Đồ án Công nghệ sản xuất butadien từ n- Butan Năng suất 120000 tấn/năm

tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 79 + Do CO2 mang vào : Q''6 = 0,2 . 1344279,832 . 0,408 . 303 = 33,237 .10 6 (Kcal/h) . + Do N2 mang vào : Q''7 = 0,2 . 336069,958 . 0,312 . 303 = 6,354 . 10 6 (Kcal/h) . Vậy nhiệt hồi lƣu và tuần hoàn là : Q'' = Q''1 + Q''2 + Q''3 + Q''4 + Q''5 + Q''6 + Q''7 = 75,235 (Kcal/h) . + Do khí mang ra khỏi thiết bị "tôi" là : QN = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 = 59,170 . 10 6 + 28,179 . 10 6 + 22,717 . 10 6 + 12,219 . 10 6 + 24,995 . 10 6 + 137,336 . 10 6 +26,255 . 10 6 = 310,871 . 10 6 ( Kcal/h) . + Nhiệt vào thiết bị "tôi" là: QV1 = QV + Q '' = 7645,463 . 10 6 + 75,235 . 10 6 = 7720,698 . 10 6 ( Kcal/h) .  Vậy nhiệt lƣợng khí truyền cho H2O là: Q = Qv1 - QN = 7720,698 . 10 6 - 310,871 . 10 6 = 7409,827 . 10 6 ( Kcal/h) . Tra sổ tay Lý Hoá có : Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 80 a0 = 7,2 ( cal/mol.độ) . a1 = 2,7.10 -3 ( cal/mol.độ) . Vậy: Ta có công thức Q = G.CP.T  G = Q/(CP . T) CP = 7,2 + 2,7 . 10 3 . (25 +273) = 0,357 (Kcal/m 3 .độ) . suy ra : 2(H O) G = 7409,827 . 106/(0,357 . 25) = 830,233 . 10 6 (m 3 /h) . III. TÍNH THIẾT BỊ PHẢN ỨNG Tính đƣờng kính thiết bị, thể tích lớp xúc tác, chiều cao lớp xúc tác trong thiết bị phản ứng. 1. Thể tích lớp xúc tác trong thiết bị phản ứng: - Chọn vận tốc thể tích VTT = 2 (s -1 ) . - Chọn vận tốc dài của hỗn hợp khí là Wt = 3 m/s . - Trong một giờ làm việc có 50452,51 (kg/h) lƣợng butan. + Thể tích của butan tính ở điều kiện tiêu chuẩn : V = 50452,51 . 22,4 / 58,213 = 19443,873 (m 3 /h) . + Lƣợng hỗn hợp khí đi vào thiết bị ( 40% thể tích là C4H10). + Thời gian tiếp xúc giữa hỗn hợp với xúc tác là: (H2O) (H2O) (H2O) (H2O) (H2O) (H2O) (C4H10) )/(683,4860940/100.873,19443 3 hm )(5,02/1/1 sv TT  Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 81 + Thể tích lớp xúc tác trong thiết bị phản ứng là : 2. Tính kích thƣớc của thiết bị phản ứng: Chọn thiết bị phản ứng là thiết bị ống chùm có cấu tạo bên ngoài là dạng thiết bị có vỏ bọc bên ngoài, bên trong là các ống chứa xúc tác nhôm oxit trộn với crôm oxit 20% . Tính đƣờng kính thiết bị : Vì v 4.V D .3600.W V     : lƣợng khí đi vào tháp (m3/h) . W: Tốc độ đi vào trong tháp, w1= 3(m/s) (m) Quy chuẩn D = 2,4 (m). + Tiết diện của lớp xúc tác : + Chọn đƣờng kính ống chùm : 50 (mm) x 2,5 (mm) + Chiều cao của thiết bị : - Đƣờng kính của thiết bị ống chùm đƣợc tính theo công thức : D = t . ( b – 1) + 4.d Với d = 0,05 (m), dt = 0,045 (m) t : bƣớc ống, chọn t =1,5.d = 1,5 . 0,05 = 0,075 (m) . 39,2 3.3600.14,3 683,48609.4 D  )m(52,4)2/4,2(.14,3 R.S 22 2   )4/d..n/(V )s.n/(VH 2 xt xt   )(751,6 3600/683,48609.5,03600/. 3m V vtxxt   Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 82 b : Số ống trên đƣờng chéo hình 6 cạnh Ta xếp theo hình lục giác đều, số ống mỗi cạnh bằng nhau và đƣợc xác định theo công thức : n = 3.a.