Đồ án Thiết kế phân xưởng sản xuất nitrobenzen với năng suất 45000 tấn / năm

Phần tổng quan lý thuyết : Năm được tính chất của nguyên liệu và sản phẩm , cũng như ứng dụng của nó trong thực tế sản xuất . Hiểu được cơ chế , động học , các thông số công nghệ như : nhiệt độ , áp suất , nồng độ , thời gian lưu, của một quá trìng phản ứng . Biết cách so sánh các chỉ tiêu kỹ thuật của quá trình phản ứng , từ đó lựa chọn công nghệ thích hợp nhất , nhằm đem lại năng suất và chất lượng sản phẩm cao, giá thành rẻ , kinh tế nhất

pdf95 trang | Chia sẻ: toanphat99 | Ngày: 22/07/2016 | Lượt xem: 1400 | Lượt tải: 5download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế phân xưởng sản xuất nitrobenzen với năng suất 45000 tấn / năm, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
t bị làm lạnh: Nhiệt độ của nƣớc lạnh đi ra khỏi thiết bị làm lạnh đƣợc tính nhƣ sau : t2 = ( tsp + t1 ) / 2 . o C. Trong đó : Nhiệt độ của sản phẩm nitro hoá là : tsp = 50 o C. Nhiệt độ của nƣớc lạnh đi vào thiết bị làm lạnh : t1 = 25 o C. Do đó : t2 = (50 +25)/ 2 = 37,5 o C. Vậy nhiệt lƣợng do nƣớc làm lạnh mang ra khỏi thiết bị làm lạnh là: Q4 = Gn x Cn x 37,5 kcal/h. (4). e.Nhiệt lƣợng do mất mát ra môi trƣờng xung quanh : Nhiệt lƣợng mất mát ra môi trƣờng xấp xỉ bằng 5% nhiệt lƣợng mà sản phẩm mang ra khỏi thiết bị . Do vậy ta đƣợc: Q5 = 0,05 x ( Q4 – Q2 ) = 0,05 x(37,5 x Gn – 25 x Gn ) = 0,625 kcal/h. (5). Thay (1) , (2) , (3) , (4) , (5) vào phƣơng trình cân bằng nhiệt lƣợng (I) ta đƣợc : 316700,106 + 25 x Gn = 163461,443 + 37,5 x Gn + 0,625 x Gn . Suy ra khối lƣợng nƣớc lạnh cần đƣa vào thiết bị làm lạnh là: Gn = 11675,326 kcal/h. Vậy : +Nhiệt lƣợng do hổn hợp sản phẩm nitro hoá mang vào thiết bị nitro hoá là : Q1 = 316700,106 kcal/h. +Nhiệt lƣợng do nƣớc làm lạnh mang vào thiết bị làm lạnh là: Q2 = 291883,167 kcal/h. +Nhiệt lƣợng của hổn hợp nitro hoá ra khỏi thiết bị làm lạnh là: Q3 = 163461,443 kcal/h. +Nhiệt lƣợng của nƣớc làm lạnh ra khỏi thiết bị làm lạnh là: Q4 = 37,5 x 11675,326 = 437824,751 kcal/h. +Nhiệtlƣợng mất mát ra môi trƣờng : Q5 = 11675,326 kcal/h. *Bảng 6: Cân bằng nhiệt lƣợng cho thiết bị làm lạnh. 66 Nhiệt lƣợng vào thiết bị làm lạnh kcal/h. Nhiệt lƣợng của hổn hợp sản phẩm nitro hoá vào 316700,106 Nhiệt lƣợng của nƣớc lạnh mang vào 291883,167 Tổng 608583,273 Nhiệt lƣợng ra khỏi thiết bị làm lạnh kcal/h. Nhiệt lƣợng của hổn hợp sản phẩm nitro hoára 163461,443 Nhiệt lƣợng của nƣớc làm lạnh mang ra 437824,751 Nhiệt lƣợng mất mát ra môi trƣờng 7297,079 Tổng 608583,273 Chƣơng II. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH. 1.Tính đƣờng kính và chiều cao của thiết bị chính: Thiết bị nitro hoá làm việc trong môi trƣờng axit có nồng độ tƣơng đối cao nên ta dùng loại thép chịu axit đẻ làm thiết bị .ở đây chọn loại thép OX21H6M2T (có độ ăn mòn 0,117 mm/năm ) ( 1- 334 ) . Thời gian lƣu của hổn hợp phản ứng trong thiết bị nitro hoá là một giờ .Do đó thể tích của nguyên liệu trong thiết bị nitro hoá đƣợc tính theo lƣợng nguyên liệu vào trong một giờ : *Lƣợng ngyên liệu vào thiết bị nitro hoá bao gồm: +Khối lƣợng benzen kỹ thuật (98%) : 3241,310 kg/h. +Khối lƣợng HNO3 : 2565,622 kg/h. +Khối lƣợng H2SO4 : 4810,541 kg/h +Khối lƣợng H2O : 641,405 kg/h. *Khối lƣợng riêng của các thành phần ở 50oC nhƣ sau : benzen = 847 kg/m 3 . axit nitric = 1460,5 kg/m 3 axit sunfuric = 1807,5 kg/m 3 nƣớc = 987,5 kg/m 3. Vậy thể tích riêng phần đƣợc tính nhƣ sau : Vhổn hơp = mi / i . vbenzen = 3241,310 / 847 = 3,827 m 3 / h. vaxit nitric = 2565,622/ 1460,5 = 1,757 m 3 / h. vaxit sunfuric = 4810,541 / 1807,5 = 2,661 m 3 / h. vnƣớc = 641,405 / 987,5 = 0,650 m 3 / h. 67 Suy ra : Vhổn hợp = 3,827 + 1,757 + 2,661 + 0,650 = 8,895 m 3 / h.Đó là thể tích của nguyên liệu vào .Do vậy chọn thể tích của thiết bị là : 13 m3. Chọn đƣờng kính thiết bị nitro hoá : D = 2,2 m . Suy ra chiều cao của thiết bị là : H = V x 4 /  x D2 = 13 x 4 / 3,1415 x 4,84 = 3,4 m. = 3400 mm . 2.Tính bề dày thân thiết bị nitro hoá : Bề dày thân thiết bị đƣợc tính theo công thức : S = S= Với :Đƣờng kính trong của thiết bị : D = 2,2 m. Hệ số bền của thành hình trụ theo phƣơng dọc .Trong trƣờng hợp thành kín hay có lỗ đƣợc gia cố hoàn toàn thì chọn h = 0,95. [k ] : ứng suất cho phép ; N/m 2 . P : áp suất trong thiết bị ; N/m2. C : Hệ số bổ sung do ăn mòn , do dung sai về chiêu dày ; m. *Tính ứng suất cho phép : Ƣng suất cho phép đƣợc tính theo công thức sau : [k ] = k x  / nb , N/m 2 . Với : k : Giới hạn bền cho phép của thép OX21H6M2T là : 600.10 6 N/m 2 . Hệ số điều chỉnh :  = 1 . Hệ số an toàn theo gới hạn bền : nb = 1,5 . Vậy: [k ] = k x  / nb = 600.10 6 x 1 / 1,5 = 400.10 6 N/m 2. *Tính áp suất trong thiết bị : Đƣợc tính theo công thức sau : P = Pmt + P1 N/m 2 . (2- 366). Với : Áp suất môi trƣờng làm việc : Pmt = 10 5 N/m 2 . Áp suất thuỷ tĩnh của cột chất lỏng đƣợc tính nhƣ sau : P1 = g x hổn hợp x H1 N/m 2 . Với : Gia tốc trọng trƣờng : g = 9,81 m/s2. Chiều cao của cột chất lỏng chọn : H1 = 3,2 m. Khối lƣợng riêng của chất lỏng đƣợc tính theo ncông thức nhƣ sau : ( 1- 5), Dt x P S = + C (m) . 2[k ] x h - P 1 X1 X2 X3 X4 = = = = hổn hợp benzen axit nitric axit sunfuric nƣớc 68 Với : X1 ; X2 ; X3 ; X4 : lần lƣợc là nồng độ của các cấu tử : benzen thô; axit nitric ; axit sunfuric ; nƣớc trong hổn hợp nguyên liệu . *Lƣợng ngyên liệu vào thiết bị nitro hoá bao gồm: +Khối lƣợng benzen kỹ thuật (98%): 3241,310 kg/h. Chiếm : 28,79%. +Khối lƣợng HNO3 : 2565,622 kg/h. Chiếm : 22,78%. +Khối lƣợng H2SO4 : 4810,541 kg/h Chiếm : 42,73%. +Khối lƣợng H2O : 641,405 kg/h. Chiếm : 5,70%. *Khối lƣợng riêng của các thành phần ở 50oC nhƣ sau : benzen = 847 kg/m 3 . axit nitric = 1460,5 kg/m 3 axit sunfuric = 1807,5 kg/m 3 nƣớc = 987,5 kg/m 3. Vậy khối lƣợng riêng của hổn hợp lỏng đƣợc tính nhƣ sau : Suy ra : hổn hợp = 1265,815 kg/m 3 . P1 = g x hổn hợp x H1 = 9,81 x 1265,815 x 3,2 = 74331,1 N/m 2 . P = P1 + Pmt = 74331,1 + 10 5 = 1,743.10 5 N/m 2. *Tính hệ số ăn mòn C : Tính theo công thức sau : C = C1 + C2 + C3 (mm). (2- 363). Với : C1 : Hệ số bổ sung do ăn mòn , do môi trƣờng làm việc là axit .Nên chọn C1 = 4 mm ( theo thời gian làm việc là 15 đén 20 năm). C2 : Hệ số bổ sung do bào mòn do hạt rắn chuyển động : C2 = 0 mm. C3: Hệ số bổ sung do dung sai chiều dày, phụ thuộc vào chiều dày tấm thép: C3 = 0,8 mm . Vậy : C = 0,8 + 4 = 4,8 mm. Bề dày thân thiết bị đƣợc tính theo công thức: 1 0,2789 0,2278 0,4273 0,0570 = = = = = hổn hợp 847 1460,5 1807,5 987,5 Dt x P S = + C (m) . 