Khảo Sát Quy Trình Tổng Hợp Urê Từ Khí Thiên Nhiên Và Thiết Kế Phân Xưởng Tổng Hợp Amoniac

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
------------

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

ĐỀ TÀI

KHẢO SÁT QUY TRÌNH TỔNG HỢP URÊ
TỪ KHÍ THIÊN NHIÊN VÀ THIẾT KẾ
PHÂN XƯỞNG TỔNG HỢP AMONIAC

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Th.S. Hoàng Minh Nam

Huỳnh Nhật Thanh

Nguyễn Minh Nhựt

MSSV: 2064006
Ngành:Công Nghệ Hóa Học-Khóa 32

Tháng11/2010


CBHD Hoàng Minh Nam

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, khi các nghành công nghiệp như phân bón, cao su, hoá chất, kỹ
thuật lạnh, thực phẩm, dầu khí..... phát triển càng mạnh thì nhu cầu về nguồn nguyên
nhiên liệu cung cấp cho nó ngày càng tăng. Trong đó NH3( amoniac) giữ vai trò rất
quan trọng trong các hoạt động sản xuất, đặc biệt là trong ngành công nghiệp sản
xuất phân bón mà quan trọng nhất là phân urê có hàm lượng đạm cao.
Ở Việt Nam, Hiện tại các nhà máy sản xuất amoniac và phân urê của nước ta
mặc dù ngày càng phát triển và nâng cấp như Nhà Máy Đạm Hà Bắc, Nhà Máy
Đạm Phú Mỹ và Nhà Máy Đạm Cà Mau nhưng vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu phục
vụ sản xuất trong nước. Bên cạnh đó quy trình công nghệ ứng dụng của các nhà
máy sản xuất phân bón lại đòi hỏi công nghệ cao trong khi nguồn nhân lực để phục
vụ cho nó lại bị hạn chế. Amoniac- nguyên tố quan trọng nhất trong công nghiệp
sản xuất phân urê - được sản xuất chủ yếu từ hai nguồn nguyên liệu chính là than và
khí thiên nhiên. Mỗi phương pháp sản xuất đều có những ưu nhược điểm riêng.
Nhưng hiện nay phương pháp sản xuất amoniac từ khí thiên nhiên được đánh giá
cao hơn và là lựa chọn rất thích hợp cho những nơi có nguồn nguyên liệu khí thiên
nhiên dồi dào như Việt Nam mà đặc biệt là ở vùng biển Vũng Tàu.
Chính vì thế nên em chọn đề tài” Khảo sát quy trình tổng hợp phân urê từ
khí thiên nhiên và thiết kế phân xưởng tổng hợp amoniac”. Mục đích của đề tài là
giới thiệu về công nghệ sản xuất phân urê từ nguồn khí thiên nhiên đang được ứng
dụng tại nhà máy Đạm Phú Mỹ và những tính toán để thiết kế một phân xưởng tổng
hợp amoniac với công suất 2025 tấn NH3/ngày.
Tuy nhiên do thời gian và trình độ còn hạn chế cho nên trong quá trình thực
hiện đề tài không tránh khỏi những sai sót, kính mong thầy cô giáo, các anh chị và
các bạn góp ý kiến để đề tài được hoàn thiện hơn. Em xin cảm ơn!
Cần Thơ, ngày 07 tháng 11 năm 2010
Sinh viên thực hiện.

Huỳnh Nhật Thanh

SVTH Huỳnh Nhật Thanh

Trang ii


CBHD Hoàng Minh Nam

LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô của Bộ Môn Công Nghệ Hoá trường
Đại Học Cần Thơ, Khoa Công Nghệ Hoá trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí
Minh, đặc biệt là Thầy Hoàng Minh Nam - giảng viên chính trường Đại Học Bách
Khoa TP Hồ Chí Minh.và Thầy Nguyễn Minh Nhựt - giảng viên chính của trường
Đại Học Cần Thơ đã hướng dẫn và giúp đỡ em rất nhiều trong thời gian làm đề tài.
Em xin cảm ơn các cán bộ của phòng Kỹ Thuật Tổng Công ty Phân bón và
Hoá Chất- đơn vị quản lý nhà máy Đạm Phú Mỹ đã tạo điều kiện cho em được thực
tập tại quý công ty và đặc biệt là anh Nguyễn Đình Trường Sơn đã trực tiếp hướng
dẫn, cung cấp tài liệu và nhiệt tình chỉ bảo, giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề
tài.
Bên cạnh đó em chân thành cảm ơn gia đình, các anh chị và các bạn đã giúp
đỡ em rất nhiều về vật chất, tài liệu và động viên em trong những ngày khó khăn
khi thực hiện đề tài.

SVTH Huỳnh Nhật Thanh

Trang i


DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1: Sơ đồ biểu diễn quy trình công nghệ sản xuất urê ............................ 18

Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ tổng hợp amoniac .................................................... 32
Hình 3.2: Quy trình công nghệ sản xuất amoniac dưới dạng sơ đồ khối .......... 33
Hình 3.3: Sơ đồ cụm tổng hợp amoniac ............................................................. 43
Hình 3.4: Sơ đồ cụm metane hoá ........................................................................ 43
Hình 3.5: Sơ đồ cụm hấp thụ CO2 ...................................................................... 44
Hình 3.6: Sơ đồ cụm chuyển hoá CO ................................................................. 45
Hình 3.7: Sơ đồ cụm reforming hoá ................................................................... 45
Hình 3.8: Sơ đồ cụm khử lưu huỳnh .................................................................. 46
Hình 3.9 Mô phỏng tháp hấp thụ CO2................................................................ 47
Hình 3.10: Mô phỏng thiết bị amoniac ............................................................... 60

Trang vi


DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1: Tình hình sản xuất NH3 từ năm 2004 - 2010 ............................................ 4
Bảng 1.2: Hàm ẩm không khí theo nhiệt độ ............................................................. 8
Bảng 1.3: Sản lượng tiêu thụ urê trên toàn thế giới ................................................ 10
Bảng 3.1: Thành phần các khí trong dòng công nghệ ( tính theo % mol) ............... 42
Bảng 3.2: Thành phần khí vào tháp hấp thụ CO2 ................................................... 48
Bảng 3.3: Thành phần dòng khí vào đoạn 2 tháp hấp thụ CO2 ............................... 53
Bảng 3.4: Thông số thiết kế tháp tổng hợp amoniac ban đầu ................................. 57
Bảng 3.5: Chi tiết các thông số đầu vào tháp tổng hợp amoniac............................. 61
Bảng 3.6: Thành phần khí vào tháp tổng hợp ......................................................... 63
Bảng 3.7: Thành phần của dòng khí sau khi rời thiết bị tổng hợp NH3 ................... 64
Bảng 3.8: Thông số tính toán cân bằng nhiệt tháp amoniac.................................... 64
Bảng 3.9: Thành phần của xúc tác dùng trong tháp tổng hợp amoniac ................... 67
Bảng 3.10: Các thông số thiết kế tính toán cơ khí tháp tổng hợp ........................... 68
Bảng 5.1: Bảng chi tiết các công trình xây dựng .................................................... 77

