TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
oOo
BÁO CÁO THỰC TẬP
TẠI CÔNG TY TNHH MTV PHÂN ĐẠM VÀ HÓA CHẤT HÀ BẮC
Họ và tên : Nguyễn Đức Long
Lớp : Kỹ thuật môi trường
Khóa : 52
Hà Nội, 6/2011
Lời cảm ơn
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới:
− Viện khoa học và Công nghệ môi trường
− Công ty TNHH MTV Phân đạm và Hóa chất Hà Bắc
đã cho phép và tạo điều kiện giúp đỡ tôi được thực tập tại Công ty TNHH MTV
Phân đạm và Hóa chất Hà Bắc từ 14/6/2011 đến 22/6 /2011.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới ThS. Vũ Ngọc Thủy và ThS.
Đoàn Thị Thái Yên (Viện khoa học và Công nghệ môi trường) và các anh/chị kỹ
thuật viên các xưởng Tạo khí, NH
3
, Urea (Công ty TNHH MTV Phân đạm và Hóa
chất Hà Bắc) đã trực tiếp hướng dẫn tôi thực tập.
Hà Nội, 6/ 2011
Sinh viên:
Nguyễn Đức Long
~ i ~
Mục lục
Lời mở đầu…………………………………………………………………
1
Chương 1. Giới thiệu về Công ty TNHH MTV Phân đạm và Hóa chất
Hà Bắc……………………………………………………………………….
2
50
3. 1. 4. Các dòng thải
khác………………………………………………
50
3. 2. Khắc phục vấn đề môi trường trong sản xuất urea Hà Bắc……
51
Kết luận và Kiến nghị……………………………………………………….
53
~ ii ~
~ iii ~
Nguyễn Đức Long
Lời mở đầu
Nội dung Báo cáo thực tập tại Công ty TNHH MTV Phân đạm và Hóa chất
Hà Bắcnày tập trung vào thuyết minhlưu trình công nghệ sản xuất urea Hà Bắc
cùng với vấn đề môi trường kèm theo.
Báo cáo thực tập được viết dựa trên kiến thức thực tế khi thực tập và tham
khảo các tài liệu sau:
− Thông tin từ trang web: />− Nguyễn Văn Linh (Phòng Kỹ thuật công nghệ - Công ty TNHH MTV
Phân đạm và Hóa chất Hà Bắc). Giáo trình Lớp cán bộ, công nhân vận hành Dự
án đạm Phú Mỹ tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu. 11/2002.
− Quy trình kỹ thuật của các xưởng Tạo Khí, NH
3
và Urea.
Mặc dù đã cố gắng tìm hiểu nhưng do thời gian thực tập hạn chế cho nên
Báo cáo thực tập không tránh khỏi thiếu sót nhất định, rất mong được sự góp ý của
các Thầy cô.
Hà Nội, 6/2011
Sinh viên:
Nguyễn Đức Long
~ 1 ~
kế thiết bị công nghệ công trình hóa chất;
+ Đầu tư và kinh doanh tài chính;
+ Xuất nhập khẩu, kinh doanh các sản phẩm hóa chất và phân bón;
+ Kinh doanh các ngành nghề khác.
− Sản phẩm chính: urea, amoniac lỏng, CO
2
lỏng và rắn.
− Tổ chức:
1/ Ban lãnh đạo:
~ 2 ~
Nguyễn Đức Long
Chủ tịch hội đồng thành viên kiêm Tổng giám đốc: Ông Nguyễn Anh Dũng
Hội đồng thành viên: Ông Đỗ Doãn Hùng
Ông Phan Văn Tiền
Bà Nguyễn Thị Thanh Minh
Ông Đồng Văn Quyết
Các Phó tổng giám đốc: Ông Đỗ Doãn Hùng
Ông Phan Văn Tiền
Ông Đỗ Minh Sơn
2/ Sơ đồ tổ chức (Hình 1):
Hình 1. Mô hình quản lý trực tuyến, chức năng của HANICHEMCO
3/ Các thành viên:
Các thành viên trực thuộc gồm 15 phòng, 11 đơn vị sản xuất và 2 đơn vị đời
sống – xã hội.