2[k ] x h - P 69 = 0,000504 + 0,0048 = 0,0053 m = 5,3 mm. Chọn : S = 7 mm. *Kiểm tra ứng suất cho phép của thành tháp đƣợc tính theo công thức sau : +Áp suất tính toán P0 đƣợc tính theo công thức : P0 = Pth + P1 (2 - 356). + Áp suất thử thuỷ lực :Pth = 1,2 x P = 1,2 x 1,743.10 5 =2,02910 5 N/m 2 . Suy ra : P0 = 74331,1 + 2,029.10 5 =2,835.10 5 N/m 2 . Vậy : Với : [k ] / 2 = 400.10 6 / 2 = 200.10 6 N/m 2 >  = 149,36.106 N/m2. Vậy bề dày của thân thiết bị nitro hoá là : S = 7 mm là phù hợp. 3.Tính bề dày của đáy và nắp : Bề dày của đáy và nắp đƣợc tính theo công thức : Đƣờng kính trong của thân thiết bị : Dt = 2,2 m. Ứng suất bền : [k ] = 400.10 6 N/m 2 . Chiều cao của phần đáy : chọn 0,5 m. 2,2 x 1,743.10 5 = + 4,8.10 -3 . 2 x 400.10 6 x 0,95 - 1,743.10 5 [Dt + (S – C) ] x P0  = (2-365) 2 x ( S – C ) x h [ 2 + ( 0,007 – 0,0048 ) ]x 2,835.105  = = 149,36.106 N/m2 2 x ( 0,007 – 0,0048) x 0,95 D 2 x P S = + C, m ; ( 2- 385) 3,,8 x[k ] x k x h – P ] x 2 x hb 70 Hệ số không thứ nguyên (k) .Đối với đáy có lổ đƣợc tăng cứng hoàn toàn thì : k = 1. Áp suất làm việc của thiết bị : P = 1,743.105 N/m2 . Hệ số bền : h = 0,95 . Hệ số bổ sung do dung sai ,do ăn mòn C . S – C = 0,73.10-3 m 10 mm .Nên ta phải cộng thêm vào hệ số bổ sung do ăn mòn là : 2 mm .Tức là : C1 = 4 + 2 = 6 mm. Với : C = C1 + C2 + C3 = 6 + 0,8 = 6,8 mm. S = 6,8 + 0,73 = 7,53 mm. Chọn S = 10 mm. *Kiểm tra ứng suất đƣợc tính theo công thức sau : = 148,5.10 5 < [k ] / 2 = 200.10 6 N/m 2 . Vậy bề dày của đáy : S = 10 mm, là phù hợp . *Chọn nắp và đáy là nhƣ nhau . Nên : +Chiều cao của nắp là : hb = 500 mm. +Bề dày của nắp là : S = 10 mm. 4.Tính chọn chân đở cho thiết bị nitro hoá : a.Tính khối lƣợng thân thiết bị nitro hoá : Chiều cao của thân thiết bị là : H = 3,4 m. Đƣờng kính của thân thiết bị : D = 2,2 m. Chu vi của thân thiết bi đƣợc tính : L = 2 x  x r = 2 x 3,14 x 1,1 = 6,91 m. Diện tích của thân thiết bị đƣợc tính: F = L x H = 6,91 x 3,4 = 23,487 m 2 . [Dt 2 + 2 x hb (S – C) ] x P0  = , N/m2 (2-387) 7,6 xk x hb ( S – C ) x h 4,84 x 1,743.10 5 S - C = = 7,3.10 -4 m [3,,8 x400.10 6 x 1 x 0,95–1,743.105 ] x 2 x 0,5 [4,48 + 2 x 0,4( 0,010 - 0,0068) ]x 2,853.10 5  = = 7,6 x 1 x 0,4 x ( 0.010 – 0,0068) x 0,95 71 Chiều dày của thân thiết bị là : S = 7 .103 m. Khối lƣợng riêng của thép OX21H6M2T làm thiết bị là: (2 – 313). thép = 7,7.10 3 kg/ m 3 . Vậy khối lƣợng của thân thiết bị là: Gtb = thép x F x S = 7,7.10 3 x 23,487 x7.10 -3 = 1266 kg. b.Tính khối lƣợng của nắp và đáy : Chiều cao của nắp bằng chiều cao của đáy : hn =hđ = 0.5 m. Bề dày của nắp bằng bề dày của đáy : Sn = Sđ = 10.10 -3 m. Bề mặt bên trong của nắp bằng bề mặt bên trong của đáy . Tra theo bảng XIII.10 của ( 2 – 382 ) ta đƣợc : Fnắp = Fđáy = 5,53 m 2 . Khối lƣợng riêng của thép OX21H6M2T làm thiết bị là: (2– 313) thép = 7,7.10 3 kg/ m 3 . Vậy khối lƣợng của nắp bằng khối lƣợng của đáy và bằng : Gn =Gđ = thép x Fn x Sn = 5,53 x 9.10 -3 x7,7.10 3 = 425,8 kg. c. Chọn khối lƣợng của : mặt bích , máy khoấy , ống dẫn , vỏ bọc ngoài , ống định lƣợng , bù lon,... bằng 1,2 phần khối lƣợng của thân thiết bị .Tức là bằng : 1,2 x 1266= 1899 kg. d.Tính khối lƣợng của dung dịch trong thiết bị nitro hoá : Do khối lƣợng của dung dịch H2SO4 tƣơng đối lớn , mặt khác khối lƣợng riêng của dung dịch H2SO4 là : 1807,5 kg/m 3 cũng cao nhất trong số các chất trong dung dịch. Nên coi nhƣ thiết bị chứa đầy dung dịch H2SO4 .Do đó khối lƣợng của dung dịch trong thiết bị nitro hoá là : Gaxit sunfuric = axit sunfuric x Vdd = 1807,5 x 8,895 = 16077,713 kg. Vậy khối lƣợng của toàn bộ thiết bị nitro hoá là: 1266 + 2x425,8 + 1899 +16077,713 = 20094,3 kg. Do đó tải trọng của toàn bộ thiết bị nitro hoá là: Ptb = 20094,3 x 9,81 = 197125,1 N. Chọn 4 chân đở cho thiết bị nitro hoá .Khi đó mỗi chân đở có tải trọng là : 197125,1 / 4 = 49281 N. Vì tải trọng của mỗi chân đở lớn hơn 4.104 N .Cho nên tra theo bảng XIII.35 của ( 2 – 437 ) ta có cấu tạo cùng những thông số của một chân đở nhƣ sau: 72 A B1 H h d l R S Trong đó: B1 = 370 mm. ; S = 22 mm. H = 500 mm ; l = 120 mm. h = 275 mm ; d = 34 mm. A = 800 mm ; R = 30 mm. 2.Tính chọn bơm trong dây chuyền: a.Chọn bơm để bơm để bơm hổn hợp nguyên liẹu vào thiết bị nitro hoá - Chọn bơm để bơm hổn hợp axit H2SO4 và HNO3 : Vì bơm này làm việc trong môi trƣờng axit co tính ăn mòn cao , nên ta chọn bơm ly tâm loại UT một cấp , loại này chế tạo dể , chịu axit rất tốt . Bơm này có công suất mô tơ là 5,6 kw , có số vònh quay 3000 vòng / phút . - Chọn bơm để bơm benzen vào thiết bị nitro hoá : Chọn loại bơm ly tâm 2X- 6113a .Bơm này có công suất mô tơ 5,4 kw, có số vòng quay 2900 vòng / phút , độ cao là 5m cột nƣớc . -Chọn bơm để bơm nƣớc vào thiết bị nitro hoá : Chọn loại bơm ly tâm HK , có lƣu lƣợng 150 m3/ h , độ cao cột nƣớc 15,5 m , công suất mô tơ 8,6 kw , số vòng quay 1450 vòng / phút. b.Tính chọn bơm để bơm nƣớc vào ống xoắn ruột gà trong thiết bị nitro hóa và bơm nƣớc vào vỏ bọc ngoài của thiết bị nitro hoá : -Chọn loại bơm HK nhƣ trên . 73 3.Chọn máy nén để đƣa hổn hợp nitro hoá vào thiết bị nitro hoá hoàn toàn : -Chọn hai máy nén loại TK - 250-9 , loại này có năng suất 250 m 3 /phút , áp suất nén 9 at , công suất động cơ 2000 kw , số vòng quay 6000 vòng / phút . PHẦN III THIẾT KẾ XÂY DỰNG I.XÁC ĐỊNH ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG : 1.Nhiệm vụ và yêu cầu: a.Nhiệm vụ: Nghiên cứu, phân tích, tổng hợp mọi số liệu của dự án để đƣa ra các giải pháp bố trí thực tế trên điạ hình một khu đất cụ thể đƣợc lựa chọn làm cơ sở sản xuất. b.Yêu cầu : Phải phù hợp với dây chuyền sản xuất, đảm bảo khả năng phát triển của nhà máy trong tƣơng lai. Bố trí giao thông trong và ngoài nhà máy thuận tiện. Đảm bảo an toàn vệ sinh công nghiệp thận lợi trong xây dựng . 