Bài báo cáo thực tế chuyên môn



SVTH: Trần Thị Kim Cúc

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA HÓA
-------------------------------------------------------------------

BÀI BÁO CÁO THỰC TẾ CHUYÊN MÔN

ĐỀ TÀI
TÌM HIỂU DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT MỘT SỐ HÓA CHẤT CƠ
BẢN CỦA CÁC TỈNH PHÍA BẮC – NAM VÀ SO SÁNH

Giảng viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Thị Hường
: Th.S Đào Văn Dũng
Sinh viên thực hiện

: Trần Thị Kim Cúc

Lớp

: 08CHP

ĐÀ NẴNG, THÁNG 5 NĂM 2011
Trang 1






SVTH: Trần Thị Kim Cúc

1.1 Công nghệ sản xuất axit sunfuric của nhà máy Supe phốt phát và Hóa
chất Lâm Thao
1.1.1 giới thiệu nhà máy
1.1.1.1 Lịch sử

Nhà máy Supe phốt phát và Hóa chất Lâm Thao
- Tiền thân của công ty cổ phần Supe phốt phát và Hóa chất Lâm Thao là nhà
máy Supe phốt phát Lâm Thao được Chính phủ nước Việt nam Dân chủ Cộng
hòa khởi công xây dựng ngày 8 tháng 6 năm 1959 bên dòng sông Thao trên quê
hương Đất Tổ (huyện Lâm Thao, tỉnh Phú Thọ,).
- Sau 3 năm thi công xây dựng, nhà máy đã được đưa vào vận hành sản xuất
ngày 24 tháng 6 năm 1962.
- 19/8/1962 công ty đã có vinh dự lớn lao được Bác Hồ về thăm
- Được Đảng và Nhà nước 3 lần phong tặng danh hiệu Đơn vị Anh hùng:
+ Anh hùng Lao động (1985)
+ Anh hùng Lực lượng vũ trang nhân dân (1999)
+ Anh hùng Lao động thời kỳ đổi mới (2000)
Trang 3


Bài báo cáo thực tế chuyên môn



SVTH: Trần Thị Kim Cúc


Bài báo cáo thực tế chuyên môn



SVTH: Trần Thị Kim Cúc

nhất; tính toán các thông số kỹ thuật như lưu lượng khí thổi vào lò, chiều cao
lớp sôi hợp lý, nhiệt độ lớp sôi, nồng độ khí SO2 ra khỏi lò, thay thế xúc tác…
- Các công đoạn chính trong dây chuyền sản xuất axit :
+ Công đoạn hoá lỏng lưu huỳnh
+ Công đoạn đốt lưu huỳnh
+ Cộng đoạn nồi hơi nhiệt thừa
+ Công đoạn tiếp xúc
+ Công đoạn hấp thụ
+ Công đoạn sấy
1.1.2.1 Công đoạn hoá lỏng lưu huỳnh :
* Mô tả công nghệ :
- Lưu huỳnh rắn từ kho theo băng tải cấp vào bể hoá lỏng lưu huỳnh 106 .
- Bể hoá lỏng gồm 6 cụm trao đổi nhiệt ống xoắn. Hơi nước có áp xuất
6KT/cm2, nhiệt độ 1600C đưa vào các cụm 1500C÷trao đổi nhiệt .
- Lưu huỳnh đưa vào gia nhiệt nóng chảy đến nhiệt độ 1400C và sang thùng
lắng 108, 109 vỏ thùng lắng cũng được trang bị các cụm trao đổi nhiệt, xung
quanh thân thùng có áo hơi để giữ nhiệt độ lưu huỳnh lỏng ở nhiệt 1500C sau
khi lắng cặn lưu huỳnh tự chảy từ thùng 108, 109 sang thùng÷độ 1400C chứa
111 .
- Lưu huỳnh lỏng từ thùng 111 được 02 bơm M-110A, M-110B bơm lưu huỳnh
vào vòi phun của lò đốt 201
1.1.2.2 Công đoạn lò đốt lưu huỳnh
*Mô tả công nghệ

