intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu, tính toán và mô hình hóa thiết bị phản ứng trong dây chuyền sản xuất DAP

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:104

Thêm vào BST
Báo xấu
46
lượt xem 11
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài đã nghiên cứu tổng quan về các tính chất vật lý và hóa học của nhiên liệu cũng nhưng sản phẩm của quá trình sản xuất; đã nghiên cứu tổng quát về kỹ thuật sản xuất DAP nói chung đang áp dụng tại Việt Nam và thế giới đi sâu nghiên cứu thiết bị phản ứng trong nhà máy DAP.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu, tính toán và mô hình hóa thiết bị phản ứng trong dây chuyền sản xuất DAP

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI --------------------------------------- Nguyễn Quang Thành ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN VÀ MÔ HÌNH HÓA THIẾT BỊ PHẢN ỨNG TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT DAP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT HÓA HỌC Hà Nội – 2017
  2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI --------------------------------------- Nguyễn Quang Thành ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN VÀ MÔ HÌNH HÓA THIẾT BỊ PHẢN ỨNG TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT DAP CHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT HÓA HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS. VŨ HỒNG THÁI Hà Nội – 2017
  3. CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ và tên tác giả luận văn: Nguyễn Quang Thành Đề tài luận văn: Nghiên cứu, tính toán và mô hình hóa thiết bị phản ứng trong dây chuyền sản xuất DAP Chuyên ngành: Máy và thiết bị hóa chất – dầu khí Mã số SV: CB140075 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng ngày 14/10/2017 với các nội dung sau: - Chỉnh sửa lại các lỗi chính tả. - Chỉnh sửa lại cách ghi tài liệu tham khảo. - Chỉnh sửa lại công thức số (1.24) cho đúng. Ngày tháng năm Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG SĐH.QT9.BM11 Ban hành lần 1 ngày 11/11/2014
  4. LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nên trong Luận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Trừ các phần tham khảo được nêu rõ trong Luận văn. Tác giả Nguyễn Quang Thành -
  5. LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực hiện Luận văn này, em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ hỗ trợ của thầy cô, bạn bè và gia đình. Luận văn này được thực hiện và hoàn thành tại Bộ môn Máy và Thiết bị Công nghiệp Hóa chất, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Trước hết, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến TS. Vũ Hồng Thái người đã định hướng, trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo, khuyến khích, giúp đỡ tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tác giả hoàn thành luận văn này. Thầy không chỉ là một người thầy, mà còn là một nhà khoa học, một đồng nghiệp mà tác giả suốt đời biết ơn và ngưỡng mộ. Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy, cô trong bộ môn Máy và Thiết bị Công nghiệp Hóa chất, cùng toàn thể bạn bè, đồng nghiệp đã giúp đỡ, ủng hộ trong suốt thời gian làm luận văn. Hà Nội, Tháng năm 2017 Học viên Nguyễn Quang Thành
