Báo cáo Thực tập tại Công ty TNHH 1 thành viên Phân đạm & Hoá chất Hà Bắc

PHẦN I KHÁI QUÁT CHUNG VỀ NHÀ MÁY PHÂN ĐẠM HÀ BẮC. 1. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG TY PHÂN ĐẠM VÀ HOÁ CHẤT HÀ BẮC. Nhà máy phân đạm Hà Bắc (Công ty TNHH Một thành viên Phân đạm và Hoá chất Hà Bắc hiện nay) được Nhà nước Việt Nam phê chuẩn thiết kế xây dựng ngày 20/7/1959. Quý I năm 1960 bắt đầu khởi công xây dựng Nhà máy Phân đạm Hà Bắc. Ngày 18/02/1960 đổ mẻ bê tông đầu tiên xây dựng công trình. Trong quá trình xây dựng, ngày 03/01/1963, đồng chí Phạm Văn Đồng lúc bấy giờ là Thủ tướng Chính Phủ đã về thăm công trình xây dựng. Nhà máy Phân đạm Hà Bắc được Nhà nước Trung Quốc giúp xây dựng bằng sự viện trở không hoàn lại. Toàn bộ máy móc thiết bị đều được chế tạo từ Trung Quốc và được đưa sang phía Việt Nam. Theo thiết kế ban đầu, Nhà máy bao gồm 3 khu vực chính: Xưởng Nhiệt điện: Công suất thiết kế 12.000 kW. Xưởng Hoá: Công suất thiết kế 100.000 tấn Urê/năm. Xưởng Cơ khí: Công suất thiết kế 6.000 tấn Urê/năm. Ngoài ra còn một số các phân xưởng phụ trợ khác, song chủ đạo vẫn là sản xuất phân đạm. Ngày 03/02/1965, khánh thành xưởng Nhiệt điện. Ngày 19/5/1965, phân xưởng Tạo khí đốt thử than thành công. Ngày 01/6/1965, xưởng Cơ khí (nay là Công ty Cơ khí Hoá chất Hà Bắc) đi vào sản xuất. Dự định ngày 02/9/1965 khánh thành Nhà máy chuẩn bị đưa vào sản xuất. Song, do chiến tranh phá hoại của Đế quốc Mỹ, ngày 20/8/1965, Chính phủ đã quyết định ngừng sản xuất, chuyển xưởng Nhiệt điện thành Nhà máy Nhiệt điện (trực thuộc Sở Điện lực Hà Bắc) kiên cường bám trụ sản xuất và cung cấp điện lên lưới điện Quốc gia. Chuyển xưởng Cơ khí thành Nhà máy Cơ khí sơ tán về Yên Thế tiếp tục sản xuất phục vụ kinh tế và Quốc phòng. Thiết bị xưởng Hoá được tháo dỡ và sơ tán sang Trung Quốc. Ngày 01/3/1965, Thủ tướng Chính phủ quyết định khởi công phục hồi Nhà máy trước đây theo thiết kế ban đầu là sản xuất nitrat amon (NH4NO3) nay chuyển sang sản xuất urê có chứa 46,6 % nitơ với công suất 60.000 tấn NH3/năm và 10 vạn tấn urê/năm. Ngày 01/5/1975, Chính phủ quyết định hợp nhất Nhà máy Nhiệt điện, Nhà máy Cơ khí, Xưởng Hoá thành Nhà máy Phân đạm Hà Bắc trực thuộc Tổng cục Hoá chất. Tháng 6/1975, việc xây dựng và lắp máy cơ bản hoàn thành, đã tiến hành thử máy đơn động, liên động và thử máy hoá công. Ngày 28/11/1975, sản xuất thành công NH3 lỏng. Ngày 12/12/1975, sản xuất ra bao đạm đầu tiên. Ngày 30/10/1977, đồng chí Đỗ Mười, Phó Thủ tướng Chính phủ cắt băng khánh thành Nhà máy phân đạm Hà Bắc. Năm 1977, chuyên gia Trung Quốc về nước, Công ty phải tự chạy máy. Trong những năm từ 1977 – 1990, sản lượng urê thấp. Sản lượng năm thấp nhất là 9.890 tấn urê (năm 1981). Tháng 10/1988, Nhà máy được đổi tên thành Xí nghiệp liên hiệp Phân đạm và Hoá chất Hà Bắc theo Quyết định số 445/HB-TCCB TLĐT ngày 07/10/1988 của Tổng cục Hoá chất với phương thức hạch toán kinh doanh XHCN theo cơ chế sản xuất hàng hoá. Từ 1991 đến nay, cùng với việc tăng cường quản lý, XN đã nối lại quan hệ với Trung Quốc, từng bước cải tạo thiết bị công nghệ, sản lượng urê tăng lên rõ rệt Từ năm 1993 đến nay sản lượng urê liên tục vượt công suất thiết kế ban đầu. Sản lượng ure qua các năm: - Năm 1991: 44.890 tấn - Năm 1992: 82.633 tấn - Năm 1993: 100.093 tấn - Năm 1994: 103.222 tấn - Năm 1995: 110.972 tấn - Năm 1996: 120.471 tấn - Năm 1997: 130.170 tấn - Năm 1998: 63.905 tấn - Năm 1999: 48.769 tấn - Năm 2000: 76.145 tấn - Năm 2001: 98.970 tấn - 10 tháng năm 2002: 81.393 tấn. Năm 1993, để phù hợp với quá trình đổi mới của đất nước trong thời kỳ đổi mới theo hướng kinh tế thị trường, ngày 13/02/1993, XNLH Phân đạm và Hoá chất Hà Bắc theo Quyết định số 73/CNNG-TCT, Công ty trực thuộc Tổng Công ty Phân bón và Hoá chất cơ bản (nay là Tổng công ty Hoá chất Việt Nam – VINACHEMCO) về mặt sản xuất, kinh doanh, trực thuộc Bộ Công nghiệp nặng (nay là Bộ Công nghiệp) về quản lý Nhà nước. Ngày 23/9/1999, Chính phủ hai nước Việt Nam và Trung Quốc đã ký hợp đồng cải tạo kỹ thuật dây chuyền sản xuất điện - đạm, nâng công suất phát điện lên 30.000 kWh, sản lượng NH3 là 9 vạn tấn/năm, sản lượng urê là 15 vạn tấn/năm, với tổng đầu tư là 35 triệu USD. Hiện nay, công ty Phân đạm và Hoá chất Hà Bắc lấy tên là Công ty TNHH Một thành viên phân đạm và hoá chất Hà Bắc Tên giao dịch: Công ty Phan Đạm và Hoá chất Hà Bắc Tên giao dịch Quốc Tế: Habac Nitrogenous Fertilizer and Chemical Company Limited. Tên viết tắt tiếng Anh: Hanichemco. 2. GIỚI THIỆU VỀ MÔ HÌNH TỔ CHỨC CỦA CÔNG TY. Hiện nay cơ cấu tổ chức quản lý của Công ty được tổ chức theo mô hình trực tuyến chức năng với cấp quản lý cao nhất là Giám đốc, giúp việc cho Giám đốc là các Phó Giám đốc có nhiệm vụ giúp Giám đốc điều hành hoạt động sản xuất, kinh doanh trên các lĩnh vực được phân công và thay thế điều hành khi Giám đốc đi vắng. 2.1. Khi mới thành lập: Theo quyết định 178/TC-HC ngày 29/1/1975 cơ cấu tổ chức quản lý của nhà máy là: 01 Giám đốc. 04 Phó giám đốc. 07 Đơn vị sản xuất trực tiếp. 01 Trung tâm điều độ sản xuất. 16 Phòng ban chức năng. 2.2. Cơ cấu tổ chức quản lý hiện tại: Trong quá trình phát triển của công ty, cơ cấu quản lý tổ chức luôn được điều chỉnh phù hợp với yêu cầu từng giai đoạn phát triển chung của đất nước. Hiện nay cơ cấu tổ chức quản lý của công ty được tổ chức theo mô hình trực tuyến, chức với cấp quản lý cao nhất là Giám đốc, giúp việc cho giám đốc là các phó giám đốc có nhiệm vụ giúp giám đốc điều hành hoạt động sản xuất kinh doanh trên các lĩnh vực do Giám đốc yêu cầu. Các phòng ban chức năng trực thuộc Công ty gồm: Khối phòng ban kỹ thuật: Phòng Kỹ thuật Công nghệ; Phòng Điều độ sản xuất; Phòng Cơ khí; Phòng Kỹ thuật An toàn; Phòng KCS; Phòng Thường trực dự án; Phòng Điện – Đo lường - Tự động hoá. Khối phòng ban nghiệp vụ: Phòng Kế hoạch; Phòng KT – TK – TC; Phòng Tổ chức nhân sự; Phòng Thị trường; Phòng Vật tư - Vận tải; Phòng BVQS; Phòng đời sống; Văn phòng Công ty. Các đơn vị trực thuộc Công ty: Xưởng Nước; Phân xưởng Than; Xưởng Nhiệt; Xưởng Tạo khí; Xưởng Tổng hợp NH3; Xưởng Tổng hợp Urê; Xưởng Điện; Xưởng sửa chữa; Xưởng NPK; Nhà máy Than hoạt tính; XN Giấy đế; XN 26/3; Xưởng Đo lường - Tự động hoá; 3. CHỨC NĂNG CỦA CÁC ĐƠN VỊ SẢN XUẤT Phân xưởng than: Là đơn vị sản xuất phụ trợ nằm trong dây chuyền sản xuất urê có nhiệm vụ tiếp nhận than từ xà lan, chuyển tải than từ Cảng vào kho và cung cấp than cám cho Xưởng Nhiệt và than cục cho Xưởng tạo khí. Xưởng Nước: Là đơn vị phụ trợ nằm trong dây chuyền sản xuất urê có nhiệm vụ cung cấp nước nguyên, nước công nghiệp, nước tuần hoàn, nước sinh hoạt và nước mềm cho đay chuyền chính đồng thời có nhiệm vụ thải nước toàn Công ty. Xưởng Nhiệt: Là đơn vị sản xuất trong dây chuyền urê có nhiệm vụ sản xuất hơi nước cấp cho sản xuất điện và sản xuất đạm. Xưởng Tạo khí: Là đơn vị sản xuất trong dây chuyền có nhiệm vụ sản xuất chế khí than ẩm đạt tiêu chuẩn phù hợp với chỉ tiêu công nghệ cho sản xuất NH3. Xưởng Tổng hợp Amoniac: Là đơn vị sản xuất trong dây chuyền urê có nhiệm vụ sản xuất NH3 và CO2 cho sản xuất urê. Ngoài ra còn thực hiện đóng nạp NH3 thương phẩm. Xưởng Tổng hợp urê: Là đơn vị sản xuất trong dây chuyền urê có nhiệm vụ sản xuất đạm urê, CO2 lỏng - rắn, oxy, nitơ. Xưởng Điện: Là đơn vị sản xuất, vận hành, sửa chữa các thiết bị điện, đường dây, động cơ của dây chuyền chính. Nhận và phát điện lên lưới điện Quốc gia. Xưởng Sửa chữa (sửa chữa hoá): Là đơn vị phụ trợ có nhiệm vụ sửa chữa, kích cầu, tháo và lắp đặt các thiết bị cơ khí, thực hiện gia công một số phụ tùng chi