Báo cáo thực tập: Công nghệ phân xưởng Amonia tại Nhà máy Đạm Phú Mỹ

Báo cáo thực tập chi tiết quá trình, thiết bị công nghệ phân xưởng Amonia nhà máy Đạm Phú Mỹ. Tổng quan quy trình, thiết bị sản xuất Amoniac.

• Tác giả: Trần Thị Thanh Huyền
• Người hướng dẫn: Nguyễn Quốc Hải
• Trường học: Đại học Tôn Đức Thắng
• Chuyên ngành: Quá Trình Và Thiết Bị Công Nghệ
• Đề tài: Báo cáo thực tập quá trình & thiết bị Đạm Phú Mỹ (Amonia)
• Loại tài liệu: Báo cáo thực tập
• Năm xuất bản: 2020 - 2021

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Nhà máy Đạm Phú Mỹ

Nhà máy Đạm Phú Mỹ là một trong những cơ sở sản xuất amonia (ammonia) hàng đầu tại Việt Nam, nằm trong khu công nghiệp Phú Mỹ, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu. Nhà máy chuyên sản xuất amonia và các sản phẩm hóa chất liên quan, phục vụ nhu cầu của ngành nông nghiệp và công nghiệp hóa chất trong nước. Với công suất sản xuất lớn, nhà máy áp dụng công nghệ hiện đại để đảm bảo chất lượng sản phẩm và tuân thủ các tiêu chuẩn môi trường quốc tế.

1.1. Vị trí và quy mô nhà máy

Nhà máy Đạm Phú Mỹ được đặt tại vị trí chiến l略c trong khu công nghiệp Phú Mỹ, gần cảng biển và đường giao thông chính. Quy mô nhà máy bao gồm các khu vực sản xuất, kho chứa, phòng kiểm tra chất lượng và các tiện ích hỗ trợ. Diện tích nhà máy lớn với hệ thống cơ sở hạ tầng đầy đủ để hỗ trợ quá trình sản xuất amonia quy mô công nghiệp.

1.2. Lịch sử phát triển

Nhà máy được thành lập nhằm đáp ứng nhu cầu phân bón và hóa chất công nghiệp ngày càng tăng tại Việt Nam. Qua các năm phát triển, nhà máy không ngừng nâng cấp công nghệ, trang thiết bị và quy trình sản xuất. Hiện nay, nhà máy đã trở thành một trong những nhà sản xuất amonia lớn nhất châu Đông Nam Á.

II. Quy trình sản xuất Amonia tại Nhà máy Phú Mỹ

Quy trình sản xuất amonia tại nhà máy Đạm Phú Mỹ theo phương pháp Haber-Bosch, một công nghệ lâu đời nhưng vẫn được sử dụng rộng rãi toàn thế giới. Quá trình bắt đầu từ chuẩn bị nguyên liệu thô (khí thiên nhiên), sau đó tiến hành các bước: cải tạo khí, chuyển hóa khí, tách chiết, và cuối cùng là lỏng hóa amonia. Mỗi bước đều được giám sát chặt chẽ để đảm bảo hiệu suất cao và chất lượng sản phẩm tối ưu.

2.1. Quá trình chuẩn bị nguyên liệu

Nguyên liệu chính là khí thiên nhiên và không khí. Khí thiên nhiên được chuẩn bị qua các bước sấy, tách cacbon dioxide và các tạp chất khác. Không khí được nén và sấy để loại bỏ độ ẩm. Hai nguyên liệu này tạo thành hỗn hợp khí N₂ và H₂ với tỷ lệ 1:3, đây là điều kiện tối ưu cho phản ứng tổng hợp amonia.

2.2. Phản ứng tổng hợp Amonia

Phản ứng diễn ra trong lò phản ứng ở nhiệt độ 450-500°C và áp suất 150-300 atm với sự hỗ trợ của chất xúc tác sắt. Phản ứng: N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ là phản ứng thuận nghịch, do đó điều kiện áp suất và nhiệt độ được kiểm soát chặt chẽ để tối đa hóa hiệu suất chuyển hóa.

