dây chuyền công đoạn chuyển hóa CO

Báo cáo thực tập GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Phượng
LỜI MỞ ĐẦU
Từ lâu, người dân đã có câu “người đẹp vì lúa, lúa tốt vì phân”, phân bón
là một trong những nhân tố chính làm tăng năng xuất cây trồng để nuôi sống
nhân loại trên thế giới.
Bên cạnh đó, sản xuất nông nghiệp thường dựa vào đất, phân chuồng,
phân lá và các loại phân sinh học khác, nhưng ngày nay đất đai ngày càng khô
cằn và nhằm làm tăng năng xuất, khả năng sinh trưởng, người ta đã sử dụng
phân bón hóa học. Theo FAO, phân bón làm tăng năng xuất cây trồng từ 35%-
40%, phân bón có rất nhiều loại nhưng chỉ có một số loại phân bón chủ chốt
bao gồm 13 nguyên tố cơ bản (N, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Cu, Mo, B, Co).
Ba nguyên tố người ta thưởng bón trong đất là nito, photpho, kali. Đạm nito
thường dùng là đạm amom (như sunphat amon, cacbonat amon, clorua amon)
và các dạng amonia, nito (amon nitrat, natri nitrat, và kali nitrat). Các quạng
muối phốt phát là nguyên liệu chủ yếu để tạo phân lân. . .Phân kali thường
dùng chủ yếu là photphat kali và clorua kali.
Dựa vào sự cần thiết đó cùng với sự phát triển của nghành phân bón
nước ta hiện nay cùng với việc sử dụng khí thiên nhiên đã được đảng và
Chính phủ quan tâm. Nhà máy đạm Phú Mỹ là một khâu quan trọng trong
chương trình Khí Điện Đạm và là một chủ trương lớn nhằm nâng cao giá trị
sử dụng nguồn khí Bạch Hổ, Trùng Cửu Long và Nam Côn Sơn.
Nhận thấy tầm quan trong của các công đoạn trong xưởng Amoniac nên
em đi sâu vào dây chuyền công đoạn chuyển hóa CO trong xưởng này



SVTH: Phạm Văn Hiển Trang 1
Báo cáo thực tập GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Phượng
CHƯƠNG I: GIỚI THIÊU VỀ ĐƠN VỊ THỰC TẬP.
1.1 Lịch sử hình thành và phát triển:
Việc sử dụng khí thiên nhiên đã được đảng và Chính phủ quan tâm.

Nhà máy đạm Phú Mỹ là một khâu quan trọng trong chương trình Khí Điện
Đạm và là một chủ trương lớn nhằm nâng cao giá trị sử dụng nguồn khí Bạch
Hổ, Trùng Cửu Long và Nam Côn Sơn.
Nhà máy đạm Phú Mỹ là nhà máy phân bón lớn và hiện đại đầu tiên
của Tổng công ty dầu khí Việt Nam, nhằm bảo đảm sự ổn định và chủ động
cung cấp phân đạm cho phát triển nông nghiệp, góp phần quan trọng bảo đảm
an ninh lương thực, thực hiện công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.
Nhà máy sản xuất đạm phú mỹ có công xuất 760 ngàn đến 800 ngàn
tấn đạm ure/năm được xây dựng trên cơ sở quyết định phê duyệt báo cáo
nghiên cứu khả thi dự án đầu tư Nhà máy sản xuất phân đạm Phú Mỹ của thủ
tướng chính phủ số 166/QD-TTg ngày 20/01/2001 và chỉ đạo triển khai thực
hiện nhà máy Đạm Phú Mỹ của chính phủ tại công văn số 529/CP- CN ngày
14/06/2001, Quyết Định phệ duyệt một số điều chỉnh của báo cáo nghiên cứu
khả thi, kế hoạch đấu thầu và hợp đồng EPCC của dự án Nhà máy đạm Phú
Mỹ của hội đồng quản trị tổng công ty dầu khí Việt Nam số 2620/QĐ –HĐQT
15/06/2001.
Hợp đồng EPCC xây dựng nhà máy Đạm Phú mỹ giữa tổng công ty
dầu khí Việt Nam và tổ hợp nhà thầu Technip/ Samsung, hợp đồng chuyển
giao công nghệ sản xuất URE với Snamprogetti ngày 15/06/2001 là cơ sở cho
các bên triển khai thực hiện nghĩa vụ của mình nhẳm xây dựng nhà máy sản
xuất phân dạm Phú Mỹ hiện đại và đạt tiêu chuẩn Quốc Tế.
1.2 Địa điểm xây dựng mặt bằng 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. Vị trí nhà máy được thể hiện trong chứng chỉ quy hoạch
SVTH: Phạm Văn Hiển Trang 2
Báo cáo thực tập GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Phượng
số 07/2001/BQL – CCQH do ban quản lý các Khu Công Nghiệp tỉnh Bà Rịa
Vũng Tàu cấp ngày 12/03/2001.
1.3 Các loại sản phẩm:

