Thực tập tại Công ty phân đạm và hóa chất Hà Bắc

LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Mạnh , người đã tận tình giúp đỡ em trong thời gian kiến tập và quá trình làm báo cáo. Em rất biết ơn thày giáo chủ nhiệm và các thày cô trong khoa Công Nghệ Hóa đã truyền đạt cho em vốn kiến thức quý giá để em có thể hoàn thành tốt bài báo cáo kiến tập này. Em cũng xin cảm ơn các cô, chú, anh, chị, trong Công ty TNHH một thành viên Phân đạm và Hóa chất Hà Bắc đã nhiệt tình hướng dẫn chỉ bảo em trong quá trình kiến tập. Trong quá trình làm báo cáo kiến tập này, mặc dù em đã cố gắng rất nhiều nhưng do chưa có nhiều kinh nghiệm về chuyên môn nên khó tránh khỏi những sai sót. Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của thầy cô và các bạn để bản báo cáo này của em được hoàn chỉnh hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 22 tháng 09 năm 2011 Sinh viên Dương Văn Tư LỜI NÓI ĐẨU Đạm Urê là một loại phân bón không thể thiếu đối với ngành nông nghiệp trên toàn thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng. Trong khi đất nước ta là một nước nông nghiệp, nhu cẩu về các loại phân bón là rất lớn. Urê là một trong những loại phân bón hóa học có ảnh hưởng rất lớn đến sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Ngoài ra, Urê còn được ứng dụng trong một số lĩnh vực khác như: trong sản xuất thuốc trừ cỏ, trong công nghiệp thực phẩm và một số lĩnh vực khác. Nhà máy phân đạm Hà Bắc là nhà máy sản xuất phân đạm đầu tiên của Việt Nam với công suất thiết kế 10 vạn tấn/ năm. Qua nhiều năm sản xuất với việc áp dụng các điều kiện tối ưu, cải tạo dây chuyền công nghệ đến nay nhà máy phân đạm Hà Bắc đa sản xuất được với sản lựong 18 vạn tấn/ năm. Cùng với nhà máy phân đạm Hà Bắc, hiện nay đã có thêm nhà máy đạm Phú Mỹ ( tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu), nhà máy đạm Cà Mau. Tuy nhiên, với nhu cầu hang năm về đạm Urê của Việt Nam khoảng 2.5 ÷ 3 triệu tấn/ năm thì việc sản xuất đạm trong nước mới chỉ đáp ứng được 1/3 nhu cầu. Việc đưa nhà máy đạm Ninh Bình vào hoạt động và dự án mở rộng thêm dây chuyền 32 vạn tấn của nhà máy đạm Hà Bắc trong thời gian tới dự kiến sẽ đáp ứng được 70% nhu cầu đạm của cả nước. Phần 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1. Lịch sử hình thành và phát triển của công ty 1.1. Lịch sử hình thành: Công ty phân đạm và hóa chất Hà Bắc nguyên là nhà máy sản xuất phân đạm đầu tiên của Việt Nam, mang tên nhà máy phân đạm Hà Bắc và nay là công ty trách nhiệm hữu hạn (TNHH) một thành viên phân đạm và hóa chất Hà Bắc, là một thành viên trực thuộc tổng công ty hóa chất Việt Nam. Trụ sở công ty tại phường Thọ Xương, thành phố Bắc Giang, tỉnh Bắc Giang. Công ty TNHH một thành viên phân đạm và hóa chất Hà Bắc chịu sự quản lý của nhà nước, trực tiếp là bộ công nghiệp. Nhà máy phân đạm Hà Bắc ra đời vào những năm 60 của thế kỷ XX. Lịch sử của nhà máy có thể tính từ ngày 18/02/1959 khi chính phủ Việt Nam ký với chính phủ Trung Quốc hiệp định về việc chính phủ Trung Quốc giúp Việt Nam xây dựng nhà máy phân đạm. Đầu năm 1960 nhà máy phân đạm đầu tiên của Việt Nam được khởi công xây dựng trên mảnh đất 4 ha thuộc xã Thọ Xương, cách thị xã Bắc Giang về phía Bắc 1 km ( nay thuộc phường Thọ Xương, thành phố Bắc Giang, tỉnh Bắc Giang). Sau 5 năm xây dựng, nhà máy đã hình thành với tổng số 130 công trình. Ngày 03/02/1965, khánh thành phân xưởng nhiệt điện. Ngày 19/05/1965 phân xưởng tạo khí đã khí hóa than thành công và đã sản xuất được khí than để làm nguyên liệu sản xuất NH3 . Ngày 01/06/1965, xưởng cơ khí đi vào hoạt động. Trong những năm kháng chiến chống sự phá hoại của không quân Mỹ tại miền Bắc Việt Nam, phân xưởng nhiệt điện chuyển thành nhà máy nhiệt điện Hà Bắc, bám trụ sản xuất phục vụ kinh tế và quốc phòng; trong khi xưởng cơ khí chuyển thành nhà máy cơ khí hóa chất Hà Bắc sơ tán lên Lạng Giang; khu hóa tháo dỡ thiết bị đưa trở lại Trung Quốc. Đầu năm 1973, nhà máy được khôi phục, xây dựng và mở rộng. Trước đây sản xuất đạm amôn nitrat (NH4NO3) nay chuyển sang sản xuất Urê (NH2)2CO có chứa 46.6% nitro với công suất 6÷ 6.5 vạn tấn NH3/ năm, 10÷ 11 vạn tấn Urê/ năm. Ngày 01/05/1975, chính phủ Việt Nam đã tiến hành hợp nhất nhà máy nhiệt điện Hà Bắc, nhà máy cơ khí hóa chất Hà Bắc và các phân xưởng hóa để thành lập nhà máy phân đạm Hà Bắc. TÊN GỌI QUA CÁC THỜI KỲ: Ngày 10/10/1988, nhà máy đổi tên thành xí nghiệp liên hiệp phân đạm và hóa chất Hà Bắc. Ngày 13/02/1993, nhà máy đổi tên thành công ty phân đạm và hóa chất Hà Bắc. Ngày 20/06/2006, nhà máy chuyển đổi thành công ty trách nhiệm hữu hạn một thành viên phân đạm và hóa chất Hà Bắc. Sản phẩm chính của công ty là phân đạm Urê, ngoài ra công ty còn sản xuất các sản phẩm khác như CO2 lỏng và rắn, NH3 lỏng, Oxy, than hoạt tính. Sản lượng qua các năm gần đây: STT  Năm  Sản lượng Urê (tấn/năm)   1  2001  98.970   2  2002  107.141   3  2003  148.196   4  2004  162.268   5  2005  161.795   6  2006  173.533   7  2007  183.677   8  2008  181.433   9  2009  196.611   CÁC DANH HIỆU CAO QUÝ Năm 1996: Công ty được chủ tịch nước tặng Huân chương Lao Động hạng hai. Năm 2005: Công ty được Chủ tịch nước tặng Huân chương Lao động hạng nhất. Năm 2008: Công ty được thủ tướng Chính Phủ tặng cờ thi đua. Mười một cá nhân và đơn vị được Chủ tịch nước tặng Huân chương Lao động hạng ba. Các sản phẩm chính của Công ty. 1.3.1. Phân đạm Urê Sản phẩm được áp dụng hệ thống quản lý chất lượng theo tiêu chuẩn quốc tế ISO 9001:2000; Đạt huy chương vàng tại các Hội chợ quốc tế hàng Công nghiệp Việt Nam; Giải bông lúa vàng, Huy chương vàng Hội chợ Nông nghiệp Quốc tế Cần Thơ; Huy chương vàng Hội chợ Quốc tế Công nghiệp Hoá chất Việt Nam; Huy chương vàng Hội chợ Công nghiệp Quốc tế Việt Nam; Cúp vàng Nông nghiệp Việt Nam và "Hàng Việt Nam chất lượng cao" do người tiêu dùng bình chọn.
