Báo cáo Công nghệ sản xuất urea của Công ty TNHH một thành viên Phân đạm và Hóa chất Hà Bắc

ịch nghèo, qua bộ lọc điều tiết được tăng áp và đưa tuần hoàn. Các chỉ tiêu công nghệ chủ yếu: Thành phần dịch - Tổng độ kiềm ³ 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 - Lưu huỳnh huyền phù < 1 g/l - Na2S2O3 < 150 g/l - Điện vị - 160 ¸ - 200 mV Thành phần khí - [H2S] cửa vào £ 1.500 mg/Nm3 - [H2S] cửa ra 120 ¸ 150 mg/Nm3 Lưu lượng: - Lưu lượng khí than ẩm £ 42.000 Nm3/h - Lưu lượng dịch tuần hoàn 320 ¸ 480 m3/h Nhiệt độ - Khí vào hấp thụ 40 ¸ 450C - Dung dịch vào hấp thụ 40 ¸ 450C B. Cương vị Biến đổi CO Nhiệm vụ: Cương vị Biến đổi CO dùng hơi nước để chuyển hóa CO trong khí than ẩm thành khí CO2 và H2 với sự có mặt của xúc tác là Co-Mo trong các lò biến đổi. Khí H2 làm nguyên liệu cho quá trình tổng hợp NH3, còn khí CO2 được loại bỏ bằng phương pháp hấp thụ được dùng làm nguyên liệu để tổng hợp urea và các sản phẩm chủ lực khác như CO2 lỏng, rắn. Hỗn hợp khí ra khỏi cương vị chuyển hóa CO gọi là khí biến đổi, có hàm lượng CO ≤ 2,0%. Lý thuyết quá trình biến đổi CO bằng hơi nước: Phản ứng biến đổi CO bằng hơi nước: Đặc điểm là thuận nghịch, tỏa nhiệt, thể tích trước và sau không đổi và chỉ xảy ra mãnh liệt khi có xúc tác thích hợp. Cơ chế phản ứng: Cơ chế phản ứng có thể biểu diễn như sau: H2O + [K] = H2 + [K]O CO + [K]O = CO2 + [K] Ở đây [K] là chất xúc tác và [K]O là chất trung gian. Trong thực tế đang dùng chất xúc tác Co-Mo ký hiệu kỹ thuật là HB-3 và HB-4. Đây là loại phù hợp cho các nhà máy phân đạm cỡ vừa và nhỏ sử dụng nguyên liệu đi từ than, dầu mỏ, khí thiên hiên hay khí đồng hành. Hiệu ứng nhiệt của phản ứng được biểu diễn bởi phương trình: Trong đó: Q – Hiệu ứng nhiệt, KJ/mol; T – Nhiệt độ phản ứng, K. Hiệu suất biến đổi CO được tính theo công thức: Trong đó: – Hiệu suất biến đổi CO; – Hàm lượng % CO trong khí than ẩm; - Hàm lượng % CO trong khí biến đổi. Hằng số cân bằng có thể tính toán theo nhiệt độ phản ứng: Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng: Nhiệt độ; Tỷ lệ khí/hơi; Áp suất; Nồng độ CO2; Xúc tác đẩy nhanh tốc độ đạt đến cân bằng; Phản ứng phụ. Lưu trình công nghệ: Chất xúc tác Co-Mo (HB-3, HB-4): Thành phần hóa học của chất xúc tác Co-Mo chủ yếu là CoO > 19% và MoO3> 7% trên chất mang là γ – Al2O3 và các chất trợ/ ổn định đặc biệt khác. Tính chất vật lý: Hình cầu; Màu hồng nhạt hoặc xanh xám; = 3 – 5, 4 – 6 hoặc 5 – 7 mm; Tỷ trọng đống = 0,8 – 1kg/L; Bề mặt riêng = 180 m2/g; Cường độ nén điểm ≥ 35N/ viên; Nhiệt độ làm việc 180 – 240oC. Khí than ẩm ra khỏi đoạn III của máy nén 6 cấp có áp suất 2,05MPa, nhiệt độ ≤ 40oC được đưa vào công đoạn biến đổi. Đầu tiên qua bộ phân ly dầu, sau đó qua bộ lọc bằng than cốc để khử hết dầu, bụi và các tạp chất khác rồi đi vào đường ống của thiết bị trao đổi nhiệt với khí biến đổi từ lò biến đổi số 2 đi ra, sau đó được hỗn hợp với hơi nước quá nhiệt ở áp suất 2,5 MPa và đi vào bộ trao đổi nhiệt khí than. Khí than ra khỏi bộ trao đổi nhiệt được hỗn hợp với khí than lạnh tạo thành hỗn hợp khí có nhiệt độ 180 – 210oC, tỷ lệ hơi nước/khí ≈ 0,3 rồi