Lưu trình Ure nhà máy phân đạm hà bắc

Lu trình công nghệ máy nén khí CO2:

a- Thuyết minh:
Khí CO2 từ công đoạn Tinh chế (Xởng tổng hợp NH3) cấp sang có chất lợng nh
sau : CO2 98 %, H2S 30 mg/m3, áp suất: 300 ữ 600 mmH2O, nhiệt độ: 40oC. Khí
CO2 trớc khi vào máy nén đợc bổ sung 1 lợng không khí nén đạt nồng độ O2/CO2 =
0,5% thể tích. Qua hoãn xung cửa vào đoạn 1 sau đó vào đoạn 1 máy nén nâng áp suất
lên 0,24 MPa, nhiệt độ 140 oC qua hoãn, xung làm lạnh, phân ly đoạn 1 hạ nhiệt độ
xuống còn 35ữ40 oC vào đoạn 2 máy nén nâng áp suất lên 1,05 MPa, nhiệt độ 140 oC
qua hoãn xung, làm lạnh, phân ly đoạn 2 hạ nhiệt độ xuống 35ữ40 oC vào đoạn 3 máy
nén. Khí sau khi ra khỏi đoạn 3 máy nén có áp suất 3,36 MPa, nhiệt độ 140 oC qua bộ
hoãn xung, làm lạnh, phân ly đoạn 3. Khí đợc đa sang tháp khử H2S, ra tháp khử bảo
đảm hàm lợng H2S 5mg/Nm3 qua bộ lọc loại bỏ tạp chất cơ học. Một phần khí đợc đa
đi đoạn cân bằng còn lợng khí còn lại tiếp tục đa vào nén đoạn 4 nâng áp suất lên 8,05
MPa, nhiệt độ 140 oC đợc đa vào hoãn xung, làm lạnh, phân ly đọan 4 sau khi ra khỏi
phân ly nhiệt độ khí còn 35 ữ40 oC đa vào đoạn 5 nâng áp suất khí lên 21,0 MPa và
nhiệt độ 120oC đa sang tháp tổng hợp Urê 708B.
II- Chỉ tiêu công nghệ :

1- áp suất :
tt

Hạng mục

đơn vị

áp suất

1

Cửa vào nén đoạn

mmH2O

300 ữ 600

Ghi chú

1
2

Cửa ra nén đoạn 1

MPa

0,24

3

Cửa ra nén đoạn 2

MPa

1,05

4

Cửa ra nén đoạn 3

MPa

3,36

5

Cửa ra nén đoạn 4

MPa

8,05

6

Cửa ra nén đoạn 5

MPa

21,0

7

Dầu tuần hoàn

MPa

0,30

8

Dầu ống nhánh

MPa

0,15

9

Nớc làm lạnh

MPa

0,15

85

Quá 4 phút áp suất dầu không lên đợc sẽ
tự động ngừng máy

Khi áp suất nớc nhỏ hơn áp của khoá


liên động máy sẽ tự ngừng

2- Nhiệt độ :
tt

1
2
3
4
5

Hạng mục

Cửa ra đoạn
1
Cửa ra đoạn
2
Cửa ra đoạn
3
Cửa ra đoạn
4
Cửa ra đoạn
5

đơn vị

Nhiệt độ

Cửa ra

Sau làm lạnh

C

140

35 ữ 45

C

140

35 ữ 40

C

140

35 ữ 40

C

140

35 ữ 40

O

O

O

O

C

120

C

60

C

70

O

6

Gối đỡ trục

O

8

Ngăn đệm

O

Ghi chú

Nếu 60OC sẽ báo cảnh, đến 65OC
tự động ngừng

Lu trình công nghệ công đoạn tổng hợp Ure:
a- Thuyết minh
- NH3 lỏng có áp suất 1,95 ữ 2,1 MPa, nhiệt độ từ 15 ữ 30oC, nồng độ NH3
99,8% từ kho cầu thuộc Xởng Tổng hợp NH3 đợc cấp đến công đoạn, đợc đa qua đồng
hồ đo lu lợng FI721 vào bộ lọc 704 để lọc những tạp chất rồi qua van điều tiết LIC 721 vào