 CÔNG DỤNG  -     Trong nông nghiệp: Dùng làm phân bón cho cây trồng. -     Trong công nghiệp: Dùng sản xuất chất dẻo, keo dán, nhựa tổng hợp, vécni và một số dược phẩm ...   CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG  -     Hàm lượng Nitơ ≥ 46%-     Biuret     ≤ 1,5%-     Hàm ẩm  ≤ 0,5%   SẢN LƯỢNG  Trên 170.000 tấn/năm   1.3.2. Amoniắc lỏng
       Sản phẩm đạt Huy chương vàng Hội chợ Kinh tế Quốc dân; Huy chương vàng Hội chợ Quốc tế hàng Công nghiệp Việt Nam; Giải bông lúa vàng, Huy chương vàng Hội chợ Nông nghiệp Quốc tế Cần Thơ; Huy chương vàng Hội chợ Quốc tế Công nghiệp Hoá chất Việt Nam; Huy chương vàng Hội chợ Công nghiệp Quốc tế Việt Nam và Cúp vàng Nông nghiệp Việt Nam. CÔNG DỤNG  - Dùng trong công nghệ lạnh và công nghiệp hoá chất.   CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG  - Hàm lượng NH3 ≥ 99.9%- Hàm lượng H2O ≤ 0.1%- Hàm lượng sắt  ≤ 2mg/lít- Hàm lượng dầu ≤ 8mg/lí   BAO BÌ  - Đựng trong bình thép sơn màu vàng, P=20at, chứa 50; 60; 70 kg/bình; hoặc chứa trong Stéc.   BẢO QUẢN VẬN CHUYỂN  - Không nạp NH3 lỏng đầy quá 80% thể tích thiết bị chứa.- Phương tiện vận chuyển phải có mái che, thành xe chắc chắn.- Không chở lẫn người và các vật liệu dễ cháy. Bình được xếp ở tư thế đứng một lượt. Giữa các bình phải có đệm lót. Bốc xếp nhẹ nhàng. Không để sản phẩm ở nơi có nhiệt độ cao.   SẢN LƯỢNG  - Trên 100.000 tấn/năm   1.3.3. CacbonDioxit lỏng, rắn
Chất lượng đã được kiểm định.
Thiết bị sản xuất CO2 
  CO2 rắn sản xuất thành các dạng kích thước khác nhau đựng trong thùng xốp. Cơ cấu tổ chức quản lý hiện tại
Phần 2 NỘI QUY AN TOÀN LAO ĐỘNG A. Quy trình kỹ thuật an toàn cấp 1 1- Mọi cán bộ công nhân viên chức trước khi vào làm việc không được uống rượi, bia và phải được nghỉ ngơi thoả đáng. 2- Phải thực hiện nghiêm chỉnh mọi chế độ nội quy của Công ty, Xưởng, phân Xưởng. 3- Cấm đi lại lung tung, phải mặc quần áo thao tác gọn gàng, có đầy đủ trang bị phòng hộ lao động. 4- Không tự ý đóng mở, thao tác, sử dụng các máy móc, thiết bị không phải phạm vi mình quản lý, chấp hành nghiêm kỷ luật, lao động, cấm ngủ gật, không có nhiệm vụ không được vào Xưởng cũng như nơi làm việc. 5- Cấm hút thuốc lá và những việc gây ra tia lửa, khi cần phải làm đầy đủ các thủ tục mới được phép dùng lửa. 6- Chấp hành nghiêm chỉnh các quy trình thao tác và các quy trình kỹ thuật an toàn, biết cách xử dụng các loại mặt nạ. Làm việc trên cao từ 3 m trở lên phải đeo dây an toàn, túi đựng dụng cụ. 7- Không phải công nhân điện, không được sửa chữa các thiết bị về điện. 8- Cấm đứng ở nơi có khí độc tụ lại, không đứng ở những nơi đang phóng( xả) khí độc. 9- Cấm đi lại và đứng ở những nơi đang cẩu vật lên cao, gần thiết bị đang chuyển động, nơi đang xì dò, nơi đang thử áp các thiết bị, nơi đang xảy ra sự cố. 10- Biết xử dụng các trang thiết bị cứu hoả, biết số điện thoại của bộ phận cứu hoả. 11- Cấm phơi quần áo, để vật dễ cháy trên đường ống thiết bị có nhiệt độ cao. 12- Khi xảy ra sự cố, không đựơc hoảng sợ bỏ chạy, khi xảy ra sự cố nhanh chóng tìm cách xử lý và báo cáo các đơn vị liên quan biết. 13- Những bộ phận chuyển động, hướng có tiếp xúc phải có bảo hiểm. 14- Khi đào đất phải được phép của phòng Cơ khí, phòng Đ- ĐLTĐH, Phòng KTCN. B. Quy trình an toàn cấp II 1- Công nhân đi ca phải chấp hành mọi quy định về an toàn của Công ty, phải ghi chép đầy đủ, trung thực các số liệu khống chế ghi vào báo biểu. 2- Tích cực học tập tham gia các hoạt động về an toàn. 3- Công nhân mới vào làm việc phải được học và kiểm tra sát hạch hợp cách về an toàn 3 cấp. 4- Khi vào các thùng, tháp để sửa chữa phải được phân tích khí độc hợp cách và có người bảo vệ thì mới được tiến hành làm việc. 5- Khi thao tác sửa chữa các đường dịch NH3 phải xả hết áp, trao đổi để đuổi hết khí độc mới tiến hành sửa chữa sau khi đã có phiếu phân tích hợp cách. 6- Khi vận hành các thiết bị chuyển động nghiêm cấm không được mang găng tay, tóc phải cuốn gọn, đội mũ. 7- Không được hút thuốc lá trong Xưởng, không được tùy tiện dùng lửa, khi cần phải có giấy cho phép. 8- Mọi công nhân phải nắm được nơi để dụng cụ cứu hoả, mặt nạ phòng độc v.v... nhớ số điện thoại của trạm cấp cứu và cứu hoả để liên hệ khi cần thiết. 9- Trong sản xuất phải đề phòng bỏng dịch Urê, hơi nước, chú ý các chất độc hại sau: - NH3 phải ( 0,02 mg/l. CO2 phải ( 0,1 %V. H2S phải ( 0,01 mg/l. CO phải ( 0,03 mg/l. 10- Khi làm việc ở trên cao 3m trở lên (nơi có khí độc hại) phải đeo dây an toàn. 11- Công tác sửa chữa các van và thiết bị quan trọng của Xưởng phải được ghi chép vào hồ sơ cẩn thận, phải nắm vững tình hình vận hành, kiểm tra định kỳ đề phòng sự cố xảy ra. Lưu đồ công nghệ trong công ty
 Phần 3 XƯỞNG TỔNG HỢP NH3 SƠ ĐỒ LƯU TRÌNH CHUNG:
 NHIỆM VỤ CỦA PHÂN XƯỞNG Nhiệm vụ của Xưởng Amoniac là tiếp nhận khí than ẩm từ Xưởng Tạo khí, tinh chế làm sạch khí nguyên liệu, tổng hợp amoniac (NH3) cho quá trình tổng hợp đạm ure, đồng thời thu hồi khí CO2 cho quá trình tổng hợp ure và sản xuất CO2 lỏng, rắn. Một nhiệm vụ quan trọng của phân xưởng tổng hợp NH3 là tinh chế khí.Trong khí than ẩm, ngoài các thành phần cần cho tổng hợp NH3 như N2, H2, còn kèm theo rất nhiều tạp chất hóa học, cơ học khác như: khí CO, CO2, CH4, Ar, H2S, COS, lưu huỳnh hưu 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 vì chúng làm ảnh hưởng tới xúc tác cũng như quá trình tổng hợp NH3. Bằng cách khử vi lượng đồng, một lượng nhỏ CO, CO2, H2S được khử xuống mức vi lượng: CO + CO2 < 20 PPm, còn H2S < 1 PPm. Hỗn hợp khí N2, H2 tương đối thuần khiết được đưa tới làm khí nguyên liệu cho cương vị tổng hợp NH3. Công đoạn tinh chế khí bao gồm: 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 tinh khiết ≥ 98%, nhiệt độ ≤ 400C được đem đi làm khí nguyên liệu cho tổng hợp Urê và sản xuất CO2 lỏng, rắn. Khâu khử khí H2S trong khí than ẩm có hệ thống thu hồi S, lưu huỳnh thành phẩm được dùng cho một số nghành công nghiệp khác. Sau đây chúng ta sẽ tỡm hiểu chi tiết vế từng cương vị sản xuất của phân xưởng. 