Báo cáo thực tập tốt nghiệp: phân xưởng amoniac - Nhà máy đạm Phú Mỹ

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: PHÂN XƯỞNG AMONIAC - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ SVTH: Lê Thanh Phương – Lớp 08H5B – ĐH. BKĐN Page 1 CHƯƠNG I ..................................................................................................................... 4 GIỚI THỆU VỀ NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ ................................................................. 4 1.1. Lịch sử hình thành Nhà máy Đạm Phú Mỹ: ............................................................................. 4 1.2. Tổng quan về Nhà máy Đạm Phú Mỹ: ...................................................................................... 5 CHƯƠNG II .................................................................................................................. 10 TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM AMONIAC ................................................................. 10 2.1. Tính chất của Amoniac: .......................................................................................................... 10 2.2. Ứng dụng của Amonia: ....................................................................................................... 12 CHƯƠNG III ................................................................................................................ 14 PHÂN XƯỞNG AMONIAC ......................................................................................... 14 3.1. Vị trí của phân xưởng Amonia: ............................................................................................... 14 3.2. Mục đích của phân xưởng Amonia: ........................................................................................ 14 3.3. Sơ đồ tổng thể về Dây chuyền Công nghệ của phân xưởng Amonia: ..................................... 14 3.4. Nguồn nguyên liệu, sản phẩm và nhiên liệu cho phân xưởng: ............................................... 15 3.4.1. Nguyên liệu cho quá trình tổng hợp: ............................................................................... 15 b. Các nguồn nguyên liệu phụ trợ khác: ........................................................................................ 16 3.4.3. Nguồn nhiên liệu: ............................................................................................................ 16 CHƯƠNG IV ................................................................................................................ 18 THUYẾT MINH CÔNG NGHỆ PHÂN XƯỞNG AMONIAC ................................. 18 4.1. CÔNG ĐOẠN KHỬ LƯU HUỲNH KHÍ CÔNG NGHỆ (HYDRODESULFUIATION): .. 18 4.1.1 Tổng quát Công nghệ: ......................................................................................................... 18 4.1.2. Công đoạn Hydro hoá (Hydrogenation): ........................................................................... 18 4.1.3. Công đoạn hấp phụ H2S: ................................................................................................... 20 4.1.4. Sơ đồ PFD và thuyết trình Công nghệ: .............................................................................. 21 4.1.5. Xử lý các sự cố trong vận hành: ........................................................................................ 26 4.2. CÔNG ĐOẠN REFORMING: ................................................................................................. 26 4.2.1. Mục đích và mô tả Công nghệ: ........................................................................................ 26 4.2.2. Mô tả thiết bị chính: ......................................................................................................... 28 4.2.3. Reformer sơ cấp (PRIMARY REFORMER): .................................................................. 29 4.2.4. Quá trình Reforming thứ cấp (SECONDARY REFORMER): ........................................ 31 4.2.5. Xử lý những trường hợp không bình thường: ................................................................. 