Đề tài Xúc tác trong nhà máy đạm Phú Mỹ

XÚC TÁC NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ GVHD: TS. NGUYÊN HỮU LƯƠNG HVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHÚC Trang i Đại Học Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh Khoa CN Hóa & Thực Phẩm Nghành Kỹ Thuật Hóa Dầu MÔN: XÚC TÁC CÔNG NGHIỆP TRONG CHẾ BIẾN DẦU KHÍ ĐỀ TÀI : XÚC TÁC TRONG NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ GVHD : TS. Nguyễn Hữu Lương HVTH : Nguyễn Đình Phúc MSHV : 10400160 Lớp : KTHD-CH2010 Tháng 12 năm 2010 XÚC TÁC NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ GVHD: TS. NGUYÊN HỮU LƯƠNG HVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHÚC Trang ii Mục Lục 1 Lịch sử hình thành và phát triển: ............................................................................... 1 2 Nguyên liệu sản xuất và sản phẩm nhà máy: ............................................................. 1 2.1 Nguyên liệu sản xuất: ........................................................................................ 1 2.2 Sản phẩm: .......................................................................................................... 2 3 Qui trình công nghệ: ................................................................................................. 4 3.1 Phân xưởng Ammoniac: .................................................................................... 4 3.1.1 Khử lưu huỳnh:........................................................................................... 4 3.1.2 Công đoạn Steam Reforming: ..................................................................... 6 3.1.3 Chuyển hóa CO: ....................................................................................... 10 3.1.4 Công đoạn tách CO2: ................................................................................ 11 3.1.5 Công đoạn mêtan hóa: .............................................................................. 14 3.1.6 Công đoạn tổng hợp NH3: ......................................................................... 16 3.2 Phân xưởng sản xuất Urea: .............................................................................. 18 3.2.1 Bộ phận nén CO2: ..................................................................................... 18 3.2.2 Bộ phận tổng hợp Urea và thu hồi NH3, CO2 ở áp suất cao: ...................... 19 3.2.3 Làm sạch Urea và thu hồi NH3, CO2 ở trung và thấp áp: ........................... 19 3.2.4 Cô đặc Urea: ............................................................................................. 21 3.2.5 Tạo hạt Urea: ............................................................................................ 