1. Cương vị hấp thụ H2S thấp áp 1.1. Khái niệm chung. Trong khí nguyên liệu sản xuất từ than đá, có một lượng nhất định hợp chất lưu huỳnh mà chủ yếu là H2S. Ngoài ra còn có một số hợp chất lưu huỳnh hữu cơ như CS2, COS, thioalcohol, thio-phene (C4H4S),…hàm lượng lưu huỳnh hữu cơ chỉ khoảng 8 ÷ 10% so với 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 trong khí vào tháp rất nhỏ, dưới 1ppm). Ngoài ra hợp chất 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”. Có nhiều phương pháp khử lưu huỳnh, căn cứ vào trạng thái của chất khử ta có thể chia ra làm 2 phương pháp: khử lưu huỳnh kiểu khô và khử lưu huỳnh kiểu ướt. Khử S kiểu khô: Dùng chất khử lưu huỳnh ở trạng thái rắn như bột Fe2O3, than hoạt tính để khử H2S lượng nhỏ và hợp chất lưu huỳnh hữu cơ trong khí nguyên liệu. Ưu điểm của phương pháp này là vừa khử lưu huỳnh hữu cơ và lưu huỳnh vô cơ được. Độ tinh khiết cao, có thể khử lưu huỳnh xuống dưới 1PPm. Nhưng nhược điểm là chỉ khử được khí có hàm lượng H2S thấp. Chất khử khó tái sinh, thường sau khi đã hấp thụ bão hòa H2S thì thải bỏ, gây ô nhiễm môi trường. Khử S kiểu ướt: Chủ yếu sử dụng để khử H2S trong khí nguyên liệu, còn hợp chất lưu huỳnh ở dạng hữu cơ thì khó khử. Dựa vào tính chất phản ứng khác nhau giữa chất lỏng và H2S mà phương pháp này chia làm 3 loại: - Phương pháp hấp thụ hóa học: +Phương pháp trung hòa: sử dụng dung dịch kiềm yếu làm chất hấp thụ. Dung dịch khử thường dùng là etanol amin, nước NH3, natri cacbonat. +Phương pháp ôxy hóa kiểu ướt: Cũng dùng dung dịch kiềm yếu để hấp thụ H2S trong khí nguyên liệu. Những phương pháp ôxy hóa kiểu ướt chủ yếu thường dùng là: antrakinol disulphat natri, sunphat mangan - axit salisilic -hydroquinon, naphthoquinone và phương pháp dung dịch keo tananh,… -Phương pháp hấp thụ vật lý: Khử bỏ S theo phương pháp này dựa vào tác dụng hòa tan vật lý của chất hấp thụ với hợp chất sunfua. Khi tăng nhiệt độ lên, áp suất giảm xuống. Hợp chất sunfua thoát ra ngoài làm chất hấp thụ được tái sinh (quá trình nhả hấp thụ). Chất hấp thụ thường dùng là dung môi hữu cơ: metanol polythylene, glycols dimethylther, cacbonat alkyl. - Phương pháp hấp thụ vật lý hóa học: Quá trình khử bỏ S bằng dung dịch hỗn hợp sunfonat - mono ethanol amin. 1.2. Cơ chế phản ứng của keo Tananh. 1.2.1. Thành phần dung dịch hấp thụ. + Keo Tananh (hay còn gọi là keo thuộc da) được chiết suất từ thực vật có chứa nhiều tananh như: cây chay, si, sắn, củ nâu,… đem nghiền nhỏ, ngâm nước, lọc. Là hợp chất có chứa rất nhiều gốc OH¯ +Na2CO3 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 , là chất chống gây ăn mòn thiết bị. 1.2.2. Cơ chế phản ứng. Dung dịch sôđa hấp thụ H2S tạo thành hợp chất hydrosunfua Na2CO3 + H2S = NaHS + NaHCO3 (1) Trong pha lỏng, hợp chất hydrosunfua kết hợp với vadini natri tạo thành muối piro vanadat mang tính khử, đồng thời S nguyên tố được tách ra. 2NaHS + 4NaVO3 + H2O = Na2V4O9 + 4NaOH +2S (2) V4O9¯ mang tính khử, kết hợp với Tananh ở trạng thái ôxi hóa tạo thành Tananh ở trạng thái khử, còn V+4 chuyển thành V+5 mang tính ôxi hóa. Na2V4O9 + 2Tananh oxh + 2NaOH = 4NaVO3 +2Tananh khử (3) Trong tháp tái sinh, Tananh dạng khử bị O2 của không khí tạo thành Tananh dạng ôxi hóa: Tananh khử + O2(kk) = Tananh oxh + H2O (4) Lượng Na2CO3 tiêu hao ở phản ứng (1) được bù đắp bởi lượng NaOH tạo thành ở phản ứng (2). NaOH + NaHCO3 = Na2CO3 + H2O (5) Trong dung dịch, tốc độ NaHS bị tananh ôxi hóa rất chậm nhưng bị NaVO3 ôxi hóa rất nhanh. Vì vậy khi cho thêm NaVO3 vào dung dịch thì tốc độ phản ứng diễn ra nhanh. Na2V4O9 sinh ra ở phản ứng (2) có thể không bị O2 của không khí ôxi hóa trực tiếp, nhưng lại bị tananh ở dạng ôxi hóa ôxi hóa ngay lập tức. Còn tananh ở dạng khử thì có thể bị O2 của không khí ôxi 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 O2. Khi trong khí có chứa nhiều O2, CO2, HCN,… còn có thể xảy ra các phản ứng phụ sau: 2NaHS +2O2 = Na2S2O3 + H2O Na2CO3 + CO2 +H2O = 2NaHCO3 Na2CO3 + 2HCN = 2NaHCN + H2O + CO2 NaCN + S = NaCNS 2NaCNS + O2 = Na2SO4 + CO2 + SO2 + N2 Các phản ứng trên đều làm tiêu hao cấu tử có lợi cho quá trình hấp thụ là Na2CO3, làm giảm khả năng hấp thụ H2S của dung dịch. Vì vậy trong sản xuất cần cố gắng hạ thấp nồng độ HCN và O2 trong khí nguyên liệu. 1.3.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp thụ 1.3.1.Thành phần dung dịch 1.3.1.1. Trị số pH của dung dịch. Nâng cao trị số pH của dung dịch sẽ có thể tăng nhanh tốc độ hấp thụ H2S.Song nếu pH của dung dịch quá cao, lượng CO2 bị hấp thụ nhiều dẫn đến dễ tách tinh thể kết tinh NaHCO3, đồng thời làm giảm tốc độ phản ứng giữa muối vanadat và hydro sunfua, đồng thời làm tăng nhanh tốc độ hình thành muối Na2S2O3. Nếu như hàm lượng CO2 trong khí nguyên liệu cao, tăng trị số NaHCO3/Na2CO3 trong dung dịch sẽ tăng và trị số pH của dung dịch sẽ giảm. Lúc đó có thể tháo bớt một phần dung dịch và bổ xung một lượng dung dịch mới. 1.3.1.2.Hàm lượng NaVO3 Tăng nồng độ NaVO3 sẽ tănh nhanh tốc độ oxy hóa, nếu nồng độ NaVO3 thấp quá mà nồng độ HS- tăng sẽ dễ tạo thành kết tủa V-O-S, còn làm tăng tốc độ phản ứng tạo thành Na2S2O3. 1.3.2. Keo Tananh. Tananh càng nhiều thì O2 mang vào được càng nhiều trong quá trình tái sinh và phản ứng oxy hóa vanadi càng triệt để hơn. Song lượng Tananh mang vào nhiều quá sẽ ảnh hưởng đến nồng độ của các thành phần khác. 1.3.3. Áp suất Trong điều kiện áp suất tăng có thể nâng cao được năng lực sản xuất của thiết bị và giảm bớt được dịch tuần hoàn, nâng cao được độ sạch của khí công nghệ. Nhưng hấp thụ ở áp suất cao thì độ hòa tan của O2 trong dung dịch cũng tăng lên và làm tăng tốc độ phản ứng phụ, phản ứng không thuận lợi cho công đoạn khử H2S. 1.3.4.Nhiệt độ. Nâng cao nhiệt độ có thể tăng nhanh được tốc độ phản ứng hấp thụ và tái sinh, nhưng ở nhiệt độ cao phản ứng phụ tạo thành Na2S2O3 cũng tăng nhanh. Mặt khác nếu nhiệt độ thấp quá tốc độ tái sinh rất chậm ,S sinh ra rất mịn khó cho việc tách thu hồi. 1.3.5. Tỷ lệ khí/dịch: Tăng tỉ lệ khí /dịch thì lượng tuần hoàn dung dịch tăng vì vậy nâng cao được độ làm sạch của thể khí và ngăn ngừa tạo thành V-O-S nhưng dẫn đến tiêu hao năng lượng. 