Các nhà máy sản xuất trong nước – Tài liệu text
– Sau 3 năm thi công xây dựng, nhà máy đã được đưa vào vận hành sản
xuất ngày 24 tháng 6 năm 1962.
-Các sản phẩm chính của nhà máy
– Supe Phốt phát đơn (Supe Lâm Thao)
– Phân hỗn hợp NPK Lâm Thao
– Axit sunfuric kỹ thuật (H2SO4)
– Axit sunfuric tinh khuyết (P) và tinh khuyết phân tích (Pa)
– Axit sunfuric dùng cho ăcquy (H2SO4)
– Natri silicoflorua (Na2SiF6)
– Phèn nhôm sunfat
– Phèn kép amoni sunfat
– Natri sunfat (Na2SO3)
– Natri bisunfit (NaHSO3)
– Natriflorua (NaF)
– Natri pyrosunfit (Na2S2O5)
– Nhà máy hóa chất Tân Bình
Nhà máy hóa chất Tân Bình
– Là công ty hóa chất trực thuộc công ty hóa chất cơ bản miền nam.
– Được xây dựng và đưa vào sử dụng từ năm 1972
– Nhà máy được đặt tại 46/6 Phan Huy Ích, P15, Q. Tân Bình, Tp. Hồ
Chí Minh
7
7
– Các sản phẩm chính của nhà máy
– Nhôm Hydroxyt Al(OH)3
– Axít Sunfuric H2SO4
– Phèn Nhôm sunfat Al2(SO4)3.nH2O
– Phèn Nhôm Kali Sunfat Al2(SO4)3.K2SO4.24 H2O
– Phèn Nhôm Amôn Sunfat Al2(SO4)3.(NH4)2SO4.24 H2O
– Natri Thiosunfat Na2S2O3.5H2O
– Can nhựa
– Nhà máy hóa chất Việt Trì
–
Nhà máy hóa chất Việt Trì
Là một thành viên của công ty hóa chất Việt nam được xây dựng năm
1958. Vào tháng 4 năm 1961 thì bắt đầu hoạt động đến ngày 9 tháng
5 năm 1961 nhà máy sản xuất ra mẻ xút đầu tiên.
– Tháng 7-1961 đưa vào sản xuất thuốc trừ sâu 666
– Tháng 8-1961 sản xuất axit HCl
– Tháng 12-1961 sản xuất PVC
Công xuất ban đầu khoảng 1000 tấn NaOH/ năm
– 18/3/1962 khánh thành nhà máy
– 1974 mở rộng công xuất 3 lần
– 1993 mở rộng thay thế một thùng điện phân cũ bằng thùng điện
phân cực titan ( 2 thùng ) còn lại là graplut
– Năm 1995 thay thé hoàn toàn các thùng điện phân bằng titan công
suất 6.000 tấn /năm
8
8
– Năm 2003 mở rộng, đến 2004 đầu tư công xuất 9000 tấn /năm( có
72 thùng điện phân )
– Cải tạo công đoạn sấy khô clo
– Đầu tư mới công đoạn sản xuất axit HCl lò đốt 3 trong 1
– Thay thế công nghệ lọc muối trong công đoạn sản xuất muối
– Các sản phẩm hiện nay
– Xút NaOH 30%
– Axit HC 31%
– Clo lỏng 99,6 %
– Javen khoảng 8% clo nguyên tử hữu hiệu
– Thủy tinh lỏng Na2SiO3
– BaCl2
– ZnCl2
– Nhà máy Supe lân Long Thành – Bến Tre
Nhà máy Supe lân Long Thành – Bến Tre
–
Nhà máy Supe phốt phát Long Thành là đơn vị trực thuộc Công ty
Phân bón Miền Nam, Nhà máy sản xuất và tiêu thụ superlân ,acid
sunfuaric và một số hoá chất khác .Hiện nay Nhà máy Supe phốt phát
Long Thành cung cấp phân bón Supe lân, NPK cho các tỉnh đồng
bằng sông Cửu Long, Miền Đông Nam bộ, Miền Trung và Tây Nguyên
9
9
và một số tỉnh phía Bắc. Cung cấp acide sunfuaric và natri siliflourua
cho thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh lân cận. ngoài ra Nhà máy đã
từng bước nghiên cứu và sản xuất ra nhiều sản phẩm phân bón khác
để đáp ứng yêu cầu của khách hàng
–
Hàng năm sản lượng H2SO4 đạt khoảng 80.000 tấn /năm với nguyên
liệu là quặng sulfua sắt, sản xuất theo phương pháp tiếp xúc (chất
xúc tác là V2O5
)
CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC
SƠ LƯỢC VỀ CÔNG NGHỆ
Có 2 phương pháp:
Phương pháp tiếp xúc: dùng V2O5 hoặc K2O làm xúc tác
Phương pháp tháp: dùng NO làm xúc tác, xảy ra trong tháp đệm
– Phương pháp tiếp xúc cho nồng độ axit cao (98 – 99%), tuy nhiên chi phí cao.
