MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH
Phần I : TỔNG QUAN ĐƠN VỊ SẢN XUẤT 8
Hình 1: Axit sunfuric kỹ thuật 16
Hình 2: Ứng dụng của axit sunfuric trong công nghiệp 17
Hình 3: can nhựa chứa Axít Sunfuric 18
Phần II: DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 20
Hình 1: Lưu Huỳnh nguyên liệu 19
Hình 2: Kho chứa lưu huỳnh 24
Hình 3: Băng tải đưa lưu huỳnh vào hồ nấu 24
Phần III: THIẾT BỊ CHỦ LỰC 31
Hình 1: Cấu tạo hồ nấu chảy lưu huỳnh 32
Hình 2: Hệ thống ống trao đổi nhiệt nhiệt 33
Hình 3: tổng quan hồ nấu chảy lưu huỳnh 34
Hình 4: Lò đốt lưu huỳnh 35
Hình 5:Tháp chuyển hóa 36
Hình 6: Tháp hấp thu 37
DANH MỤC BẢNG
Phần I : TỔNG QUAN ĐƠN VỊ SẢN XUẤT 8
Bảng 1. Chương trình sản xuất và tiêu thụ acid sunfuric 16
Phần II: DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 20
Bảng 1. Định mức tiêu hao cho một tấn acid sunfuric 20
Phần III: THIẾT BỊ CHỦ LỰC 31
Bảng 1:Một số sự cố,nguyên nhân và cách khắc phục 38
DANH MỤC SƠ ĐỒ
Phần I : TỔNG QUAN ĐƠN VỊ SẢN XUẤT 8
Sơ đồ 1: Sơ đồ bố trí phân xưởng của nhà máy 9
Sơ đồ 2: sơ đồ tổ chức bộ máy Nhà máy Hóa Chất Tân Bình 2 13
Phần II: DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 20
Sơ đồ 1: Dây Chuyền Sản Xuất Axit Sunfuric 21
I.2. Sơ bộ về bố trí mặt bằng của cơ sở sản xuất. Đặc điểm của hệ thống giao thông :
I.2.1. Tổng quan về nhà máy Hóa Chất Tân Bình 2 :
- Giải pháp kiến trúc xây dựng :
Tùy vào đặc điểm từng công đoạn sản xuất để bố trí nhà xưởng thích hợp.
Riêng chu trình sản xuất acid sunfuric được lắp đặt theo một chu trình khép kín, liên tục.
Các thiết bị hầu như đều được bố trí ngoài trời, do đó có các hệ thống móng đỡ thiết bị,
sàn thao tác, dàn đỡ ống phải được sơn phủ - bọc lót để chống rỉ, ăn mòn ổn định chắc
chắn dưới tác dụng của thời tiết hay thay đổi một cách đột ngột ở khu vực phía Nam.
Sơ đồ 1: Sơ đồ bố trí phân xưởng của nhà máy
Ngoài ra, theo tài liệu báo cáo khảo sát địa chất – khu vực dự án thuộc vùng đất
yếu, vì vậy đối với các thiết bị có trọng tải lớn dùng giải pháp đóng móng cọc bê tông cốt
thép, những thiết bị có trọng tải nhỏ thì có thể gia cố bằng cừ tràm.
KHO MUỐI
(NMHCBH)
KHU VỰC
HÀNH CHÍNH
NHÀ VĂN
PHÒNG MỚI
KHO VẬT TƯ
BỒN AXIT
THÀNH PHẨM
KHO LƯU
HUỲNH
COOLING
TOWER
NHÀ VẬN
HÀNH
NHÀ
BV
THÁP HẤP
PHÒNG THÍ
NGHIỆM
WC
XỬ LÝ
NƯỚC
THẢI
Nơi tập trung
Cổng vào
I.2.2. Đặc điểm của hệ thống giao thông :
Hiện nay Nhà máy đã có hệ thống giao thông đường bộ hoàn chỉnh. Dự án tính đến
phần đường nội bộ dành cho khu đất xây dựng các phân xưởng mới, đảm bảo thuận lợi
cho việc vận chuyển nguyên liệu và sản phẩm vào ra và đi lại trong Nhà máy.
Các giải pháp đảm bảo kết cấu hạ tầng và phục vụ sản xuất được tính toán trên cơ
sở đảm bảo đáp ứng cho sản xuất và mang tính kinh tế nhất.