1.3.6. Không khí dùng tái sinh và thời gian tái sinh : Mục đích: -Khôi phục dạng khử của keo Tananh về dạng oxy hóa. -Làm cho S huyền phù tạo thành bọt nổi lên trên bề mặt dung dịch, thuận lợi cho công đoạn thu hồi S tiếp theo. -Đóng vai trò làm thúc đẩy quá trình nhả khí CO2 ra khỏi dung dịch. -Thời gian lưu của dung dịch trong tháp tái sinh càng lâu càng tốt, song kích thước thiết bị lại lớn. 1.4. Mục đích, ý nghĩa làm việc của cương vị. Cương vị này dùng dung dịch tananh để khử bỏ H2S trong hỗn hợp khí than ẩm từ thiết bị lọc bụi điện tới. Sau khi rửa H2S, hàm lượng H2S trong khí than còn lại 100 ÷ 150 mg/m3, đi vào máy đoạn I 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 và được khôi phục khả năng hấp thụ, tuần hoàn lại để sử dụng. 1.5. Thiết bị quản lý và lưu trình công nghệ. 1.5.1. Thiết bị quản lý và các ký hiệu. STT  Tên Thiết Bị  Ký hiệu  Số lượng   1  Tháp hấp thụ H2S kiểu đệm. + Ф = 3.220 x 10; H = 33700, +Đệm nhựa Polypropylen 100 x 100 x 3,5; mđệm= 5040 Kg; Hđệm = 6500 x 2=13000 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 dung dịch giàu đi tái sinh  366  3   7  Máy nén không khí và các thiết bị phụ trợ  273  2   8  Thùng chứa dung dịch giàu, nghèo  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 đo các thiết bị kể trên và các thủy phong trong cương vị.   1.5.2. Lưu trình công nghệ: * Lưu trình khí: Khí than ẩm từ két khí sau khi qua hệ thống lọc bụi điện để tách các hợp chất cơ học, qua hệ thống quạt khí than đi vào phần đáy của tháp hấp thụ 262-A,B; đi lên qua các tầng đệm và tiếp xúc với dung dịch Tananh dội từ trên đỉnh tháp xuống. Khí than sau khi khử H2S đi qua bộ phận tách bọt trên đỉnh tháp và đi ra khỏi tháp hấp thụ. Khí lúc này được đưa qua thiết bị phân ly khí-dịch kiểu tấm xoáy để tách mù Tananh bị cuốn theo trước khi đưa sang đoạn I của máy nén 667. Lúc này lượng H2S giảm xuống còn 100 ÷ 150 mg/m3. Khí than ẩm sau khi được khử H2S thấp áp được đi qua thủy phong vào cấp I của máy nén 667, qua thiết bị làm lạnh, phân ly, hãm xung I rồi vào cấp II. Phải cho khí đi qua thiết bị hoãn xung vì khí đi ra khỏi đoạn I là không liên tục. Khí tiếp tục qua thiết bị làm lạnh, phân ly II rồi vào cấp III của máy nén. Khi khí đi qua mỗi cấp của máy nén thì áp suất cũng như nhiệt độ của hỗn hợp khí tăng lên. Để giữ nhiệt độ của khí không cao quá người ta làm lạnh bớt khí trước khi đưa vào cấp nén tiếp theo. Hỗn hợp khí tiếp tục đi vào thiết bị làm lạnh, hãm xung, phân ly. Lúc này khí than ẩm có áp suất P = 2,1 MPa, nhiệt độ t < 400C được đưa đi khử CO. * Lưu trình dịch: Dung dịch Tananh sau khi hấp thụ H2S ở tháp hấp thụ 262 được gọi là dung dịch giàu, đi ra ở đáy tháp hấp thụ, qua thủy phong đáy tháp (nhằm tránh sụt áp) rồi đi đến thùng chứa dung dịch giàu (265B); qua bơm tăng áp (366-ABC) rồi qua các bộ Tuy-e phun vào tháp tái sinh. Nhờ áp suất của dung dịch, các bộ Tuy-e tự hút không khí từ ngoài trời vào và tạo thành hỗn hợp dịch-khí. O2 trong không khí giúp dung dịch được tái sinh. Lưu huỳnh tạo thành theo bọt nổi lên trên, chảy tràn về thùng bọt trung gian (FO301) và được nén bằng không khí tới cương vị thu hồi lưu huỳnh. Dung dịch sau khi tái sinh gọi là dung dịch nghèo, qua bộ điều tiết dịch diện chảy về thùng chứa dung dịch nghèo (265-C). Qua bơm 266-A,B,C,D, dung dịch nghèo được tăng áp và dội vào đỉnh tháp hấp thụ. 1.6. Chỉ tiêu công nghệ: 1.Thành phần dung dịch: Tổng độ kiềm  ≥ 0,4N   pH  8,5 ÷ 9,0   Na2CO3  4 ÷ 6 g/l   NaHCO3  20 ÷ 36 g/l   Tananh  1,5 ÷ 2,0 g/l   NaVO3  1,0 ÷ 1,5 g/l   VO3¯  ≥ 0,8 g/l   Lưu huỳnh huyền phù  < 1 g/l   Na2S2O3  < 150 g/l   Điện vị  160 ÷ 200 mV   2. Thành phần khí. - Nồng độ H2S cửa vào: ≤ 1500 mg/m3 - Nồng độ H2S cửa ra : 100 ÷ 150 mg/m3 3. Lưu lượng: - Lưu lượng khí than ẩm: 8000 ÷ 42000 m3/h - Lưu lượng dịch tuần hoàn: 320 ÷ 480 m3/h. 4. Chiều cao dịch diện: 1/3 ÷ 2/3 5. Nhiệt độ: - Khí vào hấp thụ: 40 ÷ 500C - Dung dịch vào hấp thụ: 40 ÷ 450C 6. Quạt khí than: - Độ rung của gối đỡ trục: < 0,05 mm - Nhiệt độ gối đỡ trục: ≤ 650C - Áp suất cửa vào quạt khí than: > 100 mmH2O - Áp suất cửa ra quạt khí than: 900 ÷ 1500 mmH2O 7. 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 1.7.Thao tác bình thường cương vị 1.7.1.Chạy máy bình thường (Sau khi ngừng máy ngắn hạn) Chuẩn bị: 1-Kiểm tra kĩ các hạng mục sửa chữa nếu có,việc tháo lắp tấm chắn đảm bảo đúng yêu cầu,các hạng mục sửa chữa phải có biên bản bàn giao cho sản xuất. 2-Kiểm tra các thiết bị công nghệ bơm,quạt khí than..vv…đã ở trạng thái dự phòng,vị trí công tác của các van phải chính xác, độ cách điện mô tơ phải đảm bảo, các đòng hồ đo, hệ thống DCS có đủ điều kiện mở máy và ở trạng thái sẵn sàng vận hành, phòng phân tích đủ điều kiện phân tích và kiểm tra. 3-Thải hết nước ngưng và đưa hơi nước đến trước van bộ gia nhiệt dung dịch.Trước khi nhận hơi nước phải tiến hành sấy đường ống đề phòng trường hợp thủy kích đường ống. 4-Kiểm tra mức dịch diện thùng chứa,dung dich phải đạt 3,5 đến 4 m.Mở van dung dịch vào thùng phân phối dung dịch,van vào của các Tuy-e đến vị trí nhất định. 5-Việc thải hoặc cấp nước thủy phong vượt áp do TTSX chỉ thị. 6-Báo tổ trưởng sản xuất đã làm xong công tác chuẩn bị và sẵn sàng chờ lệnh chạy máy. Trình tự tiến hành: 1-Tiến hành chạy bơm dung dịch nghèo,bơm dung dịch giầu thiết lập dịch diện,tuần hoàn dịch trong hệ thống hấp thụ và tái sinh ổn định. 2-Dùng bộ điều tiết dịch vị tháp tái sinh để khống chế mức chảy tràn của bọt S trên bề mặt dung dịch ở tháp tái sinh,đưa hơi vào bộ gia nhiệt dung dịch,điều chỉnh nhiệt độ dung dịch tháp tái sinh đạt chỉ tiêu quy định. 3-Khởi động quạt khí than đưa khí than vào tháp hấp thụ. 4-Căn cứ vào phụ tải khí than điều chỉnh lượng dịch tuần hoàn phù hợp,điều chỉnh mức dịch ở các thùng chứa theo quy định. 5-Phân tích nồng độ H2S trong khí than ẩm ra hệ thống,khi hàm lượng đạt khoảng 120-150 mg/Nm3 là đạt yêu cầu.Thông báo cho ĐĐSX để tiến hành chạy máy các cương vị tiếp theo. 1.7.2.Ngừng máy bình thường 1-Khi nhận được lệnh nhừng máy của TTSX,đóng van cửa ra quat khí than,ấn nút điện ngừng quạt,cắt khí than vào tháp hấp thụ. 2-Ngừng bơm dung dịch giàu,nghèo đẻ ngừng tuần hoàn dung dịch. 3-Nếu ngừng máy để sửa chữa phải tiến hành theo phương án kĩ thuật riêng của đơn vị. 1.7.3.Ngừng máy khẩn cấp 1-Ngừng quạt khí than theo quy trình ngừng hạt. 2-Liên hệ với TTSX,sau đó tiến hành ngừng máy như trường hợp ngừng máy bình thường. 