BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP Tại Nhà máy Đạm Cà Mau – Công ty Cổ phần Phân Bón Dầu Khí Cà Mau

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
BỘ MÔN KỸ THUẬT CHẾ BIẾN DẦU KHÍ

------------------------------

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP
Tại Nhà máy Đạm Cà Mau – Công ty Cổ phần Phân Bón Dầu Khí Cà Mau

Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Thành Duy Quang
Cán bộ hướng dẫn: Tập thể cán bộ nhà máy

Cà Mau, tháng 7 năm 2018


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

DANH SÁCH SINH VIÊN
STT

Trang i

Họ và tên

Mã số sinh viên

1

Nguyễn Văn Cảnh

1510262

2

Nguyễn Thanh Duy

1510483

3

Nguyễn Thị Huệ

1511203

4

Trương Thị Ngọc Linh

1511786

5

Lê Nguyễn Thành Minh

1511978

6

Nguyễn Hoài Nam

1512085

7

Tạ Văn Sang

1512804

8

Trần Minh Tiệp

1513477

9

Nguyễn Thị Vân

1514005

10

Nguyễn Thị Út

1514187

Công ty Cổ phần Phân Bón Dầu Khí Cà Mau

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành chương trình Thực Tập Tốt Nghiệp, chúng em xin gửi lời cảm ơn
sâu sắc nhất đến ban Lãnh đạo Công ty Cổ phần Phân Bón Dầu Khí Cà Mau đã tạo điều
kiện cho chúng em có cơ hội để thực tập tại Nhà máy của công ty.
Ngoài ra, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến với toàn thể anh, chị làm việc tại nhà
máy. Trong quá trình thực tập, chúng em vô cùng ấn tượng về tinh thần nhiệt huyết của
các anh chị khi giải đáp những vấn đề thắc mắc của chúng em. Chính từ sự nhiệt huyết
đó, chúng em đã được truyền nguồn cảm hứng từ toàn thể anh, chị và tự cảm thấy bản
thân càng phải nỗ lực nhiều hơn nữa để có thể học hỏi được nhiều điều hơn thế nữa.
Bên cạnh đó, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy, cô giảng viên trường
Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là các thầy cô của Bộ môn Kỹ
thuật Chế biến Dầu Khí – Khoa Kỹ thuật Hóa Học, đã tận tình giảng dạy chúng em trong
suốt những năm học vừa qua. Chính nhờ những kiến thức được thầy cô truyền thụ, chúng
em đã có thể tiếp cận những kiến thức và công nghệ của nhà máy một cách nhanh và
hiệu quả nhất.
Trong quá trình thực tập, chúng em không thể tránh khỏi một vài sai sót. Vì vậy,
chúng em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến tận tình để có thêm nhiều kiến thức
và hoàn thành tốt buổi báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp sắp tới.
Xin chân thành cảm ơn.
Tập thể sinh viên

Trang ii

Công ty Cổ phần Phân Bón Dầu Khí Cà Mau

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

KHOA KỸ THUẬT HOÁ HỌC

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

BỘ MÔN KỸ THUẬT CHẾ BIẾN DẦU KHÍ

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2018
Xác nhận của Bộ môn
Trưởng Bộ môn

Trang iii

Giáo viên hướng dẫn

Công ty Cổ phần Phân Bón Dầu Khí Cà Mau


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

MỤC LỤC
Trang
Chương 1 Tổng quan về nhà máy Đạm Cà Mau ...........................................................1
1.1

Tổng quát ..............................................................................................................1

1.1.1 Giới thiệu nhà máy ...............................................................................................1
1.1.2 Lịch sử hình thành và phát triển ...........................................................................1
1.2

Các sản phẩm của công ty ....................................................................................1

1.3

Sơ đồ tổ chức nhân sự...........................................................................................3

1.4

Sơ đồ bố trí mặt bằng............................................................................................4

Chương 2 Tổng quan các phân xưởng trong nhà máy Đạm Cà Mau ............................4
2.1

Giới thiệu chung ...................................................................................................4

2.2

Xưởng phụ trợ.......................................................................................................5

2.3

Xưởng Ammonia ..................................................................................................5

2.3.1 Nguyên liệu...........................................................................................................5
2.3.2 Sản phẩm ..............................................................................................................6
2.4

Xưởng Urea – tạo hạt............................................................................................6

2.5

Xưởng sản phẩm ...................................................................................................7

Chương 3 Xưởng phụ trợ và xưởng sản phẩm ..............................................................7
3.1

Xưởng phụ trợ.......................................................................................................7

3.1.1 Cụm phân phối khí tự nhiên đầu vào ....................................................................7
3.1.2 Cụm khí nén - khí điều khiển - khí Nito ...............................................................8
3.1.3 Hệ thống nước ......................................................................................................8
3.1.4 Cụm sản xuất hơi ..................................................................................................8
3.1.5 Cụm xử lí nước thải ..............................................................................................9
3.1.6 Hệ thống bồn chứa NH3........................................................................................9
Trang iv

Công ty Cổ phần Phân Bón Dầu Khí Cà Mau


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

3.1.7 Hệ thống đuốc đốt.................................................................................................9
3.2

Xưởng sản phẩm ...................................................................................................9

Chương 4 Xưởng Ammonia ..........................................................................................9
4.1

Tổng quan ...........................................................................................................10

