Báo cáo thực tập tại Nhà máy phân đạm Hà Bắc

ợc chuyển về dạng K2CO3. Trong thực tế sản xuất hầu như không có công nghệ tái sinh nào đạt hiệu suất 100%. 2.2.4.3. Thiết bị quản lý: STT TÊN THIẾT BỊ K. HIỆU S.LG. 1 Tháp hấp thụ CO2 F2600/F3200, H=49710. Đoạn trên: đệm thép C, F38, chia làm hai đoạn 6 m/ 1 đoạn. Đoạn dưới: đệm thép C, F50, chia làm 2 đoạn, 8m đêm/ 1 đoạn đệm. E010501 1 2 Tháp tái sinh tăng áp. F3600/F3200, H=53950 3 tầng đệm thép C, F50m quy cách 7m-6m-7m. E010503 1 3 Tháp tái sinh thấp áp F3600, H=48370 Đệm Thép C, F50, 2 đoạn mỗi đoạn cao 7,5m. E010502 1 4 Thiết bị trao đổi nhiệt khí biến đổi (kiểu nằm ngang, F900, L=5340, A=103m2) C010501 1 5 Thiết bị phân ly khí biên đổi (F1800, H=6512) F010501 1 6 Thiết bị phân ly khí biên đổi (F1800, H=6531) F010502 1 7 Thiết bị làm lạnh khí tinh chế bằng nước(F1000, H=7311, A=201,5m2). C010508 1 8 Thiết bị làm lạnh khí biến đổi bằng nước (F1100, H=7165, A=339m2) C010504 1 9 Thiết bị phân ly khí tinh chế(F1600, H=6470) F010503 1 10 Thiết bị làm lạnh dung dịch nghèo bằng nước (F1100, H=7243, A=368m2) C010505 1 11 Thiết bị đun sôi dung dịch tái sinh bằng hơi nước (F1600, H=7760, A=550m2) C010503 1 12 Thiết bị đun sôi dung dịch tái sinh bằng khí biến đổi (F1000, H=6255, A=240m2) C010502 1 13 Thiết bị phân ly làm lạnh khí tái sinh F1400/F1600, H=15745 Bộ làm lạnh phần trên: A=671m2. Bộ phân ly dưới. C010506 1 14 Thiết bị phun CO2 kiểu tuy-e L010501 1 15 Thiết bị làm lạnh CO2 bằng nước (F1400, L=7117, A=436,5m2) C010507 2 16 Thiết bị phân ly khí CO2 (F2200, H=7685) F010504 1 17 Thiết bị lọc dung dịch bằng than hoạt tính (F2000, H=6400) F010506 2 18 Thiết bị thải nước ngưng tụ (F600, H=1935) F010507 1 19 Thùng ngầm chứa dung dịch thải (F3000, H=3000) F010508 1 20 Thùng chứa dung dịch (F7000, H=7500, V=288m3) F010509 1 21 Thùng pha chế dung dịch (F2000, H=7685) F010505 1 22 Bơm nước ngưng tụ J010505 1 23 Bơm nước tuần hoàn J010504 2 24 Bơm dịch bán nghèo J010503 4 25 Bơm dịch nghèo dùng động cơ điện J010502 1 26 Toàn bộ đường ống, van, thiết bị có trong cương vị. 27 Bơm dịch nghèo dung turbine J010501 1 2.2.4.4. Lưu trình công nghệ Lưu trình khí đi khử CO2: Khí biến đổi sau khử lưu huỳnh qua thiết bị trao đổi nhiệt, được gia nhiệt bởi khí từ công đoạn biến đổi đến, nhiệt độ tăng từ 40 0C lên 90 0C và đi vào phía dưới tháp hấp thụ, khí sau khi khử CO2 ra khỏi đỉnh tháp hấp thụ, qua thiết bị làm lạnhh bằng nước, thiết bị phân ly rồi đi về đoạn IV máy nén 667. Lưu trình dung dịch khử CO2: Dung dịch giàu ra từ đáy tháp hấp thụ CO2 với lưu lượng 850 m3/giờ, được giảm áp bằng van điều tiết dịch diện; trong đó khoảng 600 m3/giờ dung dịch giàu được khống chế qua tổ máy turbin của bơm dung dịch nghèo để thu hồi năng lượng, sau đó hỗn hợp với khoảng 250 m3/giờ dung dịch giàu còn lại được khống chế cùng đi vào bộ phận bốc hơi nhanh ở đỉnh tháp tái sinh biến áp phối hợp khống chế dịch diện, khoảng 30 % CO2 bị nhả khỏi dung dịch. Khoảng 300 – 400 m3/giờ dung dịch giàu ra khỏi đáy bộ phận bốc hơi nhanh đi đến phần trên tháp tái sinh thấp áp, khoảng 300 m3/giờ dung dịch giàu còn lại chảy xuống đoạn đệm thứ nhất tiếp tục tái sinh. Một phần dung dịch bán nghèo ra khỏi đáy đoạn đệm thứ nhát đi đến phần giữa của tháp tái sinh thấp áp rồi trộn lẫn với dung dịch bán nghèo đi từ phần trên xuống. Một phần nhỏ dịch ở đây được trích đi ọc bằng than hoạt tính, phần còn lại gần 600 m3/giờ ra khỏi đáy đoạn trên rồi cùng với dung dịch sau bộ lọc than hoạt tính được đưa vào bơm dung dịch bán nghèo để tăng áp và phun vào phần giữa tháp hấp thụ CO2. Dung dịch bán nghèo còn lại khoảng 250 m3/giờ được chảy từ đáy đoạn đệm thứ nhất của tháp tái sinh tăng áp qua đoạn đệm thứ hai tiếp tục tái sinh. Ra khỏi đay đoạn đệm thứ hai được đưa vào bộ đun sôi bằng hơi nước 0,5 MPa và bộ đun sôi bằng khí biến đổi rồi trở lại tháp tái sinh tăng áp. Dung dịch ra khỏi đáy tháp tái sinh tăng áp có nhiệt độ 120-125 0C, đi đến phần dưới tháp tái sinh thấp áp, được gia nhiệt bốc hơi bởi nhiệt của hơi nước từ bộ thải nước ngưng đến. Hơi nước được ngưng tụ và cùng dung dịch nghèo ra khỏi đáy tháp tái sinh thấp áp với lưu lượng 250 m3/giờ, nhiệt độ 110 – 115 0C qua bộ làm lnạh dung dịch bằng nước ngưng có nhiệt độ 70 – 90 0C, đến bơm dịch nghèo để tăng áp và phun vào đỉnh tháp hấp thụ CO2. Nước ngưng của hệ thống được thu hồi về bể ngầm và qua bơm nước ngưng hồi lưu để tăng áp rồi bổ sung vào đỉnh của phần trên tháp tái sinh thấp áp và đáy tháp tái sinh tăng áp, để cân bằng lượng nước của hệ thống bị bốc hơi theo khí tái sinh và duy trì sản xuất bình thường. Lưu trình hệ tái sinh nhả khí CO2: Khí CO2 thoả ra khỏi dung dịch đi ra từ đỉnh tháp tái sinh thấp áp, vào bộ làm lạnh bằng nước để phân ly nước, rồi được hút vào Tuye và hỗn hợp với khí CO2 đến từ đỉnh tháp tái sinh tăng áp, sau đó qua thiết bị làm lạnh khí tai sinh CO2 bằng nước, nhiệt độ giảm xuống 40 0C, qua bộ phân ly để phân ly hơi nước và dung dịch ra đưa đi sản xuất urê và CO2 lỏng - rắn. Lưu trình hơi nước đun sôi đáy tháp tái sinh dung dịch khử CO2: Hơi nước quá nhiệt 0,5 MPa từ mạng ống chung đến, được làm lạnh giảm nhiệt độ bơi nước ngưng đến từ bơm nước ngưng, khống chế nhiệt độ 180 – 190 0C, đưa vào bộ đun sôi bằng hơi nước, rồi qua bộ thải nước ngưng. Hơi nước chưa ngưng được đưa đến đáy tháp tái sinh thấp áp để gia nhiệt còn nước ngưng được đưa đến thùng chứa. 2.2.5. Cương vị khử vi lượng CO và CO2. 2.2.5.1. Nhiệm vụ cương vị: Dùng dung dịch Axetat Amonic Đồng để hấp thụ CO2, CO với hàm lượng nhỏ. Thao tác cương tương đối phức tạp, điều kiện tái sinh tốt hay sấu có ảnh hưởng rất lớn tới quá trình tinh chế khí nguyên liệu trước khi đưa sang tổng hợp NH3. 