  6. Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS. Vũ Hồng Thái MỤC LỤC MỞ ĐẦU ........................................................................................................................................................3 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .....................................................................................4 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ........................................................................................................................8 CHƯƠNG 1 ....................................................................................................................................................9 TỔNG QUAN VỀ PHÂN BÓN DAP ............................................................................................................9 1.1. Định nghĩa về phân bón ..................................................................................................................9 1.2. Sơ lược về phân bón DAP...............................................................................................................9 1.2.1. Định nghĩa ...............................................................................................................................9 1.2.2. Công dụng chính ...................................................................................................................10 1.2.3. Nguyên liệu sản xuất. ............................................................................................................10 1.2.4. Cơ sở hóa học........................................................................................................................11 1.3. Công nghệ sản xuất DAP trên thế giới..........................................................................................12 1.3.1. Các quá trình trong công nghệ sản xuất DAP .......................................................................12 1.3.2. Các công đoạn chính trong sản xuất DAP ............................................................................12 CHƯƠNG 2 ..................................................................................................................................................14 TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT PHẢN ỨNG VÀ THIẾT BỊ PHẢN ỨNG ..............................................14 2.1. Phân loại phản ứng hóa học ..........................................................................................................14 2.2. Khái niệm cơ bản về thiết bị phản ứng .........................................................................................15 2.2.1. Thiết bị phản ứng ..................................................................................................................15 2.2.2. Vận tốc phản ứng ..................................................................................................................15 2.2.3. Độ chuyển hóa của chất i ......................................................................................................15 2.2.4. Độ chọn lọc đối với sản phẩm i ............................................................................................16 2.2.5. Điều kiện phản ứng ...............................................................................................................16 2.2.6. Phân loại TBPƯ ....................................................................................................................17 2.2.7. Ứng dụng mô hình thiết bị phản ứng trong nhà máy sản xuất phân bón ..............................21 2.3. Mô tả khái quát về thiết bị phản ứng tiền trung hòa và phản ứng ống ..........................................21 2.3.1. Giới thiệu chung về dây chuyền sản xuất DAP ....................................................................21 2.3.2. Mô tả khái quát về thiết bị phản ứng tiền trung hòa và thiết bị phản ứng ống......................24 CHƯƠNG 3. .................................................................................................................................................28 HVTH: Nguyễn Quang Thành Trang 1
