Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ ba, 04/04/2006 23:09 (GMT+7)

Than đá có thể là nguyên liệu chính trong sản xuất Amoniăc

Tỷ lệ sử dụng các nguyên liệu để sản xuất amoniăc trên thế giới là: 71,1% khí thiên nhiên; 5,6% napta và khí hóa lỏng; 3,7% dầu nhiên liệu; 19,0% than đá, than cốc, khí lò cốc và 0,6% là nguyên liệu khác. Ấn Độ là nước thiếu khí thiên nhiên, nên chủ yếu dùng napta. Tuy nhiên, ở châu Á giá khí thiên nhiên và napta đều tăng cao, nên người ta đã dùng nguyên liệu khác thay thế.

Có 3 phương pháp sản xuất khí tổng hợp với tỷ lệ H 2: N 2= 3:1 để tổng hợp amoniăc: (a) refoming khí thiên nhiên và các hyđrocacbon bằng hơi nước; (b) oxy hóa không hoàn toàn hyđrocacbon nặng và (c) oxy hóa (hoặc khí hóa) không hoàn toàn than đá.

Refoming bằng hơi nước không thích hợp đối với hyđro cacbon nặng. Than đá là chất rắn nên phải xử lý sơ bộ trước khi đưa vào quá trình khí hóa. Ngoài ra phương pháp khí hóa đòi hỏi phải có nhà máy sản xuất oxy nên suất đầu tư tăng. Nhà máy sản xuất amoniăc từ than đá có thể có suất đầu tư cao gấp 3 - 4 lần so với nhà máy sử dụng khí thiên nhiên. Tuy nhiên, ở những nước có giá khí thiên nhiên cao, lại có than đá giá rẻ thì chi phí đầu tư cho máy móc ở công đoạn khí hóa có thể được bù lại bằng giá than đá thấp hơn trong quá trình vận hành. Than đá nội địa giúp tiết kiệm ngoại tệ nhập khẩu dầu khí, giảm giá thành các sản phẩm đầu ra như amoniăc, urê, metanol. Chuyển các nhà máy hiện nay đang dùng khí thiên nhiên thành các nhà máy khí hóa than cũng là giải pháp tiết kiệm đầu tư vì có thể sử dụng lại các nhà máy hiện có.

Hiện nay bốn nước đầu tư nhiều nhất để sản xuất amoniăc từ than đá là Nam Phi, Ấn Độ, Trung Quốc và Mỹ. Ngoài ra, còn một số nước khác có sử dụng lượng than đá ở quy mô nhỏ hơn, như Nhật Bản, Bắc Triều Tiên, Việt Nam, Ai Cập và Nga.

Nam Phi hiện đang sản xuất mỗi năm 627.000 tấn amoniăc, chủ yếu dựa trên khí hóa than. Ấn Độ sử dụng nguyên liệu rắn (than đá) vào năm 1960, chuyển sang nguyên liệu lỏng (napta, FO) vào năm 1970 và khí (khí thiên nhiên) vào năm 1980. Lượng khí cần thiết để sản xuất 2.200 tấn urê/ ngày tương đương với lượng khí cho nhà máy điện 250 MW. Điều đó có nghĩa là một nhà máy điện 1.000 MW trên cơ sở khí thiên nhiên sẽ tiêu thụ lượng khí cần thiết của 4 nhà máy urê cỡ trung bình. Ấn Độ dự định nhập khẩu khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG) để giải quyết khó khăn đó. Nhưng việc sử dụng nguồn than đá dồi dào cho sản xuất amoniăc và urê cũng có thể giúp Ấn Độ giải quyết vấn đề nói trên. Trung Quốc có nguồn than đá tập trung đến 75% ở các tỉnh phía Bắc và Tây Bắc. Trung Quốc cũng thiếu khí thiên nhiên và đang đối mặt với nhu cầu ngày càng tăng về sản xuất điện, do đó đi từ than đá có thể là một khả năng cho các nhà máy amoniăc tương lai ở nước này. Mỹ hiện nay dùng than đá sản xuất khoảng 52% sản lượng điện và dự đoán trong 20 năm tới sẽ giảm xuống còn khoảng 45%, vì được thay một phần bằng khí thiên nhiên. Việc tăng cường sử dụng khí thiên nhiên để phát điện sẽ khiến cho giá khí tăng, buộc công nghiệp hóa chất phải tìm các nguyên liệu thay thế. Chính phủ Mỹ đã cấp 2 tỷ USD cho chương trình nghiên cứu “Công nghệ than sạch”, mở đường cho việc xây dựng các nhà máy liên hợp để sản xuất điện, khí tổng hợp, amoniăc, urê và metanol.

