KỸ THUẬT SẢN XUẤT CÁC CHẤT VÔ CƠ CƠ BẢN

KỸ THUẬT SẢN XUẤT CÁC CHẤT VÔ CƠ CƠ BẢN GVHD: LÊ MINH VIỄN
www.sinhvienhoahoc.net
1


08CDHH GROUP


www.SinhVienHoaHoc.Net
www.DienDanCntp.com
www.SinhVienCntp.Com

KỸ THUẬT SẢN XUẤT CÁC CHẤT VÔ CƠ CƠ BẢN GVHD: LÊ MINH VIỄN
www.sinhvienhoahoc.net
2
Phụ Lục:

I. Lời mở đầu 2
II. Khái niệm chung 3
III.Điều chế hỗn hợp khí nitơ-hydro 7
1. Điều chế khí hỗn hợp 7
2. Làm sạch khí hỗn hợp 9
IV. Công nghệ tổng hợp Amoniac 11
1. Cơ sở lí thuyết 11
2. Sơ đồ công nghệ 12
3. Mô tả tháp tổng hợp Amoniac 14
V. Vấn đề an toàn trong sản xuất và sử dụng Amoniac 16
1. Thao tác an toàn với NH
3
lỏng 16
2. Một số yêu cầu sơ cứu tai nạn do NH

3
gây ra 16
VI. Kết luận 18
VII. Nguồn tài liệu 19
KỸ THUẬT SẢN XUẤT CÁC CHẤT VÔ CƠ CƠ BẢN GVHD: LÊ MINH VIỄN
www.sinhvienhoahoc.net
3
I. Lời mở đầu
Amoniac là sản phẩm chủ yếu trong công nghiệp hóa học nói chung
và công nghệ sản xuất các hợp chất của nitơ nói riêng. Amoniac là sản
phẩm đầu để từ đó tiến hành sản xuất các hợp chất khác của nitơ như các
loại phâm đạm có chứa nitơ, HNO
3
.
Đến đầu thế kỷ 20, phương pháp tổng hợp Amoniac mới được phát
triển theo quy trình công nghệ cụ thể. Năm 1913 một nhà máy tổng hợp
Amoniac đầu tiên ra đời tại Đức.
Sau Đại chiến thế giới thứ nhất kỹ thuật tổng hợp Amoniac được phổ
biến đến một loạt các quốc gia khác, những cải tiến quan trọng trong quá
trình tổng hợp được áp dụng, đặc biệt kỹ thuật sản xuất Amoniac đã được
cải tiến tới bước tự động hóa một phần. Quy mô sản xuất được mở rộng
những nhà máy sản xuất NH
3
và các chế phẩm NH
3
lần lượt được ra đời.
Đến giai đoạn hiện nay, công nhệ tổng hợp NH
3
đã đạt được bước
tiến vược bậc với việc ứng dụng công nghệ thông tin, tự động hóa vào quá

trình sản xuất với nhiều dây chuyền khác nhau.
KỸ THUẬT SẢN XUẤT CÁC CHẤT VÔ CƠ CƠ BẢN GVHD: LÊ MINH VIỄN
www.sinhvienhoahoc.net
4
II. Khái niệm chung:
1. Tính chất vật lý:
Amoniac là một chất khí không màu, mùi khai và xốc gây ngạc thở,
nhẹ hơn không khí (khối lượng riêng D = 0,76g/l).
Amoniac hoá lỏng ở -34
0
C và hoá rắn ở -78
0
C. Trong số các khí,
amoniac dễ tan được nhiều nhất trong nước (1lít nước ở 20
0
C hoà tan được
800 lít NH
3
). Hiện tượng tan được nhiều giải thích do có tương tác giữa
NH
3
và H
2
O, là những chất đều có phân tử phân cực.
2. Tính chất hóa học:
Sự phân huỷ
Như đã biết, phản ứng tổng hợp NH
3
là thuận nghịch. Điều này có
nghĩa, amoniac có thể phân huỷ sinh ra các đơn chất N

2
và H
2
.
Amôniăc phân huỷ ở nhiệt độ 600 – 700
0
C và áp suất thường. Phản
ứng phân hủy là phản ứng thu nhiệt và cũng thuận nghịch .
2 NH
3
→ 3 H
2
+ N
2

