Báo cáo thực tập xưởng phân ly không khí phân đạm hà bắc

Báo cáo thực tập công ty đạm và hóa chất Hà Bắc

LỜI MỞ ĐẦU
Với mỗi một sinh viên chuyên ngành kỹ thuật nói chung và đặc biệt là sinh viên ngành
công nghệ kỹ thuật hóa học nói riêng việc tích lũy kiến thức qua các giáo trình,các bài giảng
trên lớp là rất quan trọng và cần thiết,tuy nhiên nếu chúng ta không được thực hành và tìm
hiểu về ứng dụng của những kiến thức đó trong cuộc sống và sản suất thì những kiến thức thu
thập được không thể hoàn hảo.
Là sinh viên năm thứ 4 chuyên ngành công nghệ các chất vô cơ,chúng em đã được học
khá nhiều kiến thức về các quá trình hóa học,các thiết bị phục vụ cho công nghệ hóa
chất,chính vì vậy đợt thực tập tại nhà máy phân đạm và hóa chất Hà Bắc lần này là một cơ hội
rất tốt cho em củng cố,kiểm tra lại vốn kiến thức của mình,được tiếp xúc trực tiếp với các
thiêt bị máy móc, đồng thời phát huy sự hăng say học tập và nghiên cứu trong em.
Mặc dù thời gian thực tập còn hạn chế nhưng đợt thực tập này đã để lại trong em nhiều
bài học bổ ích. Nhà máy phân đạm và hóa chất Hà Bắc là một nhà máy lớn, có rất nhiều thiết
bị máy móc có liên quan đến chuyên ngành đã học, có thời gian phát triển lâu dài, quy mô tổ
chức khoa học và có tầm ảnh hưởng lớn trên cả nước, chính vì vậy thực tập ở đây ngoài các
kiến thức bổ ích em còn học được nhiều về tác phong công nghiệp, phương pháp làm việc
khoa học và chuyên môn hóa cao.
Sau đây là bản báo cáo sơ lược về quy trình chung của nhà máy mà em tìm hiểu được.Vì
thời gian thực tập hạn chế nên những gì em tìm hiểu được cũng còn rất hạn chế, mong thầy,
cô giáo xem và cho ý kiến đánh giá để em nhận ra những khiếm khuyết của mình.

1


Báo cáo thực tập công ty đạm và hóa chất Hà Bắc

MỤC LỤC
Trang

PHẦN 1:Giới thiệu chung,lịch sử và quá trình phát triển của công ty.......................................4
PHẦN 2: Tổng quan về dây chuyền mở rộng cong ty đạm Hà Bắc……………………………7

I.

Tổng qua về dây chuyền mở rộng công ty đạm Hà Bắc.................................................7

II.

Tổng quan về các phân xưởng chính…………………………………………………..9

1. Phân xưởng phân ly không khí…………………………………………………………..9
2. Phân xưởng khí hóa than Shell........................................................................................12
3. Xưởng tổng hợp NH3......................................................................................................15
4. Xưởng tổng hợp Ure........................................................................................................17

PHẦN 3:Tìm hiểu về phân xưởng phân ly không khí………………………………………...27
I.

Chức năng và lắp đặt………………………………………………………………..27

II.

Giới thiệu đơn nguyên công nghệ…………………………………………………..29

1. Lọc và nén không khí…………………………………………………………………..29
2. Tinh chế không khí……………………………………………………………………..29
3. Không khí bị làm lạnh đến nhiệt độ hóa lỏng………………………………………….29
4.

Điều chế của năng lượng lạnh…………………………………………………………29

5. Lỏng hóa không khí…………………………………………………………………….30
6. Chưng cất……………………………………………………………………………….30
7. Khử tạp chất nguy hiểm………………………………………………………………...31
III.

Chủng loại và cấu tạo máy nán được sử dụng………………………………………32

1. Nguyên lý làm việc……………………………………………………………………...32
2. Cấu tạo chung…………………………………………………………………………...34
3. Thông số cụ thể của từng máy nén……………………………………………………...36
IV.

Thiết bị trao đổi nhiệt……………………………………………………………….37

1. Trao đổi nhiệt ống chùm(E01201)………………….......................................................37
2


Báo cáo thực tập công ty đạm và hóa chất Hà Bắc

2. Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm (E01302, E01303)…………………………………….38
3. Các biện pháp bảo ôn trong hộp lạnh…………………………………………………...39
V.

Làm lạnh không khí…………………………………………………………………40

VI.

Quá trình chưng luyện không khí…………………………………………………...41

VII.

Thu hồi khí trơ………………………………………………………………………42

1. Hàm lượng và thành phần của khí trơ sản phẩm………………………………………..42
2. Ứng dụng của Ar………………………………………………………………………..42
3. Ứng dụng của N2………………………………………………………………………..44

Kết luận…………………………………………………………………………………48

3


PHẦN 1
GIỚI THIỆU CHUNG LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN
CỦA NHÀ MÁY
Nhà máy Phân đạm Hà Bắc(Công Ty Phân đạm và Hóa Chất Hà Bắc hiện nay) được
nhà nước Việt Nam phê chuẩn thiết kế xây dựng ngày 20/7/1959.
Quý I năm 1960, bắt đầu khởi công xây dựng Nhà máy Phân đạm và Hóa Chất Hà Bắc.
Ngày 18/02/1961 đổ mẻ bê tông đầu tiên xây dưng công trình. Trong quá trình xây dựng,
ngày 03/01/1963, đồng chí Phạm Văn Đồng lúc ấy bấy giờ là Thủ tướng Chính phủ đã về
thăm công trình xây dựng.
Nhà máy Phân đạm và Hóa Chất Hà Bắc được nhà nước Trung Quốc giúp xây dưng
bằng sự viện trợ không hoàn lạị. Toàn bộ máy móc thiết bị đều được chế tạo từ Trung Quốc
và đươc đưa sang Việt Nam.
Theo thiết kế ban đầu Nhà máy bao gồm 3 khu vưc chính:

1. Xưởng nhiệt điện

: công suất thiết kế 12.000kW

2. Xưởng hóa

: công suất thiết kế 100.000 tấn Urê/năm

3. Xưởng cơ khí

: công suất thiết kế 6.000 tấn/năm

Ngoài ra còn một số Phân xưởng phụ trợ khác, xong chủ đạo vận là sản xuất phân
đạm.
Ngày 03/02/1965 khánh thành xưởng nhiệt điện
Ngày 19/05/1965 phân xưởng tạo khí đốt thử than thành công
Ngày 01/06/1965 xưởng cơ khí (nay là công ty Cơ Khí Hóa Chất Hà Bắc) đi vào sản
xuất. dự định ngày 02/09/1965 khánh thành nhà máy chuẩn bị đưa vào sản xuất song do
chiến tranh phá hoại của đế quốc Mỹ, ngày 20/08/1965,chính phủ đã quyết định ngừng sản
xuất,chuyển xưởng nhiệt điện thành nahf máy nhiệt điện ( trực thuộc Sở Điện Lực Hà Bắc)
kiên cường bám trụ sản xuất và cung cấp điện lên lưới Quốc gia. Chuyển xưởng Cơ khí thành
Nhà máy Cơ khí sơ tán về Yên Thế tiếp tục sản xuất phục vụ kinh tế và quốc phòng. Thiết bị
xưởng Hóa dược tháo dỡ và sơ tán sang Trung Quốc
Ngày 01/03/1973 Thủ tướng Chính phủ quết định khởi công khôi phục Nhà máy. Trước
đay theo thiết kế ban đầu là sản xuất Nitrat Amon (NH 4NO3) nay chuyển sang sản xuất Urê
(NH2)2CO có chứa 46,6% Nito với công suất từ 60 vạn tấn NH 3/Năm và 10 vạn tấn
4


Urê/Năm.
Ngày 01/05/1975 Chính phủ quết định hợp nhất Nhà máy Nhiệt Điện, Nhà máy Cơ khí,

Xưởng Hóa thành Nhà máy Phân đạm và Hóa Chất Hà Bắc trực thuộc Tổng cục Hóa chất.
Tháng 06/1975 việc xây dựng và lắp máy cơ bản hoàn thành; đã tiến hành thử máy đơn
động, lien động và thử máy hóa công.

