Báo cáo thực tập tốt nghiệp cụm chân không xưởng URE nhà máy đạm phú mỹ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU
KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

CỤM CHÂN KHÔNG
Xưởng URE
Nhà máy Đạm Phú Mỹ
Trình độ đào tạo: Cao Đằng
Hệ đào tạo: Chính quy
Ngành: Công nghệ kỹ thật hóa học
Chuyên ngành: Hóa dầu
Khoá học: 2010-2013
Đơn vị thực tập: Nhà máy đạm phú mỹ
Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Quốc Hải
Sinh viên thực hiện:Nguyễn Thế Tân

…Vũng tàu,… ngày…..tháng…..năm

1


Lời cảm ơn
Trong quá trình học tập tại trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu em đã được các
thầy cô giáo trong trường đã nhiệt tình giảng dạy, nhờ đó em đã được trang bị
những kiến thức cơ bản.Trong quá trình em tham gia thực tập tại nhà máy Đạm Phú
Mỹ em đã được tìm hiểu được sâu sắc hơn những vấn đề hóa học em đã học, em đã
được tiếp thu những kiến thức thực tế, cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của các cán bộ
công nhân viên nhà máy Đạm Phú Mỹ và thầy Nguyễn Quốc Hải đã giúp đỡ em
hoàn thiện bài báo cáo này
Em xin chân thành cám ơn !

2


NHẬN XÉT CỦA ĐƠN VỊ THỰC TẬP
. .................................................................................................................................
. .................................................................................................................................
. .................................................................................................................................
. .................................................................................................................................
. .................................................................................................................................
. .................................................................................................................................
. .................................................................................................................................
. .................................................................................................................................
. .................................................................................................................................
. .................................................................................................................................
. .................................................................................................................................
. .................................................................................................................................
. .................................................................................................................................
. .................................................................................................................................
………., ngày…….. tháng ……năm 20…

3


ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
1. Thái độ tác phong khi tham gia thực tập
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................

.............................................................................................................................
2. Kiến thức chuyên môn
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
3. Nhận thức thực tế
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
4. Đánh giá kết quả thực tế
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
5. Đánh giá kết quả thực tập
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
Giảng viên hướng dẫn

4


Danh Mục
Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ nhà máy ........................................................ Trang 12
Hình 2.1 Xưởng phụ trợ ........................................................................... Trang 12
Hình 3.1 Xưởng amoniac ......................................................................... Trang 13
Hình 4.1 Sơ đồ công nghệ ammoniac ...................................................... Trang 13
Hình 5.1 Xưởng Ure ................................................................................. Trang 14
Hình 1.3 Cấu tạo 20-Z-2015 và 20-V-2015 ............................................. Trang 33
Bảng 1.1 Bảng chỉ tiêu kỹ thuật khí ......................................................... Trang 15
Bảng 1.2 Bảng thành phần đặc tính của ure ............................................. Trang 18
Ký hiệu từ viết tắt
PVFCCo : Tổng công ty phân bón và hóa chất dầu khí
GPP = Gas Processing Plant – trường hợp bình thường
AMF = Absolute minimum facilities - trường hợp không bình thường

5


Mục lục
Mở đầu...................................................................................................... Trang 09
Chương I Tổng quan nhà máy Đạm Phú Mỹ ...................................... Trang 09
1 Giới thiệu về nhà máy Đạm Phú Mỹ..................................................... Trang 09
1.1 Tổng quan về nhà máy Đạm Phú Mỹ ............................................ Trang 09
1.2 Quá trình hình thành và phát triển nhà Đạm Phú Mỹ .................... Trang 09
1.3 An toàn lao động ............................................................................ Trang 11
1.4 Xử lý nước ...................................................................................... Trang 12
2 Sơ đồ công nghệ nhà máy Đạm Phú Mỹ ............................................... Trang 13
2.1 Xưởng phụ trợ ................................................................................ Trang 13