Tác dụng với axit:
Nhúng hai đũa thuỷ tinh vào hai bình đựng dung dịch HCl đặc và
dung dịch NH
3
đặc sau đó đưa hai đầu đũa thủy tinh lại gần nhau thì sẽ
thấy khói màu trắng.
Khói màu trắng là những hạt nhỏ của tinh thể muối amoniclorua.
Chất này được tạo do hai khí HCl và NH
3
hoá hợp với nhau theo phương
trình phản ứng:
NH
3
+ HCl → NH
4

Cl
Tác dụng với chất oxi hóa:
 Tác dụng với O
2

Đốt amoniac trong oxi, nó cháy với ngọn lửa màu vàng tươi . NH
3
bị
oxi hoá bởi oxi tạo ra N
2
và H
2
O.
4NH
3
+ 3O
2
= 2N
2
+ 6H
2
O + Q
KỸ THUẬT SẢN XUẤT CÁC CHẤT VÔ CƠ CƠ BẢN GVHD: LÊ MINH VIỄN
www.sinhvienhoahoc.net
5
Trong thí nghiệm hỗn hợp NH
3
và O
2
được dẫn đi qua ống đựng chất

xúc tác Pt nung nóng. Khí NO sinh ra, đi tới bình cầu là nơi có nhiệt độ
thường, thì hoá hợp với trong không khí tạo ra khí NO
2
màu nâu đỏ.
NH
3
+ 5O
2
= 4NO + 6H
2
O
2NO + O
2
 NO
2

 Tác dụng với khí Clo
Dẫn khí NH
3
vào bình khí Cl
2
, hỗn hợp khí tự bốc cháy tạo ra ngọn
lửa có khói trắng.
Phương trình phản ứng:
2NH
3
+ 3HCl = 6HCl + N
2

Khói trắng là những hạt nhỏ tinh thể NH

4
Cl được tạo nên do HCl
sau khi sinh ra lại hoá hợp ngay với NH
3
.
NH
3
+ HCl → NH
4
Cl
Tính axit
Như ta đã biết NH
3
là một bazơ tuy nhiên nó còn là một axit yếu
(theo thuyết Brønsted-Lowry ); ví dụ như khi lithium nitride được thêm
vào dung dịch amoniac phản ứng tạo thành dung dịch lithium amide:
Li
3
N(s)+ 2NH
3
(l) → 3 Li+(am) + 3 NH
2
−(am)
NH
3
như là Ligand
Tetraamminecopper(II), [Cu(NH
3
)
4

]
2+
, có màu xanh dương đậm khi
thêm amoniac vào trong dung dịch muối đồng (II).
Diamminesilver(I), [Ag(NH
3
)
2
]
+
, được gọi là tác chất Tollens’
reagent.
3. Ứng dụng:
Amoniac là một trong những hợp chất hóa học có ý nghĩa đặc biệt
trong ngành công nghiệp hóa học vì nó có rất nhiều ứng dụng trong thực tế:
Trong công nghiệp sản xuất phân bón, Amoniac dùng để sản xuất ra
các loại đạm, đảm bảo sự ổn định và cung cấp đạm cho việc phát triển
KỸ THUẬT SẢN XUẤT CÁC CHẤT VÔ CƠ CƠ BẢN GVHD: LÊ MINH VIỄN
www.sinhvienhoahoc.net
6
nông nghiệp. Góp phần đảm bảo an ninh lương thực. Thực hiện công
nghiệp hóa hiện đại hóa và hiện đại hóa đất nước.
Trong công nghiệp thuốc nổ, Amoniac có vai trò quyết định trong
việc sản xuất ra thuốc nổ. Từ NH
3
có thể điều chế HNO
3
để sản xuất các
hợp chất như: di-tri nitrotoluen, nitroglyxêrin, nitroxenlulo,
pentaerythrytol, và amoni nitrat dùng để chế tạo thuốc nổ.