34 Các tình huống không bình thưòng của các đầu đốt: ............................................................................. 34 4.3. CÔNG ĐOẠN CHUYỂN HOÁ CO: ........................................................................................ 36 4.3.1. Mục đích và lý thuyết của quá trình: ............................................................................... 36 4.3.2. Mô tả công nghệ tổng quát: .............................................................................................. 36 4.3.7. Xử lý các trường hợp không bình thường ........................................................................... 41 4.4. CÔNG ĐOẠN TÁCH CO2: .................................................................................................. 42 4.4.3. Mô tả thiết bị ........................................................................................................................ 42 4.4.4. Chỉ tiêu công nghệ: .............................................................................................................. 48 4.4.6. Xử lý những trường hợp không bình thường ...................................................................... 51 a. Nồng độ CO2 ra tháp hấp thụ tăng: ........................................................................................ 51 b. Sự tạo bọt:................................................................................................................................ 52 c. Mất dịch MDEA: ..................................................................................................................... 52 d. Sự ăn mòn: .............................................................................................................................. 52 4.5.3. Mô tả thiết bị: ....................................................................................................................... 53 4.6. CÔNG ĐOẠN TỔNG HỢP AMONIAC: ............................................................................. 56 BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: PHÂN XƯỞNG AMONIAC - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ SVTH: Lê Thanh Phương – Lớp 08H5B – ĐH. BKĐN Page 2 4.6.2. Mô tả thiết bị: ................................................................................................. 57 c. Tỉ lệ Hydro/ Nitơ: ................................................................................................... 60 4.6.6. Chỉ tiêu công nghệ ......................................................................................... 65 4.6.7. Xử lý những trường hợp không bình thường: ..................................................................... 67 LỜI KẾT ...................................................................................................................... 79 BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: PHÂN XƯỞNG AMONIAC - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ SVTH: Lê Thanh Phương – Lớp 08H5B – ĐH. BKĐN Page 3 LỜI NÓI ĐẦU Đối với một nước nông nghiệp như Việt Nam, việc cung ứng các sản phẩm như phân bón, thuốc trừ sâu,phục vụ cho việc sản xuất nông nghiệp là vô cùng quan trọng. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, việc sử dụng nguồn khí thiên nhiên (Natural Gas) để sản xuất phân đạm đang được áp dụng rất rộng rãi. Với trữ lượng nguồn khí khá dồi dào, cùng với nhu cầu phân bón ngày càng tăng, Đảng và Nhà nước ta đã sớm xác định việc xây dựng và phát triển các cụm dự án Khí – Điện – Đạm. Trong năm 2010, Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn dự báo nhu cầu phân bón phục vụ sản xuất nông nghiệp ước khoảng 8,9– 9,1 triệu tấn. Tuy nhiên, sản lượng phân bón sản xuất trong nước mới đạt khoảng 5,6 triệu tấn. Nhà máy đạm Phú Mỹ là nhà máy phân bón lớn và hiện đại đầu tiên của Tổng công ty dầu khí Việt nam, đảm bảo sự ổn định và chủ trương cung cấp phân đạm cho phát triển nông nghiệp, góp phần quan trọng đảm bảo an ninh lương thực, thực hiện công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước. Nhà