Khí than ẩm ra đoạn III máy nén có áp suất P = 2,1MPa, nhiệt độ 40oC được đưa qua công đoạn biến đổi. Đầu tiên đi qua bộ phận phân ly dầu, sau đó qua 2 bộ lọc bằng than cốc để khử hết dầu, bụi, các tạp chất khác, rồi đi vào trong ống của thiết bị trao đổi nhiệt khí biến đổi, trao đổi nhiệt với khí biến đổi đi ra từ lò biến đổi số II. Sau đó hỗn hợp với hơi nước quá nhiệt từ FI 601 đến, đi vào thiết bị trao đổi nhiệt khí than, đầu tiên đi vào từ phần dưới để phân ly nước, sau đó đi vào trong ống của bộ phận trao đổi nhiệt ở phía trên, trao đổi nhiệt với khí biến đổi đi ra từ lò biến đổi số I. Khí than ra khỏi đỉnh bộ trao đổi nhiệt khí than được hỗn hợp với khí than lạnh từ TIC 603 đến thành hỗn hợp khí có nhiệt độ 180 - 210oC, tỉ lệ hơi nước/khí khoảng 0,3; đi vào đỉnh lò Biến đổi số 1, lần lượt qua tầng chất bảo vệ, tầng chống độc, chống oxy và tầng xúc tác biến đổi chịu lưu huỳnh. Phần lớn khí CO bị chuyển hóa, nhiệt độ hỗn hợp khí đạt 350 - 380oC đi ra khỏi đáy lò biến đổi số I, đi vào thiết bị TĐN khí than, nhường một phần nhiệt cho khí than; rồi đi vào bộ làm lạnh nhanh I, đi qua tầng đệm trên khí được làm lạnh bằng nước nhưng, phun trực tiếp từ TIC 608 đến; sau đó có thể dùng FI 602 bổ sung hơi nước để điều chỉnh tỷ lệ hơi nước/khí rồi đi qua tầng đệm dưới. Hỗn hợp khí có nhiệt độ 180 - 210oC đi vào đoạn trên lò biến đổi số II, tiếp tục tiến hành phaả ứng chuyển hóa CO, nhiệt độ đạt 300 - 320oC rồi đi ra và đi qua bộ làm lạnh nhanh II, ở tầng đệm trên khí lại đưựoc làm lạnh bằng nước ngưng phun trực tiếp từ TIC 610, sau đó đi qua tầng đệm phía dưới để phân ly nước ngưng, hỗn hợp khí có nhiệt độ 180 - 210oC tiếp tục đi vào đoạn dưới của lò biến đổi số II, lần lượt đi qua 2 tầng xúc tác biến đổi chịu lưu huỳnh, phần khí CO còn lại tiếp tục bị chuyển hóa. Khí biến đổi có nhiệt độ 250oC và [CO] 1,5% ra khỏi lò biến đổi số II, đi vào không gian giữa các ống của thiết bị TĐN khí biến đổi, nhường một phần nhiệt cho khí than ẩm, tiếp tục đi qua thiết bị đun sôi khí biến đổi của hệ thống tái sinh tăng áp dung dịch khử CO2 để thu hồi nhiệt một lần nữa, sau đó được đưa tới cương vị khử H2S trong khí biến đổi.

Hơi nước có áp suất 2,45MPa từ Nhiệt điện đến được khống chế bởi FIC601 và FIC602 lần lượt hỗn hợp với khí than ẩm trước khi vào thiết bị trao đổi nhiệt khí than và hỗn hợp khí sau khi ra khỏi tầng đệm phía trên ở làm lạnh nhanh 1 để điều chỉnh tỷ lệ hơi nước/khí.

Nước ngưng thu hồi ở hệ thống khử CO2 được đưa vào thùng chứa nước ngưng, qua bơm tăng áp lần luợt được TIC608 và TIC610 khống chế phun vào bộ làm lạnh nhanh I và II, để khống chế nhiệt độ hỗn hợp khí vào 2 đoạn xúc tác của lò biến đổi số II, ngoài ra còn để hạ nhiệt độ của hơi nước quá nhiệt 0,5MPa dùng cho hệ khử CO2 và cấp cho lò hơi.

II.1.TINH CHẾ KHÍ THAN ẨM

Tinh chế là khâu quan trọng trong dây chuyền sản xuất Amôniac. Trong khí than ẩm không chỉ chứa H2, N2 mà còn chứa kèm nhiều tạp chất hóa học, cơ học khác như khí CO, CO2, CH4, Ar, H2S, COS, lưu huỳnh hữu cơ, tro bụi và dầu mỡ, trừ CH4 và Ar được phóng không còn có các thành phần khác đều phải loại bỏ tại khâu tinh chế khí, một lượng nhỏ CO, CO2 và H2S bằng dung dịch đồng hạ nồng dộ xuống mức vi lượng (CO + CO2) < 20PPm, H2S < 1 PPm, hỗn hợp khí N2, H2 tương đối thuần khiết được đưa tới làm khí nguyên liệu cho cương vị tổng hợp NH3.