22 XÚC TÁC NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ GVHD: TS. NGUYỄN HƢU LƢƠNG HVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHÚC Trang 1 XÚC TÁC TRONG NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ 1 Lịch sử hình thành và phát triển: - Nhà máy Đạm Phú mỹ đặt tại khu công nghiệp Phú Mỹ 1, huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu là nhà máy phân bón lớn và hiện đại đầu tiên của Tổng công ty dầu khí Việt Nam. - Nhà máy có vốn đầu tư 370 triệu USD, được xây dựng trên diện tích 63 hecta, sử dụng công nghệ của hãng Haldor Topsoe (Đan Mạch) để sản xuất Ammoniac và công nghệ của hãng Snamprogetti (Italy) để sản xuất Urea (công suất 740.000 tấn/năm). Đây là công nghệ với dây chuyền khép kín đầu vào là khí thiên nhiên, đầu ra là Urea và Ammoniac lỏng. Chu trình công nghệ khép kín cùng với việc tự tạo điện năng và hơi nước giúp nhà máy hoàn toàn chủ động trong sản xuất kể cả khi lưới điện quốc gia có sự cố hoặc không đủ điện cung cấp. - Nhà máy được khánh thành và đi vào họat động vào ngày 22/9/2004. 2 Nguyên liệu sản xuất và sản phẩm nhà máy: 2.1 Nguyên liệu sản xuất:  Hoạt động của phân xưởng Amôniắc được mô tả trong lược đồ dưới đây: PHÂN XƯỞNG AMÔNIẮC Khí thiên nhiên Nước khử khoáng Không khí Điện Hơi trung áp Ammonia Cácbon điôxít Condensate từ tuốc-bin Condensate công nghệ XÚC TÁC NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ GVHD: TS. NGUYỄN HƢU LƢƠNG HVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHÚC Trang 2  Hoạt động của phân xưởng Urê được mô tả trong lược đồ dưới đây:  Nguyên liệu chính của nhà máy là khí đồng hành Bạch Hổ, ngoài ra có thể sử dụng khí thiên nhiên từ bồn trũng Nam Côn Sơn và các bể khác thuộc lục địa phía Nam. Lượng khí tiêu thụ cho nhà máy khoảng 53.000 – 54.000 NM3/h (khoảng 450 triệu m3/năm). Khí thiên nhiên là hỗn hợp các Cacbua Hydro nhẹ, chủ yếu là Metane (CH4). Khí thiên nhiên có thể khai thác từ mỏ khí hoặc được tách ra từ khí đồng hành tại các mỏ dầu.  Nitơ: Nguyên liệu để tổng hợp NH3 và được lấy từ không khí. Hydro:được tạo ra nhờ phản ứng Reforming khí thiên nhiên bằng hơi nước, là nguyên liệu để tổng hợp NH3. CO2:là nguyên liệu để tổng hợp Urea, được điều chế từ công đoạn Reforming khí thiên nhiên. 2.2 Sản phẩm: Sản phẩm phụ-Ammoniac: Ammonia tổng hợp được chủ yếu để sản xuất Urea. Lượng còn dư được đưa về bồn chứa. Công suất 1350 tấn Ammonia/ngày (tương đương khoảng 422.598 tấn/năm). NH3 (%wt) 99.8 min. H2O (%wt) 0.2 max. Oil (ppm wt) 5 max. PHÂN XƯỞNG UREA Ammonia Khí cácbon điôxit Điện Hơi thấp áp Urea Condensate từ hơi Condensate từ quá trình XÚC TÁC NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ GVHD: TS. NGUYỄN HƢU LƢƠNG HVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHÚC Trang 3 Ammonia là chất khí có công thức phân tử NH3, hóa lỏng ở điều kiện áp suất thường và nhiệt độ thấp (khoảng –320C) hoặc ở điều kiện nhiệt độ thường và áp suất cao (khoảng 15 bar), có mùi khai đặc trưng. Sản phẩm chính - Urea: Công suất: 2200 tấn/ngày. Cỡ hạt: 1.4 – 2.8 mm: >95%. Hàm lượng N2:> 46.3%. Độ ẩm: < 0.4%. Hàm lượng biuret: < 1% Urea là hợp chất hóa học có công thức phân tử CO(NH2)2, ở