GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ THỰC TẬP
N HÀ MÁY Đ ẠM P HÚ MỸ
Nhà máy Đạm Phú Mỹ, thuộc công ty Cổ phần Phân Đạm và Hóa chất Dầu khí, tọa lạc tại khu công nghiệp Phú Mỹ 1, huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu Với vốn đầu tư 450 triệu USD và diện tích 63ha, đây là nhà máy đạm đầu tiên tại Việt Nam được xây dựng theo công nghệ tiên tiến Đạm Phú Mỹ đóng góp 40% nhu cầu phân urê trong nước, góp phần quan trọng vào việc tự chủ nguồn phân bón cho nền nông nghiệp Việt Nam.
Nhà máy gồm có 4 phân xưởng chính là xưởng amoniac, xưởng urê, xưởng phụ trợ, xưởng sản phẩm và các phòng/xưởng chức năng khác.
Sản phẩm của nhà máy Đạm Phú Mỹ đang được tiêu thụ rộng rãi trên thị trường nội địa, đặc biệt là tại vùng đồng bằng sông Cửu Long Nhà máy được khởi công xây dựng theo hợp đồng EPCC giữa Tổng công ty Dầu khí Việt Nam và tổ hợp nhà thầu Technip/Samsung, với công nghệ sản xuất Amôniắc công suất 1.350 tấn/ngày do Haldoe Topsoe chuyển giao, cùng với công nghệ sản xuất Urê tiên tiến.
Snamprogetti (công suất 2.200 tấn/ngày).
Khởi công xây dựng nhà máy: 03/2001
Ngày nhận khí vào nhà máy: 24/1282003
Ngày ra sản phẩm amonia đầu tiên: 04/2004
Ngày ra sản phẩm urê đầu tiên: 04/06/2004
Ngày bàn giao sản xuất cho chủ đầu tư: 21/09/2004
Ngày khánh thành nhà máy: 15/12/2004
L ỊCH SỬ HÌNH THÀNH NHÀ MÁY
• Chủ đầu tư: Tổng Công ty Phân bón và Hóa chất Dầu khí Việt Nam
• Tổng vốn đầu tư: 400 triệu USD
• Công nghệ: Đan Mạch (Haldor Topsoe) sản xuất Ammonia Italy
• Địa chỉ: Khu Công nghiệp Phú Mỹ 1 – Huyện Tân Thành – Tỉnh Bà Rịa
Hơn 15 năm trước, Tập đoàn Dầu khí Việt Nam (PVN) quyết định thành lập PVFCCo, chịu trách nhiệm quản lý và vận hành kinh doanh sản phẩm Nhà máy Đạm Phú
Nhà máy mới của PVFCCo đạt hiệu suất tối đa với doanh thu tăng trưởng ổn định và tỷ suất lợi nhuận trên vốn chủ sở hữu bình quân 20%/năm, góp phần bình ổn thị trường phân đạm Thành công ban đầu này có được nhờ quyết định chiến lược đúng đắn của Chính phủ và PVN, khi PVN chọn PVFCCo là một trong những doanh nghiệp lớn đầu tiên cổ phần hóa và niêm yết trên sàn giao dịch chứng khoán TP HCM Quyết định này là bước quan trọng trong chiến lược phát triển dài hạn của PVFCCo, nhằm trở thành đơn vị hàng đầu trong lĩnh vực phân bón và hóa chất khu vực.
Sau khi cổ phần hóa, PVFCCo chú trọng nâng cao năng lực quản trị công ty và quản trị tài chính thông qua việc học hỏi và áp dụng hiệu quả các phương thức quản trị tiên tiến trên thế giới.
Tháng 4 năm 2000, Thủ tướng chính phủ đã giao cho tổng công ty dầu khí Việt Nam phối hợp với các Tổng công ty hóa chất Việt Nam (Vinacem) và Tổng công ty vật tư nông nghiệp (Vingacem) lập báo cáo nghiên cứu khả thi nhà máy sản xuất phân đạm trên cơ sở nguyên liệu khí đồng hành.
Vào tháng 3 năm 2001, dự án nhà máy đạm Phú Mỹ đã chính thức được khởi công sau khi được phê duyệt, tọa lạc tại khu công nghiệp Phú Mỹ, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu.
C ÁC CỘT MỐC QUAN TRỌNG
Bảng 1 Các cột mốc quan trọng
12/03/2001 Khởi công xây dựng nhà máy Đạm Phú Mỹ
28/03/2003 Thành lập công ty Phân đạm và Hóa chất Dầu khí
01/01/2004 Công ty Phân đạm và Hóa chất Dầu khí chính thức đi vào hoạt động
21/09/2004 Tổng hợp nhà thầu Technip-Samsung bàn giao nhà máy Đạm
Phú Mỹ cho công ty Phâm đạm và Hóa chất Dầu khí Quý IV/2004 Lô hàng đầu tiên được đưa ra thị trường
15/12/2004 Lễ khánh thành nhà máy Đạm Phú Mỹ
31/08/2007 Chuyển thành công ty cổ phần Phân đạm và Hóa chất Dầu khí
Vào ngày 05/11/2007, cổ phiếu của PVFCCo được niêm yết và giao dịch trên sàn chứng khoán Tp.HCM với mã chứng khoán DPM Đến ngày 15/05/2008, công ty đã chuyển đổi thành Tổng công ty Phân Đạm và Hóa chất Dầu khí, viết tắt là PVCCo.