2.Cơ sở để xác định địa điểm xây dựng : - Xác định địa điểm xây dựng hợp lý sẽ tạo điều kiện tốt cho giai đoạn chuẩn bị đầu tƣ, là cơ sở phát triển sản xuất , kinh doanh của nhà máy , vốn 74 đầu tƣ cũng nhƣ giá thành của sản phẩm của nhà máy, trong giai đoạn trƣớc mắt cũng nhƣ định hƣớng lâu dài của kế hoạch 5 năm, 10 năm. - Địa điểm xây dựng đƣợc lựa chọn phải phù hợp với qui hoạch lãnh thổ, qui hoạch vùng, qui hoạch cụm kinh tế công nghiệp đã đƣợc các cấp có thẩm quyền phê duyệt. Tạo điều kiện phát huy tối đa công suất của nhà máy với các nhà máy lân cận. - Địa điểm lựa chọn xây dựng phải đảm bảo gần với các nguồn cung cấp nguyên liệu cho sản xuất và gần nơi tiêu thụ sản phẩm của nhà máy. Gần nguồn cung cấp năng lƣợng, nhiên liệu nhƣ: điện, nƣớc, hơi, khí nén... Nhƣ vậy sẽ hạn chế tối đa các chi phí cho vận chuyển, hạ giá thành phẩm góp phần thúc đẩy sự phát triển của nhà máy. - Địa điểm xây dựng phải đảm bảo đƣợc sự hoạt động liên tục của nhà máy , vậy cần chú ý đến các yếu tố sau: + Phù hợp và tận dụng tối đa hệ thống giao thông quốc gia bao gồm đƣờng bộ, đƣờng sắt, đƣờng sông, đƣờng biển kể cả đƣờng hàng không. + Phù hợp và tận dụng mạng lƣới cung cấp điện, thông tin liên lạc và các hệ thống kỹ thuật khác. + Nếu địa phƣơng chƣa có sẵn các điều kiện hạ tầng kỹ thuật trên thì phải xét đến khả năng xây dựng nó trƣớc mắt, cũng nhƣ trong tƣơng lai. Địa điểm xây dựng đƣợc chọn cần lƣu ý tới các điều kiện sau: + Khả năng nguồn cung cấp vật liệu, vật tƣ xây dựng để giảm chi phí giá thành đầu tƣ xây dựng cơ bản của nhà máy, hạn chế tối đa lƣợng vận chuyển vật tƣ xây dựng từ nơi xa đến. + Khả năng cung ứng nhân công trong quá trình xây dựng nhà máy cũng nhƣ vận hành nhà máy sau này. Do vậy trong thiết kế cần chú ý xác định số công nhân của nhà máy và khả năng cung cấp nhân công ở các địa phƣơng lân cận trong quá trình đô thị hoá. - Về địa hình khu đất: Khu đất phải có kích thƣớc và hình dạng thuận lợi cho việc xây dựng trƣớc mắt cũng nhƣ việc mở rộng nhà máy trong tƣơng lai. Kích thƣớc, hình dạng và qui mô diện tích của khu đất nếu không hợp lý sẽ gây khó khăn trong quá trình thiết kế bố trí dây chuyền công nghệ, cũng nhƣ việc bố trí các hạng mục công trình trên mặt bằng khu đất đó. Do vậy, khu đất đƣợc lựa chọn cần đáp ứng các yêu cầu sau: + Khu đất phải cao ráo tránh ngập lụt trong mùa lũ, có mực nƣớc ngầm thấp tạo điều kiện tốt cho việc thoát nƣớc thải dễ dàng. 75 + Khu đất phải tƣơng đối bằng phẳng và có độ dốc tự nhiên tốt nhất là i = 0,51% để hạn chế tối đa cho kinh phí san lấp mặt bằng ( thông thƣờng chi phí này khá lớn chiếm từ 1015% giá trị công trình). + Khu đất lựa chọn không đƣợc nằm trên các vùng có mỏ khoáng sản hoặc địa chất không ổn định( nhƣ có hiện tƣợng động đất, xói mòn hay hiện tƣợng cát chảy). Cƣờng độ khu đất xây dựng là 1,52,5 kg/cm2. Nên xây dựng trên nền sét, đất đá mong, đất đồi,.. Để giảm tối đa chi phí gia cố nền móng của các hạng mục công trình nhất là các hạng mục công trình có tải trọng bản thân và tải trọng động lớn. + Khu địa điểm xây dựng đƣợc chọn cần xét đến mối quan hệ mật thiết giữa khu dân cƣ đô thị và khu công nghiệp. Điều đó không tránh khỏi là trong quá trình sản xuất các nhà máy thƣờng thải ra chất độc hại nhƣ: Khí độc, nƣớc bẩn, khói, bụi, tiếng ồn,.. Hoặc các yếu tố bất lợi khác nhƣ: dễ cháy nỗ, ô nhiễm môi trƣờng,... Để hạn chế tối đa ảnh hƣởng xấu của môi trƣờng công nghiệp tới khu dân cƣ, các khu vực có di tích lịch sử và danh lam thắng cảnh của địa phƣơng cần thoả mãn các điều kiện sau: + Địa điểm xây dựng phải thoả mãn các yêu cầu quy phạm, qui định về mặt bảo vệ môi trƣờng vệ sinh công nghiệp. Chú ý khoảng cách bảo vệ vệ sinh công nghiệp tuyệt đối không đƣợc xây dựng các công trình công cộng hoặc công viên, phải trồng cây xanh để hạn chế tác hại của khu công nghiệp gây nên. + Vị trí xây dựng nhà máy thƣờng phải ở cuối hƣớng gió chủ đạo, bởi vì trong công nghiệp hoá chất nói chung và nhà máy chế biến dầu mỏ nói riêng, thƣờng bị ô nhiễm bởi khí Hyđro cacbon và các khí phụ khác nên địa điểm sản xuất đặt xa khu dân cƣ để hạn chế tối đa những ảnh hƣởng xấu. Nguồn nƣớc thải của nhà máy đƣợc xử lý phải hạ lƣu và cách bến dùng của khu dân cƣ tối thiểu là 500m. 3.Chọn địa điểm xây dựng: Từ các cơ sở trên , ta chọn địa điểm xây dựng nhà máy sản xuất nitrobenzen tại Dung Quất - Quảng Ngãi. Nơi đƣợc chính phủ phê duyệt xây dựng khu công nghiệp. Đối với địa điểm này mang nhiều yếu tố thuận lợi cho việc xây dựng nhà máy sản xuất nitrobenzen nhƣ: Hƣớng Tây-Nam là mạng lƣới giao thông xuyên quốc gia đi qua nên rất thuận lợi về mặt giao thông cả về đƣờng bộ và đƣờng sắt. Hƣớng Đông cách cách khoảng 6 km là biển, với độ sâu và rộng rất thuận lợi cho các tàu tải trọng lớn cập bến và có thể có nhiều tàu cập bến một lần, có cảng biển sâu . 76 Hƣớng Bắc giáp khu kinh tế mở Chu Lai của Quảng Nam. Vì vậy về mặt giao thông sẽ rất thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên liệu về nhà máy cũng nhƣ việc vận chuyển sản phẩm của nhà máy đi tiêu thụ. Mặt khác vật liệu, vật tƣ xây dựng nhà máy lấy ngay trong nội tỉnh. Nguồn nhân công dồi dào, đây là yếu tố quan trọng trong quá trình đẩy mạnh xây dựng nhà máy cũng nhƣ việc vận hành nhà máy sau này. Một vấn đề cũng rất cần thiết nữa là: - Kích thƣớc và hình dáng khu đất rất thuận lợi cho việc xây dựng trƣớc mắt cũng nhƣ việc mở rộng nhà máy trong tƣơng lai. - Khu đất cao ráo, không bị ngập lụt, độ dốc tự nhiên của khu đất khoảng 1% với nền kinh tế sét kết hợp với đất đá ong nên đảm bảo tính chịu tải trọng lớn. Với địa hình của nhà máy là hƣớng Đông giáp biển và hƣớng gió chủ đạo là hƣớng Đông-Bắc .Vì vậy các chất khí, bụi của nhà máy sẽ ít hoặc không ảnh hƣởng đến khu dân cƣ. 4.Tổng mặt bằng nhà máy: Nhà máy sản xuất nitrobenzen đƣợc thiết kế tổng với diện tích mặt bằng khá lớn ,bao gồm 17 hạng mục công trình khác nhau trong nhà máy và đƣợc bố trí chặt chẻ và hợp lý . Giữa các phân xƣởng sản xuất phải có khoảng cách đảm bảo an toàn và thuận lợi cho quá trình lƣu thông của dòng ngƣời, dòng xe đồng thời nguyên liệu và nhiên liệu, xúc tác, các hoá chất phụ trợ và thiết bị, phƣơng tiện khác cũng phải đảm bảo lƣu thông. Các hạng mục công trình nhà máy đƣợc xây dựng thoả mãn tính chất hợp khối phục vụ quá trình sản xuất liên tục đảm bảo điều kiện vệ sinh công nghiệp và điều kiện mỹ quan. Với tính chất của một nhà máy sản xuất hoá chất, vì vậy vấn đề tránh độc hại cho ngƣời cũng nhƣ không gây ô nhiểm môi trƣờng cần đƣợc chú ý đặc biệt. 5.Tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản trong xây dựng nhà máy: Diện tích toàn nhà máy : F = 14010 m2 . Diện tích chiếm đất của nhà công trình : A = 2802 m2 . Diện tích chiếm đất của kho bãi , lộ thiên : B = 1152 m2 . Diện tích chiếm đất của đƣờng giao thông, đƣờng ống : C = 5713 m2 . Nhƣ vậy : Hệ số xây dựng là : Kxd = %28100 14010 11522802 100     F BA . 