Cong Nghe Tong Hop Ure [PDF]

Zitiervorschau

CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT URÊ 1) Các công nghê ̣ sản xuất urê trên thế giới. 2) Công nghê ̣ sản xuất urê nhà máy đạm phú mỹ 2.1.

Cơ sở lý thuyết công nghệ snamprogetti

Các giai đoạn của dòng công nghệ trong sản xuất urê

Hình: Các giai đoạn của dòng công nghệ trong sản xuất urê

2.1.1.Giai đoạn tổng hợp Urê (xảy ra ở tháp tổng hợp) Urê được tổng hợp từ ammonia lỏng và khí CO2 dựa trên hai phản ứng chính: Các phản ứng xảy ra như sau:

2NH3

+

CO2 

NH3-COO-NH4 

NH2COONH4

NH2-CO-NH2

+

H2O

Điều kiện phản ứng (T=188-190oC, P=152-157 barg), phản ứng thứ nhất xảy ra nhanh chóng và hoàn toàn, phản ứng thứ hai xảy ra chậm và quyết định vận tốc phản ứng Các yếu tố ảnh hưởng đến tổng hợp urê từ CO2 và NH3: tỉ lệ NH3/CO2, H2O/CO2 nhiệt độ, áp suất, thời gian lưu  Ảnh hưởng của tỷ lệ NH3/CO2

Hình: Ảnh hưởng của tỷ lệ NH3/CO2

Theo phương trình phản ứng ở trên, phản ứng tạo urê thì tỷ số mol NH 3/CO2 là 2 nhưng trong thực tế nhà máy chọn tỉ lệ NH 3/CO2, trong khoảng từ 2,5 đến 5. Vì theo biểu đồ, khi tăng tỷ lệ mol NH3/CO2 từ 2 đến 9 thì hiệu suất phản ứng tăng từ 40-85%. Trong khi thay đổi tỷ lệ này từ 2 đến 0,5 thì hiệu suất tạo urê là 40-45%. Ngoài ra nếu hàm lượng CO2 lớn còn gây ra ăn mòn thiết bị.  Ảnh hưởng của tỷ lệ H2O/CO2 Việc lựa chọn tỷ lệ nước phải tối ưu bởi vì  nếu sử dụng lượng nước dư sẽ làm cản trở sự tạo thành urê từ amoni cacbamat.  nếu hàm lượng nước quá thấp sẽ dẫn đến sự vón cục của amoni cacbamat làm tắt ngẽn đường ống. Thông thường trong công nghiệp người ta chọn tỷ lệ này là 0,4-1.

 Ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất Các phản ứng xảy ra như sau: 2NH3 +

CO2



NH2COONH4

+ 32560 kcal/kmol carbamate (Ở 1.033 kg/cm2, 25OC) NH2-COO-NH4



NH2-CO-NH2 +

H2 O

- 4200 kcal/kmol urê (Ở 1.033 kg/cm2, 25OC) Phản ứng thứ nhất tỏa nhiệt mạnh liệt trong khi đó phản ứng thứ hai thu nhiệt yếu và xảy ra trong pha lỏng ở tốc độ chậm. Dễ thấy là nhiệt sản sinh ra trong phản ứng thứ nhất sẽ được tiêu thụ một phần trong phản ứng thứ hai, về tổng quát, phản ứng trong thiết bị tổng hợp là phản ứng tỏa nhiệt. Độ chuyển hóa của phản ứng phụ thuộc trạng thái cân bằng của phản ứng, mà trạng thái cân bằng lại phụ thuộc vào nhiệt độ. Điều này được thể hiện qua đồ thịcủa tỷ lệ H2O/CO2 Hình 2.3: Ảnh hưởng

Độ chuyển hóa đạt giá trị cao nhất trong khoảng nhiệt độ 1900 C - đến 2000 C. mặc khác nếu nhiệt độ phản ứng cao hơn thì tăng khả năng ăn mòn thiết bị. Áp suất vận hành phụ thuộc vào nhiệt độ tại tháp phản ứng. Áp suất cân bằng tăng khi nhiệt độ tăng.



Ảnh hưởng của thời gian lưu

Phản ứng chuyển hóa tạo Urê xảy ra chậm và diễn ra trên 20 phút để đạt trạng thái cân bằng. Vì vậy, tháp tổng hợp urê được thiết kế với thời gian lưu từ 30 phút đến 1h phụ thuộc các thông số vận hành khác. Ví dụ, nếu độ chuyển hóa Urê đạt 68% (tỉ lệ 4:1 nhiệt độ tại 188C) thì thời gian lưu yêu cầu là 30 phút, ngượi lại nếu độ chuyển hóa 60% (tỉ lệ 2.8:1 tại 181C) thì thời gian lưu yêu cầu là 55 phút Thời gian lưu càng lớn sẽ tăng hiệu suất tổng hợp Urê nhưng cũng dòi hỏi tháp phản ứng lớn hơn, dẫn đến tăng chi phí đầu tư ban đầu.