2.2 Xưởng amoniac .............................................................................. Trang 14
2.3 Xưởng ure ....................................................................................... Trang 14
2.4 Xưởng sản phẩm ............................................................................ Trang 15
3 Các chỉ tiêu kỹ thuật của nhiên liệu và sản phẩm ................................. Trang 15
3.1 Nguyên liệu .................................................................................... Trang 15
3.1.1 Khí thiên nhiên ........................................................................ Trang 15
3.1.2 Amoniac .................................................................................. Trang 16
3.1.3 CO2 .......................................................................................... Trang 17
3.1.4 Chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm ............................................... Trang 17
Chương II : Giới thiệu về Ure ............................................................... Trang 17
1 Lịch sử hình thành ................................................................................. Trang 17
2 Tổng quan về sản xuất ure..................................................................... Trang 18
2.1 Nguyên liệu sản xuất ...................................................................... Trang 18
2.2 Tính chất vật lý ............................................................................... Trang 18
2.3 Tính chất hóa học ........................................................................... Trang 20
2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến ure ........................................................ Trang 22
2.4.1 Ảnh hưởng tỉ lệ NH3/CO2 ....................................................... Trang 22
2.4.2 Ảnh hưởng tỉ lệ H2O/CO2 ....................................................... Trang 22
2.5 Sự hình bureut ................................................................................ Trang 22
2.6 Nguyên nhân và cách khắc phục tính hút ẩm................................. Trang 23
2.6.1 Nguyên nhân ........................................................................... Trang 23
2.6.2 Cách khắc phục ....................................................................... Trang 23
2.7 Ứng dụng ........................................................................................ Trang 24
2.7.1 Trong nông nghiệp .................................................................. Trang 24
2.7.2 Trong công nghiệp .................................................................. Trang 24
2.7.3 Trong y học ............................................................................. Trang 25
2.7.3.1 Thuốc.................................................................................. Trang 25
2.7.3.2 Trong chuẩn đoán sinh lý học ............................................ Trang 25
Chương III: Công nghệ sản xuất ure của nhà máy Đạm Phú mỹ ..... Trang 26
1 Công nghệ sản xuất ure ................................................................................... 26

2 Cụm cô đặc chân không ........................................................................ Trang 29
2.1 Khái niệm ....................................................................................... Trang 29
2.2 Điều kiện cho quá trình bốc hơi ..................................................... Trang 30
1


2.3 Chỉ số kỹ thuật của ure ở cụm chân không .................................... Trang 31
2.4 Các nguyên nhân làm cho chân không không đạt .......................... Trang 31
2.5 Các nguyên nhân làm nhiệt độ bốc hơi không đạt ......................... Trang 31
3 Thiết bị 20-Z-2015 và 20-V-2015 ......................................................... Trang 33
3.1 Thiết bị 20-V-2015 ......................................................................... Trang 33
3.1.1 Cấu tạo..................................................................................... Trang 34
3.1.2 Nguyên lý hoạt động ............................................................... Trang 34
3.2 Thiết bị 20-z-2015 .......................................................................... Trang 35
Tổng kết .................................................................................................... Trang 35
Tài liệu tham khảo .................................................................................... Trang 35

2


MỞ ĐẦU
Dầu mỏ- nguồn nguyên nhiên liệu lâu đời và quan trọng của nhân loại. Ngày nay,
dầu mỏ trở thành nguồn nhiên liệu không thể thiếu trong mỗi nền kinh tế quốc
dân, đặc biệt là đối với nền kinh tế đang phát triển như việt nam hiện nay.
Năm 1986,Việt nam khởi động tiến trình công nghiệp hóa- hiện đại. trong đó có
mũi nhọn là khai thác dầu khí trên biển đông.vì vậy, dầu khí trở thành nghành
đem lại nhiều lợi nhuận cho ngân khố nhà nước nhờ xuất khẩu ra nước ngoài .
Bên cạnh đó, dầu khí còn cung cấp nguyên nhiên liệu để sản xuất cho các ngành
công nghiệp, trong đó có công nghiệp sản xuất phân bón- một trong những yếu tố
để phát triển nền nông nghiệp hiện đại mang đậm chất việt nam như hiện nay.