  7. Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS. Vũ Hồng Thái TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH HÓA THIẾT BỊ PHẢN ỨNG TIỀN TRUNG HÒA VÀ THIẾT BỊ PHẢN ỨNG ỐNG TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT DAP ...............................................................28 3.1. Cân bằng nhiệt cho thiết bị phản ứng............................................................................................28 3.2. Xác định kích thước thiết bị phản ứng ..........................................................................................31 3.3. Tính bền cho thiết bị phản ứng .....................................................................................................38 3.4. Tính toán các chi tiết, phụ kiện của thiết bị phản ứng ..................................................................41 CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN ............................................................................................................................46 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................................................47 PHỤ LỤC 1. TÍNH TOÁN CHO MỘT TRƯỜNG HỢP CỤ THỂ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT DAP CÔNG SUẤT 330.000 TẤN/ NĂM .............................................................................................................49 PHỤ LỤC 2. MÔ HÌNH HÓA THIẾT BỊ PHẢN ỨNG ..............................................................................74 HVTH: Nguyễn Quang Thành Trang 2
  8. Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS. Vũ Hồng Thái MỞ ĐẦU Việt Nam có diện tích tự nhiên 331.128 km2, nằm trong khu vực có khí hậu nhiệt đới gió mùa. Các điều kiện tự nhiên thuận lợi cùng với nguồn nhân lực dồi dào là cơ sở ngành nông nghiệp Việt Nam phát triển. Ngành phân bón có vai trò rất quan trọng cho nông nghiệp, thực tế ở Việt Nam đã có khá nhiều nhà máy phân bón như NPK, Phân lân nung chảy, supe, đạm, DAP, ...trong đó phân bón DAP có giá trị quan trọng do có giá trị dinh dường cao mà hiện tại việt nam chưa khai thác hết tiềm năng. Thiết bị phản ứng trong nhà máy DAP có giá trị quan trọng nhất trong dây chuyền thiết bị DAP, quyết định đến năng suất chất lượng sản phẩm. Các thiết bị phản ứng thực tế hiện nay các nhà máy không chế tạo mà lựa chọn của các hãng cung cấp. Việc nghiên cứu tính toán thiết bị này để đảm bảo cho việc lựa chọn nhà cung cấp phù hợp và điều chỉnh trong quá trình vận hành để nhà máy hoạt động tốt nhất. Sau hơn thời gian nghiên cứu nỗ lực dưới sự hướng dẫn tận tình và nghiêm khắc của thầy T.S Vũ Hồng Thái và toàn bộ các thầy cô giáo trong bộ môn Máy và Thiết Bị Công Nghiệp Hóa Chất Dầu Khí-Viện Kỹ Thuật Hóa Học. Và đặc biệt sự động viên, giúp đỡ của thầy Vũ Hồng Thái đã tiếp thêm cho em động lực để hoàn thành tốt luận văn này. Luận văn còn nhiều thiếu sót, em rất mong nhận được sự góp ý, phê bình của các thầy cô trong hội đồng và bạn bè cùng lớp để em có thể rút ra được những kinh nghiệm quý báu phục vụ cho quá trình làm việc sau này. Một lần nữa em xin chân thành cản ơn thầy cô và các bạn đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. Hà Nội, Ngày.... tháng... năm 2017. Học viên Nguyễn Quang Thành HVTH: Nguyễn Quang Thành Trang 3
