Quy Trình Công Nghệ Sản Xuất Amoniac tại nhà máy Đạm Phú Mỹ

PVU
TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT NAM
Nguyễn Thanh Hà
Nguyễn Xuân Tân Bình
Hoàng Trí Dũng
Trần Ngọc Cường
Hồ Văn Diệu
Huỳnh Văn Dũng
Báo Cáo Kiến Tập Ngành Nghề
Quy Trình Công Nghệ Sản Xuất Amoniac tại nhà
máy Đạm Phú Mỹ
Giảng viên: ThS. Nguyễn Minh Tâm
Vũng Tàu, 29 tháng 06 năm 2013
Nhập môn dầu khí
ThS. Nguyễn Minh Tâm
Nhà máy Đạm Phú Mỹ
2
Hình 1: Nhà máy ĐPM
Nhập môn dầu khí
ThS. Nguyễn Minh Tâm
Nhà máy Đạm Phú Mỹ
.
 !"#$%&'()&
.
*+,-+./01!2%34$56789:;<;=3&:4>=?+
.
6@AB$C=DE=#A4F9>G-=/HI9JK:<LM+=$9JK:FN
4OC=D6=+F4>GP=#H
.
*+,)+1FNK2QL#K2Q=++=8K2Q4O8K2QFB4R8K2Q9JFS+,

FTK2QU?<,&
.
 V',8<0928N8<0WO#"&
3
Nhập môn dầu khí
ThS. Nguyễn Minh Tâm
Sơ đồ khối
4
Reforming (P. +S.)
Reforming Thứ ấp
Chuyển Hóa CO
Tách CO
2
Methane Hóa
Tổng Hợp
Amoniac
NG
Khử Lưu Huỳnh
Air
H
2
N
2
CO CO
2
(CH
4
)
CO
2

N
2
H
2
(CO
2
CO CH
4
)
Nhập môn dầu khí
ThS. Nguyễn Minh Tâm
Khử Lưu Huỳnh
5
Lưu huỳnh sẽ gây mất hoạt tính hoặc gây nhiễm độc xúc tác
Phần lớn khí nguyên liệu có chứa một lượng nhỏ lưu huỳnh
tồn tại ở dạng hợp chất
Nhập môn dầu khí
ThS. Nguyễn Minh Tâm
Khử lưu huỳnh
6
Hình 2: Thiết bị Hydro hóa 10-R-2001 và hai thiết bị hấp phụ lưu huỳnh 10-R-2002 A/B
< 0.05 ppm khối lượng
Nhập môn dầu khí
ThS. Nguyễn Minh Tâm
Khử Lưu Huỳnh
7
Các hợp chất lưu huỳnh hữu cơ được
chuyển hoá thành H
2
S bằng xúc tác

hydro hoá là coban/molypden oxit
H
2
S được hấp phụ bằng oxit kẽm(ZnO)
Hydro hóa Hấp phụ lưu huỳnh
Nhập môn dầu khí
ThS. Nguyễn Minh Tâm
Hydro hóa
8
RSH + H
2
=> RH + H
2
S
R1SSR
2
+ 3H
2
=> R
1
H + R
2
H + 2H
2
S
R1SR
2
+ 2H
2
=> R

1
H + R
2
H + H
2
S
(CH)
4
S + 4H
2
=> C
4
H
10
+ H
2
S
COS + H
2
=> CO + H
2
S
Các phản ứng chuyển hóa
Nhập môn dầu khí
ThS. Nguyễn Minh Tâm
Hấp phụ hợp chất lưu huỳnh vô cơ
9
ZnO + H
2
S ↔ ZnS + H

2
O
ZnO + COS ↔ ZnS + CO
2
Nhập môn dầu khí
ThS. Nguyễn Minh Tâm
Reforming
10
/BL!XC=Y,4Z[>\4+V2 #4=9JFS+E

]

CO + H
2
O ↔ CO
2
+ H
2
+ Q (3)
CH
4
+ 2H
2
O ↔ CO + 3H
2
– Q (2)
C
n
H
m

+ H
2
O ↔ C
n-1
H
m-2
+ CO + 2H
2
– Q (1)
Nhập môn dầu khí
ThS. Nguyễn Minh Tâm
Reforming sơ cấp
.
;^4>\4+>49V:F1'!K.,&4OU=
K.,[_`[_`&,2RFaK.,[`
b3`3E&
.
EcRFV2 <LOOQ$d%d


e,F&
.
EcRF<L4=<f!Q3'%

&
.
, ! K. , 2R ! Q ' g ! = 4=  b
hUIAiA<I+9,$
11
Hình 3: béc đốt

Nhập môn dầu khí
ThS. Nguyễn Minh Tâm
Reforming thứ cấp
.
[>\4+>4U:F2RFQK.,[_6``3E&
.
_L$2R!X không khí <;$<L#O;`

Q
F4OC=4>\4+>4U:F&
.
*$J+K!jd'

