Qua trình hoạt động tại công ty TNHH MTV phân đạm và hóa chất Hà Bắc

MỤC LỤC MỞ ĐẦU …………………………………………………………………….……...2 I. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÔNG TY TNHH MTV PHÂN ĐẠM VÀ HÓA CHẤT HÀ BẮC ………………………………………………………………………..…...3 1. Vị trí địa lí …………………………………………………………………...……3 2.Quá trình phát triển…………………………………………..………………........3 3.Cơ cấu tổ chức công ty……………………………………….……………….......4 II. KHÁI QUÁT VỀ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT ………………………………5 1. Sơ đồ công nghệ ……………………………..…………………………………..5 2. Mô tả dây chuyền…………………………………………………………….…..5 3.Quy mô thiết bị, hạ tầng cơ sở……………………………………………………9 4. Về vấn đề xử lý chất thải và bảo vệ môi trường………………………………...10 III. KẾT LUẬN……………………………………………………..…...…...……11 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………..……..11 MỞ ĐẦU Lời đầu tiên cho em gửi lời cảm ơn đến Viện kỹ thuật Hóa Học đã tổ chức chuyến đi tham quan rất hữu ích cho chúng em. Cho em gửi lời cảm ơn đến người đã trực tiếp hướng dẫn chúng em đi thực tập, thầy Bạch Trọng Phúc và thầy Nguyễn Phạm Duy Linh . Đối với em đi thực tập đến nhà máy vừa qua, giúp em tiếp thu được rất nhiều bổ ích. Em biết được sự quan trong của việc học lý thuyết là nền tảng và nền tảng đó phải cực kì chắc chắn mới có thể áp dụng hiệu quả vào thực tế. Từ đó em có định hướng rất rõ ràng trong việc học tập ở trường đại học, là phải tích cực chủ động tiếp thu kiến thức vững chắc. Tri thức ở trường là nền tảng quan trọng phục vụ cho công việc của bản thân sau này. Chuyến thực tế tại CÔNG TY trách nhiệm hữu hạn một thành viên và Hóa Chất Hà Bắc, thuộc nội dung học phần Nhập môn Kỹ Thuật Hóa Học. Mục tiêu của chuyến thực tế: là học tập thực tế tại các nhà máy sản xuất, giúp bản thân củng cố kiến thức lý thuyết và tìm hiểu ứng dụng thực tế của các quy trình sản xuất, các quá trình chuyển khối và thiết bị dùng trong nhà máy. Bản thân phải nắm được cơ cở hóa học, quy trình công nghệ sản xuất hóa phẩm đạm ure, các thiết bị sử dụng trong nhà máy. Thời gian: chủ nhật,ngày 17/11/2013. Thành phần đoàn: Giáo viên hướng dẫn và sinh viên. Cán bộ hướng dẫn: - Trường ĐHBK Hà Nội: 1. TS. Bạch Trọng Phúc 2. TS. Nguyễn Phạm Duy Linh Hình thức thực tế: Nghe giới thiệu về dây chuyền sản xuất , cơ sở hóa học và các quy trình công nghệ sản xuất các sản phẩm chính của công ty (khí tổng hợp, amoniac, ure,…), các thiết bị chính sử dụng trong dây chuyền sản xuất. Đi tham quan có hướng dẫn của cán bộ công ty ở các xưởng: xưởng tạo khí tổng hợp, xưởng sản xuất CO2, tổng hợp amoniac , tổng hợp ure. Hà Nội, 11/2013 Sinh viên thực hiện Đỗ Quang Thiện I. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÔNG TY TNHH MTV PHÂN ĐẠM VÀ HÓA CHẤT HÀ BẮC 1. Vị trí địa lí Nhà máy Phân đạm và Hóa Chất Hà Bắc 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). 2.Quá trình phát triển Nhà máy phân đạm và hoá chất Hà Bắc(công ty TNHH một thành viên phân đạm và hoá chất Hà Bắc hiện nay) ,được nhà nước Việt Nam phê chuẩn và thiết kế xây dựng ngày 20/07/1959. - Được khởi công xây dựng vào quý 1 năm 1960. Nhưng do chiến tranh phá hoại của đế quốc Mĩ, nhà máy buộc phải ngừng sản xuất. - Ngày 1/3/1973 Thủ tướng chính phủ quyết định khởi công khôi phục nhà máy, với công xuất thiết kế ban đầu: 12.000 kw điện và 100.000 tấn ure/năm. - Ngày 28/11/1975 sản xuất thành công NH3 lỏng. - Ngày 12/12/1975 sản xuất ra bao đạm đầu tiên. - Ngày 30/10/1977 đồng chí Đỗ Mười cắt băng khánh thành nhà máy. - Từ năm 1993 đến nay sản lượng ure tăng liên tục vượt công suất thiết kế ban đầu . Sản lượng ure của các năm: Năm 1991: 44.891 tấn/ năm Năm 1996:120.690 tấn / năm Năm 2006: 173.553 tấn / năm Năm 2007: 183.618 tấn / năm Hiện nay: 190.000 tấn/năm 3.Cơ cấu tổ chức công ty 3.1. Sơ đồ tổ chức 3.2. Khối phòng ban kỹ thuật: Phòng kỹ thuật công nghệ Phòng điều độ sản xuất Phòng cơ khí Phòng kỹ thuật an toàn Phòng đo lường tự động hoá Phòng KCS Phòng thường trực dự án II. KHÁI QUÁT VỀ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT 1. Sơ đồ công nghệ Xưởng tạo khí Khử vi Chuyển Chuyển hóa CO Khử vi Chuyển hóa CO Tổng hợp ure hóa CO Khử vi lượng bằng dd Cu Tổng hợp ure lượng bằng dd Cu Chuyển hóa CO I VI V IV III II Tổng hợp NH3 Khử H2S áp thấp Làm sạch khí Khử CO2 Máy nén 6 cấp N2 H2 Tổng hợp ure Ure (NH4)2CO Khử H2S trung áp Nén CO2 Hình 1: Sơ đồ công nghệ dây chuyền sản xuất ure 2. Mô tả dây chuyền Gồm 6 công đoạn chính: Chế tạo khí than. Tinh chế khí. Khử vi lượng. Vận chuyển và nén khí nguyên liệu. Tổng hợp amoniac (NH3). Tổng hợp ure và bao gói sản phẩm. a,Chế tạo khí than: Không khí hơi nước 0,49 MPa, than cục được đưa vào là khí hóa, khí hóa ở nhiệt độ 12000C. Hệ thống lò được khống chế tự độ bằng hệ thống PLC. Phản ứng cơ bản xảy ra trong lò: C + O2 à CO2 + Q C + H2O à CO2 + H2 – Q C + H2O à CO + H2 + Q Sơ đồ: Không khí Hơi 1,27 MPa Hơi nước 0,49 MPa Không khí Than cục Nước mềm khử Oxy Hệ thống thu hồi Két khí V = 10.000 m3 P <= 700 mmH2O Điều khiển HT vi tính PLC To lò: 1200oC PƯ trong lò: C + O2 CO2 + Q H2O + C CO2 + H2 – Q C + H2O CO + H2 + Q Khí thải Tháp rửa Khí than 2 tháp lọc bụi tĩnh điện Khí than có thành phần: CO2 <= 7,5%, H2 +CO >= 68%, Khí sạch bụi đi tinh chế N2 >= 22%, H2S: 500-1500 mg/m3, CH4 <=1,5%, O2 <=0,5%. Lượng khí than tạo thành được đưa ra hệ thống tháp rửa bụi than tro cuốn theo. Sau khi rửa sơ bộ bằng nước khí than được đưa vào két khí với dung tích tối đa 10000 m3 khí. Khí thải trong