Trong ngành dệt, sử dụng NH
3
để sản xuất các loại sợi tổng hợp như:
cuprammonium rayon và nilon.
Trong công nghiệp sản xuất nhựa tổng hợp, NH
3
được dùng làm chất
xúc tác và là chất điều chỉnh pH trong quá trình polyme hóa của phenol-
formaldehyt tổng hợp nhựa.
Trong công nghiệp dầu mỏ, NH
3
được sử dụng làm chất trung hòa để
tránh sự ăn mòn trong các thiết bị ngưng tụ axit, thiết bị trao đổi nhiệt, quá
trình chưng cất. NH
3
dùng để trung hòa HCl tạo thành do quá trình phân
hủy nước biển lẫn trong dầu thô. NH
3
cũng dùng để trung hòa các vết axit
trong dầu bôi trơn đã axit hóa.
NH
3
dùng đề điều chế aluminu silicat tổng hợp làm xúc tác trong
thiết bị cracking xúc tác lớp cố định. Trong quá trình hydrat hóa silic. NH
3

kết tủa với nhôm sunfat [Al
2
(SO
4

)
3
] để tạo mốt dạng gel. Sau đó rữa tạp
chất Al
2
(SO
4
)
3
được sấy khô và tạo hình.
Trong công nghiệp sản xuất thuốc trị bệnh. NH
3
là một chất độn
quan trọng để sản xuất các dạng thuốc như sunfanilamide, sunfaliazole,
sunfapyridine.
Dung dịch NH
3
21% còn dùng làm dung môi rất tốt. Amoniac tạo
được các nitrua để tôi cứng bề mặt thép, sử dụng Amoniac làm tác nhân
lạnh trong các thiết bị lạnh.
Amoniac có nhiều ứng dụng trong thực tế nên việc “tổng hợp
Amoniac từ khí thiên nhiên” có ý nghĩa thực tế sâu sắc. Mục đích của đề
tài này là sử dụng nguồn nguyên liệu khí tự nhiên sẵn có ở nước ta một
KỸ THUẬT SẢN XUẤT CÁC CHẤT VÔ CƠ CƠ BẢN GVHD: LÊ MINH VIỄN
www.sinhvienhoahoc.net
7
cách hiệu quả để sản xuất ra Amoniac làm chất hóa học trung gian phục vụ
quá trình tổng hợp ra các sản phẩm có ích đáp ứng nhu cầu cho nền kinh tế
quốc dân. Mặc khác đề tài còn đưa ra một phương hướng mới trong việc
nâng cao giá trị sử dụng của nguồn nguyên liệu khí tự nhiên.

KỸ THUẬT SẢN XUẤT CÁC CHẤT VÔ CƠ CƠ BẢN GVHD: LÊ MINH VIỄN
www.sinhvienhoahoc.net
8
III. Điều chế hỗn hợp khí nitơ-hydro để tổng hợp amoniac:
Điều chế nguyên liệu tổng hợp amoniac từ khí thiên nhiên (chủ yếu
là khí CH
4
).
Quá trình chuyển hóa khí thiên nhiên qua hai giai đoạn:
- Điều chế khí tổng hợp
- Làm sạch khí tổng hợp
1. Điều chế khí tổng hợp:
Khí thiên nhiên được chuyển hóa bằng hơi nước hoặc oxy theo phản
ứng:
CH
4
+ H
2
O ↔ CO + 3H
2
– Q (1)
2CH
4
+ O
2
↔ 2CO + 4H
2
+ Q (2)
CO + H
2

O ↔ CO
2
+ H
2
– Q (3)
Phản ứng (1), (3) là các phản ứng thu nhiệt, phản ứng chỉ có hiệu
quả khi nhiệt độ lớn hơn 1350
o
C. Ở nhiệt độ này rất khó duy trì, do đó phải
dùng xúc tác và hơi nước.
Xét lưu trình chuyển hóa khí thiên nhiên bằng hơi nước với xúc tác
Ni.








Sơ đồ công nghệ chuyển hóa metan bằng hơi nước có xúc tác
Chú thích:
1,3: Thiết bị trao đổi nhiệt; 2: Thiết bị làm sạch khí sơ bộ; 4: Lò ống
5: tháp chuyển hóa mêtan; 6: Nồi hơi thu hồi; 7: Tháp tăng ẩm
KỸ THUẬT SẢN XUẤT CÁC CHẤT VÔ CƠ CƠ BẢN GVHD: LÊ MINH VIỄN
www.sinhvienhoahoc.net
9
8: Thiết bị trộn; 9: Thiết bị chuyển hóa CO.