2.3. Tách chiết và lỏng hóa sản phẩm

Amonia sản phẩm được tách chiết khỏi khí chưa phản ứng thông qua quá trình lạnh lẻm. Khí amonia được lỏng hóa dưới áp suất cao để tạo thành chất lỏng, sau đó được lưu trữ trong các bình chứa ở điều kiện nhiệt độ và áp suất phù hợp.

III. Trang thiết bị chính tại Nhà máy

Nhà máy Đạm Phú Mỹ được trang bị những máy móc và thiết bị tiên tiến nhập khẩu từ các quốc gia công nghiệp như Nhật Bản, Hàn Quốc và các nước Âu. Các thiết bị này bao gồm lò phản ứng, nén khí, bình lỏng hóa, hệ thống kiểm soát nhiệt độ và áp suất tự động. Ngoài ra, nhà máy còn có hệ thống xử lý nước thải, lọc không khí và các thiết bị an toàn về phòng cháy chữa cháy được kiểm tra định kỳ.

3.1. Hệ thống nén khí và tách chiết

Bao gồm các máy nén khí có công suất lớn, hệ thống làm lạnh nước để điều chỉnh nhiệt độ. Các thiết bị tách chiết amonia sử dụng công nghệ cryogenic (lạnh sâu) để đạt hiệu suất tách 99% hoặc cao hơn. Các bình chứa amonia lỏng có công suất hàng nghìn tấn, được cách nhiệt tốt.

3.2. Hệ thống kiểm soát chất lượng

Phòng thí nghiệm được trang bị các máy phân tích hiện đại để kiểm tra hàm lượng amonia, tạp chất, độ tinh khiết. Hệ thống đo lường tự động theo dõi các thông số quá trình sản xuất 24/7. Mỗi lô sản phẩm đều được lấy mẫu và kiểm tra trước khi xuất khẩu.

IV. An toàn và Bảo vệ môi trường

An toàn lao động và bảo vệ môi trường là hai ưu tiên hàng đầu tại nhà máy Đạm Phú Mỹ. Nhà máy tuân thủ các quy định của pháp luật Việt Nam và các tiêu chuẩn quốc tế về an toàn công nghiệp và bảo vệ môi trường. Công nhân được đào tạo thường xuyên về kỹ năng an toàn, sử dụng thiết bị bảo vệ cá nhân và xử lý chất nguy hiểm. Hệ thống xử lý khí thải, nước thải được thiết kế để giảm thiểu tác động đến môi trường.

4.1. Các biện pháp an toàn lao động

Nhà máy triển khai chương trình đào tạo an toàn định kỳ cho tất cả nhân viên. Thiết bị bảo vệ cá nhân bao gồm mặt nạ, trang phục, giày an toàn được cấp miễn phí. Hệ thống báo động khẩn cấp và các thoát hiểm được bố trí khắp nhà máy. Kiểm tra an toàn định kỳ và điều tra sự cố được thực hiện nghiêm túc.

4.2. Xử lý chất thải và bảo vệ môi trường

Hệ thống xử lý khí thải loại bỏ amonia và các khí độc hại trước khi thải ra môi trường. Nước thải được xử lý qua các hệ thống lọc và xử lý hóa học. Nhà máy cam kết giảm phát thải carbon và sử dụng năng lượng tái tạo. Hoạt động kiểm soát ô nhiễm được thực hiện theo tiêu chuẩn ISO 14001.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ THỰC TẬP 1.1 Nhà máy Đạm Phú mỹ Nhà máy Đạm Phú Mỹ trực thuộc công ty Cổ phần Phân Đạm và Hóa chất Dầu khí, được đặt tại khu công nghiệp Phú Mỹ 1, huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu. Nhà máy có vốn đầu tư 450 triệu USD, có diện tích 63ha, là nhà máy đạm đầu tiên trong nước được xây dựng theo dây chuyền công nghệ tiên tiến, đồng thời cũng là một trong những nhà máy hoá chất có dây chuyền công nghệ và tự động hoá tân tiến nhất ở nước ta hiện nay. Cung cấp 40% nhu cầu phân urê trong nước, Ðạm Phú Mỹ có vai trò rất lớn trong việc tự chủ nguồn phân bón trong một nước nông nghiệp như Việt Nam. Nhà máy gồm có 4 phân xưởng chính là xưởng amoniac, xưởng urê, xưởng phụ trợ, xưởng sản phẩm và các phòng/xưởng chức năng khác.

