Blog Archives

Công nghệ KRUPP UHDE cho sản xuất Amoniăc

Công nghệ Krupp Uhde là công nghệ sản  xuất amoniăc từ khí thiên nhiên, khí hoá lỏng hoặc naphta. Nếu sửa đổi các thiết bị đầu – cuối một cách thích hợp thì cũng có thể sử dụng các nguyên liệu hyđrocacbon khác, như than, dầu, các loại bã hoặc khí metanol sạch. Trong thời gian từ năm 1990 đến năm 2000 đã có 40 nhà máy áp dụng công nghệ này được đưa vào vận hành, với công suất từ 500 đến 1800 tấn/ngày.

Theo quy trình công nghệ Krupp Uhde, người ta áp dụng phương pháp reforming thông thường bằng hơi nước để sản xuất khí tổng hợp (CO + H2) và chu trình tổng hợp amoniăc với thiết bị trung áp. Nhưng phương pháp này được tối ưu hóa để giảm tiêu thụ năng lượng và tăng độ ổn định vận hành. Nhà máy lớn nhất được xây dựng theo công nghệ Krupp Uhde có công suất 1800 tấn amoniăc/ngày và định mức tiêu hao năng lượng là 6,65 Gcal/ tấn NH3.

Mô tả quy trình:

Nguyên liệu (ví dụ khí thiên nhiên) được tách lưu huỳnh, phối trộn với hơi nước và được chuyển hoá thành khí tổng hợp nhờ xúc tác niken ở áp suất khoảng 40 bar và nhiệt độ 800-850oC. Thiết bị reforming sơ cấp của Krupp Uhde là thiết bị đốt ở phần trên, có các ống được làm bằng thép hợp kim và hệ thống ống xả lạnh để nâng cao độ ổn định vận hành.

Trong thiết bị reforming thứ cấp, không khí công nghệ được đưa vào khí tổng hợp qua hệ thống vòi phun đặc biệt, cho phép phối trộn hoàn hảo hỗn hợp không khí và khí tổng hợp. Công đoạn tạo hơi nước và đun quá nhiệt tiếp theo đảm bảo sử dụng tối đa nhiệt năng của quy trình để đạt hiệu quả năng lượng tối ưu.

Khí CO được chuyển hóa thành CO2 trong các thiết bị chuyển hóa nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp với tác dụng của các xúc tác tiêu chuẩn. Khí CO2 được loại bỏ ở thiết bị rửa khí, CO2 dư được chuyển hóa thành metan nhờ phản ứng metan hóa có xúc tác để giảm hàm lượng CO2 dưới mức cho phép.

Chu trình tổng hợp amoniăc sử dụng hai thiết bị chuyển hóa amoniăc với ba tầng xúc tác. Nhiệt thải được sử dụng để sản xuất hơi dùng ở cuối dòng. Thiết bị sản xuất hơi bằng nhiệt thải có bộ phận gia nhiệt sơ bộ nước nạp với các ống làm lạnh đặc biệt để giảm nhiệt độ vỏ xuống mức tối thiểu và giảm ứng suất vật liệu. Bản thân các thiết bị chuyển hóa cũng có những tầng xúc tác hướng tâm với xúc tác sắt hạt nhỏ. Thiết kế dòng chảy xuyên tâm cho phép hạn chế tối đa sự tụt áp trong chu trình tổng hợp và tăng tối đa hiệu suất chuyển hóa amoniăc.

Amoniăc lỏng ngưng tụ và được tách ra khỏi chu trình tổng hợp, sau đó được làm lạnh tiếp xuống dưới nhiệt độ ngưng tụ và đưa vào bể chứa, hoặc được vận chuyển ở nhiệt độ thấp vừa phải tới địa chỉ tiêu thụ.

  • THẾ NGHĨA

Theo Hyđrocarbon Processing, 3/2001

Advertisements

Công nghệ HALDOR TOPSOE A/S cho sản xuất Amoniăc

Hiện nay, Tổng Công ty Dầu khí Việt  Nam đang xây dựng hai nhà máy sản  xuất phân đạm đặt tại Phú Mỹ (tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu) và Cà Mau. Nhà máy Phân đạm Phú Mỹ có công suất 422.000 tấn NH3/năm (1.350 tấn NH3/ ngày) và 741. 000 tấn urê/ năm (2.200 tấn urê/ ngày); sử dụng nguyên liệu là khí đồng hành lấy từ Mỏ Bạch Hổ và khí thiên nhiên lấy từ Bồn trũng Côn Sơn và các bể dầu khí khác thuộc thềm lục địa phía Nam. Lượng khí tiêu thụ cho nhà máy vào khoảng 450 triệu m3/ năm. Nhà máy sản xuất amoniăc theo công nghệ của Công ty Haldor Topsoe A/S (Đan Mạch) và urê theo công nghệ của Công ty Snamprogetti SA (Italia). Dưới đây chúng tôi sẽ giới thiệu các công nghệ nói trên.

Công nghệ Haldor Topsoe A/S là công nghệ sản xuất amoniăc có mức tiêu hao năng lượng thấp, đi từ các loại nguyên liệu hyđrocacbon khác nhau, từ khí thiên nhiên đến naphta nặng.

Hiện nay trên thế giới có hơn 60 nhà máy sản xuất amoniăc theo công nghệ Haldor Topsoe A/S. Ngoài ra, nhiều nhà máy sản xuất amoniăc đi từ các nguyên liệu khác cũng áp dụng công nghệ này. Từ năm 1988, 52% sản lượng amoniăc của các nhà máy amoniăc mới xây dựng trên thế giới được sản xuất theo công nghệ Haldor Topsoe A/S.