thùng chứa NH3 -705, thùng chứa 705 luôn ở mức 2/3 dịch diện, từ ngăn 1 thùng chứa
này NH3 đợc dẫn tới bơm, nhờ bơm NH 3 Piston cao áp 706 nâng áp suất lên 20,0 MPa
đi qua thiết bị gia nhiệt NH3 lên nhiệt độ khoảng 35ữ50 oC( chạy máy bình thờng,
150oC khi chạy máy ban đầu) rồi đa vào tháp tổng hợp 708B. Ngăn thứ 2 của thùng
chứa 705, NH3 đợc qua FI724 và FI725 khống chế nhiệt độ phần đỉnh và đáy 715.
- Khí CO2 từ công đoạn Tinh chế (Xởng tổng hợp NH3) cấp sang có các chất lợng
nh sau: CO2 98 %, H2S 30 mg/Nm3, áp suất: 300 ữ 600 mmH2O, nhiệt độ: 30 ữ
45oC. Khí CO2 trớc khí vào máy nén đợc bổ sung 1 lợng không khí nén để đảm bảo

86


nồng độ O2/CO2 = 0,5% thể tích, đợc nén qua các đoạn 1, 2 và 3 lên áp suất P = 3,36
MPa, đợc đa qua tháp khử H2S, ra tháp khử bảo đảm hàm lợng H2S 5mg/Nm3 tiếp tục
đa vào nén đoạn 4 đoạn 5 nâng áp suất khí lên 20,0 MPa và nhiệt độ 120oC đa vào
tháp tổng hợp 708B.
Tại tháp tổng hợp Urê (708B) xảy ra phản ứng tổng hợp. Hiệu suất chuyển hoá là
65 ữ 68%, thời gian lu lại của nguyên vật liệu từ 45 ữ 60 phút tuỳ theo phụ tải, dung
dịch ra khỏi 708B gồm có Urê, carbamat, NH3 tự do, khí không tham gia phản ứng và
nớc, qua van điều tiết (PIC727) áp suất giảm xuống còn 1,65 ữ 1,7 MPa, nhiệt độ
120oc đa vào thiết bị dự phân ly (710A). Phần pha khí đợc tách ra ở 710A cùng với khí
phân giải ở 710B (đã qua gia nhiệt cho dung dịch cô đặc đoạn I ) vào thiết bị làm lạnh
731B hạ nhiệt độ xuống 90 ữ 100 oC rồi tiếp tục đa vào hấp thụ 715. Phần dịch tiếp tục
đi vào phân giải đoạn I (710B) tại đây pha khí đợc tách ra, bay lên trên, còn lại dung
dịch đa sang thiết bị gia nhiệt (711), tại đây dung dịch đợc đun nóng lên đến nhiệt độ
155ữ160oC (bằng hơi nớc 1,27 MPa) đa sang phân ly 712 lợng khí ở đây có nhiệt độ
cao đợc đa trở lại thiết bị 710B trợ nhiệt cho dung dịch từ 710A xuống rồi cùng với lợng khí ở 710B bay lên.
Dịch ở 712 qua van điều tiết lần thứ hai LIC 722 áp suất giảm xuống 0,25 ữ 0,35
MPa, nhiệt độ từ 110 ữ 120oC đa sang phân giải đoạn II (713) ở phần trên khí đợc tách
ra, bay lên đỉnh thiết bị, còn dung dịch đợc qua thiết bị 714 dùng hơi nớc 1,27 MPa