• Ngày 28/11/1975 : sản xuất thành công NH3 lỏng.
• Ngày 12/12/1975 : sản xuát ra bao đạm đầu tiên.
• Ngày 30/10/1977

đồng chí Đỗ Mười Phó Thủ tướng Chính

phủ, cắt băng

khánh thành Nhà máy Phân đạm Hà Bắc.
Năm 1977 : Chuyên gia Trung Quốc về nước, Công Ty phải tự chạy máy.
Trong những năm từ 1977 – 1990 sản lượng Urê thấp. Sản lượng năm thấp nhất là 9,890
tấn Urê (năm 1981).
Tháng 10/1988, nhà máy đổi tên thành Xí nghiệp liên hiệp Phân đạm và Hóa Chất Hà
Bắc theo quết định số 445/HB-TCCB TLĐT ngày 07/10/1988 của tổng cục Hóa Chất với
phương thức hoạch toán kinh doanh XHCN theo cơ chế sản xuất hàng hóa.
Từ 1991 đến nay, cùng với việc tăng cươ ̀ ng quản lý, XN đã nối lại quan hệ với Trung
Quốc, từng bước cải tạo thiết bị công nghệ, sản lượng Urê liên tục vượt công suất thiết kế ban
đầu.
Sản lượng Urê qua các năm :
 Năm 1991

44.890

tấn

 Năm 1992

82.633

tấn

 Năm 1993

100.093

tấn

 Năm 1994

103.222

tấn

 Năm 1995

110.972

tấn

 Năm 1996

120.471

tấn

 Năm 1997

130.170

tấn

 Năm 1998

63.905

tấn

 Năm 1999

48.769

tấn

 Năm 2000

76.145

tấn

 Năm 2001

98.970

tấn

• 10 tháng đầu năm 2002:

81.393

tấn

Năm 1993 để phù hợp với quá trình đổi mới của đất nước trong thời kỳ đổi mới theo
5


hướng kinh tế thị trường, ngày 13/2/1993 XNLH Phân đạm và Hóa Chất Hà Bắc có quyết
định đổi tên thành Công Ty Phân đạm và Hóa Chất Hà Bắc theo quyết định số 73/CNNg –
TCT Công Ty trực thuộc Tổng Công Ty Phân đạm và Hóa Chất cơ bản (Nay là Tổng Công
Ty Hóa Chất Việt Nam – VINACHEM) về mặt sản xuất – kinh doanh, trực thuộc Bộ Công
nghiệp nặng (Nay là Bộ Công nghiệp) về quản lý Nhà nước.
Ngày 23/9/1999 chính phủ 2 nước Việt Nam - Trung Quốc đã ký hợp đồng cải tạo kỹ
thuật dây chuyền sản xuất điện – đạm, nâng công suất phát điện lên
30.000 Kwh, sản lương NH3 là 9 vạn tấn/năm, sản lương Urê là 15 vạn tấn/năm, với tổng đầu
tư là khoảng 35 triệu USD Đến nay công việc đang bước vào giai đoạn hoàn chỉnh. Đang làm
công tác chuẩn bị chạy máy khảo nghiệm đánh giá và bàn giao.

6


PHẦN 2
TỔNG QUAN DÂY CHUYỀN MỞ RỘNG CÔNG TY ĐẠM HÀ BẮC
I. TỔNG QUAN DÂY CHUYỀN MỞ RỘNG
Năm 2010,dự án cải tạo và mở rộng nhà máy đạm Hà Bắc đã chính thức được thông
qua.Đây là dự án trọng điểm nằm trong chiến lược phát triển của Tập đoàn Hóa chất
Việt Nam với tổng mức đầu tư hơn 568 triệu USD, dây chuyền số 2 của Nhà máy Phân
đạm Hà Bắc được sử dụng các công nghệ hiện đại nhất hiện nay, đảm bảo an toàn môi

trường. Dự án được khởi công từ cuối năm 2010, sau gần 50 tháng thi công, đến nay
dây chuyền số 2 của Dự án được đưa vào hoạt động, không chỉ đủ cung cấp urê trong
nước mà còn hướng tới thị trường xuất khẩu
1) Dây chuyền sản xuất và công suất
(1) Sản phẩm Urê: 1.562,5 tấn/ngày (500.000 tấn/năm), từ:
-

Dây chuyền hiện có sau khi cải tạo: 562,5 tấn/ngày (180.000 tấn/năm)

-

Dây chuyền mới: 1.000 tấn/ngày (320.000 tấn/năm)

(2) Sản phẩm Amoniắc lỏng: 937,5 tấn/ngày (300.000 tấn/năm) từ:
-

Dây chuyền hiện có sau khi cải tạo: 337,5 tấn/ngày (108.000 tấn/năm)

-

Dây chuyền mới: 600 tấn/ngày (192.000 tấn/năm)

(3) Thời gian hoạt động: 320 ngày/năm
-

Được tính toán với 7680 giờ/năm

-

Lò hơi và máy phát điện: Cung cấp đủ hơi nhằm đáp ứng các yêu cầu công nghệ

và sản xuất điện.

2) Dây chuyền mới được đầu tư
(1) Công đoạn phân ly khí
-

Sử dụng công nghệ của hãng Airliquid (Pháp) để sản xuất oxy và nitơ tinh khiết

-

Công suất Oxy thông thường khoảng 30.500 Nm3/h (Độ tinh khiết của oxy
≥99,6%). Oxy và nitơ được dùng cho sản xuất, khí tiêu chuẩn đủ cung cấp cho
toàn nhà máy. Bên cạnh đó, trang bị một hệ thống sản xuất argon với công suất
5,000 tấn/năm.

7


-

Oxy lỏng và argon được chứa trong bể và bơm lên bồn chứa trên xe tải để mang
đi bán. Hệ thống bồn chứa nitơ lỏng được thiết kế trong dự án.

(2) Công đoạn khí hoá

- Công nghệ khí hóa than Shell của Hà Lan
- Nguyên liệu thô là than mịn 4a. Công suất công đoạn khí hoá khoảng 1.320
tấn than/ngày. Đủ cung cấp khí đốt tổng hợp cho dây chuyền sản xuất
amoniắc mới và cũ.
(3) Dây chuyền sản xuất amoniắc tổng hợp

- Tinh chế sử dụng công nghệ Linde của Đức. Tổng hợp NH 3 công nghệ của
TOPSOE (Đan Mạch)
-

Công suất: 192.000 tấn NH3/năm.

-

Bể chứa NH3: NH3 của dây chuyền sản xuất mới và cũ sau khi cải tạo sẽ được
chứa trong 2 bể với khối lượng 5.000 m3/mỗi bể. Có hệ thống làm lạnh để bảo
đảm NH3 với áp suất môi trường, nhiệt độ thấp (-33oC) và có hệ thống an toàn
cho trường hợp khẩn cấp.
(4) Dây chuyền sản xuất Urê

-

Công nghệ Snamprogetti của Italia

-

Công suất 320.000 tấn Urê/năm.

8


II.TỔNG QUAN CÁC PHÂN XƯỞNG CHÍNH

1) Xưởng phân ly không khí

Hình: Sơ đồ dây chuyền xưởng phân ly không khí
1.1 Chức năng và nhiệm vụ
Nhiệm vụ của xưởng PLKK là nhận không khí ngoài trời qua nén tăng áp, giãn nở
phân ly thành Oxy cấp cho khí hóa than lò Shell, Nitơ cấp cho khí hóa than lò Shell,
Amoniac 1, Amoniac 2..., O2, N2, Ar lỏng thương phẩm đưa về bồn chứa bán cho khách
hàng; Cấp không khí ĐHĐ (IA) và không khí sản xuất (PA) cho các hộ sử dụng trong
toàn Công ty.

