Đồ án Chưng cất dầu thô áp suất thường

ộ tại đáy tháp Nhiệt độ tại đáy tháp có thể chọn nhỏ hơn nhiệt độ tại đĩa nạp liệu khoảng 10  200C. Chọn nhiệt độ tại đáy tháp là 3300C. V.2.3. Nhiệt độ tại đỉnh tháp  Sản phẩm lấy ra ở dạng lỏng, điểm sôi cuối của nhiên liệu H. naphta trên đƣờng cong VE (t100% = 130,8 0 C) Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 71 Giả sử chọn nhiệt độ tại đĩa lấy H.naphta là t0 = 1260C.  Khi đó ta có cân bằng nhiệt lƣợng mà sản phẩm nhƣờng cho hồi lƣu nhƣ sau: Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 Q1 = g1.  vtevtv I I  : nhiệt dùng làm nguội H.naphta Q2 = g2.  ltevtv I I  : nhiệt làm nguội kerosen Q3 = g3.  ltevtv I I  : nhiệt làm nguội gazoil Q4 = g4.  ll ¸ydttv I I  : nhiệt làm nguội mazut Q5 = g5.  vtevhn I I  : nhiệt làm nguội hơi nƣớc. Trong đó: g1  g5 : lƣợng sản phẩm và hơi nƣớc tính theo (kg/h) Q1  Q5 : lƣợng nhiệt các sản phẩm nhƣờng cho hồi lƣu (kcal/h) vtvI , v teI : entanpi của sản phẩm ở dạng hơi tại nhiệt độ nạp liệu và nhiệt độ lấy sản phẩm H. naphta (kcal/kg) ltvI , l y¸tdI : entanpi của sản phẩm ở dạng lỏng tại nhiệt độ nạp liệu và nhiệt độ lấy sản phẩm H. naphta (kcal/kg) v hnI : entanpi của hơi nƣớc tại nhiệt độ vào (kcal/kg). Nhƣ vậy theo giá trị của d và nhiệt độ đã chọn theo bảng [75, 76, 77, 349 và 352 - 5] ta tìm đƣợc các entanpi của sản phẩm nhƣ sau: v naphta) (H. 126I = 590,26 (kJ/kg) = 140,97 (kcal/kg) v naphta) (H. 346I = 1.113,65 (kJ/kg) = 265,98 (kcal/kg) l (kerosen) 126I = 359,76 (kJ/kg) = 94,75 (kcal/kg) v (kerosen) 346I = 1.100,47 (kJ/kg) = 262,83 (kcal/kg) Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 72 l (gazoil) 280I = 663,45 (kJ/kg) = 158,46 (kcal/kg) v (gazoil) 346I = 1.082,87 (kJ/kg) = 258,63 (kcal/kg) l (mazut) 330I = 795,74 (kJ/kg) = 190,05 (kcal/kg) l (mazut) 346I = 844,43 (kJ/kg) = 201,68 (kcal/kg) v n-íc) .H( 126I = 2.725 (kJ/kg) = 650,97 (kcal/kg) v n-íc) (H. 346I = 3.167 (kJ/kg) = 756,39 (kcal/kg) Thay các giá trị vào biểu thức ta tính đƣợc: Q1 = 110.10 3  (265,98  140,97) = 13.751.100 (kcal/h) Q2 = 130.10 3  (262,83  94,75) = 21.850.400 (kcal/h) Q3 = 162,5.10 3  (258,63  158,46) = 16.277.625 (kcal/h) Q4 = 370.10 3  (201,68  190,05) = 4.303.100 (kcal/h) Q5 = 18,5.10 3  (756,39  650,97) = 2.116.770 (kcal/h) Vậy tổng nhiệt lƣợng nhƣờng cho hồi lƣu là: Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 = 58.298.995 (kcal/h)  Số mol của hồi lƣu đƣợc xác định theo công thức: m = M.l Q [41,56 - 5] Trong đó: M: là phân tử trọng của hồi lƣu Q: là lƣợng nhiệt mà hồi lƣu cần thu l : ẩn nhiệt của hồi lƣu (với l = l30 v 126 I - I ) l (H.naphta) 30I = 14,38 (kcal/kg) Suy ra: l = 140,97  14,38 = 126,59 (kcal/kg) m = M.l Q = 82x59,126 995.298.58 = 5.616,268 (kmol/h)  Áp suất phần hơi: Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 73 P = PH.naphta naphta H.n-íc H. naphta H. m m m m m    P = 912 x 463,341.1778,027.1268,616.5 463,341.1268,616.5   = 794621 (mmHg) Từ giá trị áp suất hơi P và nhiệt độ trên đồ thị AZNI ta tìm đƣợc nhiệt độ tại đĩa lấy H. naphta là t0 = 1270C. Với nhiệt độ giả thiết là 126 0 C có sai số là 10C, khoảng sai số này là chấp nhận đƣợc. Vậy nhiệt độ tại đĩa lấy H. naphta là t0 = 1270C. V.2.4. Nhiệt độ tại đĩa lấy kerosen  Sản phẩm lấy ra ở dạng lỏng, điểm sôi đầu của nhiên liệu kerosen trên đƣờng cong VE (t0 = 2080C). Giả sử chọn nhiệt độ tại đĩa lấy kerosen t0 = 1760C.  Khi đó ta có cân bằng nhiệt lƣợng mà sản phẩm nhƣờng cho hồi lƣu nhƣ sau: Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 Q1 = g1.  vtevtv I I  : nhiệt dùng làm nguội H.naphta Q2 = g2.  ltevtv I I  : nhiệt dùng làm nguội kerosen Q3 = g3.  ltevtv I I  : nhiệt dùng làm nguội gazoil Q4 = g4.  ll ¸ydttv I I  : nhiệt dùng làm nguội mazut Q5 = g5.  vtevhn I I  : nhiệt dùng làm nguội hơi nƣớc. Trong đó: g1  g5 : lƣợng sản phẩm và hơi nƣớc tính theo (kg/h) Q1  Q5 : lƣợng nhiệt các sản phẩm nhƣờng cho hồi lƣu (kcal/h) v tvI , v teI : entanpi của sản phẩm ở dạng hơi tại nhiệt độ nạp liệu và nhiệt độ lấy sản phẩm H. naphta (kcal/kg) Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 74 ltvI , l y¸tdI : entanpi của sản phẩm ở dạng lỏng tại nhiệt độ nạp liệu và nhiệt độ lấy sản phẩm H. naphta (kcal/kg) vhnI : entanpi của hơi nƣớc tại nhiệt độ vào (kcal/kg). Nhƣ vậy theo giá trị của d và nhiệt độ đã chọn theo bảng [75, 76, 77, 349 và 352 - 5] ta tìm đƣợc các entanpi của sản phẩm nhƣ sau: v naphta) (H. 176I = 692,92 (kJ/kg) = 165,49 (kcal/kg) v naphta) (H. 346I = 1.113,65 (kJ/kg) = 265,98 (kcal/kg) l (kerosen) 176I = 359,76 (kJ/kg) = 94,75 (kcal/kg) v (kerosen) 346I = 1.100,47 (kJ/kg) = 262,83 (kcal/kg) l (gazoil) 280I = 663,45 (kJ/kg) = 158,46 (kcal/kg) v (gazoil) 346I = 1.082,87 (kJ/kg) = 258,63 (kcal/kg) l (mazut) 330I = 795,74 (kJ/kg) = 190,05 (kcal/kg) l (mazut) 346I = 844,43 (kJ/kg) = 201,68 (kcal/kg) v n-íc) .H( 176I = 2.828 (kJ/kg) = 675,57 (kcal/kg) v n-íc) (H. 346I = 3.167 (kJ/kg) = 756,39 (kcal/kg) Thay các giá trị vào biểu thức ta tính đƣợc: Q1 = 110.10 3  (265,98  165,49) = 4.644.200 (kcal/h) Q2 = 130.10 3  (262,83  94,75) = 21.850.400 (kcal/h) Q3 = 162,5.10 3  (258,63  158,46) = 16.277.625 (kcal/h) Q4 = 370.10 3  (201,68  190,05) = 4.303.100 (kcal/h) Q5 = 18,5.10 3  (756,39  675,57) = 1495170 (kcal/h) Vậy tổng nhiệt lƣợng nhƣờng cho hồi lƣu là: Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 = 48.570.495 (kcal/h)  Số mol của hồi lƣu đƣợc xác định theo công thức: Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 75 m = M.l Q Trong đó: M: là phân tử trọng của hồi lƣu Q: là lƣợng nhiệt mà hồi lƣu cần thu l : ẩn nhiệt của hồi lƣu (với l = l176 v 176 I - I ) l (kerosen) 176I = 163,33 (kcal/kg) Suy ra: l = 163,33  94,57 = 68,63 (kcal/kg) m = M.l Q = 100x63,68 48570495 = 7077,152 (kmol/h)  Áp suất phần hơi: P = Pkerosen kerosenn-íc H. m m m m   P = 992 x 300.1778,027.1152,077.7 152,077.7  = 746,474 (mmHg) Từ giá trị áp suất hơi P và nhiệt độ trên đồ thị AZNI ta tìm đƣợc nhiệt độ tại đĩa lấy kerosen là t0 = 1780C. Với nhiệt độ giả thiết là 176 0 C có sai số là 2 0 C, khoảng sai số này chấp nhận đƣợc. Vậy nhiệt độ tại đĩa lấy kerosen là t 0 = 178 0 C. V.2.5. Nhiệt độ tại đĩa lấy gazoil  Sản phẩm lấy ra ở dạng lỏng, điểm sôi đầu của nhiên liệu gazoil trên đƣờng cong VE (t0 = 3050C). Giả sử chọn nhiệt độ tại đĩa lấy sản phẩm gazoil là t0 = 2800C.  