Thiết kế phân xưởng sản xuất urê của nhà máy đạm cà mau với công suất 2385 tấn trên ngày

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
Trường Đại học Bà Rịa Vũng Tàu Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam
Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Sa Pha
Nguyễn Văn Sỹ
Nguyễn Đức Tài
Lớp: DH10H1
1. Đề tài đồ án: Thiết kế phân xưởng sản xuất urê của nhà máy đạm Cà Mau với công
suất 2385 tấn/ngày.
2. Dữ liệu tính toán
- Thành phần amoniac lỏng: 99,8%
- Thành phần nước: 0,2%
- Thành phần khí: CO
2
: 100%
- Áp suất trong tháp tổng hợp: 157 10
5
N/m
2
- Nhiệt độ tháp tổng hợp: 190
o
C
3. Nội dung
- Tổng quan
- Thuyết minh sơ đồ công nghệ
- Cân bằng vật chất
- Cân bằng năng lượng
- Tính toán thiết bị chính
4. Các bản vẽ
- Bản vẽ sơ đồ công nghệ: 1 bản A1

- Bản vẽ chi tiết tháp tổng hợp: 1 bản A1 (vẽ tay)
5. Ngày bàn giao đồ án:
6. Ngày hoàn thành đồ án:
Trưởng khoa Giảng viên hướng dẫn

Nhận xét của giảng viên hướng dẫn


LỚP: DH10H1 1
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu














LỜI CẢM ƠN
LỚP: DH10H1 2
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
Chúng em xin chân thành cảm ơn Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm
Trường Đại học Bà Rịa -Vũng Tàu đã tạo điều kiện cho chúng em thực hiện đồ án
công nghệ này. Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến cô Tống Thị Minh Thu đã tận tình

hướng dẫn chúng em hoàn thành đồ án công nghệ.
Trong quá trình thực hiện đồ án công nghệ, chúng em đã học hỏi rất nhiều kinh
nghiệm cũng như kiến thức bổ ích, mặc dù đã cố gắng nhưng không tránh khỏi thiếu
sót, chúng em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của quý thầy cô để đồ án
được hoàn thiện hơn.
Nhóm chúng em xin kính chúc các thầy cô sức khỏe và thành công trong cuộc
sống cũng như công việc.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Nhóm sinh viên thực hiện
Nguyễn Đức Tài
Nguyễn Sa Pha
Nguyễn Văn Sỹ
LỚP: DH10H1 3
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
LỜI MỞ ĐẦU
Đồ án công nghệ là cơ hội tốt cho sinh viên khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực
Phẩm nắm vững kiến thức đã học, tiếp cận với thực tế thông qua tính toán các thiết bị
với số liệu cụ thể. Đây là cơ sở để sinh viên dễ dàng nắm bắt công nghệ và giải quyết
những vấn đề kỹ thuật tổng hợp một cách nhanh chóng, phục vụ cho công viêc sau
này.
Do nước ta còn là nước nông nghiệp, nhu cầu phân bón lớn. Việc nghiên cứu để
đưa vào sản xuất urê cao cấp tránh khỏi việc nhập khẩu, phụ thuộc vào urê nhập ngoại
là sự quan tâm hàng đầu của Đảng và chính phủ ta. Do đó ngành công nghiệp sản suất
phân bón cũng phát triển không ngừng, đặc biệt về sản phẩn urê ngày càng tăng (với
nhà máy đạm Hà Bắc, nhà máy đạm Phú Mỹ, nhà máy đạm Cà Mau). Vấn đề đặt ra là
việc sử dụng hiệu quả phân bón cho quá trình sản xuất nhưng vẫn đảm bảo năng suất.
Xuất phát từ nhu cầu sử dụng phân urê để phục vụ cho ngành nông nghiệp nước
ta, nhóm chúng em thực hiện đề tài: “Thiết kế phân xưởng sản xuất urê của nhà máy
đạm Cà Mau” . Với kiến thức hạn hẹp nhóm chúng em mong được thầy cô đóng góp ý
kiến.

LỚP: DH10H1 4
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 7
1.1 Tổng quan về urê 7
1.1.1 Lịch sử phát triển 7
1.1.2 Tính chất vật lý 7
1.1.3 Tính chất hóa học 8
1.1.4 Ứng dụng 10
1.1.5 Thị trường urê trên thế giới và việt nam 12
1.2 Nguyên liệu tổng hợp urê 15
1.2.1 Cacbondioxit 15
1.2.2 Amoniac 16
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT URÊ 18
2.1 Sản xuất urê và các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình tổng hợp 18
2.1.1 Lý thuyết tổng hợp urê 18
2.1.2 Ảnh hưởng tỉ lệ NH
3
/CO
2
18
2.1.3 Ảnh hưởng tỉ lệ H
2
O/CO
2
19
2.1.4 Ảnh hưởng nhiệt độ và áp suất 20
2.1.5 Sự hình thành buret 20
2.2 Quy trình sản xuất urê trên thế giới 20
2.2.1 Công nghệ không thu hồi 20

2.2.2 Công nghệ tuần hoàn chung 21
2.2.3 Công nghệ C cải tiến tuần hoàn toàn bộ Misui – Toatsu 21
2.2.4 Công nghệ Montedision 22
2.2.5 Công nghệ stripping CO
2
Stamircarbon 25
2.2.6 Công nghệ stripping NH
3
Snamprogetti 26
2.2.7 Công nghệ stripping khí áp cao 28
2.2.8 Đánh giá ,lựa chọn quy trình sản xuất urê 28
CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH SẢN XUẤT URÊ – XƯỞNG URÊ NHÀ MÁY ĐẠM
CÀ MAU 29
3.1 Tổng quan nhà máy đạm Cà Mau 29
3.2 Mô tả công nghệ sản xuất urê 29
LỚP: DH10H1 5
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu

3.3 Tìm hiểu quy trình sản xuất urê 30
3.3.1 Công đoạn nén CO
2
30
3.3.2 Tổng hợp ure và thu hồi NH
3
– CO
2
cao áp 32
3.3.3 Phân hủy cacbanmat và thu hồi NH
3
– CO