đi vào đỉnh lò biến đổi số 1. Tại đây, khí than lần lượt qua các tầng chất bảo vệ, tầng chống độc, chống O2 và tầng xúc tác biến đổi chịu lưu huỳnh. Một phần khí CO bị chuyển hóa, nhiệt độ khí đạt 350 – 360oC đi ra khỏi đáy lò biến đổi số 1, đi vào thiết bị trao đổi nhiệt khí than, nhường một phần nhiệt cho khí than rồi đi vào bộ làm lạnh nhanh 1, qua tầng đệm trên khí được làm lạnh trực tiếp bằng nước ngưng từ bơm, sau đó có thể bổ sung thêm hơi nước để điều chỉnh tỷ lệ hơi nước/khí rồi đi qua tầng đệm dưới. Hỗn hợp khí lúc này có nhiệt độ 180 – 210oC đi vào đoạn trên lò biến đổi số 2 tiếp tục tiến hành phản ứng chuyển hóa CO, nhiệt độ đạt khoảng 300 – 320oC rồi đi ra và qua bộ làm lạnh nhanh số 2. Ở tầng đêm trên, khí lại được làm lạnh bằng nước phun trực tiếp từ bơm sau đó đi qua tầng đệm phía dưới để phân ly nước ngưng, hỗn hợp khí có nhiệt độ khoảng 180 – 210oC tiếp tục đi vào đoạn dưới của lò biến đổi số 2 lần lượt đi qua 2 tầng xúc tác biến đổi chịu lưu huỳnh, phần khí CO còn lại tiếp tục bị chuyển hóa. Khí biến đổi có nhiệt độ ≤ 250oC, nồng độ CO ≤ 1,5% ra khỏi lò biến đổi số 2, đi vào không gian giữa các ống của thiết bị trao đổi nhiệt khí biến đổi, nhường mọt phần nhiệt cho khí than ẩm, tiếp tục qua thiết bị gia nhiệt cho dung dịch K2CO3 bằng khí biến đổi của hệ thống tái sinh tăng áp dung dịch khử CO2 để thu hồi nhiệt một lần nữa, sau đó là khâu khử H2S trong khí biến đổi. Hơi nước có áp suất 2,5MPa từ xưởng Nhiệt điện đến lần lượt hỗn hợp với khí than ẩm trước khi vào thiết bị trao đổi nhiệt khí than và hỗn hợp khí sau khi ra khỏi tầng đệm phía trên ở bộlàm lạnh nhanh 1 để điều chỉnh tỷ lệ hơi nước/khí. Nước ngưng thu hồi ở hệ thống khử CO2 được đưa vào thùng chứa nước ngưng, qua bơm tăng áp lần lượt được phun vào các bộ làm lạnh nhanh 1 và 2 để khống chế nhiệt độ hỗn hợp khí vào 2 đoạn xúc tác của lò biến đổi số 2. Ngoài ra nước ngưng còn được phun vào đường hơi nước 0,5MPa để hạ nhiệt độ từ 240oC xuống còn 180oC dùng cho hệ thống khử CO2 và một phần nước ngưng dư thừa cấp trở lại xưởng Nhiệt điện. Các chỉ tiêu công nghệ chính: Áp suất - Khí than ẩm vào công đoạn £ 2,05 MPa - Hơi nước cao áp vào công đoạn ³ 2,5 MPa Nhiệt độ - Khí than ẩm vào công đoạn £ 40 0C - Khí vào lò biến đổi số 1 180 ¸ 210 0C - Điểm nhiệt tầng xúc tác lò biến đổi số 1 £ 380 0C - Khí vào đoạn trên lò biến đổi số 2 180 ¸ 210 0C - Điểm nhiệt tầng 1 xúc tác lò biến đổi số 2 £ 320 0C - Khí vào tầng 2 lò biến đổi số 2 180 ¸ 210 0C - Khí ra tầng 2 lò biến đổi số 2 £ 250 0C Lưu lượng - Khí than ẩm vào công đoạn £ 42.000 Nm3/h Tỷ lệ hơi nước/khí than ≤ 0,3 Thành phần khống chế - CO trong khí biến đổi £ 2,0 %V - O2 trong khí than ẩm £ 0,5%V C. Cương vị khử H2S trung áp Nhiệm vụ: Cương vị Khử H2S trung áp dùng dung dịch keo tananh hấp thụ H2S trong khí biến đổi, bảo đảm hàm lượng H2S trong hỗn hợp khí biến đổi sau hấp thụ ra khỏi cương vị ≤ 10mg/Nm3 để tránh cho dung dịch K2CO3 không bị biến chất đồng thời hạn chế sự ăn mòn thiết bị. Cơ chế quá trình khử H2S trong khí biến đổi bằng dung dịch keo tananh: Cơ chế quá trình khử H2S trong khí biến đổi