4.1.1 Cụm khử lưu huỳnh ............................................................................................10
4.1.2 Cụm reforming ...................................................................................................10
4.1.3 Cụm chuyển hoá CO...........................................................................................10
4.1.4 Cụm tách CO2 .....................................................................................................11
4.1.5 Cụm methane hoá ...............................................................................................11

4.1.6 Cụm tổng hợp Ammonia ....................................................................................11
4.1.7 Cụm làm lạnh......................................................................................................11
4.1.8 Cụm thu hồi Ammonia .......................................................................................11
4.1.9 Cụm xử lý nước ngưng công nghệ .....................................................................12
4.2

Cụm khử lưu huỳnh ............................................................................................12

4.2.1 Mô tả công nghệ .................................................................................................12
4.2.2 Xúc tác và chất hấp thụ.......................................................................................13
4.3

Cụm reforming ...................................................................................................15

4.3.1 Mô tả công nghệ .................................................................................................15
4.3.2 Xúc tác ................................................................................................................16
4.4

Cụm chuyển hoá CO...........................................................................................17

4.4.1 Mô tả công nghệ .................................................................................................17
4.4.2 Chuyển hoá CO nhiệt độ cao ..............................................................................18
4.4.3 Chuyển hoá CO nhiệt độ thấp.............................................................................18
4.5

Cụm tách CO2 .....................................................................................................18

4.5.1 Chức năng, nhiệm vụ ..........................................................................................18
Trang v

Công ty Cổ phần Phân Bón Dầu Khí Cà Mau


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

4.5.2 Mô tả công nghệ .................................................................................................19
4.6

Cụm methane hoá ...............................................................................................20

4.6.1 Mô tả công nghệ .................................................................................................20
4.6.2 Xúc tác ................................................................................................................20
4.7

Cụm tổng hợp Ammonia ....................................................................................21

4.7.1 Lý thuyết quá trình .............................................................................................21
4.7.2 Mô tả công nghệ .................................................................................................22
4.7.3 Chu trình công nghệ ...........................................................................................23
4.7.4 Xúc tác ................................................................................................................24
4.8

Sự cố và cách khắc phục.....................................................................................24

4.8.1 Ngộ độc lưu huỳnh – cụm reforming .................................................................24
4.8.2 Hình thành carbon – cụm reforming ..................................................................25
4.8.3 Cuốn CO2 vào khí công nghệ - cụm tách CO2 ...................................................26
4.8.4 Cuốn CO2 tại phần đỉnh tháp hấp thụ .................................................................26

4.8.5 Đầu độc xúc tác – cụm tổng hợp ammonia ........................................................27
Chương 5 Xưởng Urea ................................................................................................27
5.1

Tổng quan công nghệ .........................................................................................27

5.2

Các phản ứng trong quá trình tổng hợp Urea .....................................................28

5.2.1 Phản ứng tổng hợp Urea .....................................................................................28
5.2.2 Phản ứng tạo Biuret ............................................................................................29
5.2.3 Phản ứng thủy phân urea ....................................................................................30
5.2.4 Phản ứng tạo urea formandehit ...........................................................................30
5.3

Các phân đoạn của xưởng Urea ..........................................................................30

5.3.1 Công đoạn nén CO2 ............................................................................................30
5.3.2 Tổng hợp cao áp .................................................................................................31
Trang vi

Công ty Cổ phần Phân Bón Dầu Khí Cà Mau


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

5.3.3 Phân giải và thu hồi cao áp .................................................................................31

5.3.4 Phân giải và thu hồi trung áp ..............................................................................32
5.3.5 Phân giải và thu hồi trung áp ..............................................................................33
5.3.6 Cô đặc chân không .............................................................................................34
5.3.7 Cụm xử lý nước ngưng .......................................................................................35
5.3.8 Cụm tạo hạt Toyo ...............................................................................................36
5.4

Các sự cố thường gặp .........................................................................................38

5.4.1 Hiện tượng trào dịch tại C06101 (CO2 bay lên đỉnh C06101) ...........................38
5.4.2 Trip bơm P06102 (xâm thực bơm) .....................................................................39
5.4.3 Mất chân không ..................................................................................................39
5.4.4 Hiện tượng ngập lụt ở tháp C06102 ...................................................................40
Chương 6 Các công nghệ khác ....................................................................................41
6.1

Nhà máy Đạm Ninh Bình ...................................................................................41

6.2

Nhà máy Đạm Phú Mỹ .......................................................................................41

Trang vii

Công ty Cổ phần Phân Bón Dầu Khí Cà Mau


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 1. Sơ đồ tổ chức nhân sự ........................................................................................3
Hình 2. Sơ đồ bố trí mặt bằng .........................................................................................4
Hình 3. Sơ đồ công nghệ cảu nhà máy Đạm Cà Mau .....................................................4
Hình 4. Sơ đồ khối dây chuyền công nghệ của xưởng Ammonia ...................................5
Hình 5. Sơ đồ khối dây chuyền công nghệ của xưởng Urea ...........................................6
Hình 6. Sơ đồ khối quy trình xưởng sản phẩm................................................................7
Hình 7. Nguyên liệu và sản phẩm của xưởng Ammonia...............................................10
Hình 8. Xúc tác HTZ - 3 ................................................................................................13
Hình 9. Vị trí và hình dạng xúc tác Sulphur trap ST-101 .............................................14
Hình 10. Sơ đồ khối cụm tạo hạt ...................................................................................36
Hình 11. Sơ đồ buồng tạo hạt tầng sôi ..........................................................................37

Trang viii

Công ty Cổ phần Phân Bón Dầu Khí Cà Mau


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

Chương 1
Tổng quan về nhà máy Đạm Cà Mau
1.1 Tổng quát
1.1.1 Giới thiệu nhà máy
Tầm nhìn: Trở thành doanh nghiệp hàng đầu ở Việt Nam và khu vực trong lĩnh
vực sản xuất, kinh doanh phân bón và hóa chất nông nghiệp - công nghiệp dầu khí.