Các phòng nghiệp vụ, kinh tế:
+ Văn phòng;
+ Phòng Tổ chức nhân sự;
+ Phòng Bảo vệ quân sự;
+ Phòng Kế hoạch;
+ Phòng Thị trường;
1. 2. Quá trình phát triển
Ngày 18/2/1959 Chính phủ Việt Nam và Chính phủ Trung Quốc đã ký kết
hiệp định về việc Chính phủ Trung Quốc giúp xây dựng Nhà máy Phân đạm Hà
Bắc cho Việt Nam theo hình thức viện trợ không hoàn lại.Theo đó nguồn nguyên
liệu đi từ than Hòn Gai và sản phẩm là NH
4
NO
3
và HNO
3
.
Quý I năm 1960 Nhà máy Phân đạm Hà Bắc được khởi công xây dựng trên
mặt bằng khoảng 40 ha tại phường Thọ Xương, thành phố Bắc Giang, tỉnh Bắc
Giang (hiện nay), toàn bộ thiết bị được thiết kế và chế tạo từ Trung Quốc.
Dự định ngày 2/9/1965 Nhà máy Phân đạm Hà Bắc được khánh thành và đi
vào sản xuất nhưng do chiến tranh phá hoại của Đế quốc Mỹ mà Chính phủ quyết
định đình chỉ dự định này.
Đầu năm 1973 Nhà máy Phân đạm Hà Bắc bắt đầu được khôi phục và mở
rộng sản xuất nhưng chuyển đổi sản phẩm sang urea.
Tháng 6/1975 việc xây dựng và lắp đặt về cơ bản hoàn thành chuẩn bị chạy
thử máy.
Ngày 28/11/1975 sản xuất thành công NH
3
lỏng.
~ 4 ~
Nguyễn Đức Long
Ngày 22/12/1975 sản xuất thành công urea.
Ngày 30/10/1977 Nhà máy Phân đạm Hà Bắc được chính thức khánh thành.
Giai đoạn 1976-1983 là thời kỳ sản xuất gặp nhiều khó khăn, chẳng hạn sản
lượng năm 1981 chỉ đạt 9000 tấn urea bằng 9% công suất thiết kế.
+ Dự án đầu tư dây truyền sản xuất hydrogen peroxide (H
2
O
2
) công suất
10 000 tấn/năm;
+ Dự án sửa chữa khôi phục đường sắt ga Bắc Giang - kho urea;
+ Dự án xây dựng khu tái định cư thuộc Dự án cải tạo - mở rộng nâng
công suất lên 500 000 tấn urea/năm;
+ Dự án cải tạo, mở rộng tuyến đường Phạm Liêu đoạn đường từ cổng 1
đến cổng 2 (cũ);
+ Dự án đầu tư xây dựng Hệ thống thông tin quản trị doanh nghiệp tổng
thể (ERP).
Nhiệm vụ quan trọng/ Chiến lược phát triển của Công ty TNHH MTV Phân
đạm và hóa chất Hà Bắc trong giai đoạn tiếp theo được xác định là góp phần đảm
~ 5 ~
Báo cáo thưc tập tại HANICHEMCO
bảo cung ứng lượng urea cần thiết cho sản xuất nông nghiệp trong nước, hạn chế
nhập khẩu như hiện nay và tiến tới xuất khẩu ra thị trường thế giới.
Chương 2. Công nghệ sản xuất urea của Công ty TNHH MTV
Phân đạm và Hóa chất Hà Bắc
Urea Hà Bắc:
Công dụng: - Trong nông nghiệp: phân bón cung cấp N cho cây trồng.