( a -1) + 1 b = 2.a –1 Trong đó : n : Tổng số ống a : Số ống trên một cạnh hình 6 cạnh b : Số ống trên đƣờng chéo chính Ta có : D = 2,4 (m) Suy ra : D = 1,5.( b -1).0,05 + 4.0,05  2,4 = 1,5.( b -1).0,05 + 4.0,05  b = 30 ống . + Số ống trên cạnh hình 6 cạnh b = 2.a – 1  a = ( b +1)/2 = ( 30 +1)/2 = 15,5 Quy chuẩn : a = 16 ống Tổng số ống là : n = 3.a( a - 1) +1 = 3 . 16( 16 - 1) +1 = 721 (ống)  )m(77,4 4 )05,0( .14,3.721 751,6 H 2   Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 83 Quy chuẩn H = 4,8 (m). Vậy kích thƣớc của thiết bị phản ứng nhƣ sau :  Chiều cao của thiết bị H = 4,8 (m) .  Đƣờng kính của thiết bị D = 2,4 (m) .  Số ống n = 721 (ống) .  Đƣờng kính ống d = 0,05 (m) .  Bƣớc ống t = 0,075 (m) .  Chiều dày ống . IV. TÍNH TOÁN CƠ KHÍ A/ TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHẢN ỨNG : 1/ Chọn vật liệu Từ thành phần khí và căn cứ vào phạm vi sử dụng của các loại vật liệu, ta chọn vật liệu chế tạo tháp là thép không gỉ X18H10T. 2/ Tính thiết bị phản ứng chính a) Tính chiều dày của thân thiết bị phản ứng : Thân thiết bị làm bằng thép không gỉ làm việc ở áp suất khí quyển có chiều dày đƣợc xác định theo công thức : Trong đó : : Ứng suất cho phép của thép không gỉ, m/m2 . : Hệ số bền hàn )m(0025,0    36012)m(C P..2 P.D S t tt       Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 84 S : Chiều dày thân tháp , m Dt : Đƣờng kính trong của thiết bị, m C : Hệ số bổ sung Pt : Áp suất trong của thiết bị , N/m 2 Pt = 0,2 at = 0,2 . 9,81 . 10 4 N/m 2 + Tính  : Độ bền của thành thiết bị yếu đi chủ yếu ở các mối hàn nên hệ số bền hàn của thành cũng có thể coi là hệ số bền của mối hàn h. Từ bảng XIII – [12 -362], chọn thân thiết bị hàn bằng tay, giáp mối hai bên sử dụng hồ quang điện. Ta có  = h = 0,95. Thiết bị làm việc ở áp suất Pt = 0,2 . 9,81 . 10 4 N/m 2 . Ta chọn vật liệu làm bằng thép không gỉ nên là vật liệu bền, ta lấy C1=1 mm . Đại lƣợng bổ sung ăn mòn, bào mòn và dung sai âm về chiều dày C = C1 + C2 + C3 [II - 363] Trong đó : C1 : Bổ sung do ăn mòn. Ta chọn vật liệu làm bằng thép X18H10T, ta chọn C1 = 1mm [12-363]. C2 : Đại lƣợng bổ sung do ăn mòn trong thiết bị hoá chất, ở đây xem nhƣ không đáng kể nên ta bỏ qua C2 = 0 C3 : Đại lƣợng bổ sung do dung sai âm của chiều dày C3 đƣợc chọn trong bảng XIII.9 [ II – 364 ] C3 = 0,8 mm . Suy ra : C = C1 + C2 + C3 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 85 = 1 + 0 + 0,8 = 1,8 (mm) . + Ứng suất của thiết bị,  Ứng xuất cho phép của X18H10T theo giới hạn bền xác định theo [2- 355] ứng suất giới hạn bền của thép X18H10T . = 550 . 10 6 , N/m 2 . nk : hệ số an toàn giới hạn bền bảng XIII.3 nk = 2,6 [ II – 356 ]  : hệ số hiệu chỉnh Do thiết bị thuộc nhóm II, loại II nên  =1 XIII.2 [ II – 356 ] Suy ra : Ứng suất cho phép giới hạn chảy tính theo công thức [ II – 355 ] . (N/m 2 ) nc : Hệ số an toàn theo giới hạn chảy nc = 1,5 c : Ứng suất giới hạn chảy X.4 [ II – 310 ] c = 220 . 