Nhà máy Đạm Phú Mỹ thuộc Tổng công ty Phân Bón và Hoá Chất Dầu Khí,
sử dụng công nghệ tiến tiến của hãng Haldor Topsoe của Đan Mạch để sản xuất
khí ammoniac và công nghệ của hãng Snamprogetti của Italia để sản xuất ure, đây
là công nghệ hang đầu thế giới về sản xuất phân đạm theo dây chuyền khép kín,
nguyên liệu chính vào là khí thiên nhiên, không khí và đầu ra là ammoniac và ure.
Chu trình công nghệ khép kín cùng với việc tự tạo điện năng và hơi nước giúp
nhà máy hoàn toàn làm chủ trong sản xuất kể cả khi lưới điện quốc gia có sự cố
hoặc không đủ điện năng cung cấp.

3


CHƯƠNG I: Giới thiệu về nhà máy đạm phú mỹ
1. Tổng quan về nhà máy Đạm Phú Mỹ
1.1.

Giới thiệu về nhà máy Đạm Phú Mỹ

Nhà máy Đạm Phú Mỹ thuộc PVFCCo được đặt tại Khu Công nghiệp Phú
Mỹ I, huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu. Nhà máy có tổng vốn đầu tư
370 triệu USD công suất thiết kế ban đầu là 740.000 tấn urea/năm, với diện tích
khuôn viên 63ha, sử dụng công nghệ của hãng Haldor Topsoe của Đan Mạch để
sản xuất khí Amoniac và công nghệ của hãng Snamprogetti của Italy để sản xuất
phân urê. Đây là các công nghệ hàng đầu trên thế giới về sản xuất phân đạm với
dây chuyền khép kín, nguyên liệu chính đầu vào là khí thiên nhiên, không khí và
đầu ra là ammoniac và urê. Chu trình công nghệ khép kín cùng với việc tự tạo
điện năng và hơi nước giúp nhà máy hoàn toàn chủ động trong sản xuất kể cả
khi lưới điện quốc gia có sự cố hoặc không đủ điện cung cấp.
Nhà máy gồm có 3 phân xưởng chính là xưởng ammoniac, xưởng urê, xưởng
phụ trợ và các phòng/xưởng chức năng khác. Đội ngũ quản lý, vận hành và bảo

dưỡng nhà máy đã chủ động đảm đương và vận hành hết các hạng mục công việc,
nhà máy luôn được vận hành ổn định, đạt 100% công suất thiết kế và số giờ vận
hành tiêu chuẩn.
1.2.

Quá trình hình thành và phát triển nhà máy đạm phú mỹ

Tổng Công ty Phân bón và Hóa chất Dầu khí (tiền thân là Công ty Phân đạm
và Hóa chất Dầu khí) là đơn vị thành viên của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam ,
được xây dựng vào tháng 3/2001 bắt đầu đi vào hoạt động từ ngày 01/01/2004.
Từ 31/8/2007, Công ty Phân đạm và Hóa chất Dầu khí chính thức chuyển đổi
trở thành Công ty Cổ phần Phân đạm và Hóa chất Dầu khí và vận hành theo mô
hình công ty cổ phần. Ngày 05/11/2007 Công ty chính thức niêm yết
380.000.000 cổ phiếu trên thị trường chứng khoán, với mã chứng
khoán DPM. Tại đại hội đồng cổ đông năm 2008 ngày 5/4/2008, Công ty Cổ
phần Phân đạm và Hóa chất Dầu khí (Đạm Phú Mỹ- PVFCCo) đã thống nhất
4


chuyển công ty này thành Tổng công ty hoạt động theo mô hình công ty mẹ công ty con. Ngày 15/05/2008, Công ty Phân đạm và Hóa chất Dầu khí chính
thức chuyển đổi thành Tổng Công ty Phân bón và Hóa chất Dầu khí – Công ty
Cổ phần (Tên viết bằng Tiếng Anh là PetroVietnam Fertilizer and Chemicals
Corporation và tên viết tắt là PVFCCo) theo Giấy chứng nhận đăng ký kinh
doanh của Sở Kế hoạch và Đầu tư Thành phố Hồ Chí Minh cấp ngày
15/05/2008.
- 12/03/2001

: Khởi công xây dựng Nhà máy Đạm Phú Mỹ.

