Đề tài: Công nghệ sản xuất NH3 và các chất thải đặc trưng kèm theo nguồn gốc của chúng trong công nghệ này - ĐH Bách khoa Hà Nội

TR NG Đ I H C BÁCH KHOA HÀ N I Ộ

ng

ƯỜ Vi n Khoa H c Và Công Ngh Môi Tr ệ

ườ

Ạ Ọ ọ ệ ***************

Ả

ậ CÁC QUÁ TRÌNH S N XU T

3 và các ch t th i đ c tr ng kèm

ấ ấ

Ấ C B NƠ Ả ả ặ ư

Ti u lu n: ể Đ tài:

ề theo ngu n g c c a chúng trong công ngh này”.

“Công ngh s n xu t NH ệ ả ồ ố ủ

ệ

ả ạ : Th.S Đinh Bách Khoa

Giáo viên gi ng d y

Nhóm sinh viên th c hi n:

ệ

ự

ồ ễ

ứ

ệ

ạ

ị

ọ

ễ

ặ

MSSV Mai H ng Phong(NT) 20123408 Nguy n Đ c Vi t 20123719 Ph m Th Ng c 20123364 ọ Nguy n Ng c Châu 20122901 Đ ng Vinh Hi n 20112999 ể Hà N i, 10/2013

ộ

M C L C Ụ Ụ

I. GI

3..............................................................................................3

Ớ

ị

ử

ử ụ

3……………………………………...3 3……………………………………………………3

ồ ộ ố

I THI U NH Ệ 1..L ch s phát tri n và s d ng NH ể 2.Ngu n phát sinh NH 3.M t s tính ch t c b n c a ấ ơ ả ủ NH3………………………………………..4

II. CÁC PH

3 CHÍNH TRÊN TH GI

ƯƠ

NG PHÁP S N XUÂT NH Ả

Ế Ớ

I……8 1.Công ngh Haldor Topsoe……………………………….......................8 2.Công ngh MW. Kellogg………………………………………………9 3.Công ngh Brown and Root……………………....................................10

ệ ệ ệ

4.Công ngh ICI………………………………………………………….11 5.Công ngh Kruff Uhde………………………………………………...13 3: (NGHIÊN C U CHÍNH TRONG CÔNG

ệ ệ Ả

Ứ

Ấ

III. QUÁ TRÌNH S N XU T NH TY TNHH MTV PĐHC HÀ B C)…………........................................14

Ắ

ệ

ụ

ệ

ị Ả

ả

1. Nhi m v ……………………………………………………………… 14 2.L u trình công ngh ……………………………………………………16 ư ng v chính……………………………………………………..19 3.Các c ươ IV. CÁC CH T TH I CHÍNH………………………………………………..46 Ấ 1.Khí th i…………………………………………………………………46 ả 2.N cướ th i……………………………………………………………….46 3.Các ch t th i khác………………………………………........................47

ấ

Ấ

Ả

ả Ử ấ ạ

ơ

ả

ử

ố ườ ng

Ệ

ử ụ

ạ ề

ọ ố ổ ử i Roman x a đã tìm th y mu i amoni clorua t ấ ố

ạ ắ ẩ ế ượ ố ọ

ế ỷ ứ

kim thu t Ar p đã bi ộ ọ ế ế ế ỷ ả ậ ậ

ố ờ

t dùng mu i sal ammoniac (còn đ ố

ộ ể ế ỷ ạ ố ộ

ả ế ỷ c g i là n ượ ọ ố ồ ể ỉ

c đi u ch ề ạ ớ

ệ

ừ c v i axit clohyđric (HCl). ượ ấ ầ ớ

ạ ậ

ề

c ch t khí này là nhà gi ấ ả

ị

V. QUY TRÌNH X LÝ CH T TH I………………………………………..47 1.S n xu t s ch h n……………………………………………………… 47 2.X lý cu i đ ng…………………………………………………..49 ố I THI U V AMONIAC: I. GI Ề Ớ 1. L ch s phát hi n và s d ng amoniac: ệ ị ờ ầ i đ n th th n Ng ố ườ ư i x Libi c và g i mu i đó là “ mu i Amun” ( salt of Amun). Jupiter t ạ ứ Trong m t tác ph m c , Caius Plinius Secundus (hay còn g i là Pliny the ọ ổ ộ c g i là “Hammoniacus” Elder) có nh c đ n tên m t lo i mu i đ (hammoniacus sal, hay còn g i là sal ammoniac). Vào th k th 8, các t đ n salt amoniac. Sau đó vào Th k 13, nhà gi ắ kim thu t châu Âu cũng nh c Geber (Jabir ibn Hayyan) và các nhà gi ậ đ n tên mu i này. Vào th i kỳ Trung th k , nh ng ng i th nhu m đã ế ợ ườ ữ bi c ti u lên men) đ làm ể ế ướ đ i màu các lo i thu c nhu m có ngu n g c th o m c. Vào Th k 15, ộ ả ổ c amoniac b ng các cho Basilius Valentinus đã ch ra r ng có th thu đ ằ ượ ằ ế ki m tác d ng v i sal ammoniac. Sau đó lo i mu i này đã đ ượ ố ụ ề t phân) s ng và móng gia súc, sau đó trung hòa b ng cách ch ng (nhi ư ằ L n đ u tiên d ch c t ch a cacbonat thu đ ầ ứ ị c ông amoniac d ng khí do Joseph Priestley phân l p vào năm 1774 và đ ượ đ t tên là “không khí ki m” (alkaline air). Tuy nhiên ng i đ u tiên thu ườ ầ ặ kim thu t Basil Valentine. 11 năm sau, đ ậ ượ ử ủ c a Claude Louis Berthollet đã xác đ nh đ c thành ph n phân t ượ ầ i phát hi n quy amoniac là NH3. Fritz Haber và Carl Bosch là nh ng ng ệ ườ

P a g e 2 | 47

ữ

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

c đăng ký ả ượ

trình s n xu t amoniac vào năm 1909. Công trình này đã đ ấ phát minh vào năm 1910.

Ng ứ ữ ườ ườ ầ

ờ ế ế ớ ử ụ ế ớ ầ i Đ c là nh ng ng ệ

ỏ ấ ừ

i đ u tiên trên th gi quy mô công nghi p trong th i kỳ Đ i chi n th gi ở b phong t a m t ngu n natri nitrat t ị ng ấ ườ ứ ố ổ ụ ụ i s d ng amoniac i l n th I sau khi ạ ứ ượ ượ c c đ Chilê. Khi đó amoniac đ ế

ồ ạ ồ ệ

3 t n t

ỏ

ợ ể ồ ạ

3 nhân t o (các nhà máy s n xu t phân ấ nhiên cũng ấ ấ ng xuyên h p ch t ồ các quá trình phân h y các v t li u h u c có ngu n ườ ậ ệ ữ ơ

ấ ườ c m a, n ư

ử c bi n ng ể ủ ệ ồ

ấ ứ ườ ố ộ ố

ủ ườ

ồ ậ

ồ i Đ c dùng đ s n xu t thu c n ph c v chi n tranh. ể ả 2. Ngu n phát sinh amoniac: Hi n nay ngoài ngu n NH ả urê ho c các nhà máy chuyên s n xu t amoniac l ng), trong t ả ặ ự ng nh NH i trong khí quy n do th có m t l ỏ ộ ượ c t o ra t này đ ủ ừ ượ ạ g c đ ng, th c v t. ự ậ ố ộ i ta cũng phát hi n th y có Trong n ướ ướ NH3 và các các mu i amoni. Ho t đ ng c a núi l a cũng là ngu n sinh ra ạ ộ ố 4Cl và amoni sunfat (NH4)2SO4). T iạ mu i amoni (nh amoni clorua NH ư i ta cũng th y có các tinh th amoni m t s vùng khoáng ch a sôđa, ng ể bicacbonat NH4HCO3. Các ho t đ ng sinh hóa hàng ngày c a ng i và ạ ộ 3. đ ng v t cũng là ngu n sinh ra NH ộ ấ ơ ả ủ ộ ố

3. M t s tính ch t c b n c a amoniac 3.1. Tính ch t v t lý:

3. Phân t

3 là

ng NH là NH l ử ượ ứ ử

đi u ki n th ệ ấ ộ

O ẹ ở oC), có mùi ườ tr ng so v i không khí b ng 0,596 ỷ ọ ng, NH 3 khan là m t ch t khí không màu, nh ớ ằ

ư

ạ ẩ

ướ ạ ạ

c c a NH ủ ủ ị

OỞ oC, NH3 có đ hòa tan c c đ i là 89,9g trong 100 ml n ộ

c c a NH c t o thành dung d ch n ướ ự ạ 3 (còn có tên là “ n ướ ề ỷ ị

i sôi. ớ

c xác đ nh b ng t ị ỷ ọ tr ng ể ượ ằ

3 hóa l ng t ạ ỏ ạ oC, hóa r n t i 4 ắ ạ i ta ph i l u tr NH ữ ả ư

oC (239,81oK), có oC (195,92oK), vì i áp su t cao ấ

ặ

oC).

i -33,34 i -77,73 3 l ng d ỏ ướ

ệ ơ

c dùng làm môi ch t làm l nh. ấ ậ Amoniac có công th c phân t 17,0306g/mol. Ở ề b ng n a không khí (t ử ằ s c đ c tr ng. ố ặ Amoniac khan t o “khói” trong không khí m. Amoniac hòa tan 3 (hay còn g i làọ m nh trong n ướ ị c c a amoniac có t o thành amoni hyđroxit do trong dung d ch n ạ ướ c. NH4OH). Dung d ch n ư c đái qu ”) khá b n nh ng ướ ủ b lo i g n h t NH 3 khi đun t ế ị ạ ầ N ng đ c a amoni hyđroxit có th đ ồ ộ ủ k ho c Bomé k . ế ế áp su t khí quy n, NH ể ấ Ở ng riêng 682 g/lit t tr ng l ượ ọ ng ng v y t đ th nhi ậ ở ườ ệ ộ ườ (kho ng trên 10 atm t i 25,7 ạ ả Do NH3 l ng có entalpy (nhi ỏ (23,35kJ/mol) nên ch t này đ ấ t bay h i) ∆H thay đ i l n ổ ớ ạ ượ ấ

P a g e 3 | 47

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

ộ ỏ ề ấ ố ộ

ữ ướ

ể ể ạ ề ế ạ ổ

t nhi u ch t và là m t trong NH3 l ng là m t dung môi hòa tan t nh ng dung môi ion hóa không n c quan trong nh t. Nó có th hòa tan các kim lo i ki m, ki m th và m t s kim lo i đ t hi m đ t o ra các ộ ố ề dung d ch kim lo i (có màu), d n đi n và có ch a các electron solve hóa. ệ ấ ạ ấ ứ ẫ

-33,34°C ở ạ áp su t khí ấ

0,596 ớ ở

c g/100g ướ

ị Đi m sôi ( ể quy n)ể T tr ng (so v i không khí ỷ ọ OoC) Đ hòa tan trong n ộ H2O

3 khí trong 1 lit

89,9 (OoC) 60 ( 15°C) ở 7,4 (100°C) 700 lít (20°C) ủ

15-28% (th tích) Đ tan c a NH ộ n c ướ i h n n v i không khí Gi ớ ạ ổ ớ ể

D i đây là b ng tóm t ướ ả ắ ủ t m t s tính ch t đ c tr ng c a ấ ặ ộ ố ư

NH3

3

Đ tan (g mu i/ 100 g NH ố ộ l ng)ỏ

Amoni axetat 253.2

Amoni nitrat 389.6

Liti nitrat 243.7

Natri nitrat 97.6

Kali nitrat 10.4

Natri florua 0.35

Natri clorua 3.0

Natri brorua 138.0

P a g e 4 | 47

Natri iodua 161.9

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

Natri tioxyanat 205.5

Đ tan c a m t s mu i vô c trong NH ộ ố ủ ơ ố ộ

NH3 l ng là m t dung môi ion hóa nh ng y u h n n ỏ ộ ướ

3 l ng:ỏ ơ ế ể

ề ợ

ể ố ủ ạ

ư ế ề ớ ườ ề ố

ng n 3 l ng đ u chuy n sang d ử ủ ề ể ề ỏ

c. Nó có th hòa tan và phân li nhi u h p ch t có liên k t ion đi n hình nh các ư ấ mu i nitrat, nitrit, xyanua, v.v ...c a kim lo i ki m và amoni. Trong NH 3 c, l ng, các mu i amoni tan đ u có tính axit. So v i trong môi tr ướ ỏ ươ ng th oxyhóa kh c a nhi u h trong NH ệ ế h n.ơ

E ° (V, n E ° (V, amoniac l ng)ỏ c)ướ

−2.24 −3.04 Li+ + e− ⇌ Li

−1.98 −2.93 K+ + e− ⇌ K

−1.85 −2.71 Na+ + e− ⇌ Na

−0.53 −0.76 Zn2+ + 2e− ⇌ Zn

+ + e− ⇌ ½ H2 + NH3

0.00 – NH4

+0.43 +0.34 Cu2+ + 2e− ⇌ Cu

+0.80 Ag+ + e− ⇌ Ag

+0.83 ọ 3.2. Tính ch t hóa h c: ấ

tháp tam giác (trigonal pyramid). ử NH3 có c u trúc kim t ấ ự

ấ ề

b c cháy và không duy oC) và có m t c a ch t xúc tác thích Phân t Trong không khí, NH3 là ch t b n, không t ự nhi Ở ệ ộ ấ

ự ố ặ ủ và hyđro. trì s cháy. t đ h p, amoniac có th b phân h y thành nit ể ị ợ cao (1200 ủ ơ

ụ ả ứ

ớ ẩ ả ể ọ ử

ạ

ị ừ

3 thì có th x y ra n m nh ể ả trong phân t ễ

2NH3 N2 + 3H2 t°= 1200°C (1) NH3 có th ph n ng v i các ch t oxy hóa. Ví d : nó có th cháy ớ ể ấ trong oxy v i ng n l a màu l c vàng y u cho s n ph m là nit và n ướ c; ơ ụ ế ợ b đ y ra và t o HCl, còn trong tr có th cháy trong khí clo, nit ng h p ườ ơ ị ẩ ể d NHư triclorua nit ổ ạ ơ - 3 lên +3. NH NCl3. Khi đó nit ử Cũng vì l ấ đ ng th i t o thành ờ ạ ồ 3 chuy n hóa tr t ể ớ ề

ng ơ NHẽ ạ ả ứ ạ ườ ấ

ể ầ ế ặ

ộ ấ ạ ắ

ấ

ả ứ

P a g e 5 | 47

3 d dàng ph n ng v i nhi u ch t, trong đó có các i ta ch t oxy hóa m nh, các axit m nh, v.v..., nên trong th c t ự ế khuy n cáo không nên tr n l n (ho c đ g n) amoniac v i các axit ẫ ớ m nh, các halogen, các ch t ch t t y tr ng clorin (chlorine bleach) ho cặ ấ ẩ các ch t oxy hóa m nh khác. NH3 khan (đ m d nhiên khi có m t c a n i 0,2%) không ph n ng v i HCl khan, tuy c (đ m) s x y ra ph n ng m nh. Trong ạ ộ ẩ ặ ủ ớ ả ứ ướ ướ ẽ ả ộ ẩ ạ

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

3 th hi n tính baz đi n hình. Dung d ch n ơ ể c g i là amoni hyđroxit v i h ng s baz

ườ ị

ể ệ ọ ố

ng h p này, NH tr ướ ủ c c a ợ amoniac th ơ pk=4,75, ượ ườ ng v i các axit và t o các mu i amoni. Ví d : và tác d ng t ụ ng đ l ỷ ượ ớ ằ ố ụ ớ

ạ NH3 + HCl → NH4Cl (2)

Ph n ng t o khói tr ng r t đ c tr ng khi cho h i NH ấ ặ ư ắ ơ ớ 3 ti p xúc v i ế

3 khan l

dung d ch HCl đ m đ c. ả ứ ị ạ ậ ặ

ả ộ

i là m t axit r t y u, có th m t 1 ể ấ ấ ế 3 l ngỏ ụ

c ườ

Trong khi đó b n thân NH ạ proton H+ t o thành anion amid NH -. Ví d cho liti nitrua vào NH ạ 2 - ) ậ ượ anion amid (NH2 i ta nh n đ ng − Li3N(s)+ 2 NH3 (l) → 3 Li+ (am) (3) (am) + 3 NH2

Hyđro trong NH3 có th b các kim lo i m nh đ y ra và th ch đ ể ị ạ ạ ẩ ế

ư ể ể ạ

ỗ ể 3 đ t o magie nitrua 2, ể ạ ạ

3.

t o ra các nitrua nh magie có th cháy trong NH ạ Mg3N2. Natri ho c kali kim lo i nóng có th t o ra các nitrua (NaNH KNH2) khi tác d ng v i NH ớ

NH3 có th b oxy hóa thành axit nitric HNO ớ ự ặ ụ ể ị

ặ ủ oC, áp su t oxy 9 atm. Quá trình này đ nhi t đ 750-800 3 v i s có m t c a xúc ượ c ấ ệ ộ

tác platin ở g i là quá trình Oswald ọ

4 NH3 + 8 O2 → 4 HNO3 + 4 H2O (4)

T axit nitric ng i ta có th s n xu t nhi u d n xu t c a nit trong ừ ườ ấ ủ ể ả ề ấ ẫ ơ

ợ ở ể ạ ổ ớ 651 °C và có th t o h n h p n v i không khí ỗ

khi n ng đ n m trong vùng 16–25% (có tài li u nói là 16-28%). đó có các ch t n . ấ ổ b c cháy ự ố ộ ằ ệ

