Báo cáo thực tập nhà máy đạm phú mỹ, xưởng amonia

MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG...............................................................................................i
DANH MỤC HÌNH ẢNH.....................................................................................ii
CHƯƠNG: MỞ ĐẦU............................................................................................1
CHƯƠNG 1: GIỚI THỆU VỀ NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ.................................3
1.1 Lịch sử hình thành và phát triển.......................................................................3
1.2 Sơ đồ tổ chức và bố trí nhân sự........................................................................5
1.3 An toàn lao động..............................................................................................7
1.3.1 Các loại biển báo cần phải chú ý khi đi vào khu vực Nhà máy..................7
1.3.2 Nội quy ra vào............................................................................................7
1.3.3 Nội quy phòng cháy chữa cháy..................................................................8
1.3.4 Nội quy làm việc........................................................................................8
1.4 Các phân xưởng chính của nhà máy.................................................................9
1.4.1 Xưởng amonia............................................................................................9
1.4.2 Xưởng urea..............................................................................................10
1.4.3 Xưởng phụ trợ..........................................................................................12
1.4.4 Các xưởng khác........................................................................................13
CHƯƠNG 2: PHÂN XƯỞNG AMONIA............................................................14
2.1 Vị trí của phân xưởng Amonia:.......................................................................14
2.2 Mục đích của phân xưởng Amonia:................................................................14
2.3 Nguồn nguyên liệu, nhiên liệu và sản phẩm cho phân xưởng:........................14
2.3.1 Nguyên liệu cho quá trình tổng hợp:........................................................14
2.3.2 Nguồn nhiên liệu:.....................................................................................16
2.3.3 Sản phẩm của quá trình tổng hợp:............................................................17
CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ XƯỞNG AMONIA................................................18
3.1 Sơ đồ công nghệ.............................................................................................18
3.2 Khử Lưu huỳnh..............................................................................................19
3.2.1 Mô tả công nghệ tổng quát.......................................................................19
3.2.2 Hydro hoá................................................................................................20
3.2.3 Hấp phụ H2S.............................................................................................23
3.3 Công đoạn Reforming....................................................................................24

3.3.1 Mô tả công nghệ tổng quát.......................................................................24
3.3.2 Reformer sơ cấp.......................................................................................26
3.3.3 Reformer thứ cấp......................................................................................28
3.3.4 Thu hồi nhiệt thừa....................................................................................30
3.3.5 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình reforming..........................................31
3.4 Chuyển hoá CO..............................................................................................32
3.4.1 Mô tả công nghệ tổng quát.......................................................................32
1


3.4.2 Thiết bị chuyển hoá CO nhiệt độ cao.......................................................33
3.4.3 Thiết bị chuyển hoá CO nhiệt độ thấp......................................................36
3.4.4 Thu hồi nhiệt thừa....................................................................................40
3.4.5 Một số vấn đề khi vận hành.....................................................................40
3.5 Công đoạn tách CO2.......................................................................................41
3.5.1 Mô tả công nghệ tổng quát.......................................................................41
3.5.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến cụm tách CO2.................................................46
3.6 Công đoạn metan hoá.....................................................................................48
3.6.1 Mô tả công nghệ tổng quát.......................................................................48
3.6.2 Thiết bị Methane hoá...............................................................................49
3.7 Công đoạn tổng hợp Amonia..........................................................................51
3.7.1 Mô tả công nghệ.......................................................................................51
3.7.2 Chu trình tổng hợp...................................................................................52
3.7.3 Các khí trơ/khí phóng không....................................................................55
3.7.4 Xúc tác.....................................................................................................56
3.7.5 Làm lạnh..................................................................................................57
3.7.6 Thu hồi amonia........................................................................................60
3.8 Công nghệ chung của cụm thu hồi CO2..........................................................61
3.8.1 Mô tả công nghệ.......................................................................................61
3.8.2 Công đoạn làm nguội khói thải................................................................62

3.8.3 Công đoạn thu hồi CO2............................................................................62
CHƯƠNG 4: CÁC SỰ CỐ XƯỞNG AMONIA (SỰ CỐ TIÊU BIỂU)...............65
4.1 Các sự cố về bơm...........................................................................................65
4.1.1 Sự cố Trip bơm 10-P-3001 A/B................................................................65
4.1.2 Sự cố Trip bơm khác................................................................................66
4.2 Các sự cố máy nén..........................................................................................66
4.2.1 Sự cố Trip máy nén 10-K-4011................................................................66
4.2.2 Sự cố Trip máy nén khác.........................................................................68
4.3 Các sự cố khác................................................................................................68
4.3.1 Sự cố mất nước sông................................................................................68
4.3.2 Sự cố khác................................................................................................69
CHƯƠNG 5: CÁC CHỈ TIÊU PHÂN TÍCH XƯỞNG AMONIA.......................70
CHƯƠNG: KẾT LUẬN.......................................................................................78
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................79