I.2.2.1. Quy mô đầu tư :
Dựa vào việc phân tích sự cần thiết phải đầu tư và các yếu tố đầu vào dự án đã đưa
ra quy mô đầu tư như sau :
Di dời và mở rộng dây chuyền sản xuất acid sulfuric công suất 60.000 tấn/năm,
trên cơ sở tận dụng tối đa máy móc thiết bị hiện có.
I.3 tổ chức nhà máy đảm bảo cho kinh doanh:
+ Dây chuyền sản xuất acid sulfuric hoạt động liên tục 24/24.
+ Một ngày làm 3 ca.
+ Một ca 8 giờ.
+ Tổng thời gian hoạt động liên tục 300 ngày/năm.
+ Biên chế nhân lực cho phân xưởng sản xuất acid sulfuric :
• Cán bộ quản lý, kỹ thuật phân xưởng : chịu trách nhiệm phụ trách nguồn lực và
điều hành sản xuất của xưởng – 4 kỹ sư.
• Công nhân vận hành : phụ trách vận hành toàn bộ dây chuyền – 16 công nhân.
• Công nhân phụ trợ : phụ trách vệ sinh công nghiệp, bốc xếp, sản xuất phụ - 33
công nhân.
C.Nhân SC
Cơ Khí
Công Nhân
Nạp Liiệu
C.Nhân Vận
Hành
C.Nhân
Phân Tích
C.Nhân
SC Điện
C.Nhân
SC Máy
NV Kho
Vật Tư
NV.Kho
T.Phẩm
Sơ đồ 2: SƠ ĐỔ TỔ CHỨC NHÀ MÁY HÓA CHẤT TÂN BÌNH 2 (Tháng 4 năm 2011)
I.4. Hệ thống cung cấp nguồn năng lượng cho cơ sở sản xuất :
Nguồn điện : Công ty Điện lực Biên Hòa, mạng lưới điện quốc gia.
Nguồn xăng dầu : được các Công ty xăng dầu thuộc khu vực TPHCM và Đồng Nai.
Nguồn hơi : Công ty cấp nước Đồng Nai và trạm bơm Nhà máy Hóa Chất Biên Hòa
cung cấp cho các lò hơi trong Nhà máy.
I.5. Bố trí dây chuyền thiết bị sản xuất :
I.5.1 Hệ thống cấp nước :
Hiện trạng cấp nước : theo thực tế của Nhà máy Hóa Chất Tân Bình 2, cấp nước
cho sản xuất và sinh hoạt của Nhà máy là từ 2 nguồn – nguồn nước thủy cục của khu
công nghiệp và bơm nước trực tiếp từ sông Đồng Nai.
Nhu cầu sử dụng nước tăng thêm.
• Nhu cầu sử dụng nước cho sản xuất : 85-90 m
3
các phương tiện chữa cháy sẽ luôn được kiểm tra thường xuyên và đảm bảo trong tình
trạng sẵn sàng.
• Cách ly các công đoạn dễ cháy ra khu vực riêng. Các chất dễ cháy như các loại hóa
chất, nhiên liệu được chứa trong các kho cách ly riêng biệt, tránh xa các nguồn có khả
năng phát lửa.
• Ngoài ra Nhà máy sẽ thường xuyên tổ chức tập luyện, nâng cao ý thức phòng cháy,
chống cháy tốt cho toàn thể CBCNV thông qua các lớp tập huấn PCCC.
• Tất cả các vấn đề trên sẽ tuân thủ theo các hướng dẫn về PCCC do Bộ Công An
ban hành.
I.6.2. Vệ sinh môi trường :
* Giải pháp xử lý nguồn ô nhiễm
Đối với nguồn gây ô nhiễm không khí :
• Xây dựng các hệ thống xử lý khí cho dây chuyền sản xuất acid sulfuric và dây
chuyền sản xuất xuất sản phẩm gốc sulfate. Nguồn khí thải sau khi qua các hệ thống
xử lý khí đến ống khói và được thải ra môi trường – đạt tiêu chuẩn TCVN 6991-2001.
• Khí thải máy phát điện được phát tán ra môi trường bằng ống khói có chiều cao 5m
( tính từ tháp hấp thụ 2 ), nồng độ khí thải được pha loãng và tải đi xa. Ngoài ra, máy
phát điện chỉ sử dụng dự phòng khi điện lưới mất nên thời gian hoạt động là rất nhỏ -
do vậy ảnh hưởng của khí thải máy phát điện xem như là không đáng kể.
