Báo cáo thực tế nhà máy phân đạm Hà Bắc CH2000

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN KỸ THUẬT HÓA HỌC
-----------------

BÁO CÁO THỰC TẾ
TẠI CÔNG TY TNHH MTV PHÂN ĐẠM VÀ HÓA CHẤT HÀ BẮC
Học phần: Nhập môn KTHH (CH2000)

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thành Trung
MSSV: 20153986
Lớp: KTHH06-K60
Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Thúy Nga

HÀ NỘI – 2016


MỤC LỤC
Mở đầu
Phần I. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÔNG TY TNHH MỘT THÀNH
VIÊN PHÂN ĐẠM VÀ HÓA CHẤT HÀ BẮC
1. Vị trí địa lý
2. Lịch sử phát triển của công ty
3. Mô hình cơ cấu tổ chức của công ty
Phần II. KHÁI QUÁT VỀ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT
1. Sơ đồ công nghệ dây chuyền sản xuất urê
2. Mô tả khái quát dây chuyền sản xuất
3. Quy mô thiết bị, hạ tầng cơ sở được giới thiệu
4. Dây chuyên sản xuất ammoniac
5. Xưởng tổng hợp urê
6. Vấn đề xử lý rác thải và bảo vệ môi trường
Kết luận

1
2
2
2
3
3
3
5
8
9
18
21
22


MỞ ĐẦU
Lời đầu tiên cho em gửi lời cảm ơn đến Viện kỹ thuật Hóa Học đã tổ chức
chuyến đi tham quan rất hữu ích cho chúng em.
Em xin gửi lời cảm ơn đến người đã trực tiếp hướng dẫn chúng em đi thực
tập, cô Nguyễn Thị Thúy Nga. Đối với em đi thực tập ở nhà máy đã giúp em tiếp
thu được rất nhiều bổ ích. Em hiểu được việc học lý thuyết là nền tảng cực kì quan
trọng và nền tảng đó phải cực kì chắc chắn mới có thể áp dụng hiệu quả vào thực
tế. Từ đó em có định hướng rất rõ ràng trong việc học tập tại trường, đó là phải tích
cực chủ động tiếp thu kiến thức vững chắc. Tri thức là nền tảng quan trọng phục vụ
cho công việc của bản thân sau này.
Chuyến thực tế tại Công ty trách nhiệm hữu hạn một thành viên Phân đạm và
Hóa chất Hà Bắc, thuộc nội dung học phần Nhập môn Kỹ Thuật Hóa Học.
Mục tiêu của chuyến thực tế: là học tập thực tế tại các nhà máy sản xuất, giúp bản
thân củng cố 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 nhà máy. Bản thân phải nắm
được cơ cở hóa học, quy trình công nghệ sản xuất hóa phẩm đạm ure, các thiết bị
sử dụng trong nhà máy.
Thời gian: chủ nhật,ngày 04/12/2016.
Thành phần đoàn: Giáo viên hướng dẫn và sinh viên.
Hình thức: thực tế.
Nghe giới thiệu về dây chuyền sản xuất , cơ sở hóa học và các quy trình công
nghệ sản xuất các sản phẩm chính của công ty (khí tổng hợp, amoniac, ure,…), các
thiết bị chính sử dụng trong dây chuyền sản xuất.
Đi tham quan có hướng dẫn của cán bộ công ty ở các xưởng: xưởng tạo khí
tổng hợp, xưởng sản xuất CO2, tổng hợp amoniac , tổng hợp urê.

HÀ NỘI, 12/2016

3


Phần I. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÔNG TY TNHH MỘT THÀNH VIÊN
PHÂN ĐẠM VÀ HÓA CHẤT HÀ BẮC
1.

Vị trí địa lý

Công ty Đạm Hà Bắc nằm ở vùng ven phía Bắc thành phố Bắc Giang, tỉnh
Bắc Giang, cách trung tâm thành phố gần 2km và cách thành phố Hà Nội hơn
50km về phía Bắc (thuộc phường Thọ Xương, thành phố Bắc Giang, tỉnh Bắc
Giang).
2.

Lịch sử phát triển của công ty

Khởi công xây dựng ban đầu vào Quý I năm 1960
Phó Thủ tướng Chính phủ cắt băng khánh thành ngày 30/10/1977
Hiện nay có tên là Công ty TNHH một thành viên Phân đạm và Hóa chất Hà
Bắc.
Từ 1975 đến nay, Công ty đã sản xuất nhiều sản phẩm urê, điện, NH 3 thương
phẩm, phân NPK, CO2 lỏng và rắn chất lượng cao,oxy thương phẩm. THT phục
vụ nền kinh tế quốc dân.
Từ 2015, dự án cải tạo và mở rộng đi vào hoàn thiện và hoạt động, đã nâng
cao hiệu quả SXKD và đáp ứng được một phần nhu cầu phân bón trong nước
phục vụ sản xuất nông nghiệp.
Công ty Đạm Hà Bắc nằm ở vùng ven phía Bắc thành phố Bắc Giang, tỉnh
Bắc Giang, cách trung tâm thành phố gần 2km và cách thành phố Hà Nội hơn
50km về phía Bắc. Tổng diện tích của Công ty là 70,6ha.
Sản phẩm

Chỉ tiêu chất lượng

Trước mở rộng

Sau mở rộng

Đạm Urê

-Hàm lượng Nitơ ≥
46%

Trên
180.000 500.000 tấn/năm
tấn/năm

-Biuret ≤ 1%
-Ẩm ≤ 0,5%
NH3 lỏng

3.

-Hàm lượng NH3 ≥
99,9%

Trên108.000
tấn/năm

Mô hình cơ cấu tổ chức của công ty
4

300.000 tấn/năm


Phần II. KHÁI QUÁT VỀ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT
1.

Sơ đồ công nghệ dây chuyền sản xuất urê

5


6

2.

Mô tả khái quát dây chuyền sản xuất

Với đặc điểm công nghệ sản xuất Urê ở Công ty Phân đạm và Hoá chất Hà
Bắc đi từ khí hoá than nguyên liệu rắn, quá trình khí hoá ở khâu tạo khí sử dụng
nguyên liệu chính là than cục, hơi nước và không khí. Theo thiết kế, công nghệ
dùng than cục cỡ hạt 50 - 100 mm để chế tạo khí than, sau này dùng than cỡ hạt
phổ biến 25 - 100 mm, để tiết kiệm hạ giá thành sản phẩm hiện nay đã dùng cả
than cục cỡ hạt 12 - 25 mm. Bình quân mỗi ngày chạy máy bình thường tiêu tốn
hết 400 - 450 tấn than cục.
Quá trình khí hoá than nguyên liệu nh sau : Hơi nước 0,49 MPa nhiệt độ
250OC được cấp từ Nhà máy Nhiệt điện tới, không khí được cấp từ quạt không
khí tới, đi qua tầng than nóng đỏ ( trong lò khí hoá ) lò tạo khí có nhiệt độ T
1.100OC thực hiện các phản ứng, tạo thành hỗn hợp các khí CO, CO 2, H2S, H2,
N2, CH4 gọi là hỗn hợp khí than ẩm. Các phản ứng hoá học chủ yếu xảy ra là:
2C + O2 → 2CO + Q1
C + O2