tiết cơ khí. Xưởng Đo lường - Tự động hoá: Là đơn vị sản xuất phụ trợ có nhiệm vụ quản lý và sửa chữa toàn bộ các thiết bị đo nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, dịch điện, nồng độ dùng trong quá trình khống chế sản xuất, chế tạo và kiểm định một số thiết bị đo. PHẦN II LƯU TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT URE 1. Sơ đồ khối lưu trình sản xuất Ure: Không khí Hơi nước Hơi nước Tananh K2CO3 Lò khí hóa chế tạo KTA Khử CO2 Khử H2S Biến ĐổI CO 0.49 Mpa 2,45MPa Than cục Tạo hạt Kho NH3 Tổng hợp NH3 Tổng hợp Urê 1 2 3 4 5 6 Khử vi lượng CO, CO2, H2S Khử H2S thấp áp Tananh CO2 99% Hơi nước 1.27 MPa Đóng bao Kho chứa sản phẩm 2. Thuyết minh lưu trình: Với đặc điểm công nghệ sản xuất ure ở công ty phân đậm và hóa chất Hà Bắc đi từ khí hóa than nguyên liệu rắn, quá trình khí hóa ở khâu tạo khí sử dụng nguyên liệu chính là than cục, hơi nước và không khí. Theo thiết kế công nghệ dùng than cục kích thước 50-100 mm để chế tạo khí than, sua này dùng than có kích thước: 25-100 mm, để tiết kiệm và hạ giá thành hiện nay đã dùng than cục cỡ 12-25 mm. Bình quân mỗi ngày chạy máy bình thường tiêu tốn hế 400-550 tấn than cục. Quá trình khí than hóa than nguyên liêu như sau: hơi nước 0,49 Mpa nhiệt độ 2500C được cấp từ nhà máy nhiệt điện tới, không khí được cấp từ quạt không khí tới, đi qua tầng than nóng đỏ (trong lò khí hóa) lò tạo khí ở nhiệt độ: T~1100oC thực hiện các phản ứng tạo thành hỗn hợp các khí CO, CO2, H2S, H2,N2, CH4 gọi là hỗn hợp khí than ẩm. Các phản ứng hóa học chủ yếu xẩy ra là: 2 C + O2 = 2 CO + Q C + O2 = CO2 + Q CO + O2 = CO2 + Q C + H2O = CO + H2 – Q C + CO2 = 2 CO – Q C + 2 H2O = CO2 + 2 H2 – Q N2 là khí trơ vào hỗn hợp khí theo không khí. Mục đích của quá trình khí than chỉ nhằm thu được H2 và N2 theo tỷ lệ 3:1 làm nguyên liệu cho quá trình tổng hợp NH3. Vì thế hỗn hợp khí than ẩm cần được làm sạch bụi (nhờ công đoạn rửa khí than và lọc bụi bằng điện), khí than sau khi qua lọc điện được đưa qua công đoạn khử H2S thấp áp. Công đoạn khử H2S theo thiết kế ban đầu sử dụng dung dịch ADA – Antraquinon Disunfic acid (hiện nay đã dùng dung dịch keo Tananh) tính oxy hóa khử mạnh, hiệu suất khử H2S cao. Khí than được qua hệ thống quạt để nâng áp suất để vào tháp khử H2S, sau tháp khử hàm lượng H2S giảm xuống còn <150 mg/Nm3 được đưa vào đoạn I của máy nén khí nguyên liệu H2-N2 6 cấp. Dịch Tananh sau khi hấp thụ được đưa đi tái sinh và đưa trở lại quá trình hấp thụ, bọt lưu huỳnh được thu lại chế thành sản phẩm phụ là lưu huỳnh răn. Hỗn hợp khí than sau khử H2S thấp áp vào đoạn I máy nén 6 cấp để thực hiện quá trình nén nâng áp suất, khí than ẩm ra đoạn III có áp suất P=2,1 MPa, nhiệt độ < 400C được đưa tới công đoạn biến đổi CO. Đầu tiên qua bộ phân ly dầu, nước, sau đó qua 2 bộ lọc bằng than cốc để khử hết dầu, bụi, các tạp chất khác rồi đi vào thiết bị trao đổi nhiệt khí biến đổi, sau đó hỗn hợp với hơi nước quá nhiệt đi vào thiết bị trao đổi nhiệt khí than, ra khỏi bộ trao đổi nhiệt khí than được hỗn hợp với khí than lạnh thành hỗn hợp khí có nhiệt độ 1800C-2100C, tỷ lệ hơi nước khoảng 0,3; Đi vào đỉnh tháp lò biến đổi số I, lần lượt qua tầng chất bảo vệ, tầng chống độc – chống oxy và tầng xúc tác biến đổi chịu lưu huỳnh. Một phần khí CO bị chuyển hóa, nhiệt độ hỗn hợp khí 350-3800C đi ra khỏi đáy lò biến đổi số I, đi vào thiết bị trao đổi nhiệt khí than, rồi đi vào bộ làm lạnh nhanh I bằng nước ngưng. Hỗn hợp khí có nhiệt độ 180-2100C đi vào đoạn trên lò biến đổi số II, tiếp tục tiến hành phản ứng chuyển hóa CO, nhiệt độ đạt 300-3200C rồi đi ra và đi vào thiết bị làm lạnh nhanh II bằng nước ngưng tu, hỗn hợp khí có nhiệt độ 180-2100C tiếp tục đi vào đoạn dưới của lò biến đổi CO số II, phần CO còn lại tiếp tục được chuyển hóa. Khí biến đổi có nhiệt độ < 2500C và [CO] <1,5 %. Ra khỏi lò biến đổi số II, đi vào thiết bị trao đổi khí biến đổi nhiệt khí biến đổi, qua thiết bị đun sôi khí biến đổi của hệ thống tái sinh tăng áp dung dịch khử CO2 để thu hồi một lần nữa, sau đó đưa tới cương vị khử H2S trong khí biến đổi. Khí biến đổi tới đi vào dưới tháp hấp thụ, qua các tầng đệm H2S được hấp thụ bởi dung dịch Tananh từ dội đỉnh tháp xuống. Khí được phân ly bọt ở bộ khử bọt trên đỉnh tháp sau đó đi ra khỏi tháp hấp thụ vào tháp phân ly, ở đây mù dịch Tananh cuốn theo khí được tách ra, khí tiếp tục được đưa sang cương vị khử CO2 bằng dung dịch kiểm nóng. Khí biến đổi sau khi khử lưu huỳnh qua thiết bị trao đổi nhiệt, được gia nhiệt bởi khí biến đổi đến, nhiệt độ tăng từ 400C lên 900C và đi vào phía dưới tháp hấp thụ, khí sau khi khử CO2 ra khỏi đỉnh tháp hấp thụ, qua thiết bị làm lạnh bằng hơi nước, thiết bị phân ly rồi đi về đoạn IV máy nén khí nguyên liệu 6 cấp. Khí tinh chế vào đoạn IV máy nén khí nguyên liệu được nén lên áp suất 12,5 Mpa đưa sang cương vị tinh chế vi lượng bằng dung dịch Amoniac Acetat đồng và dung dịch kiềm. Quá trình tổng hợp NH3 đòi hỏi hàm lượng các chất gây ngộ độc xúc tác như CO, CO2, H2S và O2 là nhỏ nhất. Công đoạn rửa đồng và rửa kiềm nhằm khử tối đa các chất đó. Ra khỏi công đoạn này khí tinh chế còn lượng rất nhỏ H2S và (CO +CO2) < 20 ppm được gọi là khí tinh luyện. Khí tinh luyện với thành phần chủ yếu N2 và H2 theo tỷ lệ 3:1 vào đoạn VI của máy nén để tăng áp suất cho quá trình tổng hợp NH3. Khí tinh luyện ra máy nén đoạn VI có áp suất P=31,5 Mpa được đưa qua bộ phân ly dầu, nước, sau đó vào thiết bị 3 kết hợp, tại đây nó được kết hợp với khí tuần hoàn, được làm lạnh khí lạnh và bằng NH3, giảm nhiệt độ xuống -20C, các cấu tử lỏng như dầu, nước, NH3 bị ngưng tụ và phân ly, khí ra khỏi thiết bị 3 kết hợp được dẫn vào tháp tổng hợp NH3 lần 1, vừa để làm lạnh thành tháp đồng thời cũng nhận nhiệt của phản ứng tổng hợp, ra khỏi tháp lần 1 trao đổi nhiệt với khí ra lần 2, nâng nhiệt độ lên ~ 1800C, rồi vào tháp tổng hợp lần 2, cùng với sự có mặt của xúc tác sắt Fe để tiến hành phản ứng tổng hợp. Phản ứng tổng quát của quá trình có thể biểu diễn như sau: N2 + 3H2 « 2NH3 + Q. NH3 tạo thành ở trạng thái khí, ra khỏi tháp được làm lạnh gián tiếp bằng nước và ngưng tụ thành NH3 lỏng qua phân ly 1 để tách NH3 ngưng tụ ra khỏi hỗn hợp khí, sau đó hỗn hợp khí này được đưa qua máy nén tuần hoàn turbine nâng áp suất lên để bù phần áp suất bị giảm do phản ứng tổng hợp NH3 là phản ứng giảm thể tích và lượng khí NH3 bị ngựng tụ sau bộ làm lạnh bằng nước. Ra máy nén tuần hoàn hỗn hợp khí đi vào thiết bị 3 kết hợp, trọn lẫn với nguồn khí mới từ máy nén khí nguyên liệu tới, tiếp tục đi từ trên xuống thực hiện quá trình làm lạnh, ngưng tụ và phân ly, phần khí không ngưng tụ còn lại tiếp tục quay trở lại tháp tổng hợp thực hiện chu trình tuần hoàn liên tục. NH3 lỏng có nồng độ 99,8% được phân tách khỏi hệ thống bằng các thiệt bị phân ly, được giảm áp xuống thấp 2,4 Mpa, qua thùng chứa trung gian được đưa ra kho chứa NH3 lỏng (kho cầu) là sản phẩm cuối cùng của quá trình tổng hợp NH3. Từ kho cầu NH3 lỏng được cấp đến hệ thống bơm NH3 cao áp, nâng áp suất lên 20MPa, được đưa vào tháp tổng hợp ure. Khí CO2 được nhả ra từ tháp tái sinh CO2 khu vực tinh chế khí, xưởng tổng hợp NH3 được đưa đến công đoạn nén khí CO2 5 cấp – 836, khí CO2 ra đoạn 3 có áp suất 3,3 MPa, được đi qua hệ thống khử H2S trong khí CO2, qua tháp khử hàm lượng H2S giảm xuống còn <5ppm, được giảm áp xuống 2,4MPa, được đưa đến tháp tổng hợp ure. Tại tháp tổng hợp, với nhiệt độ 1900C và áp suất 20MPa, phản ứng tổng hợp ure xảy ra, tiến hành theo 2 giai đoạn rất nhanh. 