bằng dung dịch keo tananh cũng như cơ chế quá trình khử H2S trong khí than ẩm đã trình bày. Lưu trình công nghệ: Khí biến đổi sau khi qua bộ gia nhiệt, làm lạnh tới đi vào phía dưới tháp hấp thụ H2S trung áp, qua các tầng đệm H2S bị hấp thụ bởi dung dịch tananh dội từ trên xuống. Khí được phân ly bọt ở bộ khử bọt trên đỉnh tháp hấp thụ H2S trung áp sau đó đi ra khỏi vàvào tháp phân ly, ở đây mù dịch tananh cuốn theo được tách ra, rồi tiếp tục được đưa sang cương vị khử CO2 bằng dung dịch kiềm nóng. Dung dịch nghèo từ thùng chứa được bơm tuần hoàn tăng áp đến 30kg/cm2 đưa vào đỉnh tháp hấp thụ H2S trung áp. Dung dịch nghèo đi qua các tầng đệm và hấp thụ H2S trong khí biến đổi, đi xuống đáy qua van điều tiết giảm áp xuống còn 13kg/cm2 đi đến thùng phân phối dung dịch giàu ở đỉnh tháp tái sinh. Dung dịch giàu đi qua các tuy-e tự hút không khí vào thùng tái sinh, ở đây dung dịch nghèo được tái sinh và chảy về thùng dung dịch nghèo, còn bọt lưu huỳnh nổi lên chảy tràn về thùng bọt trung gian và được định kỳ đưa đi thu hồi lưu huỳnh. Các chỉ tiêu công nghệ chính/; Thành phần dịch - Tổng độ kiềm ³ 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- ³ 0,8 g/l - Lưu huỳnh huyền phù < 1 g/l - Na2S2O3 < 150 g/l - Điện vị -160 ¸ -200 mV Thành phần khí [H2S] cửa ra £ 10mg/Nm3 Lưu lượng dịch Tananh 200÷350m3/h D. Cương vị Khử CO2 Nhiệm vụ: Cương vị Khử CO2 dùng dung dịch K2CO3 nóng để hấp thụ khí CO2 trong khí biến đổi để sau đó gọi là khí tinh chế được tiếp tục đưa đi khử vi lượng. Cương vị Khử CO2 cũng tận dụng nhiệt dư của khí biến đổi và hơi nước 0,5MPa để gia nhiệt cho dung dịch sau hấp thụ để thực hiện quá trình tái sinh, khôi phục năng lực hấp thụ của dung dịch. Lượng khí CO2 thu được từ quá trình tái sinh được dùng làm nguyên liệu sản xuất ure và các sản phẩm khác như CO2 lỏng, rắn, Soda …. Cơ chế quá trình hấp thụ CO2 bằng dung dịch kiềm nóng: Cơ chế phản ứng: Các phản ứng hấp thụ CO2 bằng dung dịch kiềm nóng: Tổng quát: Do phản ứng thứ 3 có tốc độ chậm nhất nên quyết định tốc độ của quá trình đang xét. Tốc độ phản ứng này biểu diễn bởi phương trình: Trong đó: r – Tốc độ phản ứng đang xét, mol/L.s; [OH−], [CO2] – Nồng độ OH− và CO2, tương ứng, mol/L. Thực tế có sử dụng xúc tác DEA (Di-Ethanol Amine) nên các phản ứng hấp thụ CO2 bằng dung dịch kiềm nóng: Cũng do phản ứng đầu tiên có tốc độ chậm nhất nên quyết định tóc độ của quá trình đang xét. Tốc độ của phản ứng này biểu diễn bởi phương trình: Trong đó: - Tốc độ phản ứng đang xét, mol/L.s; – Nồng độ và , tương ứng, mol/L. Thực tế thấy rằng khi thêm một lượng nhỏ DEA thì r’/r = 10 – 1000, tốc độ hấp thụ CO2 bằng dung dịch kiềm nóng tăng lên rất nhiều. Các yếu tố ảnh hưởng: Nồng độ các thành phần dung dịch kiềm nóng: K2CO3, DEA, KVO3 (chất ức chế ăn mòn), chất chống tạo bọt. Áp suất; Nhiệt độ. Lưu trình công nghệ: Khí biến đổi sau khi khử lưu huỳnh được dẫn qua thiết bị trao đổi nhiệt và được gia nhiệt bởi biến đổi đến, nhiệt độ tăng từ 40oC đến 90oC và đi vào phía dưới tháp hấp thụ CO2, sau khi ra khỏi đỉnh tháp hấp thụ CO2, qua thiết bị làm lạnh bằng nước, thiết bị phân