→

CO2 + Q2

2CO + O2 → 2CO2 + Q3
C + H2O → CO + H2 + Q4
C + 2H2 → CO2 + 2H2 + Q5
N2 là khí trơ vào hỗn hợp khí theo O2 của không khí. Mục đích của quá trình
khí hoá than chỉ nhằm thu được H2 và N2 theo tỷ lệ H2:N2 = 3:1 làm nguyên liệu
cho quá trình tổng hợp NH3. Vì thế hỗn hợp khí than ẩm cần được làm sạch bụi
(nhờ công đoạn rửa khí than và lọc bụi bằng điện), khí than sau khi qua lọc bụi

điện được đưa tới công đoạn khử H 2S thấp áp. Công đoạn khử H 2S theo thiết kế
ban đầu sử dụng dung dịch ADA - Antraquinon Disunfuric ACid (hiện nay đã
chuyển sang dùng dung dịch keo Tananh) có tính Ôxy hoá khử mạnh, hiệu suất
khử H2S cao. Khí than được qua hệ thống quạt để nâng áp suất đi vào tháp khử
H2S, sau tháp khử hàm lượng H2S giảm xuống còn < 150 mg/Nm 3 được đưa vào
đoạn I của máy nén khí nguyên liệu H 2 - N2 6 cấp. Dịch Tananh sau hấp thụ được
7


đưa đi tái sinh và đưa trở lại quá trình hấp thụ, bọt lưu huỳnh được thu lại chế
thành sản phẩm phụ là lưu huỳnh rắn.
Hỗn hợp khí than sau khử H 2S thấp áp vào đoạn I máy nén 6 cấp để thực
hiện quá trình nén nâng áp, khí than ẩm ra đoạn III có áp suất P = 2,1 MPa; nhiệt
độ 40oC được đưa tới công đoạn biến đổi. Đầu tiên đi qua bộ phân ly dầu, nước,
sau đó qua 2 bộ lọc bằng than cốc để khử hết dầu, bụi, các tạp chất khác; rồi đi
vào thiết bị trao đổi nhiệt khí biến đổi, sau đó hỗn hợp với hơi nước quá nhiệt đi
vào thiết bị trao đổi nhiệt khí than, ra khỏi bộ trao đổi nhiệt khí than được hỗn
hợp với khí than lạnh thành hỗn hợp khí có nhiệt độ 180 - 210 OC, tỷ lệ hơi
nước/khí khoảng 0,3; đi vào đỉnh lò Biến đổi số I, lần lợt qua tầng chất bảo vệ,
tầng chống độc - chống Ôxy và tầng xúc tác biến đổi chịu lưu huỳnh. Một phần
khí CO bị chuyển hoá, nhiệt độ hỗn hợp khí đạt 350 - 380 OC đi ra khỏi đáy lò
biến đổi số I, đi vào thiết bị trao đổi nhiệt khí than, rồi đi vào bộ làm lạnh nhanh
I bằng nước. Hỗn hợp khí có nhiệt độ 180 - 210 OC đi vào đoạn trên lò biến đổi
số II, tiếp tục tiến hành phẩn ứng chuyển hoá CO, nhiệt độ đạt 300 - 320 OC rồi đi
ra và đi qua bộ làm lạnh nhanh II bằng nước , hỗn hợp khí có nhiệt độ 180 210OC tiếp tục đi vào đoạn dới của lò biến đổi số II, phần khí CO còn lại tiếp tục
bị chuyển hoá. Khí biến đổi có nhiệt độ 250OC và [CO] 1,5 % ra khỏi lò biến đổi
số II, đi vào thiết bị trao đổi nhiệt khí biến đổi, qua thiết bị đun sôi khí biến đổi
của hệ thống tái sinh tăng áp dung dịch khử CO2 để thu hồi nhiệt một lần nữa,
sau đó được đưa tới cương vị khử H2S trong khí biến đổi.
Khí biến đổi tới đi vào phía dới tháp hấp thụ, qua các tầng đệm H 2S được

hấp thụ bởi dung dịch Tananh từ dội đỉnh tháp xuống.
Khí được phân ly bọt ở bộ khử bọt trên đỉnh tháp sau đó đi ra khỏi tháp hấp
thụ vào tháp phân ly, ở đây mù dịch Tananh cuốn theo khí được tách ra và khí
tiếp tục được đưa sang cương vị khử CO2 bằng dung dịch kiềm nóng.
Khí biến đổi sau khử lưu huỳnh qua thiết bị trao đổi nhiệt, được gia nhiệt bởi
khí từ công đoạn biến đổi đến, nhiệt độ tăng từ 40OC lên 90OC và đi vào phía dới
tháp hấp thụ, khí sau khi khử CO2 ra khỏi đỉnh tháp hấp thụ, qua thiết bị làm lạnh
bằng nước, thiết bị phân ly rồi đi về đoạn IV máy nén khí nguyên liệu 6 cấp.
8


Khí tinh chế vào đoạn IV máy nén khí nguyên liệu được nén lên áp suất
12,5MPa đưa sang cương vị tinh chế vi lượng bằng dung dịch Amoniac Acetat
đồng và dumg dịch kiểm. Quá trình tổng hợp NH 3 đòi hỏi hàm lượng các chất
gây ngộ độc xúc tác nh CO, CO 2, H2S và O2 là nhỏ nhất. Công đoạn rửa đồng và
rửa kiềm nhằm khử tối đưa các chất đó. Ra khỏi công đoạn này khí tinh chế còn
lượng rất nhỏ H2S và (CO + CO2 )< 20 PPM được gọi là khí tinh luyện.
Khí tinh luyện với thành phần chủ yếu N 2 và H2 theo tỷ lệ H2: N2 = 3: 1 vào
đoạn VI máy nén để tăng áp cho quá trình tổng hợp NH 3. Khí tinh luyện ra đoạn
VI máy nén có P = 31,5 MPa được đưa qua bộ phân ly dầu, nước, sau đó vào
thiết bị 3 kết hợp, tại đây nó được kết hợp với khí tuần hoàn, được làm lạnh bằng
khí lạnh và bằng NH3, giảm nhiệt độ xuống -2OC, các cấu tử lỏng nh dầu, nước,
NH3 bị ngưng tụ và phân ly, khí ra khỏi thiết bị 3 kết hợp được dẫn vào tháp tổng
hợp NH3 lần 1, vừa để làm lạnh thành tháp đồng thời cũng nhận nhiệt của phản
ứng tổng hợp, ra khỏi tháp lần 1 trao đổi nhiệt với khí ra tháp lần 2, nâng nhiệt
độ lên 180OC, rồi vào tháp tổng hợp lần 2, cùng với sự có mặt của xúc tác sắt
(Fe) để tiến hành phản ứng tổng hợp. Phản ứng tổng quát của quá trình có thể
biểu diễn như sau:
N2 + 3H2 → 2NH3 + Q.
NH3 hình thành ở trạng thái khí, ra khỏi tháp được làm lạnh gián tiếp bằng nước

và ngưng tụ thành NH3 lỏng qua phân ly 1 để tách NH3 ngưng tụ ra khỏi hỗn hợp
khí, sau đó hỗn hợp khí này được đưa qua máy nén tuần hoàn turbine nâng áp
suất lên để bù phần áp suất bị giảm do phản ứng tổng hợp NH 3 là phản ứng giảm
thể tích và lượng khí NH3 bị ngưng tụ sau bộ làm lạnh bằng nước. Ra máy nén
tuần hoàn hỗn hợp khí đi vào thiết bị 3 kết hợp, trộn lẫn với nguồn khí mới từ
máy nén khí nguyên liệu tới, tiếp tục đi từ trên xuống thực hiện quá trình làm
lạnh, ngưng tụ và phân ly, phần khí không ngưng còn lại tiếp tục quay trở lại
tháp tổng hợp thực hiện chu trình tuần hoàn liên tục. NH 3 lỏng có nồng độ 99,8%
được phân tách khỏi hệ thống bằng các thiết bị phân ly, được giảm áp xuống 2,4
MPa, qua thùng chứa trung gian được đưa ra kho chứa NH 3 lỏng (Kho cầu) là
sản phẩm cuối cùng của quá trình tổng hợp NH3.
9