Trong phương pháp tiếp xúc bao gồm: phương pháp tiếp xúc đơn và tiếp xúc
kép. Ngày nay trên thế giới và trong nước sử dụng chủ yếu phương pháp tiếp
xúc kép với xúc tác là V2O5
.
– Phương pháp tháp: chi phí đầu tư đơn giản nhưng nồng độ axit chỉ đạt 70 –
75%. Phương pháp này chỉ được dùng trong trường hợp sản xuất hỗn
hợp axit sunfuric và nitric.
Dù đi từ nguồn nguyên liệu nào thì quá trình sản xuất H2SO4 cũng tiến hành
theo 4 giai đoạn chính:
– Tạo SO2 bằng cách đốt nhiên liệu chứa S
– Tinh chế khí (làm sạch tạp chất có trong khí)
– Chuyển hóa SO2 thành SO3
– Hấp thụ SO3 bằng H2O tạo H2SO4
I.
NGUYÊN LIỆU ĐỂ SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC
10
10
Nguyên liệu để sản xuất rất phong phú bao gồm lưu huỳnh nguyên tố và các
hợp chất khác có chứa lưu huỳnh như các muối sunfua và sunfat kim loại, khí
thiên nhiên…
Sau đây là một số nguyên liệu trong sản xuất H2SO4:
LƯU HUỲNH NGUYÊN TỐ (S)
S là một trong những nguyên tố có nhiều trong tự nhiên. S chiếm 0, 1% khối
lượng vỏ trái đất. S được đánh giá là một trong những nguyên tố quan trọng
nhất và có nhiều ứng dụng trong công nghiệp. S được sử dụng chủ yếu trong
các ngành công nghiệp sản xuất axit sunfuric (chiếm khoảng 50% tổng lượng S
sản xuất ra), trong nông nghiệp chiếm khoảng 10- 15% tổng lượng S sản xuất
ra).
I.1
Trong tự nhiên lưu huỳnh dạng đơn chất có thể tìm thấy ở gần các suối nước
nóng và các khu vực núi lửa tại nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt là dọc theo
vành đai lửa Thái Bình Dương. Các nguồn phổ biến này là cơ sở cho tên gọi
truyền thống “brimstore” do lưu huỳnh có thể tìm thấy ở gần các miệng núi
lửa. Các trầm tích núi lửa hiện được khai thác tại Idonesia, Chile và Nhật Bản.
Các mỏ đáng kể của lưu huỳnh cũng tồn tại trong các mỏ muối dọc theo bờ
biển thuộc vịnh Mêxicô và trong các evaporit ở Đông Âu và Tây á. Lưu huỳnh
trong các mỏ này được cho là có được nhờ hoạt động của các vi khuẩn kỵ đối
với các khoáng chất sunfat đặc biệt là thạch cao. Các mỏ này là nền tảng
của sản xuất lưu huỳnh công nghiệp tại Hoa Kỳ, Ba Lan, Nga, Turkmenistan.
Lưu huỳnh thu được từ dầu mỏ, khí đốt và cát dầu Athabasca đã trở thành
nguồn cung cấp lớn trên thị trường với các kho dự trữ lớn dọc theo Alberta.
Ở Việt Nam, để điều chế lưu huỳnh, người ta đi từ quặng S thiên nhiên chứa
khoảng 15- 20% S hoặc tách các hợp chất từ khí thải của các ngành công
nghiệp luyện kim màu, gia công dầu mỏ, khí thiên nhiên, khí dầu mỏ.
QUẶNG PYRIT
Quặng thường
Thành phần chủ yếu của quặng pyrit là sắt sunfua FeS2 chứa 53, 44% S và 46.
56% Fe. FeS2 thường ở dạng tinh thể pyrit lập phương, cũng có khi ở dạng tinh
thể macazit hình thoi.