2.2.5.2. Lý thuyết khử vi lượng CO và CO2. a. Thành phần dung dịch Axetat Amonic Đồng. Dung dịch Axetat Amonic Đồng thường được gọi đơn giản là dung dịch đồng – amoniac, hay đơn giản hơn nữa là dung dịch đồng. Thành phần chính dung dịch đồng là phức chất [Cu(NH3)2AC], [Cu(NH3)4AC], Acetat amon NH4OH và NH3 tự do chưa tham gia phản ứng bởi vì nó đã hấp thụ không khí và CO2 trong khí nguyên liệu nên trong dung dịch còn có chứa bicarbonat amon NH4HCO3 và carbonat amon (NH4)2CO3, v.v… trong đó [Cu(NH3)2AC] và NH3 tự do là thành phần chính hấp thụ CO. b. Nguyên lý hấp thụ của dung dịch Axetat Amonic Đồng. Nguyên lý hấp thụ CO của dung dịch đồng: Trong điều kiện tồn tại NH3 tự do, phức Cu+ sẽ tác dụng vơi CO để tạo thành phức chất oxi hóa carbon Acetat 3 Amoniac đồng I. Cu(NH3)2AC + CO + NH3 ® Cu(NH3)3COAC + Q. Phản ứng hấp thụ CO2: Hấp thụ CO2 dựa vào lượng NH3 tự do chưa trong dung dịch đồng. 2NH3 + CO2 + H2O ® (NH4)2CO3 + Q. Muối (NH4)2CO3 sinh ra tiếp tục hâp thụ CO2 (NH4)2CO3 + CO2 + H2O ® 2NH4HCO3 + Q. Hai phản ứng trên đều tỏa nhiệt nên làm cho nhiệt độ của dung dịch tăng lên và có ảnh hưởng đến năng lực hấp thụ của dung dịch, đồng thời muối (NH4)2CO3 và NH4HCO3 dễ kết tinh ở nhiệt độ thấp, thậm chí khi HAC và NH3 tự do không đủ còn gây nên kết tủa Cacbonat đồng CuCO3 gây tắc tháp. Vì vậy trong nguyên liệu đòi hỏi CO2 không được quá cao, hơn nữa phải duy trì đủ lượng NH3 và HAC trong dung dịch đồng. Phản ứng hấp thụ O2: Dung dịch đồng hấp thụ O2 là dựa vào ion Cu+, phản ứng xẩy ra như sau: Cu(NH3)2AC + 4NH3 +2HAC + 0,5O2 ® Cu(NH3)4(AC)2 + H2O + Q. Đây là phản ứng không thuận nghịch, có thể loại bỏ O2 một cách triệt để, nhưng dung dịch đồng sau hấp thụ O2 làm Cu+ tiêu hao, làm năng lực hấp thụ CO của dung dịch giảm xuống. Phản ứng hấp thụ H2S: Dung dịch đồng hấp thụ H2S nhờ vào NH3 tự do: 2NH4OH + H2S ® (NH4)2S + 2H2O + Q. Đồng thời H2S hòa tan trong dung dịch đồng còn có thể kết hợp với Cu+ để tạo thành sulfua đồng 1 kết tủa. 2Cu(NH3)2AC + H2S ® Cu2S¯ + 2NH4AC + NH3. Phản ứng trên là phản ứng không thuận nghịch, vì vậy vi lượng H2S trong khí nguyên liệu có thể bị hấp thụ hoàn toàn. Nhưng việc tạo thành kết tủa Cu2S¯ không thể tái sinh được, không những gây tắc tháp, làm tiêu hao hàm lượng tổng đồng, giảm năng lực hấp thụ của dung dịch đồng mà còn làm độ nhớt tăng lên, dẽ gây sự cố thể khí mang theo dịch. Vì vậy yêu cầu hàm lượng H2S có trong không khí nguyên liệu càng thấp càng tốt. c. Nguyên lý tái sinh dung dịch đồng. Dung dịch đông trong tháp sau khi đã hấp thụ CO, và CO2, O2 và H2S thì năng lực hâp thụ giảm xuống thậm chí mất hoàn toàn khả năng hấp thụ. Để khôi phục năng lực hấp thụ của dung dịch đồng cần phải tiến hành tái sinh dung dịch và sử dụng lại. Tái sinh bao gồm 2 mặt: Làm cho các khí CO, CO2, H2S ngậm trong dung dịch nhả ra. Làm chuyển Cu+2 về Cu+, điều chỉnh tỷ lệ Cu. Bổ sung NH3, Cu, HAC tổn thất trong qua trình sử dụng dung dịch đồng. Các phản ứng tái sinh: Dung dịch đông trong quá trình giảm áp và gia nhiệt trước hết là nhả ra những khí đã hấp thụ CO, H2S, CO2,… phương trình như sau: Cu(NH3)3COAC ® Cu(NH3)2AC +CO + NH3 – Q. (NH4)2CO3 ® 2NH3 + CO2 + H2O – Q. NH4HCO3 ® NH3 + CO2 + H2O – Q. (NH4)2S ® 2NH3 + H2S. – Q. Đây là các phản ứng giảm thể tích thu nhiệt. vì vậy theo nguyên lý chuyển dich căn bằng thì tăng nhiệt đô, giảm áp suất là có lợi cho phản ứng. thể khí nhả sau quá trình tái sinh gọi là khí tái sinh. Trong khí tái sinh ngoài CO, CO2, NH3,… còn có chứa một phần N2, H2, do dung dịch đồng mang theo, cần được thu hồi tận dụng. Trong quá trình tái sinh đồng thời còn xẩy ra phản ứng khử Cu+2 về Cu+: 2Cu(NH3)2+ + CO + H2O ® 2Cu + CO2 + 2NH3 + NH4+ - Q. trong điều kiện có mặt Cu+2 xẩy ra phản ứng: Cu + Cu+2 « 2Cu+ - Q. Đồng thời Cu+2 có thể trực tiếp bi CO khử: Cu+2 + CO + H2O ® 2Cu+ + CO2 + H+ - Q. Các phản ứng trên mà Cu+2 bị khử hoàn thành Cu+, tỷ lệ đông tăng lên còn CO thì oxy hóa thành CO2 dẽ nhả ra khỏi dung dịch. Nếu lượng CO trong dung dịch ít thì tác dụng khử sẽ yếu và tỷ lệ đông không dạt mức yêu cầu, nhưng khi tỷ lệ động quá cao thì cân bằng trong phản ứng Cu + Cu+2 « 2Cu+ - Q. sẽ chuyển dịch sang trái nên đồng sẽ tách ra và kết tủa. vì vậy duy trì nồng độ Cu+2 trong dung dịch là rất cần thiết để loại bỏ triệt để CO, duy trì sự ổn định của dung dịch đồng ngăn ngừa kim loại đồng tạo ra kết tủa. Trong trương hợp Cu+2 bị khử quá mức, ta có thể thông một lượng không khí thích hợp vào đáy tháp hoàn nguyên để oxy hóa một phần Cu+ thành Cu+2. 2.2.5.3. Thiết bị quản lý. STT TÊN TB QUY CÁCH S.LG 1 Tháp hồi lưu (901) F1000, H=6520, Hđệm=3000. Kích thước đệm F38x38x15 2 2 Bộ phân ly bọt (911) F1000, H=3661 1 3 Thiết bị hoàn nguyên (912) Có bộ gia nhiệt trên và dưới. F1000, H=12000, Ftrên = 280m2, Fdưới =43m2 2 4 Thùng tái sinh (913) Thiết bị bên trong có tấm ngăn, bên ngoài có vỏ bọc hơi nước.(F2400, L=12970, F=19,5m2, V=55,5m3) 2 5 Trao đổi nhiệt dung dịch (914) Thiết bị ống trùm 1 6 Thg hòa đồng (915) F1600, H=3000, V=3,7m3. 1 7 Thiết bị làm lạnh dịch đồng bằng nước (916) F800, L=6000, n=784 ống, F=363m2 2 bộ 8 Thiết bị làm lạnh dịch đồng bằng NH3 lỏng (917) F1200, L=6371,Fống=32x3.5, Lống=5500, n=524 ống, F=290m2. 2 bộ 9 Thiết bị phân ly bọt NH3 (918) F1200, H=2862, P=2-16 kg/cm2, T0C = 0 – 30C. 2 bộ 10 Thiết bị lọc dung dịch đồng trước bơm cao áp. (920) F700, H=1640, Flọc=1,25 m2, P=3 kg/cm2, T0C = 5 – 150C. 2 11 Thùng chứa dung dich đồng bẩn (922) F1250x4.5, H=1100, bên trong lắp lưới lọc bằng kim loại. Pthao tác: áp lực thường. Tthao tác: nhiệt độ thường. 1 12 Thùng chứa nước ngưng (923) F2500, H=6500, V=30m3, Pthao tác: áp lực thường. Tthao tác: nhiệt độ thường 1 13 Bơm đồng bẩn (924) Q=30 – 50 m3/h, H=35,5 – 28.8 mH2O, n=2900 v/phút, N=7.5 KW. 1 14 Thiết bị lọc dung dịch đông bẩn (925) F303x8mm, H=1216. 1 15 Tháp rửa tái sinh kiểu đệm (926) F 800x6mm, H=6400. P=1000 mmH2O. Tthao tác: nhiệt độ thường 1 16 Thùng tập trung dầu dung dịch đồng (927) F500x400mm, H=1240 Pthao tác: áp lực thường. Tthao tác: nhiệt độ thường 1 2.2.5.4. Lưu trình đơn giản: Dung dịch từ thấp hấp thụ ra qua và điều tiết dịch diện, giảm áp sẽ tự đi vào đỉnh tháp hồi lưu, qua lớp đệm và hấp thụ phần lớn NH3 và một phần CO, CO2… trong thể khí từ dưới lên sau đó đi xuống một phần vào trao đổi nhiệt với dịch nóng từ thùng tái sinh xuống sau đó nhập vào đường đi vào bộ hoàn nguyên trên và dưới bằng hai đường và được hơi gia nhiệt bên trong ngoài ống chùm lên đến nhiệt độ 680C (ra thiết bị trao đổi nhiệt phía dưới), 720C sau khi ra trao đổi nhiệt trên ( lượng dung dịch đồng đi vào trao đổi nhiệt với dịch nóng từ tái sinh xuống hay vào trao đổi nhiệt trên dưới phụ thuộc vào thành phần dung dịch cần khống chế). Ra bộ hoàn nguyên dung dịch đồng vào thùng tái sinh