Từ kho cầu NH3 lỏng được cấp đến hệ thống bơm NH 3 cao áp, nâng áp suất lên
20 MPa, được đưa vào tháp tổng hợp Urê.
Khí CO2 được nhả ra từ tháp tái sinh CO2 khu vực tinh chế khí, xưởng tổng
hợp NH3 được đưa đến công đoạn nén khí CO 2 5 cấp- 836, khí CO2 ra đoạn 3 có
áp suất 3,3 MPa, được đưa qua hệ thống khử H2S trong khí CO2, qua tháp khử
hàm lượng H2S giảm xuống còn < 5 PPm, được đưa trở lại đoạn 4 máy nén CO 2,
tiếp tục được nâng áp suất lên 20 MPa, được đưa đến tháp tổng hợp Urê. Tại
tháp tổng hợp, với nhiệt độ 190 OC và áp suất 20 MPa, phản ứng tổng hợp Urê
xảy ra, tiến hành theo 2 giai đoạn rất nhanh:
4NH3 + 2CO2 + H2O = 2NH4COONH2 + 38.000 Kcal/Kmol;
Sau đó, dung dịch CACbamat tách nước tạo thành Urê:
NH4COONH2 = (NH2)2CO + H2O + 6.800 Kcal/Kmol.
Rút gọn 2 phản ứng trên ta có phản ứng tổng hợp:
2NH3 + CO2 = (NH2)2CO + H2O + Q.
Hiệu suất của phản ứng đạt 65 - 68 %.
Quá trình tổng hợp Urê mang tính tuần hoàn toàn bộ: Toàn bộ NH 3 và CO2

được đưa trở lại đầu hệ thống. Dịch phản ứng (cácbamát amôn) có nồng độ thấp
30 %) qua các công đoạn phân giải và cô đặc để tách NH3 chưa phản ứng đưa trở
lại tháp tổng hợp, đồng thời nồng độ Urê cũng được tăng lên (99,8 %) và được
đưa vào tháp tạo hạt. Nhờ lực ly tâm của vòi phun, dòng Urê bị cắt ngang và rơi
xuống tạo thành các hạt. Quạt gió (N = 108.000 m 3/h) đặt trên đỉnh tháp hút gió
làm nguội hạt Urê trong quá trình rơi. Hạt Urê rơi xuống phễu ở đáy tháp qua hệ
thống băng tải được tiếp tục làm nguội rồi đến công đoạn đóng bao, đóng thành
bao Urê qui cách 50 kg/bao, rồi chuyển vào kho chứa sản phẩm.
3.

Quy mô thiết bị, hạ tầng cơ sở được giới thiệu

a.

Xưởng nước

Là đơn vị phụ trợ cung cấp các loại nước (Bao gồm : Nước nguyên, nước
Công nghiệp, nước Sinh hoạt, nước Tuần hoàn, nước mềm hoá học) đầy đủ, liên
tục và đảm bảo chất lượng cho dây chuyền Hoá, Nhiệt Điện và có nhiệm vụ
thoát nước cho toàn hệ thống dây chuyền sản xuất.
b.

Phân xưởng than

Là đơn vị sản suất phụ trợ nằm trong dây truyền sản xuất Urê có nhiệm vụ
tiếp nhận than từ các phương tiện chuyên chở - ở Công ty Đạm phương tiện
chuyên chở chính là các xà lan. Than được 2 cẩu công suất 1.000 tấn/ngày
chuyển tải vào kho chứa bằng hệ thống băng tải. Than từ kho được các cẩu bốc
10

đổ vào bunke và cung cấp than cho là Nhiệt Điện sản xuất hơi và Tạo khí chế
tạo khí than.
c.

Xưởng nhiệt điện

Là đơn vị sản xuất chính trong dây truyền Urê có nhiệm vụ nhận than từ
Phân xưởng Than, nhận nước mềm từ Xưởng Nước, sản xuất Hơi nước các loại
để sản xuất điện và cung cấp cho dây truyền sản xuất Urê.
d.

Xưởng tạo khí

Chế khí nguyên liệu cho quá trình tổng hợp NH3. Phân xưởng bao gồm các
cương vị chính như sau:
-

Cương vị lò tạo khí.

-

Cương vị lọc bụi điện.

-

Cương vị bơm dầu cao áp.

-

Cương vị nước tuần hoàn.

-

Cương vị thu hồi nhiệt khí thổi gió.

4.

Dây chuyên sản xuất ammoniac

a.

Công đoạn tinh chế khí
Tinh chế là khâu công nghệ quan trọng trong dây chuyền sản xuất Amôniắc

(NH3), dùng nguyên liệu than đá, khí hoá theo phương pháp gián đoạn tầng cố
định chế khí than ẩm.
Trong khí than ẩm không chỉ chứa những thể khí cần cho tổng hợp NH 3 nh
H2, N2, mà còn chứa kèm theo nhiều tạp chất hoá học, cơ học khác nh các khí
CO, CO2, CH4, Ar, H2S, COS, Lưu huỳnh hữu cơ, tro bụi và dầu mỡ, trừ CH 4 và
Ar được phóng không tại cương vị tổng hợp NH 3, còn các thành phần khác đều
phải loại bỏ tại khâu tinh chế khí, một lượng nhỏ CO, CO 2 và H2S bằng dung
dịch đồng hạ nồng độ xuồng mức vi lượng (CO + CO 2) < 20 PPm, H2S < 1
PPm, hỗn hợp khí N2, H2 tơng đối thuần khiết được đưa tới làm khí nguyên liệu
cho cương vị tổng hợp NH3.
Công đoạn Tinh chế bao gồm các công đoạn sau:
+ Khử H2S trong Khí than ẩm
11

+ Biến đổi CO
+ Khử H2S trong khí biến đổi
+ Khử CO2
CO2 thu hồi có độ thuần 98%, nhiệt độ 40oC làm nguyên liệu cho tổng hợp
Urê và sản xuất CO2 lỏng, rắn.
Khâu khử H2S trong khí than ẩm có hệ thống thiết bị thu hồi S, lưu huỳnh
thành phẩm được dùng cho một số ngành công nghiệp khác...
b.

