Báo cáo thực tập TỔNG QUAN XƯỞNG PHỤ TRỢ HỆ THỐNG LÀM MÁT

TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT NAM
KHOA DẦU KHÍ
BỘ MÔN LỌC – HÓA DẦU
---- // ----

Báo cáo thực tập

TỔNG QUAN XƯỞNG PHỤ TRỢ
HỆ THỐNG LÀM MÁT
Kỹ sư hướng dẫn:
Nguyễn Văn Thiên

Thực hiện: Nguyễn Thị Đài Trang
MSSV: 04PPR110017
Chuyên ngành: Lọc – Hóa Dầu
Lớp: K4LHD

Cà Mau, tháng 7/2018
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM

NAM


KHOA DẦU KHÍ

Độc lập – Tự do - Hạnh phúc
Bà Rịa, ngày……..tháng………năm 2017

NHẬN XÉT CỦA NHÀ MÁY ĐẠM CÀ MAU

………………………………………………………………………………………………
………..
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Cán bộ hướng dẫn

Quản Đốc


TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM

NAM
KHOA DẦU KHÍ

Độc lập – Tự do - Hạnh phúc
Bà Rịa, ngày……..tháng………năm 2017

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………………………………………………………………………………………………
………..
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Giáo viên hướng dẫn


Lời cảm ơn
Sau một tháng thực tập, nhờ vào sự giúp đỡ của các anh chị trong Phòng Công nghệ, em
đã nắm được kiến thức về tổng quan Nhà máy, các công nghệ, đặc biệt là xưởng Phụ trợ.
Em xin chân thành cảm ơn Phòng Công nghệ, các anh chị kỹ sư, đặc biệt là anh Nguyễn Văn Bình, anh
Nguyễn Văn Thiên, đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành tốt kỳ thực tập vừa qua. Ngoài ra, em xin cảm
ơn thầy, cô bộ môn Lọc – Hóa dầu, đặc biệt cô Bùi Thu Hoài, thầy Nguyễn Tô Hoài đã tạo điều kiện cho
em thực tại Nhà máy Đạm Cà Mau.
Vì thời gian thực tập ngắn, nên em không thể kịp tìm hiểu sâu về Nhà máy và tránh khỏi sai sót trong quá
trình làm báo cáo, em rất mong nhận được sự góp ý của các anh chị kỹ sư và thầy cô để bài báo cáo này
được hoàn thiện hơn.

Chúng em xin chân thành cảm ơn


Mục Lục


Danh mục bảng

6


Danh mục hình

7


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NHÀ MÁY ĐẠM CÀ MAU
1.1 Lịch sử hình thành và phát triển
Ngày 26 tháng 7 năm 2008, Tập Đoàn Dầu Khí Quốc Gia Việt Nam tiến hành khởi công xây dựng Nhà máy
Đạm Cà Mau có diện tích 52 ha trong khu vực cụm Khí – Điện - Đạm.

Đạm Cà Mau với tổng số vốn đầu tư là 900.2 triệu USD. Nhà máy được trang bị các công
nghệ tiên tiến và hiện đại với công nghệ tổng hợp Ammonia của Haldor Topsoe A/S (Đan
Mạch) công suất 1350 tấn/ngày; công nghệ tổng hợp Urea của Snamprogetti (Italia) công
suất 2385 tấn/ngày và công nghệ tạo hạt tầng sôi của ToYo (Nhật Bản) với công suất 2385
tấn urea hạt mỗi ngày.

Hình 1.1: Nhà máy Đạm Cà Mau
Sau hơn ba năm xây dựng, ngày 24 tháng 11 năm 2011 nhà máy đã chạy thành công những công đoạn
cuối cùng. Ngày 30 tháng 1 năm 2012 nhà máy cho ra mắt sản phẩm thương mại đầu tiên đánh dấu sự có

mặt của phân bón urea hạt đục trên thị trường Việt Nam.
Ngày 9 tháng 3 năm 2011, Công ty Trách nhiệm hữu hạn một thành viên Phân Bón Dầu khí Cà Mau –
PVCFC chính thức được ra đời với nhiệm vụ quản lí, giám sát và vận hành Nhà máy Đạm Cà Mau. PVCFC

8


đã nhanh chóng xây dựng và phát triển công ty ngày càng đạt nhiều thành tựu lớn, khẳng định vị trí của
Đạm Cà Mau trên thị trường trong nước và quốc tế. Năm 2015, công ty thực hiện cổ phần hóa và chính
thức đi vào hoạt động theo mô hình công ty cổ phần với tên Công ty Cổ phần Phân bón Dầu khí Cà Mau.