2.1.2.quá trình phân hủy carbamate và thu hồi Sau khi rời tháp tổng hợp, dòng công nghệ sẽ chứa urê, CO2 , H2O, NH3, khí trơ, carbamate. Do đó,dòng công nghệ cần trải qua quá trình phân hủy carbamate và thu hồi NH3, CO2.

NH2-COO-NH4



2 NH3 + CO2 (- nhiệt)

Và phản ứng xảy ra mãnh liệt khi giảm áp và/hoặc tăng nhiệt. Quá trình phân hủy và thu hồi gồm 3 bước  Phân huỷ cao áp tại urê Stripper  Phân huỷ trung áp tại cụm phân huỷ trung áp  Phân huỷ thấp áp tại cụm phân huỷ thấp áp

 Phân hủy cao áp trong thiết bị Stripper cao áp E-1001 Sự phân hủy được xúc tiến bằng cách gia nhiệt và tách CO2 bằng cách cho bay hơi lượng dư NH3, ở mức áp suất thấp hơn một chút so với áp suất phản ứng urê. Thiết bị stripper là thiết bị trao đổi nhiệt kiểu màng. Do đó, các dòng lỏng và khí được phân hủy và bay hơi khi tiếp xúc ngược dòng và nồng độ CO2 trong dòng lỏng giảm dần từ đỉnh xuống đáy của ống stripper. Sự phân hủy ở áp suất cao yêu cầu nhiệt độ cao hơn kéo theo vấn đề ăn mòn mà trong công nghệ

Snamprogetti ăn mòn được ngăn ngừa bằng lượng NH3 dư và sử dụng ống lưỡng kim trong stripper.  Phân hủy trung áp trong thiết bị phân hủy trung áp E-1002A/B Để tăng cường quá trình phân hủy, cần thiết phải gia nhiệt tới nhiệt độ cao hơn hoặc giảm áp suất tới mức thấp hơn. Thiết bị phân hủy trung áp E-1002A/B hoạt động ở áp suất 19.5 barg và nhiệt độ 144-165oC.  Phân hủy thấp áp trong thiết bị phân hủy thấp áp E-1003 Áp suất càng thấp, sự mất mát NH3 và CO2 khỏi hệ thống càng thấp, nhưng dung dịch thu hồi loãng hơn, có nghĩa là nước dư được tuần hoàn về cụm tổng hợp. Để duy trì cân bằng trong cụm tổng hợp, điều kiện hoạt động của thiết bị phân hủy thấp áp được lựa chọn ở áp suất 4 barg và nhiệt độ 151oC.  Thu hồi Khí phân hủy từ mỗi mức áp suất được thu hồi từng bước và cuối cùng được tuần hoàn về cụm tổng hợp. Khí từ thiết bị phân hủy thấp áp được trộn với khí từ cụm xử lý nước ngưng quá trình và được ngưng tụ hoàn toàn trong thiết bị gia nhiệt sơ bộ ammonia và thiết bị ngưng tụ thấp áp, sau đó được thu hồi dưới dạng dung dịch cácbônát loãng trong bình chứa dung dịch cácbônát. Khí phân hủy từ thiết bị phân hủy trung áp được trộn với dung dịch cácbônát loãng từ bình chứa của cụm thấp áp, sau đó được làm lạnh và được hấp thụ dưới dạng dung dịch cácbônát ở phía vỏ thiết bị cô đặc chân không sơ bộ và trong thiết bị ngưng tụ trung áp. Ammonia dư được làm sạch trong thiết bị hấp thụ trung áp và được thu hồi dưới dạng ammonia lỏng trong bình chứa ammonia, từ đó nó được tuần hoàn về tháp tổng hợp thông qua bơm phun tia carbamate cùng với ammonia sạch từ hàng rào. Ammonia lỏng từ bình chứa ammonia được đưa vào đỉnh tháp hấp thụ dưới dạng dòng hồi lưu. Theo cách này, nhiệt tỏa ra do hình thành cácbônát ở đáy tháp hấp thụ có thể được thu hồi bằng cách bay hơi NH 3 ngưng tụ trước khi đi vào bình chứa ammonia.

Dòng hồi lưu NH3 cũng đảm bảo rằng CO2 trong dòng ra khỏi đỉnh tháp hấp thụ được tối thiểu tới vài ppm. Khí phân hủy từ stripper được trộn với dung dịch cácbônát từ đáy tháp hấp thụ của cụm trung áp trước khi được ngưng tụ và làm lạnh trong các thiết bị ngưng tụ carbamate và được tuần hoàn về tháp tổng hợp dưới dạng carbamate đặc. Nhiệt phản ứng hình thành carbamate trong ống các thiết bị ngưng tụ carbamate được thu hồi ở phía vỏ thiết bị ngưng tụ để tạo hơi. Việc sử dụng sự phân hủy kiểu màng tối thiểu hóa thời gian lưu của dung dịch urê, cùng với lượng NH3 dư đảm bảo tối thiểu sự hình thành biuret trong các giai đoạn phân hủy.