nhiệt độ thường Urea không màu, mùi vị, hoà tan trong nước, nhiệt độ nóng chảy khoảng 1350C, tỷ trọng khoảng 1,3230. Urea thủy phân chậm tạo thành Cacbamát Amôn sau đó phân hủy thành NH3 và CO2, đây là cơ sở để sử dụng Urea làm phân bón. Trong công nghiệp Urea được tổng hợp từ NH3 lỏng và CO2 khí ở điều kiện nhiệt độ và áp suất cao. XÚC TÁC NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ GVHD: TS. NGUYỄN HƢU LƢƠNG HVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHÚC Trang 4 3 Qui trình công nghệ: 3.1 Phân xưởng Ammoniac: 3.1.1 Khử lưu huỳnh: Phần lớn khí thiên nhiên nguyên liệu có chứa một lượng nhỏ lưu huỳnh tồn tại ở dạng hợp chất. Xúc tác dùng cho công nghệ reforming bằng hơi nước thì rất nhạy cảm với hợp chất chứa lưu huỳnh, bởi vì chúng sẽ gây mất hoạt tính hoặc là nhiễm độc xúc tác. Do đó các XÚC TÁC NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ GVHD: TS. NGUYỄN HƢU LƢƠNG HVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHÚC Trang 5 hợp chất lưu huỳnh phải được khử bỏ trước khi đi vào công đoạn Reforming. Điều này được thực hiện trong công đoạn khử lưu huỳnh của phân xưởng NH3. Trong quá trình khử lưu huỳnh, các hợp chất lưu huỳnh hữu cơ được chuyển hóa thành H2S bằng xúc tác hydro hóa. Sau đó H2S được hấp phụ bằng ZnO. Thành phần lưu huỳnh vào reformer từ các nguồn (khí nguyên liệu, khí tuần hoàn, hơi nước) phải nhỏ hơn 0.05 phần triệu khối lượng. Công đoạn khử lưu huỳnh bao gồm thiết bị hydro hóa, 10-R-2001 và hai thiết bị hấp phụ sulphur 10-R-2002A/B. Xúc tác cho 10-R-2001 là coban/molypden oxit và chất hấp phụ trong 10-R-2002A/B là oxit kẽm. Quá trình hydro hoá tại thiết bị 10-R-2001: Dòng khí thiên nhiên cùng dòng khí hydro quay về từ máy nén 10-K-4031 đi vào thiết bị hydro hoá 10-R-2001 ở nhiệt độ 4000C. Tại 10-R-2001, dưới nhiệt độ và xúc tác cobalt- molybdenum oxit (TK-250), xảy ra phản ứng hydro hoá: RSH + H2  RH + H2S COS + H2  CO + H2S Ngoài các phản ứng hydro hoá ở trên, xúc tác TK-250 còn xúc tiến phản ứng hydro hoá các hợp chất hydro cacbon không no thành các hợp chất hydro cacbon no và phản ứng chuyển hoá các hợp chất Nitơ hữu cơ thành Ammonia và các hợp chất hydrocacbon no. Trong suốt quá trình vận hành, các hợp chất CO, CO2 trong khí nguyên liệu cần được hạn chế đến mức tối thiểu. Nếu có các hợp chất này trong nguồn khí nguyên liệu sẽ xảy ra các phản ứng gây ảnh hưởng đến hàm lượng các hợp chất lưu huỳnh ra khỏi tháp hấp thụ lưu huỳnh như sau: CO2 + H2  CO + H2O CO2 + H2S  COS + H20 Trong trường hợp hàm lượng các hợp chất CO cao sẽ xảy ra phản ứng cốc hoá hình thành lớp muội cacbon bám trên bề mặt xúc tác làm giảm họat tính của xúc tác XÚC TÁC NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ GVHD: TS. NGUYỄN HƢU LƢƠNG HVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHÚC Trang 6 2 CO  C + CO2 Quá trình hấp thụ lưu huỳnh tại thiết bị 10-R-2002A/B: Dòng khí thiên nhiên sau khi hydro hoá được đưa vào