2
trung và thấp áp 34
3.3.4 Cô đặc 38
3.3.5 Tạo hạt urê 39
3.3.6 Xử lí nước thải 41
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHÍNH 42
4.1 Tính vật chất cân bằng năng lượng 42
4.2 Tính cân bằng nhiệt lượng 46
4.2.1 Nhiệt lượng vào 47
4.2.2 Nhiệt lượng ra 48
4.3 Tính cơ khí cho thiết bị chính 51
4.3.1 Thiết bị phản ứng 51
4.3.2 Tính độ dày thân thiết bị 53
4.3.3 Tính bề dày đáy và nắp 54
4.3.4 Tính trở lực cho tháp 55
4.3.5 Tính chân đỡ cho tháp 56
KẾT LUẬN 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO 59
LỚP: DH10H1 6
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÍ THUYẾT
1.1 Tổng quan về urê
1.1.1 Lịch sử phát triển
Urê được Hilaire Rouelle phát hiện từ nước tiểu vào năm 1773 và được Friedrich
Woehler tổng hợp lần đầu tiên từ ammonium sulfate (NH4)2SO4 và potassium
cyanate KOCN vào năm 1828. Đây là quá trình tổng hợp lần đầu một hợp chất hữu cơ
từ các chất vô cơ và nó đã giải quyết được một vấn đề quan trọng của một học thuyết
sức sống.
Năm 1870, urê đã được sản xuất bằng cách đốt nóng cácbamat amôn trong một
ống bịt kín. Điều này là nền tảng cho công nghệ sản xuất urê công nghiệp sau này.

Cho tới những năm đầu thế kỷ 20 thì urê mới được sản xuất trên quy mô công
nghiệp nhưng ở mức sản lượng rất nhỏ. Sau đại chiến thế giới thứ II, nhiều nước và
hãng đã đi sâu cải tiến quy trình công nghệ để sản xuất urê. Những hãng đứng đầu về
cung cấp chuyển giao công nghệ sản xuất urê trên thế giới như: Stamicarbon (Hà Lan),
Snamprogetti (Italia), TEC (Nhật Bản)…Các hãng này đưa ra công nghệ sản xuất urê
tiên tiến, mức tiêu phí năng lượng cho một tấn sản phẩm urê rất thấp.
1.1.2 Tính chất vật lí
Urê có công thức phân tử là CON
2
H
4
hoặc (NH
2
)
2
CO.

Tên quốc tế là Diaminomethanal. Ngoài ra urê còn được biết với tên gọi là
carbamide , carbonyl diamide. Urê có màu trắng, dễ hòa tan trong nước, ở trạng thái
tinh khiết nhất urê không mùi mặc dù hầu hết các mẫu urê có độ tinh khiết cao đều có
mùi khai.
LỚP: DH10H1 7
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
Bảng 1.1: Thành phần đặc tính của urê
Tên thành phần Giá trị
Tỉ trọng d, g/ cm
3
13,230
Dạng tinh thể và dạng bề ngoài
Dạng kim, lăng trụ,

tứ giác
Điểm nóng chảy,
0
C 132,7
Chỉ số khúc xạ 1,484; 1,602
Năng lượng hình thành tự do ở 25
0
C,
J/mol
-197,15
Nhiệt nóng chảy, J/g 251
Nhiệt hòa tan trong nước, J/g 243
Nhiệt kết tinh, dịch ure nước 70%, J/g 460
Độ ẩm tương đối 81% (20
0
C)
73% (30
0
C)
Nhiệt riêng, J/Kg.K
ở 0
0
C
50
0
C
100
0
C
150

0
C
Hàm lượng Nito 46,6% N
1.1.3 Tính chất hóa học
Hòa tan trong nước, nó thủy phân rất chậm để tạo thành cacbamat amôn (1) cuối
cùng phân hủy thành amoniac và điôxit cacbon. Phản ứng này là cơ sở để sử dụng urê
làm phân bón.
Trong môi trường đất ẩm :
(NH
2
)
2
CO + 3H
2
O CO
2
+ 2NH
4
OH
Trong không khí ẩm:
LỚP: DH10H1 8
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
2NO + (NH
2
)
2
CO + ½O
2
= 2N
2

+ H
2
O + CO
2
Về mặt thương mại, urê được sản xuất ra bằng cách loại nước trực tiếp cacbamat
amôn NH
2
COONH
4
ở mức áp suất và nhiệt độ nâng. Người ta thu được cacbamat
amôn bằng cách cho phản ứng trực tiếp NH
3
với CO
2
. Hai phản ứng được tiến hành
liên tục trong tháp tổng hợp cao áp.
Ở điều kiện áp suất thường và tại điểm nóng chảy của nó, urê phân hủy thành
amoniac, biuret(1), acid cyanuric (qv) (2), ammelide (3) và triuret (4). Biuret là sản
phẩm phụ bất đắc dĩ chủ yếu có trong urê. Nếu trong sản phẩm đạm Urê cấp phân bón
mà hàm lượng biuret vượt quá 2% trọng lượng sẽ gây độc hại đối với cây trồng.
Urê đóng vai trò như một chất cơ sở đơn và tạo ra các muối có các acid. Cùng
với acid nitric nó tạo ra nitrat urê CO(NH
2
)
2
.HNO
3
và phân hủy nổ khi bị đốt nóng.
Urê cứng ổn định ở nhiệt độ phòng và ở điều kiện thường áp. Đốt nóng ở điều kiện
chân không và tại điểm nóng chảy thì nó sẽ thăng hoa mà không hề thay đổi. Trong

môi trường chân không ở nhiệt độ 180-1900C, urê sẽ thăng hoa và chuyển hóa thành
xianua amôn NH
4
OCN (5). Khi urê cứng được đốt nóng nhanh trong dòng khí
amoniac ở mức nhiệt độ nâng và tăng khoảng vài trăm kPa (vài at.) thì nó sẽ thăng hoa
hoàn toàn và phân hủy từng phần thành acid cyanic HNCO và xianua amôn. Urê cứng
hòa tan trong NH
3
lỏng và hình thành hợp chất urê-amoniac hỗn hợp không ổn định
CO(NH
2
)
2
NH
3
phân hủy ở 450C. Urê-Amoniac tạo ra các muối với các chất kim loại
kiềm như NH
2
COHNM hoặc CO(NHM)
2
. Việc chuyển hóa urê thành biuret được xúc
tiến ở điều kiện nhiệt độ thấp, áp suất cao và gia nhiệt kéo dài. Ở điều kiện áp suất
thấp 10-20 MPa (100-200 atm), khi đốt nóng cùng với NH
3
biuret sẽ tạo thành urê.
Urê phản ứng với nitrat bạc AgNO
3
với sự có mặt của hydroxid natri NaOH, sẽ
tạo thành chất dẫn xuất (5) màu vàng nhạt. Hydroxid natri xúc tiến làm thay đổi urê
sang dạng imit (6).