thiết bị lọc gió nóng 201 ( có tác dụng lọc bụi , các thành phần tạp chất cơ học
0
bị giữ lại) Sau khi qua thiết bị lọc gió nóng hỗn hợp khí có nhiệt độ420 ÷ 430 C
0
- Hơi nước từ nồi hơi có áp suất 2,5 Mpa và nhiệt độ 225 C đi qua bộ giảm áp
và làm lạnh xuống còn 0,6 Mpa đi vào mạng chung của nhà máy
1.1.2.4 Công đoạn tiếp xúc
* Mô tả công nghệ
- Hỗn hợp khí SO2 có nồng độ 9 ÷ 10 % sau lọc gió nóng 201 có nhiệt độ
0
420 ÷ 430 C đi theo các đường ống và các thiết bị điều chỉnh vào lớp tiếp
xúc 1 của tháp tiếp xúc 306. Tại lớp tiếp xúc 1 khí SO2 được chuyển hoá thành
SO3 , hỗn hợp khí ra khỏi lớp 1 đạt mức chuyển hoá 72.0 % và nhiệt
Trang 6


Bài báo cáo thực tế chuyên môn



SVTH: Trần Thị Kim Cúc

0
độ 575 C được đưa sang trao đổi nhiệt 305 , qua bộ điều khiển nhiệt độ TIC0
306A để đạt nhiệt độ 470 C đưa vào lớp tiếp xúc 2 .
-Để tăng diện tích bề mặt tiếp xúc , hỗn hợp khí SO2 - SO3 được đưa qua lớp
sành sứ rồi đưa vào lớp tiếp xúc 2 . Do nhiệt độ của phản ứng liên tục, hỗn hợp
0
khí ra khỏi lớp tiếp xúc 2 có nhiệt độ 535 C , mức chuyển hoá 93,0% rồi đưa
0

SVTH: Trần Thị Kim Cúc

tháp ôlêum 254 , sau đó được đưa vào tháp hấp thụ mono 255 và đi dần lên
đỉnh tháp .
- Axit 98,3% được các bơm đẩy lên phân phối vào các dàn làm lạnh ống chùm
sau đó được tưới vào tháp qua các hệ thống đĩa phân phối từ đỉnh tháp xuống .
- Sau khi tiếp xúc với lớp đệm yên ngựa axit có nồng độ 98,6% hồi lưu về
thùng tuần hoàn . Hỗn hợp sau khi hấp thụ được đưa qua tháp tách mùi rồi đi
vào ống thải khí . Mức độ hấp thụ sau tháp mônô đạt 99,8%
- Nồng độ axit trong thùng chứa được điều chỉnh bằng lượng axit sấy và nước
sạch bổ xung vào , lưu lượng được điều chỉnh tự động theo tín hiệu của đồng hồ
nồng độ CE-521
- Mức độ axit trong thùng chứa duy trì nhờ thiết bị đo LT-321 điều chỉnh
van axit mônô về thùng sấy
- Nước làm lạnh của axit của dàn làm lạnh và trao đổi nhiệt được thu trong
máy thông qua đầu đo PH rồi thải ra mương thải
1.1.2.6 Công đoạn sấy không khí
- Không khí ngoài trời qua máy nén không khí được thổi vào tháp sấy 3 có nồng
độ axit 98,3% được bơm hút qua thiết bị làm lạnh tưới vào tháp
- Trong tháp sẩy ra quá trình hấp thụ hơi nước , không khí sau tháp hấp thụ có
độ ẩm < 0,015 % đi sang bộ phận lò đốt lưu huỳnh