- 01/01/2004

: Công ty Phân đạm và Hóa chất Dầu khí chính thức đi
vào hoạt động.

- 21/09/2004

: Tổ hợp nhà thầu Technip – Samsung bàn giao Nhà
máy Đạm Phú Mỹ cho Công ty Phân đạm và Hóa chất
Dầu khí.

- Quý IV/2004

: Lô hàng đầu tiên được đưa ra thị trường.

- 15/12/2004

: Lễ khánh thành Nhà máy Đạm Phú Mỹ.

- 31/08/2007

: Chuyển thành Công ty Cổ phần Phân đạm và Hóa chất
Dầu khí.

- 05/11/2007

: Cổ phiếu của PVFCCo chính thức được niêm yết và
giao dịch trên sàn chứng khoán Tp. HCM. Mã chứng
khoán: DPM.

- 15/05/2008

: Công ty Phân đạm và Hóa chất Dầu khí chính thức
chuyển đổi thành Tổng Công ty Phân bón và Hóa chất
Dầu khí – Công ty Cổ phần (Tên viết bằng Tiếng Anh là

5


Petrovietnam Fertilizer and Chemicals Corporation và
tên viết tắt là PVFCCo).
- 4/2010

: Nhà máy Đạm Phú Mỹ đạt sản lượng 4 triệu tấn.

- 8/2011

: Nhà máy Đạm Phú Mỹ đạt sản lượng 5 triệu tấn.

- 10/2012

: Nhà máy Đạm Phú Mỹ đạt mốc sản lượng 6 triệu tấn.

- 26/03/2013

: PVFCCo và Nhà máy Đạm Phú Mỹ vinh dự đón nhận
Huân chương Lao động Hạng Nhất.

- 28/03/2013
1.3.

: PVFCCo tròn 10 tuổi.

An toàn lao động

Với đặc thù là một đơn vị sản xuất có nguy cơ độc hại và cháy nổ cao, mục
tiêu an toàn, chất lượng đã trở thành tiêu chí sống còn của Nhà máy Đạm Phú Mỹ
trong quá trình phát triển.
Vậy nên ngay từ khi đi vào hoạt động, nhiều hoạt động nhằm đảm bảo sức
khỏe cũng như an toàn cho người lao động đã được nhà máy triển khai, cụ thể: đề
ra những quy định chặt chẽ về an toàn đối với tất cả các bộ phận vận hành; coi
công tác an toàn vệ sinh lao động là nhiệm vụ hàng đầu nên ngay từ khi lắp đặt,
nhà máy đã trang bị đầy đủ các thiết bị cần thiết để có thể ứng phó kịp thời khi có
sự cố xảy ra. Ngoài ra, nhà máy đã trang bị 2 xe cứu hỏa rất hiện đại, các trang
thiết bị hàng năm đều được kiểm tra, tổ chức huấn luyện các lớp nghiệp vụ do địa
phương tổ chức. Bên cạnh đó, chế độ với người lao động cũng được đặc biệt quan
tâm. 100% người lao động tại nhà máy đều được mua bảo hiểm y tế, Bảo hiểm
xã hội và khám sức khỏe định kỳ. Đầu năm 2008, nhà máy Đạm Phú Mỹ đưa vào
ứng dụng tiêu chuẩn OHSAS 18001:2007 và ISO 14001:2004. Đây là hai bộ tiêu
chuẩn quốc tế mới nhất áp dụng cho việc quản lý an toàn sức khỏe và môi trường.
6