- Trong công nghiệp: sản xuất chất dẻo, keo dán, nhựa tổng
hợp, vecni và một số dược phẩm,…
Chỉ tiêu chất lượng
quan trọng:
- Hàm lượng N ≥ 46%
- Biuret (H
2
= 3: 1, và các
tạp chất (bụi, H
2
S, CO,…)
Xưởng Amoniac:
- Tinh chế khí: tách tạp chất trong khí
than ẩm (H
2
S, CO,…)
- Sản xuất nguyên liệu tổng hợp urea:
NH
3
lỏng, CO
2
khí
Nguyễn Đức Long
Hình 2. Dây chuyền sản xuất urea Hà Bắc
~ 7 ~
Nguyễn Đức Long
Hình 3. Sơ đồ khối lưu trình công nghệ sản xuất urea Hà Bắc
~ 7 ~
Báo cáo thưc tập tại HANICHEMCO
Sơ đồ khối lưu trình công nghệ sản xuất urea Hà Bắc như Hình 3.
Urea Hà Bắc được sản xuất từ nguyên liệu gồm than antraxit cục, hơi nước
và không khí.
Quá trình khí hóa than gián đoạn theo phương pháp tầng ngọn lửa cố định.
Sản phẩm của quá trình khí hóa gồm CO
2
, CO, H
2
. Khí đi ra khỏi tháp tổng hợp NH
3
có nồng độ NH
3
cao
được làm lạnh , phân ly tách NH
3
lỏng đưa vào kho chứa. CO
2
thu được từ công
đoạn hấp thụ CO
2
được nén cao áp và đưa sang tổng hợp urea.
Nguyên liệu tổng hợp urea gồm NH
3
lỏng và CO
2
khí. NH
3
lỏng đưa vào đáy
tháp tổng hợp urea nhờ bơm tăng áp. CO
2
cũng đưa vào đáy tháp tổng hợp nhờ
máy nén khí. Với điều kiện nhiệt độ và áp suất thích hợp phản ứng tổng hợp urea
xảy ra rất nhanh theo 2 giai đoạn: tạo cacbamat và cacbamat tách nước thành urea
Ở đây quá trình tổng hợp urea mang tính tuần hoàn toàn bộ, tức là tất cả NH
3
và
CO
2
về từ các vùng mỏ ở Quảng Ninh. Than cục từ kho than được băng tải nghiêng
đưa lên 10 bunke dung tích 50 tấn và đưa gián đoạn vào lò khí hóa. Hiện tại xưởng
có 10 lò tạo khí (tương ứng với 10 bunke) trong đó 8 lò tạo khí có bộ phận thu hồi
khí thổi gió và 2 lò tạo khí còn lại không có bộ phận thu hồi khí thổi gió để dự
phòng.Than cục được chia làm 3 loại theo cấp hạt gồm 12 – 25mm, 20 – 40mm và
> 40mm sẽ được cấp cho từng lò tạo khí khác nhau. Trung bình mỗi ngày chạy
máy tiêu tốn hết 400 – 450 tấn than cục.
Hơi nước 0,49 Mpa nhiệt độ 250
o
C được cấp từ xưởng Nhiệt điện tới, không
khí được cấp từ quạt không khí tới. Hỗn hợp phản ứng trong lò khí hóa ở khoảng
1100
o
C tạo thành khí than ẩm có thành phần gồm CO, CO
2
, H
2
S, H
2
, N
2
, CH
4
và
bụi.
Khí than ẩm được đi qua lò đốt để trữ nhiệt nhằm gia nhiệt cho hỗn hợp hơi
nước và không khí ở giai đoạn thổi xuống, đồng thời cũng lắng bụi.