2.1.3.Cô đặc Dung dịch urê ra khỏi giai đoạn phân hủy có áp suất thấp và nồng độ 69÷70% về khối lượng. Để có thể tạo hạt cần phải cô đặc đến 99,75%. Phương pháp cô đặc được lựa chọn là cô đặc trực tiếp, tức là gia nhiệt dung dịch dưới áp suất chân không để tách nước. Việc lựa chọn phương pháp cô đặc nối tiếp hai lần một mặt góp phần tăng hiệu suất cô đặc, mặt khác nó làm giảm thể tích thiết bị cô đặc. Tại thiết bị cô đặc thứ nhất áp suất được hạ xuống còn 0,28 bar, nhiệt độ là 128 0C. Dung dịch sẽ cô đặc tới 95% khối lượng. Và tại thiết bị cô đặc thứ hai áp suất hạ xuống còn 0,027 bar và 1360C. Urê sau khi qua thiết bị cô đặc này có nồng độ 98,75% và được đưa đến tháp tạo hạt.

2.1.4.Công nghệ tạo hạt urê Urê nóng chảy từ công đoạn cô đặc được đưa tới vòi phun thiết bị tạo hạt, từ đây những giọt urê nóng chảy rơi dọc theo tháp tạo hạt, hoá rắn khi tiếp xúc với dòng không khí lạnh đi ngược chiều. Hạt urê được tập trung ở giữa của chân tháp nhờ thiết bị cào quay và rơi vào băng tải của tháp tạo hạt. Hạt urê tiếp tục được đưa qua sàn phân loại để loại bỏ những hạt quá to hoặc bùn. Những sản phẩm không đạt chất lượng này được đưa về bồn chứa dung dịch urê sau cô đặc để tạo hạt lại.

2.1.5.Các phản ứng phụ Biuret là sản phẩm phụ không mong muốn được hình thành do phản ứng của hai mol urê với sự tạo thành NH3, theo phản ứng sau:

2(NH2-COO-NH2) ↔ NH2-CO-NH-CO-NH2 + NH3 Phản ứng này được xúc tiến do thời gian lưu và nhiệt độ cao.

Vì biuret có hại tới sự đâm chồi của hạt và làm héo các cây cam, quýt khi phun urê lên lá, hàm lượng biuret trong phân đạm trên thị trường thế giới cho phép dưới 1,5%. Biuret hình thành trong tất cả các giai đoạn sản xuất urê và chủ yếu được tạo thành ở hệ thống phân hủy thấp áp và nhiệt độ cao. Nhìn chung sự tạo thành biuret sẽ tăng lên nhanh chóng nếu nhiệt độ vượt quá 1100C. Do đó cần phải giữ nhiệt độ, áp suất và thời gian lưu của mức urê lỏng ở mức bình thường trong các bình chứa ở mỗi giai đoạn phân hủy đặc biệt là trong bình chứa của thiết bị tách chân không. Phản ứng hình thành isocyanic acid

Xảy ra khi gia nhiệt urê ở áp suất thấp.

2.1.6.Xử lý nước ngưng quá trình Như đã giải thích trong mô tả công nghệ, cụm xử lý nước ngưng quá trình chủ yếu gồm một tháp chưng để làm sạch nước ngưng quá trình và một thiết bị thủy phân để phân hủy lượng nhỏ urê cuối cùng được tách ra trong phần dưới của tháp chưng thành NH3 và CO2. Hơi rời đỉnh tháp chưng được trộn với hơi từ thiết bị thủy phân được đưa tới cụm thấp áp. Phản ứng thủy phân urê là phản ứng ngược của phản ứng xảy ra trong tháp tổng hợp, tức là:

NH2-CO-NH2



NH3 +

CO2 (thu nhiệt)

Do đó, sự phân hủy urê thuận lợi ở điều kiện nhiệt độ cao, áp suất thấp và thiếu hụt NH3 & CO2. Một thông số quan trọng nữa là thời gian lưu đủ dài. Để loại bỏ NH3 & CO2 càng nhiều càng tốt trước khi đưa vào thiết bị thủy phân, đầu tiên nước ngưng quá trình từ bồn chứa nước ngưng được chưng trong tháp chưng. Hơn nữa, một loạt màng ngăn trong thiết bị thủy phân giúp chặn dòng, do đó tránh được sự trộn ngược. Sự xả bỏ liên tục sản phẩm của phản ứng thủy phân cũng thúc đẩy sự phân hủy urê. Bằng cách loại bỏ NH3 và CO2 tới giới hạn cực đại, có thể duy trì áp suất trong hệ thống ở giá trị tương đối thấp, trong khi đạt được giá trị nhiệt độ cao hơn. Đối với thiết bị này, giá trị nhiệt độ 235oC được lựa chọn cùng với thời gian lưu khoảng 45 phút. Theo một loạt các thử nghiệm đã được thực hiện, đây là những điều kiện tối ưu để đạt được hàm lượng urê nhỏ hơn 1 ppm trong nước thải sau khi làm sạch (hay nước ngưng quá trình đã xử lý) được đưa tới giao diện