4NH3 + 2CO2 + H2O = 2NH4COONH2 + 38.000 Kcal/Kmol; Sau đó, dung dịch CACbamat tách nước tạo thành ure: NH4COONH2 = (NH2)2CO + H2O + 6.800 Kcal/Kmol. Rút gọn phản ứng trên ta có phản ứng tổng hợp: 2NH3 + CO2 = (NH2)2CO + H2O + Q. Hiệu suất của phản ứng đạt 65-68%. Quá trình tổng hợp ure mang tính tuần hoàn toàn bộ: Toàn bộ NH3 và CO2 dư được đưa trở lại đầu hệ thống. Dịch phản ứng (cacsbamat amon) có nồng độ thấp 30%, qua các công đoạn phân giải và cô đặc để tách NH3 chưa phản ứng đưa trở lại tháp tổng hợp, đồng thời nồng độ ure cũng được tăng lên (99,8%) và được đưa vào tháp tạo hạt. Quạt gió, (N=108.000 m3/h) đặt trên đỉnh tháp hút gió làm nguội hạt ure trong quá trình rơi. Hạt ure rơi xuống phễu ở đáy tháp qua hệ thống băng tải được tiếp tục làm nguội rồi đến công đoạn đóng bao, đóng thành bao ure qui cách 50 kg/bao, rồi chuyển vào kho chứa sản phẩm. Nhận xét: quá trình sản xuất ure là quá trình làm việc liên tục tuần hoàn, khép kín. PHẦN III CÁC PHÂN XƯỞNG LIÊN QUAN 1. XƯỞNG TẠO KHÍ: 1.1. Nhiệm vụ: Chế khí nguyên liệu cho quá trình tổng hợp NH3. Phân xưởng bao gồm các cương vị chính sau: Cương vị lò tạo khí. Cương vị lọc bụi điện. Cương vị bơm dầu cao áp. Cương vị nước tuần hoàn. Cương vi thu hồi nhiệt khí thổi gió. 1.2. Cương vị lò tạo khí 651: Nhiệm vụ: sản xuất khí than ẩm. Bất kỳ một phương pháp tổng hợp NH3 nào cũng phải đi từ N2 và H2 . Để giải quyết nguồn nguyên liệu nói trên có thể chế khí hỗn hợp hoặc chế riêng H2, N2 rồi hỗn hợp lại với nhau. Nguồn N2 lấy từ không khí. H2 có thể thu được từ khí thiên nhiên, khí lò cốc, dầu Mazuts, than cốc, than antraxit… Có nhiều nguồn nguyền liệu khác nhau cũng như cso nhiều cachs sản xuất khí nguyên liệu cho tổng hợp NH3 nhưng ở đây chỉ nêu phương pháp khí than bằng lò khí hóa tầng cố định theo phương pháp khí hóa gián đoạn. phương pháp khí hóa gián đoạn có những ưu điểm như sau: Không dùng O2, vốn đầu tư thấp. Có thể dùng được than cốc và than antraxit. Thao tác đơn giản. Lưu trình thiết bị công kềnh. Cường độ khí hóa thấp. Sản xuất không an toàn bằng các phương pháp khác. Yêu cầu về than khá ngặt nghèo. 1.2.1. Nguyên lý quá trình khí hóa than ẩm: Sản xuất khí hóa than ẩm tại cương vị 651 là quá trình khí hoá theo phương pháp gián đoạn lò tầng cố định. Nguyên liệu là than cục được đưa vào từ đỉnh lò. Chất khí hoá là không khí và hơi nước được đưa qua tầng nhiên liệu để tiến hành khí hoá . Tro xỉ được thải ra ở cửa đáy lò.Trong lò khí hoá khi đưa chất khí hoá qua tầng nhiên liệu để tiến hành phản ứng thì có sự phân tầng. Từ trên xuống tầng nhiên liệu được phân tầng như sau: Tầng sấy Tầng chưng Tầng khí hoá( bao gồm tầng khử và tầng oxyhoá). Tầng xỉ Các phản ứng chính xảy ra trong lò khí hoá: 2C +O2 =2CO + Q C +O2 =CO2 + Q CO + O2 =CO2 + Q C+ H2O =CO + H2 – Q C + CO2 =2CO – Q C + 2H2O = CO2 + 2H2 – Q Ngoài các phản ứng trên, trong tầng khí hoá còn xảy ra các phản ứng phụ sau: C + 2H2 = CH4 + Q CO + 3H2 = CH4 + H2O + Q CO2 + 4 H2 =CH4 + H2O + Q S + H2 = H2S. Thành phần khí than ẩm như sau: CO2 CO H2 O2 CH4 N2 7 31,5 41 0,5 1 19 Trong thực tế trong thành phần khí than ẩm còn có chứa một lượng nhỏ H2S,… Chế khí than ẩm theo phương pháp gián đoạn bao gồm hai giai đoạn chính, đó là giai đoạn thổi gió và giai đoạn chế khí. Ở giai đoạn đầu dùng không khí thổi vào đáy lò, khí thu được phóng không ra ngoài. Khi nhiệt độ tăng đến mức độ nhất định thì ngừng thổi gió bắt đầu đưa hỗn hợp khí và hơi nước vào để chế khí than ẩm. Trong khoảng bắt đầu từ thổi gió lần trước đến thỏi gió lần sau được gọi là một tuần hoàn làm việc. Để đảm bảo an toàn và nâng cao sản lượng và chất lượng khí than, một tuần hoàn làm việc bao gồm 5 giai đoạn: Giai đoạn thổi gió Giai đoạn thổi lên lần 1 Giai đoạn thổi xuống Giai đoạn thổi lên lần 2 Giai đoạn thổi sạch Một tuần hoàn làm việc bao gồm 5 giai đoạn và kéo dài 175s. Trong đó thời gian của giai đoạn thổi xuống là dài nhất. Thông thường phân phối thời gian một tuần hoàn làm việc như sau: Giai doạn Thổi gió Thổi lên lần 1 Thổi xuống Thổi lên lần 2 Thổi sạch % 22 – 26 24 – 28 38 - 42 6 - 9 3 – 4 Giây 37 48 64 16 5 1.2.2. Lưu trình công nghệ: a. Vận chuyển và cung cấp nguyên vật liệu Nguyên vật liệu đầu vào là than cục, được phân làm 3 loại: Loại1: d=40-100mm Loại2: d=25-40mm Loại3: d=12-25mm Mỗi loại than được phân bố cho các lò khác nhau để có thể áp dụng các điều kiện công nghệ thích hợp của lò khí hoá cho từng cỡ hạt than. Than được đưa vào lò qua Bunke. Hiện tại nhà máy đang sử dụng 10 lò khí hoá, mỗi lò sử dụng hết 50 tấn than/ngày. Trong 10 lò khí hoá có 8 lò mới cải tạo, đường kính lò d=3000mm và 2 lò cũ có đường kính 2750mm. Sở dĩ có sự phân loại cỡ than như trên là để đảm bảo quá trình cháy của than là đồng đều, cũng như tuận lợi cho quá trình khống chế nhiệt độ cho từng lò. b. Thuyết minh lưu trình công nghệ Thổi gió: Nguồn không khí cung cấp cho quá trình thổi gió, để tăng nhiệt cho lò khí hóa. Không khí được quạt gió đưa vào đường ống chung với áp suất 2800-3200 mm H2O được đưa qua tầng than nóng đỏ xẩy ra phản ứng cháy của cacbon với O2 của không khí. Nhiệt tích lại ở tầng than trong lò. Sau khi ra khỏi lò đốt khí thổi gió được đi vào lò nhiệt thừa theo hướng từ trên xuống rồi qua van ống khói phóng không hoặc đưa tới cương vị thu hồi khí thổi gió qua van thu hồi. Thổi lên lần 1: Hỗn hợp không khí và hơi nước qua tầng than nóng đỏ, chế tạo được khí than ẩm qua lò đốt, qua lò hơi nhiệt thừa về van ba ngả đến túi rửa rồi vào đường ống chung khí than qua tháp rửa, khí than đi từ dưới lên, nước tuần hoàn dội xuống làm lạnh và làm sạch tiếp khí than ẩm và đi vào két khí Thổi xuống: Sau giai đoạn chế khí thổi lên, để tránh tần lửa dịch lên gây kết tảng, bám vách lò, người ta cho hơi nước đi vào từ đỉnh tháp lò đốt để tận dụng nhiệt lò đốt ra ở đáy lò đốt và đưa vào đỉnh lò phát sinh. Hơi nước thổi từ trên xuống đi qua tâng than. Khí than hình thành sau khi qua tần xỉ, mũ gió qua van ba ngả vào túi rửa, ra đường ống chung khí than. Thổi lên lần 2: Sau khi thổi xuống khí than còn lưu lại ở đáy lò, đương ống phía đáy lò, người ta dùng hỗn hợp không khí và hơi nước thổi lên để đảm bảo an toàn trước khi vào giai đoạn thổi gió. Lưu trình như thổi lên lần một nhưng thời gian ngắn hơn. Thổi sạch: Để thu hồi lượng khí than ẩm còn lưu lại trong thiết bị, ngưòi ta dùng không khí để thổi sạch với lưu trình như thổi gió nhưng van ống khói đóng để thu hồi khí than và đường ống chung. 1.2.3. Các thiết bị chính trong cương vị: Lò phát sinh khí than Số lượng: 8 lò. Đường kính: F 2,745 m – 3 m. Mỗi hệ thống gồm các thiết bị chính sau đây: Lò phát sinh khí than: 01. Lò đốt: 01. Nồi đố hơi nhiệt thừa: 01. Thủy phong túi rửa: 01. Thủy phong lò đốt: 01. Hệ thống lò 3-10 sử dụng hệ thống khống chế bằng máy vi tính sử dụng dầu cao áp để khống chế quá trình đóng mở van cửa lò. Hệ thống lò 1,2 sử dụng hệ thống không chế bằng máy tự động và đóng mở van bằng nước cao áp. Lò khí hóa UGI: Đường kính: F = 2,745 m và 3 m. Lò bao gồm 4 phần chính như sau: Nồi hơi vỏ kép: H = 3961mm F = 13 m2 Lượng nước chứa: 12m3 Tác dụng: Chống hiện tượng nhiệt độ tầng nhiên liệu quá cao làm cho xỉ chảy ra bám dính vào thành lò gây hiện tượng treo liệu, đồng thời sản xuất ra hơi nước thấp áp 0,5-0,8at. Mũ gió: Làm bằng gang, cao 1400mm. Tác dụng: Phân phối khí đều cho tầng than Loại cũ: Có hình bảo tháp, có đường kính vành lớn nhất F =1200mm, mũ gió tầng trên cùng khoan 20 lỗ F =20, diện tích thông gió là 0,9m2. Loại mới: Có hình dẻ quạt có F = 2650mm, diện tích thông gió 1,5m2. Ghi lò Có 2 loại: Loại cũ: Cơ cấu truyền động bằng giảm tốc