Các quy trình khí hóa:

- Khí hóa than đá ở áp suất khí quyển (ACG)

Đây là quy trình được sử dụng trong đa số các nhà máy khí hóa than cũ, cỡ nhỏ của Trung Quốc từ những năm 1950. Thiết bị khí hóa sử dụng than cục có kích thước 25-27 mm và độ bền nhiệt tốt, như antraxit hay cốc, để đảm bảo lượng hyđrocacbon thấp trong khí than. Thiết bị hoạt động ở áp suất khí quyển và than được khí hóa bằng không khí và hơi nước trong tầng cố định. Nhiệt sinh ra từ phản ứng tỏa nhiệt giữa than và không khí được lưu giữ trong tầng phản ứng để cung cấp nhiệt cho phản ứng giữa than và hơi nước, đó là giai đoạn mấu chốt trong quá trình khí hóa.

Khí hóa than đá ở áp suất khí quyển là một quá trình ổn định và sử dụng không khí ở áp suất khí quyển, không cần công đoạn tách khí, trang thiết bị tương đối rẻ - rẻ hơn khoảng 30% so với những quá trình khác (tính theo tấn sản phẩm). Tuy nhiên, tiêu hao năng lượng cao, khoảng 57 GJ/ tấn amoniăc và quá trình cũng thải ra nhiều cacbon monoxit và hyđro sunfua, nên cần công đoạn xử lý khí đuôi. Quy trình này không thích hợp với các dây chuyền công suất lớn.

- Quy trình Koppers Totzek

Đây là quy trình được sử dụng trong những nhà máy ở Nam Phi, Ấn Độ và Trung Quốc. Trong thiết bị khí hóa, than được nghiền thành hạt mịn và cấp cho lò đốt. Oxy được dẫn vào trực tiếp từ phía trước của thiết bị khí hóa và cùng với lượng nhỏ hơi nước, hỗn hợp đi vào vùng phản ứng qua miệng của lò đốt với tốc độ cao. Nhiệt độ ở giữa ngọn lửa có thể đạt 2.000 oC. Khí tổng hợp đi ra qua đỉnh của thiết bị sinh khí ở nhiệt độ 1500 - 1600 oC và qua nồi hơi được đốt nóng bằng nhiệt thải. Phần lớn tro thải ra khỏi thiết bị phản ứng ở dạng lỏng và được hóa rắn thành hạt nhờ làm nguội nhanh bằng nước.

- Quy trình của Shell

Quy trình khí hóa than theo công nghệ của Shell hiện nay chưa được sử dụng trong nhà máy amoniăc nào, nhưng là một công nghệ khí hóa than hiện đại và điển hình. Quy trình này đang được dùng ở Hà Lan trong tổ hợp khí hóa than và phát điện 250 MW. Trung Quốc cũng đang xây dựng một số nhà máy sản xuất phân đạm urê ở Hồ Nam, Hồ Bắc, An Huy..., trong đó phần khí hóa than sẽ áp dụng công nghệ của Shell với công suất khí hóa 1000 - 2000 tấn than/ ngày và đi vào hoạt động từ năm 2005.

- Quy trình Texaco

Quy trình này đạt thành công lớn ở Trung Quốc thay thế cho quy trình khí hóa than ở áp suất khí quyển, và trong một số trường hợp thay thế cho cả quy trình đốt napta.

Hãng Lurgi đưa ra một số công nghệ khí hóa, trong đó, thiết bị khí hóa với tầng cố định, đáy khô của Lurgi hiện được sử dụng nhiều nhất. Quá trình khí hóa được thực hiện bằng hơi nước và oxy. Than di chuyển xuống phía dưới rất chậm, còn tro được tháo ra qua đáy. Nhiệt độ khí hóa tương đối thấp so với các quá trình khác. Trong khí thu được có những tạp chất như phenol và hyđrocacbon. Hàm lượng metan trong khí có thể lên đến khoảng 10%. Chính vì thế khí không đủ sạch.

- Các khía cạnh kinh tế của quá trình khí hóa

Một trong những nhược điểm của công nghệ khí hóa than so với refoming metan bằng hơi nước là vốn đầu tư tương đối cao và tiêu thụ năng lượng gần gấp đôi. Nhưng mặt khác, quá trình khí hóa dễ nâng công suất hơn so với refoming bằng hơi nước. So với nhà máy 2000 tấn/ năm, đầu tư cho nhà máy 5000 tấn/ năm có thể giảm 30% (tính theo tấn sản phẩm). Tuy nhiên, vấn đề mấu chốt vẫn là giá nguyên liệu. Ví dụ, theo số liệu từ Ấn Độ, giá nguyên liệu năm 2002 như sau: khí - 4 USD/ Mbtu, napta - 120 USD/ Mbtu và than - 10 USD/ Mbtu. Như vậy, một nhà máy amoniăc từ than cũng có khả năng cạnh tranh. Một khi giá khí thiên nhiên tiếp tục tăng, thì than đá phải chăng là câu trả lời cho những nước nghèo khí thiên nhiên mà có nguồn than đá phong phú như Trung Quốc và Ấn Độ?.
Nguồn: ASIAFAB/TC Công nghiệp hoá chất , 2005, No10

Xem Thêm

Phát triển nhân lực trẻ cho các lĩnh vực công nghệ chiến lược
Bộ Khoa học và Công nghệ được giao nghiên cứu, đề xuất cơ chế, chính sách phát triển nhân lực trẻ chất lượng cao trong các lĩnh vực công nghệ thông tin, trí tuệ nhân tạo, hàng không vũ trụ và năng lượng nguyên tử, với thời hạn hoàn thành trong quý IV/2026.
Thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức
Sáng ngày 28/7, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã phối hợp với Viện Khoa học và Quản lý kinh tế (IESEM) tổ chức hội thảo "Thực trạng và giải pháp thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức trong bối cảnh Cách mạng công nghiệp 4.0".
Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.