quá trình đốt than được đưa vào hệ thống thu hồi, ở đây có nhiệm vụ thu hồi nhiệt của khí thải để sản xuất hơi 1,27 MPa đưa đi sản xuất ure hoặc hơi 0,49 MPa đưa đi sản xuất amoniac. Khí than có thành phần CO2 nhỏ hơn hoặc bằng 7,5%, H2 +CO >= 68%, N2 >= 22%, H2S: 500-1500 mg/m3, CH4 <=1,5%, O2 <=0,5%. b,Tinh chế khí: (gồm 4 phần) Sơ đồ: 1 Dịch Tananh nghèo S Dịch Tananh giàu S Khí than từ LBĐ đến Hệ thống tái sinh dd Tháp khử H2S Quạt khí than Lưu huỳnh huyền phù Chuyển hóa CO Lò số 1 2 Chuyển hóa CO Lò số 2 Ra đoạn 5, đi khử vi lượng Vào đoạn 1 Máy nén khí Vào đoạn 4 Ra đoạn 3: P=21kg/cm2 Tháp khử CO2 Hệ thống tái sinh dd 4 Tháp khử H2S Hệ thống tái sinh dd 3 CO2 đi sản xuất Ure -Phần 1: khử bỏ H2S thấp áp trong dung dịch tananh. Hỗn hợp khí than sau khi được khử bỏ H2S được đưa vào đoạn 1 máy nén khí ra đoạn 3, hỗn hợp khí ra có áp lực 21 kg/cm3 được đưa đến công đoạn chuyển hóa CO. -Phần 2: chuyển hóa CO với sự có mặt của hơi nước có mặt súc tác rắn, ở đây là súc tác cobanmolipđen để tạo ra H2 là nguyên liệu tổng hợp ammoniac và khí CO2 loại bỏ luôn bằng phương pháp hấp thụ. -Phần 3: loại bỏ H2S trung áp. Do dung dịch khử bỏ CO2 bị biến chất nếu có mặt của hàm lượng H2S lớn và súc tác chuyển hóa cũng có tác dụng chuyển các chất có chứa S dạng hữu cơ thành H2S do đó người ta lại tiếp tục khử bỏ H2S trước khi đưa sang công đoạn khử CO2. -Phần 4: khử bỏ CO2. Tại công ty đang sử dụng dung dịch kiềm kali nóng để hấp thụ gần như hoàn toàn lượng CO2 có trong hỗn hợp khí than. Dung dịch hấp thụ sau khi được tái sinh sẽ nhả ra CO2 với hàm lượng hơn 95% được đi làm khí nguyên liệu tổng hợp ure. Còn hỗn hợp khí than chứa hàm lượng CO<2% và CO2<0,5% được đưa vào đoạn 4 máy nén khí và ra đoạn 5 là khử vi lượng. Sơ đồ 1: là hệ thống khử H2S thấp áp. Hỗn hợp khí than có áp lực khoảng 1000mg/m3 đi vào tháp hấp thụ, dung dich tananh được đưa lên đỉnh tháp qua vòi phun đi xuống tầng đệm phía dưới tại đây diễn ra phản ứng hấp thụ: Na2CO3 + H2S à NaHCO3 + NaHS Dung dịch sau khi hấp thụ đi đến hệ thống tái sinh dung dich, sau khi được tái sinh quay trở lại tháp hấp thụ, còn S sau khi đươc tách ra khỏi dung dịch đưa đến hệ thống thu hồi S tạo thành bán sản phẩm. Hỗn hợp khí ra khỏi tháp hấp thụ có hàm lượng H2S< 150 mg/m3 được máy nén khí hút vào đoạn 1 Sơ đồ 2: hệ thống chuyển hóa CO. Hỗn hợp khí than sau khi được khử bỏ phần lớn hỗn hợp khí ra khỏi tháp hấp thụ có hàm lượng H2S< 150 mg/m3 được máy nén khí hút vào đoạn 1 ra đoạn 3(21kg/cm2) được đưa vào công đoạn chuyển hóa CO tại đây diễn ra phản ứng: CO + H2Ohơi àCO2 + H2 + Q,xúc tác cobanmolip đen ở nhiệt độ 380oC ở lò 1 và 280oC ở lò 2, hàm lượng CO ra lò 1 còn khoảng 13%, hàm lượng CO ra lò 2 còn khoảng 1,5%. Hỗn