1.3.1 Sản phẩm chính- Urea:
 Công xuất: 2200 tấn/ngày
 Cỡ hạt: 1.4 – 2.8 mm: >95%.
 Hàm lượng N
2
: >46.2%.
 Độ ẩm : <0.4%.
 Hàm lượng biuret: <1%.
Urea là hợp chất hóa học có công thức phân tử CO(NH2)
2
, ờ nhiệt độ
thường Urea không màu, mùi vi, hòa tan trong nước, ở nhiệt độ nóng chảy
khoảng 135
0
C, tỷ trọng khoảng 1,3230. Urea thủy phân chậm tạo thành
Cacbonat Amon sau đó phân hủy thành NH
3
và CO
2
, đây là cơ sở để sử dụng
Urea làm phân bón.Trong công nghiệp Urea được tổng hợp từ NH
3
lỏng và
CO
2
khí ở điều kiện nhiệt độ và áp xuất cao.
1.3.2 Sản phẩm phụ amoniac:
 Amoniac chủ yếu để sản xuất Urea. Lượng còn dư được đưa về bồn chứa.
 Công xuất 1350 tấn Amoniac/ngày.
Amoniac là chất khí có công thức phân tử là NH

3
, hóa lỏng ở nhiệt độ
thấp và áp xuất thường (khoảng -30
0
C) hoạc ở điều kiện thường và áp xuất
cao (khoảng 15bar), có mùi đặc trưng.
1.4 An toàn lao động và phòng cháy chữa cháy:
Do đặc thù của nhà máy là nguy cơ cháy nổ cao nên vấn đề an toàn cháy
nổ được nhà máy rất quan tâm.
1.4.1 Phân tích nguy cơ cháy nổ và giải pháp bảo vệ:
Các chất nguy hiểm có thể gây cháy nổ trong các bộ phận sản xuất được
liệt kê dưới đây:
SVTH: Phạm Văn Hiển Trang 3
Báo cáo thực tập GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Phượng
-Amoniac (dạng lỏng hoặc khí).
-Khí nhiên liệu (được xem chủ yếu là khí metan).
-Hydro (dạng khí).
-Metyl dietanol amin (MDEA) là dạng hòa tan trong nước.
-Dầu nhờn mỡ bôi trơn (dạng lỏng).
-Dầu điezen (dạng lỏng).
1.4.1.1 Phân tích:
Amoniac được xem là chất có nguy cơ cháy nổ thấp có cấp độ cháy
là 1 và tiêu chuẩn NFPA 325 xác định rằng Amoniac là chất khó cháy. Thêm
vào đó, tiêu chuẩn NFPA 49 cũng đánh giá về các mối nguy hiểm của
Amoniac là; “chất ăn mòn, có thể nguy hiểm về cháy nổ nếu được đặt ở nơi
kín khí’.
Hydro và khí tự nhiên, có cấp độ cháy nổ là 4, là những khí có nguy
cơ cháy nổ cao. Những khả năng cháy nổ có thể xảy ra đối với những khí này
khi bị rò rỉ và kích cháy là bùng phát, cháy phun lửa dữ dội thậm chí gây nổ
(chỉ xảy ra trong trường hợp khi khí tích tụ trong các khu vực kín hoặc được

giải thoát với một lượng lớn).
Dung dịch MDEA có thể được xem là chất không cháy rỉ vì rất khó
có thể đốt cháy va trong các thiết bị nhà máy, MDEA chỉ tồn tại trong các
dung dịch với dung môi là nước.
Dầu nhờn, mỡ bôi trơn và dầu điêzen có thể được xem là những
chất có nguy cơ cháy nổ thấp và khả năng cháy có thể xảy ra với những ngọn
lửa nhỏ khi có sự rò rỉ của những chất này, được đốt nóng tới nhiệt độ cháy nổ
và phải dược kích cháy.
Hydro hiện diện dưới dạng hỗn hợp trong phân xưởng Amoniac.
Khí tự nhiên chỉ hiện diện trong phân xưởng Amoniac, bộ phận cấp khí nhiên
liệu và bộ phận sản xuất hơi và điện. Đối với sự rò rỉ hỗn hợp hydro và khí tự
nhiên,
SVTH: Phạm Văn Hiển Trang 4
Báo cáo thực tập GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Phượng
phòng cháy được thể hiện bằng cách:
1) Sử dụng vật liệu và hệ thống thích hợp đúng theo tiêu chuẩn kĩ thuật đã được
thiết kế của dự án nhằm giảm thiểu khả năng rò rỉ.
2) Tránh để xảy ra các khu vực kín khí nơi các chất khí dễ xáy nổ có thể tích tụ.
3) Phát hiện sự có mặt của khí dễ cháy nổ tại những nơi mà hiện tượng rò rỉ dễ
xảy ra.
4) Giảm thiểu sự có mặt của nguồn kích cháy, kích nổ.
Chống cháy có thể thực hiện bằng cách: giảm nhiệt độ của thiết bị
đang bị cháy bằng cách sử dụng hệ thống phun nước cố định, các vòi nước
cứu hỏa. Trong trường hợp chữa cháy dùng bột khô và CO
2
(xem phương
pháp 6 của tiêu chuẩn NFPA 325), các chất này phải luôn có sẵn để sử dụng
trong nhà máy.
Dầu nhờn được dùng trong các bộ phận sản xuất của nhà máy nơi có
mặt của các thiết bị quay lớn(bơm, máy nén và máy biến thế).

