàn bộ điện
chi nhà máy và một phần hoà mạng điện quốc gia.
Hệ thống sản suất Nitơ: sản suất Nitơ để phục vụ làm kín các
máy nén khí, thổi rửa đường ôngd và trơ hoá các thiết bị.
Hệ thống nước công nghệ và nước làm mát: Đảm bảo sản
suất đủ nước cấp cho các lò hơi và nước làm mát cho các thiết bị
trong nhà máy.
Hệ thống lò hơi: Đảm bảo cung cấp hơi nước cho các quá
trình công nghệ với 80-90 tấn/h.

Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Hương
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
25












CHƯƠNG III: CÁC QUÁ TRÌNH TINH CHẾ KHÍ
3.1 QUÁ TRÌNH KHỬ LƯU HUỲNH.
3.1.1. Mô tả thiết bị


SƠ ĐỒ 3: CÔNG ĐOẠN KHỬ LƯU HUỲNH

Số thứ tự Tên thiết bị Ký hiệu Số lượng
1 Bộ gia nhiệt khí. 10E2004 2/1

2
Khí tự nhiên
Khí sạch tới lò
Reforming
Tháp Hyđrô
hóa
10
-
R
-
2001

Tháp hấp
thụ Lu
huỳnh
10
-
R
-
2002