tiếp tục được gia nhiệt nhờ vỏ bọc hơi nước đến nhiệt độ 750C-780C và qua 9 tấm ngăn chiết lưu, ở đây lượng khí bị dung dịch đồng hấp thụ nhả ra gần hết và dịch đồng trở lại trạng thái ban đầu rồi xuống trao đổi nhiệt với dịch đồng từ thiết bị hồi lưu xuống sau đó đi vào thùng hóa đồng để bổ sung lượng đồng tổn thất, đi xuống làm lạnh bằng nước hạ nhiệt độ xuống <400C, đồng thời bổ sung lượng NH3 bị tổn thất khi tái sinh dịch trước khi vào bộ làm lạnh bằng NH3 lỏng để hạ nhiệt độ xuống 80C – 150C, qua bộ lọc tới cửa vào bơm tăng áp lên 12,5 MPa tiếp tục vào tháp hấp thụ sử dụng tuần hoàn. Khí tái sinh ra khỏi tháp hồi lưu qua phân ly bọt rồi đi vào tháp trửa nước để hấp thụ NH3 trong khí tái sinh, rồi đi sang tinh chế trước quạt khí than. Còn nước NH3 loãng được thải xuống rãnh. 2.2.5.5. Chỉ tiêu công nghệ: Nhiệt độ Ra tháp hồi lưu: <600C. Ra bộ trao đổi nhiệt dưới: £650C. Ra bộ trao đổi nhiệt trên: 70 - 750C. Phần giữa bộ tái sinh: 74 - 760C. Phần cuối bộ tái sinh: 75 - 780C. Ra bộ làm lạnh bằng nước: <400C. Ra bộ làm lạnh băng NH3: 8 - 150C. Áp suất Thiết bị tái sinh: 1200 mmH2O. Hơi nước vào bộ hoàn nguyên trên: <5 Kg/cm2. Hơi nước vào bộ hoàn nguyên dưới: >0,2 kg/cm2. Không khí: >2 kg/cm2. Nước tuần hoàn: >2 kg/cm2. NH3 lỏng: £ 16 kg/cm2. NH3 khí ống cái: 3 kg/cm2. Dịch diện Dịch diện thùng tái sinh: 60 - 130 cm. Thành phần dung dịch đồng Tổng Cu: 2.0 -2.5 mol/l Cu+/Cu: 5 - 7 Tổng NH3: 9 -11 mol/l. Tổng CO2: £ 2.1 mol/l. Tổng HAC: 2.5 -3 mol/l. CO còn lại trong dung dịch đồng: 0,005 m3/m3 dịch. Nồng độ Nước NH4OH ra tháp rửa: ³ 1%. CO + H2 trong khí tái sinh: 60 - 87%. NH3 trong khí tái sinh: < 0,04%. 2.2.6. Mở máy và ngưng máy hệ thống tinh chế: Hệ thống tinh chế bao gồm 4 cương vị: Khử lưu huỳnh khí than ẩm. Chuyển hóa CO. Khử lưu huỳnh khí biến đổi. Khử CO2 2.2.6.1. Mở máy hệ thống ( mở máy sau khi ngừng máy thời gian ngắn) a. Công tác chuẩn bị trước lúc mở máy hệ thống. Kiểm tra kỹ các hạng mục sửa chữa của hệ thống, thay đổi vị trí của hệ thống hợp cách, xác định toàn bộ đã hoàn thành, việc tháo lắp thêm tấm chắn đã hoàn thành yêu cầu. Kiểm tra kỹ toàn bộ thiết bị công nghệ, bơm đã ở trạng thái chuẩn bị, vị trí công tắc van hệ thống phải chính xác, cách điện mô tơ phải hợp cách, đồng hồ đo, DCS phải ở vào trạng thái vận hành, có đủ điều kiện mở máy. Phòng phân tích chuẩn bị đủ điều kiện. Từng bước kiểm tra tiếp nhận nước mềm, nước lạnh, khí đồng hồ, không khí, hơi nước. Trước khi tiếp nhận hơi phải tiến hành thải sạch nước ngưng trong toàn bộ tuyến ống và sấy nóng đường ống, đề phòng gây ra hiện tượng sung kích. Kiểm tra tình hình dịch diện các thùng chứa dung dịch khử lưu huỳnh. Bảo đảm lượng dung dịch thỏa mãn yêu cầu sản xuất. Bể chứa dung dịch nước ngưng, bể chứa dung dịch khử CO2 bảo đảm diện dịch đến 40 – 60% của dịch diện kế, phần đáy tháp tái sinh CO2 tăng áp, tháp tái sinh CO2 thấp áp duy trì dịch diện đến giới hạn trên dịch kế và duy trì ổn định. Xem tiến độ mở máy hệ thống phải mở nước trước vào các bộ làm lạnh bằng nước. Mở máy toàn bộ hệ thống phải thống nhất theo sự chỉ huy của phong điều độ sản xuất. b. Mở máy khử lưu huỳnh khí than ẩm. Cùng lúc mở bơm khử lưu huỳnh, bơm tái sinh, kiểm tra tình hình làm việc các bộ phận thùng tái sinh phun, kiểm tra cân bằng lượng dung dịch của 2 bơm, duy trì tuần hoàn dung dịch bình thường, tái sinh dung dịch vận hành bình thường. Liên hệ điều độ tiếp tục nhận khí than ẩm để trao đổi và phóng không sau tháp khử lưu huỳnh hoặn phóng không trước máy nén khí, tiếp nhận khí than bằng cách thải nước thủy phong cửa vào, cửa ra của quạt dự định chạy, đồng thời báo phân tích làm mẫy phân tích hàm lượng O2 trong khí than, đưa khí than vào tháp khử lưu huỳnh. Khi phân tích H2S cửa ra hơp cách, báo điều độ để đưa cương vị này sản xuất bình thường. Công tác thu hồi lưu huỳnh tiến hành theo quy trình. c. Mở máy biến đổi CO. Chất xúc tác biến đổi ở trạng thái lưu hóa, nên không cần lưu hóa nữa. Theo lệnh điều độ tiếp nhận khí than ẩm đưa từ đoạn III máy nén khí đến, phóng không trước khi vào công đoạn, dùng van phóng không khống chế áp suất 0,8MPa, lượng khí khoảng trên dưới 6.000 Nm3/h. Khi phân tích hàm lượng O2 trong khí than ẩm vào công đoạn < 0,5 %, dẫn khí vào hệ thống biến đổi. Không chế tốc độ nâng áp 0.4 MPa/ 15 phút, dùng van phóng không khống chế áp suất hệ thống < 0.8MPa. Nếu nhiệt độ tầng xúc tác nhỏ hơn nhiệt độ hoạt tính xúc tác thì tạm thời không cho hơi FI601 và nước ngưng TIC608, TIC610, có thể dùng hơi quá nhiệt cho vào cửa vào bộ trao đổi nhiệt khí biến đổi, khống chế tốc độ tăng nhiệt tầng xúc tác khoảng 300C/h. Theo dõi tình hình nhiệt độ tầng xúc tác, dần dần từng bước cho hơi FI601 và nước d. Mở máy khử H2S trong khí biến đổi. Liên hệ cấp điện cho bơm tuần hoàn khử lưu huỳnh, chuẩn bị mở máy trước hết phải mở van cửa vào các bộ phận của thùng tái sinh phun khử lưu huỳnh khí biên đổi vị trí nhất định. Dẫn khí biến đổi vào tăng áp hệ thống, khống chế tốc độ tăng áp 0,4MPa/15 phút, đồng thời từ từ đóng van phóng không cử ra khử lưu huỳnh trong khí biến đổi(phóng không trước tháp khử CO2), chú ý khi dẫn khí không nên quá nhanh, gây dao động áp suất hệ thống biến đổi. Khi áp suất hệ thống khử lưu huỳnh khí biến đổi > 0,8MPa khởi động bơm tuần hoàn dung dịch, cho dung dịch vào tháp khử lưu huỳnh thiết lập dung dịch diện, chú ý điều chỉnh lưu lượng dung dịch của bơm khoảng 150 – 200 m3/h, mở van ngắt và van điều tiết dịch diện tháp khử lưu huỳnh khí biến đổi để điều chỉnh dịch diện ở 40 – 60% dịch diện kế. Kịp thời điều chỉnh cửa vào các bộ phun, không chế tốt áp suất bộ phận phân phối dung dịch, duy trì vận hành sản xuất bình thường. Phân tích H2S cửa ra tháp khử, đến khi H2S < 10 mg/Nm3 là hợp cách. Chuẩn bị mở máy hệ thống khử CO2. e. Mở máy hệ thống khử CO2: Dùng van khí vào tháp hấp thụ để nâng áp hệ thống khử CO2 tốc độ tăng áp là 0,4 MPa/15 phút, đồng thời đóng bớt hoặc đóng hết van phóng không trước tháp hấp thụ, khi áp suất hệ thống đạt 1,2 MPa cho phóng không sau bộ phân ly khí tinh chế. Chú ý khi dẫn tăng áp không được gây dao động áp suất hệ thống biến đổi. Khi áp suất tháp hấp thụ ổn định, khởi động bơm dung dịch nghèo, nạp dung dịch cho tháp hấp thụ, đồng