Trang vii


CBHD Hoàng Minh Nam

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU
Ký hiệu
V
ρ
V%
G
ρhh
h
Yđ
Ψ
X*C
YCB
Gy
Gx
Gtr
X
Y
σđ
Vđ
ρxốp
Dt
ωtb
Vtb
µy

g
Hđ
Dy
C
Q
i
K
D
S
m
t

Ý nghĩa
Thể tích ở điều kiện tiêu chuẩn
Khối lượng riêng
Phần trăm theo thể tích
Lưu lượng dòng vật chất
Khối lượng riêng hõn hợp khí
Hiệu suất
Nồng độ cấu tử đầu vào
Hằng số Henry
Nồng độ cấu tử cần hấp thụ sau quá trình
Nồng độ phần mol tương đối
Lưu lượng hỗn hợp khí vào
Lưu lượng dung môi
Lưu lượng dòng khí trơ
Nồng độ cấu tử hấp thụ trong dung môi
Nồng độ cuối cấu tử hấp thụ trong pha khí
Bề mặt riêng của đệm
Thể tích riêng đệm

Khối lượng riêng vật liệu xốp
Đường kính tháp
Vận tốc khí trong tháp
Lưu lượng khí
Độ nhớt của khí
Gia tốc trọng trường
Chiều cao lớp đệm
Hệ số khuếch tán của CO2
Nồng độ phần trăm
Nhiệt lượng
Entapi
Hệ số truyền nhiệt
Đường kính xúc tác
Bề dày của thiết bị
Khối lượng
Nhiệt độ

SVTH Huỳnh Nhật Thanh

Đơn vị
Nm3/h
Kg/m3
%
Kg/h , kmol/h
Kg/m3
Kmol/kmol khí trơ
Kmol/kmol dung môi
Kmol cấu tử/kmol khí trơ
Kg/h
Kg/h

Kg/h
Kmol/kmol dung môi
Kmol/kmol khí trơ
m2/m 3
m3/m 3
Kg/m3
m
m/s
m3/h
N.s/m2
m/s2
m
m2/s
%
Kj
Kj/kg
w/m2
m
mm
Kg
0
C

Trang viii


CBHD Hoàng Minh Nam

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NH3 , URÊ VÀ KHÍ THIÊN NHIÊN ................... 1

1.1.

Khí thiên nhiên .................................................................................................. 1

1.1.1.

Khái niệm .................................................................................................. 1

1.1.2.

Phân loại và thành phần của khí thiên nhiên ............................................... 1

1.2.

1.1.2.1.

Phân loại............................................................................................. 1

1.1.2.2.

Thành phần ......................................................................................... 1

1.1.2.3.

Ứng dụng. .......................................................................................... 1

Sơ lược về NH3 .................................................................................................. 2

1.2.1.

Khái niệm .................................................................................................. 2

1.2.2.

Tính chất của NH3 ...................................................................................... 2

1.2.2.1.

Tính chất hoá học ............................................................................... 2

1.2.2.2.

Tính chất vật lý ................................................................................... 2

1.2.3.

Ứng dụng của NH3 ..................................................................................... 3

1.2.3.1.

Trong công nghiệp và nông nghiệp ..................................................... 3

1.2.3.2.

Trong nghiên cứu khoa học................................................................. 3

1.2.4.

Nhu cầu sử dụng NH3 hiện nay................................................................... 3

1.2.5.

Các công nghệ sản xuất NH3 trên thế giới .................................................. 4

1.3.

1.2.5.1.

Công nghệ sản xuất NH3 từ than ......................................................... 5

1.2.5.2.

Công nghệ sản xuất NH3 từ khí thiên nhiên......................................... 5

1.2.5.3.

So sánh các công nghệ ........................................................................ 6

Sơ lược về Urê .................................................................................................. 6

1.3.1.

Khái Niệm .................................................................................................. 6

1.3.2.

Tính chất của Urê ....................................................................................... 7

1.3.2.1.

Tính chất vật lý ................................................................................... 7

1.3.2.2.

Tính chất hóa học ............................................................................... 8

1.3.3.

Ứng dụng của Urê ...................................................................................... 9

SVTH Huỳnh Nhật Thanh

Trang iii


CBHD Hoàng Minh Nam

1.3.3.1.

Trong nông nghiệp và công nghiệp ..................................................... 9

1.3.3.2.

Trong y học ...................................................................................... 10

1.3.3.3.

Một vài đặc điểm về Urê................................................................... 10

1.3.3.4.

Ưu điểm của Urê .............................................................................. 10

1.3.4.

Công nghệ sản xuất urê trên thế giới......................................................... 11

CHƯƠNG 2 : QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT URÊ TỪ KHÍ THIÊN
NHIÊN .................................................................................................................. 12
2.1.

Cơ Sở lý thuyết ............................................................................................... 12

2.1.1.

Tổng hợp Urê ........................................................................................... 12

2.1.2.

Phân huỷ và thu hồi Urê ........................................................................... 14

2.1.3.

Cô đặc chân không và tạo hạt ................................................................... 16

2.2.

Mô tả quy trình và dòng công nghệ .................................................................. 18

2.2.1.

2.3.

Quy trình công nghệ ................................................................................. 18

Mô tả dòng công nghệ ...................................................................................... 18

2.3.1.

Phản ứng tổng hợp ................................................................................... 18

2.3.2.

Tinh chế urê, thu hồi NH3 và CO2 trung áp và thấp áp .............................. 19

2.3.3.

Cô đặc urê ................................................................................................ 22

2.3.4.

Tạo hạt urê ............................................................................................... 23

2.3.5.

Hệ thống xử lý nước thải .......................................................................... 24

2.3.6.

Các hệ thống phụ trợ ............................................................................... 25

CHƯƠNG 3 : QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG TỔNG
HỢP NH3 .............................................................................................................. 26
3.1.