LỚP: DH10H1 9
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
Sau đó phản ứng với nitrat bạc. Các tác nhân oxi hóa với sự có mặt của natri
hydroxidsẽ chuyển hóa urê thành nitơ và dioxid cacbon. Chất sau tức là CO2 phản ứng
với hydroxid natri để tạo thành cacbonat natri (8):
Phản ứng urê với các loại rượu sinh ra các chất este acidcacbamic thường được
gọi là urê than:
Urê phản ứng với foocmandêhyd và tạo thành các hợp chất như
monomethylolurea công thức: NH
2
CONHCH
2
OH, dimethylolurea
HOCH2NHCONHCHOH và các hợp chất khác phụ thuộc vào tỷ lệ mol của
fomanđêhyt đối với urê và dựa vào độ pH của dung dịch. Peroxyd hydro và urê là loại
sản phẩm dạng bột tinh thể màu trắng. Peroxyd urê CO(NH)
2
.H
2
O
2
được người ta biết
đến với tên gọi thương phẩm là Hypersol đây là chất tác nhân oxi hóa. Urê và acid
malonic phản ứng cho ra đời chất acid barbituric (7), một hợp chất chủ yếu trong
ngành hóa dược.
1.1.4 Ứng dụng
Trong công nghiệp
Urê được dùng làm phân bón, kích thích sinh trưởng, giúp cây phát triển mạnh,
thích hợp với ruộng nước, cây , rau xanh, lúa… Urê cứng có chứa 0,8 đến 2,0% trọng
lượng biuret ban đầu được bón trực tiếp cho đất dưới dạng nitơ. Các loại dịch urê

loãng hàm lượng biuret thấp (tối đa khoảng 0,3% biuret) được dùng bón cho cây trồng
dưới dạng phân bón lá.
Trộn lẫn với các chất phụ gia khác urê sẽ được dùng trong nhiều loại phân bón
rắn có các dạng công thức khác nhau như photphat urê amôn (UAP); sunphat amôn
LỚP: DH10H1 10
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
urê (UAS) và urê phophat (urê + acid photyphoric), các dung dịch urê nồng độ thuộc
nitrat amôn urê (UAN) (80-85%) có hàm lượng nitơ cao nhưng điểm kết tinh lại thấp
phù hợp cho việc vận chuyển lưu thông phân phối bằng hệ thống ống dẫn hay phun
bón trực tiếp.
Là chất bổ sung vào thức ăn cho động vật, nó cung cấp một nguồn đạm cố
định tương đối rẻ tiền để giúp cho sự tăng trưởng.
Urê được dùng để sản xuất lisin, một acid amino được dùng thông dụng trong
ngành chăn nuôi gia cầm.
Các loại nhựa urê được polyme hóa từng phần để dùng cho ngành công nghiệp
dệt có tác dụng làm phân bố đều các thành phần ép của các chất sợi
Nguyên liệu cho sản xuất chất dẻo, đặc biệt là nhựa urê-fomanđêhyt. Urê (cùng
với Amoniac) phân hủy ở nhiệt độ và áp suất cao để sản xuất các loại nhựa melamin.
Là chất thay thế cho muối (NaCl) trong việc loại bỏ băng hay sương muối của
lòng đường hay đường băng sân bay. Nó không gây ra hiện tượng ăn mòn kim loại
như muối.
Là một thành phần bổ sung trong thuốc lá, nó được thêm vào để tăng hương vị.
Đôi khi được sử dụng như là chất tạo màu nâu vàng trong các xí nghiệp sản xuất
bánh quy.
Được dùng trong một số ngành sản xuất thuốc trừ sâu.
Là một thành phần của một số dầu dưỡng tóc, sữa rửa mặt, dầu tắm và nước
thơm.
Nó cũng được sử dụng như là chất phản ứng trong một số gạc lạnh sử dụng để sơ
cứu, do phản ứng thu nhiệt tạo ra khi trộn nó với nước.
Thành phần hoạt hóa để xử lý khói thải từ động cơ diesel.

Sử dụng trong phòng thí nghiệm
Urê là một chất biến tính prôtêin mạnh. Thuộc tính này có thể khai thác để làm tăng độ
hòa tan của một số prôtêin. Vì tính chất này, nó được sử dụng trong các dung dịch đặc
tới 10M.
Sử dụng y học
Thuốc:
LỚP: DH10H1 11
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
Urê được sử dụng trong các sản phẩm da liễu cục bộ để giúp cho quá trình tái
hiđrat hóa của da.
Chẩn đoán sinh lý học
Do urê được sản xuất và bài tiết khỏi cơ thể với một tốc độ gần như không đổi,
nồng độ urê cao trong máu chỉ ra vấn đề với sự bài tiết nó hoặc trong một số trường
hợp nào đó là sự sản xuất quá nhiều urê trong cơ thể.
Nồng độ urê cũng có thể tăng trong một số rối loạn máu ác tính (ví dụ bệnh bạch
cầu và bệnh Kahler).
Nồng độ cao của urê (uremia )có thể sinh ra các rối loạn thần kinh (bệnh não).
Thời gian dài bị uremia có thể làm đổi màu da sang màu xám.
Sử dụng trong chẩn đoán khác
Các loại urê chứa cacbon 14 - đồng vị phóng xạ, hay cacbon 13 - đồng vị ổn định
được sử dụng trong xét nghiệm thở urê, được sử dụng để phát hiện sự tồn tại của
Helicobacter pylori (H. pylori, một loại vi khuẩn) trong dạ dày và tá tràng người. Xét
nghiệm này phát hiện enzym urease đặc trưng, được H. pylori sản xuất ra theo phản
ứng để tạo ra amôniắc từ urê để làm giảm độ pH của môi trường trong dạ dày xung
quanh vi khuẩn.
Các loài vi khuẩn tương tự như H. pylori cũng có thể được xác định bằng cùng
một phương pháp xét nghiệm đối với động vật (khỉ, chó, mèo - bao gồm cả các loại
"mèo lớn" như hổ, báo, sư tử v.v).
Cathrat (Hợp chất mắt lưới)
Urê có đặc tính tuyệt vời trong việc hình thành các chất phức hợp kết tinh hay

