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, đồng thời là một trong những nhà máy hóa chất tự động hóa hiện đại nhất nước Đạm Phú Mỹ cung cấp 40% nhu cầu phân urê trong nước, đóng vai trò quan trọng trong 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 hiện 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 từ Haldoe Topsoe và công nghệ sản xuất Urê.
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
• Nhà thầu: Technip – Italy và Samsung Engineering – Hàn Quốc
• 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 PVFCCo đã đạt hiệu suất tối đa ngay từ khi ra đời, với doanh thu tăng trưởng ổn định và tỷ suất lợi nhuận trên vốn chủ sở hữu đạt trung bình 20%/năm, góp phần bình ổn thị trường phân đạm Thành công ban đầu của PVFCCo được ghi nhận nhờ vào quyết định chiến lược đúng đắn của Chính phủ và PVN, khi PVN đã có tầm nhìn dài hạn trong việc chọn PVFCCo là một trong những doanh nghiệp lớn đầu tiên cổ phần hóa và niêm yết trên sàn chứng khoán TP HCM, tạo nền tảng vững chắc cho mục tiêu 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 từ 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, 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
05/11/2007 Cổ phiếu của PVFCCo chính thức niêm yết và giao dịch trên sàn chứng khoáng Tp.HCM, mã chứng khoán: DPM
15/05/2008 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 sử dụng NH3 và CO2 làm nguyên liệu chính để tổng hợp Urea thông qua các công đoạn quan trọng Đầu tiên, quá trình khử Lưu Huỳnh diễn ra, tiếp theo là công đoạn Reforming Sau đó, CO được chuyển hóa ở cả nhiệt độ cao và thấp, tiếp tục là công đoạn khử CO2 Tiếp theo, quá trình Methane hóa được thực hiện, và cuối cùng là công đoạn tổng hợp NH3, hoàn thành quy trình sản xuất Urea.
Hình 2 Phân xưởng Amonia (nguồn internet)
Xưởng Urea: sử dụng công nghệ Snamprogetti (Italy) có chức năng tổng hợp
Ammonia và CO2 phản ứng để tạo ra dung dịch Urea, sau đó dung dịch này được cô đặc trong chân không và chuyển đến quy trình tạo hạt Nhà máy sản xuất Urea có công suất 2200 tấn mỗi ngày, chiếm 40% thị phần phân bón trên toàn quốc.
Hình 4 Phân xưởng phụ trợ (nguồn internet)Hình 3 Phân xưởng urea (nguồn internet)
Xưởng phụ trợ đảm nhiệm 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 của xưởng bao gồm đuốc, nồi hơi nhiệt thừa, nồi hơi phụ trợ và tuabin khí phát điện với công suất 21 MW/h Đặc biệt, xưởng có bồn chứa Ammonia với dung tích 35.000 m³, tương đương 20.000 tấn.
Hình 5 Bồn chứa Amonia lỏng (nguồn internet)
Xưởng sản phẩm được thiết kế để lưu trữ hạt urea sau khi tổng hợp, với kho urea rời có diện tích 36.000 m², khả năng chứa tối đa 150.000 tấn Kho được trang bị hệ thống điều hòa không khí để duy trì độ ẩm không vượt quá 70% Bên cạnh đó, còn có kho đóng bao urea với sức chứa 10.000 tấn, bao gồm 6 chuyền đóng bao, mỗi chuyền có công suất 40 tấn/giờ.
N GUYÊN LIỆU CHÍNH
Khí thiên nhiên, bao gồm CH4, C2H6, C3H8 và C4H10, là nguồn tài nguyên quan trọng từ mỏ Dầu Bạch Hổ và khu vực Nam Côn Sơn, cùng với các bể khác thuộc thềm lục địa phía Đông Nam Bộ Lượng khí tiêu phụ đạt 450 x 10^6 Nm³/năm, với các đặc tính và thành phần khí đa dạng, góp phần vào sự phát triển kinh tế và năng lượng của khu vực.
