Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế dây chuyền sản xuất Urê

ồ

ố

ấ

ế ế

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ả ệ ươ ừ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê                        Ở Ầ M  Đ U ấ ằ ệ

ự ợ ư

ấ ề

ồ ấ ố ố ớ ammoniac và khí cacbonic đ ạ ệ ổ ệ ng   pháp   t ng   h p   t Trong   công   nghi p   vi c   s n   xu t   Urê   b ng   ph ượ c th c  hi n vào năm 1868 do A.I Badarôp đ a ra. ụ   ơ ứ  nh t (46%), có tác d ng ẩ ạ Urê là lo i phân đ m ch a nhi u hàm l ấ ượ t ượ ng s n ph m cây tr ng. t đ i v i  vi c nâng cao năng su t ch t l

ộ ệ ỉ ượ ử ụ Urê không ch  đ ng Nit ả c s  d ng r ng rãi trong nông nghi p  mà nó còn đ

ả ệ ề

ộ ư ượ ử ụ ượ   c ấ   ụ ng d ng   trong nhi u nghành công   nghi p khác nh : Công nghi p s n xu t ự ổ   c s  d ng r ng rãi trong nghành

ấ ợ

ộ ướ ứ ệ ợ nh a, t ng h p keo,.., Ngoài ra Urê có cũng đ ẩ ệ ượ công nghi p d ướ ả c ph m và s n xu t s i.  ệ c   nông   nghi p,   trên   70%   dân   s   s ng   b ng   ngh

N c   ta   là   m t   n ệ ầ ư ầ ố ố c đ u t

ươ ề thành m t c

ượ ộ ườ ấ ệ ọ

ướ ầ ả ấ ề  ằ ậ ể    phát tri n ấ   ố ả ng qu c xu t ầ   ng th c, do đó phân bón ph c v  nông nghi p là r t quan tr ng và c n c tính kho ng 3500000 t n/năm. ở ướ  n

ọ ở ự ng th c, và tr ụ ụ ệ c ta hi n nay  ố

ụ ạ Đ  đ t đ

ả

ệ ấ ượ ả ế

ề ấ ầ ế ả ế ấ ệ ộ nông.Vì v y nông nghi p là m t nghành quan tr ng c n đ ấ ể ả đ  đ m b o   v n đ  an ninh l ự ẩ ươ kh u l ế thi t. Nhu c u phân bón  (Theo www.cuctt.mard.gov.vn th ng kê năm 2006). ớ   ứ c m c tiêu đó thì vi c nghiên c u tìm ra các lo i phân bón m i ẻ   ẩ ồ ng s n ph m cây tr ng và giá thành r  là ệ ứ   t. Đ ng th i cũng ph i nghiên c u các bi n pháp c i ti n công ạ   ề ả  thay th  các dây chuy n s n xu t hi n đ i ồ t  b  cũng nh  vi c đ u t

ấ ượ ể ạ ể ạ ượ ấ ụ có tác d ng nâng cao nâng su t ch t l ờ đi u r t c n thi ư ệ ị ệ ngh , thi đ  nâng cao năng su t ch t l

ệ Hi n nay

ẫ ầ ư ế ng và h  giá thành s n ph m. ự ả c nhu c u s n xu t nông nghi p trong n

ẩ ụ ụ ệ ớ ấ ầ ả ẩ ượ ả ứ ẫ ậ ả ệ ủ   c ta năng l c s n xu t phân bón ph c v  nông nghi p c a ướ ấ   c.Do ộ ượ   ng khá l n phân bón nông c ta v n ph i nh p kh u m t l

nhà máy v n ch a đáp  ng đ đó hàng năm n ệ ủ ướ nghi p c a n ấ ở ướ  n ư ướ c ngoài.

ừ ệ ấ ể ả Nguyên li u đ  s n xu t Urê là t

NH ạ ệ ấ ở ướ  n c ta có hai ắ ở ắ  B c Giang và

3 và CO2. Hi n nay  ấ ả nhà máy s n xu t Urê là nhà máy Phân đ m và Hóa ch t Hà B c  ạ nhà máy Đ m Phú M

ỹ ở ị Bà R a – Vũng Tàu.

ỹ ở ề ị ạ Nhà máy Đ m Phú M

ủ

3 l ng và khí CO

ệ ủ ồ ệ ầ ạ ồ ỏ ử ụ  Bà R a – Vũng Tàu s  d ng dây chuy n công   ừ  2 đ a vàư

ạ ngh  c a hãng Haldor Topsoe ( Đan M ch) và c a hãng Snamprogetti (Ý) đi t ngu n nguyên li u ban đ u là khí đ ng hành, t o ra NH ợ ổ t ng h p Urê.

ừ ệ ầ ồ

ắ ử ụ ệ ầ ề

ấ Nhà máy Phân đ m và Hóa ch t Hà B c đi t  ngu n nguyên li u ban đ u là 3 l ng và khí CO 2, s  d ng dây chuy n công ngh  tu n hoàn ổ ộ ợ ạ ỏ ạ than đá t o ra NH ỏ l ng toàn b  cho quá trình t ng h p Urê.

ầ ế ế ưở ấ ướ ượ Ph n tính toán thi ả t k  X ng s n xu t Urê d ự   c trình bày d a

ề ủ ạ ấ i đây, đ ắ trên dây chuy n c a Công ty Phân đ m và Hóa ch t Hà B c.

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

1

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Ả

Ẩ

Ệ

Ề

Ớ

PH N IẦ Ệ I THI U V  NGUYÊN LI U VÀ S N PH M URÊ

GI

(NH2)2CO

I. NGUYÊN LI U.Ệ

1. Đioxit Cacbon:

2

ứ ọ Công th c hoá h c  : CO

ố ượ ử Kh i l ng phân t : 44  (Đ.V.C)

0 khi nén

Ở ề ệ ườ ấ Ở đi u ki n th ng điôxit cacbon là ch t khí không màu. 0 C

ấ ỏ ấ ỏ ế   ẽ ế đ n áp su t 35,5 atm thì điôxit cacbon s  hoá l ng. Ch t l ng không màu. Ti p

ệ ộ ụ ạ t c h  nhi ạ t đ  nó t o băng CO ắ 2 tr ng.

2 th

ệ ả ố ườ ượ ả ấ ừ Trong s n xuât Ure, ngu n nguyên li u CO ng đ c s n xu t t than,

ể ạ ượ ủ ầ ả khí thiên nhiên…Đ   đ t đ ề ộ ạ c yêu c u v  đ  s ch c a CO ấ   2, khí sau khi s n xu t

ế ạ ầ ợ ượ đ c tinh ch  và làm s ch. Trong thành ph n khí theo CO ổ 2 vào tháp t ng h p Ure

2S vì nó gây ăn mòn thi

ườ ấ ượ ế ị ấ ng i ta quan tâm nh t là hàm l ng khí H ạ   t b  r t m nh

ưở ấ ượ ế ả ẩ ầ ả và  nh h ng đ n ch t l ng s n ph m. Trong thành ph n khí ngoài ra còn có

ệ ở ạ ấ các khí khác  nh  Nư 2, H2…Hi n nay ắ    công ty Phân đ m và Hoá ch t  Hà B c

ượ ả ấ ừ CO2 đ c s n xu t t than Antraxit

2. Amoniac

3

ứ ọ Công th c hoá h c:  NH

Kh i l

ố ượ ử ng phân t : 17,03  (Đ.V.C)

Ở ề ệ ườ ấ ố đi u ki n th ng, Ammoniac là ch t khí không màu, có mùi khai và x c.

ộ ố ằ ả ủ ố M t s  h ng s  hoá lý c ơ b n c a Ammoniac:

ệ ộ Nhi t đ  sôi :   ­33,75 oC

ệ ộ Nhi ả t đ  nóng ch y :   ­77,75 oC

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

2

ố

ồ

ế ế

ấ

ệ t nghi p ­Thi

Đ  án t Nhi

ệ ộ ế t đ  k t tinh

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê  :    132,4 oC

oC, 760 atm )

ể ử Th  tích phân t ( 0 :    22,081 lít

oC, 760 atm )

ỷ ọ T  tr ng (  0 :    0,771 g/lít

ấ ố ướ Ở ệ ộ ườ ấ Amoniac là ch t hoà tan t t trong n t đ  th nhi c. ng và áp su t ngoài

3 khí.

3 r t  n đ nh,

ờ ướ Ở ệ ộ ườ ấ ổ ị tr i 1 lít n ầ c hoà tan g n 750 lít NH t đ  th nhi ng NH ở

(cid:0) ệ ộ nhi t đ  cao 1200 oC thì b  phân hu .  ỷ ị

ả ề

ộ ủ ướ N c đi u ch  t ạ ầ ng. Ph n còn l

ượ Trong s n xu t Ure, Ammoniac đ ố ượ  99,8 % kh i l ả ầ ấ ồ ế ừ 2 , H2. N ng đ  c a NH 3  ủ ế   i ch  y u là n c và 1 ồ ề   ng nh  khí hoà tan khác. Trong s n xu t Ure thì yêu c u  v  ngu n nguyên

3 l ng giàu, l

ượ ổ ỏ ấ ạ (cid:0) ấ trong đó r t cao đ t  ỏ ượ l ợ ệ 3  cho t ng h p Ure là NH li u NH ng khí.

ồ ủ ế ở ướ ể ả Ngu n nguyên li u ch  y u

ề ệ ệ ế ị ả ề ấ c ta hi n nay đ  s n xu t hai khí nguyên ấ ồ t b  s n xu t c ng k nh. Nên chi

n ạ ả ầ ư ớ ẩ ệ li u này là than, qua nhi u giai đo n do đó thi phí đ u t l n, làm tăng giá thành s n ph m.

ồ ệ ệ ể Hi n nay

ấ ở ướ  n ệ ồ ế ử ụ ồ ổ

ệ ả ấ ồ ợ

ượ ả ề ả ừ ệ ấ ớ ệ ổ  khí nguyên li u  đ

ả   c ta có ngu n nguyên li u là khí đ ng hành có th  dùng s n ệ   ợ xu t khí nguyên li u cho quá trình t ng h p Urê.N u s  d ng ngu n nguyên li u ầ ư  là khí đ ng hành cho vi c s n xu t nguyên li u t ng h p Urê thì chi phí đ u t ấ ừ  ẽ ả c s n xu t t s  gi m so v i dây chuy n s n xu t Urê t than.

ệ

ệ ệ ố ở ụ ể ở ướ  n Xét tình hình c  th   ả ươ ệ ẫ li u là than v n có hi u qu  t ử ụ ấ ể ả c ta hi n nay đ  s n xu t Urê s  d ng nguyên ộ ố ề ng đ i cao  b i m t s  đi u ki n sau:

ả ệ

ụ ộ ượ ệ ế ượ ấ ạ ạ ượ c tình tr ng trì tr  c a nghành than hi n nay do t o đ ả   ấ ớ i ng than r t l n nên gi ệ   c công ăn  vi c

ườ ộ ị + Khí s n xu t khí nguyên li u thì tiêu th  m t l ệ ủ quy t đ ậ ổ làm và thu nh p  n đ nh cho  ng i lao đ ng ngành than.

ự ề ặ ấ ộ

ơ ở ể ư ấ ợ ả + Là c  s  đ  xây d ng m t liên h p s n xu t nhi u m t hàng phân bón và 2SO4,.., hoá ch t nh  Urê, NPK, SODA, DAP, H

ầ ề

ợ

ổ

ệ

3. Yêu c u v  nguyên li u cho quá trình t ng h p Urê.

3:

ầ ề a. Yêu c u v  NH

ệ ướ ượ ầ ấ ng n

ơ

ỏ 3 l ng, l Nguyên li u dùng trong s n xu t Urê là NH ượ t.Hàm l ng NH ơ ng khí tr  hoà tan trong NH ổ ỏ ế

ấ ổ ượ ầ ả   c d u và khí 3 trong Amoniac l ngỏ   ố ỏ tr  hoà tan trong NH 3 l ng càng ít càng t ậ   ả ượ ỏ ơ 3 ph i th t nói chung không  nh  h n 99,8%. Hàm l 3 có hoà tan nhi u Hề ợ 2 và N2 thì sau khi vào tháp t ng h p Urê nh .N u trong NH   3 l ngỏ   ứ ợ ể ệ ả ẽ ng d u ch a trong NH s  làm gi m đáng k  hi u su t t ng h p Urê. L

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

3

ố

ồ

ế ế

ấ

ệ t nghi p ­Thi

ầ

Đ  án t ơ c l n h n 15ppm, n u hàm l 3 l ng th

ớ ẽ ợ ổ ế ườ ở ậ ỏ

ượ ứ ộ ợ ướ ế ẽ ổ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê  ề ặ ẩ ng d u quá l n s  làm b n b  m t trao   ả   3, b i v y ph i ng ch a b t xúc tác t ng h p NH ủ ạ ớ   c khi vào tháp t ng h p Urê, n u không s  che ph  t o l p

ề ệ ượ ớ không đ ệ ổ t. Trong NH đ i nhi ư ọ ạ đu  l c s ch tr ề ặ ặ c n  trên b  b t truy n nhi t.

2;

ầ ề ệ b. Yêu c u v  nguyên li u CO

ầ ợ

ứ ả ứ ổ ơ ữ ổ ợ ộ ả   Khí   CO2  dùng   cho   t ng   h p   Urê   ph i   đáp   ng   nh ng   yêu   c u   sau: ạ   2 ≥ 98,5% khí tr  không tham gia vào ph n  ng t ng h p ≤ 1,5% t p

3 tiêu chu nẩ

ồ ấ ư N ng đ  CO ỳ ch t l u hu nh < 15 mg/m

ư ượ ấ

ạ ỏ 2 càng nh  càng t ế ị ả ố ở ợ ấ ậ t b i h p ch t sunfua ả   t b  s n xu t Urê vì v y ph i

ng l u hu nh trong khí CO ố ớ ấ ổ Hàm l ả ử ỏ ư ướ ợ ỳ ỳ có kh  năng gây ăn mòn r t m nh đ i v i các thi kh  b  l u hu nh tr c khi vào tháp t ng h p.

ượ ơ ầ ng H Hàm l

2 trong khí tr  c n kh ng ch  < 1,2% .N u hàm l ổ

ở ộ ế ợ

ộ ỗ ế ẽ ạ ể ử ợ

ổ ấ ướ ừ ườ ấ ợ ư c khi đ a khí CO

ấ ả ộ

2 trong CO2 là 0,5% th  tích.

ặ ổ 2 vào tháp t ng h p ng ế ể ượ ượ ố ng H 2 tăng  ệ ố 3 – H2 ­ O2  lên  thì   b  phân nào đó trong h  th ng t ng h p Urê s  t o thành NH ế ị ả   ể t b  s n là m t h n h p khí n  r t nguy hi m khi g p tia l a. Đ  ngăn ng a thi ư ị   i ta đ a vào xu t Urê b  ăn mòn tr ể ợ cùng m t lu ng không khí ho c oxi nguyên ch t chi m kho ng 2,5% th  tích   không khí và duy trì hàm l ặ ng O

Ả Ẩ II. S N PH M  URÊ.

ấ ậ

1. Tính ch t v t lý:

2)2CO

Công th c hoá h c   : (NH

ứ ọ

ố ượ Kh i l ng phân t ử :    70       (Đ.V.C)

ứ ấ

Phân Urê hay còn g i là Cacbamit, là phân có ch a nhi u nit ắ ỷ ọ ọ ể tr ng 1,33 g/cm ề 3, nhi ơ    nh t ( 46%). ả   ệ ộ t đ  nóng ch y

ả ế t là tinh th  màu tr ng, t Urê tinh khi oC. kho ng 132,4

ầ ủ ồ Thành ph n c a phân Urê bao g m:

ượ ấ ­ Hàm l ng Urê nguyên ch t: 99,2%

ượ ­ Hàm l ng Fe:                       0,005%

3 t

ượ ự ­ Hàm l ng NH do:          < 0,015%

ọ

ấ 2. Tính ch t hóa h c:

ệ

ụ a. Tác d ng nhi

t:

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

4

ố

ồ

ế ế

ấ

Đ  án t ố Urê khi đ t nóng d

o

ệ ộ ơ ệ ộ  t đ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê  ể ế ấ ơ ế ủ

i áp su t khí quy n, đ n nhi ủ t đ  cao h n nhi ư ẽ ị

ệ t nghi p ­Thi ướ nc) s  b  phân h y thoát NH

3. C  ch  c a quá trình nh  sau:

nóng ch y (tả

(NH2)2CO  (cid:0) NH4OCN

NH4OCN  (cid:0) HOCN + NH3

Axit xyanic

HOCN + (NH2)2CO  (cid:0) NH2CONHCONH2     Biure

ợ ồ

ạ ố ớ ề ả ổ ầ ợ ấ ậ ệ ầ ợ

ị  ồ H p ch t Biure là thành ph n có h i đ i v i cây tr ng, nó làm cây tr ng b ệ ạ   ạ b c lá. Vì v y c n ph i t ng h p Urê trong đi u ki n thích h p tránh vi c t o Biure

ủ

ộ

b. Đ  tan c a Urê trong các dung môi:

ố ướ ượ ị ị t trong n c, r u và dung d ch amoniac. Dung d ch Urê bão hòa ở

Urê tan t t đ  t nhi ệ ộ o = 20oC có 51,83% (NH2)2CO

to = 60oC có 78,8% (NH2)2CO

to = 120oC có 95% (NH2)2CO

3

oC, dung d ch n

Ở ệ ộ ị ướ ẽ ị ủ nhi t đ  trên 130 c cacbamit s  b  phân h y thành NH

và CO2.

ụ

ớ

c. Tác d ng v i các axit:

ụ ớ ố ạ Urê tác d ng v i các axit t o thành các mu i khác nhau:

2)2CO.HNO3 ít tan trong n

ấ ố ướ ­ H p ch t mu i Nitrat: (NH ị ố c, khi b  đ t nóng

ợ ổ ủ ẽ s  phân h y và n .

2)2CO.H3PO4  hòa tan t

ố ợ ố ướ ố ­ H p ch t mu i ph t phát: (NH t trong n c và

ấ phân ly hoàn toàn.

ụ ớ ố d. Tác d ng v i các mu i:

ớ ứ ườ Urê có ph n  ng v i m t s  mu i t o thành các ph c, th ng có ch a t ứ ớ   i 2

ư ả ứ  phân bón nh  Ca(NH ộ ố ố ạ 3)2.4CO(NH2)2 ấ ử c u t

Ca(H2PO4)2.H2O + (NH2)2CO  (cid:0) CO(NH2)2.H3PO4 + CaHPO4.H2O

Ứ

ụ

ủ

3.  ng d ng c a Urê:

a. Trong nông nghi p:ệ

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

5

ồ

ế ế

ố

ấ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t ạ

ầ ơ ố ượ ề ấ

ệ t nghi p ­Thi ạ Urê là lo i phân đ m có thành ph n Nit

nhi u nh t (46%) kh i l ng,

ấ ộ ượ ể ạ ồ ớ cung c p m t hàm l ng đ m l n cho cây tr ng. Urê có th  dung bón cho cây

ồ ướ ạ ạ ắ ỏ ướ ố ặ ử ụ ư tr ng d i d ng r n, d ng l ng t i g c ho c s  d ng nh  phân phun qua lá

ộ ố ạ ố ớ ậ ồ ượ ử ụ đ i v i m t s  lo i cây tr ng. Vì v y phân Urê đ ấ ộ c s  d ng r t r ng rãi trong

nông nghi p.ệ

b. Trong công nghi p:ệ

ượ ấ ẻ ệ ả ấ ặ ệ c dùng làm nguyên li u cho s n xu t ch t d o, đ c bi ự   t là nh a

Urê đ Urê­formandehit.

ầ ọ

ủ Urê là thành ph n chính c a phân hóa h c Urê và đ ấ ố ị ứ ạ ộ ộ ồ ể ổ   c dùng đ  b  sung ể  ố ẻ ề ươ ng đ i r  ti n đ

ậ ưở ự ượ th c ăn cho đ ng v t, nó cung c p m t ngu n đ m c  đ nh t giúp cho s  tăng tr ng.

ạ ỏ ệ ế

ườ ườ ng băng sân bay. Nó không gây hi n t ng hay đ

ố ể ượ ử ụ Đ c s  d ng đ  thay th  cho mu i (NaCl) trong vi c lo i b  băng hay   ố ủ ệ ượ   ng mu i c a lòng đ ng ư ố ươ s ăn mòn nh  mu i.

ể ầ ộ ổ ố ươ Urê là m t thành ph n b  sung cho thu c lá đ  thêm h ị ng v .

ầ ủ ầ ưỡ ữ ử ầ ắ ướ Urê là thành ph n c a d u d ặ ng tóc, s a r a m t, d u t m và n ơ c th m.

c. Trong phòng thí nghi m:ệ

ế ạ ấ ượ ử ụ ể Urê là ch t bi n tính protein m nh. Thu c tính này đ

ộ ố ộ ấ ượ ử ụ c s  d ng đ  làm c s  d ng trong các

ặ ớ ộ tăng đ  hòa tan c a m t s  protein. Vì tính ch t này nó đ ị dung d ch đ c t ủ i 10M.

d. Trong y h c:ọ

ượ ử ụ ễ ể ả ẩ Urê đ c s  d ng trong các s n ph m da li u đ  giúp cho quá trình tái

ủ hydrat hóa c a da.

ượ ả ư ế

Urê đ ồ ấ c s n xu t và bài ti ỉ ộ ầ ặ ộ t nó ho c trong m t s

ỏ ơ ể ớ ề ớ ự ề ổ ườ ấ ợ ấ ng h p nào đó là s  s n xu t quá nhi u Urê trong c  th .( ộ ố t kh i c  th  v i m t t c đ  g n nh  không   ộ ố  ế ơ ể Theo www.

đ i, n ng đ  Urê trong máu ch  ra v n đ  v i s  bài ti ự ả tr wikipedia.org)

ạ ầ ồ ộ ố ờ   ể N ng đ  Urê cao trong c  th  có th  sinh ra các r i lo n th n kinh. Th i

ể ị ơ ể ổ gian dài b  Uremia có th  làm đ i màu da sang màu xám.

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

6

ố

ồ

ế ế

ấ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t ạ

ệ t nghi p ­Thi ớ

ờ ố ề

ế ấ ả

ấ i Urê có vai trò to l n trong r t nhi u nghành và trong đ i s ng con Tóm l   ệ   ườ i, trong đó nh n m nh đ n vai trò là phân bón trong s n xu t nông nghi p. ậ ề ả ấ ấ ứ ấ ọ ạ ế ế t k  dây chuy n s n xu t Urê có ý nghĩa r t quan tr ng. ng Vì v y nghiên c u, thi

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

7

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

PH N IIẦ

Ổ

ƯƠ

Ấ

T NG QUAN V  CÁC PH

Ả NG PHÁP S N XU T URÊ

2

Ỏ 3 L NG VÀ KHÍ CO ấ ề ả

ự

ọ

Ề T  NHỪ I. L a ch n dây chuy n s n xu t:

3 và CO2 bao g m m t s  giai đo n :

ự ế ợ ổ ừ ộ ố ạ ồ T ng h p tr c ti p Urê t NH

3 và CO2 ( quá trình t ng h p)

ụ ữ ổ ợ ­ Tác d ng gi a NH

ấ ả ư ẩ ổ ợ ­ Ch ng c t s n ph m t ng h p

ế ế ẩ ả ị ­ Ch  bi n d ch Urê thành s n ph m

ữ ươ ữ ề ệ ổ ợ ở Nh ng ph ng pháp t ng h p Urê ít khác nhau b i nh ng đi u ki n quá

ổ ượ ủ ế ạ ươ ợ trình t ng h p và chúng đ c phân lo i ch  y u là theo ph ử ụ   ng pháp s  d ng

ư ệ ươ ổ ế ể ả ấ ệ các khí ch ng luy n. Hi n nay có 3 ph ng pháp ph  bi n đ  s n xu t Urê.

ươ

ầ

1. Ph

ng pháp không tu n hoàn NH

3 d :ư

ự ề ệ ấ ả ạ Trong dây chuy n s n xu t phâm đ m Urê khi th c hi n quá trình không

ư ầ ườ ế ế ụ ể ẩ ả tu n hoàn amoniac d  ng i ta dùng nó đ  ch  bi n các s n ph m ph  khác

ư ặ ố ế ỏ nh : amoni nitrat, amoni sunfat, các mu i amoni khác ho c NH ế   3 l ng. N u ti n

ả ươ ể ế ợ ể ả ấ ấ hành s n xu t Urê theo ph ả   ng pháp này ta có th   k t h p đ  s n xu t các s n

ẩ ạ ầ ầ ư ả ề ả ph m khác, khi đó l i c n ph i có chi phí đ u t cho các dây chuy n s n đó.

ươ

ầ

2. Ph

ng pháp bán tu n hoàn:

ươ ư ị ể ầ Trong ph ng pháp có tu n hoàn amoniac ch a b  chuy n hóa thành Urê thì

ườ ả ỏ ư ỏ ng ệ i ta tách nó kh i khí ch ng luy n Urê ch y l ng và cho quay tr ở ạ  l i chu

ộ ấ ư ệ ệ ấ ể ế trình. Vi c ch ng luy n có th  ti n hành m t c p hay hai c p.

ả ỏ ư ệ ừ ợ ổ ượ ộ ấ Khi ch ng luy n m t c p, Urê ch y l ng t tháp t ng h p ra đ c ti ế ư   t l u

oC. Amoniac và s n ph m phân

ượ ệ ở ư ư ẩ ả ế đ n 1,2 at và đ c đ a vào ch ng luy n 70

ủ ượ ệ ượ ư ế ế ố h y các mu i amoni thu đ ư c sau khi ch ng luy n đ c đ a vào ch  bi n thành

ả ặ ẩ ị ượ ặ ố ơ amoni nitrat ho c các s n ph m khác. Dung d ch Urê đ c b c h i cô đ c, sau

ế đó k t tinh.

ả ỏ ả ỏ ầ ớ ư ệ ấ Khi ch ng luy n Urê ch y l ng hai c p thì ph n l n Urê ch y l ng đ ượ   c

ở ạ ượ ư ẽ ổ ượ quay tr  l i chu trình. Tăng l ng NH ợ 3 d  khi t ng h p Urê s  tăng đ ầ   c ph n

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

8

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ấ ở ấ ệ ượ ượ ế ế ư NH3  ch ng c p

ệ t nghi p ­Thi ư ủ  c p I c a ch ng luy n và l

3  đ

ng NH c ch  bi n thành

ử ụ ị ả ề ượ ư NH4NO3 b  gi m. Đi u đó cho phép s  d ng l ng NH ổ   3 d  trong quá trình t ng

ộ ấ ư ư ệ ệ ấ ơ ớ ợ ớ h p l n h n so v i ch ng luy n m t c p. Khí sau khi ch ng luy n hai c p là

ơ ướ ế ế ể ặ CO2, NH3  và h i n ố   c có th  đem đi ch  bi n thành amoni nitrat ho c mu i

ạ amoni quay l i quá trình.

ươ

ỏ

3. Ph

ầ ng pháp tu n hoàn l ng:

ớ ươ ươ ả So v i các ph ng pháp khác thì ph ấ ng pháp s n xu t Urê cùng v i s ớ ự

ụ ở ạ ỏ ư ư ệ ấ ộ quay tr ở ạ  l i toàn b  các khí ch ng luy n ch a h p th d ng l ng đ ượ ử  c s

Ư ể ổ ế ệ ả ụ ệ ấ ổ ậ ủ   d ng ph  bi n hi n nay trong công ngh  s n xu t Urê.  u đi m n i b t c a

ươ ớ ươ ở ỗ ư ả ơ ph ng pháp này so v i các ph ng pháp khác ch  l u trình đ n gi n thi ế ị  t b

ể ả ứ ắ ắ ậ ị ớ ứ ố ch c ch n đáng tin c y, đ nh m c tiêu hao có th  gi m t i m c t ể i thi u.

ồ ạ ệ ươ ệ ằ Hi n nay t n t ộ ố i m t s  ph ầ   ư ng pháp tái sinh khí ch ng luy n nh m tu n

hoàn chúng:

1­ Ép nóng

ụ ấ ằ ầ 2­ H p th  các khí b ng d u khoáng

ụ ọ ọ ấ 3­ H p th  ch n l c NH ầ 3 và CO2 (tu n hoàn khí)

ở ạ ở ạ ỏ ố ị 4­ Quay NH3 và CO2 tr  l i chu trình ủ  d ng d ch l ng c a các mu i amoni

ỏ (tu n hoàn l ng)

3 và CO2 đ

(cid:0) 210

ươ ỗ ợ ượ ở ầ Theo ph ng pháp ép nóng thì h n h p NH c nén 175

0C, nghĩa là nh ng đi u ki n lo i tr  s  t o thành amoni cacbamat r n. Ph ạ ừ ự ạ

ữ ề ệ ắ ươ   ng

ư ượ ứ ụ ữ ệ ộ pháp này ch a đ c  ng d ng r ng rãi trong công nghi p vì nh ng khó khăn sinh

3 cao

ợ ở ệ ộ ế ặ ử ụ ỗ ra khi nén h n h p khí nhi t đ  cao và ít kinh t m c dù là s  d ng NH

3  và CO2  th c hi n

ỹ ề ủ ầ ự ế đ n 93%. Hãng CHEMICO c a M  đ  ra tu n hoàn NH ệ ở

ủ ạ ạ ồ ờ tr ng thái nóng đ ng th i phân h y amoni cacbamat theo các giai đo n 70 at, 14

(cid:0) ệ ượ ế ư  28 at và 1 at. Khí ch ng luy n thoát ra đ ấ   ấ c nén đ n áp su t 210 at là áp su t

ự ệ ả ả ổ ợ ố ạ   ệ quá trình t ng h p ph i th c hi n. Vi c đ t nóng các khí x y ra do nén đo n

ệ ệ ư ợ ượ ử ụ ể ế ạ ơ ướ ổ nhi t. Nhi t d  trong quá trình t ng h p đ c s  d ng đ  ch  t o h i n c.

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

9

ồ

ế ế

ố

ấ

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê  ề ằ

Đ  án t ụ ấ Khi   h p   th   NH

3  và   CO2  b ng   d u   khoáng   tr

ầ ơ thì   huy n   phù   amoni

ượ ạ ổ ượ ổ cacbamat đ c t o thành đi vào tháp t ng h p. Quá trình t ng h p đ ế   c ti n

0C. M c đ  chuy n NH

ở ứ ộ ể ợ ợ 3 và CO2 thành Urê là 40  (cid:0) 50%. hành 210 at và 180

3 và

ươ ấ ử ự ấ ộ ề Nhi u ph ụ ọ ọ ng pháp d a vào h p th  ch n l c m t trong các c u t NH

3 t

ượ ụ ấ ọ ọ ư ụ ừ ệ CO2 đã đ c đ a ra. Ví d : h p th  ch n l c NH ở   ư  các khí ch ng luy n b i

ị ươ ị ấ dung d ch Urê nitrat (ph ụ   ng pháp INVENTA). Dioxit cacbon không b  h p th ,

2 t

ặ ử ụ ả ạ ụ ọ ọ ấ ừ th i đi ho c s  d ng l i chu trình. H p th  ch n l c khí CO ệ   ư  khí ch ng luy n

ươ ụ ộ ươ (ph ng pháp CHEMICO) là m t ví d  khác, theo ph ng pháp này thì quá trình

(cid:0) ợ ượ ế ở ặ ượ ổ t ng h p đ c ti n hành 170 atm và 175 1850C, khi có m t l ư ng d  NH3

ứ ộ ể ề ớ l n (NH3/CO2= 6/1); đi u đó cho phép nâng cao m c đ  chuy n amoni cacbamat

ụ ế ệ ấ ờ thành Urê đ n 76%. Vi c h p th  khí CO ố   2 nh  mono etanol amin. Ngày nay đ i

ươ ế ộ ỹ ậ ớ v i ph ng pháp này, ch  đ  k  thu t đã khác đi chút ít. Quá trình này đã đ ượ   c

3 : CO2 = (4  (cid:0)

(cid:0) ế ướ ấ ở ệ ộ ỷ ố ti n hành d i áp su t 280 at và nhi t đ  205 232 0C, t s  NH

(cid:0) ệ ấ ấ ổ ợ ượ ằ 4,5):1. Hi u su t Urê khi  y là 80 85%. Tháp t ng h p đ c lót b ng zinconi

ộ ề ể ệ ượ ử ụ ế ạ ơ ướ ể đ  nâng cao đ  b n. Nhi c s  d ng đ  ch  t o h i n t đ c. Quá trình đ ượ   c

2 t

ệ ấ ụ ế ấ ừ ệ ượ ư ế ti n hành theo hai c p. Vi c h p th  khí CO khí ch ng luy n đ c ti n hành

ọ ọ ằ ch n l c b ng mono etanol amin.

ươ ở ạ ỗ ợ ổ ợ ộ M t ph ầ ng pháp h n h p tu n hoàn các khí tr  l i tháp t ng h p đã đ ượ   c

ả ứ ượ ở ạ ứ nghiên c u 75% NH ư 3 và CO2 ch a ph n  ng đ c quay tr  l i chu trình ở ạ    d ng

ủ ố ị ạ ụ ọ ọ ấ ờ dung d ch c a các mu i amoni; 25% còn l ấ   i nh  vào h p th  ch n l c. Khi h p

ọ ọ ể ượ ụ ằ ị th  ch n l c b ng dung d ch mono etanol amin thì quá trình có th  đ ự   c th c

ớ ự ầ ộ ộ ở ạ ư ệ ệ ậ ặ ộ hi n v i s  tu n hoàn m t b  ph n ho c toàn b  khí ch ng luy n tr  l i chu

trình.

3  và CO2  tr

ữ ươ ự ầ Nh ng ph ệ ng pháp th c hi n tu n hoàn NH ở ạ  l i chu trình ở

ạ ầ ố ỏ ị ươ ể d ng dung d ch các mu i amoni (tu n hoàn l ng) là ph ọ   ng pháp tri n v ng

ấ ế ủ ấ ế ề ệ ầ nh t vì tính kinh t ả  c a nó. G n đây nhi u hãng s n xu t ti n hành làm vi c theo

ươ ự ả ế ủ s  c i ti n c a ph ng pháp này.

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

10

ồ

ố

ế ế

ấ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ệ t nghi p ­Thi ệ ộ

Đ  án t ỉ Đ  đi u ch nh nhi

ể ề ượ ị ộ ỏ ạ t đ , tháp đ c trang b  m t v  l nh. Quá trình đ ượ   c

ữ ề ệ ế ượ ể ệ ti n hành trong nh ng đi u ki n đ ấ ổ   ặ c ki m tra nghiêm ng t thì hi u su t t ng

ạ ế ợ h p Urê đ t đ n 68%.

ư ế ệ ượ ế ấ ấ Quá trình ti n hành ch ng luy n Urê đ c ti n hành theo hai c p, c p áp

ấ ướ ế ầ ấ su t d ể i 20 at và g n đ n áp su t khí quy n. Amoniac và cacbon dioxit quay

ộ ở ạ ở ạ ố ố ị toàn b  tr l i chu trình ơ    d ng dung d ch các mu i amoni. Quá trình b c h i

ượ ế ướ ế ấ ị dung d ch Urê đ c ti n hành d ẩ   i áp su t chân không cho đ n khi hàm  m

ả ẩ ạ ộ ế 0,6%. S n ph m thu đ ượ ở ạ c d ng h t có đ  tinh khi t cao và có hàm l ượ   ng

Biure nh .ỏ

ươ ậ ả ụ ệ ươ Theo ph ng pháp Toyo Koatsu (Nh t B n) thì vi c tác d ng t ủ   ng tác c a

(cid:0) ố ỹ ấ 230 at, nhi t đệ ộ

ỷ ố ứ ấ ộ NH3 và CO2 theo thông s  k  thu t khác đi chút ít, áp su t 220  180  (cid:0) ậ 3 : CO2 = (3,5  (cid:0) 190 0C và t s  mol NH ể    4,5) : 1. Khi  y m c đ  chuy n

ả ỏ ượ ư ệ ở ư c đ a vào ch ng luy n 17 atm và

ươ ớ ươ hóa CO2 thành Urê là 58%. Urê ch y l ng đ 2  (cid:0) 3 atm. Khác v i ph ng pháp Montecatin là trong ph ộ   ng pháp này có m t

3 thoát ra

ộ ở ấ ấ ở ạ ư ứ ệ ậ b  ph n NH c p ch ng luy n th  nh t ả ỏ  d ng ch y l ng tinh khi ế   t,

3 khác và CO2 đ

ở ạ ộ ộ ậ ượ ư ượ ư đ c đ a quay tr  l i chu trình. M t b  ph n NH c đ a quay

ị ở ạ ẩ ố ượ ả tr ở ạ  l i dung d ch d ng các mu i amoni. Thành ph m đ ấ c s n xu t không

ữ ở ạ ỏ ở ạ ạ nh ng ể  d ng tinh th  nh  mà còn d ng h t.

3  và CO2

ươ ầ Theo ph ng pháp STEMI CACBON thì quá trình tu n hoàn NH

ả ứ ư ượ ự ư ươ ch a ph n  ng đ ệ c th c hi n nh  ph ng pháp TOYO KOATSU. Quá trình

3 :

(cid:0) ợ ượ ế ở ỷ ố ổ t ng h p đ c ti n hành 175 190 0C, áp su t 200 atm và t ấ s  mol NH

2 thành Urê là 62%. Quá trình ch ng luy n Urê

ể ư ệ ứ CO2 = 4,5 : 1. M c chuy n hóa CO

ượ ấ ở ế ấ ươ ứ ả ỏ ch y l ng đ c ti n hành theo hai c p các áp su t t ng  ng 18 atm và 3 atm.

ướ ế ạ ạ ị ượ ế ố ơ ồ ộ Tr c   khi   t o   h t   k t   tinh   dung   d ch   đ c   b c   h i   đ n   n ng   đ   99,8%

ế ị ố ơ ế ấ ơ ố ướ CO(NH2)2  trong thi t b  b c h i hai c p. Quá trình b c h i ti n hành d i áp

ở ấ ấ ấ ấ ỹ ậ   su t chân không (  c p I áp su t 300 mmHg, c p II là 15 mmHg). Urê k  thu t

(cid:0) ượ ế ừ ự ượ ướ ằ thu đ c tr c ti p t ị  dung d ch 70 74% đã đ ế ế c ch  bi n tr c b ng than

ấ ủ ạ ằ ả ẩ ệ ho t tính nh m c i thi n ph m ch t c a nó.

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

11

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ữ ư ệ ạ ả ộ Ngày nay, hãng STEMI CACBON đã đ a m t lo t nh ng c i thi n vào

ươ ệ ố ề ph ủ   ạ ấ ng pháp này, đi u đó đã cho phép h  th p h  s  tiêu hao và giá thành c a

ẩ ươ ổ ớ ợ ượ ế ở ả s n ph m. Theo ph ng pháp m i quá trình t ng h p Urê đ c ti n hành áp

0C và t

3 : CO2 = 4 : 1, nghĩa là gi m so

ấ ệ ộ ỷ ố ả su t 130 atm, nhi t đ  180 s  mol NH

ư ả ế ả ỏ ừ ớ ợ ổ ớ v i khi ch a c i ti n. Urê ch y l ng t ấ ấ    tháp t ng h p ra cùng v i áp su t  y

ổ ể ủ ượ ư đ c đ a vào tháp th i đ  phân h y amoni cacbamat.

3 và CO2 d ng khí

ủ ư ả ẩ ạ Amoni d  và s n ph m phân h y amoni cacbamat là NH

ả ỏ ỏ ổ ờ ị ấ ớ ượ đ c th i kh i dung d ch ch y l ng nh  vào CO ằ   2 m i cung c p vào tháp b ng

ượ ư ệ ổ ợ máy nén và chúng đ c quay tr ở ạ  l i tháp t ng h p. Quá trình ch ng luy n hai

ướ ấ ượ ế ệ ư ượ ạ ấ c p d i áp su t đ ế c ti n hành ti p theo. Nhi t d  đ ổ   c t o thành khi t ng

ấ ơ ướ ợ ượ ử ụ h p đ ể ả c s  d ng đ  s n xu t h i n c.

3 và Urê

ươ ợ ả ấ Hãng TOYO KOATSU đã đ  ra ph ng pháp liên h p s n xu t NH

(cid:0) ạ ấ ế ầ ư ơ ả ả ề  7 % chi phí kinh doanh và 5  (cid:0) h  th p đ n 6 10% đ u t ấ    c  b n. B n ch t

2 t

ươ ế ế ừ ượ ở ủ c a ph ng pháp là ch  bi n CO khí thu đ c b i khí metan và cacbon oxit

ề ươ ủ thành Urê. Hãng INVENTA đ  ra ph ộ   ng pháp phân h y amoni cacbamat m t

0C và áp su t 4 atm. Khi  y vi c tu n hoàn đ t đ n 99%.

ở ạ ế ệ ấ ầ ấ ế ấ c p ti n hành 130

ệ ươ ư ầ ỏ ộ Nhìn chung, hi n nay ph ệ   ng pháp tu n hoàn l ng toàn b  và ch ng luy n

ượ ử ụ ổ ậ ư ể ệ ấ ộ ớ ấ hai c p đ ấ   ữ c s  d ng r ng rãi nh t., v i nh ng  u đi m n i b t. Hi u su t

(cid:0) ợ ấ ử ụ ứ ệ ệ ị ổ t ng h p Urê cao 65 68%, hi u su t s  d ng nguyên li u cao, đ nh m c tiêu

ề ả ụ ấ ấ ầ ề   hao th p. Dây chuy n s n xu t khép kín, liên t c mà không c n thêm dây chuy n

ể ả ứ ấ ẩ ả ồ ổ ố đ  s n xu t các s n ph m ch a amoni khác. Trong khuôn kh  trong cu n đ  án

ượ ế ế ề ả ấ ưở ổ này em đ c giao thi t k  dây chuy n s n xu t phân x ợ ng t ng h p Urê mà

ể ậ ụ ả ấ ả ẩ ượ ộ không s n xu t các s n ph m khác. Đ  t n d ng đ ệ   c toàn b  nguyên li u,

ệ ấ ấ ả ấ ổ ố   tránh gây t n th t, m t mát nguyên li u trong quá trình s n xu t nên trong cu n

ề ả ấ ồ ọ ươ ầ ỏ đ  án em ch n dây chuy n s n xu t Urê theo ph ng pháp tu n hoàn l ng đ ể

ể ỏ l ng đ  tính toán.

ự

ọ

ệ

ệ ề 2. L a ch n các đi u ki n công ngh :

ệ ấ ổ ợ ệ ộ ỷ ệ ủ Các tiêu chi công ngh  chính c a tháp t ng h p là, áp su t, nhi t đ ,t l phân

3 : CO2, t

ệ ư ổ ợ NHử t Hỷ ệ 2O : CO2, trong nguyên li u đ a vào tháp t ng h p. l

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

12

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

2.1. Áp su t :ấ

ự ế ả ậ ệ ừ ị ạ ế ấ ờ Trong th c t s n xu t do th i gian v t li u d ng trong thpá b  h n ch , làm cho

ả ứ ủ ư ệ ỏ ướ ả ứ pha l ng và pha khí cũng nh  ph n  ng c a nguyên li u ph n  ng tr c khi ra

ể ạ ượ ỏ ế ườ ạ ằ kh i tháp không th  đ t đ c tr ng thái cân b ng hoàn toàn,vì th  th ng là tr ị

ơ ướ ủ ợ ẽ ệ ấ ổ ỉ ố s  áp suât h i n c c a nguyên li u trên đ nh tháp t ng h p s  cao áp su t khi

ạ ượ ằ ạ ượ ư đ t đ ặ c cân b ng. M t khác khí CO ổ 2  đ a vào tháp t ng không đ t đ c đ ộ

ể ầ ị ườ ầ thu n 100%, ngoài ra đ  tránh cho ph n lót trong tháp không b  ăn mòn, ng i ta

ư ế ẽ ấ ở ỉ ư ầ ặ ộ còn đ a thêm m t ph n không khí ho c oxi, nh  th  s  làm cho áp su t đ nh

ệ ự ứ ấ ọ ủ   tháp tăng lên. Căn c  vào tình hình  nêu trên, vi c l a ch n áp su t thao tác c a

ấ ơ ướ ủ ả ớ ệ ổ ơ ỉ tháp t ng ph i l n h n áp su t h i n c c a nguyên li u trên đ nh tháp nh  th ư ế

ư ỗ ợ ị ả ỏ NH3 d  và cacbamat  trong h n h p b  phân gi i trong pha l ng.  Nói chung áp

ư ệ ể ấ ấ ấ su t thao tác tăng thì hi u su t chuy n hoá tăng. Nh ng áp su t thao tác không

ể ạ ấ ở ớ ế ạ ứ ế th  tăng vô h n, b i su t sau khi đã tăng t ấ ị i m c nh t đ nh n u l i tăng ti p thì

ể ệ ấ ặ ấ ể hi u su t chuy n hoá tăng không đáng k . M t khác khi tăng áp su t thì tiêu hao

ố ớ ự ấ ộ ổ ợ ế ấ đ ng l c cũng tăng lên và yêu c u k t c u đ i v i tháp t ng h p cũng cao. Vì

ệ ự ậ ấ ọ ượ ấ ủ ỗ ấ ằ v y vi c l a  ch n áp su t thao tác đ ợ   c l y theo áp su t cân b ng c a h n h p

ở ỉ ứ ẩ ơ đ nh tháp làm chu n và cao h n 20% t c là 196 ÷ 200 at

2.2 Nhi ệ ộ t đ :

ệ ộ ố ộ ả ứ ằ ố ổ ợ ổ ợ Nhi t đ  tháp t ng h p tăng cao, thì t c đ  ph n  ng t ng h p tăng, h ng s  cân

ả ứ ủ ủ ằ ướ ớ ệ ể ấ b ng c a ph n  ng c a cacbamat thoát n c l n, hi u su t  chuy n hoá tăng.

ư ố ị ư ệ ầ ệ ộ Nh ng khi thành ph n nguyên li u đ a c  đ nh thì nhi ế   t đ  cũng tăng lên đ n

ấ ị ể ấ ộ ố ệ ạ ệ m t nh t đ nh cho hi u su t chuy n hoá t ự i đa sau đó s  chuy n hoá l ả   i gi m

ủ ế ề ố ệ ộ ố ộ ớ xu ng. Đi u ch  y u là khi nhi t đ  tăng thì t c đ  ăn mòn l p lót bên trong

ự ả ợ ổ ưở ệ ộ ế ố ộ tháp t ng h p cũng tăng, s   nh h ủ ng c a nhi ậ ệ   t đ  đ n t c đ  ăn mòn v t li u

ấ ượ ệ ộ ủ ớ ẽ ố ộ là r t rõ rang, khi v t  quá nhi t đ  nào đó t c đ  ăn mòn c a l p lót s  tăng

ọ ệ ộ ủ ả ổ ộ ị ự ự nhanh. S  l a ch n nhi ủ   ấ t đ  c a tháp t ng h p là  l y kh  năng ch u ăn mòn c a

ậ ệ ố ả ứ ể ậ ố ộ v t li u làm nhân t chính ngoài t c đ  ph n  ng đ  xem  xét. Vì v y chúng ta

0C.