2


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Yêu cầu kỹ thuật đối với khí tự nhiên..........................................................15
Bảng 3.1: Thành phần dòng nguyên liệu vào quá trình reforming...............................24
Bảng 3.2: Xúc tác Reforming sơ cấp...........................................................................27
Bảng 3.3: Xúc tác SK-201-2........................................................................................33
Bảng 3.4: Xúc tác chuyển hóa CO nhiệt độ thấp.........................................................36
Bảng 3.5: Thành phần dung dịch.................................................................................46
Bảng 3.6: Xúc tác và chất đầu độc xúc tác...................................................................57
Bảng 3.7: Thiết bị trong làm lạnh và thu hồi Amonia..................................................58
Bảng 5.1: Chỉ tiêu và kết quả phân tích xưởng Amonia...............................................70

1

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Nhà máy Đạm Phú Mỹ..................................................................................3
Hình 1.2: Mặt bằng nhà máy..........................................................................................5
Hình 1.3: Các phòng ban trong nhà máy Đạm Phú Mỹ.................................................5
Hình 1.4: Cách bố trí nhân sự trong nhà máy đạm Phú Mỹ...........................................6
Hình 1.5: Cách bố trí nhân sự trong nhà máy đạm Phú Mỹ...........................................6
Hình 1.6: Hệ thống biển báo an toàn bảo hộ lao động...................................................7
Hình 1.7: Cụm thiết bị phân xưởng Amoniac................................................................9
Hình 1.8: Cụm thiết bị phân xưởng Urea.....................................................................10
Hình 1.9: Một góc phân xưởng phụ trợ........................................................................12
Hình 2.1: Vị trí của phân xưởng Amonia.....................................................................14
Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ của quá trình sản xuất NH3...............................................18
Hình 3.2: Thiết bị Hydro hoá, 10-R-2001 và hai thiết bị hấp phụ Sulphur 10-R2002A/B...................................................................................................................... 20
Hình 3.3: Trạng thái xúc tác CoMoSx.........................................................................21
Hình 3.4: Thiết bị Reforming sơ cấp............................................................................27
Hình 3.5: Thiết bi Reforming thứ cấp..........................................................................29
Hình 3.6: Thiết bị chuyển hoá CO nhiệt độ cao...........................................................35
Hình 3.7: Thiết bị chuyển hoá CO nhiệt độ thấp..........................................................38
Hình 3.8: Tháp hấp thụ hai cấp T-3002........................................................................43
Hình 3.9: Tháp tách áp suất cao V-3002......................................................................44
Hình 3.10: Tháp tách áp suất thấp V-3001...................................................................44
Hình 3.11: Tháp chưng cất T-3001...............................................................................45
Hình 3.12: Thiết bị metan hóa.....................................................................................50
Hình 3.13: Mặt cắt thiết bị tổng hợp NH3....................................................................54

2

CHƯƠNG: MỞ ĐẦU
Đối với một nước nông nghiệp như Việt Nam, việc cung ứng các sản phẩm như
phân bón, thuốc trừ sâu,…phục vụ cho việc sản xuất nông nghiệp là vô cùng quan
trọng. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, việc sử dụng nguồn khí thiên
nhiên (Natural Gas) để sản xuất phân đạm đang được áp dụng rất rộng rãi. Với trữ
lượng nguồn khí khá dồi dào, cùng với nhu cầu phân bón ngày càng tăng, Đảng và
Nhà nước ta đã sớm xác định việc xây dựng và phát triển các cụm dự án Khí – Điện –
Đạm.
Nhà máy đạm Phú Mỹ là nhà máy phân bón lớn và hiện đại đầu tiên của Tổng
công ty dầu khí Việt nam, đảm bảo sự ổn định và chủ trương cung cấp phân đạm cho
phát triển nông nghiệp, góp phần quan trọng đảm bảo an ninh lương thực, thực hiện
công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước.
Nhà máy Đạm Phú Mỹ thuộc Tổng công ty Phân bón và Hóa chất Dầu khí, sử
dụng công nghệ của hãng Haldor Topsoe của Đan Mạch để sản xuất khí Amoniac và
công nghệ của hãng Snamprogetti của Italya để sản xuất phân Urê. Đây là các công
nghệ hàng đầu trên thế giới về sản xuất phân đạm với dây chuyền khép kín, nguyên
liệu chính đầu vào là khí thiên nhiên, không khí, đầu ra là Ammoniac và Urê. Chu
trình công nghệ khép kín cùng với việc tự tạo điện năng và hơi nước giúp nhà máy
hoàn toàn chủ động trong sản xuất kể cả khi lưới điện quốc gia có sự cố hoặc không đủ
điện cung cấp.
Hiện nay, Tổng Công ty đang cung cấp cho thị trường trong nước khoảng 40%
nhu cầu phân đạm urea (tổng nhu cầu sử dụng phân đạm urea cả nước bình quân
khoảng 1.6 – 1.8 triệu tấn/năm) và 40% nhu cầu Amonia lỏng được sản xuất từ nhà
máy Đạm Phú Mỹ.
Nhiệm vụ của em trong đợt thực tập này: Kiến thức chuyên sâu về kỹ thuật liên
quan đến lĩnh vực công nghệ kỹ thuật hóa học của nhà máy Đạm Phú Mỹ. Thời gian
thực tập tại nhà máy từ ngày 17/12/2018 đến ngày 17/01/2019, em đã nhận được sự hỗ
trợ nhiệt tình từ phía nhà trường và đơn vị hướng dẫn thực tập. Chúng em xin chân
1

