Lời mở đầu
ĐỀ TÀI
Nghiên cứu nâng cao chất lượng hạt urê để thích
ứng được với điều kiện thực tế trong các khâu
vận chuyển, lưu kho và phân phối hiện nay tại
Nhà máy đạm Phú MỹGiảng viên hướng dẫn :
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Anh Dũng
SVTH: Nguyễn Anh Dũng Trang
1
Lời mở đầu
LỜI MỞ ĐẦU 3
CHƯƠNG 1 2
1.1 Sơ lược về urê [14] 3
1.2 Công nghệ sản xuất urê trên thế giới 17
1.3 Nhà máy đạm Phú Mỹ [15] 25
CHƯƠNG 2 29
2.1 Công nghệ tổng hợp và tạo hạt urê tại Nhà máy [11, 16] 30
2.2 Mô tả dòng công nghệ 41
CHƯƠNG 3 49
3.1 Vận chuyển [16] 50
3.2 Lưu kho bảo quản (Urê hạt rời chưa đóng bao) 53
CHƯƠNG 4 57
4.1 Yêu cầu chất lượng của hạt urê 58
4.2 Các yếu tố chính ảnh hưởng đến chất lượng hạt urê tại Nhà máy đạm Phú Mỹ 64
CHƯƠNG 5 67
5.1 Trong quá trình sản xuất 68
5.2 Trong quá trình lưu kho và phân phối 81
CHƯƠNG 6 81

phân bón trên mỗi hecta nhằm mục đích duy trì hoặc tăng sản lượng thu hoạch. Bên
cạnh đó, nhu cầu tăng cao chất lượng phân urê cũng là vấn đề cần được quan tâm
đặc biệt nhằm tăng sản lượng nông nghiệp. Đứng trước nhu cầu thiết thực đó, chúng
tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu nâng cao chất lượng hạt urê để thích ứng được với
điều kiện thực tế trong các khâu vận chuyển, lưu kho và phân phối hiện nay tại Nhà
máy đạm Phú Mỹ”, nhằm tìm giải pháp nâng cao hơn nửa chất lượng hạt urê.
SVTH: Nguyễn Anh Dũng Trang
3
Lời mở đầu
Mục tiêu của đề tài:
Mục tiêu của đề tài là đề xuất một số kiến nghị nhằm nâng cao chất lượng
hạt urê được sản xuất tại Nhà máy đạm Phú Mỹ (sản xuất theo công nghệ prilling
của nhà bản quyền Snamprogetti) để thích ứng với các điều kiện thực tế trong các
khâu vận chuyển, lưu kho và phân phối.
Phương pháp thực hiện đề tài:
Tìm hiểu các yếu tố quyết định chất lượng hạt urê bên cạnh các chỉ tiêu cần
đạt về độ đạm, nồng độ biuret, độ ẩm, cỡ hạt.
Khảo sát nêu ra các yếu tố có thể ảnh hưởng đến chất lượng hạt urê trên
phương pháp sản xuất theo công nghệ Snamprogetty và Prilling (tạo hạt) tại Nhà
máy đạm Phú Mỹ.
Đề xuất các kiến nghị khắc phục các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hạt,
phù hợp với công nghệ và trang thiết bị tại Nhà máy, nhằm nâng cao chất lượng hạt
urê qua các khâu vận chuyển, lưu kho và phân phối hiện nay tại Nhà máy đạm Phú
Mỹ.
SVTH: Nguyễn Anh Dũng Trang
4
Chương 1: Tổng quan về urê, công nghệ tổng hợp urê và Nhà máy đạm Phú Mỹ
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ URÊ, CÔNG
NGHỆ TỔNG HỢP URÊ VÀ NHÀ