ọ ệ ộ ả ch n nhi t đ  kho ng 188 ÷ 190

3 : CO2

ỷ ệ 2.3. T  l NH

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

13

ế ế

ấ

ồ

ố

ề

ệ t nghi p ­Thi ề

Đ  án t ế

ệ ệ Xét v  lý thuy t trong đi u ki n nh t đ nh thì t

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê  ớ ỷ ệ ấ ị  l

NH ấ   3 : CO2 l n thì hi u su t

ể ượ ế ỷ ệ ạ chuy n hoá cao và l ng Urê t o ra cũng cao.N u t l NH ớ   3 : CO2  l n quá làm

ừ ệ ờ ạ ẽ ẫ ệ ế ắ ậ cho   th i   gian   v t   li u   d ng   l ấ   i   trong   tháp   ruát   ng n   s   d n   đ n   hi u   su t

ủ ẽ ể ấ ả ị ằ chuy n hoá gi m đi, còn áp su t cân b ng c a dung d ch trong tháp s  tăng cao

ệ ố ệ ự ồ ồ ề ớ khi NH3:CO2 l n quá làm cho h  th ng thu h i c ng k nh. Vi c l a ch n t ọ ỷ ệ l

ế ự ằ ả ấ ủ NH#:CO2 còn ph i tính đ n s  cân b ng nhi ệ ở t nhi ệ ộ ố t đ  t ổ   t nh t c a tháp t ng

3/CO2  = 4 ÷ 5, khi có

ự ế ả ấ ườ ườ ọ ỷ ệ ợ h p. Th c t s n xu t ng i ta th ng ch n t l NH

3 d   s  s m xu t d ch l ng và gi m kh  năng t o Biure.

ề ượ ư ẽ ớ ấ ị ạ ả ả ỏ nhi u l ng  NH

2.4. T  l Hỷ ệ 2O : CO2

ệ ụ ẽ ố ố ớ ổ Vi c tăng t ỷ ệ 2O : CO2 s  có tác d ng không t H l ợ   ả ứ t đ i v i ph n  ng t ng h p

ề ọ ợ ạ ướ ỏ ằ Urê, xét v  cân b ng hoá h c thì có l ả ứ i cho ph n  ng lo i n c kh i cacbamat

ể ạ ạ ợ ế ệ ỷ ệ ộ ủ đ  t o thành Urê, mà l i có l i cho vi c thu  phân Urê. N u nhi t đ  c a tháp

0C thì t

ợ ở ứ ể ệ ấ ổ t ng h p 188 Hỷ ệ 2O : CO2 c  tăng lên 0,1 thì hi u su t chuy n hoá s l ẽ

ư ậ ả ứ ế ỷ ệ ư ả ấ ẫ gi m đi 1%, nh  v y làm cho ch t ch a ph n  ng tăng lên, d n đ n t l đó

ỷ ệ ư ệ ể ệ ấ ả trong nguyên li u đ a vào tăng cao, hi u su t chuy n hoá càng gi m. T  l đó

ư ệ ượ ở ượ ướ ị trong nguyên li u đ a vào đ ế ị c quy t đ nh b i l ng  n c dung d ch cacbamat

ườ ư đ a  vào , và th ng l y t ấ ỷ ệ 2O : CO2 = 0,6 ÷ 0,8. H l

Ầ PH N III

Ơ Ở

Ỏ

Ợ

Ổ

Ừ

C  S  HOÁ LÝ T NG H P URÊ T  AMONIAC L NG VÀ

KHÍ CACBONIC

2 và NH3 l ng đ

ổ ừ ỏ ượ ế ạ ợ T ng h p Urê t khí CO ố   c ti n hành qua hai giai đo n n i

ế ti p nhau:

2 và NH3

ủ ụ ­ Tác d ng c a CO

ế ế ấ ả ẩ ổ ợ ị ả   ­ Ch ng c t s n ph m t ng h p và ch  bi n dung d ch Urê thành s n

ư ph m.ẩ

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

14

ố

ồ

ế ế

ấ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t ợ

ệ t nghi p ­Thi ả ứ

ế ế ữ ả ầ ổ ị ậ Khi t ng h p Urê nh ng ph n  ng thu n ngh ch x y ra k  ti p nhau, đ u tiên

ượ thu đ c amoni cacbamat

2NH3 + CO2    NH2COONH4 + 38 kcal

ả ướ Sau đó, amoni cacbamat gi i phóng n ể c và chuy n thành Urê

NH2COONH4  (NH2)2CO + H2O – 6,8 kcal

ủ ế ớ ự ạ Quá trình ti n hành v i s  t o thành c a hai pha:

3, CO2 và h i n

ồ ơ ướ ­ Pha khí g m: NH c.

ủ ồ ỏ ố ướ ả ỏ ­ Pha l ng g m: các mu i ch y l ng c a amoni cacbamat, Urê và n c

oC,  khi cao

ỉ ề ữ ị ệ ộ ỏ ơ Urê ch  b n v ng trong dung d ch n ướ ở c nhi t đ  nh  h n 80

ệ ộ ẽ ị ể ơ h n nhi t đ  này Urê s  b  hydrat hóa và chuy n thành amoni cacbamat

(NH2)2CO + H2O  NH2COONH4 – Q

ư ị ể ầ ị Trong dung d ch loãng thì amoni cacbamat h u nh  b  chuy n hoàn toàn

(cid:0) ệ ộ ủ ấ ả thành cacbonat. Nhi t đ  nóng ch y c a cacbamat nguyên ch t là 152 155oC.

ặ ệ ộ ả ủ ả ố Khi có m t các mu i cacbonat thì nhi t đ  nóng ch y c a cacbamat gi m

152

0( C)

140

Amonicacbamat

100

60

(NH4)2CO3.2NH4HCO3

20

0

Amonicabonat

0

20

40

60

80

100

( %KL)

4NH COONH2

ả ủ ệ 2O – NH2COONH4 ồ Hình 1. Gi n đ  tan c a h  H

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

15

ồ

ố

ế ế

ấ

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t ượ ạ

ắ Urê đ

ướ ấ ậ ả ở   c t o thành ch  trong pha l ng, b i vì  amoni cacbamat r n khi đun c r t ch m. ỏ i phóng n ỉ nóng gi

Hình 2. Gi n đ  tr ng thái c a h  Urê – amoni cacbamat – amoniac

Z

3NH D

90

10

20

80

30

70

40

60

50

50

40

60 0

119

0 120

30 C 800

E

90

1000

(NH2) CO

M

4

2

NH COONH 2

X

A

Y

40 30 20 10

90 80 70 ườ

ủ ệ ồ ạ ả

2)2CO, NH2COONH4 và NH3. Đ ngồ

ớ ạ ế Trên đó gi i h n tr ng k t tinh (NH

ấ ỏ ấ ử ự ớ ờ ồ ể th i khu v c phân l p, trong đó g m hai ch t l ng ba c u t ầ   , đi m thành ph n

ấ ỏ ủ ể ấ ườ ứ ủ c a các ch t l ng  y trên giao đi m c a đ ẳ ng đ ng nhi ệ ươ t, t ớ   ng  ng v i

ớ ạ ả ồ ớ ườ ườ đ ng cong gi i h n khu phân l p. Gi n đ  chia làm 3 tr ế ỉ ng k t t nh đ ượ   c

ớ ạ ườ ể ườ ớ ạ gi ở i h n b i các đ ng EC, ED, EA. Các đi m trên đ ng cong gi ữ   i h n gi a

ườ ủ ế ễ ể ầ ị các tr ng k t tinh, bi u di n thành ph n dung d ch bão hòa c a hai mu i t ố ươ   ng

ứ ủ ể ễ ể ầ ố ớ ị ng. Đi m E bi u di n thành ph n dung d ch bão hòa c a 3 mu i. V i quá trình

ả ỏ ự ể ấ ố ợ ọ ổ t ng h p Urê khu v c có mu i cacbamat ch y l ng là quan tr ng nh t. Đi m M

2)2CO và 66% NH2COONH4 v i nhi

ở ồ ứ ả ớ ớ ệ ộ trên gi n đ   ng v i 34% (NH t đ  nóng

0C, n u thêm NH

ả ủ ỗ ợ ế ỗ ỏ ợ ch y c a h n h p là 120 ầ ủ   3 l ng vào h n h p thì thành ph n c a

2)2CO   :

ế ẽ ổ ườ ỷ ố ấ ử ữ nó   s   bi n   đ i   theo   đ ng   MZ,   khi   đó   t s     gi a   hai   c u   t (NH

3 tăng s  làm gi m nhi

ổ ượ ẽ ả ệ ộ NH2COONH4 là không đ i, còn l ng NH ả   t đ  nóng ch y

ủ ộ ỏ ủ ủ c a   cacbamat,   làm   tăng   vùng   l ng   c a   amoni   cacbamat.   Đ   tan   c a   amoni

ư ủ ể ặ ộ cacbamat trong NH3 là không đáng k . Nh ng khi có m t Urê thì đ  tan c a nó

ề ổ ợ ọ tăng khá nhanh, đi u đó cũng có ý nghĩa quan tr ng trong quá trình t ng h p Urê.

ư ậ ệ ượ ẽ ổ ợ Nh  v y, vi c tăng l ng ammoniac cho quá trình t ng h p Urê s  thúc đ y s ẩ ự

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

16

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ả ỏ ủ ượ ệ ỏ ch y l ng c a cacbamat amon, nghĩa là tăng l ấ   ng pha l ng và do đó hi u su t

ợ ẽ ổ t ng h p s  tăng.

ổ

ợ

ằ

ả ứ 1. Cân b ng ph n  ng t ng h p Urê

ơ ở ổ ợ ượ ế ỏ ả ứ Theo c  s  trên, ph n  ng t ng h p Urê đ ớ   c ti n hành trong pha l ng v i

ả ứ ấ ả ướ ủ ợ h p ch t trung gian là amoni cacbamat. Ph n  ng gi i phóng n c c a amoni

ế ị ủ ậ ấ ạ ố ộ cacbamat (giai đo n II c a quá trình) là ch m nh t, quy t đ nh t c đ  toàn b ộ

quá trình

NH2COONH4  (NH2)2CO + H2O – Q

[(

]

ả ứ ủ ằ ằ ố H ng s  cân b ng c a ph n  ng:

) 22 NH

OHxCO [] COONH

NH [

2 ]

2

4

K =

2COONH4

ả ử ầ Gi s  ban đ u có 1 mol NH

ằ ượ ể ạ Khi cân b ng có x mol Cacbamat đ c chuy n hoá thành Urê, thì t ờ   i th i

ể ằ đi m cân b ng:

NH2COONH4                    1 ­  x   (mol)

(NH2)2CO                              x      (mol)

H2O                                      x      (mol)

x

x

*

ố ổ T ng s  mol      :                 1 + x   (mol)

x

1

K n

(cid:0) (cid:0) (cid:0) ằ ằ ố H ng s  cân b ng: (cid:0)

1 x x

x 1 1

(cid:0)

ả ứ ứ ự ệ ể ằ ằ ố ỉ     Bi u th c tính h ng s  cân b ng ch  đúng khi ph n  ng th c hi n đúng theo

3/CO2 = 2. Còn khi

ả ứ ủ ầ ỷ ố ệ ố ỷ ượ h  s  t l ng c a ph n  ng ban đ u. Nghĩa là t s  mol NH

20 đ a vào thì công th c trên không còn phù h p. N u

ượ ư ư ứ ế ợ có l ng d  Amoniac và H

ổ xét t ng quát quá trình:

2NH3   +  CO2         (NH2)2CO  + H2O   + Q

ằ ằ ố          H ng s  cân b ng :

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

17

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

(NH

2

K (cid:0)

OHxCO 2

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

22 ) NH

COx

3

2

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

2 đ a vào là       1 mol

ả ử ư Gi s  CO

ư NH3 đ a vào là       a mol  ( a ≥ 1)

ư H2O đ a vào là       b mol

2 đ

ể ằ ạ ờ ượ ể T i th i đi m cân b ng có x mol CO c chuy n hoá thành Urê khi đó thành

ầ ủ ph n c a các c u t ấ ử :

CO2                 1 –  x     mol

(NH2)2CO            x    mol

H2O              b +  x   mol

NH3                a  ­  2x   mol

:

ằ ằ ố ượ Khi đó h ng s  cân b ng đ c tính

*

(cid:0)

x

1

1

K

*

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

x ba x a 2 xba

bx xba x b ba

x

1

1

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

ệ ở ề ự ự ứ ề ệ ệ ợ Công th c này phù h p cho đi u ki n th c nghi m, khi th c hi n đi u

0C và nó đúng trong tr

ệ ệ ộ ườ ợ ư ớ ắ ki n nhi t đ  ≤ 190 ng h p d  Amoniac không l n l m

ượ ự ế ẽ ư ệ khi tăng l ự ng d  ammoniac thí s  chênh l ch trong th c t s  tăng lên.

ợ

ổ

ộ

ọ

2. Đ ng h c quá trình t ng h p Urê

3 l ng và khí CO

2 g m 2 giai

ư ạ ừ ỏ ồ Nh  trên đã trình bày, quá trình t o Urê t NH

đo n:ạ

ả ứ ạ ạ ­ Giai đo n 1: ph n  ng t o amoni cacbamat

2NH3 + CO2  NH2COONH4 + Q1       (1)

ủ ạ ạ ­ Giai đo n 2: phân h y amoni cacbamat t o Urê

NH2COONH4  NH2CONH2 + Q2       (2)

ứ ườ ế ị ạ ậ ấ ạ ố   i ta nh n th y giai đo n 2 là giai đo n quy t đ nh t c

Qua nghiên c u ng ả ứ ộ đ  ph n  ng.

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

18

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ệ t nghi p ­Thi ả ứ ố ủ

ậ ủ ằ ố ố ộ ằ G i kọ 1 là h ng s  c a ph n  ng thu n c a (2) và k ả   2 là h ng s  t c đ  ph n

ứ ủ ị ng ngh ch  c a (2).

2

ươ ố ộ ủ ả ứ Ph ng trình t c đ  c a ph n  ng (2) :

a x

k

x

(

)

= (cid:0) k 1

2

dx dt

- - (cid:0)

ồ ộ ầ Trong đó a – n ng đ  amoni cacbamat ban đ u

ả ứ ồ ộ x – n ng đ  amoni cacbamat sau ph n  ng

ả ứ ờ t – th i gian ph n  ng

ượ ớ ượ ụ ẽ ỗ ợ ướ L ư ng d  NH ả ứ 3 trong h n h p ph n  ng s  tác d ng v i l ng n c sinh

ẽ ả ấ ạ ả ứ ệ ẽ ố ộ ị ra, nên t c đ  ph n  ng ngh ch s  gi m và hi u su t t o thành Urê s  tăng. Do

x

'

ươ ố ộ ả ứ đó, ph ng trình t c đ  ph n  ng là:

a x

k

x x

(

)

= (cid:0) k 1

2

d dt

- - (cid:0) (cid:0)

2O.

ệ ố ủ ạ v i xớ ’ là h  s  ho t tính c a H

ế ố ả

ưở

ợ

ổ

ế

3. Các y u t

nh h

ng đ n quá trình t ng h p.

Ả

ưở

ủ

ấ

3.1.  nh h

ng c a áp su t:

ế ố ộ ậ ả ấ ổ ợ ộ Trong quá trình t ng h p Urê áp su t không ph i là m t bi n s  đ c l p mà nó

ụ ệ ộ ầ ư ệ ầ ộ ph  thu c  vào nhi t đ  và thành ph n nguyên li u ban đ u đ a vào tháp

ấ ơ ả ượ ợ ổ Amoni cacbamat có áp su t h i cao, do đó mà t ng h p Urê ph i đ ự   c th c

(cid:0) ướ ấ ớ ế ấ ằ ấ ơ ệ hi n d i áp su t l n P = 200 300 atm.N u th p h n áp su t cân b ng không

3 thoát ra làm Amoniac d  trong pha l ng gi m th p đ ng th i có

ữ ư ấ ả ờ ồ ỏ nh ng làm NH

ả ị ả ấ kh  năng làm cho cacbamat amon b  phân gi ả ừ i t ể   ệ  đó làm gi m hi u su t chuy n

hoá CO2

ả ỏ ấ ơ ượ ệ ằ Hình 3: Áp su t h i cân b ng trên Urê ch y l ng, thu đ c khi quan h  theo

3 : CO2 = 2

ỷ ệ t  l NH

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

19

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

500

( C)0

2

3

400

300

1

4

200

100

0

(atm)

100

150

200

250

ả ỏ ấ ơ ụ ộ ỉ ệ ộ Áp su t h i trên Urê ch y l ng ph  thu c không ch  vào nhi ả   t đ  ch y

3 và CO2  trong h n h p đ u. Nó s  tăng

ệ ữ ấ ử ả ẽ ầ ỗ ợ ỏ l ng, mà còn c  quan h  gi a c u t NH

ế ộ ượ ầ ỗ ượ đ t bi n khi tăng hàm l ng CO ợ 2 trong h n h p ban đ u v t qua tính toán lý

ư ế ệ ế ẫ ạ ấ thuy t. Còn khi d  NH ư ế 3 không d n đ n vi c tăng áp su t m nh nh  th .

ộ ạ ầ ố T c đ  t o thành amoni cacbamat tăng lên g n nh  t ư ỷ ệ ớ  l v i bình ph ươ   ng

ấ Ở ể ấ ệ ộ ệ ạ ủ c a áp su t. áp su t khí quy n và nhi t đ  không cao vi c t o thành amoni

oC thì ph n  ng x y ra t c ứ

ế ấ ậ ở ả ứ ả cacbamat ti n hành r t ch m, còn 100 atm và 150

th i.ờ

ặ ươ ổ ợ ổ M t khác theo ph ng trình t ng quát t ng h p Urê:

2NH3       +       CO2   (NH2)2CO  + H2O + Q

ả ệ ể ể ả ị ả ứ Đây là ph n  ng to  nhi t gi m th  tích nên theo nguyên lý chuy n d ch cân

ậ ạ ả ứ ề ấ ằ ả b ng thì khi áp su t tăng thì ph n  ng x y ra theo chi u thu n t o thành Urê nh ư

ẽ ể ệ ấ ậ v y hi u su t chuy n hoá s  tăng.

ả ớ ể ả ả ấ ổ ợ ơ   Đ  đ m b o cho quá trình t ng h p Urê thì áp su t  trong tháp ph i l n h n

ề ặ ả ỏ ấ ủ ấ ằ áp su t cân b ng trên b  m t Amoni Cacbamat ch y l ng. Áp su t c a Amoni

ả ỏ ụ ộ Cacbamat ch y l ng ph  thu c vào nhi ệ ộ t đ :

t     (0C)             77,6     98,5    114,5    130,2     152       183        197

Ph i ơ (atm)           2,98     8,42     18,7      38,4       83,3    150,4      259,9

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

20

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ệ t nghi p ­Thi ể ấ

ế ạ ạ ế ị ẽ ố   t b  s  t n

Tuy nhiên áp su t không th  tăng vô h n vì khi đo ch  t o thi ợ ườ ọ ấ ổ ng ch n áp su t t ng h p là 200at kém nên th

ưở

Ả 3.2.  nh h

ủ ng c a nhi

ệ ộ t đ

ặ ượ ạ ừ ư M c dù Urê đ c t o thành t ả ỏ  amoni cacbamat ch y l ng, nh ng quá trình

ấ ế ở ệ ấ ộ ơ ệ ủ ả ộ y   l ạ ượ i   đ c  ti n   hành nhi t   đ   th p   h n  nhi ỏ t   đ   ch y   l ng   c a   amoni

ẽ ả ạ ở ệ cacbamat s ch, b i vì tùy theo vi c đun nóng amoni cacbamat s  gi i phóng

ạ ượ ướ ạ ấ ẽ ệ ộ ướ n c và t o thành Urê. Chính l ng n c đó s  làm h  th p nhi ả   t đ  nóng ch y

ệ ộ ủ ả ả ủ c a amoni cacbamat. Nhi ấ   t đ  nóng ch y c a amoni cacbamat cũng gi m r t

ặ nhanh khi có m t Urê.

ặ ướ ụ ủ ướ ộ ộ ậ M t khác d i tác d ng c a n ể   c m t b  ph n cacbamat cũng chuy n

ữ ạ ấ thành amoni cacbonat và sau đó t o thành Bi cacbonat, nh ng ch t đó cũng làm

ạ ấ ệ ộ ả ỏ h  th p nhi ủ t đ  ch y l ng c a amoni cacbamat.

2COONH4 – (NH2)2CO

(NH2) CO

( C)0

152

2

140

132

120

110

100

98

0

20

40

60

80

100

ủ ệ ả ồ ả ỏ Hình 4: Gi n đ  ch y l ng c a h  NH

ị ả 2COONH4 b  gi m r t nhanh

ặ ả ủ ồ ồ ấ 2)2CO. H n h p eutectic g m 51% NH ấ 2COONH4 và 49%

ệ ộ t đ  nóng ch y c a NH ợ oC.  ở ệ ộ ấ ả ứ ả ố ộ ả        Trên gi n đ  th y nhi ỗ khi có m t (NH ị ả ỏ ở  98 (NH2)2CO b  ch y l ng  ả ứ ệ ự Khi th c hi n ph n  ng nhi ậ   t đ  th p thì t c đ  ph n  ng x y ra ch m

ự ủ ả ứ ả ả ộ ổ ợ ả   ể ả ơ h n, đ ng l c c a ph n  ng gi m. Đ  đ m b o cho quá trình t ng h p thì ph i

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

21

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ệ t nghi p ­Thi ố

ữ ệ ộ ủ ớ ơ ệ ộ ủ luôn gi nhi ả ứ t đ  c a kh i ph n  ng l n h n nhi ả t đ  nóng ch y c a amoni

(cid:0) ậ ổ ợ ở ể ả ả cacbamat. Do v y khi t ng h p Urê nhi ệ ộ ừ t đ  t 180 200oC đ  đ m b o hi u ệ

ả ứ ự ấ ả ằ ộ ưở ế su t ph n  ng, cân b ng và đ ng l c quá trình mà không  nh h ng đ n ăn mòn

thi ế ị t b .

ưở

ủ ộ ứ ầ

Ả 3.3.  nh h

ng c a đ  ch a đ y

ộ ứ ầ ượ ộ ơ ị ể ứ ệ Đ  ch a đ y là l ng nguyên li u ch a trong m t đ n v  th  tích thi ế ị g   t b

w

g =

(g/cm3)

v

w

(g/cm3) trong đó

ượ ứ ệ ­ l ng nguyên li u ch a trong tháp (g)

3)

ế ị ể v – th  tích thi ả ứ t b  ph n  ng (cm

(Kg/cm )2

T

T

T

3

2

1

500

300

100

3

(g/m )

10

0,5

50

Hình 5

ộ ứ ầ ớ ể ượ ể ệ ấ Đ  ch a đ y l n thì hi u su t chuy n hóa Urê cao (không k  l

3 dư  ng NH g  tăng thì

ộ ứ ầ ớ ề ấ ằ ớ nhi u hay ít). Đ  ch a đ y l n thì áp su t cân b ng cũng l n theo. Khi

ấ ử ủ ể ầ ẽ ẽ ỏ thành ph n th  tích c a các c u t ẩ    trong pha l ng s  tăng, do đó s  thúc đ y

ả ứ ạ ph n  ng t o thành Urê.

ệ ữ

ờ 3.4. Quan h  gi a th i gian đun nóng và nhi

ệ ộ ớ ố ộ ạ   t đ  v i t c đ  t o

ấ

ệ thành Urê, hi u su t Urê:

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

22

ố

ồ

ế ế

ấ

ệ t nghi p ­Thi

Đ  án t ộ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê  ử

ờ ự ụ ệ ấ ở S  ph  thu c hi u su t Urê vào th i gian kh  amoni cacbamat các nhi ệ   t

0,6

0

0

200

160

0,5

0

155

0

0,4

180

0,3

0

145

0,2

0

140

0,1

0

20 40 60

2

4

3

5

ộ ượ ở đ  khác nhau, đ ỉ c ch  ra hình 6.

ệ ộ ấ ệ T c đ  t o thành Urê và hi u su t Urê càng cao khi nhi

ệ

ớ t đ  càng l n. Cao  ờ ị ả ấ ứ ộ ả ứ

ẽ ề ạ

ữ ế ị ế ạ ố ộ ạ oC các đ ự ạ ơ ườ h n 180 ng cong hi u su t đi qua c c đ i, nghĩa là kéo dài th i gian  ể ợ ỗ đun nóng h n h p ph n  ng thì m c đ  chuy n cacbamat thành Urê b  gi m.  ụ ế ả ứ ả ượ c gi Đi u đó đ i thích do nh ng ph n  ng ph  ti n hành m nh m . Ngoài ra  trên 200oC vi c ăn mòn thi ẽ ệ t b  ti n hành m nh m .

ưở

ủ ướ

ợ

ổ

Ả 3.5.  nh h

ng c a n

c sinh ra trong quá trình t ng h p

ướ ạ ở ắ ầ ứ ẽ ể ộ N c t o thành lúc b t đ u quá trình s  làm tăng m c đ  chuy n hóa

ự ề ệ ệ ấ ạ ỏ ở amoni cacbamat thành Urê b i vì nó t o đi u ki n cho s  xu t hi n pha l ng.

ứ ộ ỹ ướ ư ủ ị ậ ả ứ ạ ằ Nh ng t y theo m c đ  tích lu  n c mà ph n  ng b  ch m l i. Cân b ng đ ượ   c

ệ ậ ượ ướ ề ẽ ả ưở xác l p thì vi c tăng l ng n c v  sau  s   nh h ng ng ượ ạ c l i quá trình.

Hình 7 :

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

23

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

) 44 % e r U

t

40

Ê u s

36

i

u Ö H

(

32

28

24

20

0

0,2

0,6

0,8

0,4

1

1,2

ướ ượ        L

ượ ớ ượ ạ ng n c sinh thành đ ụ c tác d ng v i l ư ng amoniac d  và t o thành

ế ụ ả ệ ạ ằ ỡ ị NH4OH và do đó cân b ng b  phá v  và vi c t o thành Urê ti p t c x y ra. Tuy

4OH nên t

ậ ấ ả ệ ạ v y, do vi c t o thành NH ỷ ệ  l NH ằ   ệ 3/CO2 gi m và hi u su t cân b ng

ữ ụ ả ầ ộ ộ gi m. M t nguyên nhân n a là do m t ph n amon cacbamat tác d ng v i n ớ ướ   c

ụ ẩ ạ ả t o s n ph m ph  amoni cacbonat và Bi­cacbonat.

ưở

ế

ệ

ấ

Ả 3.6.  nh h

ủ ng c a CO

2 đ n hi u su t Urê

ượ ư ầ ả ưở ư ế ệ ấ L ng CO ư 2 d  h u nh  không  nh h ồ   ng đ n hi u su t Urê, nh ng n ng

ộ ủ ầ ạ ấ ớ ộ ồ đ  c a nó trong khí ban đ u l i có ý nghĩa r t l n. N ng đ  càng cao thì m c đ ứ ộ

) 60 %

(

50

40

30

(atm)

140

210

280

ể ớ chuy n hóa càng l n.

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

24

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ưở

ủ ượ

ư ế

ấ

Ả 3.7.  nh h

ng c a l

ng NH

ệ 3 d  đ n hi u su t Urê

3 d  trong

Ả ưở ấ ố ớ ệ ấ ớ ượ ư nh h ệ ng l n nh t đ i v i vi c tăng hi u su t Urê là l ng NH

ớ ượ ầ ỗ ợ ư ế ả h n h p ban đ u v i l ụ   ng tính toán lý thuy t. Amoniac d  làm gi m tác d ng

ạ ủ ướ ư có h i c a n c tách ra trong quá trình. Ngoài ra NH ả 3 d  làm gi m ăn mòn thi ế   t

b .ị

3 đ n hi u su t cân b ng c a Urê đ

Ả ưở ủ ế ệ ằ ấ ượ ể ệ ở nh h ủ ng c a NH c th  hi n hình

Hình 9

)

80

% e r U

t

Ê u s

70

i

u Ö H

(

60

50

4

5

2

3

6

NH3 :CO2

9

ấ ổ ợ ớ ng NH

ượ ư ị ấ

ế ả ị ể ệ 3 d  quá l n, khi đó hi u su t t ng h p Urê s ứ ư 3 d  nhi u làm cho đ nh m c tiêu hao tăng và làm năng su t thi ưở ầ 3/CO2  ban đ u có  nh h  NH ẽ  ế   t ứ   ng đ n đ nh m c tiêu hao năng

ổ ợ ượ ậ Tuy v y không th  tăng l ề ả gi m, l ng NH ỷ ệ ị ả b  gi m. T  l ượ l ng trong quá trình t ng h p Urê.

3/CO2 = (4,5  (cid:0)

ệ ườ Qua th c nghi m, ng ấ ằ i ta th y r ng t ỷ ệ  l mol NH 5) : 1 là

ự ấ ợ thích h p nh t.

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

25

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

26

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Ệ Ổ

Ợ

Ầ

Ề

PH N IV. ĐI U KI N T NG H P URÊ

TRONG CÔNG NGHI PỆ

ợ ổ ệ ề ầ Quá trình t ng h p Urê trong công nghi p yêu c u v  ch t l

ệ

ưở ự ế ế ả

ấ ầ ợ

ấ ổ ế ưở ự ả ả ng tr c ti p đ n ch t l

2S trong khí nguyên li u ệ (cid:0)

ượ li u: khí CO ệ ế nguyên li u có  nh h ộ ệ thành Urê. Đ  thu n mà th p thì hi u su t t ng h p Urê th p. Trong CO ượ l ng nh  H ầ yêu c u hàm l ấ ượ ng nguyên   ộ (cid:0) ộ (cid:0) ầ ủ   ộ ồ ồ ỏ  99%. Đ  thu n c a 2 có n ng đ    98% và NH3 l ng có n ng đ   ấ ạ   ệ ổ ợ ng tr c ti p đ n quá trình t ng h p, đ n hi u su t t o 2 có m tộ   ấ ế ẩ ấ ượ   ng s n ph m. Do đó,  5 mg/Nm3 khí. ỏ 2S, khí này  nh h ng H

ể ả ỗ

ố ề ặ ả ứ

ộ Trong quá trình t ng h p Urê, đ  gi m t c đ  ăn mòn thi ế ị ạ ớ i ta t o m t l p oxit trên b  m t thi ớ ệ ườ ợ   ế ị t b  do h n h p ằ t b . T o l p oxit b ng cách   2  b ngằ   ượ ng O ng khí  nguyên li u v i hàm  l (cid:0) ả ườ ph n  ng, ng ộ ượ ư đ a vào m t l kho ng 0,5 ổ ạ ng O ể  1% th  tích CO ợ ộ ớ 2  theo  đ 2.

ấ ả ầ ượ S n xu t Urê b ng ph ng pháp tu n hoàn l ng toàn b , thì l

ỏ ổ ổ ượ ộ ướ ư ng n ướ   c ng n   c đ a vào tháp (cid:0) ỷ ệ ư đ a vào tháp t ng h p cùng v i dung d ch amoni. T ng l ợ ổ t ng h p là 6 ươ ớ ị ố ệ ư  ph i li u đ a vào tháp: ằ ợ  13%. T  l

NH3 : CO2 : H2O = (4,5  (cid:0) 5) : 1 : (0,5  (cid:0) 1)

ề

ệ ệ ị ợ ượ ng nhi t. L t này đ ấ ệ ộ t đ  cao và áp su t cao. Quá trình ượ t cho d ch ể c dùng đ  gia nhi

ầ ệ ệ ổ Đi u ki n công ngh  t ng h p Urê là nhi ệ phát sinh là phát sinh nhi ợ ạ tu n hoàn l ổ i tháp t ng h p.

(cid:0) ệ ộ ổ ợ

ề Trong quá trình t ng h p nhi ng nhi u đ n quá trình t ng h p cân b ng, t c đ  ph n  ng, ăn mòn thi

ố ớ ố ế ả ệ ộ t đ  kho ng 180  ằ ợ ệ ở ệ ộ t đ  làm vi c 200oC. Nhi ả ứ ố ộ ợ ệ ộ  nhi ả   t đ  có  nh ế   t ừ   t đ  thích h p đ i v i th ng

ươ ưở ổ ế h ị b … Do đó c n kh ng ch  nhi ả ph ầ ấ ng pháp s n xu t

ờ ư ạ ủ ợ ở ề ả ứ (cid:0) ả ệ   ợ ổ  đi u ki n ứ ộ    60 phút, đ m b o m c đ  chuy n hóa amoni ỗ  45

i c a h n h p ph n  ng trong tháp t ng h p  ể ả ả ứ ế ạ ớ Th i gian l u l 200 atm và 190oC kho ng t ừ ụ ấ cacbamat thành Urê l n nh t và h n ch  phân  ng ph .

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

27

ố

ồ

ế ế

ấ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t Ầ

Ề Ả

ệ t nghi p ­Thi Ế Ỏ

PH N V. THUY T MINH DÂY CHUY N S N XU T URÊ Ừ T  AMONIAC L NG VÀ CACBON DIOXIT KHÍ B NG

ƯƠ

Ỏ

Ầ

Ấ Ằ Ộ

PH

NG PHÁP TU N HOÀN L NG TOÀN B

(cid:0) (cid:0) ỏ ấ ượ ư NH3 l ng có áp su t 19,5 c đ a vào b ệ ộ ừ t đ  t 30oC đ 20

ấ ồ ứ

ữ ằ ứ ề ả

(cid:0) ồ ư ệ ổ ợ ộ   20,0 at, nhi ể ạ 3 (11), thùng ch aứ   ạ ọ ơ ọ l c c  h c (3) đ  lo i nh ng t p ch t r i vào thùng ch a NH ệ ị ừ    m c d ch di n b ng kho ng 2/3 chi u cao thùng. T  thùng ch a này, luôn gi ơ ế ấ 3 piston cao áp (14) nâng áp su t lên 200 at, đi qua NH3 đ c d n đ n b m NH    50oC r i đ a vào tháp t ng h p (7). ệ ộ ế ị t (5), nâng nhi thi ữ ứ ẫ ượ t b  gia nhi t đ  lên 45

2  (cid:0)

ấ ượ (cid:0) 98%, H2S   (cid:0) ướ

40oC. Khí CO2 tr ế ồ ể c b  sung m t l ư ng nh  sau:   CO ệ ộ ừ t đ  t  30  ố ng không khí đ  kh ng ch  n ng đ  O

Khí CO2  có ch t l  600 mmH2O, nhi ổ ộ ượ ượ ạ c nén qua các đo n I, II và III nâng lên áp su t P = 33,6 at, đ

2S (2), ra tháp kh  đ m b o hàm l

2S  (cid:0)

ử ả ử ả ấ ượ ng H

ệ ộ ấ ư ạ ấ 20 mg/Nm3, áp su tấ   c khi vào máy nén (1)   ộ 2/CO2 = 0,5% thể  ư   ượ c đ a  5 mg/Nm3 ti pế   ỉ  t đ  x p x

ư ổ ợ 300  (cid:0) ượ đ tích, đ sang tháp kh  khí H ạ ụ t c đ a vào đo n IV, đo n V nâng áp su t khí lên 200 at và nhi 110oC, đ a sang tháp t ng h p.

ổ ả ở ề ợ ạ (cid:0) (cid:0) ệ ộ T i tháp t ng h p x y ra ph n  ng t ng h p t o Urê,  ệ ể ờ (cid:0) 68%, th i gian l u l ỏ ợ  190oC. Hi u su t chuy n hóa là 65   45

ế ư ả ứ ấ ụ ả  60 phút tùy theo ph  t ướ ự 3 t (cid:0) ư ố ệ  đi u ki n P = 200   ư ạ   i ổ   ị i. Dung d ch ra kh i tháp t ng ấ   ả t l u gi m áp su t c, qua van ti oC đ a vào thi ệ   ư ế ị t b  ch ng luy n do và n ả t đ  kho ng 120

17 at, nhi ượ Ở ổ ạ t đ  188  at và nhi ệ ừ ủ c a nguyên li u t ồ ợ h p (4) g m có Urê, cacbamat, NH ệ ộ xu ng còn 16,5   ấ c p I (6).  c phân ly thành 2 pha: đây đ

ầ ệ ­Ph n khí đ

ượ ơ ỏ ượ ư ế ị ặ ấ ầ t cho ph n d ượ ư c đ a đi gia nhi t b  cô đ c c p I, đ c đ a vào t ế ị ướ ủ i c a thi ủ ừ  đáy c a thi t b  cô ế   t

ặ ấ ị ấ c tách ra đ đ c c p I (29). H i ra kh i thi ụ ạ b  h p th  đo n I (13).

ị ế ị ệ ồ ế ị t b  gia nhi t (7) r i đi vào thi

3

ượ ư ạ ả t b  phân ly i cacbamat amoni thành NH

ầ ­ Ph n d ch đ c đ a qua thi ả ạ đo n I (7). T i đây x y ra quá trình phân gi và CO2.

ế ị Ph n khí đ c tách ra có nhi c đ a quay tr  l

ầ ạ ả i thi ồ ợ i đo n I (6), tr  nhi ượ ư ở ạ t b  phân   ớ   ổ  tháp t ng h p sang, r i cùng v i

ở ệ ộ t đ  cao, đ ư ừ ị t cho dung d ch đ a t ặ ượ ợ ư ệ ạ gi khí tách ra ệ  đây đ a sang gia nhi t cho cô đ c đo n I (29).

ứ thi D ch ra t bi phân ly (8) đ a qua van ti (cid:0) (cid:0) ạ ệ ộ ừ t đ  t ế  3,5 at, nhi

ượ c tách ra, bay lên đ nh thi

ư  110  ỉ ồ ư ế ị ng r i đ a vào thi

ệ ằ ượ ầ

ườ ạ ầ ơ ướ ệ (cid:0) ị t b ng khí t ệ ộ ầ ớ ạ ỏ ố ơ

ế ụ ượ ư ặ ạ ồ ả   ấ ế ư ầ t l u l n th  hai, áp su t gi m  120oC đ a sang phân gi ả ư i đo n II (16).   ế ư ầ ữ   ị t l u l n n a, t b , d ch qua van ti ơ ế ị ố t b  b c h i nhanh (27). D ch   ừ  ướ ượ i đ c gia nhi ế   t đ  dung c 12,7 at tăng nhi   130oC, qua b c h i chân không (31) lo i b  ph n l n h i ơ   ặ   c đ a qua cô đ c đo n II (30), r i vào phân ly cô đ c c. D ch ti p t c đ

ở ị ố xu ng còn 2,5  Ở ầ  ph n trên khí đ ấ ấ ế ả gi m áp su t đ n áp su t th ặ ư Urê đ c đ a vào cô đ c đo n I (29), ph n d ư ch ng luy n (6) đ n, còn ph n trên dùng h i n ị d ch Urê lên 120   ị ướ n

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

28

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ố ị

ệ t nghi p ­Thi ượ ở c

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê  ạ ồ ờ

ỉ

ắ ạ ộ ế ạ  đ nh tháp có l p hai qu t gió, hút gió ng

ượ ạ ơ ố

ữ ạ ẫ ộ

ượ c băng t ợ ả ụ

ấ ế ẩ ợ ầ ạ ậ    đây đ t n ng đ  đ n 99,5% xu ng b m Urê đ m    đ nh tháp ể   i lên, đ  làm ệ ố i đ a đ n h  th ng sàng   ế   c d n đ n b  làm ộ  ể c chuy n qua b ở  ượ ư c đ a qua tr

ơ ạ đo n II, d ch Urê thu đ ơ ừ ỉ ạ ạ ư ặ đ c (34), đ a lên đ nh tháp (41). Nh  vòi phun t o h t, h t Urê r i t ề ừ ướ ở ỉ ố  d xu ng,  c chi u t ả ư ế ạ ạ l nh h t Urê, r i xu ng đáy tháp. H t Urê đ ượ ạ ợ ạ phân lo i nh ng h t không h p cách. H t Urê h p cách đ ượ ố ợ ạ  dung ch ng đóng c c, s n ph m đ l nh và phun ch t tr ỡ ph n đóng bao, x p d  và kho. Ph n h t Urê không h p cách đ ạ l ậ ứ ị i thùng ch a d ch Urê (35).

ư ư Ph n khí

t b  ng ng t ượ ế ị ầ ứ ệ ố ng d ch cô đ c đ a v  thùng ch a (46), ph n khí đ ụ ơ  h i cô c phóng

(28), (30), (32) đ a qua h  th ng các thi ặ ư ề ượ ị ả ở ở ầ ồ ượ ặ ể đ c đ  thu h i l ị ở  (45), d ch th i  không c tháo ra rãnh. đây đ

ỏ ượ ư

ụ ượ ạ ụ ằ c h p th  b ng NH ặ ế ị t b  cô đ c đo n I, đ ấ 2  đ ỏ 3  l ng t

ầ ạ ạ ơ

ợ ỏ ỉ i tháp t ng h p (4). Pha khí ra kh i đ nh tháp h p th  (13) ch  y u là NH ấ   c đ a vào đáy tháp h p ừ  thùng hoãn   ở  ư 3, hàm (cid:0) ượ

ụ ư c ng ng t ư ổ 2 ch  còn kho ng 40  ng CO  đ

ả ỉ ụ ượ ư ề c đ a v  thùng ch a (11). Khí không ng ng đ ạ ủ ế ụ ở  (12a,b,c), NH   c đ a v  h p th ị ượ ư ề ấ ở ư ượ ấ

3  ụ   (20). c h p th  tri   ể ử   ấ ủ c đ a v  đ nh c a tháp h p th  đo n I (13) đ  r a

ấ  50 ppm, khí này đ ứ ầ 3 khí g n nh  đ ượ ư ề ỉ ụ ệ ể ằ t đ  b ng d ch  ạ ụ ở ụ ầ (15) đ

ị Ph n khí sau khí ra kh i thi ạ th  đo n I (13). T i đây khí CO ư ị xung t o thành d ch cacbamat, đ a vào b m (9), nâng áp lên 200 at đ a quay tr ạ l ượ l ư ng ng t ơ khí tr  (17). T i (15), NH ấ ị Ph n d ch h p th   d ch cacbamat

ỏ ỉ ạ t b  phân gi

ụ ằ ị

Khí ra kh i đ nh thi ượ ư ớ ả ượ ạ c đ a vào h p th  đo n II  (19), b ng d ch đ ớ ế ị ấ ặ

ư ứ ị ụ ấ ỏ ả ấ

ướ ụ ấ ố ỏ   i đo n II (16), cùng v i khí ra kh i tháp ư ừ ơ  thùng c b m t   ch ng (26) đ ừ ỉ ụ ơ ủ    đ nh c a ch a d ch ng ng t  h i cô đ c (40). Khí ra kh i (19) cùng v i khí ra t ư   ườ ư ng) đ a h p th  khí không ng ng (15) (đã qua van gi m áp xu ng áp su t th vào h p th  khí cu i (21) tr ố c khi phóng không ra ngoài.

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

29

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Ầ

Ằ

Ấ

Ằ

PH N VI. TÍNH TOÁN CÂN B NG CH T VÀ CÂN B NG

NHI TỆ

ề ả ấ ấ ấ Dây chuy n s n xu t Urê năng su t 150.000 t n/năm

ừ ờ Th i gian d ng máy trong năm:

ừ ạ ờ 1. Th i gian d ng đ i tu: 30 ngày

ừ ữ ờ ỏ ử 2. Th i gian ng ng s a ch a nh : 10 ngày

ừ ấ ờ ườ 3. Th i gian ng ng b t th ng: 5 ngày

ạ ờ Th i gian ch y máy trong năm:

365 – (30 + 10 + 5) = 320 ngày

Ằ

Ậ

Ệ

A. CÂN B NG V T LI U

ề ấ ờ Tính năng su t dây chuy n trong th i gian 1 gi ờ :

150000 : (320 (cid:0) 24) = 19,531 t n/hấ

ậ ệ

ổ

ợ

ằ

I. Cân b ng v t li u cho tháp t ng h p:

ố ệ

ầ

1. Các s  li u ban đ u:

ầ ỏ Thành ph n amoniac l ng vào:

­ Amoniac:       99,5%

ướ ­ N c:            0,5%

ầ Thành ph n khí cacbon dioxit:

­ CO2 khí:        98%

­ Khí khác:      2%

3 trong dung d ch mu i amoni quay l

ượ ố ị ạ ổ ợ ng NH ố   i tháp t ng h p (% kh i

Hàm l ng): 40% ượ l

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

30

ồ

ố

ế ế

ấ

ệ t nghi p ­Thi ấ ử

ỷ ố

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê  ổ

Đ  án t T  s  mol các c u t

ợ vào tháp t ng h p:

NH3 : CO2 : H2O = 4,5 : 1 : 0,7

ố ượ ấ ấ ả ổ T n th t Urê trong quá trình s n xu t (% kh i l ng):

ư ệ ­ Khi ch ng luy n: 5%

ố ơ ặ ­ Khi b c h i cô đ c: 1% ( trong đó có 0,5% không hoàn l ạ ượ i đ c)

ế ạ ạ ­ Khi k t tinh t o h t: 1%

2. Tính toán:

ứ ộ ổ ấ ộ M c đ  t n th t toàn b  là:  5 + 1 + 1 = 7%

ổ ề ố ộ ượ Do t n th t Urê trong toàn b  dây chuy n là 7% , nên mu n thu đ c 19531

ờ ầ ạ ấ kg Urê trong 1 gi c n đ t:

19531 + 19531  (cid:0) 0,07 = 20898,17 (kg/h)

ế ế ả ứ ổ ợ ỉ ả Khi t ng h p coi trong tháp ch  x y ra các ph n  ng k  ti p sau:

2NH3 + CO2  NH2COONH4 + Q1           (1)

NH2COONH4   (NH2)2CO + H2O  ­ Q2    (2)

ủ ổ T ng c a quá trình:

2NH3 + CO2  (NH2)2CO + Q3 (3)

ệ ố ỷ ượ ươ Theo h  s  t l ng ph ng trình (3) ta có:

ượ ứ ợ L ng tiêu hao h p th c cho 20898.17 kg Urê:

(cid:0) NH3:  2 (cid:0) 17 (cid:0) 19531: 60 = 11067.566 (kg/h)

(cid:0) CO2:  44 (cid:0) 19531 : 60 = 14322.733 (kg/h)

3; CO2 và (NH2)2CO

ố ượ ử ủ Trong đó 17; 44 và 60 là kh i l ng phân t c a NH

ấ ổ ượ ấ ử ư ể ổ Do t n th t nên l ng các c u t ợ  đ a vào tháp t ng h p đ  có 20259,38 kg

Urê là:

(cid:0) NH3:  20898,17 (cid:0) 11067,566 : 19531 = 11842,199 (kg/h)

(cid:0) CO2:  20898,17 (cid:0) 14322,733 : 19531 = 15325,324 (kg/h)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

31

ố

ồ

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi ấ

ể ự ế ệ ỷ ố

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê   hi u su t chuy n hóa cacbamat thành Urê là 65% và t

s  mol nh ư

Th c t ọ đã ch n nên:

20898

17,

5,4

17

40992 ,

230

3NHm =

x 65

100 60

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) NH3: (kg/h) (cid:0)

20898

44

23577

,

230

2COm  =

17, 65

100 60

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) CO2: (kg/h) (cid:0)

20898

17.