Khí thiên nhiên đưa vào thiết bị trao đổi nhiệt (1), nâng nhiệt độ

380-400
o
C. Sau đó làm sạch khí sơ bộ (2), dùng ZnO để hấp thụ hợp chất
lưu huỳnh (H
2
S, các hợp chất hữu cơ chứa S) để chúng khỏi làm nhiễm độc
xúc tác (ra khỏi tháp các hợp chất này phải <2-3mg/m
3
).
Hơi nước dùng để chuyển hóa cũng được gia nhiệt ở tháp (3) với
nhiệt độ 380-400
o
C. Sau đó được hòa vào khí với hỗn hợp khí-hơi ở tỉ lệ
1/2.5 (thể tích). Hỗn hợp khí hơi vào lò ống (4), tại đây khí đi trong ống có
đựng xúc tác Ni, sự chuyển hóa xảy ra theo phản ứng (1). Đây là phản ứng
thu nhiệt nên để cung cấp nhiệt cho phản ứng, người ta đốt khí ở ngoài
ống. Tại đây, hỗn hợp khí-hơi được chuyển hóa đến 75% mêtan và nhiệt độ
đạt đến 700-750
o
C. Ở đây hỗn hợp khí đi vào tháp chuyển hóa mêtan thứ
2(5) để tiếp tục chuyển hóa mêtan còn lại. Ở tháp này người ta cho thêm
không khí vào nhằm mục đích đưa N
2
vào hỗn hợp. Lượng không khí cho
vào tỉ lệ: H
2
/N
2
= 3/1 (tỉ lệ cần thiết để tổng hợp NH
3

). Oxy trong không
khí oxy hóa mêtan theo phản ứng (2) ở trên tháp, phản ứng này tỏa nhiệt
làm tăng nhiệt độ của hỗn hợp khí lên 950-1000
o
C. Do đó ở cuối tháp tiếp
tục phản ứng thu nhiệt (1) và một phần phản ứng (3).
Ở thiết bị (5) ra hỗn hợp đi vào nồi hơi thu hồi (6), được làm lạnh
xuống nhiệt độ khoảng 400
o
C. Để điều chỉnh quá trình được chính xác một
phần khí được đưa vào tháp tăng ẩm (7) mà không qua nồi hơi. Tháp này
được phun nước để hạ nhiệt độ hỗn hợp khí, đồng thời làm hỗn hợp bão
hòa hơi nước. Lượng nước phun phải làm sao cho khí đạt nhiệt độ 380-
400
o
C là nhiệt độ cần thiết để chuyển hóa CO theo phản ứng (3).
Trước khi vào thiết bị chuyển hóa CO hỗn hợp khí qua thiết bị trộn
(8). Tại đây người ta bổ sung hơi nước với tỉ lệ hơi/khí = 0.35/1.
Thiết bị (9) gồm hai tầng xúc tác Fe-Cr thực hiện chuyển hóa hai
cấp. Lần đầu thực hiện ở nhiệt độ 400
o
C, phản ứng tỏa nhiệt tăng nhiệt độ
KỸ THUẬT SẢN XUẤT CÁC CHẤT VÔ CƠ CƠ BẢN GVHD: LÊ MINH VIỄN
www.sinhvienhoahoc.net
10
hỗn hợp khí lên 500
o
C. Trước khi vào lớp xúc tác tiếp theo hỗn hợp khí
qua lớp đệm được tưới nước trực tiếp để hạ nhiệt độ xuống 420-440
o