Đối với nguồn gây ô nhiễm nước :
• Nước thải sản xuất : xây dựng hệ thống xử lý nước thải, nước thải từ các phân
xưởng sản xuất được thu gom về bể thu gom qua hệ thống ống dẫn. Tại bể thu gom,
nước thải được trung hòa đến pH = 7 (nhờ bộ điều khiển pH tự động) sau đó được
bơm vào thiết bị lắng (quá trình lắng được thực hiện liên tục hoặc gián đoạn), nước
trong sau lắng được đến bể thải chung, điều chỉnh pH lần cuối trước khi thải ra nguồn
tiếp nhận là sông Đồng Nai. Bùn lắng được bơm về bồn chứa bùn sau đó phơi khô tự
nhiên và thu gom chôn lấp.
• Nước thải sinh hoạt : Xây dựng hệ thống nước sinh hoạt và các hầm tự hoại đúng
theo quy định của Bộ xây dựng.
Đối với nguồn gây ô nhiễm tiếng ồn : Xây dựng phòng cách âm đối với nhà quạt
20.000 25.000 25.000 25.000 25.000
II Thực phẩm 34.000 35.000 35.000 35.000 35.000
1 Trong nước 33.300 34.000 34.000 33.800 33.800
2 Xuất khẩu 700 1.000 1.000 1.200 1.200
C
Kế hoạch bán
hàng
Giảm 5%
giá
Giảm 5%
giá
Giảm 10%
giá
1
Trong nước
(đ/tấn)
1.650.000 1.650.000 1.567.500 1.567.500 1.485.000
2 1.500.000 1.500.000 1.425.000 1.425.000 1.425.000 1.350.000
Đối với sản phẩm acid sunfuric, với nhu cầu thị trường ngày càng tăng, kế hoạch
sản xuất từ năm 2009 đạt 100% thiết kế sẽ đảm bảo được yêu cầu tiêu thụ. Vì vậy, Nhà
máy sẽ có hướng đầu tư chiều sâu nâng công suất dây chuyền lên 100.000 tấn/năm cho
tương lai.
I.7.2. Chủng loại sản phẩm :
• Acid sunfuric (cấp kỹ thuật)
• Nhôm hydroxide
• Phèn nhom sunfate : 17% Al
2
O
3
và
• Chất lỏng sánh, tỷ trọng > 1.8 kg/cm
2
• H
2
SO
4
min 97%
• Fe max 0.01%
• Cặn không bay hơi max 0.02%
I.7.5. Thị trường tiêu thụ :
Đây là nguồn nguyên liệu chủ yếu cung cấp cho các ngành sản xuất công nghiệp
trong nước :
• Hiện nay Nhà máy có một lượng khách hàng truyền thống và những hộ tiêu thụ
lớn, ổn định sẽ ký hợp đồng tiêu thụ hằng năm.
• Các sản phẩm có thể bán tại Nhà máy hoặc cung cấp đến nơi hộ sử dụng tùy theo
yêu cầu của khách hàng.
• Thị trường quốc tế :
Xuất khẩu sản phẩm có thể thực hiện theo các phương thức giao hàng tại biên giới
(đối với Campuchia, Lào) hoặc FOB, CIF… đối với các nước tùy theo yêu cầu của khách
hàng với đầy đủ thủ tục buôn bán quốc tế.