thành cảm ơn anh chị công nhân viên và ban lãnh đạo nhà máy đã tạo điều kiện để
chúng em hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình.
Trong quá trình hoàn thành báo cáo, với vốn kiến thức còn hạn chế nên báo cáo
trình bày không thể tránh khỏi những sai sót. Kính mong được sự quan tâm và đóng
góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn đọc để bài báo cáo thực tập tốt nghiệp của em
được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cám ơn.
Phú Mỹ, ngày 17 tháng 12 năm 2018
Họ và tên sinh viên

Nguyễn Hải Sơn

2


CHƯƠNG 1: GIỚI THỆU VỀ NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ
1.1 Lịch sử hình thành và phát triển

Hình 1.1: Nhà máy Đạm Phú Mỹ
Đối với bất kỳ một quốc gia nào, nền Nông nghiệp luôn đóng vai trò rất quan
trọng trong nền kinh tế. Một nền nông nghiệp phát triển, không những cung cấp lương
thực, thực phẩm phục vụ con người, mà còn cung cấp các nguồn nguyên liệu quan
trọng cho ngành Công nghiệp như: mía (đường), cà phê, hồ tiêu (chế biến xuất khẩu),
sắn (chế biến bột ngọt),.... Đối với Việt Nam chúng ta, khi mà gần 65% dân số hiện
đang sống dựa vào ngành Nông nghiệp, và đặc biệt, thế giới biết đến Việt Nam như là
một cường quốc Nông nghiệp ở Châu Á, khi chúng ta có rất nhiều mặt hàng nông
nghiệp xuất khẩu hàng đầu, điển hình có thể kể ra như lúa gạo, cà phê, cao su, hồ tiêu,
…thì việc cung cấp các trang thiết bị, vật tư, phân bón phục vụ bà con nông dân, phục
vụ sản xuất nông nghiệp trở nên vô cùng quan trọng.

Thật là nghịch lý, khi chúng ta có những điều kiện thuận lợi để canh tác nông
nghiệp, con người Việt Nam nổi tiếng cần cù, chăm chỉ, nhưng nền Nông nghiệp
chúng ta lại chậm phát triển so với các nước bạn xung quanh như: Thái Lan,
Philippine, Malaysia,…Một trong những nguyên nhân có thể kể đến là do nền công
nghiệp Hoá chất phục vụ cho Nông nghiệp của chúng ta chưa phát triển; để phục vụ
3


nhu cầu trong nước, chúng ta phải nhập khẩu phân bón, thuốc trừ sâu, hoá chất xử lý,
…Đồng bằng sông Cửu Long, vựa lúa của cả nước, có thời, phải nhập khẩu 100%
phân bón từ Thái Lan, Trung Quốc để phục vụ sản xuất nông nghiệp.
Nhận thấy sự bất cập đó, cũng như để khai thác nguồn khí tài nguyên vô giá ở
các mỏ khí ngoài Biển Đông, Đảng và Nhà nước ta đã đưa ra các chủ trương, chính
sách, dự án với mục đích là tận dụng nguồn khí thiên nhiên ở các mỏ Bạch Hổ, Trũng
Cửu Long, Nam Côn Sơn để sản xuất phân bón, trong đó, quan trọng là phân Urea. Và
dự án xây dựng Nhà máy Đạm Phú Mỹ ra đời từ đó, Nhà máy là một trong những
khâu quan trọng nhất trong chương trình Khí – Điện – Đạm, bên cạnh Nhà máy Đạm
Cà Mau.
Nhà máy Đạm Phú Mỹ là nhà máy phân bón lớn và hiện đại đầu tiên của Tổng
công ty dầu khí Việt Nam, nhằm đảm bảo sự ổn định và chủ động cung cấp phân đạm
cho phát triển nông nghiệp, góp phần quan trọng đảm bảo an ninh lương thực, thực
hiện sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước.
Hợp đồng EPCC xây dựng Nhà máy đạm Phú Mỹ giữa Tổng Công ty dầu khí
Việt Nam và Tổ hợp nhà thầu Technip/SamSung, Hợp đồng chuyển giao công nghệ
sản xuất Amonia với Haldor Topsoe và công nghệ sản xuất Urea với Snamprogetti
ngày 15/06/2001 là cơ sở cho các bên triển khai thực hiện nghĩa vụ của mình nhằm
xây dựng Nhà máy sản xuất phân đạm Phú Mỹ hiện đại và đạt tiêu chuẩn Quốc tế.
-

Khởi công xây dựng nhà máy: 03/2001.