ứ ợ ồ

ủ ạ

ng ị

ể ơ ạ ườ ớ ặ ặ ứ ợ

ế ậ ụ ớ

ạ ễ ợ

ế ể ạ Amoniac l ng phá h y các ch t d o, cao su, NH3 t ồ ẽ NH3 có tính ăn mòn các kim lo i và h p kim ch a đ ng (Cu), k m ạ (Zn), nhôm (Al), vàng (Au), b c (Ag), th y ngân (Hg), v.v... Vì vây trong i ta khuy n cáo không nên đ h i ho c dung d ch amoniac th c t ự ế ti p xúc v i các v t d ng có ch a các kim lo i ho c h p kim này. Khi ế NH3 ti p xúc lâu dài v i m t s kim lo i (Au, Ag, Hg, Ge, Te, Sb…) thì ộ ố có th t o ra các h p ch t ki u fuminat d gây n nguy hi m. ể ể ả ứ ổ ợ gây ph n ng trùng h p ấ ẻ ấ ủ ỏ

P a g e 6 | 47

n c a etylen oxit. ổ ủ

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

II.CÁC CÔNG NGH S N XU T AMONIAC CHÍNH TRÊN TH GI Ệ Ả Ế Ớ I: Ấ

1.Công ngh Haldor Topsoe: ệ

ả ứ ừ ả

Các ph n ng chính x y ra trong t ng quá trình: 1, Công đo n kh l u huỳnh: ạ ử ư

RSH + H2 « RH + H2S

R1SSR2 + 2H2 « R1H + R2H + H2S R1SR2 + 2H2 « R1H + R2H + H2S ZnO + H2S « ZnS + H2O ZnO + COS « ZnS + CO2

2, Công đo n Reforming: ạ

CnH2n+2 + 2H2O « Cn-1H2n + CO2 + 3H2 – Q (1)

CH4 + 2H2O « CO2 + 4H2 – Q

2:

3, Công đo n chuy n hóa CO: ạ ể

CO + H2O « CO2 + H2 + Q ấ ụ

4, Công đo n h p th CO 5, Công đo n metan hóa: ạ ạ

ợ ấ ụ ạ ổ

3. Theo truy n th ng, ch t xúc tác c a s l a ch n là

ợ ộ ớ ằ ạ ướ ổ

ủ ự ự ấ ố

ủ

W Kellogg ệ Haldor Topsoe, Kellogg đã nâng cao quá trình D a trên công ngh xúc tác ề ọ M t thay th h p d n ẫ ế ấ ộ ể ng ti n đ ượ ệ ươ ư ộ ụ áp su t th p h n, và do đó làm gi m tiêu th ả đây nh m t ph ấ ở ơ ấ

ấ ơ

ượ ệ ố ử ụ ấ ợ

ẩ ạ ạ

O2 + 3H2 « CH4 + H2O CO2 + 4H2 « CH4 + 2H2O D i tác d ng c a ch t xúc tác là 6, Công đo n t ng h p amoniac: ủ Fe và Fe2O3, kèm theo v i m t chu trình t ng h p và làm l nh nh m thu NH3 tinh khi t.ế 2.Công Ngh Mệ ự t ng h p NH ợ ổ nh là thành ph n chính c a nó. g c s t v i s t t ầ ố ắ ớ ắ ừ ư c đ xu t cho h th ng xúc tác này đ ề ệ ố tăng chuy n đ i amoniac ấ ở ổ ể ng trong máy nén ch v i v n th p h n. năng l ỉ ớ ố ộ t s a đ i, t o thành d ng viên hình tr ệ ử ấ

ộ

P a g e 7 | 47

H th ng này s d ng m t ch t xúc tác thúc đ y h p ruthenium đ ng ọ ụ ố x p i trên than ho t tính nhi ổ ạ c cung c p cho ngành công nghi p ệ ả ượ ng đ i g n đây. Ch t xúc tác này lên đ n hai m i l n nhi u ho t ạ ươ ầ ố ng đ i ể trên ự ụ l ạ kho ng 0,8 mm và dài 3-5 mm, đã đ t ươ đ ng h n h p nh t ch t xúc tác s t ấ ộ cao. Quan tr ng h n, m c dù thay đ i nhi ơ ề m c đ chuy n đ i t ổ ươ ng t t đ có tác d ng t ươ ệ ộ ế ắ ở ứ ổ ố ầ ợ ơ ọ ấ ấ ặ

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

ưở

ề ộ ụ ả ấ

ố

10 đ n 25 l n. ế

ổ ủ ắ ự Nh tăng t ư ầ Ng ỉ ơ ị ả

ợ ữ

ự

ọ ấ ấ ạ ệ ờ

ướ ệ ệ ể ả

ụ ề ng đ ụ

ệ

ổ

ề ỉ ệ c tinh ch và hydro t ế ợ ượ mol 3:01 cân b ng hóa h c c n thi ọ ằ ầ

t t c ph c h i m t cách riêng bi ộ ụ ấ

ồ ộ ộ ế

t nhiên, có th đ ợ ử ụ ẩ ầ

ế ế ượ ơ

ố ự ả

ả ổ ệ ạ

ấ ợ

ệ ả ầ ệ ả ả ổ ấ

ng c a n ng đ amoniac là khác nhau đáng hai ch t xúc tác, nh h ồ ấ k .ể Ho t đ ng ch t xúc tác s t d a trên ph thu c r t nhi u vào (áp su t ấ ộ ấ ạ ộ ộ ủ 1 mol% đ n 10 mol% t c đ c a riêng ph n c a amoniac). ế ừ ủ ầ c l quá trình gi m t i, ho t đ ng c a các ch t xúc ạ ộ ấ ủ ượ ạ ừ ả ng b i nh ng thay đ i trong , tác ruthenium d a trên ch h i b nh h ữ ở ưở ự ấ Thúc đ y h p ruthenium xúc tác cũng nh nh ng thay đ i v áp su t. ổ ề ư ẩ c tìm th y có áp l c th p i trên than chì ho t đ ng do đó đã đ đ ng l ấ ạ ộ ấ ượ ọ ể ự t đ th p. Đi u này là r t quan tr ng đ th c tuy t v i và hi u su t nhi ệ ộ ấ ng đ i tài kho n đ gi m áp hành công nghi p, có tính đ n xu h ế ạ ả ươ l c áp d ng và do đó làm gi m tiêu th năng l ng. ượ ả ự 3.Công ngh Brown and Root ỷ Trong m t nhà máy amoniac, khí t ng h p đ ộ ế t c đi u ch nh theo t l l nit đ ỉ ệ ơ ượ đ t ng h p amoniac. Hydrogen, of course, can be recovered separately ợ ể ổ from the syngas mixture and purified to yield a high-purity hydrogen product stream for use in refinery processing units or petrochemical plants. h n h p Hydro, t ợ ể ượ ệ ừ ỗ t cao hydro dòng s n khí t ng h p và tinh ch đ t o ra m t đ tinh khi ả ế ể ạ ổ ph m s d ng trong các c s ch bi n nhà máy l c d u hay nhà máy ọ ế ế ơ ở hóa d u.ầ In fact, KBR has worked on the design and/or construction of over 34 low-energy, low-cost refinery hydrogen plants using proprietary ệ , KBR đã làm vi c KBR natural gas reforming technologies. Trong th c t ự ế ọ ng th p, các nhà máy l c v thi t k và / ho c xây d ng h n 34 năng l ặ ấ ự ề nhiên đ c quy n KBR c i cách d u hydro chi phí th p s d ng khí đ t t ề ộ ấ ử ụ ầ công ngh .ệ The innovative, cost-effective synthesis gas (syngas) production technologies and hydrogen production technologies KBR offers include: the KBR top-fired steam methane reformer (SMR) and the KBR ợ Reforming Exchanger System (KRES™). Sáng t o, khí hi u qu t ng h p (khí t ng h p) công ngh s n xu t và công ngh s n xu t hydro KBR ấ cung c p bao g m: KBR đ u đ t h i khí mêtan c i cách (SMR) và KBR ố ơ C i cách h th ng trao đ i (Kres ™). ồ ệ ố ả ổ

P a g e 8 | 47

4.Công ngh ICIệ

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

Các ph ng trình chính ươ

1. Reforming ph : CH

2+O→CO+2.H2

Reforming chính : CH4+CO→CO2+3.H2

2. Chuy n hóa : CO+H

2O→CO2+H2

ụ

3. Lo i b Cacbon Oxit

ể

4. T ng h p NH

3: N2+3.H2→2NH3

ạ ỏ

ợ ổ

•

ụ ợ

1. tetramethylene sulfone (Sulfinol).

2. propylene carbonate (Fluor).

P a g e 9 | 47

Các ch t h p ph giúp gi m áp l c trong khâu đ u tiên Các hóa ch t ph tr : ấ ụ ấ ấ ự ầ ả

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ả ậ

3. N-methyt-2-pyrroiidone (Purisol).

4. methanol (Rectisol).

5. dimethyl ether polyethyleneglycol (Selexol).

• Các ch t dùng đ lo i oxit cacbon đ đ ể ạ

ể ượ ấ ứ c khí t ng h p ch a ổ ợ

1. diethanolamine-potassium carbon..

2. "Vetrocoke" (Kalicacbonat, glyxin, As2O3)

3. "Catacarb" (25% Kalicacbonat v i 1 s ch t ph gia).

ammoniac

4. Amin nh monoethanolamine triethanolamine.

ố ấ ụ ớ

ư

Ch t th i : ả

ả ứ ồ

2, H2S,… ấ

ấ -Các khí không ph n ng bao g m SO -Các ch t ph tr bao g m xúc tác, hóa ch t ph tr ,… và các thành ụ ợ ụ ợ ấ ồ

ầ ủ

ỏ

su t,ấ

ể ạ

nhi

ng pháp Kruff Uhde ph n c a chúng. - CO2, 1 ph n nh CO. ầ - Ph th i c a nhiên li u dùng đ duy trì các tr ng thái áp ệ ế ả ủ t đ . ệ ộ ươ

P a g e 10 | 47

5.Ph

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ả ậ

3 (NGHIÊN C U CHÍNH

Ả

Ấ

Ứ

III. QUY TRÌNH S N XU T NH TRONG CÔNG TY TNHH MTV PĐHC HÀ B C): Ắ

ệ

c khi t ng h p NH

1.Nhi m v : ụ • Công đo n tinh ch khí: ạ ạ

ấ ế ợ ọ

ắ ấ ổ ấ ẩ

ướ ề ạ ơ ọ ỡ ụ

3 để ư ừ ữ ề 3 còn các thành ph n khác đ u c th i sau khi t ng h p NH 2) < i công đo n tinh ch khí. Yêu c u c b n là (CO+CO

ư ổ ầ ầ ả

ạ ả ầ

t. ơ ả ng đ i thu n khi ầ ươ ế

ố ỗ Công đo n tinh ch khí g m các khâu: ế Công đo n tinh ch khí r t quan tr ng tr s n xu t ure Hà B c. Trong khí than m có nhi u t p ch t hóa h c nh ả CO, CO2, CH4, Ar, H2S, COS, l u huỳnh h u c , tro b i và d u m . Tr CH4 và Ar đ ợ ượ ph i lo i b t ế ạ ỏ ạ 2, H2 t 20 ppm, H2S < 1 ppm, h n h p N ồ ợ ế ạ

ổ ế

2

ế

ệ ố ẩ ế ị ồ ư t b thu h i l u

ư ộ ả

• Kh Hử 2S trong khí than mẩ • Bi n đ i CO • Kh Hử 2S trong khí bi n đ i ổ • Kh COử Khâu kh Hử 2S trong khí than m có h th ng thi huỳnh nh m t s n ph m ph . ụ c CO Khâu kh COử ượ li u t ng h p urea và s n xu t CO ấ

2 thu n khi ế ầ 2 l ng, r n. ắ

t ≥ 98%, ≤ 40% làm nguyên

3:

ẩ 2 thu đ ả ệ ổ ỏ ợ

ợ

2 và H2 theo t l

• Công đo n t ng h p NH ạ ổ 3 t ừ

P a g e 11 | 47

T ng h p NH khí nguyên li u N ệ ợ ổ Hỉ ệ 2:N2=1:1

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

ổ

ợ

P a g e 12 | 47

Tháp t ng h p amoniac

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ả ậ

3 nh hình 1:

2. L u trình công ngh : ệ S đ kh i quá trình s n xu t NH ơ ồ ư ấ ả ố ư

3.

ng NH ơ ồ ố ư ệ ưở

Hình 1. S đ kh i l u trình công ngh x

• Công đo n tinh ch khí:

ế

ạ

ấ ế ế ế ị ọ ụ ử 2S th p áp. Theo thi t b l c b i tĩnh đi n đ ệ ượ ầ

ị ử ụ t k ban đ u, khâu kh H ư

ể ử ụ ị

2S trong khí than m còn <

ng H ượ ấ ẩ

ạ ấ

ọ ư i, b t l u ở ạ

c tái sinh và đ a tr l ụ ư ấ ả ượ

ủ ử ấ

P a g e 13 | 47

ạ t đ ≤ 40 ạ Khí than m sau thi c qu t khí than m ẩ ẩ ử 2S th pấ đ a vào tháp kh H ư áp s d ng dung d ch ADA (Antraquinon Disunfuric Acid) nh ng hi n ệ ử ạ nay đã chuy n sang s d ng d ch keo tananh có tính oxi hóa kh m nh h n.ơ Sau tháp kh Hử 2S th p áp hàm l 150 (mg/Nm3) đ c đ a vào đo n 1 c a máy nén 6 c p. ủ ượ ư D ch tananh sau h p th đ ụ ượ ư ị huỳnh đ c thu h i thành s n ph m ph l u huỳnh r n. ẩ ồ ắ 2S th p áp vào đo n I, II và III c a máy Khí than m sau kh H ẩ oC r i vào khâu bi n ế nén 6 c p đ nén áp su t lên 2,1 Mpa, nhi ệ ộ ể ấ ấ ồ

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

ộ ầ ế ộ ọ

ụ

ổ ế

ổ

ế

ố ộ

ợ ộ ạ

ổ ệ ầ ỏ ế ị

ạ ể ổ ố ố

ạ ướ ế

ế

oC ti p t c đi vào đo n d

ạ ạ t đ đ t kho ng 300 – 320 ả ợ

ầ

ổ ế ư ế ệ ộ

t b trao đ i nhi ổ ế ế ị

t b đun sôi c a h t, sau đó đ a t ố ể ậ ử

ế

2S đ

ổ i đi vào phía d ụ 2S trung áp, qua

ổ ớ ượ ấ ầ ố

ụ ở c phân ly b t ử ọ

i tháp h p th H ấ ướ c h p th b i dung d ch tananh d i t ộ ừ ỉ ị ỉ ọ ở ộ ụ 2S trung áp vào tháp phân ly, ở ổ ượ ấ ỏ

c tách ra và khí than m ti p t c đ đ nh xu ng. b kh b t trên đ nh tháp sau đó đây mù d ch ị ế ụ ượ ư c đ a ẩ

ề ằ

ế ị ế ổ

t b i khí bi n đ i t ệ ở ổ ế ổ ừ ế

ế ụ ượ 2 b ng dung d ch ki m nóng; ị ổ ử ư khâu bi n đ i đ n, nhi ế ụ

t đ t b trao đ i nhi ệ ượ c oC lên 40 t đ tăng t ừ ệ ộ đ nh thì 2 và sau đó ra kh i ỏ ở ỉ t b làm l nh b ng n t b phân c, thi ế ị ạ ướ ằ ọ

ề ấ

ấ

ế ằ ồ ị

ổ

ị ượ

ượ ư ậ ộ ộ ng nh m kh t ở ấ ế ấ ằ

ượ ế ỏ

3:

c, ti p theo qua 2 b l c b ng ằ đ i. Đ u tiên qua b phân ly d u – n ướ ổ ầ t b ế ị than c c đ kh h t d u, b i và các t p ch t khác, r i đi qua các thi ồ ạ ấ ố ể ử ế ầ ế t t đi vào thi c quá nhi t khí bi n đ i, h n h p v i h i n trao đ i nhi ệ ớ ơ ướ ợ ỗ ệ ổ c h n h p ợ t khí than đ t khí than, ra kh i b trao đ i nhi b trao đ i nhi ượ ỗ ệ ệ ổ ỏ ộ ị oC, t ỷ ệ ơ h i l t đ 180 – 210 v i khí than l nh thành h n h p khí có nhi ệ ộ ợ ạ ớ ỗ t qua t ng ch t b o c/khí kho ng 0,3 đi vào lò bi n đ i s 1 l n l n ấ ả ổ ố ướ ầ ầ ượ ả ị ư v , t ng ch ng đ c – ch ng oxi hóa và t ng xúc tác bi n đ i ch u l u ầ ổ ế ố ệ ầ t đ h n h p khí đ t 350 – huỳnh. M t ph n CO b chuy n hóa, nhi ệ ộ ỗ ị 380oC đi ra kh i đáy lò bi n đ i s 1, đi vào thi t khí t b trao đ i nhi ế than, r i đi vào b làm l nh nhanh s 1 làm l nh bang n ỗ c ng ng. H n ạ ồ ộ ư oC đi vào đo n trên lò bi n đ i s 2 ti p ế t đ 180 – 210 h p khí có nhi ổ ố ệ ộ ợ oC r i đi qua t c ti n hành bi n đ i CO, nhi ệ ộ ạ ổ ồ ế ụ ệ t b làm l nh nhanh s 2 làm l nh b ng n c ng ng, h n h p khí có nhi ỗ ướ ằ ố ộ i lò bi n đ i s 2, ph n CO còn đ 180 – 210 ổ ố ế ụ ộ ướ ạ oC và CO ≤ 1.5% t đ ≤ 250 i ti p t c b bi n đ i. khí bi n đ i có nhi l ổ ạ ế ụ ị ế ệ đi vào thi t khí bi n đ i, qua thi ế ị ệ ổ ủ th ng tái sinh tăng áp dung d ch kh CO2 đ t n thu nhi ư ớ i ệ ị khâu kh Hử 2S trong khí bi n đ i. Khí bi n đ i t ế các t ng đ m H ệ Khí bi n đ i đ ế đi ra kh i tháp h p th H tananh cu n theo ti p t c đ ố sang khâu kh COử Khí bi n đ i sau kh l u huỳnh qua thi gia nhi 90oC và đi vào phía d i tháp h p th CO ướ ấ c g i là khí tinh ch , qua thi đ ượ ế ị ế ly r i đi v các đo n IV và V c a máy nén 6 c p. ạ ủ ồ Khí tinh ch ra kh i đo n 5 c a máy nén 6 c p có áp su t 12 MPa ấ ủ ạ ỏ ế ng b ng dung d ch amoniac acetate đ ng và đ a sang khâu tinh ch vi l ư ỏ dung d ch ki m. S dĩ nh v y vì quá trình t ng h p amoniac đòi h i ợ ề 2, H2S và O2 là nhỏ hàm l ng các ch t gây ng đ c xúc tác nh CO, CO ư i đa các ch t đó ra kh i khí nh t. Khâu tinh ch vi l ử ố ỏ ượ ấ ỏ 2S và ng r t nh H tinh ch . Ra kh i khâu này khí tinh ch có hàm l ấ ế c g i là khí tinh luy n. ( CO + CO2) < 20 (ppm) đ ượ ọ ệ

ợ

ủ

• Công đo n t ng h p NH ạ ổ ệ ủ

2 và H2 theo t l ợ

P a g e 14 | 47

Hỉ ệ 2:N2 3. Khí tinh luy n v i thành ph n ch là khí N ầ ớ = 3:1 vào đo n VI c a máy nén 69 đ tăng áp cho qua trình t ng h p NH ể ạ ổ

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

ạ ệ

ủ c đ a qua b phân ly d u n ướ

ộ - phân ly ( tr ổ ợ ầ c đây là tháp 3 k t h p), t ướ h p thi ạ ấ c sau đó qua t ế ợ

3 b ng ng t

ạ

ạ c, NH ướ

ừ ể

ổ ờ ậ ệ ủ

ợ ổ ỏ ệ ớ

3.

