Luận văn quá trình tinh chế khí tại nhà máy khí phú mỹ

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

















Đồ án tốt nghiệp

Quá trình tinh chế khí tại
Nhµ m¸y ®¹m Phó Mü

ỏn tt nghip Nguyn Th Hng
Trng i hc M - a cht
2









LờI CảM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn Nhà máy Đạm Phú Mỹ đã tạo điều
kiện cho tôi đợc thực tập tại Nhà máy.
Tôi xin cảm ơn các kỹ s công tác tại phòng Công Nghệ -
Nghiên cứu và Phát triển, các cán bộ công nhân viên Xởng
amonia Phòng Phân tích, phòng tổ chức và kỹ s Trần Hữu Việt đã
trực tiếp hớng dẫn, cung cấp tài liệu và nhiệt tình chỉ bảo, giúp đỡ
tôi trong quá trình thực tập.
V với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành gửi lời cảm
ơn tới các thầy cô trờng 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

hớng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đồ án này.










ỏn tt nghip Nguyn Th Hng
Trng i hc M - a cht
3







Lời Mở ĐầU
Dầu khí là một nguồn tài nguyên thiên nhiên vô cùng quý giá.
Các sản phẩm của dầu đợc 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 lợng quan trọng, có thể đánh giá
kinh tế của một quốc gia thông qua hoạt động của ngành công
nghiệp năng lợng này.
ở Việt Nam, dầu khí tuy còn là một ngành công nghiệp non trẻ

nhng đầy triển vọng và đã sớm khẳng định đợc vị trí quan trọng
khi đóng góp một phần lớn vào GDP của đất nớc. Đảng và nhà
nớc khẳng định:Công nghiệp dầu khí là nhành công nghiệp mũi
nhọn, góp phần thúc đẩy nền kinh tế nớc ta trong công cuộc công
nghiệp hoá, hiện đại hoá và hội nhập quốc tế.
Tiềm năng dầu khí của nớc ta đã đợc khẳng định, tuy nhiên
việc khai thác và sử dụng nguồn tài nguyên này cha đợc hợp lí.
Trong gần 10 năm khai thác dầu, ta buộc phải đốt bỏ 92% lợng khí
đồng hành, không chỉ làm lãng phí một lợng lớn tài nguyên của đất
nớc mà còn gây ô nhiễm môi trờng. Năm 2004 nhà máy đạm Phú
Mỹ đợc đa 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 đợc là NH
3
thơng phẩm, urê và điện. quá trình tinh chế
ỏn tt nghip Nguyn Th Hng
Trng i hc M - a cht
4

khí là không thể bỏ qua và cần đợc 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 hởng rất lón đến qua trình Ure tuy la
nguồn sản phẩm chính của nhà máy nhng NH
3
cũng không thể
thiếu trong nhà máy bởi nó không chỉ la nguồn nguyên liệu 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 lợng thì quá trình tinh chế là không thể bỏ qua bởi các tạp chất
bị lẫn trong khí sẽ ảnh hởng rất lớn đến hiệu quả của sản phẩm,
thậm chí làm cho qua trình tổng hợp không thể thực hiện đợc do đó
ta cần tìm cách loại bỏ hoặc hạn chế những ảnh hởng 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 gm các công on :
Quá trình hydro hoá v loi các hp cht lu hunh.
Quá trình reforming
Quá trình chuyn hoá CO
Qúa trình hp th CO
2
bng 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
Khớ t
nhiờn
Kh
Lýu
Lũ
Reformin
CO2 i tng hp
Urờ ( 1600
Khụng khớ (

Thỏp

chuy
n
Thỏp
tỏch
Thỏp
Mờtan
Vũng
tng
h
p
Amụnic
thnh
ph
m

Hừi nýc
Sế

2:

Q
UY TRèNH S
N XUT AMễNIC

ỏn tt nghip Nguyn Th Hng
Trng i hc M - a cht
5

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 đợc hoàn thiện hơn. Em xin

cảm ơn!
Hà Nội, ngày thángnăm 2006
Sinh viên thực hiện.