Khí than ẩm sau đó đi qua nồi hơi nhiệt thừa để tận dụng nhiệt sản xuất hơi
nước từ nước tuần hoàn 100
o
C sẽ xảy ra các phản
ứng sau:
= + Q
= + Q
= - Q
Khí thổi gió ở nhiệt độ > 550
o
C đem đốt sẽ xảy ra phản ứng:
= + Q
b) Chế tạo khí than ẩm
Sau khi nâng cao nhiệt độ lò tạo khí, tiến hành đưa hỗn hợp hơi nước và
không khí vào. Hỗn hợp phản ứng ở nhiệt độ 1100
o
C có các phản ứng sau:
= - Q
= - Q
= - Q
= + Q
= + Q
= - Q
~ 11 ~
Báo cáo thực tập tại HANICHEMCO
= + Q
Ngoài ra ở nhiệt độ thấp còn có phản ứng:
= + Q
Thành phần % khí than ẩm như sau:
H
2
CO CO
2
nhiệt làm cho nhiệt độ tâng lửa phía trên tăng. Hiện tượng dịch chuyển tầng lửa
gây vỡ vụn than cục và gia tăng tổn thất nhiệt theo khí than ẩm. Để khắc phục hiện
tượng này cần có giai đoạn thổi xuống, dùng dòng hơi nước đi từ đỉnh xuống đáy
lò tạo khí.
+ Giai đoạn thổi lên lần 2:
Cần thiết phải dùng không khí và hơi nước thổi vào đáy lò tạo khí để đuổi
hết khí than ẩm ở đó, tránh nổ do phản ứng giữa CO và O
2
không khí.
+ Giai đoạn thổi sạch:
Giai đoạn thổi sạch để tận dụng hết khí than ẩm còn lưu lại ở đỉnh lò tạo khí
và đường ống.
Mỗi tuần hoàn làm việc kéo dài khoảng 3 phút và thông thường theo phân
phối thời gian như sau:
Giai đoạn Thổi gió Thổi lên lần 1 Thổi xuống Thổi lên lần 2 Thổi sạch
% 22 – 26 24 – 28 38 – 42 6 – 9 3 – 4
Lưu trình công nghệ:
− Vận chuyển và cung cấp nguyên liệu:
Than cục theo các cấp hạt khác nhau được băng tải vận chuyển lên các
bunke.
− Giai đoạn thổi gió:
~ 12 ~
Nguyễn Đức Long
Không khí được quạt gió đưa vào đường ống chung với áp suất 2800 – 3200
mmH
2
O, đưa qua tầng than nóng đỏ ở đáy lò tạo khí sẽ xảy ra phản ứng đốt cháy
C. Nhiệt sinh ra được tầng gạch chịu lửa tích trữ lại. Khí thổi gió ra khỏi lò tạo khí,
đi vào lò hơi nhiệt thừa theo hướng từ trên xuống, rồi tới cương vị Thu hồi khí thổi
gió.
+ Nồi 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 khống chế bằng máy tự động và đóng mở van bằng nước cao áp.
1) Lò khí hóa UGI
Có 2 loại lò có đường kính khác nhau là Φ2745mm và Φ3000mm.
Lò bao gồm có 4 phần chính như sau:
− Nồi hơi vỏ kép: H = 2961mm; F
TN
= 13m
2
; lượng nước chứa 12m
3
. Có
tác dụng chống hiện tượng nhiệt độ tầng nhiên liệu quá cao làm cho xỉ
~ 13 ~
Báo cáo thực tập tại HANICHEMCO
chảy ra bám dính vào thành lò gây hiện tượng treo nhiên liệu, đồng
thời sản xuất ra hơi nước thấp áp 0,5÷0,8at.
− Mũ gió: làm bằng gang, cao 1400mm. Có tác dụng phân phối khí đều
cho tầng than. Loại cũ có hình bảo tháp có đường kính vành lớn nhất
1200mm, mũ gió tầng trên cùng khoan 20 lỗ Φ20, diện tích thông gió
0,9m
2
. Loại mới có hình dẻ quạt có đường kính 2650mm, diện tích
thông gió 1,5m
2
.
lò
:2300 H
ống
:6000 H
lò
:11714 F
TN
:480m
2
4) Thủy phong túi rửa
Tác dụng:
+ Không cho khí than ẩm ở sau thủy phong túi rửa đi ngược trở lại lò
khí hóa gây nổ.