Phần II: DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
II.1 Sản xuất acid sunfuric theo phương pháp tiếp xúc kép đi từ lưu huỳnh:
II.1.1 Nguồn nguyên liệu:
Nguyên liệu sản xuất axít sunfuric:
Nguồn nguyên liệu chính để sản xuất axit sunfuric là :
Lưu huỳnh :19.800 tấn/năm
Nguồn cung cấp
Lưu huỳnh: là sản phẩm từu mỏ thiên nhiên hoặc thu hồi
từ các nguồn khí thải (chủ yếu hiện nay là thu hồi từ các
nhà máy lọc dầu). nước ta không có mỏ luu huỳnh và
SO
4
Lưu huỳnh
Nấu chảy lưu
huỳnh
Đốt cháy
(tao khí SO
2
)
Tạo hơi nước
Chuyển hóa
Hấp thụ 1
(tạo H
2
SO
4
)
Hấp thụ 2
(tạo H
2
SO
4
)
Pha loãng
Sấy
Xử lý khí
Dd bisulfite
Nước pha loãng
Không khí
Khô
O
5
:
SO
2
+ O
2
SO
3
+ Q
Hấp thụ khí SO
3
tạo thành acid sulfuric (H
2
SO
4
98%)
SO
3
+ H
2
O H
2
SO
4
Phương án công nghệ được lựa chọn trong dự án là: phương pháp tiếp xúc kép, hấp
thụ khí SO
3
hai lần. Lý do:
Từ phương pháp tiếp xúc, hiện nay trên thế giới tồn tại 2 loại dây chuyền là tiếp xúc đơn
C qua hệ
thống giai nhiệt bằng hơi nước đặt sâu dưới đáy bể. Lưu huỳnh lỏng từ ngăn 1, 2 chảy
tràn sang ngăn 3, 4 và 5. Dưới đáy giữa các vách ngăn có vách chặn để giữ các tạp chất
trong lưu huỳnh lại, tại ngăn số 5 lượng tạp chất còn lại sẽ được lọc bằng lưới khi lưu
huỳnh sạch theo ống hút vào bơm. Hơi bão hòa được dẫn vào ngăn lắng số 3, số 4, số 5,
hệ thống ống dẫn lưu huỳnh và sung phun lưu huỳnh để duy trì nhiệt độ lưu huỳnh lỏng ở
khoảng 140-160
0
C
Trong quá trình nấu chảy lưu huỳnh, nước và các tạp chất trong lưu huỳnh bốc hơi
được xử lý ở hệ thống xử lý hồ lưu huỳnh
Cần trục một dầm dùng để vận chuyển các dàn ống trao đổi nhiệt của hồ lưu huỳnh,
vận chuyển bơm… Phục vụ cho việc bảo trì, sửa chữa.
II.3.2 Công đoạn đốt lưu huỳnh :
Hình 2: Kho chứa lưu huỳnh
Sơ đồ minh họa thiết bị đốt lưu huỳnh được thể hiện ở bên. Khí SO
2
sinh từ lò đốt
là chất khí không màu, nặng hơn không khí, có mùi acid. Lưu huỳnh đốt cháy trong lò
theo phản ứng:
S + 1/2 O
2
→ SO
2
+ Q
Nguồn cung cấp oxi là không khí ẩm từ quạt được sấy khô bằng acid sulfuric có
nồng độ 97 ±0.5% H
2
SO
4
3
:
Sơ đồ minh họa thiết bị chuyển hóa được thể hiện ở bên. Hệ thống chuyển hóa
gồm một tháp tiếp xúc và hệ thống thiết bị trao đổi nhiệt nhằm tận dụng nhiệt và điều
chỉnh nhiệt cho các dòng hỗn hợp khí.
Tháp tiếp xúc hình trụ thẳng đứng, bên trong có chứa 5 vách ngăn xúc tác, mỗi
ngăn có một nghi đỡ nằm ngang; trên mỗi nghi đỡ đỗ lớp xúc tác V
2
O
5
thích hợp và lớp
sỏi bảo vệ xúc tác.
Hỗn hợp khí SO
2
vào lớp xúc tác 1 phản ứng với oxi trong không khí, có sự hiện
diện của xúc tác V
2
O
5
theo phương trình phản ứng:
SO
2
+ 1/2O
2
→ SO
3
+ Q
Mức chuyển hóa ở lớp một khoảng 76%, nhiệt độ hỗn hợp của của khí SO
2
và SO
0
C sẽ đi qua thiết bị trao
đổi nhiệt 2 với dòng hỗn hợp khí (sau hấp thu lần một), sau đó đi qua thiết bị trao đổi
nhiệt số 3 để tới tháp hấp thụ lần 1, tác nhân làm nguội ở thiết bị trao đổi nhiệt 3 là không
khí khô sau tháp sấy. Mức chuyển hóa 3 đạt 94%. Dòng hỗn hợp khí sau hấp thu lần một
có nhiệt độ từ 80÷85
0
C sẽ đi qua 2 thiết bị trao đổi nhiệt 2 và 1 sau đó đi qua lớp xúc tác
4.
Mức chuyển hóa chung khoảng 99,82%. Dòng hỗn hợp khí này được làm nguội đi
qua thiết bị trao đổi nhiệt để quá nhiệt hơi nước và thiết bị làm lạnh khí SO
3
để đến tháp
hấp thụ lần 2. Thiết bị làm lạnh khí SO
3
là thiết bị dạng ống chùm, tác nhân trao đổi nhiệt
là không khí tạo bởi quạt làm nguội.
II.3.4. Công đoạn hấp thụ SO
3
thành H
2
SO
4
:
Sơ đồ minh họa thiết bị hấp thu được thể hiện ở bên. Không khí ẩm được thổi từ
quạt qua tháp sấy và được sấy khô bằng acid nồng độ 92±0.5% H
2
SO
4
sau đó khí ra tháp
tháp hấp thụ mono lần 2 là khoảng 130÷140
0
C.