thiết bị hấp thụ lưu huỳnh 10-R- 2002A/B. Hai thiết bị hấp thụ này giống hệt nhau và được lắp nối tiếp nhau. Thiết bị 10-R-2002B đóng vai trò hỗ trợ trong trường hợp trong dòng khí ra từ 10-R-2002A còn lưu huỳnh hoặc trong trường hợp thay xúc tác 10-R-2002A. Mỗi thiết bị có 3 tầng xúc tác chứa 3 loại xúc tác HTZ. Nhiệt độ vận hành bình thường khoảng 4000C. Oxit kẽm phản ứng với các hydro sulphide và carbonyl sulphide theo phản ứng sau: ZnO + H2S  ZnS + H2O ZnO + COS  ZnS + CO2 ZnO không phản ứng oxy hoặc hydro ở bất kỳ nhiệt độ nào. Trong quá trình vận hành không được để hơi nước lọt vào 10-R-2002A/B, ZnO sẽ bị hydrate hoá và không thể tái tạo thành ZnO trong thiết bị phản ứng tái sinh. 3.1.2 Công đoạn Steam Reforming: Quá trình reforming hơi nước có thể được diễn tả bởi các phản ứng sau đây: CnHm + H2O  Cn-1Hm-2 + CO + 2H2 – Q (1) CH4 + 2H2O  CO + 3H2 – Q (2) CO + H2O  CO2 + H2 + Q (3) XÚC TÁC NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ GVHD: TS. NGUYỄN HƢU LƢƠNG HVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHÚC Trang 7 Phản ứng (1) miêu tả cơ chế phản ứng reforming hydrocacbon bậc cao sẽ chuyển hóa từng bậc xuống thành những hydrocacbon bậc thấp, và cuối cùng thành phân từ metan, và được chuyển hoá như trong phản ứng (2). Đối với hydrocacbon bậc cao phản ứng bắt đầu xảy ra ở 500 0C và đối với metan ở 600 0C. Nhiệt phát ra từ phản ứng (3) rất nhỏ trong khi nhiệt cần cho phản ứng (1) và phản ứng (2) là rất lớn. Phản ứng xảy ra theo hai bước, reforming sơ cấp 10-H-2001 và reforming thứ cấp 10- R-2003. Nhiệt cần thiết cho phản ứng trong hai thiết bị reforming được cấp theo hai cách khác nhau. Trong reformer sơ cấp, nhiệt cần thiết cho phản ứng được cung cấp dưới dạng gián tiếp từ lò đốt; trong reformer thứ cấp, nhiệt được cung cấp trực tiếp từ quá trình đốt của khí công nghệ với không khí. Sự chuyển hoá trong reforming sơ cấp sẽ được điều chỉnh sao cho không khí sẽ cấp nhiệt cho reforming thứ cấp để đảm bảo yêu cầu tỉ lệ H2/N2= 3/1. Điều này còn phải khống chế lượng metan như là khí trơ trong khí tổng hợp ở mức càng thấp càng tốt. Hàm lượng metan trong khí công nghệ được khống chế bằng hằng số cân bằng của phản ứng (2) , giảm khi tăng nhiệt độ, tăng hơi nước và giảm áp suất. Trước khi vào refomer sơ cấp H-2001, hổn hợp hơi nước và khí tự nhiện được hâm nóng lên khoảng 535oC trong bộ hâm 10-E-2001 nằm trong bộ phận khí thải của reforming sơ cấp. Sau đó được đưa vào các ống thẳng đứng chứa xúc tác.Các ống xúc tác được đặt trong buồng đốt reforming sơ cấp, mà ở đó bức xạ nhiệt được truyền từ các béc đốt đến thành ống. Để đảm bảo cháy hoàn toàn khí nhiên liệu, các béc đốt sẽ vận hành với lượng không khí thừa khoảng 10% tương ứng với 2% thể tích 02 trong khí thải. Hydrocacbon trong khí nguyên liệu vào reforming sơ cấp được chuyển hoá thành hydro và cabon oxit. Khi vận hành ở trường hợp 1 với HRU (thiết bị thu hồi hydro) làm việc và sử dụng khí thải