Đạm Phú Mỹ - Sản Xuất Từ Khí Thiên Nhiên Như Thế Nào?

Có được thành tựu này, một phần là do nước ta đã sản xuất đủ lượng phân đạm dùng trong cả nước. Nhà máy đạm Phú Mỹ 750.000 tấn/năm, Đạm Cà Mâu 800.000 tấn/năm, Đạm Ninh bình ~350.000 tấn /năm và đạm Hà bắc ~180.000tấn/năm.

Nguồn nguyên liệu để sản xuất phân đạm ở nước ta là than đá và khí thiên nhiên. Nhà máy đạm Hà Bắc và nhà máy đạm Ninh Bình sử dụng than, nhà máy đạm Phú Mỹ và Cà Mau dùng khí thiên nhiên làm nguyên liệu.

Nhà máy đạm Phú Mỹ được xây dựng tại Khu công nghiệp Phú Mỹ 1, huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu. Nó là thành phần trong cụm Khí – Điện – Đạm của Việt Nam, là nhà máy phân bón lớn và hiện đại đầu tiên của PetroVietnam. Sự ra đời của nhà máy Đạm Phú Mỹ là bước đột phá trong chiến lược của Nhà nước , nhằm đảm bảo sự ổn định và chủ động cung cấp phân đạm cho phát triển nông nghiệp, góp phần quan trọng đảm bảo an ninh lương thực.

Nhà máy sản xuất phân đạm Phú Mỹ được xây dựng trên cơ sở Quyết định phê duyệt báo cáo nghiên cứu khả thi của Thủ Tướng Chính phủ số 166/QĐ-TTg ngày 20/02/2001. Tổng công ty Dầu Khí Việt Nam (nay là Tập đoàn Dầu Khí quốc gia Việt Nam ) tự đầu tư bằng nguồn vốn trong nước, thuê Tổng thầu là hãng Technip Italy và Samsung Engineering thực hiện dự án, thuê hãng SNC Lavalin làm tư vấn quốc tế.

Nhà máy Đạm Phú Mỹ

Nhà máy được thiết kế với công suất 2.200 tấn Urê/ngày (tương đương khoảng 740.000 tấn/năm), 1.350 tấn Amôniắc/ngày (tương đương khoảng 450.000 tấn/năm).

Nguyên liệu chính của nhà máy là khí đồng hành từ mỏ dầu Bạch Hổ và các mỏ trong bể Cửu Long, ngoài ra có thể sử dụng khí thiên nhiên từ các bể khác thuộc thềm lục địa phía Nam. Lượng khí tiêu thụ cho nhà máy khoảng 450 triệu m3/năm.

Sản phẩm chính của Nhà máy là Urê hạt trong, và Amoniắc lỏng, với chất lượng cao, đạt tiêu chuẩn Quốc tế.

Công nghệ sản xuất phân đạm , nói đơn giản là : lấy Khí thiên nhiên kết hợp với Khí trời ( oxy và Ni tơ ) và hơi nước là có thể làm ra Ure! Rất đơn giản! Nhưng nhân loại đã phải công phu nghiên cứu, thử nghiệm nhiều quá trình phản ứng hóa học và xúc tác suốt 100 năm qua mới đạt được trình độ công nghệ như ngày nay.

Nhà máy có 2 xưởng sản xuất chính là Xưởng Ammoniac và Xưởng Ure. Công nghệ sản xuất Ammoniac mua của hãng Haldor Topsoe (Đan Mạch), công nghệ sản xuất Ure mua của hãng Snam Proggeti (Italy) là những công nghệ tiên tiến hàng đầu thế giới.

Công nghệ sản xuất Ammoniac của Haldor Topsoe có thể tóm lược qua mấy bước sau đây:

Bước 1: Làm sạch khí nguyên liệu. Tại đây, khí thiên nhiên có chứa tạp chất được khử lưu huỳnh tới 0,05ppm (phần triệu) thể tích trong lò phản ứng với xúc tác và qua tháp hấp thụ H2S.

Bước 2: Quá trình Reforming sơ cấp: Khí thiên nhiên sạch cùng hơi nước được đun nóng lên 533oC, áp suất 35 bar, rồi đưa vào lò phản ứng có xúc tác để chuyển hóa thành hỗn hợp CO, CO2 và H2.

Bước 3: Quá trình Reforming thứ cấp: nhằm chuyển hóa hoàn toàn lượng Mêtan còn dư sau phản ứng Reforming sơ cấp, trong điều kiện: Xúc tác: Niken, Nhiệt độ khoảng 700 -900 0C,Ap suất : 33 Bar, thành khí CO, CO2 và hơi nước

Bước 4: Chuyển hóa khí CO với xúc tác: Fe3O4 + Cr2O3/Fe3O4 + CuO, Nhiệt độ: Cao/Thấp = 360/1900C, Áp suất: 35 Bar, với hơi nước tạo thành CO2 và H2.