Trang 8




Bài báo cáo thực tế chuyên môn

SVTH: Trần Thị Kim Cúc

axit sunfuric đi từ lưu huỳnh đơn giản hơn đi từ các nguồn nguyên liệu khác
vì nhiệt độ đốt cháy lưu huỳnh thấp và quá trình tinh chế khí SO2 đơn giản
hơn. S thường được khai thác từ các mỏ
+ Các bước cơ bản trong sản xuất lưu huỳnh bằng phương pháp tiếp xúc
. Trong giai đoạn đầu lưu huỳnh bị đốt để tạo ra điôxít lưu huỳnh.
(1) S(rắn) + O2(khí) → SO2(khí)
. Sau đó nó bị ôxi hóa thành triôxít lưu huỳnh bởi ôxy với sự có mặt
của chất xúc tác ôxít vanadi (V).
(2) 2SO2 + O2(khí) → 2SO3(khí) (với sự có mặt của V2O5)
. Cuối cùng triôxít lưu huỳnh được xử lý bằng nước (trong dạng
97-98% H2SO4 chứa 2-3% nước) để sản xuất axít sulfuric 98-99%
(3) SO3(khí) + H2O(lỏng) → H2SO4(lỏng)
Bên cạnh đó, SO3 cũng bị hấp thụ bởi H2SO4 để tạo ra ôlêum
(H2S2O7), chất này sau đó bị làm loãng để tạo thành axít sulfuric.
(4) H2SO4(lỏng) + SO3 → H2S2O7(lỏng)
Ôlêum sau đó phản ứng với nước để tạo H2SO4 đậm đặc.
(5) H2S2O7(lỏng) + H2O(lỏng) → 2 H2SO4(lỏng)
- Các công đoạn chính trong quá trình sản xuất
+ Tinh chế lưu huỳnh
+ Đốt lưu huỳnh
+ Oxi hóa SO2 thành SO3
+ Hấp thụ SO3

Trang 10


Bài báo cáo thực tế chuyên môn




Trang 11


Bài báo cáo thực tế chuyên môn



SVTH: Trần Thị Kim Cúc

chuyển hóa SO2 bắt đầu ở 600 oC và kết thúc ở khoảng trên 400 oC. Hỗn hợp
phản ứng được đưa vào và lấy ra liên tục
1.2.2.4 Hấp thụ SO3
- Khí SO3 tạo thành được làm lạnh đến 180 oC sau đó được đưa vào hấp thụ, SO3
từ dưới lên, H2SO4 từ trên xuống theo nguyên tắc ngược dòng. Nồng độ của axit
hấp thụ vào khoảng 98,3 ± 24,3%
- Ôlêum tạo thành được pha thành 98%, quá trình này được thực hiện ở công
đoạn kho axit.
1.3 So sánh công nghệ sản xuất của hai nhà máy
Nhà máy Supe phốt phát và Hóa

Nhà máy hóa chất Tân Bình

chất Lâm Thao
- Dây chuyền sản xuất của nhà máy
sử dụng lò phi tiêu chuẩn

-

Sản xuất axit sunfuric theo


+ Công đoạn hấp thụ
+ Công đoạn sấy

2 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XÚT - CLO
Trang 12


Bài báo cáo thực tế chuyên môn



SVTH: Trần Thị Kim Cúc

2.1 Khái quát chung

Sản phẩm xút
- Sản xuất xút - clo là một trong những ngành công nghiệp có ứng dụng công
nghệ điện hóa lớn nhất trên thế giới. Đây là quá trình điện phân dung dịch nước
muối để thu được clo và xút. Clo được sử dụng trong sản xuất vinyl clorua để
sản xuất PVC; làm chất tẩy trắng cho giấy và bột giấy; làm chất tẩy uế và ngoài
ra còn sử dụng cho các ứng dụng clo hóa khác nữa. Xút rất quan trọng trong các
công nghệ vô cơ, công nghiệp giấy, dệt và các ngành công nghiệp khác. Ngoài
ra xút, clo cũng được sử dụng chủ yếu trong các phòng thí nghiệm.
- Các sản phẩm xút, clo đã được bắt đầu sản xuất trên quy mô công nghiệp từ hơn
100 năm nay. Có ba công nghệ chủ yếu để điện phân muối ăn và sản xuất xút clo
là: công nghệ điện phân bằng điện cực thuỷ ngân, công nghệ điện phân bằng màng
ngăn và công nghệ điện phân bằng màng trao đổi ion.
2.2 Sản xuất xút - clo của nhà máy hóa chất Việt Trì
2.2.1 Giới thiệu nhà máy
2.2.1.1 Lịch sử