9


1.2 Quy trình công nghệ
Không khí được lấy vào từ cửa tự hút với lưu lượng 172000 Nm3 /h, nhiệt độ <
330C và đi qua bộ lọc không khí S01101 vào máy nén không khí chính K01101.Khí ra
khỏi K01101 có áp suất 0,51 Mpag, nhiệt độ 1260C được làm lạnh bằng tháp làm lạnh
không khí C01101đến nhiệt độ < 19 oC đi vào thiết bị hấp phụ sàng phân tử MS01201/02.
Carbondioxide CO2, các hydrocarbon CxHy và hơi H2O có trong không khí được hấp phụ.
Hai thiết bị hấp phụ sàng phân tử thay nhau làm việcđược vận hành song song. Khi một
máy đang chạy, máy kia được tái sinh. Chúng được tự động và định kỳ chuyển mạch với
chu kỳ 8 giờ.
Không khí ra khỏi thiết bị hấp phụ sàng phân tử có áp suất 0,50 Mpag, lưu lượng
172.000 Nm3/h, nhiệt độ 230C, CO2< 1ppm, điểm sương < -65 0C chia làm 2 phần:
- Một phần không khí có lưu lượng ~59.100Nm3/h được trao đổi nhiệt với khí hồi
lưu (nitrogen tinh và nitrogen thải) trong bộ trao đổi nhiệt thấp áp E01303A,B,C,D để đạt
tới gần nhiệt độ hóa lỏng của không khí đi vào tháp cao áp C01301.
- Một phần không khí khác có lưu lượng ~112.900Nm3/h đi vào máy nén tăng áp
K01102 để tăng áp, ra khỏi ta thu được 3 sản phẩm với áp suất khác nhau:
- Lấy khí đoạn 1: Q1 ~7.900N m3/h, P1≥0,70Mpag dùng làm khí đo lường và khí
nhà máy phục vụ toàn công ty
- Lấy khí đoạn 3: Q2~47.000N m3/h, P~2,9Mpag. Sau khi được tăng áp bằng bộ

phận nén của máy giãn nở, đi vào bộ trao đổi nhiệt cao áp E01302A\B. Không khí nén
được làm mát bằng khí khứ hồi trong bộ trao đổi nhiệt cao áp E01302A\B đi vào máy
giãn nở ET01401 để giãn nở và làm lạnh. Không khí sau giãn nở đi vào tháp cao áp
C01301.
- Lấy khí đoạn 5: Q 3~58.000N m3/h, P3~ 7,1Mpag. Không khí đưa qua trao đổi
nhiệt cao áp E01302A\B trao đổi nhiệt với O2 lỏng cao áp, N2 lỏng cao áp và N2 khí hồi
lưu hạ nhiệt độ xuống -173oCvà được tiết lưu giảm áp qua V010015 rồi được đưa vào
tháp cao áp C01301.
Trong tháp cao áp C01301, không khí được sơ bộ tách thành không khí hóa lỏng
giàu oxy và nitơ. Nitrogen dạng khí trên đỉnh được hóa lỏng trong bình ngưng chính
E01301. Nitrogen hóa lỏng dưới dạng dòng hồi lưu của tháp cao áp có một phần được hồi
lại tháp và phần khác nitrogen hóa lỏng được nén bằng bơm nitrogen hóa lỏng
P01503A/B, sau khi được làm nóng lại bằng bộ trao đổi nhiệt áp suất cao E01302A/B, rời
10


khỏi hộp lạnh với áp suất tương ứng bằng 8,15Mpag và 5,25 MPag, và vào hệ thống
đường ống nito dạng khí. Phần nitơ hóa lỏng còn lại đi qua bộ làm lạnh phụ E01304,
được làm quá lạnh bởi nitơ dạng khí tinh khiết và nitơ dạng khí thải, được chỉnh lưu, và
được nạp vào đỉnh tháp thấp áp C01302 làm dòng hồi lưu và một phần đưa về bồn chứa.
Nitơ lỏng thải từ tháp cao áp được làm quá lạnh bởi bộ quá lạnh làm lạnh phụ E01304,
được chỉnh lưu, và được nạp vào đoạn giữa của tháp thấp áp C01302 dưới dạng dòng hồi
lưu. Không khí hóa lỏng giàu oxy được làm quá lạnh bởi bộ quá lạnh làm lạnh phụ
E01304, được chỉnh lưu, và được nạp vào đoạn giữa của tháp thấp áp C01302 dưới dạng
dòng hồi lưu.
Oxy lỏng được lấy từ đáy tháp thấp áp C01302, đường chính tăng áp bằng bơm oxy
lỏng P01501A/B tăng nhiệt trong bộ trao đổi nhiệt cao áp E01302A/B rồi đi vào đường ống
khí oxy; đường phụ được đưa về bồn chứa để bán cho khách hàng. Nitơ thải được lấy từ
đỉnh tháp thấp áp, được làm nóng lại trong bộ làm quá lạnh và bộ trao đổi nhiệt áp suất
thấp được sử dụng một phần làm khí tái sinh cho máy làm sạch zeolit phân tử, phần còn lại

đi vào tháp làm lạnh nước C01102. Nitơ tinh lấy từ đỉnh tháp áp suất thấp, được làm nóng
lại
trong bộ làm quá lạnh và bộ trao đổi nhiệt vào máy nén nitrogen. Sản phẩm oxygen hóa
lỏng và nitrogen hóa lỏng đi qua các van và được nạp vào bồn chứa tương ứng.
Phần khí giầu argon được dẫn từ giữa tháp thấp áp vào đáy tháp argon thô I và tại
đỉnh tháp argon thô I, argon hóa lỏng thô xả từ đáy tháp argon thô II được dùng làm dòng
hồi lưu. Dòng hồi lưu argon hóa lỏng thô được bơm P01502 tăng áp đi vào tháp argon thô
I. Khí Argon thô được từ đỉnh tháp argon thô I, rồi đi vào đáy tháp argon thô II. Bình
ngưng argon thô E01305 sử dụng không khí hóa lỏng được làm quá lạnh làm nguồn làm
mát. Khí từ dưới lên được hóa lỏng trong bình ngưng argon thô E01305 ta được argon
hóa lỏng thô II làm dòng hồi lưu lại tháp argon thô II . Khí Argon thô II vào đoạn giữa
của tháp argon tinh C01305 trong tháp ni tơ được tách ra khỏi argon và được lấy ra từ
đỉnh tháp rồi phóng không ra ngoài, argon hóa lỏng tinh tại đáy tháp argon tinh.
Argon hóa lỏng tinh đi qua van điều chỉnh được xả vào bể argon hóa lỏng.

11


2) Xưởng khí hóa than Shell
2.1 Chức năng và nhiệm vụ
Chức năng của quy trình khí hoá là sử dụng than thô để sản xuất khí đốt tổng hợp
thô. Việc xử lý than và khí hoá chiếm một phần lớn tổng vốn đầu tư vì vậy đây là phần
cốt lõi của dự án này.
2.2 Quy trình công nghệ
Quy trình khí hoá bao gồm các công đoạn sau:
(1) Nghiền và sấy khô than
(2) Nén và cấp liệu than cám
(3) Khí hoá
(4) Khử xỉ
(5) Khử tro bay

(6) Rửa ướt
(7) Xử lý nước thải sơ bộ
- Mô tả công nghệ
(1) Nghiền và sấy than
Than nguyên liệu với kích thước xác định được đưa tới bunke nghiền than bằng băng tải.
Than từ bunke nghiền được đưa tới máy nghiền bởi phân phối trọng lực.