Bước 5: Khí phản ứng được tách CO2 bằng công nghệ rửa với dung dịch Metyl Dietanol Amin (MDEA – công nghệ của BASF)

Bước 6: Chuyển hóa Metan : lượng CO và CO2 còn sót lại được chuyển hóa thành Metan.

Bước 7: Tổng hợp Amôniắc (NH3) :

- Khí Nitơ (N2) từ không khí qua thiết bị tách N2 có độ tinh khiết đến 99,99%.

- Khí Nitơ tác dụng với Hydro trong điều kiện xúc tác: Fe, Nhiệt độ :2540C, Áp suất 140 bar tạo thành khí Amoniăc (NH3)

Bước 8: Làm lạnh và thu hồi Ammoniac

Công nghệ sản xuất Ure của hãng Snam Proggeti tóm lược như sau:

Bước 1: Tổng hợp Ure. Khí CO2 nén lên 157 bar, Ammoniac lỏng bơm lên áp suất 220 bar được đưa vào lò phản ứng , rồi qua tháp tách sản phẩm, làm sạch, hồi lưu…

Bước 2: Phân hủy và thu hồi Ure

Bước 3: Cô đặc Ure

Bước 4: Tạo hạt Ure trong tháp tạo hạt cao khoảng 100 m

Ngoài hai xưởng sản xuất chính, Nhà máy Đạm Phú Mỹ còn có các công trình cung cấp tiện ích và phụ trợ, bao gồm các hạng mục:

- Hệ thống cấp điện

- Hệ thống nước khử khoáng

- Hệ thống xử lý và cấp nước công nghiệp và sinh hoạt

- Hệ thống nước làm mát

- Hệ thống cứu hỏa

- Hệ thống cấp không khí nén và khí điều khiển

- Hệ thống cấp khí Ni tơ

- Hệ thống cấp khí nhiên liệu

- Hệ thống đuốc

- Hệ thống xử lý nước thải

- Hệ thống chứa Ammoniac lỏng

- Hệ thống kho và đóng bao Ure

- Xưởng bảo trì và sửa chữa thiết bị

- Kho phụ tùng và hóa phẩm, xúc tác

- Phòng thí nghiệm

- Khu hành chính …

Dự án nhà máy đạm Phú Mỹ bắt đầu triển khai từ khi Hợp đồng mua bản quyền công nghệ và Thiết kế - Chế tạo – Xây lắp (EPCC) được ký kết giữa chủ đầu tư với các nhà bản quyền và Tổng thầu ngày 15 tháng 6 năm 2001 (ngày 21/8/2001 Hợp đồng có hiệu lực) , đã hoàn thành xây lắp và chạy thử, cho ra mẻ sản phẩm ure đầu tiên ngày 4 tháng 6 năm 2004. Ngày 21/9/2004 Tổng thầu bàn giao Nhà máy cho Chủ đầu tư và ngày 15/12/2004 Lễ khánh thành chính thức được tổ chức.

Dự án Nhà máy Đạm Phú Mỹ là một dự án Hóa dầu quy mô lớn đầu tiên ở Việt Nam được xây dựng thành công trên cả 3 tiêu chí: chất lượng tốt, đúng tiến độ và chi phí thực tế dưới mức Tổng dự toán được duyệt (445 triệu USD). Tập đoàn Dầu Khí Việt Nam đã tổ chức đúc rút kinh nghiệm của Dự án Nhà máy Đạm Phú Mỹ để các dự án lớn trong ngành tham khảo. Từ khi vào hoạt động sản xuất đến nay đã hơn 10 năm, Nhà máy Đạm Phú Mỹ luôn vận hành đạt và vượt 100% công suất thiết kế. Chính vì vậy, Nhà máy Đạm Phú Mỹ là một công trình đạt hiệu quả kinh tế cao. Sản phẩm Đạm Phú Mỹ được bà con nông dân Việt Nam ưa chuộng ngay từ khi được đưa ra thị trường vào tháng 9 năm 2004. Đạm Phú mỹ hiện nay là một thương hiệu mạnh trên thị trường phân bón Việt nam.

Hiên nay nhà máy phân đạm Phú Mỹ thuộc Tổng công ty Phân bón và Hóa chất Dầu khí, được thành lập ngày 28/3/2003. Tính đến tháng 12/2013 đã sản xuất được 7 triệu tấn phân đạm urê. Ngày 20/12/2014 Nhà máy Đạm Phú Mỹ đã hoàn thành kế hoạch sản xuất 800.000 tấn ure của năm 2014.

Từ dòng khí thiên nhiên khai thác tại thềm lục địa phía Nam, Đạm Phú Mỹ thực sự là sản phẩm hóa khí đầu tiên của Việt Nam đã mang lại hiệu quả kinh tế, xã hội cho đất nước, đạt được những mục tiêu của ngành Dầu khí.

TS.Trương Đình Hợi

Nguồn tài liệu: Nhà máy Đạm Phú Mỹ, Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Chế biến Dầu khí, Viện Dầu khí