Các tháp hấp thụ mono có cấu tạo giống như tháp sấy. Hỗn hợp khí SO
3
đi từ dưới
tháp lên và được tưới bằng acid sunfuric 98±0.5% H
2
SO
4
từ trên máng tưới chảy xuống.
Khí SO
3
kết hợp với nước trong acid làm cho acid có nồng độ và nhiệt độ cao hơn. Acid
tưới được pha loãng bằng nước (trích từ hệ thống cấp nước giải nhiệt acid) tại bồn tuần
hoàn để duy trì nồng độ ổn định ở khoảng 98.5±0.5% H
2
SO
4
. Sản phẩm acid sunfuric
được bơm từ bồn tuần hoàn qua thiết bị làm lạnh acid sấy và qua thiết bị làm lạnh thành
phần rồi về bồn chứa acid sản phẩm. lưu kho acid cho các phân xưởng sản xuất: acid từ
bồn (418A/B) chuyển về bồn chứa acid lớn và các phân xưởng khác bằng cụm bồn acid
chung chuyển và bơm.
II.4. Đặc điểm công nghệ sản suất acid sulfuric đi từ lưu huỳnh:
II.4.1. Đặc điểm của nguyên liệu – lưu huỳnh:
Lưu huỳnh nguyên tố là một trong những dạng nguyên liệu tốt nhất để sản suất
acid sunfuric vì:
Khi đốt lưu huỳnh ta thu được hỗn hợp khí có hàm lượng khí SO
2
2
SO
4
, nhiệt độ acid ra khỏi tháp 60-70
0
C (chế độ nóng).
Phần III: THIẾT BỊ CHỦ LỰC
Gồm 4 công đoạn:
III.1.Công đoạn nấu chảy lưu huỳnh:
Thiết bị chủ lực: Hồ nấu chảy lưu huỳnh.
Cấu tạo: Nồi nấu chảy lưu huỳnh được xây bằng lớp gạch chịu nhiệt xung quanh
lò, bên trong được xây các vách chặn cách đều nhau. Để lưu huỳnh được nấu chảy người
ta lấp thêm hệ thống gia nhiệt bằng nước đặt sâu dưới bể. Ở cuối nồi nấu chảy lưu huỳnh
đặt hệ thống bơm (loại bơm ly tâm trục đứng) cung cấp lưu huỳnh đến súng phun vào lò
đốt.
Hồ được ngăn thành 5 ngăn, các vách ngăn có độ cao giảm dần từ ngăn thứ nhất
đến ngăn thứ 5.
Hình 1: Cấu tạo hồ nấu chảy lưu huỳnh
• Ngăn 1: 800×3000×800, ống truyền nhiệt D=80mm,
• Ngăn 2 đến ngăn 5: 1000×4000×1200, ống truyền nhiệt D=80mmDưới mỗi ngăn
đều có các tấm lưới để chứa các tạp chất trong lưu huỳnh.
Tại mỗi ngăn đều được có bố trí các ống xoắn nằm sâu phía dưới và dẫn hơi nước
từ lò nhiệt dư đi bên trong nấu chảy lưu huỳnh.
Hình 2: Hệ thống ống trao đổi nhiệt nhiệt
Ở ngăn thứ 5 có bơm li tâm, bơm lưu huỳnh nóng chảy vào lò đốt.
III.2. Công đoạn đốt lưu huỳnh:
Thiết bị chủ lực: lò đốt lưu huỳnh
Cấu tạo: lò đốt xây dựng bằng gạch chịu nhiệt, bên trong lò đốt xây 3 vách ngăn. Ở
đầu lò được lắp súng phun lưu huỳnh và đường ống dẫn không khí vào lò đốt. Ở cuối lò
được lấp đường ống dẫn ống SO
Thân tháp dài 10mm, được bọc lớp bảo ôn dày 125mm.
III.4.Công đoạn hấp thụ SO
3
thành H
2
SO
4
:
Thiết bị chủ lực: tháp hấp thụ 1 và 2.
Cấu tạo: tháp hấp thụ hình trụ thẳng đứng xây bằng lớp gạch chịu acid, ở phần trên
thiết bị được ngắn 5 bộ phận lọc mù. Ở bên dưới được thiết kế lớp đệm yên ngựa.
Dạng tháp đệm, hình trụ thẳng đứng, D ≈ 3m ; h ≈ 11m.