7,0

18

6751 ,

661

OHm

2

100 60

65

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) H2O: = (kg/h) (cid:0)

ợ ổ ướ Vào tháp t ng h p ngoài CO c còn có d ch cacbamat. L ượ   ng

2, NH3  và n ố c theo d ch mu i amoni quay l

ướ ị ị ạ amoniac, cacbon dioxit và n i chu trình:

ị ọ ượ

3, CO2 và H2O trong dung d ch mu i amoni là   = 40%. Khi đó thành ph n dung d ch amoni đ

,a b   ượ   c

ầ ố ị

ư ị Ta g i  hàm l ng % NH và g . Theo s  li u ban đ u:  ầ a ố ệ xác đ nh nh  sau:

2:

(cid:0)

ượ ­ L ng CO

)

44

'

2COm = 20898,17x

1( (cid:0) 60

44 p(cid:0) 60

(cid:0) (cid:0) + 19531 x ( I­ 135 )

h ­ M c chuy n hóa amoni thành Urê

h = 0,65

ứ ể

ệ ấ ổ ố ơ ư p ­ T n th t Urê khi ch ng luy n và b c h i, tr ừ ượ  l ng không hoàn l ạ   i

c:ượ đ

p = 0,05 + 0,01 – 0,005 = 0,055

'

'

ượ L ng amoniac:

3NHm =

(cid:0) 2COm x  (cid:0)

( I – 155 )

2O:

'

'

ượ L ng H

2OHm =

(cid:0) 2COm x  (cid:0)

( I – 155 )

ị Thay các giá tr  vào ta có:

)65,01(44

44 (cid:0)

055

'

2COm = 20898,17 x

60

65,0

,0 60

(cid:0) + 19531 x = 9039,848(kg/h) (cid:0)

2  và H2O trong dung d ch amoni đ

ượ ị ượ ệ ng %  CO ự   c th c

ệ ị Vi c xác đ nh hàm l ươ ng trình hi n theo ph

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

32

ố

ấ

ệ t nghi p ­Thi b

b

ồ Đ  án t   (cid:0) + = - g a 1

ế ế g+  = 1 – 0,4 = 0,6  (cid:0)

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê  g  = 0,6 ­  b

ượ ớ ạ ng amoniac m i và amoniac quay l ố   i, không tính amoniac theo mu i

'

L amoni:

3NHm ­

3NHm

A1 =

ướ ề ượ c vào theo amoniac và amoniac quay v   đ ằ   ị c xác đ nh b ng

005

'

ượ ng n L ươ ng trình: ph

3NHm ­

3NHm ) x

,0 ,01

005

005

'

B1 =   ( ( I – 156 ) (cid:0)

3NHm ­

(cid:0) 2COm  x  (cid:0)

,0 ,01

005

005

= ( ) x (cid:0)

0, 4 b

,0 ,01

005

(cid:0) B1 = (40992,230 – 9039,848 ) x (cid:0)

17.18 (cid:0)

= 205,991 – (1)

2O trong NH3

Ở ầ đây: 0,005 là thành ph n H

2O theo NH3 m i và quay l

'

'

OHm

OHm

ặ ớ ạ ể ị ươ M t khác H i có th  xác đ nh theo ph ng trình:

2 ­

2OHm  =

2

(cid:0) 2COm x  (cid:0)

(cid:0)

B1 = ­

(cid:0)6,0 (cid:0)

.

908

'

OHm

B1 = 6751,661 –  9039,848 .

2 ­

2OHm  = 15791,509 –

5423 (cid:0)

(2)

.

908

ừ ươ ị ượ T  hai ph ng trình trên ta xác đ nh đ c:

17.18 (cid:0)

5423 (cid:0)

205,991 – = 15791,509 –

ả ươ Gi i ph ng trình ta đ ượ b c = 0,347

'

'

g  = 0,6 – 0,347 = 0,253

3NHm  và

2OHm

'

ứ ở ượ Thay vào công th c tính trên ta đ c:

3NHm  = 9039,848 .

4,0 347,0

= 10420,574 (kg/h)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

33

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

'

2OHm  = 9039,848 .

= 6591,013 (kg/h)

ệ t nghi p ­Thi ,0 253 347,0

ượ ị ổ T ng l ng d ch amoni vào tháp:

9039,848 + 10420,574 + 6591,013 = 26051,435  (kg/h)

3 m i và quay l

3 theo d ch amoni vào:

ượ ớ ạ ị L ng NH i không tính NH

A1 = 40992,230 – 10420,574 = 30571,656  (kg/h)

3 m i và quay l

ượ ướ ớ ạ L ng n c theo NH i:

B1 = 6751,661 – 6591,013 = 106,648 (kg/h)

ợ

ổ Tháp t ng h p

3NHm  = 40992,230     (kg/h)

2COm  = 23577,230      (kg/h)

OHm

ượ ấ ử ầ ư L ng các c u t ban đ u đ a vào tháp (kg/h)

2

= 6751,661        (kg/h)

2 m i:ớ

'

2COm  ­

2COm  = 23577,230 – 9039,848 = 14537,382 (kg/h)

ượ L ng CO

2

2  trong đó thành ph n CO

ượ ầ ng khí vào theo CO

ế ổ (Đây chính là t ng các l ố ượ ng ; khí khác 2%) chi m 98% kh i  l

2:

ượ L ng các khí vào theo khí CO

ở ề ệ ẩ Tính cho khí đi u ki n tiêu chu n:

24,22 100(

44

)2

(cid:0) Vk = 14537,382 . = 151,038 (m3/h) (cid:0) (cid:0)

r  = 0,76 kg/m3. L

ố ượ ủ ượ Kh i l ng riêng c a các khí khác ng các khí khác là:

0,76 . 151,038 = 114,789 kg/h

ả ứ ả ở ợ Ph n  ng chính x y ra ổ  tháp t ng h p:

2NH3 + CO2   NH2COONH4

ượ ả ứ ạ L ng cacbamat t o thành theo ph n  ng :

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

34

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

2COm

(cid:0) (cid:0) mcar = = 41795,998 (kg/h) = 23577,230

ệ t nghi p ­Thi 78 44

78 44

2

ố ượ ử ủ Trong đó 78 và 44 là kh i l ng phân t c a cacbamat và CO

3 t o thành cacbamat:

ượ ạ L ng NH

2 17 78

(cid:0) (cid:0) 41795,998 = 18218,768 (kg/h)

3 không ph n  ng còn l

ượ ả ứ ạ L ng NH i:

40992,230 – 18218,768 = 22773,462 (kg/h)

ượ ượ ạ ừ L ng Urê đ c t o thành t cacbamat amon:

60 65 78 100

(cid:0) (cid:0) 41795,998 = 20897,999 (kg/h)

ố ượ ử ủ Trong đó 60 và 78 là kh i l ng phân t c a Urê và Cacbamat

100 (cid:0)

65

ượ ả ứ L ng cacbamat không ph n  ng:

100

41795,998  . = 14628,599 (kg/h)

ượ ướ ể L ng n c tách ra khi chuy n hóa cacbamat thành Urê:

18 78

65 100

(cid:0) 41795,998 . = 6269,399 (kg/h) (cid:0)

ượ ướ ổ ộ L ng n c t ng c ng trong tháp:

6751,661 + 6269,399 = 13021,06 (kg/h)

3 d  t o NH

4OH:

ướ ớ ư ạ ụ N c tác d ng v i NH

NH3 + H2O  NH4OH

ượ L ng NH ạ 4OH t o thành:

35 18

(cid:0) 13021,06 = 25318,728 (kg/h)

4OH và H2O

ố ượ ử ủ Trong đó 35 và 18 là kh i l ng phân t c a NH

3 đã ph n  ng t o NH

4OH:

ượ ả ứ ạ L ng NH

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

35

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

25318,728 – 13021,06 = 12297,668 (kg/h)

3 d  còn l

ượ ư ạ L ng NH i trong pha khí:

22773,462 – 12297,668 = 10475,794 (kg/h)

ậ ệ

ợ

ổ

ợ

ổ

ả

ằ

T ng h p cân b ng v t li u cho tháp t ng h p – B ng 1

ầ Đ u raầ Đ u vào

LL (kg/h) Tên g iọ LL (kg/h) % kl Tên g iọ

ớ ồ ư NH3 m i và h i l u 30571,656 Urê 20898,17 29,27

160,648 Cacbamat amon 14628,599 20,49 H2O

30732,304 NH4OH 25318,728 35,46 T ngổ

Khí khác 114,789 0,09

CO2 m iớ 14537,382 NH3 t doự 10475,794 14,69

Các khí khác 114,789

T ngổ 14652,171

ị D ch amoni

NH3 10420,574

CO2 9039,848

H2O 6591,013

T ngổ 26051,435

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

36

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ộ ổ ộ ổ T ng c ng 71435,91 T ng c ng 71436,08 100

ổ

ợ

ị

Xác đ nh tháp t ng h p

5 N/m2, nhi

ệ ạ ấ Tháp làm vi c t i áp su t P = 200.10 ệ ộ o = 190oC t đ  t

r  = 900 kg/m3

ố ượ ủ ỏ ị Kh i l ng riêng c a dung d ch nóng l ng:

08,

ể ạ ỏ ị Th  tích d ch nóng l ng Urê t o thành:

71436 900

Vu = = 79,373 (kg/m3)

ư ủ ể ả ể ệ ả ấ ờ ị ọ   Đ  đ m b o hi u su t chuy n hóa thành Urê, th i gian l u c a d ch ch n

trong tháp là 45 phút.

ả ứ ủ ể Khi đó th  tích ph n  ng c a thi ế ị t b :

Vp = Vu (cid:0) t  = 79,373 (cid:0) 0,75 = 59,535 (m3)

ờ t  = 0,75 là th i gian tính theo gi ờ

ọ ườ Ch n tháp có đ ng kính là D = 1400 mm

ề Chi u cao tháp                     H = 39000 mm

3 nh  v y đ m b o năng su t tháp. ả

ể ư ậ ả ấ Th  tích tháp là 60 m

ậ ệ

ư

ằ

ả ị

II. Cân b ng v t li u quá trình ch ng phân gi

i d ch Urê nóng

ấ

ỏ l ng c p I

ệ ư ể ầ

ứ ổ

ỏ ể ướ ư ủ ỏ ượ c đ

ệ ấ ử ẽ ị  Ở ư ấ  ch ng luy n c p I, ph n amoni cacbamat ch a chuy n thành Urê s  b ỏ ị ủ ư ẽ ị   phân h y và amoniac d  s  b  đu i ra kh i d ch nóng l ng. Pha l ng ch a Urê, ư   ị amoni cacbamat ch a b  phân h y, amoniac và n c chuy n vào ch ng luy n c p II. Còn pha khí thì đi vào tháp r a.

ố ệ

ầ

1. Các s  li u ban đ u

5 N/m2

ệ ấ ư ấ Áp su t ch ng luy n c p I:         17.10

3 d :                      90%

ứ ổ ư M c đu i NH

ủ ứ M c phân h y amoni cacbamat: 90%

ư ệ ầ ị ỏ Thành ph n d ch nóng l ng vào tháp ch ng luy n:

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

37

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Urê :                     20898,17 (kg/h)

Amoni cacbamat: 14628,599 (kg/h)

ượ ơ ướ ệ ấ ư ỏ ng h i n ố   c trong pha khí ra kh i tháp ch ng luy n c p I: 3% kh i

2. Tính toán

Hàm l ng. ượ l

ả ứ ủ ị Cacbamat amon b  phân h y theo ph n  ng:

NH2COONH4 => 2NH3 + CO2

ượ ủ ị L ng amoni cacbamat b  phân h y:

14628,599 (cid:0) 0,9 = 13165,739 (kg/h)

ủ ị NH3 thoát ra khi amoni cacbamat b  phân h y:

2 17 78

(cid:0) 13165,739 (cid:0) = 5738,911  (kg/h)

CO2 thoát ra:

44 78

13165,739 x = 7426,827 (kg/h)

ủ ị ạ ỏ Cacbamat không b  phân h y còn l i trong pha l ng:

14628,599 – 13165,739 = 1462,86 (kg/h)

ượ NH3 đ ổ c đu i ra:

22773,462 (cid:0) 0,9 = 20496,116 (kg/h)

3 còn l

ượ ạ ỏ L ng NH i trong pha l ng:

22773,462 – 20496,116 = 2277,346 (kg/h)

3 b  đu i ra:

ượ ổ ị ổ T ng l ng NH

20496,116 + 5738,911 = 26235,027 (kg/h)

ượ ơ ướ L ng h i n c ra theo pha khí:

3 100 3

(cid:0) (114,789 + 26235,027 + 7426,827) = 1044,638 (kg/h) -

ượ ướ ạ ỏ L ng n c còn l i trong pha l ng:

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

38

ồ

ế ế

ố

ấ

Đ  án t

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ệ t nghi p ­Thi    13021,06 – 1044,638 = 11976,422 (kg/h)

ậ ệ

ư

ợ

ổ

ằ

ả ấ

ả

T ng h p cân b ng v t li u ch ng phân gi

i c p I – B ng 2

ầ Đ u vào Đ u raầ

Tên g iọ LL (kg/h) % kl Tên g iọ LL (kg/h) % kl

Urê 20898,17 29,27 Pha khí chuy n ể

Cacbamat 14628,599 20,49 vào tháp r a ử

NH4OH 25318,728 35,46 NH3 26235,027 75,46

Khí khác 114,789 0,09 CO2 7426,827 21,36

ự ư NH3 t do d 10475,794 14,69 H i n ơ ướ c 1044,638 3

Khí khác 114,789 0,18

T ngổ 34821,271 100

ỏ Pha l ng sang

ư ệ ấ   ch ng   luy n   c p

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

39

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

II 20898,17

Urê 1462,86 57,07

Cacbamat 2277,346 3,99

NH3 dư 11976,422 6,22

H2O 36614,798 32,72

T ngổ 100

ổ ộ ổ ộ T ng c ng 71436,08 100 T ng c ng 71436,08

ậ ệ

ỏ

ệ

ằ

ị

ư III. Tính cân b ng v t li u ch ng luy n d ch   nóng l ng Urê

c p IIấ

Ở ư ủ ch ng luy n c p II, amoni cacbamat còn l

ế ể ị ộ ượ ồ   ạ ị i b  phân h y hoàn toàn, đ ng ế ế   ị 3 và CO2 b  đu i ra. Dung d ch Urê chuy n đ n ch  bi n ệ ấ ng NH

ư ờ th i toàn b  l ẩ ả s n ph m, còn pha khí đi vào ng ng t ổ ụ ấ  c p II.

ố ệ

ầ

1. Các s  li u ban đ u:

5 (N/m2)

ấ Áp su t trong tháp P = 3.10

ướ ư ệ ể ấ ỏ ng n c trong pha khí ra kh i tháp ch ng luy n c p II (% th  tích

ượ Hàm l khí khô): 30%

ể ư ầ thi t nh  đã trình bày và thành ph n dung

2. Tính toán

ấ ả ậ Đ  tính toán ch p nh n các gi ế ượ ấ ệ ấ ỏ ị ế ả ư c l y theo k t qu  ch ng luy n c p I. d ch nóng l ng vào đ

ượ ủ ư ệ ẩ ờ ị L ng Urê b  phân h y khi ch ng luy n là 5% thành ph m (tính cho 1 gi ):

19531 (cid:0) 0,05 = 976,55 (kg/h)

ượ ượ ạ ừ ả ứ L ng cacbamat đ c t o thành t ủ  ph n  ng phân h y

NH2CONH2 + H2O  NH2COONH4

là:

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

40

ố

ế ế

ấ

ồ

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t 78

976

55. 60

(cid:0) = 1269,515 (kg/h)

ượ ướ ủ ạ L ng n c tiêu hao cho phân h y Urê trong giai đo n này:

976

18

55. 60

(cid:0) = 292,965 (kg/h)

ượ ị ủ ỏ L ng cacbamat trong pha l ng khi Urê b  th y phân là:

1269,515 + 1462,86 = 2732,375 (kg/h)

ả ứ ủ Cacbamat phân h y theo ph n  ng:

NH2COONH4  2NH3 + CO2

3 sinh ra:

2 (cid:0)

17

ượ L ng NH

78

(cid:0) 2732,375 = 1191,035 (kg/h)

2 sinh ra:

ượ L ng CO

44 78

(cid:0) 2732,375 = 1541,339 (kg/h)

3 đu i ra kh i tháp:

ượ ổ ỏ ổ T ng l ng NH

2277,346 + 1191,035 = 3468,381 (kg/h)

ể ổ Th  tích NH ị 3 và CO2 b  đu i là:

(kg/h)

3468

110

)

x

101325

VNH

3

x 381 . (4.22 273 5 x xx 273 17 103

(cid:0) (cid:0) = 2165,496 (m3/h)

1541

)110

x 101325

VCO

5

2

339 . x 44

x (4.22 273 xx 273 3 10

(cid:0) (cid:0) = 371,813 (m3/h)

3)

ể ở ề ệ ẩ Trong đó: 22,4 là th  tích 1 kmol đi u ki n tiêu chu n (m

ệ ộ ổ ị to =110oC là nhi ủ t đ  trung bình c a khí b  đu i ra

ấ ạ ề ệ P= 101325 (N/m2) là áp su t t ẩ i đi u ki n tiêu chu n

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

41

ố

ế ế

ấ

ồ

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t ệ

ơ ướ ề ể ế Theo đi u ki n đã nêu trên, h i n c chi m 30% th  tích khí khô:

2H OV

= (2165,496 + 371,813) (cid:0) 0,3 = 761,083 (m3/h)

5

Ở ề ơ ướ ể ệ ẩ đi u ki n tiêu chu n, th  tích h i n c là:

083

3

761 (

. 273

273 )

10 101325

110

(cid:0) (cid:0) (cid:0) = 1606,203 (m3/h) (cid:0) (cid:0)

ố ượ ươ ứ Kh i l ng t ng  ng là:

1606

18

. 203 4,22

(cid:0) = 1290,699 (kg/h)

ượ ỏ ị ổ T ng l ng NH ổ 3 và CO2 b  đu i ra kh i tháp:

3468,381 + 1541,339 = 5009,72 (kg/h)

ướ ạ N c còn l ị i trong d ch Urê:

11976,422 – (1290,699 + 292,965) = 10392,758 (kg/h)

ượ ư ấ ỏ L ng Urê ra kh i tháp ch ng c p II:

20898,17 – 976,55 = 19921,62 (kg/h)

ượ ỏ ị ổ T ng l ng d ch ra kh i tháp:

10392,758 + 19921,62 = 30314,378 (kg/h)

ồ ộ ị N ng đ  d ch Urê ra:

%100

19921 62. 30314 378 .

(cid:0) = 65,71%

ệ ấ

ậ ệ

ư

ợ

ổ

ả

ằ

T ng h p cân b ng v t li u tháp ch ng luy n c p II – B ng 3

ầ Đ u vào Đ u raầ

Tên g iọ LL (kg/h) % kl Tên g iọ LL (kg/h) % kl

Urê 20898,17 57,07 Dung d chị

Cacbamat 1462,86 3,99 Urê 19921,62 65,7

NH3 dư 2277,346 6,22 H2O 10392,758 34,3

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

42

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

H2O 11976,422 32,72 T ngổ 30314,378 100

Khí ra

NH3 3468,381 55,05

CO2 1541,339 24,46

H2O 1290,699 20,49

T ngổ 6300,419 100

ổ ộ ổ ộ T ng c ng 36614,798 100 T ng c ng 36614,797

ố

ơ

ằ

ị

IV. Tính cân b ng v t li u quá trình b c  h i dung d ch Urê

ặ

ậ ệ ị

(Quá trình cô đ c dung d ch)

ặ ượ ự ệ ấ Quá trình cô đ c Urê đ c th c hi n qua hai c p:

ơ ượ ứ ấ ố ự ế ị ố ơ  C p th  nh t: b c h i đ ệ c th c hi n trong thi t b  b c h i chân

ấ không

ứ ị ộ ố c b c h i đ n n ng đ  cu i trong thi ế ị  t b

ấ ố ơ ạ  C p th  hai: dung d ch đ ặ b c h i cô đ c lo i màng ượ ố ơ ế ồ

Ị Ố

Ế

Ơ  THI T B  B C H I CHÂN KHÔNG

ố ệ

ầ

1. S  li u ban đ u

ượ ị L ng d ch vào:             30314,378 (kg/h)

ộ ồ ị N ng đ  dung d ch vào: 65,71%

ộ Đ  chân không:              250 mmHg

oC

ệ ộ Nhi ị t đ  dung d ch vào: 140

oC

2. Tính toán

ệ ộ Nhi ị t đ  dung d ch ra:    95

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

43

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ươ ằ ệ ủ Ph ng trình cân b ng nhi t c a thi ế ị t b :

(m1 .c1 + m2 . c2) .t1 = m1 .c3 .t2  +  (m2 – x).c2 .t2 + x . r  + Qtt

1 = 19921,62 (kg/h)

ượ ị Trong đó: m1 là l ng Urê  trong dung d ch, m

2 = 10392,758 (kg/h)

ượ ướ ị m2 là l ng n c trong dung d ch, m

ượ ướ ị ố ơ x là l ng n c b  b c h i (kg/h)

oC và 95oC [III­ 172]

ệ ầ ượ ở ủ c1; c3 là nhi t dung c a Urê l n l t 140

c1 =2,014 kJ/kg.đ ; cộ 3 = 1,845 kJ/kg.độ

oC

ủ ướ ở ệ ộ ươ ứ ở c các nhi ng  ng t đ  t 140

ộ ở c2 là nhi  95 là 4,208 kJ/kg.đ ; ệ t dung riêng c a n oC là 4,19 kJ/kg.đ  [III – 165] ộ

ẩ ệ ơ ủ ướ ở r là  n nhi t hóa h i c a n c 250 mmHg, r =  2293 (kJ/kg)

tt = 1500

ổ ườ Qtt là nhi ệ ượ t l ấ ng t n th t ra môi tr ng xung quanh, Q

(kJ/h)

ừ ươ T  ph ng trình trên ta có:

(

)

11

222

22

r

1 (

Qtcmtcmtcmcm tt 231 tc ) 22

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) x = (cid:0)

ố ượ Thay s  vào ta tính đ c :

x = 2167,861 (kg/h)

ượ ướ ạ ị L ng n c còn l i trong dung d ch Urê:

10392,758 – 2167,861 = 8224,897 (kg/h)

ượ ị ổ T ng l ng dung d ch Urê:

19921,62 + 8224,897 = 28146,517 (kg/h)

ồ ộ ị N ng đ  dung d ch Urê:

%100

19921 62. 28146 517 .

(cid:0) = 70,78%

ậ ệ

ợ

ế ị ố

ơ

ằ T ng   h p   cân   b ng   v t   li u   thi

t   b   b c   h i   chân   không   –

ổ B ng 4ả

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

44

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ u vào

Đ u raầ

ầ

Tên g iọ LL (kg/h) % kl Tên g iọ LL (kg/h) % kl

ị D ch Urê vào

Urê 19921,62 65,7 ỏ Pha   l ng   vào   ạ   ơ ố b c   h i   lo i màng

N cướ 10392,758 34,3 19921,62 70,78 Urê

8224,897 29,22 H2O

28146,517 100 T ngổ

2167,861 ơ ướ H i n c vào

ụ TB ng ng tư

ộ ổ ổ ộ T ng c ng 30314,378 100 T ng c ng 30314,378

Ặ

Ạ

Ế

Ị               THI T B  CÔ Đ C ĐO N I

ố ệ

ầ

1. S  li u ban đ u

ấ ộ Áp su t:                                            P = 520 mmHg, đ  chân không

ầ ồ ộ ỏ ị N ng đ  dung d ch nóng l ng đ u:  70,78%

ộ ồ ố ỏ ị N ng đ  dung d ch nóng l ng cu i: 96%

ủ ở ị ố ượ ạ ặ ẩ Urê b  phân h y cô đ c đo n I: 0,5% (tính theo kh i l ng thành ph m)

ượ ế ị L ng Urê vào thi t b : 19921,62 (kg/h)

2. Tính toán

ượ ướ L ng n c:                  8224,897 (kg/h)

ượ * L ng Urê ra:

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

45

ồ

ố

ế ế

ấ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ố ơ

ệ Đ  án t t nghi p ­Thi ủ ị Urê b  phân h y khi b c h i:

19921,62(cid:0) 0,005 = 96,608  (kg/h)

ượ ấ ạ ả ứ ủ L ng các ch t t o thành khi phân h y Urê theo ph n  ng:

NH2CONH2 + H2O  2NH3 + CO2

44 60

CO2:     96,608 (cid:0) = 73,046 (kg/h)

2 17 60

(cid:0) NH3:     96,608 (cid:0) = 54,745 (kg/h)

ướ ủ N c tiêu hao trong phân h y Urê:

18 60

(cid:0) 96,608 = 28,982 (kg/h)

ượ ạ ị * L ng Urê còn l i trong dung d ch:

19921,62 – 96,608 = 19825,012 (kg/h)

ướ ạ ặ N c còn l ị i trong dung d ch sau cô đ c:

4 96

19825,012 (cid:0) = 826,042 (kg/h)

ướ ặ ơ N c bay h i trong quá trình cô đ c:

8224,897 – ( 826,042 + 28,982) = 7369,873 (kg/h)

ợ

ổ

ặ

ằ

ả

ạ

ậ ệ         T ng h p cân b ng v t li u  cô đ c đo n I – B ng 5

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

46

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ầ Đ u vào Đ u raầ

Tên g iọ LL (kg/h) % kl Tên g iọ LL (kg/h) % kl

ị ị D ch Urê D ch Urê ra

Urê 19921,62 70,78 Urê 19825,012 96

N cướ 8224,897 29,22 N cướ 826,042 4

20651,054 100 T ngổ

Khí ra

H i n ơ ướ c 7369,873 98,3

NH3 54,745 0,7

CO2 73,046 1,0

ổ T ng 7497,664 100

ổ ộ ổ ộ T ng c ng 28148,718 100 T ng c ng 28148,718

Ặ

Ạ

Ế

Ị                THI T B  CÔ Đ C ĐO N II

ố ệ

ầ

1. Các s  li u ban đ u

ấ ộ Áp su t:                                    P = 720 mmHg, đ  chân không

ộ ầ ồ ỏ ị N ng đ  đ u d ch nóng l ng:   96%

ồ ỏ ộ ố ị                     N ng đ  cu i d ch nóng l ng:  99,5%

ượ ị L ng d ch Urê vào:                19825.012 (kg/h)

2. Tính toán

ượ ướ L ng n c vào:                       826.042 (kg/h)

ủ ặ ạ ọ ượ ng Urê b  phân h y khi cô đ c đo n II, ch n 0,5% l ẩ   ng thành ph m L

ố ượ ượ tính theo kh i l ị ng

ố ơ ị ủ Urê b  phân h y khi b c h i:

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

47

ồ

ố

ế ế

ấ

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t          19531 (cid:0)

0,005 = 97,655 (kg/h)

ủ ả ả ứ ự S  phân h y x y ra theo ph n  ng:

NH2CONH2 + H2O  2NH3 + CO2

ượ ấ ạ ủ ượ L ng các ch t t o thành khi phân h y l ng Urê trên:

2 17 60

(cid:0) NH3:      97,655 (cid:0) = 55,338  (kg/h)

44 60

CO2:       97,655 (cid:0) = 71,614 (kg/h)

ượ ướ ủ L ng n c tiêu hao cho phân h y Urê:

18 60

(cid:0) = 29,296 (kg/h) 97,655

ượ ỏ ỏ ị ế ị ố ơ L ng Urê trong dung d ch nóng l ng ra kh i thi t b  b c h i:

19825,012 – 97,655 = 19727,357 (kg/h)

ượ ướ ạ L ng n c còn l ị i trong d ch Urê:

0,5 99,5

1927,357 (cid:0) = 99,132 (kg/h)

ượ ướ ơ L ng n c bay h i:

826,042 – (99,132+ 29,296) = 697,614 (kg/h)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

48

ế ế

ấ

ồ

ố

ệ t nghi p ­Thi

ậ ệ

ổ

ằ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê  ả

ặ

ạ

Đ  án t ợ

T ng h p cân b ng v t li u cho cô đ c đo n II – B ng 6

ầ Đ u vào Đ u raầ

Tên g iọ LL (kg/h) % kl Tên g iọ LL (kg/h) % kl

ị ị D ch Urê D ch ra

Urê Urê 96 19727,357 99,5 19826,012

N cướ N cướ 4 99,132 0,5 826,042

T ngổ 19826,489 100

Khí ra

H i n ơ ướ c 697,614 84,6

NH3 55,338 6,7

CO2 71,614 8,7

T ngổ 824,566 100

ộ ổ ổ ộ T ng c ng 20651,054 100 T ng c ng 20651,054

Ằ

Ậ

Ế

Ệ

TÍNH CÂN B NG V T LI U CHO QUÁ TRÌNH K T TINH

ố ệ

ầ

1. Các s  li u ban đ u

ượ ế ỏ ị L ng d ch nóng l ng Urê vào k t tinh:             19826,489 (kg/h) trong

đó

ượ L ng Urê là:                                                      19727,357 (kg/h)

ượ ướ L ng n c là:                                                    99,132 (kg/h)

ộ ị ố ượ ồ N ng đ  d ch vào:                                               99,5% kh i l ng

ố ượ ạ ộ ồ ỏ ạ            N ng đ  Urê ra kh i tháp t o h t:                       98,5% kh i l ng

ậ ệ ấ ằ ầ ả ỏ ị ế Thành ph n d ch nóng, l ng l y theo k t qu  tính cân b ng v t li u cho quá

ố ơ trình b c h i.

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

49

ồ

ố

ế ế

ấ

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t ẩ ượ

ỏ Hàm l ng  m Urê ra kh i tháp:                1,5%

2, Tính toán

ấ ổ T n th t Urê:                                               1%

ấ ạ ạ ổ T n th t Urê trong tháp t o h t:

19531 (cid:0) 0,01 = 195,31 (kg/h)

ượ ạ ạ ẩ ỏ L ng Urê thành ph m ra kh i tháp t o h t:

19727

31,195

57, 985,0

(cid:0) = 19829,489(kg/h)

ượ ướ ạ L ng n c còn l i trong Urê:

19829,489 – 19531 = 298,489 (kg/h)

ượ ướ ụ ạ ấ ạ L ng n c Urê h p ph  trong quá trình t o h t:

298,489 – 99,132 = 199,357 (kg/h)

ậ ệ

ợ

ổ

ế

ả

ằ

T ng h p cân b ng v t li u cho quá trình k t tinh – B ng 7

ầ Đ u vào Đ u raầ

Tên g iọ LL (kg/h) % kl Tên g iọ LL (kg/h) % kl

ả nóng ạ ẩ S n ph m h t

ị D ch l ngỏ Urê 19727.357 99,5 19531 98,5 Urê N cướ 99.132 0,5 298.489 1,5 N cướ T ngổ 19829.489 100

ổ ấ T n th t Urê 195.31 199.357 c   b ị

ướ ụ ơ H i   n ấ h p ph

ộ ổ ộ ổ T ng c ng 20024.846 100 T ng c ng 20024.799

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

50

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Ằ

Ệ

Ế   TÍNH CÂN B NG V T LI U CHO THÁP R A VÀ CÁC THI T

Ư

Ệ

Ị

Ậ Ụ Ủ

Ử Ấ

Ư B  NG NG T  C A CH NG LUY N C P I VÀ II

ầ

ố ệ   1 .Các s  li u ban đ u

5

2):

17 10

(cid:0) ấ ế ị ư ụ ấ Áp su t trong thi t b  ng ng t c p I (N/m

2) : 3(cid:0) 105

ấ ế ị ư ụ ấ Áp su t trong thi t b  ng ng t c p II (N/m

ỏ ế ị ư ụ ủ Amoniac theo các khí khác ra kh i thi t b  ng ng t ệ   ư  c a ch ng luy n

2.Tính toán.

ấ c p I: 65%

ượ ỏ ế ị ư ụ ủ ng amoniac theo các khí khác ra kh i thi t b  ng ng t ệ   ư  c a ch ng luy n

L c p I:ấ

65,0

,114

789 65,01

km 65,0 65,01

(cid:0) (cid:0) = = 213,179 (kg/h) (cid:0) (cid:0)

ượ ế ị ư ụ ư ệ ấ L ng amoniac vào thi t b  ng ng t ch ng luy n c p II:

3468,381 + 267,924 = 3736,305 (kg/h)

Trong đó:

3 t

ượ ừ ư ệ ấ 3468,381 là l ng NH ch ng luy n c p I:

3 t

ừ ả ấ ụ ố ậ ẽ ượ ạ ấ ể   c ki m

ượ ế ị ở 267,924 là l ầ  ph n thi nh  h p th  (s  này t m ch p nh n s  đ ng NH ụ ả ấ t b  nh  h p th ) tra

3 vào tháp r a:ử

ượ L ng NH

26235,027 + 3736,305 = 29971.332 (kg/h)

3 khí t

ượ ừ ế ị ư ụ ấ L ng NH ử  tháp r a vào thi t b  ng ng t c p I:

29971,332 – 10420,574 = 19550,758 (kg/h)

Trong đó:

3 trong amoni cacbamat:

ượ 10420,574 kg/h là l ng NH

2 vào tháp r a :ử

ượ * L ng CO

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

51

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ừ ư ệ ấ T  ch ng luy n c p I sang :     7426,827  (kg/h)

ừ ị ư ụ ấ T  d ch ng ng t c p II :

1541,339 + 73,060 = 1614,399 (kg/h)

Trong đó:

ở ư ệ ấ 1541,339 : CO2  ra ch ng luy n c p 2

2 t

ả ấ ượ ừ ụ ố ẽ ượ ở ể c ki m tra ầ    ph n

73,060 là l ậ ệ ằ ng CO ả ấ nh  h p th  (con s  này s  đ ụ cân b ng v t li u nh  h p th )

ổ ộ T ng c ng:  7426,827 + 1614,399 = 9041.226 (kg/h)

ượ ụ ư ụ ấ L ng NH ư 3 ng ng t trong ng ng t c p I:

19550,758 – 213,179 = 19337,579 (kg/h)

ượ ướ ử ỏ L ng n c ra kh i tháp r a:

ố ị Theo dung d ch mu i amoni:  6591,013 (kg/h)

,0(cid:0)

ế ị ư ụ ấ Theo pha khí vào thi t b  ng ng t c p I:

005 995,0

19337,579 = 97,174 (kg/h)

3  vào tính theo ph n kh i l

ượ ướ ố ượ ầ (0.5% l à hàm l ng n c theo NH ng)

2O ra là:

ộ ổ ượ T ng c ng l ng H

6591,013 + 97.174 = 6688,187 (kg/h)

2O vào tháp r a:ử

ượ L ng H

ừ ư ệ ấ Theo khí t ch ng luy n c p I:  1044,638 (kg/h)

ừ ư ệ ấ Theo khí t ch ng luy n c p II: 1290,699 (kg/h)

ừ ả ấ ụ Theo khí t nh  h p th : x (kg/h)

ổ ượ ổ ượ Ta có:  T ng l ng ra  = T ng l ng vào

6688,187= x + 1044,638 + 1290,699

x  = 4352,85 (kg/h)

ượ ướ ừ ư ụ ấ ử L ng n ng ng t c t c p II vào tháp r a:

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

52

ồ

ế ế

ố

ấ

Đ  án t

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ệ t nghi p ­Thi        4352,85 + 1290.699 = 5643,549 (kg/h)

4)2CO3 t o thành theo ph n  ng:

ượ ả ứ ạ ị Trong dung d ch vào tháp có l ng (NH

2NH3 + CO2 + H2O    (NH4)2CO3

2:

ượ ừ L ng (NH ạ 4)2CO3 t o thành t 9041,226 kg CO

96 44

(cid:0) 9041,226 = 19726,311 (kg/h)

ượ ướ ầ ả ứ L ng n c c n cho ph n  ng:

18 44

(cid:0) 9041,226 = 3698,683 (kg/h)

3 c n cho ph n  ng:

ượ ả ứ ầ L ng NH

19726,311 – (9041,226 + 3698,683)

= 6986.402 (kg/h)

ượ ạ ừ ả ứ NH4OH đ c t o thành t ph n  ng:

NH3  +   H2O   NH4OH

4OH:

ượ ướ ạ ể ạ L ng n c còn l i đ  t o thành NH

6591,013 – 3698,683  =  2892,33 (kg/h)

4OH đ

ượ ượ ạ L ng NH c t o thành :

35 18

(cid:0) 2892,33 = 5623,975 (kg/h)

4OH :

ượ ế ạ L ng NH ầ 3 c n thi t t o thành NH

5623,975 – 2892,33 = 2731,645 (kg/h)

3 t

ượ ự ạ L ng NH do còn l i:

10420,574 – (2731,645 + 6986,402) = 702,527 (kg/h)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

53

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ử

ợ

ổ

ằ

ả

ậ ệ T ng h p cân b ng v t li u cho tháp r a ­ B ng 8

Đ u raầ

Tên g iọ LL(Kg/h) Tên g iọ LL(Kg/h) %KL

ầ Đ u vào

Khí ch ng ư ệ ấ luy n c p I Khí vào ng ng ư tụ

NH3 26235,027 NH3 19550,758 99,3

CO2 7426,827 H2O 97,174 0,40

H2Oh 1044,638 Khí khác 114,789 0,3

Khí khác 114,789 19762,721 100 T ngổ

34821,281 T ngổ

ừ ư ổ ng ng

ị D ch t ụ ấ  c p II t ị D ch vào t ng  h pợ

3736,305 (NH4)2CO3 19726,311 73,05 NH3

1614,399 NH4OH 5623,975 24,93 CO2

5643,549 NH3 t doự 702,527 2,02 H2O

ượ ượ 10994,253 26052,813 100 ng ng

ổ T ng l d chị ổ T ng l d chị

ổ ộ ổ ộ 45815,534 45815,534 T ng c ng T ng c ng

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

54

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ậ ệ

ư

ợ

ổ

ụ ấ

ả

ằ         T ng h p cân b ng v t li u ng ng t

c p I ­ B ng 9

ầ Đ u vào Đ u raầ

Tên g iọ LL(Kg/h) Tên g iọ LL(Kg/h)

ừ Khí t ử  tháp r a Pha khí

NH3 19550.758 NH3 213.179

H2Oh 97.174 Khí khác 114.789

Khí khác 114.789 Pha l ngỏ

NH3 19337.579

H2O 97.174

ổ ộ ổ ộ 19762.721 19762.721 T ng c ng T ng c ng

ậ ệ

ư

ợ

ổ

ằ

ụ ấ

ả

T ng h p cân b ng v t li u ng ng t

c p II ­ B ng 10

ầ Đ u vào Đ u raầ

Tên g iọ LL(Kg/h) Tên g iọ LL(Kg/h)

ừ ư ệ ị ch ng luy n

ỏ D ch l ng vào  tháp r aử Khí t c p IIấ

3468.381 NH3 3736.305 NH3

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

55

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

1541.399 CO2 1614.399 CO2

1290.699 H2O 5643.549 H2Oh

ừ ả ấ ụ Khí t nh  h p th

267.924 NH3

73.060 CO2

4352.85 H2Oh

ổ ộ ổ ộ 10994.313 10994.343 T ng c ng T ng c ng

Ả Ấ

Ụ

Ấ

Ậ

Ằ

Ệ

Ụ

CÂN B NG V T LI U THÁP H P TH  VÀ NH  H P TH

ố ệ

ầ

1.Các s  li u ban đ u

2):                    1

510

(cid:0) ụ ấ ấ ệ        Áp su t làm vi c tháp h p th  (N/m

2) :   3

510

(cid:0) ả ấ ụ ệ ấ Áp su t làm vi c trong tháp nh  h p th  (N/m

ượ L ng vào:

ư ừ ư ụ ấ Khí không ng ng t ng ng t c p I vào:   114,789 (kg/h)

ướ ố ơ ừ ế N c b c h i t chân không đ n:              2167,861 (kg/h)

ướ ừ ế ặ ạ N c t cô đ c đo n I đ n:   7369,873(kg/h)

ướ ừ ạ ặ N c t ế  cô đ c đo n II đ n :  697,614 (kg/h)

ổ T ng : 10235,348 (kg/h)

ừ ặ Amoniac t cô đ c I và II :          110,083 (kg/h)

)

2.Tính toán

ừ ặ Cacbon dioxit t cô đ c I và II:   144,66 (kg/h

ượ ổ T ng l ng NH ụ ấ 3 vào h p th :

110,083  +  213,179  = 323.262   (kg/h)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

56

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Trong đó:

3 theo các khí khác ra kh i thi

ượ ỏ ế ị ư 213,179 (kg/h): là l ng NH t b  ng ng t ụ ủ    c a

ệ ấ ư ch ng luy n c p I:

2O ng ng vào rãnh th i theo

ấ ả ổ ư ả

005

ượ ệ ề ẩ NH3 và CO2 t n th t theo khí th i và theo H ng urê thành ph m: đi u ki n đã nêu là 0,5 % l

3 :   19531

,0.17.2(cid:0) 60

005

ấ ổ ­ T n th t NH = 55.338 (kg/h)

2 : 19531

,0.44 60

(cid:0) ấ ổ ­ T n th t CO = 71.614 (kg/h)

ấ ở ạ ổ NH3 và CO2 t n th t ố  d ng mu i amoni:

NH3     +     CO2     +      H2O         (NH4)2CO3

kg/h      55.338        71.614       29.297          156.249

ừ ả ấ ụ ể ế ị ư ụ ủ ư Do đó amoniac t nh  h p th  chuy n vào thi t b  ng ng t c a ch ng

ệ ấ luy n c p II:

323,262 – 55,338 = 267,924  (kg/h)

ậ ệ ư ậ ố ấ ư ụ ấ ợ Nh  v y con s  l y tính toán cân v t li u  ng ng t c p II là phù h p:

2 t

ượ ừ ế ị ả ấ ụ ế ị ư ụ ấ L ng CO thi t b  nh  h p th  vào thi t b  ng ng t c p II:

144.66 – 71.614 = 73.046 (kg/h)

ậ ệ ỏ ư ậ ố ấ ằ ế ị ư ụ ấ Nh  v y con s  l y cho cân b ng v t li u thi t b  ng ng t c p II là

phù h p:ợ

ụ ượ ộ ẩ ấ

h p th  đ ừ ồ ị ẩ = 100 %, nhi c theo các khí khác t t đ  40 c phóng không. L y đ   m  ủ  đ  th  ta có hàm  m c a không khí là

ơ ướ ơ ướ        H i n (cid:0) ố ươ t ng đ i là  x = 0,05 kh h i n ừ ấ  o C t ệ ộ c / kg không khí khô:

ượ ơ ướ L ng h i n c :

0,05(cid:0) 114,789 = 5.74 (kg/h)

ượ ướ ư ế ị L ng n c ng ng vào vào thi ụ ả ấ t b  nh  h p th :

10235,388  ­  5,74  =  10229.648  (kg/h)

ượ ướ ư ả L ng n c ng ng vào rãnh th i:

10235,388  ­ (29,297+4352,85) = 5853.241 ( kg/h)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

57

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ậ ệ

ụ

ợ

ổ

ấ

ả

ằ

T ng h p cân b ng v t li u tháp h p th  ­ B ng 11

ầ

Đ u raầ

Đ u vào

LL(Kg/h)

Tên g iọ

LL(Kg/h)

Tên g iọ

ừ ư

ả ấ

ng ng t

ụ ấ    c p

ỏ L ng vào nh  h p  thụ

Khí t I

213,179

323,262

NH3

NH3

114,789

144,66

Khí khác

CO2

ỏ

10229,648

H2O

ơ ứ L ng(h i th   ng ng)ư

110,083

NH3

Khí phóng không

144,66

Khí khác

114,789

CO2

5,74

10235,388 H2O

H2O

ổ

ộ

ổ

ộ

10818,099

T ng c ng

10818,099 T ng c ng

ậ ệ

ả ấ

ụ

ổ

ợ

ả

ằ

T ng h p cân b ng v t li u cho tháp nh  h p th  ­ B ng 12

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

58

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ầ

Đ u vào

Đ u raầ

Tên g iọ

LL(Kg/h)

Tên g iọ

LL(Kg/h)

ừ ấ

ư

ụ ấ

h p

c p

ỏ L ng t thụ

Khí vào ng ng t II

323,262

267,924

NH3

NH3

144,66

73,046

CO2

CO2

10235,388

4352,85

H2O

H2O

ả

Th i rãnh

5853.241

H2O

156.249

(NH4)CO3

ộ

ổ

ổ

ộ

10703.31

T ng c ng

10703.31

T ng c ng

Ệ ƯỢ

Ằ

B. CÂN B NG NHI T L

NG

ằ

ợ

I. Cân b ng nhi

ệ ượ t l

ổ ng cho tháp t ng h p Urê

ố ệ

ầ

1. Các s  li u ban đ u

5 (N/m2)

ấ ổ ợ Áp su t t ng h p:                    P = 200 .10

oC

ệ ộ Nhi ệ ủ t đ  làm vi c c a tháp:    190

oC):

ệ ộ ấ ử Nhi t đ  các c u t vào tháp (

ỏ NH3 l ng:                    45

CO2 khí:                       110

ị Dung d ch amoni:         100

3:       132,4oC

ệ ộ ớ ạ ủ Nhi i h n c a NH t đ  t

ệ

2, Nhi

t vào

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

59

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

2

tx

cxm co

CO p

2.1, Theo khí cacbon dioxit

2

Q1 =

Q1 = 14537,382 (cid:0) 2,069 (cid:0) 110 = 3308562,769    (kJ/h)

2 đi vào tháp (kg/h)

ượ Trong đó 14093,207– l ng CO

2

oC, 200 atm    ( II­204

ộ ệ ở 2,069  (kJ/kg.đ ) – nhi t dung khí CO 110

)

tx

cxm kk

kk p

ệ 2.2, Nhi t các khí khác mang vào:

Q2 = (kJ/h)

Q2 = 114,789 (cid:0) 1,177 (cid:0) 110 = 14987,999 (kJ/h)

ượ Trong đó 111,281 – l ng các khí khác (kg/h)

2

oC, 200 atm (  II­

ộ ệ ở 1,177 (kJ/kg.đ ) – nhi ấ t dung l y theo N 110

204)

3

m

cx

tx

NH

NH p

ệ ủ ư 2.3, Nhi ỏ t c a NH3 l ng đ a vào

3

Q3 = (kJ/h)

Q3 = 30571,656 (cid:0) 4,86 (cid:0) 45 = 6686021,167 (kJ/h)

3 vào tháp

ượ Trong đó 30571,656 (kg/h) – l ng NH

oC, 200 atm       (II­171)

ộ ệ ở 4,86 (kJ/kg.đ ) – nhi t dung NH ỏ 3 l ng 45

ệ ả ứ ạ 2.4, Nhi t ph n  ng t o thành amoni cacbamat

41795

.

(998

25140

)

159320 78

(cid:0) Q4 = = 71899833,48 (kg/h)

ượ ượ ạ Trong đó 41795,998(kg/h) – l ng amoni cacbamat đ c t o thành

ệ ỏ ả ứ ạ 159320 (kJ/kmol) – nhi t t a ra khi ph n  ng t o thành cacbamat

ệ 25140 (kJ/kmol) – nhi ả t nóng ch y cacbamat

4OH

ệ ả ứ 2.5, Nhi ạ t ph n  ng t o thành NH

( 12297

.

