Các dây chuyền axit đều có hiệu suất sử dụng trung bình tính theo công suất sử dụng trung bình trong một năm là 90-100%, đều là dây chuyền sản xuất đồng bộ, tự động hóa, đều có đủ hệ thố
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY SUPE PHOTPHAT VÀ HÓA CHẤT LÂM THAO
Tổng quan về Công ty Supe photphat và Hóa chất Lâm Thao
Công ty cổ phần Supe phốt phát và hoá chất Lâm Thao (tiền thân là nhà máy supe phốt phát Lâm thao) là một doanh nghiệp cổ phần trực thuộc tập đoàn hoá chất Việt nam, được xây dựng ngày 8 tháng 6 năm 1959 tên đất Lâm thao tỉnh Phú thọ sau 3 năm thi công xây dựng, được sự giúp đỡ nhiệt tình của chuyên gia Liên xô cùng 2000 cán bộ công nhân Việt nam Ngày 24/06/1962 nhà máy Supe phốt phát Lâm Thao với công suất 40.000 tấn axit sunfuric,100.000 tấn supe lân/năm đã cắt băng khánh thành và chính thức đi vào hoạt động với sự có mặt của phó thủ tướng Lê Thanh Nghị - Uỷ viên bộ chính trị trung ương đảng, phó thủ tướng chính phủ thay mặt Đảng và nhà nước tới dự Sau 50 năm hoạt động đến nay nhà máy đã đổi tên là Công ty cổ phần Supe phốt phát và hoá chất Lâm Thao Qua nhiều lần cải tạo và mở rộng tới nay Cty đã có khả năng sản xuất 280.000 tấn axít
H2SO4/năm, trên 850.000 tấn Supe lân đơn/năm, NPK các loại 700.000 tấn/năm, lân nung chảy 300000 tấn/năm.
Trải qua 50 năm kể từ khi đi vào hoạt động, Công ty luôn chú trọng phát triển chiều sâu và mở rộng quy mô sản xuất nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm và mở rộng thị trường Nhờ có đội ngũ lãnh đạo tâm huyết, Công ty ngày càng lớn mạnh và khẳng định được vị trí của mình trên thương trường Ngày nay với gần 3.000 cán bộ công nhân viên, dây chuyền công nghệ sản xuất hoạt động liên hoàn quy mô sản xuất lớn, nên công tác tổ chức quản lý cũng rất phức tạp, đòi hỏi phải có một phương pháp tổ chức, quản lý hợp lý để quá trình sản xuất kinh doanh đạt hiệu quả cao, đáp ứng được nhu cầu thị trường và thực hiện đầy đủ nghĩa vụ với nhà nước Nhiệm vụ của Công ty là sản xuất và kinh doanh các loại sản phẩm phân bón hoá học như Supe lân, phân bón hỗn hợp NPK và các sản phẩm hoá chất khác như axít kỹ thuật, axít tinh khiết P và Pa, axit ắc quy, Sunfit, trừ sâu công nghiệp nhằm đáp ứng nhu cầu các ngành kinh tế khác trong cả nước và phục vụ sản xuất tại công ty.
Ngày nay với sự phát triển của thị trường, sự cạnh tranh giữa các doanh nghiệp diễn ra một cách gay gắt đang thúc đẩy Công ty phải nỗ lực phấn đấu, tiêu thụ tốt sản phẩm không những duy trì sự tồn tại mà còn đưa Công ty luôn đứng vững trên thị trường và có vị trí cao trong nghành sản xuất phân bón hoá học ở nước ta hiện nay.
Các sản phẩm chính của công ty
Lân là nguyên tố có vai trò quan trọng trong đời sống của cây trồng Lân có trong thành phần của hạt nhân tế bào, rất cần cho việc hình thành các bộ phận mới của cây Lân kích thích sự phát triển của rễ cây, kích thích quá trình đẻ nhánh, nảy chồi, thúc đẩy cây ra hoa kết quả sớm và nhiều Lân làm tăng đặc tính chống chịu của cây đối với các yếu tố không thuận lợi: chống rét, chống hạn, chịu độ chua của đất, chống một số loại sâu bệnh hại v.v… Thiếu lân không những làm cho năng suất cây trồng giảm mà còn hạn chế hiệu quả của phân đạm Supe lân có 16% – 20% lân nguyên chất Phân lân dễ hoà tan trong nước cho nên cây dễ sử dụng Phân thường phát huy hiệu quả nhanh, ít bị rửa trôi Supe lân Lâm Thao sản xuất bằng phương pháp hóa học có hàm lượng P2O5 hữu hiệu 16% – 16,5%, hàm lượng lưu huỳnh dạng ion 11% ngoài ra còn chứa các nguyên tố vi lượng khác Supe lân Lâm Thao có thể dùng được cho mọi loại đất và cây trồng Supe lân Lâm Thao rất được ưa chuộng trên thị trường Việt Nam.