• 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, với tổng diện tích 954,4 km², cách thành phố Hồ Chí Minh 75 km và thành phố Vũng Tàu 40 km Khu công nghiệp này nằm gần cảng Phú Mỹ và hệ thống cảng trên sông Thị Vải, cùng với hạ tầng giao thông đường bộ thuận lợi, tạo điều kiện thuận tiện cho hoạt động vận chuyển hàng hóa.
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 tại tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu.
S Ơ ĐỒ BỐ TRÍ MẶT BẰNG
Nhà máy có hai cổng chính: Cổng I dành cho nhân viên và khách ra vào hành chính, trong khi Cổng II được sử dụng để xuất sản phẩm và được bố trí hướng ra cảng.
Các kho và xưởng được thiết kế theo quy trình công nghệ sản xuất để tránh sự chồng chéo, được chia thành các khu vực riêng biệt: 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 ở 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 là Đông Bắc, và mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 với hướng gió chính là 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 với hệ thống công nghệ có khí độc hại Các bồn chứa NH3, xưởng Amo và hệ thống xử lý khí cần được đặt ở cuối hướng gió Ngoài ra, việc lắp đặt các hoa gió tại các điểm trong nhà máy cũng giúp xác định hướng gió một cách 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 Quá trình di chuyển cần tuân theo quy luật ngược hướng gió 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 với các sản phẩm NPK Phú Mỹ, Kali Phú Mỹ, DAP Phú Mỹ và SA Phú Mỹ, tạo nên bộ sản phẩm phân bón Phú Mỹ chất lượng cao với giá cả hợp lý Bộ sản phẩm này giúp nông dân có được giải pháp dinh dưỡng hoàn chỉnh, đáp ứng nhu cầu phát triển của từng loại cây trồng và phù hợp với từng vùng thổ nhưỡng.
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 ngừa sự hình thành bọt trong quá trình khai thác, chất hạ nhiệt độ đông đặc (Pour point depressants) làm giảm nhiệt độ đông đặc của dầu, và chất ức chế ăn mòn (Corrosion Inhibitors) bảo vệ thiết bị khỏi sự ăn mòn Những hóa chất này đóng vai trò thiết yếu trong việc nâng cao hiệu suất và tuổi thọ của các hệ thống trong ngành dầu khí.
Nhựa và hóa chất đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp Các loại hạt nhựa như polypropylene (PP) và polyethylene terephthalate (PET) được sử dụng rộng rãi 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 Bên cạnh đó, CO2 được ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm và công nghiệp, góp phần vào quá trình sản xuất và bảo quản.
Q UY ĐỊNH - N ỘI QUY
Các điều cần lưu ý khi làm việc trong nhà máy:
Trong nhà máy, việc cấm hút thuốc và các chất gây nổ là rất nghiêm ngặt Ngoài ra, người lao động không được phép uống rượu bia, sử dụng chất kích thích hay các loại chất gây mê, gây nghiện Đồng thời, việc mang theo vũ khí và vật dụng sắc nhọn cũng bị cấm để đảm bảo an toàn cho tất cả mọi người trong khu vực làm việc.
Cấm di chuyển trong khu vực đang tiến hành kích cẩu, nơi có rò rỉ khí, nơi thử áp lực hoặc xả khí, dung dịch Ngoài ra, việc đi lại cũng bị cấm trong các khu vực có hàng rào chắn hoặc khu vực hạn chế người ra vào.
Trong khu vực làm việc, việc đùa giỡn bị cấm và nhân viên không được tự ý thao tác hay sử dụng máy móc Để di chuyển hoặc sử dụng thiết bị, 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 bao gồm: giấy phép thông thường, giấy phép sử dụng lửa, giấy phép vào không gian hạn chế, giấy phép làm việc về 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 vào nhà máy để công tác, tham quan hoặc thực tập cần 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 và phiếu công tác, đồng thời được hướng dẫn vào khu vực làm việc theo quy định.