ớ ự ắ ế

tr ng thái khí, ra kh i tháp đ ỏ

ở ạ ụ ướ ỏ

c đ ng ng t ể ỏ ỗ ể ượ ư ụ ợ

ắ

khí và l ể ả ố

ụ ỗ

ư ụ ạ

ợ ỏ t b làm l nh – ng ng t ự ộ ẫ ư

3 l ng n ng đ 98,8% đ

ạ ệ i ti p t c quay tr l ở ạ ự ợ

ầ ỏ ệ ố

ượ ầ ả ứ

3. Các c ươ

3 g m:ồ

Khí tinh luy n ra đo n VI c a máy nén 6 c p có áp su t 31,5 ( MPa) ấ t b làm l nh – đ ượ ư ạ ế ị ế c k t i đây nó đ ng ng t ượ ụ ư ệ 3, gi m nhi c làm l nh b ng khí l nh và NH h p v i khí tu n hoàn, đ t ả ằ ầ ượ ớ ợ oC, các c u t và đ xu ng – 2 l ng nh d u, n ụ ư ị ư ầ ố ộ ấ ử ỏ 3 l n 1 v a đ làm l nh thành phân ly. Ti p theo, đi vào tháp t ng h p NH ế ợ ạ ầ ổ ợ t c a ph n ng t ng h p tháp t ng h p NH 3 đ ng th i cũng đ nh n nhi ể ồ ợ ả ứ t v i khí ra kh i tháp NH3, ra kh i tháp t ng h p NH3 s trao đ i nhi ổ ẽ ổ ỏ t ng h p NH ả 3 l n 2, cùng v i s có m t c a xúc tác s t ti n hành ph n ổ ặ ủ ầ ợ ng t ng h p NH ứ ợ ổ c làm l nh gián NH3 hình thành ạ ượ thành NH 3 l ng qua phân ly 1 đ tách NH ti p b ng n ư ế ằ 3 ra kh i h n h p khí, sau đó h n h p khí này đ c đ a qua máy ng ng t ỗ ợ ư nén tu n hoàn turbine nâng áp su t lên đ bù đ p ph n áp su t b m t do ấ ấ ị ấ ầ ầ 3 là ph n ng gi m s phân t ng NH ph n ng t ng h p NH ả ứ ả ứ ượ ổ ử 3 ổ ợ h p . Ra kh i máy nén tu n hoàn turbine h n h p khí đi vào t ng ng t ợ ầ ư ớ – phân ly tr n l n v i khí tinh luy n m i thi ệ ớ ế ị và phân ly. Ph n khí vào, ti p t c th c hi n quá trình làm l nh, ng ng t ế ụ ầ ụ ệ 3 th c hi n i tháp t ng h p NH không ng ng còn l ạ ế ụ ổ ư chu trình tu n hoàn liên t c. NH c phân tách ượ ộ ồ ụ ỏ kh i h th ng b ng các thi t b phân ly, đ c gi m áp xu ng 2,4 MPa, ế ị ố ằ c đ a v kho c u ch a. qua thùng ch a trung gian đ ượ ư ề ứ ng v chính: ị  M t s c ộ ố ươ ị

3

2 ượ 2 – H2 ợ

ng khí

ng NH ng v chính c a x ủ ưở ị ử 2S th p ápấ • C ng v kh H ươ • C ng v bi n đ i CO ị ế ổ ươ ị ử 2S trung áp • C ng v kh H ươ • C ng v kh CO ị ử ươ • C ng v kh vi l ị ử ươ • C ng v nén N ị ươ • C ng v t ng h p NH ị ổ ươ ị ử 2S th p áp: ấ

ể ị

thi ẩ

2S trong ử i, sau khi kh H ngượ ử 2S, hàm l 3 đi vào đo n I mày nén 6 ạ c tái sinh thu h i l u huỳnh và ồ ư

i 100 – 150 mg/Nm

ị

A. C ng v kh H ươ  Nhi m v : ụ ệ ử 2S dung dung d ch keo tananh đ kh khí H C ng v Kh H ị ươ t b l c b i tĩnh đi n t khí than m t ệ ớ ế ị ọ ụ ừ H2S trong khí than m còn l ạ ẩ c p. Dung d ch keo tananh sau h p th đ ấ khôi ph c năng l c, tu n hoàn s d ng l ụ ượ i. ạ ầ

ụ  C ch quá trình kh H ấ ử ụ ử 2S trong khí than m b ng dung d ch ẩ ằ ị

P a g e 15 | 47

ự ơ ế keo tananh:

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

- Các hóa ch t:ấ

Dung d ch keo tananh (hay còn g i là keo thu c da) đ c chi ị ượ ế ộ

ề ủ

ứ ướ ọ ấ t xu t ọ ề th c v t có ch a nhi u tananh nh chay, si, s n, c nâu,…đem nghi n ư –. ỏ ứ ề ợ

ụ 2S.

ị ế ủ ấ ờ ứ ạ ố ồ

t ắ ừ ự ậ c, l c. Tananh là h p ch t h u c có ch a nhi u g c OH nh , ngâm n ố ấ ữ ơ 2CO3 là dung d ch xúc tác trong quá trình h p th H Dung d ch Na ị NaVO3 là ch t ch ng t o k t t a V – O – S, đ ng th i c ch ch ng ế ố ấ ăn mòn.

ơ ế Dung d ch Na ị ụ 2S t o thành h p ch t hydrosulfide. ợ ạ ấ

ế ợ ấ ỏ ợ

ử ồ ờ ư ố

- C ch ph n ng: ả ứ 2CO3 h p th H ấ Na2CO3 + H2S NaHS + NaHCO3 Trong pha l ng h p ch t hydrosulfide k t h p vanadate natri NaVO3 t o thành mu i pirovanadate mang tính kh , đ ng th i l u huỳnh nguyên ạ đ t ố ượ

c tách ra..

2NaHS + 4NaVO3 + H2O NaVO + 4NaOH + 2S

Vanadi d ng kh mang tính kh k t h p v i tananh ở ạ ử ế ợ ử

tr ng thái ớ tr ng thái kh , còn Vanadi chuy n thành ở ạ ể ở ạ ử ạ

oxy hóa t o thành tananh Vanadi mang tính oxy hóa.

2CO3 tiêu hao

L ph n ng ban đ u đ ở ầ ượ ượ ả ứ ằ c bù đ p b ng ắ

ph n ng th 2: ở ứ l ượ Na2V4O9 + 2Tananhoxy hóa + 2NaOH 4NaVO3 + 2Tananhkhử ng Na ng NaOH t o ra ạ

ố ễ ấ

ư ậ

ị 3 oxy hóa r t nhanh. Vì v y, khi cho thêm NaVO ở ễ ấ

ộ ể ị ủ

2V4O9 sinh ra ự ế ở ạ

d ng oxy hóa oxy hóa ngay, còn tananh ở ạ

ự ế

ấ ấ ử ụ

2, CO2, HCN,…còn có th x y ra

Khi trong th khí có ch a nhi u O ả ứ NaOH + NaHCO3 Na2CO3 + H2O ậ Trong dung d ch, t c đ NaHS b Tananh oxy hóa di n ra r t ch m, ị ộ 3 vào nh ng b NaVO ị ấ ả ph n dung d ch thì t c đ ph n ng di n ra r t nhanh. Na ả ứ ố ị ể ng th 2 không th b oxy c a không khí oxy hóa tr c ti p, nh ng có th ư ứ ứ ể ị b Tananh d ng kh có th b ử ị oxy c a không khí oxy hóa tr c ti p oxy hóa tái sinh. Cho nên quá trình ủ h p th kh S, Na 2CO3 đóng vai trò là ch t h p th còn Tananh đong vai ụ ấ trò là ch t mang O 2. ấ ể ể ả ứ

ề các ph n ng không mong mu n sau: ả ứ ố

ấ

2NaHS + 2O2 Na2S2O3 + H2O Na2CO3 + CO2 + H2O 2NaHCO3 Na2CO3 + 2HCN 2NaHCN + H2O + CO2 NaCN +S NaCNS 2NaCNS + O2 Na2O4 + CO2 + SO2 + N2 ấ ử ồ ả ứ ậ ạ ấ ầ ụ i cho quá trình h p th ộ 2 và HCN trong khí than

Các ph n ng trên làm tiêu hao c u t có l ợ Na2CO3 vì v y c n c g ng h th p n ng đ O ố ắ m.ẩ

P a g e 16 | 47

- Các y u t nh h ng: ế ố ả ưở

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ả ậ

•

•

ộ ề

3

•

•

•

•

ng NaVO

•

d ch/khí

ờ

pH và đ ki m Hàm l ượ Keo Tananh Áp su tấ t đệ ộ Nhi T l ỷ ệ ị Không khí tái sinh và th i gian tái sinh  L u trình công ngh : ệ ệ ế

ế ệ

đ nh xu ng, khí than sau khi kh H ố ượ

ấ

ị ủ ướ ị

ạ ị ư Khí than m t l c b i đi n đ n qua qu t khí than tăng áp đi vào đáy ạ ừ ọ ụ ẩ 2 tháp h p th H ụ 2S th p áp, đi lên qua các t ng đ m và ti p xúc v i dung ấ ớ ầ ấ d ch Tananh d i t ử 2S đ c d n qua ị ẫ ộ ừ ỉ b tách b t trên đ nh và ra kh i tháp h p th H t b ụ 2S th p áp đi qua thi ế ị ỏ ộ ấ ọ ỉ phân ly đ ti p t c tách m dung d ch Tananh b cu n theo n ướ c c tr ố ể ế ụ khi sang đo n I c a máy nén 6 c p. ấ ủ ấ ụ 2S g i là dung d ch giàu, đi ra t ị

Dung d ch Tananh sau khi h p th H ả ọ ả ủ ề ị

ứ ự ể ộ ơ

ồ ờ ợ ỗ

ạ c nén b ng c tái sinh, l u huỳnh t o thành n i lên trên theo b t ch y tràn v ượ ứ ượ ằ

ị

ừ ế c a đáy, qua th y phong đáy tháp (đ m b o chi u cao b t kín) đi đ n ử thùng ch a, qua b m đ tăng áp r i qua các b tuy-e t hút không khí vào 2 trong không khí mà dung d chị t o thành h n h p khí – d ch. Nh có O ị ạ ề giàu đ ả ổ ọ ư ồ ng v thu h i. không khí đ n c thùng ch a trung gian và đ ị ế ươ c tăng t đ Dung d ch sau tái sinh là dung d ch nghèo,qua b l c đi u ti ế ượ ề ộ ọ áp và đ a tu n hoàn. ị ư

ầ 

ỉ Thành ph n d ch ị

Các ch tiêu công ngh : ệ ầ ổ ộ ề

- T ng đ ki m ≥ 0,4 N pH 8,5 ÷ 9,0 - - Na2CO3 4 ÷ 6 g/l - NaHCO3 20 ÷ 36 g/l - Tananh 1,5 ÷ 2,0 g/l - NaVO3 1,0 ÷ 1,5 g/l - L u huỳnh huy n phù < 1 g/l - Na2S2O3 < 150 g/l - Đi n v - 160 ÷ -120 mV

ư ề

ệ ị

3

Thành ph n khí ầ

P a g e 17 | 47

- [H2S] c a vào ≤ 1.500 mg/Nm 3 - [H2S] c a ra 120 ÷ 150mg/Nm ử ử

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

ẩ

3/h 3/h

ng khí than m ≤ 42.000 Nm ng d ch tu n hoàn 320 ÷ 480 m ng ư ượ ư ượ ầ ị

L u l ư ượ - L u l - L u l t đệ ộ Nhi

ấ ụ ̊

- Khí vào h p th 40 ÷ 45 C - Dung d ch vào h p th 40 ÷ 45 C ̊

ươ 

ươ ơ ướ ể

ớ ự

ế ợ

2

ấ ổ ụ ượ ệ ươ ấ

ng pháp h p th đ ả ượ ể ổ ủ ự ẩ ợ

ắ

ng v chuy n hóa CO g i là khí bi n đ i, có H n h p khí ra kh i c ỏ ươ ế ể ọ ổ ị

- Ph n ng bi n đ i CO b ng h i n

 ả ứ

c: ị ụ ấ B. C ng v bi n đ i CO ị ế ổ Nhi m v : ụ ệ C ng v bi n đ i CO dùng h i n c đ chuy n hóa CO trong khí ể ổ ị ế 2 và H2 v i s có m t c a xúc tác là Co-Mo trong than m thành khí CO ặ ủ ẩ 3, 2 làm nguyên li u cho quá trình h p t ng h p NH các lò bi n đ i. Khí H ổ c dùng làm c lo i b b ng ph còn khí CO2 đ ạ ỏ ằ nguyên li u đ t ng h p urea và các s n ph m ch l c khác nh CO ư ệ l ng, r n. ỏ ỗ ợ ng CO ≤ 2,0%. hàm l ượ Lý thuy t bi n đ i CO b ng h i n ổ ơ ướ ế ế

ế ổ ằ

ằ c: ơ ướ CO + H2O ⇆ H2 + Q ể ỏ ị ướ ổ c và sau không đ i ệ

ệ

t, th tích tr ợ - C ch ph n ng có bi u hi n nh sau: Đ c đi m là thu n ngh ch, t a nhi ặ ậ ể và ch x y ra mãnh li ỉ ả ả ứ ơ ế ư ể

t khi có xúc tác thích h p. ệ H2O + [K] H2 + [K]O CO + [K]O CO2 + [K] Ở ấ

Trong th c t ự ế đây [K] là ch t xúc tác và [K]O là ch t trung gian. ấ ệ ỹ

ạ

ỏ ử ụ ạ ệ ừ ầ ỏ

t c a ph n ng đ ng trình: ấ ậ đang dùng ch t xúc tác Co-Mo ký hi u trong k thu t ỡ ừ là HB-3 và HB-4. Đây là lo i phù h p cho các nhà máy phân đ m c v a ợ than,d u m ,khí thiên nhiên hay khí và nh s d ng nguyên li u đi t đ ng hành. ồ - Hi u ng nhi ệ ứ c bi u di n b i ph ễ ệ ủ ả ứ ể ở

ươ ượ Q = 10681 – 1,44T – 0,4.10-4.T2 + 0,084.10-6.T3

Trong đó:

t, KJ/mol;

P a g e 18 | 47

Q – Hi u ng nhi T – Nhi ệ t đ ph n ng, K. ả ứ ệ ứ ệ ộ

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

- Hi u su t bi n đ i CO đ c tính theo công th c ổ ấ ế ứ :

ệ ượ η= ( VCO . V’CO ) .100 / VCO Trong đó :

ổ ế ệ

ẩ

ế

- Các y u t

ệ ộ ả t đ ph n ằ ể ấ ng % CO trong khí than m; ượ ng % CO trong khí bi n đ i. ượ ổ ố

ế ố ả ằ

2;

ưở t đ ; ệ ộ khí/h i; ơ

- Hi u su t bi n đ i CO; - Hàm l - Hàm l - H ng s cân b ng có th tính toán theo nhi ằ ng:ứ lg Kp = 1914/T – 1,782 nh h ng đ n cân b ng: ế • Nhi • T l ỷ ệ • Áp su t;ấ • N ng đ CO ộ ồ • Xúc tác đ y nhanh t c đ đ t đ n cân b ng; • Ph n ng ph . ụ

ố ộ ạ ế ẩ ằ

ả ứ

L u trình công ngh : ệ ư ấ

ầ

Ch t xúc tác Co-Mo (HB-3,HB-4): Thành ph n hóa h c c a ch t xúc tác Co-Mo ch y u là CoO > 19% ệ t ủ ế ấ ợ ổ ọ ủ ấ ặ ị



ấ và MoO3>7 trên ch t mang là γ-Al2O3 và các ch t tr n đ nh đ c bi khác.