Quy trình công nghệ tổng hợp NH3 .................................................................. 26
3.1.1.2.

Công đoạn Reforming hoá ................................................................ 28

3.1.1.3.

Công đoạn chuyển hoá CO ............................................................... 29

3.1.1.4.

Công đoạn tách CO2 ......................................................................... 29

3.1.1.5.

Công đoạn metane hoá...................................................................... 30

3.1.1.6.

Công đoạn tổng hợp amoniac............................................................ 30

SVTH Huỳnh Nhật Thanh

Trang iv

CBHD Hoàng Minh Nam

3.2.

Quy trình công nghệ......................................................................................... 32

3.2.1.

3.3.

Thuyết minh quy trình .............................................................................. 33

3.2.1.1.

Quá trình khử lưu huỳnh ................................................................... 33

3.2.1.2.

Quá trình Reforming hoá .................................................................. 34

3.2.1.3.

Quá trình chuyển hoá CO ................................................................. 36

3.2.1.4.

Quá trình hấp thụ và thu hồi CO2 ...................................................... 37

3.2.1.5.

Quá trình metane hoá. ....................................................................... 38

3.2.1.6.

Quá trình tổng hợp NH3 .................................................................... 39

Tính toán cân bằng vật chất cho hệ thống sản xuất amoniac ............................. 42

3.3.1.

Tính toán cho cụm tổng hợp NH3 ............................................................. 42

3.3.2.

Cụm Metane hóa ...................................................................................... 43

3.3.3.

Cụm hấp thụ CO2 ..................................................................................... 44

3.3.4.

Cụm chuyển hóa CO ................................................................................ 45

3.3.5.

Cụm reforming hóa .................................................................................. 45

3.3.6.

Cụm khử lưu huỳnh .................................................................................. 46

3.3.7.

Kiểm tra các thông số đã tính toán ............................................................ 46

3.4.

Tháp hấp thụ CO2 bằng dung dịch MDEA 40% ............................................... 47

3.4.1.

Các thông số ban đầu................................................................................ 48

3.4.2.

Tính toán cân bằng vật chất ...................................................................... 48

3.5.

Kiểm tra tính bền và lựa chọn vật liệu. ............................................................. 57

3.6.

Tính toán và thiết kế tháp tổng hợp Amoniac ................................................... 60

3.6.1.

Các thông số ban đầu................................................................................ 61

3.6.2.

Cân bằng vật chất tháp tổng hợp Amoniac ................................................ 62

3.6.3.

Cân bằng nhiệt tháp tổng hợp ................................................................... 64

3.6.4.

Tính toán thiết kế tháp tổng hợp ............................................................... 65

3.6.4.1.

Xúc tác cho tháp tổng hợp ................................................................ 65

3.6.4.2.

Tính thiết bị trao đổi nhiệt ................................................................ 67

3.6.4.3.

Tính toán tháp .................................................................................. 68

SVTH Huỳnh Nhật Thanh

Trang v


CBHD Hoàng Minh Nam

3.6.5.

Lựa chọn các thiết bị phụ cho xưởng sản xuất Amoniac ........................... 70

3.6.5.1.

Thiết bị hydro hoá ............................................................................ 70

3.6.5.2.

Thiết bị hấp thụ H2S ......................................................................... 70

3.6.5.3.

Thiết bị Reforming sơ cấp ................................................................ 70

3.6.5.4.

Thiết bị Reforming thứ cấp ............................................................... 71

3.6.5.5.

Thiết bị chuyển hoá CO ở nhiệt độ cao. ............................................ 71

3.6.5.6.

Thiết bị chuyển hoá CO ở nhiệt độ thấp ............................................ 71

3.6.5.7.

Thiết bị tách khí trơ và nhả hấp thụ CO2 ........................................... 71

CHƯƠNG 4 : CÁC HỆ THỐNG PHỤ TRỢ VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT
THẢI ..................................................................................................................... 72
4.1.

Các hệ thống phụ trợ ........................................................................................ 72

4.1.1.

Nồi hơi ..................................................................................................... 72

4.1.2.

Nguồn nước ............................................................................................. 72

4.1.2.1.

Nước sông làm mát ........................................................................... 72

4.1.2.2.

Nước từ hệ thống của thành phố ....................................................... 72

4.1.3.
4.2.

Điện năng ................................................................................................. 72

Nước thải ......................................................................................................... 73

4.2.1.

Xử lý nước thải sản xuất ........................................................................... 73

4.2.2.

Xử lý nước tuần hoàn ............................................................................... 73

4.2.3.

Xử lý nước sinh hoạt ................................................................................ 73

4.3.

Khí thải và chất thải rắn ................................................................................... 74

4.3.1.

Khí thải .................................................................................................... 74

4.3.2.

Chất thải rắn ............................................................................................. 74

4.4.

An toàn lao động trong phân xưởng. ................................................................ 74

4.4.1.

Thiết kế mặt bằng nhà máy....................................................................... 74

4.4.2.

Cấp thoát nước và làm sạch nước thải....................................................... 75

4.4.3.

Kỹ thuật an toàn khi thiết kế và sử dụng thiết bị ....................................... 75

4.4.4.

An toàn điện ............................................................................................. 75

SVTH Huỳnh Nhật Thanh

Trang vi


CBHD Hoàng Minh Nam

4.4.5.

An toàn trong lao động ............................................................................. 75

4.4.6.

Biện pháp phòng chống cháy nổ ............................................................... 76

CHƯƠNG 5 : BỐ TRÍ MẶT BẰNG NHÀ MÁY .................................................. 77
5.1.

Chọn địa điểm xây dựng .................................................................................. 77

5.1.1.

Mục đích xây dựng ................................................................................... 77

5.1.2.

yêu cầu kỹ thuật ....................................................................................... 77

5.2.

Chọn địa điểm xây dựng .................................................................................. 77

5.3.

Thống kê các công trình xây dựng.................................................................... 78

CHƯƠNG 6 TÍNH KINH TẾ ................................................................................ 81
6.1.

Đầu tư ban đầu ................................................................................................. 81

6.1.1.

Đầu tư trang thiết bị ban đầu .................................................................... 81

6.1.2.

Đầu tư cơ sở hạ tầng ................................................................................. 81

6.1.3.

Tiền lương và phụ cấp .............................................................................. 81

6.2.

Các khoản chi phí khác .................................................................................... 82

6.3.