hành tinh, điều chỉnh tốc độ bằng bộ khống chế ZLK. Loại mới: Cơ cấu truyền động bằng giảm tốc biến tần, tốc độ trung bình của ghi lò là 0,3-0,8 vòng/phút. Mâm tro Tác dụng: để đỡ toàn bộ trọng lượng tầng xỉ tro và tầng nguyên liệu. Loại cũ: Trên mâm tro cố định 4 thanh gạt tro hình lưỡi liềm gọi là gờ đẩy tro. Loại mới: Có 2 thanh gạt tro xuống phễu tro. Phễu tro Có tác dụng chứa xỉ, được định kì tháo ra. Lò đốt H =10880mm. F =3354mm. Tác dụng: Thu hồi nhiệt khi thổi gió và thổi lên. Đốt triệt để CO và H2 trong khí thổi gió Trữ nhiệt nhằm gia nhiệt cho hỗn hợp hơi nước ở giai đoạn chế khí thổi xuống. Loại bỏ một phần bụi trong khí thổi gió và khí than ẩm thổi lên Cấu tạo:Thiêt bị cấu tạo đơn giản, thân hình trụ tròn, có chóp trên, chóp dưới. Vỏ làm bằng thép cuốn dày 8mm, phần hình trụ trên được xếp gạch chịu nhiệt, phần chóp và hình trụ dưới được xây lót bằng gạch chịu lửa. Lò hơi nhiệt thừa Tác dụng: Thu hồi nhiệt lượng của khí thổi gió và khí than ẩm thổi lên để sản xuất hơi nước. Làm nguội khí thổi gió trước khi phóng không. Làm nguội khí than ẩm thổi lên trước khi đưa vào thuỷ phong túi rửa. Tách một lượng bụi trong khí thổi gió và khí than ẩm ở giai đoạn chế khí thổi lên. Cấu tạo:Hình trụ tròn, 2 mặt trên và dưới có gắn 2 mặt sàng để lồng ống chùm. Fống = 76 ´ 3; Flỗ = 2300; Hống =6000; Hlò =11717; Ftn = 480m2; Thuỷ phong túi rửa Tác dụng: Không cho khí than ẩm ở sau thuỷ phong túi rửa đi ngược trở lại lò khí hoá gây nổ. Làm lạnh và rửa sơ bộ khí than ra lò trướ khi vào tháp rửa. Cấu tạo: Ở trên hình tròn, dưới hình chóp nón. Đường ống khí vào cắm sâu ngập trong nước70mm, nay đã nâng lên 150mm. Đường kính túi rửa: 3000mm. Dung tích: 15m3, Plv = 700mmH2O; Tlv = 80oC. Két khí Tác dụng: Chứa khí than ẩm Trộn khí than các lò với nhau Có tác dụng cân bằng phụ tải hệ thống sản xuất, giúp các cương vị sau ổn định phụ tải một cách liên tục. Cấu tạo: Hai tầng hình trụ tròn, 1 chụp chuông. Dung tích: 10.000m3 Tầng dưới chứa nước có đường kính F = 27928´14; H = 11312 Tầng trên chứa khí có đường kính F = 27016´6; H = 9590 Chụp chuông F = 26100´4; H = 9585 Chụp an toàn, van phóng không. Máy tự động hóa: Tác dụng: Định kỳ đưa nước cao áp vào các xilanh thuy áp của các van thủy áp của hệ thống lò làm các van đóng mỏ chính xác theo yêu cầu của giai đoạn tuần hoàn chế khí. Trong trường hợp sự cố có thể nhanh chóng tự động bước vào trạng thái ngừng máy hoàn toàn. Cấu tạo: thân máy, cơ cấu truyền động biến tốc, xilanh thủy áp chính, đĩa chỉ thị, cơ cấu đóng, mở tự động, cơ cấu an toàn. Máy khống chế vi tính kiểu HBY-V: Phần chính được dùng bộ khống chế lập trình logich OMRON-C200H làm máy chính. Máy có đủ tính năng về các mặt như: khống chế trình tự, khống chế tự động cấp than, khống chế lưu lượng hơi nước vào lò, báo cánh khóa liên động vị trí van có thể lập lại chương trình, xếp hàng thổi gió tự động… đồng thời có hiện thị bằng số về các thông số như sau: chỉ tiêu giai đoạn, chỉ tiêu trạng thái vận hành, ghi số tuần hoàn, thời gian của các giai đoạn, khống chế cương vị phóng không. Đối với máy nạp liệu tự động thực hiện việc cắt chuyển tự động và thủ công cũng như khống chế thủ công đối với gió lần 2, thêm N2 lên, xuống đều có thể khống chế riêng biệt được. Máy có khả năng tạm ngừng và tăng tốc, có thể thực hiện việc khống chế bằng tay. Chỉ tiêu kỹ thuật: Điện áp cung cấp: ~ 220 V ± 10%. Công suất tiêu thụ: ~ 50VA. Nhiệt độ môi trường: 0 – 500C. Dung lượng đưa ra: 8A/24V – DC Dòng điện đưa ra 4-20mA DC hoặc 0 – 10 mA DC. Điện trở phụ tải của dòng: 400 – 800 W (4 – 20 mA). 400 – 1500 W (0 – 10 mA). Phạm vi đặt thời gian: Thổi lên lần 2: 10 – 20s. Thổi sạch: 0 – 10s. Thổi gió: 20 – 99s. Thổi lên lần 1: 20 – 99s. Thổi xuống: 20 – 99s. Cấp liệu: 0 – 44s. Thời gian thu hồi: 0 – thu hồi toàn bộ. Thêm N2: 0 – 10s. Đường cong khống chế lưu lượng hơi nước vào lò là đường cong hình thang có phạm vi tham số là: Độ mở lớn nhất: 0 – 99%. Độ mở nhỏ nhất: 0 – 99%. Thời gian cố định chiếm tỷ lệ %: 0 – 99%. Có khả năng giữ được số liệu khi mất điện sau khi đóng máy số liệu không bị mất. Có thể tùy ý cắt chuyển việc thêm hay không thêm N2, tùy ý cắt chuyển việc thêm hay không thêm gió lần 2 đồng thời còn có thể cưỡng chế việc đóng hay mở van phóng không bất cứ lúc nào. Máy còn có khả năng chế khí trơ. 1.3. Điều kiện công nghệ: 1.3.1. Lò 1 & 2: Nhiệt độ đỉnh lò phát sinh khí than : 550 – 6500C, < 6500C. Nhiệt độ lò đốt : <8500C. Nhiệt độ ghi lò : <3000C. Áp lực hơi nước thấp áp : >0,35 kg/cm2, < 0,8 kg/cm2 Áp lực hơi nước cao áp : 7 – 9 kg/cm2, Áp lực gió đường ống chung : 2800 – 3200 mmH2 Lương lượng không khí thêm N2 : < 2560 Hm3/h. Lưu lượng hơi nước Thổi lên : 4,5 – 8 tấn/h. Thổi xuống : 5 – 9 tấn/h. Lưu lượng không khí thổi gió : 12.000 – 18.000 Hm3/h. Thành phần khí than yêu cầu [CO + H2] : > 68%. Tỷ lệ (CO + H2)/N2 : 3,1 – 3,3. Hàm lượng O2 : < 0,5 %. Thành phần CO2 trong KTA Thổi lên : 7 – 8%. Thổi xuống : 4,5 – 5,5 %. Thành phần C trong xỉ : < 30%. Độ cao tầng than cách cửa ra đỉnh lò : 3 – 4 viên gạch. Độ cao két khí : Max: 9500 – Min: 3000 Mặt lò : Lửa màu hồng nhạt. Tỷ lệ % máy khống chế tự động Thổi gió : 22 – 28%. Thổi lên : 25 – 27 %. Thổi xuống : 35 – 39 %. Thổi lên lần 2 : 8 %. Thổi sạch : 3 %. 1.3.2. Lò 3 – 10: Nhiệt độ đỉnh lò phát sinh khí than: : 320 – 4200C. Nhiệt độ lò đốt : 320 – 4200C. Nhiệt độ ghi lò : <3000C. Áp lực dầu cao áp : 3,8 – 4,5 MPa. Áp lực gió đường ống chung : 2800 – 3200 mmH2 Lương lượng không khí thêm N2 : < 3200 Hm3/h. Lưu lượng hơi nước Thổi lên : 4,5 – 8 tấn/h. Thổi xuống : 5 – 9 tấn/h. Lưu lượng không khí thổi gió : 18.000 – 25.000 Hm3/h. Thành phần khí than yêu cầu [CO + H2] : > 68%. Tỷ lệ (CO + H2)/N2 : 3,1 – 3,3. Hàm lượng O2 : < 0,5 %. Thành phần CO2 trong KTA Thổi lên : 6 – 8%. Thổi xuống : 4 – 6 %. Thành phần C trong xỉ : < 30%. Khoảng lưu không : 2,6 – 3 m. Độ cao két khí : Max: 9500 – Min: 3000 Tỷ lệ % máy khống chế tự động Thổi gió : 22 – 28% (42s). Thổi lên : 25 – 27 (48s)%. Thổi xuống : 35 – 39 (64s)%. Thổi lên lần 2 : 8 % (15s). Thổi sạch : 3 % (6s). 1.4. Cương vị lọc bụi điện: Phương pháp lọc khí bằng cơ học, phòng lắng bụi khí cồng kềnh, kém hiệu quả và không thể tách được các phần tử có kích thước nhỏ bé. Dùng xyclon có gọn gàng hơn nhưng tiều tốn nhiều năng lượng và bản thân thiết bị nhanh chóng bị bào mòn. Với yêu cầu thể khí với hàm lượng bụi ít nhất Công Ty dùng phương pháp làm sạch khí bằng lọc điện. Với phương pháp này thể khí thu được với độ sạch từ 90 – 95%, năng lượng tiêu hao nhỏ. Nguyên lý quá trình: dưới tác dụng của điện thế các phân tử không khí phân ly thành ion: các điện tử tích điện dương và các điện tử tích điện âm. Các ion này dưới tác dụng của lực điện trường bắt đầu chuyển động về các điện cực trái dấu. Do đó tốc độ chuyển động và động năng của các ion và điện tử tăng lên khi tăng điện thế của điện trường. Khi tốc độ của ion và điện tử bắt đầu vượt qua giá trị tới hạn, nhờ lực sẵn có, chúng có khả năng lần lượt phân ly các phân tử trung hòa gặp trên đường đi. Vì vậy xẩy ra sự ion hóa toàn bộ thể tích khí giữa các điện cực. Đồng thời với sự tạo thành một số đáng kể các ion trong trường hợp đồng nhất giữa các bản song song thì cường độ dòng điện tăng nhanh và phóng ra tia lửa điện. Để loại trừ ảnh hưởng có hại của bụi trên điện cực, người ta lắc điện cực hoặc tăng tính dẫn điện của bụi bằng cách tăng ẩm cho bụi như phun nước vào dòng khí nóng trước khi cho khí vào máy lọc điện. 1.5. Lưu trình bơm dầu cao áp của hệ thống máy vi tính lò tạo khí: Để nâng cao năng lực sản xuất của lò phát sinh khí than trên cơ sở dùng máy vi tính khống chế, hiện nay công ty đã trang bị 4 bơm dầu cao áp dùng loại dàu cơ giới 40, áp lực dầu 40at. Một bơm dầu phụ trách 3 lò. Nguyên tắc đóng mở các xilanh dầu giống như nước cao áp, tu._.y vậy đường kính xilanh nhỏ hơn vì có áp lực cao và khi thi công phải đẩm bảo không có xỉ hàn, bavia để tránh ảnh hưởng đến thao tác của máy vi tính. Hệ thống máy vi tính thây thế cho MTĐ, có thể tự ghi, tự động làm việc và khi cần công nhân thao tác có thể can thiệp vào, và mệnh lệnh bằng các phím bấm. Do dùng hệ thống máy vi tính, năng lực sản xuất có thể tăng thêm được 7 – 10%. 