2009 Nhà máy Đạm Phú Mỹ vinh dự đón nhận Huân chương Lao động hạng Ba do nhà nước trao tặng
2010 Nhà máy được trao Cúp Vàng chất lượng công trình xâu dựng
Việt Nam-giải thưởng Quốc gia do Bộ Xây dựng chủ trì
26/03/2013 PVFCCo và nhà máy Đạm Phú Mỹ vinh dự đón nhận Huân chương Lao động Hạng Nhất 02/2015 Nhà máy cán mốc sản lượng 8 triệu tấn
Quý III/2015 Khởi công tổ hợp dự án NH3 (nâng công suất) -NPK Phú Mỹ. 05/2016 Nhà máy cán mốc sản lượng 9 triệu tấn
15/7/2017 Nhà máy cán mốc sản lượng 10 triệu tấn
S Ơ ĐỒ TỔ CHỨC NHÂN SỰ NHÀ MÁY Đ ẠM P HÚ M Ỹ
Hình 1 Sơ đồ tổ chức nhân sự Nhà máy Đạm Phú Mỹ
C ÁC PHÂN XƯỞNG CHÍNH
Xưởng Ammonia: NH3 và CO2 làm nguyên liệu để tổng hợp Urea gồm các công đoạn:
Phân xưởng Amonia bao gồm nhiều công đoạn quan trọng, bắt đầu với quá trình Refoming, tiếp theo là chuyển hóa CO ở cả nhiệt độ cao và thấp Sau đó, quá trình khử CO2 được thực hiện, tiếp theo là công đoạn Methane hóa, và cuối cùng là tổng hợp NH3.
Xưởng Urea: sử dụng công nghệ Snamprogetti (Italy) có chức năng tổng hợp
Ammonia và CO2 được kết hợp để tạo ra dung dịch Urea Sau khi dung dịch Urea được cô đặc trong môi trường chân không, nó sẽ được chuyển đến quy trình tạo hạt Nhà máy Ure có công suất sản xuất 2200 tấn ure mỗi ngày, chiếm 40% thị phần phân bón toàn quốc.
Hình 3 Phân xưởng urea (nguồn internet)
Hình 4 Phân xưởng phụ trợ (nguồn internet)
Xưởng phụ trợ đảm nhận nhiều chức năng quan trọng như cung cấp nước khử khoáng, nước làm lạnh, nước sinh hoạt và nước chữa cháy Ngoài ra, xưởng còn cung cấp khí điều khiển, nitơ và xử lý nước thải cho toàn bộ nhà máy Hệ thống đuốc, nồi hơi nhiệt thừa, nồi hơi phụ trợ và tuabin khí phát điện với công suất 21 MW/h cũng được trang bị tại đây Đặc biệt, xưởng có bồn chứa Ammonia với dung tích 35.000 m³, tương đương 20.000 tấn, phục vụ cho các hoạt động sản xuất.
Hình 5 Bồn chứa Amonia lỏng (nguồn internet)
Xưởng sản phẩm được sử dụng để lưu trữ hạt urea sau quá trình tổng hợp, với độ ẩm không vượt quá 70% Ngoài ra, kho đóng bao urea có sức chứa lên đến 10.000 tấn, được trang bị 6 chuyền đóng bao, mỗi chuyền có công suất 40 tấn/giờ.
N GUYÊN LIỆU CHÍNH
Khí thiên nhiên, bao gồm các thành phần như CH4, C2H6, C3H8, và C4H10, được khai thác từ mỏ Dầu Bạch Hổ và nguồn khí từ Nam Côn Sơn cùng các bể khác trên thềm lục địa phía Đông Nam Bộ Lượng khí tiêu phụ đạt 450 triệu Nm3 mỗi năm, thể hiện sự phong phú và đa dạng trong đặc tính và thành phần của khí thiên nhiên.
• Trọng lượng phân tử: 18,68 g/mol
• Nhiệt trị: 42,85 MJ/m 3 hay 40613,4 BTU/m 3
V Ị TRÍ ĐỊA LÝ
Hình 6 Sơ đồ vị trí địa lý của Nhà máy Đạm Phú Mỹ
Nhà máy Đạm Phú Mỹ được xây dựng trong khu công nghiệp Phú Mỹ I - huyện Tân Thành – tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu với diện tích 63 ha
Khu công nghiệp Phú Mỹ 1 tọa lạc dọc quốc lộ 51, có diện tích 954,4 km², cách thành phố Hồ Chí Minh 75 km và thành phố Vũng Tàu 40 km Vị trí gần cảng Phú Mỹ và hệ thống cảng trên sông Thị Vải cùng với mạng lưới giao thông đường bộ thuận lợi, tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động logistics và phát triển kinh tế.
Nhà máy Đạm Phú Mỹ tọa lạc tại vị trí chiến lược trong vùng kinh tế phía Nam, gần nguồn cung cấp nguyên liệu khí thiên nhiên từ bồn trũng phía Nam Côn Sơn và bể Cửu Long ở tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu.
