bài báo cáo thực tập về quy trình sản xuất phân urê

BÁO CÁO THỰC TẬP GVHD: Thầy Dương Quốc Khanh
MỞ ĐẦU
Theo xu hướng toàn cầu hóa hiện nay, áp lực của nền kinh tế thế giới
buộc các doanh nghiệp Việt Nam phải trở mình để hội nhập và phát triển phù
hợp, đây vừa là cơ hội vừa là thách thức đối với các doanh nghiệp nước ta. Để
vượt qua những thách thức đó không những đòi hỏi các doanh nghiệp phải
biết áp dụng công nghệ kỹ thuật tiên tiến, nâng cao chất lượng sản
phẩm…….mà còn kiểm soát tốt chi phí nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động.
Trong các năm trước đây, nền nông nghiệp của nước ta phải dung phân
bón do nước ngoài cung cấp nên giá cả bất thường và nước ta phải phụ thuộc
vào các nước trên thế giới. do vậy, để phục vụ nhu cầu đó tổng công ty phân
bón và hóa chất dầu khí – công ty cổ phần được thành lập để góp phần tạo
cho các nông dân có được các phân bón tốt cho cây trồng mà còn giá cả hợp lí
và góp phần tạo cho nền nông nghiệp nước ta được giàu mạnh.
Hiện nay tổng công ty đã cung cấp cho thị trường trong nước khoảng
50% nhu cầu phân đạm urê (tổng nhu cầu sử dụng phân đạm urê cả nước bình
quân khỏang 1,7-1,8 triệu tấn /năm) và 40% nhu cầu khí amoniac lỏng được
sản xuất từ nhà máy Đạm Phú Mỹ.
Vì vậy, em lựa chọn quy trình sản xuất phân urê là đề tài mà em làm
báo cáo tốt nghiệp.
1
BÁO CÁO THỰC TẬP GVHD: Thầy Dương Quốc Khanh
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY
ĐẠM PHÚ MỸ
2
BÁO CÁO THỰC TẬP GVHD: Thầy Dương Quốc Khanh
1.1 LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN
Nhà máy Ðạm Phú Mỹ trực thuộc Công ty Cổ phần Phân Ðạm
và Hoá chất Dầu khí, được đặt tại khu công nghiệp Phú Mỹ I, huyện Tân
Thành, tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu. Nhà máy có vốn đầu tư 450 triệu USD, có diện
tích 63ha, là nhà máy đạm đầu tiên trong nước được xây dựng theo dây

chuyền công nghệ tiên tiến, đồng thời cũng là một trong những nhà máy hoá
chất có dây chuyền công nghệ và tự động hoá tân tiến nhất ở nước ta hiện
nay. Cung cấp 40% nhu cầu phân urê trong nước, Ðạm Phú Mỹ có vai trò rất
lớn trong việc tự chủ nguồn phân bón trong một nước nông nghiệp như Việt
Nam. Trước đây, số ngoại tệ phải bỏ ra để nhập phân bón từ nước ngoài về là
rất lớn trong khi nguyên liệu để sản xuất phân Urê là nguồn khí đồng hành
(Associated Gas) đang phải đốt bỏ ở các giàn khoan và nguồn khí thiên nhiên
(Natural Gas) được phát hiện rất nhiều ở phía Nam. Sản phẩm của nhà máy
Ðạm Phú Mỹ hiện đang được tiêu thụ rộng khắp trên thị trường trong nước,
đặc biệt tại vựa lúa đồng bằng sông Cửu Long.
Nhà máy được khởi công xây dựng theo hợp dồng EPCC (Chìa
khóa trao tay) giữa Tổng công ty Dầu khí Việt Nam và tổ hợp nhà thầu
Technip/Samsung, hợp đồng chuyển giao công nghệ sản xuất Amôniắc với
Haldoe Topsoe (công suất 1.350 tấn/ngày) và công nghệ sản xuất Urê với
Snamprogetti (công suất 2.200 tấn/ngày).
• Khởi công xây dựng nhà máy:03/2001.
• Ngày nhận khí vào nhà máy: 24/12/2003
• Ngày ra sản phẩm amonia đầu tiên: 04/2004.
• Ngày ra sản phẩm ure đầu tiên: 04/06/04.
• Ngày bàn giao sản xuất cho chủ đầu tư: 21/09/2004.
• Ngày khánh thành nhà máy: 15/12/2004.
3
BÁO CÁO THỰC TẬP GVHD: Thầy Dương Quốc Khanh
1.2 CÁC PHÂN XƯỞNG CHÍNH CỦA NHÀ MÁY:
1.2.1 Phân xưởng tổng hợp Amôniắc
Có chức năng tổng hợp Amôniắc và sản xuất CO
2
từ khí thiên
nhiên và hơi nước. Sau khi tổng hợp, Amôniắc và CO
2