Chi phí cho sản phẩm ....................................................................................... 82

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................... 83
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 85

SVTH Huỳnh Nhật Thanh

Trang vii


CBHD: Hoàng Minh Nam

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NH3 , URÊ VÀ KHÍ
THIÊN NHIÊN
1.1. Khí thiên nhiên[11]

1.1.1. Khái niệm
Khí thiên nhiên là hỗn hợp chất khí cháy được bao gồm phần lớn các
hydrocacbon.
1.1.2. Phân loại và thành phần của khí thiên nhiên
1.1.2.1.

Phân loại

Khí thiên nhiên là một loại khí không màu sắc và được phân loại tùy theo
thành phần của nó. Khí khô có chứa tỷ lệ metane cao còn khí ướt có chứa đáng kể
khối lượng hydrocacbon có phân tử lượng cao hơn thuộc nhóm ankan, bao gồm
etane, propane, và butane. Phần cặn lắng của khí là phần còn lại sau khi các ankan
đã được rút khỏi khí ướt. Khí chua là khí chứa nồng độ hydro sulfit cao (đây là một
chất khí không màu, độc có mùi trứng thối). Khí ngọt là khí có chứa ít chất hydro
sulfít.
Các chất không phải là hydro cacbon trong khí thiên nhiên được là các chất
làm loãng và chất gây ô nhiễm. Các chất làm loãng bao gồm các loại khí và hơi như
: nitơ , điôxit cacbon và hơi nước. Các chất gây ô nhiễm bao gồm các hydro sulfít
và các hợp chất lưu huỳnh khác. Các chất gây ô nhiễm có thể phá hoại các thiết bị
sản xuất và vận chuyển. Nếu được đốt, các chất gây ô nhiễm có thể gây ra các vấn
đề như ô nhiễm không khí và mưa axit .
1.1.2.2.

Thành phần

Khí thiên nhiên có thể chứa đến 85% metane (CH4) và khoảng 10% etane
(C2H6), và cũng có chứa số lượng nhỏ hơn propane(C3H8), butane (C4H10),
pentane(C5H12), và các alkan khác.
1.1.2.3.

Ứng dụng.

Khí thiên nhiên được sử dụng làm nhiên liệu và nguyên liệu đầu vào cho
ngành chế biến hóa chất. Là một nhiên liệu gia dụng, nó được đốt trong các bếp ga,
lò ga để nấu nướng, sấy khô. Là một nhiên liệu công nghiệp, khí thiên nhiên được
đốt trong các lò gạch, gốm và lò cao sản xuất xi măng. Khí thiên nhiên còn được sử

SVTH: Huỳnh Nhật Thanh

Trang 1


Chương 1: Tổng quan về NH3, Urê và Khí thiên nhiên

dụng để đốt các lò đốt các tua-bin nhiệt điện để phát điện cũng như các lò nấu thuỷ
tinh, lò luyện kim loại và chế biến thực phẩm
Khí thiên nhiên được sử dụng làm nguyên liệu đầu vào cho ngành hoá dầu để
tạo ra các chất hóa dầu. Các chất hóa dầu này được sử dụng làm sản phẩm cơ sở cho
việc sản xuất phân đạm, dược phẩm, bột giặt, thực phẩm nhiều loại hàng hóa khác

1.2. Sơ lược về NH3[7]
1.2.1. Khái niệm
Amoniac là một hợp chất vô cơ có công thức phân tử NH3. Ở điều kiện tiêu
chuẩn nó là một chất khí độc, có mùi khai, tan nhiều trong nước.
Tên UPAC : amonia hoặc azane
Thuật ngữ 'amoniac' có nguồn gốc từ một liên kết hoá học có tên là 'clorua
ammoni' được tìm thấy gần đền thời thần Mộc tinh Ammon ở Ai Cập
Người đầu tiên chế ra amoniac nguyên chất là nhà hoá học Dzozè Prisly.Ông
đã thực hiện thành công thí nghiệm của mình vào năm 1774 và khi đó người ta gọi
amoniac là 'chất khí kiềm'

1.2.2. Tính chất của NH3
1.2.2.1.

Tính chất hoá học

Phản ứng phân huỷ ở 600-7000C:
2NH3 → N2 + 3H2
Tác dụng với axit :
NH3 + H+ → NH4+
Tác dụng với các chất oxi hoá như : O2 , Cl2
2NH3 + 3Cl2 → N2 + 6HCl
4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O
Tham gia quá trình tạo phức như Ag[NH3]2+ , Cu[NH3]42+,...
1.2.2.2.

Tính chất vật lý

Là chất khí không màu, có mùi khai.
Phân tử gam :17,0304 g/mol
Độ hoà tan trong nước tốt : 89,9 g/100 ml nước ở 0 oC.

SVTH: Huỳnh Nhật Thanh

Trang 2


Chương 1: Tổng quan về NH3, Urê và Khí thiên nhiên
Nhiệt nóng chảy : -77,73 oC
Nhiệt độ sôi : -33,34oC
pKa ≈ 34.

pKb = 4,75
1.2.3. Ứng dụng của NH 3
1.2.3.1.

Trong công nghiệp và nông nghiệp

Dùng để điều chế axit nitric, phân bón
Dùng trong kỹ thuật làm lạnh
NH3 được sử dụng trong công nghệ sản xuất chất bán dẫn một số vật liệu cao
cấp khác thông qua sự ngưng tụ silicon nitride (Si3N4) bằng phương pháp ngưng tự
bốc hơi hoá học: Chemical Vapor Deposition (CVD).
NH4Cl được sử dụng trong công nghệ hàn, chế tạo thức ăn khô và trong y
học…
NH3 được sử dụng trong công nghiệp dầu khí, thuốc lá, và trong công nghệ
sản xuất các chất gây nghiện bất hợp pháp.
1.2.3.2.

Trong nghiên cứu khoa học.