đã được xử lý như là khí nhiên liệu cho reforming, khí công nghệ ra khỏi reforming ở nhiệt độ khoảng 7800C và hàm lượng metan khoảng 15% mol tính theo khí khô. XÚC TÁC NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ GVHD: TS. NGUYỄN HƢU LƢƠNG HVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHÚC Trang 8 Khi vận hành ở trường hợp 2 với HRU (thiết bị thu hồi hydro) không làm việc và sử dụng khí thải không được xử lý như là khí nhiên liệu cho reforming, khí công nghệ ra khỏi reforming ở nhiệt độ khoảng 8000C và hàm lượng metan khoảng 13% mol tính theo khí khô. Trong khoảng không gian trống phía trên của reformer thứ cấp người ta lắp béc đốt 10- J-2001, tại đó không khí trộn một phần vào khí công nghệ. Ở đây xảy ra chủ yếu là phản ứng cháy làm nhiệt độ tăng lên. Từ khoảng không này, khí công nghệ đi qua lớp xúc tác phía dưới, mà ở đó phản ứng reforming xảy ra hoàn toàn và làm nguội hổn hợp khí. Nhiệt độ hổn hợp khí ra khỏi reformer thứ cấp khoảng 958 oC và hàm lượng metan khoảng 0.6% mol tính theo khí khô. Khí ra khỏi reformer thứ cấp chứa khoảng 13,5% mol CO và 7,5% mol CO2, chính vì vậy, sẽ có nguy cơ hình thành cacbon theo phản ứng Boudouard như sau: 2CO  CO2 + C (muội than) Trong khi vận hành reforming sơ cấp cacbon có thể hình thành một phần phía ngoài và phía trong xúc tác. Cacbon nằm phía ngoài hạt xúc tác sẽ làm tăng tổn thất áp suất trong lớp xúc tác và phía trong hạt xúc tác sẽ làm giảm hoạt tính và độ bền cơ học của xúc tác. Ở tỉ lệ hơi nước và cacbon thấp, việc hình thành cacbon có thể xảy ra và kết quả là cacbon lắng tụ, đặc biệt là ở trong hạt xúc tác.Nếu xúc tác không được hoàn nguyên trọn vẹn hoặc một phần bị oxy hóa, cacbon cũng có thể hình thành. Reformer sơ cấp: Reformer sơ cấp có tổng cộng 180 ống xúc tác reformer được lắp đặt trong hai buồng bức xạ nhiệt. Phần trên của các ống reformer được nạp xúc tác loại RK-211 và RK-201, trong khi phần đáy của các ống xúc tác được nạp bằng xúc tác R-67-7H. Chất xúc tác bền trong không khí đến nhiệt độ 80 0C. Nếu tiếp xúc với không khí tại nhiệt độ cao hơn, nó sẽ bị oxy hoá, nhưng nhiệt độ sẽ không ảnh hưởng gì đến xúc tác. Hỗn hợp hơi nước và khí thiên nhiên ở nhiệt độ khoảng 535 0C đi vào đỉnh của các ống thẳng đứng thông qua ống góp phân phối phía trên. Hỗn hợp khí đi ra khỏi ống ở nhiệt độ khoảng 783 0C và đi vào ống gom phía dưới. XÚC TÁC NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ GVHD: TS. NGUYỄN HƢU LƢƠNG HVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHÚC Trang 9 Các ống xúc tác trong buồng đốt được đốt bằng 480 béc đốt được sắp xếp 6 hàng thẳng đứng trong mỗi buồng nhằm để dễ dàng kiểm soát profile nhiệt độ dọc theo chiều dài của ống xúc tác. Bằng cách này sẽ tối ưu hoá việc xử dụng các ống xúc tác đắt tiền. Khói thải đi lên và ra gần với đỉnh buồng bức xạ nhiệt. Nhiệt độ khói đi ra khoảng 1027 0C. Hỗn hợp khí tự nhiên và khí nhả ra từ công đoạn tách CO2 được đốt chung