sẽ được chuyển sang
phân xưởng urê.
1.2.2 Phân xưởng tổng hợp urê
Có chức năng tổng hợp Amôniắc và CO
2
thành dung dịch urê.
Dung dịch urê sau khi đã được cô đặc trong chân không sẽ được đưa đi tạo
hạt. Quá trình tạo hạt được thực hiện bằng phương pháp đối lưu tự nhiên
trong tháp tạo hạt cao 105m. Phân xưởng urê có thể đạt công suất tối đa
2.385tấn/ngày.
1.2.3 Phân xưởng phụ trợ
Có chức năng cung cấp nước làm lạnh, nước khử khoáng, nước
sinh hoạt, cung cấp khí điều khiển, nitơ và xử lý nước thải cho toàn nhà máy,
có nồi hơi nhiệt thừa, nồi hơi phụ trợ và 1 tuabin khí phát điện công suất 21
MWh, có bồn chứa Amôniắc 35.000 m
3
tương đương 20.000 tấn, dùng để
chứa Amôniắc dư và cấp Amôniắc cho phân xưởng urê khi công đoạn tổng
hợp của xưởng Amôniắc ngừng máy.
4
Hình 1.1: Xưởng sản xuất Amoni
Hình 1.2: Xưởng sản xuất URÊ
BÁO CÁO THỰC TẬP GVHD: Thầy Dương Quốc Khanh
1.2.4 Xưởng sản phẩm
Sau khi được tổng hợp, hạt urê được lưu trữ trong kho chứa urê
rời. Kho urê rời có diện tích 36.000m
2
, có thể chứa tối đa 150.000 tấn. Trong
kho có hệ thống điều hoà không khí luôn giữ cho độ ẩm không vượt quá 70%,
đảm bảo urê không bị đóng bánh. Ngoài ra, còn có kho đóng bao urê, sức

chứa 10.000 tấn, có 6 chuyền đóng bao, công suất 40 tấn/giờ/chuyền.
1.3 ĐỊA ĐIỂM, MẶT BẰNG
XÂY DỰNG NHÀ MÁY
Nhà máy sản xuất phân đạm Phú Mỹ được xây dựng trong khu
công nghiệp Phú Mỹ I huyện Tân Thành tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu với diện tích
quy hoạch 63 ha.
1.4 SƠ ĐỒ TỔ CHỨC, BỐ TRÍ NHÂN SỰ
5
Hình 1.3: Xưởng Phụ Trợ
Hình 1.4: Xưởng Sản Phẩm
CÁC
CHI
NHÁNH
PHÒNG
TỔ CHỨC
NHÂN SỰ
TIỀN LÝÕNG
PHÒNG
TÀI CHÍNH
KẾ TOÁN
PHÓ TGĐ
THƯƠNG MẠI
PHÒNG
THƯƠNG
MẠI VẬT
TÝ
PHÒNG
XUẤT
NHẬP
KHẨU