77 Hệ số sử dụng là : Ksd = %69100 14010 571311522802 100     F CBA Bảng 1:Các hạng mục công trình trong nhà máy : Số TT Tªn c«ng tr×nh x©y dùng Sè l-îng Dµi (m) Réng (m) DiÖn tÝch (m 2 ) 1 Ph©n x-ëng s¶n xuÊt chÝnh 1 42 27 1134 2 Kho chøa nguyªn liÖu 3 18 12 648 3 Kho chøa s¶n phÈm 2 18 12 432 4 BÓ chøa n-íc 1 12 6 72 5 Khu xö lý n-íc th¶i 1 18 6 108 6 Khu xö lý khÝ th¶i 1 18 6 108 7 Tr¹m c¬ khÝ 1 9 6 54 8 Tr¹m ®iÖn 1 6 6 36 9 Nhµ cøu ho¶ 1 6 6 36 10 Phßng hµnh chÝnh 1 18 12 216 11 C¨ng tin ¨n uèng 1 18 12 216 12 Gara «t« nhá 1 18 12 216 13 Gara «t« träng t¶i lín 1 12 9 108 14 Nhµ ®Ó xe ®¹p 1 36 18 648 15 Phßng b¶o vÖ 2 6 4 48 16 Nhµ vÖ sinh c«ng céng 2 6 3 36 17 Khu ®Êt dù tr÷ 1 56 24 1344 78 Tæng diÖn tÝch 3954 II.THIẾT KẾ TỔNG MẶT BẰNG NHÀ MÁY. 1.Nhiệm vụ: Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy là một giai đoạn quan trọng, nhiệm vụ của nó là nghiên cứu,phân tích ,tổng hợp mọi dữ liệu của dự án sang các giải pháp bố trí thực tế trên địa hình một khu đất cụ thể đã đƣợc chọn làm cơ sở cho việt tổ chức xây dựng nhà máy sản xuất phenol. *Nhiệm vụ chính khi thiết kế nhà máy: +Đánh giá các điều kiện tự nhiên, nhân tạo của khu đất xây dựng nhà máy làm cơ sở cho các giải pháp bố trí sắp xếp các hạng mục công trình, các công trình kỹ thuật, biện pháp giải quyết các vấn đề vi khí hậu của nhà máy và các nhà sản xuất...Sao cho phù hợp tối đa yêu cầu dây chuyền công nghệ của nhà máy lân cận trong vùng công nghiệp. Xác định cơ cấu mặt bằng, hình khối kiến trúc của các hạng mục công trình, định hƣớng nhà, tổ chức mạng lƣới công trình phục vụ công cộng, trồng cây xanh, hoàn thiện khu đất xây dựng, hƣớng phân chia thời kỳ xây dựng. Nghiên cứu khả năng mở rộng và phát triển của nhà máy. + Giải quyết các vấn đề có liên quan đến môi trƣờng qua các giải pháp để đảm bảo yêu cầu vệ sinh công nghiệp, chống ồn chống ô nhiễm mặt nƣớc và khí quyển, cũng nhƣ các vấn đề liên quan đến an toàn sản xuất nhƣ hoả hoạn hoặc các sự cố đặc biệt khác. + Giải quyết các quan hệ về cảnh quan đô thị với môi trƣờng xung quanh tạo khả năng hoà nhập của nhà máy với các nhà máy lân cận, phù hợp hài hoà với không gian tự nhiên của vùng. 2.Các yêu cầu khi thiết kế tổng mặt bằng nhà máy: Để có đƣợc phƣơng án tối ƣu khi thiết kế quy hoạch tổng mặt bằng nhà công nghiệp cần phải thoả mãn các yêu cầu cụ thể nhƣ sau: + Giải pháp thiết kế tổng mặt bằng nhà máy phải đáp ứng đƣợc mức cao nhất của dây chuyền công nghệ sao cho chiều dài dây chuyền sản xuất ngắn nhất, không trùng lặp lộn xộn, hạn chế tối đa sự giao nhau. Bảo đảm mối liên hệ mật thiết giữa các hạng mục công trình với hệ thống giao thông, các mạng lƣới cung cấp kỹ thuật khác bên trong và bên ngoài nhà máy. + Trên khu đất xây dựng nhà máy phải đƣợc phân thành các khu vực chức năng theo đặc điểm của sản xuất, yêu cầu vệ sinh, đặc điểm sự cố, khối 79 lƣợng phƣơng tiện vận chuyển, mật độ nhân công,.. Tạo điều kiện tốt cho việc quản lý vận hành của các khu vực chức năng. + Diện tích khu đất xây dựng đƣợc tính toán thoả mãn mọi yêu cầu đòi hỏi của dây chuyền công nghệ trên cơ sở bố trí hợp lý các hạng mục công trình, tăng cƣờng vận dụng các khả năng hợp khối nâng tầng sử dụng tối đa các diện tích không xây dựng để trồng cây xanh tổ chức môi trƣờng công nghiệp và định hƣớng phát triển mở rộng nhà máy trong tƣơng lai. + Tổ chức hệ thống giao thông vận chuyển hợp lý phù hợp với dây chuyền công nghệ, đặc tính hàng hoá đáp ứng mọi yêu cầu sản xuất và quản lý, luồng ngƣời luồng hàng phải ngắn nhất không trùng lặp nhau. Ngoài ra, còn phải chú ý khai thác phù hợp với mạng lƣới giao thông quốc gia cũng nhƣ các cụm nhà máy lân cận. + Phải thoả mãn các yêu cầu vệ sinh công nghiệp, hạn chế tối đa các sự cố sản xuất, đảm bảo yêu cầu vệ sinh môi trƣờng bằng các giải pháp phân khu chức năng, bố trí hƣớng nhà hợp lý theo hƣớng gió chủ đạo của khu đất. Khoảng cách của các hạng mục công trình phải tuân theo quy phạm thiết kế, tạo mọi điều kiện cho việc thông thoáng tự nhiên hạn chế bức xạ nhiệt của mặt trời truyền vào nhà. + Khai thác triệt để các đặc điểm khí hậu địa phƣơng nhằm giảm đến mức có thể chi phí san nền, xử lý nền đất, tiêu huỷ, xử lý các công trình ngầm khi bố trí các hạnh mục công trình. + Phải đảm bảo tốt mối quan hệ hợp tác mặt thiết kế với các nhà máy lân cận trong khu công nghiệp với việc sử dụng chung các công trình đảm bảo kỹ thuật, Xử lý chất thải chống ô nhiễm môi trƣờng cũng nhƣ các công trình hành chính phục vụ công cộng... Nhằm mang lại hiệu quả kinh tế, hạn chế vốn đầu tƣ xây dựng nhà máy và tiết kiệm diện tích xây dựng. + Phân chia thời kỳ sản xuất hợp lý, tạo điều kiện thi công nhanh, sớm đƣa nhà máy vào sản xuất, nhanh chóng hoàn vốn đầu tƣ xây dựng. + Bảo đảm các yêu cầu thẩm mỹ của từng công trình, tổng thể nhà máy. Hoà nhập đóng góp cảnh quan xung quanh tạo thành khu cảnh kiến trúc công nghiệp đô thị. 3.Những giải pháp thiết kế tổng mặt bằng nhà máy: Trong quá trình nghiên cứu, thiết kế tổng mặt bằng nhà máy cần vận dụng linh hoạt các biện pháp có tinh nguyên tắc sau, để đạt đƣợc hiệu quả cao nhất khi tiến hành nghiên cứu thiết kế tổng mặt bằng. Đây là một biện pháp có tính định hƣớng ban đầu để có thể đi đến giải pháp quy hoạch tổng mặt bằng nhà máy hợp lý. Thực chất của biện pháp này là phân chia các bộ phận chức năng 80 của nhà máy thành các nhóm theo đặc điểm vận chuyển hàng hoá, đặc điểm sản xuất, khối lƣợng và đặc điểm vận chuyển hàng hoá, đặc điểm phân bố nhân lực, đặc điểm và các yêu cầu vệ sinh công nghiệp cũng nhƣ các đặc thù sự cố của các công đoạn sản xuất. *Giải pháp phân vùng: Tuỳ theo đặc thù sản xuất của nhà máy mà ngƣời ta thiết kế sẽ vận dụng nguyên tắc phân vùng cho hợp lý. Trong thực tiễn thiết kế, biện pháp phân chia khu đất thành các vùng theo đặc điểm sử dụng là phổ biến nhất. Biện pháp bày phân chia khu đất thành 4 vùng chính. 