-

Ngày nhận khí vào nhà máy: 24/12/2003.

-

Ngày ra sản phẩm amoniac đầu tiên: 04/2004.

-

Ngày ra sản phẩm ure đầu tiên: 04/06/2004.

-

Ngày bàn giao sản xuất cho chủ đầu tư: 21/09/2004

-

Ngày khánh thành nhà máy: 15/12/2004

Nhà máy sản xuất phân đạm Phú Mỹ được xây dựng trong Khu công nghiệp Phú
Mỹ – Huyện Tân Thành – Tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu với diện tích qui hoạch 63 ha. Vị trí

4


Nhà máy được thể hiện trong Chứng chỉ Qui hoạch số 07/2001/BQL – CCQH do Ban
QL các KCN Bà Rịa - Vũng Tàu cấp ngày 12/03/2001

Hình 1.2: Mặt bằng nhà máy
1.2 Sơ đồ tổ chức và bố trí nhân sự
Các phòng ban trong nhà máy Đạm Phú Mỹ:

Hình 1.3: Các phòng ban trong nhà máy Đạm Phú Mỹ

5


Cách bố trí nhân sự trong nhà máy đạm Phú Mỹ:

Hình 1.4: Cách bố trí nhân sự trong nhà máy đạm Phú Mỹ

Hình 1.5: Cách bố trí nhân sự trong nhà máy đạm Phú Mỹ
Bố trí nhân sự trong nhà máy:
-

Khối BD: 4 xưởng (X.SCCK, X.Điện, X.GCCT, X.ĐL- TĐH)
6


-

Khối VH: 4 xưởng (X.Ure, X.Amo, X.Phụ trợ, X.Sản phẩm)

Tổng số CBCNV : 846 người (trong đó nữ : 147, nam: 699)
Trình độ lao động hiện nay tại Nhà máy:
-

Tiến sỹ: 01 (chiếm 0,12%)

-

Thạc sỹ: 16 (chiếm 1,89%)

-

ĐH: 299 (chiếm 35,30%)

-

CĐ: 65 (chiếm 7,67%)

-

Trung cấp: 85 (chiếm 10,04%)

-

Sơ cấp: 04 (chiếm 0,47%)

-

CNKT: 335 (chiếm 39,55%)

-

LĐPT : 42 (chiếm 4,96%)

1.3 An toàn lao động

1.3.1 Các loại biển báo cần phải chú ý khi đi vào khu vực Nhà máy

Hình 1.6: Hệ thống biển báo an toàn bảo hộ lao động
1.3.2 Nội quy ra vào
-

Không phận sự miễn vào.

7


-

Khi vào phải có Giấy phép do BGĐ đơn vị liên quan cấp.

-

Khi vào phải đeo phù hiệu và có bảo hộ lao động đầy đủ.

-

Không đem theo các vật dụng, vật liệu có khả năng gây lửa như: vũ khí, diêm
quẹt, hóa chất, điện thoại di động, máy ảnh, máy quay phim, thiết bị điện, động
cơ,…

-

Cấm hút thuốc và các hoạt động tạo lửa, không tự do đi lại.

-

Không tự tiện tác động vào thiết bị.

-

Mọi hoạt đông phải theo hướng dẫn của cán bộ vận hành.

1.3.3 Nội quy phòng cháy chữa cháy
-

Không hút thuốc và các hoạt động gây lửa.

-

Không đem theo các vật dụng, vật liệu có khả năng gây lửa như: vũ khí, diêm
quẹt, hóa chất, điện thoại di động, máy ảnh, máy quay phim, thiết bị điện, động
cơ,…

-

Không đi giày đinh.

-

Nắm bắt hiệu lệnh báo động va các lối thoát nguy hiểm.

1.3.4 Nội quy làm việc
-

Tuân thủ nội quy ra vào.

-

Có giấy chứng nhận đã qua hướng dẫn an toàn về BHLĐ do Phòng AT-CL cấp.

-

Không hút thuốc, không nấu nướng.

-

Không làm mất vệ sinh môi trường.

-

Không uống rượu hoặc dùng chất kích thích trong khi làm việc.

-

Không ẩu đả, không đánh bài, chơi cờ hoặc nằm ngủ trong giờ làm việc.