tăng nhiệt lên 145 ữ 150oC đa vào phần dới của 713 khí ở đây ra tập trung ở đỉnh, còn
dịch Urê ra ở phần đáy qua tiết lu lần nữa ở LIC724 về áp suất thờng vào thiết bị bốc hơi
nhanh (730) rồi vào cô đặc đoạn I (731A), phần dới đợc gia nhiệt bằng khí hỗn hợp từ
710B, đoạn trên dùng hơi nớc 1,27 MPa tăng nhiệt độ dung dịch Urê lên 120 ữ130oC.
Sau phân ly dịch Urê ở thiết bị 732, dung dịch tiếp tục qua gia nhiệt ở thiết bị 733 để
nâng nhiệt độ lên 136ữ140oC vào thiết bị phân ly 734 phần khí bốc lên ở đỉnh, còn
dung dịch Urê lúc này có nồng độ 99,8% xuống bơm Urê đậm đặc (735) bơm lên đỉnh
tháp, nhờ vòi phun tạo hạt, hạt Urê rơi từ đỉnh tháp xuống, ở đỉnh tháp có lắp 2 quạt
gió, hút gió ngợc từ dới lên để làm lạnh hạt Urê, rơi xuống đáy tháp, nhờ hệ thống sàng
phân loại để loại bỏ những hạt không hợp cách, hạt Urê hợp cách đợc dẫn vào băng tải
số 1, đến bộ làm lạnh và phun chất trợ gia chống đóng cục, qua hệ thống băng tải, sản
phẩm Urê đợc chuyển sang bộ phận đóng bao, xếp dỡ rồi xếp vào kho.
Phần hơi thứ từ các thiết bị 730, 732, 734 đợc các bơm tuy-e 742, 744, 746 hút
qua các bộ làm lạnh, ngng tụ 739, 740, 741 dịch ngng tụ đợc tập chung về thùng chứa
747. Dung dịch ở 747 nhờ bơm 748 bơm lên tháp hấp thụ 720, 721 để hấp thụ với khí

87


phân giải ở 713 đa sang, dung dịch ở 720 do bơm 722 A, B tăng áp lên 1,7 MPa cùng
với khí ở 710B qua trao đổi nhiệt với dung dịch Urê ở 731A đa về hấp thụ đoạn I (715).
Khí từ hấp thụ ở 720 còn lại đợc hấp thụ tiếp ở thiết bị 721. Dịch của 721 do bơm 722C
nâng áp lên 1,7 MPa đa vào hấp thụ khí trơ 719, hấp thụ khí không ngng tụ ở 717-718.
Dung dịch hấp thụ của 719 đợc đa về phần đỉnh của tháp hấp thụ đoạn I (715) để rửa lợng Carbamat tích tụ ở trên các tầng đĩa. Khí NH 3 từ đáy tháp 715 bay lên phần đỉnh và
đợc rửa bằng NH3 lỏng để khử triệt để lợng CO2, lợng khí NH3 từ 715 lên 717 đợc làm
lạnh, ngng tụ về thùng chứa 705 cùng với NH 3 từ kho cầu đa vào. Khí không hấp thụ
hết ở 719 và 721 tập trung đa vào tháp hấp thụ khí cuối 723, dịch đa về thùng chứa 725,
khí còn lại ở hấp thụ 723 thải ra ngoài.
*) Chỉ tiêu công nghệ:
1- áp suất

tt
1

2
3
4
5
6
7
8
9

Hạng mục

Tháp tổng hợp Urê
Tuần hoàn đoạn I
Tuần hoàn đoạn II
Hệ thống chng nhả NH3
Chân không cô đặc đoạn I
Chân không cô đặc đoạn
II
Bộ bão hoà hơi nớc cao áp
Bộ bão hoà hơi nớc thấp
áp
áp suất hơi nớc vào hệ
thống