Nguyễn Thị Hơng























ỏn tt nghip Nguyn Th Hng

Trng i hc M - a cht
6





Chơng I : GIớI THIệU SƠ LƯợC Về KHí
1.1 Nguồn gốc hình thành dầu và khí
Hiện nay chúng ta cha 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 đợc nhiều ngời 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
trớc 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 dới 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 a
khí,sau đó bởi các vi khuẩn kị khí trong quá trình trầm lắng dần
trong nớc biển. Các albumin bị phân huỷ nhanh nhất, các
hydrocacbon bị phân huỷ chậm hơn. Các khí tạo ra nh H
2
S, NH
3
,
N

2
, CO, CH
4
hoà tan trong nớc 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 .
Dầu mỏ đang đợc 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
ỏn tt nghip Nguyn Th Hng
Trng i hc M - a cht
7

lipit, nhựa, terpen, axit béo, axit humic tham gia các phản ứng hoá
học dới 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 hớng:

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 lợng lớn HC phân tử lợng 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 ngng tụ, kết hợp một số chất hữu cơ tơng 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. Nh vậy có thể coi khí tự nhiên là
sản phẩm của quá trình phân huỷ hoá học của dầu mỏ. Dầu mỏ càng
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 c từ chỗ này sang chỗ khác dới tác dụng vận động của
vỏ trái đất. Chúng thẩm thấu, chui qua các lớp đá xốp, chúng chảy
ỏn tt nghip Nguyn Th Hng
Trng i hc M - a cht
8

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 thờng 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, ngời ta chia thành khi tự
nhiên ( còn gọi là khí không đồng hành) và khí đồng hành. Có thể có
những khí phi hydrocacbon nh CO
2
, H
2
S, N
2
, He, Ar với lợng
nhỏ và đợc xem là tạp chất .
* Bảng 1.1 trình bày khí không khí không đồng hành là khí
khai thác từ mỏ khí, thờng giàu metan, etan còn các khí khác nh
propan, butan, pentan có hàm lợng ít hơn.
* Khí đòng hành là khí khai thác cùng với dầu. Khi ở dới mỏ,
các khí nhẹ nh metan, etan, propantan hầu hết trong dầu. Nhng
khi khai thác lên đợc 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
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
ỏn tt nghip Nguyn Th Hng
Trng i hc M - a cht
9

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 nhng về định lợng thì khí không
đồng hành giàu mêtan hơn, còn khí đồng hành chứa hàm lợng etan ít
hơn nhng các khí nặng nh etan, propan, butan lại có hàm lợng 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 mỏ.
b.Phân loại theo hàm lợng hydrocacbon
Theo cách phân loại này, ngời ta thờng phân biệt khí béo và khí
gầy (hay khí giàu, khí nghèo).
Khí béo(khí giàu) là khí có hàm lợng C
3
+

50g/m
3
khí ở
điều kiện 15
0
C và 101,3Kpa.
Khí gầy( khí nghèo) là khí có hàm lợng C
3
+


50g/m
3
khí ở
điều kiện 15
0
C và 101,3Kpa.
Nếu khí thuộc loại khí béo, ngời ta chọn công nghệ thích hợp

ỏn tt nghip Nguyn Th Hng
Trng i hc M - a cht
10

để tách C
3
+
thành các sản phẩm lỏng(LPG,condensate ). Ngợc lại,
nếu khí thuộc loại khí gầy thì sau khi loaị bỏ các tạp chất (nh
nớc,CO
2
,H
2
S, N
2
) ngời ta dùng khí làm nhiên liệu cho nhà máy
điện hoặc đun nấu.
c. Phân loại theo hàm lợng khí axit.
Theo cách phân loại này, ngời ta phân biệt khí chua và khí
ngọt.
Khí chua là khí tự nhiên (hoặc khí đồng hành) chá hàm
lợng H
2
S >5,8g/m
3
khí ở điều kiện 15C và 101,3Kpa hay chứa hàm
lợng CO
2
>2%V
Trong đó: khí ngọt khí có hàm lợng 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 xởng 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
xởng 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 thờng 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
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
ỏn tt nghip Nguyn Th Hng
Trng i hc M - a cht
11

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 ngời ta thêm vào chất tạo mùi, tuỳ theo
yêu cầu mức độ an toàn. Chất tạo mùi thờng 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
nớc 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 lợng riêng, tỷ khối.
Khối lơng riêng của khí là khối lơng của một đơn vị thể tích
khí ở điều kiện nhiệt độ và áp suất xác định. Ngời ta thờng xác
định ở 15
0

C và101,3kpa (hay 1atm). Khối lợng riêng của khí
thờng kí hiệu là và đơn vị đo thờng là kg/m
3
.
Tỷ số giữa khối lợng 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. Ngời ta thờng
chon B là không khí, khi đó tỷ khối của khí A so với không khí là:
d
kkA/
=
kk
A


=
kk
A
M
M
(1.1)

M
a
-Khối lợng phân tử trung bình của khí A
M
kk
- Khối lợng phân tử trung bình của không khí
áp suất hơi bão ho, nhiệt độ sôi.
Mối quan hệ giữa nhiệt độ sôi và áp suất hơi bão hoà của một
chất lỏng đợc biểu diễn bằng phơng trìnhclâpỷon-claucíu.

Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Hương
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
12


dT
Pd ln
=
2
0
RT
bh

(1.2)
Trong ®ã: P – Ap st h¬i b·o hoµ cđachÊt láng ë nhiƯt ®é
t(
o
k)
R – h»ng sè khÝ

o
bh
H
- Èn nhiƯt ho¸ h¬i cđa chÊt láng
Vì
o
bh
H > 0 và T > 0 nên áp suất hơi bão hoà
tăng khi nhiệt độ tăng và ngược lại.
1.4.C¸c th«ng sè tíi h¹n.

NhiƯt ®é vµ ¸p st tíi h¹n lµ nhiƯt ®é vµ ¸p st mµ t¹i ®ã
kh«ng cßn sù kh¸c biƯt gi÷a tÝnh chÊt pha láng và pha khÝ (®é nhít,
khèi lỵng riªng vµ c¸c tÝnh chÊt lý ho¸ kh¸c ®Ịu ®ång nhÊt gi÷a hai
pha)
Trªn b¶ng 1.3 tr×nh bµy c¸c th«ng sè vËt lý quan träng cđa
mét sè chÊt
B¶ng 1.3: C¸c th«ng sèvËt lý quan träng cđa mét sè chÊt

CÊu tư
NhiƯt ®é s«i NhiƯt ®é tíi h¹n
Ap st
tíi h¹n
ThĨ tÝch
tíi h¹n
HƯ sè
nÐn tíi
h¹n

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
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
ỏn tt nghip Nguyn Th Hng
Trng i hc M - a cht
13

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 dới 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 dới và giới
hạn cháy nổ trên là vùng cháy nổ. Khi nồng độ nhiên liệu nhỏ hơn
giới hạn cháy nổ dới, khí không thể cháy vì quá loãng. Ngợc lại
khi nồng độ nhiện liệu lớn hơn giới hạn cháy nổ trên thì khí không
thể cháy đợc 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 dới

Giới hạn trên Giới hạn dới

Giới hạn trên
C
1
5,3 14,0 5,4 61,0
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
ỏn tt nghip Nguyn Th Hng

Trng i hc M - a cht
14

Propylen

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

Trong thực tế, ta thờng phải làm việc với hỗn hợp khí, do đó
phải tính giới hạn cháy nổ dựa theo công thức (1.3) dới 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.
Lợng nhiệt do một lợng 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). Ngời ta thờng phân biệt nhiệt trị cao hay nhiệt trị thấp (hoặc
nhiệt trị trên và nhiệt trị dới).
Nếu nớc do phản ứng cháy tạo ra tồn tại ở thể lỏng, nhiệt tảo
ra đợc gọi là nhiệt trị cao.
Nếu nớc do phản ứng cháy tạo ra tồn tại hoàn toàn ở thể hơi,
nhiệt toả ra đợc 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 tởng
MJ/m
3
khí lý tởng
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.
ỏn tt nghip Nguyn Th Hng
Trng i hc M - a cht
15

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 tợng này gọi là hiện tơng 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 hởng của hydrocacbon đến sức khoẻ con
ngời.
Các hydrocacbon nói chung trừ mêtan:dới dạng hơi
thờng 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 nh ngời say rợu. Nồng độ của các hydrocacbon
tối đa cho phép, để không gây độc hại cho con ngời 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 tợng cháy không hoàn toàn, có thể gây ảnh hởng đến sức
khoẻ con ngời.
anh hởng của condensate: hơi condensate rất độc ,khi con

ngời bắt đầu nhiễm hơi xăng thì đầu tiên mắt bị kích thích và sau
ỏn tt nghip Nguyn Th Hng
Trng i hc M - a cht
16

đó thì bị các triệu chứng thần kinh nh chóng mặt, tiếp theo là cac
bộ phận nh cơ, da Sù bị ảnh hởng nếu trờng hợp tiếp xúc nhiều
với condensate. Các hợp chất thơm (nếu có) trong condensate có thể
gây bệnh ung th. 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.