668

10420

x ()

29540

23680

)

574, 17

(cid:0) (cid:0) Q5 = = 647045,343 (kJ/h)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

60

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê  ượ

3  đã tham gia ph n  ng t o thành

ả ứ ạ Trong đó 12297,668 (kg/h) – l ng NH

ạ d ng hydroxit

ượ ạ ỏ ị 10420,574 (kg/h) – l ng NH ố   3 ra kh i tháp d ng dung d ch mu i

amoni

3

ệ 29540 (kJ/kmol) – nhi t hòa tan NH

3 l ng và khí

ệ ố ệ ủ ỏ 23680 (kJ/kmol) – hi u s  hàm nhi t c a NH

oC

ệ ố ở 2.6, Nhi ị t vào theo dung d ch mu i amoni 100

Theo NH3:       10420,574 (cid:0) 5,18 (cid:0) 100 = 5397857,332 (kJ/h)

CO2 :        9039,848 (cid:0) 2,34 (cid:0) 100 = 2115324,432 (kJ/h)

H2O:         6591,013 (cid:0) 4,157 (cid:0) 100 = 2739884,104 (kJ/h)

Trong đó:

3

oC và 200 atm                 (II –

ộ ệ ủ ở 5,18 (kJ/kg đ )  Nhi t dung c a NH 100

171)

2

oC và 200 atm                  (II–

ộ ệ ủ ở 2,34 (kJ/kg đ )  Nhi t dung c a CO 100

205)

2O

oC và 200 atm                (II –

ộ ệ ủ ở 4,230 (kJ/kg đ ) Nhi t dung c a H 100

172)

6 = 5397857,332 + 2115324,432 + 2739884,104 =

ậ V y ta có: Q

=  10253065,87        ( kJ/h)

ổ T ng nhi ệ ượ t l ng vào:

Qv = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6

3.Nhi

t raệ

= 92809516,63 (kJ/h)

ệ ạ 3.1, Nhi t t o thành Urê

20898

26270

NH2COONH4   (cid:0) NH2CONH2 + H2O – 26,27 (kJ/kmol)

x 17. 60

Q1 = = 9149915,432 (kJ/h)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

61

ồ

ố

ế ế

ấ

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t ệ

3  t

oC. Th aừ

ệ ộ ớ ạ 3.2, Nhi t đ  t i h n 132,4

oC lên đ n nhi ở

ậ t đun nóng NH ượ ạ nh n amoni cacbamat đ 45ừ c t o thành ế oC  132,4

Q2 = 18218,768 (cid:0) (650 – 267,75) = 6964124,068 (kJ/h)

3 tham gia ph n  ng (kg/h)

ượ ả ứ Trong đó: 18218,768 – L ng NH

oC

ủ ở 650 và 267,75 (kJ/kg) – nhi ệ ượ t l ng riêng c a NH ỏ 3 l ng 132,4

và 45oC                                                                        ( III­ 185)

2 t

oC lên 132,4oC

ệ ố 3.3, Nhi t đ t nóng CO 110ừ

Q3 = 14537,382 (cid:0) (1,88 (cid:0) 132,4 – 2,069 (cid:0) 110) = 309966,059 (kJ/h)

2 tham gia ph n  ng

ượ ả ứ Trong đó: 14537.382 (kg/h) – L ng CO

2

oC và 200 atm    (II­205)

ộ ệ ở 1,88 (kJ/kg.đ ) – nhi t dung CO 132,4

2

oC  và 200 atm    (II­205)

ộ ệ ở 2,069 (kJ/kg.đ ) – nhi t dung CO 110

oC lên 132,4oC

ệ ố ố ừ 3.4, Nhi t đ t nóng CO ị 2 trong dung d ch mu i amoni t 100

Q4 = 9039.848 (cid:0) (1,88 (cid:0) 132,4 – 2,34 (cid:0) 100) = 134802.213 (kJ/h)

2 ở

ầ ượ ộ ệ ủ t là nhi t dung riêng c a CO

ấ Trong đó 1,88 và 2,34 (kJ/kg.đ ) ­  l n l 132,4oC và 100oC  và áp su t 200 atm                     ( II – 205)

2 kh i dung d ch

9039

.

24700

ệ ể ỏ ị 3.5, Nhi t đ  tách CO

x 848 44

Q5 = = 5074641,945 (kJ/h)

2

ệ ủ Trong đó 24700 (kJ/kmol) – nhi t hòa tan c a CO

oC   đ nế

ệ ượ ể ừ 3.6,   Nhi t   đun   nóng   l ng   cacbamat   chuy n   thành   Urê   t 132,4

190oC

Q6 = (41795,998 – 14628,599)  (cid:0) 1,954 (cid:0) (190 – 132,4)

= 3057701.624 (kJ/h)

ộ ệ ủ Trong đó 1,954 (kJ/kg.đ ) – nhi t dung riêng c a cacbamat amon

=

+

+

+

+

g

g

g

(

c .

t ).

g c . u u

NH

NH

c . H O H O

g c . kk

kk

Q 7

c . c ar

c ar

3

3

2

2

ệ ị ỏ 3.7, Nhi t d ch nóng l ng ra

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

62

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

3NHg

ố ượ ươ ứ ủ Trong đó gu, gcar, , , gkk – kh i l ng t ng  ng c a Urê, cacbamat

2H Og c và khí khác (kg/h)

c

,

NH

ướ amoni, n

c H O 2

3

ệ ươ ứ ủ cu, ccar, t dung riêng t ng  ng c a Urê,

ướ , ckk  ­ nhi ộ c và khí khác (kJ/kg.đ ) cacbamat, n

oC)

ệ ộ ủ ị ỏ t – nhi t đ  c a d ch nóng l ng (

car  = 1,954 (kJ/kg.đ );  ộ

3NHc

2H Oc

cu = 2,203 (kJ/kg.đ ); cộ = 9,14 (kJ/kg.đ ); ộ =

kk = 1,136 (kJ/kg.đ )ộ

4,358 (kJ/kg.đ ); cộ

t = 190oC

Q7  = (20898,17 x 2,203 + 14628,599 x 1,954 + 22773,462 x 9,14 +

13021,06 x 4,358 + 114,789 x 1,136). 190 = 64533228,95 (kJ/h)

ệ ổ 3.8, Nhi ấ t t n th t

3

t

t t

F

t ( t

)

10

1

2

l d

- (cid:0) - (cid:0) (cid:0) (cid:0) Q8 = (kJ/h)

ệ ố ẫ ệ ớ ệ Trong đó  l  ­ h  s  d n nhi t l p cách nhi ộ t (W/m.đ )

tt

ề ớ ệ d ­ chi u dày l p cách nhi t (m)

oC)

1

tt

ệ ộ ặ ế ị ­ nhi t đ  m t ngoài thành thi t b  (

2

ệ ộ ặ ớ ­ nhi t đ  m t ngoài l p cách nhi ệ oC) t (

2)

ề ặ ế ị F – b  m t thi t b  (m

ờ t  ­ th i gian tính cho 1 h (s)

ấ ả ấ Năng su t s n xu t 19531(kg/h)

ấ ả ả ấ ẩ ờ Th i gian s n xu t 1 t n s n ph m:

3600 .19 531

= 184,322 (s)

l

ề ớ Chi u dày l p cách nhi ệ ượ t đ c tính:

t t

t ( t

)

1

2

d

=

q

(cid:0) - (m)

ượ Nhi ệ ả t t i riêng đ c tính:

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

63

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ồ b

b

t t

t

t ( t

= )

2

2

2

1

(cid:0) - (cid:0) D q = (W/m2)

+

ệ ộ ườ tk – nhi t đ  môi tr ng. Ch n t ọ k = 25oC

9,3 0, 058 tt

b = 2

2

tt

(cid:0)

2

+

Ch n ọ = 50oC, ta có:

9,3 0, 058 50

b = 2

(cid:0) = 12,2 (W/m2.oC)

q = 12,2 (cid:0) (50 – 25) = 305 (W/m2)

oC, ch n nhi ọ

oC

ệ ộ ệ ộ ặ ế ị Khi nhi t đ  trong tháp 190 t đ  m t ngoài thi t b  là 185

d

=

0,15 (185 50) 305

(cid:0) - = 0,066 (m)

ư ủ ớ ệ Dùng bông nh  th y tinh làm l p cách nhi t.

p

2

p (cid:0)

+ (cid:0)

+ (cid:0)

ủ ệ ặ Di n tích m t ngoài c a tháp:

+ (cid:0) (1, 4 2 0, 066) 29 2

(1, 4 2 0, 066)

4

(cid:0) (cid:0) Fmn =

= 143,26 (m2)

8 ta có:

ứ Thay vào công th c tính Q

Q8 = 12,2 (cid:0) (50 – 25) (cid:0) 143,26 (cid:0) 184,322 (cid:0) 10­3 = 8053,82 (kJ/h)

ợ

ổ

ằ

ổ

ợ

ả

T ng h p cân b ng nhi

ệ ượ t l

ng cho tháp t ng h p – B ng 8

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

64

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ầ ầ Đ u vào (kJ/h) Đ u ra (kJ/h)

ệ ạ Theo khí CO2 3308562.769 Nhi t t o Urê 9149915.432

Theo khí khác 14987.999 t   đun   nóng 6964124.068

ệ Nhi NH3 Theo NH3 l ngỏ 6686021.167

2

4OH

t   đun   nóng ệ ạ Nhi t t o thành 71899833.48 309966.059 ệ Nhi CO2 amoni cacbamat t   tách   CO ệ ạ Nhi t t o NH 647045.343 5074641.945 ệ Nhi ỏ kh i dd amoni

ệ ố Nhi t theo mu i 10253065.87

t   đun   nóng   trong   dd Amoni 134802.213 ệ Nhi CO2  amoni

t   đun   nóng 3057701.624 ệ Nhi cacbamat

ị t ra theo d ch 64533228.95 ệ Nhi l ngỏ

8053.82 ệ ổ Nhi ấ t t n th t

ổ ộ ộ ổ T ng c ng 92809516.63 T ng c ng 92809516.63

ằ

ả ấ

II. Cân b ng nhi

ệ ượ t l

ư ng tháp ch ng phân gi

i c p I

ố ệ

ầ

1. Các s  li u ban đ u

(cid:0) ệ ấ Áp su t làm vi c:                                P = 17 105 (N/m2)

ượ ị L ng d ch vào:                                  71436.08 (kg/h)

oC

ệ ộ ị ướ ế ư Nhi t đ  dung d ch tr c khi ti t l u:  190

oC

ệ ộ ị ế ư Nhi t đ  dung d ch sau ti t l u:            120

3 d  tách ra:                          26235.027 (kg/h)

ượ ư L ng NH

oC

ệ ộ ị ệ Nhi t đ  d ch sau gia nhi t:                   160

ượ L ng pha khí:             34821.281 (kg/h)

ị ủ Cacbamat b  phân h y: 13165.739 (kg/h)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

65

ồ

ố

ế ế

ấ

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t ệ

t vào

2. Nhi

ệ ỏ ệ ợ 2.1, Nhi ị t vào theo d ch l ng = nhi ổ t ra tháp t ng h p

Q1 = 64533228.95 (kJ/h)

ệ 2.2, Nhi ơ ố t vào theo h i đ t: x (kJ/h)

ơ ố ấ Dùng h i đ t bão hòa có áp su t P = 13 at; nhi ệ ộ o = 190,7oC t đ  t

3. Nhi

t raệ

Ẩ ệ ơ n nhi t hóa h i: r = 1984 (kJ/kg)          ( II­313)

ệ ỏ 3.1. Nhi t ra theo pha l ng

Q1    =   (20898,17 (cid:0) 2,09 + 1462,86 (cid:0) 1,954 + 2277.346 (cid:0) 2,541 + 11976.422 (cid:0) 4,145) (cid:0) 160

= 16314337,46 (kJ/h)

ệ ủ 3.2. Nhi t tiêu hao khi phân h y 13165,739 (kg/h) cacbamat:

x

13165 ,

769

(

25140

)

159320 78

(cid:0) Q2 = = 22648446.91 (kJ/h)

3 l ng, CO

2 khí

ệ ạ ừ ỏ Trong đó 159320 (kJ/kmol) – nhi t t o thành cacbamat t NH

ệ 25140 (kJ/kmol) – nhi ả t nóng ch y cacbamat

3 kh i NHỏ

4OH

ệ ể 3.3. Nhi t đ  tách NH

x

x

12297

,

668

29540

2277

346,

30280

78

(cid:0) Q3 = = 3773270,203 (kJ/h)

3 trong NH4OH

ượ Trong đó 12297,668 (kg/h) – l ng NH

3 trong NH4OH tách ra

ượ 2277,346 (kg/h) – l ng NH

3 khí vào 1 kmol H2O

ệ 29540 (kJ/kmol) – nhi t hòa tan 1 kmol NH

3 khí vào 5 kmol H2O

ệ 30280 (kJ/kmol) – nhi t hòa tan 1 kmol NH

oC

ệ ệ ở ư 3.4, Nhi t ra theo pha khí ch ng luy n 120

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

66

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

Q4 = 26235,027 (cid:0)

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê   1515,1 + 1044,638 (cid:0) 2714 + 7426,827 (cid:0)

397,1 +

114,789 (cid:0) 1,059 (cid:0) 120 = 45547617,33 (kJ/h)

3 khí

Trong đó 1515,1 (kJ/kg) – hàm nhi t NHệ

oC          (II – 312)

ệ ơ ướ ở 2714 (kJ/kg) – hàm nhi t h i n c 120

2

oC

ệ ủ ở 397,1 (kJ/kg) – hàm nhi t c a khí CO 120

2

oC   (II – 203)

ộ ệ ủ ở 1,059 (kJ/kg.đ ) – nhi t dung riêng c a khí N 120

tt

ệ ổ ấ ườ 3.5. Nhi t t n th t ra môi tr ng: Q

ệ ổ ấ ằ ổ ệ Coi nhi t t n th t b ng 0,5% t ng nhi t vào

ra = Q1 +Q2 + Q3 +Q4 + Qtt

ổ T ng nhi ệ ượ t l ng ra: Q

ổ ổ T ng nhi ệ ượ t l ng vào = T ng nhi ệ ượ t l ng ra

Qvào = Qra

(cid:0) 64533228,95   +   x   =   [45547617,33   +   3773270,203     +   22648446,91   +

16314337,46 + (64533228,95 + x). 0,005]

x = 241333777,98 (kJ/h)

(cid:0) Qvào  =64533228,95 + 241333777,98 = 88667006,93 (kJ/h)

(cid:0) Qtt = 443335,035 (kJ/h)

241333777

98.

ượ ơ ướ ệ ấ ố L ng h i n ư c tiêu t n cho ch ng luy n c p I:

1984

DI = = 121640,009 (kg/h)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

67

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ổ

ợ

ằ

ư

ả ấ

ả

T ng h p cân b ng nhi

ệ ượ t l

ng ch ng phân gi

i c p I – B ng 9

ầ Đ u vào Đ u raầ

ệ ị ệ ị Nhi t theo d ch 64533228,95 Nhi t theo d ch ra 16314337.46

ệ ủ vào Nhi t phân h y 22648446.91

ệ Nhi ơ ấ t do h i c p 241333777,98 cacbamat

3

ệ Nhi t tách NH 3773270.203

ệ Nhi t theo pha khí 45547617.33

ra

ệ ổ Nhi ấ t t n th t 443335.035

T ngổ 305867006.93 T ngổ 305867006.93

ằ

ư

ả ấ

III. Cân b ng nhi

ệ ượ t l

ng ch ng phân gi

i c p II

ố ệ

ầ

1. Các s  li u ban đ u

(cid:0) ệ ấ Áp su t làm vi c:         3 105 (N/m2)

oC

ệ ộ ị Nhi t đ  d ch vào:         160

oC

ệ ộ ị Nhi t đ  d ch ra:           140

ủ ị Urê b  phân h y:            976,55 (kg/h)

ượ ị L ng d ch vào:            36614,798 (kg/h)

ượ ị L ng d ch ra:               30314,378 (kg/h)

ượ L ng khí ra:                 6300,419 (kg/h)

ệ

2. Nhi

t vào

ệ ị ệ ở ư ả ấ 2.1. Nhi t theo d ch vào = nhi ị t theo d ch ra ch ng phân gi i c p I

Q1 = 16314337,46 (kJ/h)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

68

ố

ồ

ế ế

ấ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t ệ ỏ

ệ t nghi p ­Thi ủ t t a ra khí phân h y Urê

55.

2.2. Nhi

976 60

Q2 = x26270 = 427566,142 (kJ/h)

oC

ở Trong đó 26270 (kJ/mol) – nhi ệ ượ t l ủ ng c a Urê 160

ệ ơ ướ 2.3. Nhi t theo h i n c vào: x (kJ/h)

ổ T ng nhi ệ ượ t l ng vào:

3. Nhi

t raệ

Qv =  16741903,6 + x (kJ/h)

ệ ủ ể 3.1. Nhi t tiêu hao đ  phân h y cacbamat

x

1462

86,

25140

159320 78

(cid:0) (cid:0) (cid:0) Q1 = = 196286554,8 (kJ/h)

ượ ạ ư ỏ Trong đó: 1462.86 L ng cacbarmat còn l ệ   i trong pha l ng ch ng luy n

c p 2ấ

3 dư

x

2277

34280

ệ 3.2, Nhi ể t tiêu hao đ  tách NH

346, 17

Q2 = = 4592201,228 (kJ/h)

3 dư

ượ Trong đó 2277,346 (kg/h) – l ng NH

3 trong 5 kmol H2O

ệ 34280 (kJ/kmol) – nhi t hòa tan 1 kmol khí NH

oC

ệ ệ ở ư ệ ộ 3.3. Nhi t ra theo khí ch ng luy n nhi t đ  110

Q3 = 3468,381 (cid:0) 1527,5 + 1541,339 (cid:0) 388,3 + 1290,529 (cid:0) 2700

= 9380882,211 (kJ/h)

3, CO2, H2O trong

ượ Trong đó 3468,381; 1541,339; 1290,529 (kg/h) – l ng NH

pha khí

ươ ứ 1527,5; 388,3; 2700 (kJ/kmol) – nhi ệ ượ t l ng riêng t ủ   ng  ng c a

NH3; CO2; H2O                                                             (II – 313)

oC

ệ ị ở ệ ộ 3.4. Nhi t ra theo d ch nhi t đ  140

Q4 = (19921,62 (cid:0) 2,014 + 10392.758 (cid:0) 4,27) (cid:0) 140

= 11829890,71 (kJ/h)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

69

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê  ị

ượ

ệ t nghi p ­Thi Trong đó  19921.62 (kg/h) – l

ng Urê trong d ch ra

ượ ướ ị 10392,758 (kg/h) – l ng n c trong d ch ra

oC

ộ ệ ở ệ ộ 2,014 (kJ/kg.đ ) – nhi t dung Urê nhi t đ  140

2O

oC             (II – 172)

ộ ệ ở 4,27 (kJ/kg.đ ) – nhi t dung H 140

ệ ổ ấ ườ 3.5. Nhi t t n th t ra môi tr ng xunh quanh

tt = 0,5% Qv

L y Qấ

ổ T ng nhi ệ ượ t l ng ra:

Qr = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 +Qtt

= 11829890,71 + 9380882,211 + 4592201,228 + 196286554,8 +

(16741903,6 + x) (cid:0) 0,005 (kJ/h)

ổ ổ T ng nhi ệ ượ t l ng vào = T ng nhi ệ ượ t l ng ra

16741903,6 + x = 222173238,5 + 0,005. x

(cid:0) x = 206463653,2 (kJ/h)

(cid:0) Qv = 223205556,8 (kJ/h)

(cid:0) Qtt = 0,005 (cid:0) 223205556,8 = 1116027,784 (kJ/h)

2,

ượ ơ ướ ầ ế ệ ư ả ấ L ng h i n c c n thi t cho giai nhi ệ t ch ng luy n phân gi i c p II

206463653 1984

DII = = 104064.341 (kJ/h)

ổ

ợ

ằ

ư

ả ấ

ả

T ng h p cân b ng nhi

ệ ượ t l

ng ch ng phân gi

i c p II – B ng 10

ầ ầ Đ u vào (kJ/h) Đ u ra (kJ/h)

ệ ị ệ ủ Nhi t theo d ch 16314337,46 Nhi t phân h y 196286554,8

Cacbamat vào

3 dư

ệ ủ ệ Nhi t phân h y 427566,142 Nhi t tách NH 4592201,228

ệ Nhi t theo khí ra 9380882,211 Urê

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

70

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ệ ơ ệ ị Nhi t theo h i 206463653,2 Nhi t theo d ch ra 11829890,71

ệ ổ n cướ Nhi ấ t t n th t 1116027,784

T ngổ 223205556,8 T ngổ 223205556,8

ằ

ế ị ố ơ

IV. Cân b ng nhi

ệ ượ t l

ng thi

t b  b c h i nhanh.

ố ệ

ầ

1.Các s  li u ban đ u.

ệ ấ Áp su t làm vi c : p = 250 (mmHg)

oC

ệ ộ ị Nhi t đ  d ch vào : 140

oC

ệ ộ ị Nhi t đ  d ch ra : 95

ợ ị Lu ng d ch vào : 30314,378 (kg/h)

ượ ị L ng d ch ra : 28146,517(kg/h)

2 .Tính toán.

ượ L ng khí ra : 2167,861 (kg/h)

ệ 2.1. Nhi t vào.

ệ 2.1. Nhi ị t theo d ch vào.

Q1   = (19921,62 . 2,014 + 10392,758 . 4,27)x140

= 11632618,71 (kJ/h)

ệ ơ ướ 1.2) Nhi t theo h i n c vào .

Q2 = x (kJ/h)

ệ 2. Nhi t ra.

oC

ệ ị ở 2.1. Nhi t ra theo d ch 95

Q1 = (19921,62 . 1,845 + 8224,897 . 4,216) x 95

= 6785947,692 (kJ/h)

ệ ơ ướ 2.2. Nhi t ra theo h i n c.

Q2 = 2167,861. 2762 = 5987612,082 (kJ/h)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

71

ố

ế ế

ấ

ồ

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t ệ ổ

ấ 2.3) Nhi t t n th t.

Qtt = 0,5 %.Qv

ổ ệ T ng nhi t ra .

Qr = 6785947,692 + 5987612,082 + 0,005.(x + 11632618,71)

= 12831422,87 + 0.005.x

ổ ệ ổ ệ T ng nhi t vào = T ng nhi t ra

11632618,71 + x = 12831422,87 + 0,005.x

(cid:0) x = 1205169,807 (kJ/h)

ượ ướ ầ ấ L ng n c c n cung c p :

513,518

1205169 2324

807, 2,

(cid:0) m = (kg/h)

ổ

ợ

ằ

ệ

ợ

ế ị ố ơ

T ng h p cân b ng nhi

t lu ng thi

t b  b c h i chân không

ầ

Đ u vào

Đ u raầ

Tên g iọ

kJ/h

Tên g iọ

kJ/h

ệ

ị

t theo d ch

t ra theo

ệ Nhi d chị

Nhi vào

11632618,71 6785947,692

ệ

ơ ố   t theo h i đ t

ệ Nhi t ra theo  ơ ướ c h i n

Nhi vào

ệ ổ

Nhi

ấ t t n th t

64188,442

ổ

ộ

ộ

ổ

T ng c ng

12837448,22

T ng c ng

12837448,22

1205169,807 5987612,082

ằ

ế ị

ạ

V. Cân b ng nhi

ệ ượ t l

ng thi

ặ t b   cô đ c đo n I

ố ệ

ầ

1. Các s  li u ban đ u

ủ ộ ế ị Đ  chân không c a thi t b :  P = 520 mmHg

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

72

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ệ t nghi p ­Thi ầ ị

ồ ộ N ng đ  dung d ch đ u:       70,78%

oC

ệ ộ ị Nhi t đ  dung d ch vào:       95

ồ ộ ố ị N ng đ  dung d ch cu i:      96%

oC

ệ ộ ị Nhi t đ  dung d ch ra:         130

ượ ướ ơ L ng n c bay h i:           7369,833 (kg/h)

ượ ị L ủ ng Urê b  phân h y:      99,608 (kg/h)

3 bay h i:            54,745 (kg/h)

ượ ơ L ng NH

2 bay h i:            73,046 (kg/h)

ượ ơ L ng CO

ệ

2. Nhi

t vào

ệ 2.1. Nhi ị t theo d ch vào:

Q1 = 19921,62 (cid:0) 95 + 8224,897 (cid:0) 4,216 (cid:0) 95 1,845 (cid:0)

= 6785997,692 (kJ/h)

ượ Trong đó 19922,62 (kg/h) – l ng Urê vào

ượ ướ 8224,897 (kg/h) – l ng n c vào

oC

ộ ệ ở 1,845 (kJ/kg.đ ) – nhi t dung riêng Urê 95

oC

ộ ệ 4,216 (kJ/kg.đ ) – nhi t dung riêng n ướ ở c 95

ệ ấ ặ ạ ơ 2.2, Nhi t c p theo h i nóng cho cô đ c đo n I

Q2 = x (kJ/h)

ệ ừ ư ả ấ 2.3, Nhi ậ ụ t do t n d ng khí t ch ng phân gi i c p I

oC, nhi

oC, nhi

ớ ệ ộ ệ ộ ệ ấ V i nhi t đ  khí vào là 120 t đ  khí ra là 105 t c p cho dung

d chị

Q3 = 26235,027(cid:0) (1,674(cid:0) 120 – 1,608(cid:0) 105) = 840570,265 (kJ/h)

ầ ượ ộ ộ ệ Trong đó 1,674 (kJ/kg.đ ) và 1,608 (kJ/kg.đ ) – l n l t là nhi t dung riêng

3

oC và 105oC [III – 156]

ở c a NHủ 120

ệ

3. Nhi

t ra

ệ ị 3.1. Nhi t theo d ch ra

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

73

ồ

ố

ệ Đ  án t t nghi p ­Thi          Q1 = (19825,012 (cid:0)

ế ế  1,989 + 826.042 (cid:0)

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê   4,266) (cid:0)

ấ  130

= 5584259,725 (kJ/h)

.99

608

138050

ệ ầ ế ể ủ 3.2. Nhi t c n thi t đ  phân h y

x 60

Q2 = = 221317,158 (kJ/h)

ệ 3.3. Nhi t ra theo pha khí:

Q3 = 7369,833 (cid:0) 2726 + 54,745 (cid:0) 2,3 (cid:0) 130 + 73,046 (cid:0) 0,954 (cid:0) 130

= 20115592,68 (kJ/h)

Trong đó 7369,833 (kg/h); 54,745 (kg/h) và 73,046 (kg/h) – l n l ầ ượ ươ   t t ng

3 và CO2 trong pha khí ra

ứ ượ ơ ướ ng là l ng h i n c, NH

2726 (kJ/kg) – nhi ệ ượ t l ng riêng c a h i n ủ ơ ướ c

3

oC

ộ ệ ủ ở 2,3 (kJ/kg.đ ) – nhi t dung riêng c a NH 130

2

oC

ộ ệ ủ ở 0,954 (kJ/kg.đ ) – nhi t dung riêng c a CO 130

ệ ổ ấ ườ 3.4. Nhi t t n th t ra môi tr ng:

Qtt = 0,5%Qv

ượ ệ ổ T ng l ng nhi t ra:

=   25967166,65 + 0.005x

Qr = Q1 + Q2 +Q3 +Qtt

Qv = 7626567,957 +x  (kJ/h)

ổ ệ ổ ệ T ng nhi t vào = T ng nhi t ra

(cid:0) x = 18432762,51 ( kJ/h)

(cid:0) Qtt = 0,005(cid:0) 26059330.47 = 130296,652 (kJ/h)

51,

ượ ơ ướ ầ ặ ạ L ng h i n c c n cho cô đ c đo n I:

18432762 1984

DIII = = 9290,707 (kg/h)

ẩ ệ Trong đó 1984 (kJ/kg) –  n nhi t hóa h i c a n ơ ủ ướ c

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

74

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ợ

ổ

ằ

ạ

ả

ặ

T ng h p cân b ng nhi

ệ ượ t l

ng cho cô đ c đo n I – B ng 11

ầ Đ u raầ Đ u vào

ệ ị ệ ủ Nhi t theo d ch 6785997.692 Nhi t phân h y 229181.407

Urê vào

ệ ệ ị Nhi t theo khí 840570.265 Nhi t theo d ch ra 5584259.725

ư ấ ệ ch ng c p I Nhi t theo khí ra 20115592.68

ệ ệ ổ Nhi t do h i n ơ ướ   c 18432762.51 Nhi ấ t t n th t 130296.652

cung c pấ

T ngổ 26059330.47 T ngổ 26059330.47

ằ

ế ị

ạ

VI. Cân b ng nhi

ệ ượ t l

ng thi

ặ t b   cô đ c đo n II

ầ

ố ệ   1. Các s  li u ban đ u

ộ Đ  chân không:               P = 720 mmHg

ộ ị ồ N ng đ  d ch vào:           96%

oC

ệ ộ ị Nhi t đ  d ch vào:           130

oC

ệ ộ ị Nhi t đ  d ch ra:              140

ộ ị ồ N ng đ  d ch ra:              99,5%

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

75

ố

ồ

ế ế

ấ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ệ t nghi p ­Thi ị

Đ  án t ủ ng Urê b  phân h y:  99,608 (kg/h)

ượ L

ượ ị L ng d ch ra:                 20024.846 (kg/h)

ượ ứ ơ L ng h i th  ra:            630.633 (kg/h) trong đó

NH3 :            54.745 (kg/h)

CO2 :            73.046 (kg/h)

ơ ướ H i n c:             502.842 (kg/h)

ệ

2. Nhi

t vào

ệ ị 2.1. Nhi t vào theo d ch Urê:

ằ ị ở ạ ặ B ng nhi ệ ượ t l ng theo d ch ra cô đ c đo n I :

(cid:0) Q1 = 5584259,725 (kJ/h)

ệ ơ ướ 2.2. Nhi t do h i n ấ c bão hòa cung c p

3. Nhi

t raệ

Q2 = x (kJ/h)

ệ 3.1. Nhi ị t theo d ch ra:

Q1 = (19727,357 (cid:0) 4,287) (cid:0) 140 2,104 + 99,132 (cid:0)

= 5870387,322 (kJ/h)

oC

ộ ệ ủ ở Trong đó 2,104 (kJ/kg.đ ) – nhi t dung riêng c a Urê 140

oC

ộ ệ ủ ướ ở 4,287 (kJ/kg.đ ) – nhi t dung riêng c a n c 140

,99

608

138050

ệ 3.2. Nhi ủ t phân h y Urê:

x 60

Q2 = = 229181,406 (kJ/h)

ệ 3.3. Nhi t ra theo pha khí:

Q3 = 502.842 (cid:0) 2740 + 54.745 (cid:0) 2,3 (cid:0) 140 + 73.046 (cid:0) 0,954 (cid:0) 140

= 1396389.958 (kJ/h)

oC

ủ ướ ở Trong đó 2740 (kJ/kg) – nhi ệ ượ t l ng riêng c a n c 140

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

76

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ủ ệ ở

ệ t nghi p ­Thi ộ                 2,3 (kJ/kg.đ ) – nhi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê  t dung riêng c a NH

oC

3

140

2

oC

ộ ệ ủ ở 0,954 (kJ/kg.đ ) – nhi t dung riêng c a CO 140

ệ ổ ấ 3.4. Nhi t t n th t:

Qtt = 0,5% (cid:0) Qv

ổ T ng nhi ệ ượ t l ng ra:

Qr = Q1 + Q2 + Q3 + Qtt

= 5870387,322 + 229181,406 + 1396389,958 + 0,005  (cid:0) Qv

= 7495958,686 + 0,005  (cid:0) Qv

ổ ổ T ng nhi ệ ượ t l ng vào = T ng nhi ệ ượ t l ng ra

Qr = 7479752,834 + 0,005 (cid:0) Qv

(cid:0) Qv = 5584259.725  + x (kJ/h)

(cid:0) x = 1949367.095     (kJ/h)

(cid:0) Qtt = 0,005 (cid:0) Qv = 37668.134 (kJ/h)

095

ượ ơ ướ ầ ế ể ấ ệ L ng h i n c c n thi t đ  cung c p nhi t:

1949367 . 2057

D4 = = 947.675 (kg/h)

oC

ẩ ệ ơ ủ ướ ở Trong đó 2057 (kJ/kg) –  n nhi t hóa h i c a n c 140

ổ

ợ

ằ

ệ

ặ

ạ

ả

T ng h p cân b ng nhi

t cô đ c đo n II – B ng 12

ầ Đ u vào Đ u raầ

ệ ị ệ Nhi t theo d ch 5584259.725 Nhi t theo khí ra 1396389.958

ệ ủ Nhi t phân h y 229181.406

Vào 1949367.095 Urê

ệ Nhi ơ ố t theo h i đ t ệ ị Nhi t theo d ch ra 5870387.322

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

77

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ệ ổ Nhi ấ t t n th t 37668.134

T ngổ 7533626.82 T ngổ 7533626.82

ằ

ế ị ấ

VII. Cân b ng nhi

ệ ượ t l

ng thi

ụ t b  h p th .

ố ệ ầ 1.Các s  li u ban đ u.

5 (N/m2)

ệ ấ Áp su t làm vi c : 10

oC

ệ ộ ừ ế ị ư ụ ấ Nhi t đ  khí t thi t b  ng ng t c p I sang : 40

oC

ệ ộ ơ Nhi ứ t đ  h i th  vào : 40

oC

ệ ộ ả ấ ụ ố ị Nhi t đ  dung d ch mu i vào nh  h p th  : 40

o C

ạ Nhi ệ ộ ướ t đ  n c làm l nh vào : 25

oC

ạ Nhi ệ ộ ướ t đ  n c làm l nh ra :37

2.Tính toán.

3 khí t

ư ả ụ ừ ư ụ ấ ị ấ 2.1)Nhi t to  ra khi ng ng t NH ng ng t ụ  c p I sang và b  h p th

213

.

34280

ệ thành NH4OH

x 179 17

Q1 = = 429869,184 (kJ/h)

3 trong n

ệ ủ 34280 (kJ/kg) ­ Nhi t hoà tan tích phân c a NH cướ

3 theo khí t

ượ ừ ế ị ư ụ ấ 213,179 (kg/h) ­ L ng NH thi t b  ng ng t c p I sang

3 trên

429869

ượ ướ ầ ế ể ư ụ ợ L ng n c c n thi ạ t đ  làm l nh ng ng t lu ng NH

. 184 x 18.4)25

37(

m = = 8569,96 (kJ/h) (cid:0)

96.

OHV

ể ướ ạ Th  tích n c làm l nh:

2 =

8569 996

= 8,604  (m3)

ổ ợ ằ ệ ế ị ấ ụ T ng h p cân b ng nhi t thi t b   h p th

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

78

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ầ Đ u vào Đ u raầ

Tên g iọ kJ/h Tên g iọ kJ/h

ụ ướ 429869.184 c làm 429869.184

3  4OH

ư ệ t ng ng t Nhi  NH ị ạ và b  t o thành NH Theo n l nhạ

ổ ộ ổ ộ T ng c ng 429869.184 T ng c ng 429869.184

ằ

ế ị

VIII. Cân b ng nhi

ệ ượ t l

ng thi

ụ ả ấ t b  nh  h p th .

ố ệ ầ 1.Các s  li u ban đ u.

5 (N/m2)

ả ấ ụ ấ ị Áp su t trong thiêt b  nh  h p th  : 3.10

oC

ệ ộ ị ổ ệ Nhi t đ  d ch vào trao đ i nhi t : 40

oC

ệ ộ ị ả ấ ụ Nhi t đ  d ch vào nh  h p th  : 105

oC

ệ ộ ị ả ỏ ổ ệ ả Nhi t đ  d ch ra kh i tháp nh  ( sau trao đ i nhi t) th i rãnh : 110

ấ ơ Áp su t h i bão hoà : 8 at

oC

ệ ộ ơ Nhi t đ  h i bão hoà : 169,6

ệ ơ Nhi t hoá h i : 2057 (kJ/h)    [ I ­ 313]

ệ 2. Nhi t vào.

oC.

ệ ở 2.1. Nhi ị t theo d ch vào 40

Q1 = (323,262 x 4,86 + 144,66 x 0,963 + 10235,388 x 4,17) . 140

Q1 = 1775677,154 (kJ/h)

3

ệ ủ ở ể ỏ 4,86 (kJ/kg oC) ­ Nhi t dung c a NH th  l ng

2

oC

ệ ủ ở 0,963 (kJ/kg oC) ­ Nhi t dung c a CO 40

oC

ệ ủ ướ ở 4,17 (kJ/kg oC) ­ Nhi t dung c a n c 40

ệ ơ ướ 2.2. Nhi t theo h i n c vào.

Q2 = x (kJ/h)

3. Nhi t raệ .

ệ 3.1. Nhi t ra theo pha khí .

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

79

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Q1 = 267,924 x 1495 + 73,046 x 375 +4352,85 x 2678

Q1 = 12084870,93 (kJ/h)

3 khí

0C (kJ/kg)

ở Trong đó: 1495­ Hàm nhi t NHệ 95

2

0C (kJ/kg)

ệ ủ ở 375 – Hàm nhi t c a CO 95

2O

0C (kJ/kg)

ệ ủ ở 2678 ­ Hàm nhi t c a H 95

oC

ệ ả ở 3.2. Nhi ị t ra theo d ch th i 110

Q2 = 55,338 x 1527,5 + 73,046 x 388,3 + (5853.241 + 29.297).465,6

Q2 = 2851802,25 (kJ/h)

Trong đó:

3

0C  (kJ/kg)

ệ ủ ở 1527,5 ­ Hàm nhi t c a NH 110

2

0C    (kJ/kg)

ệ ủ ở 388,3   ­ Hàm nhi t c a CO 110

2O

0C     (kJ/kg)

ệ ủ ở 465,6  ­ Hàm nhi t c a H 110

3.

34280

267

ệ 3.3. Nhi t tách NH

x 924, 17

Q3 = = 540260,866 (kJ/h)

Trong đó;

3 t

4OH vào pha khí

ệ ể ừ ị 34280 ­ Nhi t đ  tách NH trong dung d ch NH

ệ ổ ấ 3.4 Nhi t t n th t.

Qtt = 1% . Qv

ổ ệ ổ ệ T ng nhi t vào = T ng nhi t ra

1775677.154  + x = 12084870.93 + 2851802.25 + 540260.866   +  0,01(1775677.154 + x)

x = 13857589.56 (kJ/h)

56.

ượ ướ ầ ế L ng n c c n thi t.

13857589 2057

D6 = = 6736.796(kg/h)

ệ ố ả ấ ằ Cân b ng nhi ệ ượ t l ụ ng h  th ng nh  h p th  .

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

80

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ầ Đ u vào Đ u raầ

Tên g iọ kJ/h Tên g iọ kJ/h

ệ ị ệ Nhi t vào theo d ch 1775677.154 Nhi t theo khí 12084870.93

ệ ệ ị Nhi ơ ố t theo h i đ t Nhi t theo d ch 13857589.56 2851802.25

3

ệ Nhi t tách NH 540260.866

ệ ổ Nhi ấ t t n th t 156332.667

ổ ộ ổ ộ T ng c ng 15633266.71 T ng c ng 15633266.7

ằ

ử

IX.Cân b ng nhi

ệ ượ t l

ng cho tháp r a

ố ệ ầ 1.Các s  li u ban đ u:

oC

ệ ộ ư ử Nhi ệ t đ  khí ch ng luy n vào tháp r a  : 110

o C

ệ ộ ử ố ỏ ị Nhi t đ  dung d ch mu i amoni ra kh i tháp r a : 100

ệ ộ ừ ị ụ ủ Nhi thi ệ   ư  c a ch ng luy n

t đ  dung d ch mu i amoni loãng t ử ố II đi vào tháp r a : 40 ế ị ư t b  ng ng t o C

ệ ộ ử ỏ ế ị ư ụ ủ ệ ấ ư Nhi t b  ng ng t c a ch ng luy n c p I :

t đ  khí ra kh i tháp r a vào thi 50oC

ệ 2.Nhi t vào

ệ ệ ấ 2.1, Nhi ư t vào theo khí ch ng luy n c p I:

Q1 = 4554617,33 (kj/h)

ệ ị ừ ế ị ư ụ ấ 2.2, Nhi t theo dung d ch amoni loãng t thi t b  ng ng t c p II:

3 hoà tan

ệ 2.2.1. Nhi t theo NH

3736,305 x 4,86 x 40 = 726317,692 ( kJ/h)

3

oC       B ng I.153 ( ả

ộ ệ ủ ở 4,86 (kJ/kg đ ) Nhi t dung riêng c a NH 40 II ­

171)

2 hoà tan

ệ 2.2.1. Nhi t theo CO

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

81

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

1614,399(cid:0) 308,5 = 498048,092 (kJ/h)

oC , p=17(cid:0) 105

ụ ệ ộ 308,5 (kJ/kg) Entanpi c a COủ ộ 2 ph  thu c vào nhi t đ  t = 40

ả (N/m2) B ng XVIII                                                                         ( III ­ 185)

ệ 2.2.2, Nhi t theo n ướ c

5643,549 (cid:0) 4,18(cid:0) 40 = 943601,393(kJ/h)

oC

ộ ệ ủ ướ ở ệ ộ 4,18 (kJ/kg đ ) Nhi t dung c a n c nhi t đ  t = 40

ả B ng I.153 ( II – 171)

Q2 = 726317,692 + 498048,092 + 943601,393= 2167967,177 (kJ/h)

4OH

ệ ả 2.3. Nhi ạ t to  ra khi t o thành NH

6684 ,

29540

269 17

(cid:0) Q3 = = 11614400,37 (kJ/h)

Trong đó:

3 hoà tan trong n

ượ 10420,574 – 3736,305= 6684,269 (kJ/h) – Là l ng NH cướ

3 trong n

ệ ủ 29540 (kJ/h) –Là nhi t hoà tan tích phân c a NH c ướ

2

ệ ấ ụ 2.4. Nhi t h p th  CO

7426

24700

827, 44

(cid:0) Q4 = = 4169140,611 (kJ/h)

Trong đó:

ượ ụ 7426,827      : Là l ng CO ị ấ 2 b  h p th

2

ệ 24700 (kJ/kmol) : Nhi t hoà tan CO

ổ ệ T ng nhi t vào

Qv = 4554617,33  + 2167967,177+ 11614400,37 + 4169140,611

= 22506125.49 (kJ/h)

3, Nhi t raệ

ệ 3.1, Nhi t ra theo pha khí:

Q1 = 19550,758(cid:0) 1293,7 + 97,174(cid:0) 2589,5 + 114,789(cid:0) 1,030(cid:0) 50

= 25550159,33 (kJ/h)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

82

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Trong đó:

3                     B ng XIX (

ả 1293,7 (kJ/h) : Entanpi c a NHủ III – 185)

oC  B ng I.250

ủ ơ ướ ở ả 2589,5 (kJ/h) : Nhi ệ ượ t l ng riêng c a h i n c 50

( II – 312)

ệ ủ ơ 1,030 (kJ/h) : Nhi t dung riêng c a Nit ( II – 202)

ệ ố 3.2. Nhi ị t ra theo dung d ch mu i amoni:

Q2 = 10420,574 x 1457 + 9041,226 x 367,7 + 6688,187 x 420,1

= 21316442,48 (kJ/h)

3

1457 (kJ/h) : Entanpi c a NHủ

367,7 (kJ/h) : Entanpi c a COủ ả 2                                B ng XVIII [ III – 184 ]

2O

o C                B ng XVII [ III ­ 184]

ở ả 420,1 (kJ/h) : Entanpi c a Hủ 100

ổ ệ T ng nhi t ra:

Qr = 25550159,33 + 21316442,48

= 4686701,81 (kJ/h)

ượ ệ ầ ấ ử ỏ L ng nhi t c n l y ra kh i tháp r a:

22506125.49  – 4686701,81 = 17819423,68 (kJ/h)

3

ệ ầ ấ ử ượ ỏ ự ệ ấ ằ t c n l y ra kh i tháp r a đ c th c hi n b ng cách cung c p NH

Nhi ỏ l ng vào tháp

3 c n cung c p vào:

68,

ượ ầ ấ L ng NH

17819423 1054 6,

= 16896,856 (kg/h) m 3NH  =

3

510

(cid:0) ệ ố ơ ủ 1054,6 (kJ/kg) ­ Nhi t b c h i c a NH 17ở (N/m2)

ổ ằ ử ợ            T ng h p cân b ng nhi ệ ượ t l ng tháp r a

ầ Đ u vào Đ u raầ

KJ/h Tên g iọ KJ/h Tên g iọ

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

83

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

4554617,33 Theo pha khí

Theo   khí   ch ngư   ệ ấ luy n c p I

25550159,33 ố Theo   dung   d chị mu i amoni

2167967,177 ế ị ố  thi

3

Theo   dung   d chị   mu i  amoni  loãng   ấ   ừ t t b  NT c p II 17819423,68 ể ố ơ

Đ   b c   h i   NH l ngỏ

11614400,37 ệ Nhi ạ t o NH ả ứ   t   ph n   ng 4OH

ấ t   h p   th ụ 4169140,611

ệ Nhi CO2

ổ ộ ổ ộ T ng c ng 89653254,86 T ng c ng 89653254,86

ằ

ế

ụ ư

ệ ấ

X. Cân b ng nhi

ệ ượ t l

ủ ng c a thi

ư t ng ng t

ch ng luy n c p 1

ố ệ ầ 1,Các s  li u ban đ u

510

(cid:0) ệ ấ Áp su t làm vi c: 17 (N/m2)

o C

ệ ộ ế ị ư ụ Nhi t đ  khí vào thi t b  ng ng t : 50

o C

ệ ộ ỏ ế ị ư ụ Nhi t đ  khí ra kh i thi t b  ng ng t : 40

o C

ạ Nhi ệ ộ ướ t đ  n c làm l nh vào : 28

o C

Nhi ệ ộ ướ t đ  n ạ c làm l nh ra: 35

ưọ L ng khí vào (kg/h) : 19762,721 (kg/h)

NH3        :     19550,758(kh/h)

H2O        :     97,174         (kg/h)

Khí khác :    114,789 (kg/h)

ượ ể ướ ử L ng NH ấ 3 cung c p đ  t i vào tháp r a:  16896,856 (kg/h)

3  y:ấ

ướ ượ N c vào theo l ng NH

16896

,0

005

856, 995,0

(cid:0) = 84,908 (kg/h)

3 vào:

ượ ổ T ng l ng NH

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

84

ồ

ố

ế ế

ấ

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t    19550,758+ 16896,856 = 36447,614 (kg/h)

3 vào thi

ể ế ị ư Th  tích NH t b  ng ng t ụ :

16898

4,22

3  =

856, 17

(cid:0) VNH = 22266,427 (m3/h)

3/h)

ể Th  tích các khí khác là:319,092 (m

ể ế ị ư Th  tích các khí khác vào thi t b  ng ng t ụ :

(

,315

294

)

4,22

389,120 18

(cid:0) (cid:0) VH 2 O = = 542,183 (kg/h)

5

ơ ướ ủ ấ ế ị ư Áp su t riêng c a cáckhí khác và h i n c vào thi t b  ng ng t ụ :

17

510

092,319( 79156

995,

)183,542 ,319 092

10 18,542

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) Pkhí khác+H 2 O = = 0,183 (N/m2) (cid:0) (cid:0)

ơ ướ ủ ấ ạ ể Vì áp su t riêng c a các t p khí và h i n c là không đáng k  cho nên

ữ ế nh ng tính toán sau này không tính đ n nó.