Sứ mệnh: Phát triển sản xuất - đầu tư kinh doanh bền vững, đảm bảo hiệu quả.
Đảm bảo chữ Tín đối với khách hàng, là địa chỉ Đảm bảo môi trường làm việc chuyên
nghiệp sáng tạo, đáp ứng đời sống cho con người lao động. Tích cực hưởng ứng và tham
gia công tác an sinh xã hội, luôn gắn bó mật thiết với nông dân.
Giá trị cốt lõi: Là nhà sản xuất, kinh doanh phân bón trên nền tảng công nghiệp
hóa dầu phục vụ nông nghiệp, cung cấp các giải pháp về dinh dưỡng cho cây trồng, góp
phần thay đổi nền nông nghiệp theo hướng phát triển bền vững, thân thiện môi trường,
bảo đảm lợi ích hài hòa cho chủ sở hữu, khách hàng, người lao động và doanh nghiệp.
Phương châm: Ân cần thân thiện - Chuyên nghiệp sáng tạo - Trách nhiệm hài hòa.
1.1.2 Lịch sử hình thành và phát triển
Công ty Trách Nhiệm Hữu Hạn Một Thành Viên Phân bón Dầu khí Cà Mau trực
thuộc tập đoàn dầu khí Việt Nam được thành lập ngày 09/03/2011 để quản lý và vận
hành nhà máy Đạm Cà Mau nằm trong khu công nghiệp cụm Khí - Điện - Đạm Cà Mau
được xây dựng tại địa bàn xã Khánh An, huyện U Minh, tỉnh Cà Mau. Ngành nghề kinh
doanh chính là: sản xuất, kinh doanh và xuất nhập khẩu phân bón, hóa chất dầu khí.
Nhà máy Đạm Cà Mau được khởi công xây dựng vào tháng 07/2008 và đã hoàn
thành vào tháng 02/2012, cơ bản đáp ứng đủ nhu cầu phân đạm khu vực 13 tỉnh đồng
bằng sông Cửu Long. Với tổng mức đầu tư được duyệt khoảng 900 triệu USD, nhà máy
được xây dựng với công suất 800.000 tấn urea/năm.
Nhà máy đạm Cà Mau sử dụng công nghệ của hãng Haldor Topsoe (Đan Mạch)
để sản xuất khí Amoniac, công nghệ của hãng SAIPEM (Italy) để sản xuất phân urea và

Trang 1

Công ty Cổ phần Phân Bón Dầu Khí Cà Mau


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

công nghệ tạo hạt của ToYo Engineering Corp (Nhật Bản). Đây là các công nghệ hàng
đầu trên thế giới về sản xuất phân đạm với dây chuyền khép kín, hiện đại, tiết kiệm tối
đa nguyên liệu và bảo vệ môi trường.
Nguyên liệu chính đầu vào là khí thiên nhiên (Natural Gas) khoảng 435 triệu Sm3
khí/năm từ lô PM3 (vùng chồng lấn của Việt Nam – Malaysia) và mỏ Cái Nước thuộc
vùng biển Tây Nam Việt Nam. Đầu ra là ammoniac (NH3) ở dạng lỏng và urea
((NH2)2CO). 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.
1.2 Các sản phẩm của công ty
Với công nghệ tiên tiến và hiện đại đến từ các công ty hàng đầu thế giới nhà máy
Đạm Cà Mau hiện sản xuất các sản phẩm:
• Urea hạt đục có thành phần (kiểm tra theo tiêu chuẩn TCVN 2620:1994):
+ Hàm lượng Nitơ > 46,3% khối lượng.
+ Hàm lượng Biuret < 0,99% khối lượng.
+ Hàm lượng formandehyde (HCHO) < 0,45% khối lượng.
+ Độ ẩm < 0,5%.
Ưu điểm: kích thước hạt đồng đều (đường kính hạt từ 2 – 4 mm chiếm 90%), hàm
lượng biuret thấp giúp giảm bạc màu cho đất, độ cứng cao (3kgf đối với hạt kích thước
3,15mm) đảm bảo hạt không bị vỡ vụn trong quá trình vận chuyển, độ ẩm thấp khiến
hạt lâu kết tảng và tăng thời gian hòa tan trong nước.
• Công ty hiện có ba dòng sản phẩm chính:
+ Dòng phân bón đạm
+ Dòng phân bón phức hợp
+ Dòng phân bón khoáng hữu cơ
• Ammonia lỏng có thành phần chính:
+ Nồng độ NH3: tối thiểu 99,8% theo khối lượng.
Trang 2

Công ty Cổ phần Phân Bón Dầu Khí Cà Mau


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

+ Hàm lượng nước và tạp chất: tối đa 0,2% theo khối lượng.
+ Hàm lượng dầu: tối đa 5 ppm.
1.3 Sơ đồ tổ chức nhân sự

Hình 1. Sơ đồ tổ chức nhân sự

Trang 3

Công ty Cổ phần Phân Bón Dầu Khí Cà Mau


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

1.4 Sơ đồ bố trí mặt bằng

Xưởng
SP

Xưởng Urea
Xưởng Amo

Cảng xuất Đạm
Nhà Admin

Khí tự nhiên
đầu vào

Hình 2. Sơ đồ bố trí mặt bằng

Chương 2
Tổng quan các phân xưởng trong nhà máy Đạm Cà Mau
2.1 Giới thiệu chung

Hình 3. Sơ đồ công nghệ cảu nhà máy Đạm Cà Mau
Nhà máy Đạm Cà Mau có 4 phân xưởng chính bao gồm: xưởng Ammonia, xưởng
Urea – tạo hạt, xưởng phụ trợ, và xưởng sản phẩm.