Axit Sunfuric do Công ty sản xuất chủ yếu dùng nội bộ để sản xuất phân supe lân Ngoài ra công ty còn sản xuất Axit Sunfuric tinh khiết (P) và tinh khiết phân tích (Pa), axit acquy phục vụ các ngành kinh tế quốc dân Bên cạnh các mặt hàng truyền thống, Công ty còn sản xuất các sản phẩm hóa chất khác theo khả năng của Công ty và nhu cầu của thị trường.
Là loại phân không tan trong nước, mà tan từ từ trong môi trường đất và dịch rễ cây tiết ra nên hạn chế được rửa trôi, hạn chế hiện tượng phú dưỡng nguồn nước, hiệu lực của phân kéo dài Ngoài chất dinh dưỡng chính là lân (P2O5), phân lân nung chảy còn được bổ sung thêm các chất dinh dưỡng khác như: CaO MgO, SiO2 và các chất vi lượng Cu, Fe, Zn, Mo,…
DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT AXIT
Nguyên liệu sản xuât
Dây chuyên cũ sử dụng quặng pyrit tuyên nôi có cỡ hạt 8mm làm nguyên liệu chớnh sản xuất axit sunẹuic.Sau khi cải tạo, thay thế lưu huỳnh nguyờn tố Lưu huỳnh nguyên tố được khai thác từ mỏ hoặc trong hóa dầu nhập khâu từ các nước Singapore, Arap,Balan Việc thay thế quặng pyrit bằng lưu huỳnh nguyên tố không những mang lại giá trị kinh tế mà còn có ý nghĩa lớn trong việc bảo vệ môi trường Dựa vảo các ưu điểm như:
- Trữ lượng quặng pyrit có hạn nên cần tìm nguồn nguyên liệu thay thế:\
Việc sử dụng lưu huỳnh nguyên tố giúp bỏ qua bước tinh chế khí, qua đó giảm thiểu các thiết bị công nghiệp như lò tầng sôi, lọc điện khô, tháp Tua và lọc điện ướt, mang lại lợi ích về mặt chi phí và hiệu quả vận hành.
- Sử dụng quặng pyrit sẽ dân đên tạo thành chât thải rẫn là xi pyrit rât khó xử lý gây ô nhiễm môi trường „
- Lưu huỳnh nguyên tổ là nguyên liệu tốt nhất cho sản xuất axít sunphuríc vì:
Khi đốt lưu huỳnh nguyên tố ta thu được hỗn hợp SO; có nồng độ cao, điều này rất có lợi trong công nghệ sản xuất axít sunphuríc bằng phương pháp tiếp xúc.
Lưu huỳnh nguyên tố không có tạp chất asen và đặc biệt nó không có xỉ do vậy dây chuyên sản xuất đi từ nguyên liệu nảy rất ngắn, đơn giản không có thiết bị tỉnh chế khí SO b, Chất xúc tác
Chất xúc tác được sử dụng đề tăng nhanh tốc độ phan ứng oxi hóa trong tháp tiêp xúc.Có 3 loại chất xúc tác tốt nhất được ứng dụng trong sản xuất axit là Pt kim loại, oxit sắt,oxit vadani Trong dây chuyên sản xuất, sử dụng chất xúc tác oxit vadani do các tru điểm:
- Oxit vadani kém hoạt động hơn Pt nhưng rẻ hơn
- Độ nhiêm độc asen kém hơn Pt vải ngàn lần
Sử dụng chât xúc tác có ký hiệu T-210 trong lớp xúc tác 1 và CS-110 trong lớp tiếp xúc Đặc tính của chất xúc tác
- Khôi tiệp xúc vadani chứa trung bình 7% V:O: chât hoạt hóa là các oxit kim loại kiểm thường dùng là K;O chất mang thường dùng là alumino silicat:
- Khôi tiệp xúc vadani làm việc trong khoảng nhiệt độ 400 — 600°C Khi t > 600°C,xúc tác giảm hoạt độ do hiện tượng kết khối các cầu tử đề tạo thành những hợp chất không hoạt động Khi t < 400°C hoạt động của xúc tác giâm đột ngột do sự chuyểnhóa trị từ V 5+ ” thành V 4+ ”. c, Nhiên liệu
Dầu DO và FO là nhiên liệu để phục vụ cho quá trình sấy và gia nhiệt cho các hệ thống công nghệ như lò đốt lưu huỳnh, tháp tiếp xúc,…
Cơ sở quá trình sản xuất axit sunfuric
* Quá trình sản xuất axit sunfuric theo phương pháp tiếp xúc bao gồm 4 công đoạn như sau:
+ Tạo khí SO2 bằng các lò đốt
+ Làm sạch khí SO2 khỏi bụi, mù axit và các tạp chất có hại.