ệ 2, Nhi t vào:

3

ệ ụ 2.1, Nhi ư t ng ng t NH

Q1  = (139033,069 – 450,374)(cid:0) (1293,6 – 190)

= 152939862,2 (kJ/h)

Trong đó:

oC , 40 oC

ở ỏ 3 l ng 50

ả 1293,6 (kJ/kg); 190 (kJ/kg) Entanpi c a NHủ B ng XIII [IV ­ 173]

ệ ạ 2.2, Nhi t làm l nh các khí:

,1

030

50(

)40

(cid:0) (cid:0) (cid:0) Q2 = 242,509 = 2497,843 (kJ/h)

ệ 2.3, Nhi ạ t làm l nh h i n ơ ướ c

950,1

50(

)40

(cid:0) (cid:0) (cid:0) Q3 = (315,294 + 120,389)

= 8495,818 (kJ/h)

ộ ệ 1.950 (kJ/kg đ ) Nhi t dung riêng c a h i n ủ ơ ướ c

ệ ượ ấ ừ 2.4, Nhi c l y đi t t đ NH ư ị ư 3 ch a b  ng ng t ụ :

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

85

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

(cid:0) (cid:0)

ệ t nghi p ­Thi 1293 )

( 1295

Q4 = 450,374 = 900,748 (kJ/h)

3 l ng:ỏ

ệ ơ ướ ả ụ 2.5, Nhi t to  ra do h i n ư c ng ng t và hoà tan trong NH

( 1900

1641 )

(cid:0) (cid:0) Q5 = (315,294 + 120,389) = 112841,897 (kJ/h)

1641

ệ 1900 (kJ/h) Nhi ư t ng ng t ụ ủ ơ ướ c  c a h i n

4OH

29540 (cid:0) 18

ệ ạ (kJ/h) Nhi t t o thành NH

ổ ệ ầ ả ấ ằ ướ ạ T ng nhi t c n ph i l y đi b ng n c làm l nh:

Q = 152939862,2 + 2497,843 + 8495,818 + 900,748 + 112841,897

= 153064598,5 (kJ/h)

5,

ướ ế ị ư ụ ủ ệ ấ ư Tiêu hao n c cho thi t b  ng ng t c a ch ng luy n c p I:

35(

153064598 1000 )28

19,4

= 5218,704 (m3/h) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

ộ ệ 4,19 (kJ/kg đ ) Nhi t dung c a n ủ ướ c

ổ ằ ế ị ư ụ ư ệ ấ ợ           T ng h p cân b ng nhi ệ ượ t l ng thi t b  ng ng t ch ng luy n c p I

ầ Đ u vào Đ u raầ

Tên g iọ KJ/h Tên g iọ KJ/h

3

ệ ụ ướ Nhi ư t ng ng t NH 152939862,2 c làm 153064598,5

Theo n l nhạ ạ ạ Làm l nh t p khí 2497,843

ạ Làm l nh h i n ơ ướ c 8495,818

3 ch a ư

ạ Làm l nh NH 900,748

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

86

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ụ ng ng tư

112841,897

NT và hoà tan  h i ơ cướ n

ổ ộ ổ ộ T ng c ng 153064598,5 T ng c ng 153064598,5

ằ

ệ

ế ị ư

ụ ư

ệ ấ

XI. Cân b ng nhi

t cho thi

t b  ng ng t

ch ng luy n c p 2

ố ệ ầ 1. Các s  li u ban đ u:

2)  : 3

510

(cid:0) ế ị ư ụ ấ     Áp su t trong thi t b  ng ng t (N/m

oC

ệ ộ ư ệ ế ị ổ ệ Nhi t đ  khí ch ng luy n vào thi t b  trao đ i nhi t : 110

o C

ệ ộ ừ ế ị ả ấ ụ Nhi t đ  khí t thi t b  nh  h p th  sang : 95

oC

ệ ộ ố ỏ ị ế ị ư ụ Nhi t đ  dung d ch mu i amoni loãng ra kh i thi t b  ng ng t : 40

ướ ạ ế ị ư ụ N c làm l nh thi t b  ng ng t có nhi ệ ộ oC) t đ  (

ầ Đ u    :   28

ố        Cu i   :   35

ầ ợ ừ ế ị ả ấ ụ ế ị ư ụ Lu ng và thành ph n khí t thi t b  nh  h p th  vào thi t b  ng ng t (kg/h)

NH3  :  14032,56

CO2  : 6135,074

H2Oh : 5210,342

ượ ầ ừ ế ị ả ấ ụ ế ị ư ụ L ng và thành ph n khí t thi t b  nh  h p th  vào thi t b  ng ng t (kg/h)

NH3  : 686,577

CO2  : 305,674

H2O  :  18039,395(cid:0)

ệ 2. Nhi t vào

ệ ấ ư         Theo khí ch ng luy n c p II

3 khí khi làm l nh nó t

oC  ­ 40 oC

ệ ủ ả ạ ừ 2.1, Nhi t to  ra c a NH 110

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

87

ồ

ế ế

ố

Đ  án t

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ệ t nghi p ­Thi

ấ         Q1 = 14032,56(cid:0) (1527,5 – 1364,6) = 2285904,024 (kJ/h

3

oC và 3

510

(cid:0) ở ả 40 (N/m2) B ng XVIII [ III ­

1364,6 (kJ/kg) Entanpi c a NHủ 185]

2.

ệ 2.2. Nhi ạ t làm l nh CO

Q2 = 6135,074(cid:0) (388,3 – 323,9) = 395098,765 (kJ/h)

2

oC , áp su t 3ấ

510

(cid:0) ở 388,3 (kJ/h) :Entanpi c a COủ 110 (N/m2)

ả B ng XVIII   [III ­ 184]

oC , áp su t 3ấ

510

(cid:0) ở 323,9 (kJ/h) : Entanpi CO2 40 (N/m2)

ệ ư ạ 2.3. Nhi t làm l nh ng ng t ụ ơ ướ  h i n c

(

2697

167

)7,

(cid:0) (cid:0) Q3 = 5210,342 = 13178518,02 (kJ/h)

2O

oC , áp su t 3ấ

510

(cid:0) ở 2697 (kJ/kg) :Entanpi c a Hủ 140 (N/m2)

2O

oC , áp su t 3ấ

510

(cid:0) 167,7 (kJ/h) :Entanpi c a Hủ 40ở (N/m2)

ừ ả ấ ụ Theo khí t nh  h p th  sang

3 khi làm l nh nó t

oC đ n 40  ế

oC

ệ ủ ả ạ ừ 2.4. Nhi t to  ra c a NH 95

( 1495

1364

)2,

(cid:0) (cid:0) Q4 = 686,577 = 89804,272 (kJ/h)

2

oC , 40 oC B ng XIX [ III­185]

ở ả 1495 ; 1364,2 (kJ/kg) :Entanpi c a COủ 95

2

ệ 2.5. Nhi ạ t làm l nh CO

3,373(

)9,323

(cid:0) (cid:0) Q5 = 305,674 = 15100,295 (kJ/h)

2

oC , 40 oC

ở 373,2 ; 323,9 (kJ/h) :Entanpi c a COủ 95

ệ ư ạ 2.6. Nhi t làm l nh và ng ng t ụ ơ ướ  h i n c

(

2691

167

)7,

(cid:0) (cid:0) Q6 = 18039,395 = 45518805,4 (kJ/h)

ệ 2.7. Nhi t hoà tan CO 2

(

6135 ,

074

674

)

24700

,305 44

(cid:0) (cid:0) Q7 = = 3615601,718 (kJ/h)

2 (kJ/mol)

ệ ủ 24700 (kJ/kg) Nhi t hòa tan tích phân c a CO

3

ệ 2.8.  Nhi t hoà tan NH

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

88

ế ế

ấ

ố

ồ

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t 14032 56,

577,686

17

(cid:0) (cid:0) Q8 = 29540 = 25576665,12 (kJ/h)

3 (kJ/kmol)

ệ ủ 29540 (kJ/kg) Nhi t hoà tích phân c a NH

ổ ệ T ng nhi t vào

Qv = 2285904,024 + 395098,765 + 13178518,02 + 89804,272 + 15100,295 +  45518805,4 + 3615608,71 + 25576665,12 =90675497,61 (kJ/h)

3. Nhi t raệ

ệ ố ị ở ử 3.1, Nhi t ra theo dung d ch mu i amoni loãng ( tính toán tháp r a)

Q1 = 83353291,52 (kJ/h)

ệ ầ ả ấ 3.2, Nhi t c n ph i l y ra

Q2 = Qv – Q1 = 90675497,61 – 83353291,52 = 7322206,09 (kJ/h)

ượ ướ ầ L ng n c c n thi ế t

7322206 )28

09, 1000

19,4

35(

= = 249,649 (kg/h) m OH 2 (cid:0) (cid:0) (cid:0)

ổ ợ ằ ệ ế ị ư ụ ấ T ng h p cân b ng nhi t thi t b  ng ng t c p II

ầ Đ u vào Đ u raầ

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

89

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Tên g iọ KJ/h Tên g iọ KJ/h

ị 83353291,52

ố Theo dung d ch  mu i amoni loãng Theo khí ch ng ư luy nệ

ướ c làm 2285904,024 Theo NH3 khí 7322206,09 Theo n l nhạ Theo CO2 395098,765

Theo h i n ơ ướ c 13178518,02

ừ ả  nh

ụ Theo khí t h p thấ

89804,272 Theo NH3 khí

CO2 khí 15100,295

H i n ơ ướ c 45518805,4

2

ệ ấ ụ Nhi t h p th  CO 3615601,718

ệ ạ t t o thành 25576665,12 Nhi NH4OH

ổ ộ ổ ộ T ng c ng 90675497,61 T ng c ng 90675497,61

ằ

XII. Cân b ng nhi

ệ ượ t l

ạ ạ ế ng quá trình k t tinh t o h t

ố ệ

ầ

1. Các s  li u ban đ u:

ượ ị L ng d ch vào tháp:                                 20024,846 (kg/h) trong đó

ượ L ng Urê:                                                19727.357 (kg/h)

ượ ướ L ng n c:                                              297.489 (kg/h)

oC

ệ ộ ị ạ ạ ỏ Nhi t đ  d ch nóng l ng vào tháp t o h t: 140

oC

ệ ộ ạ ạ ỏ Nhi t đ  Urê ra kh i tháp t o h t:              70

ộ ẩ Đ   m không khí:                                        85%

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

90

ồ

ố

ế ế

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ượ L ng không khí vào tháp:                         100000 (m

ấ 3/h)

oC

ệ ộ Nhi t đ  không khí vào tháp:                      25

ệ

2, Nhi

t vào

ệ ỏ 2.1, Nhi ị t vào theo d ch nóng l ng

ằ ệ ở ạ ặ B ng nhi ị t theo d ch ra cô đ c đo n II

(cid:0) Q1 = 5870387,322 (kJ/h)

ể ừ ạ 2.2, Nhi t t a ra khi k t tinh Urê, nghĩa là chuy n nó t tr ng thái nóng

ả ế ệ ỏ ể ạ ch y thành tr ng thái tinh th :

Q2 = 19727,357 (cid:0) 242,5 = 4783884,073 (kJ/h)

ệ ả ủ Trong đó 242,5 (kJ/kg) – nhi t nóng ch y c a Urê

ệ 2.3, Nhi t vào theo không khí:

ượ L ng không khí khô:

100000 0,885

gkkk = = 112994,350 (kg/h)

ố ớ ể ẩ Trong đó 0,885 (m3/kg KKK) – th  tích không khí  m đ i v i 1 kg không khí

khô

Q3 = 112994,350 (cid:0) 69,19 = 7818079,077 (kJ/h)

oC

ủ ở Trong đó 69,19 (kJ/kg) – nhi ệ ượ t l ng riêng c a không khí khô 25

ổ ệ T ng nhi t vào:

Qv = Q1 + Q2 + Q3

= 5870387.322 + 4783884.073 + 7818079,077

3, Nhi

t raệ

= 18472350.47 (kJ/h)

ệ ể ỏ 3.1, Nhi t theo Urê tinh th  ra kh i tháp:

Q1 = (19727.357(cid:0) 1,347 + 297.489 (cid:0) 4,192) (cid:0) 70

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

91

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ệ t nghi p ­Thi             = 1947387.664 (kJ/h)

oC

ộ ệ ủ ở Trong đó 1,347 (kJ/kg.đ ) – nhi t dung riêng c a Urê 70

oC

ộ ệ ủ ướ ở 4,192 (kJ/kg.đ ) – nhi t dung riêng c a n c 70

ế ư

Quá trình k t tinh trong tháp t o h t, h i n ẩ c trong không khí ng ng t ộ ẩ ơ ướ ệ ạ ự ầ ả

ụ  ạ ả   ộ m t ph n vào trong s n ph m, do s  chênh l ch đ   m trong không khí và s n ph m.ẩ

ượ ệ 3.2, L ng nhi t ra theo không khí:

Q2 = Qv – Q1 = 18472350.47 ­ 1947387.664  = 16524962.81 (kJ/h)

ủ ỏ Nhi ệ ượ t l ng riêng c a không khí ra kh i tháp:

16524962.81: 112957 = 146,294 (kJ/kg)

ổ

ợ

ằ

ả

T ng h p cân b ng nhi

ệ ượ t l

ế ng quá trình k t tinh – B ng 13

ầ Đ u vào Đ u raẩ

Tên g iọ kJ/h kJ/h Tên g iọ

ệ ệ Nhi t vào theo 5870387.322 Nhi t ra theo Urê 1947387.664

ỏ ị ệ d ch nóng l ng Nhi t ra theo KK 16524962.81

ệ ế Nhi t k t tinh 4783884.073

ệ Nhi t vào theo KK 7818079,077

T ngổ 18742350.47 T ngổ 18742350.47

3 L NG.Ỏ

Ệ ƯỢ Ằ Ế Ệ Ị CÂN B NG NHI T L NG THI T B  GIA NHI T NH

ố ệ ầ 1) Các s  li u ban đ u.

5(N/m2)

ệ ấ Áp su t làm vi c : 200.10

3 sau gia nhi

oC

ệ ộ ệ Nhi t đ  NH t : 45

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

92

ố

ồ

ế ế

ấ

ệ t nghi p ­Thi

ệ ố ế ị ướ ừ ệ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê  ư c ng ng t

thi t b  gia nhi t có áp

Đ  án t ơ ướ Dùng h i n ấ ư su t d  là 0,5 at , nhi

ệ ộ c bão hòa có h  s  góp n oC t đ  là 105,7

ệ ơ Nhi t hoá h i : r = 2245 (kJ/kg) [ I ­ 312]

2) Tính toán.

3 vào thi

ượ ế ị ệ 2.1)L ng NH t b  gia nhi t : 126457,459 (kg/h)

Trong đó :

3 quay l

ử ư ụ ng NH ạ ừ i t tháp r a vào ng ng t và thùng hoãn xung : 78508,19

ượ L (kg/h)

3 m i :ớ

ượ L ng NH

126457,459 – 78508,19 = 47949,269 (kg/h)

3 t

ượ ừ ế ị ư ụ ế ị ổ T ng l ng NH thi t b  ng ng t vào thi t b  hoãn xung

78508,19 + 60074,505 = 138582,695 (kg/h)

3 t

ợ ướ ử ể ằ 60074,505 (kg/h) ­ Lu ng NH i vào tháp r a đ  cân b ng nhi ệ ượ t l ng

3 vào thi

ệ ủ ế ị 2.2) Nhi t c a NH t b  hoãn xung.

3 m i : 47949,269 (kg/h)          25,7 %

ợ ớ Lu ng NH

3 h i l u : 138582,695 (kg/h)   74,3%

ợ ồ ư Lu ng NH

3 l ng tr

ệ ộ ủ ỏ ướ Nhi t đ  c a NH c khi gia nhi ệ t

17.0,257 + 45.0,743 = 37,8 (oC)

oC ­ Nhi

3 l ng là 4,82 (kJ/kg

oC)

Ở ệ ủ ỏ 37,8 t dung c a NH

3 l ng 4,92 (kJ/kg

oC)

ệ ủ ỏ 45 oC ­ Nhi t dung c a NH

3 t

oC lên 45 oC là :

ệ ầ ế ể ệ ừ Nhi t c n thi t đ  gia nhi t NH 37,8

Q = 126457,459.(4,92.45 – 4,82.37,8)

= 4957638,223 (kJ/h)

223

ượ ơ ầ ệ L ng h i c n thiêt cho gia nhi t :

kg

h

2208

(0,

/

)

4957638 , 2245

(cid:0) D6 =

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

93

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Ế

Ề Ổ   C. TÍNH TOÁN THI T B  CHÍNH TRONG DÂY CHUY N T NG

Ợ

Ị H P URÊ.

Ế Ị Ư Ả Ạ TÍNH TOÁN THI T B  CH NG PHÂN GI I ĐO N II

ầ ố ệ   1. Các s  li u ban đ u.

ệ ấ Áp su t làm vi c     :    3.105

ị ả ượ ả ừ c gi m áp t 17 at (cid:0) ỏ ư ệ ộ ẽ ả ừ ố Dung d ch ra kh i ch ng phân gi  160 t đ  s  gi m t xu ng 3 at ( khi đó nhi ạ i đo n I đ  110 0C).

0C

ệ ộ ị ư ả Nhi t đ  d ch vào ch ng phân gi i II :   110

0C

ệ ộ ị ư ả Nhi ỏ t đ   d ch ra kh i ch ng phân gi i II : 130

0C

ệ ộ ệ ư ả t đ  khí vào gia nhi t cho ch ng phân gi i II : 140 Nhi

0C

ệ ộ ư ả Nhi ỏ t đ  khí ra kh i ch ng phân gi i II  :   110

2. Tính toán.

2)

ề ặ ệ ổ ệ 2.1. Tính di n tích b  m t trao đ i nhi t :F (m

ứ ừ T  công th c :

.

tbtKFQ .

(cid:0) (cid:0) (J/h)        (1)

Trong đó:

ượ ệ ư ữ ể ổ ị Q: L ng nhi t trao đ i gi a 2 l u th  ( khí và d ch)  (J/h)

2. đ ) ộ

ệ ệ ố ấ   K: H  s  c p nhi t (W/m

tbt

(cid:0) ệ ộ ủ ư ệ ố : Hi u s  nhi t đ  trung bình c a 2 l u th   ( ể 0C)

ừ T  (1) ta có :

Q (cid:0). tbtK

F = (m2)     (2)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

94

ế ế

ố

ồ

ấ

ệ t nghi p ­Thi ệ ộ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê  ư

Đ  án t         2.1.1. Tính hi u s  nhi

ệ ố ủ ể t đ  trung bình c a 2 l u th :

ơ ồ ổ ệ * S  đ  trao đ i nhi t :

Vào Ra

1300C (Khí)   1400C

0C

ị 1100C (D ch)   110

1t

(cid:0) = 140 – 110 = 30 0C

2t

(cid:0) = 130 – 110 = 20 0C

1t

2t

(cid:0) (cid:0) ệ ộ ầ , ệ ố  : Hi u s  nhi t đ  đ u vào và ra.

1t

2t

(cid:0) (cid:0) Do / = 1,5 < 2 nên

30 (cid:0)

t 1

ttb

lg3,2

lg3,2

t 2 t 1 t

20 30 20

2

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) = 24,69  (0C) = (cid:0)

2.1.2. Tính nhi

ể ệ ỷ ệ t phân hu  cacbamat + Nhi t khí ệ          Q= (Nhi ư ữ ổ ổ 3 d   + Nhi t đu i NH ệ t trao đ i gi a 2 l u th  (Q): ư ệ mang ra ­Nhi t khí mang vào)

= ( Q1   +  Q2   + Q3   ­ Q4)

0C:

ệ ở (cid:0) Nhi t do khí vào 140

Q4 = 3468,381. 0,559.140 + 1541,339.0,2287.140 + 1290,699.0,671.140

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

95

ố

ồ

ế ế

ấ

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t                     =  442039,353  (Kcal/h)

=   442039,353  . 4,1868  = 1850909,43 (kJ/h)

3, CO2, H2O ra

ầ ượ ượ Trong đó: 3468,381; 1541,339; 1290,699 l n l t là l ng NH

ư ỏ ả kh i ch ng phân gi i II.

3, CO2, h i ơ

ầ ượ ệ ủ 0,559 ; 0,2287 ; 0,671 l n l t là nhi t dung riêng c a NH

ấ ệ ộ ướ ở n c áp su t 3 at và nhi t đ  140

Q1 = 4592201,228 (kJ/h);

Q2 = 196286554,8 (kJ/h);

Q3 = 9380882,211 (kJ/h);

Thay vào ta có Q = (Q1 + Q2  +  Q3  ­   Q4 )

= 208408728,813 ( kJ/h)

=  5789111,356   (J/s)

ố ấ ệ 2.1.3. Tính hê s  c p nhi t K

Ở ư ả ả ự ế ữ ế ỏ trong tháp ch ng phân gi i x y ra quá trình ti p xúc tr c ti p gi a khí và l ng

(cid:0)

7,0

7,0

33,0

h

ệ ố ề do đó h  s  truy n nhi ệ ượ t đ ứ c tính theo  công th c

K

.(Re

)

.(Re

)

.(Pr)

K

L

d

td

(cid:0) (W/m2. đ )ộ

ẩ ố ủ Trong đó :  ReK  Chu n s  Reynol c a khí

ẩ ố ủ ỏ ReL  Chu n s  Reynol c a l ng

(cid:0)

ẩ ố ủ ỗ ợ Pr Chu n s  Pran c a  h n h p khí

h

ệ ố ẫ ệ ủ ỗ ợ H  s  d n nhi t c a h n h p khí

ườ ươ ươ ng đ ủ ệ ng c a đ m

Dtd  Đ ng kính t

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

96

ồ

ố

ế ế

ấ

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t    2.1.3.1. Tính h  s  d n nhi

(cid:0)

(cid:0)

ệ ố ẫ ệ ủ ỗ ợ t c a h n h p khí

x.

h

i

i

(cid:0) (cid:0)

381,

ủ ấ ử ầ ồ ộ   Trong đó  xi N ng đ  ph n mol c a c u t i

,204

024

3  =

3468 17

339,

(cid:0) ủ ố (cid:0) S  mol c a NH (mol)

mol

(03,35

)

2

1541 44

699

(cid:0) (cid:0) ủ ố (cid:0) S  mol c a CO

mol

,71

705

(

)

2O

1290 , 18

(cid:0) (cid:0) (cid:0) ủ ố S  mol c a H

,204

ấ ử ủ ậ ồ ị V y ta có n ng mol c a các c u t trong dung d ch :

NHx

3

024 03,35

,204

024

,71

705

*

= 65,65%

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

COx

2

03,35 03,35

,204

024

,71

705

OHx

(cid:0) * = 11,27% (cid:0) (cid:0)

2 = 23,08%

(cid:0)

*

2CO

ả = 0,23275.10­2  (W/m. đ )ộ     (II­B ng I­ 144)

3 đ

ệ ủ ượ ệ ố ẫ         H  s  d n nhi t c a NH c tính

5,1

(cid:0)

(cid:0)

.

.(

)

NH

0

3

C 273 CT

T 273

(cid:0)

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

0

ệ ố ẫ H  s  d n nhi ệ ở 0C tra b ng ả 0 t

ả = 0,0172               (II.B ng I­122)

ụ ạ ằ ả ố ộ C H ng s  khí ph  thu c lo i khí tra b ng trên

= 626

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

97

ố

ồ

ế ế

ấ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t ệ ộ

ệ t nghi p ­Thi ệ ố ủ

0C

T Nhi t đ  tuy t đ i c a khí  T = 125+273 = 398

(cid:0)

ứ Thay vào công th c trên ta có :

,0

0247

NH

3

(cid:0)

(cid:0) (W/m. đô)

OH 2

= 68,4.10­2 (W/m. đ )ộ

hh

(cid:0) = 0,6565.0,0274 + 0,1127.0,23275.10­2 + 0,2308.0,684 = 0,174 (W/m. đ )ộ

ậ V y ta có:

(cid:0)

.

k

ẩ ố 2.1.3.2 Tính chu n s  Reynol khí

(cid:0) .4(cid:0) k f (cid:0) .

k

(cid:0)

ReK

k

(cid:0)

ậ ố ế ị Trong đó V n t c  khí toàn thi t b  (m/s)

k

3)

ố ượ Kh i l ủ ng riêng c a khí (kg/m

2/m3)

(cid:0)

ủ ệ ề ặ f  B  m t riêng c a đ m   (m

k

2)

ớ ủ ỗ ộ ợ Đ  nh t c a h n h p khí ( N.s/m

(cid:0)

(cid:0)

(cid:0)

M .

M .

M .

NH

3

3

CO 2

OH 2

hh

ợ ộ ượ ứ (cid:0) Đ  nh t c a h n h p khí đ ớ ủ ỗ c tính theo công th c:

M (cid:0)

NH (cid:0)

CO 2 (cid:0)

OH 2 (cid:0)

hh

CO

NH

2

OH 2

3

(cid:0) ,

(cid:0) ,

NH

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

(cid:0)   Trong đó :

3

OH 2

CO 2

ấ ử ủ ể ầ ầ ượ l n l t là ph n th  tích c a các c u t ợ ỗ  trong h n h p

273

M(cid:0)(cid:0)

ờ ố ượ Bây gi ta tính kh i l ủ ng riêng c a các khí:

. .4,22

P . PT 0.

(kg/m3)  (II.I­5)

0K)

ệ ộ T: Nhi ệ ố ủ t đ  tuy t đ i c a khí (398

5 N/m2)

ệ ấ               P: Áp su t làm vi c  3.10

2)

5

(cid:0)

ệ ở ề ệ ấ P0: Áp su t làm vi c ẩ  đi u ki n chu n  101325 (N/m

NH

3

.17 .4,22

273 398

10.3. 101325 .

(cid:0) = 1,541 (kg/m3)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

98

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

5

(cid:0)

CO

2

.44 .4,22

273 398

10.3. 101325 .

5

(cid:0)

(cid:0) =3,989  (kg/m3)

OH 2

.18 .4,22

273 398

10.3. 101325 .

(cid:0) = 1,631 (kg/m3)

3468

381,

(cid:0)

ủ ể ậ V y th  tích c a các khí là:

NH

3

541,1

1541

339,

(cid:0)

(cid:0) = 2250,713 (m3/h)

CO 2

898,3

699

(cid:0)

(cid:0) =386,394  (m3/h)

OH 2

1290 , ,1 631

(cid:0)

(cid:0) = 791,354(m3/h)

i

(cid:0)

(cid:0) V y ậ = 3428,461  (m3/h)

NH

3

2250 , 3428 ,

713 461

(cid:0)

(cid:0) = 65,65%

CO

2

394,386 3428 , 461

(cid:0)

(cid:0) = 11,27%

OH 2

= 23,09%

m

m

m

3

CO 2

OH 2

M

hh

NH n

n

n

6380 , 419 ,310 759

NH

CO

3

2

OH 2

(cid:0)

(cid:0) (cid:0) (cid:0) = = 20,27 (cid:0) (cid:0)

3

0C ,3at (l y ngo i suy)

3NH

ộ ở ấ ạ ả * ớ ủ : Đ  nh t c a NH 110 (II­B ng I­113)

(cid:0)

= 140.10­7  (N.s/m2)

2CO

(cid:0)

* = 195.10­7 ( N.s/m2)

OH 2

ả * = 135.10­7(N.s/m2)             (II­ B ng I­115)

(cid:0)

hh

Thay vào ta tính đ c:ượ

= 0,0192.10­3(N.s/m2)

5

(cid:0)

ố ượ ủ ỗ ử ụ ứ ở ợ ­ Tính kh i l ng riêng c a h n h p khí  ( s  d ng công th c trên)

hh

M hh . .4,22

.27,20 .4,22

273 .

10.3. 101325

398

P 273 . PT 0.

(cid:0) (cid:0) =1,837 (kg/m3)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

99

ố

ồ

ế ế

ấ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t ề ặ

ệ t nghi p ­Thi ủ ệ

ệ ả ọ ả ( II ­B ng X­

f:   B  m t riêng c a đ m ta ch n đ m 25x25x0,8 tra b ng  125)

ố ộ ­ Tính t c đ  khí đi trong tháp:

ừ ứ T  công th c :

D

kV .4 (cid:0) (cid:0) .

k

(cid:0)

(cid:0) (m)

k

Vk .4 (cid:0) 2 D .

(cid:0) (m/s)

k  đi đ u trong tháp)

Ở ề ( đây ta coi V

ườ ủ ằ ọ Trong đó: D Đ ng kính c a tháp ch n b ng 0,8 m

k = 3428,461 (m3/h) = 0,95 (m3/s)

(cid:0)

ư ượ ể Vk  L u l ng th  tích khí V

k

95,0.4 28,0.14,3

(cid:0) V y ậ = 1,89 (m/s)

ẩ ố ủ ậ V y chu n s  Reynol c a khí :

Re

k

837,1.89,1.4 0192

,0.

310.

220

(cid:0) (cid:0) = 3284,813

Re (cid:0)

L

G .4 (cid:0). f

L

ủ ị ẩ ố    2.1.3.3. Tính chu n s  Reynol c a d ch:

Trong đó:

2.s)

ậ ộ ướ ị G: M t đ  t i d ch          (kg/m

2/m3)

(cid:0)

ủ ệ ề ặ f:  B  m t riêng c a đ m  (m

2)

:L

ớ ủ ị ộ Đ  nh t c a d ch ( N.s/m

ậ ộ ướ ị ­ Tính m t đ  t i d ch

G

m .4 d (cid:0) 2 D .

(cid:0)

ố ượ ư ỏ ả md: Kh i l ng l ng đi vào tháp ch ng phân gi ạ i đo n II

md = 36614,789 (kg/h) = 10,17 (kg/s)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

100

ế ế

ố

ồ

ấ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t ợ

ư ả ằ ạ ổ ả

ệ t nghi p ­Thi ậ ệ           (T ng h p cân b ng v t li u tháp ch ng phân gi

(cid:0)G

i đo n II ­B ng 3)

17,10.4 28,0.14.3

= 20,24 (kg/m2.s)

(cid:0) Đ  nh t c a h ng h p l ng đ

L

(cid:0)

(cid:0)

(cid:0)

(cid:0)

ớ ủ ỗ ợ ỏ ộ ượ ứ c tính theo công th c :

x

x

x

lg.

lg.

lg.

L

NH

NH

CO

3

3

2

CO 2

OH 2

OH 2

x

x

x

;

;

NH

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (N.s/m2)

3

CO 2

OH 2

ầ ượ ủ ầ Trong đó : l n l t là ph n mol c a các c u t ấ ử ươ ứ  t ng  ng.

ả Trong tháp phân gi i II có:

17,

ố ­ Urê có s  mol :

308,348

20898 60

(cid:0) (mol/h)

86,

ố ­ Cacbamat có s  mol :

1462 78

= 18,754 (mol/h)

346,

ư ố ­ NH3 d  có s  mol :

2277 17

= 133,961 (mol/h)

422

ướ ố ­ N c có s  mol :

11796 , 18

= 665,354 (mol/h)

somol

(cid:0) = 1166,377 (mol/h)

NHx

3

961,133 377, 1166

(cid:0) ậ V y : = 11,48%

cacx

,18 1166

754 377,

(cid:0) = 1,6%

ux

308,348 377, 1166

OHx

(cid:0) = 29,86%

2 =

354,665 377, 1166

= 57,06%

(cid:0)

,0

258

310.

OH 2

(cid:0) (cid:0) (N.s/m2)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

101

ế ế

ấ

ồ

ố

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

(cid:0)

Đ  án t = 0,258  (N.s/m2)

3NH

u

(cid:0) = 0,26.10­3 (N.s/m2)

(cid:0)

cac

ả (II­B ng I­ 248 )

= 0,211.10­3(N.s/m2)

(cid:0)

ứ ố Thay s  vào công th c trên ta có;

L

= 0,253.10­3 (N.s/m2)

(cid:0) =1563,942

LRe =

24,20.4 2353 ,0.

310.

220

V y:ậ

(cid:0).

k

Pr (cid:0)

kCp (cid:0)

k

ủ ỗ ẩ ố ợ 2.1.3.4 .Tính chu n s  Pran c a h n h p khí:

ệ ủ ỗ ợ Trong đó : Cpk Nhi t dung riêng c a h n h p khí

Cp

Cp

x

Cp

x

Cp

x

.

.

.

k

NH

NH

CO

3

3

CO 2

2

OH 2

OH 2

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

= 0,559.0,6565+0,2287.0,1127+0,671.0,2308

= 0,547 (kcal/kg. đ )ộ

3(cid:0)

2290

179,

0192

10.

ộ ộ                            =547(cal/kg. đ ) =457.4,1868= 2290,179(J/kg. đ )

Pr k

,0. 174,0

(cid:0) V y ậ = 0,252

ườ ươ ươ 2.1.3.5 .Tính đ ng kính t ng đ ủ ệ ng c a đ m

ở ệ ọ ư      Nh  đã nói trên ta ch n đ m thép  25x25x0,8

2/m3)

ệ ề ặ       Có di n tích b  m t riêng  f = 220 (m

3/m3)

.4

ể ự Và th  tích t do là  0,92 (m

Vtd f

92,0.4 220

Dtd = = 0,0167 (m) =

ệ ố ề ậ ệ V y h  s  truy n nhi t K là

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

102

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

7,0

7,0

33,0

.

3284

813,

.

1563

942,

,0.

252

174,0 0167 ,0

K = = 3248,65 (W/m2. đ )ộ

(cid:0)F

ề ặ ệ ổ ệ Do đó di n tich b  m t trao đ i nhi t là :

2)

5789111 3248

356, 25.65,

=71,78 72(m≈

ệ ể ế ậ V y th  tích đ m lý thuy  là:

Vd

F f

72 220

(cid:0) = 0,327 (m3) =

ệ ố ự ữ ự ế ể ệ ấ L y h  s  d  tr  là 1,6  khi đó th  tích đ m th c t là

Vtt = 0,327.1,6 = 0,524 (m3)

ệ ậ ề              V y chi u cao đ m là :

524,0.4 28,0.14,3

Vtt .4 (cid:0) 2 D .

Hd = = = 0,9 (m)

ề ắ ọ Ch n chi u cao n p nón là 0,25(m)

ề ừ ệ ế Chi u cao t ắ  đ m là đ n n p trên 1,5 (m)

ề ừ ắ ướ ế ệ Chi u cao t n p d i đ n đ m là 2,6 (m)

ề ậ V y chi u cao tháp là :

Ht = 2. 0,25 + 0,9 + 1,5 + 2,6 = 5,5 (m)

Ư Ạ Ả Ế Ệ Ị TÍNH THI T B  GIA NHI T CH NG PHÂN GI I ĐO N II

ố ệ ầ 1. S  li u ban đ u

h = 206463653,2 (kJ/h)

ệ ổ ơ ướ ằ Nhi t b  sung b ng h i n c  Q

ấ ơ ướ Áp su t h i n c bão hoà vào : 13 at

0C

ụ Nhi ệ ộ ơ ướ t đ  h i n ư c ng ng t : 190,7

Ẩ ệ ơ ư ụ n nhi t h i ng ng t :           1984 kJ/kg

0C

ệ ộ ị Nhi t đ  d ch vào :  130

0C

ệ ộ ị Nhi t đ  d ch ra :    140

2. Tính toán :

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

103

ố

ồ

ế ế

ấ

Đ  án t ế ị

ệ t nghi p ­Thi ệ ố

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê  ướ ố

(cid:0)  25 x 2

ổ t  ng chùm dài 2,5 (m),  kích th c  ng t b  trao đ i nhi

ọ      Ch n thi mm

ề ệ ề ặ       2.1 Tính b  m t truy n nhi t :

.

tbtFKQ .

(cid:0) (cid:0)

Trong đó :

2. đ )ộ

ệ ố ề ệ K: H  s  truy n nhi t  (W/m

2)

ệ ề ề ặ ệ F :   Di n tích b   m t truy n nhi t (m

tbt

(cid:0) ệ ố ệ ộ :     Hi u s  nhi t đ  trung bình

2.1.1 Tính K

(cid:0)  25 x 2 mm do đó :

ề ệ Ố    ng truy n nhi t có

Dtd  = 25­ 2.2 = 21 (mm)

K

1

1

(cid:0)

r 1

r 2

1 (cid:0) (cid:0)

(cid:0)

(cid:0)

2

1

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

Trong đó :

ố (cid:0) : Chi u dày  ng  0,02 (m) ề

ệ ố ẫ ả (cid:0) : H  s  d n nhi ệ ườ t t ng thép Crôm­ Niken tra ( ) II ­ B ng I ­125

= 35,3 (W/m. đ )ộ

ệ ở ủ ặ ế ẩ ớ ố r1 : Nhi t tr  trung bình c a c n b n ngoài thành  ng ti p xúc v i

1 = 0,116.10­3 ( m2/đ .w)                                      (

ướ ộ ơ h i  n c  tra  r ) ả III ­B ng V – I

ệ ở ủ ặ ặ ẩ ố r2 : Nhi t tr  trung bình c a c n b n m t trong  ng tra

(cid:0)

(cid:0)

,

:

ả ) r2  = 0,387.10­3( m2)                   ( III ­B ng V – I

1

2

(cid:0)

ệ ố ấ H  s  c p nhi ệ t

1

(cid:0)

­ Tính :

.04,2

A . 4

1

r Ht .

(cid:0) (w/m2. đ )ộ (cid:0)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

104

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Trong đó:

ố ề                       H: Chi u dài  ng   2,5 (m)

0C  A = 194

ộ ướ ư ở ệ ố ụ                       A: H  s  ph  thu c vào màng n c ng ng 140

Ẩ ụ r:   n nhi ệ ướ t n ư c ng ng t 1984 kJ/kg

t ư

(cid:0) ư ệ ộ ặ ườ ế c ng ng và nhi t đ  phí m t t ng ti p (cid:0) ệ ố : Hi u s  nhi ả ớ ơ xúc v i h i ng ng  ta gi thi ệ ộ ướ t đ  n  = 3 0C ế t t

3

1984

(cid:0)

.04,2(cid:0)

.194 4

Khi đó :

1

10. 5,2.3

(cid:0)

=  7748,79 (w/m2. đ )ộ

:2

(cid:0)

Tính

2

Nu (cid:0) . d

(cid:0)

ẩ ố ấ ệ ở ế ộ ả ố Trong đó : Nu chu n s  nuxen tính cho c p nhi ch  đ  ch y r i t

ể ị đ  xác đ nh Nu ta dùng toán đ  ( ồ II – V – 13 – II)

(cid:0)

(cid:0)

(cid:0)

ị ượ ta xác đ nh đ c Nu = 130

CpA . .

3.

(cid:0) (cid:0)

­8

Trong đó:

ệ ố ớ ấ ỏ ế A: H  s  v i ch t l ng liên k t = 3,58.10

M: H  s  không th  nguyên  337,23

ệ ố ứ

ệ ủ ẳ Cp: Nhi ộ ị t dung đ ng áp c a dung d ch Urê 0,78 (Kcal/kg. đ )

3)

ố ượ ủ ị (cid:0)  : Kh i l ng riêng c a d ch 1131,5  ( kg/m

ố    Thay s  vào ta có:

8

(cid:0)(cid:0)

10.58,3

,4.78,0.

1868

.

1131

.5, 3

1131 337

5, 23,

(cid:0) = 0,198  (W/m.đ )ộ

Do đó :

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

105

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

(cid:0)

2

(cid:0) = 1227 (W/m2. đ )ộ

ệ t nghi p ­Thi 198,0. 021

130 ,0

V y:ậ

K

3

3

116,0

10.

387,0

10.

1 7748

79,

1 1227

1 02,0 33,35

(cid:0) (cid:0) (cid:0) = 1063,8 (W/m2. đ )ộ (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

2. đ )ộ

ộ Hay K = 1713,9 (Kcal/m2. đ ) = 7175,566 ( kJ/m

tbt

(cid:0) Tính :

1t

(cid:0) =  190,7 – 130  =  60,7 0C

2t

(cid:0) = 190,7  ­  140  = 50,7 0C

t

t

7,60 (cid:0)

7,50

1

2

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

1

tbt

ln

ln

7,60 7,50

t t

2

(cid:0) (cid:0) = = 56 0C = (cid:0)

0

V y ậ

t

C

.

7,190

56.

185

tb

T 1

T t 1

K (cid:0)

1063 7748

8, 79,

1

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

t

130

56.

T t

tb

T 2

2

K (cid:0)

1063 8, 1227

2

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) = 1660C

(cid:0)

Do đó :

)

q 1

tTT ( 1

1

1

(cid:0)

(cid:0) (cid:0) = 7748,79.(190,7 ­ 185) =  44169,3(W/m2)

q

)

T ( t

2

2

T 2

2

(cid:0) (cid:0) = 1227.(166 – 130) = 44172 (W/m2)

(cid:0) =3 0C là ch p nh n đ

ả ậ ượ ấ V y qậ q≈ 2 nên  gi 1 thi ế t t c

ề ệ ệ Khi đó  di n tích truy n nhi t là

F

2m

(51

)

206463653,  2 7175,566.5 6

Q tbtK .

(cid:0) (cid:0) = (cid:0)

2)

ệ ố ọ Ch n h  s  an toàn là 1,5. Khi đó F = 51 . 1,5 = 77 (m

ố ố ề S   ng truy n nhi ệ t

n

.(cid:0)

F ld tb .

(cid:0)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

106

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Trong đó:

tb =( dn + dt)/2 = (0,025 + 0,021) = 0,023 (m)

ườ dtb : Đ ng kính trung bình  d

ề ề ố ệ l: Chi u dài  ng truy n nhi t l = 2,5 (m)

(cid:0)n

426

77 023

,0.14,3

5.2.

(cid:0) V y  ậ ( ng)ố

ế ố ề ắ ọ ệ ạ ẩ Ch n cách s p x p  ng truy n nhi t theo hình 6 c nh  khi đó  ta quy chu n  theo

) là 439  ngố ả     ( II­ B ng V­11

ạ ố Khi đó s  hình 6 c nh là 11

ố ố ườ ủ ạ S   ng trên đ ng xuyên tâm c a hình 6 c nh  là 23

ể ố ố ố ố ổ ố T ng s   ng không k   s   ng trong các hình viên phân là 397  ng

ổ ấ ả ố ố ố  T ng s   ng trong t t c  các viên phân là 42  ng

ườ ủ ứ ị Đ ng kính trong c a thi ế ị ượ t b  đ c xác đ nh theo công th c

Trong đó :

D = t( b ­ 1 )  + 4dn

ủ ố ườ ề ệ dn : Đ ng kính ngoài c a  ng truy n nhi t

dn = 0,025 (m)

n = 0,8.0,025 = 0,02 ( m)

ướ ố ọ t  : B c  ng ch n  t = 0,8 .d

ố ố ườ ủ ạ b: S   ng trên đ ng chéo c a hình 6 c nh tra (II – V­ 11)

b= 23

V y :ậ

D =  0,02.(23 ­ 1 ) + 4. 0,025 = 0,54 (m)

ề ắ ọ Ch n chi u cao n p là là 0,15 (m)

ủ ế ị ổ ệ ề     Khi đó chi u cao c a thi t b  trao đ i nhi t là

2,5 + 2.0,15  =   3,1 (m)

Ị Ố Ơ Ế

TÍNH TOÁN THI T B  B C H I CHÂN KHÔNG

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

107

ế ế

ấ

ố

ồ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t ố ệ

ệ t nghi p ­Thi ầ

1. Các s  li u ban đ u.

ệ ấ Áp su t làm vi c : 0,68 atm

ộ ị ồ N ng đ  d ch ure vào : 65,71 %

ộ ị ồ N ng đ  d ch ure ra : 70,78 %

ượ ị ế ị L ng  dung d ch Ure vào trong thi t b  tính cho 1 h : 30314,378

ượ ị L ng dung d ch ra : 28146,517

ượ ướ ố ơ L ng n c b c h i : 2167,517

2. Tính toán.

ơ ủ ể 2.1, Th  tích không gian h i c a thi ế ị t b .

(cid:0)

W ttu.

h

(cid:0)

Vkgh =

h

3)

ố ượ ứ : Kh i l ủ ơ ng riêng c a h i th  (kg/m

ộ ố ơ ườ ủ ả ơ utt ­ C ng đ  b c h i cho phép c a kho ng không gian h i

tt = 1600 ( m3/m3h )                   ( II B ng IV – 67

(cid:0)

Ở ọ ả đây ch n u )

h

(cid:0) Ở ả p = 0,68 atm ) = 0,4147 (kg/m3)      ( II B ng I.250

861 2167 . x 04147 1600

Vkgh = = 3.267 (m3)

ơ ủ ề 2.2)Chi u cao không gian h i c a thi ế ị t b .

kgh khi bi

ơ ế ườ t đ ng

ề ể ị Ta có th  xác đ nh chi u cao không gian h i thông qua V ể ự ọ ạ ượ  ch n ng này có th  t kính , đ i l

t = 1 (m)

Ch n Dọ

2

V .4 (cid:0)

t

kgh D

.

,34 x

267

Hkgh = (m)

14,3

Hkgh = = 4.16 (m)

ủ ề ắ ọ ườ Chi u cao đáy nón và n p trên c a thi ế ị ượ t b  đ c ch n theo đ ng kính thi ế   t

b .ị

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

108

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ả ) Dt =1 (m) (cid:0) Hd = Hnap= 1 (m)                                   (II ­ B ng XIII.18

ườ ử ơ ị 2.3)Tính đ ứ ủ ng kính các c a ra , vào c a dung d ch và h i th .

d (cid:0)

sV 785

(cid:0).

,0

ườ ử ị 2.3.1) Đ ng kính c a dung d ch vào.

sV  ­ L u l

3/h)

(cid:0)

ư ượ ả ỏ ố ng l ng ch y trong  ng (m

(cid:0)

ậ ố ủ ấ ỏ ả ố ­ V n t c c a ch t l ng ch y trong  ng (m/s)

(1

sm )/

(cid:0) Ở ọ đây ch n .

V

s

G (cid:0)

d

(cid:0)

(cid:0)

ượ ả ố ị G ­ L ng d ch ch y trong  ng (kg/h) : G = 128767,464 (kg/h)

d

3)

1

2

ố ượ ­ Kh i l ủ ị ng riêng c a d ch (kg/m

(cid:0)

x 1 (cid:0)

x (cid:0)

d

1

2

(cid:0) (cid:0)

3

(cid:0)

(cid:0)

Trong đó :

(4,926

mkg /

)

2O

oC :

1

1

3

(cid:0)

(cid:0)

(cid:0) ố ượ ủ ở ­ Kh i l ng riêng c a H 140

1284

(

mkg /

)

oC :

2

2

(cid:0) ố ượ ủ ở ­ Kh i l ng riêng c a ure 140

2

1

ố ượ ầ ồ ấ ử ủ x ng c a các c u t ợ ỗ  trong h n h p ộ 1; x  :N ng đ  ph n kh i l

(cid:0)

343,0 4,926

,0 657 1284

d

(cid:0)

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

1133

(87,

3mkg /

)

d

387

(cid:0) (cid:0)

.0

00743 (

3 sm )/

30314 .

. 1133

3600

87,

(cid:0) Vs =

Ta có.

d

m

,0

097

(

)

,0 ,0

00743 1. 785

(cid:0) (cid:0)

ử ị ườ 2.3.2) Đ ng kính c a d ch ra.

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

109

ồ

ố

ế ế

ấ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t ị

ố ượ

ệ t nghi p ­Thi ỏ ử ng d ch đi ra kh i c a

Kh i l

G = 119722,698 (kg/h)

x

78,70

%;

%22,29

2

x 1

(cid:0) (cid:0)

3

3

(cid:0)

(cid:0)

95 Ở oC

(92,961

mkg /

);

1298 (

mkg /

)

1

2

1

(cid:0) (cid:0)

(cid:0)

,0 2922 92,961

,0 7078 1298

d

(cid:0) (cid:0)

1177

84,

dp

517

(cid:0) (kg/m3)

.0

00664 (

3 sm )/

28146 .

. 1177

3600

84,

(cid:0) Vs =

d

,0

0922

(

3 sm )/

,0 ,0

00664 1. 785

(cid:0) (cid:0)

ườ ử ơ 2.3.3)Tính đ ứ ng kính c a ra h i th .

(cid:0)

h

Ta có G = 2167.861 (kg/h)

= 0,5039 (kg/m3)

.1

195

3 hm /

)

(

2167 . ,0.

3600

861 5039

(cid:0)

(cid:0) Vs =

(30

sm )/

(cid:0) ớ ơ ướ ọ V i h i n c bão hòa ch n

ườ ử ủ Đ ng kính c a ra c a thi ế ị t b .

d

m

,0

(225

)

195,1 785

30.

,0

(cid:0) (cid:0)

ố ố 2.3.4)Bích n i  ng và thi ế ị ượ t b  đ ọ c ch n.