máy Đạm Phú Mỹ thuộc Tổng công ty Phân bón và Hóa chất Dầu khí, sử dụng công nghệ của hãng Haldor Topsoe của Đan Mạch để sản xuất khí Amoniac và công nghệ của hãng Snamprogetti của Italya để sản xuất phân Urê. Đây là các công nghệ hàng đầu trên thế giới về sản xuất phân đạm với dây chuyền khép kín, nguyên liệu chính đầu vào là khí thiên nhiên, không khí, đầu ra là Ammoniac và Urê. Chu trình công nghệ khép kín cùng với việc tự tạo điện năng và hơi nước giúp nhà máy hoàn toàn chủ động trong sản xuất kể cả khi lưới điện quốc gia có sự cố hoặc không đủ điện cung cấp. Nhiệm vụ của em trong đợt thực tập này: tìm hiểu về an toàn lao động và công nghệ của phân xưởng amoniac trực thuộc Tổng công ty phân đạm và hóa chất dầu khí - Nhà máy đạm Phú Mỹ. Thời gian thực tập tại nhà máy từ ngày 08/10/2012 đến ngày 08/11/2012, em đã nhận được sự hỗ trợ nhiệt tình từ phía nhà trường và đơn vị hướng dẫn thực tập. Chúng em xin chân thành cảm ơn anh chị công nhân viên và ban lãnh đạo nhà máy đã tạo điều kiện để chúng em hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình. Trong quá trình hoàn thành báo cáo, với vốn kiến thức còn hạn chế nên báo cáo trình bày không thể tránh khỏi những sai sót. Kính mong được sự quan tâm và đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn đọc để bài báo cáo thực tập tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cám ơn. Phú Mỹ, ngày 25 tháng 10 năm 2012 Sinh viên thực hiện BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: PHÂN XƯỞNG AMONIAC - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ SVTH: Lê Thanh Phương – Lớp 08H5B – ĐH. BKĐN Page 4 CHƯƠNG I GIỚI THỆU VỀ NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ 1.1. Lịch sử hình thành Nhà máy Đạm Phú Mỹ: Đối với bất kỳ một quốc gia nào, nền Nông nghiệp luôn đóng vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế. Một nền Nông nghiệp phát triển, không những cung cấp lương thực, thực phẩm phục vụ con người, mà còn cung cấp các nguồn nguyên liệu quan trọng cho ngành Công nghiệp như: mía (đường), cà phê, hồ tiêu (chế biến xuất khẩu), sắn (chế biến bột ngọt),.... Đối với Việt Nam chúng ta, khi mà gần 65% dân số hiện đang sống dựa vào ngành Nông nghiệp, và đặc biệt, thế giới biết đến Việt Nam như là một cường quốc Nông nghiệp ở Châu Á, khi chúng ta có rất nhiều mặt hàng nông nghiệp xuất khẩu hàng đầu, điển hình có thể kể ra như lúa gạo, cà phê, cao su, hồ tiêu,thì việc cung cấp các trang thiết bị, vật tư, phân bón phục vụ bà con nông dân, phục vụ sản xuất nông nghiệp trở nên vô cùng quan trọng. Thật là nghịch lý, khi chúng ta có những điều kiện thuận lợi để canh tác nông nghiệp, con người Việt Nam nổi tiếng cần cù, chăm chỉ, nhưng nền Nông nghiệp chúng ta lại chậm phát triển so với các nước bạn xung quanh như: Thái Lan, Philippine, Malaysia,Một trong những nguyên nhân có thể kể đến là do nền công nghiệp Hoá chất phục vụ cho Nông nghiệp của chúng ta chưa phát triển; để phục vụ nhu cầu trong nước, chúng ta phải nhập khẩu phân bón, thuốc trừ sâu, hoá chất xử lý,Đồng bằng sông Cửu Long, vựa lúa của cả nước, có thời, phải nhập khẩu 100% phân bón từ Thái Lan, Trung Quốc để phục vụ sản xuất nông nghiệp. Nhận thấy sự bất cập đó, cũng như để khai thác nguồn khí tài nguyên vô giá ở các mỏ khí ngoài Biển Đông, Đảng và Nhà nước ta đã đưa ra các chủ trương, chính sách, dự án với mục đích là tận dụng nguồn khí thiên nhiên ở các mỏ Bạch Hổ, Trũng Cửu Long, Nam Côn Sơn để sản xuất phân bón, trong đó, quan trọng là phân Urea. Và dự án xây dựng Nhà máy Đạm Phú Mỹ ra đời từ đó, Nhà máy là một trong những khâu quan trọng nhất trong chương trình Khí – Điện – Đạm, bên cạnh Nhà máy Đạm Cà Mau. Nhà máy Đạm Phú Mỹ là nhà máy phân bón lớn và hiện đại đầu tiên của Tổng công ty dầu khí Việt Nam, nhằm đảm bảo sự ổn định và chủ động cung cấp phân đạm cho phát triển nông nghiệp, góp phần quan trọng đảm bảo an ninh lương thực, thực hiện sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước. Hợp đồng EPCC xây dựng Nhà máy đạm Phú Mỹ giữa Tổng Công ty dầu khí Việt Nam và Tổ hợp nhà thầu Technip/ SamSung, Hợp đồng chuyển giao công nghệ sản xuất Amôniắc với Haldor Topsoe và công nghệ sản xuất Urea với Snamprogetti ngày 15/06/2001 là cơ sở cho các bên triển khai thực hiện nghĩa vụ của mình nhằm xây dựng Nhà máy sản xuất phân đạm Phú Mỹ hiện đại và đạt tiêu chuẩn Quốc tế. Có thể nói, từ khi đưa vào hoạt động cho đến nay, nhà máy Đạm Phú Mỹ đã đáp ứng được nhu caaud phân bón cho ngành nông nghiệp Việt Nam, góp phần không nhỏ vào sự nghiệp Công nghiệp hóa – Hiện đại hóa đất nước, sớm đưa nước ta cơ bản đến năm 2020 trở thành nột nước Công nghiệp theo hướng hiện đại. BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: PHÂN XƯỞNG AMONIAC - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ SVTH: Lê Thanh Phương – Lớp 08H5B – ĐH. BKĐN Page 5 1.2. Tổng quan về Nhà máy Đạm Phú Mỹ: Hình 1-1: Nhà máy Đạm Phú Mỹ Nhà máy sản xuất phân đạm Phú Mỹ được xây dựng trong Khu công nghiệp Phú Mỹ – Huyện Tân Thành – Tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu với diện tích qui hoạch 63 ha. Vị trí Nhà máy được thể hiện trong Chứng chỉ Qui hoạch số 07/2001/BQL – CCQH do Ban QL các KCN Bà Rịa - Vũng Tàu cấp ngày 12/03/2001. Hình 1-2: Mặt bằng nhà máy BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: PHÂN XƯỞNG AMONIAC - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ SVTH: Lê Thanh Phương – Lớp 08H5B – ĐH. BKĐN Page 6 Nhà máy có tổng số vốn đầu tư vào khoảng 450 triệu USD, với công suất 800.000 tấn urea/năm. Nhà máy đạm Phú Mỹ sử dụng công nghệ của hãng Haldor Topsoe (Đan Mạch) để sản xuất khí Amoniac và công nghệ của hãng Snamprogetti (Italy) để sản xuất phân urea. 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) và không khí (Air), đầu ra là ammoniac (NH3) và urea ((NH2)2CO) ở dạng lỏng. 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. Nhà máy gồm có 3 phân xưởng chính là:  Xưởng ammoniac: Với mục đích là sản xuất NH3 và CO2 làm nguyên liệu để tổng hợp Urea, gồm các công đoạn sau: o Công đoạn khử lưu huỳnh (Hydrodesulfurization): Chuyển hóa hợp chất của lưu huỳnh từ dạng hữu cơ (mercaptan) thành lưu huỳnh vô cơ (khí H2S). Sau đó, H2S được hấp phụ bằng ZnO trong tháp hấp thụ R-2002 A/B. o Công đoạn Reforming: gồm có Reforming sơ cấp và Reforming thứ cấp, nhằm chuyển hóa toàn bộ C2+ thành hỗn hợp khí CO, CO2, và H2. o Công đoạn chuyển hóa CO ở nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp: chuyển hóa gần như hoàn toàn CO thành CO2. o Công đoạn khử CO2 bằng phương pháp hấp thụ sử dụng dung môi MDEA, nhằm chuẩn bị hổn hợp khí H2 và N2 để tổng hợp Ammonia và cung cấp khí nguyên liệu CO2 cho quá trình tổng hợp Urea. o Công đoạn Methane hóa: nhằm chuyển hóa phần dư khí CO và CO2 còn lại trong khí tổng hợp để khỏi gây ngộ độc cho chất xúc tác trong thiết bị tổng hợp ở quá trình sau. o Công đoạn tổng hợp NH3: nhằm cung cấp NH3 cho quá trình tổng hợp Urea. Phản ứng tổng hợp được tiến hành trong thiết bị phản ứng dưới tác dụng của xúc tác Fe, các oxit của Fe, kèm theo một chu trình lạnh nhằm thu NH3 tinh khiết. Hình 1- 3: Cụm thiết bị phân xưởng Amoniac BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: PHÂN XƯỞNG AMONIAC - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ SVTH: Lê Thanh Phương – Lớp 08H5B – ĐH. BKĐN Page 7  Xưởng Urea: Có chức năng tổng hợp Amoniac và CO2 thành dung dịch urea. Dung dịch urea sau khi đã được cô đặc trong chân không sẽ được đưa đi tạo hạt. Quá trình tạo hạt được thực hiện bằng phương pháp đối lưu tự nhiên trong tháp tạo hạt cao 105m (với chiều cao làm việc hữu ích là 97m). Phân xưởng urea có thể đạt công suất tối đa 2.385tấn/ ngày. Hình 1-4: Cụm thiết bị phân xưởng Urea  Xưởng phụ trợ và các phòng/ xưởng chức năng khác: Có chức năng cung cấp nước làm lạnh, nước khử khoáng, nước sinh hoạt, cung cấp khí điều khiển, nitơ và xử lý nước thải cho toàn Nhà máy, có nồi hơi nhiệt thừa, nồi hơi phụ trợ và 1 tuabin khí phát điện công suất 21 MWh, có bồn chứa Amoniac 35.000 m3 tương đương 20.000 tấn, dùng để chứa Amoniac dư và cấp Amoniac cho phân xưởng urea khi công đoạn tổng hợp