Khí nóng từ lò sấy (nhiên liệu là khí đuôi nitơ lỏng, một phần khí tổng hợp ở dạng thô khi
thay đổi than nguyên liệu. Dầu diesel thì sử dụng khi khởi động được đưa tới máy nghiền
than để sấy than cám. Sau đã được tuyển bằng sàng quay, luồng hơi có lẫn bụi than cám
đưa tới thiết bị lọc túi để phân ly. Cuối cùng, được đưa tới kho than cám bằng thiết bị
phân phối sao và vít tải. Phần lớn khí đuôi của quá trình phân ly sau khi được tăng áp bởi
quạt tuần hoàn được đưa quay trở lại lò sấy, một phần được thải ra môi trường.
Phân tích trực tuyến cần đươc thiết lập để điều khiển sự vô hiệu hoá của hệ thống.
Nitơ được bổ sung theo yêu cầu sử dụng
(2) Ổn định than cám và cấp liệu
12


Than cám được chứa trong kho chứa. Khi áp suất của phễu khoá than cám ở áp suất khí
quyển, đóng van ở dưới đáy phễu khoá than cám và mở van ở phía trên để cho than cám
từ kho chứa tự động chảy vào phễu khoá. Đóng van ở trên khi phễu khoá đã chứa đầy.
Sau đó tạo áp bằng cách đưa vào khí nitơ có áp suất cao, van ở dưới đáy sẽ được mở để
than cám tự động chảy vào bunke phân phối. Sau đó đóng van ở dưới đáy khi than cám ở
bunke đã tháo hết. Thoát khí nitơ để đưa về áp suất thường. Sau đó thực hiện lại các bước
ở trên. Đưa than cám vào thiết bị khí hoá than bằng cách sử dụng nitơ áp cao từ đường
ống khác.
Khí giảm áp ra khỏi phễu khoá và khí thải của quá trình khí hoá được lọc bởi thiết bị
lọc trong kho chứa than cám. Than cám thu được thì được đưa tới kho chứa còn không
khí thì được thải ra ngoài môi trường

(3) Khí hoá và làm nguội khí tổng hợp
Than cám từ bunke phân phối được đưa tới thiết bị khí hoá bởi khí nitơ cao áp. Cũng như
vậy khí oxy tạo áp thì cũng được đưa tới thiết bị khí hoá sau khi gia nhiệt sơ bộ
Thiết bị khí hoá là một thiết bị áp lực thẳng đứng, buồng khí hoá bao gồm cả vỏ nước.
Đầu đố của thiết bị khí hoá được đặt đối xứng (2 đầu đốt trong một tổ hợp) ở giữa hoặc
đáy của buồng khí hoá. Hỗn hợp bao gồm than cám, oxy và hơi nước, phản ứng khí hoá
than ở nhiệt độ cao 15000C . Sản phẩm khí tổng hợp thô có chứa hàm lượng CO và H2
cao và tro bay được tháo ra ở dưới đáy và trên đỉnh thiết bị khí hoá. Để ngăn ngừa tro bay
bám vào thiết bị, nhanh chóng làm lạnh nhiệt độ khí tổng hợp ra khỏi thiết bị khí hoá

xuống 9000C để làm cho tro bay trở nên cứng hơn. Sau đó nó được đưa tới thiết bị làm
nguội khí tổng hợp để tận dụng nhiệt, khi nhiệt độ khí tổng hợp giảm xuống khoảng
3400C thì được đưa vào thiết bị tiếp theo.
Phần lớn lượng nhiệt của khí tổng hợp được thu lại ở vỏ nước của thiết bị khí hoá và
thiết bị làm nguội khí tổng hợp. Theo cân bằng hơi nước, hơi bão hoà cao hoặc trung áp
hoặc hơi quá nhiệt được tạo thành. Để bảo đảm bảo an toàn cho các thiết bị ở trên thì
bơm nước tuần hoàn phải hoạt động tốt để sử dụng cho vỏ nước của thiết bị khí hoá và
làm nguội khí tổng hợp.
Tro xỉ trong than nguyên liệu thì hầu hết nóng chảy ở nhiệt độ cao và chảy về phía
13


vỏ nước và chảy vào trong một bồn nước, và nó đóng rắn và vỡ thành những hạt nhỏ. Các
hạt xỉ nhỏ này được định kỳ tháo ra bể chứa xỉ vào các thùng chứa và được đưa ra ngoài
bằng các rãnh thải và đưa tới bãi xỉ.
(4) Làm sạch khí than nguyên liệu
Có một phần tro bay trong khí than thô đi ra từ thiết bị làm nguội khí tổng hợp. Thông
thường tro bay khoảng 20-30% hàm lượng tro của than thô. Để tinh chế khí tổng hợp thô,
công nghệ khí hoá Shell chọn phương pháp kết hợp giữa tháo tro bay và phương pháp ướt
để giảm hàm lượng tro bay trong khí tổng hợp xuống dưới 1mg/Nm3 .

Thiết bị lọc gốm nhiệt độ cao được sử dụng để loại bỏ tro bay ở dạng khô. Hàm
lượng tro trong khí tổng hợp thông thường dưới 5mg/Nm3. Tro ra khỏi các túi lọc được
thu lại bằng cách sử dụng nitơ có áp suất cao thổi từ dưới lên và đưa tới thùng chứa sau
khi đã làm nguội và đã trơ. Tro bay có thể sử dụng để trộn vào xi măng vì các hạt của nó
rất mịn, hàm lượng cacbon thấp hơn 5% và khô.
Một phần khí tổng hợp đi ra từ thiết bị lọc sứ đi vào máy nén khí tuần hoàn và sau đó
tăng áp để đưa tới sử dụng cho thiết bị khí hóa như làm nguội khí than.
Khí tổng hợp khi ra khỏi thiết bị khử tro khô thì được đưa tới Venturi và tháp rửa để làm
sạch lượng tro còn dư, hợp chất halogen HCN và NH3 và các tạp chất khác trong khí
bằng nước. Khí tổng hợp từ tháp rửa ra thì ẩm và có nhiệt độ khoảng 1600C.
Phần lớn lượng nước được tạo ra ở hệ thống khí hóa thì lần lượt được đưa sang tháp
rửa khí để làm bão hòa khí than và để giảm bớt tiêu thụ hơi nước đi vào công đoạn
chuyển hóa CO.
(5) Xử lý nước thải
Phần lớn nước có chứa tro xỉ từ tháp rửa khí thì được tái chế. Để ngăn ngừa chất độc
hại tích tụ, rút một phần nước để gạn lọc và tái chế. Tháo một lượng nhỏ nước thải vào hệ
thống xử lý nước thải. Tại đó không có chất bốc của than cốc, phenol và chất ô nhiễm
khác vì công nghệ khí hóa Shell thì hoạt động ở nhiệt độ cao, vì vậy để thiết lập hệ thống
xử lý nước thải là tương đối đơn giản.