Khi đó ta có cân bằng nhiệt lƣợng mà sản phẩm nhƣờng cho hồi lƣu nhƣ sau: Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 Q1 = g1.  vtevtv I I  : nhiệt dùng làm nguội H.naphta Q2 = g2.  ltevtv I I  : nhiệt dùng làm nguội kerosen Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 76 Q3 = g3.  ltevtv I I  : nhiệt dùng làm nguội gazoil Q4 = g4.  ll ¸ydttv I I  : nhiệt dùng làm nguội mazut Q5 = g5.  vtevhn I I  : nhiệt dùng làm nguội hơi nƣớc. Trong đó: g1  g5 : lƣợng sản phẩm và hơi nƣớc tính theo (kg/h) Q1  Q5 : lƣợng nhiệt các sản phẩm nhƣờng cho hồi lƣu (kcal/h) vtvI , v teI : entanpi của sản phẩm ở dạng hơi tại nhiệt độ nạp liệu và nhiệt độ lấy sản phẩm H.naphta (kcal/kg) ltvI , l y¸tdI : entanpi của sản phẩm ở dạng lỏng tại nhiệt độ nạp liệu và nhiệt độ lấy sản phẩm H.naphta (kcal/kg) vhnI : entanpi của hơi nƣớc tại nhiệt độ vào (kcal/kg). Nhƣ vậy theo giá trị của d và nhiệt độ đã chọn theo bảng [75, 76, 77, 349 và 352 - 5] ta tìm đƣợc các entanpi của sản phẩm nhƣ sau: v naphta) (H. 280I = 936,88 (kJ/kg) = 223,76 (kcal/kg) v naphta) (H. 346I = 1.113,65 (kJ/kg) = 265,98 (kcal/kg) l (kerosen) 280I = 925,64 (kJ/kg) = 221,75 (kcal/kg) v (kerosen) 346I = 1.100,47 (kJ/kg) = 262,83 (kcal/kg) l (gazoil) 280I = 663,45 (kJ/kg) = 158,46 (kcal/kg) v (gazoil) 346I = 1.082,87 (kJ/kg) = 258,63 (kcal/kg) l (mazut) 330I = 795,74 (kJ/kg) = 190,05 (kcal/kg) l (mazut) 346I = 844,43 (kJ/kg) = 201,68 (kcal/kg) v n-íc) .H( 280I = 3.034 (kJ/kg) = 724,62 (kcal/kg) Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 77 v n-íc) (H. 346I = 3.167 (kJ/kg) = 756,39 (kcal/kg) Thay các giá trị vào biểu thức ta tính đƣợc: Q1 = 110.10 3  (265,98  223,76) = 4.644.200 (kcal/h) Q2 = 130.10 3  (262,83  221,75) = 5.340.400 (kcal/h) Q3 = 162,5.10 3  (258,63  158,46) = 16.277.625 (kcal/h) Q4 = 370.10 3  (201,68  190,05) = 4.303.100 (kcal/h) Q5 = 18,5.10 3  (756,39  724,62) = 587.745 (kcal/h) Vậy tổng nhiệt lƣợng nhƣờng cho hồi lƣu là: Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 = 31.153.070 (kcal/h)  Số mol của hồi lƣu đƣợc xác định theo công thức: m = M.l Q Trong đó: M: là phân tử trọng của hồi lƣu Q: là lƣợng nhiệt mà hồi lƣu cần thu l: ẩn nhiệt của hồi lƣu (với l = l280 v 280 I - I ) l (gazoil) 280I = 217,27 (kcal/kg) Suy ra: l = 217,27  158,46 = 58,81 (kcal/kg) m = M. Q l = 250 81,58 070.153.31 = 2.118,896 (kmol/h)  Áp suất phần hơi: P = Pgazoil gazoiln-íc H. m m m m   P = 1072 x 650778,1027896,2118 896,2118  = 598,275 (mmHg) Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 78 Từ giá trị áp suất hơi P và nhiệt độ trên đồ thị AZNI ta tìm đƣợc nhiệt độ tại đĩa lấy gazoil là t0 = 2780C. Với nhiệt độ giả thiết là 2800C có sai số là 20C, khoảng sai số này là chấp nhận đƣợc. Vậy nhiệt độ tại đĩa lấy gazoil là t0 = 2780C. V.3. Tính chỉ số hồi lƣu đỉnh tháp. Ta có: R = naphta .Hm m = 463,1341 268,5616 = 4,187 Lƣợng hồi lƣu M.m = 82  5616,268 = 460.533,976 (kg/h) VI. TÍNH KÍCH THƢỚC CỦA THÁP CHƢNG CẤT VI.1. Tính đƣờng kính tháp. Đƣờng kính của tháp chƣng cất đƣợc xác định theo công thức: D =  S.4 (m) [47, 58 - 5] S = phÐpcho maxV V (m 2 ) Vmax cho phép = 1 d d C V L  (m/s) [48, 58 - 5] Trong đó: dL: tỷ trọng của sản phẩm ở trạng thái lỏng dV: tỷ trọng của sản phẩm ở trạng thái hơi. S : tiết diện tháp (m 2 ) Nhƣ vậy để xác định đƣợc đƣờng kính của tháp ta lần lƣợt xác định các đại lƣợng có liên quan. Chọn khoảng cách giữa hai đĩa là 0,75 m (750 mm) và độ đóng thuỷ lực là 2,5. Theo biểu đồ [46, 78] ta tìm đƣợc hệ số C = 0,06. Mặt khác ta có dl = 0,68 [theo tài liệu Các sản phẩm dầu mỏ và hoá dầu]. Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 79 Tỷ trọng của H. naphta ở trạng thái hơi đƣợc xác định theo công thức: dV = T.R M.P [5] Trong đó: M : phân tử trọng trung bình P: áp suất trên đĩa đầu tiên (at) R: hằng số khí R = 0,082 (L.at/g.0C) T: nhiệt độ (0K). M = n m.n   [5] M = 59,126 38,144,69 x268,5616806,1586152,7077463,1341 82x 59,126 38,144,69 x268,5616806,1586x18152,7077x82463,1341x82     M = 74,2237 Vậy: dV = T.R M.P = )126273(x082,0x760 237,74x912  = 2,723 (kg/m 3 ) Vmax cho phép = 1 d d C V L  = 0,06 x 723,2 680 = 0,946 (m/s) Lƣợng hồi lƣu lớn nhất: V = P T.R.n [5] Trong đó: n = VH. nƣớc + VH. naphta + VHL + l II V 30126 HL ll   [5] Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 80 n = 1.586,806 + 1.341,463 + 7.077,152 + 7.071,152 x 59,126 38,148,66  n = 12.933,534 Suy ra: V = P T.R.n = 3600x912 399x760x082,0x534,12933 = 97,952 (m 3 /s) S = 946,0 952,97 = 103,544 (m 2 ) Suy ra: D = 14,3 544,103x4 = 11,485 (m) Quy chuẩn D = 12 (m) VI.2. Tính chiều cao của tháp Chiều cao của tháp cất đƣợc xác định theo công thức: H = (N  2).h + 2a + b (m) [51, 59 - 5] Trong đó: H: chiều cao toàn tháp h : khoảng cách giữa 2 đĩa (chọn h = 800 mm) N: số đĩa trong tháp a : chiều cao ở đỉnh tháp chọn bằng chiều cao đáy tháp (chọn a = 4 m) b: khoảng cách giữa đĩa tiếp liệu (chọn b = 3 m). Chọn từ đỉnh đến đĩa lấy L.Naphta và H.Naphta là 10 đĩa, từ đĩa lấy H.Naphta đến đĩa lấy kerosen là 9 đĩa ,từ đĩa lấy kerosen đến đĩa lấy diezel là 9 đĩa, từ đĩa lấy diezel đến đĩa nạp liệu là 10 đĩa và từ đĩa nạp liệu cho đến đĩa cuối cùng là 17 đĩa . Số đĩa trong tháp là 55 đĩa. Vậy chiều cao của tháp là: H = (55  2)  0,8 + 2  4 + 3 = 53,4 (m) Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 81 VI.3. Tính số chóp và đƣờng kính