Khử lưu huỳnh trong khí nhiên liệu

Công ty phân đạm và hoá chất Hà Bắc sản xuất NH 3 bằng khí nguyên liệu đi
từ than đá, khí hoá gián đoạn trong tầng cố định để được khí than ẩm (khí
nguyên liệu), trong khí nguyên liệu này có chứa một lượng nhất định hợp chất
lưu huỳnh mà chủ yếu là H2S, ngoài ra có một số hợp chất lưu huỳnh hữu cơ
như CS2, COS, thioalcohol, thio-phene(C4H4S)...Nói chung hàm lượng lưu
huỳnh hữu cơ chỉ khoảng 810% so với lưu huỳnh vô cơ.
Hợp chất lưu huỳnh trong khí nguyên liệu không những chỉ gây ăn mòn thiết
bị, đường ống mà còn làm xúc tác tổng hợp NH 3 bị ngộ độc (Xúc tác dùng trong
tổng hợp NH3, đòi hỏi hàm lượng lưu huỳnh trong khí vào tháp rất nhỏ chỉ ở một
mức độ nhất định) và cũng có thể làm hỏng dung dịch khử CO 2. Vì vậy phải tìm
cách khử sạch S tồn tại trong khí nguyên liệu, quá trình loại bỏ hợp chất lưu
huỳnh được gọi tắt là "khử S". Ngoài ra S còn làm nguyên liệu quan trọng trong
một số ngành công nghiệp.
Có nhiều phương pháp khử bỏ S, căn cứ vào hình thái vật lý của chất khử bỏ
S có thể chia thành 2 phương pháp chính là khử S kiểu khô và khử S kiểu ớt.
Khử S kiểu khô: Dùng chất khử S dạng rắn như bột Fe2O3, Than hoạt tính...
để khử H2S lượng nhỏ và hợp chất S hữu cơ trong khí nguyên liệu. Ưu điểm của
phương pháp này là vừa khử được S vô cơ và S hữu cơ, độ tinh khiết cao có thể
khử nồng độ hợp chất S xuống dới 1 PPm. Nhược điểm là chỉ khử được khí có

hàm lượng H2S thấp. Chất khử khó tái sinh, thường sau khi đã hấp phụ bão hoà
H2S thì thải bỏ, gây ô nhiễm môi trường.
Khử S kiểu ướt: Chủ yếu dùng để khử H2S có trong khí nguyên liệu còn hợp
chất S ở dạng hữu cơ khó hơn. Dựa vào tính chất phản ứng khác nhau giữa chất
lỏng và H2S còn chia phương pháp ướt thành 3 loại: Phương pháp hấp thụ hoá
học, phương pháp hấp thụ vật lý và phương pháp hấp thụ vật lý hoá học.
Công ty Đạm và Hoá Chất Hà Bắc đang sử dụng dung dịch keo Tananh để
hấp thụ H2S.
12


Dung dịch keo Tananh:
+ Dung dịch keo Tananh (Hay còn gọi là keo thuộc da) được chiết xuất từ
thực vật có chứa nhiều Tananh từ cây hoặc củ như : Cây chay, si, sắn, củ nâu
v.v... đem nghiền nhỏ, ngâm nước, lọc. Là hợp chất hữu cơ có chứa rất nhiều
gốc OH-.
+ Na2CO3 là chất hấp thụ chủ yếu hay còn gọi là chất xúc tác trong quá
trình hấp thụ H2S.
+ NaVO3 là chất ức chế chống tạo kết tủa V-O-S, là chất ức chế chống
ăn mòn.
Cơ chế phản ứng
Dung dịch sôđa hấp thụ H2S tạo thành hợp chất hydro-sunfua.
Na2CO3 + H2S = NaHS + NaHCO3

(1).

Trong pha lỏng hợp chất hydrosulfide kết hợp với vanadat natri NaVO3 tạo
thành muối piro-vanadat mang tính khử đồng thời lưu huỳnh nguyên tố được
tách ra.
2NaHS + 4 NaVO3 + H2O = Na2V4O9 + 4NaOH + 2S

(2).

Hay nói cách khác là vanadi hoá trị 5 V+5 (VO3-) bị oxy hoá về dạng vanadi
hoá trị 4 V+4 (ở dạng V2O9-2).
2HS - + 4 VO3- + H2O = V4O9-2 + 4 OH- + 2S

(3).

Vanadi ở dạng V+4 (V4O9-2) mang tính khử kết hợp với Tananh ở trạng thái
oxy hoá tạo thành Tananh ở trạng thái khử, còn V+4 chuyển thành V+5 mang
tính oxy hoá.
Na2V4O9 + 2Tananhoxh + 2 NaOH = 4 NaVO3 + 2TananhKhử

(4).

Trong tháp tái sinh Tananh dạng khử bị O2 của không khí oxy hoá tạo thành
Tananh dạng oxy hoá.
TananhKhử + O2(kk) = TananhOxh + H2O

(5).

Lượng Na2CO3 tiêu hao ở phản ứng (1) bù đắp lại bằng lượng NaOH tạo
thành từ phản ứng (2).
NaOH + NaHCO3 = Na2CO3 + H2O

(6).

Trong dung dịch, tốc độ NaSH bị Tananh oxy hoá diễn ra rất chậm, nhng bị
NaVO3 oxy hoá rất nhanh. Vì vậy khi cho thêm NaVO3 vào dung dịch thì tốc độ

phản ứng diễn ra rất nhanh, Na2V4O9 sinh ra ở phản ứng (2) không thể bị oxy
của không khí oxy hoá trực tiếp. Nhng nó có thể bị Tananh ở dạng oxy hoá oxy
13


hoá ngay, còn Tananh ở dạng khử thì có thể bị O2 của không khí oxy hoá trực
tiếp oxy hoá tái sinh. Cho nên trong quá trình hấp thụ loại bỏ lưu huỳnh,
Na2CO3 đóng vai trò là chất hấp thụ còn Tananh đóng vai trò là chất mang O2.
Khi trong thể khí có chứa nhiều O2, CO2, HCN... còn có thể xảy ra các phản
ứng không mông muốn sau:
2NaHS + 2 O2 = Na2S2O3 + H2O

(7).

Na2CO3 + CO2 + H2O = 2 NaHCO3

(8).

Na2CO3 + 2HCN = 2NaHCN + H2O + CO2

(9).

NACN + S = NACNS

(10).

2 NACNS + O2 = Na2SO4 + CO2 + SO2 + N2

(11).

Các phản ứng trên làm tiêu hao cấu tử có lợi cho quá trình hấp thụ Na2CO3
làm giảm khả năng hấp thụ H2S của dung dịch, vì vậy trong sản xuất cần phải cố
gắng hạ thấp nồng độ O2 và HCN trong khí nguyên liệu.
c.

Thao tác cương vị H2S thấp áp

Cương vị này dùng dung dịch Tananh để khử bỏ khí H2S trong hỗn hợp khí
than ẩm từ lọc bụi điện tới, sau khi khử H2S hàm lượng H2S trong khí than còn
lại 100 - 150 mg/Nm3, đi vào đoạn I máy nén để tăng áp và đưa đi biến đổi CO.
Dung dịch sau hấp thụ được đưa đi tái sinh thu hồi lưu huỳnh làm sản phẩm
phụ và được khôi phục năng lực hấp thụ, tuần hoàn sử dụng lại.
d.