Để đạt được các tiêu chuẩn này, các thông số kỹ thuật về các nguồn khí thải, chất
thải rắn và lỏng của nhà máy đều thỏa mãn các tiêu chuẩn về môi trường. Năm
2009, đơn vị đã đầu tư 1,5 tỷ đồng để mua sắm trang thiết bị bảo hộ lao động, tập
huấn, diễn tập phòng cháy chữa cháy, khám sức khỏe định kỳ. Không những vậy,
để giúp người lao động thường xuyên được cập nhật những quy định chung trong
công tác An toàn vệ sinh lao động và phòng cháy, chữa cháy, nhà máy đã phối
hợp với các cơ quan liên quan tổ chức các đợt tập huấn, nâng cao kiến thức. Nhờ
đó, đội ngũ cán bộ, công nhân viên vận hành đã nâng cao tay nghề và kinh nghiệm,

xử lý nhanh các tình huống xảy ra. Đây chính là yếu tố quan trọng giúp nhà máy
hoàn thành các chỉ tiêu kế hoạch trong những năm qua.
1.4.

Xử lý nước

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

7


2. Sơ đồ công nghệ của nhà máy

Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ của nhà máy
2.1. Xưởng phụ trợ
Có chức năng cung cấp nước làm lạnh, nước khử khoáng, nước sinh hoạt,
nước chữa cháy, cung cấp khí điều khiển, nitơ, khí nhiên liệu, điện và hơi, bồn
chứa ammonia, hệ thống xử lý nước thải nhiễm dầu và xử lý nước thải cho toàn
bộ nhà máy. Có nồi hơi nhiệt thừa, nồi hơi phụ trợ và 1 tuabin khí phát điện
công suất 21MWh, có bồn chứa Amoniac 35.000m3 tương đương 20.000 tấn,

dùng để chứa Amoniac dư và cấp Amoniac cho phân sưởng ure khi công đoạn
tổng hợp của xưởng Amoniac ngừng máy.

Hình 2.1 Xưởng phụ trợ
8


2.2. Xưởng Amoniac

Hình 3.1 Xưởng Amoniac
Có chức năng tổng hợp Amoniac và sản xuất CO2 từ khí thiên nhiên và hơi
nước. Sau khi tổng hợp, Amoniac và CO2 sẽ được chuyển sang phân xưởng ure.

Hình 4.1 Sơ đồ công nghệ amoniac
2.3. Xưởng Ure
Có chức năng tổng hợp Amoniac và CO2 thành dịch ure. Dung dịch ure sau
khi đã được cô đặc trong chân không sẽ được đi tạo hạt. Quá trình tạo hạt được
9


thực hiện bằng phương pháp đới lưu tự nhiên trong tháp tạo hạt 107m. Phân xưởng
ure có thể đạt công suất tới 2.385 tấn/ngày.

Hình 5.1 Xưởng ure
2.4. Xưởng sản phẩm
Sau khi được tổng hợp hạt ure được lưu trũ trong kho chứa ure rời. Kho ure rời
có diện tích 36.000m2, có thể chứa tối đa 150.000 tấn. Trong kho có hệ điều hòa
không khí luôn giữ cho hệ độ ẩm không vượt qua 70% đảm bảo ure không bị
đóng bánh. Ngoài ra, còn có kho đóng bao ure, sức chứa 15.000 tấn, có 6 dây
chuyền đóng bao, công suất đóng bao 4800 tấn/ngày.

3. Các chỉ tiêu kỹ thuật của nguyên liệu và sản phẩm
3.1. Nguyên liệu
3.1.1. Khí thiên nhiên

10


Bảng 1.1: bảng chỉ tiêu kỹ thuật của khí
Chỉ tiêu kỹ thuật

AMF

GPP

Nhiệt độ (oC) tại giao diện

1836

1836

Ap suất (barg) tại giao diện

25.0 (tối đa 40)

25.0 (tối đa 40)

24.5 (tối đa 39.2)

24.5 (tối đa 39.2)

Điểm sương (oC) ở 25 barg

-1

-42

Khối lượng phân tử (g/mol)

20.65

18.68

Giá trị nhiệt tổng (MJ/Nm3)

46.92

42.85

Thành phần

AMF (1)

GPP (1)