ly đi về đoạn IV của máy nén 6 cấp. Dung dịch giàu đi ra từ đáy tháp hấp thụ CO2 với lưu lượng 850m3/h được giảm áp bằng van điều tiết; trong đó khoảng 600m3/h dung dịch giàu được qua tổ turbine của bơm dịch nghèo để thu hồi năng lượng, sau đó hỗn hợp với khoảng 250m3/h dung dịch giàu còn lại cùng đi vào bộ phận bốc hơi nhanh ở đỉnh tháp tái sinh. Khi tổ turbine ngừng vận hành thì tại đây khoảng 30% CO2 bị nhả khỏi dung dịch. Khoảng 300 – 400 m3/h dung dịch giảu đi ra khỏi đáy bộ phận bốc hơi nhanh đi đến phần trên tháp tái sinh thấp áp, khoảng 300 m3/h dung dịch giàu còn lại chảy xuống đoạn đệm thứ nhất tiếp tục tái sinh. Một phần dung dịch bán nghèo ra khỏi đáy đoạn đệm thứ nhất đi đến phần giữa của tháp tái sinh thấp áp, trộn lẫn với dung dịch bán nghèo đi từ trên xuống. Một phần nhỏ dung dịch ở đây được trích đi lọc bằng than hoạt tính, phần dung dịch còn lại khoảng 600 m3/h ra khỏi đáy đoạn trên rồi cùng với dung dịch sau bộ lọc than hoạt tính được đưa vào bơm dung dịch bán nghèo để tăng áp và phun vào phần giữa tháp hấp thụ CO2. Dung dịch bán nghèo còn lại khoảng 250 m3/h được chảy từ đoạn đệm thứ nhất qua đoạn đệm thứ 2 của tháp tái sinh tăng áp để tái sinh tiếp tục. Ra khỏi đáy đoạn đệm thứ 2 được đưa vào bộ đun sôi bằng hơi nước 0,5MPa và bộ đun sôi bằng khí biến đổi rồi trở lại tháp tái sinh tăng áp. Dung dịch ra khỏi đáy tháp tái sinh tăng áp có nhiệt độ 120 – 125oC đi đến phần dưới tháp tái sinh thấp áp, được gia nhiệt bốc hơi bởi nhiệt của hơi nước thu hồi từ bộ thải nước ngưng đến, hơi nước được ngưng tụ và cùng dung dịch nghèo ra khỏi đáy tháp tái sinh thấp áp với lưu lượng 250 m3/h, nhiệt độ 110 – 115oC qua bộ làm lạnh bằng nước ngưng có nhiệt độ 70 – 90oC, đến bơm dung dịch nghèo để tăng áp và phun vào đỉnh tháp hấp thụ CO2. Nước ngưng của hệ thống được thu hồi về bể ngầm và qua bơm nước ngưng hồi lưu để tăng áp rồi bổ sung vào đỉnh tháp tái sinh thấp áp và đáy tháp tái sinh tăng áp để cân bằng lượng nước của hệ thống bị bốc hơi theo khí tái sinh và duy trì sản xuất bình thường. Khí CO2 thoát ra khỏi dung dịch đi ra từ đỉnh tháp tái sinh thấp áp, vào bộ làm lạnh bằng nước để phân ly nước, rồi được hút vào tuy-e và hỗn hợp với khí CO2 đến từ đỉnh tháp tái sinh tăng áp, sau đó qua thiết bị làm lạnh khí tái sinh CO2 bằng nước, nhiệt độ giảm xuống ≤ 40oC, qua bộ phân ly để phân ly hơi nước và dung dịch rồi đưa đi sản xuất urea và CO2 lỏng, rắn. Hơi nước quá nhiệt 0,5MPa từ mạng ống chung đến, được làm lạnh giảm nhiệt độ bởi nước ngưng đến từ bơm nước ngưng, nhiệt độ 180÷190oC đưa vào bộ đun sôi bằng hơi nước rồi qua bộ thải nước ngưng. Hơi nước chưa ngưng được đưa đến đáy tháp tái sinh thấp áp để gia nhiệt, còn nước ngưng đưa đến thùng chứa. Các chỉ tiêu công nghệ chính: Thành phần dịch khử CO2 Hàm lượng K2O 180 ¸ 220 g/l Hàm lượng DEA 15 ¸ 25 g/l Hàm lượng KVO3 8 ¸ 10 g/l Hàm lượng VO3- ³ 5 g/l Tổng lượng lưu huỳnh < 5 g/l SO42- £ 5 g/l Tổng sắt hòa tan trong dung dịch < 100 mg/l SiO2 < 100 mg/l Cl- < 2 g/l Độ tái sinh dung dịch bán nghèo £ 1,42 Độ tái sinh dung dịch nghèo £ 1,3 Thành phần khí Hàm lượng CO2 