S Ơ ĐỒ BỐ TRÍ MẶT BẰNG
Nhà máy được trang bị hai cổng: Cổng I là cổng ra vào hành chính, phục vụ cho nhân viên và khách đến thăm, trong khi Cổng II là cổng xuất sản phẩm, được thiết kế hướng ra cảng để thuận tiện cho việc vận chuyển hàng hóa.
Các kho và xưởng được tổ chức theo quy trình sản xuất để tránh sự chồng chéo Chúng được phân chia thành các khu vực cụ thể: khu hành chính, khu công nghệ, và khu gia công cơ khí, tự động hóa Đặc biệt, khu công nghệ, nơi có nguy cơ cháy nổ cao, được bố trí riêng biệt và nằm cuối hướng gió để đảm bảo an toàn.
Khí hậu gió mùa tại Bà Rịa có hai mùa rõ rệt: mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 với hướng gió chính Đông Bắc, và mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 với hướng gió chính Tây Nam Để đảm bảo an toàn trong vận hành và ứng cứu khẩn cấp, việc bố trí mặt bằng nhà máy theo hướng gió là rất quan trọng, đặc biệt là với các hệ thống công nghệ có khí độc hại và mùi nặng Các bồn chứa NH3, xưởng Amo và hệ thống xử lý khí cần được đặt ở cuối hướng gió, cùng với các hoa gió được lắp đặt tại các điểm trong nhà máy để xác định hướng gió tức thời.
Trong trường hợp xảy ra sự cố khẩn cấp, các điểm tập trung quan trọng bao gồm cổng I của nhà máy, nhà điều khiển trung tâm và cổng II của nhà máy Quy trình di chuyển cần tuân theo hướng gió ngược để đảm bảo an toàn cho mọi người.
Hình 6 Sơ đồ bố trí mặt bằng nhà máy Đạm Phú Mỹ (Xem chi tiết bản vẽ số [1/8])
S ẢN PHẨM CỦA NHÀ MÁY ĐẠM P HÚ M Ỹ
PVFCCo không chỉ cung cấp sản phẩm truyền thống Đạm Phú Mỹ mà còn đa dạng hóa danh mục với các sản phẩm NPK Phú Mỹ, Kali Phú Mỹ, DAP Phú Mỹ và SA Phú Mỹ Bộ sản phẩm phân bón Phú Mỹ này mang lại chất lượng cao với giá cả hợp lý, đáp ứng đầy đủ nhu cầu dinh dưỡng cho từng giai đoạn phát triển của cây trồng và phù hợp với từng vùng thổ nhưỡng, giúp bà con nông dân có được giải pháp tối ưu trong sản xuất nông nghiệp.
Đạm Phú Mỹ (nguồn internet)
NPK Phú Mỹ (nguồn internet)
Kali Phú Mỹ (nguồn internet)
- Hóa chất cơ bản: o Axít sun-phua-ric (H2SO4) o Axít photphoric (H3PO4) o Xút ăn da (NaOH) o Sô đa (Na2CO3) o Amoniắc lỏng (NH3)
Trong ngành dầu khí, việc sử dụng hóa chất chuyên dụng là rất quan trọng để tối ưu hóa quy trình sản xuất Các loại hóa chất này bao gồm chất phá nhũ tương (demulsifiers) giúp tách nước khỏi dầu, chất chống sủi bọt (antifoams) ngăn chặn sự hình thành bọt trong quá trình khai thác, chất hạ nhiệt độ đông đặc (pour point depressants) giảm điểm đông đặc của dầu, và chất ức chế ăn mòn (corrosion inhibitors) bảo vệ thiết bị khỏi sự ăn mòn Sự kết hợp hiệu quả của những hóa chất này không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn kéo dài tuổi thọ của hệ thống trong ngành dầu khí.
Nhựa và hóa chất đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp Hạt nhựa polypropylene (PP) và polyethylene terephthalate (PET) được sử dụng rộng rãi trong sản xuất Ngoài ra, các hóa chất như UFC85 và xúc tác là cần thiết cho nhà máy đạm, trong khi các hóa chất khác phục vụ cho nhà máy điện Đặc biệt, CO2 được ứng dụng trong cả lĩnh vực thực phẩm và công nghiệp.
Q UY ĐỊNH - N ỘI QUY
Các điều cần lưu ý khi làm việc trong nhà máy:
Cấm hút thuốc, sử dụng chất gây nổ và các chất kích thích như rượu bia, ma túy; đồng thời, không được mang theo vũ khí hay vật sắc nhọn khi vào nhà máy.
Cấm di chuyển trong khu vực đang thực hiện công tác kích cẩu, nơi có rò rỉ khí, khu vực thử áp lực hoặc xả khí, dung dịch Ngoài ra, không được vào các khu vực cấm hoặc có hàng rào chắn, cũng như những khu vực hạn chế người ra vào.
Cấm mọi hành vi đùa giỡn trong quá trình làm việc và không được tự ý thao tác, đóng mở máy móc Để sử dụng hoặc di chuyển trong khu vực làm việc, nhân viên cần phải có sự đồng ý từ cán bộ hướng dẫn hoặc quản lý ca.
- Tuân thủ nội quy, mặc đồ bảo hộ phù hợp cho từng khu vực:
Zone 0: Khu vực thường xuyên có sự hiện diện của khí dễ cháy nổ.