Tính ch t v t lý: ấ ậ

ồ ặ

ặ

2/g;

ố

ể t đ làm vi c 180 – 240 C ệ ̊

ệ ộ ỏ ấ

• Hình c u;ầ • Màu h ng nh t ho c xanh xám; ạ • 3 – 5 , 4 – 6 , ho c 5 – 7 mm; • T tr ng đ ng = 0,8 - 1 kg/l; ỷ ọ • B m t riêng = 180 m ề ặ • C ng đ nén đi m ≥ 35 N/viên; ộ ườ • Nhi ẩ t đ ≤40C đ ệ ộ ầ

ạ ượ ư ấ ổ ̊

ạ ầ ố ể ử ế ầ ậ

c đ a vào công đo n bi n đ i. Đ u tiên qua b ế ộ ọ ằ ố ườ ủ

P a g e 19 | 47

lò bi n đ i s 2 đi ra, sau đó đ Khí than m ra kh i đo n III c a máy nén 6 c p có áp su t 2,05 ủ ộ MPa, nhi ph n ly d u, sau đó qua b l c b ng than c c đ kh h t d u, b i và các ụ t p ch t khác r i đi vào đ t v i khí ng ng c a thi ổ ạ ệ ớ c quá bi n đ i t ớ ơ ướ ổ ố ế t b trao đ i nhi ế ị c h n h p v i h i n ượ ỗ ấ ổ ừ ồ ế ợ

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ả ậ

ộ ổ

t đ ợ ạ

ỗ ỉ ạ ồ ấ ổ ệ ộ ̊ ̊

ệ ượ ỗ t đ 180C - 210C, t ầ ượ

ổ

̊

ầ ế ị ạ t khí than, nh ệ

ỏ ộ ệ t đ khí đ t 350 – 360C đi ra kh i đáy lò bi n đ i s ng m t ph n nhi ườ ầ

ằ ể ổ

ỉ ồ ầ ệ ướ

̊

ả ệ ộ ạ ̊

ệ i đ ạ ượ

ạ ự

c ng ng, h n h p khí có nhi ầ ả ̊

ổ ố

ầ

ệ ộ ế ộ ồ ̊

t đ ≤ 250C ,n ng đ CO ≤ 1,5% ra kh i lò bi n đ i s ế ị ủ ổ ố

ng m t ph n nhi ế ụ ữ ệ ườ ộ

ệ ố

ế t m t l n n a, sau đó là khâu kh H ệ ử ữ ể ồ ị

ng nhi ệ

áp su t 2,5MPa và đi vào b trao đ i nhiêt khí than. Khí than ra t nhi ệ ở ợ c h n h p v i khí than l nh t o thành h n h p kh i b trao đ i nhi ớ ỏ ộ c/khí ≈ 0,3 r i đi vào đ nh lò l h i n khí có nhi ỷ ệ ơ ướ t qua các t ng ch t b o v , t ng ch ng ố s 1. T i đây, khí than l n l ấ ả ầ ệ ầ ạ ố 2 và t ng xúc tác bi n đ i ch u l u huỳnh. M t ph n khí CO đ c, ch ng O ị ư ế ầ ộ ầ ố ộ ổ ố b chuy n hóa, nhi ế ệ ộ ể ị t cho khí t b trao đ i nhi 1, đi vào thi ệ ổ c làm than r i r i đi vào b làm l nh nhanh 1, qua t ng đ m trên khí đ ồ ồ ượ ạ ộ c ng ng t ơ b m, sau đó có th b sung thêm h i l nh tr c ti p b ng n ư ướ ừ ơ ế ự ạ i. H n c/khí r i đi qua t ng đ m d h i n c đ đi u ch nh t l n ỗ ỉ ệ ơ ướ ể ề ướ ổ ố t đ 180 - 210C đi vào đo n trên lò bi n đ i s 2 h p khí lúc này có nhi ợ ế ạ ệ ộ t đ đ t kho ng 300 - 320C r i đi ti p t c quá trình chuy n hóa CO,nhi ồ ể ế ụ c làm t ng đ m trên,khí l ra và đi qua b làm l nh nhanh s 2. ố Ở ầ ộ ướ b m sau đó đi qua t ng đ m phía d i l nh b ng khí phun tr c ti p t ệ ế ừ ơ ằ ạ ế t đ kho ng 180 - 210C ti p đ phân ly n ướ ợ ư ệ ộ ỗ ể t đi qua 2 t ng xúc tác i c a lò bi n đ i s 2 l n l t c đi vào đo n d ạ ầ ầ ượ ế ướ ủ ụ i ti p t c b chuy n hóa. Khi bi n đ i ch u l u huỳnh, ph n khí CO còn l ổ ế ể ạ ế ụ ị ị ư bi n đ i có nhi ổ ố ỏ ổ ế ổ t b trao đ i nhi t khí bi n đ i, 2, đi vào không gian gi a các ng c a thi ế ệ ệ t cho khí than m, ti p t c qua thi nh t t b gia nhi ế ị ẩ ầ 2CO3 b ng khí bi n đ i c a h th ng tái sinh tăng áp cho dung d ch Kị ổ ủ ằ dung d ch kh CO ử 2S 2 đ thu h i nhi ộ ầ trong khí bi n đ i. ổ ế H i n ơ ướ ớ ệ ẩ

b làm l nh nhanh 1 đ c có áp su t 2,5 MPa t ấ ướ ỏ ầ x ừ ưở c khi vào thi ế ị ệ t đi n đ n l n l ệ t b trao đ i nhi ổ ở ộ ế ầ ượ ỗ t h n t khí than và h n ỗ ể ạ

c/khí. h p v i khí than m tr ợ h p khí sau khi ra kh i t ng đ m phía trên ợ đi u ch nh t ề h i n ỷ ệ ơ ướ

ồ ở ệ ố ượ ư

ỉ ướ ư

l N c ng ng thu h i ư c ng ng, qua b m tăng áp l n l ơ ố ế

ườ ượ ư ế

ố ̊ ̊

l h th ng kh CO ứ c đ a vào thùng ch a 2 đ ử ạ c phun vào các b làm l nh t đ ộ ầ ượ ượ t đ h n h p khí vào hai đo n xúc tác ệ ộ ỗ ạ ợ ơ ng h i c phun vào đ c ng ng còn đ ướ t đ t ệ 240C xu ng còn 180C dùng cho h ệ ộ ừ ể ạ ở ạ ưở c ng ng d th a c p tr ng i x 2 và m t ph n n ư ừ ướ ầ ư ấ ộ



n ướ nhanh 1 và 2 đ kh ng ch nhi ể c a lò bi n đ i s 2. Ngoài ra n ổ ố ủ n c 0,5MPa đ h nhi ướ th ng kh CO ử ố t đi n. nhi ệ ệ

P a g e 20 | 47

Các ch tiêu công ngh chính: ệ ỉ

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ả ậ

Áp su tấ

ẩ ạ

- Khí than m vào công đo n ≤2,05MPa - H i n c cao áp vào công đo n ≥2,5 MPa ạ ơ ướ

Nhi t đệ ộ

ạ ẩ ̊

̊

ể ổ ố ̊

ế

ổ ố ể ̊

ổ ố ̊

- Khí than m vào công đo n ≤40C - Khí vào lò bi n đ i s 1 180 ÷ 210C ế ổ ố t t ng xúc tác lò bi n đ i s 1 ≤380C - Đi m nhi ệ ầ ế - Khí vào đo n trên lò bi n đ i s 2 180 ÷ 210C ổ ố ạ t t ng 1 xúc tác lò bi n đ i s 2 ≤320C - Đi m nhi ế ệ ầ - Khí vào t ng 2 lò bi n đ i s 2 180 ÷ 210C ế ầ - Khí ra t ng 2 lò bi n đ i s 2 ≤250C ế ổ ố ầ ̊

L u l ng ư ượ

3/h

- Khí than m vào công đo n ≤42.000 Nm ạ

≤0,3

T l Thành ph n kh ng ch h i n ỷ ệ ơ ướ ầ ẩ c/khí than ế ố

ế

ẩ ị ử 2S trung áp

- CO trong khí bi n đ i ≤2,0%V ổ - O2 trong khí than m ≤0,5%V C. C ng v kh H : ụ

ươ ấ ị

ượ ỗ

ể ấ ị

ng H ả ng v ≤ 10mg/Nm ế ự

ụ 2S ổ 2S trong h n h p khí bi n đ i ế ợ 3 đ tránh cho dung d ch K 2CO3 t b . ế ị 2S trong khí bi n đ i b ng dung d ch ị ờ ạ ử ổ ằ ơ ị

Khí bi n đ i sau khi qua b gia nhi i khi vào phía d ươ Nhi m vệ  ử 2s trung áp dùng dung d ch keo tananh h p th H C ng v kh H ị trong khí bi n đ i, b o đ m hàm l ả ổ ế sau h p th ra kh i c ỏ ươ ụ không b bi n ch t đ ng th i h n ch s ăn mòn thi ị ế ấ ồ • C ch quá trình kh H ế ế keo tananh: ế ệ ộ ạ

t, làm l nh t ệ ướ i 2S b h p th b i dung d ch ị ụ ở ớ ị ấ ụ 2S trung áp,qua các t ng đ m H ầ

ố

ổ tháp h p th H ấ tananh d i t ộ ừ Khí đ ượ ọ ở ộ b kh b t trên đ nh tháp h p th H ỉ ử ọ

trên xu ng. c phân ly b t ỏ ở

c tách ra, r i ti p t c đ c đ a sang c ng v kh CO ượ ư ụ 2S trung ấ đây m d ch tananh cu n theo ố 2 b ngằ dung ủ ị ị ươ ử

áp sau đó đi ra kh i và vào tháp phân ly, đ ồ ế ụ ượ d ch ki m nóng. ề ị

Dung d ch nghèo t ượ ừ ầ ơ

ấ

P a g e 21 | 47

thùng ch a đ 30kg/cm2 đ a vào đ nh tháp h p th H ỉ các t ng đ m và h p th H ấ ế c b m tu n hoàn tăng áp đ n ứ ụ 2S trung áp. Dung d ch nghèo đi qua ị ụ 2S trong khí bi n đ i, đi xu ng đáy qua van ố ổ ị ư ệ ế ầ

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ả ậ

t gi m áp xu ng còn 13kg/cm ố ố ả ế ị

ở ế đ nh tháp tái sinh. Dung d ch giàu đi qua các tuy-e t ị ở ỉ đây dung d ch nghèo đ ị ượ ả

ị ề ổ

2 đi đ n thùng phân ph i dung d ch đi u ti ề hút không khí giàu ự c tái sinh và ch y v thùng vào thùng tái sinh, ề dung d ch nghèo, còn b t l u huỳnh n i lên ch y tràn v thùng b t trung ọ ả gian và đ ồ ư ệ

ượ ị 

ọ ư ư ỉ Thành ph n d ch:

¯ 0,8 g/l

c đ nh kỳ đ a đi thu h i l u huỳnh. Các ch tiêu công ngh chính: ầ ổ ị ộ ề

˃

ề ˂

˂

- T ng đ ki m ≥0,4 N - pH 8,5 ÷ 9,0 - Na2CO3 4 ÷ 6 g/l - NaHCO3 20 ÷ 36 g/l - Tananh 1,5 ÷ 2,0 g/l - NaVO3 1,0 ÷1,5 g/l - VO3 - L u huỳnh huy n phù 1 g/l ư - Na2S2O3 150 g/l - Đi n v -160 ÷ -200 mV ị

Thành ph n khí ệ ầ

3 [H2S] c a ra ≤10 mg/Nm

ử

200÷350m3/h ị

D. C ng v kh CO

L u l ư ượ ươ 

2 ụ

2 dùng dung d ch Kị

2CO3 nóng đ h p th CO ể ấ ế ụ

2 trong ụ ử c ti p t c đ a đi kh vi ư

ng dung d ch tananh ị ử Nhi m v : ệ C ng v kh CO ử ị ổ ể ọ ế ượ

2 cũng t n d ng nhi

khí bi n đ i đ sau đó g i là khí tinh ch đ l ượ

ậ ệ ư ủ ụ ế ổ

ươ ế ng. C ng v kh CO ị ươ c 0,5MPa đ gia nhi ử ể ệ ơ t d c a khí bi n đ i và h i t cho dung d ch sau h p th đ th c hi n quá ụ ể ự ấ ệ

ự ấ

c dùng làm nguyên ụ 2 thu đ

2 l ng, r n, Soda .... ắ

 C ch quá trình h p th CO

li u s n xu t ure và các s n ph m khác nh CO n ướ ị trình tái sinh,khôi ph c năng l c h p th c a dung d ch. ị ụ ủ quá trình tái sinh đ c t ượ ừ ượ ỏ ẩ ả ng khí CO ấ L ượ ệ ả ư

ụ ơ ế 2 b ng dung d ch ki m nóng: ị ề ằ

2 b ng dung d ch ki m nóng: ị

ả ứ ề

P a g e 22 | 47

ấ - C ch ph n ng: ả ứ ơ ế Các ph n ng h p th CO ằ ụ ấ H2O H+ + OH¯ K2CO3 2K+ + OH¯

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

ổ

CO2 + OH¯ HCO3¯ H+ + CO3 ¯ HCO3¯ K+ + HCO3¯ KHCO3 T ng quát: K2CO3 + H2O + CO2 2 KHCO3 + Q ố ộ ủ Do ph n ng th 3 có t c đ ch m nh t nên quy t đ nh t c đ c a ả ứ ấ

quá trình đang xét. T c đ ph n ng này bi u di n b i ph ng trình: ể ễ ở ứ ố ộ ố ộ ậ ả ứ ế ị ươ

Trong đó:

ố ộ

ng ng, mol/L. ả ứ ồ ươ ứ ộ

r – T c đ ph n ng đang xét, mol/L.s; [OH−], [CO2] – N ng đ OH − và CO2, t ả có s d ng xúc tác DEA (Di-Ethanol Amine) nên các ph n

2 b ng dung d ch ki m nóng: ị

Th c t ự ế ng h p th CO ụ ấ ứ ử ụ ằ ề

ả ứ ố ộ ậ ầ ấ

ế ị ễ ả ứ ộ ủ ể ố

ng trình: Cũng do ph n ng đ u tiên có t c đ ch m nh t nên quy t đ nh tóc đ c a quá trình đang xét. T c đ c a ph n ng này bi u di n b i ở ộ ủ ph ươ

Trong đó:

ộ ươ ứ

2 b ng dung d ch ki m nóng tăng lên r t nhi u.

Th c t ỏ

ng ng, mol/L. ’/r = 10 – ng nh DEA thì r ộ ượ ề ấ ề ị ố ộ ấ

2CO3,

ng:

- T c đ ph n ng đang xét, mol/L.s; ố ộ ả ứ – N ng đ và , t ồ th y r ng khi thêm m t l ự ế ấ ằ 1000, t c đ h p th CO ằ ụ - Các y u t nh h ưở ế ố ả ộ ồ ề

• N ng đ các thành ph n dung d ch ki m nóng: K ầ DEA, KVO3 (ch t c ch ăn mòn), ch t ch ng t o b t. • Áp su t;ấ • Nhi t đ . ệ ộ ư

ấ ứ ị ấ ế ạ ố ọ

ế ị

ượ t b i bi n đ i đ n, nhi 40 Khí bi n đ i sau khi kh l u huỳnh đ ệ ử ư ế ổ ế ệ ở

P a g e 23 | 47

ế t và đ nhi ượ và đi vào phía d  L u trình công ngh : ệ ổ c gia nhi ướ i tháp h p th CO ấ ụ t b trao đ i ổ c d n qua thi ẫ oC oC đ n 90 t đ tăng t ế ừ ệ ộ ụ 2, sau khi ra kh i đ nh tháp h p th ấ ỏ ỉ

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ả ậ

c, thi ế ị t b làm l nh b ng n ạ ằ ướ ế ị ủ t b phân ly đi v đo n IV c a ề ạ

CO2, qua thi máy nén 6 c p.ấ

Dung d ch giàu đi ra t ị ụ ừ ớ ư ượ đáy tháp h p th CO ấ

ế

2 v i l u l t; trong đó kho ng 600m ả ể

ị

ượ i cùng đi vào b ị ồ 3/h dung d ch giàu còn l ạ

3/h ng 850m 3/h dung d chị ng, sau ộ turbine ng ng v n hành ừ

ố ơ ậ

i đây kho ng 30% CO c gi m áp b ng van đi u ti đ ượ ằ ề ả giàu đ turbine c a b m d ch nghèo đ thu h i năng l c qua t ủ ơ ổ ượ đó h n h p v i kho ng 250m ả ớ ợ ỗ ph n b c h i nhanh ở ỉ ậ thì t ị ả

ạ Kho ng 300 – 400 m ả đ nh tháp tái sinh. Khi t ả ị ậ

ầ

2 b nh kh i dung d ch. ỏ ỏ ả ấ ả ứ

ả ệ ố

ạ ỏ ế ị

ấ ế ụ ấ ứ ị ừ

ớ đây đ ấ ỏ ộ ọ ố

ượ i kho ng 600 m ị

ạ ộ ọ ầ ớ ượ

ị ể

ạ ầ 3/h đ ụ ạ

i kho ng 250 m ạ ứ ả ủ ệ

ấ ỏ ượ ệ

ổ ị 3/h dung d ch gi u đi ra kh i đáy b ph n b c h i ố ơ ộ 3/h dung d chị nhanh đi đ n ph n trên tháp tái sinh th p áp, kho ng 300 m ế i ch y xu ng đo n đ m th nh t ti p t c tái sinh. M t ph n giàu còn l ầ ộ ạ ữ dung d ch bán nghèo ra kh i đáy đo n đ m th nh t đi đ n ph n gi a ầ ệ ạ trên c a tháp tái sinh th p áp, tr n l n v i dung d ch bán nghèo đi t ộ ẫ ủ ạ c trích đi l c b ng than ho t xu ng. M t ph n nh dung d ch ằ ở ị ầ 3/h ra kh i đáy đo n trên r i ồ tính, ph n dung d ch còn l ạ ỏ ả c đ a vào b m dung cùng v i dung d ch sau b l c than ho t tính đ ư ơ 2. Dung d ch bán nghèo đ tăng áp và phun vào ph n gi a tháp h p th CO ấ ữ ị đo n đ m th c ch y t d ch bán nghèo còn l ứ ệ ả ừ ượ ị nh t qua đo n đ m th 2 c a tháp tái sinh tăng áp đ tái sinh ti p t c. Ra ế ụ ể c đ a vào b đun sôi b ng h i n kh i đáy đo n đ m th 2 đ ơ ướ c ư ứ ộ 0,5MPa và b đun sôi b ng khí bi n đ i r i tr l ổ ồ ở ạ ế ằ ạ ạ ộ

ị ỏ

ơ ở

ướ c thu h i t ượ ư

ằ i tháp tái sinh tăng áp. t đ 120 – 125 ệ ộ t b c h i b i nhi ệ ố c đ ơ ướ ượ ấ

oC đi Dung d ch ra kh i đáy tháp tái sinh tăng áp có nhi ệ t c gia nhi i tháp tái sinh th p áp, đ ấ ư c ng ng c ng ng đ n, h i n b th i n ế ồ ừ ộ ả ướ và cùng dung d ch nghèo ra kh i đáy tháp tái sinh th p áp v i l u ớ ư ỏ ị oC qua b làm l nh b ng n 3/h, nhi ư c ng ng ệ ộ oC, đ n b m dung d ch nghèo đ tăng áp và phun vào t đ 70 – 90 ế

t đ 110 – 115 ướ ằ ộ

2.