C
(nhiệt độ tối ưu để chuyển hóa lần hai). Khí ra khỏi tháp (9) được chia làm
hai đi qua thiết bị (1) vả (3).
Kết thúc quá trình chuyển hóa hỗn hợp khí gồm N
2
, H
2
, CO
2
một ít
CO, CH
4
với thành phần (% thể tích) như sau:
N
2
= 20.6; H
2
= 59.8; CO
2
= 15.2
CO = 4; CH
4
= 0.4
Hỗn hợp này đưa đi làm sạch
2. Làm sạch khí hỗn hợp: mục đích loại H
2
S, CO, CO
2

a. Tách khí CO

2
và H
2
S: CO
2
và H
2
S đều tan nhiều trong nước khi
tăng áp suất và hạ nhiệt độ, nên hỗn hợp khí được rữa bằng nước ở áp suất
cao là phương pháp tốt nhất để tách hai khí này .
Trong công nghiệp thiết bị làm sạch khí là một tháp đệm. Khí đi từ
dưới lên, nước bơm từ trên xuống với áp suất hơi lớn hơn áp suất khí.
Phương pháp này có thể tách từ 80-95% CO
2
, và được dùng để sản xuất
xôđa urê,
Hiện nay người ta sử dụng monoetanolamin (CH
2
CH
2
(OH)NH
2
) để
tách CO
2
và H
2
S. Dung dịch này hấp thụ tốt ở nhiệt độ 25-35
o
C.

2CH
2
CH
2
(OH)NH
2
+ H
2
O + CO
2
↔ (CH
2
CH
2
(OH)NH
3
)
2
CO
3

CH
2
CH
2
(OH)NH
2
+ H
2
O + CO

2
↔ (CH
2
CH
2
(OH)NH
3
)HCO
3
2CH
2
CH
2
(OH)NH
2
+ H
2
S (CH
2
CH
2
(OH)NH
3
)
2
S
CH
2
CH
2

(OH)NH
2
+ H
2
S ↔ (CH
2
CH
2
(OH)NH
3
)HS
Tăng nhiệt độ dung dịch đã hấp thụ CO
2
, H
2
S lên 105-125
o
C, thì
quá trình nhã xảy ra, sau đó làm lạnh dung dịch và dung dịch
monoetanolamin được dùng trở lại. Phương pháp này tách CO
2
lên đến
99%.
b. Tách khí CO: hàm lượng CO trong khí tổng hợp phải < 0.001-
0.002%. Phương pháp tách CO là phương pháp Cu-NH
3
. Tức dùng muối
KỸ THUẬT SẢN XUẤT CÁC CHẤT VÔ CƠ CƠ BẢN GVHD: LÊ MINH VIỄN
www.sinhvienhoahoc.net
11

đồng acetat trong nước amoniac để hấp thụ. Quá trình được tiến hành ở P =
120-320atm, t
o
< 25
o
C và sử dụng tháp đệm để hấp thụ:
Cu(NH
3
)
n
OOH + CO = [Cu(NH
3
)
n
CO]OOH
Phức ra khỏi tháp tăng nhiệt độ lên 80
o
C và giảm áp suất xuống còn
1 atm để tách khí và tái sinh dung dịch hấp thụ. Khí thoát ra trong quá trình
tái sinh chứa 62% CO, 25-27% CO
2
, 12-13% (N
2
+ H
2
) được đưa ra thiết
bị chuyển hóa CO.
Khí tổng hợp sau khi rữa bằng dung dịch đồng amoniac vẫn còn
chứa 0.01-0.05% CO
2

, nên vẫn làm hại xúc tác trong quá trình tổng hợp
NH
3
. Do đó, phải rữa tiếp hỗn hợp khí bằng dd NaOH 7% hay
nướcamoniac 20% ở P =120-320 atm. Sau khi rữa CO
2
chỉ còn 0.0005-
0.0001%.
KỸ THUẬT SẢN XUẤT CÁC CHẤT VÔ CƠ CƠ BẢN GVHD: LÊ MINH VIỄN
www.sinhvienhoahoc.net
12
IV. Công nghệ tổng hợp amoniac:
1.Cơ sở lý thuyết:
Quá trình tổng hợp NH
3
diễn ra theo phương trình:
3H
2
+ N
2
= 2NH
3
H < 0
Là phản ứng thuận nghịch, tỏa nhiệt, giảm thể tích và cần xúc tác.
Do vậy các điều kiện của phản ứng như t
o
, P, C sẽ có ảnh hưởng đến
chuyển dịch cân bằng.
- Nhiệt độ: thường duy trì nhiệt độ của phản ứng này là 450
o