PHÓ TGĐ ĐẦU TƯ
TÝ XÂY DỰNG
BAN QUẢN
LÝ ĐTXD
HỘI ĐỒNG
THÀNH VIÊN
TỔNG GIÁM ĐỐC
PHÓ TGĐ
KỸ THUẬT
PHÒNG
KỸ
THUẬT
PHÒNG
KINH TẾ
KẾ HOẠCH
GIÁM ĐỐC
NHÀ MÁY
NHÀ
MÁY
ĐẠM
BÁO CÁO THỰC TẬP GVHD: Thầy Dương Quốc Khanh
1.5. AN TOÀN LAO ĐỘNG
Do đặc thù nhà máy là nguy cơ cháy nổ cao nên vấn đề an toàn
cháy nổ được nhà máy rất quan tâm.
Mỗi công nhân viên trong nhà máy khi vào cổng công nghệ là
phải trang bị đồ bảo hộ trước khi vào cổng công nghệ.
Nghiêm cấm hút thuốc lá trong nhà máy, cấm mang theo những
vật dụng gây nổ vào trong nhà máy.
1.5.1 Các tiêu chuẩn áp dụng trong phòng cháy và chống cháy
• TCVN-2622(1995): Phòng cháy và chống cháy cho nhà và công trình-Yêu

cầu chung.
• TCVN-3254(1989):An toàn cháy- Yêu cầu chung.
• TCVN-3255(1986):An toàn nổ -Yêu cầu chung.
• TCVN-5760(1993):Hệ thống chữa cháy –Yêu cầu chung cho thiết kế, lắp đặt
sử dụng.
6
Hình 1.5: Địa điểm xây dựng-Mặt Bằng Nhà máy
BÁO CÁO THỰC TẬP GVHD: Thầy Dương Quốc Khanh
• TCVN-6101(1996):Thiết bị chữa cháy-Yêu cầu về thiết kế và lắp đặt hệ thống
CO
2
.
• TCVN-6379(1998): Thiết bị chữa cháy-Yêu cầu kĩ thuật đối với trụ mức chữa
cháy.
Tiêu chuẩn xây dựng của Việt Nam phần III, chương 11- Chữa cháy
Hiệp hội phòng cháy chữa cháy quốc gia Mỹ(NFPA):
NFPA10(1998): Bình chữa cháy mang vác được.
NFPA12(2000): Hệ thống chữa cháy bằng CO
2
.
NFPA13(1999): Quy trình lắp đặt hệ thống sprinkle.
Hiệp hội phòng cháy chữa cháy quốc gia Mỹ (NFPA).
NFPS 10 (1998) Bình chữa cháy mang vác được.
NFPA 12 (2000) Hệ thống chữa cháy bằng CO
2.
NFPA 13 (1999) Quy trình lắp đặt hệ thống sprinkle.
NFPA 15 (1996) Hệ thống phun nước cố định.
NFPA 20 (1999) Quy trình lắp đặt bơm ly tâm chữa cháy.
NFPA 2001 (2000) Hệ thống chữa cháy bằng các chất sạch.
NFPA 72 (1999) Nguyên tắc tác động hỏa hoạn.

1.5.2 Các chất có thể gây cháy nổ
Hợp chất
hóa học
Cấp độ
cháy nổ
(NFPA)
Giới hạn
cháy nổ
(C)
(khí)
Nhiêt độ
bốc cháy
(C )
(khí)
Điểm
bốc cháy
(C)
(lỏng)
Phương
pháp cứu
hỏa
(NFPA)
Phương
pháp cứu
hỏa
(NFPA)
Amonia 1 15/28 651 Gas - 33 6
Metan 4 5/15 537 Gas -162 6
Hydro 4 4/75 500 Gas -252 6
MDEA 1 - - 127 240 2