Đối với sự rò rỉ của hệ thống dầu nhờn:
 Phòng cháy được thực hiện bằng cách sử dụng vật liệu và hệ thống thích hợp
đúng theo tiêu chuẩn kĩ thuật đã được thiết kế của dự án nhằm giảm thiểu khả
năng rò rỉ.
 chống cháy có thể giảm nhiệt độ của các thiết bị cháy bằng cách sử dụng hệ
thống phun nước cố định, các vòi nước cứu hỏa. trong trường hợp chứa cháy
cần đến bột khô CO
2
, các chất này phải luôn có sẵn trong nhà máy. nước có
thể được sử dụng cho chữa cháy chỉ trong trường hợp được áp đặt lên nơi xảy
ra hỏa hoạn từ khoảng cách thích hợp (xem phương pháp 2 của tiêu chuẩn
NFPA 325).
Dầu diezen được dùng trong các trạm bơm nước cứu hỏa (các bơm
diezen khẩn cấp) và gần các trạm điện khác như trạm phát điện khẩn cấp. Đối
với việc rò rỉ hệ thống dầu diezen:
SVTH: Phạm Văn Hiển Trang 5
Báo cáo thực tập GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Phượng
 phòng cháy được sử dụng bằng cách sử dụng vật liệu và hệ thống thích hợp
đúng theo tiêu chuẩn kĩ thuật dã được thiết kế của dự án nhằm giảm thiểu khả
năng rò rỉ.
 chống cháy được thực hiện bằng cách sử dụng các vòi nước cứu hỏa và bình
cứu hỏa sử dụng bột khô.
 Các tòa nhà:
• Bên trong tòa nhà của các trạm điện, các nguồn có thể gây cháy là các thiết bị
điện và cáp điện. Những tòa nhà này thường có người,
• Vì vậy các hệ thống phòng cháy, chữa cháy bao gồm:
 Một hệ thống phun CO
2
: CO
2

được giải phóng nhờ các thiết bị tự động nhằm
phát hiện nhiệt hoặc khói được lắp đặt bên trong các tòa nhà, đồng thời các
thiết bị báo động dưới dạng nghe hoặc nhìn và làm chậm thời gian trước khi
xả CO
2
đã được dự Trù lắp đặt nhằm cho phép mọi người thoát khỏi tòa nhà
trước khi xả CO
2.
 Các bình CO
2
có thể mang vác được.
• Bên trong các tòa nhà điều khiển, các nguồn có thể gây cháy là các thiết bị
điều khiển và cáp điện. Đây là tòa nhà thường xuyên có người, vì vậy hệ
thống phòng cháy cơ bản là:
 Một hệ thống phun nước sạch (FM -200) được lắp đặt ở tầng dưới sàn nhà
(nơi hầu hết các cáp dẫn chạy qua). Quá trình phun FM-200 sẽ được kích hoạt
bởi thiết bị phát hiện nhiệt và khói được lắp đặt bên trong tầng dưới sàn nhà.
Các thiết bị báo động dưới dạng nghe/nhìn cũng được lắp đặt.
 Hệ thống phát hiện khói cũng được lắp đặt cho các phần còn lại của tòa nhà
điều khiển.
 Các bình CO
2
chữa cháy mang vác được.
• Bên trong tòa nhà đóng bao và xếp bao Urea, các nguồn có thể gây cháy chủ
yếu là vật liệu được dùng để đóng bao (các bao nilon) và các palet (chủ yếu là
SVTH: Phạm Văn Hiển Trang 6
Báo cáo thực tập GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Phượng
gỗ), các thiết bị và cáp dẫn. Tòa nhà này được trang bị các phương tiện chống
cháy gồm:
 Hệ thống sprinkle làm ẩm tự động.

 Các bình chứa cháy mang vác được.
• Bên trong tòa nhà hành chính, các nguồn có thể gây cháy chủ yếu là các thiết
bị điện, cáp dẫn điện, giấy và các vật liệu gỗ. Tòa nhà này được trang bị các
phương tiện chống cháy gồm:
 Hệ thống phát điện và báo động nhiệt và khói.
 Các trụ nước bên trong tòa nhà.
 Các bình CO
2
chứa cháy mang vác.
• Bên trong tòa nhà phân xưởng bảo trì, các nguồn có thể gây cháy chủ yếu là
một lượng nhỏ hóa chất dễ cháy nổ như dầu, sơn, các vật liệu cách dẫn. Tòa
nhà này được trang bị các phương tiện chống cháy bao gồm.
 Hệ thống phát hiện và báo động nhiệt và khói.
 Các trụ nước bên trong tòa nhà.
 Các bình CO
2
chữa cháy mang vác được.
• Các tòa nhà như nhà kho dự trữ hóa chất, dự trữ Urea rời và nhà bảo vệ được
xem là ít khả năng cháy nổ vì những tòa nhà này không chứa các chất dễ cháy
nổ. Các tòa nhà này được trang bị các phương tiện chống cháy gồm:
 Hệ thống phát hiện, báo động nhiệt và khói.
 Các bình CO
2
chữa cháy và mang vác được.
1.4.1.2 Biện pháp an toàn và thoát hiểm:
Chương này mô tả những nội dung chính trong giải pháp an toàn
nhân sự và thoát nạn cho nhà máy trong trường hợp khẩn cấp được dự đoán.
Các nguy hiểm chính có thể xảy ra trong nhà máy:
1) Phát tán các chất gây ngộ độc.
2) Phát tán khí dễ cháy nổ.