đơn vị
MPa

áp suất
20,0

Ký hiệu
PIC727

MPa

1,7 0,05

PIC722

MPa

0,2 0,02

PIC737

MPa

0,35 0,2

PIC745

KPa

34,65 ữ32

PIC753

KPa

8 ữ5,33

PI751

MPa

0,38ữ0,40

PI785

MPa

0,05ữ0,1

PI785

MPa

1,27

PIC755

2-Nhiệt độ
tt
1

Hạng mục

đơn vị

Cửa ra bộ gia nhiệt 707

O

Nhiệt độ

Ký hiệu

C

35ữ50

TI722-3

2

Tháp tổng hợp 708B

O

C

188 2

TI725-1,-2

1762

Ti725-3

C

85ữ95

TIC732

C

45ữ50

TI733

C

155ữ160

TIC731

3

Dịch đáy tháp hấp thụ 715

O

4

Khí ra hấp thụ 715

O

5

Dịch ra phân ly phân giải
đoạn I

O

88


O

7

Dịch ra phân ly phân giải
đoạn II
Dịch ra hấp thụ 720

8

Dịch ra hấp thụ 721

O

9

Khí ra đỉnh 727

O

6

C

145ữ150

TIC738

C

35

TIC740

C

28 ữ35

TI722-7

C

115ữ120

TI744

C

145 ữ147

TI722-9

C

125ữ130

TIC748

C

136ữ140

TIC750

C

28ữ32

TI722 11

C

33ữ35

TI722 - 6

O

10 Dịch đáy tháp 727

O

11 Dịch ra khỏi 732

O

12 Dịch ra khỏi 734

O

13 Khí ra khỏi 718

O

14 Khí ra khỏi 719

o

3- Thành phần
- Dịch đáy 715

: CO2 = 30ữ34% .

- Khí ra đỉnh 715

: CO2 75 PPM.

- Dịch ra 720

: CO2 20 %.

- Dịch ra 721

: NH3 30 %, CO2 2%.
Lu trình công nghệ cơng vị bơm:

a- Thuyết minh
a.1- Thuyết minh lu trình bơm cao áp:
- NH3 lỏng từ thùng chứa 705 xuống bơm 706 có nhiệt độ < 30oC, áp suất 1,8
MPa đợc nâng áp lên 20,0 MPa qua FIC723 sau đó đa qua bộ gia nhiệt 707 nâng nhiệt độ
lên 35 ữ50oC lúc chạy máy bình thờng (150oC khi chạy máy ban đầu) đa vào tháp tổng
hợp (708B). Một phần NH3 qua van tuần hoàn bơm 706 quay về 718 khi chạy bơm lúc
ban đầu. Một phần NH3 qua van điều tiết FIC723 tuần hoàn về 718 khi khống chế nhiệt
độ 708B.
- Dung dịch Carbamat có nhiệt độ 85ữ95oC, áp suất 1,8 MPa, thành phần nh sau
NH3 40ữ44%, CO2 30ữ34%, H2O 20ữ26% đợc đa vào bơm 716 nâng áp lên 20,0 MPa
đa vào tháp tổng hợp. Một phần dịch đợc qua van tuần hoàn của bơm về 715 khi chạy
máy ban đầu, đổi bơm, tuần hoàn pha loãng hệ thống.
- Nớc ngng từ thùng 749 đợc bơm 750 cấp vào bơm 709 nâng áp cung cấp tới các
đoạn ống cao áp liên quan đến 706, 707, 708B, 716, 3 đờng nguyên liệu vào đáy tháp
708B, mạng ống đỉnh 708B, mạng ống cửa ra bơm 716A. Nhằm phục vụ việc thử áp,
thải rửa hệ thống cao áp.
a.2- Thuyết minh lu trình bơm thấp áp