trong khí tinh chế £ 0,5% Độ thuần khí CO2 tái sinh ³ 99% Nhiệt độ Khí tinh chế ra bộ làm lạnh bằng nước £ 450C Khí CO2 tái sinh đi ure £ 450C Dunh dịch nghèo tại cửa ra bộ làm lạnh bằng nước 70 ¸ 900C Dung dịch bán nghèo vào hấp thụ » 1100C Hơi nước thấp áp vào (TIC817) 180 ¸ 1900C Lưu lượng Dung dịch bán nghèo 200 ¸ 600 m3/h Lưu lượng dung dịch nghèo 180 ¸ 250 m3/h Áp suất Chênh áp tháp hấp thụ CO2 £ 30KPa (0,3at) Chênh áp tháp tái sinh tăng áp £ 30 KPa Chênh áp tháp tái sinh thấp áp £ 30 KPa Khí CO2 tái sinh ra tháp tái sinh tăng áp £ 80 KPa Khí CO2 tái sinh ra tháp tái sinh thấp áp £ 2 ¸ 3 KPa Áp suất hơi nước thấp áp £ 0,5 MPa Áp suất nước làm lạnh tại cương vị ³ 0,15 MPa E. Cương vị Khử vi lượng khí Nhiệm vụ: Cương vị Khử vi lượng khí có nhiệm vụ hấp thụ gần như triệt để các chất khí gây ngộ độc xúc tác tổng hợp NH3 như CO, CO2, H2S, O2 …bằng dung dịch acetate amoniac đồng. Sau đó gia nhiệt giải phóng thu hồi hầy hết các chất khí bị hấp thụ, đồng thời điều chỉnh tỷ lệ đồng đảm bảo theo chỉ tiêu cho phép, phục hồi các thành phần và tính năng ban đầu của dung dịch hấp thụ, rồi làm lạnh, tăng áp cho tuần hoàn trở lại hấp thụ. Nguyên lý của quá trình khử vi lượng khí: Các phản ứng xảy ra: Cu(NH3)3Ac + CO + H2O → Cu(NH3)3Ac.CO + Q 2NH3 + CO2 + H2O → (NH4)2CO3 (NH4)2CO3 + CO2 + H2O → 2NH4HCO3 2Cu(NH3)3Ac + 4NH3 + 2Hac + 1/2O2 → 2Cu(NH3)4(Ac)2 + H2O + Q 2NH4OH + H2S → (NH4)2S +2H2O + Q Các yếu tố ảnh hưởng: Nhiệt độ; Áp suất; Thành phần của dung dịch acetate amoniac đồng (Tổng đồng và tỷ lệ đồng, nồng độ NH3, nồng độ HAC, lượng CO và CO2 còn lại). Lưu trình công nghệ: Khí tinh chế từ đoạn Vcủa máy nén 6 cấp có áp suất 12 MPa, nhiệt độ ≤ 40oC vào tháp đồng đi từ dưới lên, dung dịch acetat đồng amoniac từ cửa ra của bơm có áp suất 13MPa đi từ trên xuống. Dung dịch đồng hấp thụ hầu hết các chất khí gây độc hại cho xúc tác tổng hợp NH3 như CO, CO2, H2S, O2. Khí tinh luyện ra khỏi tháp đồng được đưa vào tháp kiềm hấp thụ bằng nước NH3 có nồng độ từ 5÷10%. Khí ra khỏi tháp kiềm có hàm lượng CO+CO2< 20ppm đi vào đoạn VI của máy nén 6 cấp. Khí tái sinh ra khỏi tháp hồi lưu, qua phân ly bọt rồi đi vào tháp rửa nước để hấp thụ NH3 trong khí tái sinh, đi sang tinh chế trước quạt khí than, còn nước NH3 đưa qua tháp chưng thu hồi NH3 đến khi đủ loãng thìthải xuống rãnh. Dung dịch đồng từ tháp đồng ra, qua van điều tiết, giảm áp rồi đi vào đỉnh thiết bị hồi lưu, qua lớp đệm hấp thụ phần lớn NH3 trong thể khí từ dưới lên. Ra khỏi thiết bị hồi lưu, dung dịch đồng đi vào bộ trao đổi nhiệt với dung dịch từ thùng tái sinh đi xuống, nhưng có một phần không qua thiết bị trao đổi nhiệt. Ra khỏi thiết bị trao đổi nhiệt, dung dịch đồng tiếp tục đi vào hai bộ hoàn nguyên trên và dưới, ở đây dung dịch đồng đi trong ống và được gia nhiệt bằng hơi nước đi bên ngoài ống. Ra khỏi bộ hoàn nguyên, dung dịch đồng đi vào thùng tái sinh, tiếp tục gia nhiệt bằng hơi nước gián tiếp qua lớp vỏ bọc của thùng tái sinh và qua 9 tấm ngăn tiết lưu, ở đây lượng khí bị dung dịch đồng hấp thụ nhả ra gần hết, dung dịch đồng trở lại trạng thái ban đầu. Ra khỏi thùng