các sản phẩm cộng với các hợp chất hữu cơ dãy thẳng.
Các chất phức hợp kết tinh này gồm có một máng rỗng được hình thành bởi các
phân tử urê đã được kết tinh trong đó hydrôcacbon được bịt kín hoàn toàn. Các chất
như vậy được gọi là Cathrat. Loại hydrocacbon được bịt kín, trên cơ sở chiều dài dãy
của nó được quyết định bằng nhiệt độ khi hình thành Cathrat.
Đặc tính này của cathrat urê được áp dụng thông thường trong ngành lọc dầu để
sản xuất nhiên liệu dùng trong ngành hàng không (xem Aviation and other gas-turbin
Fuels)và dùng để khử xáp các loại dầu bôi trơn (xem Petroleum Refinery Processes).
Các chất cathrat dễ vỡ khi ta đem hòa tan urê trong nước hay trong rượu.
LỚP: DH10H1 12
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
1.1.5 Thị trường urê trên thế giới và Việt Nam
1.1.5.1 Nhu cầu và khả năng đáp ứng phân urê tại Việt Nam
Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, nhu cầu urê năm 2006 cả nước
cần 1.800.000 tấn. Trong nước sản xuất đáp ứng hơn 45%, sản lượng ước đạt 830.000
tấn, tăng 2,7% so với năm 2005, nhập khẩu dự tính khoảng 1.000.000 tấn, giảm 6% so
với năm 2005. Dự báo năm 2007, nhu cầu phân bón các loại khoảng 7,05 triệu tấn.
Trong đó, urê khoảng 1,8 triệu tấn. Sản xuất trong nước khoảng 4,7 triệu tấn, nhập
khẩu 3,5 triệu tấn.
Năm 2007, kế hoạch sản xuất của 2 nhà máy phân đạm Phú Mỹ và Hà Bắc
khoảng 900.000 tấn, tăng 8,4% so với 2006, nhập khẩu khoảng 900.000 tấn, giảm 10%
so với 2006. Để bình ổn thị trường phân urê năm 2007, Bộ cũng đưa ra một số giải
pháp đối với 2 nhà máy sản xuất phân urê trong nước phải đảm bảo kế hoạch sản xuất
năm 2007, đáp ứng kịp thời nhu cầu phân bón cho sản xuất nông nghiệp theo từng
mùa vụ. Bộ Thương mại, Hiệp hội Phân bón Việt Nam phối hợp chặt chẽ với Bộ
NN&PTNT về thông tin thị trường, dự báo giá cả phân bón thế giới và trong nước, dự
báo giá phân bón thế giới từng thời kỳ để có kế hoạch định hướng cho các doanh
nghiệp nhập khẩu, đảm bảo cho các doanh nghiệp nhập khẩu, đảm bảo cung cầu cho
cả nước. Hiệp hội Phân bón Việt Nam, các doanh nghiệp nhập khẩu cần liên kết công
khai với nhau lượng tồn kho trước mỗi mùa vụ, nắm chắc thông tin thị trường để cân

đối và phân chia số lượng urê nhập khẩu để tránh rủi ro và góp phần bình ổn giá urê
khi vào vụ.
Năm 2012, với nhu cầu sử dụng phân bón trong nước ngày càng tăng, nhiều dự
án nhà máy đã đi vào hoạt động như nhà máy đạm Cà Mau với công suất 800.000
tấn/năm, nhà máy đạm Ninh Bình công suất 560.000 tấn/năm đã giải quyết phần nào
nhu cầu của thị trường trong nước. Sản lượng phân bón urê là 1,62 triệu tấn, tăng
64,8%.
1.1.5.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ urê trên thế giới
Tổng tiêu thụ phân bón thế giới năm 2005 tăng 3,9% so với năm 2004, vào năm
2006 tiêu thụ tương đối ổn định (-0,2%) so với năm 2005. Nhu cầu N tăng 1,1% trong
khi tiêu thụ P và K giảm tương ứng là 1,3 và 3,2%.
Ở tầm khu vực, nhu cầu tiêu thụ rất khác nhau nhưng nhìn chung phát triển
tương đối ổn định do có trợ giá phân bón nên giảm tác động của việc tăng giá phân
LỚP: DH10H1 13
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
bón trong khi giá mặt hàng nông nghiệp lại thấp.
Bảng 1.2: Tiêu thụ phân bón toàn cầu, 2004/05 đến 2007/08
(Triệu tấn phân bón và tỷ lệ thay đổi hàng năm)
N P
2
0
5
K
2
O Tổng
04/05 90.3 37.0 26.0 153.4
05/06 91.3 36.5 25.2 153.1
Thay đổi +1.1% -1.3% -3.2% -0.2%
06/07 (dự đoán) 95.2 38.4 26.4 160.0
Thay đổi +4.2% +5.0% +4.7% +4.5%