thởi kịp thời mở bơm dung dịch hồi lưu để bổ sung dung dịch đáy tháp tái sinh tăng áp, bảo đảm duy trì dịch diện bình thường. kịp thời đưa bộ đun sôi vào làm việc khống chế FI 801 > 1050C, kịp thời mở van ngắt trước sau van điều tiết LIC804C, B, khống chế dịch diện ổn định ở mức 80%. Duy trì dịch nghèo tuần hoàn bình thường. tăng cường quan sát áp suất khí tái sinh CO2, ở giai đoạn đầu mới mở máy, đường phụ bộ phun phải mở hết, độ mở bộ phun trên dưới 40%, phóng không PIC 805 của khí tái sinh CO2 phải mở hết, phóng không trước máy nén khí CO2 ure phải mở hết, PIC 804, PIC 806 áp suất khí tái sinh CO2 đều mức (20Kpa). Khi tuần hoàn dung dịch nghèo bình thường, từ từ mỏ FI-803, duy trì dịch diện LIC812. Chú ý đề phòng dịch diện đáy tháp tái sinh tăng áp dao động lớn. khi dịch diện LIC 812 đến giới hạn trên, khởi động chạy bơm dung dịch bán nghèo, nạp dịch phần giữa tháp hấp thụ, kịp thời quan sát thay đổi tháp hấp thụ, điều chỉnh dịch diện ổn định LIC 804B, C và điều chỉnh lưu lượng FI 803 theo thay đổi lượng dịch bằng trên dưới 50% của FI 802 điều chỉnh khống chế dịch diện LIC 812 ổn định ở 80%. Duy trì tuần hoàn dịch bình thường. Điều chỉnh lưu lượng dung dịch bán nghèo đến khoảng 400m3/h, lưu lượng dung dịch nghèo khoảng 200m3/h, dịch diện các bộ phận phân ly đã thiết lập đưa vào chế độ tự động khống chế ổn định dịch diện, nước ngưng xả xuống bể ngầm, xem tình trạng dịch bể ngầm, chạy bơm hồi lưu hút nước bể ngầm và từ từ đưa 80% lượng dịch hồi lưu vào đỉnh tháp tái sinh thấp áp. Duy trì nhiệt độ dung dịch TI 811 đáy tháp tái sinh tăng áp >1050C cứ nửa tiếng phân tích CO2 cửa ra tháp hấp thụ, khi phân tích CO2 < 1% lần 2, có thể cho là hơp cách và thông báo cho điều độ, đưa khí tinh chế đến cửa vào đoạn IV máy nén, các cương vị rửa đồng, hợp thành tổ chức mở máy. f. Hệ thống mang phụ tải và bộ phun CO2 đưa vào vận hành. Khi tháp hợp thành có đủ điều kiện tăng phụ tải, điều độ cần phải thông báo trước cho tinh chế chuẩn bị. tinh chế xem xét tình hình phụ tải kịp thời, lượng dung dịch khử lưu huỳnh, khử CO2, lượng dùng hơi biến đổi, bảo đảm tỷ lệ hơi nước/khí thích hợp, khống chế tốt nhiệt độ tầng xúc tác, bảo đảm chỉ tiêu công nghệ đúng quy định. Bắt đầu từ thỏa mãn liều lượng một máy, tùy theo mức tăng lên phụ tải, từng bước điều chỉnh đường phụ và đường mở bộ phun CO2, làm cho áp suất phần đỉnh tháp tái sinh thấp áp PIC 806 từ 2 – 3 Kpa ổn định và ổn định PIC 804: 30 – 80Kpa. Tuyệt đối không cho phép đưa áp suất tái sinh thấp áp PIC 806 có áp suất âm. Nếu không các bơm dunh dịch nghèo sẽ bị hút không, kế đó hệ thống bắt buộc dừng khẩn cấp. Khi phân tích nồng độ CO2 khí tái sinh >98% thông báo điều độ chuẩn bị chạy máy Ure. 2.2.6.2. Ngừng máy hệ thống. Khi nhận được lệnh ngừng máy của điều độ, chờ máy nén cắt khí đóng van khí vào bộ phân ly dầu hệ biến đổi, van khí vào tháp khử lưu huỳnh khí biến đổi, van cử ra bộ phận phân ly tinh chế khử CO2, đồng thời đóng van ngắt FV601, 602, van ngắt TV608, 610, van ngắt TV817, ngừng bơm nước ngưng. Dung dịch khử lưu huỳnh, khử CO2 duy trì lượng tuần hoàn ở mức thấp trong 1h. xem trong tình hình thực tế sau khi dung dịch tái sinh đầy đủ thì ngừng các bơm, duy trì mức dịch bình thường các tháp đóng các van điều tiết, van ngắt (chú ý phòng khí cao áp đi sang hệ thống thâp áp) cắt hơi thấp áp. Tùy theo yêu cầu của công việc ngừng máy, tổ chức xả áp hệ thống, hệ thống biến đổi xả áp bằng van phóng không cửa vào khử lưu huỳnh khí biến đổi, tháp khử lưu huỳnh khí biên đổi, tháp hấp thụ CO2, xả áp từ sau bộ phân ly khí tinh chế, tốc độ xả áp không chế từ 0,4MPa/15 phút (trước khi xả áp lò biến đổi chú ý xả hết các rốn có nước, xả sạch hết nước đọng). nếu các cượng vị không cần sửa chữa trao đổi, xả đến áp suất <0.05 MPa, giữ áp của hệ dương. Chất xúc tác biến đổi nếu ngừng máy thời gian dài, cần phải dùng N2 hoặc khí than nguội để thổi hết hơi nước trong lò trước, sau đó bảo áp, cấm không khí lọt vào. Nếu có hạng mục cần kiểm tra sưa chữa, trao đổi xả áp, xả dịch và phải có phương án xử lý công nghệ riêng. Phương án xử lý hạ nhiệt độ tháo chất xúc tác biến đổi. Sau khi xả áp cắt khí ngừng máy bình thường, cách ly hệ thống theo lưu trình lưu hóa: từ đoạn 3 của 1 máy nén khí đưa khí than ẩm hoặc khí nghèo (O2 < 0,5%) dẫn ra trước bộ phân ly dầu qua bộ gia nhiệt bằng điện đến lò biến đổi thứ nhất, theo trình tự thông qua ống trao đổi nhiệt khí than, bộ làm lạnh nhanh thứ nhất, đoạn trên lò biến đổi thứ 2, bộ làm lạnh nhanh thứ 2, đoạn dưới lò biến đổi thứ hai, bộ làm nguội khí than, bộ phân ly, đi đến cưa vào tháp khử lưu huỳnh khí than ẩm về đến cửa vào đoạn 1 máy nén, tạo thành vòng tuần hoàn. Khí than lạnh trực tiếp vào lò biến đổi, không mở bộ tăng nhiệt bằng lò điện, có thể cùng lúc mở dùng TIC 608, 610 khống chế nhiệt độ tầng xúc tác đồng thời không chế tốc độ giảm nhiệt độ 400C, đến khi nhiệt độ các điểm của tầng xúc tác nhỏ hơn 400C, ngừng máy nén kết thúc giảm nhiệt độ. Khi tháo chất xúc tác, cần phân lớp và tháo từng lớp một. nghiêm cấm cùng lúc mở của, hình thành hiệu ứng ống hút gió, hút không khí vào gây nên nhiệt độ chất xúc tác tăng vọt, khi tháo chất xúc tăc nếu tăng nhiệt độ, có thể tưới nước giảm nhiệt độ. Chất xúc tác sau khi tháo kịp thời chuyển ra hiện trường. 2.3.Cương vị máy nén khí nguyên liệu. Máy nén dùng để nén khí nguyên liệu cho tổng hợp NH3 là loại máy nén kiêu piston ký hiệu H22III – 165/320 và 6M25-185/315 (máy nén mới lắp này là một trong những hạng mục của dự án cải tạo kỹ thuật). đây là loại may nén 6 cấp, có 6 xilanh, hình chữ H cân bằng đối xứng 4 hàng, động cơ truyền động 2500 KW, lượng khi hút vào đoạn I: 9000Nm3/h, tốc độ quay 333 vòng/ phút. Hành trình pistong là 420 mm. 2.3.1. Mục đích, ý nghĩa của cương vị: Nhiệm vụ của cương vị là nén và vận chuyển khí nguyên liệu. Trước khi vào máy nén khí nguyên liệu được khử H2S thường áp bằng Tananh rồi qua các đoạn I, II, III của máy nén để nâng áp suất lên 18-20,5 Kg/cm2, được đưa đến cương vị chuyển hoá CO, khử H2S trung áp, khử CO2 bằng K2CO3. Trở về đoạn IV, ra đoạn V ó áp suất 124at, đưa đén cương vị khử vi lượng CO, CO2 sau đó troẻ về đoạn VI máy nén nâng áp suất lên 320kg/cm2 ròi đưa sang công đoạn tổng hợp NH3. Trong sản suất, các cương vị trong dây chuyền sản suất NH3 có quan hệ mật thiết với nhau nên việc thao tác ổn định đảm bảo thiết bị vận hành an toàn tại cương vị này có ý nghĩa to lớn trong việc ổn định sản xuất, nâng cao sản lượng, hạ thấp định mức tiêu hao của cả hệ thống tổng hợp NH3. 