Zone 1: Khu vực có sự hiện diện của khí dễ cháy nổ nhưng không thường xuyên.
Zone 2: Khu vực an toàn, ít khi xảy ra các trường hợp rò rỉ nguy hiểm.
Tuân thủ theo hệ thống cấp phép làm việc.
Các loại giấy phép quan trọng bao gồm: giấy phép thông thường, giấy phép sử dụng lửa, giấy phép vào không gian hạn chế, giấy phép làm việc với điện, giấy phép công nghệ, giấy phép làm việc với nguồn phóng xạ, giấy phép đào đất, giấy phép vận chuyển hợp chất nguy hiểm và giấy phép làm việc với cầu trục.
Giấy phép có thể bị thu hồi trong các trường hợp sau: không thực hiện yêu cầu ghi trong giấy phép, thực hiện yêu cầu nhưng không đúng cách, hoặc thực hiện đúng yêu cầu nhưng vẫn xảy ra sai sót.
Nguyên tắc để đảm bảo an toàn:
- Không có việc gì khẩn cấp và quan trọng đến mức phải bỏ qua các quy định về an toàn.
- Dừng ngay công việc và tìm biện pháp khắc phục nếu thấy không an toàn.
- Luôn suy nghĩ xác định rủi ro trước khi làm việc.
- Không được làm liều, không biết phải hỏi.
- Luôn thực hiện các quy trình đã ban hành.
A N TOÀN LAO ĐỘNG
- Điều 1: Thời gian làm việc từ 08h đến 17h.
Khách đến nhà máy để công tác, tham quan hoặc thực tập cần phải xuất trình tờ khai tại văn phòng bảo vệ để đăng ký tên và khai báo các dụng cụ, vật tư mang theo Sau khi hoàn tất, khách sẽ nhận thẻ tạm thời, phiếu công tác và được hướng dẫn vào khu vực làm việc theo quy định.
Điều 3 quy định cấm những người không có trách nhiệm, người có mùi bia rượu và người có biểu hiện tâm thần vào nhà máy Khi làm việc tại nhà máy, tất cả nhân viên phải đảm bảo sức khỏe tốt và trong tình trạng tỉnh táo.
Trước khi vào khu vực công nghệ, nhà thầu, khách tham quan và sinh viên thực tập cần được hướng dẫn an toàn và phải sở hữu thẻ ra vào tạm thời Những ai không có thẻ sẽ không được phép vào nhà máy.
Theo Điều 5, việc hút thuốc, mang diêm que, dụng cụ gây tia lửa, vũ khí, chất nổ, chất gây kích thích, chất gây mê, chất gây nghiện và chất ma túy vào nhà máy là hoàn toàn cấm.
Khi vào khu công nghệ, người lao động cần phải đảm bảo mang đầy đủ trang bị bảo hộ cá nhân cần thiết, bao gồm giày, mũ cứng, nút tai chống ồn, kính bảo hộ và quần áo bảo hộ lao động.
Điều 7 quy định rằng mọi người phải tuân thủ hướng dẫn của người hướng dẫn và không được tự ý vào khu vực sản xuất hoặc khu vực cấm Trong trường hợp xảy ra sự cố, cần phải thực hiện theo hướng dẫn thoát hiểm và di chuyển đến địa điểm tập trung của nhà máy.
Khi cần đi hiện trường để tìm hiểu dây chuyền công nghệ và thiết bị, cần có sự đồng ý của người quản lý và phải đi theo nhóm từ hai người trở lên Tuyệt đối không được tự ý tác động vào các nút điều khiển, van, hay gõ đập vào đường ống thiết bị nhằm phòng ngừa sự cố, cháy nổ.
- Điều 9: Không được tự ý quay phim, chụp ảnh trong nhà máy, khi cần mượn tài liệu, bản vẽ phải được sự đồng ý của giám đốc nhà máy.
Theo Điều 10, người dân không được di chuyển hoặc đứng gần các khu vực đang kích cầu hoặc nơi xảy ra sự cố Ngoài ra, cần tuân thủ quy định không vượt qua các khu vực đã được căng dây hoặc rào chắn cấm người qua lại.
- Điều 11: Khách tới tham quan hay sinh viên thực tập tại nhà máy phải chấp hành nghiêm chỉnh mệnh lệnh của người quản lý hay người hướng dẫn.
- Điều 12: Sinh viên thực tập khi được phân công việc gì phải làm việc đó không được tự ý làm các việc khác ngoài nhiệm vụ của mình.
Sinh viên thực tập không được tự ý mang vào hoặc mang ra khỏi nơi làm việc những vật dụng không liên quan đến nhiệm vụ được giao.
Thủ trưởng các đơn vị trực thuộc tổng công ty có quyền từ chối việc bố trí công việc cho sinh viên thực tập trong trường hợp họ nhận thấy sinh viên không đủ khả năng kiểm soát hành vi của mình.
- Điều 15: Nghiêm cấm mọi hành vi: gây rối trật tự, đánh cờ bạc ăn tiền, uống rượu bia, hút thuốc trong giờ và nơi làm việc.
- Điều 16: Nghiêm cấm tuyên truyền, lôi kéo vi phạm pháp luật Việt Nam với bất cứ lý do nào.