~ 14 ~
Nguyễn Đức Long
+ Làm lạnh và rửa sơ bộ khí than ra lò trước khi vào tháp rửa.
Cấu tạo:
+ Trên hình tròn, dưới hình chóp nón.
+ Đường ống khí cắm sâu ngập trong nước 150mm.
+ Đường kính túi rửa: 3000mm.
+ Dung tích: 15m
3
P
lv
: 700mmH
2
O T
lv
: 80
o
+ Áp suất gió đường ống chung: 2800 ÷ 3200 mmH
2
O
+ Lưu lượng không khí thổi gió: 12000 ÷ 18000 Nm
3
/h
+ Lưu lượng khôn gkhis thêm N
2
: ≤ 2560 Nm
3
/h
+ Lưu lượng hơi nước thổi lên: 4,5 ≤ 8,0 tấn/h
+ Lưu lượng hơi nước thổi xuống: 5,0 ≤ 9,0 tấn/h
+ Thành phần khí than yêu cầu:
CO + H
2
: ≥ 68%
Tỷ lệ (CO+H
2
)/N
2
: 3,1 ÷3,3%
Hàm lượng O
2
: ≤ 0,4%
+ Thành phần CO
2
trong KTA thổi lên: 7,0 ÷ 8,0%
+ Thành phần CO
2
2
: ≤ 3200 Hm
3/h
+ Lưulượng hơi nước thổi lên: 4,5 ÷ 8,0 tấn/h
+ Lưu lượng hơi nước thổi xuống: 5,0 ÷ 9,0 tấn/h
+ Thành phần khí than yêu cầu:
CO + H
2
: ≥ 68%
Tỷ lệ (CO+H
2
)/N
2
: 3,1 ÷3,3%
Hàm lượng O
2
: ≤ 0,4%
+ Thành phần CO
2
trong KTA thổi lên: 6,0 ÷ 8,0%
+ Thành phần CO
2
trong KTA thổi xuống: 4,0 ÷ 6,0%
+ Thành phần C trong xỉ: ≤ 30%
+ Khoảng lưu không: 2,6 ÷ 3m
+ Tỷ lệ % máy khống chế tự động:
Thổi gió: 22 ÷ 28%
Thổi lên: 25 ÷ 27%
Thổi xuống: 35 ÷ 39%
Thổi lên lần 2: 8%
Cương vị Thu hồi khí thổi gió có nhiệm vụ thu hồi hiển nhiệt và ẩn nhiệt của
khí thổi gió từ lò tạo khí, khí thùng chứa từ tổng hợp NH
3
và khí thải để sản xuất
hơi nước bão hòa 1,37 MPa cung cấp cho các hộ tiêu thụ.
Khí thổi gió của các lò tạo khí được dẫn ra từ cửa lò hơi nhiệt thừa vào
đường ống khí thổi gió chung, qua cyclone khử bụi, sau đó chia làm 2 đường đi
vào đỉnh lò đót theo 2 hướng tiếp tuyến khác nhau. Tiếp theo, được trộn lẫn với
không khí nóng từ bộ dự nhiệt không khí nhiệt độ cao. Hỗn hợp khí được bốc cháy
nhờ vòi đốt. Khói lò có nhiệt độ cao qua phần dưới lò đốt đến bộ dự nhiệt không
khí nhiệt độ cao, lò hơi nhiệt thừa, bộ gia nhiệt nước mềm, bộ dự nhiệt không khí
nhiệt độ thấp, quạt khói và cuối cùng phóng không qua ống khói. Năng lực sản
xuất 12 – 16 tấn hơi bão hòa 1,37 MPa/h.