2.1.7.Hệ thống bổ sung không khí thụ động Trong các xưởng urê Snamprogetti, thông thường một dòng không khí được sử dụng làm khí thụ động hóa. Điều khiển lượng không khí thụ động bổ sung vào dòng CO2 đạt được bằng cách sử dụng lưu lượng kế được điều khiển bằng van. Hơn nữa, một thiết bị phân tích O 2 cùng với hệ thống báo động được cung cấp ở đầu ra cấp nén thứ 2 của máy nén CO2. Một lượng không khí nhỏ khác cũng được bổ sung vào đáy thiết bị stripper lưỡng kim bằng các máy nén pittông để thụ động hóa các bộ phận bên trong. 2.2.

Mô tả công nghệ xưởng urê (công nghệ của snamprogetti)

2.2.1.Công đoạn nén CO2 CO2 bão hòa hơi nước có độ tinh khiết tối thiểu 98,5% thể tích, có nhiệt độ 45 C và áp suất 0.18 bar lấy từ phân Xưởng Amonia được đưa vào bình tách 20- V- 2017. Tại đây lượng lỏng cuốn theo được tách ra và được đưa về hệ thống thải lỏng, lượng khí CO2 được đưa tới cửa hút cấp 1 của máy nén. 0

Máy nén ly tâm bao gồm có 4 cấp trung gian và được chia làm 2 vùng nén thấp áp và cao áp. Sau mỗi cấp đều được trang bị một thiết bị làm mát và một thiết bị tách với mục đích là để làm nguội và tách lỏng trong dòng khí. Nhiệt độ tại cửa hút của cấp nén thứ 4 được khống chế để tránh hiện tượng hóa rắn của CO2. Phần nước ngưng trong các bình tách trung gian được đưa về hệ thống thải lỏng. Dòng khí CO2 vào đến cửa hút của máy nén có áp suất khoảng 0.12 bar, được nén đến khoảng 4.6 bar trong cấp nén đầu tiên, đến khoảng 18.9 bar trong cấp nén thứ hai, đến 69.9 barg trong cấp nén thứ ba và sau cấp nén cuối cùng áp suất lên đến 157 barg. Turbin chạy bằng hơi nước được sử dụng làm động cơ dẫn động cho máy nén CO2. Dòng hơi trung áp quá nhiệt có áp suất 23.5 bar được rút ra từ turbine được sử dụng làm tác nhân cấp nhiệt cho thiết bị phân giải cao áp E-1001. Lượng hơi còn lại sau khi đi qua các tầng cánh turbin sẽ đi vào thiết bị ngưng tụ hơi nước E-1022 sử dụng nước sông có nhiệt độ thấp làm môi chất tải nhiệt ngưng tụ. Hệ thống ngưng tụ này hoạt động ở áp suất chân không khoảng -0.85 barg. Lượng nước ngưng tụ tại 20-E-1022 được bơm 20-P-1018A/B bơm về xưởng Phụ trợ để tái sử dụng.

2.2.2.Phản ứng Tổng hợp Ammonia lỏng nạp liệu vào xưởng urê, từ xưởng ammonia tương ứng, được lọc qua các thiết bị lọc ammonia FL-1002A/B, sau đó đi vào tháp thu hồi ammonia T-1005 và được tập trung trong bồn chứa ammonia V-1005. Từ V-