Sinh viên thực tập cần nắm vững nội quy và quy định về an toàn lao động, vệ sinh lao động, kỹ thuật an toàn và phòng chống cháy nổ theo yêu cầu của nhà máy.
Sinh viên thực tập cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về những việc được phép và không được phép thực hiện tại các nơi làm việc có chứa chất độc hại, chất dễ cháy và nổ, theo bảng chỉ dẫn đã được cung cấp.
- Điều 19: Khi phát hiện những nguy cơ cháy nổ hay hư hỏng máy móc, sinh viên thực tập phải báo ngay cho người quản lý hoặc người hướng dẫn.
Theo Điều 20, trước khi kết thúc công việc hàng ngày, sinh viên thực tập cần dành 15 phút để vệ sinh nơi làm việc, cũng như dọn dẹp dụng cụ và thiết bị máy móc thuộc phạm vi nhiệm vụ của mình.
- Điều 21: Sinh viên thực tập có nghĩa vụ tuân thủ các quy định về bảo vệ môi trường theo quy định hiện hành của Nhà Nước
Sinh viên thực tập phải có trách nhiệm bảo vệ tài sản, bí mật công nghệ và bí mật kinh doanh của công ty Họ cũng cần bảo đảm an toàn cho các tài liệu và số liệu thuộc phạm vi trách nhiệm được giao Đặc biệt, sinh viên không được phép cung cấp thông tin liên quan đến hoạt động sản xuất của nhà máy nếu chưa được sự đồng ý của giám đốc nhà máy.
- Điều 23: Sinh viên thực tập được giao quản lý, sử dụng các dụng cụ, thiết bị, tài sản, vật tư phải chịu trách nhiệm với tài sản đó
X Ử LÝ CHẤT THẢI
Hệ thống nước trong Nhà máy cần được xử lý trước khi xả thải ra hệ thống thoát nước khu công nghiệp Việc này bao gồm việc xử lý nước chảy tràn do sự cố, nước mưa, nước từ khu vực có dầu, nước chữa cháy và nước thải sinh hoạt.
Hệ thống này được thiết kế thành ba cụm:
Cụm xử lý nước nhiễm dầu bao gồm bể tách sơ cấp, bể bơm tràn và bể chứa tạm, với dung tích đủ lớn để chứa lượng hóa chất tối đa từ khu vực Nhà máy trong vòng 20 phút.
- Cụm xử lý nước thải vệ sinh gồm hố thu, bể sục khí
- Cụm xử lý nước thải nhiễm Ammonia trong quá trình sản xuất Urea.
CÔNG NGHỆ VÀ KỸ THUẬT SẢN XUẤT
Q UI TRÌNH CÔNG NGHỆ TỔNG THỂ
1 Nguyên vật liệu sản phẩm: a) Khí thiên nhiên ( Natural Gas)
• Nguồn nguyên liệu chủ yếu cho phân xưởng là khí thương phẩm từ nhà máy chế biến khí Dinh Cố
• Thành phần khí nguyên liệu như sau: Ngoài NH4 là chủ yếu (~84% mol) ngoài ra còn Etane (C2H6), Propane (C3H8) và Butane (C4H10).
- Đặc tính và thành phần khí:
• Khối lượng phân tử: 18,86 g/mole
C3=1,59% iC4=0,107% nC4=0,109% b) Các nguồn nguyên liệu phụ trợ khác:
Khí Nito lấy từ không khí: N2 là chất khí không màu, không mùi, không vị, chiếm khoảng 78% thể tích trong khí quyển, có Ts= -195,8 0C, Tnc= -219,86 0 C, ít tan trong nước
Nito là thành phần chính trong quá trình tổng hợp NH3, được cung cấp qua công đoạn Reforming thứ cấp Tại đây, không khí được đưa vào để đốt cháy một phần khí nhiên liệu, từ đó cung cấp lượng N2 cần thiết cho quá trình này.
H2 là chất khí không màu, không mùi ở điều kiện thường, Tnc= -259 0 C, Ts= -252,6 0 C Khí
H2 có độ linh động lớn, dễ dàng khuyếch tán qua các kim loại như Ti và Pt, vì vậy được sử dụng làm xúc tác trong các phản ứng có mặt của H2 trong công nghệ nhà máy Tại nhà máy đạm Phú Mỹ, H2 được sản xuất thông qua phản ứng Reforming khí thiên nhiên bằng hơi nước, và H2 là nguyên liệu chính để tổng hợp NH3.
2 Sản phẩm của quá trình tổng hợp :
Công suất của phân xưởng Amonia đạt khoảng 1350 tấn NH3/ ngày ( tương đương khoảng 422.598 tấn/năm) [3]
3 Quy trình tổng thể: (Xem bản vẽ số [3/8])
Dung dịch MDEA được tuần hoàn đi hấp thụ CO2, tách CO2, và tái sinh Nhờ hệ thống bơm tuần hoàn P3001-A/B, P3002-A/B, P3003-A/B.