07/08 (dự đoán) 97.7 39.6 27.4 164.7
Thay đổi +2.6% +3.3% +4.1% +3.0
Kế hoạch đến 2008 cho thấy sự tăng chậm về nhu cầu phân bón. Tổng tiêu thụ
được tiên đoán tăng 3,0% tương ứng 164,7 triệu tấn trong đó nhu cầu K (+4,1%) cao
hơn P (+3,3%) và N (+2,6%). Hầu như nhu cầu tăng lại chỉ xảy ra tại Nam Á và Đông
Á. Ước tính giữa năm 2005 và 2007 gần 70% lượng nhu cầu phân bón thế giới tăng
đến từ 2 khu vực này.
Hình 1.1: Sự gia tăng nhu cầu phân bón trên thế giới giữa năm 2005 và năm 2007
Việc tăng nhu cầu phân bón thế giới năm 2007 đã tác động tích cực đến việc
cung cấp phân bón, đặc biệt là urê và các sản phẩm Nitơ khác. Nhu cầu phân bón
Phosphat và Kali không đổi trong khi thương mại thay đổi.
Việc sản xuất NH
3
trên thế giới trong năm 2006 ước tính khoảng 150 triệu tấn
NH
3
tăng 3% so với năm 2005. Năm 2007 cung cầu Nitơ thế giới sẽ duy trì tương đối
LỚP: DH10H1 14
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
cân bằng. Thị trường urê thế giới năm 2006 cho thấy sự tăng trưởng hơn mong đợi với
sự tăng giá cả, nhu cầu được duy trì tương đối liên tục, cung cấp vừa đủ. Năm 2006,
sản xuất urê của thế giới ước tính khoảng 133,5 triệu tấn. Mặc dù Ả rập và Xê Út tăng
thêm lượng cung nhưng việc bán urê nhìn chung vừa đủ do sự thiếu nguồn cung từ
Trung Quốc và Indônêsia trên thị trường thế giới. Trong năm 2006, Ấn Độ dẫn đầu về
nhập khẩu urê tiếp đó là Pakistan, Bangladesh và Tây Âu. Thêm vào đó là đã xuất
hiện một số loại phân bón N ngoài urê (Gần 6 triệu tấn trong năm 2006). Năng suất urê
thế giới dự kiến sẽ tăng mạnh trong năm 2007. Thị trường urê sẽ còn vừa đủ đến nửa
năm 2007. Với năng suất mới sẽ dẫn đến thặng dư urê trong nửa năm 2007 còn lại.
1.2 Nguyên liệu tổng hợp urê
1.2.1 Cacbondioxit

1.2.1.1 Tính chất vật lí
Điôxít cacbon hay cacbon điôxít (các tên gọi khác thán khí, anhiđrít cacbonic,
khí cacbonic) là một hợp chất ở điều kiện bình thường có dạng khí trong khí quyển
Trái Đất, bao gồm một nguyên tử cacbon và hai nguyên tử ôxy. Là một hợp chất hóa
học được biết đến rộng rãi, nó thường xuyên được gọi theo công thức hóa học là CO2.
Trong dạng rắn, nó được gọi là băng khô.
Bảng 1.3: Các thông số hóa lí cơ bản
Thông số Đơn vị Giá trị
Khối lượng phân tử Kg/kmol 44,01
Áp suất tới hạn psia 1070,6
Áp suất hơi ở 20
o
C (bar) 58,5
Độ nhớt ở -78,5
oC
C (cP) 0,07
Điểm nóng chảy
o
F -69,9
Hằng số k = CP/CV 1,308
Khối lượng riêng 0
o
C, 1at (kg/m
3
) 1,977
Nhiệt độ tới hạn
o
F 87,9
Nhiệt độ sôi ở 101,34 Kpa,
o

F -109,3
Nhiệt bay hơi kj/kg 574
Nhiệt nóng chảy kj/kg 27,873
Nhiệt dung riêng J/g.K 0,839
1.2.2.2 Tính chất hóa học
Về mặt hóa học, cacbobdioxit cũng khá bền. nó không duy trì sự sống.tuy không
có tác dụng độc ngưng với nồng độ 3% trong không khí ,trung ương thần kinh của con
LỚP: DH10H1 15
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
người sẽ bị rối loạn và 10% có thể mất trí và đi đến chết
Khí cacbonic không cháy và duy trì sự cháy.trên thực tế cacbonic ở dạng nén hay
dạng lỏng để chữa cháy. Đối với đám cháy gây bởi kim loại có ái lực lớn đối với oxi
như K, Mg, Al, Zn cacbobdioxit mất hiệu lực vì kim loại đó vẫn còn cháy tiếp.
4Al +3CO
2
=Al
2
O
3
+3C
Khí CO2tan nhiều trong nước,khi tan trong nước phần lớn CO2 ở dưới dạng
được hydrat hóa và một phần nhỏ tương tác với nước tạo thành axit cacbonic:
CO
2
+H
2
O CO
2
+H
2

CO
3
1.2.2 Amoniac (NH
3
)
1.2.2.1 Tính chất vật lý
Ammonia là chất khí không màu, mùi đặc trưng, khai, khó thở, gây nhiễm độc
mạnh khi tiếp xúc với niêm mạc mắt; quá nồng độ cho phép khó thở có thể gây nên tử
vong.
 Tỷ trọng:
- Khí NH
3
: 0,7708 kg/m
3
( Ở điều kiện 0
0
C và 760 mmHg).
- NH
3
Lỏng : 610 kg/m
3
( Ở điều kiện 20
0
C).
- Khối lượng mol : 17,031.
- Nhiệt độ sôi ở 760 mmHg : -33,5
0
C.
- Nhiệt độ nóng chảy ở 760 mmHg : -77,7
0

C.
- Nhiệt hóa hơi riêng : 5.581 kcal/kmol.
- Nhiệt dung riêng khí NH
3
( ở 0
0
C, 1at) : 0,492 kcal/kg. độ.
- Nhiệt độ tới hạn : 132,4
0
C.
- Áp suất tới hạn : 111,5 at.
Ammonia rất dễ tan trong nước: Ở nhiệt độ phòng ( 20
0
C) thì 1 thể tích nước hòa
tan khoảng 700 thể tích Ammonia theo phản ứng:
NH
3
+ H
2
O = HN
4
OH + Q (1)
Khi tăng nhiệt độ, độ tan của Ammonia giảm xuống, do nó thoát ra khỏi dung
dịch đậm đặc khi đun nóng, và đôi khi người ta dùng phương pháp này để điều chế
một lượng nhỏ Ammonia trong phòng thí nghiệm.
Ở nhiệt độ thấp, từ dung dịch Ammonia có thể tách ra Hydrate tinh thể HN
3
.H
2
O.