3 4 2 1 a.Vùng trước nhà máy: Nơi bố trí các nhà hành chính quản lý, phục vụ sinh hoạt, cổng ra vào, gara ôtô và xe đạp... Đối với các nhà máy có quy mô nhỏ hoặc mức độ hợp khối lớn, vùng trƣớc nhà máy hầu nhƣ đƣợc dành diện tích cho bãi đỗ xe ôtô, xe gắn máy, cổng bảo vệ, bảng tin và cây xanh cảnh quan. Diện tích vùng này tuỳ theo yêu cầu đặc điểm sản xuất, quy mô của các nhà máy có diện tích từ 4  20% diện tích toàn nhà máy. b.Vùng sản xuất: Nơi bố trí các nhà và các công trình nằm trong dây chuyền sản xuất chính của nhà máy, nhƣ các xƣởng sản xuất chính, phụ, sản xuất phụ trợ... Tuỳ theo đặc điểm sản xuất và quy mô của nhà máy diện tích vùng này chiếm 22  52% diện tích của nhà máy. Đây là vùng quan trọng nhất của nhà máy nên khi bố trí cần lƣu ý một số điểm sau: -Khu đất đƣợc ƣu tiên về điều kiện địa hình,địa chất cũng nhƣ về hƣớng -Các nhà sản xuất chính , phụ trợ sản xuất có nhiều công nhân nên bố trí gần nơi phía cổng hoặc gần trục giao thông chính của nhà máy và đặc biệt ƣu tiên về hƣớng. -Các nhà xƣởng trong quá trình sản xuất gây ra tác động xấu nhƣ tiếng ồn lớn, lƣợng bụi, nhiệt thải ra nhiều hoặc dễ có sự cố nên đặt ở cuối hƣớng gió và tuân thủ chặt chẽ theo quy cách vệ sinh công nghiệp. c.Vùng các công trình phụ: 81 Nơi đặc các nhà và công trình cung cấp năng lƣợng bao gồm các công trình cung cấp điện, hơi.... Xử lý nƣớc thải và các công trình bảo quản kỹ thuật khác. Tuỳ theo yêu cầu mức độ của công nghệ mà vùng này có diện tích từ 1428% tổng diện tích nhà máy. Khi bố trí các công trình trên vùng này ngƣời ta thiết kế cần lƣu ý một số điểm sau: -Hạn chế tối đa chiều dài của hệ thống cung cấp kỹ thuật bằng cách bô trí hợp lý giữa nơi cung cấp và tiêu thụ năng lƣợng ( khai thác tối đa hệ thống cung cấp ở trên không và ngầm dƣới mặt nƣớc). -Tận dụng các khu đất không thuận lợi về hƣớng hoặc giao thông để bố trí các công trình phụ. -Các công trình có nhiều bụi, khói hoặc chất không thuận lợi đều phải chú ý bố trí cuối hƣớng gió chủ đạo. d.Kho tàng và phục vụ giao thông: Trên đó, bố trí các hệ thống kho tàng bến bãi, các cầu bốc dỡ hàng hoá, san ga nhà máy... Tuỳ theo đặc điểm sản xuất và qui mô nhà máy vùng này thƣờng chiếm từ 2337% tổng diện tích nhà máy. Khi bố trí vùng này nguời thiết kế cần lƣu ý một số điểm sau: -Cho phép bố trí các công trình trên vùng đất không ƣu tiên về hƣóng. Nhƣng phải phù hợp với các nơi tập kết nguyên liệu và sản phẩm của nhà máy để dễ dàng cho việc nhập, xuất hàng của nhà máy. -Tuy nhiên, trong nhiều trƣờng hợp, do đặc điểm và yêu cầu của dây chuyền công nghệ, hệ thống kho tàng có thể bố trí một phần hệ thống kho tàng nằm ngay trong khu vực sản xuất. Vì vậy ngƣời thiết kế có thể bố trí một phần hệ thống kho tàng nằm ngay trong khu vực sảnxuất. *Hợp khối các công trình có ƣu điểm sau: +Ưu điểm: Số lƣợng các công trình giảm, thuận lợi cho quy hoạch mặt bằng. -Tiết kiệm đất xây dựng từ 1030%. -Rút ngắn mạng lƣói giao thông vận chuyển từ : 2025%. -Giảm giá thành xây dựng từ : 1018%. -Rút ngắn thời gian xây dựng từ : 2025%. -Năng suất lao động tăng từ : 2025%. + Nhược điểm: Mặc dù có nhiều ƣu điểm nhƣng trong điều kiện xây dựng ở Việt Nam nếu áp dụng không hợp lý sẽ gặp các nhƣợc điểm sau: 82 -Không phù hợp với các xƣởng,các công đoạn sản xuất có đặc điểm, tính chất sản xuất khác nhau. -Điều kiện thông thoáng chiếu sáng tự nhiên kém. -Gặp nhiều khó khăn trong việc thoát nƣớc mái. -Trong các điều kiện địa hình, địa chất không thuận lợi sẽ rất tốn kém cho chi phí san nền và gia cố nền móng. Bởi vậy, khi thiết kế cần xem xét kỹ các điêu kiện của giải pháp hợp khối các công trình để lựa chọn các biện pháp thiết kế thích hợp. -Bố trí khoảng cách các công trình hợp lý đảm bảo các quy phạm về phòng hoả, cách ly theo điều kiện vệ sinh công nghiệp đảm bảo các điều kiện mở rộng nhà máy. Trong quá trình nghiên cứu thiết kế quy hoạch mặt bằng nhà máy cần lƣu ý đến yếu tố phát triển mở rộng nhà máy trong tƣơng lai, trong các trƣờng hợp sau: -Nâng cao công suất của nhà máy . -Mở rộng sản xuất sản phẩm mới. -Thay thế các máy móc thiết bị mới. Trong xây dựng mở rộng nhà máy cần phải thoả mãn các điều kiện sau: -Trong quá trình xây dựng mở rộng nhà nhà máy không đƣợc ảnh hƣởng đến các công trình hiện có. -Không phá vỡ không gian kiến trúc đã có mà phải tăng thêm khả năng thẩm mỹ hoàn chỉnh không gian dự kiến. -Tuyệt đối không ảnh hƣởng đến dây chuyền sản xuất đã có. -Dự kiến các vị trí khu đất có thể phát triển để khi mở rộng không ảnh hƣởng đến dây chuyền sản xuất và hệ thống giao thông của nhà máy. 4.Mặt bằng nhà máy: Vì dây chuyền sản xuất có tính chất và đặc điểm của sản xuất gần giống nhau do đó thiết kế mặt bằng phân xƣởng sản xuất theo nguyên tắc hợp khối với tổng diện tích là : 14010 m2. 