Trang 4

Công ty Cổ phần Phân Bón Dầu Khí Cà Mau


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

2.2 Xưởng phụ trợ
Chức năng của phân xưởng phụ trợ là sản xuất và cung cấp các yếu tố phụ trợ cho
các xưởng còn lại. Các cụm sản xuất của phân xưởng phụ trợ gồm:
+ Cụm phân phối khí tự nhiên đầu vào
+ Cụm khí nén - khí điều khiển - khí Nito

+ Cụm sản xuất hơi
+ Hệ thống nước
+ Cụm xử lí nước thải
+ Hệ thống bồn chứa NH3
+ Hệ thống đuốc đốt

2.3 Xưởng Ammonia

Hình 4. Sơ đồ khối dây chuyền công nghệ của xưởng Ammonia
2.3.1 Nguyên liệu
Trong nhà máy, ammonia được sản xuất từ khí tổng hợp chứa hydro và nito với tỷ
lệ xấp xỉ 3:1. Hỗn hợp nước demi và khí hydrocacbon trong khí tự nhiên sẽ chuyển hóa
tạo thành H2 và nguồn cung cấp N2 là không khí. Bên cạnh NH3, xưởng ammonia còn
sản xuất CO2 với nguồn cung là từ các hydrocacbon trong khí tự nhiên.

Trang 5

Công ty Cổ phần Phân Bón Dầu Khí Cà Mau


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

2.3.2 Sản phẩm
Xưởng ammonia có nhiệm vụ sản xuất ammoia ở trạng thái lỏng có nồng độ tối
thiểu đạt 99,8% theo thể tích. Ngoài ra, hàm lượng dầu và tạp chất không vượt quá 0,2%
thể tích và hàm lượng dầu tối đa 5ppm theo thể tích là những chỉ tiêu chất lượng của
ammonia.
Bên cạnh ammonia, xưởng ammonia còn có nhiệm vụ sản xuất carbon dioxide để

phục vụ cho quá trình tổng hợp Urea. Carbon được sản xuất ở trạng thái khí có thể tích
tối thiểu là 99% theo thể tích (khí khô) và có hàm lượng tạp chất (bao gồm Hydro) không
vượt quá 1,0% theo thể tích (khí khô).
2.4 Xưởng Urea – tạo hạt

Hình 5. Sơ đồ khối dây chuyền công nghệ của xưởng Urea
Ammonia lỏng từ xưởng ammonia được đưa sang xưởng urea khi xưởng ammonia
vận hành bình thường. Trong trường hợp ammonia từ xưởng ammonia chưa sẵn sàng sẽ
sử dụng ammonia lạnh từ bồn chứa ammonia lỏng. Trước khi đưa qua xưởng urea,
ammonia lạnh được gia nhiệt từ -32,60C lên 250C.
Ngoài ra, carbon dioxide cũng được dẫn từ xưởng ammonia phục vụ cho quá trình
tổng hợp Urea. Do quá trình tổng hợp urea xảy ra không hoàn toàn, do đó, một lượng
dung dịch Urea sẽ được tuần hoàn từ cụm tạo hạt.

Trang 6

Công ty Cổ phần Phân Bón Dầu Khí Cà Mau


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

2.5 Xưởng sản phẩm
Chức năng của phân xưởng sản phẩm là tồn trữ, đóng gói, bảo quản sản phẩm
Urea. Urea hạt được đưa đi đóng bao trực tiếp bằng hệ thống băng chuyền tự động.

Hình 6. Sơ đồ khối quy trình xưởng sản phẩm

Chương 3

Xưởng phụ trợ và xưởng sản phẩm
3.1 Xưởng phụ trợ
3.1.1 Cụm phân phối khí tự nhiên đầu vào
Khí đầu vào được lấy từ trạm phân phối khí GDC (Gas Distribution Center) và
tương lai là từ dự án GPP (Gas Processing Plant). Sau khi được tách nước và thủy ngân,
khí đầu vào sẽ được sử dụng cho 3 mục đích chính:
+ Cung cấp nguyên liệu cho xưởng Ammonia.
+ Nhiên liệu cho nồi hơi phụ trợ.
+ Cung cấp cho hệ thống đuốc đốt của nhà máy.