3) Hỏa hoạn.
SVTH: Phạm Văn Hiển Trang 7
Báo cáo thực tập GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Phượng
Đối với mỗi sự cố nói trên, các bước chính dưới đây nên được xem
xét để xây dựng một giải pháp an toàn:
 Phát hiện nguy hiểm.
 Báo động nguy hiểm.
 Thoát khỏi nhà máy trong khi nguy hiểm.
 Làm giảm mức độ nguy hiểm.
Một vài bước ở trên yêu cầu các nhân sự phải tuân thủ các thủ tục
an toàn liiên quan. Vì lý do này, các nhân viên vận hành và các khách tham
quan sẽ được huấn luyện các trường hợp nguy hiểm của nhà máy và thủ tục
liên quan phải tuân thủ.
 Bức xạ chất độc:
• Các đầu dò sẽ phát hiện sự bức xạ chất độc và gửi tín hiệu về CMFGAP trong
phòng điều khiển trung tâm. Các bảng sẽ tự động kích hoạt các báo động:
rung chuông, đènn báo hiệu ở ngoài và đồng thời gửi các tín hiệu báo động
đến các bảng hiện thị trong nhà bảo vệ chính và trong trạm cứu hỏa, các nhân
viên vận hành có thể kích hoạt các báo động chung để sơ tán nhân sự khỏi nhà
máy. Nhân viên nhà máy nghe báo động ngoài trường hoặc báo động chung
sẽ:
 Đeo các thiết bị an toàn (mặt nạ phòng chống khí độc với bộ phận lọc đặc
biệt),
 Di chuyển tới điểm tập trung gần nhất bằng cách theo bảng hướng dẫn lối
thoát được bố trí dọc các trục đường chính của máy.
Giảm sự bức xạ chất độc có thể làm bằng cách ngăn chặn sự rò rỉ,
các nhân viên vận hành trong phòng điều khiển có thể vận hành các van khối
vận hành từ xa và các van ngừng để giảm thiểu số lượng chất độc phát tán ra
ngoài không khí. Trong trường hợp phát tán một ít dung dịch Amonia, các
máy phát bột nước cầm tay sẽ được sử dụng để giảm bớt sự bốc hơi. Trong

SVTH: Phạm Văn Hiển Trang 8
Báo cáo thực tập GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Phượng
trường hợp có hơi khí phát tán, các vòi nước cũng có thể sử dụng làm pha
loãng lượng hơi Amonia.
 Khí phát tán có thể bắt lửa:
• Phát hiện bởi các đầu dò, các đầu dò này gửi tín hiệu về CMFGAP trong
phòng điều khiển. Bảng này gửi tín hiệu báo động đến các bảng hiển thị đặt
trong nhà bảo vệ chính và trong trạm cứu hỏa. Các nhân viên vận hành có thể
kích hoạt các báo động chung để sơ tán nhân sự khỏi nhà máy. Nhân viên nhà
máy khi nghe các báo động ngoài trường hoặc cảnh báo chung sẽ di chuyển
tới điểm tập trung gần nhất bằng cách theo bảng chỉ dẫn lối thoát được bố trí
dọc các đường chính của nhà máy, cố gắng đi ngược chiều gió.
• Mức độ phát tán khí bén lửa có thể được giảm bằng cách ngăn cản sự rò rỉ:
Các nhân viên vận hành trong phòng điều khiển sẽ vận hành các van khối
điều khiển từ xa và van nghưng để giảm lượng khí có nguy cơ đi xa và van
ngừng để giảm lượng khí có nguy cơ cháy nổ phát xạ ra môi trường
 Hỏa hoạn
• Bên trong các tòa nhà, sự phát hiện hỏa hoạn thông qua các đầu dò nhiệt và
khói, các đầu dò này sẽ gửi tín hiệu đến các bảng cứu hộ nội bộ, các bảng này
sẽ:
 Kích hoạt hệ thống chữa cháy (nếu có),
 Kích hoạt các báo động(quang/âm),
 Gửi các tín hiệu tới CMFAP và tới các bảng hiện thị.
• Tất cả các nhân viên trong tòa nhà khi nghe còi báo động phải sơ tán khỏi tòa
nhà, di chuyển tới điểm tập trung gần nhất bằng cách theo bảng chỉ dẫn lối
thoát.
• Mức độ hỏa hoạn trong các tòa nhà có thể được giảm bằng cách lắp đặt các hệ
thống tự động (các hệ thống xả tràn, sprinklo) hoặc bởi các nhân viên cứu hỏa
là những người tổ chức và thực hiện hoạt động các phòng cháy chữa cháy và
cứu hộ.