C do
Khi tăng dần nhiệt độ, tốc độ phản ứng ở giai đoạn đầu tăng dần, hệ nhanh
đạt đến trạng thái cân bằng.
+ Nếu tăng nhiệt độ quá nhiều, hiệu suất chuyển N
2
NH
3
giảm do ở nhiệt
độ cao NH
3
bị phân hủy trở lại H
2
và N
2
. Cân bằng chuyển dịch về phía
trái.
+ Ở nhiệt độ áp suất dưới 400
o
C tốc độ phản ứng nhỏ, nên không có lợi
cho sản xuất.
- Áp suất: Trong sản xuất, thực hiện phản ứng này ở áp suất thấp
100-150at, hoặc trung bình 250-600at hoặc áp suất cao 600-1000at.
Phản ứng theo chiều thuận là quá trình làm giảm P của hệ, nên tăng
P phản ứng sẽ chuyển dịch cân bằng về phía tạo thành NH
3
, H chuyển hóa
cũng cao hơn.
Sau khi tạo thành NH
3
cần được tách ra để cân bằng luôn chuyển

dịch theo chiều thuận.
Vì H chuyển hóa nitơ thành NH
3
thấp, H
2
và N
2
chưa tham gia phản
ứng phải quay trở lại tháp tổng hợp nhiều lần nên tỉ lệ giữa H
2
và N
2
được
giữ đúng tỉ lệ 3:1.
- Chất xúc tác
Phản ứng này nếu không có xúc tác thích hợp thì dù ở t
o
cao và P
cao phản ứng cũng hầu như không xảy ra.
KỸ THUẬT SẢN XUẤT CÁC CHẤT VÔ CƠ CƠ BẢN GVHD: LÊ MINH VIỄN
www.sinhvienhoahoc.net
13
Xúc tác có thể là Fe, Pt, Mn v.v Trong công nghiệp thường dùng
chất xúc tác là sắt. Dạng ban đầu của xúc tác là hỗn hợp oxit FeO và Fe
2
O
3

có thêm các chất phụ khác như Al
2

O
3
, CaO, SiO
2
, K
2
O Trước khi cho
hỗn hợp khí H
2
và N
2
đi qua xúc tác, xúc tác phải trãi qua một quá trình
gọi là “ hoàn nguyên ” bằng cách cho dòng khí H
2
đi qua xúc tác ở nhiệt độ
cao, các oxit sắt sẽ bị khử oxi tạo thành các nguyên tử kim loại phân bố
trên bề mặt các oxit khác. Chính những tập hợp nguyên tử như vậy đóng
vai trò xúc tác cho phản ứng.
Fe
3
O
4
+ 4H
2
= 3Fe + 4H
2
O
2. Sơ đồ công nghệ

Hơi nước

2
1
Nước
Nước
NH
3
(L)
NH
3
(L)
NH
3
(Hơi)
3
4
5
6
7
Khí nén
Sơ đồ lưu trình công nghệ tổng hợp amoniac ở áp suất trung bình


Chú thích:
1: Tháp tổng hợp; 2: Thiết bị ngưng tụ; 3: Tháp phân li; 4: Bơm tuần hoàn
5: Thiết bị lọc; 6: Tháp ngưng tụ; 7: Tháp bốc hơi.
Khí tổng hợp đưa vào phần trên của tháp tổng hợp (1). Tùy theo điều
kiện chuyển hóa và độ sạch của khí tổng hợp mà hiệu suất chuyển hóa khác
nhau, nhưng thường khí ra khỏi tháp có thành phần (% thể tích) như sau:
KỸ THUẬT SẢN XUẤT CÁC CHẤT VÔ CƠ CƠ BẢN GVHD: LÊ MINH VIỄN
www.sinhvienhoahoc.net