Tin mới

GS.VS. Châu Văn Minh: Tăng cường kết nối khoa học, nâng cao chất lượng chăm sóc sức khỏe nhân dân
Ngày 25/10/2026, tại Hà Nội, GS.VS. Châu Văn Minh, Chủ tịch Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam), đã tham dự và phát biểu tại Hội nghị khoa học “Cập nhật các tiến bộ mới trong quản lý bệnh tiêu hóa và gan mật”, kết hợp kỷ niệm 8 năm thành lập Viện Nghiên cứu và Đào tạo Tiêu hóa, Gan mật.
TECHFEST Việt Nam 2026 đưa sản phẩm công nghệ đến gần người dân
TECHFEST Việt Nam 2026 sẽ diễn ra tại Hà Nội từ ngày 13 đến 15/11, khu vực hồ Hoàn Kiếm và phố đi bộ là trung tâm với mô hình không gian mở, đưa các hoạt động trình diễn công nghệ, triển lãm sản phẩm khởi nghiệp và kết nối đầu tư đến gần hơn với người dân, doanh nghiệp, nhà đầu tư.
Liên hiệp Hội Thành phố Hồ Chí Minh và 7 giải pháp phát huy vai trò trí thức
Tư vấn, phản biện và giám định xã hội của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh là một hoạt động quan trọng nhằm phát huy trí tuệ, kinh nghiệm và trách nhiệm xã hội của đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ trong quá trình hoạch định chính sách, quy hoạch và triển khai các chương trình, dự án phát triển.
Đề xuất giải pháp tăng cường vai trò kết nối của VUSTA với các Hội ngành trong hoạt động tư vấn, phản biện
Ngày 23/10, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) tổ chức hội thảo đề xuất các giải pháp đổi mới cơ chế phối hợp, phát huy tối đa tiềm năng của mạng lưới 92 Hội ngành trong hoạt động tư vấn, phản biện; khẳng định quyết tâm nâng tầm vai trò cầu nối của VUSTA, biến trí tuệ đội ngũ trí thức KH&CN thành những luận cứ khoa học tin cậy phục vụ các quyết sách của Đảng, Nhà nước và MTTQ.
Đưa tri thức số về bản, giúp người dân làm chủ công nghệ
Phổ biến kiến thức khoa học, kỹ thuật chỉ thực sự phát huy giá trị khi người dân có thể vận dụng vào đời sống. Từ hoạt động giảng dạy của chuyên gia Hội Mã số Mã vạch Việt Nam trong chương trình tập huấn “Người bản số” tại Lào Cai, có thể thấy rõ cách tiếp cận lấy kỹ năng thực hành, khả năng tự chủ và an toàn trên môi trường số làm trọng tâm.
VUSTA tập huấn nâng cao kiến thức, kỹ năng phòng cháy, chữa cháy và cứu nạn, cứu hộ tại cơ sở
Nhằm nâng cao nhận thức, trách nhiệm và kỹ năng xử lý tình huống cháy, nổ cho cán bộ, nhân viên làm việc tại tòa nhà, ngày 23/10, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam tổ chức tập huấn công tác phòng cháy, chữa cháy và cứu hộ, cứu nạn. Chương trình kết hợp phổ biến quy định pháp luật với hướng dẫn kỹ năng thực hành, góp phần chủ động phòng ngừa và hạn chế thiệt hại khi có sự cố xảy ra.
Phát huy vai trò cầu nối của Liên hiệp Hội Việt Nam trong hoạt động tư vấn, phản biện và giám định xã hội
Tăng cường kết nối giữa các hội thành viên, đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ với các cơ quan Đảng, Nhà nước và Mặt trận Tổ quốc Việt Nam là yêu cầu quan trọng nhằm nâng cao chất lượng hoạt động tư vấn, phản biện, góp phần hoàn thiện chính sách và thúc đẩy phát triển đất nước.
Đắk Lắk: Từ chính sách đãi ngộ đến yêu cầu sử dụng hiệu quả nguồn nhân lực chất lượng cao
Việc HĐND tỉnh Đắk Lắk thông qua Nghị quyết quy định chính sách thu hút, hỗ trợ đào tạo phát triển nguồn nhân lực giai đoạn 2026- 2031 thể hiện sự đồng thuận cao đối với yêu cầu nâng cao chất lượng nguồn nhân lực, tạo nền tảng cho phát triển trong giai đoạn mới. Vấn đề đặt ra là làm thế nào để chính sách đi vào cuộc sống, thu hút được người có năng lực và tạo môi trường để trí thức cống hiến.