1.6. Lưu trình công nghệ nước tuần hoàn tạo khí: Để giảm nhiệt độ khí than ẩm và khử bụi khô trong khí than ẩm, người ta dùng nước tuần hoàn. Trong khí than ẩm ngoài CO, CO2, H2, CH4, N2, H2S có thể có các hợp chất ion CN-, F-,… có tác dụng độc hại tới môi trường, vì vậy phải tuần hoàn bộ lượng nước này. Nước lạnh có nhiệt độ 380C được ba bơm nước lạnh bơm theo đường ống ngầm lên tháp rửa lần một và 10 thủy phong túi rửa. Nước ra có nhiệt độ 650C được đưa theo hệ thống ỗng đãn chay qua 6 để lắng bụi. Ở đây nước được bốc hơi làm lạnh một phần và bụi được lắng xuống, định sẽ vệ sinh nạo vét. Nước ra bể lắng có nhiệt độ 630C được đưa vào bể trung gian và vào ba bơm nước nóng bơm lên hai tháp làm lạnh 451 có các ngăn chảy tràn bằng gỗ. Phía trên có lắp hai quạt trục lưu hút chân không. Khí vào làm nguội nước. Phần phía dưới là bể chứa, nhiệt độ < 350C được đưa vào bơm nước lạnh, bơm tiếp tục lên tuần hoàn. Vì lượng hơi nước bốc lên gây tổn thất nên người ta có lắp một đường ống nước bổ sung vào bể lạnh để bổ sung nước để đảm bảo dịch diện luôn ở mức 2/3. 2.XƯỞNG NH3 2.1. Nhiệm vụ của xưởng NH3: Sản xuất ammoniac là công đoạn thứ hai trong dây chuyền sản xuất urê. Nguyên liệu cho quá trình này là khí N2 và H2 được đưa từ xưởng tạo khí sang. Xưởng NH3 được chia thành hai xưởng nhỏ hơn: - Tinh chế - Hợp thành 2.2. Xưởng tinh chế: Tinh chế là khâu quan trọng trong dây chuyền sản xuất ammoniac (NH3), dùng nguyên liệu than đá, khí hóa theo phương pháp gián đoạn tầng cố định chế khí than ẩm. Trong khí than ẩm không chỉ chữa những thể khí cần cho tổng hợp NH3 như H2, N2, mà còn chứa kèm theo nhiều tạp chất hóa học, cơ học khác như các khí: CO, CO2, CH4, Ar, H2S, COS. Lưu huỳnh hữu cơ, tro bụi và dầu mỡ, trừ CH4 và Ar được phóng không tại cương vị tổng hợp NH3, còn các thành phần khác đều phải loại bỏ tại khâu tinh chế khí, một lượng nhỏ CO, CO2, và H2S bằng dung dịch đồng hạ nồng độ xuống mức vi lượng (CO + CO2) < 20 ppm, H2S < 1 ppm. Hỗn hợp khí N2, H2 tương đối thần khiết được đưa tới làm khí nguyên liệu cho cương vị tổng hợp NH3 Công đoạn tinh chế bao gồn các công đoạn nhỏ sau: Khử H2S trong khí than ẩm ( khử thấp áp) Biến đổi CO Khử H2S trong khí biến đổi ( khử trung áp) Khử CO2 CO2 thu hồi có độ thuần khiết > 98%. Nhiệt độ < 400C làm nguyên liệu cho tổng hợp Ure và sản xuất CO2 lỏng rắn. Khâu khử H2S trong khí than ẩm có hệ thống thiết bị thu hồi S, lưu huỳnh thành phẩm được dùng cho mộ số nghành công nghiệp khác… Chức năng của cương vị tinh chế: Phải chấp hành nghiêm chỉnh quy trình kỹ thuật thao tác công nghệ, quy trình kỹ thuật an toàn và chế độ quy định hữu quan khác, sử dụng hợp lý và bảo quản sửa chữa tốt thiết bị sản xuất thuôc cương vị, các thiết bị công trình công cộng và các thiết bị an toàn PCCC, đảm bảo hệ thống sản xuất an toàn. Thực hiện nghiêm chỉnh các chỉ tiêu công nghệ, căn cứ vào yêu cầu của sản xuất mà kịp thời điều chỉnh, đưa các khâu trong dây chuyền sản xuất vào trạng thái được khống chế chặt chẽ, cố gắng hoàn thành nhiệm vụ sản xuất, sản phẩm đạt chất lượng cao, sản lượng cao và tiêu hao thấp. Nắm chắc tình hình vận hành của các máy móc thiết bị thuộc quyền quản lý, đạt trình độ “ 4 hiểu” , “3 biết”, chạy máy, ngừng máy và đổi máy một cách hợp lý, chủ động kịp thời loại bỏ mọi hiện tượng rò, xì, chảy tràn (thể khí, thể lỏng) và mọi sự cố khác của thiết bị, kịp thời nêu ra các hạng mục sửa chữa. “ 4 hiểu” là hiểu nguyên lý, hiểu tính năng, hiểu công dụng và hiểu lưu trình công nghệ. “3 biết” là biết thao tác, biết bảo dưỡng sửa chữa và biết cách loại trừ sự cố hỏng hóc. Phải tiến hành đi tua kiểm tra định kỳ thật nghiêm túc, khi phát hiện các hiện tượng bất thường phải xử lý kịp thời, nếu tự mình không xử lý được phải báo cáo ngay lên cấp trên, đồng thời phải liên hệ với các đơn vị có liên quan. Trước khi đưa thiết bị vào giai đoạn sửa chữa phải đầy đủ các khâu an toàn cho công nhân sửa chữa như thải định, hạ áp (thải khí) và trao đổi đạt yêu cầu quy định, giao thiết bị cho bên sửa chữa đúng thủ tục và làm thật tốt việc thử máy nghiệm thu sau khi sửa chữa. Khi bàn giao ca kíp phải nói rõ tình hình vận hành, sữa chữa, và dự phòng thay thế của các loại máy móc thiết bị. Làm thật tốt công việc bảo quản, sửa chữa, bôi trơn, làm nguội, chống đóng băng, chống trào, chống ẩm ướt. v.v… của thiết bị. Luôn kiểm tra, nắm vững tình hình thay đổi các thông số như áp suất, nhiệt độ, mức dịch, lưu lượng… đảm bảo hệ thống luôn ở trạng thái làm việc bình thường, ổn định. Khi xẩy ra sự cố phải xử lý kịp thời và thỏa đáng giảm thiệt hại tới mức thấp nhất, về sau phải tiến hành phân tích thấu đao, rút ra bài học kinh nghiệm, áp dụng các biện pháp phòng ngừa hữu hiệu và viết báo cáo sự cố theo yêu cầu quy định. Ghi chép báo biểu cương vị thật đúng giờ, chính xác ngay ngắn, rõ ràng, không tẩy xóa, sổ giao nhận ca, báo biểu phải lưu trữ đầy đủ. Làm tố vệ sinh cương vị, đảm bảo thiết bị, nền nhà, tường nhà, cửa sổ, bàn ghế… luôn gọn gàng, sạch sẽ, phù hợp với tiêu chuẩn quy định. Phải chấp hành nghiêm chỉnh quy trình kỹ thuật thao tác công nghệ, quy trình kỹ thuật an toàn và chế độ quy định hữu quan khác, sử dụng hợp lý và bảo quản sửa chữa tốt thiết bị sản xuất thuôc cương vị, các thiết bị công trình công cộng và các thiết bị an toàn PCCC, đảm bảo hệ thống sản xuất an toàn. Thực hiện nghiêm chỉnh các chỉ tiêu công nghệ, căn cứ vào yêu cầu của sản xuất mà kịp thời điều chỉnh, đưa các khâu trong dây chuyền sản xuất vào trạng thái được khống chế chặt chẽ, cố gắng hoàn thành nhiệm vụ sản xuất, sản phẩm đạt chất lượng cao, sản lượng cao và tiêu hao thấp. Nắm chắc tình hình vận hành của các máy móc thiết bị thuộc quyền quản lý, đạt trình độ “ 4 hiểu” , “3 biết”, chạy máy, ngừng máy và đổi máy một cách hợp lý, chủ động kịp thời loại bỏ mọi hiện tượng rò, xì, chảy tràn (thể khí, thể lỏng) và mọi sự cố khác của thiết bị, kịp thời nêu ra các hạng mục sửa chữa. “ 4 hiểu” là hiểu nguyên lý, hiểu tính năng, hiểu công dụng và hiểu lưu trình công nghệ. “3 biết” là biết thao tác, biết bảo dưỡng sửa chữa và biết cách loại trừ sự cố hỏng hóc. Phải tiến hành đi tua kiểm tra định kỳ thật nghiêm túc, khi phát hiện các hiện tượng bất thường phải xử lý kịp thời, nếu tự mình không xử lý được phải báo cáo ngay lên cấp trên, đồng thời phải liên hệ với các đơn vị có liên quan. Trước khi đưa thiết bị vào giai đoạn sửa chữa phải đầy đủ các khâu an toàn cho công nhân sửa chữa như thải định, hạ áp (thải khí) và trao đổi đạt yêu cầu quy định, giao thiết bị cho bên sửa chữa đúng thủ tục và làm thật tốt việc thử máy nghiệm thu sau khi sửa chữa. Khi bàn giao ca kíp phải nói rõ tình hình vận hành, sữa chữa, và dự phòng thay thế của các loại máy móc thiết bị. Làm thật tốt công việc bảo quản, sửa chữa, bôi trơn, làm nguội, chống đóng băng, chống trào, chống ẩm ướt. v.v… của thiết bị. Luôn kiểm tra, nắm vững tình hình thay đổi các