1.2 Cơ cấu tổ chức
Hội đồng quản trị là cơ quan quản trị của công ty, có toàn quyền để quyết định các vấn đề liên quan đến
mục đích, quyền lợi của công ty, trừ những vấn đề thuộc thẩm quyền của đại hội hội đồng cổ đông. Hội
đồng quản trị thường xuyên giám sát hoạt động kinh doanh, hoạt động kiểm soát nội bộ và hoạt động
quản lý rủi ro của công ty.
Công ty bao gồm 16 ban ngành trực thuộc, thực hiện các công việc và nhiệm vụ khác nhau. Tất cả
các ban này hoạt động dưới sự lãnh đạo của ban Tổng giám đốc.

Hình 1.2: Sơ đồ cơ cấu tổ chức
1.3 Nguyên liệu và sản phẩm
1.3.1 Nguyên liệu
Nhà máy sử dụng nguồn khí tự nhiên được lấy từ đường ống PM3, đường ống này bắt nguồn từ giàn
Bunga Raya tại lô PM3 trong vùng thỏa thuận thương mại giữa Việt Nam và Malaysia. Thành phần chính

9


của khí tự nhiên nguyên liệu đầu vào là các hydrocacbon, trong đó methane là thành phần chính chiếm
khoảng 78% và hàm lượng CO2 khoảng 8%.

1.3.2 Sản phẩm
Ammonia lỏng: 1350 tấn/ngày, tương đương 468,000 tấn/năm.
Phân đạm Urea: 2385 tấn/ngày, tương đương 800,000 tấn/năm.
Đặc điểm của phân urea hạt đục:
•
•
•
•
•

Hàm lượng Nitơ: > 46.3 % khối lượng.
Hàm lượng Biuret: < 0.99 % khối lượng.
Hàm lượng nước: < 0.5 % khối lượng.
Hàm lương formaldehyde (HCHO): < 0.45%.
Kích thước hạt: 2 – 4 mm (lớn hơn 90%), < 1 mm (nhỏ hơn 1%) nên sản phẩm rất

•

ít bụi.
Độ cứng: 3kg (đối với hạt kích thước 3.15mm).

Nhận xét về chất lượng sản phẩm:
•
•
•
•

Kích thước hạt to, ít bụi.
Hàm lượng Biuret thấp: Giảm bạc màu, chai đất.

Độ cứng cao: Hạt đạm không bị vỡ vụn trong quá trình vận chuyển.
Hiệu suất làm khô cao: độ ẩm trong sản phẩm thấp, hạt đạm lâu kết tảng và tăng
thời gian hòa tan trong nước.

1.4 Chức năng nhiệm vụ
Mặc dù trước năm 2010 một số nhà máy phân bón như Phú Mỹ, Hà Bắc ra đời nhưng lượng phân bón
trong nước vẫn chưa được bình ổn và nước ta phải nhập khẩu một lượng lớn khoảng 50% phân bón đặc
biệt là đạm để phục vụ nhu cầu trong nước. Do đó sự ra đời của Nhà máy Đạm Cà Mau là một sự kiện rất
ý nghĩa. Nhà máy được thiết kế sản xuất 800,000 tấn urea hạt đục một năm, cung cấp 40% nhu cầu phân
bón trong cả nước. Nhờ đó, năm 2012 từ nhập khẩu phân đạm, nước ta đã có thể hoàn toàn chủ động
lượng phân bón trong nước.
Hiện tại “Đạm Cà Mau – Hạt Ngọc Mùa Vàng” đang là bạn đồng hành cùng nhà nông đặc biệt là nông dân
vùng đồng bằng sông Cửu Long với 65% thị phần và Đông Nam bộ với 30%. Với những nỗ lực khẳng định
chất lượng sản phẩm và thương hiệu của mình trên thị trường, PVCFC đã có những bước tăng trưởng ổn
định trong những năm qua. Hiện nay, sản phẩm Đạm Cà Mau đã có mặt ở các thị trường Campuchia, Thái
Lan, Philippines, Hàn Quốc, Bangladesh, Nhật Bản và được khách hàng đánh giá cao. Mục tiêu trong giai

10


đoạn năm 2015 -2020 của Đạm Cà Mau là tiếp tục vận hành tốt nhà máy, nâng cao năng suất sản phẩm,
giữ vững thị trường trong nước, đi sâu và chiếm lĩnh 50% thị trường Campuchia, mở rộng thị trường qua
các quốc gia trên thế giới, phát triển thương hiệu “Đạm Cà Mau – Hạt Ngọc Mùa Vàng” là một trong
những thương hiệu có uy tín trên thị trường trong nước và khu vực Đông Nam Á.