14
H
2
: 52; N
2
: 17.5-19; NH
3
: 12-18; CH
4
: 6.6; Ar: 5.5
Khí đã chuyển hóa đi vào thiết bị ngưng tụ (2) được làm sạch bằng
nước, hạ nhiệt độ từ 120-200
o
C xuống còn 25-35
o
C. Phần lớn amoniac bị
hóa lỏng tại đây. Sau đó toàn bộ khí đi vào tháp phân li (3) để tách amoniac
bị hóa lỏng. Trong trường hợp khí trơ như CH
4
, Ar vượt quá nồng độ cũng
được thải ra từ thiết bị này, làm cho áp suất giảm đi. Vì vậy, khi được đưa
qua bơm tuần hoàn (4) để nâng áp suất lên 300-320atm.
Ở bơm (4) ra khí được đưa qua thiết bị lọc (5) để tách dầu của bơm.
Tại đây khí tổng hợp mới được bổ sung một lượng bằng lượng khí đã
chuyển hóa thành amoniac đã thải ra theo khí trơ và đã bị rò rỉ.
Từ thiết bị lọc ra khí đi vào tháp ngưng tụ (6) gồm hai bộ phận
truyền nhiệt và phân li. Trong bộ phận truyền nhiệt được làm lạnh đến 5-
15
o
C, sau đó sang tháp bốc hơi (7) làm bay hơi amoniac lỏng để làm lạnh

khí. Tại đây amoniac còn lại trong khí tiếp tục ngưng tụ, kéo theo nước,
dầu lẫn trong khí. Hỗn hợp tiếp tục đưa qua bộ phận phân li của tháp (6) để
tách amoniac lỏng có trong nước và dầu hòa tan. Khí còn lại đưa đến bộ
phận truyền nhiệt của tháp để làm lạnh khí từ thiết bị (5) sang.
Ra khỏi thiết bị (6) khí được đưa vào tháp (1) tạo thành một quá
trình tuần hoàn khép kín.
KỸ THUẬT SẢN XUẤT CÁC CHẤT VÔ CƠ CƠ BẢN GVHD: LÊ MINH VIỄN
www.sinhvienhoahoc.net
15
3. Mô tả tháp tổng hợp amoniac















Đây là thiết bị quan trọng nhất trong hệ thống tổng hợp amoniac.
Tháp có hai bộ phận chính: ở trên là hộp xúc tác với các ống truyền nhiệt
và phần dưới là thiết bị truyền nhiệt.
Để tận dụng nhiệt của phản ứng tổng hợp, để tăng nhiệt độ cho khí
tổng hợp, nên quá trình khí đi trong tháp tương đối phức tạp. Hỗn hợp khí

đi vào phía trên tháp (1) và hộp xúc tác (2) vòng qua thiết bị truyền nhiệt
(3) vào giữa các ống của thiết bị này từ dưới lên trên. R a khỏi thiết bị
truyền nhiệt, nhiệt độ khí tăng lên 350-370
o
C. Sau đó đi theo ống trung tâm
(4) lên phía trên của hợp xúc tác và đi vào các ống kép (5) đặt trong lớp
xúc tác. Đầu tiên khí đi theo ống trong theo chiều từ trên xuống dưới, sau
đó đi vòng lên theo không gian giữa hai ống. Trong quá trình đó, trong ống
khí ống kép khí nhận nhiệt phản ứng, làm tăng nhiệt độ lên 450-470
o
C và
đi vào phía trên của hợp xúc tác. Khí đi qua bộ phận xúc tác theo chiều từ
KỸ THUẬT SẢN XUẤT CÁC CHẤT VÔ CƠ CƠ BẢN GVHD: LÊ MINH VIỄN
www.sinhvienhoahoc.net
16
trên xuống rồi qua các ống của thiết bị truyền nhiệt, truyền nhiệt cho khí
chưa chuyển hóa, hạ nhiệt độ rồi ra khỏi tháp.
Để giữ nhiệt độ xúc tác ổn định khoảng 500
o
C, ngăn ngừa hiện
tượng quá nhiệt trong trường hợp cần thiết, người ta cho khí đi vào phía
dưới của thiết bị tổng hợp theo ống trung tâm (6) lên thẳng hợp xúc tác.
KỸ THUẬT SẢN XUẤT CÁC CHẤT VÔ CƠ CƠ BẢN GVHD: LÊ MINH VIỄN
www.sinhvienhoahoc.net
17
V. Vấn đề an toàn trong sản xuất và sử dụng Amoniac
1. Thao tác an toàn với NH
3
lỏng
Nguyên tắc chung