0
C, dễ hòa tan trong nước, dễ bị nhiệt phân tạo nhiều sản phẩm khác nhau
• Nhẹ, dễ chảy nước hơn tất cả những loại phân đạm khác
• Khi đốt có mùi khai, nhưng khi cho vào kiềm thì không
có mùi khai
SVTH: Nguyễn Anh Dũng Trang
3
Chương 1: Tổng quan về urê, công nghệ tổng hợp urê và Nhà máy đạm Phú Mỹ
• Phân tử lượng : 60,07g/mol
• Khối lượng riêng : 750kg/m3
• Độ tan :
Bảng 1.1 Độ tan trong nước của urê theo nhiệt độ
Nhiệt độ (
0
C) Độ tan (g/100 ml)
20 108
40 167
60 251
80 400
100 733
• Nhiệt độ phân hủy : 132,7 °C (406
o
K)
• pKa : 0,18
• pKb : 13,82
• Tính hút ẩm : 81% (20°C)
73% (30°C)
• Hiệu ứng nhiệt trong nước : 57,8 cal/g (thu nhiệt)
• Tỷ lệ đạm rất cao 45-48 % đạm nguyên chất
• Urê là chất dễ hút ẩm từ môi trường xung quanh tại một nhiệt độ nhất định, ứng

(NH
2
)
2
CO + 4O
2
= 2HNO
3
+ CO
2
+ H
2
O
• Phân urê dễ bị phân hủy :
+ Trong không khí ẩm:
2NO + (NH
2
)
2
CO + ½O
2
= 2N
2
+ H
2
O + CO
2
SVTH: Nguyễn Anh Dũng Trang
5
Chương 1: Tổng quan về urê, công nghệ tổng hợp urê và Nhà máy đạm Phú Mỹ

2
CONHCONH
2
biuret
NH
2
CONHCONH
2
→ NH
3
+HNCO
Biuret có khả năng đốt cháy lá.
Ở nhiệt độ <130
0
C :
(NH
2
)
2
CO + H
2
O → NH
2
COONH
4
cacbamat amôn
NH
2
COONH
4

2
O → 2NH
3
+ CO
2
1.1.3 Ứng dụng của urê: [11]
1.1.3.1 Trong công nông nghiệp
• Làm phân bón, kích thích sinh trưởng, giúp cây phát triển mạnh, thích hợp với
ruộng nước, rau xanh, lúa,… Urê cứng có chứa 0,8 – 2,0% biuret ban đầu được
bón cho đất dưới dạng nitơ. Các loại dịch urê loãng hàm lượng biuret thấp (tối
đa khoảng 0,3% biuret) được bón cho cây trồng dưới dạng phân bón lá.
SVTH: Nguyễn Anh Dũng Trang
6
Chương 1: Tổng quan về urê, công nghệ tổng hợp urê và Nhà máy đạm Phú Mỹ
• Trộn lẫn với các chất phụ gia khác urê sẽ được dùng trong nhiều loại phân bón
rắn có các dạng công thức khác nhau như photphat amôn urê (UAP); sunphat
amôn urê (UAS) và urê photphat (urê + axit photphoric), các dung dịch urê nồng
độ thuộc nitrat amôn urê (UAN) (80 – 85%) có hàm lượng nitơ cao nhưng điểm
kết tinh lại thấp phù hợp cho việc vận chuyển lưu thông phân phối bằng hệ
thống ống dẫn hay phun bón trực tiếp.
• Là chất bổ sung vào thức ăn cho động vật, nó cung cấp một nguồn đạm cố định
tương đối rẻ tiền để giúp cho sự tăng trưởng.
• Urê được dùng để sản xuất lisin, một axit amino được dùng thông dụng trong
ngành chăn nuôi gia cầm.
• Các loại nhựa urê được polyme hóa từng phần để dùng cho ngành công nghiệp
dệt có tác dụng làm phân bố đều các thành phần ép của các chất sợi.
• Nguyên liệu cho sản xuất chất dẻo, đặc biệt là nhựa urê – formaldehyd. Urê
(cùng với Amoniac) phân hủy ở nhiệt độ và áp suất cao để sản xuất các loại
nhựa melamin.
• Là chất thay thế cho muối trong việc loại bỏ băng hay sương muối của lòng