với khí thải đã xử lý từ chu trình tổng hợp NH3 trong các béc đốt reforming sơ cấp. Reformer thứ cấp: Reformer thứ cấp được nạp bởi xúc tác RKS-2-7H. Lớp xúc tác nằm trên hai lớp của các hạt nhôm với kích cỡ khác nhau và lưới nhôm được đặt trên đỉnh của lớp xúc tác để giữ chất xúc tác khỏi rung động và bảo vệ chất xúc tác khỏi tiếp xúc trực tiếp với ngọn lửa. Trong reformer thứ cấp quá trình đốt khí công nghệ với không khí khiến cho nhiệt độ khí lên đến 1100-1200oC trong phần trên của reformer thứ cấp. Do phản ứng reforming với metan hấp thụ nhiệt, nhiệt độ giảm khi khí đi xuống dưới qua lớp xúc tác và ra ở nhiệt độ khoảng 958 0C. Chất xúc tác bắt đầu bị phân rã trong khoảng nhiệt độ từ 1400-1500 0C. Chất xúc tác đã được hoạt hoá không được phép tiếp xúc với không khí tại nhiệt độ lớn hơn 100 0C. Vì nhiệt tạo ra do phản ứng oxy hoá không được giải phòng khỏi bình reformer thứ cấp, nó có thể dẫn đến tình trạng quá nhiệt và phá hủy chất xúc tác. Thu hồi nhiệt thừa: Nhiệt thừa của khói thải từ buồng bức xạ nhiệt trong reformer sơ cấp và của khí công nghệ đi ra từ reformer thứ cấp được dùng để hâm nóng các dòng công nghệ khác nhau và tạo ra hơi nước siêu cao áp. Thu hồi nhiệt thừa khói thải: Bộ gom khói thải từ hai buồng bức xạ nhiệt đi vào công đoạn thu hồi nhiệt thừa khói thải, tại đây nhiệt thừa khói thải được sử dụng để: - Hâm nóng hỗn hợp khí tự nhiên/hơi nước trước khi đi vào reformer sơ cấp. - Hâm nóng không khí công nghệ cho reformer thứ cấp 10-R-2003. - Quá nhiệt cho hơi nước cao áp. XÚC TÁC NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ GVHD: TS. NGUYỄN HƢU LƢƠNG HVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHÚC Trang 10 - Hâm nóng hổn hợp khí tự nhiên/hydro tuần hoàn trước khi đi vào hydrohoá/ hấp phụ sulphur 10-R-2001. - Hâm nóng nước cấp nồi hơi của công đoạn thu hồi nhiệt thừa công nghệ. Tại đầu ra nhiệt độ khói thải giảm xuống khoảng 162 oC. Công đoạn thu hồi nhiệt thừa khói thải được nối với ống khói thông qua quạt khói 10- K-2001. Nó hút khói ra môi trường thông qua ống khói reforming 10-SK-2001. Thu hồi nhiệt thừa công nghệ: Khí công nghệ rời công đoạn reforming đi vào lò hơi nhiệt thừa 10-E-2008 và bộ quá nhiệt hơi nước 10-E-2009. Hơi nước bảo hoà ở áp suất 118 barg được sinh ra trong 10-E-2008. Trong 10-E-2009 hơi nước được quá nhiệt từ 324 lên 376 oC. Khí công nghệ được làm nguội đến 360 0C trong bô quá nhiệt 10-E-2009 trước khi đi vào chuyển hoá CO nhiệt độ cao 10-R-2004. 3.1.3 Chuyển hóa CO: Cacbon monoxit trong khí công nghệ rời khỏi công đoạn reforming được chuyển hoá thành cacbon dioxit và hydro theo phản ứng chuyển hoá CO trong 10-R-2004 và 10-R- 2005: CO + H2O  CO2 + H2 + Q XÚC TÁC NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ GVHD: TS. NGUYỄN HƢU LƢƠNG HVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHÚC Trang 11 Cân bằng của phản ứng chuyển hoá chuyển về phía tạo thành nhiều CO2 hơn khi ở nhiệt độ thấp