+ Chuyển hoá SO2 thành SO3.
+ Hấp thụ SO3 thành H2SO4.
- Tạo khí SO 2 : Nguyên liệu S được đốt trong lò để tạo khí SO2
- Chuyển hoá SO 2 thành SO 3.
Là khí không màu, có mùi khó chịu kích thích đường hô hấp, niêm mạc mắt Khí SO2 hoá lỏng ở nhiệt độ -10,1 o C, áp suất 1 at ở 20 o C một thể tích nước hoà tan gần 40 thể tích SO2, độ hoà tan của SO2 trong axít nhỏ hơn trong nước ở cùng một nhiệt độ khi tăng nồng độ axít thì độ hoà tan SO2 giảm dần và đạt cực tiểu ở
Khí SO3 ở điều kiện thường là chất khí không màu chúng kết hợp với nước tao thành những giọt axít sunfuríc lơ lửng như sương mù, ở áp suất khí quyển nhiệt độ 44,75 o C khí SO3 hoá lỏng toả nhiệt lớn Khí SO3 tác dụng với nước rất mãnh liệt, nó tác động lên các mô thực vật, động vật đồng thời là chất oxi hoá mạnh.
Cơ sở của quá trình oxi hoá SO2 thành SO3 trên xúc tác oxít Vanadi.
→ SO3 + Q Đây là phản ứng thuận nghịch, toả nhiệt, giảm thể tích Quá trình sảy ra theo chiều thuận khi có xúc tác.
Cơ chế của sự ôxy hoá SO2 trên xúc tác Oxít Vanadi được giải thích bằng sự tạo thành, phân huỷ hợp chất trung gian ở dạng sunfátvanadi theo phản ứng
Như vậy trong quá trình phản ứng thì Oxít Vanadi là chất vận chuyển ôxy.
Mức tiếp xúc được xác định bằng tỷ số áp suất riêng phần của SO3 với tổng số áp suất riêng phần của SO3 và SO2
Trong đó : X : là mức chuyển hoá
Xp : Mức chuyển hoá cân bằng
Kp : Hằng số cân bằng của phản ứng oxy hoá SO2 thành SO3 a : Nồng độ ban đầu của SO2 trong hỗn hợp khí b : Nồng độ ban đầu của oxy
P : áp suất chung của hỗn hợp khí Hằng số cân bằng phụ thuộc vào nhiệt độ theo công thức:
Mức tiếp xúc cân bằng phụ thuộc vào tỷ số giữa SO2 và O2 , O2 càng lớn và SO2 càng nhỏ thì mức tiếp xúc cân bằng càng cao.
Trong điều kiện sản xuất thì tốc độ oxy hoá khí SO2 thành SO3 có ý nghĩa rất lớn vì nó quyết định lượng khí SO2 oxy hoá được trong một đơn vị thời gian trên một đơn vị thể tích xúc tác Do đó nó quyết định khối lượng xúc tác cần dùng, kích thước tháp tiếp xúc và các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật khác.
Tốc độ phản ứng được đặc trưng bằng hằng số tốc độ K:
Ko là hằng số thực nghiệm đặc trưng cho mỗi loại xúc tác, không phụ thuộc vào nhiệt độ.
E là năng lượng hoạt hoá của phản ứng R là hằng số khí lýtưởng
T là nhiệt độ phản ứng
Sự oxy hóa SO2 thành SO3 là hậu quả của sự va chạm giữa các phân tử SO2 và O2 Nếu không có chất xúc tác, phải cung cấp một lượng năng lượng rất lớn (gọi là năng lượng hoạt hóa) để phá vỡ liên kết giữa các phân tử oxy (O2) để hình thành các nguyên tử oxy (O), sau đó nguyên tử oxy phản ứng với SO2 để tạo thành SO3.
SO2 + 1/2O2 = SO3 + Q Trên thực tế thì phản ứng này không xảy ra được, thậm chí ở nhiệt độ rất cao Vì vậy để phản ứng xảy ra dễ dàng hơn, các nhà khoa học đã nghiên cứu tìm ra những chất trung gian làm giảm năng lượng hoạt hoá của phản ứng xuống như: platin, này gọi là chất xúc tác, nó làm cho tốc độ phản ứng tăng lên Như vậy vai trò của chất xúc tác làm giảm năng lượng hoạt hoá để tăng tốc độ phản ứng.