  9. Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS. Vũ Hồng Thái DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT STT Kí hiệu Tên gọi Đơn vị 1 Ri Vận tốc phản ứng chuyển hoá chất i mol/l.s 2 Xi Độ chuyển hóa của chất i 3 Ci0 Nồng độ chất phản ứng i đi vào mol/l 4 Ci1 Nồng độ chất phản ứng i đi ra mol/l 5 Si Độ chọn lọc với sản phẩm i Nồng độ của sản phẩm i trong hỗn hợp phản mol/l 6 Ci ứng 7 tTB Thời gian lưu trung bình h m3 8 VR Thể tích TBPƯ 9 FV Lưu lượng của dòng m3/h 10 QA Nhiệt lượng truyền cho chất A kJ/h 11 Qc Nhiệt lượng cần cấp cho lưu thể vào kJ/h 12 tA Nhiệt độ môi chất A vào K 13 tpu Nhiệt độ của phản ứng K 14 CA Nhiệt dung riêng của môi chất A kJ/Kg.độ 15 Qe Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường kJ/h 16 Qt Nhiệt lượng tỏa ra kJ/h 17 mi Khối lượng NH3 tiêu tốn cho phản ứng i kg/h 18 Δhi Hiệu ứng nhiệt của phản ứng i kJ/kgNH3 19 Qgn Nhiệt lượng cần cấp thêm kJ/h 20 QLP Nhiệt lượng hơi thấp áp kJ/h 21 CLP Nhiệt dung riêng của hơi thấp áp kJ/Kg.độ 22 tLP Nhiệt độ hơi của hơi thấp áp vào K 23 Mv Tổng khối lượng môi chất vào kg/h 24 Mr Tổng khối lượng môi chất ra kg/h 25 Ml Tổng khối lượng lưu trong thiết bị kg/h HVTH: Nguyễn Quang Thành Trang 4
  10. Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS. Vũ Hồng Thái STT Kí hiệu Tên gọi Đơn vị 26 MA Khối lượng môi chất A vào kg/h 27 MNH3k Khối lượng NH3 vào dạng khí kg/h 28 MNH3l Khối lượng NH3 vào dạng lỏng kg/h 29 Mdsr Khối lượng dịch sau rửa trừ H3PO4 và H2SO4 kg/h 30 Mnc Khối lượng nước công nghệ vào kg/h 31 MTGS Nước từ tháp rửa đến kg/h 32 Mpb Khối lượng dịch phá bọt kg/h 33 MLP Khối lượng hơi thấp áp kg/h 34 Mbra Tổng khối lượng bùn ra kg/h 35 Mkra Tổng khối lượng khí ra kg/h 36 ρ Khối lượng riêng trung bình của lưu thể vào kg/m3 37 V′ Lưu lượng thể tích của lưu thể m3/h 38 τi Thời gian phản ứng (i) diễn ra h 39 ki Hằng số tốc độ phản ứng của phản ứng (i) 1/h 40 ui Độ chuyển hóa phản ứng (i) mol/l 41 τ Thời gian lưu h 42 τct Thời gian chuyển tiếp h 43 τn Thời gian nạp h 44 τod Thời gian ổn định h 45 τth Thời gian tháo h 46 VR Thể tích thiết bị m3 47 z Năng suất dự trữ 48 ϕ Hệ số chứa 49 MMP Khối lượng hơi trung áp vào kg/h 50 Vđpu Thể tích đầu thiết bị phản ứng m3 51 D Đường kính một đoạn thiết bị m 52 L Chiều dài một đoạn thiết bị m 53 S Chiều dày thiết bị m HVTH: Nguyễn Quang Thành Trang 5
  11. Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS. Vũ Hồng Thái STT Kí hiệu Tên gọi Đơn vị 54 Dt Đường kính trong thiết bị m 55 [σ] Ứng suất cho phép N/m2 56 ϕ Hệ số mối hàn 57 C Hệ số dư mm 58 C1 Độ dư ăn mòn mm 59 C2 Độ dư gia công mm 60 C3 Độ dư bào mòn mm 61 P Áp suất thực tế N/m2 62 Pt Áp suất thiết kế N/m2 63 Plv Áp suất làm việc N/m2 64 Ptt Áp suất thủy tĩnh N/m2 65 r Bán kính lỗ khoét trên nắp m 66 Dđ Đường kính đáy m 67 P0 Áp suất thử N/m2 68 σ Ứng suất thử N/m2 69 σc Ứng suất giới hạn chảy N/m2 70 σ0 Ứng suất do lực nén gây ra N/m2 71 Dn Đường kính ngoài của ống m 72 P Lực nén dọc trục N 73 σth Ứng suất tới hạn N/cm2 74 E Mô đun đàn hồi của vật liệu N/cm2 75 pth Áp suất tới hạn N/cm2 76 Ltrụ Chiều dài ống m 77 dk Đường kính cánh khuấy m 78 b Chiều cao cánh khuấy m 79 h Khoảng cách tầng dưới cánh khuấy và đáy m 80 v Vận tốc vòng đầu cánh m/s 81 n Số vòng quay thích hợp vòng/phút HVTH: Nguyễn Quang Thành Trang 6