2. Cương vị biến đổi CO 2.1. Mục đích và ý nghĩa làm việc của cương vị. Cương vị này dùng hơi nước cao áp để chuyển hóa CO trong khí than ẩm thành khí CO2 và H2 với sự có mặt của xúc tác Mo- Co trong các lò biến đổi. Khí H2 làm nguyên liệu cho tổng hợp NH3, còn khí CO2 sẽ được tách ra bằng phương pháp hấp thụ và đưa sang cương vị sản xuất Urê. Khí ra khỏi cương vị là khí biến đổi, có hàm lương CO ≤ 2,0% được đưa qua các cương vị tiếp theo tiếp tục làm sạch thành khí để tổng hợp NH3. 2.2. Khái niệm chung về chuyển hóa CO Trong công nghiệp thường dùng phương pháp chuyển hóa CO bằng hơi nước. Phản ứng chuyển hóa: CO + H2O ↔ H2 + CO2 + Q (1) Cơ chế có thể biểu diễn như sau : H2O + [ K] = H2 + [K]O (2) CO + [K]O = CO2 + [K] (3) Trong đó : + [K] là chất xúc tác + [ K]O là hợp chất trung gian Đặc điểm của phản ứng: Là phản ứng thuận nghịch tỏa nhiệt. Thể tích trước và sau phản ứng không thay đổi, phản ứng chỉ xảy ra mãnh liệt khi có mặt xúc tác thích hợp. 2.3. Các nhân tố ảnh hưởng đến hiệu suất biến đổi. 2.3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ. Vì phản ứng (1) là phản ứng tỏa nhiệt, nên cần hạ thấp nhiệt độ để phản ứng chuyển dịch về phía phải thuận lợi. Trong thực tế ta giữ cho nhiệt độ cửa vào tầng xúc tác thấp hơn một chút so với điểm nhiệt, phản ứng sẽ xảy ra ở nhiệt độ tương đối thấp, nâng cao hiệu suất chuyển hóa CO. 2.3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ hơi/khí. Tăng tỷ lệ hơi nước vào sẽ thúc đẩy quá trình chuyển hóa dịch chuyển theo chiều thuận. Nhưng tăng đến một thời điểm nào đó thỡ hiệu suất tăng không rừ rệt, tăng lượng tiêu hao hơi nước, đồng thời sẽ làm cho việc khống chế nhiệt độ tầng xúc tác hết sức khó khăn. 2.3.3. Ảnh hưởng của áp suất. Phản ứng biến đổi là phản ứng đẳng phân tử, tức là tổng thể tích trước và sau phản ứng là không thay đổi, vì vậy chuyển dịch cân bằng sẽ không phụ thuộc vào áp suất. Nhưng khi tăng áp suất thì ta có thể tăng được tốc độ phản ứng như vậy có thể tăng được hiệu suất chuyển hóa CO. 2.3.4. Ảnh hưởng của CO2. Trong quá trình chuyển hóa CO, nồng độ CO2 sinh ra cùng với nồng độ CO2 có sẵn trong khí nguyên liệu sẽ làm cho cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch. Do vậy phải kịp thời khử lượng CO2 tạo thành để nâng cao hiệu suất chuyển hóa. 2.3.5. Ảnh hưởng của phản ứng phụ. Trong biến đổi CO có thể xảy ra các phản ứng phụ như sau: 2CO = C + CO2 +Q CO + 3H2 = CH4 + CO2 + Q 2CO + 2H2 = CH4 + CO2 +Q CO2 + H2 = CH4 + H2O + Q Các phản ứng này không những làm tiêu hao các thành phần hữu hiệu trong pha khí nguyên liệu như H2, CO, sinh ra CH4. Mặt khác C tự do tăng cao, bám trên bề mặt xúc tác làm giảm hoạt tính xúc tác. 2.3.6. Tốc độ phản ứng biến đổi. Tốc độ phản ứng biến đổi CO có liên quan với hoạt tính xúc tác và nhiệt độ thao tác. Nếu không có mặt xúc tác thì cho dù nhiệt độ của phản ứng lên tới 10000C và lượng hơi nước cấp vào có lớn thì tốc độ chuyển hóa cũng vẫn diễn ra vô cùng chậm. 2.4. Xúc tác Co, Mo để chuyển hóa CO. Công ty phân đạm và hóa chất Hà Bắc đang sử dụng xúc tác hệ Co-Mo ký hiệu là HB-3 và HB-4. Xúc tác này thích hợp cho nhà máy đạm cỡ nhỏ và vừa. Thành phần chủ yếu là oxit Coban (CoO > 19%) và oxit Molipden (MoO3 > 7%). Chất mang là ă-Al2O3, ngoài ra để nâng cao tính năng sử dụng xúc tác người ta còn cho thêm một số chất trợ xúc tác và chất ổn định xúc tác đặc biệt. Ở dạng oxit CoO và MoO3 không có hoạt tính đối với quá trình chuyển hóa CO mà hệ này chỉ có hoạt tính dưới dạng sunfua là MoS2 và CoS2. Vì vậy trước khi đưa xúc tác vào sử dụng bắt buộc phải qua công đoạn chuyển hóa Co-Mo ở dạng oxit về dạng sunfua Co-Mo. Người ta gọi quá trình này là quá trình lưu hóa xúc tác. Tác nhân lưu hóa là CS2. 2.5. ThiÕt bÞ qu¶n lý vµ lưu tr×nh c«ng nghÖ. 2.5.1. ThiÕt bÞ qu¶n lý vµ ký hiÖu. Tªn thiÕt bÞ  Ký hiÖu  Sè lượng   ThiÕt bÞ ph©n ly dÇu  F010401  1   Bé läc than cèc  F010402a,b  2   Thïng chøa nước ngưng  F010403  1   B¬m níc ngng  J010404a,b  2   Thïng chøa CS2  F010404  1   Bé ph©n ly khÝ than  F010405  1   Bé gia nhiÖt b»ng ®iÖn  L010403  1   ThiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt khÝ biÕn ®æi: - Φ1000; H=8012; A=224 m2 - T thao t¸c trong èng: 40 →185OC. - T thao t¸c ngoµi èng: 243 → 155OC.  C010402  1   ThiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt khÝ than: - Φ800; H=11424; A=57 m2 - T thao t¸c trong èng: 193 →203OC. - T thao t¸c ngoµi èng: 371 →336OC.  C010401  1   Lò biến đổi số I: Ф 2600; H=15990 & chất xúc tác.  D010401  1   Lò biến đổi số II: Ф 2600; H=18730;  D010402  1   Bộ làm lạnh nhanh I: - Ф 1600; H=9570; - trong lắp vòng đệm paul Ф 50, 1020 kg; - Tầng trên lắp vòng paul thép không rỉ, 3m3. - Tầng dưới lắp bi nhôm oxit siêu thuần Ф 4÷6 mm, tổng 3m3 ZZ-1.  L010401  1   Bộ làm lạnh nhanh II: - Ф 1600; H=8230; -Tầng trên lắp vòng paul thép không rỉ, Ф 50; 100 kg; 3m3. -Tầng dưới lắp bi nhôm Ф 4→6 mm; 7200 kg; 3m3 .  L010402  1   Thiết bị làm lạnh khí than: Ф 1000; H=8104; A=198 m2.  