hợp khí đi ra khỏi lò 2 đi khử H2S trung áp. Sơ đồ 3 là hệ thống khử H2S trung áp. Ở sơ đồ này tương tự như khử bỏ H2S thấp áp, tuy nhiên ở đây áp hàm lượng H2S trung áp còn khoảng 220 mg/m3, còn hàm lượng H2S ra khỏi hệ thống là còn khoảng 5 mg/m3. Sơ đồ 4 là khử CO2 bằng dung dịch KOH nóng: khí đi vào tháp hấp thụ có hàm lượng CO2 khoảng 30%, được đưa vào dưới tháp hấp thụ. Dung dịch hấp thụ được bơm lên đỉnh tháp và vòi phun đi xuống dưới tầng đệm nhưa PE, ở đó xảy ra phản ứng hấp thụ: K2CO3 + H2O +CO2 à 2KHCO3, dung dịch sau khi hấp thụ được đưa sang tháp tái sinh. Trong tháp tái sinh diễn ra phản ứng nhả CO2, dung dịch được phục hồi khả năng hấp thụ quay trở lại tháp hấp thụ, còn dung dich CO2 có nồng độ >95% được đưa vào công đoạn tổng hợp ure. Hỗn hợp khí ra khỏi công đoạn khử CO2 được gọi là khí tinh chế được quay trở lại đoạn 4 máy nén khí. c, Khử vi lượng. Tại đây hỗn hợp khí tinh chế được máy nén khí nén đến 130 kg/cm2 và đi vào tháp khử CO hay còn gọi là “tháp đồng”. ở đó xảy ra phản ứng: Cu(NH3)2 AC + CO + NH3 à Cu(NH3)3COAC + Q Ra khỏi “tháp đồng” hỗn hợp khí tiếp tục được khử bỏ CO2 còn lại trong hỗn hợp khí bằng dung dịch ammoniac 13%, tháp này gọi là tháp kiềm. Ở tháp kiềm diễn ra phản ứng: (NH4)2CO2 + CO2 + H2O à 2NH4HCO3 + Q Sau khi ra khỏi tháp kiềm hỗn hợp khí có hàm lượng CO2 và CO< 20 PPE. Còn được gọi là khí tinh luyện được đưa vào đoạn 6 máy nén khí. Dung dịch đồng sau khi loại bỏ CO được đưa xuống hệ thống tái sinh dung dịch, để khôi phục lại khả năng hấp thụ rồi quay trở lại tháp hấp thụ. Còn dung dịch kiềm sau khi hấp thụ được đưa vào thùng chứa tuần hoàn. Ở đây người ta định kì thải bỏ dung dịch và bổ sung nước ammoniac mới vào. d, Vận chuyển và nén khí nguyên liệu. Máy nén khí nguyên liệu hay còn gọi là máy nén khí H2 và N2. Máy nén có 6 đoạn sau mỗi đoạn là hệ thống thiết bị hoãn xung, làm lạnh và phân ky. Hỗn hợp khí than và đoạn 1 có áp lực 500 mm cột nước, ra đoạn 3 có áp lực khoảng 21 atm. Hỗn hợp khí than ra đoạn 3 qua công đoạn tinh chế rồi quay trở lại đoạn 4 máy nén. Hỗn hợp khí tinh chế vào đoạn 4 có áp lực 17 atm. Hỗn hợp khí tinh chế sau khi được nén 130 atm ở đoạn 5 được đưa đến công đoạn khử vi lượng. Sau khi khử bỏ gần hết CO và CO2, hỗn hợp khí có thành phần CO + CO2 nhỏ hơn 20 PPE, còn được gọi khí tinh luyện được quay trở lại đoạn 6 máy nén. Sau khi ra đoan 6 có áp lực khoảng 300 atm, được đưa đến công đoạn tổng hợp ammoniac NH3. e, Tổng hợp NH3. Ở đây khí nguyên liệu gồm H2 và N2 với tỉ lệ H2:N2 là 3, được đưa vào tháp tổng hợp NH3. Ở tháp tổng hợp xảy ra phản ứng: N2 + 3H2 à 2NH3 + Q (xúc tác sắt và nhiệt độ 500oC). Khí đã phản ứng được đưa qua các thiết bị làm lạnh bằng nước, phân ly tạo