-

Không làm việc riêng hoặc tự ý bỏ vị trí làm việc.

-

Mọi công việc nguy hiểm đều phải có quy trình và giấy phép làm việc.

8

-

Người thực hiện công việc phải tuân thủ quy trình kỹ thuật và các yêu cầu trong
giấy phép đã duyệt.

-

Trang bị bảo hộ lao động đầy đủ và đeo phù hiệu khi làm việc.

-

Không có nhiêm vụ tuyệt đối không tự tiện tác động vào hệ thống.

-

Nếu thấy nguy cơ không an toàn hoặc có sự cố, tai nạn phải cấp báo ngay cho
cấp trên hoặc các đơn vị có thẩm quyền, chức năng để xử lý.

1.4 Các phân xưởng chính của nhà máy
1.4.1 Xưởng amonia

Hình 1.7: Cụm thiết bị phân xưởng Amoniac
Với mục đích là sản xuất NH3 và CO2 làm nguyên liệu để tổng hợp Urea, gồm
các công đoạn sau:
-

Công đoạn khử lưu huỳnh (Hydrodesulfurization): Chuyển hóa hợp chất của
lưu huỳnh từ dạng hữu cơ (mercaptan) thành lưu huỳnh vô cơ (khí H 2S). Sau

đó, H2S được hấp phụ bằng ZnO trong tháp hấp thụ R-2002 A/B.

-

Công đoạn Reforming: Gồm có Reforming sơ cấp và Reforming thứ cấp, nhằm
chuyển hóa toàn bộ khí tự nhiên thành khí tổng hợp (CO và H2).

-

Công đoạn chuyển hóa CO ở nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp: Chuyển hóa gần
như hoàn toàn CO thành CO2.
9


-

Công đoạn khử CO2:Dùng phương pháp hấp thụ sử dụng dung môi MDEA,
nhằm chuẩn bị hỗn hợp khí H2 và N2 để tổng hợp Amonia và cung cấp khí
nguyên liệu CO2 cho quá trình tổng hợp Urea.

-

Công đoạn Methane hóa: Nhằm chuyển hóa phần dư khí CO và CO 2 còn lại
trong khí tổng hợp để khỏi gây ngộ độc cho chất xúc tác trong thiết bị tổng hợp
ở quá trình sau.

-

Công đoạn tổng hợp NH3: Nhằm cung cấp NH 3 cho quá trình tổng hợp Urea.
Phản ứng tổng hợp được tiến hành trong thiết bị phản ứng dưới tác dụng của

xúc tác Fe, các oxit của Fe, kèm theo một chu trình lạnh nhằm thu NH 3 tinh
khiết.

1.4.2 Xưởng urea
Xưởng này có chức năng tổng hợp Amonia và CO2 thành dung dịch urea. Dung
dịch urea sau khi đã được cô đặc trong chân không sẽ được đưa đi tạo hạt. Quá trình
tạo hạt được thực hiện bằng phương pháp đối lưu tự nhiên trong tháp tạo hạt cao 105m
(với chiều cao làm việc hữu ích là 97m). Phân xưởng urea có thể đạt công suất tối đa
2.385tấn/ngày.

Hình 1.8: Cụm thiết bị phân xưởng Urea
Urea là sản phẩm được tạo thành qua phản ứng tổng hợp amonia lỏng và khí CO 2
bao gồm các công đoạn cơ bản sau:
10


-

Công đoạn nén CO2: Khí CO2 (0.18 bar, 450C) ở xưởng Amonia được đưa qua
hệ thống máy nén để đạt điều kiện tối ưu cho phản ứng tổng hợp amoni
cacbamat (157 bar, >1000C).

-

Tổng hợp urea và thu hồi NH3, CO2 cao áp: NH3 được nén lên áp suất 24 bar, từ
xưởng amonia chỉ có 5 bar. Urea là sản phẩm được tạo thành qua phản ứng tổng
hợp amonia lỏng và khí CO2. Trong tháp tổng hợp urea, amonia và CO 2 phản
ứng tạo thành amoni cacbamat tại nhiệt độ 188-190 0C và áp suất 152-157 bar,
một phần amoni cacbamat tách nước tạo thành urea. Các phản ứng xảy ra như
sau:

2NH3 + CO2 

NH2COONH4

+ 32560 kcal/kmol amoni cacbamat (Ở 1.033 kg/cm2, 250C)


NH2-COO-NH4

NH2-CO-NH2 + H2O

- 4200 kcal/kmol urea (Ở 1.033 kg/cm2, 250C)
-

Phân hủy cacbamat và thu hồi NH 3, CO2 trung và thấp áp: Sự phân hủy được
xúc tiến bằng cách gia nhiệt và tách CO 2 bằng cách cho bay hơi lượng dư NH 3,
ở mức áp suất thấp hơn so với áp suất phản ứng urea . Trung áp: 19.5 bar, ở
140-1600C và thấp áp 4 bar, ở 151 0C. Phản ứng phân huỷ là phản ứng ngược
chiều với phản ứng ở trên.
NH2-COO-NH4