Tinh thể này nóng chảy ở -79
0
C. Trong các hydrate này, các phân tử nước và
Ammonia kết hợp với nhau bằng liên kết hydro.
LỚP: DH10H1 16
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
1.2.2.2 Tính chất hóa học
Ammonia là hợp chất có khả năng phản ứng cao, có thể tác dụng với nhiều chất
khác nhau. Nitrogen trong Ammonia có mức oxy hóa thấp nhất ( -3 ). Do đó NH
3
thể
hiện tính chất khử. Nếu cho dòng Ammonia đi qua một ống , lồng trong một ống có
chứa Oxygen, thì NH
3
có thể bị đốt cháy, và khi cháy có ngọn lửa màu lục nhạt theo
phản ứng sau:
4NH
3
+ 3O
2
= 6H
2
O + N
2
(2)
Trong điều kiện có xúc tác Platin, ở nhiệt độ 750
0
C thì NH
3
bị oxy hóa thành

NO:
4NH
3
+ 5O
2
= 4NO + 6H
2
O + 907 Kj (3)
NH
3
có tính Bazơ và phản ứng với các acid tạo thành các muối:
- Phản ứng với Acid Clohydric:
- NH
3
+ HCl = NH
4
Cl
- Phản ứng với Acid Nitric:
 NH
3
+ HNO
3
NH
4
NO
3

- Phản ứng với Acid Sulfuric:
 2NH
3

+ H
2
SO
4
= (NH
4
)
2
SO
4
+ 66.900 Kcal/mol
- Phản ứng với Acid Phóphoric:
 2NH
3
+ H
3
PO
4
= (NH
4
)
2
HPO
4

 NH
3
+ H
3
PO

4
= NH
4
H
2
PO
4

- Phản ứng với Acid Carbonic:
 NH
3
+ H
2
CO
3
= NH
4
HCO
3

 2NH
3
+ H
2
CO
3
= (NH
4
)
2

CO
3

Tất cả các muối tạo thành của các phản ứng trên đều là các dạng phân đạm được
ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp và các ngành kinh tết khác.
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT URÊ
2.1 Sản xuất urê và các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình tổng hợp
2.1.1 Lý thuyết tổng hợp urê
Urê là sản phẩm được tạo thành qua phản ứng tổng hợp amôniắc lỏng và khí
CO
2
.
LỚP: DH10H1 17
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
Trong tháp tổng hợp urê, amôniắc và CO
2
phản ứng tạo thành amôni cácbamát
một phần amônium cácbamát tách nước tạo thành urê.
Các phản ứng xảy ra như sau:
2NH
3
+CO
2
↔ NH
2
COONH
4
+ 32560 kcal/kmol cácbamát (Ở 1.033
kg/cm
2

, 25
OC
) [1]
NH
2
-COO-NH
4
↔ NH
2
-CO-NH
2
+H
2
O - 4200 kcal/kmol urê (Ở
1.033 kg/cm
2
, 25
OC
) [2]
Ở điều kiện phản ứng (T=188-190
oC
, P=152-157 barg), phản ứng thứ nhất xảy
ra nhanh chóng và hoàn toàn, phản ứng thứ hai xảy ra chậm và quyết định vận tốc
phản ứng.
Phần amônium cácbamát tách nước được xác định bằng tỉ lệ các chất phản ứng
khác nhau, nhiệt độ phản ứng và thời gian lưu trong tháp tổng hợp.
Phản ứng thứ nhất tỏa nhiệt mạnh liệt trong khi đó phản ứng thứ hai thu nhiệt yếu
và xảy ra trong pha lỏng ở tốc độ chậm.
Sau hệ thống tổng hợp urê, quá trình phân huỷ (và thu hồi có liên quan) không
thay đổi thành phần phản ứng được thực hiện ba bước sau:

Phản ứng phân huỷ là phản ứng ngược chiều với phản ứng [1]
NH
2
-COO-NH
4
↔ 2 NH
3
+ CO
2
(- nhiệt)
Phản ứng xảy ra mãnh liệt khi giảm áp và/hoặc tăng nhiệt.
2.1.2 Ảnh hưởng tỉ lệ NH
3
/CO
2
Theo phản ứng 1, tỷ lệ Mol lý thuyết của NH
3
/CO
2
là 2, nhưng dưới các điều kiện
khác sản phẩm urê ổn định chậm ở 168 bar 155
OC
.
Tuy nhiên trong thực tế sản phẩm urê thay đổi khi thay đổi tỷ lệ NH
3
/CO
2
. Khi tỷ
lệ Mol NH
3

/CO
2
thay đổi từ 2 đến 9, sản phẩm urê thay đổi từ khoảng 40% đến 85%.
Trên những điều kiện khác, khi tỷ lệ Mol NH
3
/CO
2
thay đổi từ 2 đến 0.5, sản phẩm urê
sẽ thay đổi chỉ từ khoảng 40% đến khoảng 45%.
Vì vậy ảnh hưởng của CO
2
là rất nhỏ so với NH
3
. Hơn thế nữa, dưới điều kiện
giàu CO
2
, dung dịch sẽ trở nên ăn mòn nhiều hơn và vận hành có vấn đề liên quan đến
kết tinh là quá quan trọng.
Nói chung, hầu hết tất cả các nhà máy urê được vận hành dưới tỷ lệ NH
3
/CO
2
trong khoảng giữa 2.5 và 5.0.
LỚP: DH10H1 18
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
Hình 2.1: Biểu đồ thể hiện tỉ lệ NH
3
/CO
2
2.1.3 Ảnh hưởng tỉ lệ H

2
O/CO
2
Từ phản ứng thứ hai, rõ ràng rằng lượng nước dư trong dung dịch phản ứng làm
cản trở sự hình thành urê từ cácbamát. Nhưng nếu hàm lượng nước quá thấp thì nồng
độ cácbamát trở nên cao cùng với vấn đề nghẽn đường ống.
Do đó, thông thường thì tỉ lệ mole H
2
O/CO
2
là 0.4-1 trong các nhà máy công
nghiệp.
2.1.4 Ảnh hưởng nhiệt độ và áp suất
Mối liên hệ giữa độ chuyển hóa cân bằng và nhiệt độ vận hành được đưa ra bởi
LỚP: DH10H1 19
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
Fréjacques và những người cộng sự như sau: độ chuyển hóa tăng tỉ lệ với sự tăng nhiệt
độ, nhưng Otsuka và những người cộng sự đã báo cáo rằng độ chuyển hóa cân bằng tối
đa tồn tại xung quanh 196-200
o
C
Phản ứng phân huỷ là phản ứng ngược chiều với phản ứng [1]
NH
2
-COO-NH
4
↔ 2 NH
3
+ CO
2