  12. Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS. Vũ Hồng Thái STT Kí hiệu Tên gọi Đơn vị 82 N Công suất kW 83 ξk Hệ số công suất 84 Nđc Công suất động cơ kW 85 dt Đường kính trục m 86 η Hiệu suất chung 87 ηtd Hiệu suất truyền động 88 ηđc Hiệu suất động cơ 89 α Hệ số cấp nhiệt W/m2K 90 λ Hệ số dẫn nhiệt W/mK HVTH: Nguyễn Quang Thành Trang 7
  13. Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS. Vũ Hồng Thái DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1. Phân bón DAP Hình 2. Dây chuyền sản xuất DAP Hình 3. Lưu đồ khối của công nghệ sản xuất Hình 4. Minh họa một thiết bị làm việc gián đoạn Hình 5. TBPƯ bán liên tục Hình 6. Mô hình đẩy lý tưởng Hình 7. Mô hình khuấy lý tưởng Hình 8. Sơ đồ công nghệ sản xuất DAP HVTH: Nguyễn Quang Thành Trang 8
  14. Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS. Vũ Hồng Thái CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ PHÂN BÓN DAP 1.1. Định nghĩa về phân bón Phân bón là chất bổ sung cho đất để thúc đẩy cây cối phát triển các loại chất dinh dưỡng có trong phân bón là nitơ, phốt pho, kali và các chất dinh dưỡng khác (vi chất dinh dưỡng) được thêm vào với những số lượng nhỏ. Phân bón thường được dùng rải trực tiếp trên đất và cũng được phun trên lá (dinh dưỡng qua lá). Các loại phân bón thường cung cấp, theo các thành phần tỷ lệ khác nhau: - Ba chất dinh dưỡng cơ bản: nitơ, phốt pho, và kali. - Ba chất dinh dưỡng hàng hai như canxi(Ca), sulfur (S), magiê (Mg). - Và vi chất dinh dưỡng hay vi lượng khoáng: Bonron (Bo), clo (Cl), mangan (Mn), sắt (Fe), kẽm (Zn), đồng (Cu), mô líp đen (Mo) và selen (Se). Các chất dinh dưỡng được tiêu thụ với những số lượng lớn và hiện diện trong mô cây với các số lượng từ 0,2% đến 4,0% (theo cơ sở trọng lượng khô). 1.2. Sơ lược về phân bón DAP 1.2.1. Định nghĩa DAP: là tên viết tắt của từ tiếng anh Diammonium phosphate, có công thức hóa học là (NH4)2HPO4, cug cấp 2 thành phần dinh dưỡng quan trọng nhất cho cây trồng là P2O5 và Nitơ. Do có 2 thành phần dinh dưỡng được hình thành bởi phản ứng hóa học nên tên gọi đầy đủ là phân bón phức hợp Diamomonium phosphate. Viết tắt DAP. Hình 1. Phân bón DAP HVTH: Nguyễn Quang Thành Trang 9
  15. Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS. Vũ Hồng Thái 1.2.2. Công dụng chính Thế mạnh đặc biệt của sản xuất DAP là sử dụng rất hiệu quả tài nguyên. Thường sử dụng quặng apatit để sản xuất super lân hoặc lân nung chảy chỉ phân hủy được 50% P2O5 có trong quặng, phần còn lại bỏ lãng phí tài nguyên. Ngược lại sử dụng apatit để sản xuất DAP thì thu hồi được P2O5 tới 95%. Như vậy hiệu quả sử dụng tài nguyên là rõ rệt. Cung cấp thành phần dinh dưỡng cao cho cây trồng. Thông thường đối với phân đơn thì thành phần dinh dưỡng cao nhất là 46% N đối với Urê; 16,5% P2O5 đối với supe lân; phân lân nung chảy thì thấp hơn; trong khi đó phân phức hợp DAP có hàm lượng dinh dưỡng thấp nhất là 61% (45%P2O5 và 16%N). Cung cấp 2 thành phần dinh dưỡng thiết yếu đối với quá trình sinh trưởng của cây trồng nên giúp cây trồng tăng trưởng và phát triển nhanh. Mặt khác, phân bón DAP sản xuất tại VN bổ sung một khoáng chất làm chậm quá trình tan trong nước nên cây trồng có thể hấp thụ tối đa dinh dưỡng, tránh bị rửa trôi gây tổn thất. DAP có hàm lượng dinh dưỡng cao nên DAP còn làm nguyên liệu cho sản xuất các loại NPK từ thấp đến cao thùy theo nhu cầu từng thời điểm của cây trồng. Giúp cứng cây, tăng sức đề kháng, hạn chế sâu bệnh, giúp cây phát triển lành mạnh về thể chất, đặc biệt là giàu thành phần P2O5 nên cây trồng tăng sức đề kháng với thời tiết, chịu rét tốt