14


3) Xưởng tổng hợp amoniac
3.1 Chức năng và nhiệm vụ
Chức năng của xưởng tổng hợp Ammoniac là: Khí tổng hợp từ công đoạn khí hoá
được cấp cho xưởng tổng hợp Ammoniac để lọc và loại bỏ các vật liệu không cần thiết và
bổ sung thêm nitơ từ xưởng phân ly không khí cho việc sản xuất Ammoniac và sản phẩm
phụ là lưu huỳnh. Ammoniac được làm lạnh và bảo quản rồi cấp cho xưởng tổng hợp
Urê. Khí CO2 phân ly từ công đoạn tinh chế khí được xem như nguyên liệu thô cấp cho

công đoạn sản xuất Urê.
3.2 Quy trình công nghệ
- Xưởng tổng hợp Ammoniac gồm các phần sau:
•

Chuyển hoá CO

•

Khử khí axít CO2 , H2S, COS

•

Tinh chế khí

•

Thu hồi lưu huỳnh

•

Tổng hợp ammoniac

•

Làm lạnh và chứa Ammoniac

- Mô tả công nghệ
Khí tổng hợp nguyên liệu (3,8MPa,～170 oC) từ công đoạn khí hoá Shell được gia
nhiệt đến 210 oC bằng thiết bị gia nhiệt khí than (E04101) sau khi được phân ly nước

bằng thiết bị phân ly khí than (S04101), sau đó được chuyển đến thiết bị lọc khí than
(S04102) để loại bỏ tro và các chất có hại còn lại trong khí than. Khí than sau khi đi qua
thiết bị lọc S04102 sẽ được đưa tới lò chuyển hóa thứ nhất (R04101) để phản ứng và
nhiệt độ đầu ra của R04101vào khoảng 370 oC. Khí chuyển hoá từ R04101 được phân
thành hai luồng, một luồng được trộn bằng hơi trung áp và dịch ngưng công nghệ trong
thiết bị trộn hơi (S04103). Sau đó khí chuyển hoá được chuyển tới lò chuyển hóa thứ hai
(R04102) để phản ứng. Khí từ R04102 được trộn với dòng khí ngang qua của R04102,
rồi đi vào thiết bị lọc làm lạnh số 1(S04104) để giảm nhiệt độ bằng cách bổ sung dịch
ngưng công nghệ mà hàm lượng CO 23% ( chuẩn khô), khoảng 21,55% tổng lượng khí
15


chuyển hoá đi tới nhà máy hiện tại, phần còn lại thì đi vào lò chuyển hoá thứ ba (R04103.
Nhiệt độ đầu ra của R04103 vào khoảng 355℃, hàm lượng CO khoảng 6% (chuẩn khô),
sau đó khí chuyển hoá đi vào thiết bị lọc làm lạnh số 2 (S04105) để giảm nhiệt bằng việc
bổ sung dịch ngưng công nghệ, sau đó khí chuyển hóa đi vào lò chuyển hoá thứ tư
(R04104) để phản ứng. Hàm lượng CO trong khí từ R04104 còn 1,1% ( chuẩn khô). Khí
thoát từ R04104 đi vào thiết bị gia nhiệt khí than (E04101) để gia nhiệt khí than, sau đó
khí chuyển hoá đi tới Thiết bị gia nhiệt sơ bộ nước cấp lò hơi (E04102) và thiết bị gia
nhiệt sơ bộ nước khử khoáng (E04103) để thu hồi nhiệt độ dư. Khí thoát từ Thiết bị gia
sơ bộ nhiệt nước khử khoáng (E04103) vào khoảng 70oC và được đưa tới Thiết bị phân ly
khí chuyển hoá số 1(S04106) , ở đó nước ngưng được phân ly. Khí chuyển hóa đi vào
Thiết bị làm mát bằng nước khí chuyển hóa và được làm mát xuống còn 40 oC và đi vào
Thiết bị phân ly khí chuyển hoá số 2 (S04107) và sau đó được chuyển tới công đoạn
Rectisol.
Sau khi dịch ngưng được phân ly từ Thiết bị phân ly khí cấp (S04101), Thiết bị phân ly
khí chuyển hoá thứ 1 và 2 sẽ được tập trung lại và đưa tới Tháp chưng cất dịch ngưng
(C04101). Amoniắc, hydro sunfua hóa và các khí khác mà hòa tan trong dịch ngưng sẽ
được phân tách bởi hơi thấp áp trong Tháp chưng cất dịch ngưng (C04101). Dịch ngưng
được trưng cất được nén trong Bơm dịch ngưng (P04101A/B) và được đưa tới Thiết bị lọc

làm lạnh số 1 (S04104), Thiết bị lọc làm lạnh số 2 (S04105) được dùng để làm lạnh nước.
Khí chưng cất từ đỉnh của Tháp chưng cất dịch ngưng (C04101) sẽ được làm mát trong
Thiết bị làm mát khí chưng cất (E04105) và sau đó được đưa đến bể hồi lưu dịch ngưng
chưng cất (S04108) để phân ly dịch ngưng, khí phân ly sẽ được đưa tới hệ thống bó đuốc.
Dịch ngưng sẽ được nén bởi bơm hồi lưu dịch ngưng chưng cất (P04102A/B) và đưa tới
đỉnh Tháp chưng cất dịch ngưng (C04101).
Công đoạn chuyển hoá CO thiết lập hệ thống khởi động độc lập, hệ thống khởi động
bao gồm Thiết bị thổi Nitơ (B04101), Thiết bị gia nhiệt khởi động(E04106), Thiết bị làm
mát Nitơ (E04106) và Thiết bị phân tách nước Nitơ (S04109). Nitơ khởi động được nén
bằng thiết bị thổi Nitơ (B04101), sau đó được gia nhiệt bằng Thiết bị gia nhiệt khởi động
(E04106), sau đó đưa tới R04101,R04102, R04103,R04104 để gia nhiệt và dùng lưu huỳnh
xử lý xúc tác chuyển hoá, rồi đưa tới Thiết bị làm mát Nitơ (E04106) để làm mát bằng
16


nước làm mát. Ngưng Nitơ đã làm mát và đưa tới Thiết bị phân ly nước Nitơ (S04109) để
phân ly. Nitơ đã được phân ly được đưa trở lại Thiết bị thổi Nitơ (B04101). Dùng CS2
chứa trong Bể CS2(T04101) và được bảo vệ bởi Nitơ để xử lý lưu huỳnh xúc tác chuyển
hoá. Khi xử lý lưu huỳnh xúc tác chuyển hoá thì dùng ni tơ để nén CS2 và đưa tới hệ thống
khởi động.
4) Xưởng tổng hợp Urê
4.1 Chức năng và nhiệm vụ
Chức năng của xưởng tổng hợp Urê là tổng hợp Urê, sản lượng Urê yêu cầu là
41667 kg/h.
4.2 Quy trình công nghệ
(1) Tổng hợp Urê và thu hồi NH3 & CO2 cao áp
Các điều kiện hoạt động tại đỉnh của tháp phản ứng Urê: áp suất 15,5 MPa (g), nhiệt
độ 188~190oC. Ammoniac lỏng và CO2 được kết hợp qua phản ứng hoá học để tạo nên
Urê, và phản ứng hoá học như sau:
Phản ứng 1 là nhanh và toả nhiệt:

2NH3(L) + CO2(G) ↔ NH2COONH4(L) + Q
Phản ứng 2 là chậm hơn và hấp thụ nhiệt:
NH2COONH4(L) ↔ NH2CONH2(L) + H2O(L)
Hiệu suất phản ứng khử nước cabamat phụ thuộc vào tỉ lệ các chất tham gia phản
ứng, nhiệt độ làm việc, áp suất làm việc và thời gian phản ứng.
Ammoniac lỏng được chuyển từ xưởng tổng hợp ammoniac đến xưởng Urê tại nhiệt
độ 10oC và áp suất of 2,2MPag. Sau khi chất tạp cơ học trong ammoniac lỏng như các hạt
xúc tác được khử qua thiết bị lọc ammoniac (S-102A/B), ammoniac lỏng được định
lượng thông qua thiết bị FQI-101 và sau đó được đưa đến tháp thu hồi ammoniac (C-105)
tại áp suất làm việc 1,6MPag để rửa và thu hồi ammoniac có trong pha khí. Ammoniac ở
pha khí được thu vào trong thùng chứa ammoniac thu hồi (V-105) được kết hợp với
ammoniac lỏng từ thiết bị ngưng ammoniac (E-109) trong khi mức dịch trong thùng chứa
V-105 được khống chế bằng thiết bị đo mức LV-1016. Ammoniac lỏng ra từ thùng chứa
V-105 được tăng áp đến 2,25MPag với nhiệt tăng 1oC thông qua bơm tăng áp ammoniac.
17