1

C1

78.9813

83.3113

2

C2

12.2025

14.5668

3

C3

5.7575

1.5965

4

i-C4

1.0255

0.1077

5

n-C4

1.2753

0.1091

6

i-C5

0.1818

0.0127

7

n-C5

0.1678

0.012

8

C6

0.09

0.0051

9

N2

0.3034

0.2647

10

CO2

0.0149

0.0141

11

H2O

-

-

3.1.2. Amoniac
NH3 %kl 99.8 (tối thiểu)
H2O %kl 0.2 (tối đa)
Dầu ppmkl
5
(tối đa)
Amôniắc tới bồn chứa POP = 5 barg
TOP = -32,6oC

Amôniắc tới xưởng Urê POP = 24 Barg
TOP = 25oC
11


3.1.3. CO2
CO2 thể tích (khô)
Khí trơ (thể tích)
Nước
CO2 ở đầu hút máy nén
CO2 ở đầu ra máy nén

99% (tối thiểu)
1% (tối đa)
bão hoà
POP = 0.18 barg
TOP = 45oC
POP = 157 barg
TOP => 100oC

3.1.4. Chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm
Hàm lượng nitơ
46.3%kl (tối thiểu)
Hàm lượng biuret
1%kl (tối đa)
Hàm lượng ẩm
0.4%kl (tối đa)
Phân bố kích thước hạt
90%kl (tối thiểu) giữa 1.4 mm và 2.8 mm
Phân bố kích thước hạt

2%kl (tối thiểu) dưới 1 mm
Nhiệt độ hạt
65oC tối đa (chỉ ở công suất danh nghĩa)
Chương II. Giới thiệu chung về ure
1. Lịch sử hình thành ure
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.

12


2. Tổng quan về ure
Urê là sản phẩm được tạo thành qua phản ứng tổng hợp amôniắc lỏng và khí CO 2.
Trong tháp tổng hợp urê R-1001, amôniắc và CO2 phản ứng tạo thành amôni
cácbamát, một phần amônium cácbamát tách nước tạo thành urê.
Các phản ứng xảy ra như sau:
2NH3 +
CO2  NH2COONH4
+ 32560 kcal/kmol cácbamát (Ở 1.033 kg/cm2, 25OC)

NH2-COO-NH4  NH2-CO-NH2
+
H2O
2
O
- 4200 kcal/kmol urê (Ở 1.033 kg/cm , 25 C)
Ơ điều kiện phản ứng (T=188-190oC, 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.
Tỉ lệ mole CO2/ure trong khoảng 0.5-0.7.
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, qúa trình phân huỷ (và thu hồi có liên quan) không
thay đổi thành phần phản ứng được thực hiện ba bước sau:
1.
2.
3.

Phân huỷ cao áp tại urê Stripper E-1001
Phân huỷ trung áp tại cụm phân huỷ trung áp E-1002A/B
Phân huỷ thấp áp tại cụm phân huỷ thấp áp E-1003

Phản ứng phân huỷ là phản ứng ngược chiều với phản ứng 1 như chỉ ở trên…
NH2-COO-NH4



2 NH3 + CO2 (- nhiệt)

Và phản ứng xảy ra mãnh liệt khi giảm áp và/hoặc tăng nhiệt.
2.1. Nguyên liệu sản xuất ure
Nguyên liệu sản xuất ure là CO2 và NH3
2.2. Tính chất vật lý
Urê có công thức phân tử là CON2H4 hoặc (NH2)2CO.

13


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.
Bảng 1.2 : Thành phần đặc tính của Ure
Tên thành phần

Giá trị

Tỉ trọng d, g/ cm3

13,230

Dạng tinh thể và dạng bề ngoài

Dạng kim, lăng trụ, tứ giác

Điểm nóng chảy, 0C

132,7

Chỉ số khúc xạ

1,484; 1,602

Năng lượng hình thành tự do ở 250C, 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
81% (200C)

Độ ẩm tương đối
73% (300C)
Nhiệt riêng, J/Kg.K

14


ở 00 C

1439

500C

1,661

1000C

1,887

1500C

2,10

Hàm lượng Nito

46,6% N

2.3.