- Xút NaOH 30%
Trang 14


Bài báo cáo thực tế chuyên môn



SVTH: Trần Thị Kim Cúc

- Axit HC 31%
- Clo lỏng 99,6 %
- Javen khoảng 8% clo nguyên tử hữu hiệu
- Thủy tinh lỏng Na2SiO3
- BaCl2
- ZnCl2
2.2.2 Công nghệ sản xuất xút - clo của nhà máy
Dây chuyền sản xuất xút-clo của nhà máy dược tiến hành trên 2 phân xưởng
* Xưởng sản sản xuất xút
- Công đoạn lọc muối:
+ Hòa tan và tinh chế nước muối
+ Lọc và rửa bùn
- Công đoạn điện phân:
- Công đoạn cô đặc :
+ Cô đặc
+ Lọc muối
* Xưởng sản xuất clo
- Công đoạn sấy khô
+ Sáy khô clo
+ Làm lạnh H2

Tạp chất không tan ≤0,3
≤0,5
Hàm lượng nước
≤6,5
≤10
o
- Muối rơi từ trên xuống nước nóng 60 C, dòng nước từ đáy thùng đi lên, có bọt
khí sục kèm theo.
- Nước muối sau khi hòa tan cho qua bể tinh chế ( dung tích 50 m 3 ) bằng máy
dẫn có lưới để ngăn lớp tạp chất bọt bẩn nổi trên nước muối.
- Lắng trong và rửa bùn, nước muối bơm vào rút nước muối trong ra liên tục từ
5-6 giờ
- Nước trong được đưa vào ống trợ lắng để loại các cặn bẩn
- Trong ống lọc gồm ( có sỏi đá, cát nằm trên cùng ) nước ra chứa trong bể 40
m3 có thiết bị để đo độ trong, độ PH. Nước muối lúc này ở 40 oC và bảo hòa
muối.
* Công đoạn điện phân
- Chỉ tiêu nước muối vào
NaCl 315

÷ 3g/l

[ Ca 2+& Mg 2+]

≤ 0,25 mgđ/l

SO42-

≥ 8g/l


→



SVTH: Trần Thị Kim Cúc

NaClO + HCl + H2O

Vì thế làm giảm hiệu xuất dòng
* Công đoạn cô đặc
- Xút từ thùng điện phân ra được đưa vào các cột chứa xút, xút được bơm từ
dưới lên, gia nhiệt tuần hoàn từ 40-100oC
- Chỉ tiêu kỹ thuật
+ Nồng độ xút 450 ÷ 420 g/l
+ Áp xuất hơi nóng 4-6 kg/cm2
+ Độ chân không ≥ 550 mgHg
+ Áp suất nước

≥ 3 kg/ cm2

+ Nhiệt độ axit

85oC

- Xút được cô đặc sau đó tách muối trong xiclon tách bằng máy ly tâm đẩy, các
hạt muối kết tinh lắng xuống đưa ra ngoài.
* Mô tả bể điện phân
- Thùng điện phân anot titan được sản xuất ở Trung Quốc từ năm 1970, có các
loại 8;10;12;25;30 m2
- Đối với loại thùng DSA - 8 m2 có các loại thùng chính và kết cấu như sau:

+ Các cực cách nhau 8mm
+ Kích thước bên ngoài của thùng điện phân là: 1,67 x 1,05 x 1,97 m
+ Tổng trọng lượng GW = 1,67 tấn
+ Kết cấu gồm có 3 phần chủ yếu:
(1) – Nắp thùng :
Vỏ thép cacbon thường bên trong lót cao su, có nơi dùng thủy tinh hữu cơ
nhưng có nhược điểm là chỗ tiếp giáp hay bị rò không kín
(2) – Dương cực:
Vật liệu titan đột tấm và kéo thành lưới. Chất lượng T A1- TA2. Cột dẫn điện
lưỡng kim Ti-Cu
Ø Cu = 29 mm. φ Ti = 1,0 ÷ 1,5mm
Ruột đồng dẫn điện T1 ÷ T2
Ghép giữa thanh dẫn điện và lưới anot bằng hàn điểm. Lớp mạt phủ dương
cực là hỗn hợp oxyt RuO và TiO 2 . Khi nung 2 oxyt trên kết hợp với nhau
tạo ra các tinh thể chấp mới
Tấm lót đáy dương cực là titan φ = 1,2 ÷ 1,5 mm
Tấm đế là thép thường để đỡ tải trọng φ = 20 mm
Nối với đáy dương cực là tấm đồng T1 ÷ T2
Đỡ đáy thùng và toàn bộ thùng là hai tấm thép chữ U
(3) – Âm cực:
Hai đầu là thép vuông, nối giữa hai thanh thép vuông là các tấm bản, hai
bên là các thanh thép tròn. Cấu tạo như vậy giúp H 2 sinh ra dễ thoát ra khỏi
túi katot theo các hướng
2.2.2.2 Xưởng sản xuất clo
Trang 18