ạ ể ơ ị

ụ

đ n ph n d ầ ế c a h i n ủ ơ ướ t ụ l ng 250 m ượ có nhi ệ ộ đ nh tháp h p th CO ấ ỉ ư ầ ồ ề ể

ư ệ ố ể N c ng ng c a h th ng đ ủ ồ ư ỉ

ơ c thu h i v b ng m và qua b m ướ c ng ng h i l u đ tăng áp r i b sung vào đ nh tháp tái sinh th p áp ấ ị ố c c a h th ng b b c ượ ể

ướ ủ ệ ố ng. ượ ồ ổ ằ ấ ng n ườ

ả ị ấ

đ nh tháp tái sinh th p áp, vào ỗ c hút vào tuy-e và h n ồ ượ t b làm n ướ và đáy tháp tái sinh tăng áp đ cân b ng l h i theo khí tái sinh và duy trì s n xu t bình th ơ Khí CO2 thoát ra kh i dung d ch đi ra t ừ ỉ ỏ c đ phân ly n c, r i đ ướ ể ướ đ nh tháp tái sinh tăng áp, sau đó qua thi 2 đ n t ế ừ ỉ b làm l nh b ng n ằ ạ ộ h p v i khí CO ợ ớ ế ị P a g e 24 | 47

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

oC, qua bộ

t đ gi m xu ng ≤ 40 c, nhi ướ

2

c và dung d ch r i đ a đi s n xu t urea và CO ấ ố ả ệ ộ ả ồ ư ị

c ng ng đ n t ừ ạ ế

ướ ằ ồ c đ a đ n đáy tháp tái sinh th p áp đ m ng ng chung đ n, đ c làm l nh ạ ế ượ ộ c ng ng, nhi b m n t đ ệ ư ả ướ c c r i qua b th i n ộ ể ấ ượ ư ế ư ư

c quá nhi ệ t đ b i n ộ ở ư ơ ướ t, còn n ứ

c ng ng đ a đ n thùng ch a. ư ế ệ

2 b ng n l nh khí tái sinh CO ằ ạ phân ly đ phân ly h i n ơ ướ ể l ng, r n. ắ ỏ H i n t 0,5MPa t ơ ướ ố gi m nhi ừ ơ ệ ả ư ướ 180÷190oC đ a vào b đun sôi b ng h i n ơ ướ ộ c ch a ng ng đ ng ng. H i n ư gia nhi ướ ư ệ ỉ Thành ph n d ch kh CO

2

Các ch tiêu công ngh chính: ử

3

180 ‚ 15 ‚ 8 ‚ 220 g/l 25 g/l 10 g/l

‡

ị ng K 2O ng DEA ng KVO - ng VO 3 ng l u huỳnh ư

£ 5 g/l < 5 g/l 5 g/l

ắ ị

£

£ < 100 mg/l < 100 mg/l < 2 g/l 1,42 1,3 ầ - Hàm l ượ - Hàm l ượ - Hàm l ượ - Hàm l ượ - T ng l ượ ổ 2- - SO4 - T ng s t hòa tan trong dung d ch ổ - SiO2 - Cl- - Đ tái sinh dung d ch bán nghèo ộ - Đ tái sinh dung d ch nghèo ộ ị ị

Thành ph n khí

2 trong khí tinh

ng CO ượ £ 0,5%

2 tái sinh

- Đ thu n khí CO ầ

‡ 99%

ầ - Hàm l chế ộ t đệ ộ

ạ Khí tinh ch ra b làm l nh ế ộ £ 450C c ướ

£ Nhi - b ng n ằ - 450C

i c a ra b ạ ử ộ ị 70 ‚ 900C c ướ ằ

Khí CO2 tái sinh đi ure Dunh d ch nghèo t ạ ấ Dung d ch bán nghèo vào h p ị » 1100C

H i n c th p áp vào ướ ấ 180 ‚ 1900C

- làm l nh b ng n - thụ ơ - (TIC817) L u l ng ư ượ -

P a g e 25 | 47

Dung d ch bán nghèo ị 200 ‚ 600 m3/h

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

-

L u l ư ượ ng dung d ch nghèo ị 180 ‚ 250 m3/h

Áp su tấ

-

2

£ 30KPa Chênh áp tháp h p th CO ụ ấ (0,3 at)

-

£

-

£ 30 KPa 30 KPa

Chênh áp tháp tái sinh tăng áp Chênh áp tháp tái sinh th p ápấ Khí CO2 tái sinh ra tháp tái sinh £ 80 KPa

Khí CO2 tái sinh ra tháp tái sinh £ 2 ‚ 3 KPa

- tăng áp - th p ápấ -

£ 0,5 MPa

c th p áp ấ c làm l nh t ạ ạ i Áp su t h i n ấ ơ ướ Áp su t n ướ ấ ‡ 0,15 MPa

ng v ị ươ

t đ

- c ươ E. C ng v Kh vi l ị  ử

ụ ầ

ộ ộ ươ ấ ệ ợ

3 nh CO, CO ệ ỉ

ị

ổ ồ ụ ồ ế ề ấ ờ

ầ

ụ ồ ỉ ị ấ ầ



ng khí ượ ử Nhi m v : ụ ệ ng khí có nhi m v h p th g n nh tri C ng v Kh vi l ư ệ ể ụ ấ ượ ị các ch t khí gây ng đ c xúc tác t ng h p NH 2, H2S, O2 … ư ồ t gi b ng dung d ch acetate amoniac đ ng. Sau đó gia nhi i phóng thu h i ả ằ đ ng đ m h y h t các ch t khí b h p th , đ ng th i đi u ch nh t ả l ỷ ệ ồ ị ấ ầ ầ b o theo ch tiêu cho phép, ph c h i các thành ph n và tính năng ban đ u ụ ồ ả c a dung d ch h p th , r i làm l nh, tăng áp cho tu n hoàn tr l ở ạ ấ i h p ạ ủ th .ụ

ng khí: ủ ượ ử

ả

Nguyên lý c a quá trình kh vi l - Các ph n ng x y ra: ả ứ Cu(NH3)3Ac + CO + H2O → Cu(NH3)3Ac.CO + Q 2NH3 + CO2 + H2O → (NH4)2CO3 (NH4)2CO3 + CO2 + H2O → 2NH4HCO3

2Cu(NH3)3Ac + 4NH3 + 2Hac + 1/2O2 → 2Cu(NH3)4(Ac)2 + H2O + Q

ng:

•

•

ế ố ả •

2NH4OH + H2S → (NH4)2S +2H2O + Q - Các y u t nh h ưở Nhi t đ ; ệ ộ Áp su t;ấ ồ Thành ph n c a dung d ch acetate amoniac đ ng ị 3, n ng đ HAC, ộ ồ ộ

P a g e 26 | 47

ủ ầ đ ng, n ng đ NH l ồ ỷ ệ ồ i).ạ 2 còn l (T ng đ ng và t ồ ổ l ng CO và CO ượ

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

ấ L u trình công ngh : ệ ư ạ

đo n Vc a máy nén 6 c p có áp su t 12 MPa, nhi ấ i lên, dung d ch acetat đ ng amoniac t ị ồ ồ ủ d ừ ướ

ấ ừ ố ồ ị

3 có n ng đ t ồ

ệ ồ

ề ỏ

 Khí tinh ch t ế ừ oC vào tháp đ ng đi t đ ≤ 40 ộ c a ra c a b m có áp su t 13MPa đi t ủ ơ ử th h u h t các ch t khí gây đ c h i cho xúc tác t ng h p NH ộ ấ ế ụ ầ CO2, H2S, O2. Khí tinh luy n ra kh i tháp đ ng đ h p th b ng n ụ ằ ấ hàm l ượ

ướ ng CO+CO c NH 2< 20ppm đi vào đo n VI c a máy nén 6 c p. ủ ấ

3 đ a qua tháp ch ng thu h i NH

ọ ồ ồ ư

ệ t ừ trên xu ng. Dung d ch đ ng h p ấ 3 nh CO, ạ ư ợ ổ ề c đ a vào tháp ki m ỏ ượ ư 5÷10%. Khí ra kh i tháp ki m có ộ ừ ạ ử Khí tái sinh ra kh i tháp h i l u, qua phân ly b t r i đi vào tháp r a ỏ 3 trong khí tái sinh, đi sang tinh ch tr c đ h p th NH c qu t khí ạ 3 đ n khi đ loãng ư ướ ế ướ ế ư ủ ồ

ồ ồ ề ế ừ

t b h i l u, qua l p đ m h p th ph n l n NH ớ ệ

ị

ộ

n ụ ể ấ ướ than, còn n c NH thìth i xu ng rãnh. ố ả Dung d ch đ ng t ị ế ị ồ ư i lên. Ra kh i thi ỏ t v i dung d ch t ừ ị ệ ớ t b trao đ i nhi t. Ra kh i thi ỏ ổ ệ ế ị ố ế ị

ượ ơ ướ c đi bên ngoài ng. Ra kh i b ố

ế ụ

ị ế ượ ụ ả ầ

ổ

ồ ị ế ụ ừ ượ ị

ệ ượ ổ ấ ồ ồ

ướ

ệ ộ ị

t đ xu ng < 40 ố ồ ượ c khi vào thi ướ ẩ

oC, dung d ch đ ng còn đ

ặ t đ xu ng còn 8 – 15 ị

ấ ố

ố ị ổ ộ ọ ng NH ượ ử ơ

P a g e 27 | 47

t, gi m áp r i đi vào tháp đ ng ra, qua van đi u ti ồ ả ừ 3 trong th khí t đ nh thi ể ụ ầ ớ ấ ỉ ổ t b h i l u, dung d ch đ ng đi vào b trao đ i d ộ ế ị ồ ư ồ ướ thùng tái sinh đi xu ng, nh ng có m t ph n không nhi ầ ư ồ t, dung d ch đ ng t b trao đ i nhi qua thi ị ổ ệ đây dung d ch đ ng đi i, ti p t c đi vào hai b hoàn nguyên trên và d ồ ị ướ ở ế ụ ộ ỏ ộ t b ng h i n c gia nhi trong ng và đ ệ ằ ố ệ ằ hoàn nguyên, dung d ch đ ng đi vào thùng tái sinh, ti p t c gia nhi t b ng ồ ị c gián ti p qua l p v b c c a thùng tái sinh và qua 9 t m ngăn h i n ỏ ọ ủ ấ ớ ơ ướ đây l ng khí b dung d ch đ ng h p th nh ra g n h t, dung t l u, ti ị ế ấ ồ ế ư ở l i tr ng thái ban đ u. Ra kh i thùng tái sinh, dung d ch d ch đ ng tr ầ ạ ở ạ ị ỏ ồ ị t đ gia nhi t b trao đ i nhi ế t thi t cho dung d ch đ ng t đ ng vào thi ệ ể ế ị ồ c tái sinh ti p t c đ b h i l u xu ng. Dung d ch đ ng đã đ c qua ồ ố ị ồ ư ng đ ng t n th t ho c có th không đi thùng hóa đ ng đ b sung l ể ặ ượ ể ổ t b làm qua thùng hóa đ ng nh h th ng van cách ly. Ti p t c qua thi ờ ệ ố ế ị ế ụ ồ oC. Ra kh i thi ế ị t b l nh b ng n c tu n hoàn h nhi ỏ ạ ằ ạ ầ t b l c c đi qua thi làm l nh b ng n ế ị ọ c, m t ph n dung d ch đ ng đ ướ ằ ầ ạ ộ t b làm l nh b ng than c c đ lo i b các c n b n tr ạ ể ạ ỏ ế ị ố ằ ượ c 3 đ h nhi b ng NH ồ ệ ộ ể ạ ằ 3 b t n th t trong quá trình tái sinh. Cu i cùng b sung m t l ộ ượ ổ ế c qua b l c vào c a b m, tăng áp lên 13MPa ti p dung d ch đ ng đ ồ ị t c tu n hoàn vào tháp đ ng. ầ ụ ồ

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ả ậ



Các ch tiêu công ngh chính: ệ ỉ

Thành ph n khí vào công đo n ạ ầ

CO ≤ 3,0% CO2 ≤ 0,5% H2S vi l ngượ

Áp su tấ

- kg/cm2.

Khí vào tháp r a đ ng ki m : £ 125 ử ồ ề

- H2O

2

-

Khí tái sinh : £ 1.200 mm

H i n c vào b hoàn nguyên trên : < 5 kg/cm ơ ướ ộ

c th p áp vào h th ng : 0,4  ơ ướ ệ ố ấ

-

H i n - 0,6kg/cm2

-

Không khí : > 2 kg/cm2

-

: > 2 kg/cm2 N c tu n hoàn ầ ướ

-

: £ 16 kg/cm2 NH3 l ngỏ

: > 2,2 kg/cm2 NH3 khí vào ng cái ố

D ch vào c a b m đ ng : £ 130 ử ơ ồ

-

ị - kg/cm2.

3 : ‡

c NH 1 kg/cm2 D u tu n hoàn b m đ ng, b m n ơ ầ ầ ồ ơ ướ

Nhi

-

t đệ ộ - : 8 ‚ 150C. Dung d ch đ ng vào tháp ồ ị

-

: £ 350C. Dung d ch đ ng ra tháp ồ ị

-

Khí vào tháp : £ 400C.

3 vào tháp

-

N c NH : < 350C. ướ

-

: < 60 oC Dung d ch đ ng ra tháp h i l u ồ ư ồ ị

-

Dung d ch đ ng ra b trao đ i nhi i 65 oC ồ ộ ổ ị ệ ướ : £ t d

-

Dung d ch đ ng ra b trao đ i nhi t trên : 72 ‚ 74 oC ộ ồ ổ ị ệ

P a g e 28 | 47

: 74 ‚ 76 oC Dung d ch đ ng ph n gi a b tái sinh ầ ữ ộ ồ ị

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

-

-

: 76  78 oC Dung d ch đ ng ph n cu i b tái sinh ầ ố ộ ồ ị

-

Dung d ch đ ng ra b làm l nh b ng n 40 oC ạ ằ ộ ồ ị ướ £ c:

-

D u tu n hoàn c a b m đ ng : £ 55 oC ủ ơ ầ ầ ồ

-

: £ 65 oC Các g i đ tr c c a b m đ ng ố ỡ ụ ủ ơ ồ

: £ 65 oC Đ ng c b m đ ng ơ ơ ồ ộ

Thành ph n khí ra tháp ki m ầ

ề CO + CO2 ≤ 20ppm CO2 ≤ 3 ppm

-

ồ ầ ị

-

Thành ph n dung d ch đ ng Tcu : 2,0 ‚ 2,5 gmol/l

-

: < 2,1 gmol/l TCO2

-

: 9 ‚ 11 gmol/l TNH3

-

: 2,5 ‚ 3,0 gmol/l THAC

-

Cu+/Cu : 5 ‚ 7

CO còn l i trong dung d ch đ ng ạ ồ : 0,005 m3/m3 d chị ị

ộ

-

N ng đồ - NH3 trong khí th i tái sinh : < 0,04% ả

4OH ra tháp r a : kho ng 0,5%

-

N c NH ướ ử ả

-

do trong dung d ch khi m m i : 57% NH3 t ự ề ớ ị

3 b : 13%

Đ cacbonat trong n c NH ộ ướ ỏ

2-H2

ị

ị ươ ụ ủ ế ọ

ế ẩ ậ

ạ

ư ế ươ ế ượ ế ế ạ ẫ

P a g e 29 | 47

F. C ng v Nén N ươ  Nhi m v : ụ ệ 2-H2 có vai trò tr ng y u, nhi m v ch y u là nén và C ng v nén N ệ ử 2S th p áp vào tháp kh H v n chuy n khí. Đ u tiên nh n khí than m t ấ ừ ầ ể ậ ử ng v bi n đ i CO, kh các đo n I, II và III nén đ n 2,15Mpa đ a đ n c ị ế ổ 2. Ti p theo khí tinh ch đ c d n vào các đo n IV H2S trung áp, kh COử ng khí sau đó và V nâng áp su t lên 12,5Mpa r i đ a sang khâu kh vi l ồ ư ượ ử ấ

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

3.

i đo n VI nâng áp su t lên đ n 31,5Mpa r i đ a sang khâu ế ồ ư ạ ấ

quay tr l ở ạ t ng h p NH ợ ổ

 Nguyên lý làm vi c:ệ

ầ ệ

ố ặ

ể ệ ữ

ơ ấ ể ư

ấ ầ

ệ ệ ộ

ơ ụ ỗ ấ ụ ữ ấ

ụ

ứ ộ ộ

ự

ơ ệ ể ạ ộ ể ầ

ả ạ

22III- Máy nén 6 c p, trong đó 5 c p nén đ u tiên ch H( ký hi u H ữ ấ ấ ữ c l p đ t thêm năm 2002 ki u ch 165/320) và c p nén cu i m i đ ể ớ ượ ắ ấ c đây c p nén ki u ch H có công su t ấ M( ký hi u 6M25-185/315), tr ấ ướ ấ ươ i các c p nén có công su t t ng th p h n ki u ch M nh ng hi n t ệ ạ ữ ấ 3/h tùy theo yêu c u s n xu t. Máy nén 6 ng nhau 9000 – 11000 Nm đ ả ươ c p làm vi c 24/24, liên t c 1500h, đi n áp đ ng c chính 6000V, đi n áp ệ ơ ấ đ ng c ph 380V, m i c p nén ki u ch H tiêu th kWh, c p nén ki u ể ể ụ ộ ch M tiêu th 2800kWh. ữ ủ ng ng 6 b xilanh-piston, nh s di đ ng c a Máy nén 6 c p t ợ ự ấ ươ c vi c hút, nén và piston trong xilanh do d ng c đi n mà th c hi n đ ệ ượ ệ ộ có b b m d u tr n đ y khí. Đ máy nén 6 c p có th ho t đ ng th c t ơ ộ ơ ự ế ấ ẩ xinh lanh( th i 1,5 kg d u xilanh/h/1 đo n) và b b m d u bôi tr c ụ ộ ơ ầ ầ ế t h làm vi c liên t c), cùng v i thi ( 18000 l d u bôi tr c tu n hoàn/ 1500 ụ ụ b trao đ i nhi ị

ệ ầ ầ ớ

t ng l ng ng. ồ ệ ố ổ ố

Quá trình nén khí là đa bi n, không ph i các tr ưở

ế t hay hoàn toàn đo n nhi ạ ng h p lý t ả ợ ườ t. Gi n đ nén khí đa bi n nh ồ ệ ng hoàn ư ế ả ệ

toàn đ ng nhi ẳ hình 6.