Dầu
nhờn,
mỡ
1 - 260.371 149.232 360 2
Dầu
diezen
2 - - 38-54 - -
7
BÁO CÁO THỰC TẬP GVHD: Thầy Dương Quốc Khanh
CÁC CẤP ĐỘ CHÁY NỔ :
• Cấp 1: Gồm các chất cần phải được đốt nóng trước khi có thể cháy.
Phương pháp chữa cháy: Sử dụng nước dưới dạng sương
• Cấp 2: Gồm các chất cần phải được gia nhiệt sơ bộ trước khi có thể cháy
Phương pháp chữa cháy: dùng vòi phun nước
• Cấp 3: Gồm các chất khí dễ cháy, chất lỏng tự bốc cháy
Phương pháp chữa cháy: ngăn chặn dòng chảy hoặc ngăn
không cho tiếp xúc với không khí.
1.5.3 Hệ thống phòng cháy chữa cháy
Hệ thống nước chữa cháy. Bồn chứa nước lấy từ nước máy thành
phố từ ngoài hàng rào. Thể tích nước dành riêng cho PCCC là 6000 m
3
. Dựa
trên yêu cầu công suất nước tối đa dùng để chữa cháy là 900 m
3
/h thì sẽ đáp
ứng được hơn 6 giờ.
Có ba bơm nước chữa cháy li tâm chính 30 P4001 A/B/C. Một
bơm dùng động cơ điện, hai bơm sử dụng động cơ diezen. Công suất 500
m
3

/h. Áp suất xả của bơm là 9 bar.
Đường ống nước chữa cháy được đặt theo kiểu một vòng kín, với
các van cách ly được đặt tại các vị trí chiến lược cứu hỏa.
• Các hệ thống dập lửa kiểu xả khí tràn.
• Các hệ thống dập lửa kiểu xả khí tràn khí CO2.
• Lắp đặt để bảo vệ các trạm điện.
• Thiết kế và lắp đặt theo tiêu chuẩn NFPA12 và ISO – 6183.
Được kích hoạt tự động bởi các thiết bị dò khói gắn với bảng
điều khiển chữa cháy nội bộ.
8
Bảng1.2 : Các Chất có thể gây cháy nổ trong nhà máy
BÁO CÁO THỰC TẬP GVHD: Thầy Dương Quốc Khanh
Các hệ thống dập lửa kiểu xả khí tràn bằng hoạt chất sạch
(FM200). Được thiết kế theo tiêu chuẩn NFPA std.2001. Kích hoạt tự động
nhờ các thiết bị dò liên quan.
1.5.4 Hệ thống phát hiện lửa và khí
1.5.4.1 Phát hiện lửa
Các tín hiệu phát hiện lửa được khởi tạo bởi con người hay tự
động bởi các đầu dò.
1.5.4.2 Các nút nhấn báo động
Được phân nhóm theo từng cụm công nghệ hoặc theo các khu
vực địa lý và tín hiệu được nối tới CMFGAP trong phòng điều khiển.
1.5.4.3 Các bộ phát hiện khói
Được lắp đặt tại các trạm điện, nhà điều khiển và tòa nhà hành
chính.
1.5.4.4 Các bộ phát hiện nhiệt
Được lắp đặt tại : Khu công nghệ, các khu vực máy nén. Bên
trong trạm điện, nhà điều khiển, các tòa nhà.
1.5.4.5 Hệ thống phát hiện khí độc và khí dễ cháy
Được thiết kế và lắp đặt với khả năng theo dõi tự động và liên