C010403  1   Toàn bộ các van đường ống và đồng hồ đo các thiết bị kể trên có trong cương vị.   2.5.2. Lưu trình công nghệ. Khí than ẩm đi ra từ đoạn III của máy nén 667 có P = 2,1MPa; t0 ≤ 400C được đưa vào thiết bị phân ly dầu (F0401). Sau đó qua bộ lọc bằng than cốc để khử hết dầu, bụi và các tạp chất khác (F0402); rồi đi vào trong ống của thiết bị trao đổi nhiệt khí biến đổi (C0402), trao đổi nhiệt với khí biến đổi đi ra từ lò biến đổi số II (D0402) (khí biến đổi đi ở ngoài ống). Hòa trộn với hơi quá nhiệt (từ FI 601 đến) trước khi đi vào thiết bị trao đổi nhiệt khí than (C0401). Đầu tiên đi vào phần dưới của (C0401) để phân ly nước, sau đó đi vào trong ống của bộ phận trao đổi nhiệt phía trên, trao đổi nhiệt với khí biến đổi đi ra từ đáy lò biến đổi số I (D0401). Khí than ẩm ra khỏi đỉnh bộ trao đổi nhiệt, kết hợp với khí than lạnh ( từ TIC 603 đến) thành một hỗn hợp khí có t=180 ÷ 2100C. Tỷ lệ hơi nước/khí ≈ 0,3 đi vào đỉnh lò biến đổi số I (D0401). Khí lần lượt đi qua tầng chất bảo vệ, tầng chống độc, chống oxi hóa và tầng xúc tác biến đổi chịu lưu huỳnh. Phần lớn khí CO bị chuyển hóa, nhiệt độ hỗn hợp khí đạt 350 ÷ 3800C. Khí sau biến đổi đi ra khỏi đáy lò biến đổi số I và đi vào thiết bị trao đổi nhiệt khí than (C0401) ở khoảng không gian ngoài ồng, để nhường một phần nhiệt cho khí than ban đầu (vì phản ứng chuyển hóa CO là phản ứng tỏa nhiệt do đó ta phải tiến hành làm mát để tận dụng nhiệt vừa tăng hiệu suất cho quá trình chuyển hóa CO ở thiết bị chuyển hóa 2). Tiếp tục đi vào bộ làm lạnh nhanh I (L0401), qua tầng đệm trên, khí được làm lạnh bằng nước ngưng phun trực tiếp từ TIC 608 đến. Sau đó có thể dùng FI 602 bổ xung hơi nước để điều chỉnh tỷ lệ hơi nước/khí, rồi đi qua tầng đệm dưới. Hỗn hợp khí có nhiệt độ 180 ÷ 2100C đi vào đoạn trên của lò biến đổi số II (D0402), tiếp tục chuyển hóa CO. Nhiệt độ đạt 300 ÷ 3200C. Khí ra khỏi tầng đệm trên qua bộ phận làm lạnh nhanh (L0402). Tại đó khí lại được làm lạnh bằng nước ngưng phun trực tiếp từ TIC 610. Rồi đi vào đoạn dưới của lò biến đổi số II (D0402); lần lượt đi qua hai tầng xúc tác biến đổi chịu lưu huỳnh. Phần khí CO còn lại tiếp tục bị chuyển hóa. Khí biến đổi ra khỏi lò biến đổi số II, đi vào không gian ngoài ống của thiết bị trao đổi nhiệt khí biến đổi (C0402), nhường một phần nhiệt cho khí than ẩm. Sau đó đi qua thiết bị đun sôi dung dịch tái sinh bằng khí biến đổi (C0502) của hệ thống khử CO2 bằng dung dịch kiềm. Qua thiết bị trao đổi nhiệt khí biến đổi (C0501) nhiệt độ hạ xuống còn 1180C, đi vào thiết bị phân ly khí biến đổi (D0502). Khí biến đổi đi ra có nhiệt độ dưới 400C được đưa sang cương vị khử H2S trung áp. 2.6.Thao tác chạy máy và ngừng máy cương vị 2.6.1.Chạy máy Chuẩn bị: 1-Làm thủ tục bàn giao,nghiệm thu sửa chữa,tháo lắp các tấm chắn đảm bảo yêu cầu. 2-Kiểm tra kĩ các thiết bị công nghệ đã ở trang thái sẵng sàng chạy máy. 3-Từng bước tiến hành nhận hơi nước mềm,hơi nước,khí ĐHĐ đến công đoạn,trước đó phải tiến hành xả hết nước ngưng và gia nhiệt đường ống đề phòn hiện tượng xung kích đường ống. 4-Mở van thải đáy và thải hết nước ngưng. 5-Báo TTSX và chờ lệnh chạy máy. Trình tự chạy máy: 1-Dùng hơi 2,5Mpa giảm áp còn 0,2 – 0,5 Mpa,sấy thiết bị trao đổi nhiệt C010402 khoảng 15,20 phút sao cho nhiệt đọ thiết bị đạt khoảng 150 độ. 2-Nhân khí than ẩm từ đoạn 2 máy nén,mở van phóng không đẻ trao đổi sao cho hàm lượng O2 trong khí phóng không <0,5% là hợp cách. 3-Tiến hành nhận khí than tăng nhiệt và chạy máy 4-Khống chế nhiệt đọ tầng xúc tác đạt chỉ tiêu cho phép,khi đủ điều kiện chạy máy bình thường thì cắt hơi nước vào tăng nhiệt cho khí than. 5-Phân tích khí ra lò biến đổi số II,khi hàm lượng CO < 1,5% là đạt yêu cầu.Đóng dần van phóng không,nâng áp hệ thống đến 1,2 Mpa,chú ý khống chế tốc độ tăng áp 0,4Mpa/15 phút.Liên hệ cấp khí để chạy máy các công đoạn tiếp theo. 6-Sau khi đã ổn định chuyển dần sang chế đọ vận hành tự động. 2.6.2.Ngừng máy Ngừng máy bình thường: 1-Xin giảm dần phụ tải,chuyển từ chế độ khống chế phụ tải sang khống chế bằng tay. 2-Tùy thuộc nhiệt độ của lò biến đổi số II,có thể ngừng bổ sung nước ngưng vào bộ làm lạnh nhanh I,II. 3-Đóng van khí vào công đoạn đồng thời đóng van ngắt của cụm van điều tiết.Ngừng bơm nước ngưng. 4-Tùy từng trường hợp thực hiện như sau -Nếu không sửa chữa gì mở van phóng không ở van ra lò biến đổi,tiến hành xả áp đến áp suất < 0,05Mpa,giữ áp suất hệ thống luôn dương,tốc độ xả 0,4Mpa/15 phút. -Nếu ngừng máy sửa chữa phải ngừng hết áp hệ thống sau đó xử lý theo phương pháp kỹ thuật riêng. -Nếu ngừng máy thời gian dài,để bảo vệ xúc tác biến đổi phải dùng N2 hoặc khí than nguội thổi hết hơi nước trong lò biến đổi,sau đó giữ áp suất lò luôn dương ,không để không khí lọt vào lò. Ngừng máy khẩn cấp: 1-Khi có sự cố phải lập tức cắt ngay nước ngưng vào thiết bị làm lạnh nhanh I,II và hơi nước vào hỗn hợp khí than trước bộ trao đổi nhiệt khí than. 2-Đóng van khí than vào công đoạn. 3-Chờ lệnh của TTSX mới được làm các công việc tiếp theo 3. Cương vị khử H2S trung áp. 3.1. Mục đích và ý nghĩa làm việc của cương vị. Cương vị này cũng dùng keo Tananh để khử bỏ khí H2S trong hỗn hợp khí biến đổi. Khí sau khi khử H2S được đưa đi khử CO2 bằng K2CO3 và tiếp tục đưa đi khử vi lượng, làm nguyên liệu cho quá trình tổng hợp NH3. Lượng H2S trong hỗn hợp khí sau khi hấp thụ ra khỏi cương vị ≤ 10 mg/m3 làm cho dung dịch K2CO3 không bị biến chất đồng thời hạn chế sự ăn mòn thiết bị, giảm hàm lượng H2S trong khí CO2 sau tái sinh nâng cao chất lượng Urê sản xuất và CO2 lỏng-rắn 3.2. Thiết bị quản lý và lưu trình công nghệ. 3.2.1. Thiết bị quản lý và ký hiệu. STT  Tên thiết bị  Ký hiệu  Số lượng   1  Tháp hấp thụ H2S kiểu đệm. - Ф 3252x26; H=43625 mm; Hđệm=12828 mm. - Hkhử bọt trên=500. Trong chứa 6,4 m3 vòng đệm paul 50x50x1. - Hthu hồi dưới= 8000. Chứa 194 m3 vòng đệm paul 76x76x3  E010601  1   2  Tháp phân ly khí dịch: Ф 1632x16; H=7028 mm, trong bọc lưới thép không rỉ (DN1600, H=100).  