Chơng II:giới thiệu sơ lợc về nhà máy
Vai trò phân bón i vi ngnh nông nghip l ht sc quan
trng v hin nay Vit Nam có nhu cu rt ln v phân bón, c bit
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Hương
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
17

là đạm cho sản xuất n«ng nghiệp. Tuy nhiªn cho đến thời điểm
trước năm 2003, sản xuất trong nước mới chỉ đ¸p ứng được 7% nhu
cầu ph©n đạm, chủ yếu là từ nhà m¸y đạm Hà Bắc sử dụng nguyªn
liệu than đ¸. Lượng cßn lại hàng năm nhà nước phải nhập khẩu.














Như vậy, cã thể thấy rằng nhu cầu sử dụng ph©n 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 g¸nh nặng cho nền kinh tế Việt
Nam. Điều này càng thấy râ hơn nếu qua xem xÐt một vài nÐt về
t×nh h×nh thị trường cung cấp ph©n đạm trªn thế giới trong những
năm vừa qua.
Ch©u Á là thị trường tiªu thụ ph©n đạm lớn nhất thế giới do khu
vực này cã nền n«ng nghiệp chiếm tỷ trọng lớn trong cơ cấu kinh tế
vµ là một sản phẩm trọng yếu đối với nền n«ng nghiệp nhưng lại cã
sự biến động rất phức tạp với biªn độ lớn về gi¸ cả nªn hầu hết c¸c
nước trong khu vực, bªn cạnh c¸c chÝnh s¸ch tÝch cực của nhà nước
đều x©y dựng c¸c nhà m¸y sản xuất ph©n đạm nhằm b×nh ổn gi¸,
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
ỏn tt nghip Nguyn Th Hng
Trng i hc M - a cht

18

m bo t cung cp sn phm n nh cho nhu cu th trng ni
a v gim thiu s b tác ng ca yu t bên ngoi.
T tình hình trên thy rngVit Nam rt cn thit phi xây dng
các nh máy sn xut phân m ln tng bc gim s ph
thuc vo nhp khu, tit kim lng ln ngoi t cho ngân sách
nh nc v iu quan trng l to ngun cung cp n nh phân
bón t sn xut trong nc y mnh s phát trin ca ngnh
nông nghip, góp phn vo s phát trin chung ca c nn kinh t
t nc.
Tháng 4 nm 2000 Th tng Chính Ph ã giao cho Tng Cty
Du khí Vit Nam phi hp vi các Tng Công ty Hóa cht Vit
Nam (Vinachem) v Tng Cty vt t Nông nghip (Vigecam) lp
Báo cáo nghiên cu kh thi nh máy sn xut phân m trên c s
ngun nguyên liu khí ng hnh.
Thc hin ch o ca Th tng Chính Ph v vic trin khai
công trình Khí in m , Tng Cty du khí Vit nam ã khn
trng son tho v trình Chính Ph phê duyt Báo cáo nghiên cu
Kh thi d án theo phng thc Vit Nam t u t ti khu công
nghip Phú M thuc tnh B Ra - Vng Tu.
Tháng 3 nm 2001, D n Nh máy m Phú M chính thc
c khi công. Sau 3 nm tin hnh xây lp v chy th , hin nay
Nh Máy ã chính thc i vo sn xut vi sn lng trung bình
khang 700 ngn tn Urê/nm t 95% cụng sut thit k kèm theo
nhng quy nh nghiêm ngt v An Toàn, Hiu Qu v Sc Khe
Môi trng
2.1. Sơ lợc về khu công nghiệp Phú Mỹ.
Khu công nghiệp Phú Mỹ có tổng diện tích là 1.300 ha. Khu
công nghiệp này đợc 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.
ỏn tt nghip Nguyn Th Hng
Trng i hc M - a cht
19

Hiện tại khu công nghiệp Phú Mỹ đă có hệ thống cơ sở hạ
tầng đáp ứng phù hợp nh: Đờng bộ, đờng sông, các đờng
chuyền tải điện, cấp thoát nớc, thông tin, tuyến đờng 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 t xây dựng và phát triển cho Dự án Nhà máy
Đạm tại khu vực này.
2.2.Sơ lợc nhà máy đạm Phú Mỹ
Nh máy m Phú M có din tích 63 hecta bao gm:
Đất sử dụng Diện tích yêu cầu
Nhà Xởng 10 ha
Xởng anoniac 4,5 ha
Xởng Ure 1,92 ha
Các công trình phụ trợ 29 ha
Mở rộng trong tơng lai 17,78 ha