Trang 7

Công ty Cổ phần Phân Bón Dầu Khí Cà Mau


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

3.1.2 Cụm khí nén - khí điều khiển - khí Nito
Không khí được loại bỏ tạp chất, bụi bẩn sau đó được nén bằng các máy nén hai
cấp. Khí nén được sử dụng để làm sạch các thiết bị trong quá trình khởi động cũng như
trong quá trình tắt máy để bảo trì.
Khí nén đưa qua hệ thống hấp phụ nước để loại bỏ nước và giảm nhiệt độ điểm
sương xuống còn -25oC. Khí sau quá trình hấp phụ được gọi là khí điều khiển và được
dùng để điều khiển các thiết bị đo lường như: van, robot,…
Khí nén được đưa qua hệ thống làm lạnh để loại bỏ các thành phần như: Oxy,
Hydro, Cacbon dioxit,… Kết quả, khí nito được sản xuất và được dữ trự dưới dạng lỏng.
3.1.3 Hệ thống nước
Nhà máy sử dụng nguồn nước từ sông Ông Đốc để cung cấp nước cho hoạt động

sản xuất kinh doanh trong nội bộ nhà máy. Với hệ thống xử lý nước tiên tiến, nhà máy
cung cấp nước với những mục đích sử dụng khác nhau: nước sinh hoạt, nước làm mát,
nước khử khoáng (nước fresh và nước demi).
Nước thô từ sông Ông Đốc sẽ được dẫn vào bể lắng đẻ loại bỏ tạp chất lơ lửng và
được loại bỏ rác thải nổi bằng các thanh chắn rác. Sau đó, nước được dẫn qua hệ thống
than hoạt tính và thiết bị diệt khuẩn bằng tia UV trước khi được sử dụng.
Nước thô sau khi loại bỏ tạp chất được gọi là nước sông làm mát. Nhiệm vụ của
nước sông làm mát là làm mát cho nước fresh.
Nước sông làm mát được loại bỏ ion thông qua các hệ thống trao đổi ion để loại
bỏ các ion nhằm tránh gây ăn mòn cho thiết bị. Nước đã được loại bỏ ion được gọi là
nước demi và được dùng để sản xuất hơi.
Nước demi được thêm vào một số hoá chất nhằm bảo điểm pH của nước được giữ
mức xấp xỉ 7. Nước này được gọi là nước fresh và được dùng để làm mát cho các thiết
bị phụ trợ như bơm, máy nén,…
3.1.4 Cụm sản xuất hơi
Nước demi được sử dụng để sản xuất hơi tại xưởng phụ trợ. Hơi được sản xuất tại
xưởng phụ trợ có hai mức áp suất khác nhau ở 38 barg (cao áp) và 3,4 barg (thấp áp).

Trang 8

Công ty Cổ phần Phân Bón Dầu Khí Cà Mau


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

3.1.5 Cụm xử lí nước thải
Nước thải tại nhà máy bao gồm ba loại: nước thải sinh hoạt, nước thải nhiễm dầu,
nước thải nhiễm ammonia. Nước thải sinh hoạt sẽ được xử lý bằng công nghệ vi sinh

(kỵ khí, hiếm khí, và hiếu khí). Nước thải nhiễm sẽ được dẫn qua hệ thống lắng trọng
lực và được loại bỏ dầu bằng phương pháp tuyển nổi. Nước thải nhiễm ammonia được
xử lý bằng phương pháp chưng cất.
3.1.6 Hệ thống bồn chứa NH3
Hệ thống bồn chứa Ammonia có nhiệm vụ dự trữ ammonia dưới dạng lỏng. Trong
quá trình hoạt động, do xưởng Ammonia và xưởng Urea hoạt động độc lập nên
Ammonia sản xuất được có thể vượt quá nhu cầu của xưởng Urea sẽ được dự trữ tại bồn
chứa.
3.1.7 Hệ thống đuốc đốt
Đuốc đốt tại xưởng Ammonia và Urea sẽ được điều khiển bởi xưởng phụ trợ. Khí
nén được đưa đến các đuốc đốt nhằm chuyển hoá hoàn thành khí thải thành các khí cho
phép thải ra môi trường.
3.2 Xưởng sản phẩm
Xưởng sản phẩm được thiết kế với công suất 120% so với công suất của xưởng
Urea. Urea hạt từ xưởng Urea sẽ được vận chuyển đến xưởng sản phẩm bằng băng
chuyền. Tại đây, Urea hạt có thể được đóng bao trực tiếp hoặc được đổ thành đống để
bảo quản.
Tại khu vực đóng bao được trang bị hệ thống các máy đóng bao bán tự động công
suất lên tới 60 tấn/h/line đóng bao. Công suất xuất bán tối đa lên tới 240 tấn/h. Kho urê
rời 85.000 tấn đảm bảo tồn chứa trong 35 ngày nhà máy hoạt động liên tục. Kho đóng
bao 10.000 đảm bảo chứa toàn bộ sản phẩm urê đóng bao của nhà máy trong hơn 4 ngày.