Điều 3 quy định cấm những người không có trách nhiệm, những người có mùi bia rượu và những người có biểu hiện tâm thần ra vào nhà máy Tất cả nhân viên khi vào làm việc tại nhà máy phải đảm bảo trong tình trạng sức khỏe tốt.
Trước khi vào khu vực công nghệ, nhà thầu, khách tham quan và sinh viên thực tập phải được hướng dẫn an toàn và có thẻ ra vào tạm thời Những ai không có thẻ sẽ không được phép vào nhà máy.
Theo Điều 5, việc hút thuốc và mang theo diêm quẹt, dụng cụ gây ra 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.
Theo Điều 6, khi vào khu công nghệ, người lao động phải mang đầy đủ trang bị bảo hộ cá nhân cần thiết, bao gồm giày, mũ cứng, nút tai chống ồn, kính và quần áo bảo hộ lao động.
Theo Điều 7, người lao động phải tuân thủ yêu cầu 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 tuân theo hướng dẫn thoát hiểm để đến địa điểm tập trung của nhà máy.
Theo Điều 8, 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 Cấm tự ý tác động vào các nút điều khiển, van, hoặc gõ đập vào đường ống thiết bị nhằm tránh xảy ra 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 xảy ra sự cố Đồng thời, cần tuân thủ quy định không vượt qua những 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 cần tuân thủ quy định tại Điều 13, không được tự ý mang vào hoặc mang ra khỏi nơi làm việc những vật dụng không liên quan đến nhiệm vụ được giao, trừ khi được sự cho phép của người có thẩm quyền.
Theo Điều 14, 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 ngày nếu họ nhận thấy sinh viên đó không có 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, 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 công việc được phép và không được phép thực hiện tại các địa điểm có nguy cơ chứa chất độc hại, chất dễ cháy và nổ Việc này đảm bảo an toàn cho bản thân và môi trường làm việc.
- 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.
Trước khi kết thúc công việc hàng ngày, sinh viên thực tập cần dành 15 phút để làm vệ sinh nơi làm việc, bao gồm cả dụng cụ và thiết bị máy móc mà họ sử dụng Điều này không chỉ giúp duy trì sự sạch sẽ mà còn đảm bảo an toàn và hiệu quả trong công việc.
- 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 có trách nhiệm bảo vệ tài sản, bí mật công nghệ và bí mật kinh doanh của công ty Họ phải giữ kín các tài liệu và số liệu liên quan đến công việc được giao Đặc biệt, sinh viên không được phép cung cấp thông tin về hoạt động sản xuất của nhà máy nếu chưa có sự đồng ý từ 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 thải ra hệ thống thoát nước khu công nghiệp Việc này bao gồm xử lý nước chảy tràn từ sự cố, nước mưa, 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, có dung tích đủ 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 (N2) là một chất khí không màu, không mùi, không vị, chiếm khoảng 78% thể tích trong khí quyển, với nhiệt độ sôi -195,8°C và nhiệt độ đông -219,86°C N2 ít tan trong nước và các dung môi hữu cơ, không duy trì sự sống và sự cháy Tại nhà máy Đạm Phú Mỹ, Nito được sử dụng làm nguyên liệu để tổng hợp NH3 Quá trình này diễn ra trong công đoạn Reforming thứ cấp, nơi không khí được đưa vào để đốt cháy một phần khí nhiên liệu và cung cấp lượng N2 cần thiết cho quá trình tổng hợp NH3.
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 khuyếch tán qua các thành kim loại như Ti và Pt, nên thường được sử dụng trong công nghệ nhà máy cho các phản ứng có mặt của H2 Tại nhà máy đạm Phú Mỹ, H2 được sản xuất thông qua phản ứng Reforming khí thiên nhiên bằng hơi nước, đóng vai trò 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 làm việc 27.2 barg, được đưa qua Turbine HT3001 để thu hồi năng lượng, năng lượng này dùng để vận hành bơm dung dịch MDEA bán nghèo tới tháp hấp thụ T-3002 Tại V-3002, áp suất được giảm xuống 5.5 barg, dẫn đến việc giải phóng một phần khí CO2 cùng với khí N2, H2 và CO, khí này sau đó được sử dụng làm khí đốt tại H-2001 Nhờ vào áp suất 5.5 barg, dung dịch MDEA được đẩy lên V-3002.