Hệ thống tinh chế bao gồm 4 cương vị:

+ Khử lưu huỳnh khí than ẩm.

+ Chuyển hóa CO

+ Khử lưu huỳnh khí biến đổi.

+ Khử CO2

II.1.1. Cương vị H2S thấp áp.

Cương vị này dùng dung dịch Tananh để khử bỏ khí H2S trong hỗn hợp khí than ẩm từ lọc bụi điện tới, sau khi khử H2S hàm lượng H2S trong khí than còn lại 100 - 150 mg/Nm3, đi vào đoạn I máy nén để tăng áp và đưa đi biến đổi CO.

Dung dịch sau hấp thụ được đưa đi tái sinh thu hồi lưu huỳnh làm sản phẩm phụ là lưu huỳnh rắn và được khôi phục năng lực hấp thụ, tuần hoàn sử dụng lại.

a) Lưu trình công nghệ

+ Lưu trình khí: Khí than ẩm từ lọc bụi điện đến, qua quạt khí than, đi vào phần đáy hai tháp hấp thụ, đi lên qua các tầng đệm, tiếp xúc với dung dịch Tananh dội từ đỉnh tháp xuống, khí than sau khi khử H2S được đi qua bộ tách bọt trên đỉnh tháp và ra khỏi tháp hấp thụ, đi qua thiết bị phân ly để tiếp tục tách mù dung dịch Tananh bị cuốn theo trước khi đưa sang đoạn I máy nén 667.

+ Lưu trình dịch: Dung dịch sau khi hấp thụ H2S ở tháp hấp thụ gọi là dung dịch giàu, đi ra từ đáy của 2 tháp hấp thụ, qua thủy phong đáy tháp (điều tiết dịch diện) đi đến thùng chứa, qua bơm để tăng áp rồi qua các bộ Tuye phun vào tháp tái sinh, nhờ áp suất của dung dịch các bộ Tuye tự hút không khí ngoài trời vào và tạo thành hỗn hợp khí - dịch, vào thùng tái sinh, nhờ có O2 trong không khí, dung dịch được tái sinh, lưu huỳnh tạo thành theo bọt nổi lên trên, chảy tràn về thùng bọt trung gian và được không khí nén đến cương vị thu hồi. Dung dịch sau tái sinh gọi là dung dịch nghèo, qua bộ điều tiết dịch diện chảy về thùng chứa, qua bơm dung dịch nghèo được tăng áp và dội vào đỉnh hai tháp hấp thụ.

b) Các thiết bị:

- Tháp hấp thụ H2S (2 tháp 262A, 262B): tháp đệm nhựa polypropylen 100x100x3,5: 5.040kg. Tháp 2 tầng đệm Hđệm= 6500 x 2 = 13 000mm. : 220x10.

- Tháp tái sinh kiểu tuye : 268 C.

Một số thiết bị phụ như: thùng chứa dung dịch giàu, nghèo 265(B,C). bơm giàu đi tái sinh 366 (3 cái), bơm dung dịch tuần hoàn và các thiết bị phù trợ 266 (4 cái),

II.1.2. Cương vị biến đổi CO

a) Mục đích

Cương vị này dùng hơi nước cao áp để chuyển hóa CO trong khí than ẩm thành khí CO2 và H2 với sự có mặt của xúc tác trong các lò biến đổi. Khí H2 làm nguyên liệu cho quá trình tổng hợp NH3, còn khí CO2 là chất dễ loại bỏ bằng phương pháp hấp thụ.

Khí ra khỏi cương vị là khí biến đổi, có hàm lượng CO 2% được đưa qua các cương vị tiếp theo để tiếp tục làm sạch thành khí nguyên liệu để tổng hợp NH3.

b) Lý thuyết chung

Trong nguyên liệu dùng cho tổng hợp NH3 đều chứa hàm lượng CO nhất định. Hiện nay công ty đang sử dụng công nghệ "biến đổi toàn thấp", xúc tác hệ Mo - Co chịu lưu huỳnh, khoảng nhiệt độ hoạt tính từ 160oC - 480oC, nhiệt độ cửa vào các đoạn đều nằm trong khoảng 180oC - 210oC.

Phản ứng chuyển hóa CO:

CO + H2O H2 + CO2 + Q

Đây là phản ứng thuận nghịch, tỏa nhiệt, thể tích trước và sau phản ứng không thay đổi.

Sử dụng xúc tác: Mo - Co được lưu hóa, đưa xúc tác về dạng sunfua là MoS2, CoS2.

Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng:

- Nhiệt độ: giữ nhiệt độ cửa vào tầng xúc tác thấp hơn một chút so với điểm nhiệt.