NH3 được xem như là hỗn hợp khí chuẩn cho việc kiểm soát phát thải môi
trường, kiểm soát vệ sinh môi trường, các phương pháp phân tích dạng vết.
1.2.4. Nhu cầu sử dụng NH3 hiện nay
Amoniac là một loại hóa chất hiện được sản xuất ở quy mô lớn trên thế giới
với sản lượng hàng trăm triệu tấn/năm và sản xuất amoniac luôn chiếm vị trí quan
trọng trong cân bằng ngân sách của thế giới.
Dưới đây là các số liệu của Hiệp hội Phân bón quốc tế (IFA) về sản lượng của
amoniac thế giới trong các năm gần đây:

SVTH: Huỳnh Nhật Thanh

Trang 3


Chương 1: Tổng quan về NH3, Urê và Khí thiên nhiên

Bảng 1.1: Tình hình sản xuất NH3 từ năm 2004 - 2010
Năm 2004

159,1 triệu tấn

Năm 2005

162,3 triệu tấn

Năm 2006

166,1 triệu tấn

Năm 2007

176,6 triệu tấn

Năm 2008

184,0 triệu tấn

Năm 2010

Dự kiến khoảng 202 triệu tấn

Sản lượng NH3 (năm 2004) cao nhất là Trung Quốc (chiếm 28,4% sản lượng
toàn cầu), Ấn Độ (8,6%) Nga (8,4%), Hoa Kỳ (8,2%). Ngoài ra một số nước tại khu
vực Trung Đông, Nam Mỹ, Đông Nam Á, cũng có các nhà máy sản xuất phân đạm
nên cũng sản xuất nhiều NH3. Trong những năm gần đây số nhà máy phân đạm tại
khu vực Tây Á và Trung Đông tăng lên do có ưu thế về giá khí thiên nhiên nên tỷ lệ
về sản lượng NH3 tại các khu vực trên thế giới đang thay đổi.
Các chuyên gia trong ngành dự báo sản lượng amoniac của thế giới dự kiến sẽ
tăng bình quân 7 %/năm nếu tình hình sản xuất hoá chất này của các nước trên thế
giới tiến triển theo đúng kế hoạch. Khu vực Tây Á có thể chiếm 1/3 mức gia tăng
sản lượng trong khoảng thời gian trên.
Tại Việt Nam hiện nay có 2 nhà máy có sản xuất NH3, đó là Nhà máy Phân
đạm Bắc Giang (tại tỉnh Bắc Giang) của Công ty TNHH một thành viên Phân đạm
và Hóa chất Hà Bắc thuộc Tổng Công ty Hóa chất Việt Nam (VINACHEM) và Nhà
máy Phân đạm Phú Mỹ (tại tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu) thuộc Tập đoàn Dầu khí Việt
Nam (PetroVietnam).
1.2.5. Các công nghệ sản xuất NH 3 trên thế giới [3]
Phương pháp sản xuất NH3 được phân loại chủ yếu dựa vào nguồn nguyên liệu
để sản xuất là từ Than , dầu nặng và khí thiên nhiên. Ở nước ta hiện nay có 2
phương pháp sản xuất NH3 được ứng dụng là :

SVTH: Huỳnh Nhật Thanh

Trang 4


Chương 1: Tổng quan về NH3, Urê và Khí thiên nhiên

1.2.5.1.

Công nghệ sản xuất NH3 từ than

NH3 được sản xuất từ nitơ trong không khí và hydro. Nguồn cung cấp hyđro
cho quá trình sản xuất NH3 là khí hoá than. Quá trình sản xuất NH3 từ than khí hoá
bao gồm các bước cơ bản sau:
 Quá trình khí hoá than
 Quá trình làm sạch bụi khí hoá than
 Quá trình chuyển hoá CO2
 Quá trình khử lưu huỳnh
 Quá trình loại bỏ và thu hồi CO2
 Quá trình tổng hợp NH3
Khí CO2 thu hồi được sử dụng cho quá trình sản xuất phân urê.
Công nghệ này được ứng dụng tại Công ty Sản xuất Phân Đạm và Hoá chất Hà
Bắc .
1.2.5.2.

Công nghệ sản xuất NH3 từ khí thiên nhiên

NH3 được sản xuất từ nitơ trong không khí và hydro. Nguồn cung cấp hyđro
cho quá trình sản xuất NH3 từ khí thiên nhiên theo các giai đoạn như sau:
 Quá trình khử lưu huỳnh
 Quá trình Reforming hoá
 Quá trình chuyển hoá CO
 Quá trình tách và thu hồi CO2
 Quá trình metane hoá
 Quá trình tổng hợp NH3
Lượng CO2 thu được sẽ được cung cấp cho quá trình sản xuất urê
Công nghệ này được ứng dụng tại Nhà Máy Đạm Phú Mỹ trực thuộc Tổng
Công ty Phân Bón và Hoá chất.

SVTH: Huỳnh Nhật Thanh

Trang 5


Chương 1: Tổng quan về NH3, Urê và Khí thiên nhiên

1.2.5.3.

So sánh các công nghệ [12]

Theo như những báo cáo và tổng hợp các công nghệ sản xuất amoniac. Ta có
mối quan hệ so sánh giữa nguyên liệu và sản phẩm của các phương pháp như sau :

Than: Giá than tính theo đơn vị Btu tương đối thấp. trong khi đó vốn
đầu tư cho nhà máy sản xuất NH3 từ than lại khá cao, nên các chi phí liên quan đến
vốn (khấu hao, thuế, bảo dưỡng... ) cho 1 tấn sản phẩm cao hơn chi phí nguyên liệu.

Dầu mỏ: Giá dầu mỏ tính theo đơn vị Btu rất cao, nên dù vốn đầu tư
cao vừa phải, chi phí nguyên liệu cho một tấn sản phẩm vẫn cao hơn các chi phí liên
quan đến vốn.

Khí thiên nhiên: Giá khí thiên nhiên tính theo đơn vị Btu ở mức vừa
phải, trong khi đó chi phí liên quan đến vốn cho một tấn sản phẩm lại thấp hơn so
với trường hợp dùng than đá và dầu mỏ nên khi sản xuất NH3 từ khí thiên nhiên, chi
phí liên quan đến vốn và chi phí nguyên liệu cho 1 tấn sản phẩm sẽ gần bằng nhau
và đều thấp.Ngoài ra về vốn đầu tư cơ bản chỉ là 1,0 so với nếu dùng dầu nặng thì là
1,5 còn dùng than là 2,0; tiêu tốn cho năng lượng cũng là thấp nhất so với các
nguồn nguyên liệu khác, chỉ là 1,0 so với 1,1 nếu dùng dầu nặng và 1,4 nếu dùng
than.


Với ưu điểm này , đề tài xin chọn công nghệ sản xuất NH3 từ khí thiên
nhiên theo công nghệ Topsoe của Đan Mạch (được ứng dụng tại nhà máy Đạm Phú
Mỹ ) để thiết kế phân xưởng tổng hợp NH3 với công suất 2025 tấn/ngày.