2.2.1 Quy Mô Công Trình.
Nhà máy Đạm Phú Mỹ bao gồm 3 cụm phân xởng công nghệ:
- Cụm phân xởng sản xuất Amoniac có công suất 1.350 tấn
Amoniac/ngày, d 51.000 tấn Amoniac/năm.
- Cụm phân xởng 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, nớc, hơi nớc
và xử lý nớc thải.
Nhà máy có tổng vốn đầu t khoảng 400 triệu USD trong đó có 218
triệu USD của công ty dầu khí Việt Nam, phần còn lại đợc huy
động bởi các ngân hàng trong nớc .
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 lợng
ỏn tt nghip Nguyn Th Hng
Trng i hc M - a cht
20

nh đợc cung cấp nh 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 lợng riêng, kg/mol 18,68 (GPP), 20,65 (AMF)
Nhiệt trị, (LHV), kj/Nm
2

40858 (GPP), 44680 (AMF)
Điểm sơng (
0

C), 25bar -42 (GPP), -1 (AMF)
Hydrocacbon không no, % thể tích 1
Acromatic, % thể tích


Hydrocacbon no, % thể tích 95
Lu huỳnh tổng (ppm khối lợng) 368
Các hợp chất lu huỳnh (ppm khối lợng)
H
2
S 2
RSH 146
R
2
S
2
119
R
2
S 80
S

1

Thành phần của khí nguyên liệu, % thể tích
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

ỏn tt nghip Nguyn Th Hng
Trng i hc M - a cht
21

H
2
S

Khí đồng hành từ các mỏ này khi đợc dẫn vào bờ (tuyến
ống Bạch Hổ và tuyến ống Nam Côn Sơn) đã xử lý lu huỳnh sẽ
đợc cung cấp cho nhà máy đạm một cách tơng đối ổn định về chất
lợng khí trong suốt thời gian hoạt động của nhà máy. Tổng lợng
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.

BIU SN LNG THU GOM D KIN T B CU LONG
(PHNG N C S)
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
2000
2001

2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
Nm
T m3
Rng ụng Ruby/Emerald Bch H Tng ngun cp (Phng ỏn c s)
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Hương
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
22

2.2.3. S¶n phÈm cña nhµ m¸y.
- Amoniac 51000 tÊn/n¨m cung cÊp cho ngµnh c«ng nghiÖp
kh¸c trong níc.
- Ure d¹ng h¹t 740000-800000 tÊn/n¨m.

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
Hải Thạch, Rồng Đôi, Mộc Tinh Lan Tây + Lan Đỏ Tổng nguồn cấp
ỏn tt nghip Nguyn Th Hng
Trng i hc M - a cht
23

MT GOC CA NH MY
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 xởng công nghệ chính:
- Phân xởng tổng hợp Amoniac bao gồm :
Thiết bị khử lu huỳnh của khí nguyên liệu.
Thiết bị reforming sơ cấp.
ỏn tt nghip Nguyn Th Hng
Trng i hc M - a cht
24

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 xởng 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 ngng tụ.

Thiết bị cô đặc và tách chân không.
Thiết bị phun và tạo hạt Ure.
-Phân xởng phụ trợ bao gồm:
Hệ thống xử lý nớc thải: Bao gồm hệ thống cống ngầm thu
gom các loại nớc thải công nghệ, nớc ma, nớc làm lạnh,
nớc thỉa sinh hoạt, nớc cứu hoả, nớc nhiễm dầu thu gom từ
các xởng công nghệ (hệ thống xử lý nớc thải để xử lý các loại
nớc thảI đạt tiêu chuẩn môi trờng Việt Nam trớc khi thải ra
môi trờng).
Hệ thống đốt đuốc: Trong nhà máy có 2 đuốc đốt khí riêng rẽ
để đốt các loại khí thải (khí d) trong quá trình hoạt động của
nhà máy. Nột đuốc đốt các loại khí thải có chứa Amoniac, một
đớc 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 lợng khí thải ( CO
2
, NO
x
) sao cho phù
hợp với các tiêu chuẩn môi trờng Việt Nam.
Hệ thống nớc cứu hoả: Cung cấp nớc cứu hảo cho toàn bộ
nhà máy.
Hệ thống sản xuất điện bao gồm:Bao gồm một nhà máy phát
ỏn tt nghip Nguyn Th Hng
Trng i hc M - a cht
25

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 đờng ôngd và trơ hoá các thiết bị.
Hệ thống nớc công nghệ và nớc làm mát: Đảm bảo sản suất
đủ nớc cấp cho các lò hơi và nớc làm mát cho các thiết bị
trong nhà máy.
Hệ thống lò hơi: Đảm bảo cung cấp hơi nớc cho các quá
trình công nghệ với 80-90 tấn/h.





















Chơng III: các quá trình tinh chế khí