- Làm việc với amoniac lỏng luôn luôn phải đương đầu với một số
nguy cơ là: bị ngộ độc cấp hơi amoniac, bị “bỏng” lạnh và tai nạn nổ khi
làm việc với áp suất cao.
- Tại các vị trí có nguy cơ rò rỉ NH3 cần phải có hệ thống cảnh báo. Và
các phương tiện xử lý sự cố, cấp cứu (nước, bình bọt, v.v…).
- Những người làm việc với NH3 lỏng phải được đào tạo về chuyên
môn và về cách xử lý các sự cố liên quan, đồng thời phải được trang bị các
thiết bị bảo hộ cần thiết (mặt nạ, kính bảo hộ, găng tay và ủng cao su butyl,
quần áo bảo hộ chuyên dụng, v.v…).
- Vì NH3 lỏng có khả năng gây độc, nổ, … nên các bình chứa amoniac
dùng khi chuyên chở, bảo quản và sử dụng phải đáp ứng một cách nghiêm
ngặt các tiêu chuẩn, nền chai (hoặc bồn) phải sơn màu vàng, chữ đề phải là
màu đen thì mới đúng.
2. Một số yêu cầu sơ cứu tai nạn do amoniac gây ra
Sơ cứu các tai nạn do da tiếp xúc với NH
3
:
Dùng nước để xử lý quần áo, găng tay, ủng dính amoniac. Không chà
xát hoặc dùng thuốc mỡ bôi lên vết thương trên da.
Chuyển nạn nhân khỏi vùng bị ô nhiễm và nhanh chóng tắm rửa nạn
nhân bằng nước sạch hoặc vòi sen (chú ý bảo vệ mắt). Rửa khoảng 1 giờ
hoặc hơn. Sau đó cần đưa nạn nhân đến trạm y tế hoặc bệnh viện để cứu
chữa.
Sơ cứu các tại nạn ở mắt do tiếp xúc với NH
3
:
Chuyển nạn nhân khỏi nguồn ô nhiễm và nhanh chóng rửa mắt bằng
nước sạch hoặc vòi sen. Nhanh chóng nhưng nhẹ nhàng lau sạch các vết
hóa chất. Tiếp tục rửa mắt (có thể cả 2 mắt) bằng dòng nước chảy nhẹ 15
KỸ THUẬT SẢN XUẤT CÁC CHẤT VÔ CƠ CƠ BẢN GVHD: LÊ MINH VIỄN

www.sinhvienhoahoc.net
18
phút hoặc lâu hơn và đưa đẩy tròng mắt về các phía cho sạch. Nhanh chóng
đưa nạn nhân đến trạm y tế hoặc bệnh viện để cứu chữa.
KỸ THUẬT SẢN XUẤT CÁC CHẤT VÔ CƠ CƠ BẢN GVHD: LÊ MINH VIỄN
www.sinhvienhoahoc.net
19
VI. Kết luận:
NH
3
là một khí độc, và cũng là một khí có nhiều ứng dụng trong kỹ
nghệ. Tuy nhiên so với những chất khí thải khác thì NH
3
ít độc hại và xử lý
tương đối đơn giản.
Vấn đề quan trọng là trong kỹ thuật làm lạnh chúng ta cố gắng hạn
chế tối đa sự cố môi trường xảy ra, đồng thời luôn có biện pháp đối phó để
giảm thiểu thiệt hại và ảnh hưởng môi trường xung quanh.
KỸ THUẬT SẢN XUẤT CÁC CHẤT VÔ CƠ CƠ BẢN GVHD: LÊ MINH VIỄN
www.sinhvienhoahoc.net
20
VII. Nguồn tài liệu:






HÓA VÔ CƠ _ HOÀNG NHÂM (TẬP 2)
Bài giảng môn: Hóa Kỹ Thuật_Trần Thị Ngọc Bích

Những định luật cơ bản của công nghệ hóa học_Tổng Hợp Amoniac
Công nghệ sản xuất các hợp chất nitơ_Lê Thị Tuyết_Trường Đại Học Bách
Khoa Hà Nội_ 2000
THE END