1005, ammonia được bơm lên áp suất 22 barg bằng bơm tăng cường ammonia P-1005A/B. Một phần ammonia này được đưa tới tháp hấp thụ trung áp T-1001, phần còn lại đi vào cụm tổng hợp cao áp. Ammonia vào cụm tổng hợp được bơm bằng bơm ammonia cao áp P1001A/B, lên áp suất khoảng 220 barg. Trước khi vào tháp tổng hợp, ammonia được gia nhiệt trong thiết bị gia nhiệt sơ bộ ammonia E-1007, và được sử dụng làm lưu chất đẩy trong bơm phun carbamate J-1001, tại đây carbamate từ bình tách carbamate V-1001 được đẩy lên áp suất tổng hợp. Hỗn hợp lỏng ammonia và carbamate đi vào đáy tháp tổng hợp urê, ở đây hỗn hợp này sẽ phản ứng với dòng CO2 nạp liệu. CO2 từ xưởng ammonia ở áp suất 0.18 barg và nhiệt độ 45 oC đi vào máy nén CO2 PK-1001 và được nén đến áp suất 157 barg. Một lượng nhỏ không khí được đưa vào dòng CO2 ở đầu vào máy nén PK1001 để thụ động hóa các bề mặt thép không rỉ của các thiết bị cao áp, do đó bảo vệ chúng khỏi ăn mòn do các chất phản ứng và sản phẩm phản ứng. Các sản phẩm phản ứng ra khỏi tháp tổng hợp chảy vào phần trên của thiết bị stripper E-1001, hoạt động ở áp suất 147 barg. Đây là thiết bị phân hủy kiểu màng trong ống thẳng đứng, trong đó lỏng được phân phối trên bề mặt gia nhiệt dưới dạng màng và chảy xuống đáy nhờ trọng lực. Khi màng lỏng chảy, nó được gia nhiệt và sự phân hủy carbamate và bay hơi bề mặt xảy ra. Hàm lượng CO2 trong dung dịch giảm do stripping NH3 khi NH3 sôi. Hơi tạo thành (thực chất là ammonia và CO2) bay lên đỉnh ống. Nhiệt phân hủy carbamate được cung cấp nhờ sự ngưng tụ hơi bão hòa 21.8 barg. Dòng hỗn hợp giữa khí từ đỉnh thiết bị stripper, và dung dịch thu hồi từ đáy tháp hấp thụ trung áp T-1001, đi vào các thiết bị ngưng tụ carbamate E-1005A/B, ở đây chúng được ngưng tụ và được tuần hoàn về tháp tổng hợp R-1001 thông qua bơm phun carbamate J-1001. Ngưng tụ khí quá trình ở áp suất cao (khoảng 144 barg) cho phép tạo ra hơi bão hòa 4.9 barg ở phía vỏ của thiết bị ngưng tụ carbamate thứ nhất E-1005A và hơi 3.4 barg ở phía vỏ của thiết bị ngưng tụ carbamate thứ hai E-1005B. Từ đỉnh của bình tách carbamate V-1001, khí không ngưng bao gồm khí trơ (không khí thụ động, khí trơ trong dòng CO2 từ xưởng phụ trợ) chứa một lượng nhỏ NH3 và CO2 được đưa trực tiếp vào đáy thiết bị phân hủy trung áp E-1002.

2.2.3.Tinh chế urê và thu hồi NH3, CO2 trung và thấp áp Làm sạch urê và thu hồi khí xảy ra trong 2 giai đoạn ở áp suất giảm như sau:

 Giai đoạn 1 ở áp suất 19.5 bar  Giai đoạn 2 ở áp suất 4 bar Các thiết bị trao đổi nhiệt trong đó xảy ra quá trình làm sạch urê được gọi là các thiết bị phân hủy bởi vì trong các thiết bị này xảy ra sự phân hủy carbamate.  Giai đoạn làm sạch và thu hồi thứ nhất ở áp suất 19.5 barg Dung dịch, với hàm lượng CO2 thấp, từ đáy thiết bị stripper E-1001, được giãn nở tới áp suất 19.5 barg và đi vào phần trên thiết bị phân hủy trung áp. Thiết bị này được chia thành 3 phần chính: Bình tách đỉnh V-1002, ở đây khí nhẹ được tách ra trước khi dung dịch đi vào bó ống; Thiết bị phân hủy kiểu màng trong ống E-1002A/B, ở đây cácbônát được phân hủy và nhiệt được cung cấp nhờ ngưng tụ hơi 4.9 barg (ở phía vỏ của phần trên E-1002A) và làm lạnh trực tiếp nước ngưng hơi từ bình tách nước ngưng hơi cho stripper V-1009, ở áp suất khoảng 22 barg (ở phía vỏ của phần dưới E-1002B). Bình chứa dung dịch urê Z-1002, bình này tập trung dung dịch urê đã làm sạch giai đoạn 1 có nồng độ 60-63%kl. Khí giàu NH3 và CO2 ra khỏi bình tách đỉnh V-1002 được đưa vào phía vỏ của thiết bị cô đặc chân không sơ bộ E-1004, ở đó khí được hấp thụ riêng phần trong dung dịch cácbônát đến từ cụm thu hồi 4 barg. Tổng nhiệt tạo thành từ phía vỏ, do ngưng tụ/hấp thụ/phản ứng của các chất, được dùng để bốc hơi dung dịch urê đến từ giai đoạn làm sạch thứ hai đến nồng độ 84-86%kl, do đó cho phép tiết kiệm đáng kể hơi thấp áp ở giai đoạn cô đặc chân không thứ nhất. Từ phía vỏ của thiết bị cô đặc chân không sơ bộ E-1004, pha hỗn hợp được đưa vào thiết bị ngưng tụ trung áp E-1006, tại đây CO2 được hấp thụ gần như hoàn toàn và nhiệt ngưng tụ/phản ứng được lấy đi nhờ nước làm mát từ thiết bị ngưng tụ ammonia E-1009. Từ E-1006 pha hỗn hợp chảy vào tháp hấp thụ trung áp T-1001, ở đây pha khí tách ra sẽ đi vào bộ phận tinh chế. Đây là tháp hấp thụ kiểu đĩa mũ chóp và xảy ra hấp thụ CO2 và tinh chế NH3. Các đĩa được nạp liệu bằng dòng hồi lưu ammonia sạch, để cân bằng năng lượng vào cột, và để tách CO2 và H2O có trong dòng khí NH3 và khí trơ bay lên.