Sản phẩm của nhà máy Ðạm Phú Mỹ hiện đang được tiêu thụ rộng khắp trên thị trường trong nước, đặc biệt tại vựa lúa đồng bằng sông Cửu Long. Nhà máy được khởi công xây dựng theo hợp dồng EPCC (Chìa khóa trao tay) giữa Tổng công ty Dầu khí Việt Nam và tổ hợp nhà thầu Technip/Samsung, hợp đồng chuyển giao công nghệ sản xuất Amôniắc với Haldoe Topsoe (công suất 1.350 tấn/ngày) và công nghệ sản xuất Urê với Snamprogetti (công suất 2.  Khởi công xây dựng nhà máy: 03/2001  Ngày nhận khí vào nhà máy: 24/1282003  Ngày ra sản phẩm amonia đầu tiên: 04/2004  Ngày ra sản phẩm urê đầu tiên: 04/06/2004  Ngày bàn giao sản xuất cho chủ đầu tư: 21/09/2004  Ngày khánh thành nhà máy: 15/12/2004 1.2 Lịch sử hình thành nhà máy • Chủ đầu tư: Tổng Công ty Phân bón và Hóa chất Dầu khí Việt Nam • Nhà thầu: Technip – Italy và Samsung Engineering – Hàn Quốc 5 • Tổng vốn đầu tư: 400 triệu USD • Diện tích: 63 ha • Công nghệ: Đan Mạch (Haldor Topsoe) sản xuất Ammonia Italy (Snamprogetti) sản xuất Urea. • Địa chỉ: Khu Công nghiệp Phú Mỹ 1 – Huyện Tân Thành – Tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu.

Hơn 15 năm trước, Tập đoàn Dầu khí Việt Nam (PVN) quyết định thành lập PVFCCo, chịu trách nhiệm quản lý và vận hành kinh doanh sản phẩm Nhà máy Đạm Phú Mỹ. Nhà máy vừa ra đời đã đạt hiệu suất tối đa, doanh thu tăng trưởng đều, tỷ suất lợi nhuận trên vốn chủ sở hữu đạt bình quân 20%/năm, thị trường phân đạm được bình ổn. Thành công ban đầu của PVFCCo trước tiên là nhờ quyết định đúng đắn của Chính phủ và PVN xét cả về chiến lược và thời cơ. Ngay tại thời điểm đó, PVN đã có tầm nhìn dài hạn khi chọn PVFCCo là một trong số những DN lớn đầu tiên để cổ phần hóa và niêm yết cổ phiếu trên sàn giao dịch chứng khoán TP.