Dung dịch MDEA giàu từ tháp hấp thụ T-3002 với áp suất 27.2 barg được đưa qua Turbine HT3001 để thu hồi năng lượng, phục vụ cho bơm dung dịch MDEA bán nghèo tới tháp hấp thụ T-3002 Tại V-3002, áp suất giảm xuống 5.5 barg, dẫn đến việc thải ra một phần khí CO2, N2, H2 và CO, được sử dụng làm khí đốt tại H-2001 Nhờ áp suất này, dung dịch MDEA được đẩy lên V-3001 để tách CO2, sau khi làm lạnh tại E-3006 và tách nước tại V-3003, khí CO2 được chuyển đến Phân xưởng UREA Dung dịch MDEA bán nghèo từ V-3001 được bơm P3003-A/B một phần đi tái sinh, trong khi phần lớn được P3001-A/B đưa đi hấp thụ CO2.
Dung dịch MDEA sau khi tái sinh tại thiết bị T-3001 được bơm P3002-A/B đưa vào tháp hấp thụ T-3002 qua phần đỉnh, trong quá trình này, dung dịch MDEA được tuần hoàn kín.
Phương trình phản ứng
R3N + H2O + CO2 R3NH+ + HCO3- 2R2NH + CO2 R2NH2+ + R2N-COO-
- Bản vẽ sơ đồ khối QTCN: (Xem chi tiết bản vẽ số [2/8])
Nguyên liệu khí, hay còn gọi là hyđrocacbon, cần được tách lưu huỳnh để ngăn ngừa ngộ độc xúc tác và giảm thiểu mất hoạt tính Sau khi tách lưu huỳnh, nguyên liệu này sẽ được phối trộn với hơi nước và chuyển hóa thành khí tổng hợp thông qua quá trình cracking bằng hơi nước.
Thiết bị reforming bao gồm một thiết bị reforming sơ bộ, thiết bị reforming ống đốt và thiết bị reforming thứ cấp, trong đó thiết bị sơ bộ là tùy chọn nhưng rất hữu ích khi sử dụng nguyên liệu hydrocarbon cao hoặc naphta Khí công nghệ được nạp vào thiết bị reforming thứ cấp, và quá trình reforming diễn ra bằng hơi nước với thiết kế kiểu ống Sau khi hoàn tất quá trình reforming, khí tổng hợp sẽ tiếp tục qua các giai đoạn chuyển hóa shift nhiệt độ cao và thấp, cũng như công đoạn tách CO2 và metan hóa, do vẫn còn một lượng CO chưa chuyển hóa thành CO2.
Khí CO được chuyển hóa thành CO2 thông qua các thiết bị chuyển hóa nhiệt độ cao và thấp với sự hỗ trợ của các xúc tác Sau đó, khí CO2 dư thừa được loại bỏ tại thiết bị rửa khí, và quá trình metan hóa có xúc tác giúp chuyển hóa CO2 còn lại thành metan, nhằm giảm hàm lượng CO2 xuống dưới mức cho phép.
Khí tổng hợp được nén đến áp suất cần thiết và chuyển hóa qua các tầng đệm xúc tác như S-200, S-250 hoặc S-300 Sản phẩm amoniac sau đó được ngưng tụ và tách ra bằng phương pháp làm lạnh Thiết kế dòng chảy xuyên tâm giúp giảm thiểu sự tụt áp trong quá trình tổng hợp, từ đó tối ưu hóa hiệu suất chuyển hóa amoniac.
Amoniac lỏng được tách ra khỏi quá trình tổng hợp và sau đó được làm lạnh xuống dưới nhiệt độ ngưng tụ Sau khi đạt được nhiệt độ thích hợp, amoniac lỏng sẽ được đưa vào bể chứa hoặc vận chuyển đến địa chỉ tiêu thụ.
Sơ đồ công nghệ của phân xưởng Amonia bao gồm hai cụm quan trọng: thu hồi H2 và NH3, cùng với cụm thu hồi nhiệt thừa để sản xuất hơi nước và gia nhiệt nguyên liệu.
C ÁC KHÂU KHÔNG NGHỆ VÀ CÁC THIẾT BỊ CHÍNH [3]
1 Các công đoạn khử lưu huỳnh: a Mô tả công nghệ tổng quát:
Khí thiên nhiên nguyên liệu thường chứa một lượng nhỏ lưu huỳnh dưới dạng hợp chất Khi khí nhiên liệu đi vào phân xưởng Amonia, lưu huỳnh chủ yếu tồn tại dưới dạng Mercaptane RSH, Sulfure R1SR2 và Disulfure R1ơơSSR2.
Xúc tác trong công nghệ reforming bằng hơi nước rất nhạy cảm với hợp chất chứa lưu huỳnh, vì chúng có thể làm mất hoạt tính hoặc nhiễm độc xúc tác Do đó, cần phải khử bỏ các hợp chất lưu huỳnh trước khi tiến hành reforming Quá trình này được thực hiện qua hai giai đoạn: hydro hóa và hấp thụ H2S, nhằm đảm bảo nồng độ lưu huỳnh dưới 0.05 ppm trước khi vào quá trình reforming.
Thiết bị: 10-R-2001 với xúc tác là coban- molypden Và chất mang là Al2O3
Sản phẩm của quá trình này là các loại lưu huỳnh dưới dạng hợp chất hữu cơ được chuyển hóa thành H2S.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình:
- Xúc tác phải được sulphit hóa nếu không sẽ bị mất hoạt tính.
Các phản ứng xảy ra như sau:
RSH + H2 RH + H2S R1SSR2 + 3H2 R1H + R2H + 2H2S R1SR2 + 2H2 R1H + R2H + H2S (CH)4S + 4H2 C4H10 + H2S COS + H2 CO + H2S Trong đó R là gốc hydrocacbon.