thông số như áp suất, nhiệt độ, mức dịch, lưu lượng… đảm bảo hệ thống luôn ở trạng thái làm việc bình thường, ổn định. Khi xẩy ra sự cố phải xử lý kịp thời và thỏa đáng giảm thiệt hại tới mức thấp nhất, về sau phải tiến hành phân tích thấu đao, rút ra bài học kinh nghiệm, áp dụng các biện pháp phòng ngừa hữu hiệu và viết báo cáo sự cố theo yêu cầu quy định. Ghi chép báo biểu cương vị thật đúng giờ, chính xác ngay ngắn, rõ ràng, không tẩy xóa, sổ giao nhận ca, báo biểu phải lưu trữ đầy đủ. Làm tố vệ sinh cương vị, đảm bảo thiết bị, nền nhà, tường nhà, cửa sổ, bàn ghế… luôn gọn gàng, sạch sẽ, phù hợp với tiêu chuẩn quy định. 2.2.1. Cương vị khử H2S thấp áp 2.2.1.1. Khái niệm chung: Cương vị này dung dung dịch tananh để loại bỏ H2S trong hỗn hợp khí than ẩm từ thiết bị lọc bụi điện tới Sau khi khử H2S thấp áp, hàm lượng H2S trong khí than còn khoảng 100-150mg/m3, đi vào đoạn 1 của máy nén để tăng áp và đưa đi biến đổi CO. Dung dịch sau khi hấp thụ được đưa đi tái sinh thu hồi lưu huỳnh làm sản phẩm phụ, được khôi phục khả năng hấp thụ, tuần hoàn lại để sử dụng. Trong khí than ẩm có chứa một lượng nhất định hợp chất của lưu huỳnh mà ở đây chủ yếu là H2S. Ngoài ra có một số hơp chất lưu huỳnh hữu cơ như CS2, COS, thioalcohol, thio-phene… với hàm lượng chỉ bằng 8% so vơi lưu huỳnh vô cơ. Hợp chất lưu huỳnh trong khí nguyên liệu không những gây ăn mòn đường ống thiết bị mà còn làm ngộ độc xúc tác tổng hợp NH3( xúc tác trong tổng hợp NH3 yêu cầu hàm lượng khí H2S trong khí vào tháp rất nhỏ, dưới 1ppm). Ngoài ra hợp hất lưu huỳnh còn làm hỏng dung dịch khử CO2. Vì vậy, phải tìm cách khử lưu huỳnh trong khí nguyên liệu. Quá trình loại bỏ tạp chất lưu huỳnh gọi tắt là quá trình khử lưu huỳnh “S”. Ngoài ra S còn làm nguyên liệu quan trọng trong một số nghành công nghiệp. Có nhiều phương pháp khử lưu huỳnh, căn cứ vào hình thái vật lý của chất khử bỏ S có thể chia thành 2 phương pháp chính là khử S kiểu khô và khử S kiểu ướt. Khử S kiểu khô: Dùng chất khử S dạng rắn như bột Fe2O3, than hoạt tính… để khử H2S lượng nhỏ và hợp chất S hữu cơ trong khí nguyên liệu. Ưu điểm của phương pháp này là vừa khử được S vô cơ và S hữu cơ, độ tinh khiết cao có thẻ khử nồng độ S xuống dưới 1ppm. Nhược điểm là chỉ khử được khí có hàm lượng H2S thấp. Chất khử khó tái sinh, thường sau khi đã hấp phụ bão hòa H2S thì thải bỏ, gây ô nhiễm môi trường. Khử S kiểu ướt: chủ yếu dùng khử H2S có trong khí nguyên liệu còn hợp chất S ở dạng hữu cơ khó hơn. Dựa vào tính chất phản ứng khác nhau giữa chất lỏng và H2S cò chia phương pháp ướt thành 3 loại: phương pháp hấp thụ hóa học, phương pháp hấp thụ vật lý và phương pháp hấp thụ vật lý-hóa học. Ở công ty phân đạm và hóa chất Hà Bắc hiện nay đang dùng dung dịch keo Tananh để khử H2S. 2.2.1.2. Cơ chế phản ứng của keo Tananh 2.2.1.2.1. Thành phần dung dịch của keo Tananh Dung dịch hấp thụ gồm: Keo tananh: Được chiết xuất từ thực vật như cây chay, si, sắn thuyền,… đem nghiền nhỏ vỏ, ngâm nước, lọc. Là hợp chất chứa rất nhiều gốc OH- Na2CO3: Đây là chất hấp thụ chủ yếu, hay còn gọI là chất xúc tác trong quá trình hấp thụ H2S NaVO3: Là chất ức chế chống tạo kết tủa V-O-S gây ăn mòn thiết bị 2.2.1.2.2. Cơ chế phản ứng: Dung dịch sôđa hấp thụ H2S tạo thành hợp chất hidrosunfua Na2CO3 + H2S = NaHS + NaHCO3 (1) Trong pha lỏng, hợp chất hidrosunfo kết hợp với vadininatri tạo thành muối pirovanadat mang tính khử, đồng thời S nguyên tố được tách ra: 2NaHS + 4NaVO3 + H2O = Na2V4O9 + 4NaOH + 2S (2) V4O92- có tính khử, kếy hợp với tananh ở trạng thái oxyhoá tạo thành tananh ở trạng thái khử, còn V+4 tạo thành V+5 mang tính oxy hoá. Na2V4O9 + 2tananh(oxyhoá) + 2NaOH = 4 NaVO3 + 2 tananh(khử) (3) Trong tháp tái sinh, tananh dạng khử bị oxy của không khí tạo thành tananh dạng oxyhoá: Tananh(khử) + O2 = Tananh(oxyhoá) + H2O (4) Lượng Na2CO3 tiêu hao ở phản ứng (1) được bù đắp bởi lượng NaOH tạo thành ở phản ứng (2): NaOH + NaCO3 =Na2CO3 + H2O (5) Trong dung dịch, tốc độ NaSH bị tananh oxy hóa rất chậm, nhưng bị NaVO3 oxy hóa rất nhanh. Khi cho thêm NaVO3 vào dung dịch thì phản ứng diễn ra nhanh, Na2V4O9 sinh ra ở phản ứng (2) có thể không bị O2 của không khí oxy hóa trực tiếp nhưng lại bị tananh ở dạng oxy hóa oxy hóa ngay lập tức, còn tananh ở dạng khử có thể bị O2 của không khí oxy hóa trực tiếp để tái sinh. Cho nên trong quá trình hấp thụ loại bỏ lưu huỳnh, Na2CO3 đóng vai trò là chất hấp thụ còn Tananh đóng vai trò là chất mang oxy. Khi trong thể khí có chứa nhiều O2, CO2, HCN… còn có thể xẩy ra các phản ứng không mong muốn sau: 2NaHS + 2O2 = Na2S2O3 +H2O. Na2CO3 + CO2 + H2O = 2 NaHCO3. Na2CO3 + HCN = 2NaHCN + H2O + CO2. NaCN + S = NaCNS. 2NaCNS + O2 = Na2SO4 + CO2 + SO2 + N2 Các phản ứng trên làm tiêu hao cấu tử có lợi cho quá trình hấp thụ Na2CO3 làm giảm khả năng hấp thụ H2S của dung dịch, vì vậy trong sản xuất cần phải có gắng hạ thấp nồng độ O2 và HCN trong khí nguyên liệu. 2.2.1.3. Thiết bị quản lý và ký hiệu: STT TÊN THIẾT BỊ K.H S.LG 1. Tháp hấp thụ H2S kiểu đệm: +F3.220x10,H=33.700,Đệm nhựa Polypropylen 100x100x3,5:5,040 kg +Hđệm= 6.500 x 2 = 13 mm. 262 2 2. Tháp phân ly khí dịch kiểu tấm xoáy 263 1 3. Máy quạt khí than 261 5 4. Tháp tái sinh kiểu tuy-e 268 1 5. Bơm dung dịch tuần hoàn và các thiết bị phụ trợ 266 4 6. Bơm giầu đi tái sinh 366 3 7. Máy nén không khí và các thiết bị phụ trợ 273 2 8. Thùng chứa dung dịch nghèo, giàu 265 3 9. Thùng điều chế dung dịch và bơm bổ sung 1 10. Bộ gia nhiệt dung dịch 267 1 11. Toàn bộ đường ống, van, đồng hồ đô thuộc các thiết bị kể trên và các thủy phong trong cương vị. 2.2.1.4. Lưu trình công nghệ a. Lưu trình khí: Khí than ẩm (KTA) từ két khí sau khi qua hệ thống lọc bụi điện để tách các hợp chất cơ học. Trong thiết bị lọc điện có phun ẩm để tăng cường khả năng lọc của thiết bị. KTA qua hệ thống quạt khí than đi vào phần đáy của tháp hấp thụ 262A, sau đó đi lên qua các tầng đệm, tiếp xúc với dung dịch Tananh từ trên dội xuống. Khí than sau khi khử H2S qua bộ phận tách bọt trên đỉnh tháp, ra khỏi tháp hấp thụ 262A, đi tiếp vào phần đáy của tháp hấp thụ 262B để tiến hành hấp thụ làn 2. Khí ra khỏi đỉnh tháp 262B cũng cho qua bộ phân tách bọt, qua thiết bị phân ly khí-dịch kiểu tấm xoáy để tách loại mù tananh bị cuốn theo trước khi đi vào đoạn 1 của máy nén 667. Lúc này, hàm lượng của H2S giảm xuống còn 100 - 150mg/m3. b. Lưu trình dịch: Trong tháp hấp thụ, dịch Tananh được dội từ trên đỉnh tháp xuống. Sau khi hấp thụ H2S, dịch đi ra ở đáy của tháp, qua thuỷ phong đáy tháp(để tránh sự sụt áp) rồi đưa đến thùng chứa dịch giàu( 265B), qua bơm tăng áp được đưa tới tháp tái sinh kiểu tuy-e, dịch được bơm vào vành phân phối trên đỉnh tháp để phân phối đều dịch cho các bơm tuy-e. Không khí bị cuốn hút vào trong bơm qua các cửa hút không khí cùng dịch được phun vào đáy tháp tái sinh. Nhờ áp suất của dung dịch, các bộ tuye tự hút không khí vào và tạo thành hỗn hợp dịch-khí. Khí oxy trong không khí giúp dung dịch được tái sinh, S được tạo ra theo bọt nổI lên trên, chảy tràn về thùng bọt trung gian rồi dược nén bằng không khí tới cương vị thu hồi S. Tại cương vị này lưu huỳnh được sản xuất dưới dạng bột hoặc dạng viên (25 Kg/viên), với độ tinh khiết 98 – 99%, năng suất 1 tấn S/h. Hiện nay nhà máy bán ra thị trường với giá 1000đ/ kg. Dung dịch sau khi tái sinh qua bộ điều tiết dịch diện chảy về thùng chứa, qua bơm dung dịch nghèo được tăng áp rồi được đưa vào đỉnh tháp hấp thụ. 2.2.2.1.5 Chỉ tiêu công nghệ chủ yếu. Thành phần dung dịch: Tổng độ kiềm : ³ 0.4 N PH : 8,5 – 9,0 Na2CO3 : 4 – 6 gam/lít. NaHCO3 : 20 – 36 gam/lít. Tananh : 1,5 – 2 gam/lít. NaVO3 : 1 – 1,5 gam/lít. VO3- : ³ 0,8 gam/lít. Lưu huỳnh huyền phù : < 1gam/lít. Na2S2O3 : < 150 gam/lít. Điện vị Thành phần khí: [H2S] cửa vào : £ 1500 mg/lít. [H2S] cửa ra : 100 – 150 mg/lít. Lưu lượng: Lưu lượng khí than ẩm : 8000 – 42000 Nm3/h. Lưu lượng dịch tuần hoàn : 320 – 480 Nm3 Chiều cao dịch diện : 1/2 – 2/3. Nhiệt độ: Khí vào hấp thụ : 40 – 450C Dung dịch vào hấp thụ : 40 – 450C. Quạt khí than: Độ dung của gối đỡ trục : < 0,05 mm Nhiệt độ gối đỡ trục, mô tơ : < 650C. Áp suất cửa vào quạt khí than : > 100 mmH2O. Áp suất cửa ra quạt khí than : 900 – 1500 mmH2O. Máy nén không khí: Áp suất dầu máy nén : > 1,2 kg/cm2. Áp suất cửa ra đoạn I : 2,2 kg/cm2. Áp suất cửa ra đoạn II : 8,0 kg/cm2. 