Trang 9

Công ty Cổ phần Phân Bón Dầu Khí Cà Mau


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

Chương 4
Xưởng Ammonia
4.1 Tổng quan

Hình 7. Nguyên liệu và sản phẩm của xưởng Ammonia
4.1.1 Cụm khử lưu huỳnh
Dòng khí tự nhiên được gia nhiệt và trộn với dòng hydro hoàn lưu từ cụm thu hồi
ammonia trước khi được đưa vào tháp hydro hóa. Ở cụm thiết bị này lưu huỳnh ở dạng
hữu cơ và vô cơ được tách ra, việc tách lưu huỳnh hữu cơ sẽ khả thi hơn khi chuyển hóa
sang lưu huỳnh vô cơ ở dạng H2S. Dòng khí quá trình ra khỏi cần đảm bảo nồng độ dưới
0,5 ppm theo thể tích.
4.1.2 Cụm reforming
Khí đã khử lưu huỳnh được chuyển hóa thành khí tổng hợp nhờ quá trình reforming
hơi nước trong hai thiết bị reformer sơ cấp và thứ cấp. Trong thiết bị reformer sơ cấp
diễn ra đồng thời quá trình cắt mạch cacbon và reforming hơi nước khí thiên nhiên tạo
ra H2, CO và CO2. Trong đó đảm bảo chính cho việc chuyển hóa hydrocarbon từ C2+
thành khí methane. Tiếp theo, khí metan còn dư tiếp tục chuyển hóa đến hàm lượng 0,6
% mol trước khi vào quá trình chuyển háo CO.
4.1.3 Cụm chuyển hoá CO
Khí CO không cần thiết cho quá trình tổng hợp ammonia nên cần tách loại, việc
tách loại khả thi ở hiện tại là chuyển hóa sang CO2. Phản ứng được diễn ra trong hai
thiết bị nhiệt độ cao và thấp. Dòng khí quá trình sau khi ra khỏi quá trình chuyển háo
tiếp tục vào quá trình tách CO2.

Trang 10

Công ty Cổ phần Phân Bón Dầu Khí Cà Mau

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

4.1.4 Cụm tách CO2
Khí CO2 được loại ra khỏi dòng khí công nghệ và chuyển sang xưởng sản xuất
urea bằng công nghệ của BASF với một tháp hấp thụ hai cấp, một tháp giải hấp và hai
thiết bị flash.
4.1.5 Cụm methane hoá
Các quá trình tách loại ở trên có hiệu suất nhất định mà sự có mặt của CO và CO2
trong dòng khí công nghệ gây ngộ độc cho xúc tác trong tháp tổng hợp ammonia, tuy
nhiên, methane giữ vai trò như là một chất trơ trong phản ứng tổng hợp ammonia. Nên
dòng khí được đưa qua quá trình methane hóa trước khi vào cụm tổng hợp ammonia.
4.1.6 Cụm tổng hợp Ammonia
Ammonia được tổng hợp từ hỗn hợp N2 và H2 với tỉ lệ H2/N2 xấp xỉ 3. Trước khi
đi vào tháp tổng hợp, dòng khí công nghệ được gia nhiệt, nén và loại bỏ nước ngưng tụ.
Sau đó được đưa sang xưởng ure hay bồn chứa tại xưởng phụ trợ dưới dạng lỏng.
4.1.7 Cụm làm lạnh
Mục đích của bộ phận làm lạnh là để thực hiện các nhiệm vụ làm lạnh khác nhau
trong chu trình tổng hợp ammonia. Nhiệm vụ cơ bản là để ngưng tụ ammonia được sản
xuất trong bình tổng hợp. Các nhiệm vụ khác là làm lạnh khí make-up, khí phóng không,
khí trơ và cung cấp ammonia làm lạnh cho phân xưởng tạo hạt.
4.1.8 Cụm thu hồi Ammonia
Mục đích của cụm thu hồi ammonia là để thu hồi lượng ammonia trong dòng khí
phóng không từ chu trình tổng hợp và từ các khí off-gas thấp áp khác bằng phương pháp
hấp thụ ammonia trong nước. Dung dịch ammonia giàu từ các tháp hấp thụ được đưa
tới tháp chưng cất, tại đây thu được ammonia lỏng ở bình tách ammonia tại đỉnh và dung
dịch nghèo ở đáy tháp.

Trang 11

Công ty Cổ phần Phân Bón Dầu Khí Cà Mau


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

4.1.9 Cụm xử lý nước ngưng công nghệ
Phân xưởng ammonia trong lúc hoạt động, một lượng nhỏ ammonia được hình
thành trong reformer thứ cấp và một lượng nhỏ metanol được hình thành trong các bình
chuyển hoá CO. Cùng với cacbon dioxit trong khí tổng hợp thô, những hợp chất này đi
vào nước ngưng công nghệ. Bằng phương pháp chưng cất, ammonia và methanol sẽ
được thu hồi ở đỉnh và hoàn lưu trở lại thiết bị reformer và bị hydro hóa thành khí N2 và
CO.
4.2 Cụm khử lưu huỳnh
4.2.1 Mô tả công nghệ
Các phản ứng trong hydro hoá 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
Trong đó R- là gốc hydrocacbon.
Trong trường hợp có sự hiện diện của CO và CO2 trong thành phần khí tự nhiên
vào R04201, sẽ xảy ra các phản ứng sau:
CO2 + H2  CO + H2O

CO2 + H2S  COS + H2O
Vì thế, sự hiện diện của CO, CO2 và H2O ảnh hưởng đến hàm lượng lưu huỳnh dư
trong dòng khí công nghệ đi ra khỏi các cụm khử lưu huỳnh.
Khí tự nhiên đã hydro hoá được đưa vào các tháp hấp phụ lưu huỳnh R04202A/B.
Hai tháp hấp phụ lưu huỳnh, được đặt nối tiếp nhau và hoàn toàn giống nhau. R04202B
đóng vai trò bảo vệ trong trường hợp xảy ra sự dư lưu huỳnh khi ra khỏi bình R04202A hoặc trong trường hợp R04202A được cô lập để thay thế chất xúc tác. Trong mỗi tháp
có chứa một lớp chất xúc tác HTZ-3, thành phần chính ZnO. Nhiệt độ vận hành bình
Trang 12