tái sinh, dung dịch đồng vào thiết bị trao đổi nhiệt để gia nhiệt cho dung dịch đồng từ thiết bị hồi lưu xuống. Dung dịch đồng đã được tái sinh tiếp tục được qua thùng hóa đồng để bổ sung lượng đồng tổn thất hoặc có thể không đi qua thùng hóa đồng nhờ hệ thống van cách ly. Tiếp tục qua thiết bị làm lạnh bằng nước tuần hoàn hạ nhiệt độ xuống < 40oC. Ra khỏi thiết bị làm lạnh bằng nước, một phần dung dịch đồng được đi qua thiết bị lọc bằng than cốc để loại bỏ các cặn bẩn trước khi vào thiết bị làm lạnh bằng NH3 để hạ nhiệt độ xuống còn 8 – 15oC, dung dịch đồng còn được bổ sung một lượng NH3 bị tổn thất trong quá trình tái sinh. Cuối cùng dung dịch đồng được qua bộ lọc vào cửa bơm, tăng áp lên 13MPa tiếp tục tuần hoàn vào tháp đồng. Các chỉ tiêu công nghệ chính: Thành phần khí vào công đoạn CO ≤ 3,0% CO2 ≤ 0,5% H2S vi lượng Áp suất Khí vào tháp rửa đồng kiềm : £ 125 kg/cm2. Khí tái sinh : £ 1.200 mm H2O Hơi nước vào bộ hoàn nguyên trên : < 5 kg/cm2 Hơi nước thấp áp vào hệ thống : 0,4 4 0,6kg/cm2 Không khí : > 2 kg/cm2 Nước tuần hoàn : > 2 kg/cm2 NH3 lỏng : £ 16 kg/cm2 NH3 khí vào ống cái : > 2,2 kg/cm2 Dịch vào cửa bơm đồng : ³ 0,7 kg/cm2 Dịch vào cửa bơm đồng, kiềm : £ 130 kg/cm2. Dầu tuần hoàn bơm đồng, bơm nước NH3 : ³ 1 kg/cm2 Nhiệt độ Dung dịch đồng vào tháp : 8 ¸ 150C. Dung dịch đồng ra tháp : £ 350C. Khí vào tháp : £ 400C. Nước NH3 vào tháp : < 350C. Dung dịch đồng ra tháp hồi lưu : < 60 oC Dung dịch đồng ra bộ trao đổi nhiệt dưới : £ 65 oC Dung dịch đồng ra bộ trao đổi nhiệt trên : 72 ¸ 74 oC Dung dịch đồng phần giữa bộ tái sinh : 74 ¸ 76 oC Dung dịch đồng phần cuối bộ tái sinh : 76 4 78 oC Dung dịch đồng ra bộ làm lạnh bằng nước : £ 40 oC Dầu tuần hoàn của bơm đồng : £ 55 oC Các gối đỡ trục của bơm đồng : £ 65 oC Động cơ bơm đồng : £ 65 oC Thành phần khí ra tháp kiềm CO + CO2 ≤ 20ppm CO2 ≤ 3 ppm Thành phần dung dịch đồng Tcu : 2,0 ¸ 2,5 gmol/l TCO2 : < 2,1 gmol/l TNH3 : 9 ¸ 11 gmol/l THAC : 2,5 ¸ 3,0 gmol/l Cu+/Cu : 5 ¸ 7 CO còn lại trong dung dịch đồng : 0,005 m3/m3 dịch Nồng độ Nước NH4OH ra tháp rửa : khoảng 0,5% NH3 trong khí tái sinh : < 0,04%. NH3tự do trong dung dịch kiềm mới : 5 ¸ 7% Độ cacbonat trong nước NH3 bỏ : £ 13% F. Cương vị Nén N2-H2 Nhiệm vụ: Cương vị Nén N2-H2 có vai trò trọng yếu, nhiệm vụ chủ yếu là nén và vận chuyển khí. Đầu tiên nhận khí than ẩm từ tháp khử H2S thấp áp vào các đoạn I, II và III nén đến 2,15MPa đưa đến cương vị biến đổi CO, khử H2S trung áp, khử CO2. Tiếp theo khí khí tinh chế được dẫn vào các đoạn IV và V nâng áp suất lên 12,5 MPa rồi đưa sang khâu khử vi lượng khí sau đó quay trở lại đoạn VI nâng áp suất lên đến 31,5 MPa rồi đưa sang khâu tổng hợp NH3. Nguyên lý làm việc: Máy nén 6 cấp, trong đó 5 cấp nén đầu kiểu chữ H (ký hiệu H22III-165/320) và cấp nén cuối mới được lắp đặt thêm năm 2002 kiểu chữ M (ký hiệu 6M25-185/315), trước đây cấp nén kiểu chữ H có công suất thấp hơn cấp nén kiểu chữ M nhưng hiện tại các cấp nén có công suất tương đương nhau 9000 – 11000 Nm3/h tùy theo yêu cầu sản xuất. Máy nén 6 cấp làm việc 24/24, liên tục 1500 h, điện áp động cơ chính 6000 V, điện