hơn, hạn chế sâu bệnh DAP cung cấp đầy đủ và cân đối khoáng chất cho cây trồng đồng thời giúp cây trồng trao đổi chất tốt với môi trường nên tăng được năng suất củ quả, tăng chất lượng nông sản. Phân DAP phù hợp cho các loại cây trồng và thổ nhưỡng Việt Nam, khác hẳn với phân đơn thông thường có tính kiềm hoặc tính axit thì phân DAP được hình thành trên cơ sở phản ứng trung hòa nên nó là trung tính tốt cho cây và không ảnh hưởng đến thổ nhưỡng. Có thể bón trực tiếp cho các loại cây từ cây lương thực như lúa ngô khoai sắn đên cây công nghiệp như cà phê, hạt tiêu, ... phù hợp với cả cây ăn quả, cây cho hoa, cây lấy lá, cây cảnh , ... 1.2.3. Nguyên liệu sản xuất. Nguyên liệu chính để sản xuất DAP gồm 2 thành phần chính: HVTH: Nguyễn Quang Thành Trang 10
  16. Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS. Vũ Hồng Thái Acid phosphoric: Thường H3PO4 đem phản ứng ở nồng độ 48% P2O5. Để sản xuất DAP ta thường sử dụng H3PO4 được chế tạo theo phương pháp nhiệt. H3PO4 thu được thường lẫn tạp chất do quặng mang vào, tuy nhiên không ảnh hưởng đến cây trồng. Ammonia: Nguồn nhiên liệu NH3 thường được nhập ngoại qua cảng biển, chuyển về các kho chứa ở dạng lỏng. Để trung hòa acid trong quá trình sản xuất phải chuyển NH3 sang dạng lỏng, tùy thuộc vào phương pháp sản xuất, nhiệt độ của khí NH3 được khống chế cho phù hợp. Độ sạch NH3 lỏng càng cao thì chất lượng phân bón càng tốt. Yêu cầu kỹ thuật cho Ammonia lỏng. - Hàm lượng: 99,5% trọng lượng. - Hàm lượng dầu ≤ 0,2% trọng lượng hoặc ≤ 8mg/l. - Hàm lượng sắt ≤ 2mg/l. - Hàm lượng nước ≤ 0,1 % trọng lượng. Ngoài ra còn có H2SO4 1.2.4. Cơ sở hóa học Cơ chế dựa theo 2 phản ứng hóa học chính là phản ứng trung hoà giữa ammonia với acid phosphoric và acid sulfuric. H2SO4 + 2NH3(l)  (NH4)2SO4 (AMS) + 1500 kcal/kg NH3(l). (1) H2SO4 + 2NH3(g)  (NH4)2SO4 (AMS) + 1800 kcal/kg NH3(g) (2) H3PO4 + NH3(l)  NH4H2PO4 (MAP) + 1200 kcal/kg NH3(l) (3) H3PO4 + 2NH3(g)  NH4H2PO4 (MAP) + 1500 kcal/kg NH3(g) (4) NH4H2PO4 + NH3(l)  (NH4)2HPO4 + 900 kcal/kg NH3(l) (5) H3PO4 + NH3(g)  NH4H2PO4 (MAP) + 1200 kcal/kg NH3(g) (6) Phản ứng thứ nhất và thứ hai mạnh hơn các phản ứng còn lại, vì ammonia có xu hướng như sau: Đầu tiên nó sẽ phản ứng với acid sulfuric, rồi khi phản ứng trung hoà giữa hydro của acid sulfuric đầu tiên kết thúc thì phản ứng tiếp theo mới xảy ra. Ngoài các phản ứng chính nêu trên, những phản ứng phụ khác cũng xảy ra, giữa ammonia, acid phosphoric và một số tạp chất. Hơn 100 sản phẩm được tạo ra từ những phản ứng khác nhau, hàm lượng từ mức ppm đến 1% acid phosphoric. HVTH: Nguyễn Quang Thành Trang 11
  17. Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS. Vũ Hồng Thái 1.3. Công nghệ sản xuất DAP trên thế giới Diammonium phosphate – DAP là loại phân bón phức hợp giàu dinh dưỡng, dễ hòa tan trong nước, không có tạp chất làm chai cứng đất. Để sản xuất phân DAP chỉ có một phương pháp duy nhất là phương pháp trung hòa. Phản ứng chính được thể hiện bằng phương trình: H3PO4 + 2NH3 → (NH4)2HPO4 (1) Về công nghệ sản xuất, phần lớn các quá trình công nghệ được phát triển bởi các nhà bản quyền như: Cross (Tây Ban Nha), Incro (Tây Ban Nha), Uhde BmbH (Đức), Raytheon Engineers and Constructors (Mỹ), Jacobs Engineering (Mỹ). 