Một lượng nhỏ ammoniac lỏng được chuyển đến tháp hấp thụ trung áp (C-101) tại đó áp
suất làm việc là 1,62MPag, phần còn lại được đưa đến bơm ammoniac cao áp (P101A/B).
Thiết bị lọc mịn (S-103A/B) (do nhà sản xuất bơm ammoniac cao áp cung cấp) được
lắp vào cửa hút của bơm P-101A/B /C để khử tạp chất cơ học rắn (như mạt sắt và
cabamat ammoniac rắn) và để bảo vệ độ kín cơ học của bơm.
Sau khi được tăng áp đến 23,0MPag thông qua bơm ammoniac cao áp kiểu ly tâm
nhiều cấp (P-101A/B/C), ammoniac lỏng được đưa vào đường hồi tổng hợp. Ammoniac
lỏng được gia nhiệt sơ bộ thiết bị gia nhiệt sơ bộ ammoniac trước khi được chuyển vào
tháp tổng hợp Urê và ammoniac lỏng đã được gia nhiệt sơ bộ 94oC được sử dụng như
dòng hút của Ejector cao áp (L-101). Khối lượng ammoniac lỏng đưa từ bơm ammoniac
cao áp đến Ejector cao áp được khống chế bằng FV-1003 và FV-1004 ở trên đường ống
đẩy của bơm ammoniac.
Ammoniac lỏng hỗn hợp từ Ejector cao áp và cabamat tại đáy tháp phản ứng Urê

(R-101) được kết hợp với cacbon dioxi từ máy nén CO2 (K-101A/B/C) bằng phản ứng
hoá học.
CO2 tại nhiệt độ 40oC và áp suất 0,05MPag được lấy từ công đoạn tổng hợp
ammoniac đến xưởng Urê đi qua thiết bị phân ly cuối tại cấp 1 của máy nén CO2 (K101A/B/C) để tách nước ngưng; nó được nén đến 15,8MPag với nhiệt độ lên đến 120oC
qua máy nén 4 cấp và sau đó đi vào tháp tổng hợp R-101 khi áp suất đầu ra được điều
chỉnh bằng PV-1017.
K-101A/B/C là máy nén kiểu pittông. Máy này chạy bằng điện.
Một lượng nhỏ khí nén chống ăn mòn được đưa vào cửa của máy nén CO2 (K101A/B/C) để làm thụ động hóa bề mặt thép không rỉ của các thiết bị trong chu trình cao
áp, ngoài ra còn ngăn sự ăn mòn của các môi chất.
Một lượng nhỏ khí nén được xem như chất thụ động được chuyển đến đáy thiết bị
phân tách qua máy nén không khí để thụ động hoá (K-102) cho các thiết bị.
Lượng dung dịch Urê ra khỏi tháp tổng hợp urê được khống chế bằng van điều khiển
HV-1006; sau khi tiết lưu giảm áp, dung dịch Urê được chuyển vào đỉnh tháp tách (E101) tại đó áp suất làm việc là 14,6MPag. Thiết bị phân tách là một thiết bị trao đổi nhiệt
18


kiểu màng thẳng đứng mà qua đó chất lỏng được phân phối lên bề mặt được gia nhiệt để
hình thành màng lọc, rồi chảy xuống đáy dưới tác dụng của trọng lực. Thực tế, thiết bị
phân tách là một loại máy trao đổi nhiệt kiểu vỏ-ống, ở thiết bị này pha nóng đi bên ngoài
ống. Thiết bị này được thiết kế đặc biệt với một đĩa phân phối bọc phía trên đầu ống
nhằm đảm bảo phân phối dung dịch Urê một cách đều hơn. Thực tế, việc đưa phân phối
(kiểu vòng kim loại) vào từng ống trao đổi nhiệt để dung dịch Urê có thể được phân phối
đều hơn trên thành ống và màng chất lỏng có thể được tạo thành. Vòng kim loại có chức
năng kiểm soát lưu lượng, ví dụ để kiểm soát lưu lượng được thực hiện bằng cách thay
đổi độ mở và mức trên của chất lỏng. Do lưu lượng và màng chất lỏng được gia nhiệt,
cabamat được phân hủy và làm cho bay hơi. Lượng ammoniac thừa đun sôi từ dung dịch
hình thành chức năng tự phân tách để giảm nồng độ CO2 trong dung dịch. Khí chứa NH3
và CO2 được ra từ đỉnh của thiết bị phân tách. Nhiệt phân huỷ cabamat do ngưng tụ hơi
bão hoà tại 2,17MPag và 219oC từ thùng phân tách nước ngưng/hơi V-109.
Khí hỗn hợp từ đỉnh tháp phân tách và dung dịch thu hồi từ đáy tháp hấp thụtrung áp

(C-101) đi vào thiết bị ngưng tụ cabamat (E-105), tại đó tất cả hỗn hợp được ngưng tụ trừ
một lượng nhỏ khí trơ; và khí ngưng tụ được đưa tuần hoàn đến tháp tổng hợp Urê bằng
Ejector cabamat (L-101).
Thiết bị trộn cabamat (L-119) được lắp tại đầu vào của thiết bị E-105 để đảm bảo
rằng dung dịch cabamat được phân phối đều với khí hỗn hợp trước khi vào ống E-105 để
có hiệu quả ngưng tụ tốt hơn.
Trong thiết bị ngưng tụ cabamat, nhiệt giải phóng từ quá trình ngưng tụ khí ở nhiệt
độ và áp suất cao được sử dụng để sinh hơi bão hòa có áp suất 0,34 MPag.
Khí không ngưng tụ gồm khí trơ và một lượng nhỏ NH3 & CO2 được thoát ra đỉnh
thiết bị phân ly cabamat (V-101) qua van chỉnh áp PV-1021A đi vào đáy của thùng chứa
(L-102) của thiết bị phân hủy trung áp (chức năng chính là làm thụ động hóa).
(2) Tinh chế Urê và thu hồi NH3 & CO2 của quá trình trung áp và thấp áp
Tinh chế Urê và thu hồi khí từ đỉnh tháp tương ứng được thực hiện bằng phương
pháp tiết lưu giảm áp theo 2 giai đoạn:
Áp suất giai đoạn 1: 1,7 MPag
19


Áp suất giai đoạn 2: 10,36 MPag
Thiết bị trao đổi nhiệt cho công đoạn tinh chế urê được gọi là thiết bị phân hủy do
lượng cabamat còn lại sẽ được phân hủy trong thiết bị này.
(a) Giai đoạn 1 của công đoạn tinh chế và thu hồi ở áp suất 1,7 MPag
Dung dịch Urê thừa với nồng độ CO2 thấp hơn đi ra từ đáy thiết bị phân tách (E101) qua van điều khiển mức dịch LV-1011, được tiết lưu giảm áp và làm giãn nở đến
1,7 MPag rồi đi vào phía trên của tháp phân hủy trung áp, tháp này gồm ba phần được mô
tả trong bảng sau:
Phần trên

Thùng phân ly của tháp phân huỷ trung áp (V-102): Trước khi
dung dịch đi vào chùm ống thuộc phần giữa của thiết bị phân huỷ
trung áp khí thoát ra của quá trình được phân ly thành khí và lỏng

Phần giữa

tại đây.
Thiết bị phân hủy kiểu màng (Chùm ống được chia làm hai phần)
(E-102A/B): cacbamat được phân huỷ tại đây, nhiệt cấp cho quá
trình phân huỷ gồm có hai nguồn: ở phần trên bên ngoài chùm
ống (E-102A), nhiệt được cấp bởi hơi ngưng tại áp suất 0,55MPa.
ở phần dưới (E-105B), nhiệt được cấp bởi ngưng hơi từ thiết bị
phân ly (V-109) dịch ngưng hơi của tháp phân tách (Stripper).

Phần đáy

Thùng chứa dịch phân huỷ trung áp (L-102): Dung dịch Urê có
nồng độ 60-63% (khối lượng) đi qua giai đoạn tinh chế thứ nhất
được chứa ở đây.

Khí có lượng NH3 và CO2 dư đi ra từ đỉnh thiết bị phân ly của tháp phân huỷ trung
áp (V-102) được đưa đến thiết bị cô đặc chân không sơ cấp kiểu màng (E-104) tại đó khí
được hấp thụ một phần bằng dung dịch amoni cacbamat từ công đoạn thu hồi tại áp suất
0,36 MPag. Tại đây, năng lượng được thu hồi và tái sử dụng.
Ở phía ngoài ống trùm, nhiệt sinh ra từ quá trình ngưng tụ và hấp thụ được sử dụng
để làm bay hơi cô đặc dung dịch urê nồng độ 69~71% (khối lượng) đến từ giai đoạn tinh
chế thứ hai và cô đặc đến nồng độ 84~86% (khối lượng) để giảm lượng tiêu hao hơi thấp
áp trong công đoạn cô đặc chân không.
Hỗn hợp lỏng khí ở bên ngoài chùm ống của thiết bị cô đặc chân không (E-104)
20


được đưa đến thiết bị ngưng tụ trung áp (E-106)tại đó phần lớn khí CO2 được hấp thụ và

nhiệt của quá trình được lấy khỏi hệ thống bằng nước làm lạnh đến từ thiết bị ngưng tụ
ammoniac (E-109).
Hỗn hợp lỏng khí từ thiết bị ngưng trung áp (E-106) chảy vào phần đáy của tháp hấp
thụtrung áp (C-101). Pha khí được phân ly từ dung dịch đi vào công đoạn chưng cất có hệ
thống đổ liệu kiểu vòng và đĩa phân phối kiểu chóp. Tại đây CO2 được hấp thụ và NH3
được chưng cất.
Ammoniac lỏng tinh chế được tận dụng như dòng chất lỏng hồi lưu cho các đĩa tháp
để làm cân bằng vật liệu trong tháp và tách triệt để khí CO2 & H2O có trong ammoniac
và khí trơ. Dòng ammoniac hồi lưu được chuyển đến tháp hấp thụtrung áp (C-101) từ
thiết bị nhận ammoniac lỏng (V-105) bằng bơm tăng áp ammoniac (P-105A/B).
Ammoniac dạng khí bão hoà có chứa một lượng nhỏ CO2 (20~100ppm) và khí trơ
đi ra từ đỉnh phần chưng cất của tháp hấp thụtrung áp (C-101) và một phần được ngưng
tụ trong tháp ngưng tụ ammoniac (E-109). Dòng hai pha khí-lỏng được đưa đến thiết bị
nhận ammoniac lỏng V-105).
Khí không ngưng tụ trong hơi ammoniac bão hoà ra khỏi thiết bị nhận ammoniac
lỏng (V-105) đi vào tháp thu hồi ammoniac trung áp (C-105), tại đó hợp với dòng
ammoniac lỏng ngược chiều từ xưởng để thu hồi ammoniac dạng khí.
Khí ra từ đỉnh tháp thu hồi ammoniac trung áp (C-105) được đưa vào tháp hấp thụ
amoniac trung áp kiểu màng (E-111), tại đây kết hợp với dòng ammoniac lỏng ngược
chiều trong pha khí có thể hoàn toàn được hấp thụ. Nhiệt sinh ra từ quá trình hấp thụ có
thể dùng gia nhiệt của chất lỏng mà sẽ ngăn chặn được sự hấp thụ nhiều hơn của
ammoniac. Để duy trì mức nhiệt của chất lỏng ở mức phù hợp, nước làm mát được cấp
vào để khử nhiệt từ bên ngoài ống chùm tháp hấp thụ ammoniac trung áp (E-111) để tạo
điều kiện cho quá trình hấp thụ ammoniac.
Tháp rửa khí trơ trung áp (C-103) được bố trí trên đỉnh tháp hấp thụ ammoniac trung
áp (E-111) gồm có 4 đĩa phân phối. Trong tháp rửa, khí trơ được rửa bằng nước phun để
giảm tối đa hàm lượng ammoniac có trong khí. Nhiệt hấp thụ có ít tác động lên nhiệt độ
và khí trơ được rửa và được chuyển đến thùng chứa khí thải thứ nhất (V-112).

21

Để giám sát thành phần khí đầu ra của tháp C-103 và để tránh sự hình thành các yếu
tố gây nổ, thiết bị phân tích H2 AT-1103 được lắp đặt trên ống pha khí ra C-103. Trong
trường hợp AAH có cảnh báo, van HV-1103 sẽ mở để làm loãng khí trung áp để có thể
ngăn chặn cháy nổ.
Dung dịch NH3-H2O từ tháp hấp thụ ammoniac trung áp (E-111) được đưa trở lại
tháp hấp thụtrung áp (C-101) qua bơm dung dịch ammoniac (P-107A/B). Dịch trong tháp
C-101 có thể được tháo vào thùng chứa V-106 (thùng chứa dung dịchamoni cacbamat)
qua van HV-1012.
Dung dịch cabamat từ đáy tháp hấp thụtrung áp được tuần hoàn trở lại công đoạn
tổng hợp urê bằng bơm cacbamat cao áp kiểu pittong (P-102A/B/C). Lưu lượng dịch
cabamat được khống chế bằng van điều khiển FV-1005.
Áp suất của hệ thống trung áp được khống chế bằng van PV-1026 nằm trước cửa ra
của pha khí C-103.
(b) Giai đoạn tinh chế và thu hồi thứ hai ở áp suất 0,36MPag
Dung dịch Urê có chứa một lượng nhỏ CO2 còn dư ra khỏi đáy thùng chứa của thiết
bị phân huỷ trung áp được (L-102) được tiết lưu giảm áp xuống 0,36MPa bằng van tiết
lưu LV-1014), rồi chảy vào phần trên của tháp phân huỷ thấp áp. Tháp phân huỷ thấp áp
gồm có 3 phần được mô tả dưới bảng sau:

Phần trên

Thùng phân ly của tháp phân huỷ trung áp (V-103): Trước khi
dung dịch đi vào chùm ống thuộc phần giữa của thiết bị phân
huỷ trung áp khí thoát ra của quá trình được phân ly thành khí

Phần giữa

và lỏng tại đây

Chùm ống của thiết bị phân huỷ thấp áp kiểu màng (E-103):
cabamat thừa được phân huỷ tại đây trong khi nhiệt cần thiết
cho phản ứng phân huỷ được cung cấp bằng hơi ngưng áp suất

Phần đáy

0,34MPag.
Thùng chứa dịch phân huỷ trung áp (L-103): Dung dịch Urê có
22


nồng độ 69~71% (khối lượng) đi qua giai đoạn tinh chế thứ hai
được thu hồi tại đây.
Ban đầu khí ra từ đỉnh thiết bị phân ly của tháp phân huỷ thấp áp (V-103) được trộn
với khí từ đầu ra tháp nhả hấp thụ (C-102) và thiết bị thuỷ phân (R-102), sau đó hỗn hợp
khí được chuyển đến thiết bị gia nhiệt ammoniac (E-107). Hỗn hợp khí được làm ngưng
một phần tại đây trong khi nhiệt ngưng tụ được thu hồi bằng ammoniac lỏng cao áp tại
thành ống và được tận dụng để gia nhiệt ammoniac lỏng; bằng cách này, nhiệt được thu
hồi để tái sử dụng.
Khí ra từ thiết bị gia nhiệt ammoniac (E-107) được đưa đến thiết bị ngưng tụ thấp áp
(E-108), tại đây NH3 & CO2 dư hoàn toàn được ngưng và nhiệt của quá trình ngưng tụ
lấy ra khỏi hệ thống bằng nước làm lạnh đi ngoài ống.
Dung dịch amonia cacbamat ra khỏi thiết bị ngưng tụ thấp áp (E-108) chảy vào thiết
bị thu dung dịch amonia cacbamat (V-106). Dung dịch cacbamat được chuyển từ thiết bị
cô đặc chân không sơ cấp (E-104) và thiết bị ngưng tụ trung áp (E-106) đến đáy tháp hấp
thụ trung áp (C-101) bằng bơm dung dịch cacbamat trung áp (P-103A/B). Một lượng nhỏ
dung dịch cacbamat được chuyển đến bộ phận chưng cất của tháp nhả hấp thụ (C-102)
như dòng chất lỏng hồi lưu.
Tháp hấp thụ ammoniac thấp áp (E-112) và tháp rửa khí trơ tháp áp (C-104) được bố
trí trên đỉnh thùng chứa dung dịch amonia cacbamat (V-106), áp suất trong suốt quá trình