SVTH: Phạm Văn Hiển Trang 9
Báo cáo thực tập GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Phượng
• Bên trong các cụp công nghệ, lửa được phát hiện bằng các đầu dò lửa được
đặt tại các hệ thống phun nước tràn tự động. Bên trong các cụm công nghệ,
khi lửa phát hiện bởi các nhân viên vận hành, họ sẽ cảnh báo bằng các nút báo
động và bằng các bộ đàm cầm tay. Các nút nhấn báo động sẽ gửi tín hiệu về
CMFGAP trong phòng điều khiển. Bảng này gửi các báo động tới các bảng
hiện thị được lắp đặt trong nhà bảo vệ chính và trong trạm cứu hỏa. Các nhân
viên vận hành trong tòa nhà điều khiển có thể kích hoạt các báo động chung
cho việc sơ tán nhân viên khỏi nhà máy.
• Các nhân viên vận hành và khách tham quan khi nghe còi báo động chung sẽ
di chuyễn tới điểm tập trung gần nhất bằng cách theo bảng chỉ dẫn lối thoát
được bố trí dọc các đường chính của nhà máy.
• Hỏa hoạn bên trong các cụm công nghệ có thể được giảm bằng cách:
 Bởi nhân viên cứu hỏa là những người tổ chức thực hiện hoạt động phòng
cháy chữa cháy và cứu hộ cần thiết.
 Bởi các nhân viên vận hành trong các tòa nhà, trong các trường hợp họ có thể
vận hành các van ngừng và các van có điều khiển từ xa để ngừng dòng
nguyên liệu dễ cháy nổ phát tán ra ngoài.
1.5 Xử lí nước thải, vệ sinh công nghiệp :
Hệ thống nước trong các nhà máy sau khi sử dụng cần được xử lý
trước khi thải ra hệ thống cống thoát nước khu công nghiệp bao gồm:
• Nước chảy tràn do sự cố.
• Nước mưa vào khu vực có dầu.
• Nước chữa cháy.
• Nước thải vệ sinh.
Hệ thống này được thiết kế cụm 21-PK-01/21- PK-02/21-PK-02 bao
gồm:
 Cụm 21-PK-01 nhằm mục đích xử lý nước nhiễm dầu gồm: bể tách sơ cấp, bễ
bơm tràn, bể chứa tạm có dung tích chứa được lượng nước tối da chảy từ khu

SVTH: Phạm Văn Hiển Trang 10
Báo cáo thực tập GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Phượng
vực nhà máy trong vòng 20 phút. Nước nhiễm dầu từ nhà máy sau khi qua bể
tách sơ cấp được vào bơm vào bể tách nổi, dầu tách từ thiết bị tách sơ và tách
nổi được thu về bể chứa dầu sau đó bơm vào các thiết bị cô đặc. Tại đây dầu
sẽ được tách, nước sẽ đưa về thiết bị tách sơ cấp.
 Cụp 21-PK-02 nhằm mục đích xử lí nước thải vệ sinh gồm: Hố thu bể sục khí.
Nước thải vệ sinh từ nhà máy sau khi lắng được tập trung về hố thu, sau đó
được bơm vào bể sục khí để thực hiện quá trình sinh hóa phân hủy chất hữu
cơ còn sót lại trước khi bơm thải ra cống thoát nước. Bùn và cặn lắng tập
trung dịnh kì hút bằng xe chuyên dụng.
CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ THÔNG SỐ
VẬN HÀNH XƯỞNG AMONIA.
SVTH: Phạm Văn Hiển Trang 11
Báo cáo thực tập GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Phượng
2.1 Nguyên liệu sản suất
 Hoạt động của phân xưởng Amoiac được mô tả trong lược đồ
dưới đây:
PHÂN XƯỞNG AMMONIA
Khí Thiên nhiên Khí Thiên Nhiên
Nước Khử khoáng
Ammonia
Không khí Cacbon đioxit
Điện Condensate Từ
tuốc bin
Condensate công nghệ
 Hoạt động của phân xưởng Ure được mô tả trong lược đồ dưới
đây:
SVTH: Phạm Văn Hiển Trang 12
Báo cáo thực tập GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Phượng

Nguyên liệu chính của nhà máy là khí Bạch Hổ, ngoài ra có thể sử
dụng khí thiên nhiên từ bồn Trũng Nam Côn Sơn và các bể khác thuộc lục địa
phía Nam. Lượng khi tiêu thụ cho nhà máy khoảng 53.00-54.00 nM
3
/h
(khoảng 450 triệu m
3
/năm). Khí thiên nhiên có thể khai thác từ mỏ khí hoặc
được tách ra từ khí đồng hành tại các mỏ dầu. Thành phần khí thiên nhiên,
ngoài Metane là chủ yếu, còn có etane (C
2
H
6
), Propane (C
3
H
8
), Butane
(C
4
H
10
). Thành phần metane thiết kế là 84%.
 Nito:
Khí Nito là chất khí không màu, không mùi, không vị chiếm khoảng
78% thể tích trong khí quyển có Ts = -195
0
C, Tnc = -219,86
0
C, ít tan trong

nước và các dung môi hữu cơ, không duy trì sự sống và sự cháy. Trong nhà
máy Đạm Phú Mỹ, Nito là nguyên liệu để tổng hợp NH
3
và được lấy từ không
khí.
 Hydro:
Hydro là chất khí không màu, không mùi ở điều kiện thường, nhiệt độ
nóng cháy khoảng -259,1
0
C. Khí hydro nhẹ có độ linh động lớn dễ khuếch tán
ra các thanh kim loại như Ni, Pt, Pb… Trong nhà máy Đạm Phú Mỹ, hydro
được tạo nên nhờ phản ứng Reforming khí thiên nhiên bằng hơi nước, là
nguyên liệu để tổng hợp NH
3
.
 CO
2
:
Khí CO
2
là chất khí không màu có vị chua, nặng hơn không khí, không
duy trì sự sống động vật nhưng duy trì sự sống thực vật trong quá trình quang
hóa. Trong nhà máy Đạm Phú Mỹ, CO
2
là nguyên liệu để tổng hợp Urea,
được điều chế từ công đoạn reforming khí thiên nhiên.
 Khí điều khiển là loại khí nén từ không khí và được làm lạnh tách nước.
Trong nhà máy Đạm Phú Mỹ, khí điều khiển làm khí động lực cho các thiết bị
điều khiển.
SVTH: Phạm Văn Hiển Trang 13