Biến đổi CO

Cương vị này dùng hơi nước cao áp để chuyển hoá CO trong khí than ẩm
thành khí CO2 và H2 với sự có mặt của xúc tác trong các lò Biến đổi. Khí H2
làm nguyên liệu cho quá trình tổng hợp NH3, còn khí CO2 là chất dễ loại bỏ
bằng phương pháp hấp thụ.
Khí ra khởi cương vị là khí biến đổi, có hàm lượng CO 2.0% được đưa qua
các cương vị tiếp theo để tiếp tục làm sạch thành khí nguyên liệu để tổng hợp
NH3.
e.

Khử CO2 bằng dung dịch kiềm nóng

Cương vị này dùng dung dịch K 2CO3 nóng để khử bỏ khí CO 2 trong hỗn hợp
khí biến đổi, khí sau khi khử CO2 gọi là khí tinh chế được tiếp tục đưa đi khử
CO và CO2 vi lượng ở bước tiếp theo, để làm nguyên liệu cho quá trình tổng

hợp NH3.
14


Tận dụng nhiệt độ của khí biến đổi và hơi nước 5 kg/cm2, gia nhiệt cho dung
dịch sau hấp thụ để thực hiện quá tình tái sinh, khôi phục lại năng lực hấp thụ
của dung dịch.
Thu hồi lượng khí CO2 thoát ra khỏi dung dịch trong quá trình tái sinh, làm
nguyên liệu để snar xuất urê và các sản phẩm khác như CO 2 lỏng – rắn, sôđa,
NH4HCO3, CaCO3,v.v,…
f.

Hấp thụ chế lạnh 681

Hấp thụ khí NH3, chế tạo NH3 lỏng dùng để làm lạnh bộ bốc hơi 402 hệ
thống tổng hợp NH3
Khí NH3 từ thùng cao vị thuộc hệ thống tổng hợp NH3 qua bộ quá nhiệt trao
đổi nhiệt, làm lạnh cho NH3 lỏng từ thùng chứa cấp đi thùng cao vị, bản thân khí
NH3 được gia nhiệt lên và đi vào thiết bị hấp thụ NH3, lợi dụng nước NH3 loãng
ở đáy tháp chưng cất tới, gia nhiệt cho nước NH3 đặc trong bộ trao đổi nhiệt
kiểu tấm soắn, nhiệt độ nước NH3 loãng giảm xuống, giảm áp và đi vào bộ hấp
thụ.
Ở đây nước NH3 loãng sẽ thực hiện quá trình hấp thụ khí NH3, phía ngoài
thiết bị hấp thụ được làm lạnh gián tiếp bằng nước để lấy đi nhiệt của phản ứng
hấp thụ, nước NH3 loãng hấp thụ khí NH3 trở thành nước NH3 có nồng độ cao,
còn gọi là nước NH3 đặc, nước NH3 đặc tạo thành từ phía đáy thiết bị hấp thụ
được chảy vào thùng chứa nước NH3 đặc.
Từ đây nước NH3 đặc được bơm ly tâm nhiều cấp tăng áp lên áp suất 20
atm, nước NH3 vào bộ trao đổi nhiệt kiểu tấm xoắn, ở đây nước NH3 được gia
nhiệt tới 950C rồi được đưa vào tháp chưng cất, NH3 bốc thành khí có nồng độ

cao 99,8%, có áp suất cao đi vào thiết bị làm lạnh bằng nước và ngưng tụ thành
NH3 lỏng, chảy vào thùng chứa, nước NH3 đặc sau khi bốc hơi sẽ thành nước
NH3 loãng, ra khỏi đáy tháp chưng qua thiết bị trao đổi nhiệt tấm xoắn gia nhiệt
cho nước NH3 đặc và tiếp tục tuần hoàn về thiết bị hấp thụ thực hiện chu trình
tuần hoàn.
NH3 lỏng từ thùng chứa đi qua bộ quá lạnh, qua van giảm áp rồi về thùng
cao vị, từ đây được đưa vào đáy thiết bị bốc hơi, NH3 bốc hơi thu nhiệt của khí
tuần hoàn, NH3 lỏng bốc hơi thành khí đi vào thùng cao vị để phân ly những
giọt NH3 lỏng đi theo hơi NH3, NH3 khí từ thùng cao vị quay trở lại thiết bị
quá lạnh, rồi vào thiết bị hấp thụ, quá trình cứ tuần hoàn kép kín trong hệ thống.
15


g.

Khử vi lượng CO và CO2
Nguyên lý hấp thụ CO của dung dịch Acetat-Amooniac-Đồng

Trong điều kiện tồn tại NH3 tự do, phức Cu+ sẽ tác dụng với CO để tạo thành
phức chất oxit carbon acetat 3 amoniac đồng I.
Cu(NH3)2AC + CO + NH3

Cu(NH3)4AC + Q (1).

Đây là quá trình hấp thụ hóa học bao gồm cân bằng phản ứng trong pha khí –
lỏng và cân bằng hóa học trong pha lỏng. Đầu tiền là CO trong thể khí tiếp xúc
với đồng hóa trị thấp Cu+ tạo thành hợp chất liên kết đồng thời tỏa nhiệt.
Đây là phản ứng thuận nghịch toả nhiệt, giảm thể tích nên hạ thấp nhiệt độ,
nâng cao áp suất, tăng nồng độ Cu+ và NH3 tự do trong dung dịch sẽ có lợi cho
phản ứng hấp thụ.

Số thể tích khí CO do 1 đơn vị thể tích dung dịch đồng hấp thụ được gọi là
năng lực hấp thụ của dung dịch đồng. Nhìn vào phản ứng (1) ta thấy cứ một
phân tử khí CO thì phải tiêu tốn một phân tử Cu+. Vì vậy cứ 63,5 gam kim loại
Cu+ thì sẽ hấp thụ được 22,4 m3 khí CO. Nhưng trong thực tế hiệu suất chỉ đạt
khoảng 45.55%.
h.

Công đoạn nén khí nguyên liệu H2-N2
QUÁ TRÌNH NÉN KHÍ.

Máy nén dùng để nén khí nguyên liệu cho Tổng hợp NH3 là loại máy nén
kiểu piston ký hiệu H22III-165/320 và 6M25-185/315 (máy nén mới lắp này là
một trong những hạng mục của Dự án cải tạo kỹ thuật). Đây là loại máy nén 6
cấp, có 6 xilanh, hình chữ H cân bằng đối xứng 4 hàng, động cơ truyền động
2.500 KW, lượng khí hút vào đoạn I : 9.000 Nm3/h, tốc độ quay 333 vòng/phút,
hành trình pistông là 420 mm.
Máy nén khí kiểu piston sở dĩ nén được khí là nhờ sự di động của pistong
trong lòng xi lanh, căn cứ vào số lần hút khí và đẩy khí trong một lần piston di
động qua lại mà chia máy nén piston ra làm hai loại tác dụng đơn và tác dụng
kép.
i.