ườ ườ ề Các chi ti tế Chi u cao h (mm)

Đ ng kính trong d (mm) Đ ng kính ngoài D (mm)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

110

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ử ị C a d ch ure vào 90 150 15

ử ị C a d ch ure ra 90 150 15

ử ơ ứ C a h i th 200 260 30

ả B ng XIII.27 [IV ­ 418]

Ặ Ạ Ế Ị TÍNH TOÁN THI T B  CÔ  Đ C ĐO N I

ố ệ ầ 1, Các s  li u ban đ u:

ấ ệ Áp su t làm vi c : 0,684 atm

ộ ị ầ ồ N ng đ  d ch ure đ u : 70,78 %

ộ ố ị ồ N ng đ  cu i d ch ure : 96 %

oC

ệ ộ Nhi ị t đ  dung d ch vào : 95

oC

ệ ộ Nhi ị t đ  dung d ch ra : 130

2, Tinh toán :

ế ị ệ ặ ạ 2.1, Tính thi t b  gia nhi t cô đ c đo n I:

ầ ướ ế ị ệ 2.1.1, Tính ph n d i thi t b  gia nhi t:

ệ ừ ệ ấ ư Nhi ụ t tân d ng t khi ch ng luy n c p I:

ượ ổ T ng l ng khí vào :

Q v =   34821,281 (kJ/h)

ệ ố ấ ệ ừ ỗ ề ặ ố ề ế ợ a.Tính h  s  c p nhi h n h p khí đ n b  m t  ng truy n nhi t t ệ t

ẩ ố Chu n s  Nuxen

0,16.Re0,6.Pr0,33           (II­ IV – 20)

(cid:0)

Nu = 1,16.Dtd

d(cid:0) (cid:0)

(cid:0)

Nu =

(cid:0)

0,16.Re0,6.Pr0,33

1

d

(cid:0) (cid:0) = 1,16.Dtd

ươ ươ ườ Dtd ­ Đ ng kính t ng đ ng

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

111

ố

ế ế

ấ

ồ

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t (cid:0) (cid:0)

..l (cid:0)(cid:0) .

(cid:0).c Pr =  (cid:0)

Re =

ị ườ ươ ươ *Xác đ nh đ ng kính t ng đ ng

ọ ệ ố ề ạ ề ố ệ ế t b  truy n nhi t  ng chùm . Các  ng truy n nhi t x p theo

Ch n lo i thi ụ ế ị ằ hình l c giác và làm b ng thép IX18H9T

ủ ố ườ ề ệ ­ Đ ng kính ngoài c a  ng truy n nhi t : d=0,025 m

ề ề ệ ­ Chi u dày ông truy n nhi t : 0,002 m

ố ố ề ệ ố ­ S   ng truy n nhi t : 613  ng

ố ố ườ ạ ố ­ S   ng trên đ ng xuyên tâm hình 6 c nh ; b = 27  ng

ọ ướ ố ­ Ch n b c  ng : t = 1,3.d

ườ ế ị ổ ệ Đ ng kính trong thi t b  trao đ i nhi t

Dtd = t(cid:0) (b­1) + 4 d(cid:0) (II­IV – 49)

47(25,0

)1

,0(cid:0)

025

(cid:0) (cid:0) + 4 = 0,95 (m) = 1,3

ố ố ạ ạ ủ a ­ S   ng trên 1 c nh c a hình 6 c nh ngoài cùng

1

b =  2 a(cid:0) + 1       V.139 [ IV ­ 48]

1(cid:0)b 2

47 (cid:0) 2

(cid:0) a = = = 14 ( ng)ố

ườ ươ ươ ượ Đ ng kính t ng đ ng đ c tính

f

4

(cid:0) Dtd = [ IV – 15 ] (cid:0)

2)

ế ệ ả f : Thi t di n dòng ch y (m

2

2

(cid:0) ấ ướ : Chu vi th m t (m)

n

d . 4

d . 4

2

2

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) f =

613

.

595,1 4

,0 025 4

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) f = = 0,4 (m2)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

112

ế ế

ấ

ồ

ố

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t Chu vi th m

ấ ướ

ệ t nghi p ­Thi t:

D (cid:0)

nd

(

)

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

595,1(

613

,0

)025

(cid:0) (cid:0) (cid:0) =

= 51.1 (m)

4,04 (cid:0) 1,51

Dtd = = 0,031 (m)

(cid:0)

(cid:0)

.

h

ấ ố *,Tính chu n s  Re

tdD . (cid:0)

(cid:0)

Re =

h

ố ượ ủ ỗ ợ (kg/m3) :Kh i l ng riêng c a h n h p không khí

ố ượ ượ ị Kh i l ủ ng riêng c a các khí đ ứ c xác đ nh theo công th c

p

M 4,22

273 PT 0

(cid:0) (cid:0) (cid:0)  = I . 3[ IV ­ 5] (cid:0)

2)

ệ ấ P­ Áp su t làm vi c (N/m

0 =101325 (N/m2)

ệ ở ề ệ ẩ ấ P 0  ­ Áp su t làm vi c đi u ki n chu n    P

oK ) : T = 273 + 120 = 393 ( oK)

ệ ộ ệ T ­ Nhi t đ  làm vi c (

5

(cid:0)

ố ượ Kh i l ng riêng các khí:

3NH

.17 .4,22

273 393

10.17. .

101325

5

(cid:0)

= = 8,845 (kg/m3)

2CO

.44 .4,22

273 393

10.17. 101325 .

(cid:0)

kk

= = 22,893 (kg/m3)

5

(cid:0)

= 14,568 (kg/m3)

OH 2

.18 .4,22

273 393

10.17. .

101325

= = 9,365 (kg/m3)

(cid:0)

(cid:0)

(cid:0)

ố ượ ợ Kh i l ủ ỗ ng riêng c a h n h p khí

hh

(cid:0) =  (cid:0)

1

1

2

2

(cid:0)

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

1,(cid:0)

2

ộ ể ấ ử ồ : N ng đ  th  tích các c u t

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

113

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

i

i

(cid:0)

G (cid:0)

i

027

(cid:0)

(cid:0)

3NH

26235 , 845,8

7426

= = 2966,085   (kg/m3)

3m

,324

414

(

)

(cid:0)

2CO

827, 893,22

638

1044

(cid:0)

(cid:0) =

OH 2

. 365,9

khikhac

(cid:0)

= =111,547 (m3)

,114 789 568,14

= =7,879 (m3)

(cid:0)

Suy ra:

(cid:0)

(cid:0) = 3409.925 (m3)

(cid:0)

i

i (cid:0)

(cid:0)

(cid:0) (cid:0)

3NH

2966 . 085 3409 925 .

(cid:0) (cid:0) 0.869

(cid:0)

3CO

324 . 3409

414 925 .

(cid:0)

(cid:0) (cid:0) 0,095

,0

032

OH 2

547,111 3409 925,

(cid:0)

,0(cid:0)

004

khikhac

(cid:0) =

Ta có:

869,0

845,8

,0

095

893,22

,0

032

365,9

,0

004

568,14

.10

219

hh

(cid:0) =

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (kg/m3)

(cid:0)

ậ ố V n t c khí đi trong thi ế ị t b

G (cid:0)

f

hh

(cid:0)

(cid:0) (m/s) (cid:0)

(366,2

sm )/

34821 x 4,0

281 . x ,10

3600

219

(cid:0)

2mNs /

(

)

(cid:0) (cid:0)

hh

ớ ủ ỗ ộ ợ Đ  nh t c a h n h p khí :

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

114

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

MmMm

.

hh

1

2

M (cid:0)

. 1 (cid:0)

2 (cid:0)

hh

1

2

(cid:0) (cid:0) ( II­I – 85)

iM (cid:0).

i

(cid:0) Mhh =

641

Mhh=17x 0.869+ 44 x 0,095 + 18 x 0,032 + 28 x 0,004 = 19,641

7

032 7

,19 (cid:0)

869,0.17 10.2,135

095,0.44 7 10. 192

,0.18 132

10.

,0.28 004 7 10.9,218

hh

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

7

2

(cid:0)

,141

653

10.

(

mNs /

)

hh

(cid:0)

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

i

oC       B ng I.113[ I ­ 115]

ộ ở ả ớ ủ : Đ  nh t c a các khí 120

7

7

7

7

2

(cid:0)

(cid:0)

(cid:0)

(cid:0)

10.2,135

;

192

10.

;

132

10.

;

10.9,218

(

mNs /

)

CO

kk

NH

2

OH 2

3

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

(cid:0)

(cid:0)

.

.

366,2

219

h

ẩ ố Chu n s  :

tdD (cid:0)

,0. ,141

031 653

,10. 710.

hh

(cid:0) Re = = =52912.594

ẩ ố Tính chu n s  Pr

(cid:0).c (cid:0)

Pr = [ IV ­ 28]

oC nhi

ệ ủ 120 Ở t dung riêng c a các khí

3 =2608,37 (J/kg đ )                                         S  1 [ I­198]

ộ ố CNH

ộ ố CCO 2 =942,03 (J/kg đ )                                           S  3 [ I­199]

ộ ố CN 2 = 1059,3 (J/kg đ )                                            S  11 [I­202]

ả ộ CH 2 O= 2118,5 (J/kg đ )                                          B ng I.149 [ I­168]

Chh = 2608,3 x 0,869 + 942,03 x 0,095 + 1059,3 x 0,004 + 2118,5 x 0,032

= 2428,134 (J/kg đ )ộ

oC

(cid:0)

ệ ủ ỗ ợ ở ệ ố ấ ­ H  s  d n nhi t c a h n h p khí 120

3NH

(cid:0)

ộ ả = 0.0382 (W/kg đ )                                    ( ) II­ B ng I­134

2CO

ả ộ = 0,0229 (W/kg đ )                                        B ng I.134 [ I ­ 144]

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

115

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

(cid:0)

OH 2

(cid:0)

ả ộ = 0,0262 (W/kg đ )                                        B ng I.129 [I ­ 168 ]

2N

(cid:0)

(cid:0)

(cid:0)

ả ộ = 3222,24.10­4 (W/kg đ )                                B ng I.134 [ I ­ 144]

hh

i

i

(cid:0)

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

,0

0382

869,0

,0

0229

,0

095

,0

0262

,0

032

,0

032224

,0

004

hh

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

= 0,0363 (W/m đ )ộ

ẩ ố Chu n s

7

2428

10.

962,0

134, . ,0

818,143 0363

(cid:0) (cid:0) Pr =

6,0

8,0

33,0

(cid:0)

ệ ố ấ ệ ỗ ợ H  s  c p nhi t phía h n h p khí:

x

x

16,1

x ,0.

031

52912

594,

962,0

1

(cid:0)

(cid:0)

= 923,452 (W/m2 đ )ộ

2

ệ ố ấ ề ố ệ ị b: Tính h  s  c p nhi ệ ừ t t thành  ng truy n nhi t vào dung d ch ( )

2

3/2

(cid:0)

ệ ố ề ứ H  s  truy n nhi ệ ượ t đ c tính theo công th c:

q ).

2

b .( (cid:0)

(cid:0) (cid:0)

T

(cid:0) (W/m2 đ )ộ (cid:0) (cid:0)

Trong đó :

3/2

1

)1

(cid:0) (cid:0)

k

(cid:0)

(cid:0) (cid:0) B = 0,075(cid:0) [1 + 10.( ]

1

ố ượ ủ ị ở ệ ộ ủ :Kh i l ng riêng c a d ch ure 70,78 % nhi t đ  trung bình c a dung

d chị

95

102

109 2

(cid:0) (cid:0) tbt = (oC)

ủ ị ộ ổ ị ệ ớ ỗ ợ 109 oC ­ Nh êt đ  ra c a d ch sau trao đ i nhi t v i h n h p khí

oC

(cid:0)

ố ượ ấ ử ở Kh i l ủ ng riêng c a các c u t 120

1

(cid:0)

= 1300 (kg/h)

2

(cid:0)

ả = 959 (kg/m3 )                                                      B ng I.2 [ I­9]

1

ố ượ ủ :Kh i l ng riêng c a ure

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

116

ồ

ố

ế ế

ấ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

(cid:0)

Đ  án t ố ượ

ệ t nghi p ­Thi ủ ướ c

2

ng riêng c a n :Kh i l

1

2

ố ượ ủ ị ượ ị Kh i l ng riêng c a d ch đ c xác đ nh

1 (cid:0)

x (cid:0) (cid:0)

x (cid:0)

1

1

2

,0

=

1 (cid:0)

,0 7078 1300

2922 959

1

(cid:0)

(cid:0) (cid:0)

1

= 1177,642(kg/m3)

Ở ố ượ ấ áp su t 0,684 atm , kh i l ng riêng c a h i n ủ ơ ướ c

(cid:0) =0,388 (kg/m3)                                               B ng I.250  [ I­312]

ả

642

1177

3/2)1

(

, 388,0

(cid:0) (cid:0) (cid:0) b = 0,075(cid:0) [1 + 10 ] = 0,0775

1

1

ứ ị ề ặ * S c căng b  m t dung d ch

1 (cid:0)

(cid:0)

(cid:0)

u

OH 2

(cid:0)

(cid:0) (cid:0) I .76 [ I ­ 299]

(N/m)

OH 2

= 58,9.10 3(cid:0)

3

(cid:0)

10.2,65

(

mN /

)

u

(cid:0) (cid:0)

3

3

1 (cid:0)

1 10.9,58

1 10.2,65

(cid:0)

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

,0

032

(

mN /

)

(cid:0)

(cid:0)

d

oC :

ệ ủ ị ở ệ ố ẫ *H  s  d n nhi t c a dung d ch 102 (W/m đ )ộ

(cid:0)

(cid:0)

(cid:0)

ượ ứ Đ c tính theo công th c

x

.

.

d

x 1

1

2

2

(cid:0)

(cid:0) (cid:0) (W/m đ )ộ

(cid:0) =0,684 (W/m đ )   B ng I . 129 [I ­ 133]

1

1

(cid:0)

ả ộ ệ ố ẫ  :H  s  d n nhi ệ ủ ướ t c a n c

2

(cid:0)

(cid:0)

(cid:0)

3.

u

ệ ủ ệ ố ẫ  :H  s  d n nhi t c a ure

u M

= A.cp. I .32 [ I ­ 123]

Trong đó:

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

117

ồ

ế ế

ấ

Đ  án t

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ệ t nghi p ­Thi ố ượ

u

ủ

ố (cid:0) =1300 (kg/m3) :   Kh i l

ng riêng c a ure

ộ ệ ủ cp = 1860 (J/kg đ ):  Nhi t dung riêng c a ure

u

(cid:0) = 3,58.10 8(cid:0)

M = 60:                     Phân t ử ượ  l ủ ng c a ure

1300 60

.1860.1300. 3 = 0.371 (W/m đ )ộ

(cid:0)

d

ệ ố ẫ ệ ủ ị H  s  d n nhi t c a dung d ch:

= 0,7078 x 0,371  +   0,2922 x 0,684

2 sm(cid:0) )/

(

= 0,462 (W/m đ )ộ

ớ ủ ấ ỏ ộ *Đ  nh t c a ch t l ng :

lg (cid:0)

lg (cid:0)

(cid:0) = x1.

ượ ứ Đ c tính theo công th c

1

2

+  x2. lg d

ấ ử ủ ộ ồ ướ x1 ,x2 :N ng đ  mol c a các c u t ure và n c

62.

ố Ure có s  mol :

mol

332

.

027

(

)

19921 60

(cid:0)

897

ướ ố N c có s  mol :

(cid:0) (cid:0)

(cid:0)mol

456

.

938

8224 . 18

.

(cid:0)x

,42

%083

1

332 027

027 456

.

938

332

.

(cid:0)x

%917,57

2

(cid:0)

(cid:0) (cid:0)

1

(cid:0)

ớ ủ ướ ộ Đ  nh t c a n c : = 0,605.10 3(cid:0) (Ns/m2)

2

(cid:0) lg d

ộ ớ ủ Đ  nh t c a ure : = 0,279.10 3(cid:0) (Ns/m 2 )

= 0,42083 x lg(0,605.10 3(cid:0) ) + 0,57917 x lg(0,279.10 3(cid:0) )

= ­3,4119

(cid:0)

387,0

410.

d

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (Ns/m2)

Ta có

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

118

ố

ế ế

ấ

ồ

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

3

7

d

(cid:0)

,3

10.279

2 sm )/

(

d

Đ  án t (cid:0) (cid:0)

387,0 1177

10. 642 ,

d

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

1(W/m2 đ )ộ

(cid:0)

ố * Nhi ệ ả t t i riêng phía ngoài  ng:q

t

1

1

(cid:0) (cid:0) q 1 =

oC )

1t

(cid:0) ệ ộ ữ ố ệ ố  : Hi u s  nhi t đ  gi a khí và thành  ng (

t

t

k

1t

1t

(cid:0) (cid:0) =

oC

ố ọ Ch n nhi ệ ộ ườ t đ  t ng ngoài  ng là :112,2

t

120

2,112

8,7

1

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (oC)

(cid:0)q

923

.

452

8,7

7202

925,

1

(cid:0) (cid:0) (W/m2 oC)

3/1

3/2

(cid:0)

ệ ố ề ệ ị H  s  truy n nhi t phía dung d ch

x

x

,0

0775

(

)

7202

925,

2

x

x

2 371,0 7 x ,0

,3

279

10

032

375

(cid:0)

(cid:0) (cid:0)

2

= 932.589 (W/m2 đ )ộ

ế ố ị ị c) Xác d nh nhi ệ ả t t i riêng t ừ ườ  t ng trong  ng đ n dung d ch

ị ượ ị Nhi ệ ộ ườ t đ  t ng phía dung d ch đ c xác đ nh

t

t

r

q 1

T 2

T 1

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

r

2  đ /W)ộ

(cid:0) ổ ở ủ ườ ­ T ng nhi ệ ở ủ ườ t tr  c a t ặ ng và c n bã hai phía c a t ng : (m

1r  ­ Nhi

1r  = 0,116.10­3

ệ ở ủ ặ ơ ố t tr  c a c n phía h i đ t :

2r  ­ Nhi

2r  = 0,387.10 3(cid:0)

3r  ­ Nhi

ệ ở ủ ặ ướ ị t tr  c a c n phía d i dung d ch :

(m(cid:0)

)

ệ ở ủ ườ t tr  c a t ng

ớ ườ ề V i t ng có chi u dày ệ ố ẫ  và h  s  d n nhi ệ (cid:0) t

Ta có

3r

(cid:0) (cid:0)

(cid:0)

(cid:0)

(cid:0) (m2 đ /W)ộ

m

,0

002

(

)

9,16

(cid:0) (cid:0) ề ớ ệ V i thép IX18H9T có chi u dày ệ ố ẫ  và h  s  d n nhi t

ả B ng I.25 [I ­ 127]

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

119

ố

ế ế

ấ

ồ

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

(cid:0)r

3

Đ  án t ,0 002 9,16

= 1,183.10­4 (m2 đ /W)ộ

r

r 1

r 2

r 3

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) = 0,6213.10 3(cid:0) (m2 đ /W)ộ

ị ượ ị Nhi ệ ộ ườ t đ  t ng phía dung d ch đ c xác đ nh

x

x

112

2.

7632 ,

791

,0

6213

.

310

tT

2

(cid:0) (cid:0) (cid:0) = 108.984 (oC)

ị ệ ố Hi u s  nhi ệ ộ ườ t đ  t ng và d ch

t

984,108

102

984,6

2

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (oC)

(cid:0)

ị Nhi ệ ả t t i phía dung d ch

t

q

2

2

2

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (m2 đ /W)ộ

(cid:0)q

932

.

589

984,6

6513

.

439

2

(cid:0) (cid:0) (W/m2 đ )ộ

ấ ố So sánh q1 và q2 ta th y sai s

q

7202

439

q 1

2

q

925, 6513

.

6513 , 439

2

(cid:0) (cid:0) (cid:0) =4.56%

ư ậ ả ế ệ ộ ườ thi t nhi t đ  phía ngoài t ư ng nh  trên

Sai s  nh  h n 5 % .Nh  v y gi ấ ỏ ơ ố ậ ượ c là ch p nh n đ

ệ ố ệ ộ * Tính hi u s  nhi t đ  trung bình

t

t

d

c

t

tb

d

ln

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

t t

c

(cid:0)

120

109

11

dt

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (oC)

105

95

10

ct

11 (cid:0)

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (oC)

tb

ln

10 11 10

(cid:0) (cid:0) = 10,5 (oC)

1

1

1

ệ ố ề e)Tính h  s  truy n nhi ệ t

r

(cid:0)

(cid:0)

1

2

K = V.5 [IV ­ 3] (cid:0) (cid:0) (cid:0)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

120

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

1

3 (cid:0)

,0

6213

10.

1 425 923 .

1 589 932 .

(cid:0) K = (cid:0)

K = 389.562 (W/m2 đ )ộ

ề ặ ề f)Tính b  m t truy n nhi ệ t

ừ ứ T  công th c

t

(cid:0) Q = K.F.

F

Q tK .

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

ượ ệ ỗ ừ ư ả ề ị Q­L ng nhi ợ t h n h p khí t ch ng phân gi i I truy n cho dung d ch

Q =840570,265 (kJ/h)

Ta có

2m

265

.

456

(

)

840570 , 265 562,389 5,10.

(cid:0) F =

1 là:

F

m

(

)

ề ề ố ệ ạ ướ Chi u cao  ng truy n nhi t đo n d i H

n .

d .

H1 = (cid:0)

ố ố ề ệ ố n : s   ng truy n nhi t : n = 613 ( ng)

ườ ề ố ệ d : đ ng kính  ng truy n nhi t : d = 0,025 (m)

m

(5,5

)

,265 x 14,3

456 x ,0

025

613

(cid:0) H1 =

ủ ầ ế ị 3, Tính ph n trên c a thi t b  gia nhi ệ t

ầ ố ệ 3.1, Các s  li u ban đ u

oC

ệ ộ Nhi ị t đ  dung d ch vào : 109

oC

ệ ộ Nhi ị t đ  dung d ch ra : 130

oC

ệ ộ ủ ơ ố Nhi t đ  c a h i đ t bão hòa : 169,6

ấ ơ ố Áp su t h i đ t bão hoà :8 atm

Ẩ ệ ủ ơ ố n nhi t c a h i đ t bão hoà : r = 2057 (kJ/kg)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

121

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

3.2, Tính toán

(cid:0) ệ 1 t

(cid:0)

ệ ố ấ ừ ơ ề ặ ố ế ề a)Tính h  s  c p nhi t h i bão hoà đ n b  m t  ng truy n nhi ệ t

.04,2

A . 4

1

r Ht .

(cid:0) (W/m2 đ )ộ (cid:0)

t

(cid:0) ệ ộ ữ ơ ố ố ệ ố  ­ Hi u s  nhi t đ  gi a h i đ t và thành  ng

ề ề ố H ­ Chi u cao  ng truy n nhi ệ t

ề ề ọ ố ệ Ch n chi u cao  ng truy n nhi t H = 2 m

1Tt =161,8 oC

ị ọ Ch n nhi ệ ộ ườ t đ  t ng phía dung d ch

ệ ộ ướ Nhi t đ  màng n ư c ng ng

t

t

6,169

8,161

h

T 1

7,165

t

m

2

2

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) = (oC)

ằ ố H ng s    A = 197,5

t

6,169

65,163

95,5

1

3

(cid:0)

.04,2(cid:0)

197

.5, 4

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (oC)

1

2057 10. 2,3.95,5

(cid:0)

= 8215,218(W/m2 đ )ộ

2

ệ ố ấ ề ệ ị b)Tính h  s  c p nhi ệ ừ ố t t ng truy n nhi t vào dung d ch :

ệ ộ ủ ị Nhi t đ  trung bình c a dung d ch

130

109

5,119

mt

2

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (oC)

3/2

3/1

(cid:0)

ệ ố ấ H  s  c p nhi ệ t

b .(

)

2

q . 1

(cid:0) (cid:0)

(cid:0)

.

T .

(cid:0)

Trong đó

3/2

1

)1

(cid:0) (cid:0)

2

(cid:0)

(cid:0) (cid:0) b = 0,075.[1 + 10.( ]

oC

1

x

2

ủ ị ợ ố ỏ ở : Kh i lu ng riêng c a d ch l ng 119,5

1 (cid:0)

x 1 (cid:0)

(cid:0)

u

1

OH 2

(cid:0) (cid:0)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

122

ế ế

ấ

ồ

ố

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

1 (cid:0)

Đ  án t ,0 7078 1293

(cid:0) (cid:0)

ệ t nghi p ­Thi .0 2922 4,943

1

(cid:0)

1166

67,

1

(cid:0)

(cid:0)

(cid:0) (cid:0) (kg/m3)

1293

u

u

oC

(cid:0)

(cid:0)

(cid:0) ố ượ ấ ỏ ở : Kh i l ủ ng riêng c a ch t l ng 119,5 (kg/m3)

4,943

oC

OH 2

OH 2

(cid:0) ố ượ ủ ướ ở : Kh i l ng riêng c a n c 119,5 (kg/m3)

(cid:0)

,0(cid:0)

1876

ả B ng I.15 [I ­ 15]

h

ủ ơ ứ ố ợ Kh i lu ng riêng c a h i th  : (kg/m3)

3/2)1

b  = 0,075 . [1 + 10 . (

1166 ,0

67, 1876

,0(cid:0)b

0772

(cid:0) (cid:0) ]

1

1

ứ ị ề ặ ủ * S c căng b  m t c a dung d ch

(cid:0)

1 (cid:0)

(cid:0)

d

1

2

3(cid:0)

(cid:0)

(cid:0) (cid:0)

10.2,65

(cid:0) ­ S c căng b  m t c a d ch ure :

1

1

(cid:0) ề ặ ủ ị ứ (N/m)

3

(cid:0)

(cid:0)

10.9,54

2

2

1

(cid:0) (cid:0) ề ặ ủ ướ ứ ả ­ S c căng b  m t c a n c : (N/m)   B ng I.242 [I ­ 300]

3

3

(cid:0)

1 10.2,65

1 10.9,54

d

(cid:0)

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

03,0(cid:0)

d

(cid:0) (N/m)

oC

ệ ủ ị ở ệ ố ẫ *H  s  d n nhi t c a dung d ch 119,5

(cid:0)

(cid:0)

(cid:0)

ượ ứ Đ c tính theo công th c

x

.

.

d

x 1

1

2

2

(cid:0) (cid:0) (W/m đ )ộ

(cid:0) ­ H  s  d n nhi ệ ố ẫ

(cid:0) =0,686 (W/m đ )   B ng I.129 [I ­ 133]

1

1

(cid:0)

ả ộ ệ ủ ướ t c a n c  :

2

(cid:0)

(cid:0)

(cid:0)

ệ ủ ệ ố ẫ ­ H  s  d n nhi t c a ure

.

. 3

cA p .

2

M

(cid:0) I.32 [I ­ 123]

u

(cid:0) =1293 (kg/m3)

A = 3,58.10 8(cid:0)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

123

ồ

ố

ế ế

ấ

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t Cp=1860 (J/kg đ )ộ

8

(cid:0)

10.58,3

.

1293

. 3

24,0

2

1293 60

(cid:0)

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (W/m đ )ộ

x

x

,0

686

,0

2922

24,0

,0

7078

d

(cid:0) (cid:0)

= 0,370 (W/m đ )ộ

(cid:0)  (m2/s)

d

(cid:0)

ệ ố ộ ấ ỏ ớ ủ * H  s  đ  nh t c a ch t l ng :

(cid:0) (cid:0)

d

(cid:0)

(cid:0) (m2/s)

(cid:0) = x1.lg 1 (cid:0)

lg d + x2.lg 2

3

(cid:0)

,0

605

10.

(cid:0) ­Đ  nh t c a ure :  ớ ủ

1

1

(cid:0)

(cid:0) (cid:0) ộ (Ns/m2)

(cid:0) = 0,232.10 3(cid:0)

2

2

ớ ủ ướ ộ ả ­ Đ  nh t c a n c : (Ns/m2)    B ng I.102 [I ­ 94]

1; xx

2

ố ượ ầ ồ ộ ủ ướ ­ N ng đ  ph n kh i l ng c a ure và n c

(cid:0) = 0,42375.lg(0,605.10 3(cid:0)

lg d )  +  0,57625.lg(0,232.10 3(cid:0) )

(cid:0)

348,0

310.

d

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (Ns/m2)

ớ ủ ộ ị Đ  nh t c a dung d ch

3

7

(cid:0)

10.98,2

348,0 1166

10. 67,

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (m2/s)

(cid:0)

ề * Nhi ệ ả t t ơ ố i riêng v  phía h i đ t

.

q 1

1

t 1

(cid:0) (cid:0)

t

t

t

h

1

T 1

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

= 169,6 ­  163,65 = 5,95 oC

163,65 oC ­ Nhi ệ ộ ườ t đ  t ơ ố ng phía h i đ t

(cid:0)q

8215 ,

218

95,5

48880

548,

1

(cid:0) (cid:0) (W/m2 đ )ộ

ệ ộ ị Nhi t đ  phía dung d ch

T = 120 + 273 = 393 (oK)

ệ ố ấ H  s  c p nhi ệ t

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

124

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

2

3/1

3/2

(cid:0)

,0

0772

.(

)

.

43629 ,

684

2

37,0 7

10.98,2

.03,0.

393

(cid:0) (cid:0)

= 3546,726 (W/m2 đ )ộ

tbt

(cid:0) ệ ố ệ ộ c) Tính hi u s  nhi t đ  trung bình :

t

t

6,60 (cid:0)

6,39

d

c

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

d

tbt

ln

ln

6,60 6,39

t t

c

(cid:0) (cid:0) = = = 49,4 (oC) (cid:0)

6,169

109

6,60

dt

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (oC)

6,169

130

6,39

ct

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (oC)

1

1

1

ệ ố ề d)Tính h  s  truy n nhi ệ t

r

(cid:0)

(cid:0)

1

2

1

K = (cid:0) (cid:0) (cid:0)

3 (cid:0)

,0

6213

10.

1 , 8215

218

1 , 3546

726

(cid:0) K = (cid:0)

= 975,6 (W/m2 đ )ộ

ề ặ ề e)Tính b  m t truy n nhi ệ t

Q (cid:0). tK

F =

51,

ệ ơ ố Q :Nhi ấ t do h i đ t cung c p

1000

5120211

808,

18432762 3600

(cid:0) (cid:0) Q = (W)

ề ặ ề ệ B  m t truy n nhi t :

2m

(24,106

)

5120211 x 6,975

808, 4,49

(cid:0) F =

ề ề ố g)Chi u cao  ng truy n nhi ệ t

F .(cid:0) n d .

H2 =

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

125

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

m

.2

(023

)

24,106 ,0.14,3.

613

025

(cid:0) =

ư ậ ủ ố ề ề ẩ ệ Quy chu n thành 2 m , nh  v y chi u cao c a  ng truy n nhi ư t nh  trên

ọ ợ đã ch n là phù h p

ể ồ ố 4)Th  tích bu ng b c

ể ố ơ Th  tích không gian b c h i

V

Kgh

(cid:0)

W u .

tt

h

(cid:0) (m3)          VI.32 [ IV ­ 72]

Trong đó:

ượ ứ ố ơ ơ ỏ ị W ­ L ng h i th  b c h i kh i dung d ch. W = 7497,664 kg/h

ộ ố ơ ườ ể ả ơ   Utt ­ C ng đ  b c h i th  tích cho phép trong kho ng không gian h i

(cid:0)

(cid:0)

,0(cid:0)

1992

Utt =7000 (m3/m3.h)

h

h

ố ượ ủ ơ ứ ­ Kh i l ng riêng c a h i th  : (kg/m3)

ể ố ơ Th  tích không gian b c h i

376,5

KghV

7497 , 664 1992 . 7000

,0

(cid:0) (cid:0) (m3)

ỗ ủ ị ỏ ế ế ầ ầ ộ ỗ Th  tích bu ng b c m t ph n b  l ng chi m ch  . Ph n chi m ch  c a

ể ế ồ ồ ố ố ỏ l ng chi m 1/3 bu ng b c

ể ồ ố Th  tích bu ng b c

Vb = 5,376 + 5,376.1/3 = 7,1 (m3)

ề ồ ố Chi u cao bu ng b c

m

(533,3

)

2

(cid:0)

t

V .4 b 2 D .

x 1,7.4 x 6,114,3

(cid:0) (cid:0) Hb =

b = 3,5(m)

Quy chu n Hẩ

ế ạ ặ 5)Tính các chi ti t cô đ c đo n I :

ủ ắ ề ố ồ a)Chi u cao c a n p trên bu ng b c.

ế ị ụ ứ ắ ờ Thân thi t b  là hình tr  đ ng , n p là elip không g

tD

n = 0,25.

ề Chi u cao H

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

126

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ồ t = 1,6(m)  (cid:0) Hn = 0,25.1,6 = 0,4 (m)

V i Dớ

ề ồ ố b)Chi u cao đáy nón bu ng b c

o và đ

t = 1,6 (m)

ớ ờ ườ V i đáy nón không g  , góc đáy là 60 ng kính D

ả (cid:0) Hd = 1,386 (m)                                      B ng XIII.18 [IV ­ 381]

ủ ế ị ố c) Đáy elip c a thi ồ t b  bu ng đ t :

ề ắ ồ ố       Chi u cao n p bu ng đ t

Hd = 0,25.Dt = 0,25.0,95 =0,2375 (m)

ủ ử ị d) C a vào và ra c a khí và d ch

d (cid:0)

sV 785

(cid:0).

,0

ượ ị ứ Đ c xác đ nh theo công th c

3/s)

ư ượ ặ ị Vs : L u l ng khí ho c d ch (m

ố ộ ặ ị (cid:0) : T c đ  khi ho c d ch (m/s)

ử ị ­ C a d ch vào:

ợ ị Lu ng d ch vào    G = 28148,718 (kg/h)

(cid:0)  = 1185 (kg/m3)

ố ượ ủ ị Kh i l ng riêng c a d ch  :

ư ượ L u l ủ ị ng c a d ch vào

3

598,6

10.

3 sm )/

(

28148 , 718 3600 1185 .

(cid:0)

(cid:0) (cid:0) Vs =

(1

sm )/

(cid:0) ố ộ ị ọ T c đ  d ch ch n :

3

d

m

(09,0

)

598,6 ,0

10. 1.

785

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

ử ị ­ C a d ch ra:

ượ ị L ng d ch ra : G= 20651,054 (kg/h)

oC :  (cid:0) =1151,42 (kg/m3)

ố ượ ủ ị ở Kh i l ng riêng c a d ch 130

3

982,4

10.

3 sm )/

(

Vs

20651 , 054 x 1151 .

3600

42,

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

127

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ử ị ườ Đ ng kính c a d ch ra :

3

d

m

,0

079

(

)

982,4 ,0

x 10 785 1.

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

ử ơ ứ ­C a h i th  ra :

(cid:0)

ượ ứ ơ L ng h i th  ra : W = 7497,664(kg/h)

,0

1992

(

3mkg /

)

h

(cid:0) ố ượ ủ ơ ứ Kh i l ng riêng c a h i th  :

,10

(455

3 sm )/

7497 , ,0.

3600

664 1992

(cid:0)

(cid:0) Vs =

(40

sm )/

(cid:0) Ch n ọ

d

m

(57,0

)

,10 ,0.40

455 785

(cid:0) (cid:0)

ủ ỗ ườ ử ợ ừ ư ệ ấ Đ ng kính c a vào và ra c a h n h p khí t ch ng luy n c p I sang

ượ ọ ườ ử ư ng khí vào và ra nh  nhau nên ch n đ ư ng kính c a vào và ra nh

Do l nhau

d

d

d

v

r

(cid:0) (cid:0)

ượ L ng khí vào :

(cid:0)

G = 34821,281 (m3/h)

(27,10

3mkg /

)

hh

(cid:0) ố ượ ợ Kh i l ủ ỗ ng riêng c a h n h p khí :

942,0

(

3 hm /

)

Vs

34821 , 3600

281 27,10.

(cid:0)

(cid:0) (cid:0)

(20

sm )/

(cid:0) Ch n ọ

d

m

,0

(245

)

942,0 785

20.

,0

(cid:0) (cid:0)

ề ặ ạ ổ ố ồ T ng chi u cao bu ng đ t cô đ c đo n I

H = H1 + H2 + Hd

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

128

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

= 5,5 + 2 + 1,386 =10,086 (m)

ề ặ ạ ồ ổ ố T ng chi u cao bu ng b c cô đ c đo n I :

Hboc = HKgh + Hn + Hd

= 3,5 + 0,4+ 1,386 = 5,286 (m)

Ặ Ạ Ế Ị TÍNH TOÁN THI T B  CÔ Đ C ĐO N II

ố ệ ầ 1, Các s  li u ban đ u :

ấ ệ Áp su t làm vi c : 0,947 atm

ộ ị ầ ồ N ng đ  d ch đ u : 96 %

ộ ị ố ồ N ng đ  d ch cu i : 99,8 %

oC

ệ ộ Nhi ị t đ  dung d ch vào : 130

o C

ệ ộ Nhi ị t đ  dung d ch ra : 140

2, Tính toán

(cid:0) ệ 1 t

(cid:0)

ơ ố ệ ố ấ 2.1, H  s  c p nhi phía h i đ t :

.04,2

A . 4

1

r Ht .

(cid:0) (W/m2 đ )ộ (cid:0)

ệ Ẩ r  ­  n nhi ơ ủ ơ ố t hoá h i c a h i đ t (J/kg)

t

(cid:0) ệ ộ ơ ố ề ặ ủ ườ ệ ố  ­ Hi u s  nhi t đ  h i đ t và b  m t ngoài c a t ng

ề ề ệ ọ ố H ­ Chi u cao  ng truy n nhi t (m) Ch n H = 3 (m)

Ố ằ ề ng truy n nhi ệ ượ t đ c làm b ng thép IX18H9T

(cid:0)

ườ ề ệ ố Đ ng kính  ng truy n nhi t  d = 0,025 (m)

m

,0

002

(

)

(cid:0) ề ề ệ ố Chi u dày  ng truy n nhi t

(cid:0)

ệ ố ẫ ệ ủ Ở ệ ộ (cid:0) 100 oC h  s  d n nhi t đ nhi t c a thép

2W/m(08,17

(cid:0) đ )ộ

ị ụ ệ ố ộ ệ ộ ướ A ­ H  s  có giá tr  ph  thu c nhi t đ  màng n ư c ng ng

t

t

h

1T

t

m

2

(cid:0) (cid:0)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

129

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

9,165

Tt

1

(cid:0) ơ ố ọ Ch n nhi ệ ộ ườ t đ  t ng phía h i đ t là : (oC)

6,169

9,165

167

75,

mt

2

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (oC)

A = 197,78

t

6,169

9,165

7,3

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (oC)

3

2057

(cid:0)

ệ ố ấ H  s  c p nhi ệ t

4

x

04,2

x 197

78,

1

x 10 x 37,3

(cid:0) (W/m2 đ )ộ

(cid:0)

=8371,251(W/m2.0C)

2

3/1

3/2

(cid:0)

ệ ố ấ ệ 2.2, Tính h  s  c p nhi t phía dung d chị

b .(

q .

)

2

(cid:0) (cid:0)(cid:0) .

T .

(cid:0)

ệ ộ ủ ị Nhi t đ  trung bình c a dung d ch

140

130

135

tbt

2

(cid:0) (cid:0) (cid:0) ( oC)

ệ ố *Tính h  s  b:

3/2

1

(

)1

,0(cid:0)b

075

.

(cid:0) (cid:0)

h

(cid:0) (cid:0) [1 + 10( ]

oC

(cid:0)

Ở p = 0,947 at ; t = 135

,0

(038

3mkg /

)

h

(cid:0)

(cid:0)

1286

(

3mkg .

)

u

(cid:0)

(cid:0)

(8,930

3mkg /

)

nuoc

(cid:0)

1

2

ố ượ ủ ị Kh i l ng riêng c a dung d ch :

(cid:0)

x 1 (cid:0)

x (cid:0)

d

1

2

(cid:0) (cid:0)

2

ố ượ ầ ồ ấ ử x ng các c u t ộ 1; x  ­ N ng đ  ph n kh i l

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

130

ố

ế ế

ấ

ồ

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

1

(cid:0)

Đ  án t 96,0 1286

04,0 8,930

d

(cid:0)

(cid:0) (cid:0)

1266

(67,

3mkg /

)

d

(cid:0) (cid:0)

oC

(cid:0)

ị ở ứ ề ặ ủ *S c căng b  m t c a dung d ch 135

,0

(031

3mkg /

)

(cid:0)

oC

(cid:0)

ệ ị ở ệ ố ẫ * H  s  d n nhi t dung d ch 135

x

(cid:0) .

(cid:0) .

d

x 1

1

2

2

(cid:0)

(cid:0)

(cid:0) (cid:0)

,0

6856

1

1

(cid:0)

(cid:0) ệ ố ẫ  ­ H  s  d n nhi ệ ủ ướ t c a n c (W/m đ )ộ

2

(cid:0)

(cid:0)

(cid:0)

ệ ủ ệ ố ẫ  ­ H  s  d n nhi t c a ure

.

. 3

cA p .

2

M

(cid:0)

8

3

(cid:0)

10.58,3

.

1995

.

1286

2

1286 60

(cid:0)

(cid:0) (cid:0)

,0

2551

2

(cid:0) (W/m đ )ộ

(cid:0)

Trong đó :

1286

(

3mkg /

)

u

(cid:0) A = 3,58.10 8(cid:0) ; cp=1995(J/kg đ ) ; ộ

(cid:0)

ệ ố ẫ ệ ủ ị H  s  d n nhi t c a dung d ch :

,0.04,0

6856

,0.96,0

2551

d

(cid:0) (cid:0)

= 0,272 (W/m đ )ộ

(cid:0)

(cid:0)

(cid:0)

(cid:0)

(cid:0)

ớ ủ ộ ị *Đ  nh t c a dung d ch

lg.

lg.

d

1

1

2

2

(cid:0) (cid:0) lg

(cid:0)

Trong đó :

1;(cid:0)

2

ủ ầ ộ ồ ­ N ng đ  ph n mol c a các c u t ấ ử

012

ủ ố S  mol c a ure :

kmol

,330

(433

)

19826 , 60

(cid:0)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

131

ế ế

ấ

ồ

ố

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t S  mol c a n

ố ủ ướ

ệ t nghi p ­Thi c :

042

kmol

891,45

(

)

,826 18

433

(cid:0)

%8,87

1

(cid:0)

,330 433

891,45

,330

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

%2,12

2

(cid:0)

891,45 433

891,45

,330

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

3

3

(cid:0)

122,0

.

10.2,0lg(

878,0)

.

10.6,0lg(

)

d

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) lg

(cid:0)

310.52,0

d

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (Ns/m2)

3

d

7

(cid:0)

(cid:0)

10.11,4

(cid:0) (cid:0)

10.52,0 1266 07,

d

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (m2/s)

(cid:0)

ị Nhi ệ ả t t i riêng phía dung d ch

.

q 1

1

t 1

(cid:0) (cid:0)

= 8371,251.3,7 = 30973,63(W/m2)

2

3/1

3/2

(cid:0)

ệ ố ấ ệ ị H  s  c p nhi t phía dung d ch

,0

076

.(

)

.

30973

63,

2

,0 272 7 ,0.

10.1,4

031

.

408

(cid:0) (cid:0)

= 1841,26(W/m2 đ )ộ

(cid:0)

ị 2.3, Tính nhi ệ ả t t i riêng phía dung d ch .

q

t

.

2

2

2

(cid:0) (cid:0)

Trong đó :

t

t

t

d

2

T 2

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

ị Nhi ệ ộ ườ t đ  t ng phía dung d ch

t

t

r

q .1

T 2

T 1

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

r

(cid:0) ổ : T ng nhi ệ ở ủ ườ t tr  c a t ng

r

r 1

r 2

r 3

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (m2 đ /W)ộ

3

2

m

,0

232

10.

(

1r  ­ Nhi

r 1

(cid:0) (cid:0) ệ ở ủ ặ ơ ố ẩ t tr  c a c n b n phía h i đ t : đ /W)ộ

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

132

ố

ồ

ấ

ệ t nghi p ­Thi

3

(cid:0)

ề ả ế ế t k  dây chuy n s n xu t Urê  (cid:0)r

117,0

10.

Đ  án t ệ ở ủ ườ t tr  c a t

2r ­ Nhi

2

ng thép : (m2 đ /W)ộ

3

(cid:0)r

116,0

10.

3r  ­ Nhi

3

(cid:0) ệ ở ặ ẩ ị t tr  c n b n phía dung d ch : (m2 đ /W)ộ

r

,0

465

310.

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (m2 đ /W)ộ

3

9,165

30973

,0.63,

465

10.

8,151

Tt

2

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (oC)

t

8,151

135

8,16

2

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (oC)

q2    =  1841,26 x 16,8

= 30933,2 (W/m2)

ể ấ ớ ắ ệ ấ ậ

ế ả So sánh q1 và q2 ta th y chênh l ch không l n l m nên có th  ch p nh n các  gi t trên. thi

ệ ố ề ệ 3)Tính h  s  truy n nhi t.

1

1

1

ệ ố ề ứ H  s  truy n nhi ệ ượ t đ c tính theo công th c.

r

(cid:0)

(cid:0)

1

2

1

K = (cid:0) (cid:0) (cid:0)

3 (cid:0)

,0

465

10.

1 , 8371

251

1 1841

26,

(cid:0) K = (cid:0)

= 886,87 (W/m2 đ )ộ

ề ặ ề ệ 4)Tính b  m t truy n nhi t.

ề ặ ề ứ B  m t truy n nhi ệ ượ t đ c tính theo công th c.

Q (cid:0). tK

F = (m2)

095

.

1000

Trong đó :

1949367 , 3600

Q =

= 541490,86 (W)

ệ ộ ệ ố Hi u s  nhi t đ  trung bình.

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

133

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

t

t

d

c

t

d

ln

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

t t

c

(cid:0)

6,169

130

6,39

dt

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (oC)

6,169

140

6,29

ct

6,39 (cid:0)

6,29

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (oC)

t

ln

6,39 6,29

(cid:0) (cid:0) =34,357(0C)

541490

86,

ề ặ ề ệ B  m t truy n nhi t.

2m

(77,17

)

357,34.87,886

(cid:0) F =

.(cid:0)

Hd.

ố ố ề ệ 5)Tính s   ng truy n nhi t.

F = n.

n

F Hd .

.(cid:0)

77,17

(cid:0) (cid:0)

75

,0.14,3

025

3.

(cid:0) = ( ng)ố

ẩ ố ố Quy chu n s   ng

ố ố ổ ố T ng s   ng : 94 ( ng)

ố ố ườ ạ S   ng trên đ ng xuyên tâm hình 6 c nh :  9

ườ ế ị ổ ệ Đ ng kính trong thi t b  trao đ i nhi t:

md

(.4)1

)

btDt (

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

Trong đó:

ướ ố            t ­ B c  ng   t = 1,3.d

,0.3,1

025,0.4)19(025

tD

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

= 0,4 (m)

ồ ố 6)Tính toán bu ng b c

ể ố ồ 6.1)Th  tích bu ng b c.