tục về sự hiện diện của khí độc và dễ cháy trong các khu vực được xác định.
1.5.4.6 Hệ thống phát hiện lửa và khí gồm
• Bảng phòng cháy nội bộ với hệ thống hoạt chất sạch FM200 và
CO
2
.
• Bảng báo lửa và khí chính trung tâm (CMFGAP).
Được lắp đặt nhằm mục đính hiển thị hệ thống lửa và khí cũng
như khởi động các hệ thống thiết bị liên quan.
9
BÁO CÁO THỰC TẬP GVHD: Thầy Dương Quốc Khanh
1.5.5 Giám sát và kiểm tra các thiết bị phòng cháy chữa cháy
Việc giám sát kiểm tra, bảo dưỡng các thiết bị PCCC theo định
kỳ sẽ được tiến hành bởi chủ đầu tư trong suốt quá trình vận hành của nhà
máy để đảm bảo hệ thống phòng cháy chữa cháy hoạt động tốt.
1.6. XỬ LÝ NƯỚC THẢI, VỆ SINH CÔNG NGHIỆP
Hệ thống nước trong nhà máy sau khi sử dụng cần được sử lý
trước khi thải ra hệ thống thoát nước khu công nghiệp bao gồm nước chảy
tràn cho sự cố, nước mưa và khu vực có dầu, nước chữa cháy, nước thải vệ
sinh.
Hệ thống này được thiết kế ba cụm:
+ Cụm xử lý nước nhiễm dầu gồm bể tách sơ cấp, bể bơm tràn,
bể chứa tạm có dung tích chưa được lượng hóa tối đa chảy từ khu vực nhà
máy trong vòng 20 phút.
+ Cụm xử lý nước thải vệ sinh gồm hố thu, bể sục khí.
+ Cụm xử lý nước thải nhiễm Amoniac trong quá trình sản xuất
urê.
10
BÁO CÁO THỰC TẬP GVHD: Thầy Dương Quốc Khanh
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ URÊ

11
BÁO CÁO THỰC TẬP GVHD: Thầy Dương Quốc Khanh
2.1. 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
(NH
4
)
2
SO
4
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.
2.2. TÍNH CHẤT
2.2.1. Tính chất vật lý
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.
12
BÁO CÁO THỰC TẬP GVHD: Thầy Dương Quốc Khanh
Bảng 2.1: 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

1439
1,661
1,887
2,10
ở 0
0
C
50
0
C
100
0
C
150
0
C
Hàm lượng Nito 46,6% N
Tính chất hút ẩm, kết tảng của Urê
Urê là chất dể hút ẩm từ môi trường xung quanh tại một nhiệt độ
nhất định ứng với áp suất riêng phần của hơi nước trong môi trường lớn hơn
áp suất hơi nước trên bề mặt urê. Urê sẽ hút ẩm khi độ ẩm môi trường xung
quanh lớn hơn 70%, nhiệt độ 10-40
0
C.