áp động cơ phụ 380 V, mỗi cấp nén kiểu chữ H tiêu thụ 2500 kWh, cấp nén kiễu chữ M tiêu thụ 2800 kWh. Máy nén 6 cấp tương ứng có 6 bộ xilanh-piston, nhờ sự di động của piston trong xilanh do động cơ điện mà thực hiện được việc hút, nén và đẩy khí. Để máy nén 6 cấp có thể hoạt động thực tế có bộ bơm dầu bôi trơn xilanh (thải 1,5 kg dầu xilanh/h/ 1 đoạn) và bộ bơm dầu bôi trục (18000 l dầu bôi trục tuần hoàn/ 1500 h làm việc liên tục), cùng với thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống. Quá trình nén khí là đa biến, không phải các trường hợp lý tưởng hoàn toàn đẳng nhiệt hay hoàn toàn đoạn nhiệt. Giản đồ nén khí đa biến như Hình 6. Qua giản đồ nén khí ta thấy công tiêu hao cho quá trình nén khí đẳng nhiệt ABC2DA nhỏ nhất, quá trình nén khí đoạn nhiệt ABCDA lớn nhất và quá trình nén khí đa biến ở giữa. Để nén khí lên áp suất càng cao càng cần nhiều cấp nén, vì nếu chỉ dùng 1 cấp nén thì do tỷ số nén cao sẽ gặp nhiều tác hại như:lượng nhiệt sinh ra càng lớn dẫn đến càng gần quá trình nén khí đoạn nhiệt tốn càng nhiều công, làm mất tác dụng của dầu bôi trơn xilanh dẫn đến mài mòn và phá hỏng thiết bị, và chi phí chế cao. Tuy nhiên, nếu có quá nhiều cấp nén thì sẽ gây tổn thất áp suất do lực cản qua các van và chi phí chế tạo cũng tăng. Lưu trình công nghệ: Khí than ẩm từ tháp khử H2S thấp áp đến đường ống chung đi vào thủy phong đoạn I rồi vào xilanh đoạn I, khí được tăng áp đi ra đoạn I lần lượt qua các thiết bị hoãn xung, thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống, thiết bị phân ly đoạn I để tách dầu, nước rồi đi vào xilanh đoạn II, khí tiếp tục được tăng áp và đi ra đoạn II lần lượt qua các thiết bị hoãn xung, thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống, thiết bị phân ly đoạn II rồi đi vào xilanh đoạn III, khí được tăng áp lên đến 2,15MPa lại lần lượt qua các thiết bị hoãn xung, thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống, thiết bị phân ly đoạn III và đi đến các khâu tinh chế khí. BC – Đường cong nén khí đoạn nhiệt BC1 – Đường cong nén khí đa biến BC2 – Đường cong nén khí đẳng nhiệt Hình6 . Giản đồ nén khí Khí tinh chế qua bộ phân ly đi vào xilanh đoạn IV, sau khi nén tiếp tục được qua các thiết bị hoãn xung, thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống, thiết bị phân ly đoạn IV rồi vào xilanh đoạn V nâng áp lên đến 12,5MPa rồi tiếp tục qua thiết bị hoãn xung, thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống, thiết bị phân ly đoạn V rồi đi vào đường ống chung đưa đến khâu khử vi lượng khí. Khí tinh luyện qua bộ phân ly đi vào xilanh đoạn VI, rồi được nén đến 31,5MPa, lại qua thiết bị hoãn xung,thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống, thiết bị phân ly đoạn VI tới đường ống chung vào khâu tổng hợp NH3. Bộ phân ly các đoạn đều có van thải bẩn, dùng đường ống dẫn tới bàn thao tác, tập trung ở ống chung thải bẩn đưa đến thùng tập trung dầu. Hộp đệm các đoạn xilanh máy nén đều có cửa thu hồi khí rò, khi rò ở hộp đệm được phân tách dầu, nước ở thùng tập trung dầu, rồi khí thu hồi tới thủy phong đoạn I vào xilanhđoạn I. Dầu