1.5 Thiết kế nhà máy
Nguồn nguyên liệu đầu vào của nhà máy Đạm Cà Mau là nguồn khí thiên nhiên ở mỏ PM3 - vùng chồng
lấn giữa Việt Nam và Malaysia, đưa vào trạm phân phối khí GDC. Bên cạnh đó, nguồn điện được sử dụng
trong nhà máy được lấy từ Nhà máy Điện Cà Mau và lưới điện quốc gia (khi Nhà máy Điện không cung
cấp được). Nhà máy Đạm Cà Mau bao gồm bốn phân xưởng chính là Ammonia, Urea - Tạo hạt, Sản phẩm

và Phụ trợ. Các phân xưởng được thiết kế như trong hình dưới:

Hình 1.3: Sơ đồ thiết kế nhà máy Đạm Cà Mau
1.5.1 Xưởng Phụ Trợ
Xưởng Phụ trợ là một trong 4 xưởng công nghệ chính của nhà máy. Tại đây sản xuất hơi nước cao áp, khí
nén, khí điều khiển, nitơ, nước khử khoáng, nước làm mát, cung cấp khí nguyên nhiên liệu (khí thiên
nhiên), nhằm đảm bảo cho hoạt động của 3 xưởng công nghệ ammonia và urea.
Ngoài ra, xưởng phụ trợ còn có hệ thống xử lý nước thải (nước thải sinh hoạt, nước thải nhiềm dầu, nước
thải nhiễm ammonia) và hệ thống đuốc để đốt các khí dư trong quá trình sản xuất.
Xưởng Phụ trợ gồm nhiều hệ thống (cụm) sản xuất, có công nghệ hiện đại. Mỗi hệ thống sản xuất lại có
đặc trưng riêng về công nghệ, về thiết bị.

11


•

Hệ thống phân phói khí đầu vào: khí thiên nhiên từ trạm phân phối khí Cà Mau
(GDC) được đưa chủ yếu vào xưởng Amo, đồng thời cấp khí làm nhiên liệu cho

•

boiler và đuốc đốt.
Hệ thống nước sinh hoạt, nước khử khoáng: nước thô sau khi được lọc qua
cacbon hoạt tính và lọc tinh, nước sẽ được sử dụng cho mục đích sinh hoạt. Một
phần lớn nước được đi qua hệ thống sử dụng nhựa trao đổi cation, anion và nhựa
trao đổi tầng hỗn hợp mix-bed để loại bỏ các ion có khả năng tạo cặn như Ca 2+,

Mg2+ có trong nước thô và nước ngưng công nghiệp cho sản xuất nước demi.
• Hệ thống nồi hơi phụ trợ: hệ thống nhằm cung hơi siêu cao áp (quay tuabin) và

hơi cao áp cho quay tuabin và reforming sơ cấp, đảm bảo cho quá trình công nghệ
hoạt động bình thường.
•

Hệ thống khí nén, khí điều khiển, khí Nito: các hệ thống sản xuất khí nén-khí
điều khiển dùng cho các nhà máy có nhiệm vụ cung cấp khí khô cho các thiết bị đo
lường điều khiển hoặc khí nén dùng cho nhiều mục đích khác nhau như các công
cụ dẫn động bằng khí nén, các loại tời, kích hơi, súng hơi… Hệ thống sản xuất khí
Nito nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng Nito liên tục trong nhà máy như làm lạnh, làm
kín…