Hệ thống 3001 hoạt động với áp suất thấp hơn để tách CO2, khí này sau khi được làm lạnh tại E-3006 và tách nước ở V-3003 sẽ được chuyển đến Phân xưởng UREA Đồng thời, dung dịch MDEA bán nghèo từ V-3001 được bơm qua P3003-A/B để tái sinh, trong khi phần lớn dung dịch này được bơm qua P3001-A/B để hấp thụ CO2.
Dung dịch MDEA sau khi tái sinh tại thiết bị T-3001 sẽ được bơm P3002-A/B đưa vào tháp T-3002 để hấp thụ, bắt đầu từ phần đỉnh của tháp Quá trình này diễn ra trong một vòng tuần hoàn kín của dung dịch MDEA.
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 hyđrocacbon, cần được tách lưu huỳnh để ngăn ngừa ngộ độc xúc tác và mất hoạt tính Sau đó, chúng được phối trộn với hơi nước và chuyển hóa thành khí tổng hợp trong thiết bị 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, với khí công nghệ được nạp vào thiết bị thứ cấp Thiết bị reforming hoạt động bằng hơi nước và có thiết kế kiểu ống Sau quá trình reforming, khí tổng hợp sẽ trải qua các bước chuyển hóa shift ở nhiệt độ cao và thấp, cùng với quy trình tách CO2 và metan hóa, nhằm xử lý lượng CO chưa được 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, CO2 dư thừa được loại bỏ qua thiết bị rửa khí và chuyển hóa thành metan nhờ phản ứng metan hóa có xúc tác, nhằm giảm hàm lượng CO2 xuống mức cho phép.
Khí tổng hợp được nén đến áp suất cần thiết và chuyển hóa thành amoniac thông qua các thiết bị tổng hợp có 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, đồng thời tối ưu hóa hiệu suất chuyển hóa amoniac.
Amoniac lỏng được tách ra từ quá trình tổng hợp, sau đó được làm lạnh xuống dưới nhiệt độ ngưng tụ Cuối cùng, nó 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 chính: 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 như Mercaptane RSH, Sulfure R1SR2 và Disulfure R1ơơSSR2 Trong quá trình sản xuất amonia, lưu huỳnh chủ yếu xuất hiện trong các dạng này khi khí nhiên liệu được đưa vào phân xưởng.
Xúc tác trong công nghệ reforming bằng hơi nước rất nhạy cảm với hợp chất chứa lưu huỳnh, vì chúng có thể gây mất hoạt tính hoặc nhiễm độc xúc tác Do đó, cần khử bỏ các hợp chất lưu huỳnh trước khi vào quá trình reforming, với yêu cầu nồng độ lưu huỳnh phải nhỏ hơn 0.05 ppm Quá trình này được thực hiện qua hai giai đoạn: hydro hóa và hấp thụ H2S.
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 tham gia vào quá trình hydro hóa được tuần hoàn từ các công đoạn sau Để đảm bảo hiệu quả, cần tránh sự hiện diện của CO và CO2 trong khí hydro hóa trong giai đoạn 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 tác động đến lượng lưu huỳnh dư trong dòng ra từ các bình hấp phụ lưu huỳnh Đặc biệt, khi hàm lượng CO cao, phản ứng Boudouard sẽ xảy ra, dẫn đến những biến đổi bất thường trong quá trình này.
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 hoá phụ thuộc vào nồng độ H2 và nhiệt độ từ 330 O C đến 360 O C Trong giai đoạn đầu, xúc tác có thể hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ thấp hơn mức này, nhưng trong giai đoạn cuối, nhiệt độ cần được nâng cao hơn để duy trì hiệu suất.