Đây là một quyết định quan trọng trong chiến lược phát triển dài hạn của PVFCCo là trở thành đơn vị hàng đầu trong lĩnh vực phân bón, hóa chất tầm cỡ khu vực. Sau cổ phần hóa, PVFCCo tập trung vào việc nâng cao năng lực quản trị công ty, quản trị tài chính bằng việc học tập và áp dụng hiệu quả các phương thức quản trị tiên tiến của thế giới. Tháng 4 năm 2000, Thủ tướng chính phủ đã giao cho tổng công ty dầu khí Việt Nam phối hợp với các Tổng công ty hóa chất Việt Nam (Vinacem) và Tổng công ty vật tư nông nghiệp (Vingacem) lập báo cáo nghiên cứu khả thi nhà máy sản xuất phân đạm trên cơ sở nguyên liệu khí đồng hành. Sau khi được phê duyệt, tháng 3 năm 2001, dự án nhà máy đạm Phú Mỹ chính thức được khởi công tại khu công nghiệp Phú Mỹ thuộc tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu.3 Các cột mốc quan trọng Bảng 1 Các cột mốc quan trọng Ngày tháng Sự kiện 12/03/2001 Khởi công xây dựng nhà máy Đạm Phú Mỹ 28/03/2003 Thành lập công ty Phân đạm và Hóa chất Dầu khí 01/01/2004 Công ty Phân đạm và Hóa chất Dầu khí chính thức đi vào hoạt động 21/09/2004 Tổng hợp nhà thầu Technip-Samsung bàn giao nhà máy Đạm Phú Mỹ cho công ty Phâm đạm và Hóa chất Dầu khí Quý IV/2004 Lô hàng đầu tiên được đưa ra thị trường 15/12/2004 Lễ khánh thành nhà máy Đạm Phú Mỹ 31/08/2007 Chuyển thành công ty cổ phần Phân đạm và Hóa chất Dầu khí 05/11/2007 Cổ phiếu của PVFCCo chính thức niêm yết và giao dịch trên sàn chứng khoáng Tp.HCM, mã chứng khoán: DPM 15/05/2008 Chuyển đổi thành tổng công ty Phân Đạm và Hóa chất Dầu khí, viết tắt là PVCCo 2009 Nhà máy Đạm Phú Mỹ vinh dự đón nhận Huân chương Lao động hạng Ba do nhà nước trao tặng 2010 Nhà máy được trao Cúp Vàng chất lượng công trình xâu dựng Việt Nam-giải thưởng Quốc gia do Bộ Xây dựng chủ trì 26/03/2013 PVFCCo và nhà máy Đạm Phú Mỹ vinh dự đón nhận Huân chương Lao động Hạng Nhất 02/2015 Nhà máy cán mốc sản lượng 8 triệu tấn Quý III/2015 Khởi công tổ hợp dự án NH3 (nâng công suất) -NPK Phú Mỹ.

7 05/2016 Nhà máy cán mốc sản lượng 9 triệu tấn 15/7/2017 Nhà máy cán mốc sản lượng 10 triệu tấn 1.4 Sơ đồ tổ chức nhân sự nhà máy Đạm Phú Mỹ Hình 1 Sơ đồ tổ chức nhân sự Nhà máy Đạm Phú Mỹ 8 Hình 2 Phân xưởng Amonia (nguồn internet) 1.5 Các phân xưởng chính  Xưởng Ammonia: NH3 và CO2 làm nguyên liệu để tổng hợp Urea gồm các công đoạn: o Công đoạn khử Lưu Huỳnh o Công đoạn Refoming o Công đoạn chuyển hóa Co ở nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp o Công đoạn khử CO2 o Công đoạn Methane hóa o Công đoạn tổng hợp NH3 9 Hình 3 Phân xưởng urea (nguồn internet).  Xưởng Urea: sử dụng công nghệ Snamprogetti (Italy) có chức năng tổng hợp Ammonia và CO2 thành dung dịch Urea. Dung dịch Urea sau khi đã được cô đặc trong chân không sẽ được đưa đi tạo hạt. Xưởng Ure sản xuất 2200 tấn ure/ ngày, chiếm 40% thị phần phân bón cả nước.

Hình 4 Phân xưởng phụ trợ (nguồn internet) 10  Xưởng phụ trợ và các chức năng khác: cung cấp nước khử khoáng, nước làm lạnh, nước sinh hoạt, nước chữa cháy, cung cấp khí điều khiển, nitơ và xử lý nước thải cho toàn nhà máy, có hệ thống đuốc, có nồi hơi nhiệt thừa, nồi hơi phụ trợ và tuabin khí phát điện công suất 21 MW/h, có bồn chứa Ammonia 35. Hình 5 Bồn chứa Amonia lỏng (nguồn internet)  Xưởng sản phẩm: dùng để lưu trữ hạt urea sau khi được tổng hợp. Kho urea rời có diện tích 36.000 m2, có thể chứa tối đa 150. Trong kho có điều hòa không khí giữ độ ẩm không quá 70%.

