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

1


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

2


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

3


Mục Lục
Mục Lục.............................................................................................................................. 4
Danh mục bảng...................................................................................................................1
Danh mục hình.................................................................................................................... 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NHÀ MÁY ĐẠM CÀ MAU.............................................4
1.1 Lịch sử hình thành và phát triển.......................................................................................................4
1.2 Cơ cấu tổ chức..................................................................................................................................5
1.3 Nguyên liệu và sản phẩm..................................................................................................................6

1.3.1 Nguyên liệu......................................................................................................................6
1.3.2 Sản phẩm.........................................................................................................................6
1.4 Chức năng nhiệm vụ.........................................................................................................................6
1.5 Thiết kế nhà máy...............................................................................................................................7

1.5.1 Xưởng Phụ Trợ................................................................................................................8
1.5.2 Xưởng Ammonia..............................................................................................................9
1.5.3 Xưởng Urea...................................................................................................................14
1.5.4 Xưởng sản phẩm............................................................................................................17

CHƯƠNG 2: XƯỞNG PHỤ TRỢ.................................................................................18
2.1 Hệ thống phân phối khí đầu vào.....................................................................................................18
2.2 Hệ thống sản xuất nước khử khoáng...............................................................................................19

2.2.1 Chỉ tiêu nước trong cụm demi.......................................................................................19
2.2.2 Mô tả công nghệ............................................................................................................20
2.2.3 Quy trình rửa ngược tái sinh và trung hòa...................................................................22
2.2 Hệ thống nồi hơi phụ trợ.................................................................................................................25

2.2.1 Mô tả nồi hơi phụ trợ....................................................................................................25


2.2.2 Nguyên lý hoạt động và cấu tạo....................................................................................26
2.2.2.1 Nguyên lý hoạt động...............................................................................................................26
2.2.2.2 Cấu tạo của nồi hơi.................................................................................................................26
2.3 Hệ thống khí nén, khí điều khiển, khí Nito.......................................................................................28

2.3.1 Hệ thống khí nén, khí điều khiển...................................................................................29
2.3.1.1 Chỉ tiêu công nghệ..................................................................................................................29
2.3.1.2 Mô tả công nghệ.....................................................................................................................29

2.3.2 Cụm sản xuất Nito.........................................................................................................31
2.3.2.1 Chỉ tiêu công nghệ..................................................................................................................31
2.3.2.2 Mô tả công nghệ.....................................................................................................................31
2.4 Hệ thống nước làm mát...................................................................................................................33
2.5 Hệ thống đuốc.................................................................................................................................33
2.6 Hệ xử lý nước thải...........................................................................................................................34
2.7 Hệ thống bồn chứa Ammonia..........................................................................................................34

CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG LÀM MÁT.........................................................................35
3.1 Lý thuyết chung...............................................................................................................................35

3.1.1 Môi chất làm mát và phương pháp làm mát.................................................................35

3.1.2 Các dạng hệ thống làm mát..........................................................................................35
3.1.2.1 Hệ thống làm mát trực tiếp một lần......................................................................................35
3.1.2.2 Hệ thống làm mát tuần hoàn hở............................................................................................36
3.1.2.3 Hệ thống làm mát tuần hoàn kín............................................................................................36

3.1.3 Các bước xử lý nước.....................................................................................................37
3.1.3.1 Khử trùng nước.......................................................................................................................37
3.1.3.2 Trung hòa pH của nước..........................................................................................................39
3.1.3.3 Chống cáu cặn trong nước......................................................................................................39
3.1.3.4 Chống ăn mòn.........................................................................................................................40
3.2 Hệ thống nước trong cụm làm mát..................................................................................................40

3.2.1 Hệ thống nước sông đầu vào.........................................................................................40


3.2.2 Hệ thống làm mát bằng nước sông...............................................................................42
3.2.3 Hê thống nước sạch làm mát.........................................................................................43
3.3 Cấu tạo thiết bị trong cụm làm mát.................................................................................................44

3.3.1 Tháp làm mát (E21101 AH)..........................................................................................44
3.3.1.1 Lý thuyết chung.......................................................................................................................44
3.3.1.2 Tháp làm mát tại nhà máy Đạm Cà Mau................................................................................47

3.3.2 Trao đổi nhiệt (E21201 AJ)...........................................................................................47
3.3.2.1 Cấu tạo....................................................................................................................................48
3.3.2.2 Thiết bị trao đổi nhiệt trong nhà máy Đạm Cau Mau:...........................................................50

3.3.3 Bộ lọc chính (S21102 AJ)..............................................................................................51
3.3.4 Bộ lọc Side-stream (S21101 AF)...................................................................................52
3.3.5 Bồn giãn nỡ T21201......................................................................................................53

3.4 Các hóa chất sử dụng trong cụm.....................................................................................................53

3.4.1 Hóa chất sử dụng cho nước sông làm mát....................................................................53
3.4.1.1 Nalco 73202............................................................................................................................53
3.4.1.2 Nalco 1393..............................................................................................................................54
3.4.1.3 Javen 10%................................................................................................................................54
3.4.1.4 H2SO4.......................................................................................................................................54