và có nhiều hơi nước hơn; tuy nhiên tốc độ phản ứng do đó sẽ tăng nếu ở nhiệt độ cao hơn. Nhiệt độ tối ưu cho phản ứng chuyển hoá phụ thuộc vào hoạt tính của chất xúc tác và thành phần của khí. Do đó chuyển hoá CO được hình thành qua hai bước để vừa đảm bảo tốc độ của phản ứng và hiệu suất chuyển hoá CO cao:  Bước thứ nhất thực hiện trong thiết bị chuyển hoá CO nhiệt độ cao 10-R-2004, được lắp đặt xúc tác SK-201-2 kim loại crom tăng cường bằng oxit sắt.  Bước thứ hai được thực hiện trong thiết bị chuyển hoá CO nhiệt độ thấp, tại đây được nạp hai loại xúc tác khác nhau. Lớp trên đỉnh là xúc tác crome LSK, lượng xúc tác lớn hơn là LK-821-2 bao gồm oxít đồng kẽm crôm hoặc nhôm và nó có hoạt tính cao hơn. Thu hồi nhiệt thừa: Giữa hai thiết bị chuyển hoá CO, khí công nghệ được làm nguội bằng chuỗi các trao đổi nhiệt: Thiết bị cân bằng nhiệt 10-E-2011, bộ quá nhiệt hơi nước 10-E-2010 và bộ hâm nóng nước lò hơi số một 10-E-2012. Khí công nghệ được làm nguội bằng chuỗi các trao đổi nhiệt đến nhiệt độ đầu vào thiết bị chuyển hóa CO nhiệt độ thấp là 190 oC. Sau thiết bị chuyển hóa CO nhiệt độ thấp, khí công nghệ được làm nguội bằng bộ hâm nóng nước lò hơi số hai 10-E-2013, nồi đun tripper 10-E-3002 trước khi đi vào công đoạn tách CO2. 3.1.4 Công đoạn tách CO2: XÚC TÁC NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ GVHD: TS. NGUYỄN HƢU LƢƠNG HVTH: NGUYỄN ĐÌNH PHÚC Trang 12 Hệ thống tách CO2 được dựa trên quá trình MDEA hoạt hoá hai cấp (công nghệ của BASF). Dung môi được dùng cho quá trình hấp thụ CO2 là MDEA 03. Hệ thống công nghệ chính bao gồm một tháp hấp thụ CO2 hai cấp, một tháp giải hấp CO2 và hai bình tách flash. Dòng CO2 bị tách khỏi khí công nghệ bởi sự hấp thụ vào trong dung dịch MDEA chứa 40% MDEA. Đóng vai trò như một chất hoạt hoá quá trình hấp thụ, dung dịch MDEA chứa đựng 3% khối lượng chất piperazine, chất này giúp tăng tốc độ truyền khối của CO2 từ pha khí sang pha lỏng. Phần còn lại của dung dịch là nước. Phản ứng tổng thể xảy ra trong quá trình hấp thụ CO2 được miêu tả bởi các phản ứng dưới đây: R3N + H2O + CO2  R3NH + + HCO3 - 2R2NH + CO2  R2NH2 + + R2N-COO - Phản ứng đầu là phản ứng cho amine bậc ba (ví dụ MDEA). Phản ứng thứ hai là phản ứng cho amine bậc hai (ví dụ piperazine). Khí rời khỏi công đoạn chuyển hoá CO có hàm lượng CO2 khoảng 8,2% mol (khí khô). Do sự có mặt của hơi nước, khí này cũng chứa một lượng nhiệt đáng kể có thể thu hồi được, chủ yếu là nhiệt ngưng tụ. Lượng nhiệt này được thu hồi bởi bộ gia nhiệt nước nồi hơi số 2 (10-E-2013), nồi đun tháp giải hấp CO2 (10-E-3002) và bộ gia nhiệt nước mềm (10-E-3005). Sau khí nước ngưng tụ quá trình được tách ra khỏi dòng khí trong bình tách khí cuối cùng 10-V-3004, khí này đi vào tháp hấp thụ CO2 tại nhiệt độ khoảng 75 o C. Trong tháp hấp thụ CO2 (10-T-3002), CO2 được tách ra khỏi dòng khí bằng hấp thụ ngược dòng trong hai cấp. Trong phần dưới của tháp hấp thụ, dung dịch bán thuần tái sinh