báo cáo thực tế tại công ty tnhh mtv phân đạm và hóa chất hà bắc học phần nhập môn kthh (ch2000)

MỞ ĐẦU
Chuyến đi thực tế tại công ty TNHH MTV phân đạm và hoá chất
Hà Bắc thuộc nội dung của Học phần Nhập môn Kỹ thuật Hoá học.
Chuyến đi thực tập này giúp chúng em củng cố các kiến thức lý
thuyết và tìm hiểu ứng dụng thực tế của các quy trình sản xuất, các
quá trình chuyển khối và thiết bị dùng trong ngành hoá học. Sau đợt
thực tập, chúng em có thể nắm được cơ sở hoá học, quy trình sản xuất
một hoá phẩm (cụ thể là đạm ure), các loại thiết bị chính sử dụng
trong nhà máy.
Thời gian 6h00-12h00 ngày 10/11/2013.
Thành phần đoàn gồm có sinh viên và các thầy cô trong viện.
Cán bộ hướng dẫn:
1.
2.
-

Trường ĐHBK Hà Nội:
GV Lê Quang Diễn
GV Nguyễn Trung Thành
Cán bộ của công ty: A.Tiền.

Hình thức thực tế: Nghe giới thiệu về quá trình hình thành và
phát triển của công ty, quy trình sản xuất ure, đi tham quan nhà máy.
Do thời gian thực tập còn hạn chế, mặc dù đã cố gắng hết sức,
xong báo cáo này không thể tránh khỏi có nhiều thiếu sót. Em rất
mong được sự góp ý của các thầy cô để hoàn chỉnh bài báo cáo của
mình.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 18 tháng 11 năm 2013
Sinh viên thực tập
Trần Văn Đạt

1


MỤC LỤC

2


I. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÔNG TY TNHH MTV PHÂN
ĐẠM VÀ HOÁ CHẤT HÀ BẮC
1. Vị trí địa lý và lịch sử hình thành
Tên giao dịch quốc tế của công ty TNHH MTV hoá chất Hà Bắc là:
Habac Nitrogenous Fertilizer and Chemical Company Limited. Tên
viết tắt: HANICHEMCO.
Địa chỉ: Phường Thọ Xương, Thành phố Bắc Giang.
Điện thoại: (0240)3854538. Fax: (0240)3855018.
Website:
Ngày 18/2/1959 Chính phủ Việt Nam đã ký với chính phủ Trung
Quốc hiệp định về việc Trung Quốc giúp Việt Nam xây dựng nhà máy
phân đạm. Nhà máy được phê chuẩn xây dựng vào ngày 20/7/1959, và
được khởi công xây dựng vào quý I năm 1960. Song do chiến tranh
phá hoại của đế quốc Mỹ, nhà máy buộc phải ngừng sản xuất. Ngày
1/3/1973, nhà máy được khởi công lại với thiết kế ban đầu là
12000KWh điện và 100 nghìn tấn ure 1 năm. Ngày 28/11/1975, sản
xuất thành công NH3 lỏng. Ngày 12/12/1975, ra bao đạm ure đầu tiên.
Ngày 30/10/1977, đồng chí Đỗ Mười cắt băng khánh thành nhà máy.
2.

Mô hình tổ chức, quản lý và điều hành công ty

Hình 1: Sơ đồ tổ chức
3.

Quy mô sản xuất
- 190 nghìn tấn ure/năm.
- 253400MW điện/năm.
3


CO2 lỏng 120 tấn/ngày.
Nguyên liệu và sản phẩm
- Nguyên liệu: Than antraxit, điện, một số hóa chất khác.
- Sản phẩm: Urea, amoniac lỏng, CO2 lỏng – rắn, lưu huỳnh,
than hoạt tính, than tổ ong.
-

4.

II. DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT UREA CỦA CÔNG TY TNHH
MTV PHÂN ĐẠM HÀ BẮC
1. Sơ đồ công nghệ sản xuất urea:

Hình 2: Sơ đồ dây chuyền sản xuất

4


2.