Công ty Cổ phần Phân Bón Dầu Khí Cà Mau


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

thường là khoảng 350oC. Kẽm oxit phản ứng với H2S (hydro sulphide) và COS
(cacbonyl sulphide) theo các phản ứng thuận nghịch sau đây:
ZnO +H2S  ZnS + H2O
ZnO +COS  ZnS + CO2
4.2.2 Xúc tác và chất hấp thụ
Xúc tác được dùng cho phản ứng hydro hóa trong cụm khử lưu huỳnh là TK-261,
Niken – Molypden (Topsoe).
Các yếu tố ảnh hưởng tới hoạt tính xúc tác:
+ Khởi động thiết bị với dòng nguyên liệu chứa ít lưu huỳnh và nhiều hydro sẽ làm
mất dạng sulfide hoạt động của xúc tác do phản ứng:
H2 + MoO3  MoO2 + H2O
+ Nhiệt độ vận hành cao: hình thành carbon lay – down do phản ứng cracking
hydrocarbon, làm giảm hoạt tính xúc tác.
CH4  C + 2H2

+ Xúc tác không được tiếp xúc với hydrocarbon mà không có mặt của H2. Hậu quả
có thể là độ chuyển hóa lưu huỳnh hữu cơ giảm, dẫn đến dò rỉ S tới cụm Reforming cao.
Còn quá trình hấp thụ H2S, hiện nay nhà máy đạm
Cà Mau đang sử dụng HTZ-3. Với hàm lượng ZnO chiếm
99% về khối lượng. Điều kiện hoạt động của ZnO là 300
– 400oC phù hợp với nhiệt độ vận hành của cụm HDS là
350oC. Một ưu điểm hơn cả là chất hấp thụ này không
phản ứng với hydro tại nhiệt độ vận hành.

Hình 8. Xúc tác HTZ - 3

H2S khuếch tán vào khe hỡ trên bề mặt chất hấp thụ bám vào vỏ ngoài của ZnO.
Tại trên bề mặt diễn ra phản ứng và hấp thụ hóa học giữa lưu huỳnh và Zn 2+. Sau khi ở
lớp vỏ ngoài bão hòa, S2- lại tiếp tục khuếch tán vào trong tâm ZnO, sự hấp thụ hóa học
diễn ra mạnh hơn.

Trang 13

Công ty Cổ phần Phân Bón Dầu Khí Cà Mau


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

Sư khuếch nhanh hay chậm phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ vận hành. Khi nhiệt
độ thấp, sự khuếch tán ion lưu huỳnh diễn ra chậm và chỉ lớp ngoài chất hấp thụ bão
hòa với lưu huỳnh, còn tâm ZnO vẫn nguyên chất. Lúc này hiệu quả hấp thụ của ZnO
kém hơn. Ngược lại, ở điều kiện vận hành nhiệt độ cao, được chứng minh rằng độ chuyển
hóa tốt đều diễn ra ở vỏ và ở tâm ZnO. Công suất hấp thụ lưu huỳnh tối ưu khi nhiệt độ

khoảng 350 – 380oC.
Bên cạnh thông số nhiệt độ thì hàm lượng CO2 trong khí nguyên liệu ảnh hưởng
rất lớn. Carbon dioxide ảnh hưởng một cách gián tiếp do tạo ra nhiều hơi nước theo phản
ứng ngược của phản ứng Water Gas Shift. Theo đó, hiệu suất hấp thụ diễn ra thấp.
CO2

+

H2

↔

CO

ZnS

+

H2 O

↔

ZnO

+
+

H2 O
H2 S

Hàm lượng carbon dioxide trong dòng khí công nghệ gần 8%. Nhìn vào chuyển
dịch cân bằng, để giảm được lượng H2S này, có thể tác động để làm giảm lượng tuần
hoàn hydro. Tuy nhiên như đã phân tích từ đầu, dòng tuần hoàn H2 ảnh hưởng đến quá
trình hydro hóa của R04201. Nếu lượng H2 thấp, quá trình hydro hóa trên xúc tác NiMo diễn ra chậm và nguy cơ xuất hiện rò rỉ lưu huỳnh càng cao.
Một vấn đề khác mà hãng Topsoe cũng đã tập trung giải quyết cho trường hợp hàm
lượng lưu huỳnh biến thiên trong nguyên liệu đó là sử dụng Sulphur trap ST-101 ở đáy
R04202B như là một lớp xúc tác cuối cùng.

Hình 9. Vị trí và hình dạng xúc tác Sulphur trap ST-101
Lớp xúc tác này được đặt ở đáy thiết bị hấp thụ lưu huỳnh phòng trừ cho lưu huỳnh
hấp thụ không hết ở ZnO. Nhiệt độ hoạt động từ 150 – 350oC, thích hợp với nhiệt độ
vận hành của cụm Desulphurization.