F010602  1   3  Bơm tuần hoàn dung dịch.  J010601a,b  2   4  Tháp tái sinh dung dịch kiểu phun tia: Ф 4024x12; H=6953; V=92 m3  F010601  2   5  Thùng bọt trung gian: Ф 1416x8; H=4033; V=4,49m3  F010603  1   6  Thùng phân phối dung dịch: Ф 1228x14; H=2458; V=1,39 m3  F010604  1   7  Toàn bộ đường ống, van, thiết bị có trong cương vị   3.2.2. Lưu trình công nghệ. * Lưu trình khí. Khí biến đổi sau khi trao đổi nhiệt có nhiệt độ 400C đi vào phí dưới của tháp hấp thụ kiểu đệm (E010601), qua các tầng đệm, H2S được hấp thụ bởi dung dịch Tananh dội từ trên đỉnh tháp xuống, với áp suất khoảng 30 kg/cm2. Khí được phân ly bọt ở bộ phận khử bọt trên đỉnh tháp, sau đó đi ra khỏi tháp hấp thụ, vào thiết bị phân ly khí-dịch (F010602). ở đây, mù dịch Tananh bị cuốn theo khí được tách ra. Khí ra ở đỉnh tiếp tục được đưa đi cương vị khử CO2 bằng dung dịch kiềm nóng. * Lưu trình dịch: Dung dịch nghèo từ thùng chứa (265B) đến cửa vào của bơm, được bơm dịch nghèo tăng áp đến áp suất 30 kg/cm2 và đi vào đỉnh tháp hấp thụ. Dịch đi qua các tầng đệm và hấp thụ H2S trong khí biến đổi, đi xuống đáy tháp, qua van điều tiết dịch diện (LIC301) giảm áp xuống còn 13 kg/cm2. Dung dịch có áp suất 13 kg/cm2 đi đến thùng phân phối dung dịch ở đỉnh tháp tái sinh (F010604); qua các Tuy-e tự hút không khí vào tháp tái sinh (tháp kiểu phun tia) (F010601). ở đây dung dịch Tananh ở dạng khử tác dụng với O2 trong không khí và tái sinh về dạng ôxi hóa; chảy về thùng chứa dung dịch nghèo. Bọt lưu huỳnh nổi lên trên chảy tràn về thùng bọt trung gian (F010603) và được không khí nén đến cương vị thu hồi lưu huỳnh. 3.3. Chỉ tiêu công nghệ chủ yếu. 1. Thành phần dung dịch: - Tổng độ kiềm: ≥ 0,4 N - pH: 8,5 ÷ 9,0 - Na2CO3: 4 ÷ 6 g/l - NaHCO3: 20 ÷ 36 g/l - Tananh: 1,5 ÷ 2,0 g/l - NaVO3: 1,0 ÷ 1,5 g/l - VO3- : ≥ 0,8 g/l - Lưu huỳnh huyền phù: < 1 g/l - Na2S2O3: < 150 g/l - Điện vị: -160 ÷ -200 mV 2. Thành phần khí: - Nồng độ H2S cửa vào: ≤ 200 mg/m3 - Nồng độ H2S cửa ra: ≤ 10 mg/m3 3. Lưu lượng dịch FIA 303: 200 ÷ 350 m3/h 4. Chiều cao dịch diện: 1/3 ÷ 2/3 dịch diện kế. 3.4.Thao tác chạy máy và ngừng máy cương vị 3.4.1.Chạy máy Chuẩn bị: 1-Kiểm tra kĩ các hạng mục sửa chữa của hệ thống. 2-Kiểm tra các thiết bị đã ở trạng thái sẵn sàng chạy máy,các đòng hồ đo,hệ thống DCS có đủ điều kiện mở máy. 3-Kiểm tra mức dịch diện của thùng chứa phải đạt 1/3 đến 2/3 dịch diện kế.Mở van dung dịch vào thùng phân phối dung dịch,van vào của các Tuy-e đến vị trí nhất định. 4-Sẵn sàng chờ lệnh chạy máy. Trình tự tiến hành: 1-Tiến hành chạy bơm tuần hoàn J010601 thiết lập dịch diện tháp hấp thụ đạt 50% thì dừng lại. 2-Nhận khí nâng áp hệ thống,tốc độ tăng áp 0,4Mpa/15 phút,đồng thời đóng bớt hoạc đóng hết van phóng không trước tháp hấp thụ,khi đạt 0,8Mpa,khởi động bơm tuần hoàn tiến hành tuần hoàn dung dịch hệ thống,khống chế lưu lượng FIA>200 m3/h,dịch diện tháp hấp thụ LICA 301 từ 40-60%.Dùng van phóng không sau phân ly khống chế áp suất hệ thống ở 1,2 Mpa.Chú ý khi nhận khí tăng áp không được để dao đọng áp suất hệ thống biến đổi. 3-Điều chỉnh van dịch vào các Tuy-e phun, khống chế áp suất bộ phân phối dung dịch ~1,3 Mpa,duy trì vận hành sản suất bình thường. 4-Phân tích nồng độ H2S trong khí biến đổi ra hệ thống,khi nồng độ H2S < 10 mg/Nm3 là đạt yêu cầu. 3.4.2.Ngừng máy Ngừng máy bình thường: 1-Khi nhận được lệnh,đóng van khí vào,ra cương vị để duy trì áp suất hấp thụ. 2-Duy trì tuần hoàn dung dịch trong 1h để dung dịch được tái sinh triệt để. 3-Căn cứ vào tình hình thực tế,khi dịch diện hấp thụ ở mức bình thường thì dừng tuần hoàn bơm,đóng van ngắt,van điều tiết LICA 301,chú ý đề phòng khí cao áp xuyên sang hệ thống thấp áp. 4-Tiến hành thải áp hệ thống hấp thụ,tốc độ xả <0,4 Mpa/15 phút.Nếu không sửa chữa thì xả đến <0,05 Mpa,giữ áp suất hệ thống luôn dương.Nếu sửa chữa phải tiến hành theo phương pháp riêng của đơn vị. Ngừng máy khẩn cấp: 1-Ngừng bơm và đóng ngay cụm van LICA 301,đề phòng xuyên áp. 2-Liên hệ với TTSX sau đó tiến hành ngừng máy như trường hợp bình thường. 4. Cương vị khử CO2 bằng kiềm nóng 4.1. Mục đích ý nghĩa của cương vị. Cương vị này dùng dung dịch K2CO3 nóng để khử bỏ khí CO2 trong hỗn hợp khí biến đổi, khí sau khi khử CO2 trong hỗn hợp khí biến đổi là khí tinh chế tiếp tục đưa đi khử CO và CO2 vi lượng, làm nguyên liệu cho quá trình tổng hợp NH3. Tận dụng nhiệt dư của khí biến đổi và hơi nước gia nhiệt cho dung dịch sau hấp thụ để thực hiện quá trình tái sinh khôi phục lai năng lực hấp thụ của dung dịch. Thu hồi lượng khí CO2 thoát ra khỏi dung dịch sau quá trình tái sinh, làm nguyên liệu để sản xuất Urê và các sản phẩm khác như CO2 lỏng-rắn, sôda, NH4HCO3, CaCO3… 4. 2. Nguyên lý hấp thụ CO2 bằng kiềm nóng cải tiến: 4.2.1. Thành phần dung dịch hấp thụ: K2CO3 là tinh thể màu trắng, dễ hòa tan trong nước, dung dịch hòa tan trong nước thể hiện tính kiềm yếu. Dung dịch K2CO3 có độ tinh khiết ≥ 99 %, là thành phần chính hấp thụ CO2. DEA (Dietanol amin), có công thức phân tử HOCH2NHCH2CH2OH, là amin hữu cơ có tính kiềm, không màu hoặc màu vàng. Là xúc tác làm tăng năng lực hấp thụ của dung dịch K2CO3. Nếu gọi r1 là tốc độ phản ứng của dung dịch K2CO3 hấp thụ CO2. r2 là tốc độ phản ứng khi có dung dịch DEA. So sánh hai thông số trên bằng tính toán thực nghiệm thì r2/r1 = 10 ÷ 1000. Có nghĩa khi thêm một lượng nhỏ DEA vào trong dung dịch thì tốc độ phản ứng hấp thụ CO2 trong dung dịch tăng lên rất nhiều lần. KVO3, thường được điều chế bằng cách hòa tan V2O5 vào K2CO3: V2O5 + K2CO3 = KVO3 + CO2 Là chất ức chế ăn mòn ngăn chặn sự ăn mòn đường ống thiết bị có trong dây chuyền, KVO3 là chất oxi hóa mạnh có thể tác dụng với Fe tạo thành một lớp trơ (oxit sắt) trên bề mặt thiết bị đường ống từ đó bảo vệ được sự ăn mòn đường thiết bị. 4.2.2. Phản ứng hấp thụ và nhả hấp thụ CO2 *Phản ứng hấp thụ: Phản ứng của dung dịch K2CO3 hấp thụ CO2: K2CO3 + H2O + CO2 = KHCO3 + Q (1) Cơ chế phản ứng dưới dạng ion: H2O = H+ + OH¯ (2) K2CO3 = 2K+ + CO32¯ (3) CO2 + OH¯ = HCO3¯ (4) H+ + CO32¯ = HCO3¯ (5) K+ + HCO3¯ = KHCO3 (6) Trong đó tốc độ phản ứng (2), (3), (5), (6) rất nhanh, còn tốc độ phản ứng (4) là chậm nhất. Do đó tốc độ của quá trình phụ thuộc vào tốc độ phản ứng (4) Phản ứng hấp thụ khi có xúc tác là DEA: R2NH + CO2 (pha dịch) = R2NCOOH (7) R2NCOOH = R2NCOO¯ + H+ (8) R2NCOO¯ + HOH = R2NH + HCO3¯ (9) Trong đó tốc độ phản ứng (7) là chậm nhất nên tốc độ của quá trình hấp thụ phụ thuộc vào tốc độ của phản ứng (7). Hằng số tốc độ của phản ứng (4) va (7) như nhau. Nhưng nồng độ của DEA tự do có trong dung dịch ở 25 oC là 0,01 mol/l thỡ đó lớn hơn nồng độ OH- từ 10÷1000 lần, nên tốc độ phản ứng có DEA tăng. * Phản ứng nhả hấp thụ (tái sinh dung dịch hấp thụ): Sau khi dung dịch kiềm nóng hấp thụ CO2, lượng CO2 sẽ chuyển thành KHCO3, làm trị số pH của dung dịch giảm xuống, năng lực hấp thụ của dung dịch cũng giảm. Trong công nghiệp, quá trình nhả hấp thụ là quá trình quan trọng vì nó khôi phục năng lực hấp thụ của dung dịch. Quá trình nhả hấp thụ thực hiện ở áp suất thấp, nhiệt độ cao. Phản ứng nhả hấp thụ: 2 KHCO3 = K2CO3 + CO2 + H2O (10) Để nâng cao hiệu suất nhả hấp thụ, một trong những phương pháp hiệu quả là tách và thu hồi CO2 trong quá trình tái sinh, tạo điều kiện cho chuyển dịch cân bằng sang bên phải, là bên có lợi cho quá trình tái sinh. Điều đó giúp cho dung dịch được tái sinh hoàn toàn, toàn bộ KHCO3 sẽ được chuyển về dạng K2CO3 4.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng: 4.2.3.1. Thành phần dung dịch: a. Nồng độ cung dịch K2CO3 : Do là thành phần chính của dung dịch hấp thụ CO2 nên nếu tăng nồng độ K2CO3 sẽ nâng cao được năng lực hấp thụ CO2 của dung dịch sau tái sinh, từ đó có thể nâng cao độ sạch của khí, giảm bớt được lượng dung dịch tuần hoàn. Nhưng trong trường hợp tại nhiệt độ cao, nồng độ của K2CO3 cao, hiện tượng ăn mòn đường ống thiết bị xảy ra càng mạnh. Còn tại nhiệt độ thấp thì KHCO3 dễ bị kết tinh, tách ra và làm tắc đường ống, thiết bị, làm tăng trở lực đường ống gây khó khăn cho thao tác. Vì vậy trong sản xuất chỉ duy trì nồng độ K2CO3 trong khoảng 2,5÷5% khối lượng tức là vào khoảng 15 ÷ 25 g/l. b. Nồng độ DEA: Tăng nồng độ DEA có thể tăng nhanh tốc độ phản ứng hấp thụ của dung dịch. Nhưng nếu tăng nồng độ DEA cao tới một giá trị nhất định thì năng lực hấp thụ của dung dịch không tăng hoặc tăng rất ít, tiêu tốn hóa chất DEA mà không thu được hiệu quả cao. Vậy trong sản xuất người ta giữ nồng độ DEA trong khoảng 2,5 ÷ 5% khối lượng tức là vào khoảng 15 ÷ 25 gam/lít. c. Nồng độ KVO3: KVO3 có trong thành phần dung dịch hấp thụ với vai trò ngăn ngừa sự ăn mòn đường ống thiết bị. Các khí H2S, CO, H2... đều có thể làm cho V+5 bị khử xuống V+4 làm giảm tác dụng chống ăn mòn của KVO3. Nhưng nếu trong dung dịch có các chất oxi hóa như không khí, KNO2 . . . thì có thể oxi hóa V+4 trở lại V+5, khôi phục lại năng lực của dung dịch. Trong thực tế người ta thường khống chế nồng độ KVO3 từ 8 ÷ 10 g/l (xác định theo VO3¯). 4.2.3.2. Chất chống tạo bọt: Dung dịch kiềm Kali nóng cải tiến rất dễ bị hiện tượng sủi bọt trong sản xuất, ảnh hưởng lớn tới hiệu suất hấp thụ cũng như hiệu suất tái sinh của dung dịch và cũng là nguyên nhân của hiện tượng khí cuốn theo dịch. Do vậy cần phải có chất chống tạo bọt cho vào dung dịch để ngăn chặn hoặc giảm bớt hiện tượng sủi bọt. Đó là các chất có hoạt tính bề mặt lớn, sức căng bề mặt nhỏ, có thể nhanh chóng khuyếch tán đến bề mặt bọt, gây nên sự không đồng đều về sức căng bề mặt của bọt làm cho bọt bị nhanh chóng xẹp đi hoặc không hình thành. Chất chống tạo bọt hay sử dụng là Silicaketonic, polyete... với nồng độ rất nhỏ trong dung dịch. 4.2.3.3. Áp suất hấp thụ: Nâng cao áp suất hấp thụ sẽ đẩy mạnh được năng lực hấp thụ, từ đó tăng nhanh tốc độ hấp thụ, nâng cao độ sạch của thể khí đồng thời giảm bớt được lượng dịch tuần hoàn. Nhưng khi áp suất tăng tới một mức độ nhất định thì những ảnh hưởng đó không rõ rệt nữa. 4.2.3.4. Nhiệt độ hấp thụ: Nâng cao nhiệt độ hấp thụ có thể tăng nhanh tốc độ hấp thụ, tiết kiệm nhiệt lượng cho quá trình tái sinh. Nhưng nếu nâng cao nhiệt độ hấp thụ thì áp suất riêng phần của CO2 trong dung dịch cũng tăng theo, làm giảm khả năng hấp thụ, giảm độ sạch trong khí, ảnh hưởng tới các công đoạn tiếp theo. Hai ảnh hưởng này mâu thuẫn với nhau. Trong sản xuất, người ta dùng hấp thụ hai đoạn tái sinh hai đoạn. Tức là phần lớn dịch bán nghèo ở phía trên tháp tái sinh không qua làm lạnh trực tiếp đi vào dưới tháp hấp thụ, tiếp xúc với khí có áp suất riêng phần CO2 cao làm cho quá trình hấp thụ nhanh chóng đạt tới cân bằng, khử đi phần lớn CO2. Lượng nhỏ dịch bán nghèo tái sinh hoàn toàn ở đoạn dưới tháp tái sinh qua làm lạnh xuống còn 70 ÷ 900C, đi vào phía trên tháp hấp thụ để nâng cao năng lực hấp thụ, nâng cao độ sạch của khí.  4.3. Thiết bị quản lý và lưu trình công nghệ: 4.3.1. Thiết bị quản lý và ký hiệu: STT  Tên thiết bị  Ký hiệu  Số lượng   1  Thiết bị trao đổi nhiệt khí biến đổi  C010501  1   2  Thiết bị đun sôi dung dịch tái sinh bằng khí biến đổi từ quá trình biến đổi CO  C010502  1   3  Thiết bị đun sôi dung dịch tái sinh bằng hơi nước  C010503  1   4  Thiết bị làm lạnh khí biến đổi bằng hơi nước  C010504  1   5  Thiết bị làm lạnh dung dịch nghèo bằng hơi nước  C010505  1   6  Thiết bị phân ly làm lạnh khí tái sinh  C010506  1   7  Thiết bị làm lạnh khí CO2 bằng nước  C010507  1   8  Thiết bị làm lạnh khí tinh chế bằng nước  C010508  1   9  Tháp hấp thụ CO2  E010501  1   10  Tháp tái sinh thấp áp  E010502  1   11  Tháp tái sinh tăng áp  E010503  1   12  Thiết bị phân ly khí biến đổi  F010501 F010502  1 1   13  Thiết bị phân ly khí tinh chế  F010503  1   14  Thiết bị phân ly khí CO2  F010504  1   15  Thùng pha chế dung dịch  F010505  1   16  Thiết bị lọc dung dịch bằng than hoạt tính