•

Hệ thống làm mát: hệ thống sử dụng nước sông làm mát cho nước sạch, và sử
dụng nước sạch làm mát cho các thiết bị công nghệ trong nhà máy. Nước sạch làm

mát là nước demi được bổ sung hóa chất ăn mòn và diệt vi sinh.
• Hệ thống đuốc đốt: hệ thống giúp đảm bảo an toàn cho nhà máy, xử lý khí nhằm
đáp ứng tiêu chuẩn dòng khí thoát ra khỏi môi trường.
• Hệ thống xử lý nước thải: nhà máy có 3 nguồn nước thải chính là: nước thải sinh
hoạt, nước thải công nghiệp (thành phần chính là nước thải nhiễm dầu do rửa máy
móc thiết bị trong quá trình sản xuất). Riêng đối với nước thải nhiễm NH 3 là nguồn
thải đương nhiên của nhà máy sản xuất phân Đạm. Một số yếu tố gây ô nhiễm
chính trong nước thải sinh hoạt chủ yếu là chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ, dầu mỡ
(thực phẩm) và vi sinh; đối với nước thải nhiễm dầu thì khả năng gây ô nhiễm
chính là chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ, chất dinh dưỡng và dầu mỡ.

12

•

Hệ thống bồn chứa ammonia: amonia được sản xuất từ xưởng amonia một phần
được nạp trực tiếp vào xưởng urea, làm nguyên liệu sản xuất urea, phần còn lại sẽ
được đưa tới hệ thống bồn chứa amonia ở điều kiện nhiệt độ -31°C.

1.5.2 Xưởng Ammonia
Phân xưởng Ammonia có nhiệm vụ tổng hợp NH 3 và thu hồi khí CO2 cung cấp cho xưởng Urea. Phân
xưởng được thiết kế với 8 cụm chính đó là cụm Khử lưu huỳnh, Reforming, Chuyển hóa CO, Tách CO 2,
Metan hóa, Tổng hợp NH3, Làm lạnh và Thu hồi. Ngoài ra, phân xưởng còn bao gồm các cương vị như
máy nén, đuốc hoặc nồi hơi để đảm bảo an toàn trong quá trình sản xuất đồng thời tận dụng được nhiệt
cho các quá trình khác.

Hình 1.4: Sơ đồ khối phân xưởng Ammonia
•

Khử lưu huỳnh: Lưu huỳnh là hợp chất gây ngộ độc cho xúc tác reforming và
chuyển hóa CO, nên cần phải loại chúng tới mức thấp nhất có thể bằng cách hydro
hóa về dạng H2S và hấp phụ nhờ ZnO. Lưu huỳnh tồn tại trong khí sau khi ra khỏi
cụm chứa tối đa 0.05 ppm.

13


Hình 1.5: Thiết bị hydro hóa và hấp phụ lưu huỳnh
•

Reforming: Công đoạn này có nhiệm vụ chuyển hóa hydrocarbon thành hydro cho công đoạn
tổng hợp, đồng thời điều chỉnh tỉ lệ Hydro/Nito là 3/1 cho dòng khí tổng hợp. Khí tự nhiên được
đi thực hiện phản ứng reforming với hơi nước ở hai giai đoạn sơ cấp và thứ cấp. Ở Reforming sơ

cấp, dòng khí nguyên liệu tiến hành phản ứng tạo syngas với hơi nước trong các ống xúc tác,
lượng methane còn lại là 14% được đưa đến Reforrming thứ cấp. Tại Reforming thứ cấp, dòng
khí được bổ sung không khí để trở thành khí tổng hợp với tỉ lệ N 2/H2 là 1/3. Phản ứng được thực
hiện ở nhiệt độ cao và áp suất thấp. Hàm lượng methane đi ra khỏi cụm chiếm 0.6%.

14


Hình 1.6: Thiết bị reforming sơ cấp và reforming thứ cấp
•

Chuyển hóa CO: Quá trình này gồm giai đoạn chuyển hóa CO nhiệt độ cao và chuyển hóa CO
nhiệt độ thấp. Ở giai đoạn chuyển hóa CO nhiệt độ cao phản ứng xảy ra nhanh, ở giai đoạn
chuyển hóa nhiệt độ thấp hiệu suất chuyển hóa được tăng lên, nhờ đó mà hàm lượng CO ra khỏi
cụm đạt giá trị 0.3%.

Hình 1.7: Thiết bị chuyển hóa CO
•

Tách CO2: Đây là công nghệ tách CO2 của BASF với dung môi hấp thụ là MDEA 40%. Dung dịch
MDEA chứa một chất hoạt hóa, chất này sẽ tăng tốc độ truyền khối CO 2 từ pha khí sang pha lỏng,
phần còn lại của dung dịch là nước. Tại đây CO 2 99.86% được thu hồi để đưa sang xưởng Urea ở
0.45 bar và 45oC.