83 PHẦN IV TÍNH TOÁN KINH TẾ I.Mục đích: Tính toán kinh tế là một phần quan trọng trong việc thiết kế phân xƣởng sản xuất , nhằm giúp cho ngƣời thiết kế hiểu đƣợc hoạt động của nhà máy , kết quả của việc tính toán nó cho phép ta quyết định đƣợc nhà máy đó có nên hoạt động đƣợc không , có hiệu quả kinh tế không . II.Nội dung tính toán : 1.Tính chi phí cố định : a.Tính vốn đầu tƣ xây dựng chung của nhà máy ; Mặt bằng của nhà máy đƣợc thiết kế nằm trong khu công nghiệp của nhà nƣớc , đƣợc chinhs phủ cấp cho xây dựng , nên không phải chi phí cho việc mua mặt bằng . Chi phí để xây dựng cho tất cả các hạng mục công trình trong nhà máy là: 2.2.10 6 VNĐ / m2 . Tổng diện tích cần xây dựng của nhà máy là : 3954 m2 . Vậy tổng vốn xây dựng các hạng mục công trình trong nhà máy là : 3954 x 2,2.10 6 = 8698,8.10 6 VNĐ . Ngoài ra còn chi phí cho các công trình khác nhƣ : đƣờng giao thông , tƣờng rào , mua cơ sở vật chất bàn ghế ,... khoảng 8% tổng vốn đầu tƣ xây dựng . Tức là : 0,8 x 8698,8.106 = 695,904.106 VNĐ . Vậy tổng vốn đầu tƣ xây dựng cho nhà máy là : Pxd = 8698,8.10 6 + 695,904.10 6 = 9394,7.210 6 VNĐ . b.Vốn đầu tƣ cho thiết bị , máy móc của nhà máy : *Bảng kê khai chi phí đầu tƣ cho thiết bị : STT Tên thiết bị Số lƣợng Đơn giá VNĐ) Thành tiền (VNĐ) 1 Thiết bị nitro hoá 1 200.106 200.106 2 Thiết bị nitro hoá hoàn toàn 1 200.10 6 200.10 6 3 Thieets bị lắng 1 150.106 150.106 4 Thiết bị làm lạnh 1 80.106 80.106 5 Thiết bị rửa bằng Na2CO3 1 150.10 6 150.10 6 6 Thiết bị rửa bằng nƣớc 1 150.106 150.106 7 Thiết bị phân ly 3 100.106 300.106 8 Máy nén 2 25.10 6 50.10 6 84 9 Máy khoấy 2 25.106 50.106 10 Bơm 8 10.106 80.106 11 Thùng chứa 10 8.106 80.106 12 Thùng lƣờng 4 8.106 32.106 13 Tổng 1512.10 6 c.Vốn đầu tƣ cho việc vận chuyển , lắp đặt thiết bị : Chi phí cho việc vận chuyển và lắp đặt bằng 5% giá mua thiết bị .Khi đó ta đƣợc : Pvc = 0.15 x1512.10 6 = 226,8.10 6 VNĐ . Tổng vốn đầu tƣ cho thiết bị là: Ptbij = 1512.10 6 + 226,8.10 6 = 1738,8.10 6 VNĐ d.Tổng vốn đầu tƣ cố định là : Pđt = 9394,7.210 6 + 1512.10 6 + 226,8.10 6 = 11133,5.10 6 VNĐ . 2.Tính chi phí vốn lƣu động : a.Chi phí cho việc mua nguyên liệu : Lƣợng nguyên liệu cần dùng trong 1(h) để sản xuất ra 4948,962 kg sản phẩm nitrobenzen bao gồm : Lƣợng benzen kỹ thuật : 3241,310 kg / h. Lƣợng hổn hợp melanzơ : 2882,721 kg / h. Lƣợng axit sunfuric 96% : 4785,768 kg / h. Lƣợng Na2CO3 6% : 10091,186 kg / h. Lƣợng nƣớc : 349,079 kg / h. *Bảng kê khai chi phí nguyên liệu cho nhà máy: Tên nguyên liệu khối lƣợng (kg/h) Đơn giá (VNĐ/ kg) Thành tiền (VNĐ/ h) Thành tiền (VNĐ/năm) Hổn hợp melanzơ 2882,721 1500 4,324.106 35284,5.106 Axit sunfuric 96% 4785,768 1700 8,136.10 6 66388,2.10 6 Benzen kỹ thuật 3241,310 4000 12,965.106 105796,3.106 Na2CO3 6% 10091,186 1200 12,109.10 6 98813,1.10 6 Nƣớc 349,079 800 0,279.106 22278,8.106 85 Tổng 21350,064 37,814.10 6 308560,9.10 6 b.Chi phí năng lƣợng cho nhà máy: *Điện dùng để cấp cho dây chuyền công nghệ hoạt động đƣợc xác định theo công thức sau : W1 = K1 x K2 x Ni x Ti ; Kwh . Trong đó : W1 : Điện năng dùng trong 1 (h) . Ni : Công suất động cơ thứ i ; Kwh . n : Số động cơ . Ti : Thowifg gian swrt dụng của động cơ = 1 (h). K1 : Hệ số phụ tải , thƣờng lấy bằng 0,75 . K2 : Hệ số tổn thất , thƣờng lấy bằng 1,05. *Bảng lƣợng điện cần dùng trong dây chuyền nhà máy: STT Tên thiết bị n Ni (Kwh) K1 K2 Ti(h) W1 (Kwh) 1 Máy khoấy 2 11 0,75 1,05 1 17,33 2 Máy nén 2 20 0,75 1,05 1 31,5 3 Thiết bị lắng 2 1,7 0,75 1,05 1 1,34 4 Bơm HK 4 8,6 0,75 1,05 1 27,09 5 Bơm UT 4 5,4 0,75 1,05 1 17,01 6 Bơ 2X-6113a 1 5,4 0,75 1,05 1 4,25 7 Tổng 15 98,52 *Điện dùng thắp sáng trong nhà máy đƣợc tính theo công thức sau : W2 = Pi x Ti ; Kwh . Trong đó : W2 : Điện dùng trong 1(h). Pi : Công suất động cơ thứ i ; Kwh . Ti : Thời gian sử dụng thắp sáng = 1 (h) . ` n : Số bóng đèn . *Bảng kê khai điện dùng để thắp sáng trong nhà máy : 86 STT Tên công trình Pi (W) n W2 (wh) 1 Nhà sản xuất chính 40 48 1920 2 Kho chứa nguyên liệu 40 48 1920 3 Kho chứa sản phẩm 40 32 1280 4 Bể chứa nƣớc 40 10 400 5 Khu xử lý khí thải 40 18 720 6 Khu xử lý nƣớc thải 40 18 720 7 Trạm cơ khí 40 10 400 8 Trạm điện 40 10 400 9 Nhà cứu hoả 40 6 240 10 Phòng hành chính 40 18 720 11 Căn tin 40 18 720 12 Gara ôtô nhỏ 40 10 400 13 Gara ôtô lớn 40 10 400 14 Nhà để xe đạp 40 10 400 15 Phòng bảo vệ 40 8 320 16 Nhà vệ sinh 40 8 320 17 Đƣờng giao thông 100 40 4000 18 T Tổng 16240 GIá điện dùng trong công nghiệp là : 1000 VNĐ / Kwh . Giá điện dùng cho thắp sáng là : 500 VNĐ / Kwh . Vậy : Chi phí điện năng dùng trong toàn bộ nhà máy là trong một giờ là : Pđiện = 1000 x 98,52 + 500 x 16,240 = 106640 VNĐ / h . Điện dùng để thắp sáng là 16 h một ngày. Cho nên tổng lƣợng điện dùng trong một năm là :106640 x 16 x 340 = 580,12.106 VNĐ/ năm . c.Tính tiền lƣơng cho công nhân : *Bảng tính lƣơng cho công nhân , cán bộ làm việc trong nhà máy là: STT Nơi làm việc của công nhân Số ngƣời làm việc trong một ngày Số tiền lƣơng cho một ngƣời (VNĐ /tháng) Số tiền cho một năm (VNĐ/năm) 1 Giám đốc 1 2,8.106 33,6.106 2 Phó giám đốc 2 2,5.106 60,0.106 3 Thƣ ký 2 2.106 48,0.106 4 Cán bộ kỹ thuật 2 2,5.106 60,0.106 87 5 Nhà sản xuất chính 21 1,8.106 453,6.106 6 Sản xuất phụ 6 1,8.106 129,6.106 7 Kho chứa 21 1,8.106 453,6.106 8 Thợ cơ khí 6 1,8.106 129,6.106 9 Thợ điện 6 1,8.106 129,6.106 10 Phòng hành chính 8 2.10 6 192,0.10 6 11 Phòng bảo vệ 6 1,5.106 108,6.106 12 Dịch vụ bán hàng 2 1,8.106 129,6.106 13 Tổng 87 1927,8.10 6 Ngoài ra còn một số chi phí khác : Tiền bồi dƣỡng cho nhân viên trong một năm bằng 5% tổng tiền lƣơng cho công nhân. Tức là : 0,05 x 1927,8.106 = 96,36.106 VNĐ / năm. Tiền bảo hiểm cho nhân viên là : 30000 (VNĐ/ năm) cho mỗi ngƣời . Tức là : 87 x 30000 = 2,61.106 VNĐ / năm . Vậy tổng chi phí tiền cho nhân viên trong một năm là: 1927,8.10 6 + 96,36.10 6 + 2,61.10 6 = 2024,19.10 6 .10 6 VNĐ /năm . 3.Tính khấu hao : Tổng vốn đầu tƣ xây dựng : Pxd = 9394,7.10 6 VNĐ . Tổng đầu tƣ cho thiết bị là : Ptbị = 1738,8.10 6 VNĐ . *Tính chi phí khấu hao cơ bản : -Nhà sản xuất có thời gian khấu hao là 20 năm . Do đó mức khấu hao trong một năm của nhà sản xuất là : 6 6 10.7,469 20 10.7,9394 20  Pxd VNĐ / năm. -Thiết bị có thời gian khấu hao là : 15 năm .Do đó mức khấu hao của thiết bị trong một năm là : 6 6 10.92,115 15 10.8,1738 15  Ptb VNĐ/ năm . -Mức khấu hao cho việc sữa chữa thiết bị , cho công trình xây dựng lấy bằng 5% mức khấu hao cơ bản . Tức là : 0,05 x ( 469,7.10 6 + 115,92.10 6 ) = 29,3.10 6 VNĐ / năm . Vậy tổng mức khấu hao là : 469,7.10 6 + 115,92.10 6 + 29,3.10 6 = 614,92.10 6 VNĐ / năm . 4.Tính giá thành của sản phẩm : Năng suất của nhà máy là : 45000000 kg/ năm . 88 Đơn giá của sản phẩm là : 7000 VNĐ / kg sản phẩm . Vậy tổng doanh thu của nhà máy trong một năm là : Psp = 45000000 x 7000 = 315000.10 6 VNĐ / năm . 