NH3 hồi lưu được lấy từ bồn chứa ammonia V-1005 và được đưa vào cột bằng bơm tăng áp ammonia P-1005A/B. Dòng NH3 và khí trơ bão hòa với vài ppm CO2 (20-100 ppm) ra khỏi đỉnh bộ phận tinh chế, được ngưng tụ riêng phần trong thiết bị ngưng tụ ammonia E1009. Từ đây dòng 2 pha được đưa vào bồn chứa ammonia V-1005. Dòng không ngưng bão hòa ammonia rời V-1005 bay dọc trong tháp thu hồi ammonia T-1005, ở đây một lượng ammonia được ngưng tụ nhờ dòng ammonia lỏng đến từ giao diện của xưởng urê. Dòng khí rời đỉnh T-1005 bay dọc trong tháp hấp thụ ammonia trung áp E1011, ở đây hàm lượng ammonia được giảm triệt để nhờ dòng dung dịch ammonia loãng ngược chiều hấp thụ khí ammonia. Khi ammonia trong pha khí được hấp thụ, nhiệt tạo thành sẽ làm tăng nhiệt độ của dòng lỏng đi xuống, do đó làm cản trở sự hấp thụ tiếp tục ammonia. Để duy trì nhiệt độ thích hợp, một dòng nước làm mát được cung cấp ở phía vỏ của E-1011. Tháp rửa khí trơ trung áp T-1003, được nối vào phần trên của E-1011, gồm 3 đĩa van, ở đây khí trơ được rửa lần cuối bằng nước sạch. Hàm lượng ammonia trong dòng khí bay lên là thấp nhất và do đó nhiệt độ ít nhạy với nhiệt hấp thụ. Cuối cùng khí trơ được tập trung vào ống khói. Từ đáy của E-1011, dung dịch NH3-H2O được tuần hoàn lại tháp hấp thụ trung áp T-1001 bằng bơm P-1007A/B. Dòng ra khỏi đáy T-1001 được tuần hoàn bằng bơm dung dịch cácbônát cao áp P-1002A/B về cụm thu hồi tổng hợp sau khi gia nhiệt sơ bộ ở phía ống của thiết bị gia nhiệt sơ bộ cácbônát cao áp E-1013. Trong thiết bị trao đổi nhiệt này, lưu chất gia nhiệt phía vỏ là nước ngưng quá trình từ đáy tháp chưng cất T-1002.  Giai đoạn làm sạch và thu hồi thứ hai ở áp suất 4 bar Dung dịch với hàm lượng CO2 rất thấp ra khỏi đáy thiết bị phân hủy trung áp được giãn nỡ đến áp suất 4 bar và đi vào phần trên của thiết bị phân hủy thấp áp. Thiết bị này được chia thành 3 phần chính:  Bình tách đỉnh V-1003, ở đây khí nhẹ được tách ra trước khi dung dịch đi vào bó ống;  Thiết bị phân hủy kiểu màng ống E-1003, ở đây cácbônát được phân hủy và nhiệt được cung cấp nhờ ngưng tụ hơi thấp áp bão hòa 4.9 barg;

 Bình chứa dung dịch urê Z-1003, bình này tập trung dung dịch urê đã làm sạch giai đoạn 2 có nồng độ 69-71%kl. Khí ra khỏi V-1003 trước tiên được trộn với hơi từ bộ phận tinh chế của tháp chưng T-1002, và sau đó được đưa vào phía vỏ của thiết bị gia nhiệt sơ bộ ammonia cao áp E-1007, ở đây chúng được ngưng tụ riêng phần. Nhiệt ngưng tụ được thu hồi ở phía ống để gia nhiệt sơ bộ ammonia lỏng cao áp (nạp liệu vào tháp tổng hợp urê). Dòng phía vỏ của E-1007 được đưa vào thiết bị ngưng tụ thấp áp E-1008, ở đây hơi NH3 và CO2 còn lại được ngưng tụ hoàn toàn. Nhiệt ngưng tụ được lấy đi nhờ nước làm mát ở phía ống. Dung dịch cácbônát ra khỏi E-1008 được thu hồi vào bồn chứa dung dịch cácbônát V-1006. Từ đây dung dịch cácbônát được tuần hoàn về đáy tháp hấp thụ trung áp T-1001 bằng bơm P-1003A/B qua phía vỏ của thiết bị cô đặc sơ bộ E-1004 và sau đó qua thiết bị ngưng tụ trung áp E-1006. Một phần nhỏ dung dịch cácbônát thấp áp cũng được dùng làm dòng hồi lưu vào bộ phận tinh cất của tháp chưng T-1002. Bồn V-1006 được trang bị một tháp rửa khí trơ thấp áp T-1004 để giúp điều khiển áp suất của giai đoạn thu hồi thứ hai. T-1004 được nối với phần trên của E-1012, nơi mà nước làm mát được cung cấp để lấy nhiệt hấp thụ.