3.4.2 Hóa chất sử dụng cho nước Fresh................................................................................55
3.4.2.1 Nalco 7330..............................................................................................................................55
3.4.2.2 TRAC 109.................................................................................................................................55


Danh mục bảng
Bảng 2.1: Chỉ tiêu chất lượng nước đầu vào.....................................................................19
Bảng 2.2: Chỉ tiêu nước potable........................................................................................19
Bảng 2.3: Chỉ tiêu nước khử khoáng................................................................................20
Bảng 2.4: Chỉ tiêu công nghệ hệ thống khí nén................................................................29
Bảng 2.5: Chỉ tiêu công nghệ hệ thống khí điều khiển......................................................29
Bảng 2.5: Chỉ tiêu khí Nito...............................................................................................31
Bảng 3.1: Giá trị kiểm soát nước sông đầu vào.................................................................40
Bảng 3.2: Giá trị kiểm soát nước sông đầu ra...................................................................41

1


Danh mục hì
Hình 1.1: Nhà máy Đạm Cà Mau.......................................................................................4
Hình 1.2: Sơ đồ cơ cấu tổ chức...........................................................................................5
Hình 1.3: Sơ đồ thiết kế nhà máy Đạm Cà Mau.................................................................8

Hình 1.5: Thiết bị hydro hóa và hấp phụ lưu huỳnh..........................................................10
Hình 1.6: Thiết bị reforming sơ cấp và reforming thứ cấp................................................11
Hình 1.7: Thiết bị chuyển hóa CO....................................................................................12
Hình 1.8: Hệ thống hấp thụ CO2.......................................................................................12
Hình 1.9: Thiết bị metan hóa............................................................................................13
Hình 1.10: Cụm tổng hợp ammonia..................................................................................14
Hình 1.11: Sơ đồ khối phân xưởng urea............................................................................15
Hình 1.12: Thiết bị tổng hợp urea.....................................................................................15
Hình 1.13: Cô đặc urea.....................................................................................................16
Hình 1.14: Sơ đồ khối cụm tạo hạt....................................................................................17
Hình 2.1: Khí tự nhiên đầu vào.........................................................................................18
Hình 2.2: Hệ thống sản xuất nước sinh hoạt.....................................................................21
Hình 2.3: Hệ thống sản xuất nước demi............................................................................22
Hình 2.4: Thiết bị nồi hơi..................................................................................................25
Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của nồi hơi phụ trợ.................................................26
Hình 2.6: Sơ đồ khối cấu tạo của hệ thống nồi hơi phụ trợ...............................................27
Hình 2.7: Lưu trình sản xuất khí nén................................................................................30
Hình 2.8: Lưu trình sản xuất khí điều khiển......................................................................30
Hình 2.9: Hệ thống đuốc tổng hợp....................................................................................33
Hình 2.10: Bồn chứa Ammoniac.......................................................................................34
Hình 3.1: Quan hệ giữa thành phần HOCl và ClO- và giá trị pH của môi trường.............38
Hình 3.2: Sơ đồ hệ thống nước sông đầu vào....................................................................41
Hình 3.3: Sợ đồ hệ thống làm mát băng nước sông..........................................................42
Hình 3.4: Sơ đồ hệ thống trao đổi nhiệt............................................................................44

2


Hình 3.5: Tháp làm mát....................................................................................................46
Hình 3.6: Tháp làm mát....................................................................................................47

Hình 3.7: Cấu tạo tấm bảng trong thiết bị trao đổi dạng tấm............................................48
Hình 3.8: Cấu tạo thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm (PHE).................................................49
Hình 3.9: Hệ thống trao đổi nhiệt nước Fresh-River nhà máy Đạm Cà Mau....................50
Hình 3.10: Bộ lọc chính nhà máy Đạm Cà Mau...............................................................51
Hình 3.11: Bộ lọc Side-stream..........................................................................................52
Hình 3.12: Bồn giãn nở trong nhà máy Đạm Cà Mau.......................................................53
Y

3


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.

4

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 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.

5


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 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.
6


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
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:

7


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.
 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.

8


 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.
 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 NH3 và thu hồi khí CO2 cung cấp cho xưởng

9


Urea. Phân xưởng được thiết kế với 8 cụm chính đó là cụm Khử lưu huỳnh, Reforming,
Chuyển hóa CO, Tách CO2, 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.

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
10


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 N2/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%.

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%.

11


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.

Hình 1.8: Hệ thống hấp thụ CO2

12


 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 CO2 thành methane (khí trơ đối với phản ứng tổng hợp NH3). Thành phần
khí ra khỏi cụm chứa 10 ppm CO và CO2.

Hình 1.9: Thiết bị metan hóa
 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.

13


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 CO2 và NH3 lỏng đến từ xưởng
Ammonia. Sau khi được tổng hợp, phân giải carbamate và thu hồi NH3 - 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:

14


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

15


Hình 1.12: Thiết bị tổng hợp urea
 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.

16


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.

17


 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.

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

18