1.3. Sơ lược về Urê [7]
1.3.1. Khái Niệm
Urê là một hợp hữu cơ của cacbon, nitơ, oxy và hidro, với công thức CON2H4
hay (NH2)2CO.
Tên quốc tế Diaminomethanal.
Urê còn được biết đến như là cacbamua, đặc biệt là trong tên gọi sử dụng ở
châu Âu theo giới thiệu tên gọi không độc quyền quốc tế.
Urê được Hilaire Rouelle phát hiện năm 1773. Nó là hợp chất hữu cơ được
tổng hợp nhân tạo đầu tiên từ các hợp chất vô cơ vào năm 1828 bởi Frieldrich
Woehler, là người điều chế ra nó bằng cách cho xyanat kali phản ứng với sulfat
amoniac.

SVTH: Huỳnh Nhật Thanh

Trang 6


Chương 1: Tổng quan về NH3, Urê và Khí thiên nhiên

1.3.2. Tính chất của Urê
1.3.2.1.

Tính chất vật lý

Màu trắng, dạng tinh thể min, hình kim hoặc hình lăng trụ dài, hoặc có khi
làm thành viên.

Nhẹ, dễ tan trong nước, dễ chảy hơn tất cả các phân đạm khác.
Khi đốt có mùi khai, nhưng khi cho vào kiềm thì không còn mùi khai nữa.
Phân tử lượng 60,07 g/mol.
Khối lượng riêng 750kg.
i) Độ tan 108 g/100ml ( ở 20 0C)
167 g/100ml ( ở 40 0C)
251 g/100ml ( ở 60 0C)
400 g/100ml ( ở 80 0C)
733 g/100ml ( ở 100 0C)
Nhiệt độ phân huỷ 132,7 0C (406 0F).
pKa : 0,18
pKb : 13,82
Tính hút ẩm : 81 % ( 20 0C)
73 % ( 300C)
Hiệu ứng nhiệt trong nước : 57,8 cal/g ( thu nhiệt).
Tỷ lệ đạm rất cao 45 – 48% đạm nguyên chất.
Urê là chất dễ hút ẩm từ môi trường xung quanh tại một nhiệt độ nhất định,
ứng suất riêng phần của hơi nước trong môi trường lớn hơn áp suất hơi nước trên bề
mặt urê.
Urê sẽ hút ẩm khi độ ẩm trong môi trường xung quanh lớn hơn 70%, nhiệt dộ
từ 10 – 40 0C.

SVTH: Huỳnh Nhật Thanh

Trang 7


Chương 1: Tổng quan về NH3, Urê và Khí thiên nhiên

Bảng 1.2: Hàm ẩm không khí theo nhiệt độ

Nhiệt độ ( 0C)

Hàm ẩm không khí (g/Kg KKK)

10

71,8

15

79

20

80

25

75,8

30

72,5

40

68

50

62,5

(Công nghệ sản xuất phân bón urê, phòng kỹ thuật – Công nghệ sản xuất, Nhà máy đạm Phú Mỹ)

1.3.2.2.

Tính chất hóa học

Giống như những chất hoá học khác, phân urê acid hoá đất:
(NH2)2CO + 4O2 = 2HNO3 + CO2 + H2O
Phân urê dễ bị phân huỷ :
+ Trong không khí ẩm
4NO + 2(NH2)2CO + O2 = 4N2 + 2H2O + 2CO2
+ Trong môi trường đất ẩm :
(NH2)2CO + 3H2O = CO2 + NH4OH
+ Phân huỷ bởi nhiệt :
Ở 80 0C :
(NH2)2CO = NH3 + HNCO
HNCO lại tương tác với (NH2)2CO
(NH2)2CO + HNCO = NH2CONHCONH2 biuret
NH2CONHCONH2 = NH3 + 2HNCO
Biuret có khả năng đốt cháy lá
Ở nhiệt độ < 1300C:
(NH2)2CO + H2O = NH2COONH4 cabamat amon
NH2COONH4 + H2O = (NH4)2CO3 cabonat amon
(NH4)2CO3 = NH3 + CO2 + H2O
Ở nhiệt độ >1300C :
SVTH: Huỳnh Nhật Thanh

Trang 8

Chương 1: Tổng quan về NH3, Urê và Khí thiên nhiên

(NH2)2CO + H2O = 2NH3 + CO2
1.3.3. Ứng dụng của Urê
1.3.3.1.

Trong nông nghiệp và công nghiệp

Làm phân bón, kích thích sinh trưởng, giúp cây phát triển mạnh, thích hợp
với ruộng nước, rau xanh, lúa,…Urê cũng có chứa 0,8 – 2,0% biurêt ban đầu được
bón cho đất dưới dạng nitơ. Các loại dịch urê loãng hàm lượng biurêt thấp ( tối đa
khoảng 0,3% biurêt ) được bón cho cây trồng với dạng phân bón lá.
Trộn lẫn các phụ gia khác urê sẽ được nhiều loại phân bón rắn có các dạng
công thức khác nhau như photphat amôn urê (UAP); sunphat amôn urê (UAS) và
urê photphat ( urê + axit photphoric), các dạng dung dịch urê nồng độ thuộc nitrat
amôn urê (UAN) (80 – 85%) có hàm lượng nitơ cao nhưng điểm kết tinh lại thấp
phù hợp cho việc vận chuyển lưu thông phân phối bằng hệ thống ống dẫn hay phun
bón trực tiếp.
Là chất bổ sung vào thức ăn cho động vật, nó cung cấp một nguồn đạm cố
định tương đối rẻ tiền để giúp cho sự tăng trưởng .
Urê được dùng để sản xuất lisin, một amino được dùng thông dụng trong
nghành chăn nuôi gia cầm.
Các loại nhựa urê được polyme hoá từng thành phần để dùng cho các ngành
công nghiệp dệt có tác dụng làm phân bố đều các thành phần ép của chất sợi.
Nguyên liệu cho sản xuất chất dẻo, đặc biệt là nhựa urê – formaldehyd. Urê (
cùng với amoniac) phân huỷ ở nhiệt độ và áp suất cao để sản xuất các loại nhựa
melamin.
Là chất thay thế cho muối trong việc loại bỏ băng hay sương muối của lòng

đường hay đường băng sân bay. Nó không gây ra hiện tượng ăn mòn kim loại như
muối.
Là thành phần bổ sung trong thuốc lá, nó được thêm vào để tăng hương vị.
Đôi khi được sử dụng như là chất tạo màu nâu vàng trong các xí nghiệp sản
xuất bánh quy.
Được dùng trong nghành sản xuất thuốc trừ sâu.
Là một thành phần của dầu dưỡng tóc, sửa rửa mặt, dầu tắm và nước hoa.
Nó cũng được sử dụng như là chất phản ứng trong một số gạc lạnh như để sơ
cứu, do phản ứng thu nhiệt tạo ra khi trộn nó với nước.
SVTH: Huỳnh Nhật Thanh

Trang 9


Chương 1: Tổng quan về NH3, Urê và Khí thiên nhiên

Thành phần hoạt hoá để xử lý khói thải từ động cơ diesel
1.3.3.2.