Hình 3: Sơ đồ khối lưu trình công nghệ trong nhà máy
Thuyết minh sơ đồ

Không khí hơi nước 0,49 MPa than cục được đưa vào lò khí hoá,
khí hoá ở nhiệt độ 1.200°C, hệ thống lò được khống chế tự động bằng
hệ thống PLC. Phản ứng cơ bản xảy ra trong lò:
C

+

O2

=

CO2 +

Q

C

+

H2O =

CO2 +

H2

+

Q

C

+

H2O =

CO +

H2

+

Q

Lượng khí than tạo thành được đưa sang hệ thống tháp rửa bụi
than cho cuốn theo. Sau khi rửa sơ bộ bằng nước, khí than được đưa
vào két khí với dung tích chứa tối đa là 10.000 m3. Áp lực trong két
khí nhỏ hơn 700 mm H2O còn khí thải trong quá trình đốt than sẽ
được đưa vào hệ thống thu hồi, ở đây có nhiệm vụ thu hồi nhiệt của
khí thải để sản xuất hơi nước 1,27 MPa được đưa đi sản xuất ure hoặc
hơi 0,49MPa đưa đi sản xuất ammoniac.

5


Hình 4: Sơ đồ chế tạo khí than
Khí than có thành phần CO2 ≤ 7,5%, H2 và CO ≥68%, N2
≥22%, hàm lượng H2S dao động trong khoảng từ 500-1500mg/m 3 khí

tuỳ thuộc vào loại than sử dụng, hàm lượng CH 4≤ 1,5%, O2 còn lại
≤0,5%. Hỗn hợp khí được đem đi tinh chế qua 4 bước.
Khử bỏ H2S thấp áp: tại đây hỗn hợp khí than có hàm lượng H2S
khoảng 1000mg/m3 đi vào tháp hấp thụ, dung dịch tananh được bơm
lên đỉnh tháp qua vòi phun đi xuống tầng đệm phía dưới. Tại đây diễn
ra phản ứng hấp thụ
Na2CO3

+

H2S =

NaHS

+

NaHCO3

Dung dịch sau khi hấp thụ đi đến hệ thống tái sinh, dung dịch sau
khi được tái sinh quay trở lại tháp hấp thụ còn dung dịch sau khi được
tách ra khỏi dung dịch đưa đến cương vị thu hồi tạo thành bán sản
phẩm. hỗn hợp khí ra khỏi tháp hấp thụ có hàm lượng H2S ≤
150mg/m3 được máy nén khí hút vào đoạn I.

6


Hình 4: Sơ đồ khử H2S thấp áp
Chuyển hoá CO: chuyển hoá CO là quá trình thực hiện phản ứng
giữa CO và hơi nước với sự có mặt xúc tác bạc. Công ty đang sử dụng

xúc tác Co-Mo để tạo ra H 2 là khí nguyên liệu tổng hợp NH3 và khí
CO2 dễ loại bỏ hơn bằng phương pháp hấp thụ. Hỗn hợp khí than sau
khi được khử bỏ phần lớn hàm lượng H 2S được máy nén khí hút vào
giai đoạn I, ra đoạn III khí than có áp lực 21 at được đưa vào công
đoạn chuyển hoá CO. tại đây diễn ra phản ứng:
CO +

H2O (hơi) =

CO2 +

H2

Dưới tác dụng của xúc tác Co-Mo ở nhiệt độ 380°C ở lò 1 và
280°C ở lò 2. Hàm lượng CO ra khỏi lò còn khoảng 13%, hàm lượng
CO ra khỏi lò 2 còn khoảng 1,5% . Còn hỗn hợp khí sau khi ra khỏi lò
số 2 được gọi là khí biến đổi được đưa đến công đoạn khử bỏ H 2S
trung áp. Do dung dịch khử bỏ CO 2 bị biến chất nếu có mặt của hàm
lượng H2S lớn và xúc tác chuyển hoá cũng có tác dụng chuyển hoá các
chất có chứa lưu huỳnh dạng hữu cơ thành H 2S. Sau đó người ta phải
tiếp tục khử bỏ H2S trước khi đưa sang công đoạn khử CO 2. Công
đoạn này tương tự như khử H2S thấp áp tuy nhiên ở đây hàm lượng
H2S vào hệ thống khoảng 220 mg/m3 còn hàm lượng H2S ra khỏi hệ
thống chỉ còn 5mg/m3. Khử bỏ CO2. Tại công ty đang sử dụng dung
dịch kiềm kali nóng để hấp thụ gần như hoàn toàn lượng CO 2 có trong
hỗn hợp khí than.
Tại đây khí vào tháp hấp thụ có hàm lượng CO 2 khoảng 30%,
được đi vào từ dưới tháp hấp thụ, dung dịch hấp thụ được bơm lên
đỉnh tháp vào vòi phun đi xuông dưới tầng đệm nhưa PE, ở đó xay ra
phản ứng hấp thụ:

K2CO3

+

H2O +

CO2 =

2KHCO3
7


Dung dịch sau khi hấp thụ được bơm sang cột năng lượng được
đưa vào hệ thống tái sinh. Tại đây diễn ra phản ứng nhả CO 2 dung
dịch được phục hồi khả năng hấp thụ quay trở lại tháp hấp thụ, còn
CO2 thoát ra có nồng độ > 95% được đưa đến công đoạn tổng hợp
ure.

Hình 5: Hệ thống khử CO2 bằng dung dịch kiềm kali nung nóng.
Hỗn hợp khí ra khỏi công đoạn khử CO2 được gọi là khí tinh
chế, được quay trở lại đoạn IV máy nén khí. Sau đó được đem đi khử
vi lượng. Tại đây hỗn hợp khí tinh chế được máy nén khí nén đến
130at và đi vào tháp khử CO hay còn gọi là tháp đồng. Ở đó diễn ra
phản ứng:
Cu(NH3)2AC + CO + NH3 = Cu(NH3)3CO.AC + Q
Ra khỏi tháp đồng hỗn hợp khí tiếp tục đi vào tháp khử bỏ CO 2
còn lại trong hỗn hợp khí bằng dung dịch ammoniac 13% còn gọi là
tháp kiềm. Ở đây diễn ra phản ứng :
(NH4)2CO3 + CO2 + H2O = 2 NH4HCO3 +Q

8


Hình 8: Sơ đồ hệ thống khử vi lượng
Sau khi ra khỏi tháp kiềm hỗn hợp khí có hàm lượng (CO+
CO2 ) <20ppm còn được gọi là khí tinh luyện được đưa vào đoạn 6
máy nén khí. Dung dịch đồng sau khi khử bỏ CO được đưa đến hệ
thống tái sinh dung dịch để khôi phục lại khả năng hấp thụ rồi quay
trở lại tháp hấp thụ. Còn dung dịch kiềm sau khi hấp thụ được đưa vào
1 thùng chứa tuần hoàn, ở đây người ta định kì thải bỏ dung dịch và
bổ sung nước ammoniac mới vào. Máy nén có 6 đoạn sau mỗi đoạn là
hệ thống thiết bị hoãn xung, làm lạnh, phân ly. Hỗn hợp khí than vào
đoạn I có áp lực khoảng 500mmH2O ra đoạn 3 có áp lực khoảng 21 at,
hỗn hợp khí than ra đoạn 3 đến công đoạn tinh chế rồi quay trở lại
đoạn IV máy nén. Hỗn hợp khí tinh chế vào đoạn IV máy nén có áp
lực khoảng 17at hỗn hợp khí tinh chế sau khi được nén 130at ở đoạn
V được đưa đến công đoạn vi lượng. Sau khi khử bỏ gần hết CO và
CO2 hỗn hợp khí có thành phần (CO+ CO 2) < 20ppm còn được gọi là
khí tinh luyện được quay trở lại vào đoạn VI. Sau khi ra khỏi đoạn VI
khí tinh luyện có áp lực khoảng 300at được đưa đến công đoạn tổng
hợp ammoniac. Ở đây khí nguyên liệu gồm H2 và N2 với tỷ lệ H2/N2=3
được đưa vào hệ thống tổng hợp NH3. Tại tháp tổng hợp xảy ra phản
ứng:
H2

+

N2

=

NH3

(xúc tác Fe)

Khí đã phản ứng được đưa qua các thiết bị làm lạnh, ngưng tụ,
phân ly tạo thành NH3 lỏng đưa đi 4 kho chứa hình cầu, còn khí không
phản ứng được cho quay trở lại tháp tổng hợp.