<AT<LK!A2 Y=# FK.,&
12
Quá trình thu hồi nhiệt thừa (khói thải và khí công nghệ)
Nhập môn dầu khí
ThS. Nguyễn Minh Tâm
Chuyển hóa CO
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:
CO + H
2
O ↔ CO
2
+ H
2
+ Q
13
chuyển hoá CO nhiệt độ cao

10-R-2004
chuyển hoá CO nhiệt độ thấp
10-R-2005
xúc tác SK-201-2 oxit crom tăng cường bằng oxit sắt
xúc tác crome LSK,lượng xúc tác lớn hơn là LK-821-
2
Nhập môn dầu khí
ThS. Nguyễn Minh Tâm
Chuyển hóa CO
14
Hình 4: Bộ hâm nóng nước lò hơi số một 10-E-2012
kl==;^I,]8<L$2R#+ac,4=$m;^Na$`n`8Y,$
V2 `n`N+12 #TV9!+`n`
Nhập môn dầu khí
ThS. Nguyễn Minh Tâm
Tách CO
2
.
Dựa trên quá trình MDEA (Metyl Dietanol amin) hoạt hoá hai cấp (theo công nghệ của BASF).
.
Hệ thống công nghệ chính bao gồm một tháp hấp thụ CO
2
hai cấp, một tháp giải hấp thụ CO
2
và
hai bình tách flash với dung dịch chứa 40% aMDEA 03 (chứa đựng 3% khối lượng chất piperazine)
R
3
N + H
2

O + CO
2
↔ R
3
NH
+
+ HCO
3
-
2R
2
NH + CO
2
↔ R
2
NH
2
+
+ R
2
N-COO
-

15
Nhập môn dầu khí
ThS. Nguyễn Minh Tâm
Tách CO
2
16
E:FB]



CO
2
được tách ra khỏi dòng khí bằng hấp thụ
ngược dòng trong hai cấp tại tháp 10-T-3002
,]

I,
9AA^:F
B

Trong tháp giải hấp thụ 10-T-3001, CO
2

được khử bằng nhiệt, nhiệt dùng cho yêu
cầu này được tạo ra trong nồi đun tháp giải
hấp nhờ vào khí nóng công nghệ.
Nhập môn dầu khí
ThS. Nguyễn Minh Tâm
Methane hóa
.
Quá trình mà các loại cacbon oxit dư sẽ được chuyển hoá thành metan trong tháp 10-R-3001
.
Ngược lại, các hợp chất chứa oxy như là cacbon oxit (CO và CO
2
) là cực kỳ độc hại đối với chất
xúc tác tổng hợp amoniac.
CO + 3H
2

↔ CH
4
+ H
2
O + Q
CO
2
+ 4H
2
↔ CH
4
+ 2H
2
O + Q
.
Nhiệt độ thấp, áp suất cao và hàm lượng hơi nước thấp giúp cho cân bằng hoá học của phản ứng
chuyển về phía methane hoá.
17
Nhập môn dầu khí
ThS. Nguyễn Minh Tâm
Tháp 10-R-3001
18

*$W4<Jd`
%



_L4=<f,FU=1<!#2R
<L]]


oFF+<L4=
Hình 6: Tháp methane hóa

U=# FK.,_`3[)+3p
*<>
Nhập môn dầu khí
ThS. Nguyễn Minh Tâm
Tổng hợp NH
3
19
!FJUZFB;!!#WF=m

Tốc độ phản ứng tăng khi tăng nhiệt
độ
Khi giảm nhiệt độ và tăng áp suất, cân bằng sẽ
chuyển về hướng hình thành amoniac
q

!Z=+=1I
?<?$
q$=Vd

8J+$9r
#+?!Z=+=
Phương trình phản ứng:
Nhập môn dầu khí
ThS. Nguyễn Minh Tâm
Tổng hợp NH
3

20
25%
137 barg
KM1/KM1R (1.5-3mm)
Nhập môn dầu khí
ThS. Nguyễn Minh Tâm
Tổng hợp NH
3
21
Hình 7: Thiết bị làm lạnh 10-E-5004

*$+ Bm 2 B *E
%
9J FS+8 #+
#<L+=<>`F<LF1<

1d#+#W,F9:<,=

_L+=<>`Fm#<L2RO+9=<
RF*E
%
IJ+Je#$E

*

>+,F
RF

_LF1<m44ZRF*E
%


+#2R<L4VM48E

s?A
1IJ+J.e#$F,<L<
,FRF=FJJ#1&
Nhập môn dầu khí
ThS. Nguyễn Minh Tâm
Tổng hợp NH
3
22
EZ'mtZU=M+=#f
Nhập môn dầu khí
ThS. Nguyễn Minh Tâm
23
Haldor topsoe (23/5/1913 – 20/5/2013)
Nhập môn dầu khí
ThS. Nguyễn Minh Tâm
Thank you !!!