2.3.2. Lưu trình công nghệ (Máy nén H22-III-165/320) Khí than ẩm sau khi qua công đoạn khử H2S thường áp bằng dung dịch tananh đén cương vị bằng đường ống chung, vào tháp rửa, làm lạnh kiểu tấm xoáy rồi vào máy nén 667 bằng đường ống nhánh, sau khi qua van lớn cửa vào đoạn I đến thùng thuỷ phong, qua hoãn xung vào xi lanh đoạn I để nén. Sau khi nén, nhiệt độ khí than lên cao đi sang thiết bị hoãn xung, làm lạnh, phân ly đoạn I để làm lạnh và phân ly dầu nước. Khí vào xi lanh đoạn II nén rồi lại đi thiết bị hoãn xung, làm lạnh, phân ly đoạn II. Khí vào đoạn III được nén lên 20,5 kg/cm2, sau khi đi qua thiết bị hoãn xung,làm lạnh, phân ly dầu nước đoạn III, khí than ẩm có nhiệt độ 40oC sang công đoạn tinh chế qua cương vị chuyển hóa CO, khử H2S trung áp, khử CO2 bằng dung dịch K2CO3 rồi trở về phân ly trước đoạn IV của máy nén. Tiếp tục qua nén đoạn IV, V; Ra khỏi đoạn V áp suất lên 124kg/cm2 hỗn hợp khí đi lần lượt vào các thiết bị hoãn xung, làm lạnh, phân ly dầu nước rồi đưa sang cương vị rửa đồng. Ra cương vị này khí tinh luyện vào thiết bị phân ly trước đoạn VI rồi vào đoạn VI máy nén nâng áp suất đến 320kg/cm2, hỗn hợp khí sau khi lần lượt qua các thiết bị hoãn xung, làm lạnh, phân ly dầu nước đưa sang cương vị tổng hợp amoniac. 2.3.3. Chỉ tiêu công nghệ: Áp suất (MPa) Đoạn I II III IV V VI Cưa vào £0,006 £0,194 £0,71 £1,7 £4,89 £11,2 Cưa ra £0,194 £0,71 £2,15 £4,89 £12,5 £31,5 Nhiệt độ: Đoạn I II III IV V VI Cưa vào £40 £40 £40 £40 £40 £40 Cưa ra £148 £149 £138 £138 £138 £147 2.4. Cương vị tổng hợp NH3 2.4.1. Mục đích, ý nghĩa của cương vị. Nhiệm vụ của cương vị là H2 và N2 trong khí tinh luyện, ở nhiệt độ và áp suất cao, với sự có mặt của xúc tác tổng hợp thành NH3 trong tháp tổng hợp; hỗn hợp khí ra khỏi tháp tổng hợp được làm lạnh, ngưng tụ và phân ly thành NH3 lỏng đưa đến chứa ở kho cầu. Công nhân cương vị này phải nghiêm chỉnh tuân theo quy trình thao tác, không ngừng nâng cao kỹ thuật, tay nghề, nhằm đảm bảo hoàn thành vượt mức kế hoawcjh sản lượng, hạ thấp định mức tiêu hao và ngăn chặn mọi sự cố xây ra. 2.4.2. Lý thuyết chung tổng hợp NH3: 2.4.2.1. Đặc điểm của phản ứng tổng hợp NH3: Phản ứng tổng hợp NH3: 3H2 + N2 « 2NH3 + 9.374 cal/mol. Đặc điểm phản ứng là: Là phản ứng giảm thể tích. Là một phản ứng tỏa nhiệt. Là phản ứng thuận nghịch. Để phản ứng được tiến hành nhanh theo chiều thuận cần phải có chất xúc tác tiến. 2.4.2.2. Cơ chế phản ứng Phản ứng của H2 và N2 dưới tác dụng của xúc tác rắn để tạo thành NH3, phụ thuộc vào sự tiếp xúc giữa hai pha khí rắn. thông thường cơ chế xúc tác khí-rắn thường được tiến hành theo các bước sau đây. Thể khí tham gia phản ứng khuyech tán lên bề mặt xúc tác. Chất tham gia phản ứng từ bề mặt ngoài của xúc tác khuyech tán vào mao quản mạch bên trong xúc tác. Hấp thụ lên bề mặt hoạt động xúc tác. Thể khí ở trạng thái hấp thụ phản ứng hóa học trên bề mặt xúc tác và tạo ra sản phẩm. Sản phẩm nhả ra khỏi bề mặt hoạt tính xúc tác. Sản phẩm khuyech tán từ các mao quản trong xúc tác ra ngoài bề mặt. Sản phẩm từ bề mặt xúc tác ra ngoài. Trong quá trình phản ứng trên, khi tốc độ dòng khí tương đối đủ lớn và cỡ hạt xúc tác nhỏ vừa phải thì ảnh hưởng của các nhân tố khuyech tán ngoài và trong đối với phản ứng là rất nhỏ, mà tốc độ của N2 hấp thụ lên bề mặt xúc tác sắt thì rất gần với tốc độ tổng hợp NH3 tức là bước hấp phụ hoạt tính của N2 tiến hành châm nhất là mấu chốt quyết định tốc độ phản ứng. 2.4.2.3. Xúc tác tổng hợp NH3: Có rât nhiều chất có thể làm xúc tác cho quá trình tổng hợp NH3 như các nguyên tố Fe, Pt, Mn, W… những loại xúc tác lấy sản phẩm chính thường được dùng rộng rãi trên thế giới vì loại này có những ưu điểm: Nguồn nguyên liệu chính là Fe dồi dào. Giá thành rẻ, dẽ kiếm. Ở nhiệt độ thấp cũng có hoạt tính khá tốt. Khả năng chống độc mạnh. Tuổi thọ cao. Hiện nay công ty đang sử dụng xúc tác loại A110-1 và A202. a. Loại xúc tác A110-1. Tính năng sử dụng: xúc tác loại này tăng nhanh được tốc độ phản ứng NH3, cũng có thể phân giải NH3 thành N2 và H2 thuần trong công nghiệp điện tử và luyện kim. Thành phần hóa học và tính chất hóa lý: thành phần chủ yếu của A110-1 Fe3O4, ngoài ra còn một số chất trợ xúc tác là Al2O3, K2O3, CaO… xúc tác A110-1 là hạt rắn màu đen vô định hình, có hình ánh kim nhẵn bóng, có năm loại cỡ hạt 1,5 – 3 ; 2,2 – 3,3; 3,3 – 4,7; 4,7 – 6,7; 6,7 – 9,4 mm. A110-1 để trong không khí dễ hút ẩm dẫn đến Kali dễ tan ra làm giảm hoạt tính xúc tác. Xúc tác hoàn nguyên có hoạt tính xúc tác cao nhưng để hở trong không khí sẽ bị oxy hóa làm mất hoạt tính xúc tác. Một sô độc tố của A110-1 như: hợp chất của Cl, S, P, dầu và hợp chất của oxy vì vậy phải khống chế nghiêm ngặt các hàm lượng này. Ion clo tan trogn nước có tác dụng ăn mòn đối với thép vì vậy yêu cầu không chế ion Clo trong bản thân xúc tác < 10-5 (v/v), ion clo tan trong nước của A110-1 phân tích xác định < 5.10-5 (v/v). b. Loại xúc tác A202. Đặc điểm xúc tác: xúc tác A202 là xúc tác tổng hợp NH3 hoạt tính cao ở nhiệt độ thấp, có tính chịu nhiệt và kháng độc tốt, hiệu suất tổng hợp cao. Thành phần hóa học: thành phân chủ yếu của loại A202 cũng giống như A110-1 là Fe3O4, còn có một lượng nhỏ chất trợ xúc tác là: Co3O4, Al2O3, K2O, CaO và đất hiếm. Tính chất hóa lý: Xúc tác A202 có từ tính , dạng hạt rắn vô định hình màu đen có ánh kim nhẵn bóng cở hạt: 2,2 – 3,3 ; 3,3 – 4,7; 4,7 – 6,7; 6,7 – 9,4; 9,4 – 13 mm. Do dưa Co3O4 là chất trợ xúc tác mới làm cho kết cấu lỗ, kết cấu mặt tinh thể xúc tác cải thiện rõ rệt, nâng cao được bề mặt riêng sau hoàn nguyên 15- 18 m2/g. A202 so với loại A110-1 dẽ hoàn nguyên ở 1600C bắt đầu tách nước vật lý, 3500C bắt đầu hoàn nguyên, 4000C nước ra rõ rệt , 4300C nước ra lượng lớn. nhiệt độ ra nước thấp hơn 200C so với A110-1. Hiệu suất tổng hợp NH3 tăng hơn so với A110-1 từ 7-15%. 