Xúc tác không chỉ hydro hóa các hợp chất lưu huỳnh mà còn chuyển hóa olefin thành hydrocacbon no và các hợp chất hữu cơ chứa nitơ thành NH3 và hydrocacbon no Khí hydro được sử dụng cho quá trình hydro hóa được tuần hoàn từ giai đoạn sau, và cần tránh sự hiện diện của CO và CO2 trong khí hydro hóa trong suốt quá trình vận hành bình thường, vì điều này có thể dẫn đến các phản ứng không mong muốn.
Sự hiện diện của CO, CO2 và H2O có ảnh hưởng đáng kể đến lượng lưu huỳnh dư trong dòng ra khỏi các bình hấp phụ lưu huỳnh Trong những trường hợp đặc biệt với hàm lượng CO cao, phản ứng Boudouard sẽ diễn ra.
Cacbon ở dạng muội than có khả năng bám vào xúc tác, dẫn đến việc hàm lượng CO và CO2 cao tạm thời làm giảm hoạt tính của xúc tác và che lấp tâm hoạt tính.
Bảng 2 Nồng độ theo thể tích tạp chất cực đại cho phép trong khí nguyên liệu đối với thiết bị hydro hoá:
Hoạt tính tối ưu của xúc tác hydro hóa chịu ảnh hưởng bởi nồng độ H2 và nhiệt độ trong khoảng 330 O C đến 360 O C Xúc tác ban đầu có thể hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ thấp hơn mức này, nhưng trong giai đoạn cuối, nhiệt độ cần được nâng cao để đảm bảo hiệu suất tốt nhất.
Xúc tác TK-250 dễ bị oxy hóa trong quá trình vận chuyển, nhưng có thể phục hồi hoạt tính khi được sulfide hóa Trong trạng thái sulfide hóa, chất xúc tác có khả năng tự bốc cháy và cần được bảo quản cách ly với không khí ở nhiệt độ trên 70°C Công đoạn hấp phụ H2S là một phần quan trọng trong quy trình này.
Khí tự nhiên được hydro hóa được đưa vào hai bình hấp phụ lưu huỳnh 10-R-2002 A/B, trong đó hai bình này được nối tiếp và hoàn toàn giống nhau.
Thiết bị 10-R-2002 B hoạt động như một hệ thống bảo vệ, ngăn chặn sự dư lưu huỳnh khi chất lỏng ra khỏi bình 10-R-2002 A hoặc khi bình 10-R-2002 A được cô lập để thay thế chất xúc tác Mỗi bình đều được trang bị một lớp chất xúc tác với thành phần chính là HTZ-3, bao gồm kẽm oxit (ZnO).
Nhiệt độ vận hành bình thường là khoảng 400 o C Kẽm oxit phản ứng với hydro sulphide và cacbonyl sulphide trong những phản ứng thuận nghịch sau đây:
ZnO + H2S ZnS + H2O ZnO + COS ZnS + CO2
Hằng số cân bằng cho phản ứng giữa kẽm oxit và hydro sulphide được diễn tả bởi phương trình sau đây: Kp(T) = PH2S / PH2O = 2,6 x tại 400 o C
Chất xúc tác không tương tác với oxy hoặc hydro ở bất kỳ nhiệt độ thực tế nào Kẽm sulphide không tự bốc cháy và không cần yêu cầu đặc biệt khi dỡ xúc tác Hơi công nghệ không nên được đưa vào trong 10-R-2002A/B vì oxit kẽm sẽ bị hydrat hóa và không thể tái sinh thành ZnO trong thiết bị phản ứng Trong quá trình vận hành bình thường, hàm lượng lưu huỳnh trong nguyên liệu tiếp xúc với oxit kẽm sẽ giảm theo hằng số cân bằng.
H2O/H2S = 1,5 x ở 360 o C. d Xử lí các sự cố trong vận hành:
Khi trong khí tự nhiên chứa khoảng 1% các olefin, 5% thể tích H2 cần phải bổ sung thêm, trong trường hợp cao hơn, có thể bổ sung thêm 10% hoặc hơn.
Nếu H2 tuần hoàn bị gián đoạn, cần ngay lập tức ngừng dòng khí hydrocacbon đến thiết bị và giảm nhiệt độ xuống dưới 300 °C để tránh hình thành cốc trên bề mặt xúc tác, điều này sẽ giúp duy trì hoạt tính của xúc tác.
Nếu hàm lượng lưu huỳnh trong khí nguyên liệu giảm xuống trong một thời gian dài, lưu huỳnh sẽ bị tách ra khỏi xúc tác.
Về nguyên tắc cần phải giữ xúc tác ở trạng thái sunphid hóa trong các trường hợp sau:
-Hydrocacbon nguyên liệu có chứa olefin hoặc hydro nồng độ cao
-Thiết bị hydro hóa phải vận hành với hàm lượng lưu huỳnh hữu cơ cao
Nếu hàm lượng lưu huỳnh giảm xuống dưới 1ppm phần khối lượng, cần thêm 2ppm phần khối lượng lưu huỳnh vào nguyên liệu để duy trì trạng thái sunphid hóa của xúc tác.