2 NH3 + CO2 (-4200 Kcal/kmol).

Biuret là sản phẩm phụ không mong muốn được hình thành do phản ứng của 2
mole urea với sự tạo thành NH3, theo phản ứng sau:
2(NH2-CO-NH2)
-



NH2-CO-NH-CO-NH2 + NH3

Cô đặc: Phương pháp đơn giản nhất và được sử dụng rộng rãi nhất là cô đặc
trực tiếp, thực chất là gia nhiệt dung dịch dưới áp suất chân không để tách nước.
Cô đặc trực tiếp được vận hành trên cơ sở áp suất hơi cân bằng của dung dịch
urea.

11


-

Tạo hạt urea: Urea nóng chảy được phun trong tháp tạo hạt bằng gàu tạo hạt
(kiểu tuttle). Hạt urea nóng chảy từ gàu tạo hạt rơi dọc theo tháp tạo hạt bằng
gió tự nhiên, đóng rắn và làm lạnh khi tiếp xúc với dòng không khí ngược
chiều.

-

Xử lý nước thải: Cụm xử lý nước ngưng quá trình chủ yếu gồm một tháp chưng
để làm sạch nước ngưng quá trình và một thiết bị thủy phân để phân hủy lượng
nhỏ urea cuối cùng được tách ra trong phần dưới của tháp chưng thành NH 3 và
CO2.

1.4.3 Xưởng phụ trợ

Hình 1.9: Một góc phân xưởng phụ trợ
Xưởng Phụ trợ là một trong 3 xưởng công nghệ chính của nhà máy đạm Phú Mỹ.

Tại đây sản xuất điện, hơi nước trung 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 2 xưởng công nghệ amonia 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 amonia) 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.
Xưởng phụ trợ gồm các cụm công nghệ chính:
12


-

Hệ thống nước thô, nước sinh hoạt và nước cứu hỏa

-

Cụm sản xuất nước khử khoáng.

-

Cụm sản xuất nước làm mát công nghệ hay còn gọi là cụm nước sông –
nước lạnh làm mát.

-

Hệ thống sản xuất khí nén, khí điều khiển – Nitơ.

-

Hệ thống chứa Amonia và hệ thống đốt đuốc.

-

Hệ thống xử lý nước thải.

-

Hệ thống cung cấp khí nguyên – nhiên liệu.

-

Hệ thống cấp lò hơi và hóa chất lò hơi.

-

Hệ thống lò hơi phụ trợ.

-

Hệ thống lò hơi nhiệt thừa.

-

Mạng phân bố hơi (cao, trung, thấp áp) của nhà máy đạm Phú Mỹ.

1.4.4 Các xưởng khác
Các xưởng điện, sữa chữa cơ khí, tự động hóa, sản phẩm, phòng KCS…là những
xưởng phụ trong nhà máy, góp phần làm hoàn thiện hơn các quy trình trong sản xuất,
giúp kiểm soát các quá trình cũng như khắc phục các sự cố xảy ra trong suốt quá trình

vận hành nhà máy, các xưởng cũng đóng góp vào quá trình cải tiến công nghệ, đưa ra
các giải pháp tiên tiến hơn cho hoạt động của nhà máy.

13


CHƯƠNG 2: PHÂN XƯỞNG AMONIA
2.1 Vị trí của phân xưởng Amonia:

Hình 2.10: Vị trí của phân xưởng Amonia
2.2 Mục đích của phân xưởng Amonia:
Cung cấp NH3 cho phân xưởng Urea
Cung cấp H2 cho phân xưởng Urea
Sản xuất NH3 thương mại đưa vào bể chứa.
Phân xưởng Ammonia vận hành theo công nghệ Haldor Topsoe, với công suất
1350 tấn Ammonia/ ngày.
2.3 Nguồn nguyên liệu, nhiên liệu và sản phẩm cho phân xưởng:
2.3.1 Nguyên liệu cho quá trình tổng hợp:
Khí thiên nhiên (Natural Gas) :
Nguồn nguyên liệu chủ yếu cho phân xưởng là khí thương phẩm từ nhà máy chế
biến khí Dinh Cố (Dinh Co Gas Plant)
Thành phần khí nguyên liệu như sau: ngoài Methane (CH4) là chủ yếu (~ 84%
mol) ngoài ra còn có Etane (C2H6), Propane (C3H8) và Butane (C4H10).