Trong y học

Urê được sử dụng trong các sản phẩm da liễu cục bộ để giúp cho quá trình tái
hidrat hoá của da.
Do urê được sản xuất và bài tiết khỏi cơ thể với một tốc độ gần như không
đổi, nồng độ urê cao trong máu chỉ ra vấn đề với sự bài tiết hoặc trong một số
trường hợp nào đó là sự sản xuất quá nhiều urê trong cơ thể.
Nồng độ urê cũng có thể tăng trong một số rối loạn máu ác tính ( ví dụ bệnh
bạch cầu và bệnh Kahler)
Nồng độ cao của urê( urêmia) có thể sinh ra các rối loạn thần kinh ( bệnh
não). Thời gian dài bị urêmia có thể làm đổi màu da sang màu xám

1.3.3.3.

Một vài đặc điểm về Urê

Trong số các sản phẩm hoá học được sử dụng phổ biến làm nguồn cung cấp
phân đạm cho cây trồng như: Sulphur Amonium (SA), Nitrat Amonium (NH4NO3),
urê … thì urê được sử dụng nhiều hơn cả vì những đặc tính vượt trội của nó về mọi
phương diện.
Bảng 1.3: Sản lượng tiêu thụ urê trên toàn thế giới
Năm

1973

1997

2003

2007

8,3

37,6

50

116,7

Tiêu thụ
( Triệu tấn)
1.3.3.4.

Ưu điểm của Urê

Urê có thể dùng bón cho cây trồng dưới dạng rắn, dạng lỏng tưới gốc hoặc
sử dụng như phân phun qua lá đối với một số loại cây trồng.
Khi sử dụng urê không gây hiện tượng cháy nổ nguy hiểm cho người sử
dụng và môi trường chung quanh ( Nitrat Amonium rất dễ gây cháy nổ).
Với hàm lượng đạm cao, đạt khoảng 46%, sử dụng urê giảm bớt được chi phí
vận chuyển, công lao động và kho tồn trữ so với các sản phẩm cung cấp đạm khác
Việc sản xuất urê thải ra ít chất độc hại cho môi trường.
Khi được sử dụng đúng cách, urê làm tăng năng suất nông sản tương đương
so với các sản phẩm cung cấp đạm khác.
SVTH: Huỳnh Nhật Thanh

Trang 10


Chương 1: Tổng quan về NH3, Urê và Khí thiên nhiên

1.3.4. Công nghệ sản xuất urê trên thế giới
Các phương pháp sản xuất urê từ khí thiên nhiên được sử dụng từ trước đến
nay trên thế giới đã căn cứ vào khả năng thu hồi CO2 và NH3 mà phát triển thành 3
công nghệ chính như sau :
 Công nghệ không thu hồi( Once-through process)
 Công nghệ thu hồi 1 phần ( Parial recycle process)
 Công nghệ thu hồi hoàn toàn ( Total recycle process)
Ngày nay chỉ có công nghệ thu hồi hoàn toàn được áp dụng . Tổng chuyển
hoá NH3 đạt khoảng 99%. Kết quả là không tạo ra sản phẩm phụ chứa Nitơ và việc
sản xuất phụ thuộc nhiều vào nồng độ CO2 và NH3 được cung cấp từ xưởng sản
xuất NH3. Tuy nhiên, đây cũng là công nghệ có chi phí đầu tư và vận hành đắt nhất.

Vì vậy trên thế giới có rất nhiều công nghệ mới được ra đời :
 Công nghệ C cải tiến tuần hoàn toàn bộ Misui-ToatSu
 Công nghệ Montedision
 Công nghệ stripping CO2 stamircacbon
 Công nghệ stripping NH3 Snamprogetti
Các công nghệ mới này đã khắc phục phần nào cũng như phát huy thế mạnh vốn có
của công nghệ sản xuất Urê có hiệu quả sản xuất cao nhưng có chi phí đắt đỏ này.
Để làm rõ nhưng quan điểm nêu trên đề tài xin trình bày công nghệ sản xuất
NH3 từ khí thiên nhiên theo công nghệ Snamprogetti của Italia hiện đang được ứng
dụng tại nhà máy Đạm Phú Mỹ.

SVTH: Huỳnh Nhật Thanh

Trang 11


CBHD Hoàng Minh Nam

CHƯƠNG 2 : QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
URÊ TỪ KHÍ THIÊN NHIÊN
2.1. Cơ Sở lý thuyết [10]
Xưởng urê được mô tả qua các giai đoạn công nghệ chính như sau:


Tổng hợp urê và thu hồi NH3, CO2 cao áp;



Tinh chế urê và thu hồi NH3, CO2 trung và thấp áp;



Cô đặc urê;



Tạo hạt;



Xử lý nước thải.

2.1.1. Tổng hợp Urê
Urê là sản phẩm được tạo thành qua phản ứng tổng hợp Amoniac lỏng và khí
CO2.
Trong tháp tổng hợp urê R-1001, Amoniac và CO2 phản ứng tạo thành amôni
cacbamat, một phần amonium cacbamat tách nước tạo thành urê.
Các phản ứng xảy ra như sau:
2NH3 +

CO2

NH2-COO-NH4



NH2COONH4 + 32560 kcal/kmol cacbamat
(Ở 1.033 kg/cm 2, 25 OC) (1)



NH2-CO-NH2 + H2O - 4200 kcal/kmol urê
(Ở 1.033 kg/cm 2, 25 OC) (2)

Ở điều kiện phản ứng (T=188-190oC, P=152-157 barg), phản ứng thứ nhất xảy ra
nhanh chóng và hoàn toàn, phản ứng thứ hai xảy ra chậm và quyết định vận tốc
phản ứng.
Phần amonium cacbamat tách nước được xác định bằng tỉ lệ các chất phản ứng
khác nhau, nhiệt độ phản ứng và thời gian lưu trong tháp tổng hợp.
Tỉ lệ mol H2O/CO2 trong khoảng 0,5-0,7.
Phản ứng thứ nhất tỏa nhiệt mạnh liệt trong khi đó phản ứng thứ hai thu nhiệt
yếu và xảy ra trong pha lỏng ở tốc độ chậm.
Sau hệ thống tổng hợp urê, quá trình phân huỷ (và thu hồi có liên quan) không
thay đổi thành phần phản ứng được thực hiện ba bước sau:
SVTH Huỳnh Nhật Thanh

Trang 12


Chương 2: Quy trình công nghệ sản xuất Urê từ khí thiên nhiên

1.