15


Hình 1.8: Hệ thống hấp thụ CO2
•

Metan hóa: Vì CO và CO2 là những hợp chất có chứa oxy ảnh hưởng lớn đến hoạt tính của xúc tác
tổng hợp NH3, do đó cụm methane hóa có chức năng chuyển hóa CO và CO 2 thành methane (khí
trơ đối với phản ứng tổng hợp NH3). Thành phần khí ra khỏi cụm chứa 10 ppm CO và CO 2.

Hình 1.9: Thiết bị metan hóa

16


•

Tổng hợp NH3: Tại đây NH3 được tổng hợp theo phản ứng (N2 + 3H2 2NH3 +Q). Tại Nhà máy Đạm
Cà Mau, hiệu suất chuyển hóa NH3 đạt 17% (theo lý thuyết là 25%). Áp suất cao và nhiệt độ thấp
giúp cho cần bằng hoá học chuyển về phía tổng hợp ammonia. Do tốc độ phản ứng được tăng
lên rất nhiều nếu tăng nhiệt độ, sự lựa chọn nhiệt độ phải được tính toán giữa cân bằng hoá học
trên lý thuyết và tốc độ đạt đến sự cân bằng đó.

Hình 1.10: Cụm tổng hợp ammonia
•

Làm lạnh: Cụm này có chức năng làm lạnh dòng sản phẩm NH 3 tổng hợp đến
nhiệt độ yêu cầu để đưa đến xưởng Urea và bồn chứa. Cụm làm lạnh gồm các bộ

làm lạnh ammonia (dùng ammonia lỏng làm lạnh) và bình tách.
• Thu hồi: Cụm này gồm thiết bị thu hồi NH3 và khí H2 có trong purge gas và off
gas được tách ra trong quá trình tổng hợp NH3. Lượng NH3 thoát ra được thu hồi
tại các tháp hấp thụ bằng nước nhờ các thiết bị hấp thụ dạng đệm. H 2 được thu hồi
tại cụm thu hồi H2 bằng công nghệ màng.
1.5.3 Xưởng Urea
Xưởng Urea có chức năng tổng hợp urea từ dòng khí CO 2 và NH3 lỏng đến từ xưởng Ammonia. Sau khi

được tổng hợp, phân giải carbamate và thu hồi NH 3 - CO2, dung dịch urea được chuyển tới tháp cô đặc
chân không và tạo hạt bằng công nghệ tạo hạt tầng sôi của ToYo. Sau đó sản phẩm này được chuyển theo
băng chuyền đưa đến xưởng sản phẩm. Phân xưởng này bao gồm các cụm được cho như trong sơ đồ
dưới:

17


Hình 1.11: Sơ đồ khối phân xưởng urea
•

Nén CO2: Trước khi vào tháp tổng hợp, CO 2 được nén đến áp suất phản ứng bằng

hệ thống máy nén.
• Tổng hợp urea và thu hồi NH3, CO2 cao áp: Cụm này có nhiệm vụ tổng hợp urea
ở 157 bar – 188oC đạt hiệu suất 63% ở thiết bị tổng hợp dạng đĩa R07601 và phân
hủy hợp chất carbamate để thu hồi NH 3 và CO2 cho quá trình tổng hợp ở áp suất
cao tại Stripper.
2NH3 + CO2 ↔ NH2COONH4 + 32560 kcal/kmol
NH2COONH4 ↔ NH2CONH2 + H2O – 4200 kcal/kmol

Hình 1.12: Thiết bị tổng hợp urea

18


•

Tinh chế urea và thu hồi NH3, CO2 trung và thấp áp: Cụm có hai nhiệm vụ là
tinh chế và thu hồi. Ở đây dịch urea được tách các cấu tử NH 3, H2O, CO2 và

carbamate bằng thiết bị phân hủy trung áp (19.5 bar) và phân hủy thấp áp (4 bar)
bằng cách cấp nhiệt và giảm áp. Khí NH 3 và CO2 được thu hồi bằng hệ thống các
thiết bị hấp thụ trung áp, trao đổi nhiệt, tháp rửa và bồn chứa để đưa về tháp tổng

hợp.
• Cô đặc urea: Dung dịch Urea ra khỏi giai đoạn phân hủy thấp áp có nồng độ 69 ÷
71%, cần được cô đặc tới 96% để thu được dung dịch thích hợp cho tạo hạt. Trong
phân xưởng, dung dịch urea được cô đặc bằng thiết bị tiền cô đặc chân không và
thiết bị cô đặc chân không tới 96% ở -0.7 bar.