I.2
I.2.1
Quặng pyrit thường gặp là loại khoáng sản màu vàng xám, khối lượng đổ đống
là 2200 đến 2400 kg/m3 tuỳ theo kích thước hạt quặng. Trong quặng có chứa
nhiều tạp chất như các hợp chất của đồng (chủ yếu là FeCuS2, CuS, Cu2S) chì,
kẽm, niken, bạc, … Vì vậy hàm lượng thực tế của lưu huỳnh vào khoảng 3052%.
Quặng pyrit có nhiều ở Nga, Tây Ban Nha, Nhật Bản, Canada, Bồ Đào Nha…
11
11
Miền bắc nước ta chỉ mới phát hiện một số mỏ pyrit nhưng trữ lượng và số
lượng còn thấp.
I.2.2
Pyrit tuyển nổi
Trong quặng pyrit có rất nhiều tạp chất, một trong số tạp chất có giá trị là đồng.
Nếu hàm lượng đồng trong quặng này lớn hơn 1% thì sẽ đem đi sản xuất đồng
hơn là sản xuất axit sunfuric.
Trước khi đem luyện đồng, thương dùng phương pháp tuyển nổi để làm giàu
đồng của quặng này lên 15- 20%. Phần bã thải của quá trình tuyển nổi chứa
khoảng 32- 40% S gọi là quặng pyrit tuyển nổi, dùng để sản xuất axit sunfuric.
Cứ 100 tấn quặng thì có 15- 20 tấn quặng đồng và 80- 85 tấn pyrit tuyển nổi. Nếu
tiếp tục tuyển lần 2 sẽ thu được quặng chứa 40- 45% S.
Pyrit lẫn than
Than đá ở một số mỏ có chứa quặng pyrit, có loại chứa tới 2- 5% S làm giảm
chất lượng của than. Vì vậy cần loại bỏ than có chứa pyrit. Than cục loại bỏ này
chứa tới 32- 40% S và 12- 18% C gọi là pyrit lẫn than.
I.2.3
Pyrit lẫn than có hàm lượng S cao nhưng không đốt ngay được vì chứa hàm
lượng C lớn. Khi đốt có thể gây nổ lò. Vì vậy cần nghiền và rửa quặng lẫn than
để làm giảm lượng C xuống 3- 6%.
Một số mỏ ở Việt Nam
– Mỏ sắt Nà Lũng thuộc địa phận xã Duyệt Trung, thị xã Cao Bằng trữ
lượng khoáng sản hiện tại còn hơn 8 triệu tấn với hàm lượng gần 60% Fe,
khoảng 30% S.
I.2.4
– Mỏ đồng Sin Quyên thuộc xã Bản Vược và Cốc Mỳ, huyện Bát Xát, tỉnh Lào
Cai. Theo thiết kế, mỏ có công suất khai thác 1, 1- 1, 2 triệu tấn quặng nguyên
khai/ năm. Công suất thiết kế nhà máy luyện đồng (công ty đồng Lào Cai) 41.
738 tấn tinh quặng, hàm lượng 25% Cu/năm để sản xuất 1000tấn Cu hàm
lượng 99, 95% cùng các sản phẩm khác như vàng, bạc, tinh quặng sắt, tinh
quặng pirit.
– Mỏ kẽm chì chợ Điền: thuộc các xã Bản Thi, Quảng Bạch và Đổng Lạc,
huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Cạn. Sản lượng khai thác hàng năm khoảng 50000
tấn quặng ôxit và 40000 tấn quặng pirit. Trữ lượng còn lại đến đầu năm 2004:
quặng ôxit 0, 88 triệu tấn, quặng pirit 0, 513 triệu tấn
– Mỏ kẽm chì Lang Hich: thuộc xã Tân Long, huyện Đồng Hỷ, tình Thái
Nguyên, sản lượng khai thác đạt trung bình 15000 tấn quặng/ năm. Trữ lượng
còn lại đến đầu năm 2004: quặng ôxit 227. 267 tấn, quặng pirit 37. 600 tấn.
– Mỏ pirit ở huyện Ba Vì, tỉnh Hà Tây (nay thuộc địa phận Hà Nội). Các thân
quặng pirit nằm trong tập đá vụn núi lửa của hệ tầng tuổi pecmi- Triat. Quặng
12
12
có nguồn gốc nhiệt dịch, liên quan mật thiết đến các hoạt động phun trào trung
tính và axit. Các than quặng có cấu tạo rất phức tạp, chất lượng và bề dày biến
đổi theo đường phương và hướng dốc. Quặng có hàm lượng S từ 4- 20%, trữ
lượng theo đánh giá tìm kiếm khoảng chục triệu tấn
THẠCH CAO
Đây cũng là một nguồn nguyên liệu để sản xuất axit sunfuric vì nhiều nước trên
thế giới có mỏ thạch cao. Ngoài ra trong quá trình sản xuất axit photphoric, supe
photphat kép, nitrophat, … cũng thải ra CaSO4.