2.2.4.Cụm cô đặc urê Dung dịch urê ra khỏi đáy thiết bị phân hủy thấp áp được giãn nỡ tới áp suất 0.33 bara và đi vào phần trên của thiết bị cô đặc chân không sơ bộ. Thiết bị này được chia thành 3 phần chính:  Bình tách đỉnh V-1004, ở đây khí nhẹ được tách ra trước khi dung dịch đi vào bó ống. Hơi được tách ra nhờ hệ thống chân không thứ nhất PK1003;  Thiết bị cô đặc kiểu màng E-1004, ở đây lượng cácbônát còn lại được phân hủy và nước được bốc hơi. Nhiệt được cung cấp nhờ ngưng tụ riêng phần (phía vỏ) khí đến từ thiết bị phân hủy trung áp;  Bình chứa lỏng ở đáy Z-1004, ở đây tập trung dung dịch urê có nồng độ khoảng 84-87%. Dung dịch urê ra khỏi bình chứa Z-1004 nhờ bơm dung dịch urê 85% P1006A/B bơm vào đáy thiết bị cô đặc chân không thứ nhất E-1014. Thiết bị này hoạt động ở cùng áp suất như phía ống E-1004 (tức là 0.33 bara).

Hơi bão hòa áp suất 3.4 barg được cung cấp vàp phía vỏ E-1014 để cô đặc dung dịch urê chảy trong ống. Pha hỗn hợp ra khỏi phía ống của E-1014 đi vào bình tách chân không khílỏng thứ nhất V-1014, từ đây một lần nữa hơi được tách nhờ hệ thống chân không thứ nhất PK-1003 trong khi nhờ trọng lực urê nóng chảy (khoảng 95%) đi vào đáy thiết bị cô đặc chân không thứ hai E-1015, hoạt động ở áp suất 0.03 bara. Hơi bão hòa áp suất 3.4 barg được cung cấp vào phía vỏ E-1015 để cô đặc urê chảy trong ống. Pha hỗn hợp ra khỏi phía ống của E-1015 đi vào bình tách chân không khílỏng thứ hai V-1015, từ đây hơi được tách nhờ hệ thống chân không thứ hai PK1004, trong khi urê nóng chảy (khoảng 99.75%) được đưa tới tháp tạo hạt.

2.2.5.Tạo hạt urê Urê nóng chảy ra khỏi bình chứa Z-1015 được đưa đến gàu tạo hạt Z1009A/B bằng bơm ly tâm P-1008A/B. Hạt urê nóng chảy từ gàu tạo hạt rơi dọc theo tháp tạo hạt bằng gió tự nhiên Z-1008, đóng rắn và làm lạnh khi tiếp xúc với dòng không khí ngược chiều. Ammonia tự do (vài ppm) có trong urê nóng chảy từ Z-1015 có thể được thải ra khí quyển do lôi cuốn theo dòng khí làm lạnh thổi qua tháp tạo hạt. Để giảm sự thoát khí, dung dịch acid sulphuric 98%, từ bồn chứa 30-TK1005/20-V-1040, được phun vào dòng urê nóng chảy, bằng bơm định lượng P1020A/B, ở đầu vào bơm của P-1008A/B. Bằng cách này H2SO4 phản ứng với NH3 tạo thành amôni sulphat, muối này sẽ trộn lẫn và đóng rắn cùng với sản phẩm urê. Urê hạt được tập trung ở giữa đáy tháp tạo hạt bằng cào quay hình nón Z1007 và thông qua một phễu hình nón, chúng rơi vào băng tải của tháp tạo hạt N-1001. Sàng Z-1012, phía dưới của N-1001 sẽ loại bỏ urê vón cục, urê này được xả trực tiếp và được hòa tan trong bồn chứa urê kín TK-1003 thông qua băng tải tuần hoàn urê N-1002. Cuối cùng sản phẩm urê được đưa tới giao diện bằng băng tải sản phẩm N1003. N-1003 được trang bị một cầu cân đơn nhạy W-1001.