2. 2. 2. Xưởng NH
3
2. 2. 2. 1. Nhiệm vụ
− Công đoạn tinh chế khí:
Công đoạn tinh chế khí rất quan trọng trước khi tổng hợp NH
3
để sản xuất
urea Hà Bắc. Trong khí than ẩm có nhiều tạp chất hóa học và cơ học như CO, CO
2
,
CH
4
, Ar, H
2
S, COS, lưu huỳnh hữa cơ, tro bụi và dầu mỡ. Trừ CH
4
và Ar được thải
2
thu được CO
2
thuần khiết ≥ 98%, ≤ 40
o
C làm nguyên liệu
tổng hợp urea và sản xuất CO
2
lỏng, rắn.
− Công đoạn tổng hợp NH
3
:
Tổng hợp NH
3
từ khí nguyên liệu N
2
và H
2
theo tỷ lệ H
2
:N
2
= 3:1
2. 2. 2. 2. Lưu trình công nghệ
Sơ đồ khối lưu trình công nghệ xưởng NH
3
như Hình 5.
Công đoạn tinh chế khí:
Khí than ẩm sau thiết bị lọc bụi tính điện được quạt khí than ẩm đưa vào
tháp khử H
Một phần CO bị chuyển hóa, nhiệt độ hỗn hợp khí đạt 350 – 380
o
C đi ra khỏi đáy
lò biến đổisố 1, đi vào thiết bị trao đổi nhiệt khí than, rồi đi vào bộ làm lạnh nhanh
số 1 làm lạnh bằng nước ngưng. Hỗn hợp khí có nhiệt độ 180 – 210
o
C đi vào đoạn
~ 18 ~
Nguyễn Đức Long
trên lò
~ 19 ~
Báo cáo thực tập tại HANICHEMCO
Hình 5. Sơ đồ khối lưu trình công nghệ xưởng NH
3
biến đổi số 2 tiếp tục tiến hành biến đổi CO, nhiệt độ đạt 300 – 320
o
C rồi đi qua bộ
làm lạnh nhanh số 2 làm lạnh bằng nước ngưng, hỗn hợp khí có nhiệt độ 180 –
~ 20 ~
Nguyễn Đức Long
210
o
C tiếp tục đi vào đoạn dưới lò biến đổi số 2, phần CO còn lại tiếp tục bị biến
đổi. Khí biến đổi có nhiệt độ ≤ 250
o
C và CO ≤ 1,5% đi vào thiết bị trao đổi nhiệt
khí biến đổi, qua thiết bị đun sôi của hệ thống tái sinh tăng áp dung dịch khử CO
2
để tận thu nhiệt, sau đó đưa tới khâu khử H
2
đòi hỏi hàm lượng các chất gây ngộ
độc xúc tác như CO, CO
2
, H
2
S và O
2
nhỏ nhất. Khâu tinh chế vi lượng nhằm khử
tối đa các chất đó khỏi khí tinh chế. Ra khỏi khâu này khí tinh chế có hàm lượng
rất nhỏ H
2
S và (CO+CO
2
) < 20 ppm được gọi là khí tinh luyện.
Công đoạn tổng hợp NH
3
:
Khí tinh luyện với thành phần chủ yếu N
2
và H
2
theo tỷ lệ H
2
:N
2
= 3:1 vào
đoạn VI của máy nén 69 cấp để tăng áp cho quá trình tổng hợp NH
3
. Khí tinh luyện
ra đoạn VI của máy nén 6 cấp có áp suất 31,5 MPa được đưa qua bộ phân ly dầu
lỏng qua phân ly 1 để tách NH
3
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 đắp phần áp suất bị mất do phản ứng tổng hợp NH
3
là phản ứng
giảm số phân tử khí và lượng NH
3
bị ngưng tụ. Ra khỏi máy nén tuần hoàn turbine
hỗn hợp khí đi vào tổ hợp thiết bị làm lạnh – ngưng tụ – phân ly trộn lẫn với khí
tinh luyện mới vào, tiếp tục thực hiện quá trình làm lạnh, ngưng tụ và phân ly.
~ 21 ~
Copyright: Tài liệu đại học ©