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 :
𝑢𝑟𝑒𝑎𝑠𝑒

(NH2)2CO + 3H2O →

CO2 + 2NH4OH

Trong không khí ẩm:
2NO + (NH2)2CO + ½O2 = 2N2+ H2O + CO2
Về mặt thương mại, urê được sản xuất ra bằng cách loại nước trực tiếp
cacbamat amôn NH2COONH4 ở mức áp suất và nhiệt độ nâng. Người ta thu
được cacbamat amôn bằng cách cho phản ứng trực tiếp NH3 với CO2. 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.

15


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(NH2)2.HNO3 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 NH4OCN (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 NH3 lỏng và hình
thành hợp chất urê-amoniac hỗn hợp không ổn định CO(NH2)2NH3 phân hủy ở
450C. Urê-Amoniac tạo ra các muối với các chất kim loại kiềm như
NH2COHNM hoặc CO(NHM)2.Urê phản ứng với nitrat bạc AgNO3 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
CO2 phản ứng với hydroxid natri để tạo thành cacbonat natri (8):

16


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: NH2CONHCH2OH, dimethylolurea
HOCH2NHCONHCH2OH 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.H2O2 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

2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến ure
2.4.1. Ảnh hưởng tỉ lệ NH3/CO2
Như mô tả tại phản ứng 1, tỷ lệ Mol lý thuyết của NH3/CO2 là 2, nhưng dưới
các điều kiện khác sản phẩm urê ổn định chậm ở 168 bar 155 OC. Khi tỷ lệ Mol
NH3/CO2 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 NH3/CO2 thay đổi từ 2 đến 0.5, sản
phẩm urê sẽ thay đổi chỉ từ khoảng 40% đến khoảng 45%.
Nó được làm rõ rằng, ảnh hưởng của CO2 là rất nhỏ so với NH3. Hơn thế nữa,

dưới điều kiện giàu CO2, dung dịch sẽ trở nên ăn mòn nhiều hơn và vận hành có
vấn đề liên quan đến kết tinh là quá quan trọng.
17


Nói chung, hầu hết tất cả các nhà máy urê được vận hành dưới tỷ lệ NH3/CO2
trong khoảng giữa 2.5 và 5.0.
2.4.2. Ảnh hưởng tỉ lệ H2O/CO2
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 gây tắc nghẽn đường ống.
Do đó, thông thường thì tỉ lệ mole H2O/CO2 là 0.4-1 trong các nhà máy công
nghiệp.
2.4. Sự hình buruet
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(NH2-CO-NH2) 

NH2-CO-NH-CO-NH2

+

NH3

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 110oC 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.
2.6. Nguyên nhân và cách khắc phục tính hút hẩm của ure
2.6.1. Nguyên nhân
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 10-400C.Urê thường bị hút ẩm do hàm ẩm trong không khí cao,
đặc biệt vào ngày hè, tiết trời ẩm thấp ngoài ra còn có một số nguyên nhân khác
như
 Hàm ẩm trong dung dịch Urê đi tạo hạt còn cao.
18


 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
2.6.2 Cách khắc phục
o Bọc urê bởi một lớp paraffin mỏng ngăn chặn hút ẩm.
o 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.
o Tiêm fomanđêhyt hoặc urê fomanđêhyt vào dòng dung dịch urê
trước hoặc sau hệ thống cô đặc.
o 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.
2.7. Ứng dụng
2.7.1. Trong nông 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
19


thống ống dẫn hay phun bón trực tiếp.
2.7.2 Trong công nghiệp


Nguyên liệu cho sản xuất chất dẻo, đặc biệt là nhựa urê-formalđêhít.



Như là một thành phần của phân hóa học và 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.

 Như 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.


Như 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.

 Như 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
2.7.3. Trong y học
2.7.3.1. Thuốc
Urê được sử dụng trong các sản phẩm da liễu cục bộ để giúp cho quá trình
tái hiđrat hóa của da.
2.7.3.2 Trong chuẩn 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.
20