bôi trơn trục được tuần hoàn cưỡng bức bằng áp lực. Dầu bôi trơn trục được hút từ thùng dầu tuần hoàn, qua bộ làm lạnh, qua bộ lọc và theo đường ống chung lên các đoạn. Tại đây dầu bôi trơn trục được chia làm 4 đường: 2 đường vào các đường trượt 2 bên hòm trục; 1 đường vào 2 gối đỡ của động cơ; 1 đường vào nội bộ các trục khuỷu. Sau khi thực hiện xong nhiệm vụ bôi trơn và lấy nhiệt ma sát các đường dầu bôi trơn trục trên chảy về thùng dầu tuần hoàn. Hộp đệm và xilanh các đoạn của máy nén 6 cấp do bộ tra dầu piston kiểu trụ tiến hành tra dầu bôi trơn xilanh, bộ tra dầu xilanh lắp ở phía trước thân máy thông qua ống dẫn nối liền với các điểm tra dầu. Việc điều chỉnh lượng tra dầu thông quaốc điều chỉnh. Nước làm lạnh tuần hoàn từ ống chung đến và đi vào đường ống chung nước vào của máy, sau đó lần lượt đi vào các vỏ bọc xilanh, bộ làm lạnh các đoạn và bộ làm lạnh dầu. Sau khi làm lạnh, nước được dẫn về đến ống chung rồi tới đường nước về tuần hoàn. Việc làm lạnh hộp đệm các đoạn dùng nước mềm. Nước mềm từ thùng tuần hoàn, qua bơm, qua làm lạnh bằng nước tuần hoàn tới hộp đệm, làm lạnh cho hộp đệm các đoạn rồi quay trở lại thùng tuần hoàn. Nước mềm bổ sung cho lượng rò rỉ được đưa trực tiếp vào thùng tuần hoàn. Một số đặc tính kỹ thuật của máy nén: Áp suất Đoạn I II III IV V VI Cửa vào £ 0,006 £ 0,194 £ 0,71 £ 1,7 £ 4,89 £ 11,2 Cửa ra £ 0,194 £ 0,71 £ 1,7 £ 4,89 £ 11,5 £ 31,5 Nhiệt độ (oC) Đoạn I II III IV V VI Cửa vào £ 40 £ 40 £ 40 £ 40 £ 40 £ 40 Cửa ra £ 148 £ 149 £ 138 £ 138 £ 138 £ 147 Tốc độ quay trục khuỷu máy nén: 300 vòng/phút. Đường kính xilanh (mm): D1 = 1180 D4 = 290 D2 = 700 D5 = 180 D3 = 430 D6 = 160 Lượng nước làm lạnh tiêu hao (kg/h) Xilanh Trạm dầu Bộ làm lạnh 35000 50000 431000 Lượng dầu tiêu hao bôi trơn hộp đệm và xilanh: 1018 kg/h. Áp suất nước vào làm lạnh: ≥ 0,4 MPa Nhiệt độ nước vào làm lạnh: ≤ 32oC Công suất của trục máy nén: 2692kW Chỉ tiêu chủ yếu của động cơ chính Kiểu: TK 2800-20/2600 Công suất định mức: 2800 kW Điện áp định mức: 6000 V Dòng điện định mức: 312 A Tốc độ quay định mức: 300 vòng/phút Hệ số công suất định mức: > 0,9 Chiều quay động cơ: Theo chiều kim đồng hồ nhìn từ đầu trục. Điểm cảnh báo nhiệt độ áp suất Nhiệt độ ra các đoạn > 150oC Cảnh báo Nhiệt độ gối trục chính > 60oC Cảnh báo Nhiệt độ khí vào các đoạn > 45oC Cảnh báo Áp suất cửa vào đoạn 1 < 0,0025MPa Cảnh báo Áp suất cửa ra đoạn 3 > 2,35 MPa Cảnh báo Áp suất cửa ra đoạn 5 > 12,7 MPa Cảnh báo Áp suất cửa ra đoạn 6 > 31,7 MPa Cảnh báo Áp suất nước tuần hoàn vào < 0,25 MPa Cảnh báo Hệ thống khóa liên động bảo vệ Áp suất cửa vào đoạn 1 < 0,0015 MPa Ngừng máy Áp suất dầu < 0,15 MPa Ngừng máy Áp suất nước < 1,5 MPa Ngừng máy Nhiệt độ gối trục chính 80oC Ngừng máy Khi động cơ quay máy làm việc, động cơ chính không thể khởi động được, ngược lại khi máy chính vận hành không thể khởi động động cơ quay máy. Khóa liên động giữa động cơ dầu tuần hoàn, động cơ dầu cao áp với động cơ chính. G. Cương vị Tổng hợp NH3 Nhiệm vụ: Cương vị Tổng hợp NH3 có nhiệm vụ từ N2 và H2 trong khí tinh luyện, ở nhiệt độ và áp suất cao, với sự có mặt của chấ