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

134

ố

ế ế

ấ

ồ

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

(cid:0)

Đ  án t W h u.

tt

Vkgh =

Trong đó:

ể ơ ứ W­ Th  tích h i th

(cid:0)

(cid:0)

W = 824,566 (kg/h)

,0

(038

3mkg /

)

h

oC :

h

(cid:0) ố ượ ứ ở ­ Kh i l ủ ơ ng c a h i th 135

ộ ể ườ ủ ơ ơ             Utt ­ C ng đ  th  tích bay h i cho phép c a không gian h i

tt = 6000 (m3/m3 h)

Ch n Uọ

566,824 . 038

6000

,0

Vkgh =

= 3,616 (m3)

,3(

616

)

ế ể ể ầ ộ ố ồ ọ ỗ ị ỏ Th  tích bu ng b c m t ph n b  l ng chi m ch  , ch n 1/3 th  tích

bV(cid:0)

1 3

Vb = 3,616 + (m3)

=>  Vb = 7,232                        (m3)

ề ồ ố 6.2, Chi u cao bu ng b c

t =1,6 (m)

ọ ườ ố Ch n đ ồ ng kính bu ng b c D

ề ồ ố Chi u cao bu ng b c:

m

(5,3

)

x 232 ,74 2 x 6,1 14,3

(cid:0) H =

ế ủ ồ ố 6.3) Các chi ti t khác c a bu ng b c:

ủ ề ắ ồ ố 6.3.1) Chi u cao n p trên elip c a bu ng b c:

t = 1,6(m)

ờ ớ ườ ụ ắ ồ ố Bu ng b c hình tr  , n p enip không g  v i đ ng kính D

n = 0,25.1,6 = 0,4(m)

ề ắ ồ ố Chi u cao n p bu ng b c : H

ề ồ ố 6.3.2) Chi u cao đáy nón bu ng b c:

0                Đáy nón không g , góc đáy 60

ờ

ề ồ ố Chi u cao đáy nón bu ng b c:

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

135

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Hd = 1,369   (m)

ử ơ ườ ứ    6.3.3) Đ ng kính c a h i th :

d (cid:0)

sV 785

(cid:0).

,0

ử ơ ứ ượ ườ ứ Đ ng kính c a h i th  đ c tính theo công th c.

ư ượ L u l ứ ủ ơ ng c a h i th .

,6

042

3 sm )/

(

Vs

W (cid:0)

566,824 . 038

3600

,0

h

(cid:0)

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

(40

sm )/

042

(cid:0) ọ ố ộ ủ ơ Ch n t c đ  c a h i :

d

m

,0

439

(

)

,6 785

40.

,0

(cid:0) (cid:0)

ườ ử ị 6.3.3) Đ ng kính c a ra dung d ch

ượ ị L ng dung d ch ra :

G = 19826,489 (kg/h)

oC

(cid:0)

ố ượ ị ở Kh i l ủ ng riêng c a dung d ch 40

1284

(

3mkg /

)

d

(cid:0)

3

10.29,4

3 sm )/

(

Vs

19826 , 489 . 1284 3600

(cid:0)

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

(1

sm )/

(cid:0) ọ ố ộ ả Ch n t c đ  dòng ch y :

ườ ị ử Đ ng kính c a ra dung d ch.

3

d

m

,0

074

(

)

10.29,4 1. ,0 785

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

ế ồ ố 7) Tính các chi ti t bu ng đ t.

7.1)  Đáy elip không g :ờ

Hd = 0,25 x Dt

= 0,25 x 0,4 = 0,1(m)

ườ ử ị 7.2) Đ ng kính c a vào dung d ch:

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

136

ồ

ố

ế ế

ấ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ệ t nghi p ­Thi ị

Đ  án t ng dung d ch vào.

ượ L

(cid:0)

G = 20651,054 (kg/h)

d

oC kh i l

ố ượ ủ ị 130 Ở ng riêng c a d ch = 1268,8 (kg/m3)

3

521,4

10.

3 sm )/

(

Vs

20651 , 054 . 1268 8, 3600

(cid:0)

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

(1

sm )/

(cid:0) ố ộ ủ ị T c đ  c a d ch :

ủ ị ườ ử Đ ng kính c a ra c a d ch.

3

d

m

,0

076

(

)

521,4 ,0

785

10. x 1

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

ườ ử ơ ố 7.3) Đ ng kính c a vào h i đ t

(cid:0)

ấ ơ ợ Lu ng h i cung c p : G = 878,62(kg/h)

(113,4

3mkg /

)

oC , 8 atm  :

h

(cid:0) ủ ơ ố ở ố ợ Kh i lu ng riêng c a h i đ t 169,6

ư ượ L u l ủ ơ ng c a h i :

059,0

(

3 sm )/

Vs

62,878 x

113,4

3600

(cid:0)

(cid:0) (cid:0)

(40

sm )/

(cid:0) ố ộ ơ ố ọ T c đ  h i đ t ch n

ơ ố ườ ử   Đ ng kính c a vào h i đ t :

d

m

,0

0434

(

)

059 x

,0 785

40

,0

(cid:0) (cid:0)

ườ ử ướ 7.4) Đ ng kính c a tháo n ư c ng ng.

3)

(cid:0)

ướ ư ợ Lu ng n c ng ng :                        G = 878,62 (kg/m

897

(

3mkg /

)

(cid:0) ủ ướ ợ ố Kh i lu ng riêng c a n ư c ng ng :

4

10.72,2

(

sm )/

62,878 x 897

3600

(cid:0)

2(cid:0)

sm /

(cid:0) (cid:0) Vs =

ọ ố ộ ướ ư Ch n t c đ  n c ng ng ra :

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

137

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

4

m

,0

013

(

)

10.72,2 x 785 ,0

2

(cid:0) (cid:0) => d =

ướ ố ố ẫ ọ 7.5)Ch n kích th c bích n i  ng d n vào thi ế ị t b .

ườ ờ ề Các chi ti tế Chi u dày bích

Đ ng kính trong d(mm) Đu ng kính ngoài D(mm)

ử ị C a d ch vào 90 125 20

ử ị C a d ch ra 90 125 20

ử ơ ứ C a h i th  ra 400 512 30

ử ơ ố C a h i đ t vào 50 76 16

ướ c 25 32 14

ử C a tháo n ng ngư

ề ồ ố

Chi u cao bu ng đ t           H1 =   3  +  0,1 + 0,08 =3,18 ( m )

ề ồ ố Chi u cao bu ng b c :

H2 = 2,6 + 0,4 + 1,386  +  0,08 = 4,466  (m)

Ụ

Ạ

Ế

Ị

Ư                  THI T B  NG NG T  CÔ ĐĂC ĐO N I

ầ ố ệ       1. Các s  li u ban đ u:

0C

ạ ệ ộ ướ t đ  n c làm l nh vào : 25 Nhi

0C

ạ Nhi ệ ộ ứơ t đ  n c làm l nh ra   :  35

0C

ệ ộ ỏ ư ụ Nhi t đ  l ng ng ng t ra :  40

0C

ệ ộ ư Nhi t đ  khí không ng ng ra:  40

2. Tính toán

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

138

ồ

ố

ấ

ế ế

ượ

ệ t nghi p ­Thi ế ị ư

Đ  án t ứ ơ ng h i th  vào thi

ứ ế ị ố ơ L t b  b c h i chân

ơ ồ ế ị ụ ở   ứ ơ ặ t b  ng ng t không và h i th  thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê   đây g m h i th  thi t b  cô d c I.

ứ ở ố ơ ơ ­ H i th b c h i chân không :2167,861

ứ ở ế ị ặ ơ ­ H i th thi t b  cô đ c I    : 7497,664

ượ ư ơ ụ ổ ­  T ng l ng h i vào ng ng t :  9665,525

ơ ở ầ ặ ­ Ph n trăm h i cô đ c I : ( 7497,644/9665,525) x 100% =77,57%

ầ ố ơ ­ Ph n trăm b c h i nhanh : 22,43%

ệ ộ ợ Nhi ủ ỗ t đ  chung c a h n h p khí:

= 95 x 0,2243 + 130 x 0,7757 = 1220C

ệ 2.1 Nhi t vào:

ệ ơ 2.1.1. Nhi ứ ủ ố ơ t do h i th  c a b c h i nhanh:

Q1 = 2167,861 x 2671 = 5790356,731  (kJ/h)

0C   (kJ/kg)

ở 2671­ Nhi ệ ượ t l ơ ng riêng h i bão hoà 95

ệ ứ ừ 2.1.2 . Nhi ơ t do h i th  t ặ  cô d c I:

Q2 = 20115592,68  (kJ/h )

ệ ổ          T ng nhi t vào :  20115592,68 + 5790356,731 = 25905949,41 (kJ/h)

ệ 2.2 Nhi t ra.

ư ệ ấ ượ ướ Hi u su t ng ng t ụ ơ ướ  h i n c 98%, l ng n ư c ng ng t ụ :

9665,525 x 0,98 = 9472,215   (kg/h)

ệ ướ 2.2.1 Nhi t theo n ư c ng ng :

Q1 = 9472,215 x 167,5 = 1586595,929 (kJ/h)

0C

ủ ướ ở 167,5 ­ Nhi ệ ượ t l ng riêng c a n c 40

ượ ơ ướ ư L ng h i n c không ng ng :

9665,525 – 9472,215 = 193,31   (kg/h)

ệ ơ ướ 2.2.2 Nhi t theo h i n c ra:

Q2 = 193,31 x 2570,6 = 496922,686  (kJ/h)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

139

ồ

ố

ế ế

ấ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t ệ

ệ t nghi p ­Thi ơ ướ

ạ t do h i n 2.2.3 Nhi c làm l nh mang ra:

Q3 = x  (kJ/h)

ổ ệ ổ ệ T ng nhi t vào = T ng nhi t ra

25905949,41 =   1586595,929 +  496922,686  + x

x  =   23822430,8  (kJ/h)

ượ ướ ạ L ng n c làm l nh : m (kg/h)

tx

mxC p

(cid:0) Q3 =

Q 3 txC p

m = Trong đó: (cid:0)

0C

ệ ủ ướ ở Cp  ­ Nhi t dung riêng trung bình c a n c 25 ÷ 35

Cp = 4,18 (kJ/kg 0C)

t

0C

8,

(cid:0) ệ ộ ệ ố ­ Hi u s  nhi t đ : 35 ­25 = 10

23822430 x 10 18,4

ậ V y m= = 569914,612   (kg/h)

ể ướ Th  tích n ư c ng ng :

m p

V = (m3)

612

ố ượ ủ ướ ở p  Kh i l ng riêng c a n c 30 0C  p = 994 kg/m3

3m

354,573

(

)

569914 , 994

(cid:0) (cid:0) V

ề ặ ề ệ 3. Tính b  m t truy n nhi t.

Q tKx

8,

3 (cid:0)

F = (m2) (cid:0)

Q

6617341

889,

x 10

23822430 3600

(cid:0) Nhi ệ ượ t l ng : (W/h)

87

C

041

tTB

ln

15 87 15

0

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

t

C

122

35

87

1

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

140

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

0

t

C

40

25

15

2

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

ệ ố ề ọ ệ ự ế ủ ạ đây e xin ch n h  s  truy n nhi t thao th c t c a nhà máy Phân đ m Hà

Ở     B c :ắ

K = 640 (W/m2  0C)

ề ặ ề ậ ệ V y b  m t truy n nhi t là :

F

2m

185,252

(

)

6617341 x 640

889, 41

(cid:0) (cid:0)

Ố ề ề ạ ườ ng truy n nhi ố   ng kính  ng

ọ ệ ượ t đ ệ ề truy n nhi c ch n lo i IX18H9T, chi u cao 4 m , đ ề t 0,025 m , chi u dày 0,002 m.

ố ố ề ệ S   ng truy n nhi t :

n

603

x

x

185,252 ,0 025

14,3

4

(cid:0) (cid:0) ( ng)ố

ạ ọ ụ ổ ẩ      Theo qui chu n, ch n lo i thi ố ố   t b  x p  ng theo hình l c giác. T ng s    ng

ế ị ế ố 613  ng.ố

ố ố ố ố ạ ố ườ S   ng trên hình sáu c nh là 12  ng, s   ng trên đ ng xuyên tâm 25.

t)

ườ ế ị ư ụ Đ ng kính trong thi t b  ng ng t ; ( D

Dt = t. (b­1) + 4 x d

ướ ố t ­ b c  ng , t = 1,3 x d

Dt = 1,3 x 0,025 x (25­1) + 4 x 0,025

= 0,88 (m)

Ụ

Ặ

Ạ

Ế

Ị

Ư          TÍNH THÍ T B  NG NG T  CÔ Đ C ĐO N II

ơ ứ ư 1. H i th  vào ng ng t ụ .

ứ ừ ặ ạ ơ ­ H i th  t cô đ c đo n II : 824,566 (kg/h)

ệ ơ ­ Nhi t do h i mang vào : 1396389,958  (kJ/h)

ể ạ ơ ượ ơ ­  H i n c bão hoà 13 atm vào b m tuye đ  t o chân không, l ng h i

ệ ơ ơ ướ 1031,3 kg/h . Nhi t theo h i bão hoà mang vào

Q2 = 1031,3 x 2793 =2880420,9 (kJ/h)

ủ ơ ướ ở 2793 – Nhi ệ ượ t l ng riêng c a h i n c bão hoà 13 atm (kJ/kg)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

141

ồ

ố

ế ế

ấ

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t ệ

ổ t vào : T ng nhi

Qv = Q1 + Q2 =  1396389,958  + 2880420,9  =  4276810,858 ( kJ/h)

0C

ệ ộ ủ ơ ố Nhi t đ  c a h i đ t bão hoà 190,7

ệ ộ ủ ỗ ợ ơ Nhi t đ  c a h n h p h i:

140

1031

3,

0

t

C

168

x 566,824 1031 3,

x 7,190 566,824

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

ư ệ ụ ủ ế ị ấ   Hi u su t ng ng t c a thi t b  là 98%.

ượ ướ ụ L ng n ư c ng ng t :

1895.23  x  0,98  =  1857,325  (kg/h)

ượ ư ơ ụ L ng h i không ng ng t :

1895,23  ­  1857,325  =  37,905   (kg/h)

ệ 2. Nhi t ra:

0 C .

ệ ướ ư ở 2.1 Nhi t theo n c ng ng 40

Q1 = 1857,325 x  167, 6  =  311287,67    (kJ/h)

0C (kJ/kg)

ủ ướ ở 167,6 Nhi ệ ượ t l ng  riêng c a n c 40

ệ ư 2.2  Nhi t theo khí không ng ng.

Q2 = 37,905 x  2570,3 =  97427,221      (kJ/h)

ệ ơ ướ ạ ấ 2.3 Nhi t do h i n c làm l nh l y ra.

Q3 =  x  (kJ/h)

ệ ổ ệ ổ            T ng nhi t vào = T ng nhi t ra

4276810,858 =  311287,67 + 97427,221 + x

x  = 3868095,967  (kJ/h)

967,

ượ ướ ầ ạ L ng n c c n làm l nh :

V

3m

,93

096

(

)

x

3868095 994 35(

18,4

)25

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

142

ồ

ố

ế ế

ấ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t 3. B  m t truy n nhi

ề ặ

ệ t nghi p ­Thi ệ ề t.

F

Q TBtKx

967,

(cid:0) (m2) (cid:0)

Q

kJ

h

x 1000

1074471

(1,

/

)

3868095 3600

(cid:0) (cid:0) Nhi ệ ượ t l ng :

ệ ố ề ự ế ủ ạ ọ H  s  truy n nhi ệ ượ t đ c ch n theo th c t ắ  c a nhà máy Phân đ m Hà B c

K  =  240  (W/m2 0C)

ệ ộ ệ ố Hi u s  nhi t đ  trung bình :

136

C

055

tTB

ln

15 136 15

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

ề ặ ề ệ B  m t truy n nhi t :

F

2m

(39,81

)

x

1074471 1, 240 55

(cid:0) (cid:0)

ề ế ị ệ ế ố t b  truy n nhi

ề ạ ố ố ườ ệ ụ t lo i  ng chum, các  ng x p theo hình l c giác.  ng kính 0,025 m,  t dài 4 m, đ

ọ C n thi ậ ệ V t li u là thép IX18H9T,  ng truy n nhi ề chi u dày 0,002 m.

ố ố ề ệ S   ng truy n nhi t:

n

260

x

39,81 x ,0

025

4

14,3

(cid:0) (cid:0) ( ng)ố

ố ố ố ổ ộ S   ng t ng c ng: 304  ng

ố ố ườ ạ S   ng trên đ ng xuyên tâm hình 6 c nh :19

ạ ố S  hình 6 c nh : 9

ườ ế ị ư ụ Đ ng kính trong thi t b  ng ng t :

Dt  =  t x ( b ­ 1) + 4 x d     (m)

ướ ố t  ­ B c  ng, t  =  1,3 x d.

Dt  = 1,3 x 0,025 x (19  ­  1 )

=  0,685   (m)

Ị Ạ Ạ Ế TÍNH TOÁN THI T B  T O H T

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

143

ố

ồ

ế ế

ấ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ệ t nghi p ­Thi ầ

Đ  án t ố ệ        1. Các s  li u ban đ u.

3/h)

ượ ẩ L ng không khí  m vào tháp : 10000 (m

ộ ẩ ủ Đ   m c a không khí                 : 85 %

oC

ệ ộ Nhi t đ  khí vào                         : 25

ườ ạ Đ ng kính h t ure                     : 2 (mm)

ượ ạ ạ ị L ng d ch ure vào tháp t o h t : 20651.054 (kg/h)

2. Tính toán .

ườ 2.1, Tính đ ng kính tháp .

ườ Đ ng kính tháp

F.4 (cid:0)

D = (m)

Trong đó :

2)

kkG (cid:0)

kk

ế ủ ệ F = ­ Ti t di n ngang c a tháp (m

3/h)

(cid:0)

ượ Gkk ­ L ng không khí vào tháp (m

kk

ố ộ ỏ (cid:0) ­ T c đ  không khí, đây = 0,4 (m/s)

2m

(44,69

)

10000 3600

4,0.

(cid:0) F =

4

ườ ạ ạ             Đ ng kính tháp t o h t

m

(4,9

)

x 44,69 14,3

(cid:0) D =

ẩ Quy chu n D = 20 (m)

ề ạ ạ 2.2, Tính chi u cao tháp t o h t .

(cid:0)

h xV

h

ố ượ a)Kh i l ủ ạ ng c a h t ure :

m u =

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

144

ồ

ố

ế ế

ấ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ệ t nghi p ­Thi Đ  án t ạ ể                  Vh ­ Th  tích h t

x(cid:0)

hrx

4 3

Vh =

,0

.(14,3

3)

ố Thay s  vào ta có :

4 (cid:0) 3

002 2

(cid:0)

Vh = = 4,2.10­9 (m3)

1330

(

3mkg /

)

h

(cid:0) ố ượ ủ ạ Kh i l ng riêng c a h t ure :

h = 1330.4,2.10­9 =5,6/10­6 (kg)

V y mậ

ủ ạ ệ ặ     b) Di n tich m t ngoài c a h t

2.r(cid:0)

Fh = 4. (m2)

Fh =4.3,14.0,0012 = 1,256.10­5 (m2)

ố ộ ơ ủ ạ      c)T c đ  r i c a h t

(cid:0)

h

(cid:0)

ố ộ ơ ệ ố ủ ạ          *)T c đ  r i tuy t đ i c a h t

(

sm )/

h

dg .4 . . (cid:0) (cid:0) .

k

(cid:0)

Trong đó :

2/s)

ố ơ ự g – Gia t c r i t do (m

(cid:0)

(cid:0)

ủ ạ ườ d ­ Đ ng kính c a h t : d = 0,002 (m)

h

h

5,0(cid:0)

ố ượ ủ ạ ­ Kh i l ng riêng c a h t ure : = 1330 (kg/m3)

(cid:0) ệ ố ả ủ ạ ơ  ­ H  s  c n c a h t r i :

(cid:0)

(cid:0)

k

(cid:0)

ố ượ ủ ­ Kh i l ng riêng c a không khí .

(17,1

3mkg /

)

k

x

x

x

81,94

1330

(cid:0)

(cid:0) Ở ấ áp su t 760 mmHg :

(71,7

sm )/

h

,0 002 5,0.17,1.3

(cid:0) (cid:0)

(cid:0)

(cid:0)

(cid:0)

ố ộ ơ ươ *)T c đ  r i t ố ủ ạ ng đ i c a h t

71,7

4,0

(31,7

sm )/

td

h

k

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

145

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

(cid:0)

(cid:0)

ố ộ ơ ủ ạ       *)T c đ  r i trung bình c a h t

h

(cid:0)

smtb ( )/

tb

2

(cid:0)

(cid:0)

(cid:0) (cid:0)

(0

sm )/

d

d

(cid:0) ầ ủ ạ ố ộ ­ T c đ  ban đ u c a h t :

0

(cid:0)

(855,3

sm )/

tb

71,7 2

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

ờ ơ ủ ạ        d)Th i gian r i c a h t

h

tb

h

d

(cid:0)

ln

(cid:0) (cid:0)

(cid:0) (cid:0)

md . (cid:0)

(cid:0)

(cid:0) ( (cid:0) (

(cid:0) ).( (cid:0) )(

) )

F

.

.

(cid:0) .

h

tb

h

d

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

Trong đó :

(cid:0)

(cid:0)

(cid:0)

ọ ủ ạ ệ ố (cid:0)  ­ H  s  hình h c c a h t .

.(

)

k

h

h

(cid:0)

2

(cid:0)

4 3

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

ố      Thay s  vào ta có :

.(17,1

4

(cid:0)

x

914,4

10

4 3

1330 10.

837,1(

)17,1 25 )

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

Thay vào ta có :

6

,0

002

(cid:0)

ln

10.6,5. 5

5

71,7( 76,7(

86,3 86,3

71,7).( 71,7).(

)0 )0

837,1

10.

,1.

256

10.

.

,614

293

4 4,0.10.

(cid:0)

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

s )(8,3

(cid:0)

ố ộ ơ ề T c đ  coi r i đ u trong tháp

(cid:0)

(cid:0) .h

ủ ạ ơ ề ậ V y chi u cao c a h t r i :

Hr = = 7,71.3,8 = 29,3 (m)

(cid:0)

ắ ủ ạ ờ e)Th i gian đóng r n c a h t :

dr

(cid:0)

Qm . h tF . .

tb

(cid:0) (cid:0)

ệ ắ Qh ­ Nhi t thoát ra trong quá trình đóng r n :

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

146

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

t

kcal

kg

(

/

)

(cid:0) Qh = m.cp.

Trong đó :

p = 1,34 kcal/kg độ

ệ Cp ­ Nhi ủ t dung c a ure ,c

t

(cid:0) ệ ộ ủ ỏ ệ ố  ­ Hi u s  nhi t đ  c a ure vào và ra kh i tháp

t

140

70

70

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) oC

Qh = 1,34.70 = 93,8 (Kcal/kg)

6,0

(cid:0) .33,0

Re.

2

(cid:0)

ệ (cid:0) ệ ố ấ  ­ H  s  c p nhi t .

kcal

m

(

/

oC)

k d

(cid:0)

(cid:0)

dk .

tb

Re (cid:0)

(cid:0) . (cid:0)

ẩ ố *Chu n s  :

8,482

002 5

,0.17,1.86,3 837,1 10.

(cid:0) (cid:0) =

ư ậ ả ở ạ ạ ớ ị V i giá tr  Re nh  v y dòng không khí và dòng h t ure ch y ổ    tr ng thái  n

ị đ nh trong tháp.

(cid:0)

m

,0(cid:0)

25586

(

kcal /

oC)

ệ ố ẫ ệ ủ *H  s  d n nhi t c a ure .

6,0

,0.33,0

8,482

2

(cid:0)

ệ ố ấ ệ Hi u s  c p nhi t .

Kcal

m

1720

864,

(

/

oC)

25586 . 002 ,0

(cid:0) (cid:0)

ệ ố ệ ộ Hi u s  nhi ữ t đ  trung bình gi a không khí và ure :

86

45

3,63

tbt

ln

86 45

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (oC)

Trong đó :

t

140

54

86

1

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (oC)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

147

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

t

70

25

45

2

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (oC)

ệ ộ ỏ 54 ,25 oC ­ Nhi t đ  không khí vào và ra kh i tháp

ắ ờ Th i gian đóng r n :

6

8,93.

h

(cid:0)

s )(5,1

(cid:0)

10.6,5 86,

1720

5

Qm . h F . . h

tb

,1

256

10.

3,63.

3600

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

2

(cid:0)

dr

ắ ủ ạ ề Chi u cao đóng r n c a h t :

ln

(cid:0). g (cid:0)

h

g

(cid:0) Hdr = [cosh( )]

ln

ố Thay s  vào ta có :

5,1.81,9 71,7

2 71,7 81,9

Hdr = [cosh( )] = 7,5 (m)

ạ ạ ờ f)Th i gian làm l nh h t .

.

(cid:0)

ll

t (cid:0)

cm h . (cid:0) F . .

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

t

140

70

70

t

(cid:0)

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) ệ ệ ộ ­ Chênh l ch nhi t đ  vào và ra : (oC)

(cid:0)

(cid:0) ệ ệ ộ ­ Chênh l ch nhi t đ  ure vào và không khí ra :

140

54

86

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (oC)

oC : 1,347 (kJ/kg đ )ộ

ệ ở Nhi t dung riêng ure 70

6

347,1.

70.

(cid:0)

s )(02,1

ll

10.6,5 864,

1720

6

566,12

10.

86.

3600

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

(cid:0)

ln(cid:0)

ề ạ ạ *Chi u cao làm l nh h t .

(cid:0). llg (cid:0)

h g

h

Hll = [cosh( )]

ln

02,1.81,9 71,7

2 71,7 81,9

(cid:0) Hll = [cosh( )] = 4,2 (m)

ề ệ ủ ạ

ạ          *Chi u cao làm vi c c a tháp t o h t

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

148

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

H = Hr + Hdr +Hll

H = 29,3 + 7,5 + 4,2 = 41 (m)

ễ ề ầ ố ả Ph n chi u cao tháp b  trí ph u và băng t i :  10 (m)

ầ ặ ạ ố           Ph n đ t vòi phun và b  trí qu t hút            :   15 (m)

ạ ạ ộ ổ ề        T ng c ng chi u cao tháp t o h t :

Ht = 41 +10 + 15 = 66 (m)

Ơ Ạ Ạ Ị TÍNH B M DUNG D CH ĐI T O H T

ơ ồ ộ

ơ ế ị ồ ầ ỏ ơ ặ t b  phân li l ng h i (bu ng b c) , do đó không c n chú ý đ n chi u cao

ơ ặ        Dùng b m li tâm b m dung d ch sau cô đ c (n ng đ  99,8 %) . B m đ t  ề ố ế ị ướ i thi d ủ ơ hút c a b m .

(cid:0)

(

k W)

ấ ủ ơ 1, Công su t c a b m.

HgQ . . 1000

. (cid:0) .

N =

Trong đó :

3/s)

ấ ủ ơ Q – Năng su t c a b m (m

3)

ố ượ ấ ỏ ủ (cid:0)  ­ Kh i l ng riêng c a ch t l ng (kg/m

ọ ố ườ g – Gia t c tr ng tr ng

ầ ủ ơ ấ H – Áp su t toàn ph n c a b m (m)

ầ ủ ơ ệ ấ (cid:0)  ­ Hi u su t chung toàn ph n c a b m (0,72 ­0,93)

m          Q =  (cid:0)

ấ ủ ơ *Năng su t c a b m :

,0

0042

20024 3600 .

. 846 1330

(cid:0) Q = (m3/s)

(cid:0)

ượ ả ơ ị m ­ L ng d ch ure ph i b m (kg/h)

1330

u

(cid:0) ố ượ (cid:0)  ­ Kh i l ủ ị ng riêng c a d ch ure : (kg/m3)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

149

ố

ồ

ế ế

ấ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t ấ

ệ t nghi p ­Thi ầ ủ ơ       *Áp su t toàn ph n c a b m

ặ ơ ở ộ ề ầ ơ ỏ ị Do đ t b m đ  cao 5 (m) ,nên chi u cao d ch l ng c n b m

(cid:0)

9,0(cid:0)

Hb = 51 – 5 = 46 (m)

ủ ơ ệ ấ ọ *Ch n hi u su t chung c a b m

x

x

x

,0

0042

46

2

ấ ơ Thay vào ta có công su t b m :

,5

601

x x

1330 1000

81,9 9,0

(cid:0) N = (kW)

Trong đó :

p

H

h

o

m

2 (cid:0)

p 1 g

.

(cid:0) (cid:0) (cid:0) H = (m)

2)

ấ ị P2 – Áp su t vòi phun dung d ch ure (N/m

2)

ấ ỏ ấ ơ ề ặ               P1 – Áp su t trên b  m t ch t l ng vào b m (N/m

ể ắ ở ự ể ấ ấ ố ở

m

ệ ố ư ố ể ỏ ỏ h m  ­ Áp su t tiêu t n đ  th ng tr  l c . Do áp su t tiêu t n đ  thăng tr ể ấ ự l c  nh  , trong quá trình có th  l y h  s  d  nên có th  b  qua h

H = 2.Ho = 2 x 46 = 92 (m)

ơ ệ ấ ộ       2)Công su t đ ng c  đi n :

(cid:0)

N (cid:0) .

td

dc

,5

Ndc =

K

(77.5

W)

601 99,0.98,0

(cid:0) Ndc =

(cid:0)

(cid:0)

98,0(cid:0)

Trong đó :

td

td

(cid:0)

(cid:0)

9,0(cid:0)

ề ệ ấ ộ ­  Hi u su t truy n đ ng ,

dc

dc

ấ ộ ệ ơ ­ Hi u su t đ ng c  ,

dcN.(cid:0)

(cid:0)

5,1(cid:0)

ườ ọ Th ộ ng ch n đ ng c  th c t ơ ự ế dc = N

V i ớ ta có : Ndc = 1,5 . 24,2 = 36,3 (kW)

ả ấ ườ ệ ắ ơ Trong quá trình s n su t th ng l p hai b m làm vi c song song

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

150

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

PHÀN

Ọ Ị

Ự

Ự

Ể

I.  L A CH N Đ A ĐI M XÂY D NG

ị ộ

ể ư

ủ ự ọ ạ ấ ề ấ ị

ợ ủ ể ớ ế ậ

ả ề ấ ợ nh h

ườ ề ấ ừ

ệ ố ượ ả c s n xu t t ủ ạ ả

ộ ơ ả ự ể ị ạ ọ ộ ị ự   i m t đ a đi m nào đó là r t quan               Ch n v  trí xây d ng m t nhà máy t ề ứ ạ ế ố ự ổ    nh   ngành ngh  và quy tr ng và ph c t p. Đó là s  t ng h p c a nhi u y u t ọ ề   ọ ố ề ự ho ch c a qu c gia.L a ch n đ a đi m xây d ng là đi u quan tr ng nh t, đi u ạ ợ ố   đó phát huy t t kh  năng h p tác v  các xí nghi p lân c n và h n ch  tác nhân ệ ổ ệ ả ớ ưở ả   ng s ng. Nguyên li u t ng h p Urê i đi u ki n s n xu t, môi tr ng t ệ   ỏ  các nguyên li u là amoniac l ng và đioxit cacbon, chúng đ u đ ưở ọ   ự ậ khác. Do v y phân x ng Urê ph i thu c quy ho ch c a nhà máy. Khi l a ch n ả đ a đi m xây d ng ph i thoã mãn c  b n sau:

ự ể ị ưở 1. Đ a đi m xây d ng phân x ng:

ấ ưở

ệ ưở ượ ượ ấ   ả ng s n xu t ng. Là x ứ ả   ặ ầ c đ t g n kho ch a s n

ậ ệ ậ ể ẩ ả ầ ồ          Ph i g n ngu n cung c p nguyên li u, năng l ủ ẩ thành ph m c a nhà máy do v y phân x ng Urê đ ậ ợ i cho vi c v n chuy n. ph m và thu n l

ả ế ầ ề ấ ướ 2. Gi i quy t v n đ  c p thoát n c :

ướ ề

ạ ưở ạ ng Urê là phân x ả ử ng s  d ng r t nhi u n ồ ử ụ ầ

ệ ố ướ ượ ắ

ợ ạ ướ ề c trong các công ấ ướ c và   ự   c xây d ng ệ   c và vi c

ấ ẩ ườ ậ ả ằ ỷ ưở             Phân x ử đo n x  lý làm l nh, th i r a…… do đó c n ph i g n ngu n cung c p n ấ phù h p h  th ng c p thoát n ợ ươ ng   đi u đó r t phù h p cho vi c c p thoát n bên c nh sông Th ệ ể v n chuy n nguyên li u và s n ph m b ng đ ấ ả ầ ạ c. Nhà máy phân đ m Hà B c đ ấ ệ ng Thu …

ậ ợ ả ậ ả ề ả 3. Đ m b o thu n l i  v  giao thông v n t i.

ả ng t i s  ho t đ ng liên t c c a nhà

ưở ườ

ả ả ể ả ứ ả ớ ự ạ ộ ậ ộ ậ

ụ ủ ắ ng s t đi vào ớ i phù v i  i đa các chi phí

ọ ấ ả ẩ ủ ả ể ắ ng

ấ

ị ậ ợ ướ ề

i phía tr ể ả ng b . Phía sau nhà máy là

ắ ạ ấ   đi u đó r t thu n l ườ ệ ậ ể ệ ả ộ i cho vi c v n chuy n nguyên li u

ươ ườ ằ ề ấ ưở            Đây là v n đ  quan tr ng,  nh h ả ẩ máy.Phân x ng Urê s n xu t s n ph m do v y ph i b o đ m đ ậ ợ ườ ệ ố ầ g n h  th ng kho ch a s n ph m, đ ng b  v n chuy n thu n l ư ậ ẽ ạ ế ố ướ ạ i giao thông chung c a nhà máy. Nh  v y s  h n ch  t m ng l ườ ạ ẩ ậ ề cho v n chuy n, h  giá thành s n ph m….V  giao thông B c Giang có đ ấ ố ộ ả ố ắ  I A nhà máy s n xu t Phân đ m Hà B c có v  trí r t  s t qu c gia và qu c l ườ ố ộ ặ ậ ợ ng qu c l c m t nhà máy là đ thu n l i cho  ằ ẩ ệ ệ ậ vi c v n chuy n nguyên li u và s n ph m b ng đ ậ ợ ả ề ng đi u này đ m b o thu n l sông Th ỷ ng thu . b ng đ

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

151

ồ

ế ế

ố

ấ

ệ t nghi p ­Thi ấ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê  ự

Đ  án t ầ

ậ ệ ả ả ồ 4. Đ m b o g n ngu n cung c p v t li u xây d ng

ồ ấ ậ ệ ẽ ầ ạ

ầ ả ự ắ ượ ự ố ắ ự

ệ ả ậ ợ ạ ấ ả ầ ấ ồ i cho vi c đ m b o g n ngu n cung c p v t li u

ơ G n ngu n cung c p v t li u xây d ng s  góp ph n  h  giá thành xây d ng c   c xây d ng cách trung tâm thành ph  B c  b n.Nhà máy Phân đ m Hà B c đ ậ ệ Giang có 3 km nên r t thu n l xây d ng.ự

ề ệ ả ả ợ ớ ưở 5. Đ m b o đi u ki n  h p tác v i các phân x ng liên quan.

ọ ấ

ấ ủ ắ

ưở ệ ố ạ ổ ưở ụ ủ ấ ủ ấ ả ộ ữ ưở ế ả ự ng và s n  ả ưở ng Urê vì phân x ng là  m t m t xích trong h  th ng s n  ị ự ng t o  n đ nh

ả ề  Đây là v n đ  quan tr ng trong xây d ng và s n xu t c a phân x xu t c a phân x xu t kín và liên t c c a nhà máy.S  liên k t gi a các phân x ấ ủ trong s n xu t c a nhà máy.

ệ ệ ả ả ầ 6. Đ m b o yêu c u v  sinh công nghi p.

ả ng khác c a nhà máy, luôn có khí th i

ưở ủ ế ố ườ ệ ấ ớ

ả i đa  nh h ạ ưở ế ả

ư i môi tr ợ ủ ệ t là b u không khí c a toàn phân x ng, nhà máy và các môi tr

ề ưở Dây chuy n Urê cũng nh  các phân x ể ạ ộ ạ ả ng x u, vi c quy  ng. Đ  h n ch  t ng t đ c h i  nh h ả ử ự ấ ệ ố ả ạ ho ch xây d ng ph i phù h p  h  th ng x  lý làm s ch ph  th i trong s n xu t.  ườ ưở ầ ặ ng xung Đ c bi quanh.

ự ầ ậ ề ỹ 7. Các yêu c u v  k  thu t xây d ng.

ề ị a. V  đ a hình :

ả ề ệ ộ ố ấ t nh t

ậ ụ ễ ồ ợ ố ợ  nhiên  d  dàng đ ng th i ph i cao ráo,tránh ng p l t

ờ ủ ế ủ ng gió Nam và nhà máy

Tho  mãn v  di n tích hình dáng phù h p có đ  d c thích h p t ả ướ ự ể c t là 1% đ  thoát n ướ ướ trong mùa m a. H ng gió c a nhà máy c  y u là h ư ượ ặ ở ố ướ đ ớ ng gió và cách ly v i khu dân c  1000m. ư  cu i h c đ t

ể ệ ạ ợ c và hình d ng phù h p cho vi c

ả ư ở ộ ị ướ ươ Đ a đi m xây d ng ph i có kích th ự xây d ng tr ự c măt cũng nh  m  r ng t ướ ng lai.

ố ằ ẳ ố ọ c l a ch n ph i t ộ t nh t là có đ

ể ạ ng đ i b ng ph ng t ấ ấ ặ ằ ế ố ự ừ Khu đ y đ ộ  nhiên t r ng t ấ ượ ự ả ươ  i = 0,5 ÷ 1,5 % đ  h n ch  t i đa chi phí san l p m t b ng.

ấ ượ ự ả ở ơ ­ Khu đ t đ ọ c l a ch n ph i n i cao ráo tránh ng p l ậ ụ t

ề ệ ệ ợ ớ ệ                   ­ Phù h p v i các đi u ki n v  sinh công nghi p

ệ ệ ệ ả ả ả ợ ả                   ­ Đ m b o kho ng cách b o v  v  sinh công nghi p thích h p

ấ ề ị b. V  đ a ch t:

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

152

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t ự

ệ t nghi p ­Thi ườ

ữ ấ ấ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê  5 ÷ 2,5.105 N/m2 .Các lo i đ t  ộ ị ự ạ ấ ấ              Đ t xây d ng có c ng đ  ch u l c 2.10 ả ở ả ư ấ ồ   nh  đ t đ i, đ t sét, đ t đá ong… Và ph i tránh nh ng vùng có khoáng s n  i.ướ d

ự ở ữ ữ ể ầ

i v i nh ng yêu c u ch n l a v  đ a đi m xây d ng  ọ ọ ự ề ị ể ề ả ự ị ạ ớ u đi m đã nói trên và nh ng  ấ  trên thì chúng ta ch n đ a đi m xây d ng dây chuy n s n xu t

ợ Tóm l ư Urê ể ở ở ắ  B c Giang là h p lý.

Tha n

Ố Ủ Ề Ả Ơ Ồ Ấ II.   S  Đ  KH I C A  DÂY CHUY N S N XU T TOÀN NHÀ MÁY

ượ ử      Kh  vi l ng ạ T o khí than

Khö H2S

T.hîp NH3

1 2 3 4 5 6

Kho NH3

ChuyÓn ho¸ CO

Khö H2S

Khö CO2

Tæng hîp Urª

1 2 3 4 5

T¹o h¹t

Khö H2S

Kho urª

Két Khí

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

153

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Ấ

Ủ

Ặ

Ả

Ể

III . Đ C ĐI M S N XU T C A NHÀ MÁY

ừ ệ ẩ ầ ả nguyên li u đ u là than đá s n ph m trung gian là

­ Quá trình s n xu t đi t NH3 v  s n ph m cu i cùng là Urê.

ả ả ả ẩ ấ ố

ệ ặ ẽ ớ ụ ấ ậ ả ộ ­ Quá trình s n xu t liên t c, các b  ph n liên h  ch t ch  v i nhau.

ệ ở ệ ộ

ầ ớ ị ượ ề ị ệ ả ­  Ph n l n dây chuy n làm vi c  ph i ch u đ c áp và ch u nhi ấ  áp su t cao, nhi ườ t trong môi tr ế ị ậ t đ  cao, vì v y thi t b   ề ế ị ồ t b  c ng k nh. ng ăn mòn, thi

ế ộ ố ượ ệ ươ ố ­ Ch  đ  làm vi c 3 ca s  l ng công nhân t ng đ i đông.

ượ ấ ậ ầ ả ớ ượ ụ ng l n do v y ph i yêu c u cung c p năng l ng liên t c

ổ ị ­ Tiêu hao năng l và  n đ nh.

ả ớ ướ ấ ộ ứ ề ả ướ c tiêu hao  và th i l n, trong n c  th i có ch a nhi u ch t đ c

ượ ậ ầ ử ạ ­ L ng n h i vì v y c n x  lý.

ườ ề ớ ươ ệ ườ ng ti n giao thông: ôtô, đ ắ ng s t,

ỷ ­ C ng đ  giao thông l n nhi u ph ườ đ ộ ng thu ,…

ệ ệ ­ V  sinh công nghi p:

ấ ộ ạ ấ ỏ ề ấ ả

2, NH3, H2S, SO2,… ,.

ư + Quá trình s n xu t phát sinh nhi u ch t l ng, khí r t đ c h i và ăn mòn nh  : CO, CO

ở ễ ấ + Các két khí ổ  áp su t cao d  cháy n .

ự ặ ệ ở ấ ồ ộ + Khu v c đ t máy  nén  làm vi c áp su t cao gây rung đ ng  và  n ào.

ườ ộ ẩ ạ ằ ớ ướ + Môi tr ng có đ   m l n do quá trình làm l nh  b ng n c.

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

154

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Ụ Ạ V­CÁC H NG M C CÔNG TRÌNH TRONG NHÀ MÁY

STT           Tên Công Trình Kích th cướ Ghi Chú

R ngộ Dài

ể ộ 1 Bãi đ  than 120 L  thiên 60

ộ 2 Kho than khô 102 Bán l thiên 24

ườ 3 Kho v t tậ ư Có t ng bao che 54 18

ộ 4 Bãi x  ỉ L  thiên 54 18

ể ắ ộ 5 B  l ng than bùn L  thiên 54 48

ộ 6 ồ ơ Nhà n i h i Bán l thiên 48 18

ộ 7 Két khí than L  thiên 24 24

ườ 8 Nhà khí hoá than 108 Có t ng bao che 18

ộ ộ 9 Khu l thiên khí  hoá L  thiên 96 30

ọ ụ ệ ộ 10 L c b i đi n L  thiên 36 18

ạ ườ 11 Nhà qu t gió Có t ng bao che 54 18

ộ ộ 12 L  thiên 54 30 Khu l ể  thiên chuy n hoá CO

ườ 13 42 24 ể Nhà chuy n hoá CO Có t ng bao che

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

155

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ệ t nghi p ­Thi ể

Két khí chuy n hoá ộ 14 24 24 L  thiên

ộ ộ 15 Khu l thiên kh  H ử 2S 24 48 L  thiên

ườ 16 Nhà b mơ 6 18 Có t ng bao che

ườ 17 Nhà kh  Hử 2S 12 48 Có t ng bao che

ế ệ ế ạ 18 Tr m bi n th  đi n 12 36

ộ 19 ạ ể Nhà đ  xe đ p 9 54 Bán l thiên

ườ 20 Nhà KCS 12 54 Có t ng bao che

ộ ườ ườ 21 H i tr ng 12 54 Có t ng bao che

ườ 22 Nhà hành chính 12 54 Có t ng bao che

ườ 23 Nhà sinh ho tạ 12 54 Có t ng bao che

ườ ườ 24 Nhà hành chính x ng 2 12 36 Có t ng bao che

ạ ế ườ 25 Tr m Y t 12 48 Có t ng bao che

ơ ồ ị ộ 26 B m dung d ch đ ng 12 36 Bán l thiên

ế ị ử ồ ề ộ 27 Thi t b  r a đ ng ,ki m 9 24 L  thiên

3

ổ ợ ườ 28 Nhà máy nén t ng h p NH 24 72 Có t ng bao che

3

ế ị ổ ợ ộ 29 Khu thi t b  t ng h p NH 9 30 L  thiên

ể ầ ườ 30 Nhà đ  máy nén tu n hoàn 6 12 Có t ng bao che

ệ ạ ố ườ 31 Tr m phân ph i đi n 12 36 Có t ng bao che

3,CO2 l ngỏ

ấ ườ 32 Nhà cung c p NH 12 48 Có t ng bao che

3 l ngỏ

ộ 33 Kho ch a NHứ 12 84 L  thiên

3 l ngỏ

ườ 34 ơ Nhà b m NH 18 60 Có t ng bao che

ườ 35 Nhà nén CO2 l ng ỏ 18 60 Có t ng bao che

ườ 36 ổ Nhà t ng Urê 18 60 Có t ng bao che

ườ 37 ạ ạ Nhà t o h t 12 30 Có t ng bao che

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

156

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ứ ả ẩ ườ 38 Kho ch a và bao gói s n ph m 36 84 Có t ng bao che

ưở ườ 39 Nhà hành chính x ng 3 12 36 Có t ng bao che

ườ 40 Nhà ăn ca 18 42 Có t ng bao che

ưở ơ ườ 41 X ng c  khí 18 54 Có t ng bao che

ườ 42 ắ Nhà t m gi ặ t 12 48 Có t ng bao che

ứ ể ả ườ 43 Nhà đ  xe c u ho 12 42 Có t ng bao che

ạ ơ ướ ấ ườ 44 Tr m b m n c c p 2 18 54 Có t ng bao che

ộ 45 B  ch a n ể ứ ướ c 36 48 L  thiên

ườ 46 Gara Ôtô 18 54 Có t ng bao che

ườ 47 ệ Nhà thí nghi m trung tâm 18 54 Có t ng bao che

ườ ệ ườ 48 Phòng th ự ả ng tr c b o v 6 9 Có t ng bao che

2)

ự ệ ổ T ng di n tích xây d ng: 53460 (m

Ế Ổ Ặ Ỉ Ế VI – CÁC CH  TIÊU THI T K  T NG M T B NG Ằ :

ệ ố ự a.   H  s  xây d ng:

ự ệ ệ ấ KXD = (Di n tích xây d ng)/(Di n tích khu đ t nhà máy)

x 100

%32,25

53460 213900

(cid:0) (cid:0)

KXD

ệ ố ử ụ ấ b.  H  s  s  d ng đ t:

53460

18000

35000 213900

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) KSD 50,23%

Ả Ấ VII ­ NHÀ S N XU T

ơ ồ ố

ề ả

ấ

1­ S  đ  kh i dây chuy n s n xu t:

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

157

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ợ ổ ệ

T ng h p  Urê ệ ư Ch ng luy n c p  Iấ ư Ch ng luy n  c p 2ấ

ố ơ B c h i CK

3   200at 40÷450C

NH l ngỏ

khí CO 2 200at 110÷1200 C

ạ

ặ Cô đ c đo n  1

ị ạ

ặ Cô đ c đo n  2 D ch Cacbamat 200at 40÷450  C

ạ Đóng bao ạ T o h t

ế ị ả

ấ

t b  s n xu t:

2­ Thi

STT                                TÊN THI T BẾ

Ị

1

3

ể Máy nén CO2 ( Ki u 4D12­55/220) : 32,2T;  (58 +8) x 5890 x 2050

2

ơ                   B m cao áp NH

3

ể ạ ơ ị B m dung d ch đo n I ki u 3W­J

(cid:0) =1400; H=26127; V=37,4m3

4

ổ ợ Tháp t ng h p Urê: 110 T:

5

ướ ử ơ B m n c r a cao áp :(JQ62­4)

(cid:0) =1200,  H=5108

6

ả Tháp phân gi i I : 4T ,

(cid:0) =800;  H=6108

7

ị ệ ả ạ Tb  gia nhi t phân gi i đo n I: 4,715T;

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

158

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

(cid:0) =1100; H=3958

8

ạ ị Tb  phân ly đo n I:1,424T;

(cid:0) =900; H=6115

9

ả Tháp phân gi ạ i đo n II:

(cid:0) =700; H=3810

10

ị ệ ạ Tb  gia nhi t đo n II:1,93T;

(cid:0) =1600; H=7712

11

(cid:0)

ấ ụ ạ Tháp h p th  đo n I:6,63T;

3:11,75T;

12

(cid:0) ụ ị ư Tb  ng ng t NH 1100 ; L=7172

(cid:0) =500; H=7160

13

ử ơ Tháp r a khí tr :1,87T;

(cid:0) = 1400,1200; H= 7385

14

ấ ụ ạ Tháp h p th  đo n II­a: 8,2T;

(cid:0)  = 500,800; H6284

15

ấ ụ ạ Tháp h p th  đo n II­b: 2,86T;

16

ụ ấ ố Tháp h p th  khí cu i :1,24T; H = 5072

(cid:0)  = 400, H=5072

17

ụ ấ ạ ố ị Tb  làm l nh,h p th  khí cu i:1,02T;

3: 1,01T; (cid:0)  = 700; H= 6348

18

ư Tháp ch ng NH

3:1,02T; (cid:0) =400; H = 5072

19

ổ ị ệ Tb  trao đ i nhi ư t tháp ch ng NH

(cid:0)  = 800; H= 8681.