Xúc tác O xít Vanadi của hãng MONSANTO
Chất xúc tác được sử dụng để tăng nhanh tốc độ phản ứng oxi hoá SO2 thành SO3 trong các tháp tiếp xúc Có 3 loại tốt nhất được ứng dụng trong sản xuất axit, đó là
Pt kim loại, oxyt sắt, oxit vanađi Trong các dây chuyền sản xuất a xít của xí nghiệp a xít, sử dụng chất xúc tác vanađi oxit, do có các ưu điểm:
-V2O5 kém hoạt động hơn Pt nhưng rẻ hơn.
-Độ nhiễm độc asen kém hơn Pt vài ngàn lần.
-Nó có hoạt tính cao, thời gian sử dụng dài, Độ bền cao,trở lực thấp.
Sử dụng xúc tác T-210 trong lớp tiếp xúc thứ nhất và thứ hai đặc trưng bởi nồng độ SO2 cao, còn xúc tác CS-110 được chọn sử dụng trong lớp tiếp xúc thứ ba và thứ tư có nồng độ SO2 thấp hơn.
Một số loại xúc tác vanađi oxit đang sử dụng tại các dây chuyền sản xuất a xít sunfuríc của Công ty như sau:
Chủng loại Hình dạng Thành phần chính Các chỉ tiêu khác
+ Hình dạng: Loại vòng + Đường kính ngoài: 9.5 mm + Đường kính trong: 4.0 mm + Chiều dài trung bình: 13.0 mm
Sử dụng thích hợp cho các lớp 3, 4 ( ở điều kiện nồng độ
SO2 thấp, nhiệt độ làm việc thấp).
Tỷ trọng trung bình: 0.5 – 0.6 kg/lít
+ Hình dạng: Loại vòng + Đường kính ngoài: 9.5 mm + Đường kính trong: 4.0 mm
+ Chiều dài trung bình: 13.0 mm
Sử dụng thích hợp cho các lớp 2, 3, 4.
Tỷ trọng trung bình: 0.5 – 0.6 kg/lít
+ Hình dạng: Viên trụ + Đường kính ngoài: 5.5 mm
+ Chiều dài trung bình: 9,5 - 13.0 mm
Sử dụng thích hợp cho các lớp 1, 2.
Tỷ trọng trung bình: 0.6 – 0.7 kg/lít
+ Hình dạng: Viên trụ + Đường kính ngoài: 5.5 mm
+ Chiều dài trung bình : 9,5 - 12.0 mm
Sử dụng thích hợp cho các lớp 3, 4.
Tỷ trọng trung bình : 0.6 - 0.7kg/l
* Một vài đặc tính kỹ thuật khác của xúc tác Oxít vanadi:
- Khối tiếp xúc vanađi chứa trung bình 7 % V 2 O 5 ; chất hoạt hoá là các oxit kim loại kiềm, thường dùng K2O; chất mang thường dùng là aluminosilicat.
- Khối tiếp xúc vanađi là những hạt xốp, dạng trụ, màu vàng nhạt hoặc xanh nhạt.
- Khối tiếp xúc vanađi làm việc trong khoảng nhiệt độ 400 – 6000C.
- Khi t0>6000C, xúc tác giảm hoạt độ do hiện tượng kết khối các cấu tử hoạt động để tạo thành những hợp chất không hoạt động Khi t0= < 4000C, hoạt độ của xúc tác giảm đột ngột do sự chuyển hoá trị V5+ thành V4+ít hoạt động.
-Cơ chế của phản ứng oxy hoá SO2 thành SO3 khi có sự tham gia của xúc tác
Oxýt vanadi xảy ra qua 4 giai đoạn như sau:
-Hấp phụ SO2 lên bề mặt xúc tác.
-Phản ứng với nguyên tử oxy trong thành phần xúc tác.
-Nhả SO3 ra khỏi xúc tác.
-Phản ứng giữa xúc tác với o xy để hoàn nguyên xúc tác.
- Hấp thụ SO 3 thành H 2 SO 4 :
Giai đoạn cuối cùng của quá trình tiếp xúc là tách SO3 khỏi hỗn hợp khí và chuyển hóa thành axit sunfuric Cơ chế tách SO3 phụ thuộc vào việc khí đầu vào bộ phận tiếp xúc đã được sấy khô hay chưa.
+ Trường hợp khí khô: SO3 được axit sunfuric hấp thụ.
+ Trường hợp khí ẩm: xảy ra quá trình ngưng tụ H2SO4 Đầu tiên SO3 hoà tan vào trong axít, sau đó phản ứng với nước trong đó theo phản ứng tổng quát sau: n.SO3 + H2O = H2SO4 + (n-1).SO3
Tuỳ theo tỷ lệ giữa nước và SO3 mà ta nhận được axit sản phẩm có nồng độ khác nhau:
+ Khi n>1: Tạo thành Olêum + Khi n=1: Tạo thành monohyđrat ( 100% H2SO4) + Khi n