Hình 1.13: Cô đặc urea
•

Tạo hạt: Urea được tạo hạt bằng công nghệ tầng sôi và đối lưu cưỡng bức, bản
quyền công nghệ ToYo. Công suất cụm đạt 2385 tấn hạt/ngày.

19


Hình 1.14: Sơ đồ khối cụm tạo hạt
•

Xử lý nước thải: Cụm này có nhiệm vụ xử lý nước nhiễm NH 3, CO2 và Urea từ hệ
thống chân không, để đảm bảo nước ngưng quá trình hầu như không chứa NH 3 CO2 - Urea. Nước thải được xử lý nhờ hệ thống tháp chưng cất, thiết bị thủy phân
urea và bộ trao đổi nhiệt. NH3, CO2 và hơi H2O được tuần hoàn lại. Nước sau khi
xử lý được sử dụng lại.

1.5.4 Xưởng sản phẩm
Xưởng sản phẩm có chức năng tồn trữ, đóng gói và bảo quản sản phẩm hạt urea rời. Phân xưởng được
thiết kế gồm các hệ thống băng chuyền vận chuyển, định lượng, đóng bao.

•

Hệ thống băng chuyền: Hệ thống bao gồm băng chuyền urea hạt tới kho chứa sản

phẩm urea rời, xưởng đóng bao, khu vực thu hồi urea rời.
• Kho tồn trữ urea rời: Kho này có nhiệm vụ tồn trữ urea rời ở nhiệt độ 40 – 45 oC
và độ ẩm nhỏ hơn 70%. Công suất của kho là 850 tấn có thể tồn trữ trong 35 ngày
sản xuất liên tục.
• Hệ thống định lượng đóng bao: Mỗi bao được định lượng 50 kg. Hệ thống bao
gồm nhiều thiết bị để vận hành đóng bao tự động như trạm cân, máy đóng bao,
robot xếp bao…Nhờ đó quy trình được xuyên suốt và hoạt động hiệu quả.

20


CHƯƠNG 2: XƯỞNG PHỤ TRỢ
Phân xưởng phụ trợ có chức năng cung cấp các nguồn phụ trợ cho toàn nhà máy. Nguồn phụ trợ chính là
khí, nước và hơi. Trong nhà máy Đạm Cà Mau, mỗi cụm đều có những nhiệm vụ riêng, nhưng đóng vai
trò then chốt cho sự hoạt động bình thường của thiết bị là các cụm nồi hơi phụ trợ, hệ thống sản xuất
nước demi, hệ thống nước làm mát và máy nén không khí (gồm khí nén, khí điều khiển và khí Nito).

2.1 Hệ thống phân phối khí đầu vào
Khí đầu vào được lấy từ trạm phân phối khí GDC, trước khi đi vào chu trình công nghệ, khí này được lọc
để tách phần hydrocarbon nặng và xử lý thủy ngân. Khí tự nhiên được sử dụng để cung cấp nguyên liệu
cho xưởng Amo, nhiên liệu cho nồi hơi phụ trợ và hệ thống đuốc đốt của nhà máy.

Hình 2.1: Khí tự nhiên đầu vào
Hiện tại, trạm phân phối khí GDC (Gas Distribution Center) đang trong kế hoạch chuyển đổi sang nhà máy
chế biến khí GPP (Gas Processing Plant), vì thế ít nhiều ảnh hưởng đến nguyên liệu vào của nhà máy (do
mất phần lớn nguyên liệu nặng, ảnh hưởng đến nhiệt trị của reforming và boiler).

2.2 Hệ thống sản xuất nước khử khoáng
Nước thô (nước raw) từ nhà máy nước Khánh An và U Minh được đem đi sản xuất nước khử khoáng nhờ
công nghệ trao đổi ion bằng các hạt nhựa nhằm loại bỏ các ion có mặt trong nước. Nước khử khoáng
(nước demi) được cung cấp để sản xuất hơi, nước làm mát fresh và đưa lên header.