Tổng hợp amoniac
16


Phản ứng hóa học tổng hợp NH3 theo phương trình phản ứng sau:
3H2 + N2

2NH3 + 9.374 cal/mol (1)

Đặc điểm của phản ứng tổng hợp NH3 là:
-

Là phản ứng giảm thể tích

Từ phương trình phản ứng (1) ta thấy: 3 thể tích H2 và 1 thể tích N2
tham gia phản ứng tạo thành 2 thể tích NH3, trong quá trình phản ứng thể
tích đã bị thu nhỏ lại.
-

Là một phản ứng tỏa nhiệt

Theo phản ứng (1) nhiệt lượng tỏa ra đồng thời với sự tạo thành NH3,
nhiệt của phản ứng có quan hệ với nhiệt độ và áp suất.
-

Là phản ứng thuận nghịch

Đồng thời với phản ứng, giữa 2 phân tử H2 và N2 để tạo thành NH3 thì
cũng có phản ứng phân giải NH3 thành N2 và H2.
-

Để phản ứng được tiến hành nhanh theo chiều thuận cần phải có chất
xúc tác

Qua thực tế đã chứng minh, khi phản ứng tổng hợp NH3 nếu không có
chất xúc tác thì phản ứng chiều thuận diễn ra với tốc độ rất chậm có thể kéo
dài trong nhiều năm mới đạt trạng thái cân bằng. Nhưng nếu có một lượng
chất xúc tác thích hợp thì sẽ giảm bớt năng lượng cần thiết cho việc kết hợp

giữa H2 và N2, giảm được phản ứng nghịch vì vậy mà tăng nhanh tốc độ phản
ứng thuận.
Có rất nhiều chất có thể làm xúc tác cho quá trình tổng hợp NH3 như các
nguyên tố Fe,Pt,Mn,…Những loại xúc tác lấy sắt làm thành phần chính
thường được dùng rộng rãi trên thế giới vì loại này có những ưu điểm:
Nguồn nguyên liệu chính Fe dồi dào
 Giá thành rẻ, dễ kiếm
 Ở nhiệt độ thấp cũng có hoạt tính khá tốt
 Khả năng chống độc mạnh
 Tuổi thọ cao
Lưu trình tổng hợp NH3


-

Hỗn hợp khí mới H2-N2 có nhiệt độ 35-40oC từ đường ống chung đoạn
VI máy nén đến, qua thiết bị phân ly dầu để loại bỏ dầu, nước và các loại
tạp chất khác, rồi cùng khí tuần hoàn từ bộ phân ly dầu sau tuabin ra, đi
vào phân trên tháp ba kết hợp, cùng đi vào bên trong ống trao đổi nhiệt
của bộ làm lạnh – 401. Hồn hợp khí này được làm lạnh bằng khí đi lên từ
17


bộ phân ly NH3 – 403 ở phần đáy tháp 3 kết hợp, rồi đi vào trong ống trao
đổi nhiệt của bộ bốc hơi NH3 -402. Tại thiết bị 402 NH3 lỏng đi ngoài
ống, nhận nhiệt, bốc hơi; còn hỗn hợp khí tiếp tục đi xuống, được làm
lạnh xuống -2oC, NH3 ngưng tụ và NH3 lỏng được tách ra ở 403 (phân ly
lần 2). Hỗn hợp khí còn lại đi vào ống trung tâm của bộ bốc hơi ngưng tụ,
đi lên vào không gian giữa các ống trao đổi nhiệt của bộ làm lạnh 401 để
trao đổi nhiệt với khí đi trong ống, nhiệt độ tăng lên đếnkhoảng 30oC và

đi ra khỏi tháp ba kết hợp.
Hỗn hợp khí ra khỏi tháp ba kết hợp chia làm hai đường:
Đường chính do van V4 khống chế đi vào tháp tổng hợp, theo khe
vành khăn giữa vỏ tháp tổng hợp và vỏ ngoài rọ xúc tác, đi từ trên xuống
dưới để làm lạnh vỏ tháp rồi đi ra ở đáy tháp tổng hợp (ra tháp lần thứ
nhất). Đường thứ 2 qua van điều tiết V1 được hỗn hợp với khí ra tháp
tổng hợp lần 1 và đi vào bộ trao đổi nhiệt khí – khí.
Khí ra tháp lần thứ nhất chia thành 3 đường:
Một đường qua van V6 đi vào đỉnh tháp tổng hợp, khống chế điều
chỉnh nhiệt độ tầng xúc tác thứ hai (tầng hướng kính thứ nhất). Đường thứ
2 qua van điều tiết V5 vào tháp tổng hợp lần 2 từ phía dưới tháp. Đường
thứ 3 qua van V2 khống chế đi vào không gian giữa các ống của bộ trao
đổi nhiệt khí- khí và được trao đổi nhiệt gián tiếp với khí hỗn hợp khí đi
ra từ lò hơi ở phía trong ống.
Ra khỏi bộ trao đổi nhiệt khí- khí, nhiệt độ hỗn hợp khí tăng lên đến
160-180oC, được chia làm 3 đường và đi vào tháp tổng hợp:
Đường thứ nhất là đường chính do van V9 khống chế đi qua không
gian giữa các bộ phận trao đổi nhiệt dưới trong tháp, tiến hành quá trình
trao đổi nhiệt với khí sau phản ứng đi trong ống, nhiệt độ hỗn hợp khí
tăng 380-400oC qua ống trung tâm đi vào tầng xúc tác thứ nhất (tầng
hướng trục). Đường thứ 2 là đường phụ do van V10 khống chế, đi vào từ
đáy tháp tổng hợp và đi qua bộ trao đổi nhiệt dưới tháp, cùng với khí
đường chính đi qua ống trung tâm vào tầng xúc tác thứ nhất. Đường phụ
18


này có tác dụng điều chỉnh nhiệt độ tầng xúc tác thứ nhất. Đường thứ 3 là
đướng khí kích lạnh 1, qua van điều tiết V8 vào đỉnh tháp tổng hợp, đi
trong không gian giữa các ống của bộ trao đổi nhiệt ở giữa tầng hướng
trục và tầng hướng kính thức nhất. Khí lạnh trao đổi nhiệt gián tiếp với

hỗn hợp khí phản ứng đi ra khỏi tầng hướng trục để điều chỉnh nhiệt độ
tầng hướng kính thứ nhất. Khí lạnh sau khi trao đổi nhiệt xong, qua khe
hở hòa trộn với hỗn hợp khí ở ống trung tâm và đi vào tầng xúc tác thứ
nhất (tầng hướng trục).
Đường khí kích lạnh 2, chính là một phần hỗn hợp khí ra tháp lần 1,
qua van điều tiết V6 đi vào đỉnh tháp tổng hợp trộn lẫn với khí ra khỏi
tầng xúc tác thứ 2 (tầng hướng kính thứ 1), để điều chỉnh nhiệt độ tầng
xúc tác thứ 3 (tầng hướng kính thứ 2). Hỗn hợp khí này đi vào tầng xúc
tác thứ 3 thực hiện phản ứng tổng hợp rồi đi trong các ống của bộ trao đổi
nhiệt ở phần đáy tháp để trao đổi nhiệt gián tiếp với khí ở đường chính
vào tháp tổng hợp lần 2 đi trong không gian giữa các ống. Khí sau phản
ứng có nhiệt độ khoảng 330OC, đi ra tháp lần 2 và được đưa vào nồi hơi
nhiệt thừa. Hỗn hợp khí đi trong ống gia nhiệt cho nước mềm để sản xuất
hơi nước có áp suất 1,27 MPa. Ra khỏi nồi hơi nhiệt thừa, khí tổng hợp có
nhiệt độ khoảng 2200C đi vào bộ trao đổi nhiệt khí - khí và đi bên trong
ống, gia nhiệt cho khí cha phản ứng đi ngoài ống, khí tổng hợp được làm
lạnh đến nhiệt độ khoảng 100oC rồi đi vào bộ làm lạnh bằng nước tuần
hoàn (ống lồng ống). Khí tổng hợp ra khỏi bộ làm lạnh bằng nước có
nhiệt độ khoảng 35 - 40oC, một phần khí NH3 được ngưng tụ thành NH3
lỏng và được tách ra tại thiết bị phân ly I (phân ly lần 1), NH3 lỏng được
đưa đến thùng chứa trung gian. Hỗn hợp khí sau khi ra khỏi thiết bị phân
ly lần I đi vào máy nén Tuabin tuần hoàn để bù áp suất do trở lực hệ
thống tổng hợp NH3 gây nên, tiếp tục qua phân ly dầu để phân ly dầu,
nước và các tạp chất khác. Hỗn hợp khí ra khỏi phân ly đi vào đỉnh tháp 3
kết hợp tiếp tục tuần hoàn trở lại hệ thống.
-