13
BÁO CÁO THỰC TẬP GVHD: Thầy Dương Quốc Khanh
Urê thường bị hút ẩm do hàm ẩm trong không khí cao, đặc biệt
vào ngày hè, tiết trời ẩm thấp. Để hạn chế việc hút ẩm, urê thường được đóng
trong các bao PP, PE hoặc trong bao giấy nhiều lớp.
Qua nghiên cứu và thực tế, người ta đã xác định các nguyên nhân
chủ yếu gây kết tảng urê sản phẩm:
• Hàm ẩm trong dung dịch Urê đi tạo hạt còn cao.
• Hạt urê xốp, rỗng, dễ vỡ, cường độ cơ giới thấp.
• Bảo quản urê ở nơi có độ ẩm không khí cao, urê bị hút ẩm.
• Sản phẩm urê có kích cỡ không đồng đều, nhiều bụi và mảnh vỡ tạo cho các
hạt urê có mối liên kết hàn bền vững do bụi và mảnh vỡ điền vào không gian
giữa các hạt urê.
Để chống kết tảng hạt urê, ngày nay người ta áp dụng một số
biện pháp sau:
• Bọc urê bởi một lớp paraffin mỏng ngăn chặn hút ẩm.
• Sử dụng bột trợ dung đưa vào dung dịch urê trước khi tạo hạt, tăng cường lực
cơ giới của hạt và hạn chế hút ẩm.
• Tiêm fomanđêhyt hoặc urê fomanđêhyt vào dòng dung dịch urê trước hoặc
sau hệ thống cô đặc.
• Tạo urê hạt to trên một hệ thống tạo hạt tầng sôi thùng quay, làm giảm bề mặt
riêng tiếp xúc không khí của hạt urê, độ bền vững cơ giới cao.
2.2.2. 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:
2NO + (NH
2
)
2
CO + ½O
2
= 2N
2
+ H
2
O + CO
2
14
BÁO CÁO THỰC TẬP GVHD: Thầy Dương Quốc Khanh
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 180-190
0
C,
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 45
0
C. 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
15
BÁO CÁO THỰC TẬP GVHD: Thầy Dương Quốc Khanh
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).
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 CO
2
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 urêthan:
Urê phản ứng với foocmandêhyd và tạo thành các hợp chất như
monomethylolurea công thức: NH
2
CONHCH
2
OH, dimethylolurea
HOCH
2
NHCONHCH
2
OH 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
16
BÁO CÁO THỰC TẬP GVHD: Thầy Dương Quốc Khanh
2.3. ỨNG DỤNG
2.3.1 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 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
17
BÁO CÁO THỰC TẬP GVHD: Thầy Dương Quốc Khanh
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.
2.3.2 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.
2.3.3 Sử dụng y học
2.3.3.1 Thuốc:
Urê được sử dụng trong các sản phẩm da liễu cục bộ để giúp cho quá
trình tái hiđrat hóa của da.
2.3.3.2 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
18
BÁO CÁO THỰC TẬP GVHD: Thầy Dương Quốc Khanh
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.
2.3.4 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.
2.4. Những nét nổi bật về phân urê
Trong số các sản phẩm hoá học được sử dụng phổ biến làm nguồn
cung cấp phân đạm cho cây trồng như: Sulphur Ammonium (SA), Nitrat
Ammonium (NH
4
NO
3
), urê… thì urê được sử dụng nhiều hơn cả vì những đặc
tính vượt trội của nó về mọi phương diện.
Bằng chứng là sản lượng tiêu thụ urê (trên toàn thế giới)
Năm 1973 1997 2003 2007
Tiêu thụ
(Triệu tấn)
8,3 37,6 50 116,7
19
BÁO CÁO THỰC TẬP GVHD: Thầy Dương Quốc Khanh
2.4.1 Ưu điểm của Urê
Urê có thể được dùng bón cho cây trồng dưới dạng rắn, dạng lỏng
tưới gốc hoặc sử dụng như phân phun qua lá đối với một số loại cây trồng.
Khi sử dụng urê không gây hiện tượng cháy nổ nguy hiểm cho
người sử dụng và môi trường chung quanh (Nitrat Ammonium rất dễ gây
cháy nổ).
Với hàm lượng đạm cao, 46%, sử dụng urê giảm bớt được chi phí
vận chuyển, công lao động và kho bãi tồn trữ so với các sản phẩm cung cấp

đạm khác.
Việc sản xuất urê thải ra ít chất độc hại cho môi trường.
Khi được sử dụng đúng cách, urê làm gia tăng năng suất nông
sản tương đương với các loại sản phẩm cung cấp đạm khác.
2.4.2 Cách sử dụng phân urê hiệu quả nhất
Nitrogen có thể bị mất đến 65% vào bầu khí quyển dưới dạng NH
3
hoặc rửa trôi và ngấm xuống đất dưới dạng NO
3
nếu phân urê được bón bằng
cách trải trên mặt đất và để yên đó đến 24 giờ trong điều kiện không khí nóng
và ẩm. Những cách làm gia tăng hiệu qủa của việc sử dụng urê là bón trộn
vào đất trong giai đoạn chuẩn bị đất trồng, pha với nước trong hệ thống tưới
tiêu hoặc tưới nước ngay sau khi bón với lượng nước tương đương một trận
mưa khoảng 6,5mm nước đủ để hòa tan urê và đưa chúng ngấm xuống đến
vùng không xảy ra hiện tượng mất đạm do bốc hơi ammonia.
Sự thất thoát đạm liên quan tới nhiệt độ và độ pH của đất. Sự thất
thoát Nitrogen trong urê tùy thuộc rất lớn vào nhiệt độ và độ pH của đất.
Bảng I.1 và I.2 dưới đây nói lên sự thất thoát đạm dưới dạng khí ammonia khi
bón urê bằng cách trải lên bề mặt đất:
Bảng 2.2 : Tỷ lệ % lượng urea mất đi do sự bay hơi khí ammonia theo nhiệt
độ đất
20
BÁO CÁO THỰC TẬP GVHD: Thầy Dương Quốc Khanh
Nhiệt độ đất
Thời gian
(Ngày)
7
o
C 15