20

ị ệ ố ơ Tb  gia nhi ạ t b c h i đo n I:6,477T;

(cid:0) = 1400; H= 5400

21

ạ ị ố ơ Tb  phân ly b c h i đo n I:1,77T,

(cid:0) = 1400; H= 4800

22

ị ệ ố ơ Tb  gia nhi ạ t b c h i đo n II: 1,697T;

23

ơ ị B m dung d ch Urê

(cid:0) = 1000 ; H= 1662

24

ị ố ơ Tb  phân ly b c h i II: 4,222T;

25

ạ ơ ị B m dung d ch cacbamat đo n II

26

ạ Tháp t o h t : ạ (cid:0)  = 9,4 m; H= 66 m

27

Máy đóng bao

28

Kho ch aứ

ể

ả

ặ

ấ

3. Đ c đi m s n xu t:

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

159

ố

ồ

ế ế

ấ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê  ự

ế ằ ổ ợ

ệ t nghi p ­Thi  NHừ 2)2CO t

3 và CO2 b ng cách t ng  h p tr c ti p thì có 3

Đ  án t ả ấ  S n xu t Urê (NH ươ ng pháp chính: ph

ươ ầ ầ ­ Ph ng pháp tu n không tu n hoàn

ươ ầ ­ Ph ng pháp bán tu n hoàn

ươ ộ ư ng khí d  sau khi

ầ ượ ở ạ ầ ổ ng pháp tu n hoàn toàn b  ( nghĩa là toàn b  l ­ Ph ợ ổ t ng h p Urê  đ ộ ượ ợ i tháp t ng h p Urê) c tu n hoàn tr  l

ươ ầ ọ ươ ng pháp l ng tu n hoàn toàn b  đây là 1 ph ng pháp

ư

đây em ch n ph ấ ạ ể ả Ở ệ ỏ ề ệ hi n đ i đ  s n xu t Urê trong đi u ki n t =185 ÷ 188 ộ 0C , p = 200 atm.

ệ *L u trình công ngh : ở ả ặ       Đ c đi m s n xu t Urê

ể ấ ạ ấ ắ ừ công ty Phân Đ m và hoá ch t Hà B c đi t khí

ở ệ ạ ệ ắ hoá than nguyên li u r n, quá trình khí hoá ử ụ  khâu t o khí s  d ng nguyên li u

ơ ướ ụ chính là than c c, h i n c và không khí.

ọ ả ả ứ ư Các ph n  ng hoá h c x y ra nh  sau.

2C + O2 =  2CO  +  Q1

C  +  O2 = CO2 + Q2

2CO + O2 = 2 CO2 + Q3

C  + H2O  = CO + H2 + Q4

C + 2 H2O = CO2 + 2H2 + Q5

2 và N2 theo t

ủ ụ ằ ỉ ượ M c đích c a quá trình khí hoá than ch  nh m thu đ c H ỷ ệ  l

2

3 và đ  ch  t o khí CO

ệ ổ ợ ể ế ạ H2:N2 = 3:1 làm nguyên li u cho quá trình t ng h p NH

3 và CO2 đ

ượ ư ưở ể ả ả ấ ấ T  NHừ c đ a sang x ng s n xu t urê đ  s n xu t urê.

ạ ổ ơ ừ ế ượ ừ ế ­Công đo n t ng h p: + NH ỏ 3 l ng t ầ  khoa c u đ n đ c tăng t 20 at đ n

ổ ợ 200 at đi vào tháp t ng h p.

ừ + Khí CO2 t

ượ ế ế  các giai đo n tinh ch  đ n qua máy nén 5 c p đ ổ ổ ấ ả ứ ả ợ ợ c tăng áp  tháp t ng h p x y ra ph n  ng t ng h p Urê

ể ệ ấ ạ ợ Ở ổ ế đ n 200 at đi vào tháp t ng h p.  ả vói hi u su t chuy n hoá là kho ng 65 ÷ 68%..

ư ỏ

ả ạ

ả ứ ố ả ệ ố c trong h  th ng phân gi ị ố ổ   ấ i các ch t ch a ph n  ng: + Sau khi ra kh i tháp t ng   c gi m áp xu ng 17 at và dung dich Urê đc phân   i đo n 1 và 2.Khí ơ   i còn dung d ch Urê qua b c h i

ể ạ ả ạ Công đo n phân gi ượ ỏ ồ ợ h p g m 2 pha khí và l ng đ ơ ướ ỏ 3,CO2  và h i n ly ra kh i khí NH ở ạ ầ ẽ ượ ả ứ ư ượ c tu n hoàn tr  l c ph n  ng s  đ ch a đ ạ ộ ồ ặ ế chân không cô đ c đ n n ng đ  99,8% đ  đi t o h t.

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

160

ế ế

ấ

ố

ồ

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t ạ ạ

ạ ạ ạ ị ừ ­Công đo n t o h t: + Trong tháp t o h t dung d ch Urê phun t

ượ ặ ạ i lên Urê đ ố    trên xu ng ơ   ạ ạ i và t o h t, r i

ng còn không khí đi t ể c cô đ c l ứ ế ả ư ươ nh  s ố xu ng băng t ừ ướ  d i chuy n đ n máy đóng bao và kho ch a.

ố

ộ

ả

ấ

4. S  cán b  ­ công nhân viên trong nhà s n xu t Urê:

ố ườ ệ ấ ả S  ng i làm vi c trong nhà s n xu t Urê tính cho 4 kíp

STT            Lo i cán b  ­ công nhân

Số

Ghi chú

ngưọ

l

ạ ộ

1

2

2

ả ả ố ố  Qu n đ c kiêm phó qu n đ c

2

10

ộ ỹ ậ Cán b  k  thu t:

1

ơ ố Đ c công c  khí

4

ưở Tr ậ ng ca v n hành

1

ạ ưở Công đo n tr ng

1

ậ ỹ ệ K  thu t công ngh

ậ ậ ư ỹ              K  thu t v t t

ậ ỹ K  thu t phân tich

ậ ỹ K  thu t an toàn

3

4

ề ươ ộ ế  Nhân viên gián ti p lao đ ng ti n l ng:

1

ế ố Th ng kê k  toán

1

Th  khoủ

1

ạ ụ T p v

4

132

ự ế ả ấ Tr c ti p s n xu t:

16

Khu máy nén CO2

4

ơ          B m cao áp

8

ổ ả ụ ợ       T ng h p­ phân gi ấ i­ h p th

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

161

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

8

ạ ạ ặ           T o h t­ cô đ c

4

ế ậ ố Kh ng ch ­ t p trung

4

Phân tích

12

Đóng bao Urê

32

ế ỡ X p d  bao Urê

8

Lái xe máy

36

ữ ơ ử S a ch a c  khí

148

ộ ổ           T ng c ng

ả

ứ

ố

5.  Gi

ặ ằ ủ   i pháp ch c năng m t b ng, hình kh i, không gian c a ấ ả nhà s n xu t

ủ ể ặ a. Đ c đi m c a nhà :

ề ầ ứ ề ­  Nhà có dây chuy n ngang và đ ng, có nhi u t ng

ợ ế ế ầ ­   Máy nén khí ( 3 máy) đu c thi t k  trpng nhà 1 t ng.

ạ ả ề ạ ơ ứ   i, b m, làm l nh … có dây chuy n đ ng

ề ầ ế ế ­   Công đo n phân ly, phân gi t k  trong nhà nhi u t ng. nên thi

ạ ạ ạ ­  Công đo n tháp t o h t có khung sàn công tác.

ệ ợ

­ Nhà c n xây d ng thông thoáng, có bi n pháp thông gió thích h p. Do ử ự ấ ộ ạ ầ ề trong nhà có nhi u ch t đ c h i nên dung c a mái thông thoáng.

ế ấ ạ ị ­ Do r a ị ự t và ăn mòn nên k t c u ch u l c dung lo i ít b  ăn mòn có th ể

ể ạ ố ử ướ ị dung lo i  ít b  ăn mòn, có th  dung bê tông c t thép.

ườ ườ ị ­ K t c u bao che : T ng và  mái dung  panal t ng bê tông ch u nhi ệ   t

ế ấ ố hay bê tông c t thép có r ườ n

1. Nhà máy nén khí CO2:

2  đ

ặ ấ

2 tr

ượ ố ặ ầ   ả ề ở ầ  đ u dây chuy n s n xu t Urê g n cướ   ạ ế ị t b  nén khí và làm s ch khí CO

ố c b  trí  ng tinh ch  khí . Trong đ  đ t các thi ư ợ ổ Nhà đ t máy nén khí CO ế ưở x khi đ a vào tháp t ng h p Urê.

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

162

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ệ t nghi p ­Thi ố

ầ + Nhà khung bê tông c t thép 1 t ng:

ị + Nh p : L = 18 (m)

ề + Chi u cao : H = 17 (m)

2 : H1 = 4,8 (m)

ể ề ầ + Chi u cao t ng sàn đ  máy nén khí CO

ướ ộ + B c c t : B = 6 (m)

ủ ề + Chi u dài c a phòng : 48 (m)

ể ơ ế ị ả ạ ạ Phòng đ  máy b m, thi t b  phân ly, phân gi i đo n I, đo n II…

ề ầ ầ ố + Khung nhà bê tông c t thép nhi u t ng: 3 t ng

ề +  Chi u dài : 42 (m)

ị + Nh p : L = 6 (m)

ướ ộ + B c c t : B = 6 (m)

+ H1 = 7,2 (m)

+ H2 = 9 (m)

+ H3 = 10,8 (m)

ạ ạ 2)Tháp t o h t.

ạ ạ + Tháp t o h t có :   H = 65,5 (m)

D = 20 (m)

ộ + Sàn thao tác là m t nhà khung bê tông côt thép.

ị + Nh p nhà: L = 6 (m)

ướ ộ + B c c t : B = 6 (m)

ề + Chi u dài nhà : 42 (m)

ậ ả ầ ượ ề ấ ả ớ ộ V y c  nhà s n xu t urê là m t nhà l n. Có chi u dài l n l t là : 48 (m),

ộ ổ 42 (m), 42 (m). T ng c ng : 132 (m)

ề ộ + Chi u r ng chung = 24 (m)

ả b. Gi i pháp thi ế ế t k .

ế ấ ị ự b.1.1)K t c u ch u l c:

2.

ể *Phòng đ  máy nén CO

ố ộ ướ ấ ố +C t: Bê tông c t thép, 2 thân, kích th c th ng nh t hoá ( h = 18 (m);

Q = 45(T)

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

163

ế ế

ấ

ồ

ố

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t ệ ộ t di n c t :

ế + Ti

ộ ­ C t biên : b = 500

H1 = 400

H2 = 1000

H3 = 250

ố ộ ướ ấ ố + Móng c t bê tông c t thép, kích th c th ng nh t hoá:

ướ ­ Các kích th c : a x b = 1700 x 1000

a1 x b1 = 3300 x 2500

a2 x b2 =2500 x 1700

H = 1500

h = 300

ầ + D m móng :

ố ướ ấ ố ­ Bê tông c t thép : Kích th c th ng nh t hoá .

l = 5950

b x h = 250 x 450

ế ấ ị ự + K t c u ch u l c mái:

ầ ố ­ D m mái bê tông c t thép . L= 18m

ế ấ b.1.2)K t c u bao che :

ườ b.1.2.1)T ng.

ườ ạ ườ + T ng bao g ch dày 330 mm, dùng làm t ị ự ng ch u l c

ườ ị ự ố ạ ễ ơ + T ng g ch ch u l c t ả t, d  thi công, đ n gi n, cách âm, cách nhi ệ ố t t t

ượ ể ậ ị Nh ễ ứ c đi m: Thi công ch m, khi b  lún thì d  n t

ử ổ      b.1.2.2)C a s .

ử ổ ể ế ự ệ + C a s  đ  chi u sáng và thông gió t ử ổ  nhiên cho nhà. Di n tích c a s

ườ ế ừ ệ ườ th ng chi m t 35 – 52% di n tích t ng ngoài.

b.1.3)C a điử .

ử ể ạ ậ ể ể ả +C a đi dùng đ  đi l ấ i v n chuy n trong s n xu t và d  dàng thoát ra khi

ả ự ố x y ra s  c .

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

164

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi ụ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê  ế ị ậ

ướ ộ ướ ủ ử ể c thi c c a c a đi ph  thu c vào kích th + Kích th t b  v n chuy n và

ố ượ ườ vào s  l ng ng i ra vào.

ấ b.1.4)T m che.

ư ể ạ ấ ắ + Dùng t m che ngang lo i này có  u đi m che n ng, che m a t ư ố t

ử b.1.5)C a mái.

ử ụ ơ ệ ừ ỉ +C a mái có tác d ng thông gió, thông h i, thoát nhi ộ ạ   t th a, th a khí đ c h i

ể ự ở ế và đ  chi u sáng t nhiên ữ  vùng gi a nhà.

ưở ả ầ ấ ị ế ử ả +Trong x ng s n xu t urê nh p nhà L = 24m nên c n thi t ph i có c a mái

ế ả ầ ộ ươ ả ấ ờ ồ ố do c n ph i có đ  chi u sáng t ng đ i cao đ ng th i nhà s n xu t phát sinh

ề nhi u nhân t ố ấ ợ  b t l i

ưở ợ ừ ạ ử ế ấ ả ỗ + Trong x ừ   ng s n xu t urê dùng lo i c a mái h n h p v a chi u sáng v a

ử ượ ố ấ ả ọ thông gió. C a mái đ c b  trí d c nhà s n xu t urê.

b.1.6)Mái.

ế ế ặ ằ c. Thi t k  m t b ng.

ạ ố ươ ề ợ ổ ệ + Dùng lo i mái d c do x ng t ng h p urê phát sinh nhi u nhi ừ t th a

ế ế ặ ằ ầ ủ ề ề ả ầ ả + Khi thi t k  m t b ng c n ph i tho  mãn v  yêu c u c a dây chuy n

ỹ ế ư ả ầ ấ ả ậ ấ ả s n xu t, các yêu c u k  đ n quá trình thu t có liên quan s n xu t nh  : t i

ế ộ ộ ẩ ự ụ ấ ộ ọ ổ ộ ộ tr ng, l c ch n đ ng, ch  đ  ôn đ ,  m đ , phòng n , phòng đ c, b i, thông gió

ứ ố ử ế ả ợ ườ ầ và chi u sáng. Ngoài ra còn ph i nghiên c u b  trí h p lý các c a, đ ng đi, c u

ụ ậ ạ ộ thang, phòng sinh ho t và các b  ph n ph  khác.

ế ế ư ậ ụ ả ấ ợ + Thi t k  nhà s n xu t urê áp d ng là nhà prabon nh  v y là h p lý vì gi ả   i

ặ ằ ễ ế ạ ố ế ị ễ ố ạ ơ ộ pháp hình kh i , m t b ng c  đ ng, linh ho t, d  thay th  thi t b , d  b  trí l i

ề ả ấ ả ưở ế ấ ế ượ dây chuy n s n xu t mà ít  nh h ng đ n k t c u nhà. Tách đ c sàn trung

ễ ố ạ ả ỏ gian kh i khung nhà. Không gian bên trong nhà tho i mái, d  b  trí các lo i

ậ ồ ờ ạ ệ ả ả ố ỹ ườ ộ ườ đ ng  ng k  thu t đ ng th i t o kh  năng c i thi n môi tr ng lao đ ng

ộ ộ ộ ị + Nhà parabon m t nh p 24 (m), toàn nhà có cùng m t đ  cao

ế ế ạ ị ự ậ ả + Nhà thi ấ t k  h ng s n xu t B, b c ch u l c II

ễ ổ ư ộ ạ ử ư ậ ộ ợ ổ ỳ + Các b  ph n đ c h i, d  n  nh  tháp t ng h p urê, tháp kh  l u hu nh

ở ố ướ ờ ủ ạ ượ ố đ c b  trí ngoài tr i phía sau nhà, cu i h ng gió ch  đ o

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

165

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ể

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê  ộ ượ ố

2 gây rung đ ng,  n ào, đ c đ

ồ ộ + Nhà đ  máy nén khí CO c b  trí tách riêng

ộ trong m t nhà

3,

ế ướ ề ơ ế ướ ộ + Các máy b m gây rung đ ng và liên quan nhi u đ n n c, đ n n c NH

ượ ố ạ ở ầ ộ ớ ế ấ ộ cacbamat đ ậ c b  trí t p trung l t ng m t v i k t c u bao che bán l i thiên

ộ ẩ ể ả ộ đ  tăng đ  thông thoáng và gi m đ   m trong nhà.

ệ ữ ằ ầ ộ + Liên h  gi a các sàn công tác b ng hai c u thang thép r ng 1 m, nghiêng

ậ 60o, b c thang 300mm.

ữ ầ ở ầ + C u thang ch a cháy ồ  đ u h i nhà

ủ ở ỗ ầ ặ ằ ố + Theo các chu vi c a khung sàn m i t ng có b  trí m t b ng công xôn

ạ ả ưỡ ể nhô ra 1,5 m đ  công nhân đi l i thao tác, quan sât và b o d ng thi ế ị t b .

ặ ằ ộ ầ M t b ng t ng m t:

ư ơ ấ ơ ố ơ ơ + B  trí các máy b m nh  b m cacbamat, b m amoniac cao áp, b m c p

ụ ơ ả ơ ệ ệ ấ ấ ướ ị li u tháp nh , b m c p li u tháp h p th , b m n ơ c amoniac, b m d ch urê,

ư ị ứ ị ư d ch ng ng t ụ ướ , n c ng ng, thùng ch a d ch urê.

ặ ằ ầ M t b ng t ng hai:

ế ị ượ ố ộ ậ ớ t b  đ c b  trí trên khung sàn trung gian (đ c l p v i khung nhà) + Các thi

ồ ế ị ả ứ ụ ấ g m có thi t b  phân gi ặ i, h p th , cô đ c, thùng ch a.

ặ ằ ầ M t b ng t ng ba:

ế ị ấ ả ặ ạ ơ ụ t b  h p th , phân gi ả   ử i, cô đ c đo n II, r a khí tr , tháp nh , ố        + B  trí các thi

ụ ấ ố h p th  khí cu i.

ế ị ố ặ ằ ề ấ ọ ợ Các thi ế ả t b  b  trí g n, phù h p dây chuy n s n xu t. Trên các m t b ng đ u có

ố ố ả ưỡ ể b  trí l i đi đ  quan sát, b o d ng thi ế ị t b .

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

166

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Ầ

Ế

PH N VIII : TÍNH KINH T

ụ

ủ

ệ

I. M c đích và ý nghĩa c a vi c tính kinh t

ế   .

ạ ế ộ ấ ề ả ấ ọ H ch toán kinh t ế    là m t v n đ  quan tr ng trong s n xu t kinh doanh nó quy t

ự ồ ạ ị ể ủ ệ ạ ế ỉ đ nh s  t n t i và phát tri n c a nhà máy. Vi c ho ch toán kinh t không ch  cho

ề ặ ế ấ ượ ứ ộ ụ ế ộ ta đánh giá v  m t kinh t mà cón th y đ ọ   c m c đ  áp d ng ti n b  khoa h c

ả ậ ấ ỹ k  thu t vào s n xu t.

ệ ế ủ ưở ả ồ Vi c tính toán kinh t ộ   c a m t phân x ấ ng s n xu t bao g m :

ế ậ ế ộ ủ ưở + Thi ạ ộ t l p ch  đ  ho t đ ng c a phân x ng

ộ ượ ệ ủ ưở ầ + Tính toán nhu c u lao đ ng, năng l ng nguyên li u c a phân x ng

ầ ư ố ố ị + Tính chi phí đ u t v n c  đ nh

ỹ ươ ế ả ể + Tính qu  l ng, ngân sách, thu , b o hi m

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

167

ế ế

ồ

ố

ấ

Đ  án t

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ẽ ệ ộ ị ượ ẩ

ệ t nghi p ­Thi Qua vi c tính toán các n i dung trên ta s  xác đ nh đ

ả c giá thành s n ph m và

ỷ ệ ứ ộ t m c đ  lãi hàng năm. l

ệ ủ

ế ộ

II. Ch  đ  làm vi c c a phân x

ưở . ng

ấ ầ ả ấ ả ậ ỹ Do  tính ch t và yêu c u gi i pháp k  thu t cho quá trình s n xu t Urê nên phân

ệ ươ ụ ứ ỗ ỗ ưở x ng  Urê làm vi c theo ph ng th c liên t c, m i ngày làm 3 ca, m i ca làm

ế ệ ỗ ượ ế ộ ỉ vi c 8 ti ng  có 4 kíp. M i năm đ c ngh   phép 15 ngày và ch  đ  ngh  l ỉ ễ ế   t , t

ủ ướ ị theo quy đ nh c a nhà n c .

ố ờ ạ ờ Do đó th i gian ch y máy trong năm là  365­ ( 30 +15 ) = 320 ngày và s  gi làm

ủ ệ ưở vi c trong 1 năm c a phân x ng là  320 . 24 = 7680 (h)

ậ ệ

ầ

ượ

III. Tính nhu c u nguyên v t li u, năng l

ử ụ .  ng s  d ng

ậ ệ : 1. Nguyên v t li u

ấ ằ ằ ệ ượ ầ ử ụ t ta tính đ c nhu c u s  d ng nguyên

ự ệ D a vào cân b ng ch t và cân b ng nhi ư li u trong 1  năm nh  sau:

x

11067

24

320

566,

a. Amoniac :  11067,566 (kg/h )

x 1000

84998 ,

406

(cid:0)

ấ Trong 1 năm: = 84998,406  (t n/năm)

1

150000

ệ ố               H  s  tiêu hao: = = 0,566

x

14537

24

320

382,

b. Cacbon đioxit :   14537,382 (kg/h)

x 1000

111644 ,

093

(cid:0)

ấ Trong 1 năm : = 111644,093  (t n/năm)

2

150000

(cid:0) (cid:0) ệ ố              H  s  tiêu hao: 0,744

ướ ạ  : c. N c làm l nh

ạ

ế ị ướ ụ ướ ư ồ       Bao g m: n ư t b  ng ng t ạ   ướ c làm l nh c làm l nh cho máy nén khí cacbon đioxit, n ư ụ ạ    ch ng phân c làm l nh cho khí ng ng t ammoniac, n

cho thi

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

168

ồ

ố

ế ế

ấ

ạ ế ị ấ ụ ướ ạ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê  t b  h p th , n

c làm l nh cho thi c làm l nh cho các

Đ  án t ả ấ ượ i c p II, l ị ư ế t  b  ng ng t

ng n ụ

ệ t nghi p ­Thi ướ ặ  cô đ c.

gi thi

ượ ướ ạ ổ  T ng l ng n c làm l nh:

m =   1233626 + 6175245 + 89623 +31052 + 69421

m =  7548967   (m3/năm)

(cid:0)

ấ ử ụ ệ Hi u su t s  d ng:

326,50

3

7548967 150000

(cid:0) (cid:0) (m3/T)

ượ ơ ướ : d. L ng h i n c

Bao g m;ồ

x

14523

24

320

843,

ượ ơ ố ế ị ệ ư ả ấ L ng h i đ t cho thi t b  gia nhi t ch ng phân gi i c p I:

1111541

114,

x 1000

(cid:0) ấ (t n/năm)

x

13254 ,

24

320

ượ ơ ố ế ị ệ ư ả ấ L ng h i đ t cho thi t b  gia nhi t ch ng phân gi i c p II:

x 452 1000

ấ = 101794,914 ( t n/năm)

x

8663

895,

24

320

ượ ơ ố ế ị ệ ặ L ng h i đ t cho hai thi t b  gia nhi t cô đ c:

x 1000

ấ =  66538,713   (t n/năm)

x

267

589,

320

ượ ơ ố ế ị ệ L ng h i đ t cho thi t b  gia nhi t ammoniac:

x 24 1000

ấ = 1055,083  (t n/năm)

6052

320

ượ ơ ố ế ị ư L ng h i đ t cho thi ả t b  ch ng nh :

x x 24 1000

ấ = 46479,36  (t n/năm)

ượ ơ ướ ổ      T ng l ng h i n c :

46479,36 + 1055,083 + 66538,713 + 101794,914 + 1111541,114

ấ =  1327489,184  (t n/năm)

ệ ố ơ ố

H  s  tiêu hao cho h i đ t:

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

169

ố

ế ế

ấ

ồ

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t 1327489

184,

(cid:0)

849,8

4

150000

(cid:0) (cid:0)

ầ ề ượ 2. Nhu c u v  năng l ng trong năm.

ượ ề ở ệ ệ ng dung cho dây chuy n đây là đi n năng dung cho công ngh  và

ế Năng l chi u sáng:

ấ ả ệ ố ệ ệ ẩ ­ H  s  tiêu hao đi n cho công ngh  :            150 KW/t n s n ph m

ấ ả ệ ố ệ ế ẩ ­ H  s  tiêu hao đi n năng  cho chi u sáng :   50 KW/t n s n ph m

ượ ệ L ng đi n dùng cho 1 năm:

150 . 24 . 150000 + 50 . 24 . 150000 = 720000000 ( kWh )

* Tiêu hao d u:ầ

.26,0

150000

ượ ự ế ầ ấ ả ẩ L ng d u tiêu hao th c t là 0,26 kg/t n s n ph m

1000

Hay ấ = 39 t n /năm

(cid:0) ẩ ậ ầ ả ỗ ố ế t trong 1

Tiêu hao bao bì s n ph m m i bao 50 kg.V y s  bao c n thi năm:

150000. 20 = 3000000 ( bao/năm)

.03,0

150000

(cid:0) ỉ Tiêu hao ch  khâu:

1000

ấ  = 4,5 (t n/năm)

ậ ệ

IV. Tính  chi phí cho nguyên v t li u

(Tính theo đ n giá c a công ty phân đ m Hà B c)

3

ủ ắ ạ ơ

ấ ề STT Danh m cụ T n/năm 103 đ ng/t n ấ ồ Thành ti n 10

84998,406 2000 169946812 NH3 1

111644,093 850 94897479,05 CO2 2

0,28 N cướ 7548967 2113710,76 3

H i n ơ ướ c 1327489,184 61 80976840,22 4

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

170

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

39 52 D uầ 2028 5

720000000 0,6 Đi nệ 432000000 6

25 Bao bì 3000000(cái) 75000000 7

ỉ Ch  khâu 4,5 3500 15750 8

T ngổ 854942620 9

ầ ư ơ ả V. Tính chi phí  đ u t c  b n.

ơ ả ự 1. Chi phí xây d ng c  b n.

ệ STT Danh m cụ ố ầ S  t ng Di n tích Thành ti nề

Nhà  máy nén CO2 1 846 1269000 1

ợ ổ Nhà t ng h p 5 360 3154375 2

ế ố Nhà kh ng ch 1 115 782000 3

ầ Nhà c u thang 1 30 39000 4

ạ ạ Tháp t o h t 10 226 3616000 5

Nhà băng t iả 1 240 360000 6

Nhà đóng bao 2 400 1280000 7

Kho ch aứ 1 5040 6552000 8

Nhà đi nệ 1 60 90000 9

Nhà hành chính 2 300 960000 10

Nhà b mơ 1 240 360000 11

Nhà ăn 1 90 135000 12

T ng ổ 18102375 13

ầ ư ư ườ ệ ằ ấ ố Đ u t xây d ng các công trình đ ng xá,c ng rãnh v  sinh, l y b ng 30% chi

ơ ả ự phí xây d ng c  b n.

3.0,3 = 54307125000 (đ ng)ồ

ậ V y chi phí là: 18102375. 10

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

171

ồ

ố

ế ế

ấ

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t ố

ậ ổ ầ ư V y t ng v n đ u t ự  xây d ng là:

18102375000 + 5430712500 = 23533087500 (đ)

ầ ư

2. Chi phí đ u t

máy móc thi

ế ị t b .

ự a. Khu v c máy nén.

3 đ Thành ti n 10

3 đ

ố ượ ơ ề STT Danh m cụ S  l ng Đ n giá 10

Máy nén CO2 15000000 45000000 3 1

ế ị Thi ầ t b  phân ly d u 500000 4500000 9 2

ạ ị T.b  làm l nh khí 100000 900000 9 3

T.b  kh  H ị ử 2S 100000 300000 3 4

Ố ẫ ng d n khí 50 2500 125000 5

Van các lo iạ 40000 200000 5 6

Sàng thép 6000 18000 3 7

ị ọ T.b  l c khí 7000 14000 2 8

ườ ị T.b  đo l ng 50000 150000 2 9

10 ạ Qu t gió 5000 5000 1

11 T ngổ 51412000

ự ố ế b. Khu v c kh ng ch .

3 đ Thành ti n 10

3 đ

ố ượ ơ ề STT Danh m cụ S  l ng Đ n giá 10

3 l ngỏ

ơ B m NH 5000000 15000000 3 1

ơ B m cacbamat 5000000 15000000 3 2

3 l ngỏ

ơ ị B m d ch NH 100000 300000 3 3

ơ ỏ B m Urê l ng 18000 36000 2 4

ướ ạ ơ B m n c làm l nh 15000 30000 2 5

4OH

ơ ị B m dung d ch NH 12000 36000 3 6

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

172

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ướ ử ị 7 ơ B m n c r a t.b 2 15000 30000

ơ 8 ị B m d ch Urê 1 20000 20000

ạ ạ 9 ạ  Qu t gió t o h t 4 500000 2000000

10 Vòi phun 2 1000000 2000000

11 ợ ổ Tháp t ng h p 2 50000000 100000000

ấ 12 ư Tháp ch ng c p I 1 1000000 1000000

ộ ệ ấ 13 B  gia nhi t c p I 1 150000 150000

ế ị ấ 14 Thi t b  phân ly c p I 1 150000 150000

ấ 15 ư Tháp ch ng c p II 1 150000 150000

ế ị ệ ấ 16 Thi t b  gia nhi t c p II 1 100000 100000

ế ị ố ơ 17 Thi t b  b c h i nhanh 1 100000 100000

ế ị ệ 18 Thi t b  gia nhi ạ t đo n I 1 300000 300000

ệ ặ ạ 19 Gia nhi t cô đ c đo n II 1 120000 150000

ạ ị 20 ặ T.b  cô đ c đo n I 1 150000 150000

ạ ị 21 ặ T.b  cô đ c đo n II 1 150000 150000

ế ị ử 22 Thi t b  r a khí 1 1000000 1000000

3

ụ 23 ị ư T.b  ng ng t NH 3 500000 1500000

ị ử ơ 24 T.b  r a khí tr 1 500000 500000

ế ị ư ụ 25 Thi t b  ng ng t I+II 2 350000 700000

ả 26 ị ư T.b  ch ng nh 1 400000 400000

ạ ị ả 27 T.b  làm l nh nh 1 20000 20000

3  l ngỏ

28 ị ứ T.b  ch a NH 1 300000 300000

ụ 29 ị ư T.b  ng ng t ặ  cô đ c I 2 250000 500000

ụ 30 ị ư T.b  ng ng t ặ  cô đ c II 1 250000 250000

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

173

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ế ị ệ ả 31 1 Thi t b  gia nhi t nh 50000 50000

3 l ngỏ

ị ệ 32 1 T.b  gia nhi t NH 50000 50000

ặ ơ 33 1 B m tuye cô đ c I 10000 10000

ặ ơ 34 2 B m tuye cô đ c II 150000 150000

35 1 ặ ứ ị Thùng ch a d ch cô đ c 20000 20000

ứ ị 36 1 Thùng ch a d ch Urê 150000 150000

4OH

37 1 Thùng ch a NHứ 200000 200000

ứ ướ 38 1 Thùng ch a n ư c ng ng 30000 30000

3  l ngỏ

ế ị ọ 39 2 Thi t b  l c NH 15000 30000

ả Băng t i cao su 1 200000 200000 40 1

41 1 Thùng hoãn xung NH3 10000 10000

42 1 Băng t i 2ả 100000 100000

43 1 Băng t i 3ả 100000 100000

44 1 Bunke ch a 1ứ 20000 20000

45 1 Bunke ch a 2ứ 30000 30000

46 1 Sàng Urê 50000 50000

47 4 Máy đóng bao 50000 50000

ả 48 1 Băng t i cao su 4 50000 50000

ỡ 49 1 Máy x p dế 500000 500000

ả 50 1 Băng t i xích 200000 200000

ạ 51 1 Qu t không khí 200000 200000

ệ ử ầ 52 1 C u cân đi n t 50000 50000

ụ 53 Ph  phí khác 500000 50000

54 T ngổ 144965000

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

174

ồ

ố

ế ế

ấ

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Đ  án t V y t ng chi phí là mua thi

ậ ổ ế ị t b  máy móc là:

144965000. 103 + 51412000.103 = 196377.106   ( đ )

ể ắ ặ ằ ề ậ Chi phí v n chuy n l p đ t b ng 30% ti n mua thi ế ị t b

196377.106 .0,3 = 58913100.103    (đ  )

ậ ổ ế ị ặ ắ V y t ng chi phí mua thi t b  máy móc và l p đ t là

196377.106      +  58913100.103 = 255290,1.105  (đ)

ậ ổ ầ ư ơ ả V y t ng chi phí đ u t c  b n là:

2552290,1.105    +  18102375.103    =   273392,475.105  (đ)

ộ

ầ

VI. Tính nhu c u lao đ ng

ố ố TT S  CN /ca S  CN/ngày Công vi cệ

ố   S   ca   làm vi cệ

3 9 3 Nén CO2 1

ươ 2 1 3 3 ị C ng v  cao áp

3 1 3 3 Th p ápấ

4 2 6 3 Cô đ cặ

ấ ơ 5 1 3 3 B m th p áp

6 2 6 3 Phân tích

ơ 7 1 3 3 B m cao áp

8 1 3 3 Băng t iả

9 3 9 3 Đóng bao

ỡ 10 3 9 3 X p dế

ồ ồ 11 2 6 3 Đ ng h  đo

ự 12 1 3 3 ệ Tr c đi n

13 3 9 3 N u ănấ

ử ữ 14 1 3 3 ơ

C.N   s a   ch a   c khí

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

175

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ưở 3 3 Tr ng ca 1 15

ổ ưở 3 3 T  tr ng 1 16

8 1 ơ C  khí 8 17

6 3 KTV công nghệ 2 18

ơ 6 3 KTV c  khí 2 19

3 3 KTV an toàn 1 20

ố 5 1 Kh i hành chính 5 21

22 T ngổ 109

ỹ ề ươ ­ Tính qu  ti n l ng

ỗ ươ ươ ườ + M i tháng 22 ngày công l ng, l ng trung bình 400.000 đ/ng i.tháng.

ố ề ươ ỗ Do đó s  ti n l ng m i năm là

400000 . 109 . 12 = 523.200.000 (đ)

ưỏ ề ươ ằ ổ ề + Ti n th ng b ng 5% t ng ti n l ng

0,05 . 523.200.000 = 26.160.000 (đ)

ề ươ ể ề ả ổ ằ + Ti n b o hi m b ng 10% t ng ti n l ng

0,1 . 523.200.000 = 52.320.000 (đ)

ề ươ ề ả ổ ằ + Ti n qu n lý b ng 20% t ng ti n l ng

0,2 . 523.200.000 = 104.640.000 (đ)

ề ươ ề ằ ổ + Ti n ăn ca cho công nhân b ng 10% t ng ti n l ng

0,1 . 523.200.000 = 52.320.000 (đ)

ậ ổ ỹ ươ V y t ng chi phí cho qu  l ng là: 758.640.000 (đ)

ả

ẩ

VIi. Tính giá thành s n ph m

3  (đ)

ượ ậ ệ ­ Chi phí v t li u, năng l ng: 498.837.517,4.10

(đ)

ỹ ươ ng: 758.640.000

­ Chi phí qu  l

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

176

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ả ố ị ầ ư ấ ằ ố ­ Kh u hao tài s n c  đ nh b ng 10% v n đ u t

0,1.273392,475.103 = 27339,2457.105 (đ)

ế ấ ầ ư ề ố ằ ­ Ti n thu : l y b ng 10% v n đ u t

0,1.273392,457.105  = 27339,2457.105  (đ)

6  (đ)

ậ ổ V y t ng chi phí là: 4999596,2121.10

6

10.

3

ộ ấ ả ẩ Do đó giá thành m t t n s n ph m là

(cid:0)G

2080

10.

499596 , 2121 240000

(cid:0) (đ/t n)ấ

3  (đ/t n)ấ

ị ườ Khi đó giá bán ra th  tr ng là 4800.10

6

10.52,

(cid:0)

ồ ố ậ ờ V y th i gian thu h i v n là

5,9

3

388461 4800

.(

240000

2080

10).

(cid:0) (cid:0) (năm) (cid:0)

Ộ

Ầ

PH N IX. AN TOÀN LAO Đ NG

ụ

I. M c đích ý nghĩa .

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

177

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi ể

ườ ụ ố ừ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê  ấ ỏ i là v n quý nh t, và m c đích

ứ  quan đi m s c kh e con ng

ồ       Xu t phát t ấ

ủ ả ụ ụ ầ ấ ố ợ ườ cu i cùng c a s n xu t là ph c v  nhu c u và l ủ i ích c a con ng ậ   i. Vì v y

ộ ầ ệ ả ộ ộ ọ   công tác b o h  lao đ ng trong các nhà máy xí nghi p có m t t m quan tr ng

ệ ặ đ c bi t.

ầ ớ ụ ề ấ ả ấ ộ Trong các nhà máy s n xu t hoá ch t ph n l n đ u sinh b i, khí đ c và

ữ ế ả ồ ộ ỏ ị ti ng  n, nên công tác an toàn lao đ ng đòi h i ph i có nh ng quy đ nh c  th ụ ể

ố ớ ừ ứ ẻ ề ườ ư đ i v i t ng nhà máy. Nhi u quá trình có cho s c kho  con ng i nh ng không

ậ ứ ủ ộ ệ ể ầ ộ ặ   bi u hi n ngay l p t c, nên công tác an toàn lao đ ng c n tuân th  m t cách ch t

ẽ ấ ộ ự ch  và ch p hành m t cách t giác.

ộ

ậ

ỹ  II. N i dung k  thu t an toàn

ủ

ể

ặ

1. Các đ c đi m c a nhà máy.

ề ụ ể ả ấ

­ Có nhi u b i do dùng than đ  s n xu t khí nguyên li u ệ

2S, CO2, … ,

ộ ạ ộ ạ ư ­ Đ c h i cho công nhân do sinh ra các khí đ c h i nh  CO, H

ế ồ ơ ­ Có ti ng  n do các máy nén khí và b m sinh ra

ề ệ ử ụ ễ ả ệ ạ ộ ­ Do s  d ng  di n tích r ng rãi nên các tai n n v  đi n cũng d  x y.

ể ề ể ệ ậ ạ ­ Có nhi u máy v n chuy n cũng có th  gây tai n n trong lúc làm vi c.

ộ

ệ

ả

ỹ

ậ ả 2.Các bi n pháp k  thu t đ m b o an toàn lao đ ng.

a. Trong xây d ngự

ặ ằ ự ư ể ệ ầ ố ọ ổ ị Nh  ph n xây d ng   đã nêu trên, vi c ch n đ a đi m ,b  trí t ng m t b ng,

ọ ướ ầ ơ ả ư ệ ề ề ả ặ ch n h ng nhà đã tho  mãn các yêu c u c  b n v  nhi u m t nh  v  sinh công

ệ ệ ậ ổ ố ả nghi p , giao thông thu n ti n và phòng ch ng cháy n . Các gi i pháp đó th ể

ư ệ hi n  nh   sau:

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

178

ố

ồ

ế ế

ấ

ệ t nghi p ­Thi

Đ  án t ả

ấ ướ ướ ố ­ Các nhà s n xu t chính quay h

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê  ng Đông Nam là h

ng t ấ ả   t nh t đ m

ẻ ề ề ấ ả b o thông thoáng mát m  v  mùa hè,  m áp v  mùa đông.

ưở ồ ớ ặ ở ụ ế ề ộ ­ Các phân x ng sinh b i khí đ c nhi u, ti ng  n l n đ t cu i h ố ướ   ng

ậ ệ ế ấ ủ ạ ự ư ọ ả   gió ch  đ o và xa khu dân c , ch n v t li u và k t c u xây d ng gi m

ế ồ ti ng  n.

ư ế ấ ị ự ự ệ ả ế   ­ Các bi n pháp xây d ng nh  k t c u ch u l c, bao che ph i chú ý đ n

ề ệ ầ ệ các yêu c u v  v  sinh công nghi p

ố ớ ế ị ệ ở b. An toàn đ i v i các thi t b  làm vi c ấ  áp su t cao.

ế ế ấ ả ạ ả ả ­ Khi thi t k  ph i   đ m b o quy trình, quy ph m an toàn trong v n đ ề

ọ ườ ứ ộ ề ế ố ậ ệ ch n v t li u, tăng c ng m c đ  đúc li n các chi ti t và kh i thi ế ị t b

ộ ề ể ả ế ị ụ ụ ế ­ Ph i ki m tra đ  b n thi t b , d ng c  đo theo quy ch  an toàn

ể ả ậ ạ ­ Trong quá trình v n chuy n bình khí nén ph i tránh va ch m.

ướ ữ ử ế ị ấ ị ­ Tr c khi s a ch a   các thi t b  ch u áp có hoá ch t   trong nó ph i x ả ỉ

ả ế ơ ớ ượ ử ữ ấ th i h t h i hoá ch t m i đ c s a ch a.

ố ớ ế ị ệ c. An toàn đ i v i các thi ị t b  ch u nhi t.

ế ệ ở ị ệ ộ ệ ầ ­ Do các thi t  b  làm vi c nhi ả t đ  cao nên c n ph i có bi n pháp che

ắ ệ ớ ườ ch n, cách nhi t v i môi tr ng xung quanh.

ả ụ ụ ả ả ộ ộ ­ Đ m b o d ng c   b o h  lao đ ng cho  công nhân.

ề ệ . d. An toàn v  đi n

ưở ề ệ ộ ấ ấ ộ ử ụ Phân x ề ế ứ   ng s  d ng r t r ng rãi nên an toàn v  đi n là m t v n đ  h t s c

ể ầ ọ quan tr ng nên c n chú ý các đi m sau:

ế ệ ẫ ả ấ ọ ệ ­ Dùng dòng đi n an toàn,  cách ly  bao b c dây  d n, ti p đ t  b o v

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

179

ồ

ế ế

ố

ấ

ệ t nghi p ­Thi ầ

Đ  án t ệ ố

ệ ả ả ộ ặ ở ữ

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê  ắ ­ H  th ng c u dao, công t c ph i có h p b o v  và đ t

ơ    nh ng n i

ệ ậ thu n ti n.

ậ ự ộ ự ố ả ắ ạ ộ ­ Dùng các b  ph n t đ ng  ng t m ch khi có s  c   x y ra.

ố

ổ III. Phòng ch ng cháy n .

ả ế ị ệ ả ­ Đ m b o kín các thi t b  nhi t khí  nén.

ế ị ậ ễ ổ ớ ­ Cách ly thi t b , v t d  cháy  n  v i xung quanh

ệ ạ ử ữ ­ Tránh phát sinh tia l a đi n t ơ ễ i nh ng n i d  gây cháy.

ậ ệ ị ệ ị ự ở ữ ơ ầ ế ­ Dùng các v t li u ch u nhi t, ch u l c nh ng n i c n thi t.

ữ ả ị ­ Ph i trang b  các bình ch a cháy.

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

180

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

Ậ

Ế

K T  LU N

Sau  g n 4 tháng làm vi c c  g ng, kh n tr

ệ ố ắ ầ ẩ ươ ng và đ ượ ự ướ c s  h ẫ ậ ng d n t n

ư ủ ầ ộ tình c a GS.TSKH. La Văn Bình cũng  nh  các th y cô giáo trong b  môn tôi đã

ệ ố ồ ế ế ưở ấ ả ớ hoàn thành  Đ  Án T t Nghi p “ Thi t k  phân x ng s n xu t Urê v i năng

ấ suât 150000 t n/năm”.

ơ ộ ổ ể ượ ệ ồ ố Quá trình làm làm  Đ  Án T t Nghi p là c  h i b  ích giúp tôi hi u đ c sâu

ự ế ươ ế ế ể ề ơ h n v  trình t , cách ti n hành, các ph ng pháp thi t k  nhà máy đ  sau này

ể ả ệ ươ ượ ủ ộ trong quá trình  làm vi c có th  đ m đ ng đ c công tác c a m t ng ườ ỹ ư   i k  s .

ệ ờ ồ ồ ố ố ị ượ Đ ng th i trong làm  Đ  Án T t Nghi p cũng là d p tôi cũng c  thêm đ ế c ki n

ứ ủ ở ộ ứ ế ọ ố th c đã h c và m  r ng thêm v n ki n th c c a mình.

ậ ụ ế ợ ố ắ ữ ồ ố ệ     Trong quá trình làm Đ  Án T t Nghi p tôi đã c  g ng v n d ng k t h p gi a

ự ế ế ầ ạ ờ ọ ế lý thuy t và th c t . Song do th i gian có h n, ph n tính toán và ch n thi ị t  b

ộ ố ớ ỉ ế ị ặ ạ ộ m i ch  tính m t s  thi ả t b  chính. M t khác do kh  năng và trình đ  có h n và

ứ ủ ệ ề ệ ả ặ ậ tài li u tham kh o không đ  nên vi c tra c u  g p nhi u khó khăn. Do v y trong

ộ ố ể ể ấ ồ ỏ ượ ầ quy n Đ  Án này không th  tránh kh i m t s  sai sót, r t mong đ c các th y

ế ộ cô giáo trong b  môn đóng góp ý ki n.

ả ơ ầ ố Cu i cùng tôi xin chân thành c m  n GS.TSKH. La Văn Bình , và th y giáo

ầ ặ ỡ ộ ố   Đ ng Xuân Hoàng cùng các th y cô trong b  môn đã giúp đ  tôi hoàn thành cu n

ồ Đ  Án này………..

ộ 24 tháng 05 năm 2007 Hà N i ngày

Sinh viên:

ễ Nguy n  Minh Thành

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

181

ồ

ố

ế ế

ấ

Đ  án t

ệ t nghi p ­Thi

ề ả t k  dây chuy n s n xu t Urê

ơ

ễ

Nguy n Minh Thành – CN Vô c  K47

182