89


- Dung dịch hấp thụ đoạn 2A (720) có nhiệt độ 30ữ35oC, áp suất 0,2 MPa thành

phần CO2 20%, NH3 35ữ38% đa vào bơm 722A nâng áp lên 2,0 MPa qua FI729 đa vào
pha khí của 710A đi gia nhiệt cho phần dới của thiết bị gia nhiệt cô đặc đoạn I (731A).
Dung dịch hấp thụ đoạn 2B có nhiệt độ 30ữ35oC, áp suất 0,2 MPa thành phần CO2
2%, NH3 27% đa vào bơm 722C nâng áp lên 2,0 MPa qua FI 728 đa lên phần đỉnh của
thiết bị hấp thụ khí trơ (719). Một phần quay lại qua van HV 704 quay lại hấp thụ 2B
(721) để nâng nồng độ dịch.
- Dung dịch ngng tụ hệ cô đặc đợc đa về thùng 747, dung dịch này có thành phần
NH3 5% đợc bơm 748 nâng áp lên 0,6 MPa đa vào làm dung dịch hấp thụ cho hấp thụ
đoạn 2A,B (720,721).
- Một phần dung dịch ngng tụ hệ cô đặc đợc đa vào thùng chứa 725A, B sau đó
đợc bơm 729 nâng áp lên 0,6 MPa đa qua FI730 và đợc gia nhiệt ở thiết bị gia nhiệt 728
đi vào thiết bị chng 727.
- Bơm 726 lấy dung dịch tại thùng chứa 725 nâng áp lên 0,2 MPa đa qua bộ làm
lạnh 724 rồi đi vào thiết bị hấp thụ khí cuối 723. Dung dịch sau khi hấp thụ xong đợc
đa về thùng chứa 725.
- Dịch Urê hoà tan đáy tháp đợc chứa tại bể chứa đáy tháp tạo hạt có nồng độ
40% đợc bơm ly tâm nâng áp đa vào bộ lọc, dịch sau khi lọc tạp chất đa vào thùng chứa
737. Trong các trờng hợp khác dịch đi trực tiếp vào thùng chứa 737 hoặc thải ra rãnh.
- Dung dịch tại thùng chứa 737 đợc bơm 738 bơm lên đa vào đáy thiết bị 731, bổ
xung dung dịch vào hệ cô đặc.
- Dung dịch Urê có nồng độ 99%, nhiệt độ 135ữ140 oC, áp xuất 5,3ữ8 KPa từ
thiết bị 734 vào bơm 735 nâng áp lên 0,7ữ0,8 MPa đa lên vòi phun tạo hạt ở tháp tạo
hạt phía Đông hoặc Tây.
*) Chỉ tiêu công nghệ:
1- Nhiệt độ
T
T

Hạng mục

Đơn vị

chỉ tiêu

Ký hiệu

1 Khi gia nhiệt tháp tổng hợp (708B)

o

C

150

TI722- 3

2

o

C

35 ữ 50

TI722-3

C
C
o
C

o
C
o
C

75
40
35
100
40

3
4
5
6
7

NH3 ra khỏi 707 khi sản xuất bình thờng
Nhiệt độ dầu biến tốc áp lực dịch 716
Nhiệt độ cửa vào bơm 748
Nhiệt độ dịch vào bơm 726, 729
Nhiệt độ dịch vào bơm 750
Nhiệt độ đầu bịt kín áp lực dịch

o
o

2- Dịch diện
- Thùng chứa 725 thấp nhất 1/2 kính thăm thứ nhất, cao nhất 1/2 kính thăm thứ
4, bình thờng 1/2 kính thăm thứ 2.

90


- Thùng chứa 747 duy trì 3/4 thùng chứa đảm bảo độ chân không cô đặc.
- Thùng chứa 749 duy trì 3/4 thùng chứa.
3- Các chỉ tiêu công nghệ đối với các bơm
- áp suất dầu biến tốc 716
: 0,7 ữ 0,8 MPa
- áp suất tháp tổng hợp PIC727
: 20,0 MPa.
- áp suất khí nén tại thùng hoãn xung : 2,2 MPa.

91


TT

Chỉ tiêu

1
2

áp cửa vào (MPa)
áp cửa ra (MPa)

3

To cửa vào (oC)

4

Dòng điện đ/cơ (A)
To các chi tiết ma
sát và động cơ (oC)
P dầu tuần hoàn
(MPa)

5
6

Bơm 706

Bơm 716

Bơm 722

Bơm 709

Bơm 735

2Z

1,8
20

1,8
20

0,3

1,8

0,3 ữ0,5
2,20

0,0035
0,8

0,103

25 ữ 35

85 ữ 95

35

90 ữ100

290

220

16

37

30

60

60

60

60

60

0,3 ữ0,
5

0,3 ữ0,
5

0,4 ữ0,
6

0,4 ữ0,
6

-

92

136 ữ
140

2,2
30