thành NH3 lỏng đưa vào 4 kho chứa hình cầu, còn khí không phản ứng được cho quay trở lại tháp tổng hợp. f, Công đoạn cuối cùng là tổng hợp URE. NH3 lỏng có áp suất khoảng 20 atm, nhiệt độ 20oC từ kho chứa dẫn tới bơm pittong nâng áp suất lên khoảng 200 atm, đi qua thiết bị gia nhiệt nâng nhiệt độ khoảng 40oC rồi vào tháp tổng hợp. CO2 khí từ công đoạn tinh chế xưởng ammoniac cấp sang có nhiệt độ khoảng 40oC được bổ sung thêm một lượng không khí nén để đảm bảo nồng độ O2 trên CO2 bằng 0,5% thể tích, được nén áp suất 200 atm, nhiệt độ 120oC và đưa vào tháp tổng hợp. Dịch Cacbamat đi từ đáy thiết bị có nhiệt độ khoảng 80oC đi vào bơm nâng áp nên khoảng 200atm đi vào tháp tổng hợp. Tại tháp tổng hợp xảy ra phản ứng: NH3 + CO2 à NH4CO2NH2 + Q NH4CO2NH2 + CO2 ßà CO(NH2)2 + H2O – Q Hỗn hợp ure sau ra khỏi tháp tổng hợp được đưa vào các công đoạn: phân ly phân giải đoạn 1, phân ly phân giải đoạn 2, bốc hơi cô đặc để tạo thành dung dịch ure có nồng độ 99,8%, rồi được bơm ure lên đỉnh tháp tạo hạt. Hạt ure rơi xuống đáy tháp được qua màng phân loại để loại bỏ những hạt ure không hợp cách. Còn hạt ure hợp cách được đưa đến băng tải làm lạnh và chất chống kết khối. Qua hệ thống băng tải ure sản phẩm được chuyển qua bộ phận đóng bao xếp rồi vào kho. 3.Quy mô thiết bị, hạ tầng cơ sở 3.1.Quy mô: Quy mô nhà máy gồm các phâm xưởng: Phân xưởng than Xưởng nước Xưởng điện Xưởng tạo khí Xưởng amoniac Xưởng ure Xưởng vận hành và sửa chữa điện Xưởng đo lường - tự động hóa Phân xưởng than phế liệu Xưởng CO2 3.2. Cơ sở hạ tầng: Các cơ sở của nhà máy được xây dựng lâu năm và đang dần xuống cấp. Hiện nay nhà máy đang tiến hành xây dựng các phân xưởng mới. 4.Sản phẩm quan sát được - Urê : Có dạng như hạt muối trắng, gồm hai loại: + Urê đục + Urê nhỏ CO2 rắn 4. Về vấn đề xử lý chất thải và bảo vệ môi trường 4.1 Xưởng tạo khí: Khí thải và tiếng ồn - Khí thổi gió phóng không từ 2 lò tạo khí không có hệ thống thu hồi khí thổi gió, mặc dù hiện nay 2 lò tạo khí này chủ yếu ở chế độ làm việc dự phòng. Khí thổi gió có thành phần ô nhiễm điển hình là hàm lượng CO lớn, ngoài ra có CO2, NOx, H2S, bụi... - Bụi chủ yếu gây ôi nhiễm khu vực sản xuất như kho than, băng tải than, các bộ phận xúc than và tro xỉ thủ công. Bụi trong khí than ẩm được tách triệt để nhờ lắng ở lò đốt. -Tiếng ồn phát sinh ở các quạt không khí vào lò tạo khí. b) Nước thải - Nước thải hấp thụ các chất ô nhiễm có từ trong than như H2S, NH3... và mang theo nhiệt gây ô nhiễm cho nguồn nước. Nước thải này được đưa vào bể lắng. Nước làm mát xỉ than được cho xuống rãnh về 3 bể lắng than trước, rồi cũng đưa về 6 bể lắng. Sau đó, nước được đưa về bể lắng trung gian. c) Chất thải rắn - Tro xỉ than được thu gom về bãi chứa để