14


Bảng 2.1: Yêu cầu kỹ thuật đối với khí tự nhiên
Chỉ tiêu kỹ thuật

AMF

GPP

Nhiệt độ (oC) tại giao diện

18  36

18  36

Áp suất (barg) tại giao diện

25.0 (tối đa 40)

25.0 (tối đa 40)

24.5 (tối đa 39.2)

24.5 (tối đa 39.2)

Điểm sương (oC) ở 25 barg

-1

-42

Khối lượng phân tử (g/mol)

20.65

18.68

Giá trị nhiệt tổng (MJ/Nm3)

46.92

42.85

Thành phần

AMF

GPP

1

C1

78.9813

83.3113

2

C2

12.2025

14.5668

3

C3

5.7575

1.5965

4

i – C4

1.0255

0.1077

5

n – C4

1.2753

0.1091

6

i – C5

0.1818

0.0127

7

n – C5

0.1678

0.012

8

C6

0.09

0.0051

9

N2

0.3034

0.2647

10

CO2

0.0149

0.0141

11

H2 O

-

-

Nguồn N2 :
Khí Nitơ lấy từ không khí; Nitơ (N 2) là chất khí không màu, không mùi, không
vị, chiếm khoảng 78% thể tích trong khí quyển, có T s = -195,80C, Tnc= -219,860C, ít
tan trong nước và các dung môi hữu cơ, không duy trì sự sống và sự cháy. Trong nhà
máy Đạm Phú Mỹ, Nitơ là nguyên liệu để tổng hợp NH 3. Quá trình đưa khí N2 vào chu
15


trình tổng hợp NH3 được thực hiện ở công đoạn Reforming thứ cấp, khi người ta đưa
không khí vào để đốt cháy một phần khí nhiên liệu, đồng thời cung cấp lượng N2.
Nguồn H2 :
Hydro (H2) là một chất khí không màu, không mùi ở điều kiện thường, T nc= –
259,10C, Ts = –252,60C. Khí Hydro nhẹ có độ linh động lớn dễ khuyếch tán qua các
thành kim loại như Ni, Pt, Pd …, chính nhờ đặc điểm này mà trong Công nghệ của
Nhà máy, người ta sử dụng chủ yếu các xúc tác trên cho các phản ứng có mặt của H 2,
mà điển hình là các phản ứng Hydrodesulfurization và phản ứng tổng hợp NH 3 từ N2
và H2. Trong nhà máy Đạm Phú Mỹ, Hydro được tạo ra nhờ phản ứng Reforming khí
thiên nhiên bằng hơi nước, hydro là nguyên liệu để tổng hợp NH3.

Nguồn CO2 :Khí CO2 là chất khí không màu, nặng hơn không khí, không duy trì
sự sống động vật nhưng là chất duy trì sự sống thực vật trong quá trình quang hợp.
Trong nhà máy Đạm Phú Mỹ, CO 2 là nguyên liệu để tổng hợp Urea, được điều chế từ
công đoạn Reforming khí thiên nhiên. Ngoài ra, để tăng năng suất của phân xưởng sản
xuất Urea, nhà máy còn thiết kế tháp hấp thụ thu hồi khí CO2 từ ống khói thải.
2.3.2 Nguồn nhiên liệu:
Đối với phân xưởng Amonia, lượng nhiệt cần cung cấp là rất lớn. Lượng nhiệt
được cấp cho các phản ứng, cho các thiết bị gia nhiệt. Do trong quá trình vận hành
phân xưởng, người ta có lắp đặt các thiệt bị như nồi hơi nhiệt thừa, thiết bị trao đổi
nhiệt (Heat Exchanger) nên đã tận dụng triệt để được nguồn nhiệt thừa
Việc tận dụng nhiệt thừa đã góp phần tăng năng suất của phân xưởng, đồng thời
tiết kiệm được nhiên liệu, bảo vệ môi trường sinh thái.
Ngoài ra, phân xưởng Amonia còn sử dụng một lượng lớn hơi nước để phục vụ
cho quá trình đun nóng, cấp cho các chu trình nhiệt.
2.3.3 Sản phẩm của quá trình tổng hợp:
Amoniac NH3 tổng hợp, chủ yếu dùng để sản xuất Urea (NH 2)2CO, lượng còn dư
đưa về bồn chứa (Tank).

16


Công suất của phân xưởng Amonia đạt khoảng 1350 tấn NH 3/ngày (tương đương
khoảng 422.598 tấn/ năm). Dòng khí NH3 sản phẩm có thành phần chủ yếu như sau:
NH3 (%wt)

99,8 min.

H2O (%wt)

0,2 max

Oil (ppm wt) 5 max.