(- nhiệt)
Phản ứng xảy ra mãnh liệt khi giảm áp và/hoặc tăng nhiệt.
Từ phản ứng này có thể thấy rằng sự phân hủy được xúc tiến bằng cách giảm áp
suất và/hoặc cung cấp nhiệt.
2.1.5 Sự hình thành buret
Biuret là phản ứng không mong muốn được hình thành khi hai mole urê kết hợp
thành một mole biuret và một mole amôniắc bằng gia nhiệt.
2(NH
2
-CO-NH
2
) ↔ NH
2
-CO-NH-CO-NH
2
+NH
3
Vì biuret có hại tới sự đâm chồi của hạt, và làm héo cây dứa và cam, quýt khi
đạm được phun lên lá, hàm lượng biuret trong phân đạm trên thị trường thế giới được
yêu cầu dưới 1.5%. Biuret tạo thành gần như trong tất cả các giai đoạn của quá trình
sản xuất urê và chủ yếu được tạo thành ở hệ thống phân hủy thấp áp và nhiệt độ cao.
Nhìn chung, sự tạo thành biuret tăng lên nhanh chóng khi nhiệt độ vượt quá 110
o
C do
đó cần phải giữ nhiệt độ/áp suất và thời gian lưu của mức urê lỏng ở giá trị bình
thường trong các bình chứa ở mỗi giai đoạn phân hủy đặc biệt là trong bình chứa của
thiết bị tách chân không.
2.2 Quy trình sản xuất urê trên thế giới
2.2.1 Công nghệ không thu hồi
Cacbamat chưa chuyển hóa được phân hủy thành NH

3
và khí CO
2
bằng cách gia
nhiệt hỗn hợp dòng công nghê ở điều kiện thấp áp. Khí NH
3
và CO
2
thoát khỏi dịch
urê và được sử dụng để sản xuất các muối amôn bằng cách hấp thụ NH
3
trong acid
sunfuaric và acid photphoric. Một nhà máy như thế này sẽ có chi phí đầu tư tương
đối thấp, nhưng có lượng khí thải tương đối lớn.
Do nhu cầu về urê cấp phân bón tinh khiết ngày càng tăng, nên các nhà máy đi
theo công nghệ không thu hồi ít có tính hấp dẫn, bởi vì nó sản xuất ra quá nhiều muối
amôn với mức tuần hoàn nhỏ.
2.2.2 Công nghệ tuần hoàn chung
LỚP: DH10H1 20
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
Khí NH3 và CO2 thu hồi từ dòng công nghệ của tháp tổng hợp trong các công
đoạn phân hủy ở các áp suất khác nhau ( cao áp, trung áp và tháp áp) được hấp thụ
trong nước và được tái tuần hoàn trở lại cho tháp tổng hợp dung dịch cacbamat amôn
lỏng có chứa Amoniac. Hầu như toàn bộ gần một nửa công suất urê của thế giới sản
xuất ra đi theo công nghệ này.
2.2.3 Công nghệ C cải tiến tuần hoàn toàn bộ Misui – Toatsu
Tháp tổng hợp vận hành ở điều kiện áp suất khoảng 25MPa (246at) và khoảng
195
0
C với tỷ lệ mol toàn phần NH

3
:CO
2
khoảng 4:1 (nạp nguyên cộng với tuần hoàn).
Theo báo cáo người ta đã thu được hiệu suất chuyển hóa cacbamat thành urê của mỗi
chu trình tương đối cao.
Cacbamat chưa chuyển hóa và NH
3
dư được thu hồi trong dòng thải của tháp
tổng hợp trước tiên là tháp phân hủy cao áp đốt nóng bằng hơi trung áp , với áp suất
phân huỷ khoảng 17 MPa (xấp xỉ 168 at) và nhiệt độ khoảng 155
0
C, sau đó chuyển
sang tháp phân hủy thấp áp gia nhiệt bằng hơi thấp áp có áp suất P=300 kPa (khoảng
3 at) và nhiệt phân huỷ là 130
0
C
Khí thấp áp được ngưng tụ trong tháp hấp thụ thấp áp và dịch lỏng được bơm lên
cho tháp hấp thụ cao áp để hấp thụ khí của thiết bị phân hủy cao áp. Amoniac dư chưa
hấp thụ của tháp hấp thụ cao áp được ngưng tụ trong tháp ngưng tụ NH
3
bởi vì dịch
cacbamat cô đặc được thu hồi trong tháp hấp thụ cao áp.
Phương pháp kết tinh trung gian cho phép sản xuất được urê có hàm lượng
biuret ở mức dưới 0,5% trọng lượng phù hợp cho mục đích thương phẩm và sử dụng.
Nhiệt toả ra trong quá trình tuần hoàn ngưng tụ carbamate được tận dụng cấp
nhiệt cho quá trình bay hơi nước và amonia trong thiết bị tiền cô đặc chân không.
Tháp tổng hợp được lót một lớp hợp kim đặc biệt để chống ăn mòn. Các chi tiết
khác của thiết bị trong dây chuyền được chế tạo bởi thép không rỉ 316L, 316, 304L và
303 tùy thuộc vào áp suất và nhiệt độ làm việc và nồng dộ carbamate trong dịch ure.