của xưởng Amoniac ngừng máy. BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: PHÂN XƯỞNG AMONIAC - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ SVTH: Lê Thanh Phương – Lớp 08H5B – ĐH. BKĐN Page 8 Hình 1-5: Một góc phân xưởng phụ trợ Đội ngũ quản lý, vận hành và bảo dưỡng nhà máy đã chủ động đảm đương và vận hành hết các hạng mục công việc, nhà máy luôn được vận hành ổn định, đạt 100% công suất thiết kế và số giờ vận hành tiêu chuẩn. Hiện nay, tại Nhà máy, tất cả kỹ sư đều là người Việt Nam, với trình độ vận hành lành nghề, tác phong chuyên nghiệp, sẵn sàng xử lý các tình huống xảy ra trong sản xuất, vận hành. Ngoài các hạng mục ban đầu, nhằm nâng cao chất lượng, đa dạng hóa sản phẩm, sử dụng tối đa các nguồn lực của PVFCCo, đáp ứng một cách thuận lợi và hiệu quả cho công tác sản xuất kinh doanh và cải thiện môi trường làm việc cho người lao động, Tổng công ty đã hoàn thiện việc cải tạo, nâng cấp và đầu tư mới các hạng mục và hệ thống công nghệ trong nhà máy như sau:  Hệ thống phun chất chống kết khối giúp cho sản phẩm urea không vón cục, không đóng bánh, hạt bóng, đẹp. Cải tiến hệ thống sàng rung sản phẩm urea để loại bỏ mạt trong urea thương phẩm. Hệ thống may gấp mép miệng bao đảm bảo cho bao sản phẩm đẹp, chắc chắn, thuận tiện trong việc bảo quản và vận chuyển.  Hệ thống thu hồi ammoniac trong nước thải trước khi thải ra môi trường. Lắp đặt hệ thống hút bụi urê nhằm đảm bảo môi trường làm việc cho người lao động. Đầu tư đa dạng hóa sản phẩm gồm: công nghệ sản xuất CO2 tinh khiết 99,9% từ khói thải nhà máy, Methanol, Formaldehyde, một số loại khí công nghiệp như Nitơ, Oxy, Argon  Hệ thống thu hồi khói thải CO2 để nâng công suất nhà máy từ 740.000 tấn/năm lên 800.000 tấn/năm đồng thời góp phần bảo vệ môi trường Cùng với sự nỗ lực, sáng tạo trong sản xuất, kinh doanh của tập thể các cán bộ, công nhân, kỹ sư trong Nhà máy; kết quả hoạt động trong thời gian qua của Nhà máy Đạm Phú Mỹ đã đóng góp phần lớn cho thành quả chung của Tổng công ty. Sản phẩm của Nhà máy hiện đang được tiêu thụ rộng khắp trong cả nước, đặc biệt là ở đồng bằng Sông Cửu Long. Đầu năm 2009, Nhà máy Đạm Phú Mỹ đã vinh dự đón nhận Huân chương Lao động hạng 3 do Nhà nước trao tặng. BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: PHÂN XƯỞNG AMONIAC - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ SVTH: Lê Thanh Phương – Lớp 08H5B – ĐH. BKĐN Page 9 Các cột mốc quan trọng của Nhà máy:  Khởi công xây dựng Nhà máy: 3/ 2001  Ngày nhận khí vào Nhà máy: 24/12/2003  Ngày ra sản phẩm Amonia đầu tiên: 4/ 2004  Ngày ra sản phẩm Urea đầu tiên: 4/6/2004  Ngày bàn giao sản xuất cho chủ đầu tư: 21/09/2004  Ngày khánh thành Nhà máy: 15/12/2004 BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: PHÂN XƯỞNG AMONIAC - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ SVTH: Lê Thanh Phương – Lớp 08H5B – ĐH. BKĐN Page 10 CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM AMONIAC 2.1. Tính chất của Amoniac:  Thuật ngữ “Amoniac” có nguồn gốc từ một liên kết hoá học có tên là “Clorua ammoni” được tìm thấy gần đền thờ thần Mộc tinh Ammon ở Ai Cập.  Người đầu tiên điều chế ra Amoniac nguyên chất là nhà hoá học Dzoze 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.  Amoniac hoá lỏng ở -34oC và hoá rắn ở -78oC. Trong số các khí, amoniac tan được nhiều trong nước nhất. TỔNG QUAN Danh pháp IUPAC Ammonia Tên khác Azane Công thức phân tử NH3 Cấu trúc phân tử Phân tử gam 17,0304 g/mol THUỘC TÍNH Tỷ trọng và pha 0,6813 g/l, khí Độ hòa tan trong nước 89,9 g/100 ml ở 00C Điểm nóng chảy -77,73°C (195,42 K) Điểm sôi -33,34°C (239,81 K) TÍNH CHẤT HOÁ HỌC Tính bazơ (trên nguyên tử nitơ của Amoniac có một cặp electron tự do) NH3 + H+ → NH4+ Tính khử (trong phân tử Amoniac, nitơ có số oxi hóa thấp nhất N-3) 2NH3 + 3Cl2 → N2 + 6HCl BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: PHÂN XƯỞNG AMONIAC - NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ SVTH: Lê Thanh Phương – Lớp 08H5B – ĐH. BKĐN Page 11 Kém bền nhiệt, phân huỷ ở nhiệt độ cao 2NH3 → N2 + 3H2 PHẢN ỨNG TỔNG HỢP CnHm