thu hồi thứ hai được khống chế bằng van điều khiển PV-1033 trên ống đầu ra.
(3) Cô đặc urê
Để đáp ứng yêu cầu tạo hạt urê của tháp tạo hạt urê, dung dịch urê được cô đặc
99,7% (khối lượng) bằng phương pháp cô đặc chân không 2 cấp.
Dung dịch urê với nồng độ khoảng 70% ra khỏi thùng chứa của phân huỷ thấp áp
(L-103) ban đầu được đưa đến thiết bị cô đặc chân không sơ cấp (E-104) qua van điều
khiển LV-1022, tại đó dung dịch urê được cô đặc đến nồng độ 85~86% (khối lượng) và
được chuyển đến thiết bị cô đặc chân không(E-114) bằng bơm dung dịch urê (P-106A/B).
Áp suất hoạt động của E-104 và E-114 được khống chế tại 0.03MPag (A).
Dung dịch urê ra từ đáy thùng chứa thuộc tháp phân huỷ hạ áp (L-103), được tiết lưu

23


giảm áp đến 0.03MPag (A) và sau đó được chuyển lên phần trên của thiết bị cô đặc chân
không sơ cấp (E-104). Thiết bị cô đặc chân không gồm ba phần:
Phần trên

Phần giữa
Phần đáy

Thùng phân ly cô đặc chân không sơ cấp (V-104): trước khi dung
dịch Urê đi vào chùm ống, khí thoát ra của quá trình được phân ly
thành hai pha lỏng – khí ở đây. Khí thoát ra được hút vào hệ thống
chân không (L-105)
Bộ phận cô đặc chân không kiểu màng (E-104): Lượng cacbamat
còn dư bị phân huỷ tại đây và bốc hơi theo hơi nước. Nhiệt cấp cho
quá trình cô đặc được lấy từ khí thoát ở thiết bị phân hủy trung áp.
Thùng chứa của cô đặc chân không sơ cấp(L-104): dung dịch Urê
có nồng độ 84-87%(khối lượng) được chứa ở đây

Dung dịch urê ra từ thùng chứa của thiết bị cô đặc chân không sơ cấp (L-104) được
bơm dung dịch urê (P-106A/B) đưa đến đáy thiết bị cô đặc chân không kiều màng cấp I
(E-114), áp suất tại đó là 0.03MPag (A) bằng với áp suất thành ống của thiết bị cô đặc
chân không sơ cấp (E-104). Áp suất được kiểm soát bằng van PV-1034.
Hơi bão hoà tại áp suất 0,34MPag đi ra ngoài chùm ống của thiết bị cô đặc chân
không(E-114) để cung cấp nhiệt cần thiết cho quá trình cô đặc dung dịch urê tại thành
ống.
Hỗn hợp khí-lỏng công nghệ ra từ thiết bị cô đặc chân không (E-114) vào buồng
phân ly chân không để phân ly khí-lỏng. Khí được chuyển đến hệ thống chân không (L105) với nồng độ khoảng 96,03%(khối lượng) trong khi dung dịch urê tại nhiệt độ 134oC
được chuyển đến đáy thiết bị cô đặc chân không kiểu màng cấp II (E-115) với áp suất
hoạt động là 0,0033Mpa (A) để cô đặc thêm đến 99,7%(khối lượng) và sau đó được
chuyển đến công đoạn tạo hạt để tạo hạt bằng bơm cấp liệu urê nóng chảy (P-108A/B).
(4) Tạo hạt urê
Urê nóng chảy rời khỏi thùng chứa thiết bị phân ly chân không thứ hai (L-115) được đưa
đến gầu tạo hạt bằng bơm urê nóng chảy ly tâm P-108A/B. Các giọt urê nóng chảy từ gầu
tạo hạt chảy dọc theo tháp tạo hạt thông khí tự nhiên, và đông cứng và lạnh khi gặp phải
dòng khí ngược dòng.
Các hạt cứng được thu tại trung tâm của đáy tháp tạo hạt bằng máng cào quay hai cánh
tay hình côn và đi qua một thùng chứa hình côn, chúng chảy xuống băng tải của tháp tạo
hạt. Thiết bị phân ly urê cục dòng dưới chuyển urê cục hoặc urê đóng thành cục mà cuối
24


cùng được thải trực tiếp và xử lý trong khi chứa urê ngầm thông qua băng tải tuần hoàn
urê.
Cuối cùng, sản phẩm urê được đưa đến B.L bằng băng tải sản phẩm với một cân kiểu cầu
có tín hiệu cảm ứng trọng lượng.
(5) Công đoạn nhả hấp thụ và thuỷ phân
Công đoạn này được thiết kế để xử lý nước công nghệ có chứa NH3, CO2 và urê

thải từ hệ thống cô đặc chân không để đảm bảo dịch ngưng công nghệ hầu như không có
NH3, CO2 và urê trước khi tận dụng lại..
Nước công nghệ chứa NH3, CO2 và urê ra từ hệ thống cô đặc chân không được thu
hồi vào thùng chứa nước ngưng công nghệ (T-102). Nếu cần thiết, amoni cacbamat lỏng
được thu hồi trong thùng chứa dung dịch amoni cacbamat (T-104) sẽ được đưa đến thùng
chứa nước ngưng công nghệ (T-102) bằng bơm thu hồi (P-116A/B), dung dịch có chứa
ammoniac được thu hồi trong các sự cố (T-121) sẽ được đưa đến thùng chứa nước ngưng
công nghệ (T-102) bằng bơm dung dịch sự cố. Dịch ngưng công nghệ được cấp đến phần
trên của tháp nhả hấp thụ (C-102) qua bơm cấp liệu tháp nhả hấp thụ (P-114A/B).
Trước khi vào trong tháp nhả hấp thụ (C-102), dịch ngưng tụ được gia nhiệt với dịch
ngưng tinh chế từ đáy tháp nhả hấp thụ qua thiết bị gia nhiệt sơ bộ của tháp nhả hấp thụ
(E-116).
55 đĩa của tháp nhả hấp thụ được lắp đặt trong tháp nhả hấp thụ (C-102); tháp nhả
hấp thụ được chia thành hai phần bằng đĩa Chimney đặt giữa đĩa thứ 35 và 36 (đếm từ
đáy tháp lên), như vậy phía dưới gồm có 35 đĩa, phía trên có 20 đĩa.
Dịch ngưng công nghệ ra khỏi phần trên của tháp được đưa đến thiết bị thuỷ phân
urê (R-102) qua bơm cấp thuỷ phân (P-115A/B). Theo các điều kiện công nghệ phù hợp,
urê sẽ được thuỷ phân để tạo ra CO2 và NH3.
Vì là một thiết bị phản ứng nên thiết bị thuỷ phân urê (R-102) cần có đủ nhiệt để
thực hiện quá trình thuỷ phân urê.
Khí ra từ thiết bị thuỷ phân urê (R-102) và khí ra từ đỉnh tháp nhả hấp thụ (C-102)
được trộn với khí ra từ thiết bị phân huỷ thấp áp (E-103) trước khi đi vào thiết bị gia nhiệt
ammoniac (E-107) để thu hồi tận dụng nhiệt.
Dịch ngưng ra từ đáy thiết bị R-102 mà lượng nhiệt của nó được trao đổi và giảm
25