Trang 14

Công ty Cổ phần Phân Bón Dầu Khí Cà Mau


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

4.3 Cụm reforming
4.3.1 Mô tả công nghệ
Quá trình reforming hơi nước có thể được mô tả theo các phản ứng sau đây:
CnH2n+2 + H2O ↔ Cn-1H2n + CO + 2H2 – Q

(1)

CH4 + 2H2O ↔ CO + 3H2 – Q

(2)

CO + H2O ↔ CO2 + H2O + Q

(3)

Phản ứng (1) reforming hydrocarbon bậc cao chuyển hóa từng bậc xuống thành
hydrocarbon bậc thấp hơn và cuối cùng thành phân tử metan như trong phản ứng (2).
Nhiệt phát ra từ phản ứng (3) rất nhỏ so với nhiệt cần cấp cho phản ứng (1) và (2).
Do đó, quá trình reforming diễn ra trong 2 thiết bị nối tiếp reformer sơ cấp và thứ
cấp. Trước khi nạp vào, dòng khí nguyên liệu được hòa trộn với dòng hơi nước theo tỷ
lệ Steam/C bằng 3 được gia nhiệt đến 535oC (áp suất 3,43 MPag) ở thiết bị trao đổi nhiệt
(E04201) trước khi đi vào thiết bị reformer sơ cấp (F04201). Tại đây dòng khí được dẫn
vào các ống xúc tác thẳng đứng từ trên xuống dưới, nhiệt cung cấp cho phản ứng được
bức xạ từ các đầu đốt đặt trên tường lò tới các ống xúc tác.
Nhiên liệu cung cấp cho các đầu đốt lấy từ khí thiên nhiên hòa trộn với dòng flash
gas từ cụm tách CO2. Trong khi đó đầu đốt hàng số 5 sẽ lấy nhiên liệu từ dòng khí tổng
hợp dư từ tháp tách S04311 trước khi vào máy nén K04431 và off gas từ cụm amoniac
recovery. Để đảm bảo cháy hoàn toàn nhiên liệu, các đầu đốt được vận hành với lượng
không khí dư là 10%, tương ứng với 2% oxi dư trong khói thải. Lưu lượng khói thải
được điều chỉnh thông qua van điều tiết cửa hút của quạt B04201.
Hydrocarbon trong nguyên liệu tới reforming sơ cấp được chuyển hóa thành H2 và
carbon oxide. Dòng khí đầu ra của hai buồng F04201 có thành phần metan 14,11% mol,
nhiệt độ 783oC, sẽ được gom lại thành một dòng đi vào thiết bị reformer thứ cấp.
Trong thiết bị reformer thứ cấp (R04203), khí công nghệ được hòa trộn với không
khí đã được gia nhiệt theo tỷ lệ lưu lượng gas/air = 0,67. Quá trình cháy sẽ diễn ra tại
đỉnh thiết bị R04203 cung cấp nhiệt cho phản ứng. Nhiệt độ khoảng 1100 – 1200oC.

Trang 15

Công ty Cổ phần Phân Bón Dầu Khí Cà Mau


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

Không khí cấp cho R04203 được nén tại máy nén K04421 sau đó được gia nhiệt tại các
thiết bị trao đổi nhiệt E04202-1 và E04202-2 để tận dụng lượng nhiệt từ khói lò.
Từ buồng đốt khí công nghệ đi xuống tầng xúc tác tại đây xảy ra phản ứng steam
reforming. Phản ứng này hấp thụ nhiệt nên nhiệt độ dòng khí giảm dần qua lớp xúc tác.
Nhiệt độ khí công nghệ rời khỏi R04203 khoảng 953oC, hàm lượng metan là 0,6 % mole,
chứa khoảng 13,7% mol CO và 8,5% mol CO2 (khí khô).
Khí công nghệ ra khỏi thiết bị reforming sẽ được làm nguội trong nồi hơi nhiệt
thừa E04208 và thiết bị trao đổi nhiệt tạo hơi quá nhiệt E04209 để tận dụng lượng nhiệt
của quá trình, sau đó được chuyển qua cụm chuyển hoá CO thành CO2.
4.3.2 Xúc tác
Lưu huỳnh với lượng rất nhỏ có đi vào trong nguyên liệu reforming. Khi cụm hấp
phụ lưu huỳnh hoạt động không tốt, bề mặt nikel có thể bị ảnh hưởng do nikel cũng có
khả năng hấp phụ lưu huỳnh cao. Sự tương tác của lưu huỳnh với tinh thể nikel là hấp
phụ hóa học:
Nisurface + H2S  S-Nisurface + H2
Chỉ một hàm lượng nhỏ lưu huỳnh trong khí cũng dẫn đến chuyển dịch cân bằng
tương đối về phía lưu huỳnh bao phủ bề mặt xúc tác. Tốc độ đạt được cân bằng phụ
thuộc vào hàm lượng lưu huỳnh và nhiệt độ.
Trong reforming sơ cấp xúc tác phải có bề mặt nikel rộng, thiết kế hình học tốt cho
bề mặt bên ngoài rộng để dễ dàng xâm nhập vào bên trong các hạt xúc tác và không gian
rỗng nhiều hạn chế sự tổn áp. Hơn nữa, hình dạng các hạt xúc tác phải đảm bảo đủ độ
bền cơ học cũng như độ dẫn nhiệt bên trong ống xúc tác.

Reformer sơ cấp là thiết bị phản ứng dạng ống lắp trong buồng bức xạ. Phần trên
cùng của ống được nạp xúc tác RK–211 và giữa RK–201, phần đáy của ống được nạp
xúc tác R–67–7H.
Ở phần trên cùng sử dụng xúc tác tiền khử, do đó đạt được bề mặt nikel lớn hơn.
Bề mặt nikel tăng làm tăng khả năng kháng cự ngộ độc lưu huỳnh.

Trang 16

Công ty Cổ phần Phân Bón Dầu Khí Cà Mau