I.3
Thông thường người ta thường sản xuất cùng lúc axit sunfuric và xi măng. Muốn
thế đốt hỗn hợp thạch cao, đất sét và than trong lò quay. Khi đó CaSO4 bị khử,
cho SO2 sang điều chế axit sunfuric, phần xỉ còn lại cho thêm 1 số phụ gia để
sản xuất xi măng.
CÁC CHẤT THẢI CÓ CHỨA S
Khí lò luyện kim màu
Khí lò trong quá trình đốt các kim loại màu như quặng đồng, chì, thiếc, … có
chứa nhiều SO2. Đây là một nguồn nguyên liệu rẻ tiền để sản xuất axit sunfuric
vì cứ sản xuất 1 tấn đồng sẽ thu được 7, 3 tấn SO2 mà không cần lò đốt quặng
trong dây chuyền sản xuất axit sunfuric. Ngoài ra việc thu hồi khí SO2 trong lò còn
tăng cường bảo vệ sức khoẻ của công nhân và người dân xung quanh nhà máy.
I.4
I.4.1
Khí hydro sunfua
Khi cốc hoá than khoảng 50% lượng S sẽ đi theo khí cốc chủ yếu ở dạng H2S.
Lượng H2S trong khí cốc trên toàn thế giới lên đến hàng triệu tấn một năm. Thu
hồi lượng H2S này không những có ý nghĩa kinh tế mà còn có ý nghĩa về môi
trường và sức khoẻ.
I.4.2
Khói lò
Khi đốt than trong lò của các nồi hơi lưu huỳnh và các hợp chất của nó có trong
than sẽ chuyển thành SO2. Hàng năm trên thế giới đốt hàng tỷ tấn than trong đó
khói lò đã thải vào khí quyển hàng tấn lưu huỳnh. Đây cũng là nguồn nguyên liệu
đáng kể để sản xuất axit sunfuric. Tuy nhiên muốn sử dụng nó cần phương pháp
thu hồi và tăng hàm lượng SO2 hoặc điều chế từ SO2 nghèo.
I.4.3
Trên đây là các cách để có được nguyên liệu sản xuất axit sunfuric đầu tiên. Và
tiếp theo chúng ta sẽ tìm hiểu đặc điểm nào để sản xuất nguyên liệu.
H2SO4 thải
Sau khi dùng axit sunfuric làm tác nhân hút nước, tinh chế dầu mỏ, sunfua hoá
các hợp chất hữu cơ sẽ thu được chất thải chứa nhiều H2SO4 ( 20 – 50%). Việc
thu hồi axit sunfuric này cũng có ý nghĩa rất lớn về mặt kinh tế và bảo vệ môi
trường.
I.4.4
13
13
CHẤT XÚC TÁC TRONG SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC
Trong công nghệ sản xuất axit sunfuric chất xúc tác đóng vai trò rất quan trọng
trong giai đoạn chuyển hoá SO2 thành SO3. các chất xúc tác trong quá trình ô
xi hoá SO2 có thể chia làm hai nhóm.
I.5
– Nhóm I là các xúc tác chứa platin gồm platin là cấu tử hoạt tính được mang
trên các chất mang như amiăng, silicagen và một số chất khác.
– Nhóm thứ II bao gồm các ô xít kim loại
Trong lịch sử của công nghệ sản xuất axit sunfuric, đầu tiên phổ biến là dùng
xúc tác chứa platin, sau đó dùng xúc tác sat ôxit. Trong mấy chục năm gần
đây, trên thế giới cũng như ở nước ta xúc tác được dùng phổ biến nhất là vana
điôxit ( V2O5 ) cùng với một số phụ gia khác như Al2O3, SiO2, K2O, CaO Các
chất phụ gia có tác dụng làm tăng độ bền cơ học, nâng cao hoạt tính của chất
xúc tác, ít bị ngộ độc bởi các tạp chất. Xúc tác platin có hoạt động cao nhất,
trên xúc tác này xảy ra phản ứng ô xi hoá SO2 diễn ra ngay ở nhiệt độ 400 độ
C. Xúc tác chứa vana điôxit chiếm vị trí thứ hai, còn trên xúc tác Fe2O3 phản
ứng này chỉ diễn ra ở nhiệt độ 600 độ C.