2.2.2. Cương vị biến đổi CO 2.2.2.1. Mục đích, ý nghĩa của cương vị Cương vị này dùng hơi nước để chuyển hoá CO trong khí than ẩm thành khí CO2 và H2 với sự có mặt của xúc tác trong các lò biến đổi. Khí H2 làm nguyên liệu cho quá trình tổng hợp NH3 còn khí CO2 là chất dễ loại bỏ bằng phương pháp hấp thụ và nguyên liệu để sản xuất urê, ngoài ra CO2 còn được sử dụng rộng rãi trong đời sống hàng ngày như làm bia, đá khô… Khí ra khỏi cương vị chuyển hoá CO gọi là khí biến đổi, có hàm lượng CO£2,0% được đưa qua các công đoạn tiếp theo để tiếp tục làm sạch thành khí nguyên liệu để tổng hợp NH3. 2.2.2.2. Lý thuyết quá trình chuyển hóa CO: Trong nguyên liệu dùng cho tổng hợp NH3 đều có chứa một hàm lượng CO nhất định. Để tiến hành phản ứng tổng hợp NH3 thì hàm lượng [CO + CO2] < 20ppm. Trong công nghiệp thường dùng phương pháp chuyển hóa CO bằng hơi nước. phối trộn hơi nước/ khí nguyên liệu theo một tỷ lệ nhất định, dưới tác dụng của xúc tác nhiệt độ xẩy ra phản ứng chuyển hóa CO để tạo thành CO2 và H2. CO2 thu được qua công đoạn hấp thụ CO2 tách ra làm nguyên liệu cho tổng hợp ure, một phần làm CO2 thương phẩm và các sản phẩm có nguồn gốc đi từ CO2. Còn hỗn hợp khí sau công đoạn này gọi là “khí biến đ ổi” (KBĐ). Trước đây công ty phân đạm và hóa chất Hà Bắc đã sử dụng công nghệ biến đổi xúc tác hệ Fe – Cr, nhiệt độ cao (khoảng nhiệt độ hoạt tính xúc tác là 350 – 5000C), hiện nay công ty đang sử dụng công nghệ “biến đổi toàn tháp” xúc tác hệ Co – Mo chịu lưu huỳnh, khoảng nhiệt độ hoạt tính từ 1600C – 4800C, nhiệt độ của cửa vào các đoạn đều nằm trong khoảng 180 – 2100C. a. Nguyên lý cơ bản của chuyển hóa CO. Phản ứng chuyển hóa CO: CO + H2O « H2 + CO2 + Q Cơ chế phản ứng: H2O + [K] « H2 + [K]O. CO + [K] O « CO2 + [K] Trong đó: [K]: chất xúc tác, [K]O hợp chất trung gian. Hiệu ứng nhiệt phản ứng: Hiệu ứng nhiệt của phản ứng được biểu diễn bởi phương trình: Q = 10681 – 1,44T – 0,4.10-4.T2 + 0,084.10-6. T3 b. Xúc tác chuyển hóa CO (hệ Co - Mo) Hiện công ty đang dùng xúc tác hệ Co - Mo ký hiệu HB-3 và HB-4. Hai loại xúc tác này thích hợp cho các nhà máy đạm cỡ nhở và vừa, sử dụng nguyên liệu đi từ than, dầu mỏ, khí thiên nhiên – khí đồng hành để chế khí. Thành phần hóa học: thành phần chủ yếu là oxyt Coban (CoO > 19%) và oxyt Molipden (MoO3 > 7%). Chất mang lf gama – oxyt nhôm ( g - Al2O3). Ngoài ra để nâng cao tính năng sử dụng xúc tác người ta còn thêm một số chất trợ xúc tác và chất ổn định xúc tác đặc biệt. Tính chất vật lý: Hình dạng : Hình cầu Màu sắc : Màu hồng nhạt hoặc màu xanh xam. Quy cách : F 3 – 5mm, F 4 – 6mm, F 5 – 7mm. Tỷ trọng đống : 0,8 – 1 kg/lít.` Bề mặt riêng : > 180 m2/g. c. Khống chế nghiêm ngặt [H2S] trong khí than ẩm cũng như tỷ lệ hơi/ nước khí vào lò, nhiệt độ khí vào lò biến bôi và nhiệt độ tầng xúc tác, đề phòng hiện tượng tái lưu hóa trở lại. Xúc tác biến đổi chịu lưu huỳnh hệ Co-Mo, khi đang sử dụng thì thành phần hoạt tính của nó ở dạng lưu hóa, trong trường hợp sử dụng không tốt thì dẫ tới tình trạng xúc tác bị mất hoạt tính – xẩy ra hiện tượng tái lưu hóa. Tái lưu hóa tại xúc tác hệ Co-Mo chủ yếu là sự tái lưu hóa của MoS2 trong thành phần hoạt tính của xúc tác. Phản ứng của nó như sau: MoS2 + 2H2O ® MoO2 + 2H2S. Trong phòng thí nghiệm cũng như trong thực tế sản xuất, đã xác nhận rằng tỷ lệ hơi nước/ khí, nhiệt độ phản ứng và [H2S] trong khí nguyên liệu cửa vào là 3 nhân tố quan trọng ngăn chặn hiện tượng tái lưu hóa. Khi [H2S] đầy đủ và khống chế tỷ lệ hơi nước/ khí và nhiệt độ phản ứng một cách thích hợp ổn định thì hoàn toàn có thể khống chế, ngăn chặn đươc hiện tượng tái lưu hóa. Cùng vơi việc nâng cao tỷ lệ hơi / khí vào lò, nâng cao nhiệt dộ phản ứng, yêu cầu [H2S] trong khí nguyên liệu cũng nâng cao tương ứng. Yêu cầu đối với các nhân tố [H2S] trong khí vào lò, tỷ lệ hơi nước/ khí và nhiệt độ phản ứng như sau: Khi H2S trong khí than ẩm ³ 800 – 1000 mg/Nm3, tại cửa ra tháp khử H2S trong khí than ẩm H2S ³ 100 mg/Nm3 và £ 150 mg/Nm3. Tỷ lệ hơi nước/ khí vào lò biến đổi £ 0,3. Nhiệt độ vào lò biến đổi 1 là 200 – 2400C, nhiệt độ điểm nhiệt tương ứng là £ 350 – 3800C. Nhiệt độ vào đoạn I lò 2 là: 180 – 2100C, nhiệt độ điểm nhiệt tương ứng: 280–3200C. Nhiệt độ vào đoan II lo biến đổi 2: 180 – 2000C, nhiệt độ điểm nhiệt tương ứng là 210 – 2400C. d. Các nhân tố ảnh hưởng tới sự biến đổi tầng xúc tác. Biên đổi phụ tải: Phải kịp thời nắm bắt tình hình thay đổi phụ tải, điều chỉnh tỷ lệ hơi/ nước khí thích hợp, nhiệt độ cửa vào theo tiêu chuẩn kỹ thuật, thực hiện điều chỉnh mang tính dự kiến đón đầu. Sự thay đổi phần khí nguyên liêu: [O2] trong KTA thay đổi: chính O2 gây nên việc tăng nhiệt rất mãnh liệt của tầng xúc tác, nói chung mỗi 1% O2 tăng thêm làm cho nhiệt độ tầng xúc tác tăng thêm 600C. ngoài ra có thể làm cho các thành phần hoạt tính đang từ trạng thái lưu hóa(CoS và MoS2) sang trạng thái oxy hóa (CoO - MoO3). Bởi vậy, cần phải khống chế nghiêm nghặt [O2] trong KTA phải £ 0,5%, nếu ³ 0,6% phải giảm ngay 50% phụ tải và khí ³ 0,8% phải giảm nhanh hoặc cắt khí ngừng máy. Thay đổi nồng độ CO: trong phạm vi dưới 4000C cứ phải giảm đi mỗi 1% CO, thì nhiệt độ của xúc tác tăng thêm khoảng 90C. Bởi vậy, nếu đảm bảo [CO] trong khí than ẩm ổn định, thì rất có lợi cho thao tác ổn định. e. Tăng nhiệt lưu hóa xúc tác Co-Mo: ở trạng thái oxyt (CoO và MoO3) không có hoạt tính đối vơi quá trình chuyển hóa Co mà hệ này chỉ có hoạt tính ở dưới dạng là MoS2 và CoS. Vì vậy trước khi đưa xúc tác vào sử dụng bắt buộc phải qua công đoạn chuyển hóa Co-Mo ở dạng oxyt về dạng sunfua Mo-Co, người ta gọi là quá trình lưu hóa xúc tác. Quá trình lưu hóa thường phải kết hợp với tăng nhiệt đưa vào sản xuất vì vậy ta có quá trình tăng nhiệt lưu hóa xúc tác. Việc tăng nhiệt lưu hóa xúc tác diễn ra tốt hay xấu là mắt xích cực kỳ quan trọng ảnh hưởng trực tiếp tới hoạt tính xúc tác và hiệu quả sử dụng xúc tác sau này. Cho nên, việc tăng nhiệt xúc tác phải đặc biệt coi trọng cần có sự hướng dẫn của đơn vị sản xuất xúc tác hoặc các chuyên gia trong lĩnh vực này. Nguyên lý lưu hóa: nguyên tắc là chuyển Mo-Co ở dạng oxyt về dạng sunfua Co-Mo. Trên nguyên tắc đó người ta thường cho tác nhân lưu hóa ở ngoài vào. Công ty đang dùng tác nhân lưu hóa là CS2. Phản ứng xẩy ra: CS2 + 4H2 ® 2H2S + CH4 – 246 KJ/mol. MoO3 + 2H2S ® MoS2 + 3H2O – 48,1 KJ/mol. CoO + H2S ® CoS + H2O – 13,4 KJ/mol. Nhận xét: Thấy rằng tác nhân trực tiếp lưu hóa là H2S, tác nhân lưu hóa đưa vào là CS2. Vì vậy yêu cầu nhất thiết trong khí nguyên liệu phải có hàm lượng H2 nhất định. Tất cả các phản ứng trên đều tỏa nhiệt mãnh liệt, đặc biệt là phản ứng CS2 với H2. Tăng nhiệt lưu hóa xúc tác: sau khi nạp xong xúc tác vào lò, dùng khí trơ trao đổi toàn hệ thống, sau đó dùng khí than ẩm khô làm chất mang để