chóp Trong quá trình chƣng cất thƣờng tổng tiết diện của ống hơi chiếm khoảng 10% so với tổng tiết diện của tháp, chọn đƣờng kính ống hơi dh = 250 mm khi đó số chóp trên đĩa đƣợc xác định theo công thức: n = 0,1 x 2 h t D D       = 0,1x 2 250 11458       = 210,057 (chóp) [II.236 - 6] Chọn n= 210 (chóp) Đƣờng kính chóp trên đĩa: dch =   2 chh 2 h 2. d d  (II.236 - 6) dch =   22 5 2 250 250  = 360 (mm) Khoảng cách từ mặt đĩa đến chân chóp chọn bằng 25 mm. Chiều cao chóp trên ống hơi bằng: 0,25.dh = 0,25  250 = 62,5 (mm) Chọn bằng 65 mm. Chiều dày chóp chọn bằng 3 mm. Khoảng cách từ chân ống chảy chuyền đến đĩa là 150 mm. Đƣờng kính ống chảy chuyền: dch = 600 mm. Đƣờng kính ống nạp liệu: Dnl = 1,2 m (1 ống) Đƣờng kính ống hồi lƣu đỉnh: Dđỉnh = 0,8 m (1 ống) Đƣờng kính ống hồi H. naphta: DH.naphta = 0,8 m (1 ống) Đƣờng kính ống hồi lƣu kerosen: Dkerosen = 0,8 m (1 ống) Đƣờng kính ống hồi lƣu gazoil: Dgazoil = 0,8 m (1 ống) Đƣờng kính ống dẫn sản phẩm đỉnh: Dd.đỉnh = 1,4 m (1 ống) Đƣờng kính ống dẫn sản phẩm đáy: Dd.đáy = 1,4 m (1 ống). Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 82 Phần IV. XÂY DỰNG Muốn xây dựng một nhà máy công nghiệp thích hợp trƣớc hết chúng ta cần phải xác định địa điểm xây dựng, trong đồ án này đƣợc đặt tại khu Dung Quất-Quảng Ngãi ,sau đó mới thiết kế tổng mặt bằng nhà máy. I.XÁC ĐỊNH ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY I.1.Những cơ sở xác định địa điểm xây dựng . * Địa điểm xây dựng phải đƣợc lựa chọn phù hợp với quy hoạch lãnh thổ, quy hoạch vùng, quy hoạch của cụm chính quyền đã đƣợc các cấp thẩm quyền duyệt. Tạo điều kiện phát huy tối đa công suất của nhà máy và khả năng hợp tác sản xuất với các nhà máy lân cận. * Phải gần nơi cung cấp nguồn nguyên liệu cho sản xuất và tiêu thụ sản phẩm, gần nguồn cung cấp năng lƣợng nhiên liệu nhƣ : điện, nƣớc, hơi... Hạn chế tối đa cho chí phí vận chuyển. * Địa điểm xây dựng phải đảm bảo cho sự hoạt động liên tục của nhà máy. Phù hợp và tận dụng tối đa hệ thống giao thông của quốc gia, tận dụng tối đa hệ thống cung cấp điện, thông tin liên lạc, nếu địa phƣơng cho cơ sở hạ tầng thích hợp thì cần phải xét đến khả năng xây dựng trƣớc mắt cũng trong tƣơng lai. * Khả năng nguồn cung cấp vật liệu, vật tƣ xây dựng, giảm chi phí giá thành đầu tƣ xây dựng cơ bản, khả năng cung ứng công nhân xây dựng cho nhà máy cũng nhƣ công nhân vận hành nhà máy sau này. I.2.Đặc điểm của địa điểm xây dựng. - Địa điểm xây dựng nhà máy lọc dầu tại Dung Quất -Quảng Ngãi. Phân xƣởng chƣng cất dầu thô ở áp suất thƣờng đƣợc xây dựng trong nhà máy lọc dầu . Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 83 - Đặc diểm của khu vực Quảng Ngãi : +Nền kinh tế nhìn chung chƣa phát triển ,các ngành dịch vụ,thƣơng mại chƣa mạnh. +Khí hậu: Một năm thƣờng có hai mùa là mùa khô và mùa mƣa. Khí hậu nói chung không ôn hoà . +Địa hình: Độ dốc nhỏ hơn 1%, không nằm trong các mỏ khoáng sản, có độ chịu nén tốt. -Ƣu điểm : Dung Quất nói riêng và Quảng Ngãi nói chung nằm trong vùng trọng điểm phát triển kinh tế khu công nghệ cao, phía bắc giáp với khu kinh tế mở Chu Lai. Thuận lợi về giao thông đƣờng bộ, đƣờng thuỷ và đƣờng hàng không. - Nhƣợc điểm : Xa nguồn nguyên liệu, khí hậu khắc nghiệt, thƣờng có bảo lũ. *Kết luận : Mặc dù còn nhiều điểm chƣa phù hợp khi chọn Dung Quất làm địa điểm xây dựng nhà máy lọc dầu. Tuy nhiên nếu xét một cách tổng thể thì cũng có nhiều thuận lợi nhƣ : nằm trong khu quy hoạch phát triển khu công nghiệp, có cảng nƣớc sâu , có sân bay... II. CÁC YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ XÂY DỰNG - Xây dựng phải tuân theo những yêu cầu sau : + Việc bố trí các hạng mục chính trong dây chuyền một cách thích hợp dể đảm bảo các hạng mục đó hoạt động thuận tiện và hợp lý nhất. + Khi bố trí các công trình trên mặt bằng cần phải dự kiến trứoc hạng mục sẽ xây dựng ở giai đoạn sau tạo điều kiện cho việc mở rộng Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 84 sản xuất. Tránh gây ảnh hƣởng đến sẩn xuất khi cần mở rộng và không đặt các đƣờng ống đi quá xa. + Các công trình phụ trợ cần đặt gần các công trình chính và cuói hƣớng gió ít ngƣời qua lại. + Các công trình phụ trợ cần đặt gần các công trình chính để giảm chi phí vận chuyển. + Các công trình độc hại nên bố trí riêng biệt xa các công trình chính và cuối hƣóng gió, ít ngƣời qua lại. + Trạm biến thế điện nên đặt gần nơi sử dụng điện nhiều nhất nhƣ: máy bơm ,máy nén. + Đƣờng giao thông trong nhà máy phải đảm bảo chiều cao, chiều rộng để xe ô to và con ngƣời qua lại. + Phải có vùng cây xanh bảo vệ quanh nhà máy. + Đảm bảo mỹ quan nhà máy . Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 85 III. GIẢI PHÁP THIẾT KẾ XÂY DỰNG III.1.Sơ đồ khối biễu diễn dây chuyền trong phân xƣởng. ThiÕt bÞ l¾ng HÖ thèng b¬m Trao ®æi nhiÖt ThiÕt bÞ läc Ch- ng s¬ bé Ch- ng ph©n ®o¹n Nguyªn liÖu Kho s¶n phÈm Th¸p æn ®Þnh T¸ch c¹nh s- ên Lß ®èt III.2. Đặc điểm của phân xƣởng sản xuất : Phân xƣởng nằm trong nhà máy có quy mô sản xuất rộng lớn. Vì vậy phân xƣởng chƣng cất dầu thô là một mắt xích quan trọng nhất của nhà máy chế biến dầu, nhƣ vậy để đảm bảo cho quá trình đƣợc hoạt động liên tục đòi hỏi phân xƣởng phải đủ rộng, khu chứa nguyên liệu và sản phẩm phải lớn để cung cấp cho nhà máy đƣợc hoạt động theo dây chuyền, liên kết chặt chẽ với các phân xƣởng khác để cung cấp nguyên liệu để đảm bảo cho nhà máy hoạt động. Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 86 Đặc thù của phân xƣởng là các thiết bị hoạt động hầu nhƣ ở nhiệt độ cao và áp suất cao, nên dễ gây ra hiện tƣợng cháy nổ trong nhà máy, do đó khi bố trí mặt bằng phân xƣởng cần chú ý đến các biện pháp an toàn cháy nổ trong phân xƣởng, các thiết bị chính đặt cách nhau 20m đủ để bố hệ thống các đƣờng ống và các hệ thống tự động hoá điều khiển an toàn và lƣu thông thuận lợi. Động cơ yêu cầu về công nghệ nên hầu hết các thiết bị của phân xƣởng đƣợc bố trí lộ thiên ngoài trời. Khi bố trí cần chú ý đến hƣớng gió, các khu sản xuất có nhiệt độ cao càng bố trí ở cuối hƣớng gió chủ đạo tránh hƣớng gió mang nhiệt cao bay sang các khu dễ gây cháy nổ nhƣ kho nguyên liệu và sản phẩm. Ngoài ra, phòng chữa cháy trong phân xƣởng cũng là một biện pháp rất quan trọng, do đó khi bố trí mặt bằng cần bố trí hệ thống chữa cháy cho phân xƣởng, nhà chữa cháy phải bố trí gần nơi có thể xảy ra cháy nổ và thuận tiện, dễ thấy, dễ lấy, đƣờng giao thông đủ rộng để 3 xe có thể tránh nhau đƣợc (10m), hạn chế đƣờng đi lại trong khu sản xuất, các đƣờng ống dẫn đi qua đƣờng giao thông chính phải đƣợc bố trí chìm dƣới mặt đất, trong khu sản xuất chính các đƣờng ống dẫn phải đƣợc bố trí ở trên cao (2,5m) đảm bảo cho công nhân qua lại, tránh không cho các va chạm không cần thiết xảy ra. III.3. Bố trí mặt bằng phân xƣởng : Diện tích ban đầu của nhà máy khoảng 150 ha, diện tích dành cho phân xƣởng chƣng cất khí quyển khoảng 11,02 ha. Trong đó diện tích dành cho sản xuất là 50%, diện tích dành cho dự trữ là 30% còn lại dành cho trồng cây xanh và các hạng mục khác. Căn cứ theo dây chuyền sản xuất và đặc thù của phân xƣởng chƣng cất dầu thô mà chia mặt bằng thành 4 khu nhƣ sau : - Khu trƣớc nhà máy - Khu sản xuất chính Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 87 - Các công trình phụ trợ - Giao thông và kho bãi Khu trƣớc nhà máy gồm nhà hành chính, khu sinh hoạt giải trí và mỹ quan của nhà máy. Khu sản xuất chính gồm khu chƣng cất dầu thô, các thiết bị lọc, lắng, trao đổi nhiệt và làm lạnh... Khu phụ trợ gồm nhà điều khiển trung tâm, nhà thí nghiệm, xƣởng cơ khí cơ điện, dịch vụ kỹ thuật... Đƣơng giao thông đƣợc bố trí trong nhà máy đủ rộng đƣợc nối liền với các phân xƣởng khác để lƣu thông vận chuyển tốt việc mua bán sản phẩm cũng nhƣ nhu cầu phát triển của nhà máy đồng thời thuận lợi cho phòng chữa cháy. Việc phân vùng khu sản xuất nhƣ vậy giúp cho ta theo dõi chặt chẽ các quá trình hoạt động sản xuất của công đoạn trong phân xƣởng, phù hợp với nhà máy có những công đoạn khác nhau, đảm bảo đƣợc vệ sinh công nghiệp và dễ dàng xử lý khi có sự cố xảy đồng thời cũng thuận lợi cho việc phát triển của nhà máy sau này, phù hợp với khí hậu ở nƣớc ta. III.4.Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cơ bản . - Chiều dài phân xƣởng : 380 m - Chiều rộng phân xƣởng : 290 m - Tổng diện tích phân xƣởng (F) : 110200 m 2 - Diện tích chiếm đất của nhà và công trình : 28556 m 2 - Diện tích sân bê tông (B) : 10.000 m 2 - Diện tích chiếm đất của đƣờng giao thông, hệ thống đƣờng ống vận chuyển vật chất ,rãnh thoát nƣớc, vĩa hè và đất dự trữ (C): 28.000m 2 Chỉ tiêu kinh tế về thiết kế xây dựng : Hệ số xây dựng : Kxây dựng = 9,34100. F BA   % Hệ số sử dụng : Ksử dụng = 4,60100. F CBA   % Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 88 - Theo TCVN thì các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật xây dựng Kxây dựng ,Ksử dụng của phân xƣởng chung cất dầu thô áp suất thƣờng thì hoàn toàn thoả mãn và đảm bảo yêu cầu. Bảng số liệu các công trình trong phân xƣởng : TT Tên công trình Dài (m) Rộng (m) Diện tích (m3) 1 Phòng bảo vệ 6x4 6x4 144 2 Hội trƣờng 24 12 288 3 Nhà để xe 24 12 288 4 Nhà hảnh chính 24 12 288 5 Nhà ăn 18 12 216 6 Cứu hoả 12 10 120 7 Xƣởng cơ khí 18 12 216 8 Nhà thí nghiệm 12 10 120 9 Nhà điều khiển 12 10 120 10 Nhà vệ sinh 12 9 108 11 Trạm điện 12 8 96 12 Bơm và nén 18 12 216 13 Thiết bị lắng 14 14 196 14 Thiết bị lọc 12 8 96 15 Lò đốt 12 8 96 16 Tháp chƣng sơ bộ 12 12 144 17 Tháp chƣng phân đoạn 14 14 196 18 Tháp tách cạnh sƣờn 14 14 196 19 Tháp ổn định 14 14 196 20 Nhà xử lý nƣớc thải 20 12 240 21 Trao đổi nhiệt 12 10 120 22 Làm lạnh 12 10 120 23 Bể chứa nguyên liệu 50x4 50x4 10.000 Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 89 TT Tên công trình Dài (m) Rộng (m) Diện tích (m3) 24 Bể xăng 40x4 40x4 6.400 25 Bể gazoil 40x2 40x2 3.200 26 Bể kerosen 40x2 40x2 3.200 27 Bể chứa cặn 40x1 40x1 1.600 Tổng diện tích 28556 Phần V TÍNH TOÁN KINH TẾ I. MỤC ĐÍCH. Tính toán kinh tế là phần quan trọng trong thiết kế xây dựng nhà máy. Nó quyết định phƣơng án thiết kế có đƣa vào sản xuất hay không. Một phƣơng án đƣợc thiết kế tối ƣu phải đảm bảo trình độ kỹ thuật, sản xuất sản phẩm, đồng thời mang lại hiệu quả kinh tế cho nhà sản xuất. Tính toán kinh tế là tính hiệu quả kinh tế của phƣơng án thiết kế. Nếu vấn đề kinh tế đƣợc thoả mãn thì bản thiết kế đƣợc đƣa vào sản xuất khi đó ta sẽ biết đƣợc vốn đầu tƣ cho nhà máy, biết đƣợc lợi nhuận mà nhà máy thu đƣợc hàng năm và thời gian thu hồi vốn của dự án. II. CHẾ ĐỘ CÔNG TÁC CỦA PHÂN XƢỞNG Số ngày làm việc trong năm là 325 ngày, còn 40 ngày là thời gian bảo dƣỡng và sửa chữa thiết bị. Lƣợng sản phẩm thu đƣợc trong năm tính theo đơn vị thùng (1 thùng = 150 lít). Ta tính các hệ số quy đổi giữa thùng và tấn nhƣ sau: * Đối với sản phẩm khí: Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 90 Dựa theo sản phẩm gas đang lƣu hành ngoài thị trƣờng, một bình gas 20 lít sẽ chứa đƣợc 12 kg gas. Vậy 204d khí = 12 / 20 = 0,6. 1 thùng 150 lít sẽ chứa đƣợc: 150  0,6 = 90 kg khí. 1000 kg khí sẽ chứa đƣợc trong: 1000 / 90 = 11,1 thùng. Vậy 182.000 tấn khí sẽ chứa đƣợc trong 182.000  11,1 = 2.020.200 (thùng) * Đối với sản phẩm xăng nhẹ: 204d = 0,68 1 thùng 150 lít sẽ chứa đƣợc: 150  0,68 = 102 kg xăng nhẹ. 1 tấn xăng nhẹ sẽ chứa đƣợc trong: 1000 / 102 = 9,8 thùng. Vậy 292.500 tấn sẽ chứa đƣợc trong 292.500  9,8 = 2.866.500( thùng) * Đối với sản phẩm xăng nặng: 204d = 0,75 1 thùng 150 lít sẽ chứa đƣợc: 150  0,75 = 112,5 kg xăng nặng. 1 tấn xăng nặng sẽ chứa đƣợc trong: 1000 / 112,5 = 8,9 thùng. Vậy 858.000 tấn sẽ chứa đƣợc trong 858.000  8,9 = 7.636.200 (thùng) * Đối với sản phẩm kerosen: 204d = 0,78 1 thùng 150 lít sẽ chứa đƣợc: 150  0,78 = 117 kg kerosen. 