o
C 25
o
C 32
o
C
0 0 0 0 0
2 0 0 1 2
4 2 2 4 5
6 5 6 7 10
8 5 7 12 19
10 6 10 14 20
Bảng 2.3 : Tỷ lệ % lượng urea mất đi do sự bay hơi ammonia theo độ pH của
đất
Ngày
nay khoa
học đang
nghiên cứu
sử dụng
phân đạm
dạng nhũ
tương, tức là
không tưới
phân trên mặt như hiện nay nữa mà sẽ đưa xuống dưới phần gốc cây sau đó
cây sẽ hấp thụ đạm một cách từ từ. Cách làm này nếu thực hiện tốt sẽ là một
bước tiến dài trong lĩnh vực nông nghiệp.
21
Độ pH của đất
Thời gian
(Ngày)

5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5
0 0 0 0 0 0 0
2 0 0 0 0 1 5
4 1 2 5 10 18 20
6 4 5 7 11 23 30
8 8 9 12 18 30 33
10 8 10 13 22 40 44
BÁO CÁO THỰC TẬP GVHD: Thầy Dương Quốc Khanh
2.4.3 Tại sao phân đạm lại cần thiết cho cây trồng?
Trong quá trình phát triển của cây từ nảy mầm, đâm chồi đến sinh
trưởng và phát triển thì cây cần hấp thụ một lượng chất dinh dưỡng nào đó đủ
để phát triển.
Những chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng được chia thành 3
nhóm chính :
• Nhóm dinh dưỡng chính (dinh dưỡng đa lượng): Gồm các chất
mà cây (thực vật) cần một lượng lớn để phát triển gồm có: đạm
(Nitơ), lân (photpho) và kali (K).
• Dinh dưỡng trung lượng: Canxi (Ca), Magiê (Mg), lưu huỳnh (S).
• Dinh dưỡng vi lượng: Sắt (Fe), Đồng (Cu), Mangan (Mn), Bor
(B), Molypden (Mo)…
Trong đó, đạm là yếu tố quan trọng nhất giúp cây phát triển tốt, nhiều
cành, thân chắc khoẻ…Urê chứa hàm lượng đạm cao nhất (46-48%) và lẫn ít
tạp chất nên được lựa chọn và sử dụng.
2.5. Thị trường Urê trên thế giới và Việt Nam
2.5.1 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
22
BÁO CÁO THỰC TẬP GVHD: Thầy Dương Quốc Khanh
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.
Trong vài năm tới, nhà máy Đạm Cà Mau sẽ đi vào hoạt động với
công suất 2350 tấn/ngày sẽ cung cấp cho thị trường 800.000tấn urê/năm.
Đến năm 2011 có thêm nhà máy Đạm Ninh Bình công suất 560.000
tấn urê/năm. Như vậy cả nước sẽ có 4 nhà máy Đạm cung cấp trên 2 triệu tấn
urê/năm đủ đáp ứng nhu cầu urê trong nước.
2.5.2 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 bón trong khi giá mặt hàng nông nghiệp lại thấp.
Bảng 2.4: Tiêu thụ phân bón toàn cầu, 2004/05 đến 2007/08

(Triệu tấn phân bón và tỷ lệ thay đổi hàng năm)
23
BÁO CÁO THỰC TẬP GVHD: Thầy Dương Quốc Khanh
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.
24
BÁO CÁO THỰC TẬP GVHD: Thầy Dương Quốc Khanh
CHƯƠNG 3
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT URÊ
25