ồ ấ ả

ỏ ạ ấ ệ Qua gi n đ nén khí ta th y công tiêu hao cho quá trình nén đ ng ẳ ấ t ABCDA l n nh t ệ ớ

gi a. nhi và quá trình nén khí đa bi n

ể ấ

ầ ẽ ặ ề ề ấ ạ

ệ ớ

ầ ủ ầ ạ ẫ ụ ơ

ế

ế ạ ấ

t ABC2DA nh nh t, quá trình nén khí đo n nhi ế ở ữ ỉ Đ nén khí lên áp su t càng cao càng c n nhi u c p nén, vì n u ch ế ấ ng dùng 1 c p nén thì do t ư ượ s nén cao s g p nhi u tác h i nh : l ỷ ố ệ ố t sinh ra càng l n d n đ n càng g n quá trình nén khí đo n nhi nhi t t n ẫ ế càng nhi u công, làm m t tác d ng c a d u bôi tr n xilanh d n đ n mài ế ấ ề ề ấ mòn và h ng thi t b , và chi phí ch cao. Tuy nhiên, n u có quá nhi u c p ế ế ị ỏ nén thì s gây t n th t áp su t do l c c n các van và chi phí ch t o cũng ự ả ấ ổ ẽ tăng.

 L u trình công ngh : ệ tháp kh H ừ ồ

ố

ạ

t b hoãn xung, thi ệ ố ố

ầ

t qua các thi

ế ị ố ổ ồ

ồ

P a g e 30 | 47

ư ng ng chung đi vào Khí than m t ử 2S th p áp đ n đ ườ ẩ ế ấ c tăng áp đi ra đo n I l n ầ th y phong đo n I r i vài xilanh đo n I, khí đ ạ ượ ạ ủ ế t b trao đ i nhi t t ng l ng ng, thi t qua các thi l ồ ế ị ế ị ượ ổ ế c r i đi vào xi lanh đo n II, khí ti p b phân ly đo n I đ tách d u, n ạ ướ ồ ể ạ ị t b hoãn xing, t c tăng áp và đi vào xilanh đo n II l n l ế ị ầ ượ ạ ụ t bi phân ly đo n II r i đi vào t ng l ng ng, thi thi t b trao đ i nhi ồ ạ ế ệ ố c tăng áp lên đ n 2,15Mpa l t qua các i l n l xilanh đo n III, khí đ ạ ầ ượ ế ượ ạ thi t b phân ly t ng l ng ng, thi t b trao đ i nhi t b hoãn xung, thi ế ị ố ệ ố ế ị đo n III và đi đ n các khâu tinh ch khí. ế ị ạ ổ ế ế

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

ạ

t ệ

BC - Đ ng cong nén khí đo n nhi ườ BC1- Đ ng cong nén khí đa bi n ế ườ BC2- Đ ng cong nén khí đ ng nhi ườ

ẳ

t ệ

Hình 6. Gi n đ nén khí ả ồ

ế ạ

t biij trao đ i ng l ng nhi ổ ố ồ

ế

ổ

t b hoãn xung, thi ườ ồ

ế ụ Khí tinh ch qua b phân ly đi vào xilanh đo n IV, sau khi nén ti p t c ộ t b hoãn xung, thi đ t ng, c qua các thi ế ị ệ ố ế ượ t b phân ly đo n IV r i vào xilanh đo n V nâng áp lên đ n 12,5Mpa thi ạ ồ ạ ế ị t ng l ng ng, t b trao đ i nhi r i ti p t c qua thi ệ ố ồ ế ụ ế ị ố ồ ế ị thi t b phân ly đo n V r i đi vào đ ử ng ng chung đ a đ n khâu kh vi ư ế ố ạ ế ị ng khí. l ượ

ổ ạ ế ị ế c nén đ n Khí tinh luy n qua b phân ly đi vào xilanh đo n VI, r i đ ồ ượ t ng l ng ng, t b hoãn xung, thi ố ồ ệ ố

ộ ế ị t b phân ly đo n VI t ố ệ i qua thi ạ

ợ ố

ậ ạ t b trao đ i nhi 31,5Mpa, l ng ng chung và khâu t ng h p NH i đ thi ổ ớ ườ ế ị B phân ly các đo n đ u có van th i b n, dùng đ ườ ề ộ ế ở ố ng ng d n t ậ

ả ẩ ả ẩ ề ồ ồ

ạ

ạ c tu n hoàn c ượ ưỡ ự ằ

D u bôi tr n tr c đ ơ ầ

ộ ầ ơ

ượ ườ ườ ườ

ng vào các đ ơ

3. ẫ ớ i ạ bàn thao tác, t p trung ng chung th i b n đ a đ n thùng t p trung ư d u. H p đ m các đo n xilanh máy nén đ u có c a thu h i khí rò, r i khí ử ạ ệ ộ ầ c th y phong đo n I vào xilanh đo n I. thu h i đ ủ ồ ượ ụ ơ ứ ầ ầ c hút t tr n tr c đ ừ ụ ượ ầ và theo đ ườ ố ng: 2 đ làm 4 đ ườ 2 g i đ c a đ ng c : 1 đ ố ỡ ủ ộ hi n xong nhi m v bôi tr n và l y nhi ụ ệ tr c trên ch y v thùng d u tu n hoàn.

t ma sát các đ ng b c b ng áp l c. D u bôi ầ ộ ọ thùng d u tu n hoàn, qua b làm l nh, qua b l c ạ c chia ng vào ụ ng vào n i b các tr c khu u. Sau khi th c ự ỷ ụ ơ ng d u bôi tr n ườ ng ng chung lên các đo n. T i đây d u bôi tr n đ ạ ạ t 2 bên hòm tr c: 1 đ ng tr ượ ộ ộ ệ ườ ơ ầ ấ

P a g e 31 | 47

ệ ụ ề ả ầ ầ

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

ầ N c làm l nh tu n hoàn t ạ ừ ố ườ

t đi vào các v b c xilanh, b ướ ỏ ọ ủ

c đ ng chung đ n và đi vào đ ế ầ ượ ầ ạ ạ ng ng ố ộ ướ ượ ẫ c d n

c v tu n hoàn. ạ ng n ướ chung n làm l nh các đo n và b làm l nh d u. Sau khi làm l nh, n ạ v đ n ng chung r i t ề ế ố c vào c a máy, sau đó l n l ộ i đ ồ ớ ườ ướ ề ầ

ạ ệ ề

ề ệ ầ ạ ạ ầ ằ

c tu n hoàn t ầ ạ ộ

ừ ề ớ ộ i h p i thùng tu n hoàn. ầ c đ a tr c ti p vào thùng tu n ế ạ ng rò r đ ỉ ượ ư ề ổ

c m m. N c m m t V vi c làm l nh h p đ m các đo n dùng n ướ ướ ộ thùng tu n hoàn, qua b m, qua làm l nh b ng n ướ ơ đ m, làm l nh cho h p đ m các do n ròi quay tr l ở ạ ệ ệ N c m m b xung cho l ự ượ ướ hoàn.

 M t s đ c tính k thu t c a máy nén: ỹ ộ ố ặ ậ ủ

Áp su tấ

II IV V VI III I

0,071 0,006

0,71 1,7 4,89 11,5 31,5 0,194 Đo nạ C aử vào C a raử

III IV V VI

147 138 ệ ộ oC) Nhi t đ ( I II 40 148 Đo nạ C a vào ử C a raử

138 138 300 vòng/phút 149 T c đ quay tr c khu u máy nén: ụ ố ộ ỷ

Đ ng kính xilanh (mm): ườ

D1=1180 D2=700 D3=430 D4=290 D5=180 D6=160

L ượ

Xilanh ng n Tr m d u ạ

50000

1018 kg/h

ơ ộ ệ 0,4 Mpa c vào làm l nh: ạ

oC

P a g e 32 | 47

c vào làm l nh: c làm s ch tiêu hao( kg/h) ạ ướ B làmộ ầ l nhạ 35000 431000 L ng d u tiêu hao bôi tr n h p đ m và xilanh: ầ ượ Áp su t n ấ ướ t đ n Nhi ệ ộ ướ ạ

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ả ậ

ấ ủ

Công su t c a tr c máy nén: 2692kW ụ Ch tiêu ch y u c a đ ng c chính: ơ ủ ế ủ ộ ỉ

ể

ệ ấ ị ị

ứ ệ ị

ứ

• Ki u: TK 2800-20/2600 • Công su t đ nh m c: 2800kW ứ • Đi n áp đ nh m c: 6000V ứ • Dòng đi n đ nh m c: 312A • T c đ quay đ nh m c: 300 vòng/phút ứ ị • H s công su t đ nh m c: > 0,9 ấ ị • Chi u quay đ ng c : theo chi u kim đ ng h nhìn ộ t

ố ộ ệ ố ề ơ ồ ồ

ề ụ đ u tr c ừ ầ

Đi m c nh báo nhi ể ả ệ ộ t đ áp su t ấ

ộ đo nạ

t ệ đ ra các ệ ộ ố ụ ệ ộ

>150oC >60oC >45oC <0,0025MPa >2,35MPa >12,7MPa >31,7MPa <0,25Mpa C nh báo C nh báo C nh báo C nh báo C nh báo C nh báo C nh báo C nh báo Nhi t đ g i tr c chính Nhi t đ khí và các đo n Nhi ạ Áp su t c a vào đo n 1 ạ ấ ử đo n 3ạ Áp su t c a vào ấ ử đo n 5ạ Áp su t c a vào ấ ử đo n 6ạ Áp su t c a vào ấ ử c tu n hoàn vào Áp su t n ầ ấ ướ ả ả ả ả ả ả ả ả

1. Áp su t c a vào

ả ệ ộ

Ng ng máy H th ng khóa liên đ ng b o v ệ ố < 0,0015MPa ấ ử ừ

đo n 1ạ

c

2. Áp su t d u ấ ầ 3. Áp su t n ấ ướ ụ t đ gói tr c 4. Nhi ệ ộ

Ng ng máy Ng ng máy Ng ng máy <0,15 MPa <1,5 MPa 800C ừ ừ ừ

chính

ơ ộ

5. Khi đ ng c quay máy làm vi c, đ ng c chính không th kh i ở ệ ở i khi may chính v n hành không th kh i

c l ượ ạ ể ể ậ

ượ ộ

ộ ơ c, ng đ ng đ ộ đ ng đ ng c quay máy. ơ ộ ữ ộ ộ ớ 6. Khóa liên đ ng gi a đ ng c d u tu n hoàn, đ ng c cao áp v i ơ ầ ầ ộ ơ

đ ng c chính. ơ ộ

G. C ng v T ng h p NH

3

ị ổ ươ ợ

P a g e 33 | 47

 Nhi m v : ụ ệ

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

3 có nhi m v t ệ

N ươ ị ổ

nhi ợ ấ ấ ổ

c làm l nh, ng ng t ụ ừ 2 và H2 trong khí tinh ợ t đ và áp su t cao, v i s có m t c a ch t xúc tác t ng h p ặ ủ và ượ ở ạ ụ ư ạ

 Nguyên lý c a quá trình t ng h p NH

ệ ộ d ng khí trong tháp t ng h p và đ kho c u. C ng v t ng h p NH luy n, ớ ự ệ ở thành NH3 ợ ổ phân ly thành NH3 l ng đ a đi ch a ứ ở ư ầ ỏ

-

3

3: ủ ợ ổ

Đ c đi m c a ph n ng t ng h p NH ả ứ ủ ể ặ ổ ợ

3: 3H2 + N2 2NH3 + 9374cal/mol

ả ứ Ph n ng t ng h p NH ổ ợ

•

có các đ c đi m: ặ • ể

•

ỏ

•

ị

ể Làm gi m th tích; ả T a nhi t: ệ Thu n ngh ch; ậ ề C n có xúc tác đ đ y nhanh t c đ ph n ng theo chi u ố ộ ả ứ ể ẩ ầ

•

thu n:ậ

3.

-

T l Hỷ ệ 2:N2 = 3:1 là có l ợ i nh t cho t ng h p NH ổ ấ ợ

ổ ợ

3: ở c th hi n b i ể ệ

ả ứ ả ứ ằ ằ

ph H ng s cân b ng c a ph n ng t ng h p NH ố ủ ằ H ng s cân b ng c a ph n ng đang xét đ ượ ủ ố ằ ng trình: ươ

Kp= Trong đó:

ằ

tr ng thái cân b ng c a NH

3, H2,

ằ ầ ở ạ

ằ

ủ

 Kp: H ng s cân b ng; ố ,: Áp su t riêng ph n ấ  ng ng, at. và N2, t ươ ứ 3 làm gi m th tích, t a nhi ể ả ợ

ỏ ổ ệ

ị ể

3, và Kp tăng lên.

ấ ệ ộ ằ ằ ị ấ ể ẽ ị

ế ề

ậ t, và thu n Vì ph n ng t ng h p NH ả ứ ngh ch nên căn c vào nguyên lý chuy n d ch cân b ng La Chaterlier thì ứ th y n u h th p nhi t đ tăng cao áp su t thì cân b ng s chuy n d ch ạ ấ theo chi u thu n ta thành NH ọ ậ - Đ ng h c c a quá trình t ng h p NH ọ ủ ổ ủ ộ ả ứ

ợ Ph n ng c a H 2 và N2 có ch t xúấ ữ ộ 3 ph c thu c ụ đang xét hi n nay ệ ắ

3 có ch t xúc tác: ấ c tác r n ắ đ t ng h p NH ợ ể ổ ơ ế c a quá trình ủ đây: ướ

2 và H2 trong pha khí qua l p biên th y l c do

khá chính xác theo các b c sau vào s tiự ếp xúc gi a 2 pha khí-r n. C ch đ ượ ả

ủ ự ớ

ầ ớ N2 và H2 vào mao qu n c a ch t xúc tác; ả ủ ấ

P a g e 34 | 47

c mô t 1. Quá trình di chuy n Nể đ i l u và khu ch tán; ố ư ế 2. Khuếch tán ph n l n 3. H p th N ấ ụ 2 và H2 trên các tâm ho t hóa; ạ

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

2 trong pha r n và c

ọ ữ ả ứ ắ

3.