2.2.1 Chỉ tiêu nước trong cụm demi
Chỉ tiêu chất lượng nước đầu vào:
21


Bảng 2.1: Chỉ tiêu chất lượng nước đầu vào
Chỉ tiêu
pH
Độ dẫn
Ca2+
ClSiO2
Độ cứng
Cl2
Fe hòa tan
Na+

Giá trị
6.5 8.5
< 1000
< 70
< 250
<80
< 300
< 0.1

< 0.3
< 200

Đơn vị
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l

Chỉ tiêu nước potable

Bảng 2.2: Chỉ tiêu nước potable
Chỉ tiêu
Màu
Độ đục
pH
Mùi
Vị
TDS
ClSO42Na+
Ammonia
Nitrogen (N)
Tổng vi khuẩn Coli

Giá trị

< 15
<5
6.5 8.5
Không
Không
< 1000
< 250
< 250
< 200

Đơn vị
Hazen
NTU

< 1.5

mg/l

mg/l
mg/l
mg/l
mg/l

Không phát hiện trong 100
ml mẫu ở 37 oC

Chỉ tiêu nước khử khoáng

Bảng 2.3: Chỉ tiêu nước khử khoáng
Chỉ tiêu

NH3
Urea
pH
Độ dẫn điện
ClFSiO2

Giá trị
3
3
5–9
0.2
0.15
0.6
0.02

Đơn vị
ppm
ppm
S/cm
mg/l
mg/l
ppm

22

Đơn vị
Yêu cầu phân tích khi bất thường
Yêu cầu phân tích khi bất thường
Theo kết quả phân tích định kỳ
Theo kết quả phân tích định kỳ

Yêu cầu phân tích khi bất thường
Yêu cầu phân tích khi bất thường
Theo kết quả phân tích định kỳ


Na+

0.02

ppm

Yêu cầu phân tích khi bất thường

2.2.2 Mô tả công nghệ

Hình 2.2: Hệ thống sản xuất nước sinh hoạt
Nước thô từ nhà máy nước Khánh An và U Minh được đưa vào bồn T20101 và được bơm P20101A/B
hoặc P20102A/B đưa vào hệ thống sản xuất nước potable, đầu tiên nước thô được qua thiết bị lọc than
hoạt tính để loại bỏ các tạp chất sau đó được đưa vào T20102 và được bơm P20103A/B đưa qua thiết bị
diệt khuẩn trước khi cấp đến các hộ sử dụng (là nước sử dụng cho sinh hoạt trong nhà máy).
Vì yêu cầu nghiêm ngặt về sử dụng nước trong nhà máy, nước từ nhà máy trong khu vực vẫn phải được
qua xử lý lọc than và diệt khuẩn UV. Tuy nhiên, hiện tại xưởng phụ trợ đang cho xưởng Amo mượn thiết
bị lọc than hoạt tính S20101 để thử nghiệm trong quá trình lọc dịch MDEA. Thay vào đó, nước sẽ được
lọc bằng bộ lọc than hoạt tính bên hệ thống sản xuất nước demi.

23


Hình 2.3: Hệ thống sản xuất nước demi
Nước ngưng công nghệ từ xưởng Ammonia và Urea cùng với dòng nước thô cấp vào hệ thống nước khử

khoáng, đầu tiên được dẫn qua phần lọc sau đó đến bộ phận khử ion. Nước ngưng từ xưởng urea và các
tua bin được đưa trực tiếp sang bình khử ion hỗn hợp thông qua các bình nước ngưng được vận hành
như bình đệm sau khi được lọc bằng precision filter. Nước ngưng tua bin được đưa đến bồn đầu tiên
được làm nguội xuống 43oC bằng thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm.
Phần lọc gồm 4 bộ có công suất 120m3/h. Trong vận hành bình thường, có 2 lọc chạy và 2 lọc dự phòng,
khi nước ngưng tua bin bị nhiễm với nước sông làm mát thì 3 cái chạy 1 cái dự phòng tái sinh.
Phần khử ion gồm 3 chuyền có công suất 210m 3/h có khả năng cung cấp nước trong trường hợp nước
ngưng bị nhiễm nước sông 2 cái chạy 1 cái dự phòng tái sinh.
Phần khử ion được thiết kế để xử lý dòng nước thô hay hỗn hợp nước ngưng công nghệ từ ure và
ammonia.
Phần khử ion gồm trao đổi ion dương (U20201A/B/C), trao đổi ion âm (U20202A/B/C) và khử khí
(C20201).
Trao đổi ion dạng hỗn hợp (U20203A/B/C) được thiết kế để xử lý hỗn hợp của dòng nước từ phần khử
ion và nước ngưng tuabin từ xưởng Ammonia và nước ngưng từ xưởng Urea.
Có 3 chuyền hai chạy một dự phòng được cung cấp cho trao đỗi hỗn hợp với công suất 210 m3/h mỗi
chuyền.
Nước khử khoáng thu gom về bồn nước khử khoáng (T20205) dung lượng 6368 m 3 và được 3 bơm
P20206A/B/C (2 chạy 1 dự phòng) có công suất mỗi bơm 187m 3/h cấp lên header sử dụng.