2.4.3. Thiết bị quản lý: STT TÊN THIẾT BỊ S.LG 1 Tháp tổng hợp NH3 (loại hướng trục kính) 1 2 Nồi hơi nhiệt thừa 1 3 Phân ly NH3 1 4 Tháp 3 kết hợp (làm lạnh, ngưng tụ, phân ly) 1 5 Máy nén tuần hoàn tuabin 2 6 Thiết bị trao đổi nhiệt ngoài tháp 1 7 Dàn làm lạnh bằng nước ống lồng ống 3 8 Thùng cao vị NH3 lỏng 1 9 Bộ phân ly khí bảo hộ 1 10 Bộ sấy silicagel 1 11 Bộ gia nhiệt bằng điện 2 12 Thiết bị phân ly dầu nước khí mới 1 13 Thùng chứa trung gian NH3 lỏng 1 14 Thiết bị làm lanh khí bảo hộ bằng NH3 1 15 Thiết bi phân ly dầu sau Tuabin 1 16 Tất cả các đường ống, van đồng hồ, trực thuộc các thiết bị trên 2.4.3. Lưu trình công nghệ - Hỗn hợp khí mới H2 – N2 có nhiệt độ < 40 0C từ đường ống chung đoạn VI máy nén đến, qua thiết bị phân ly dầu để loại bỏ dầu, nước và các loại tạp chất khác, rồi cùng khí tuần hoàn từ bộ phân ly dầu sau Turbin ra, đi vào phân trên tháp ba kết hợp, cùng đi vào bên trong ống trao đổi nhiệt của bộ làm lạnh 401. Hỗn hợp khí này được làm lạnh bằng khí đi lên tử bộ phân ly NH3 403 ở phần dưới tháp 3 kết hợp, rồi đi vào trong ống trao đổi nhiệt của bộ bốc hơi NH3 402. Tại thiết bị 402, NH3 lỏng đi ngoài ống, nhận nhiệt của hỗn hợp khí đi trong ống, bốc hơi, còn hỗn hợp khí trong ống được làm lạnh xuống – 2 0C. Tại đây NH3 khí được ngưng tụ thành NH3 lỏng, được tách ra ở thiết bị phân ly 403 (phân ly lần 2), qua van giảm áp đi vào thùng chứa trung gian. Hỗn hợp khí không ngưng đi vào ống trung tâm của bộ bốc hơi ngưng tụ đi lên vào không gian giữa các ống trao đổi nhiệt của bộ làm lạnh 401 để trao đổi nhiệt với khí đi trong ống, nhiệt độ tăng lên đên khoảng 30 0C và đi ra khỏi tháp ba kết hợp. - Hỗn hợp khí ra khỏi tháp ba kết hợp chia làm hai đường: + Đường chính do van V4 khống chế đi vào tháp tổng hợp, theo khe hở vành khăn giữa vỏ tháp tổng hợp và rọ xúc tác, đi từ trên xuống dưới để làm lạnh vỏ tháp rồi đi ra ở đáy tháp tổng hợp (ra tháp lần thứ nhất). + Đường thứ hai qua van V1, cùng với khí ra tháp tổng hợp lần một đi vào bộ trao đổi nhiệt khí - khí. Khí ra tháp lần thứ nhất chia thành 3 đường: + Một đường qua van V6 đi vào đỉnh tháp tổng hợp, trộn lẫn với khí ra khỏi tầng xúc tác thứ hai (tầng hướng kính thứ nhất), để điều chỉnh nhiệt độ tầng xúc tác thứ ba (tầng hướng kính thứ hai). Hỗn hợp khí này đi vào tầng xúc tác thứ ba thực hiện phản ứng tổng hợp rồi đi trong các ống của bộ trao đổi nhiệt ở phần đáy tháp để trao đổi nhiệt gián tiếp với khí ở đường chính vào tháp tổng hợp lần hai đi trong không gian giữa các ống. + Đường thứ hai qua van V5 vào tháp tổng hợp lần hai từ phía dưới tháp. + Đường thứ ba qua van V2 đi vào không gian giữa các ống của bộ trao đổi nhiệt khí – khí và được trao đổi nhiệt gián tiếp với khí hỗn hợp đi ra từ lò hơi ở phía trong ống. Ra khỏi bộ trao đổi nhiệt khí – khí, nhiệt độ của hỗn hợp khí tăng lên đến 160 – 180 0C, được chia làm 3 đường và đi vào tháp tổng hợp: + Đường thứ nhất là đường chính qua van V9 đi qua không gian giữa các ống của bộ trao đổi nhiệt dưới trong tháp, tiến hành quá trình trao đổi nhiệt với khí sau phản ứng đi trong ống, nhiệt độ hỗn hợp khí tăng 380 – 400 0C qua ống trung tâm đi vào tầng xúc tác thứ nhất (tầng hướng trục). + Đường thứ hai là đường phụ qua van V10 đi vào từ đáy tháp tổng hơp, cùng với khí đường chính đi qua ống trung tâm vào tần xúc tác thứ nhất. Đường phụ này có tác dụng điều chỉnh nhiệt độ tầng xúc tác thứ nhất. + Đường thứ ba qua van V8 vào đỉnh thap tổng hợp, đi trong không gian giữa các ống của bộ trao đổi nhiệt ở giữa tầng hướng trục và tầng hướng kính thứ nhất. Khí lạnh trao đổi nhiệt ở giữa tầng hướng trục và tầng hướng kính thứ nhất. Khí lạnh trao đổi nhiệt gián tiếp với hỗn hợp khí phản ứng đi ra khỏi tầng hướng trục để điều chỉnh nhiệt độ tầng hướng kính thứ nhất. Khí lạnh sau khi trao đổi nhiệt xong, qua khe hở hoà trộn với hỗn hợp khí ở ống trung tâm và đi vào tầng xúc tác thứ nhất (tầng hướng trục). - Khí sau phản ứng ra khỏi thiết bị trao đổi nhiệt đay tháp có nhiệt độ khoảng 330 0C, đi ra tháp lần hai và được đưa vào nồi hơi nhiệt thừa. Hỗn hợp khí đi trong ống gia nhiệt cho nước mềm để sản xuất hơi nước có áp suất 0,5 MPa. - Ra khỏi nồi hơi nhiệt thừa, khí tổng hợp có nhiệt độ khoảng 220 0C đi vào bộ trao đổi nhiệt khí – khí và đi bên trong ống, gia nhiệt cho khí chưa phản ứng đi ngoài ống, khí tổng hợp được làm lnạh đến nhiệt độ khoảng 100 0C rồi đi vào bộ làm lnạh ống lồng ống bằng nước tuần hoàn. Khí tổng hợp ra khỏi bộ làm lạnh bằng nước có nhiệt độ khoảng 350C, một phần khí NH3 được ngưng tụ thành NH3 lỏng và được tách ra tại thiết bị phân ly 408 (phân ly lân một), qua van giảm áp đưa đến thùng chứa trung gian. Hỗn hợp khí sau khi ra khỏi thiết bị phân ly lần một đi vào máy nén Turbin tuần hoàn để bù áp suất do trở lực hệ thống tổng hợp NH3 gây nên, tiếp tục qua phân ly dầu để phân ly dầu, nước và các tạp chất khác. Hỗn hợp khí sau khi ra khỏi thiết bị phân ly đi vào đỉnh tháp 3 kết hợp, cùng với khí mới được làm lạnh, ngưng tụ NH3 lỏng, khí không ngưng tiếp tục tuần hoàn trở lại hệ thống. Khí thải bỏ và khí thùng chứa: Để duy trì hàm lượng khí trơ không đổi trong khí tuần hoàn vào tháp, phải liên tục hoặc gián đoạn phóng không một lượng khí tuần hoàn sau bộ phân ly I 408. Khí phóng không này được đưa đến cương vị 671, dùng nước mềm đã qua làm lạnh, tăng áp hấp thụ thu hồi lượng Nh3 bị thải bỏ. Hỗn hợp khí tiếp tục được đưa qua bộ thẩm thấu màng xenlulo để thu hồi H2 quay trở lại đoạn IV máy nén 667, khí không thẩm thấu giàu N2, CH4 làm khí đốt. Khí thùng chứa cũng được tận dụng đưa về 669 để bổ sung NH3 cho dung dịch đồng. NH3 lỏng và khí: NH3 lỏng được phân ly từ thiết bị phân ly 403, 408 được giảm áp xuống 2,35 MPa, vào thùng chứa trung gian, sau đó tiếp tục đưa tới chứa ở kho cầu. NH3 lỏng từ hệ thống hấp thụ chế lạnh cấp vào thùng cao vị 409. Tại đây NH3 lỏng đi xuống thiết bị bốc hơi làm lạnh 402, nhận nhiệt hoá khí, lên thùng cao vị 409, qua bộ làm lạnh khí bảo hộ tuabin, về hệ thống hấp thụ, chưng, ngưng tụ chế thành NH3 lỏng, đưa sang 670 tạo thành chu trình kín. Trên đường ống chung cấp NH3 lỏng cho bộ bốc hơi làm lạnh 402, ngoài đường cấp từ hệ thống hấp thụ chế lạnh 681 còn có đường cấp từ cương vị máy băng để có thể điều chỉnh phụ tải của hệ thống hấp thụ chế lạnh. - Nươc và hơi nước: nước làm lạnh do trạm bơm nước tuần hoàn