Phân huỷ cao áp tại urê Stripper

2.

Phân huỷ trung áp tại cụm phân huỷ trung áp

3.

Phân huỷ thấp áp tại cụm phân huỷ thấp áp

Phản ứng phân huỷ là phản ứng ngược chiều với phản ứng (1)
NH2-COO-NH4



2 NH3 + CO2 (- nhiệt)

Và phản ứng xảy ra mãnh liệt khi ta giảm áp và tăng nhiệt hoặc cả hai.
 Ảnh hưởng tỷ lệ NH3/CO2
Như mô tả tại phản ứng (1), tỷ lệ Mol lý thuyết của NH3/CO2 là 2, nhưng dưới các
điều kiện khác sản phẩm urê ổn định chậm ở 168barg và 155oC.
Ảnh hưởng của CO2 là rất nhỏ so với NH3. Hơn thế nữa, dưới điều kiện giàu
CO2, dung dịch sẽ trở nên ăn mòn nhiều hơn và vận hành có vấn đề liên quan đến
kết tinh là quá quan trọng . Nên việc làm giàu nồng độ NH3 được ứng dụng để gia
tăng khả năng tạo urê của phản ứng tổng hợp. Hầu hết tất cả các nhà máy urê được
vận hành dưới tỷ lệ NH3/CO2 trong khoảng giữa 2,5 và 5,0.
 Ảnh hưởng tỷ lệ H2O/CO2
Từ phản ứng thứ hai, rõ ràng rằng lượng nước dư trong dung dịch phản ứng
làm cản trở sự hình thành urê từ cacbamat. Nhưng nếu hàm lượng nước quá thấp thì
nồng độ cacbamat trở nên cao cùng với vấn đề nghẽn đường ống.
Do đó các nhà máy công nghiệp thông thường chọn tỉ lệ mol H2O/CO2 là
0,4-1
 Ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất
Mối liên hệ giữa độ chuyển hóa cân bằng và nhiệt độ vận hành được đưa ra
bởi Fréjacques và những người cộng sự như sau: độ chuyển hóa tăng tỉ lệ với sự
tăng nhiệt độ, nhưng Otsuka và những người cộng sự đã báo cáo rằng độ chuyển
hóa cân bằng tối đa tồn tại xung quanh 196-200oC.

Áp suất cân bằng ngày càng cao khi nhiệt độ tăng, áp suất cân bằng và tỉ lệ
NH3/CO2 theo tỉ lệ H2O/CO2. Áp suất cân bằng đạt tới giá trị cực tiểu bằng cách
thay đổi tỉ lệ NH3/CO2 và điểm cực tiểu hướng tới giá trị NH3/CO2 cao hơn phụ
thuộc vào sự tăng nhiệt độ vận hành. Lưu ý rằng áp suất cân bằng tăng nhanh theo
hướng tỉ lệ NH3/CO2 thấp.

SVTH: Huỳnh Nhật Thanh

Trang 13


Chương 2: Quy trình công nghệ sản xuất Urê từ khí thiên nhiên

2.1.2. Phân huỷ và thu hồi Urê
Phản ứng phân huỷ là phản ứng ngược chiều với phản ứng 1
NH2-COO-NH4



2 NH3 + CO2 (- nhiệt)

Và phản ứng xảy ra mãnh liệt khi giảm áp và tăng nhiệt hoặc cả hai.
Từ phản ứng này có thể thấy rằng sự phân hủy được xúc tiến bằng cách giảm
áp suất và cung cấp nhiệt hoặc cả hai. Trong các nhà máy Snamprogetti, sự phân
hủy được tiến hành trong 3 giai đoạn:
 Phân hủy cao áp trong thiết bị Stripper cao áp E-1001
Sự phân hủy được xúc tiến bằng cách gia nhiệt và tách CO2 bằng cách cho
bay hơi lượng dư NH3, ở mức áp suất thấp hơn một chút so với áp suất phản ứng
urê.
Thiết bị stripper là thiết bị trao đổi nhiệt kiểu màng. Do đó, các dòng lỏng và

khí được phân hủy và bay hơi khi tiếp xúc ngược dòng và nồng độ CO2 trong dòng
lỏng giảm dần từ đỉnh xuống đáy của ống stripper. Sự phân hủy ở áp suất cao yêu
cầu nhiệt độ cao hơn kéo theo vấn đề ăn mòn mà trong công nghệ Snamprogetti ăn
mòn được ngăn ngừa bằng lượng NH3 dư và sử dụng ống lưỡng kim trong stripper.
 Phân hủy trung áp trong thiết bị phân hủy trung áp E-1002A/B
Để tăng cường quá trình phân hủy, cần thiết phải gia nhiệt tới nhiệt độ cao
hơn hoặc giảm áp suất tới mức thấp hơn.
Thiết bị phân hủy trung áp E-1002A/B hoạt động ở áp suất 19,5 barg và nhiệt
độ 144-165oC. nhiệt phân hủy được cung cấp nhờ hơi 4,9 barg, 158oC trong phần vỏ
trên (E-1002A) và nhờ nước ngưng hơi 219oC từ stripper trong phần vỏ dưới (E1002B).
 Phân hủy thấp áp trong thiết bị phân hủy thấp áp E-1003
Áp suất càng thấp, sự mất mát NH3 và CO2 khỏi hệ thống càng thấp, nhưng
dung dịch thu hồi loãng hơn, có nghĩa là nước dư được tuần hoàn về cụm tổng hợp.
Để duy trì cân bằng trong cụm tổng hợp, điều kiện hoạt động của thiết bị phân hủy
thấp áp được lựa chọn ở áp suất 4 barg và nhiệt độ 151oC. Nhiệt được cung cấp nhờ
hơi áp suất 4,9 barg.

SVTH: Huỳnh Nhật Thanh

Trang 14