2.2.6.Xử lý nước thải Cụm này cung cấp những điều kiện để xử lý nước nhiễm NH 3-CO2 và urê từ các hệ thống chân không, để thu được nước ngưng quá trình hầu như không chứa NH3-CO2-urê được đưa tới giao diện. Nước quá trình chứa NH3, CO2 và urê từ các hệ thống chân không, được tập trung trong bồn chứa nước ngưng quá trình TK-1002 cùng với nước xả được tập trung trong bồn chứa cácbônát kín TK-1004 và được đưa vào TK-1002 bằng bơm P-1016A/B. Từ TK-1002 nước ngưng quá trình được bơm bằng bơm P1014A/B vào phần trên của tháp chưng T-1002. Trước khi vào cột, nước ngưng quá trình lấy nhiệt từ:  Nước ngưng đã làm sạch ra khỏi đáy cột qua thiết bị gia nhiệt sơ bộ thứ nhất E-1016;  Nước ngưng hơi ở 120oC, ra khỏi bình chứa nước ngưng hơi V-1010 thông qua thiết bị gia nhiệt sơ bộ thứ hai E-1017. Cột chưng T-1002 gồm 55 đĩa và được chia thành 2 phần chính bằng một đĩa ngăn được đặt giữa đĩa thứ 35 và 36 (tính từ đáy). Điều kiện công nghệ của cột:  Ap suất (đáy/đỉnh): 4.7/4.2 barg;  Nhiệt độ (đáy/đỉnh): 157/130 oC. Nước ngưng từ đĩa ngăn được bơm bằng bơm P-1015A/B vào thiết bị thủy phân urê R-1002, ở đây có các điều kiện công nghệ thích hợp cho phân hủy urê thành CO2 và NH3. Thiết bị R-1002 hoạt động giống như một thiết bị phản ứng và dòng hơi được đưa trực tiếp vào để cung cấp đủ nhiệt phân hủy urê. Điều kiện công nghệ thủy phân:  Ap suất: 34.3 barg;  Nhiệt độ: 235oC;  Hơi trực tiếp ở hàng rào: nhiệt độ 370oC, áp suất 38.2 barg. Hơi từ thiết bị thủy phân cũng như hơi từ tháp chưng T-1002 được trộn với khí đỉnh của thiết bị phân hủy thấp áp, đi vào E-1007 để thu hồi nhiệt. Nước ngưng sau thủy phân ra khỏi đáy R-1002, sau khi giảm nhiệt độ khi đi qua thiết bị gia nhiệt sơ bộ cho thủy phân E-1018, sẽ đi vào tháp chưng ngay

dưới đĩa ngăn, ở đây xảy ra quá trình stripping lần cuối NH3 và CO2. Hơi 4.9 barg được phun trực tiếp vào đáy cột để cung cấp năng lượng cần thiết cho stripping. Nước ngưng quá trình đã làm sạch rời đáy cột ở 157 oC được đưa tới giao diện: sau khi được làm lạnh tới 45oC nhờ:  Gia nhiệt sơ bộ cácbônát cao áp trong E-1013;  Gia nhiệt sơ bộ dòng nạp liệu tháp chưng cất trong E-1016;  Làm lạnh lần cuối bằng nước sông trong E-1024, thiết bị làm lạnh nước ngưng sau làm sạch. Các chất ô nhiễm (tức là NH3-CO2-urê) trong nước sau xử lý đã giảm xuống còn vài ppm và được tận dụng lại. Trong quá trình khởi động và khi gặp sự cố, nước ngưng đã xử lý được tuần hoàn về bồn nước ngưng quá trình TK-1002 cho tới khi nó chỉ còn chứa vài ppm NH3 và urê.

2.2.7.Các hệ thống phụ trơ Để vận hành xưởng urê dễ dàng hơn, các hệ thống phụ trợ sau đây đã được cung cấp:  Bồn chứa dung dịch urê TK-1001: Bồn TK-1001 được dùng để thu gom cả dung dịch urê 70-75% trong trường hợp cụm cô đặc gặp sự cố và urê nóng chảy trong trường hợp tháp tạo hạt gặp sự cố. Bồn này cũng được dùng để thu hồi dung dịch urê từ bồn chứa urê kín TK-1003 sau khi được lọc qua thiết bị lọc FL-1001A/B. Dung dịch urê chứa trong TK1001 có thể được gia nhiệt bằng hơi bão hòa thấp áp.  Bơm thu hồi dung dịch urê P-1009A/B: Bơm này lấy urê từ TK-1001 và tuần hoàn về thiết bị cô đặc chân không thứ nhất E-1014.  Bồn chứa urê kín TK-1003: Bồn chôn TK-1003 được dùng để thu gom dung dịch urê xả và để hòa tan urê vón cục nhờ thiết bị khuấy Z-1011. Bơm chìm P-1019A/B cho phép đưa dung dịch urê về bồn chứa dung dịch urê TK-1001. Nhiệt cần thiết cho hòa tan urê vón cục và gia nhiệt dung