urê… thì urê được sử dụng nhiều hơn cả vì những đặc tính vượt trội của nó về mọi
phương diện.
Bảng 1.3 Sản lượng tiêu thụ urê trên toàn thế giới
Năm 1973 1997 2003 2007
Tiêu thụ
(Triệu tấn)
8,3 37,6 50 116,7
1.1.5 Ưu điểm của Urê
• Urê có thể được dùng bón cho cây trồng dưới dạng rắn,
dạng lỏng tưới gốc hoặc sử dụng như phân phun qua lá đối với một số loại cây
trồng.
SVTH: Nguyễn Anh Dũng Trang
8
Chương 1: Tổng quan về urê, công nghệ tổng hợp urê và Nhà máy đạm Phú Mỹ
• Khi sử dụng urê không gây hiện tượng cháy nổ nguy hiểm
cho người sử dụng và môi trường chung quanh (Nitrat Ammonium rất dễ gây
cháy nổ).
• Với hàm lượng đạm cao, đạt khoảng 46%, sử dụng urê
giảm bớt được chi phí vận chuyển, công lao động và kho bãi tồn trữ so với các
sản phẩm cung cấp đạm khác.
• Việc sản xuất urê thải ra ít chất độc hại cho môi trường.
• Khi được sử dụng đúng cách, urê làm gia tăng năng suất
nông sản tương đương với các loại sản phẩm cung cấp đạm khác.
1.1.6 Cách sử dụng phân urê hiệu quả nhất
Nitơ có thể bị mất đến 65% vào bầu khí quyển dưới dạng NH
3
hoặc rửa trôi
và ngấm xuống đất dưới dạng NO
3
nếu phân urê được bón bằng cách trải trên mặt

5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5
0 0 0 0 0 0 0
2 0 0 0 0 1 5
4 1 2 5 10 18 20
6 4 5 7 11 23 30
8 8 9 12 18 30 33
10 8 10 13 22 40 44
Ngày nay khoa học đang nghiên cứu sử dụng phân đạm dạng nhũ tương, tức
là không tưới phân trên mặt như hiện nay nữa mà sẽ đưa xuống dưới phần gốc cây
sau đó cây sẽ hấp thụ đạm một cách từ từ. Cách làm này nếu thực hiện tốt sẽ là một
bước tiến dài trong lĩnh vực nông nghiệp.
1.1.7 Nhu cầu sử dụng phân bón trong nước và trên thế giới
SVTH: Nguyễn Anh Dũng Trang
10
Chương 1: Tổng quan về urê, công nghệ tổng hợp urê và Nhà máy đạm Phú Mỹ
Tính đến thời điểm 2006/07 Việt Nam sử dụng mỗi năm 2.604.000 tấn phân
NPK- đã quy đổi ra N, P
2
O
5
, K
2
O trong đó có 1.432.000 tấn N, 634.000 tấn P
2
O
5
, và
538.000 tấn K
2
O. Lượng phân mà Việt Nam sử dụng chiếm khoảng 1.6% trên tổng