Ngoài ra, còn có kho đóng bao urea, sức chứa 10.000 tấn, có 6 chuyền đóng bao, công suất 40 tấn/giờ/chuyền.6 Nguyên liệu chính Khí thiên nhiên: CH4, C2H6, C3H8, C4H10… Khí đồng hành mỏ Dầu Bạch Hổ, khí thiên nhiên từ Nam Côn Sơn và các bể khác thuộc thềm lục địa phía Đông Nam Bộ. Lượng khí tiêu phụ: 450 x 106 Nm3/năm Đặc tính và thành phần khí: • Nhiệt độ: 18-36oC • Áp suất: 40 Bar 11 • Trọng lượng phân tử: 18,68 g/mol • Nhiệt trị: 42,85 MJ/m3 hay 40613,4 BTU/m3 • Thành phần: C1=83,31%; C2=14,56%; C3=1,59%; C4=0,107%; nC5=0,109% 1.7 Vị trí địa lý Hình 6. Sơ đồ vị trí địa lý của Nhà máy Đạm Phú Mỹ Nhà máy Đạm Phú Mỹ được xây dựng trong khu công nghiệp Phú Mỹ I - huyện Tân Thành – tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu với diện tích 63 ha. Khu công nghiệp Phú Mỹ 1 nằm dọc theo quốc lộ 51, có tổng diện tích 954,4 km2, cách thành phố Hồ Chí Minh 75 km và thành phố Vũng Tàu 40 km.

Nằm gần cảng Phú Mỹ và hệ thống cảng trên sông Thị Vải ngay cạnh khu công nghiệp, cùng với hệ thống đường giao thông đường bộ thuận tiện Nhà máy Đạm Phú Mỹ có vị trí chiến lược nằm trong vùng kinh tế phía Nam, nằm gần vùng cung cấp nguyên liệu khí thiên nhiên từ bồn trũng phía Nam Côn Sơn, bể Cửu Long tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu.8 Sơ đồ bố trí mặt bằng Nhà máy có hai cổng: cổng I: cổng ra vào hành chính, dành cho nhân viên, khách của nhà máy, cổng II: cổng xuất sản phẩm, cổng này được bố trí theo hướng di chuyển ra cảng. Các kho, xưởng bố trí theo quy trình công nghệ sản xuất, để không chồng chéo lên nhau. Chia thành các khu vực: khu hành chính, khu công nghệ, khu vực dành cho gia công cơ khí, tự động hóa. Trong đó, khu công nghệ với nguy cơ cháy nổ cao, được đặt riêng ra, cuối hướng gió.

Hướng gió chính: Khí hậu gió mùa tại Bà Rịa với hai mùa mưa và khô rõ rệt. Mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 có hướng gió chính là Đông Bắc, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 có hướng gió chính là hướng Tây Nam. Với hệ thống công nghệ có các khí độc hại, có mùi nặng, thì việc bố trí mặt bằng nhà máy sao cho phù hợp với hướng gió để thuận tiện cho vận hành cũng như ứng cứu trong trường hợp khẩn cấp là cần thiết. Bồn chứa NH3, xưởng Amo, hệ thống xử lý khí được bố trí cuối hướng gió.

Bên cạnh đó, có các hoa gió đặt tại các điểm trong nhà máy giúp xác định hướng gió tức thời. Các điểm tập trung khi có sự cố khẩn cấp: cổng I nhà máy, nhà điều khiển trung tâm, cổng II nhà máy, quá trình di chuyển tuân theo quy luật ngược hướng gió. Hình 6 Sơ đồ bố trí mặt bằng nhà máy Đạm Phú Mỹ (Xem chi tiết bản vẽ số [1/8]) 1.9 Sản phẩm của nhà máy đạm Phú Mỹ 1.1 Phân bón Bên cạnh sản phẩm truyền thống là Đạm Phú Mỹ, PVFCCo còn cung cấp các sản phẩm NPK Phú Mỹ, Kali Phú Mỹ, DAP Phú Mỹ, SA Phú Mỹ, tạo thành bộ sản phẩm phân bón Phú Mỹ chất lượng cao, giá cả hợp lý. Với bộ sản phẩm phân bón Phú Mỹ này, bà con nông dân đã có được bộ sản phẩm hoàn chỉnh, chất lượng cao, đáp ứng đồng bộ 13 nhu cầu dinh dưỡng theo từng thời kỳ phát triển của từng loại cây trồng và vùng thổ nhưỡng.

 Đạm Phú Mỹ (nguồn internet)  NPK Phú Mỹ (nguồn internet) 14  Kali Phú Mỹ (nguồn internet) 1.