Khí thải bỏ và khí thùng chứa

19

Để duy trì hàm lượng khí trơ không đổi trong khí tuần hoàn, phải liên
tục hoặc gián đoạn phóng không một lượng khí tuần hoàn sau bộ phân ly
I (408). Khí phóng không này được đưa đến cương vị 671 để thu hồi H2
và quay trở lại đoạn IV máy nén 667 làm khí nguyên liệu. Khí thùng chứa
từ thùng chứa trung gian hay kho cầu đưa về cương vị 671 để chế nước
NH3 hay tận dụng đưa về 669 để bổ sung vào dung dịch đồng.
-

NH3 khí và NH3 lỏng

NH3 lỏng qua bộ phân ly I và II được giảm áp xuống 2,35 MPa rồi vào
thùng chứa trung gian. Sau đó NH3 lỏng tiếp tục đưa tới chứa ở kho cầu
nhờ sự chênh lệch áp suất giữa thùng chứa và kho cầu. NH3 lỏng từ hệ
thống hấp thụ chế lạnh cấp vào thùng cao vị 409/670. Tại đây NH3 lỏng
được đưa xuống thiết bị bốc hơi làm lạnh – 402, NH3 lỏng sẽ bốc hơi để
làm lạnh ngưng tụ NH3 trong hỗn hợp khí, NH3 hoá thành khí, được tập
trung về thùng cao vị 409 rồi tiếp tục tuần hoàn về hệ thống hấp thụ chế
lạnh tạo thành chu trình kín. Trên đường ống chung cấp NH3 cho bộ bốc
hơi làm lạnh 402/670, ngoài đường cấp từ hệ thống hấp thụ chế lạnh 681
còn có đường cấp từ máy băng ở hệ thống 669 để có thể điều chỉnh phụ
tải của hệ thống hấp thụ chế lạnh.
-

Khí bảo vệ máy nén tuần hoàn Tuabin

Khí bảo vệ là khí mới từ đường ống chung đến, được qua thiết bị trao
đổi nhiệt ống chùm, trao đổi nhiệt với khí NH3 ra khỏi thùng cao vị 409,
nhiệt độ khí hạ từ 35 - 400C xuống 150C, qua bộ phân ly - tách dầu nước,

tiếp tục vào bộ sấy Silicagen 412 để sấy khô triệt để khí mới. Khí mới này
đi qua khe hở giữa Stato và Rôto máy nén tuần hoàn Tuabin làm nhiệm
vụ cách điện động cơ, sau đó hỗn hợp khí khô kết hợp với khí tuần hoàn
đi vào buồng nén của máy nén Tuabin.
5.
a.

Xưởng tổng hợp urê
Cơ sở quá trình tổng hợp urê

Điều chế urê bằng cách cho phản ứng hóa học giữa NH3 và CO2 theo phương
trình tổng quát sau:
20


2NH3 + CO2 → CO(NH2)2+ H2O + Q
Phản ứng này diễn ra theo 2 giai đoạn:
-

Đầu tiên tạo thành carbamát amôn:
2NH3 + CO2 → NH4CO2NH2 + Q

-

Sau đó nước bị tách ra và thu được urê

NH4CO2NH2 → CO(NH2)2 + H2O - Q
Phản ứng này tơng đối chậm nên là phản ứng khống chế quá trình tổng hợp
-

Pha khí gồm : NH3, CO2, hơi H2O.
Pha lỏng gồm các muối chảy lỏng : Amoni cácbamát, urê, Amoni
cácbonát và H2O. Phản ứng xẩy ra chủ yếu trong pha lỏng vì khối
lượng các chất ban đầu càng cao thì áp suất trong tháp càng tăng và
càng giảm khối lượng cacbamat Amon có thể phân giải thành Amoniac
và đi oxit các bon, đồng thời tăng mức độ chuyển hoá cácbamat Amon
thành urê.

Theo phương pháp này có rất nhiều quy trình công nghệ sản xuất khác nhau:
Chu trình sản xuất không tuần hoàn Amoniac
Chu trình sản xuất bán tuần hoàn.
Chu trình sản xuất tuần hoàn toàn bộ hay còn gọi là phương pháp tuần
hoàn lỏng ( trong công nghệ tuần hoàn lỏng toàn bộ có công nghệ
Striping CO2, vì công nghệ này tỏ ra ưu việt hơn bởi lưu trình đơn giản,
thiết bị chắc chắn đáng tin cậy, định mức tiêu hao có thể giảm tới mức tối
ưu nên xu hướng hiện nay các nước hay dùng )
Lưu trình công nghệ

-

b.

NH3 lỏng có áp suất 1,95 - 2,0 MPa, nhiệt độ từ 20 - 30oC từ kho cầu thuộc
Xưởng Tổng hợp NH3 được cấp đến công đoạn, được đưa qua đồng hồ đo lưu
lượng FI721 vào bộ lọc 704 để lọc những tạp chất rồi vào thùng chứa NH3-705,
thùng chứa 705 luôn ở mức 2/3 dịch diện, từ thùng chứa này NH3 được dẫn tới
bơm, nhờ bơm NH3 Piston cao áp 706 nâng áp suất lên 20,0 MPa đi qua thiết bị
gia nhiệt NH3 lên nhiệt độ khoảng 150oC rồi đa vào tháp tổng hợp 708.
Khí CO2 từ phân xưởng Tinh chế (Xưởng tổng hợp NH 3) cấp sang có các
chất lượng như sau: CO2 98 %, H2S 20 mg/Nm3, áp suất: 300 - 600 mm, H2O,

nhiệt độ: 30 - 40oC. Khí CO2 trước khí vào máy nén được bổ sung 1 lượng
không khí nén để khống chế nồng độ O 2/CO2 = 0,5% thể tích, được nén qua các
21