2 Công đoạn Reforming: a Mục đích và mô tả công nghệ tổng quát:
Chuyển hóa khí đã qua HDS thành khí tổng hợp nhờ quá trình reforming xúc tác với sự có mặt của hơi nước, không khí
Trong quá trình reforming, khí đã được khử lưu huỳnh sẽ chứa các thành phần thiết yếu để sản xuất khí tổng hợp Quá trình này diễn ra thông qua sự xúc tác của hỗn hợp hydrocacbon với hơi nước và không khí.
Phản ứng xảy ra theo hai bước:
Reforming sơ cấp 10-H-2001 và Reforming thứ cấp 10-R-2003.
Quá trình reforming hơi nước có thể được diễn tả bởi các phản ứng sau đây:
Phản ứng reforming hydrocacbon bậc cao chuyển hóa các hydrocacbon bậc cao thành những hydrocacbon bậc thấp hơn và cuối cùng thành metan Quá trình này bắt đầu ở nhiệt độ 500 o C cho hydrocacbon bậc cao và 600 o C cho metan Nhiệt phát ra từ phản ứng là rất nhỏ, trong khi nhiệt cần cho các phản ứng reforming là rất lớn.
Nhiệt cần thiết cho phản ứng trong hai thiết bị reforming được cấp theo hai cách khác nhau:
- Trong reformer sơ cấp, nhiệt cần thiết cho phản ứng được cung cấp dưới dạng gián tiếp từ lò đốt
- Trong reformer thứ cấp, nhiệt được cung cấp trực tiếp từ quá trình đốt của khí công nghệ với không khí
Trong quá trình reforming sơ cấp, không khí sẽ được điều chỉnh để cung cấp nhiệt cho reforming thứ cấp, nhằm đảm bảo tỉ lệ hydro và nitơ là 3/1 Đồng thời, lượng metan cần được kiểm soát ở mức tối thiểu trong khí tổng hợp Hàm lượng metan trong khí công nghệ được điều chỉnh dựa trên hằng số cân bằng của phản ứng, theo lý thuyết và thực tế Cụ thể, hàm lượng metan sẽ giảm khi nhiệt độ tăng, lượng hơi nước tăng và áp suất giảm.
C ÁC THIẾT BỊ ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT
1 Thiết bị 10-R-2001 với xúc tác là coban- molypden (Công đoạn Hydro hoá (Hydrogenation))
2 Thiết bị hấp phụ lưu huỳnh 10-R-2002 A/B (Công đoạn hấp phụ H 2 S)
Hình 8 Thiết bị Hydro hóa
Thông số kỹ thuật của thiết bị phản ứng 10-R-2001:
• Áp suất thiết kế: 44 bar
• Thể tích chứa xúc tác: 16,8 m 3
Thông số kỹ thuật của bình hấp thụ
• Áp suất thiết kế: 44 bar
Hình 9 Thiết bị hấp phụ H2S
3 Thiết bị chuyển hóa CO ở nhiệt độ cao 10-R-2004
4 Thiết bị chuyển hóa CO ở nhiệt độ thấp 10-R-2005
Hình 10 Thiết bị chuyển hóa CO ở nhiệt độ cao
Thông số kĩ thuật của thiết bị 10-R-2004
• Áp suất thiết kế :34 bar
• Thể tích chứa xúc tác: 42,3 m 3
Thông số kĩ thuật của thiết bị 10-R-2005
• Áp suất thiết kế : 34 bar
• Thể tích chứa xúc tác: 35,7 m 3
Hình 11 Thiết bị chuyển hóa CO ở nhiệt độ thấp
Hình 12 Tháp hấp thụ CO 2
6 Bình tách thấp áp 10-V-3001 và bình tách cao áp 10-V-3002:
Thông số kỹ thuật của tháp 10-T-3002:
• Đường kính trong phần tháp dưới: 4380 mm
• Đường kính trong phần tháp trên: 2780 mm
• Áp suất thiết kế: -0,5 – 34 barg.
• Tổng thể tích chứa xúc tác hai tầng: 84,2 m 3
Hình 4.6: Tháp hấp thụ CO
Thông số kỹ thuật thiết bị tách cao áp 10-V-3002
• Áp suất thiết kế: -0,5 – 10 bar
• Thể tích chứa xúc tác: 37.7 m 3
Thông số kỹ thuật của thiết bị tách thấp áp 10-V-
• Áp suất thiết kế: -0,5 – 3.5 bar
Hình 13 Bình tách thấp áp và cao áp
Thông số kỹ thuật tháp giải hấp 10-T-
• Áp suất thiết kế: -0,5 – 3,5 bar
• Thể tích chứa xúc tác: 59,4 m 3
Hình 14 Tháp giải hấp
8 Thiết bị phản ứng methane hóa 10-R-3001:
Thông số kỹ thuật của thiết bị phản ứng 10-R-3001
• Áp suất thiết kế: 30,5 bar
• Thể tích chứa xúc tác: 20,4 m 3
Hình 15 Thiết bị phản ứng methane hóa
Thông số kĩ thuật của thiết bị:
Khí tổng hợp đi vào lớp xúc tác thứ nhất của 10-R-5001:
- Sản phẩm khí đi ra khỏi 10-R-5001:
Hình 16 Tháp tổng hợp R-5001