1 tấn kerosen sẽ chứa đƣợc trong: Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 91 1000 / 117 = 8,5 thùng. Vậy 1.014.000 tấn kerosen sẽ chứa đƣợc trong 1.014.000  8,5 = 8.619.000 thùng * Đối với sản phẩm gazoil nhẹ: 204d = 0,82 1 thùng 150 lít sẽ chứa đƣợc: 150  0,82 = 123 kg gazoil nhẹ. 1 tấn gazoil sẽ chứa đƣợc trong: 1000 / 123 = 8,1 thùng. Vậy 1.267.500 tấn sẽ chứa đƣợc trong 1.267.500  8,1 = 10.266.750 thùng * Đối với sản phẩm mazut: 204d = 0,87 1 thùng 150 lít sẽ chứa đƣợc: 150  0,87 = 130,5 kg mazut. 1 tấn mazut sẽ chứa đƣợc trong: 1000 / 130,5 = 7,7 thùng. Vậy 2.886.000 tấn sẽ chứa đƣợc trong 2.886.000  7,7 = 22.222.200 thùng Dựa vào các số liệu tính toán trên ta có đƣợc bảng sau: Tên sản phẩm Tấn/ năm Thùng/năm Thùng/giờ Khí 182.000 2.020.200 259 Xăng nhẹ 292.500 2.866.500 267,5 Xăng nặng 858.000 7.636.200 979 Kerosen 1.014.000 8.619.000 1.105 Gazoil 1.267.500 10.266.750 1.316,25 Mazut 2.886.000 22.222.200 2.849 Tổng 6.500.000 53.630.850 6.896,971 III. NHU CẦU VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ NĂNG LƢỢNG Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 92 Chi phí nguyên liệu và năng lƣợng cho 1 tấn sản phẩm. 1. Nguyên liệu Ta có nguyên liệu là dầu thô nhiều cấu tử nhẹ : 204d = 0,91 1 thùng 150 lít chứa đƣợc 150  0,91 = 136,5 kg nguyên liệu 1 tấn nguyên liệu chứa đƣợc trong 1000 / 136,5 = 7,33 thùng 6.500.000 tấn / năm sẽ chứa đƣợc trong 6.500.000  7,33 = 47.645.000 (thùng) Hệ số tiêu hao nguyên liệu cho một thùng sản phẩm là 1,003 ( Đơn giá 23 USD /thùng) 47.645.000 x 23 = 1.095.835.000 (USD/năm) Hơi nƣớc: 4,5 m3/thùng sản phẩm . 47.645.000 x 4,5 = 214.402.500 (m 3 /năm) Nƣớc: 0,8 m3/thùng sản phẩm . 0,8 x 47.645.000 = 38.116.000 (m 3 năm) 2. Nhu cầu về năng lƣợng Điện: 0,9 kWh/thùng sản phẩm . 0,9 x 47.645.000 = 38.116.000 (kwh/năm) Nhiên liệu đốt: 0,1 tấn/thùng sản phẩm. 0,1 x 47.645.000 = 4.764.500 (tấn/năm ) Bảng tính chi phí cho nguyên liệu và năng lƣợng: TT Tên nguyên liệu Đơn vị Hệ số tiêu hao cho 1 thùng sản phẩm Đơn giá (USD) Thành tiền (USD) 1 Cặn dầu thùng 1,003 23 23,069 2 Hơi nƣớc m 3 4,5 0,07 0,315 3 Nƣớc m 3 0,8 0,05 0,004 4 Điện kWh 0,9 0,07 0,063 Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 93 5 Năng lƣợng tấn 52,75 0,07 3,693 Tổng chi phí nguyên liệu và năng lƣợng cho 1 thùng sản phẩm 27,144 IV. XÁC ĐỊNH NHU CẦU CÔNG NHÂN CHO PHÂN XƢỞNG Công nhân phục vụ cho phân xƣởng Thợ điện : 3 ngƣời Thợ cơ khí : 3 ngƣời Công nhân trên dây chuyền : 24 ngƣời Số cán bộ quản lý phân xƣởng Hành chính : 2 ngƣời Cán bộ kỹ thuật : 2 ngƣời Giám đốc : 1 ngƣời Phó giám đốc : 2 ngƣời Tổng số lao động trong phân xƣởng : 37 ngƣời Bảng tính lƣơng cho công nhân: TT Nơi làm việc Số ngƣời Lƣơng 1 tháng (USD) Lƣơng toàn bộ(USD) Lƣơng/năm (USD) 1 Bơm + máy nén 6 150 900 10.800 2 Thiết bị nhiệt 6 150 900 10.800 3 Thiết bị chính 12 150 1800 21.600 4 Thợ điện 3 180 540 6.480 5 Thợ cơ khí 3 180 540 6.480 6 Hành chính 2 160 320 3.840 7 Kỹ thuật 2 210 420 5.040 8 Quản đốc 1 230 230 2760 9 Phó quản đốc 2 225 450 5.400 10 Tổng chi phí tiền lƣơng cho lao động 73.200 Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 94 Nhà máy sản xuất liên tục 24 h/ngày vì vậy tổng chi phí tiền lƣơng cho lao động là: 73.200  3 = 219.600 (USD/năm) Ngoài ra còn trích theo quỹ lƣơng 19% cho bảo hiểm xã hội là: 219.600  0,19 = 41.724 (USD/năm) Tổng số tiền trả cho công nhân 219.600 + 41.724 = 261.324 (USD/năm) Chi phí tiền lƣơng cho công nhân trên 1 thùng sản phẩm là: 850.630.53 981.225 = 0,0048 (USD/thùng sản phẩm ) V. TÍNH KHẤU HAO CHO PHÂN XƢỞNG * Vốn đầu tƣ cho xây dựng: Vxd = 50.000.000 USD * Vốn đầu tƣ cho thiết bị: Vtb = 400.000.000 USD * Các chi phí khác lấy bằng 5% tổng vốn đầu tƣ: Vđt = Vxd + Vthiết bị + 0,05.Vđt Vđt = 05,01 VV bÞ thiÕtxd   = 05,01 000.000.400000.000.50   = 473684210,5 * Tính chi phí khấu hao cơ bản: Nhà sản xuất có thời gian khấu hao là 20 năm, do đó mức khấu hao theo tài sản là: Mức khấu hao là: 20 000.000.50 = 2.500.000 (USD/năm) Thiết bị có thời gian làm việc chung là 20 năm, do đó mức khấu hao trong 1 năm là: 20 000.000.400 = 20.000.000 (USD/năm) Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 95 Khấu hao sửa chữa lấy 5% khấu hao cơ bản: Mức khấu hao là 0,05(2.500.000+20.000.000) = 1.125.000 (USD/năm) Tổng mức khấu hao trong 1 năm là: 2.500.000 + 20.000.000 + 1125000 = 23.625.000 (USD/năm) Mức khấu hao trên 1 thùng sản phẩm là: 850.630.53 23625000 =0,44 (USD/thùng sản phẩm ) VI. CHI PHÍ KHÁC CHO 1 THÙNG SẢN PHẨM + Chi phí khác cho phân xƣởng lấy 2% chi phí sản xuất (CPSX) CPSX = 0,02  CPSX + Kh.hao + T.lƣơng + T.C.P.NL & NLG CPSX = 0,02  CPSX + 0,44 + 0,0048 + 27,144  CPSX = 28,152 (USD/thùng) Các chi phí là: 28,152  0,02 = 0,563 (USD/thùng sản phẩm). + Chi phí cho quản lý doanh nghiệp và chi phí bán hàng 2% giá thành toàn bộ (GTTB) GTTB = 0,02  GTTB + CPSX GTTB = CPSX / (1  0,02) = 28,152 / 0,98 = 28,723 (USD/thùng ) Chi phí cho quản lý doanh nghiệp và bán hàng là: CPDN&BH = 0,02  28,723 = 0,575 (USD/thùng sản phẩm) Bảng tính các khoản chi phí cho 1 thùng sản phẩm. S T T Khoản mục Chi phí cho 1 thùng sản phẩm (USD) 1 Nguyên liệu + năng luợng 27,144 Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 96 2 Chi phí cho nhân công 0,0048 3 Khấu hao 0,44 4 Chi phí chung phân xƣởng 0,563 5 Chi phí quản lý doanh nghiệp và bán hàng 0,575 Tổng các chi phí cho 1 thùng sản phẩm 28,727 Tổng chi phí trong 1 năm sản xuất của phân xƣởng là: 28,727  53.630.850 = 1.540.642.702 (USD/năm) VII. XÁC ĐỊNH HIỆU QUẢ KINH TẾ Ở nƣớc ta, từ trƣớc đến nay các sản phẩm xăng dầu đều nhập từ nƣớc ngoài về, ngoài tiền công vận chuyển còn có thuế xuất nhập khẩu, chính vì vậy giá thành của sản phẩm rất cao. Nếu ta sản xuất đƣợc thì giá thành của sản phẩm xăng dầu sẽ hạ thấp và có thể chấp nhận lƣu thông ngoài thị