ĐẶC ĐIỂM SỬ DỤNG NGUYÊN LIỆU
Mặc dù đi từ nhiều loại nguyên liệu khác nhau để sản xuất axit sunfuric nhưng
chúng đều có điểm chung là đốt nguyên liệu để tạo ra SO2. Trước khi đốt phải
trải qua giai đoạn gia công cơ, nhiệt tuỳ theo dạng nguyên liệu.
II.
S trước khi đua vào lò đốt phải đập nhỏ, nấu chảy, lọc đẻ loại bỏ tạp chất. S ở
dạng lỏng được không khí nén đua vào lò đốt sẽ hoá hơi và cháy ở đây thu
được SO2 đạt tới 16%.
Quặng pirit thông thường có kích thước 50 – 200 mm vì vậy phải trải qua các
công đoạn đập, nghiền, sàng để có kích thước nhất định ( tuỳ thuộc vào loại
lò ). Ví dụ trong lò đốt tầng sôi người ta cần loại bỏ các hạt quặng có kích
thước lớn hơn 3mm, hạn chế các hạt quặng có kích thước nhỏ hơn 44 x 10- 3
mm. Bởi vì những hạt quá to hay quá nhỏ đều ảnh hưởng đến bụi xỉ pirit cuốn
theo khí lò trong quá trình đốt nguyên liệu do tất cả các hạt rắn có tốc độ tới
hạn nhỏ hơn hoặc bằng tốc độ làm việc của khí đều bị cuốn theo khí lò vào hệ
thống sản xuất phía sau khiến chúng ta phải xử lý khí SO2 thu được. Mặt
khác, quặng có kích thước quá nhỏ quá dễ bị kết khối ở nhiệt độ cao.
Quặng tuyển nổi phải sấy sơ bộ để giảm hàm lượng ẩm.
III.
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
Để tìm hiểu được công nghệ sản xuất axit sunfuaric, trước hết chúng ta đề
cập tới một số tính chất hoá học cơ bản nhất của axit sunfuric với mục đích
14
14
chọn được vật liệu thích hợp chế tạo thiết bị sản xuất, bảo quản và vận
chuyển
nó:
– Axit sunfuric khan là chất lỏng không màu, sánh ( khối lượng riêng ở
0
3
0
20 C là 1, 8305 gam/cm ), kết tinh ở 10, 37 C. ở áp suất thường nó sôi ở
296, 2
0
C.
– Trong hoá học axit sunfuric được xem là hợp chất của anhydrit sunfuric với
nước. Công thức hoá học: SO3 H2O.
– Trong kỹ thuật: hỗn hợp theo tỷ lệ bất kỳ của SO3 với H2O đều gọi là axit
sunfuric.
+ Nếu tỷ lệ SO3/ H2O < 1 người ta gọi là dung dịch axit sunfuric. Tỷ lệ SO3/ H2O > 1 gọi là dung dịch của SO3 trong axit sunfuric hay oleum hoặc axit
sunfuric bốc khói .
– Mặc dù có các phương pháp khác nhau để sản xuất axit sunfuric tuy nhiên
chúng có điểm chung là đều có 4 giai đoạn chính:
+ Đốt nguyên liệu sản xuất SO2.
+ Tinh chế khí SO2.
+ O xy hoá SO2 thành SO3.
+ Hấp thụ SO3 để tạo thành H2SO4.
Bởi vậy công nghệ mà chúng tôi trình bày ở đây cũng được chia thành 4 giai
đoạn chính như trên. Chúng ta có thể tham khảo sơ đồ công nghệ của phân
xưởng sản xuất H2SO4 của nhà máy supe photphat LONG THÀNH I. Chuẩn bị
nguyên, nhiên vật liệu:
– Nguyên liệu sản xuất axit sunfuric đã được trình bày ở trên, phần nguyên
nhiên vật liệu sản xuất axit. Ở đây chúng tôi sẽ đề cập chi tiết hơn về công
việc chuẩn bị nguyên, nhiên vật liệu.
1. Nguyên liệu:
– Nguyên liệu được nghiền nhỏ để có kích thước nhất định, sàng lọc, để
đưa qua các lò đốt.
– Để quá trình đốt nguyên liệu đỡ tốn nhiệt, ta cần lọc bụi ngay từ giai
15
15
Source: https://laodongdongnai.vn
Category: Doanh Nghiệp