Hình 6: Sơ đồ tổng hợp NH3
9


Công đoạn Tổng hợp urea: Khí NH3 lỏng có áp suất khoảng 20at,
t= 20 °C từ kho chứa dẫn tới bơm piston nâng áp suất lên 200at đi qua
thiết bị gia nhiệt lên nhiệt độ 40°C rồi vào tháp tổng hợp. CO 2 khí từ
công đoạn tinh chế, xưởng ammoniac cấp sang có nhiệt độ khoảng
40°C được bổ sung thêm một lượng không khí nén để đảm bảo nồng
độ O2/CO2 = 0,5% thể tích được nén lên 200at , t=120°C và đưa vào
tháp tổng hợp.
Dịch cacbamat từ đáy thiết bị hấp thụ đoạn 1 có nhiệt độ khoảng
80°C đi vào bơm nâng áp lên khoảng 200at đi vào tháp tổng hợp. tại
tháp tổng hợp xảy ra phản ứng giữa ammoniac với CO 2 tạo thành ure,
dung dịch ra khỏi tháp gồm ure, cacbamat, ammoniac tự do, H 2O, khí
không tham gia phản ứng. hỗn hợp dung dịch chứa ure ra khỏi tháp
tổng hợp được đưa đến các công đoạn phân ly, phân giải đoạn 1; phân
ly, phân giải đoạn 2; bốc hơi cô đặc để tạo thành dung dịch ure có
nồng độ 99,8% rồi được bơm ure đậm đặc bơm lên đỉnh tháp tạo hạt.
ở đỉnh tháp tạo hạt lắp 2 quạt gió hút ngược từ dưới lên để làm nguội.

Hình 7: Sơ đồ tổng hợp ure
Hạt ure đi xuống đáy nhờ hệ thống sàng phân loại để loại bỏ những
hạt ure không hợp cách, còn những hạt ure hợp cách được dẫn vào
băng tải đến bộ làm lạnh và phun chất chống kết khối rồi qua hệ thống
10


băng tải ure sản phẩm được chuyển sang bộ phận đóng bao xếp dỡ rồi
chuyển vào kho.
3.

Quy mô thiết bị, cơ sở hạ tầng

Công nghệ sản xuất ure Hà Bắc tương đối lạc hậu so với công nghê
hiện có trên thế giới do đó dẫn đến hiệu quả sản xuất kém, định mức
tiêu thụ tài nguyên cao và phát sinh nhiều vấn đề về môi trường.
Quy mô thiết bị: nhà máy được trang bị những máy tiên tiến, những
thiết bị công nghệ cao, quy mô khá lớn và hoành tráng lúc mới đi vào
hoạt động. Tuy nhiên, những máy móc dây chuyền sản xuất này đã có
từ rất lâu, lại qua quá trình sử dụng nên tỏ ra giảm năng suất, nhiều
thiết bị đã bị ăn mòn theo thời gian.
Cơ sở hạ tầng: được xây dựng trên diện tích 40ha, nhà máy có cơ
sở hạn tầng khs chắc chắn. Chia thành nhiều khu vực, nhiều xưởng
sản xuất, tiêu biểu là các ống công nghệ cao nổi bật. Cũng bởi được
xây dựng khá lâu nên nhiều công trình hư hỏng , giảm khả năng hoạt
động.

11

4.

5.