trƣờng. Bảng quy định giá bán các sản phẩm của phân xƣởng STT Tên sản phẩm Đơn giá cho 1 thùng sản phẩm (USD) Lƣợng sản phẩm thu đƣợc trong 1 năm (thùng) Doanh thu trong 1 năm (USD) 1 Khí 30 2.020.200 60.606.000 2 Xăng nhẹ 38 2.866.500 108.927.000 3 Xăng nặng 37,5 7.636.200 286.357.500 4 Kerosen 36,5 8.619.000 314.593.500 5 Gazoil 35 10.266.750 359.336.250 6 Mazut 33 22.222.200 733.332.600 Tổng doanh thu phân xƣởng trong 1 năm 1.863.152.850 + Lợi nhuận phân xƣởng: Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 97 Lợi nhuận phân xƣởng (LN) = Doanh thu (DT)  Tổng chi phí (TCP)  Thuế (T) Trong đó thuế lấy 5% giá sản phẩm (GB) LN = DT  TCP  0,05  GB LN = 1.863.152.850  1.540.642.702  0,05  1.863.152.850 LN = 229.352.505,5 (USD/năm) + Doanh lợi của vốn đầu tƣ: DL = LN / Vsx Vsx = TCP + Vđt = 1.540.642.702 + 473684210,5 = 2.014.326.912,5 (USD/năm) DL = sxV LN = 5,912.326.014.2 5,505.352.229 = 0,114 + Thời gian thu hồi vốn: TTHV = KHLN Vsx  = 850.630.5344,05,505.352.229 5,912.326.014.2   8 Vậy thời gian thu hồi vốn của phƣơng án là 8 năm . Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 98 Phần VI AN TOÀN Nền công nghiệp hóa dầu nói chung là rất độc hại. Vì vậy quá trình lao động sản xuất ở phân xƣởng có nhiều yếu tố gây ảnh hƣởng tới những ngƣời lao động trực tiếp cũng nhƣ gián tiếp và môi trƣờng xung quanh, để đảm bảo và thực hiện tốt quy trình lao động ta cần chú ý đến các yêu cầu sau: I. AN TOÀN LAO ĐỘNG TRONG PHÂN XƢỞNG CHƢNG CẤT KHÍ QUYỂN. Trong quá trình thiết kế sản xuất thì khâu an toàn lao động có vai trò rất quan trọng nhằm cải thiện đƣợc điều kiện làm việc của công nhân, đảm bảo sức khoẻ an toàn cho công nhân làm việc trong nhà máy. Vì vậy ngay từ đầu thiết kế xây dựng phân xƣởng cần phải có những giải pháp bố trí hợp lý, huấn luyện tuyên truyền nhiều những pháp chế của nhà nƣớc. Nhƣ vậy để hoàn thiện tốt nhất cần phải đảm bảo những yêu cầu sau : I.1. Yêu cầu về phòng cháy chữa cháy : - Thƣờng xuyên thực hiện các công tác giáo dục an toàn lao động đến quần chúng công nhân lao động trong phân xƣởng, thực hiện những quy định chung của nhà máy, tiến hành kiểm tra định kỳ thực hiện thao tác an toàn lao động trong sản xuất. - Khi thiết kế bố trí mặt bằng phân xƣởng cần phải hợp lý, thực hiện các biện pháp an toàn. - Các thiết bị phải đảm bảo an toàn cháy nổ tuyệt đối, không cho có hiện tƣợng rò rỉ hơi sản phẩm ra ngoài, khi thiết kế cần chọn những Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 99 vật liệu có khả năng chống cháy nổ cao để thay thế những vật liệu ở những nơi có thể xảy ra cháy nổ. - Phải có hệ thống tự động hoá an toàn lao động và báo động kịp thời khi có hiện tƣợng cháy nổ xảy ra. - Bố trí các máy móc thiết bị phải thoáng, các đƣờng ống dẫn trong nhà máy phải đảm bảo, hạn chế khả năng các đƣờng ống chồng chéo lên nhau, những ống bắt qua đƣờng giao thông chính không đƣợc nổi lên, các đƣờng ống trong khu sản xuất phải bố trí trên cao đảm bảo cho công nhân qua lại tránh va trạm cần thiết. - Khu chứa nguyên liệu và sản phẩm phải có tƣờng bao che chắn để đề phòng khi có sự cố dầu bị rò rỉ ra ngoài, phải tránh các khả năng phát sinh nguồn lửa mồi cháy (nhiệt, bậc lửa, cấm hút thuốc trong phân xƣởng,). - Bố trí hệ thống tự động hoá cho các thiết bị dễ sinh ra hiện tƣợng cháy nổ đảm bảo an toàn, các hệ thống cấp điện cho các thiết bị tự động phải tuyệt đối an toàn không có hiện tƣợng chập mạch làm phát sinh tia lửa điện. - Vận hành các thiết bị phải theo đúng thao tác kỹ thuật, đúng quy trình công nghệ khi khởi động cũng nhƣ khi tắt hoạt động, làm việc phải tuân theo các quy định chặt chẽ. - Trong trƣờng hợp phải sửa chữa các thiết bị có chứa hơi sản phẩm dễ gây cháy nổ thì cần phải dùng khí trơ để thổi vào thiết bị để đuổi hết các hơi sản phẩm ra ngoài, lƣu ý nếu sửa chữa bằng hàn phải khẳng định trong thiết bị an toàn hết khí cháy nổ. - Giảm thấp nhất nồng độ các chất cháy nổ trong khu sản xuất, đối với cháy nổ trong xăng dầu (nhất là xăng có thể bắt nhiệt ngay cả ở nhiệt độ thƣờng). Đây là một vấn đề đƣợc quan tâm nhất hiện nay để bảo vệ tính mạng con ngƣời và tài sản của nhà máy. Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 100 - Trong phân xƣởng phải có đội ngũ phòng cháy thƣờng trực 24/24 giờ với đầy đủ trang thiết bị hiện đại, thuận tiện. - Các tiêu lệnh về phòng cháy chữa cháy phải tuân theo đầy đủ để phòng khi có các sự cố xảy ra, xử lý kịp thời. - Bố trí dụng cụ, thiết bị chữa cháy tại chỗ các thiết bị dễ gây cháy nổ (tháp cất, thiết bị lọc,..) kịp thời khi có hiện tƣợng. Tóm lại trong nhà máy chƣng cất dầu thô cần phải trang bị đầy đủ các trang thiết bị phòng cháy chữa cháy hiện đại : chăn cứu hoả, bình bọt, cát, xe cứu hoả. Tất cả các thiết bị phải đặt đúng nơi, đúng quy định dễ thấy dễ lấy, bể chứa cát phải xây dựng gần nơi các thiết bị gây cháy nổ, khi có sự cố các thiết bị phải đƣợc thao tác đúng kỹ thuật và kịp thời, đƣờng đi lại trong khu sản xuất phải thuận tiện dễ dàng cho các xe cứu hỏa đi lại. Các thiết bị phải đƣợc bảo dƣỡng đúng định kỳ, theo dõi chặt chẽ chế độ công nghệ của nhà máy. Các bể chứa cần phải nối đất tránh, đề phòng khi xăng dầu bơm chuyển bị tích điện tích, sét đánh nhà máy sẽ xảy ra cháy nổ. Trong quá trình sản xuất phải đảm bảo an toàn các thiết bị áp lực, hệ thống điện phải đƣợc thiết kế an toàn hạn chế tối đa các nguy cơ gây ra sự cố, thiết bị phải có hệ thống bảo hiểm, phải có che chắn. Trang thiết bị phòng hộ lao động cho công nhân lao động trong phân xƣởng. I.2. Trang bị phòng hộ lao động : Những công nhân làm việc trong nhà máy phải đƣợc học tập các thao tác phòng chữa cháy, phải có kiến thức bảo vệ thân thể và môi trƣờng không gây độc hại. Trong nhà máy tuyệt đối không dùng lửa, tránh các va chạm cần thiết để gây ra các tia lửa điện, trong sửa chữa hạn chế việc sử dụng nguồn điện cao áp. Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 101 Trong công tác bảo quản các bể chứa, nếu phải làm việc trong bể phải đảm bảo hút hết các hơi độc của khí sản phẩm trong bể, công nhân làm việc trực tiếp phải đƣợc trang bị các thiết bị phòng hộ lao động : quần áo, mặt nạ, găng tay, ủng tránh các hơi độc bám vào ngƣời qua da, các trang bị phòng hộ lao động phải đƣợc cất giữ tại nơi làm việc không đƣợc mang ra ngoài. Đối với các quá trình có phát sinh hơi độc lớn cần bố trí hệ thống tự động hoá trong sản xuất, giảm bớt lƣợng công nhân cần thiết, bảo vệ sức khoẻ cho công nhân đồng thời nâng cao hiệu quả kinh tế. Kiểm tra sức khoẻ định kỳ cho công nhân, phát hiện những bệnh phổ biến để phòng chống, đảm bảo chế độ lao động cho mọi ngƣời theo quy định của nhà nƣớc. Nghiêm cấm việc sử dụng xăng dầu để rửa tay chân, cọ quần áo, vì chúng có tác hại lớn đối với sức khoẻ con ngƣời, trong xăng dầu chủ yếu là các hydrocacbon mà đặc biệt là các hydrocacbon thơm gây độc lớn. Xăng dầu là các hydrocacbon dễ bay hơi, hơi xăng dầu sẽ gây ô nhiễm môi trƣờng do đó việc xử lý hơi xăng dầu cũng là một nhiệm vụ hết sức quan trọng của nhà máy. I.3. Yêu cầu đối với vệ sinh môi trƣờng. Đối với mặt bằng phân xƣởng phải chọn tƣơng đối bằng phẳng, có độ dốc tiêu thoát nƣớc tốt, vùng quy hoạch nhất thiết phải đƣợc nghiên cứu trƣớc các biện pháp tránh các chất độc hại thải ra, tránh gây ra các tác hại về vệ sinh môi trƣờng, đồng thời phòng ngừa cháy nổ gây ra. Vị trí nhà máy phải có khoảng cách an toàn tới khu dân cƣ, đồng thời phát triển liên hợp với các nhà máy khác cũng phải sử dụng hợp lý hệ thống giao thông quốc gia, các phân xƣởng thoát hơi bụi độc hại ra ngoài cần bố trí cuối hƣớng gió chủ đạo đồng thời cần lƣu ý đến Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 102 cƣờng độ gió, là nhà máy chế biến dầu nên chất thải ra không tránh khỏi những ảnh hƣởng đến vệ sinh môi trƣờng. Vậy để đảm bảo môi trƣờng sinh thái trƣớc khi thải ra ngoài cần phải xử lý chất thải. Nƣớc thải sinh hoạt cũng rất nguy hiểm, do vậy cần phải xử lý làm sạch nƣớc trƣớc khi thải ra ngoài sông, hồ. Nƣớc thải sản xuất sau khi làm nguội các thiết bị trao đổi nhiệt, lƣợng nƣớc ngƣng mặc dù tiếp xúc trực tiếp hay không trực tiếp với các hơi độc cũng phải tiến hành xử lý. II. TỰ ĐỘNG HOÁ : Tự động điều chỉnh là quá trình ứng dụng các dụng cụ, các thiết bị và các máy móc tự động điều khiển vào quá trình công nghệ. Những phƣơng tiện kỹ thuật này cho phép thực hiện những quá trình công nghệ theo một chƣơng trình tiêu chuẩn dã đƣợc tạo dựng phù hợp với công nghệ, đảm bảo cho máy móc thiết bị hoạt động theo chế độ tối ƣu nhất, việc tự động hoá không chỉ làm đơn giản các thao tác sản xuất, tránh đƣợc nhầm lẫn, tăng năng suất lao động và cho phép giảm số lƣợng công nhân và còn có biện pháp hữu hiệu trong an toàn lao động. Trong phân xƣởng chƣng cất dầu thô ở áp suất thƣờng thì các thiết bị nhƣ: thiết bị lọc, các tháp đều hoạt động ở nhiệt độ cao và áp suất lớn nên dễ gây ra hiện tƣợng cháy nổ. Nhiệt độ cao nhất trong phân xƣởng lên đến gần 4000C ở tháp chƣng phân đoạn và áp suất cũng đạt tới 15kg/cm2 ở thiết bị lọc điện và tách muối khoáng trong dầu, ngoài ra các hơi sản phẩm của quá trình là các hydrocacbon, và các khí lẫn bay ra rất độc hại cho sức khoẻ công nhân lao động. Do đó đòi hỏi cần phải nghiêm ngặt về việc an toàn công nghệ cũng nhƣ các yêu cầu về sức khoẻ cho công nhân. Để đảm bảo các yêu cầu trên thì việc sử dụng hệ thống tự động đo lƣờng và các biện pháp tự động hoá trong sản xuất không chỉ là một vấn đề cần thiết mà còn có tính chất bắt buộc đối với công nghệ này. Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 103 Trong khi hoạt động chỉ một thiết bị không ổn định thì chế độ công nghệ của cả dây chuyền bị phá vỡ, trong nhiều trƣờng hợp phải ngừng hoạt động của cả dây chuyền để sửa chữa cho dù chỉ một thiết bị. Nhƣ vậy từ các đặc điểm đã cho thấy đo lƣờng tự động hoá và tự động hoá trong dây chuyền công nghệ là một vấn đề hết sức quan trọng. Nó không chỉ tăng năng suất của công nghệ, công suất của thiết bị mà là cơ sở để vận hành công nghệ tối ƣu nhất tăng hiệu quả thu hồi sản phẩm đồng thời giảm đáng kể các chi phí khác, đảm bảo an toàn cho nhà máy sản xuất, nhờ có tự động hoá mà những nơi có thể xảy ra các hiện tƣợng cháy nổ hay rò rỉ hơi sản phẩm độc hại ra ngoài đƣợc điều khiển tự động, tự động kiểm tra tránh đƣợc việc sử dụng công nhân. Tự động hoá đảm bảo các thao tác điều khiển các thiết bị công nghệ một cách chính xác tránh đƣợc các sự cố xảy ra trong thao tác điều khiển, tự động báo động khi có sự cố xảy ra. Các kí hiệu thƣờng dùng trong tự động hoá - Dụng cụ đo nhiệt - Dụng cụ đo áp suất - Dụng cụ đo lƣu lƣợng - Dụng cụ đo nhiệt độ hiển thị tại trung tâm điều khiển - Dụng cụ đo nhiệt độ truyền xa tại trung tâm điều khiển - Thiết bị đo áp suất tự động điều chỉnh (van an toàn) - Bộ điều chỉnh mức chất lỏng tự ghi có báo động khí cụ lắp tại trung tâm điều khiển - Bộ điều chỉnh áp suất tự ghi và hiển thị, khí cụ lắp tại trung tâm điều khiển Cơ cấu điều chỉnh Cơ cấu chấp hành t 0 TI TT Pc z LRA PIR Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 104 Tự động mở khi mất tín hiệu Tự động đóng khi mất tín hiệu Giữ nguyên Hệ thống tự động điều chỉnh bao gồm đối tƣợng điều chỉnh (ĐT) và bộ điều chỉnh (BĐC). Bộ điều chỉnh có thể bao gồm bộ cảm biến và bộ khuếch đại. Bộ cảm biến dùng để phản ánh sự sai lệch các thông số điều chỉnh so với giá trị cho trƣớc và biến đổi thành tín hiệu. Bộ khuếch đại làm nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu của bộ cảm biến đến giá trị có thể điều chỉnh cơ quan điều khiển (CQĐK), cơ quan này tác động lên đối tƣợng nhằm xoá đi độ sai lệch của các thông số điều chỉnh. Mạch điều chỉnh đƣợc khép kín nhờ quan hệ ngƣợc tử đối tƣợng đến bộ điều chỉnh. Quan hệ này đƣợc gọi là hồi tiếp chính. III.MỘT SỐ DẠNG TỰ ĐỘNG [18]. * Tự động kiểm tra và tự động bảo vệ Tự động kiểm tra các thông số công nghệ (nhiệt độ, áp suất, lƣu lƣợng, nồng độ,...), kiểm tra các thông số công nghệ đó có thay đổi hay không ? Nếu có thì cảnh báo chỉ thị ghi lại giá trị thay đổi đó. Có thể biểu diễn sơ đồ tự động kiểm tra và tự động điều chỉnh nhƣ sau : Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 105 DT CB B§ K C CT G PL N 1 2 3 4 5.1 5.2 5.3 5.4 1. Đối tƣợng điều chỉnh 2. Cảm biến đối tƣợng 3. Bộ khuếch đại 4. Yếu tố nhiễu. 