cung cấp. nước thải ra quay trở lại mạng ống về trạm bơm nước tuần hoàn. Nước dùng cho lò hơi nhiệt thừa là nước mềm khử oxy do trạm nước mềm nhiệt điện cung cấp. hơi nước từ nồi hơi nhiệt thừa có áp suất 1,27MPa, được giảm xuống 0,49MPa, và hòa vào mạng ống hơi nước thấp áp. 2.4.4. Chỉ tiêu công nghệ: Nhiệt độ Thể khí vào tháp tổng hợp lần 1 :£ 400C. Thể khí ra tháp tổng hợp lần 1 : < 700C. Thể khí ra tháp tổng hợp lần 2 :£ 3300C. Thể khí vào tháp tổng hợp lần 2 :£ 1800C. Thể khí ra lò hơi nhiệt thừa : £2200C. Làm việc của xúc tác tổng hợp NH3 :£5100C. Áp suất Cửa ra máy nén Tuabin tuần hoàn : £ 31,4MPa Thùng chứa trung gian : 2,35MPa. Tốc độ tăng và hạ áp tháp. : 0,2 – 0,49 MPa/phút. Tốc độ tăng và hạ áp Tuabin : 0,2 – 0,3 MPa/ phút. NH3 lỏng đến thùng cao vị : ³ 1MPa Chênh lệch áp toàn hệ thống : £2,35 MPa. Dịch diện Bộ phân ly NH3 I, II. : 1/3 – 2/3. Thùng cao vị NH3 lỏng. : 1/3 – 2/3. Thùng chứa trung gian NH3 lỏng : 1/3 – 2/3. Nồi hơi nhiệt thừa : 1/2 – 2/3. Lưu lượng Qua lò điện : ³ 10.000 m3/h. Khí bảo hộ tuabin : 1000 m3/h. Qua tuabin tuần hoàn : ³ 50% lưu lượng tối đa của hệ thống. Lò điện Điện thế : £ 620 V. Dòng điện : £ 660 A. Phân tích Khí bảo hộ tuabin : H2 73 -75%. Khí tuần hoàn : H2 64 – 65%. NH3 trong khí thể ra tháp tổng hợp : 13%. NH3 trong khí thể vào tháp tổng hợp : £ 3%. Hàm lượng khí trơ trong khí mới : CH4 + Ar £ 1,3%. Hàm lượng khí trơ trong khí tuần hoàn : 9 – 12 %. Nồng độ CO + CO2 : £20ppm. Độ thuần khiết NH3 lỏng Loại I : 99,8%. Loại II :99,5%. 3. XƯỞNG TỔNG HỢP URÊ: 3.1. Cơ sở quá trình tổng hợp Ure: Người ta điều chế Urê bằng cách cho phản ứng giữa NH3 và CO2theo phương trình phản ứng sau: 2NH3 + CO2 = (NH2)2CO + H2O + Q Phản ứng xảy ra qua 2 giai đoạn: 2 NH3 + CO NH2COONH4 + Q NH2COONH4 (NH2)2CO + H2O – Q Đầu tiên chúng tạo dịch cacbamat và tiếp đó dịch cacbamat này phân huỷ thành urê và nước. Ở giai đoạn 2, phản ứng tương đối chậm nên nó khống chế quá trình tổng hợp. Pha lỏng gồm các muối chảy lỏng, amoni cacbamat, urê, amoni cacbonat và nước. Phản ứng xảy ra chủ yếu trong pha lỏng vì khối lượng các chất ban đầu càng cao thì áp suất trong tháp càng tăng và càng giảm khối lượng cacbamat amon, có thể phân giải thành cacbamat amon và dioxit cacbon. Đồng thời tăng mức độ chuyển hoá cacbamat amon thành urê. Theo phương pháp này có rất nhiều quy trình công nghệ sản xuất khác nhau: Chu trình sản xuất không tuần hoàn amoniac. Chu trình sản xuất bán tuần hoàn. Chu trình sản xuất tuần hoàn toàn bộ hay gọi là phương pháp tuần hoàn lỏng. Trong công nghệ tuần hoàn toàn bộ có công nghệ Striping CO2. Công nghệ này có tính ưu việt hơn, lưu trình đơn giản, thiết bị chắc chắn và đáng tin cậy, mức tiêu hao có thể giảm tới tối ưu nên xu hướng hiện nay được các nước hay dùng. 3.2. Chu trình sản xuất tuần hoàn toàn bộ: 3.2.1. Công đoạn tổng hợp Ure: Lưu trình khí CO2 Khí CO2 từ phân xưởng tinh chế đưa sang có nồng độ 99,8%, nhiệt độ 400C, áp suất 1,03 at (được bổ sung một lượng không khí hoặc oxy) vào đoạn 1 của máy nén 5 cấp 703. Ra khỏi đoạn 3 máy nén, khí CO2 có áp suất 33,6 at, đi vào tháp khử H2S, giảm nồng độ H2S xuống 0,15 mg/m3. Ra khỏi đoạn 5 máy nén, khí CO2 có áp suất 200 at, nhiệt độ từ 100 – 1150C được đưa vào tháp tổng hợp 708. Lưu trình khí NH3 NH3 được cấp từ kho cầu (Xưởng Hợp thành NH3) có nồng độ 99,8% và có nhiệt độ 20 – 30 0C, áp suất 20 at qua bộ lọc 704 và tiếp tục đi vào thùng hoãn xung 705, sau đó được bơm 706 nâng áp lên 200 at. Sau khi ra khỏi bơm được bộ gia nhiệt 707 nâng nhiệt độ lên 45 – 50 0C và đi vào tháp tổng hợp 708. Tổng hợp urê Hỗn hợp NH3 và CO2 được đưa vào đáy tháp tổng hợp. Điều kiện làm việc của tháp tổng hợp: T = 188 – 900 0C; P = 200 at; tỷ lệ NH3/CO2 = 3,8 – 4,5. Hiệu suất của tháp tổng hợp: H = 65 – 66 % (tuỳ theo sự chuyển hoá của CO2). Dịch ra khỏi đỉnh tháp bao gồm: urê có nồng độ 30 – 32 %; cacbamat chưa chuyển hoá; khí trơ; H2O nồng độ 19 %; NH4OH; CO2 nồng độ 11 %, NH3 chưa phản ứng nồng độ 38 % 3.2.2. Công đoạn chế biến dịch Ure: Lưu trình dịch Khi ra khỏi tháp, dịch có nồng độ urê 30 – 32 % và qua van giảm áp giảm xuống 17 at và đi vào thiết bị phân ly 710A, tiếp tục đi vào 710B để phân ly sơ bộ phần NH3 dư rồi đi vào thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm 711 gia nhiệt đến 155 – 160 0C, sau đó đi vào 712 phân ly đoạn I. Ra khỏi phân ly phân giải 712, dịch urê có nồng độ 57 – 58 % qua bơm giảm áp xuống 3 at và đi vào 713 phân ly phân giải đoạn II, qua gia nhiệt 714 để nâng nhiệt độ lên 145 – 150 0C và sau đó vào phần dưới của 713. Sau khi ra khỏi 713, dịch urê có nồng độ 67 – 68 % và được đi vào thiết bị bốc hơi nhanh 730, qua gia nhiệt 731A nâng nhiệt độ lên 128 – 130 0C, tiếp tục qua phân ly cô đặc 732, qua 733 gia nhiệt lên 136 – 140 0C và đi vào 734 cô đặc đoạn II. Khi ra khỏi 734, dịch có nồng độ urê 99,7 % và được bơm 735 đưa đi tạo hạt, qua băng tải đi đóng bao. Lưu trình khí Ở thiết bị gia nhiệt 711, khí sau phân ly đoạn I 712, qua phân giải I 710B có nhiệt độ 115 – 120 0C được tận dụng gia nhiệt cho 731 cô đặc đoạn I. Trên đường khí, người ta bổ sung một lượng dịch trích từ bơm 722A. Lúc đó có phản ứng: 2NH3 + CO NH2COONH4 + Q Phản ứng này toả nhiệt cho nên nó nâng nhiệt độ lên từ 130 – 140 0C. Pha khí được tách ra ở phân giải đoạn I tận dụng gia nhiệt cho 731A, B, sau đó về tháp hấp thụ 715 hấp thụ đoạn I. Tại đây khí CO2 được hấp thụ bằng NH3 nguyên chất lấy từ thùng hoãn xung 705 và tạo thành dịch cacbamat có nhiệt độ 90 – 100 0C, sau đó đi vào bơm 716A, B, C nâng áp suất lên 200 at và đưa vào tháp tổng hợp 708. Pha khí trong quá trình hấp thụ đi lên phía trên chủ yếu là NH3, còn CO2 chỉ còn khoảng 40 – 50 ppm. Khí này được ngưng tụ ở 717A, B và 718. NH3 ngưng tụ được đưa về 705. Khí không được hấp thụ đưa sang hấp thụ khí trơ 719. NH3 được hấp thụ gần như triệt để. Dịch hấp thụ được đưa về hấp thụ đoạn I 715. Phần khí không hấp thụ qua van giảm áp xuống áp suất thường rồi vào hấp thụ khí cuối 723 trước khi phóng không ra ngoài. Khí tách ra ở phân giải đoạn II 713 được đưa sang hấp thụ ở 720. Dịch hấp thụ ở 720 qua bơm nâng áp lên 20 at đưa vào làm dịch hấp thụ ở 719 và 715. Khí không hấp thụ ở 720 được đưa sang hấp thụ ở 721. Ở đây, NH3 