5.Tính lợi nhuận của nhà máy trong một năm : Tổng vốn lƣu động của nhà máy bao gồm : +Chi phí mua nguyên liệu : 308560,9.106 VNĐ / năm . +Chi phí cho điện năng : 580,12.106 VNĐ/ năm . +Chi phí cho nhân viên : 2024,19.10 6 VNĐ/ năm . +Khấu hao : 614,92.106 VNĐ/ năm . Suy ra tổng vốn lƣu động của nhà máy là : Pld =308560,9.10 6 + 580,12.10 6 + 2024,19.10 6 + 614,92.10 6 = = 311782,9.10 6 VNĐ / năm . Lợi nhuận của nhà máy trƣớc thuế là : L = Psp- Pld =315000.10 6 +311782.9.10 6 = 3217,1.10 6 VNĐ/ năm . Thuế của nhà nƣớc thu từ doanh nghiệp này là 5% lợi nhuận cho mỗi năm .Do Vậy nhà máy phai r nộp thuế cho nhà nƣớc là : 0,05 x 3217,1.10 6 = 160,1.10 6 VNĐ / năm . Vậy lợi huận của nhà máy sau mỗi năm là : L = 3217,1.10 6 – 160,1.106 = 3057.106 VNĐ / năm . 6.Tính thời gian thu hồi vốn : T = Nhận xét : Vậy sau 3 năm và 1 tháng hoạt động nhà máy thu hồi lại vốn . Xét về mặt kinh tế thì nhà máy này làm ăn có lãi . Do đó nên xây dựng nhà máy này. Tổng vốn đầu tƣ cố định 11133,5.106 = = 3.1 (năm) Lợi nhuận + Khấu hao 3057.106 + 614,92.106 89 Phần IV AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH MÔI TRƢỜNG. I.An toàn lao động : Nền công nghiệp hoá chất nói chung , phân xƣởng sản xuất nitrobenzene nói riêng , rất độc hại cho con ngƣời và môi trƣờng .Vì vậy để đảm bảo an toàn lao động cho con ngƣời và vệ sinh cho môi trƣờng thì trong sản xuất phải đảm bảo các qui trình sau đây : Trong quá trình thiết kế phân xƣởng sản xuất thì khâu an toàn lao động là hết sức cần thiết , nhằm cải thiện điều kiện làm việc cho công nhân trong nhà máy Vì vậy ngay từ đầu thiết kế phải bố trí cho hợp lí , huấn luyện tuyên truyền các qui định cho công nhân hiểu rõ . Nhƣ vậy để đảm bảo tốt cần phải tuân thủ theo các yêu cầu sau: 1.Yêu cầu về phòng cháy chữa cháy : -Thƣờng xuyên thực hiện các công tác giáo dục đến công nhân lao động trong phân xƣởng , thực hiện những qui định chung của nhà máy , tiến hành kiểm tra điịnh kì , thực hiện các thao tác an toàn lao động trong sản xuất . -Khi thiết kế phải bố trí các hạng mục công trình theo đúng qui định , hợp lí theo hƣơng gió tại địa điểm xây dựng . -Các thiết bị phải đảm bảo an toàn cháy nổ tuyệt đối , khong cho các hiện tƣợng rò rỉ khí snar phẩm hay nguyên liệu ra ngoài , khi thết kế cần chọn nhứng nguyên liệu có khả năng chống cháy nổ cao để thay thế cho những loại nguyên liệu có khử năng cháy nổ lớn . -Phải có hệ thống tự động hoá an toan lao động và báo động kịp thời khi co cháy nổ xảy ra . -Bố trí các máy móc thiết bị thoáng , các đƣờng ống trong nhà máy phải đảm bảo , hạn chế các đƣờng ống chồng chéo lên nhau . -Kho , bể chứa sản phẩm và nguyên liệu phải đƣợc bao che , tranh xa nguồn lửa, điện . -Bố trí các thiết bị dể cháy , nổ ra xa nguồn điện, lửa, tia lửa điện. 90 -Vận hành các thiết bị phải theo đúng các thao tác kỹ thuật , khi làm việc phải tuân theo các thao tác chặt chẽ . -Trong trƣờng hợp muốch sữa chữa các thiết bị có chứa khí dể cháy nổ , phải dùng khí trơ thổi ra khỏi thiết bị , sau đó mới đƣợc sữa chữa . -Giảm thấp nồng độ các chất dể cháy nổ đến mức cần thiết trong khu sản xuất . -Trong nhà máy phải có đội ngũ phòng, cháy chữa cháy thƣờng trực 24/24h trong ngày , luôn sẳn sàn , bố trí đầy đủ trang thiết bị phòng cháy , chữa cháy hiện đại , đáp ứng đƣợc yêu cầu cho việc cứu chữa . -Trong quá trình sản xuất phải đảm bảo các thiết bị áp lực lớn , hệ thống điện phải đƣợc thiết kế an toàn nhất , phải có thiết bị bảo hiểm , che chắn . -Phải trang bị quần , áo phòng hộ lao động cho công nhân làm việc. 2.Trang bị phòng hộ lao động : Những công nhân làm việc trong nhà máy phải đƣợc giáo dục thƣờng xuyên về nội qui an toàn lao động , thực hiện tốt các thao tác trong khi làm việc , đúng kỹ thuật . -Trong nhà máy phải tuyệt đối không dùng lửa, tránh các va chạm cần thiết để gây ra tia lửa điện , trong sửa chữa phải tránh dùng nguồn điện cao áp. -Trong công tác bảo quản các kho, bể chứa phải tránh hút thuốc, phải trang bị khẩu trang, quần , áo, hợp lý . -Phải kiểm tra sức khoẻ định kỳ cho công nhân , phát hiện những bệnh phổ biến để phòng tránh , đảm bảo chế độ lao động cho công nhân theo qui định của nhà nƣớc . II. Vệ sinh môi trƣờng : Mặt bằng nhà máy phải chọn tƣơng đối bằng phẳng có hệ thông thoát nƣớc và xử lý nƣớc thải tốt . Đặt nhà máy cách ly khu dân cƣ một khoảng cách an toàn , cuối hƣớng gió phải trồng nhiều cây xanh xung quanh nhà máy để tạo môi trƣờng tốt hơn . Khi thiết kế nhà máy phải tuân thủ theo qui định trong xây dựng , phải đảm bảo thông gió , chiếu sáng , thoát khí cho công nhân làm việc . 1.Xử lý khí thải : Các nhà máy , xí nghiệp thì môi trƣờng không khí trong sản xuất có ảnh hƣởng lớn đến sức khoẻ của con ngƣời làm việc .Vì vậy chúng ta luôn luôn tạo điều kiện môi trƣờng tốt trong nhà máy .Giải quyết đƣợc điều kiện vệ sinh đó không chỉ giảm bớt đƣợc các bệnh nghề nghiệp cho công nhân mà còn tạo 91 đƣợc điều kiện làm vieec tốt cho công nhân làm việc từ đó nâng cao năng suất của công việc . Các chất độc hại đối với sức khoẻ của con ngƣời còn mang tên là độc tố con ngƣời trong đó kể cả bụi độc . Các chất đƣợc coi là độc hại nêu nhƣ một số lƣợng lớn rơi vào cơ thể của con ngƣời , khi đó ngƣời sẽ bị nhiễm độc và bệnh tật .Sự nhiễm độc đó có thể ngay tức khắc hoặc sau một thời gian . Trong điều kiện sản xuất độc tố có thể thâm nhập vào cơ thể con ngƣời vào cơ quan hô hấp , qua da và qua con đƣờng ăn uống . Các chất bụi đƣợc tách ra bay vào không khí của các phòng sản xuất do thực hiện các quá trình công nghệ khác nhau . Dựa vào tác hại của bụi của cơ thể con ngƣời mà ngƣời ta chia làm hai loại bụi độc và bui không độc . Khi con ngƣời gặp phải thì dể mắc bệnh nghề nghiệp , bệnh cấp tính , . Vì vậy phải hết sức cẩn thận trong khi làm việc . Để ngăn chặn hơi , khí , bụi độc hại thì trong công nghiệp sản xuất ngƣời ta thƣờng bố trí thiết bị độc hại ra xa khu vực đông ngƣời, đồng thời có hệ thông thông gió nhất định . Chủ yếu ngƣời ta dùng các công nghệ xử lý khí nhƣ : hấp thụ ,hấp phụ, trung hoà , lọc, hút , 2. Xử lý nƣớc thải : Nƣớc thải thƣờng chứa các hợp chất cơ học khác nhau .Vì vậy