2.2.3 Quy trình rửa ngược tái sinh và trung hòa
Nhà máy Đạm Cà Mau sử dụng 3 thiết bị trao đổi cation U20201A/B/C, 1 thiết bị khử khí, 3 thiết bị trao
đổi Anion U20202A/B/C, 3 thiết bị Mix-bed độc lập U20203A/B/C (1 làm việc, 1 dự phòng, 1 tái sinh)
tương ứng với 3 dây chuyền hoạt động độc lập với nhau và mỗi thiết bị Cation, Anion, Mix-bed có thể
hoạt động độc lập với nhau so với chuyền tuỳ theo người vận hành quyết định và có thể dừng thiết bị mà
không ảnh hưởng đến chuyền đang chạy, có thể chạy thêm thiết bị trao đổi Cation, Anion, Mix-bed mà
không cần chạy thêm thiết bị trao đổi Anion nào.
Bề mặt trong của mỗi thiết bị được bảo vệ bằng 1 lớp cao su để chống hoá chất ăn mòn.
Thiết bị trao đổi Cation U20201A/B/C làm việc theo nguyên lý nước đi từ trên đỉnh thiết bị đi xuống tiếp

24

xúc trực tiếp với hạt nhựa trao đổi ion dương và thoát ra từ đáy thiết bị.
R(-SO3H)2 + Ca2+ ➞ R(-SO3H)2Ca + 2H+
R(-SO3H)2 + Mg2+ ➞ R(-SO3H)2Mg + 2H+
R-SO3H + Na+ ➞ R-SO3Na + H+
R-SO3H + K+ ➞ R-SO3K + H+
CO32-+2H+ = H2O +CO2
HCO3- + H+ = H2O + CO2
Các ion dương Ca2+, Mg2+, Na+… có trong nước bị giữ lại, nước thoát ra có nồng độ ion âm cao và độ pH
thấp, các khí hoà tan trong nước sẽ được đưa sang thiết bị khử khí. Mỗi thiết bị trao đổi Cation có công
suất 165 m3 và có năng lực xử lý 1920 m3 tương ứng với 12.8 giờ hoạt động.
Sau khi xử lý được 1920 m3 hay hết thời gian hoat động hoặc độ dẫn Na + đạt 0.5 ppm thì dừng thiết bị để
tái sinh.
Khi tái sinh hạt nhựa sử dụng Acid H2SO4 98%, được chia làm 2 bước:
Bước 1: Phun dung dịch Acid H2SO4 2% nhằm tránh tạo muối của các kim loại Ca 2+, Mg2+, Na+… hoà tan
kém bám trên bề mặt hạt nhựa làm cho hạt nhựa mất hoạt tính.
Bước 2: Phun dung dịch Acid H2SO4 4% đế tăng cường khả năng trao đổi và hoàn nguyên hạt nhựa được
hoàn toàn vì lúc này nồng độ các kim loại Ca 2+, Mg2+, Na+… còn rất ít khó có khả năng tạo thành muối
sunphat bám phủ trên bề mặt hạt nhựa. Sau khi tiến hành phun hoá chất tái sinh xong thì phải tiến hành
rửa hoá chất bằng nước đã khử khoáng.
Quá trình tái sinh cation:

R(-SO3)2Ca + 2H+ ➞ R(-SO3H)2 + Ca2+
R(-SO3)2Mg + 2H+ ➞ R(-SO3H)2 + Mg2+
R-SO3Na + H+ ➞ R-SO3H + Na+
R-SO3K + H+ ➞ R-SO3H + K+
Thiết bị trao đổi Anion U20202A/B/C làm việc theo nguyên lý nước đi từ trên đỉnh thiết bị đi xuống tiếp
xúc trực tiếp với hạt nhựa trao đổi Ion âm và thoát ra từ đáy thiết bị.

25