công suất 2350 tấn/ngày, sẽ cung cấp cho thị trường 800.000 tấn urê/năm.
Đến năm 2010 có thêm Nhà máy đạm Ninh Bình công suất 560.000 tấn
urê/năm. Như vậy cả nước sẽ có 4 Nhà máy đạm cung cấp trên 2 triệu tấn urê/năm
đủ đáp ứng nhu cầu urê trong nước.
1.1.9 Tình hình sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam
Trong 10 năm trở lại đây, nhà nước ta luôn thúc đẩy quan hệ hợp tác đối
ngoại nhằm thu hút nguồn vốn đầu tư nước ngoài vào Việt Nam, nâng cao cơ sở hạ
tầng, giải quyết vấn đề việc làm của nông dân, là việc làm đúng theo chỉ đạo chung
của chính phủ .
Tuy nhiên, thời gian gần đây con người bắt đầu quan tâm đến vấn đề lương
thực và quỹ đất nông nghiệp. Đặt biệt là ở khu vực Đồng bằng sông Cửu Long ở
Việt Nam.
Theo Bộ Tài Nguyên – Môi Trường, diện tích đất nông nghiệp sẽ tăng từ
8.973.783 ha của năm 2000 lên 9.363.063 ha vào năm 2010. Tuy nhiên, theo tình
hình hiện nay điều này khó thành hiện thực. Bởi các nghiên cứu cho thấy đất nông
nghiệp đang bị thu hẹp dần, thay vào đó là các khu công nghiệp, khu đô thị mới hay
dự án sân Golf ở ĐBSCL. Theo thống kê của Bộ Tài Nguyên-Môi Trường, trong 7
năm từ 2001-2007 tổng diện tích đất nộng nghiệp đã thu hồi chuyển sang phi nông
nghiệp là 500.000 ha, chiếm hơn 5% đất nông nghiệp đang sử dụng. Riêng năm
2007, diện tích đất trồng lúa cả nước giảm 125.000 ha.
Xu thế đô thị hoá đang gây ảnh hưởng trầm trọng đến diện tích đất trồng lúa.
Việc thu đất nông dân để xây sân golf cũng là vấn đề thời sự ngày nay, diện tích đất
trồng ngày càng thu hẹp, muốn giữ vững năng suất, người nông dân phải sử dụng
SVTH: Nguyễn Anh Dũng Trang
12
Chương 1: Tổng quan về urê, công nghệ tổng hợp urê và Nhà máy đạm Phú Mỹ
một lượng lớn phân bón, điều này có thể làm giá lúa tăng nhanh trong một vài năm
qua.
Theo số liệu thống kê thì năng suất lúa luôn tăng, đi đôi với việc này là sự
tăng nhanh của nhu cầu sử dụng phân bón. Ta có thể thấy rõ điều này qua bản đồ

3
= (NH
2
)
2
CO + 2HCl
Tuy nhiên có xảy ra phản ứng phụ: NH
3
+ HCl = NH
4
Cl làm cho lượng
NH
3
thực tế sử dụng lớn hơn lý thuyết. Do đó phương pháp này cũng ít được
sử dụng.
c) COS + 2NH
3
= NH
2
COSNH
4
thiô carbamat amôn
Nhiệt phân: NH
2
COSNH
4
→ (NH
2
)
2

2
khoảng 50 – 80 %.
Nhiệt độ quá trình sản xuất cao hơn nhiệt độ nóng chảy của urê nên urê trong
quá trình sản xuất ở dạng nóng chảy, áp suất hơi lớn. Nước tạo nên sự xuất hiện
carbamat và sản phẩm trung gian là (NH
4
)
2
CO
3
… Do đó cần phải chưng luyện làm
sạch.
SVTH: Nguyễn Anh Dũng Trang
t
0
, p
17
Chương 1: Tổng quan về urê, công nghệ tổng hợp urê và Nhà máy đạm Phú Mỹ
Đây là nguyên tắc được áp dụng sản xuất ngoài thực tế. Tuy nhiên quy trình
sản xuất vẫn luôn được nghiên cứu để làm sao hạ thấp được giá thành sản phẩm và
giảm thiểu chất thải ra môi trường.
Với những cải tiến quan trọng, ngày nay người ta ưa chuộng hai hệ thống sản
xuất urê theo nguyên tắc trên được gọi là “quy trình tận dụng” (stripping process)
giúp tiết kiệm chi phí cũng như năng lượng. Một hệ thống dùng CO
2
thu hồi (CO
2
stripping process) và một hệ thống dùng NH
3
thu hồi (ammonia stripping process).