tăng nhiệt độ, áp suất £ 0,2MPa, khi nhiệt độ tầng xúc tác đạt 200-2200C, có thể nạp CS2 vào bắt đầu lưu hóa. Nhiệt độ lưu hóa, thời kỳ đầu khống chế ở 220-3000C, hàm lượng [H2S] cửa vào ³ 3 gam/Nm3, [H2S] cửa ra ³ 10 g/Nm3. Khi hàm lượng H2S ³ 15 g/Nm3, nhiệt độ các tầng xúc tác đều trong khoảng 400±100C, khống chế lưu hóa trong 4h, đồng thời giữ H2S cửa ra ³ 15 g/Nm3. Quá trình lưu hóa kết thúc, bắt đầu giảm nhiệt độ với tốc độ 30 – 500C/h, khi nhiệt độ tầng xúc tác £3000C, căt CS2. Tiếp tục hạ nhiệt độ, trao đổi, khi nhiệt độ tầng xúc tác hạ xuống còn khoảng 2000C, mà [H2S] trong khí cửa ra £ 0,2 g/Nm3, cắt lò điện gia nhiệt, đưa vào lượng hơi nước thích hợp, điều chỉnh nhiệt độ tâng xúc tác tới chỉ tiêu bình thường, [CO cửa ra £1%, từ từ đóng nhỏ van phóng không, với tốc độ nâng ấp 0,2 – 0,3 MPa/h để tăng áp suất hệ thông nên 1,2 MPa và bước vào sản xuất. 2.2.2.3. Thiết bị quản lý – lưu trình công nghệ. STT TÊN THIẾT BỊ KÝ HIỆU S.LG 1. Thiết bị phân ly dầu FO10401 1 2. Bộ lọc than cốc FO10402A,B 2 3. Thùng chứa nước ngưng FO10403 1 4. Bơm nước ngưng JO10404A,B 2 5. Thùng chứa CS2 FO10404 1 6. Bộ phân ly khí than FO10405 1 7. Bộ gia nhiệt bằng điện LO10403 1 8. Thiết bị TĐN khí biến đổi. F1000, H=8012, A=224m2. Biến thiên Nhiệt độ trong ống: 40-1850C. Biến thiên nhiệt độ ngoài ống: 243-1550C. CO10402 1 9. Thiết bị TĐN khí than: F800, H=11,424, A=57m2. Biến thiên Nhiệt độ trong ống: 193-2030C. Biến thiên Nhiệt độ ngoài ống: 371-3360C. CO1041 1 10. Lò biến đổi số 1.(F2600,H=15990,chất xúc tác) DO10401 1 11. Lò biến đổi số 2.(F2600,H=18730,chất xúc tác) DO10402 1 12. Bộ làm lạnh nhanh 1(F 2600, H=9570, trong lắp vòng đệm paul F50, 1020kg, tầng trên lắp vong paul thép khổng rỉ, 3m2. Tâng dưới lắp bi nhôm siêu thuần F 4 – 6 mm) LO10401 1 13. Bộ làm lạnh nhanh 2(F 1600, H=8230, trong lắp vòng đệm paul F50, 100kg, tầng trên lắp vong paul thép khổng rỉ, 3m2. Tâng dưới lắp bi nhôm siêu thuần F 4 – 6 mm) LO10402 1 14. Thiết bị làm lạnh khí than (F1000, H=8104, A=198m2 ) CO10403 1 15. Toàn bộ các van, đường ống, thiết bị có trong cương vị 2.2.2.4. Lưu trình công nghệ Khí than ẩm ra đoạn III máy nén có áp suất P=2,05Mpa; nhiệt độ £40oC được đưa vào công đoạn biến đổi. Đầu tiên qua bộ phân ly dầu, sau đó qua bộ lọc bằng than cốc để khử hết dầu, bụi, các tạp chất khác rồi đi vào trong ống của thiết bị trao đổi nhiệt khí biến đổi, trao đổi nhiệt vớI khí biến đổi đi ra từ lò biến đổI số II. Sau đó được hỗn hợp với hơi nước quá nhiệt từ FIC 601 đến, đi vào thiết bị TĐN khí than, đầu tiên đi vào từ phần dướI để phân ly nước sau đó đi vào trong ống của bộ phận TĐN ở phía trên, TĐN với khí BĐ đi ra từ lò BĐ số I. Khí than ra khỏi đỉnh bộ phận TĐN được hỗn hợp với khí than lạnh từ TIC603 đến thành hỗn hợp khí có nhiệt độ 180-210oC, tỷ lệ hơi nước/khí khoảng 0,3; đi vào đỉnh lò BĐ số I, lần lựơt qua tầng có chất bảo vệ, tầng chống độc, chồng oxy và tầng xúc tác biến đổi chịu lưu huỳnh. Một phần lớn khí CO bị chuyển hoá, nhiệt độ hỗn hợp khí đạt 350-380oC đi ra khỏi đáy lò BĐ số I, đi vào thiết bị TĐN khí than, nhường 1 phần nhiệt cho khí than rồi đi vào bộ làm lạnh nhanh I, qua tầng đệm trên khí đượ làm lạnh bằng nước ngưng phun trực tiếp từ TIC608 đến, sau đó có thể dùng FIC602 bổ sung hơi nước để điều hỉnh tỷ lệ hơi nước/khí rồI đi qua tầng đệm dưới. Hỗn hợp khí có nhiệt độ 180-210oC đi vào đoạn trên lò biến đổi số II, tiếp tục tiến hành phản ứng chuyển hoá CO, nhiệt độ đạt 300-320oC rồi đi ra rồi đi qua bộ làm lạnh nhanh II, ở tầng đệm trên khí lại dược làm lạnh bằng bước ngưng phun trực tiếp từ TIC610, sau đó đi qua tầng đệm phía dưới để phân ly nước ngưng, hỗn hợp khí có nhiệt độ 180-210oC tiếp tục đi vào đoạn dưới của lò biến đổi số II, lần lượt đi qua 2 tầng xúc tác biến đổi chịu lưu huỳnh, phần khí CO còn lại tiếp tục bị chuyển hoá. Khí biến đổi có nhiệt độ £250oC và [ CO] £1,5% ra khỏi lò biến đổI số II, đi vào không gian giữa các ống của TBTĐN khí BĐ, nhường một phần nhiệt cho khí than ẩm, tiếp tục qua TB gia nhiệt cho dd K2CO3 bằng khí BĐ của hệ thống khí tái sinh tăng áp dd khử CO2 để thu hồi nhiệt một lần nữa, sau đó được đưa tới cương vị khử H2S trong khí BĐ. Hơi nước có áp suất 2,5MPa xưởng nhiệt điện đến được khống chế bởi FIC601 và FIC602 lần lượt hỗn hợp với khí than ẩm trước khi vào TBTĐN khí than và hỗn hợp khí sau khi ra khỏi tầng đệm phía trên ở làm lạnh nhanh I để điều hỉnh tỷ lệ hơi nước/khí. Nước ngưng thu hồi ở hệ thống khử CO2 được đưa vào thùng chứa nước ngưng, qua bơm tăng áp lần lượt được TIC608 và TIC610 khống chế phun vào bộ làm lạnh I và II để khống chế nhiệt độ khí vào 2 đoạn xúc tác của lò BĐ số II. Ngoài ra nước ngưng được phun vào đường hơi 0,5MPa để hạ nhiệt độ hơi từ 240oC xuống còn 180oC dùng cho hệ khử CO2 và một phần nước ngưng dư thừa cấp trở lại xưởng nhiệt. Quá trình lưu hóa xúc tác:nươc mềm được bơm vào thùng chứa CS2, do CS2 có tỷ trọng lớn hơn nước nên CS2 bị chìm xuống dưới đấy, giảm thiểu được lượng CS2 bay hơi (CS2 rất độc hại). khí than ẩm từ công đoạn máy nén 667 được đưa sang thiết bị gia nhiệt bằng điện (theo đường ống PG-0415-250-1P1), hòa trọn với dịch CS2, hỗn hợp khí-dịch này được chia làm hai đường. Một đường đi vào lò biến đổi số 1 đi vào từ đỉnh tháp và đi ra từ đáy tháp. Trong lò biến đổi số 1 sẽ xẩy ra quá trình lưu hóa (các phản ứng lưu hóa được trình bày trong phần lý thuyết chung). Khí ra khỏi lò biên đổi số 1 sẽ theo đường ống PG-0408-350-4P3C-H7, PG-0420-250-1P3C-H8. Đường KTA-dịch CS2 thứ hai đi vào lò biến đổi số 2, đi qua đoạn 1, đoạn 2, và ra ngoài từ đáy tháp. Khí ra lò biên đổi số 2, đi theo đường ống (PG-0422-450-1P3C-H8), hòa trọn với khí ra khỏi lò 1, vào đường ống chung PG-0423-450-1P3C-H8. Bắt đầu từ đây là quá trình xử lý khí, khí được làm lạnh bởi thiết bị ống chùm với tác nhân làm lạnh là nước, qua thiết bị phân ly để thực hiện tách mù ra khỏi khí (do khi làm lạnh thị một phần hơi nước sẽ ngưng tụ lại thành nước), tiếp tục đi vào công đoạn khử H2S trong khí than ẩm. 2.2.2.5. Chỉ tiêu công nghệ: Áp suất Khí than ẩm vào công đoạn £ 2,05 MPa Hơi nước cao áp vào công đoạn ³ 2,5 MPa. Nhiệt độ Khí than ẩm vào công đoạn £ 400C Khí vào lò biến đổi số 1 180 – 2100C. Điểm nhiệt tầng xúc tác lò biến đổi số 1 £ 3800C. Khí than trên lò biến đổi số 2 180 – 2100C. Điểm nhiệt tầng I xúc tác lò biến đổi số 2 £ 3200C. Khí vào tần II lò biến đổi số 2 170 – 2100C. Khí ra tầng II lò biến đổi số 2 £ 2500C Lưu lượng Khí than ẩm vào công đoạn 8000 - 42000Nm3/h Tỷ lệ hơi nước/khí than: £0,3 Thành phần: CO trong khí biến đổi £ 2%. O2 trong khí than ẩm £ 0,5%. 2.2.3. Cương vị khử H2S trung áp 2.2.3.1. Mục đích, ý nghĩa của cương vị: Cương vị này cũng dùng keo Tananh để khử bỏ khí H2S trong hỗn hợp khí BĐ. Khí sau khi khử H2S được đưa đi khử CO2 bằng dung dịch kiềm nóng và tiếp tục đưa đi khử vi lượng làm nguyên liệu cho quá trình tổng hợp NH3. Hàm lượng H2S trong hỗn hợp sau khi ra khỏi cương vị có nồng độ £10mg/m3 làm cho dung dịch K2CO3 không bị biến chất, đồng thời hạn chế ăn mòn thiết bị, giảm hàm lượng khí H2S trong khí CO2 sau tái sinh, nâng cao chất lượng urê sản xuất và CO2 lỏng-rắn. 2.2.3.2. Thiết bị quản lý. STT TÊN THIẾT BỊ KÝ HIỆU S.LG 1. Tháp hấp thụ H2S kiểu đệm F3252, H=43625, Hđệm=12828mm Hkhử bọt trên= 500 trong chứa 6,4m3 vòng đệm pal 50x50x1 Hthu hồi dưới = 8000 chứa 194 m3 vòng đệm pal 76x76x3. E010601 1 2. Tháp phân ly dịch (F 1632x16, H=7028 bên trong có bọc lưới thép không rỉ H=100) FO10602 1 3. Bơm tuân hoàn dung dịch JO10601A,B 2 4. Tháp tái sinh kiểu ._.