Nếu nồng độ cacbamat và nhiệt độ quá trình cao hơn thì cần phải có thiết bị bằng thép
không rỉ 316L và 316SS còn ở những nơi có nồng độ cacbamat và nhiệt độ làm việc
thấp thì dùng thiết bị có vật liệu 304L và 304SS.
Không khí thụ động hóa được đưa vào trong thiết bị phân hủy cao áp để tạo lớp
ô-xit trên bề mặt bên trong thiết bị tăng cường khả năng chống ăn mòn cho thiết bị
LỚP: DH10H1 21
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
bằng thép không rỉ.
Trong nhiều năm qua người ta đã tiến hành các bước cải tiến công nghệ (19-24).
Hiện nay có nhiều nhà máy urê công suất đến 1800 tấn/ngày đang sử dụng công nghệ
này.
Hình 2.2 Công nghệ C cải tiến tuần hoàn toàn bộ Misui – Toatsu
2.2.4 Công nghệ Montedision
Tháp tổng hợp làm việc ở mức áp suất từ 20-22 MPa (khoảng 192-217 at) tỷ lệ
mol NH
3
/CO
2
khoảng 3,5:1 (nạp nguyên cộng tuần hoàn). Mức chuyển hóa cacbamat
thành urê cho mỗi hành trình theo báo cáo đạt 62-63%. Áp suất dòng thải của tháp
tổng hợp được giảm xuống vào khoảng 7,5 MPa (74 at) và hơi nước được đốt nóng để
thu hồi NH
3
và CO
2
chưa chuyển hóa trong dịch urê. NH
3
và CO
2
dư được thu hồi

trong hai thiết bị phân hủy áp lực nối tiếp vận hành với áp suất 1,2 Mpa (khoảng 12 at)
và 200 kPa (2 at).
Dịch urê loãng 75% trọng lượng của tháp phân hủy cacbamat thứ ba được cô
đặc thành urê nóng chảy 99,5 % trọng lượng trong hệ thống bốc hơi chân không hai
cấp vận hành ở mức áp suất khoảng 29 kPa (0,29ata) và 3,4 kPa (0,034 ata ). Khí của
thiết bị phân hủy cacbamat thứ ba được ngưng tụ trong tháp hấp thụ làm lạnh bằng
LỚP: DH10H1 22
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
nước thứ ba và sau đó được bơm vào cho tháp hấp thụ thứ hai để hấp thụ khí của tháp
phân hủy cacbamat thứ hai.
Dịch cacbamat loãng của tháp hấp thụ thứ hai được bơm vào tháp hấp thụ thứ
nhất để phục vụ mục đích hấp thụ. Nhiệt tỏa ra của quá trình hình thành cacbamat
được sử dụng để sản xuất hơi thấp áp trong tháp hấp thụ thứ nhất với áp suất khoảng
300 kPa (3 at) để xuất ra ngoài nhà máy. Tháp tổng hợp được lót một lớp bằng thép
316L không khí được phun vào để thụ động hóa.
Mới gần đây đã có thông báo nói về một quá trình cải tiến dựa trên công nghệ
tuần hoàn kép đẳng áp (IDR) (25). Dòng công nghệ ra khỏi tháp tổng hợp đầu tiên
được stripping cùng với khí NH
3
sau đó với CO
2
tất cả đều vận hành theo áp suất của
tháp tổng hợp khoảng 18-21 MPa (khoảng 180-210 at). Theo báo cáo đã giảm được
đáng kể mức tiêu hao hơi nước công nghệ
LỚP: DH10H1 23
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
Hình 2.3 Công nghệ Montedision
LỚP: DH10H1 24
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
2.2.5 Công nghệ stripping CO2 Stamircarbon

Tháp tổng hợp, tháp phân hủy cacbamat cao áp (stripper) và thiết bị ngưng tụ
cacbamat mỗi cái đều hoạt động ở áp suất khoảng 14 MPa (khoảng 140 at), tỷ lệ mol
NH
3
/CO
2
là 2,8:1.
Áp suất tháp tổng hợp được hiển thị thông qua tháp stripper trong đó nhu cầu về
tỷ lệ mol và áp suất thấp để tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình phân hủy. Lượng
cacbamat chưa chuyển hóa được phân hủy và tuần hoàn đẳng áp tới cho tháp tổng hợp,
do vậy kích thước bơm tuần hoàn cũng được giảm đi.
Tháp tổng hợp có các đĩa lỗ có tác dụng làm cho việc pha trộn NH
3
và
cacbamat lỏng tuần hoàn từ thiết bị hấp thụ thấp áp và hỗn hợp khí của thiết bị ngưng
tụ cao áp được thuận lợi hơn. Trên đỉnh của tháp tổng hợp có một túi khí dùng cho
việc phân ly các chất không ngưng tụ của dịch sản phẩm urê.
Các chất không ngưng tụ chủ yếu là không khí thụ động hóa được rửa bởi dịch
cacabamat từ tháp hấp thụ thấp áp tới và thải ra ngoài qua hệ thống thải khí trơ trên
cao. Dịch lỏng đi ra từ hệ phóng không này được cấp vào cho thếit bị ngưng tụ
cacbamat thông qua một vòi phun được hoạt động theo mức nạp của tháp tổng hợp
NH
3
cao áp. Dịch sản phẩm urê chảy tràn vào đường ống xuống bên trong và được nạp
vào cho đỉnh tháp stripping cao áp.
Hơi cao áp cung cấp nhiệt phân hủy cacbamat và duy trì mức nhiệt độ cao
khoảng 190
0
C. CO
2

cao áp đi qua ống của thiết bị stripper ngược dòng với dòng sản
phẩm urê đi xuống.
Với sự có mặt của khí CO
2
dư, cacbamat được phân hủy thành khí NH
3
và CO
2
sau đó được tách khỏi dung dịch. Áp suất trong dịch urê đã khử khí có chứa một số
cacbamat và NH
3
chưa chuyển hóa được giảm xuống thu hồi NH
3
và urê, kết quả sản
phẩm được cô đặc urê nóng chảy hàm lượng đạt 99,7% trọng lượng trong điều kiện
chân không cao áp.
Sau khi bổ sung NH
3
, khí từ trên cao của thiết bị stripper đi xuống được ngưng
tụ từng phần để sản xuất hơi thấp áp xuất ra ngoài nhà máy. Hỗn hợp qua ngưng tụ
từng phần này chảy ngược trở lại dưới tác dụng của trọng lực từ thiết bị ngưng tụ cao
áp về cho tháp tổng hợp. Nhiệt trong thiết bị ngưng tụ cao áp được khử hết theo cách
như thế nào đó để đảm bảo còn một lượng nhiệt nhất định trong khí CO
2
và NH
3
trong
LỚP: DH10H1 25