đoạn phân hủy thường đạt nồng độ 65-77%. Dịch này có thể được sử dụng để sản
xuất các loại phân bón chứa Nitơ hoặc chúng được cô đặc để sản xuất urê.
SVTH: Nguyễn Anh Dũng Trang
18
Chương 1: Tổng quan về urê, công nghệ tổng hợp urê và Nhà máy đạm Phú Mỹ
 Công nghệ Urê không thu hồi
Vấn đề chủ yếu của việc sản xuất urê là phân ly cacbamat amôn chưa chuyển
hóa và Amoniac dư của dung dịch urê tuần hoàn.
Cacbamat chưa chuyển hóa được phân hủy thành NH
3
và khí CO
2
bằng cách
gia nhiệt hỗn hợp dòng công nghê ở điều kiện thấp áp. Khí NH
3
và CO
2
thoát khỏi
dịch urê và được sử dụng để sản xuất các muối amôn bằng cách hấp thụ NH
3
trong
acid sunfuaric và acid photphoric. Một Nhà máy như thế này sẽ có chi phí đầu tư
tương đối thấp, nhưng có lượng khí thải tương đối lớn.
Do nhu cầu về urê cấp phân bón tinh khiết ngày càng tăng, nên các Nhà máy
đi theo công nghệ không thu hồi ít có tính hấp dẫn, bởi vì nó sản xuất ra quá nhiều
muối amôn với mức tuần hoàn nhỏ.
 Công nghệ tuần hoàn dung dịch
Khí NH
3
và CO

metylendiurê, đây là tác nhân quan trọng. Một số dầu khoáng có thể được phun vào
sau khi hoàn tất quá trình sản xuất urê.
Các quá trình urê tạo ra dịch nước có chứa khoảng 10-87% urê. Loại dịch
này có thể dùng trực tiếp làm các chất phân bón huyền phù đạm hoặc làm các chất
dung dịch khác như dịch nitrat amôn mà trong những năm gần đây nhu cầu tăng
nhanh. Dịch urê có thể được cô đặc bằng cách bốc hơi hay kết tinh để phục vụ cho
mục đích sản xuất phân bón hỗn hợp hay các sản phẩm khác. Urê đậm đặc được hóa
rắn dưới dạng tinh khiết như dạng hạt, viên, vẩy hay tinh thể.
Urê cứng có thể được vận chuyển bảo quản và sử dụng kinh tế hơn nhiều so
với dịch lỏng. Ngoài ra, dưới dạng rắn urê ổn định và việc hình thành biuret cứng
không đáng kể.
1.2.3.1 Bốc hơi
Nước nồi hơi khỏi dịch urê đã qua đốt nóng bằng hơi nước có thể trong điều
kiện giảm áp có hay không việc bổ sung không khí nóng làm tác nhân sấy khô hoặc
bằng quá trình bốc hơi cuốn theo không khí môi trường. Vì việc hình thành biuret
được kích thích bởi quá trình áp suất thấp nhiệt độ cao nên việc bốc hơi nói chung
SVTH: Nguyễn Anh Dũng Trang
20
Chương 1: Tổng quan về urê, công nghệ tổng hợp urê và Nhà máy đạm Phú Mỹ
chỉ áp dụng cho trường hợp sản xuất phân bón urê cấp nông nghiệp. Mức biuret
trung bình tăng lên khi đi qua thiết bị bốc hơi vào khoảng 0,4% tùy thuộc vào nồng
độ. Trong các quá trình tạo hạt dùng loại dung dịch 95 đến 96% mức độ hình thành
biuret không đáng kể vì trong dòng ra của thiết bị bốc hơi hàm lượng urê thấp.
Trong hầu hết các ứng dụng của ngành phân bón, hàm lượng biuret đến 2%
trọng lượng sẽ không gây ảnh hưởng gì, nó phân giải trong đất và nitơ thấm vào đất
và đi nuôi cây trồng. Urê bón lá có thể gây ảnh hưởng độc tố khi tiếp xúc với các
hạt và lá cuốn hay đối với một số hoa màu khác. Nói chung hàm lượng biuret nhỏ
hơn 0,25% trọng lượng là tốt nhất.
1.2.3.2 Kết tinh với tái nóng chảy
Sự có mặt của biuret trong phân urê cấp kỹ thuật dùng trong ngành sản xuất