Bài báo cáo thực tế chuyên môn



* Công đoạn hóa lỏng clo
- Clo sau khi sấy được đưa vào thùng hóa lỏng chứa CaCl 2 trong các giàn xoắn
( có 10 giàn xoắn ) CaCl2 trao đổi nhiệt gián tiếp với clo, chất làm lạnh là NH 3
lỏng, clo sau khi hóa lỏng được đưa đi đóng bình hoặc để sản xuất HCl
- Phần clo không hóa lỏng ( clo phế ) chứa nhiều nước thì được dẫn đi sản xuất
nước Javen
2.2.3 Xu hướng thay đổi công nghệ sản xuất xút – clo của nhà máy Hoá chất
Việt Trì
- Công ty cổ phần Hoá chất Việt Trì mới khởi công công trình cải tạo nâng cấp
dây chuyền sản xuất xút theo công nghệ Menbrane công suất 10.000 tấn/năm.
- Dây chuyền sản xuất xút theo công nghệ Menbrane là công nghệ sản xuất xút
tiên tiến hàng đầu của Nhật Bản đang được nhiều nước trên thế giới áp dụng và
đã đem lại hiệu quả cao
- Công nghệ này sản xuất ra xút 30% ngay mà không cần phải qua công đoạn cô
đặc như hiện tại
Trang 19


Bài báo cáo thực tế chuyên môn



SVTH: Trần Thị Kim Cúc

- Hầu hết các công đoạn sản xuất của dây chuyền sản xuất đều được điều khiển
tự động, có độ chính xác cao
- Tổng giá trị đầu tư công trình là 118 tỷ đồng, dự kiến sau một năm thi công
công trình sẽ hoàn thành đi vào hoạt động và sẽ thu hút thêm khoảng 70 lao
động.
2.3 Sản xuất xút của nhà máy hóa chất Biên Hòa

- Tháng 12/1986 Nhà máy Hoá chất Biên Hoà cải tạo mở rộng dây chuyền sản
xuất xút-clo lắp đặt 68 thùng điện phân HOOKER thay cho thùng VORCE, nâng
công suất lên 4.300 tấn NaOH/năm, nhưng vẫn sử dụng công nghệ điện phân
màng

cách.

- Tháng 11/1996 nhà máy đầu tư chiều sâu, đổi mới công nghệ với phương tháp
điện phân màng trao đôi ion, sử dụng 2 thùng điện phân 36Đ 350-13100A, với
công suất 10.000 tấn NaOH/năm.
2.3.2.2 Sơ đồ bình điện phân

- Cấu tạo gọn, chiếm ít diện tích mặt bằng.
- Trong quá trình làm việc khoảng không gian giữa các điện cực luôn chứa đầy
chất lỏng nên tránh được tình trạng cạn nước muối, do đó không xảy ra sự cố rò
rỉ khí clo gây ô nhiễm môi trường tại nơi sản xuất

Trang 21


Bài báo cáo thực tế chuyên môn



SVTH: Trần Thị Kim Cúc

- Độ bền của thùng điện phân với màng trao đổi ion cao do đó đỡ tốn thời gian
sửa chữa và giảm được thiệt hại do phải ngừng máy để sửa chữa
+ Lớp phủ anốt, catốt: 6 năm
+ Màng bán thấm: 3 năm


Hàm lượng (thông thường)

Hàm lượng (tối đa)

dưới 30 ppm

75 ppm

NaClO3 dưới 3 ppm

5 ppm

Na2CO3 0,03% (trọng lượng)

0,05% (trọng lượng)

Na2SO4 15 ppm

20 ppm

2.4 So sánh công nghệ sản xuất của hai nhà máy
Nhà máy hóa chất Việt Trì
Nhà máy hóa chất Biên Hòa
- Xử dụng công nghệ điện phân cũ - Áp dụng công nghệ điện phân
chỉ

mới

áp


SVTH: Trần Thị Kim Cúc

Trang 24