ư ắ

ả 4. Ph n ng hóa h c gi a N 2 trong pha r n Hắ trong pha khí t o thành các s n ph m trong pha r n nh NH sau đó là ẩ ả ạ NH2 và cu i cùng là NH ố 5. Nh NHả 3 vào pha khí; 6. Khuếch tán NH3 ra kh i mao qu n đ n b m t ngoài c a ch t xúc ả ề ặ ủ ế ấ ỏ

tác;

ớ ể

ấ ồ ộ

ỏ ừ ưở ủ ả

7. Di chuy n NH 3 qua l p biên th y l c vào nhân pha khí. ủ ự Trong đó, khi t c đ pha khí khá l n, đ ng th i c h t ch t xúc tác ờ ỡ ạ ớ ố ng c a khu ch tán đ i l u và khu ch tán nh v a ph i thì nh h ố ư ả ụ 2 trên phân t ấ các tâm ho t hóa ch m nh t nên quy t đ nh t c đ chung

ế đ i v i t c đ chung là r t nh , còn quá trình h p th N ử ố ớ ố ộ ấ

ế ỏ ế ị ố ộ ậ ạ ấ

3:

- Các y u t nh h ng đ n t c đ quá trình t ng h p NH ế ố ả ưở ế ố ọ ợ ổ

¤

¤

¤ Áp su t;ấ t đ ; ¤ Nhi ệ ộ ưở ả ưở ả ưở ả

¤ nh h nh h nh h ng c a khí tr ; ơ ng c a ch t xúc tác; ấ ng c a khu ch tán phân t ( c h t ch t xúc tác); ử ỡ ạ ủ ủ ủ ế ấ

- Ch t xúc tác: ấ

ấ ể ề ư ổ

ư ấ ữ ấ

nhi t, kh năng ch ng đ c m nh và tu i th cao. ẻ ở ọ ơ ố ả ạ ổ

P a g e 35 | 47

Có r t nhi u ch t có th xúc tác cho quá trình t ng h p NH 3 nh Fe, Pt, ợ ụ ng d ng Mn,W,... Nh ng nh ng ch t xúc tác l y Fe làm thành ph n chính ứ ầ ấ r ngộ rãi h n vì có nhi u u đi m: giá thành r , t đ th p cũng có ể ề ư ệ ộ ấ ho t tính t ộ ố ạ

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

Th c t đang s d ng 2 lo i xúc tác lo i A110-1 và A202: ự ế ử ụ ạ ạ

- Fe3O4 - Ch t tr xúc tác:

A110 – 1 A202

- Fe3O4 - Ch t tr xúc tác:

ấ ợ Thành ph nầ ấ ợ

- H t r n màu đen, vô ạ ắ đ nh hình, có ánh ị kim nh n bóng ẵ - C h t: 1,5 – 3,0;

Al2O3, K2O, CaO,…. Co3O4, Al2O3, K2O, CaO và đ t hi m ấ ế

- H t r n màu đen, vô ạ ắ đ nh hình, có ánh ị kim nh n bóng ẵ - C h t: 2,2 – 3,3;

ỡ ạ ỡ ạ ỹ

M t s đ c tính k ộ ố ặ thu t ch y u ậ ủ ế

- B m t riêng = 13

- B m t riêng = 15 –

2,2 – 3,3; 3,3 – 4,7; 4,7 – 6,7; 6,7 – 9,4 mm 3,3 – 4,7; 4,7 – 6,7; 6,7 – 9,4; 9,4 – 13 mm ề ặ

m2/g ề ặ 18 m2/g

ầ ợ 2, H2S, h p ch t sulfua, h p ấ Các ch t đ c ấ ộ

So sánh ượ ộ ể ả ơ

c, d u, CO, CO H i n ợ ơ ướ ch t asen, P và h p ch t phospho ấ ợ ấ A202 có nhi u u đi m h n A110 – 1 nh d hoàn ề ư ư ễ ơ nguyên h n, hi u qu xúc tác v t tr i 7 – 15%, tuy ệ nhiên giá thành cao h nơ

 L u trình công ngh : ệ ư

Khí tinh luy n:ệ

ố ạ ệ ộ Khí m i có nhi ớ

đ ừ ườ ướ

ạ ấ

ồ

3. T i thi ạ

ầ c làm l nh b ng khí đi lên t ằ ế ị ố ơ

ượ ổ NH ạ t c a thi ệ ủ ỏ

oC t ng ng chung đo n VI c a máy t đ < 40 ủ c khí m i đ lo i b d u, n c và t b phân ly d u n nén 6 c p, qua thi ướ ớ ể ạ ỏ ầ ầ ấ ế ị c sau máy b phân ly d u n các t p ch t khác, r i cùng khí tu n hoàn t ướ ừ ộ ầ ầ ồ t b làm l nh. t c a thi nén turbine tu n hoàn ra đi vào ng trao đ i nhi ạ ế ị ệ ủ ổ ố 3 r i đi vào t b phân ly NH thi Khí này đ ế ị ừ t b b c h i NH ế ị ố ơ t b b c h i ng ng t ng trao đ i nhi ư ụ ố 3, NH3 l ng đi ngoài ng nh n nhi ể t c a khí đi trong ng đ ng ng t ố ố ệ ủ ậ ụ ư oC nên NH3 khí đ cượ c làm l nh xu ng -2 b c h i, còn khí đi trong ng đ ố ạ ố ố ơ c tách ra 3 l ng và đ ng ng t t b phân ly l n 2, qua van thành NH ư ầ ế ị ở gi m áp đi vào thùng ch a trung gian. Ph n khí không ng ng đi vào không ầ ứ ả

thi ượ ượ ụ ỏ

P a g e 36 | 47

ư

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

t c a thi ữ ạ ổ ổ ệ ớ t v i

oC.

gian gi a các ng trao đ i nhi ố khí trong ng, nhi ệ ủ t đ tăng lên đ n kho ng 30 ế t b làm l nhđ trao đ i nhi ể ế ị ả ệ ộ ố

Khí sau khi đi ra kh i thi t b làm l nh thì chia làm 2 đ ỏ ạ ế ị ườ

ổ ườ

ổ ừ ể ỏ

- Đ ng khí th 2 h n h p v i m t ph n khí đi ra kh i tháp t ng ổ ế ị t b ữ

ng: - Đ ng khí chính đi vào tháp t ng h p NH 3, theo khe h vành khăn ở ợ trên xu ng đ làm l nh v tháp ọ ạ ố ợ ỗ gi a v tháp t ng h p và r xúc tác, đi t ợ ữ ỏ 3 (l n 1). đáy tháp t ng h p NH r i đi ra ầ ổ ồ ớ ợ ứ ầ ộ

ỏ t c a thi ệ ủ ẽ ố ổ

t khí – khí. ở ườ 3l n 1 s đi vào không gian gi a các ng trao đ i nhi h p NH ầ ợ trao đ i nhi ổ ệ

ổ ỏ ầ ượ

3l n 1 đ ổ

ớ ườ c chia làm 3 đ ợ

ườ ộ ẫ ỉ Khí đi ra kh i tháp t ng h p NH ợ - Đ ng khí th 1 đi vào đ nh tháp t ng h p NH ỏ ầ

ứ ầ ướ

3đ trao đ i nhi

ổ ệ ứ ỗ ồ

ợ ợ ể ứ t d ệ ướ

ợ ầ t v i đ ệ ớ ườ ữ ng: 3, tr n l n v i khí ra ệ ộ ng kính th 1) đ đi u ch nh nhi t đ ể ề ng kính th 2). H n h p này đi vào t ng xúc ầ ợ 3 r i đi trong các ng trao đ i ổ ố ứ ng khí th 2 ổ ổ 3 l n 2 đi trong không gian gi a các ng trao đ i ố

ứ ỉ kh i t ng xúc tác th 2 (t ng h ứ ướ t ng xúc tác th 3 (t ng h ầ ứ ầ tác th 3 th c hi n ph n ng t ng h p NH ả ứ ự i đáy tháp t ng h p NH nhi ổ vào tháp t ng h p NH ổ nhi

ừ

3 l n 2 t ầ ứ

ườ ườ

t khí – khí và nh n nhi

ệ

oC

t khí – khí có nhi t đ 160 – 180 ệ ộ ổ

3:

đ ượ ợ

t. ổ t b trao đ i nhi ệ ế ị ng đi vào tháp t ng h p NH ổ ườ ữ ủ ộ

ố ệ ớ

- Đ ng khí ph đi vào tháp t ng h p NH

nhi ợ đi trong các ng trao đ i nhi ệ ố – 400oC qua ng trung tâm đi vào t ng xúc tác th 1 (t ng h ố ầ

ứ 3t ừ ồ

t.ệ - Đ ng khí th 2 đi vào tháp t ng h p NH phía đáy. ợ ổ ứ - Đ ng khí th 3 h n h p v i đ t b làm ng khí th 2 ra kh i thi ỏ ớ ườ ỗ ứ ế ị ợ ế ị t b t c a thi l nh, r i đi vào kho ng không gian gi a các ng trao đ i nhi ệ ủ ố ữ ả ổ ạ ồ trao đ i nhi t th a đi phía n i h i nhi t c a khí t ừ ệ ừ ồ ơ ệ ủ ậ ệ ổ trong các ng trao đ i nhi ố Khí ra kh i thi ỏ c chia làm 3 đ - Đ ng khí chính đi vào không gian gi a các ng c a b trao đ i ổ ườ ả ứ 3 đ trao đ i nhi t v i khí sau ph n ng t d i đáy tháp t ng h p NH ổ ể ệ ướ ổ ng khí chính tăng lên đ n 380 t đ đ t. Nhi ế ệ ộ ườ ổ ng tr c). ầ ụ ướ ng ớ ườ đáy, r i cùng v i đ ổ ụ ụ ố ườ ườ

- Đ ng khí kích l nh đi vàotháp t ng h p NH

3t

khí đ này có tác d ng đi u ch nh nhi ụ ề

ườ

t ỉ ạ ổ

P a g e 37 | 47

ợ ườ ng chính qua ng trung tâm vào t ng xúc tác th 1. Đ ng khí ph ứ ầ t đ c a t ng xúc tác th 1. ứ ệ ộ ủ ầ đ nh, đi vào không ừ ỉ ợ ổ ng ướ gi a t ng h ng tr c và t ng h ầ ụ ả ứ t v i h n h p khí ph n ng gian gi a các ng trao đ i nhi ệ ở ữ ầ ố kính th 1. Đ ng khí kích l nh trao đ i nhi ạ ườ ướ ệ ớ ỗ ữ ứ ổ ợ

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

t ng h ỉ ổ ệ ụ ể ề ừ ầ ướ

ứ

ợ ệ t ệ t ầ ng trung tâmđi vào t ng t ng t ra t ườ ớ ổ ầ ở ỗ

ụ ng tr c đ đi u ch nh nhi đi trong các ng trao đ i nhi ố ng kính th 1. Đ ng khí kích l nh sau khi trao đ i nhi đ t ng h ạ ướ ộ ầ xong đi qua khe h h n h p v i khí ở ố h ướ

ng tr c. Khí sau ph n ng ra kh i b trao đ i nhi ả ứ

t d ệ ướ ổ ỏ ộ oC, đi ra tháp l n 2 và đ ệ ộ

t th a. Khí đi trong các ng trao đ i nhi t đ kho ng 330 ả ố ổ

ấ ơ ướ t đ kho ng 220 ả ỏ ồ ơ ố

ệ ộ ệ

ợ ổ

c tu n hoàn.Khí t ng h p sau đó có nhi

3 l ng và đ

thi ế ị ượ ỏ

ợ i đáy tháp t ng h p ổ n iồ h iơ c đ a vào NH3 có nhi ượ ư ầ ề c m m t đ gia nhi t cho n nhi ướ ệ ệ ể ừ ệ t th a, khí t ng h p có c 0,5MPa.Ra kh i n i h i nhi đ s n xu t h i n ừ ệ ợ ổ ể ả oC đi vào trong các ng trao đ i nhi t b trao t c a thi nhi ế ị ệ ủ ổ không gian gi a t cho khí ch a ph n ng t khí – khí đ gia nhi ữ đ i nhi ả ứ ư ể ở ệ ổ c làm l nh đ n nhi t. Khí t ng h p đ các ng trao đ i nhi ả t đ kho ng ượ ế ạ ổ ệ ố ệ ộ 100oC r i đi vào thi ằ t ng l ng ng đ làm l nh b ng t b truy n nhi ồ ạ ể ố ồ ệ ố ề ế ị oC thì m tộ t đ kho ng 35 n ả ổ ướ ệ ộ ợ ầ t b phân ly c tách ra thành NH ph n NH ở ụ ầ l n1, qua van gi m áp đ a đ n thùng ch a trung tâm. ư ế ầ ứ

3khí ng ng t ư ả ỏ

ế ị

ổ ợ

t b phân ly l n 1 đi vào máy nén turbine tu n hoàn 3 gây nên, ti p t c qua c và các t p ch t khác.

thi đ bù áp su t do tr l c c a h th ng t ng h p NH ể b phân ly d u n ộ ướ t b phân ly d u n Ti p theo s h n h p v i khí m i t ế ầ ở ự ủ ệ ố c sau turbine đ tách d u, n ể ớ ừ Khí đi ra kh i thi ấ ầ ẽ ỗ ầ ế ụ ạ ấ c khí m i. ầ ướ ầ ế ị ướ ợ ớ ớ

Khí th i b và khí thùng ch a: ả ỏ ứ

thùng ch a trung gian hay kho c u có hàm l ứ

ầ Khí thùng ch a t ứ ừ ớ

ầ ả ầ ượ ượ

ả t b phân ly I đ ế ị ầ ấ

c đ a vào tháp h p th ạ ể ợ ướ

3 l ng, còn

c NH

ấ

ụ ấ ng NH ồ ượ ỏ ồ ủ

ấ ấ

ượ ng 3 9 – 11% ng NH NH3 kho ng 35% v i m t ph n khí tu n hoàn có hàm l ộ ng khí tr không i phóng đ duy trì hàm l c gi sau thi ơ ượ ụ đ i trong khí tu n hoàn vào tháp t ng h p NH 3đ ổ ượ ư ổ 3 dùng n c m m đã qua làm l nh, tăng áp đáy. Tháp h p th NH NH3 t ừ ề 3 11 – 12%, r i đemồ 3 b th i b thành n h p th thu h i l ị ả ỏ ướ ấ ụ ch ng l y NH c qua b th m th u màng khí ti p t c đ ụ ẩ ộ ượ ế ấ ư i đo n IV c a máy nén 6 c p làm khí 2cho quay tr l cellulose đ thu h i H ạ ở ạ ể nguyên li u cho quá trình t ng h p NH 2, 3. Khí không th m th u giàu N ẩ ợ ổ ệ CH4làm khí đ t.ố

P a g e 38 | 47

NH3 l ng:ỏ

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

các thi t b phân ly I, II đ NH3 l ng đ ỏ ượ ừ ế ị

ồ c phân ly t ứ ố c gi m áp xu ng ả ượ kho i ch a ế ụ ư ớ ứ ở

2,35 MPa r i vào thùng ch a trung gian sau đó ti p t c đ a t c u.ầ

NH3l ng t ỏ ấ ụ ế ạ ấ

3 l ng đi xu ng đáy thi ố

3

ạ ế ị ố ư ụ

ề

3 l ngỏ . h th ng h p th ch l nh c p cho thùng cao v NH ị ừ ệ ố t hóa nh n nhi ệ ậ ỏ t NH c t p trung v thùng cao v đ phân ly nh ng gi ọ ữ ượ ậ 3 l ng.ỏ

T i đây NH khí, NH3 khíđ l ng đi theo ỏ t b b c h i ng ng t ơ ị ể ụ ế ạ , NH3 khí đi v h th ng h p th ch l nh thành NH ấ ề ệ ố

Khí b o v máy nén turbine tu n hoàn: ả ệ ầ

ả ố

Khí b o v máy nén turbine tu n hoàn là khí m i t ạ ể

ầ ổ ệ ố t đ h t ệ ộ ạ ừ t ng chùm đ làm l nh b ng NH oC xu ng còn 15 ố

c ti p t c vào b s y silicagel đ s y khô tri ệ t b trao đ i nhi ế ị ị ế ướ 35 – 40 ộ ấ ế ụ ể ấ ầ

ở ữ ơ ệ ệ ầ ợ ỗ ớ ộ

ng ng chung đ ớ ừ ườ 3 khí từ đ n, qua thi ằ ế oC, qua b phân thùng cao v đ n, nhi ộ ệ ể ơ t đ h i ly tách d u, n c. Khí này đi qua khe h gi a stato và roto máy nén turbine tu n hoàn n ầ ướ làm nhi m v cách đi n đ ng c , sau đó h n h p v i khí tu n hoàn đi vào bu ng nén c a máy nén turbine tu n hoàn. ụ ủ ầ ố

N c và h i n c: ơ ướ ướ

c tu n hoàn cung c p, n ấ ướ c v quay ề ơ ầ ạ ạ ướ

tr l N c làm l nh do tr m b m n c tu n hoàn. ố ạ ướ ở ạ

c m m kh oxy do tr m n t th a là n ừ ướ ề ử ạ ướ c

m m ệ

ầ N c dùng cho n i h i nhi ệ ồ ơ t cung c p. ấ t th a có áp su t 0,5 MPa đ ệ ừ ấ ượ ạ c hòa vào m ng

ướ i m ng ng n ướ ng Nhi x ề ở ưở n i h i nhi c t H i n ơ ướ ừ ồ ơ ng h i chung toàn công ty. ơ ố

 Các ch tiêu công ngh chính: ệ ỉ

- Th khí vào tháp t ng h p l n 1

t đệ ộ

- Th khí ra tháp t ng h p l n 1

: ≤ 40oC Nhi ể ợ ầ ổ

- Th khí ra tháp t ng h p l n 2

: < 70oC ợ ầ ể ổ

- Th khí vào tháp t ng h p l n 2

: ≤ 330oC ợ ầ ể ổ

- Th khí ra lò h i nhi

: ≤ 180oC ợ ầ ể ổ

P a g e 39 | 47

: ≤ 220oC ể ơ ệ t th a ừ

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

: ≤ 510oC ợ - Làm vi c c a xúc tác t ng h p ệ ủ ổ

NH3

: ≤ 31,4 MPa ầ - C a ra máy nén tuabin tu n

Áp su tấ ử hoàn

- Thùng ch a trung gian ứ

- T c đ tăng và h áp tháp

: ≤ 2,35 MPa

- T c đ tăng và h áp tuabin

: 0,2÷0,49 MPa/phút ố ộ ạ

: 0,2÷0,3 MPa/phút ố ộ ạ

- NH3 l ng đ n thùng cao v ị ế

- Chênh áp toàn h th ng

: ≥ 1 MPa ỏ

- Chênh áp trong và ngoài r xúc

: ≤ 2,35 MPa ệ ố

: < 0,7 MPa ọ

tác

L u l ng

- Khí b o h tuabin

: ≥ 10000 Hm3/h ư ượ - Qua lò đi nệ

- Qua tuabin tu n hoàn

: ≥ 1000 Hm3/h ả ộ

ng t i đa ầ ố

: ≥ 50% l u l ư ượ c a h th ng ủ ệ ố

1000 kW Lò đi nệ - Công su tấ

Tuabin

- Chênh l ch áp su t l n nh t ấ

: ≤ 2,35 MPa ấ ớ ệ

- Chênh l ch áp su t nh nh t ấ

: > 3% áp su t c a vào ệ ấ ỏ ấ ử

: 5 kg/cm2 ả ấ ộ ớ

- Áp su t d u bôi tr n ấ ầ

: ≥ 0,5 MΩ ơ - Áp su t khí b o h l n h n áp su t khí tu n hoàn: ầ - Đ cách đi n c a đ ng c ệ ủ ộ ấ ộ ơ