17


CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ XƯỞNG AMONIA
3.1 Sơ đồ công nghệ

Hình 3.11: Sơ đồ công nghệ của quá trình sản xuất NH3
R-2001: Thiết bị Hydro hóa
R-2002A/R-2002B: Hai thiết bị hấp phụ Sulphur
H-2001: Thiết bị Reformer sơ cấp
R-2003: Thiết bị Reformer thứ cấp
R-2004: Thiết bị chuyển hoá CO nhiệt độ cao
R-2005: Thiết bị chuyển hoá CO nhiệt độ thấp
T-3002: Tháp hấp thụ CO2
V-3002: Bình tách cao áp
V-3001: Bình tách thấp áp
T-3001: Tháp chưng cất
18


R-3001: Bình Methane
R-5001/R-5002: Tháp tổng hợp Amonia
T-5051: Tháp háp thụ khí phóng không
T–5052: Tháp hấp thụ khí off – gas
3.2 Khử Lưu huỳnh
3.2.1 Mô tả công nghệ tổng quát
Phần lớn khí thiên nhiên nguyên liệu có chứa một lượng nhỏ Lưu huỳnh tồn tại ở

dạng hợp chất.
Xúc tác dùng cho công nghệ Reforming bằng hơi nước thì rất nhạy cảm với hợp
chất chứa Lưu huỳnh, bởi vì chúng sẽ gây mất hoạt tính hoặc là nhiễm độc xúc tác. Do
đó các hợp chất Lưu huỳnh phải được khử bỏ trước khi đi vào công đoạn reforming.
Điều này được thực hiện trong công đoạn khử Lưu huỳnh của phân xưởng NH 3.
Trong quá trình khử Lưu huỳnh, các hợp chất Lưu huỳnh hữu cơ được chuyển
hoá thành H2S bằng xúc tác Hydro hoá. Sau đó H2S được hấp phụ bằng oxit kẽm.
Việc rò Lưu huỳnh vào Reformer từ các nguồn (khí nguyên liệu, khí tuần hoàn,
hơi nước) phải nhỏ hơn 0.05 phần triệu khối lượng. Cần phải ngăn ngừa nồng độ Lưu
huỳnh cao hơn 0.05 phần triệu khối lượng sẽ khử hoạt tính của xúc tác Reforming.
Công đoạn Lưu huỳnh bao gồm thiết bị Hydro hoá, 10-R-2001 và hai thiết bị hấp
phụ Sulphur 10-R-2002A/B.

19


Hình 3.12: Thiết bị Hydro hoá, 10-R-2001 và hai thiết bị hấp phụ Sulphur 10-R2002A/B
Xúc tác cho 10-R-2001 là Coban/molypden oxit và xúc tác cho 10-R-2002A/B là
oxit kẽm.
Các điểm lấy thường xuyên mẫu bao gồm: 10-AP-2501; 10-10-AP-2506; 10-10AP-2507; 10-AP-2508.
3.2.2 Hydro hoá
3.2.2.1 Mô tả quá trình
Thực chất của công đoạn này là dùng tác nhân khử H 2 để thực hiện quá trình
Hydro hoá. Đặc trưng cho các phản ứng này là toả ra một lượng nhiệt lớn.
Xúc tác thứ nhất trong hệ thống khử Lưu huỳnh là Coban-molypden, Topsoe TK250 được dùng cho phản ứng hydro hoá.
Xúc tác TK – 250 có các đặc điểm như sau:
-

Thành phần: Al2O3: 75-85%, MoO3: 12-18%, CoO: 2-5%

-

Hình dạng: vòng đệm (Xúc tác được cung cấp dưới dạng “Ring” nhằm hạn chế
tổn thất áp suất. Hơn nữa dạng “Ring” có dung sai lớn chống lại sự tăng tổn thất
áp suất gây ra bởi thành phần rắn trong khí đầu vào).

-

Kích thước: dài 4,8 mm; rộng 2,4 mm

20


-

Chất hoạt hoá: CoMoSx

-

Chất mang: Al2O3

Hình 3.13: Trạng thái xúc tác CoMoSx
Các phản ứng xảy ra như sau:
RSH + H2 → RH + H2S
R1SSR2 + 3H2 → R1H + R2H + 2H2S
R1SR2 + 2H2 → R1H + R2H + H2S
(CH)4S + 4H2 → C4H10 + H2S
COS + H2 → CO + H2S
(R là gốc hydrocacbon).
Bên cạnh Hydro hoá các hợp chất Lưu huỳnh nói trên, xúc tác cũng hydro hoá

Olefin thành Hydrocacbon no, và các hợp chất hữu cơ chứa Nitơ chuyển hoá thành
NH3 và Hydrocacbon no. Khí Hydro tham gia Hydro hoá được tuần hoàn từ công đoạn
sau.
3.2.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình
Cần nên tránh sự hiện diện của CO và CO 2 trong khí Hydro hoá ở giai đoạn
chạy máy bình thường. Nếu có, có thể sẽ xảy ra các phản ứng sau:
21