Mô tả quy trình:

Nguyên liệu hyđrocacbon được tách lưu huỳnh, sau đó được phối trộn với hơi nước và được chuyển hóa thành khí tổng hợp trong thiết bị cracking bằng hơi nước. Thiết bị reforming bao gồm một thiết bị reforming sơ bộ (đây là thiết bị tùy chọn, nhưng đặc biệt có ích khi sử dụng nguyên liệu hyđrocacbon cao hoặc naphta), một thiết bị reforming ống đốt và một thiết bị reforming thứ cấp. Khí công nghệ được nạp vào thiết bị reforming thứ cấp này. Thiết bị reforming bằng hơi nước, với thiết kế kiểu ống, là thiết bị theo thiết kế đốt thành bên đã được Công ty Todsoe đăng ký sáng chế. Sau công đoạn reforming, khí tổng hợp sẽ đi qua các công đoạn chuyển hóa shift nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp, công đoạn tách CO2 và me tan hóa.

Khí tổng hợp được nén đến áp suất tổng hợp, thường khoảng 140 – 220 kg/cm2, sau đó được chuyển hóa thành amoniăc trong chu trình tổng hợp nhờ  các thiết bị tổng hợp với thiết kế dòng chảy xuyên tâm. Các thiết bị tổng hợp này có thể là thiết bị hai tầng đệm xúc tác S – 200, thiết bị ba tầng đệm xúc tác S – 300, hoặc thiết bị S – 250 (với thiết bị chuyển hóa S – 200, tiếp theo là nồi hơi hoặc thiết bị đun quá nhiệt hơi nước và thiết bị chuyển hóa 1 tầng đệm xúc tác S – 50). Sản phẩm amoniăc được ngưng tụ và tách bằng cách làm lạnh. Tất cả các chất xúc tác sử dụng trong các bước phản ứng xúc tác của quy trình đều do Topsoe cung cấp.

  • THẾ NGHĨA
Theo Hydrocarbon Processing,3/2001.

Công nghệ mới sản xuất khí clo

Cập nhật: 28/05/2009  11:10:14 CH

Công ty Bayer Material Science (Cộng hòa Liên bang Đức) sẽ xây dựng một nhà máy điện phân axit HCl để sản xuất khí clo có công suất 215 nghìn tấn/năm ở Thượng Hải (Trung Quốc). Đây là nhà máy đầu tiên có công suất lớn sản xuất theo công nghệ catôt tiêu thụ oxy (oxygen depleting cathode) hay còn gọi là công nghệ ODC. Hợp đồng xây dựng nhà máy đã được ký kết đầu năm 2008.

Cũng ở Đức tại Brunsbuettel, một trong hai đơn vị của nhà máy sản xuất clo theo công nghệ ODC có công suất 20 nghìn tấn/năm đã đi vào hoạt động cuối năm 2003. Các bình điện phân ở nhà máy tại Thượng Hải cũng có kích thước tương đương như ở nhà máy tại Brunsbuettel. Nhà máy ở Thượng Hải tạo ra clo từ axit HCl, là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất toluen diisoxyanat (TDI) và metylendiphenyl diisoxyanat (MDI) rồi từ TDI và MDI người ta sẽ sản xuất polyuretan.

Clo được tạo ra sẽ được dẫn trở lại cho quá trình sản xuất isoxyanat.

Quá trình điện phân sản xuất clo theo công nghệ ODC so với công nghệ màng ngăn (diaphragm) thông thường tiết kiệm được tới 30% năng lượng. Bình điện phân theo công nghệ ODC hoạt động theo nguyên tắc gần giống như ở pin nhiên liệu. Nhờ được nạp oxy, bình điện phân ODC hoạt động với điện áp thấp hơn so với bình điện phân thông thường và do hoạt động với điện áp thấp nên nó lại tạo ra nước thay vì hyđro như ở bình điện phân thông thường. Oxy tác dụng với proton (H+) được tạo ra trong quá trình điện phân, vì vậy tránh khả năng hình thành ra khí hyđro.

Theo công nghệ ODC, mỗi bình điện phân bao gồm một anôt thông thường và một catôt xốp cỡ hạt nano (catôt khuếch tán khí) được tẩm chất xúc tác chứa rođi sunfua rồi được gắn liền với một màng trao đổi ion. Vỏ bình điện phân có kết cấu kim loại, phía trong được phủ một màng đặc biệt chống ăn mòn. Còn ở bình điện phân thông thường, vỏ được làm từ graphit, tuy có độ dẫn điện thấp nhưng lại khó chế tạo và lắp ráp.

Bình điện phân ODC tiêu thụ 1.000 kWh cho sản xuất 1 tấn khí clo với độ tinh khiết 99,8%. Vì ở bình điện phân ODC không tạo ra hyđro nên nó không những tiết kiệm điện năng mà còn loại trừ nguy cơ gây cháy nổ của khí hyđro. Hơn nữa vì chỉ có khí clo được tạo ra nên việc khởi động và dừng hoạt động của bình điện phân ODC rất dễ dàng; còn chi phí hoạt động của nó chỉ bằng 1/3 so với ở bình điện phân thông thường.

Công nghệ ODC còn có thể được áp dụng để điện phân NaCl; tuy nhiên nó chỉ mới ở giai đoạn nghiên cứu thử nghiệm.

VŨ TRUNG