ơ : > Áp su t c a ra tuabin ấ ử

- Dòng đi n đ nh m c ứ ệ

- Công su t tuabin

: ≤ 700 A ị

- Nhi

: ≤ 550 kW ấ

P a g e 40 | 47

t đ khí b o h : ≤ 15oC ệ ộ ả ộ

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ả ậ

- Nhi

- Nhi

t đ stato : ≤ 60oC ệ ộ

- D ch di n thùng tra d u

t đ khí ra tuabin : ≤ 48oC ệ ộ

ệ ầ ị : > 1/3 d ch di n ị ệ

2

: 73÷75% Phân tích - Khí m i, Hớ

: 62÷66%

: ≥ 13%

: < 4%

: CH4 + Ar < 1,3% ngượ

ơ

: 12÷14% ngượ

ầ

- Khí tu n hoàn, ầ H2 - NH3 trong khí th ra tháp t ng ổ ể h pợ - NH3 trong khí th vào tháp t ng ổ ể h pợ - Hàm l khí tr trong khí m iớ - Hàm l khí tr trong khí ơ tu n hoàn - N ng đ CO ồ + CO2

: < 20 ppm ộ

- Đ thu n NH

: 99,8% Lo i 1ạ

3 l ngỏ

ầ ộ : 99,5% Lo i 2ạ

IV. CÁC CH T TH I: Ấ Ả

1.Khí th i:ả

a. Các h p ch t c a l u huỳnh:

ệ

2

nhi ấ ủ ư c sinh ra trong quá trình đ t nhiên li u cho công đo n ạ ố t đ cao b oxi hóa thành SO ệ ộ ở ị

ợ - SO2 : là khí đ ượ t o khí nguyên li u. S l n trong than ẫ ệ ạ ng trình theo ph ươ

P a g e 41 | 47

S + O2 SO2

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ả ậ

- H2S: phát sinh ra t ừ ạ

tái sinh dung d ch đ ng b ng gia nhi ế ạ t và gi m áp khí đ c tách ra: ồ ị công đo n ch t o khí nguyên li u khi ph n ng ả ứ ằ ệ ượ ệ ả

ả ứ ễ ổ ợ

ả ứ ổ ỉ

(NH4)2S NH3 + H2S - Q - Nó là lo i khí làm ng đ c vĩnh vi n xúc tác ph n ng t ng h p dù ộ ộ ợ ế 2S hoàn toàn đ ph n ng t ng h p ể ệ ạ ng.Vì v y c n tinh ch H ậ ầ c thu n l ậ ợ ớ ượ i v i hi u su t cao nh t. ấ ch là vi l ượ NH3 x y ra đ ả ấ

ợ

b. Các h p ch t c a cacbon: CO và CO2 là hai d ng ch t th i chính trong b i khói phát sinh t ả ấ

ụ ng CO ừ 2 là r t l n. Nó ấ ớ ạ ạ ượ

ấ ủ ạ công đo n t o khí nguyên li u, trong đó hàm l c t o thành do CO ti p t c b oxi hóa: đ ượ ạ ệ ế ụ ị

c tái s CO2 là ch t gây ng đ c xúc tác c n lo i b xong nó l ạ ỏ i đ ạ ượ ử CO +O2 CO2 ầ

3 l ng. Khi còn t

ộ ộ ấ d ng trong vi c s n xu t Urê. ệ ả ấ ụ c.Các lo i khí khác: ạ T quá trình t ng h p NH ợ ỗ ổ ệ

ợ ả ạ ợ ể ạ

i đó x y ra các ph n ng đ t o ra NH ả ứ ỗ ợ

ể ả ệ

ả ng. CH ấ 4 đ 3 thì h n h p khí nguyên li u đi vào tháp ừ ỏ ng.H n h p khí bao g m: ồ ườ ợ ng song trong ễ ườ t ki m ệ ấ ế ả ồ ể ử c thu h i đ s ượ ượ ệ

ừ t ng h p, t ổ 20%-30% N2 và H2 thì th i h n h p ra môi tr ả ỗ N2, H2, CH4, Ar. Chúng là nh ng khí gây ô nhi m môi tr ữ quá trình s n xu t ph i x đ nh kì đ đ m b o hi u su t và ti ả ả ị c t n d ng làm nhiên li u và Ar đ năng l ượ ậ ụ d ng trong phòng thí nghi m. ụ

ặ ị ườ ạ ụ ng ng; các h t b i ố

Urê đ ệ Ngoài ra NH3 còn b bay h i ho c rò r theo đ ơ c dòng khí cu n ra ngoài gây mùi đ m đ c. ặ ỉ ậ ượ ố

2.N c th i: ướ ả

3 là t ử

c th i phát sinh trong quá trình s n xu t NH ầ ả ế ướ ấ ả

ệ ế ạ

ề

-), phenol, SS, oxit kim - là ch t r t đ c c n x lí đ chuy n sang d ng khác ít ạ ể

tháp r a ch a: xyanua ( CN ả ừ ứ ử

ấ ấ ộ ầ ử ể

cácừ H u h t n công đo n: khí hóa than, tinh ch khí làm l nh, v sinh tháp r a, r a ử ạ ki m. C th : ụ ể - N c th i t ướ lo i.Trong đó CN ạ đ c h n. ộ ơ

ỉ ạ ướ c ng ng ch b ô nhi m nhi ị ệ

- N c làm l nh, n - N c sau khi h p thu H ấ

ướ ướ

t không b n. ị ấ ấ

ụ ế ả ứ ả ấ

P a g e 42 | 47

ư ẩ ễ 2S (cho H2S đi qua dung d ch ADA): H2S + (CHT) <=> (CHT)H2S ( CHT:ch t h p th ) ụ Sau khi nh h p th ti n hành oxi hóa luôn theo ph n ng tái sinh: (CHT)H2S + O2 (CHT) + H20 + S

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ả ậ

Sau ph n ng có b t tái sinh là S.N c này đ c x th ng ra môi ướ ượ ả ẳ ả ứ

tr ườ

ng. ể ượ

ệ

3 ph i qua nh ng đi u ki n áp su t nhi ề

ả ệ ấ

2 vi l t b . ế ị ệ ộ t đ ữ c th i sinh ra s có ch a d u, ta ầ ẽ ướ

ọ ng mà không qua x lí. ử - N c r a ki m đ tách CO ướ ử ề - N c r a sàn, v sinh thi ướ ử - T ng h p NH ợ ổ t ph i qua máy nén nên n ả ắ ệ ứ ả

kh c nghi c n ph i quan tâm x lí. ầ ử ả

3.Các ch t th i khác: ấ ả

- Bùn th i: sinh ra t công đo n két khí c a tháp r a. ả c th i ra do đ t than làm nhiên li u cho công đo n khí - X đ ỉ ượ

ừ ủ ử ạ

ệ ạ ả ố

hóa than.

- Nhi ng.

t: đây là v n đ đáng chú ý vì nhi t b phát tán ra ngoài ệ ề ấ ệ ị

môi tr ườ

V. QUY TRÌNH X LÍ CH T TH I: Ử Ấ Ả

ạ ả ấ ử ả

ẩ ộ ệ ự

ủ ừ ề ả

ỗ ỏ i quy t v n đ môi tr ả c l ậ ượ ợ ử ụ

ệ đây chúng ta quan tâm đ n 2 h ả Ở ử ả ướ ế

X lí các ch t th i là công đo n b t bu c cho m i quá trình s n xu t ấ ắ ợ s n ph m c a m i nhà máy.Đây là công vi c đòi h i có s tính toán h p ỗ ả ả lí sao cho v a đ t yêu c u gi ng v a đ m b o ế ấ ườ ầ ạ ừ đ thu đ chi phí v kinh t i nhu n cho doanh nghi p.Tùy theo ế ể ề ệ ọ thành ph n c a ch t th i mà ta s d ng các bi n pháp x lí v a khoa h c ừ ả ấ ầ ủ v a hi u qu . ơ ng: s n xu t s ch h n ấ ạ ệ ừ và x lí cu i đ ng ng. ố ườ ử ố

1.S n xu t s ch h n: ấ ạ ơ ả

a. Tác đ ng vào công ngh : ệ ộ

M i s n ph m đ u có m t quy trình công ngh riêng bi ộ ẩ ề ỗ ả

ờ ệ ề ệ ủ

c c i ti n cho phù h p ho c ng d ng các gi

ụ ng mang l ạ

ế ư ợ ự ả ế ữ ự

ả ạ

ữ ự ả ắ

ằ ờ

ự ườ ệ ố ố ố ỉ

ệ ể ả t đ s n xu t ra nó, theo th i gian và tùy vào đi u ki n c a m i qu c gia mà ố ỗ ấ i pháp, sáng ki n chúng đ ế ượ ả ế ả ặ ứ i nh ng hi u qu r t cho t ng công đo n.S c i ti n đó th ả ấ ừ ệ ữ ạ ườ ướ ng.D i l n v kinh t cũng nh nh ng tác đ ng tích c c đ n môi tr ườ ế ề ớ ộ i cho công ty phân đ m và hóa ch t Hà đây là nh ng hi u qu mang l ệ ạ ấ ng hi u qu ”: B c khi th c hi n d án GERIAP - “S d ng năng l ử ụ ượ ệ ự Công ty phân đ m và hóa ch t Hà B c đã th c hi n d án này d ắ ấ ệ ự ạ v n qu c t ố ế ư ấ ỡ ủ t Nam. D án th c hi n đ ng th i 20 gi ả ự ng, b o t n đ ả ồ ả ạ ơ ệ ướ i ự và trung tâm s n xu t s ch ấ ạ s giúp đ c a các chuyên gia t ả ự ả i pháp nh m s a ch a, b o Vi ữ ử ồ ệ ậ d ng ng, ch ng rò r ; gia c thay th các b ph n ộ ế ưỡ trong lò h i; c i t o tuabin và đào t o công nhân s d ng v n hành các ạ ử ụ

ậ P a g e 43 | 47

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

t b máy móc đã thay th , s a ch a.V i t ng chi phí đ u t ế ị ữ

ớ ổ ượ

i đây là k t qu mà toàn b d án thu đ thi là 228,400 USD, hi u su t s d ng năng l ệ thi n rõ r t. B ng d ướ ệ ế ử ấ ử ụ ế ệ ả ả c a d án ầ ư ủ ự ng cu công ty đã đ ượ ả c c i c: ượ ả ộ ự

Ti ế t ki m ệ L i ích môi tr Nguyên li uệ ngượ Năng l Ti ệ t ki m ế h ng năm ằ L i ích kinh ợ tế ợ ngườ

Than cám US$ 99,044 4,502 t nấ than cám 11,300 t nấ CO2 2487 kg/ t nấ h iơ

2

US$ 50,694 862 t n COấ Đi nệ 1267361 KWh 0.7 KWh/t nấ h iơ

b. Tác đ ng vào nguyên li u: ộ ệ

ầ ế ế ố ự

ặ ủ ả ượ ư

ẽ ơ ệ ấ ượ

ể ạ ỏ ọ ự ọ

Nguyên li u y u t ẩ ả ậ ầ ị ệ ồ ộ ớ

ễ

ượ ơ

tr c ti p, là thành ph n c n b n và quan tr ng ọ ệ ả c đ a vào s n ả ng nguyên li u ệ ấ ượ t. Chính vì v y c n sàng l c, l a ch n kĩ càng đ lo i b các t p ạ ố ệ khâu chu n b nguyên li u. Nh v y v i m t ngu n nguyên li u ư ậ ẩ t cao thì các quá trình s n xu t di n ra thu n l i, nhanh ấ ậ ợ ả ng l n các ch t th i phát sinh ớ ả ấ ộ ượ c chi phí, th i gian cho t ki m đ ờ ượ ệ c m t l ờ ế

- T i công đo n ch t o khí: chuy n quá trình hóa than t

c. S d ng ch t th i làm nguyên li u cho các quá trình khác: đ c u thành s n ph m.Các đ c tính c a nguyên li u đ ể ấ ph m, ch t l ng s n ph m s không cao khi ch t l ẩ ẩ không t ch t t ấ ừ có đ tinh khi ế ộ chóng h n và ta đã gi m đ ả trong quá trình s n xu t đ ng th i ti ấ ồ ả công vi c x lí ch t th i sau này. ả ấ ả ấ ệ ử ử ụ ệ

ể ạ ạ ừ ạ gián đo n

t h n gi m t o b i. ụ ẽ ố ơ ạ ụ

sang liên t c s t ử ụ ứ ượ ẽ ả ng S th p s gi m ấ

ng cao có ch a hàm l ng. l ượ

- S d ng than ch t l ng SO 2 th i vào môi tr ả - T i công đo n t ng h p NH ạ ổ ạ tăng quá trình chuy n hóa gi m l ể

ế ạ ả ấ ượ ườ ợ ử ụ ạ

3 ta s d ng xúc tác có ho t tính cao làm ượ

P a g e 44 | 47

ả ng khí th i v phía sau. ả ề

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

2 tu n hoàn lai làm khí nguyên li u; CH

- T n d ng: H ụ

4 làm nhiên li u;ệ

ậ ệ ầ

- N c làm mát, n

b ô nhi m nhi i nhi ụ ị ễ ệ t ta ch c n gi ỉ ầ ả ệ t Ar dùng cho các phòng thí nghi m.ệ c ng ng t ư ướ ướ

và tu n hoàn vào trong chu trình. ầ

2.X lí cu i đ ng ng: ố ườ ố ử

Các dòng th i n m r i rác và có thành ph n tính ch t khác nhau ta ả ấ

c n phân lu ng đ x lí riêng cho an toàn và hi u qu . C th : ả ụ ể ầ ồ ả ằ ể ử ầ ệ

- Khí th i gió:

a. Khí th i:ả

ổ

ặ

ệ ể ị

• • H2S m t ph n b oxi hóa thành SO ạ

CO: c n tách tri ầ ộ ấ ầ ấ ư ụ

4 đ đ t, r a b ng N

2 l ng b ng cách này có th

t đ ho c kh đ t o thành CO ử ể ạ 2 ử ụ i ta s d ng 2. Ph n còn l ạ ầ các ch t h p ph nh than ho t tính, silicagen, hydroxit s t…ắ

ơ ằ ỏ ể

- Khí tr : Thu h i CH ầ

ể ố ử ằ ồ tách H2 r i tu n hoàn làm khí nguyên li u. ệ ồ

-

- Đ i v i CN

- là ch t đ c b ng A c n chuy n thành d ng CNO

b.N c th i ả ướ

ớ ể ấ ầ ả ạ ộ

• Dùng clorua vôi (Ca(OCl2)):

ố (xianat)

• Dùng ch t oxi hóa là Cl

CN- +OCl- CNO- +Cl- 2CNO- + 3OCl- +2H+ 2CO2 + N2 +H2O + 3Cl-

2 (pH = 10 – 11 ) CN- + Cl2 + 2OH- = CNO- + 2Cl- + H2O. 2CNO- + 3Cl2 + 4OH- 2CO2 +N2 + 6Cl- +2H2O

- Đ i v i dòng th i ch a NH

ấ

3 và phenol: phân li tách NH3 d a vào đ ằ

ả ự

ử ụ ư ả

ố ớ ơ ử ụ ả

ấ ị

ố ớ

i tác d ng c a tr ng l c, l c li tâm… ộ ứ ể ử bay h i. Ngoài ra, có th x lí b ng vi sinh nh : s d ng t o đ x lí ể ử NH3, s d ng vi sinh v t đ x lí phenol (tuy nhiên ta ph i kh ng ch ế ố ậ ể ử i h n nh t đ nh không thì vi sinh v t s ch t). quá trình này trong m t gi ộ ậ ẽ ế ớ ạ - Đ i v i ch t th i l ơ ọ ng pháp c h c l ng SS ta s d ng các ph ấ ả ơ ử nh : l ng, l c đ tách c n d ọ ể ư ắ ươ ự ự ử ụ ủ ặ ướ ụ ọ

P a g e 45 | 47

c.Ch t th i r n: ả ắ ấ

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

ấ Ch có x than có th t n d ng cho ngành xây d ng làm g ch, l p ể ậ ụ ự ạ ỉ

P a g e 46 | 47

ỉ ng. đ ườ

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ậ ả

TÀI LI U THAM KH O Ả Ệ

1. Công ngh các h p ch t vô c c a nit ợ

(Công ngh đ m) ơ ủ ệ ấ ơ ệ ạ

(Nguy n Hoa Toàn – Lê Th Mai H ng, NXB KHKT – 9/2005) ươ ễ ị

2. Các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ả

(TS.Nguy n Ánh Tuy t – Th.S Đinh Bách Khoa – ĐHBK Hà N i) ế ễ ộ

ư ệ ử ệ

3. Th Vi n Đi n T www.KILOBOOKS.com 4. http://www.hoachatjsc.com/news/272/cong-nghe-san-xuat-amoniac

5. www.kbr.com/Technologies/Ammonia-and-Fertilizer/

P a g e 47 | 47

6.https://www.google.com/patents/EP0000993B1? cl=en&dq=imperial+chemical+industries+ammonia&hl=vi&sa=X&ei=0PQ 6UtPNI6fziAeLg4GYBQ&ved=0CFUQ6AEwAw

Ti u lu n các quá trình s n xu t c b n ấ ơ ả ể ả ậ