được hấp thụ gần như hoàn toàn. Dịch sau khi hấp thụ nhờ bơm 722C nâng áp lên 200 at làm dịch hấp thụ cho 719. Khí không hấp thụ qua van giảm áp xuống áp suất thường rồi qua hấp thụ khí cuối 723 và phóng không ra ngoài. Hơi thứ được tách ra ở cô đặc đoạn I 731A, B qua phân ly 730 đến bộ ngưng tụ 739 và 740. Dịch ngưng tụ ở đây được đưa về thùng chứa 747 và được làm dịch hấp thụ cho đoạn II 720. Khí không ngưng nhờ bơm Tuye 742 đưa sang làm lạnh khí 759 rồi phóng không. Hơi thứ được tách ra từ phân ly cô đặc đoạn II 734 nhờ bơm Tuye 743 đưa sang 741, dịch ngưng tụ đưa về thùng 747. Khí không ngưng qua Tuye 744, qua 745, được Tuye 746 đưa sang thiết bị làm lạnh 759 rồi phóng không ra ngoài. Dây chuyền sản xuất urê nhằm thu hồi triệt để NH3 chưa thu hồi hết ở phân giải đoạn I, II. Người ta lắp thêm hệ thống chưng nhả hấp thụ. Dịch hấp thụ được lấy từ thùng chứa 725, nhờ bơm 729, qua thiết bị gia nhiệt 728 và đưa vào cửa tiếp liệu 727. Trong tháp chưng 727, người ta sục trực tiếp hơi nước 13 kg/cm2, dựa vào nhiệt độ bay hơi của các cấu tử để tách 2 pha khí - lỏng. Pha lỏng chủ yếu là nước, qua van giảm áp sang thiết bị gia nhiệt 728 gia nhiệt cho nguyên liệu ban đầu và qua hệ thống làm lạnh trước khi thải xuống rãnh. Pha khí giàu NH3 qua van tiết lưu và đưa sang thiết bị hấp thụ đoạn II 720. 3.3. Chỉ tiêu công nghệ: Áp suất: STT HẠNG MỤC ĐƠN VỊ ÁP SUẤT KÝ HIỆU 1 Tháp tổng hợp Ure Kg/cm2 200 PIC727 2 Tuần hoàn đoạn I Kg/cm2 17 ± 0,5 PIC722 3 Tuần hoàn đoạn II Kg/cm2 2,5 ± 0,2 PIC737 4 Hệ thống chưng nhả NH3 Kg/cm2 3,5 ± 0,2 PIC745 5 Chân không cô đặc I mmHg 500–520 PIC753 6 Chân không cô đặc đoạn II mmHg 700-720 PIC751 7 Bộ bão hòa hơi nước Kg/cm2 2,8 – 3,0 PIC785 Nhiệt độ: STT HẠNG MỤC ĐƠN VỊ NHIỆT ĐỘ KÝ HIỆU 1 Cửa ra bộ gia nhiệt 707 0C 40-50 TI766 2 Tháp tổng hợp 708 0C 188 ±2 TI725-1-2 3 Dịch đáy tháp hấp thụ 715 0C 85 – 95 TI732 4 Khí ra hấp thụ 715 0C 45 – 50 TI733 5 Dịch ra phân ly phân giải đoạn I 0C 55 – 160 TI731 6 Dịch ra phân ly phân giải đoạn II 0C 145-150 TI738 7 Dịch ra hấp thụ 720 0C £ 40 TI740 8 Dịch ra hấp thụ 721 0C 35-40 TI722-7 9 Khí ra đỉnh tháp 727 0C 110-115 TI744 10 Dịch đáy tháp 727 0C 147 TI743 11 Dịch ra khỏi 732 0C 130 TI748 12 Dịch ra khỏi 734 0C 136-140 TI750 Thành phần: Dịch đáy 715 : CO2 = 30 – 34%. Khí ra đỉnh tháp 715 : CO2 = 70 ppm. Dịch ra 720 : CO2 = 14 -16%. Dịch ra 721 : NH3 ³ 25%. 3.4. Một số thiết bị chính: KẾT LUẬN Trong khoảng thời gian thực tập tại Công ty, em có một số nhận xét như sau: Công ty phân đạm và hóa chất Hà Bắc là một công ty có quy mô lớn, hoạt động trong nhiều lĩnh vực: sản xuất, lắp đặt sửa chửa. trong đó, sản phẩm chính của công ty là phân Ure. Công nghệ sản xuât Ure tại là máy là chu trình tuần hoàn khép kín hiện đại được nhiều nước sử dụng, có hệ thống xử lý môi trường tốt. Sản lượng phân bón cũng như các sản phẩm khác của công ty không ngừng gia tăng, đáp ứng nhu cầu của thị trường. Công ty có nhiều cải tiến kỹ thuật, đem lại hiệu quả kinh tế cao. Điều kiện làm việc các thiết bị khắc nhiệt, hoạt động trong môi trường ăn mòn cao, độc hại. Công ty luôn có những chính sách và chế độ ưu đãi thích hợp cho cán bộ công nhân viên chức, đảm bảo an toàn vệ sinh lao động. PHẦN I 1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ NHÀ MÁY PHÂN ĐẠM HÀ BẮC. 1 1. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG TY PHÂN ĐẠM VÀ HOÁ CHẤT HÀ BẮC. 1 2. GIỚI THIỆU VỀ MÔ HÌNH TỔ CHỨC CỦA CÔNG TY. 3 2.1. Khi mới thành lập: 3 2.2. Cơ cấu tổ chức quản lý hiện tại: 3 3. CHỨC NĂNG CỦA CÁC ĐƠN VỊ SẢN XUẤT 5 PHẦN II 6 LƯU TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT URE 6 1. Sơ đồ khối lưu trình sản xuất Ure: 6 2. Thuyết minh lưu trình: 6 PHẦN III 10 CÁC PHÂN XƯỞNG LIÊN QUAN 10 1. XƯỞNG TẠO KHÍ: 10 1.1. Nhiệm vụ: 10 1.2. Cương vị lò tạo khí 651: 10 1.2.1. Nguyên lý quá trình khí hóa than ẩm: 10 1.2.2. Lưu trình công nghệ: 12 1.2.3. Các thiết bị chính trong cương vị: 13 1.3. Điều kiện công nghệ: 17 1.3.1. Lò 1 & 2: 17 1.3.2. Lò 3 – 10: 19 1.4. Cương vị lọc bụi điện: 20 1.5. Lưu trình bơm dầu cao áp của hệ thống máy vi tính lò tạo khí: 21 1.6. Lưu trình công nghệ nước tuần hoàn tạo khí: 21 2.XƯỞNG NH3 22 2.1. Nhiệm vụ của xưởng NH3: 22 2.2. Xưởng tinh chế: 22 2.2.1. Cương vị khử H2S thấp áp 24 2.2.1.1. Khái niệm chung: 24 2.2.1.2. Cơ chế phản ứng của keo Tananh 25 2.2.1.2.1. Thành phần dung dịch của keo Tananh 25 2.2.1.2.2. Cơ chế phản ứng: 26 2.2.1.3. Thiết bị quản lý và ký hiệu: 27 2.2.1.4. Lưu trình công nghệ 27 2.2.2.1.5 Chỉ tiêu công nghệ chủ yếu. 28 2.2.2. Cương vị biến đổi CO 29 2.2.2.1. Mục đích, ý nghĩa của cương vị 29 2.2.2.2. Lý thuyết quá trình chuyển hóa CO: 30 2.2.2.3. Thiết bị quản lý – lưu trình công nghệ. 33 2.2.2.4. Lưu trình công nghệ 34 2.2.2.5. Chỉ tiêu công nghệ: 36 2.2.3. Cương vị khử H2S trung áp 36 2.2.3.1. Mục đích, ý nghĩa của cương vị: 36 2.2.3.2. Thiết bị quản lý. 37 2.2.3.3. Lưu trình công nghệ 37 2.2.3.4. Chỉ tiêu công nghệ: 38 2.2.4. Cương vị khử CO2 38 2.2.4.1. Mục đích, ý nghĩa của cương vị: 38 2.2.4.2. Nguyên lý. 39 2.2.4.3. Thiết bị quản lý: 40 2.2.4.4. Lưu trình công nghệ 42 2.2.5. Cương vị khử vi lượng CO và CO2. 43 2.2.5.1. Nhiệm vụ cương vị: 44 2.2.5.2. Lý thuyết khử vi lượng CO và CO2. 44 2.2.5.3. Thiết bị quản lý. 46 2.2.5.4. Lưu trình đơn giản: 48 2.2.5.5. Chỉ tiêu công nghệ: 48 2.2.6. Mở máy và ngưng máy hệ thống tinh chế: 50 2.2.6.1. Mở máy hệ thống ( mở máy sau khi ngừng máy thời gian ngắn) 50 2.2.6.2. Ngừng máy hệ thống. 53 2.3.Cương vị máy nén khí nguyên liệu. 54 2.3.1. Mục đích, ý nghĩa của cương vị: 54 2.3.2. Lưu trình công nghệ (Máy nén H22-III-165/320) 54 2.3.3. Chỉ tiêu công nghệ: 55 2.4. Cương vị tổng hợp NH3 55 2.4.1. Mục đích, ý nghĩa của cương vị. 55 2.4.2. Lý thuyết chung tổng hợp NH3: 55 2.4.2.1. Đặc điểm của phản ứng tổng hợp NH3: 55 2.4.2.2. Cơ chế phản ứng 56 2.4.2.3. Xúc tác tổng hợp NH3: 56 2.4.3. Thiết bị quản lý: 58 2.4.3. Lưu trình công nghệ 58 2.4.4. Chỉ tiêu công nghệ: 61 3. XƯỞNG TỔNG HỢP URÊ: 63 3.1. Cơ sở quá trình tổng hợp Ure: 63 3.2. Chu trình sản xuất tuần hoàn toàn bộ: 63 3.2.1. Công đoạn tổng hợp Ure: 63 3.2.2. Công đoạn chế biến dịch Ure: 64 3.3. Chỉ tiêu công nghệ: 65 3.4. Một số thiết bị chính: 66 KẾT LUẬN 67