đoạn 1, 2 và 3 lên áp suất P = 3,36 MPa, được đưa sang tháp khử H 2S, ra tháp
khử bảo đảm hàm lượng H2S 5mg/Nm3 tiếp tục đưa vào nén đoạn 4 đoạn 5 nâng
áp suất khí lên 20,0 MPa và nhiệt độ 110oC đưa sang tháp tổng hợp 708.
Tại tháp tổng hợp Urê(708) xảy ra phản ứng tổng hợp. Hiệu suất chuyển hoá
là 65 - 68%, thời gian lưu lại của nguyên vật liệu từ 45 - 60 phút tuỳ theo phụ
tải, dung dịch ra khỏi 708 gồm có Urê, cacbamat, NH3 tự do và nước, qua van
tiết lưu (PIC727) áp suất giảm xuống còn 16,5 - 17 atm, nhiệt độ 120 oC đưa vào
thiết bị dự phân ly(710A) phần khí được tách ra qua bộ làm lạnh 731B cùng với
khí phân giải ở 710 qua 731 để vào hấp thụ 715, phần dịch tiếp tục đi vào phân
giải đoạn I (710) tại đây pha khí được tách ra, bay lên phần trên, còn lại dung
dịch đưa sang thiết bị gia nhiệt (711), tại đây dung dịch được đun nóng lên đến
nhiệt độ 155160oC (bằng hơi nước 1,27 MPa) đưa sang phân ly 712 lượng khí ở
đây có nhiệt độ cao được đưa trở lại thiết bị 710 trợ nhiệt cho dung dịch từ 710A
xuống rồi cùng với lượng khí ở 710 bay lên. Dịch ở 712 qua van tiết lu lần thứ
hai LIC722 áp suất giảm xuống 0,25 - 0,35 MPa, nhiệt độ từ 110 - 120 oC đưa
sang phân giải đoạn II (713) ở phần trên khí được tách ra, bay lên đỉnh thiết bị,
còn dung dịch được qua thiết bị 714 dùng hơi nước 1,27 MPa tăng nhiệt lên 145
- 150oC đưa 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 LI724 về áp suất thờng vào thiết bị bốc hơi
nhanh (730) rồi vào cô đặc đoạn I (731), phần dới được gia nhiệt bằng khí hỗn
hợp từ 710, đoạn trên dùng hơi nước 1,27 MPa tăng nhiệt độ dung dịch Urê lên
120 130oC. Qua phân ly dịch Urê tiếp tục qua gia nhiệt ở thiết bị 733 để nâng
nhiệt độ lên 135-140oC, lại 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 ngược từ dới lên để làm lạnh hạt Urê, rơi xuống đá
Dịch của 721 do bơm 722 nâng áp lên 1,7 MPa đưa vào hấp thụ khí trơ 719, hấp
thụ khí không ngưng tụ ở 717-718. Dung dịch hấp thụ của 719 được đưa về
phần đỉnh của tháp hấp thụ đoạn I (715) để rửa lượng Cacbamat tích tụ ở trên
các tầng đĩa. Khí NH3 từ đáy tháp 715 bay lên phần đỉnh và được rửa bằng NH 3
lỏng để khử triệt để lượng CO2, để lượng khí NH3 từ 715 lên 717 được làm lạnh
ngưng tụ về thùng cha 705 cùng với NH3 từ kho cầu đưa vào. Khí không hấp thụ
hết ở 719 và 721 tập trung đưa vào hấp thụ ở tầng khí cuối 723, dịch đưa về
thùng chứa 725, khí còn lại ở hấp thụ 723 thải ra ngoài trời.y tháp, nhờ hệ thống
sàng phân loại để loai bỏ những hạt không hợp cách, hạt Urê hợp cách được dẫn
22


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 được chuyển sang bộ phận đóng bao, xếp dỡ rồi
xếp vào kho.
Phần khí không ngưng từ các thiết bị 730, 731, 734 được các bơm tuy-e 742,
744, 746 hút qua các bộ làm lạnh, ngưng tụ 739, 740, 741 dịch ngưng được tập
chung về thùng chứa 747. Dung dịch ở 747 nhờ bơm 748 bơm lên để hấp thụ ở
tháp hấp thụ 720, 721, với khí phân giải ở 713 đưa sang, dung dịch ở 720 do
bơm 722 A, B tăng áp lên 1,7 MPa đưa vào tháp hấp thụ 715 với khí ở 710, 712
qua trao đổi nhiệt với dung dịch Urê ở 731 trở về 715. Khí từ hấp thụ được đi
tiếp sang thiết bị hấp thụ 721.
6.

Vấn đề xử lý rác thải và bảo vệ môi trường

Tro xỉ than được thu gom về bãi chứa để bán cho các cơ sở sản xuất vật liệu
xây dựng.
Xưởng NH3: khí thải chứa chủ yếu là H2S ra sau công đoạn thu hồi NH3

được bỏ vào thùng chứa CH4 dễ cháy đem đốt để tận thu nhiệt. nước thải chứa
NH3 loãng sau trưng thu hồi ở công đoạn khử vi lượng khí. Chất thải rắn chủ
yếu là các thùng chứa dầu bụi trơn thùng đựng chứa hoá chất hết hoạt lực.
Xưởng Urê: khí thải được phóng không từ thiết bị hấp thụ khí cuối có thành
phần chủ yếu là NH3, khí thải trong tháp tạo hạt mang theo một lượng hơi nước
và bụi ure. Tiếng ồn do các quạt hút không khí ở tháp tạo hạt. Nước thải từ hệ
thống cô đặc và một số công đoạn khác được tập trung về thiết bị trung thu hồi
NH3. Tại đây nước thải có chứa khoảng 0,7-1% NH3 và 1-1,5% Urê. Chất thải
urê rơi vãi, bao bì hỏng trong quá trình đúng bao lưu kho.
Khắc phục vấn đề môi trường
Để giải quyết vấn đề mụi trường, năm 2002 công ty thực hiện dự án cải tạo
dây truyền sản xuất do chuyên gia đảm nhiệm, trong đó có module 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 chứa hàm lượng NH3 cao trước đây thải trực tiếp ra
môi trường nay cũng được xử lí nhờ tuần hoàn thu hồi trước khi đưa ra môi
trường. Thường xuyên tổ chức hoạt động truyền thông môi trường huấn luyện
an toàn lao động cho cán bộ công nhân viên. Hệ thống khuôn viên trồng nhiều
cây xanh.

23


KẾT LUẬN
Chuyến tham quan nhà máy đạm Hà Bắc đã để lại cho em nhiều kiến thức
quý báu. Nhà máy đạm Hà Bắc là nhà máy có lịch sử lâu đời và gần như đầu
tiên của nước ta, nhà máy đóng góp sản lượng sản phẩm không nhỏ cho nền
kinh tế nước ta. Nhà máy có những công nghệ tiên tiến hiện đại nhất nước ta
hiện nay, chính vì thế chuyến đi đã giúp em dễ hiểu hơn phần nào về quá trình
sản xuất phân đạm urê của nhà máy. Qua chuyến đi em đã hiểu được sự ảnh
hưởng của cơ sở lý thuyết đối với thực tiễn và hiểu được cách thức ứng dụng cơ

sở lý thuyết vào sản xuất. Từ đó giúp em định hướng chính xác mục tiêu học tập
của bản thân tại trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội.

24


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.
2.

Kiến thức từ buổi học tại nhà máy trước khi tham quan.
Thông tin từ mạng internet.