Báo cáo thực tập GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Phượng
 Khí nhiên liệu được sử dụng tại nhà máy gồm:
 Nguyên liệu cho phân xưởng Amonia (26.074- 28.172kg/h).
 Nguyên liệu phản ứng Reforming (9.432-9.076kg/h).
 Nguyên liệu thiết bị nồi hơi (2.850-1745kg/h).
 Nguyên liệu cho Flane (40kg/h).
 Nguyên liệu cho máy phát điện (5.900kg/h).
• Khí nhiên liệu đưa từ trạm khí Phú mỹ qua hệ thống đo đếm một phần cấp
cho máy nén k411, một phần được điều khiển áp xuất 25bar bằng Valve điều
áp trước khi đưa đến bình chứa đệm 24-V-01.
• Khí 24-V-01 một phần làm nhiên liệu cho máy phát điện turbin khí, một phần
được giảm áp đến 5 bar trước khi đưa đến bình chứa 24-V-02.
• Khí từ bình chứa 24-V-02 cấp nhiên liệu cho hệ thống Pilot của Flare và cấp
nhiên liệu cho nồi hơi, thiết bị gia nhiệt reformer sơ cấp, đầu đốt. . .
2.2 Giới thiệu về quy trình công nghệ.
*Công nghệ nhà máy bao gồm:
 Hai xưởng công nghệ chính:
Amoniac1350 tấn/ ngày.
Urea: 2200 tấn ure/ngày.
 Các công trình phụ trợ:
Cung cấp các nguồn phụ trợ cho nhà máy: điện, nước, hơi, khí điều
khiển, khí nito…
 Các công trình phi công nghệ: Thu gom và xử lí chất thải, bảo quản, vận
chuyển, đóng gói sản phẩm.

SVTH: Phạm Văn Hiển Trang 14
Báo cáo thực tập GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Phượng
Mô tả chung công nghệ nhà máy:
2.2.1 X ưởng Amonia c
 Thông tin chung:

Công nghệ thuộc bản quyền của Haldor Topsoe A/S, Đan Mạch
(HTAS).
Công xuất thiết kế: 1350 tấn amoniac/ ngày.
Sử dụng khí NG làm nguyên liệu.
Cung cấp NH
3
cho xưởng Urea và đưa lượng NH
3
dư về bồn
chứa.
Cung cấp CO
2
cho xưởng Urea.
 Thứ tự sản xuất:

SVTH: Phạm Văn Hiển Trang 15
Báo cáo thực tập GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Phượng

Amoniac được tạo thành từ khí tổng hợp có chứa khí hydro va 2 khí nito
với tỉ lệ xấp xỉ khoảng 3:1. Hydro được tạo ra từ phản ứng hydrocacbon trong
khí thiên nhiên với nước, còn nito được tạo nên từ nguổn không khí bổ sung
vào hệ thống. ngoài NH
3
phân xưởng còn tạo ra CO
2
để tổng hợp Urea
2.2.1.1 Công đoạn khử lưu huỳnh :
Gồm 2 giai đoạn:
Tháp hydro hóa có nhiệm vụ chuyển các hợp chất lưu huỳnh hữu cơ
thành H

2
S để ZnO hấp thụ.
Tháp hấp thụ lưu huỳnh nhằm loại bỏ triệt để các hợp chất lưu huỳnh
trong khí NG tránh gây ngộ độc xúc tác thiết bị của Rerforming sơ cấp.
Sau quá trình này nồng độ lưu huỳnh được giảm xuống thấp hơn
500ppm theo thể tich.
SVTH: Phạm Văn Hiển Trang 16
Báo cáo thực tập GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Phượng
2.2.1.2 Công đoạn reforming:
Trong bộ phận reforming, khí đã qua khử lưu huỳnh được chuyển hóa
thành khí tổng hợp nhớ quá trình reforming xúc tác của hỗn hợp hydrocacbon
với hơi nước và không khí.
SVTH: Phạm Văn Hiển Trang 17
Báo cáo thực tập GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Phượng
2.2.1.3 Công đoạn chuyển hóa CO thành CO
2



Những hợp chất chứa oxy như CO và CO
2
là những hợp chất cực độc đối
với chất xúc tác của quá trình tổng hợp Amoniac, vì vậy công đoạn này nhằm
chuyển CO thành CO
2
để tách ra ở tháp tách CO
2.
2.2.1.4 Công đoạn tách CO
2
SVTH: Phạm Văn Hiển Trang 18

Báo cáo thực tập GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Phượng

Đây là quá trình tách CO
2
dựa trên quá trình MDEA hoạt hóa 2 cấp
(công nghệ của BASF). Dung môi được dùng cho quá trình hấp thụ CO
2
là
MDEA 03. CO
2
được tách khỏi khí quá trình bởi sự hấp thụ vào trong dung
dịch MDEA chứa 40% MDEA ( chất hoạt hóa quá trình hấp thụ ) và 3% khối
lượng chất piperazine (chất này giúp tăng tốc độ truyền khối của CO
2
từ pha
khí sang pha lỏng).
SVTH: Phạm Văn Hiển Trang 19
Báo cáo thực tập GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Phượng
2.2.1.5 Công đoạn metan hóa:
* Phương trình phản ứng trong 10-R-3001:
CO + 3H
2
CH
4
+ H
2
O + Q
CO
2
+ 4H