mục đích xử lý nƣớc thải là khử các tạp chất đó sao cho nƣớc sau khi xử lý đạt yêu cầu thải ra môi trƣờng . Các quá trình xử lý nƣớc thải đƣợc chia thành các công đoạn xử lý nhƣ sau : cấp I, cấp II, cấp III . +Xử lý cấp I : Gồm các quá trình xử lý sơ bộ và lắng , bắt đâù từ song chắn sau đó đến xử lý cấp I . Công đoạn này có nhiêm vụ khử các vật rắn nổi có kích thƣớc lớn và các tạp chất có kích thƣớc lớn ra khỏi nƣớc thải để bảo vệ bơm và đƣờng ống . +Xử lý cấp II : Gồm các quá trình sinh học , hoá học có tác dụng khử hầu hết các tạp chất hữu cơ hoà tan có thể phân huỷ bằng con đƣờng sinh học nhƣ : hoạt hoá bùn , lọc sinh học hay oxy hoá sinh học trong các ao hồ và phẩm huỷ , yếm khí , 92 +Xƣ lý cấp III : Thƣờng gồm các quá trình : Vi lọc , kết tủa hoá học và đông tụ , hấp thụ bằng than hoạt tính , zeolic, trao đổi cation , them thấu ngƣợc, điện thấm tích , các quá trình khử các chất dinh dƣỡng , clo hoá , ozon hoá , KẾT LUẬN Sau khoảng thời gian gần 4 tháng nghiên cứu đề tài : ‘Thiết kế phân xƣởng sản xuất nitrobenzen với năng suất 45000 tấn / năm ‘.Từ sự nổ lực làm việc của bản thân , với sự hƣớng dẫn tận tình của thầy giáo GS.TS Đào Văn Tƣờng , cùng với các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ Hữu Cơ -Hoá Dầu của trƣờng ĐHBK Hà Nội , đến nay em đã hoàn thành bản đồ án đúng thời gian quy định . Qua bản đồ án này đã giúp cho em hiểu đƣợc cơ bản về quá trình thiết kế một phân xƣởng sản xuất hoá chất ở quy mô công nghiệp , phần nào biết áp dụng kết quả lý thuyết vào trong thực tế sản xuất, cụ thể nhƣ sau : -Phần tổng quan lý thuyết : Năm đƣợc tính chất của nguyên liệu và sản phẩm , cũng nhƣ ứng dụng của nó trong thực tế sản xuất . Hiểu đƣợc cơ chế , động học , các thông số công nghệ nhƣ : nhiệt độ , áp suất , nồng độ , thời gian lƣu, của một quá trìng phản ứng . Biết cách so sánh các chỉ tiêu kỹ thuật của quá trình phản ứng , từ đó lựa chọn công nghệ thích hợp nhất , nhằm đem lại năng suất và chất lƣợng sản phẩm cao, giá thành rẻ , kinh tế nhất . -Phần tính toán công nghệ : Biết cách tính toán cân bằng vật chất ,cân bằng nhiệt lƣợng của dây chuyền sản xuất , tính đƣờng , chiều cao , bề dày , chân đỡ , chọn vật liệu làm thiết bị , -Phần xây dựng : Nắm đƣợc cách chọn địa điểm xây dựng nhà máy , hiểu đƣợc cơ bản về sự bố trí các hạng mục công trình trong toàn bộ nhà máy theo hƣớng gió nhất định , bố trí các thiết bị trong phân xƣởng sản xuất , trên cơ sở đó thiết kế tổng thể mặt bằng để xây dựng nhà máy sản xuất . 93 -Phần tính toán kinh tế : Hiểu đƣợc cơ bản về sự tính toán các chi phí cũng nhƣ doanh thu trong toàn bộ nhà máy , từ đó xét tính hiệu quả kinh tế của một nhà máy . -Phần an toàn lao động và vệ sinh môi trƣờng :Nhận biết đƣợc mức độ độc hại của khí thải , cũng nhƣ sự nguy hiểm trong nhà sản xuất , để từ đó phân bố vị trí làm việc của con ngƣời và thiết bị phòng chống một cách có hiệu quả nhất , nhằm đem lại sự trong sạch cho môi trƣờng và con ngƣời . Tuy nhiên , do khả năng của bản thân , thời gian , tài liệu còn hạn chế và lần đầu tiên đƣợc nhận nhiệm vụ thiết kế phân xƣởng sản xuất ở quy mô công nghiệp , nên chắc chắn còn nhiều thiếu sót , em rất mong quý thầy cô giáo tạo điều kiện , giúp đỡ cho em , để em đƣợc hiểu hơn . TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Tập thể: Văn đình Đệ, Trịnh Thanh Đoan, Dƣơng Văn Tuệ, Nguyễn Thị Minh Nguyệt, Nguyễn Đăng Quang, Nguyễn Thị Thanh , Hoàng Trọng Yêm. Hoá Học Hữu Cơ NXB KH & KT . 2002.Tập 3. 2.Nguyễn Thị Thanh . Hóa hữu cơ. Tập 2 . Hợp chất hữu cơ mạch vòng. Nhà xuất bản Giáo Dục. 1998. 3. Nguyễn Minh Châu. Hóa hữu cơ. Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Qui Nhơn. 1995 4. Lê Mậu Quyền. Hóa học vô cơ. Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật. 2000. 5. Hoàng Nhâm. Hóa học vô cơ. Tập 2. Nhà xuất bản Giáo Dục. 2001. 6. Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội. Bộ môn tổng hợp hữu cơ. Kỹ thuật tổng hợp các chất hữu cơ trung gian. 1974. 94 7. Nguyễn Thạc Cát (Chủ Biên), Hoàng Minh Châu, Đỗ Tất Hiển, Nguyễn Quốc Tín. Từ điển hóa học phổ thông. Nhà xuất bản Giáo Dục. 2002. 8. Vũ Thế Trí. Tổng hợp các chất trung gian. Đại Học Bách Khoa Hà Nội . 1974. 9. Phan Minh Taõn. Tổng hợp hữu cơ và hoá dầu. T2. Trƣờng ĐHBK TPHCM. NXB Đại học Quốc Gia TP HCM. 2001. 10.Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Hồ Lê Viên. Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất. Tập 1. Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật. 1992. 11.Trần Công Khanh Thiết bị phản ứng tổng hợp các hợp chất hữu cơ . NXB KH & KT năm 1986 . 12.Ullman’s encyclopedia of industrial chemistry. Vol A17, A3. 13.Tadeu S .Z.Urbanski . Nitro compound . 1964. 14.Carl . R . Noler .Chemistry of organic compound . 1957. 15.Tập thể : Nguyễn Bin , Đỗ Văn Đài , Lê Văn Dƣơng , Long Thanh Hùng , Đinh Văn Huỳnh , Nguyễn Trọng Khuông , Phan Văn Thơm , Phạm Xuân Toản , Trần Xoa . Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất . Tập 1. NXB KH & KT . Hà Nội 1991. 16.Tập thể : Nguyễn Bin , Đỗ Văn Đài , Lê Văn Dƣơng , Long Thanh Hùng , Đinh Văn Huỳnh , Nguyễn Trọng Khuông Phan Văn Thơm , Phạm Xuân Toản , Trần Xoa . Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất . Tập 2. NXB KH & KT . Hà Nội 1999. 17.Nguyễn Bin.Tính toán các quá trình công nghệ hoá chất và thực phẩm . NXB KH & KT . Hà Nội 1998 . 18.Phạm Xuân Toản 95 Các quá trình và thiết bị trong công nghệ hoá chất và thực phẩm . Tập 3 .NXB KH & KT . Hà Nội 2003 . 19.PGS.TS Ngô Bình ,TS Phùng Ngọc Thạch , Nguyễn Minh Hậu, Phan Đình Tính . Cơ sở xây dựng nhà công nghiệp . Đại Học Bách Khoa Hà Nội Bộ môn xây dựng công nghiệp . Hà Nội 1997 . 20.Kinh tế công nghiệp hoá chất . Đại Học Bách Khoa Hà Nội . 1971. 21.Hƣớng dẫn thiết kế tốt nghiệp phần kinh tế .ĐHBK Hà Nội . 1973 . 22.Khuất Minh Tuấn . Bài giảng an toàn lao động vệ sinh môi trƣờng . 23.Bộ môn máy hoá .Trƣờng ĐHBK Hà Nội Thiết bị hoá chất , 1989 . 24.Cơ sở kỹ thuật an toàn lao động và phòng cháy chữa cháy trong các nhà máy hoá chất

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfsan_xuat_nitrobenzen_0397.pdf