Xúc tác TK-250 trải qua quá trình oxy hóa trong vận chuyển và có thể phục hồi hoạt tính khi được sulphide hóa Khi ở trạng thái sulphide hóa, chất xúc tác này có khả năng tự bốc cháy và không được phép tiếp xúc với không khí khi nhiệt độ vượt quá 70 °C Trong quá trình hấp phụ H2S, cần chú ý đến các yếu tố an toàn và điều kiện môi trường để đảm bảo hiệu quả tối ưu.
Khí tự nhiên được hydro hoá được đưa vào hai bình hấp phụ lưu huỳnh 10-R-2002 A/B, trong đó hai bình này hoàn toàn giống nhau và được kết nối nối tiếp.
Thiết bị 10-R-2002 B có chức năng bảo vệ khỏi sự dư lưu huỳnh khi chất này thoát ra từ 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 xúc tác 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 10 − 5 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 10 − 6 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 hệ thống H2 tuần hoàn bị gián đoạn, cần ngay lập tức ngừng cung cấp khí hydrocacbon tới thiết bị và giảm nhiệt độ xuống dưới 300°C Nếu không thực hiện các biện pháp này, cốc sẽ hình thành trên bề mặt xúc tác, dẫn đến giảm hoạt tính 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 bổ sung 2ppm phần khối lượng lưu huỳnh vào nguyên liệu để duy trì trạng thái xúc tác sunphid hóa.
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 qua khử lưu huỳnh sẽ chứa các thành phần thiết yếu để tạo ra khí tổng hợp Quá trình này diễn ra thông qua phản ứng xúc tác giữa hỗn hợp hydrocacbon, 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 các hydrocacbon bậc thấp, cuối cùng tạo ra metan Phản ứng này bắt đầu xảy ra ở nhiệt độ 500 o C cho hydrocacbon bậc cao và 600 o C cho metan Nhiệt phát ra từ phản ứng reforming là rất nhỏ, trong khi nhiệt cần cho các phản ứng chuyển hóa hydrocacbon bậc cao và metan lại 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, việc điều chỉnh sự chuyển hoá sẽ đảm bảo rằng không khí cung cấp nhiệt cho reforming thứ cấp, nhằm đạt tỉ lệ hydro và nitơ là 3/1 Đồng thời, cần kiểm soát lượng metan trong khí tổng hợp ở mức thấp nhất có thể, với hàm lượng metan được điều chỉnh theo hằng số cân bằng của phản ứng (2) Theo lý thuyết và thực tế, hàm lượng metan sẽ giảm khi nhiệt độ tăng, lượng hơi nước tăng và áp suất giảm trong quá trình cân bằng của phản ứng (2).
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))
Hình 8 Thiết bị Hydro hóa
Thông số kỹ thuật của thiết bị phản ứng 10-R-2001:
Hình 9 Thiết bị hấp phụ H2S
2 Thiết bị hấp phụ lưu huỳnh 10-R-2002 A/B (Công đoạn hấp phụ H 2 S)
3 Thiết bị chuyển hóa CO ở nhiệt độ cao 10-R-2004
Thông số kỹ thuật của bình hấp thụ H 2 S:
• Áp suất thiết kế: 44 bar
• Thể tích chứa xúc tác: 23,6 m 3
Hình 10 Thiết bị chuyển hóa
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
4 Thiết bị chuyển hóa CO ở nhiệt độ thấp 10-R-2005
Hình 12 Tháp hấp thụ CO 2
Thông số kĩ thuật của thiết bị 10-R-
• 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
Thông số kỹ thuật của tháp 10-T-3002:
• Đường kính trong phần tháp dưới:
• Đường kính trong phần tháp trên: 2780 mm
• Áp suất thiết kế: -0,5 – 34 barg.
• Tổng thể tích chứa xúc tác hai tầng:
6 Bình tách thấp áp 10-V-3001 và bình tách cao áp 10-V-3002:
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
• Thể tích chứa xúc tác 129,4 m 3
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