2
CH
4
+
+ H
2
O + Q
t = 300 ÷ 320
o
C , 27 bar
Xt :Ni, Cr, Zn
t = 300 ÷ 320
o
C
Xt : Cr, Cu, Zn

Metan đóng vai trò như một khí trơ trong quá trình tổng hợp Amoniac.
Ngược lại, các hợp chất chứa oxy như CO
2
và CO là cực kì độc đối với chất
xúc tác tổng hợp amoniac. Vì vậy, metan hóa là quá trình mà các hợp chất
cacbon oxit dư sẽ được chuyển hóa thành metan.
SVTH: Phạm Văn Hiển Trang 20
Báo cáo thực tập GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Phượng
2.2.1.6 Vòng tổng hợp Amoniac:
2.3 Mô tả chi tiết công đoạn chuyển hóa CO và thông số vận
hành
2. 3.1 Mô tả công nghệ tổng quát:
SVTH: Phạm Văn Hiển Trang 21
Báo cáo thực tập GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Phượng

Cacbon monoxit trong khí công nghệ rời khỏi công đoạn reforming
được chuyển hoá thành cacbon dioxit và hydro theo phản ứng chuyển hoá CO
trong 10-R-2004 và 10-R-2005:
CO + H
2
O ↔ CO
2
+ H
2
+ Q
 Cân bằng của phản ứng chuyển hoá chuyển về phía tạo thành nhiều CO
2
hơn
khi ở nhiệt độ thấp và có nhiều hơi nước hơn, tuy nhiên, tốc độ phản ứng do
đó sẽ tăng nếu ở nhiệt độ cao hơn. Nhiệt độ tối ưu cho phản ứng chuyển hoá
phụ thuộc vào hoạt tính của chất xúc tác và thành phần của khí.
 Điều này có nghĩa là đối với phản ứng chuyển hoá CO sẽ có một nhiệt độ tối
ưu phụ thuộc vào hoạt tính xúc tác và tốc độ lưu chất, nó sẽ cho ra một độ
chuyển hoá tối ưu.
Do đó chuyển hoá CO được hình thành qua hai bước để đảm bảo
lượng dư CO thấp và hình thành sản phẩm phụ thấp.
 Bước thứ nhất thực hiện trong thiết bị chuyển hoá CO nhiệt độ cao 10-R-
2004, được lắp đặt xúc tác SK-201-2 oxit crom tăng cường bằng oxit sắt.
Xúc tác SK-201-2 có thể hoạt động liên tục trong khoảng nhiệt độ
320-500
o
C. Xúc tác còn mới nên hoạt động ở nhiệt khí đầu vào khoảng 360
o
C. Sau đó, do lão hoá xúc tác mà nhiệt độ tối ưu đầu vào tăng lên, đồng thời
nhiệt độ đầu ra không đạt đến 480

o
C, hoạt tính xúc tác sẻ giảm từ từ. Sự lão
hoá xúc tác tăng lên do ngừng máy, chủ yếu là ngừng máy khẩn cấp.
Cốt lỏi chính của phản ứng ở đây là gây ra nhiệt độ tăng lên từ 70-100
o
C. Nhiệt độ đầu ra trên 480oC là chấp nhận.
 Bước thứ hai được thực hiện trong thiết bị chuyển hoá CO nhiệt độ thấp, tại
đây được nạp hai loại xúc tác khác nhau. Lớp trên đỉnh là xúc tác crome LSK
hoạt động như là bảo vệ chống clo.
Lượng xúc tác lớn hơn là LK-821-2, nó bao gồm oxít đồng kẽm crôm
hoặc nhôm và nó có hoạt tính cao hơn. Có nghỉa là nó có thể được dùng ở
khoảng nhiệt độ thấp 170-250
o
C. Nhiệt độ đầu vào nên khống chế ít nhất 15-
SVTH: Phạm Văn Hiển Trang 22
Báo cáo thực tập GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Phượng
20oC trên nhiệt độ điểm sương của khí ẩm để giảm tối thiểu nguy cơ ngưng tụ
hơi nước.
2.3.2 Cấu tạo thiết bị chuyển hóa CO:
Thiết bị chuyển hóa CO có cấu tạo dạng tháp trụ, bên trong có chứa từ
một đến hai lớp chất xúc tác. Chất xúc tác được đỡ trên lớp bi nhôm, có
đường kính khoảng 1 inch, lớp bi này có chiều cao khoảng 150mm, được đặt
trên lớp lưới có đường kính lỗ 2mm. Phía trên lớp xúc tác được bố trí một lớp
bi nhôm có chiều cao khoảng 100mm, kích thước 1 inch, nhằm ổn định bề
mặt xúc tác khi dòng khí nguyên liệu đi vào tháp từ trên đỉnh tháp xuống.
Dòng khí nguyên liệu vào tháp ở cửa (A), sau khi qua lớp xúc tác và quá
trình phản ứng xảy ra, dòng khí sản phẩm ra khỏi tháp qua đường (B). Lớp
xúc tác bên trong tháp có thể đạt từ 3 đến 5 mét. Để phục vụ cho việc theo
dõi, bảo dưỡng và sửa chữa tháp phản ứng, trên thân tháp có trang bị các Man
hole (M) và các Hand hole (H). Thiết bị được trang bị van an toàn áp suất để