1.3.1. Các quá trình trong công nghệ sản xuất DAP Công nghệ sản xuất DAP trên thế giới hiện nay có 2 quá trình chủ yếu là: - Quá trình khô - Quá trình ướt 1.3.2. Các công đoạn chính trong sản xuất DAP Đối với sản xuất DAP, quá trình ổn định và phổ biến nhất là quá trình bùn (slurry process). Trong quá trình này Acid phosphoric được trung hòa một phần bằng ammonia ở thiế t bi ̣ trung hòa (tạo bùn), phần còn lại được trung hòa hoàn toàn trong thiết bị tạo hạt. Quá trình này có tên gọi là quá trình bùn TVA thông thường và được áp dụng ở nhiều nhà máy phân bón trên thế giới. Hiện nay quá trình thiết bị phản ứng kiểu ống là quá trình bùn đã được cải tiến trở nên thịnh hành trong sản xuất DAP. Sự cải tiến của quá trình phản ứng ống so với quá trình bùn thông thường là phản ứng trung hòa acid phosphoric không những xảy ra trong thùng trung hòa sơ bộ mà còn xảy ra một lượng lớn trong thiế t bi ̣phản ứng kiểu ống. Quá trình này có các công đoạn là:  Công đoạn tiền trung hòa và phản ứng ống  Công đoạn rửa khí kép  Công đoạn khử bụi  Công đoạn bốc hơi ammonia  Công đoạn làm lạnh khí bằng ammonia HVTH: Nguyễn Quang Thành Trang 12
  18. Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS. Vũ Hồng Thái Hình 2. Dây chuyền sản xuất DAP Bùn đã trung hòa nhận được trong quá trình phản ứng ống có đặc tính vật lý tốt hơn so với quá trình thông thường cụ thể là:  Hàm lượng nước thấp.  Nhiệt độ cao.  Bùn được phun mù vào một dòng xoáy của hơi nước. HVTH: Nguyễn Quang Thành Trang 13
  19. Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS. Vũ Hồng Thái CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT PHẢN ỨNG VÀ THIẾT BỊ PHẢN ỨNG 2.1. Phân loại phản ứng hóa học STT Tiêu chuẩn phân loại Loại phản ứng hóa học  Phản ứng một chiều  Phản ứng hai chiều  Phản ứng song song 1 Cơ chế phản ứng  Phản ứng nối tiếp  Phản ứng đơn giản  Phản ứng phức tạp (đồng thời xảy ra nhiều phản ứng)  Phản ứng đơn phân tử 2 Số phân tử tham gia phản ứng  Phản ứng hai, đa phân tử  Phản ứng bậc 1, bậc 2, ... 3 Bậc phản ứng  Phản ứng bậc số nguyên, bậc phân số  Phản ứng đẳng tích, đẳng nhiệt, đẳng áp, Điều kiện thực hiện phản ứng 4 đoạn nhiệt,  Phản ứng gián đoạn, liên tục, bán liên tục  Phản ứng đồng thể: phản ứng xảy ra trong hệ đồng nhất, các cấu tử tham gia trong hệ cùng một trạng thái pha (khí, Trạng thái pha của hệ phản ứng 5 lỏng)  Phản ứng dị thể: phản ứng xảy ra trong hệ không đồng nhất, các cấu tử tham gia phản ứng ở trạng thái từ hai pha trở lên HVTH: Nguyễn Quang Thành Trang 14
  20. Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS. Vũ Hồng Thái 2.2. Khái niệm cơ bản về thiết bị phản ứng 2.2.1. Thiết bị phản ứng Hệ thống thiết bị thực hiện các phản ứng hoá học tạo ra sản phẩm của một quá trình sản xuất, do đó quyết định năng suất (do vận tốc phản ứng r) và hiệu quả (độ chuyển hoá X và độ chọn lọc S) của sản xuất. Trong sơ đồ công nghệ TBPƯ như sau. Hình 3. Lưu đồ khối của công nghệ sản xuất Trong đó hệ thống thiết bị chuẩn bị hỗn hợp phản ứng, tách và tinh chế sản phẩm có thể gồm một số lượng lớn các thiết bị thực hiện các quá trình chuyển khối và truyền nhiệt như chưng luyện, hấp thụ,hấp phụ, trích ly, đun nóng, làm lạnh, ngưng tụ , ... 2.2.2. Vận tốc phản ứng Vận tốc phản ứng chuyển hoá chất i: Ri dCi Ri = ± (1.1) dt Ci: Nồng độ cấu tử i, dấu cộng là tạo thành (sản phẩm phản ứng), dấu trừ là tiêu hao (chất phản ứng), mol/l. 2.2.3. Độ chuyển hóa của chất i (𝐶𝑖0 −𝐶𝑖1 ) 𝐶𝑖1 Xi = = 1- (1.2) 𝐶0 𝐶𝑖0 Trong đó: Ci0- Nồng độ chất phản ứng i đi vào (hay nồng độ ban đầu), mol/l. Ci1- Nồng độ chất phản ứng i đi ra (hay nồng độ cuối), mol/l. HVTH: Nguyễn Quang Thành Trang 15
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

TL.01: Bộ Tiểu Luận Triết Học
207 tài liệu
1470 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2