5. Cơ cấu chấp hành 5.1 Cảnh báo 5.2Chỉ thị bằng kim loại hoặc bằng số 5.3 Ghi lại sự thay đổi 5.4 Phân loại * Dạng tự động điều khiển : Sơ đồ cấu trúc : § T 1 CB 2 BK 3 BD 4 N 5 1. Đối tƣợng điều khiển. 2. Cảm biến đối tƣợng 3. Bộ khuếch đại 4. Yếu tố nhiễu. 5 5 Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 106 5. Bộ đặc cho phép ta đặc tín hiệu điều khiển, nó là một tổ chức các tác động có định hƣớng điều khiển tự động. * Dạng tự động điều chỉnh Sơ đồ cấu trúc § T 1 CB 2 SS 6 BD 5 CCCH 7 BK§ 3 N 4 1. Đối tƣợng điều chỉnh 2. Cảm biến đối tƣợng 3. Bộ khuếch đại 4. Nguồn cung cấp năng lƣợng 5. Bộ đặc 6. Bộ so sánh 7. Cơ cấu chấp hành III.1. Cấu tạo của một số thiết bị tự động. a. Bộ cảm biến áp suất Trong các bộ điều chỉnh thƣờng sử dụng bộ cảm ứng áp suất kiểu màng, hộp xếp, piston, ống cong đàn hồi...Việc chọn bộ cảm ứng áp suất phụ thuộc vào việc cảm ứng điều chỉnh và độ chính xác theo yêu cầu. Kiểu pittông Bộ cảm ứng suất Kiểu màng Z P P P Z Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 107 b. Bộ cảm ứng nhiệt độ : Hoạt động của bộ cảm ứng nhiệt độ dựa trên nguyên lý giãn nở nhiệt, mối quan hệ giữa nhiệt độ của chất khí và áp suất hơi bão hoà của nó trong hệ kín dựa trên nguyên lý nhiệt điện trở. Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 108 c. Bộ cảm ứng mức đo chất lỏng : Mức các chất lỏng có thể đo đƣợc bằng nhiều cách khác nhau nhƣng phƣơng pháp đơn giản và có độ chính xác cao là đo bằng phao. Z Kiểu phao Z Kiểu màng Cảm ứng nhiệt độ kiểu màng Z Cảm ứng nhiệt độ kiểu hộp xếp Z Cảm ứng nhiệt độ kiểu thanh lƣỡng kim giãn nở Z Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 109 KẾT LUẬN Sau một thời gian làm việc tìm hiểu và nghiên cứu tài liệu, em đã hoàn thành bản đồ án thiết kế với sự giúp đỡ của giáo viên hƣớng dẫn: TS. Lê Văn Hiếu. Phân xƣởng chƣng cất dầu thô có vai trò quan trọng trong nhà máy chế biến dầu, nó cho phép ta nhận đƣợc các phân đoạn nhiên liệu và cặn mazut. Muốn thiết kế đƣợc dây chuyền tốt phải nghiên cứu kỹ lƣỡng các lý thuyết liên quan nhƣ bản chất của dầu thô, các phƣơng pháp chƣng cất, yếu tố ảnh hƣởng, các loại sơ đồ chƣng cất, thiết kế xây dựng,an toàn lao động... Với dầu thô có nhiều phần nhẹ thiết kế dây chuyền chƣng cất với loại hai tháp chƣng là tốt nhất. Đƣợc tham gia thiết kế những dây chuyền công nghệ sản xuất hiện đại phục vụ cho ngành tổng hợp hữu cơ hoá dầu, một ƣớc muốn của sinh viên công nghệ hoá học. Sau này ra thực tế nếu đƣợc tham gia công tác, chúng em nguyện phát huy hết khả năng của mình cùng với sự nỗ lực chung của ngành để biến nguồn tài nguyên phong phú thành những sản phẩm có giá trị góp phần xây dựng đất nƣớc. Vậy em rất mong sự chỉ bảo của các thầy cô để đồ án của em đƣợc hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn thầy TS. Lê Văn Hiếu đã trực tiếp hƣớng dẫn em làm đề tài này. Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy cô giáo dẫn xuất nhiệt tình giúp đỡ em trong quá trình học tập cũng nhƣ khi thực hiện đề tài. Hà Nội ngày 30 tháng 5 năm 2004. Sinh Viên: Nguyên Anh Tuấn Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Lê Văn Hiếu. Công nghệ chế biến dầu mỏ; Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội; 2000. 2. PGS. TS. Đinh Thị Ngọ. Hoá học dầu mỏ; Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội; 1999. 3. Trần Mạnh Trí. Dầu khí và dầu khí ở Việt Nam; Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội; 1996. 4. Võ Thị Liên, Lê Văn Hiếu. Công nghệ chế biến dầu khí; Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội; 1982. 5. Bộ môn Nhiên liệu. Giáo trình tính toán công nghệ các quá trình chế biến dầu mỏ; Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội; 1972. 6. Vũ Tam Huề, Nguyễn Phƣơng Tùng. Hƣớng dẫn sử dụng Nhiên liệu - Dầu - Mỡ; Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, 2000. 7. Kiều Đình Kiểm. Các sản phẩm dầu mỏ và hoá dầu. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, 2000. 8. Nguyễn Trọng Khuông, Đinh Trọng Xoan, Đỗ Văn Đài, Nguyễn Bin, Phạm Xuân Toản, Đinh Văn Huỳnh, Trần Xoa. Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất; tập I. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội; 1992. 9. Nguyễn Bin, Đỗ Văn Đài, Lê Nguyên Dƣơng, 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 II. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội; 1999. 10. Trần Mạnh Trí. Hoá học dầu mỏ và khí; Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội; 1980. Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 111 11. PGS. Ngô Bình, TS. Phùng Ngọc Thạch, Nguyễn Mạnh Hậu, Phan Đình Tính. Cơ sở xây dựng nhà công nghiệp. Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội, Bộ môn Xây dựng công nghiệp; 1997. 12. Trƣơng Đình Hợi. Đặc tính dầu mỏ Việt Nam. Tập nội san Hội nghị Khoa học dầu khí, 1997. 13. Klaus Hoppe. Thiết kế các loại tháp đĩa. Xuất bản năm 1967. 14. .Jonh Campell .Gas conditioning Ang processing-Volum 1 15. Nelson petroleum pefinery Engnery ,New york Tornto London. 1958 16. Ngành dầu khí 20 năm xây dựng và tƣơng lai phát triển; 1997 17. Hƣớng dẫn thiết kế quá trình chế biến dầu mỏ trƣờng ĐHBK-HN 1975 18. PGS. PTS. Nguyễn Minh Huệ: Bài giảng về Đo lƣợng tự động Trƣờng-ĐHBK-HN. 19. Phạm Quang Dự - Vietso Petro Review - 1992.