bảo vệ trong trường hợp áp suất tăng quá cao. Nhiệt độ hoạt động của tháp
khoảng 360
o
C và áp suất khoảng 30barg. Vật liệu chế tạo tháp là: 1¼Cr½Mo.
Để theo dõi quá trình phản ứng xảy ra trong tháp, các đồng hồ đo nhiệt
độ (T) được lắp đặt dọc theo thân tháp.
2.3.3 Xúc tác trong quá trình chuyển h ó a CO nhiệt đ ộ cao (HTS):
Ở dạng chưa bị khử, xúc tác HTS là xúc tác Fe(III) oxide (Fe
2
O
3
)
có chứa thêm hàm lượng 5-10% Cr
2
O
3
. Trong quá trình hoạt động nó được
khử về dạng oxide sắt từ Fe
3
O
4
. Xúc tác được hoạt hóa ở nhiệt độ 300-
500
o
C. Dòng hơi nước dư sử dụng không chỉ vì lý do về mặt nhiệt động mà
còn để ngăn chặn các phản ứng phụ không mong muốn. Khi giảm dòng hơi
nước dư sẽ làm giảm tỷ số oxi trên cacbon trong vùng HTS và có thể khử một
phần sắc từ về dạng sắt kim loại. Thêm vào đó phản ứng Boudouard có thể
xuất hiện dưới điều kiện này. Kết quả là carbon bị đóng lên phân tử xúc tác
và gây phân hủy xúc tác và lúc này sắt carbides cũng có khả năng tạo thành,

SVTH: Phạm Văn Hiển Trang 23
Báo cáo thực tập GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Phượng
sắt carbides có tác dụng như là xúc tác của phản ứng Fischer – Tropsch sẽ tạo
ra methane và các hydrocacbon nặng khác. Lượng hơi nước dư tối thiểu phụ
thuộc vào tỷ số CO/CO
2
, tỷ số này càng nhỏ thì lượng hơi nước dư sử dụng
càng nhỏ. Trong thực tế các quy trình thường có các thông số hoạt động như
sau: áp suất 32-35bar với CO/CO
2
khoảng 1.65-2.13, và tỷ số S/C trong
reformer sơ cấp khoảng 3.0. Ngược lại, với quá trình Reduced Premary
Reforming, tỷ số CO/CO
2
là 1.2 và S/C=2.8 là vừa đủ.
Với xúc tác HTS khi thêm đồng (3%) sẽ ngăn chặn các phản ứng
phụ và nó cũng ít nhạy cảm hơn với tỷ số S/C nhỏ. Sự hiện diện của MgO và
ZnO có ảnh hưởng nhẹ đến lượng methane tạo thành.
Chức năng chính của Cr
2
O
3
là ngăn cản sự kết dính của xúc tác sắt
oxide, điều này sẽ làm giảm bề mặt của xúc tác. Xúc tác có đặc tính như sau:
S
BET
(Fe-Cr) = 30-80 m
2
/g và có thể sử dụng VVH = 3500-4500 h
-1

2.3.4 Xúc tác trong quá trình chuyển h ó a CO nhiệt đ ộ thấp (LTS):
Xúc tác cổ điển Fe-Cr chỉ có hoạt tính cao trong khoảng nhiệt độ 320-
360
o
C. Khi loại xúc tác mới (năm 1963) dựa trên cơ sở Đồng – Kẽm ra đời
với ưu điểm cho phép hoạt động ở nhiệt độ thấp hơn, giảm được nồng độ của
CO ở trạng thái cân bằng tại nhiệt độ 200
o
C.
Xúc tác của quá trình LTS ở dạng bi nhỏ, chứa khoảng 40-55% oxide
đồng, 20-30% oxide kẽm phần còn lại là oxit nhôm. Xúc tác thương mại có
kích thước như sau: 6.4x3.2mm đến 3.5x3mm, bề mặt khoảng 60-120m
2
/g và
kích thước lỗ trống 0.35-0.45ml/g.
Oxide đồng được khử với dòng khí hydro và dòng khí mang thường
là N
2
để tạo ra các tinh thể kích thước khoảng 10
-6
cm phụ thuộc hoạt tính xúc
tác. Lưu huỳnh có trong dòng khí nguyên liệu, thường là H
2
S, phải có nồng
độ dưới 0.1ppm, nếu không xúc tác cũng đã có thể bị ngộ độc nhẹ. ZnO hấp
phụ lưu huỳnh và chuyển về dạng ZnS, khi ZnO bị phá hủy nó sẽ đóng thành
lớp, H
2
S gây mất hoạt tính xúc tác đồng bằng quá trình kết tụ. Quá trình xúc
SVTH: Phạm Văn Hiển Trang 24

Báo cáo thực tập GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Phượng
tác bị ngộ độc có thể nhận biết qua sự thay đổi đường đặc tính nhiệt độ của
lớp xúc tác theo thời gian.
Lớp xúc tác LTS được bảo vệ bằng lớp bảo vệ, đó là lớp ZnO. Nếu
lớp bảo vệ xúc tác được thay mới thường xuyên thì nó sẽ kéo dài được thời
gian làm việc của xúc tác và có thể kéo dài đến 6-10 năm. Khi không có lớp
bảo vệ, thời gian làm việc của lớp xúc tác thường 2-4 năm phụ thuộc chất
lượng của dòng khí.
Hàm lượng vết của Clo có trong khí tự nhiên hay thường có trong
dòng không khí công nghệ trong giai đoạn reforming thứ cấp có thể làm mất
hoạt tính của xúc tác do quá trình kết tụ xúc tác đồng.
SVTH: Phạm Văn Hiển Trang 25