bán cho các cơ sở sản xuất vật liệu xây dựng. 4.2. Xưởng NH3 a)Khí thải và tiếng ồn - Khí thải chứa chủ yếu H2S từ công đoạn tái sinh dung dịch keo tananh từ tháp khử H2S thấp áp để thu hồi lưu huỳnh. - Khí thải ra sau công đoạn thu hồi NH3 từ khí thải bỏ và thùng chứa có thành phần CH4 dễ cháy được đem đốt tận thu nhiệt. - Tiếng ồn phát sinh nhiều từ máy 6 cấp chạy 24/24 và từ các bơm hóa chất khi hoạt động. b) Nước thải - Một lượng nước lớn cấp để làm mát các thiết bị sau đó được tuần hoàn và không gây ô nhiễm. - Nước thải chứa NH3 loãng sau tháp chưng thu hồi NH3 ở công đoạn khử vi lượng khí. c) Chất thải rắn Chất thải rắn chủ yếu là các thùng chứa dầu bôi trơn, thùng đựng hóa chất xúc tác hết hoạt lực. 4.3.Xưởng Ure a) Khí thải và tiếng ồn - Khí thải được phóng không từ thiết bị hấp thụ khí cuối có thành phần chủ yếu là NH3 - Khí thải trong tháp tạo hạt mang theo một lượng hơi nước và bụi urea. - Tiếng ồn do các quạt hút không khí ở tháp tạo hạt. b) Nước thải từ hệ thống cô đặc và một số công đoạn khác được tập trung về thiết bị chưng thu hồi NH3. Tại đây nước thải có chứa khoảng 0,7-1% NH3và 1-1,5% urea. c) Chất thải rắn Urea rơi vãi, bao bì hỏng trong quá rình đóng bao lưu kho. 4.4 Khắc phục vấn đề về môi trường trong sản xuất Các hoạt động của công ty để giải quyết vấn đề môi trường của mình: - Năm 2002 thực hiện dự án cải tạo dây chuyền sản xuất do chuyên gia Trung Quốc đảm nhiệm, trong đó có module thiết kế và lắp đặt hệ thống thu hồi khí thổi gió cho phép tận thu nhiệt và xử lý dòng khí thải điển hình. - Nước thải chứa hàm lượng N cao trước đây thải trực tiếp ra môi trường nay cũng được xử lý nhờ tuần hoàn thu hồi trước khi đưa ra môi trường. - Thường xuyên tổ chức hoạt động truyền thông môi trường huấn luyện an toàn lao động cho các cán bộ công nhân viên. - Hệ thống khuân viên trồng nhiều cây xanh ... III. KẾT LUẬN Chuyến tham quan nhà máy đạm Hà Bắc đã để lại cho em nhiều kiến thức quý báu. Nhà máy đạm Hà Bắc là nhà máy có lịch sử lâu đời và gần như là nhà máy đầu tiên của nước ta, thế nhưng nhà máy có sản lượng sản phẩm không nhỏ cho nền kinh tế trong nước. Nhà máy có không phải có những công nghệ tiên tiến hiện đại nhất, nhưng cũng chính vì thế mới giúp em rễ hiểu hơn phần nào quá trình sản xuất đạm Ure của nhà máy. Qua chuyến đi giúp em nắm được cơ sở từ lý thuyết đi đến thực tiễn, và nhận thấy cơ sở lý thuyết quan trọng như thế nào vào sản xuất. Từ điều đó em xác định đúng đắn hơn mục đích học tập của mình ở Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội. TÀI LIỆU THAM KHẢO Thông tin trên website: www://damhabac.com Kiến thức từ buổi học tại nhà máy trước khi tham quan. Kiến thức có từ các bác, các chú hướng dẫn ở nhà máy.