Sản phẩm thực tế
- Đạm urea: màu trắng đục, viên nhỏ, có mùi hắc.
- CO2 rắn: tinh thể màu trắng, bốc khói, rất lạnh, có thể gây
bỏng lạnh.
- NH3 lỏng: dung dịch trong suốt không màu, có mùi khai đặc
trưng.
- Than hoạt tính: tinh thể màu đen, óng nhẹ.
Vấn đề xử lý chất thải và bảo vệ môi trường

Công ty TNHH MTV Phân đạm và hóa chất Hà Bắc nhận thức rõ
được tầm quan trọng của vấn đề môi trương và đã thực hiện những
hành động cụ thể. năm 2012 thực hiện dự án cải tạo dây chuyền sản
xuất do các chuyên gia Trung Quốc đảm nhiệm, trong đó có modul
thiết kế và lắp đặt hệ thống thu hồi khí thổi gió cho phép tận thu nhiệt
và xử lý dòng khí thải điển hình. Nước thải công nghệ chứa hàm
lượng N cao trước đây thải trực tiếp ra kênh mương tưới tiêu thủy lợi
của các khu vực xung quanh nhưng hiện tại cũng đã được xử lý nhờ
tuần hoàn và thu hồi trước khi thải ra môi trường. Đối với chất thải
nguy hại như dầu xilanh và dầu bôi trơn trục thả, thùng hóa chất, chất
xúc tác mất hoạt tính và các dung dịch hấp thụ hết khả năng làm việc
được phân loại, lưu giữ riêng và công ty thuê đơn vị ngoài về xử lý.
Các giải pháp cho phép gả dòng thải tại nguồn sau đây nằm trong quy
trình của từng cương vị:
-

-

Kiểm soát tốt chất lượng đầu vào;
Vận hành đúng quy trình, thao tác chính xác giúp nâng cao
hiệu quả sản xuất, giảm định mức tiêu thụ điện, nước và hóa
chất.
Bảo hành tốt hệ thống ống dẫn hơi, dung dịch để tránh thất
thoát gây lãng phí nhiên liệu.
Kiểm soát khắc phục những điểm rò rỉ tại các máy bơm, thiết
bị đường ống dẫn đảm bảo tránh xảy ra sự cố.

Nước thải sinh hoạt được tập trung xử lý, chất thải rắn sinh hoạt có
quy định thu gom, phân loại. Hoạt động vệ sinh khu vực sản xuất và
môi trường xung quanh được thực hiện thường ngày.
12


Một mặt khác, cần nhìn nhận rằng dây chuyền sản xuất của nhà máy
đã rất lạc hậu, tốn nguyên liệu và phát sinh nhiều dòng thải tự nhiên
trong quá trình hoạt động là điều khó tránh khỏi.

13


III: KẾT LUẬN
Qua chuyến thực tế tham quan nhà máy phân đạm Hà Bắc, em đã
có những trải nghiệm thật bổ ích và lý thú. Em còn học được nhiều về
tác phong công nghiệp, phương pháp làm việc khoa học và chuyên
môn hóa cao. Được thấy tận mắt 1 nhà máy sản xuất phân đạmhàng
đầu Việt Nam, được biết quy trình tạo ra sản phẩm đạm ure, những
thành phẩm CO2, than.... Được thấy và cảm nhận những loại máy móc

hiện đại, những công xưởng, những ống công nghiệp hóa học cao lớn.
Đợt thực tập tại nhà máy Hà Bắc- một chủ thể công nghiệp thuộc lĩnh
vực chuyên ngành kỹ thuật hóa học, là 1 cơ hội rất tốt cho chúng em
được biết đến mô hình sản xuất thực tế và từ đó đam mê và việc định
hướng cho việc chọn chuyên ngành học của mình sau này.
Nếu có điều kiện thì mong rằng nội dung thực tập có thể mở rộng
hơn nữa. Và mong nhà trường duy trì tổ chức nhiều hơn nữa những
chuyến tham quan thực tế cho sinh viên.
Trên đây là bản báo cáo sơ lược về quy trình chung của nhà máy
mà em tìm hiểu được. Vì thời gian thực tập ngắn nên những gì em tìm
hiểu được còn rất hạn chế. Kính mong thầy cô xem và cho ý kiến đánh
giá để em nhận ra những khuyết điểm của mình.
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
- Thông tin từ các thầy, cô giáo bộ môn.
- Tài liệu từ các anh chị khóa trước.
- Thông tin trên website của nhà máy đạm Hà Bắc:


14