10 6 (N/m 2 ) Thay vào :   )m/N( n 2 k k t k k    t k t k   )m/N(10.5,211 1 6,2 10.550 n 26 6 k t k k        c c k n   26 6 c c k m/N10.7,146 1 5,1 10.220 n     Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 86 Để đảm bảo độ bền ta lấy giá trị bé hơn trong hai kết quả vừa tính đƣợc của ứng suất để tính tiếp. Độ dày của thân thiết bị : Quy chuẩn S = 4 ( mm ) . Kiểm tra ứng xuất của thành thiết bị theo áp xuất thử bằng nƣớc [II– 365]. S : chiều dày thiết bị, m . Po : áp suất thử, N/m 2 Trong đó áp xuất thử đƣợc xác định theo công thức [ II – 366 ] Po = Pt t + Pt N/m 2 Pt t : áp xuất thủy lực, N/m 2 Pt t = 1,5 . P = 1,5 . 0,2 . 9,81 . 10 4 = 2, 943 . 10 4 ( N/m 2 ) . Pt : áp xuất thủy tĩnh của nƣớc, N/m 2 . )mm(6,2 10.8,1 10.81,9.2,095,0.107,146.2 10.81,9.2,0.4,2 S 3 46 4           2cot m/N 2,1.CS.2 P.CSD      )m/N(H.g.P 2t  Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 87 Trong đó : H : chiều cao cột chất lỏng, m lấy bằng chiều cao tháp g : gia tốc trọng trƣờng g = 9,81 m/s2 Do đó : Pt = 676 . 9,81 . 4,8 = 3,18 . 10 4 ( N/m 2 ) . suy ra : Po = 2,943 . 10 4 + 3,81 . 10 4 = 6, 126 . 10 4 ( N/m 2 ) . Vậy : Vậy chiều dày S = 4 mm là chấp nhận đƣợc. 3. Chọn đáy của thiết bị phản ứng : Chọn đáy loại elíp có gờ, lắp ghép với thân bằng bích, chọn vật liệu cùng với vật liệu làm bằng thân thiết bị là thép không gỉ X18H10T . Chiều dày của nắp elíp đƣợc tính theo công thức : Hp : là chiều cao phần nồi của nắp , hp = 600 (mm) . K : Hệ số không thứ nguyên và đƣợc xác định theo công thức sau : K = 1 - d/Dt d : là đƣờng kính của lỗ không tăng cứng, d = 0,3 (m) . Dt : là đƣờng kính trong của thiết bị, Dt = 2,4 (m) . K = 1 – 0,3/2,4 = 0,875   )m(C h.2 D P.K..8,3 P.D S p t tk tt    676      6 6 c 6 3 43 10.183 2,1 10.220 2,1 10.5,21 95,0.10.4,042 10.126,6.10.4,044,2          Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 88 C : là đại lƣợng bổ sung, C = 0,8 (mm) . [k] = 146,7 . 10 6 ( N/m 2 ) Pt = 0,2 . 10 5 ( N/m 2 ) . Vì : [].K./Pt = 146,7 . 10 6 . 0,875 . 0,95/0,2 . 10 5 = 6097,22 > 30 Do đó ta có thể bỏ qua đại lƣợng Pr ở dƣới mẫu trong công thức tính chiều dày của nắp elíp . Nếu C = ( 0,8 + 2 ) . 10-3 = 2,8 . 10-3 (m) . Vậy S = 0,21 . 10-3 + 2,8 . 10-3 = 3,01 . 10-3 (m) . Ta chọn S = 4 (mm) Kiểm tra ứng xuất của nắp elíp : Vậy chiều dày nắp : S = 4 (mm).  Đƣờng kính Dt = 2400 (mm) .  Chiều cao phần lồi ht = 600 (mm) .  Chiều cao gờ h = 25 (mm) .  Chiều dày S = 4 (mm) .   )m(C h.2 D P.K..8,3 P.D S p t tk tt    mm4C00021,0 C 6,0.2 4,2 95,0.875,0.10.7,146.8,3 10.2,0.4,2 6 5             6 6 6 3 432 b ob 2 t 10.183 2,1 10.220 10.9,17 10.8,286,0.95,0.875,0.6,7 10.126,6.10.8,246,0.24,2 CSh..k.6,7 P.CSh.2D          Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 89 4. Chọn bích lắp ghép : Ta chọn bích bằng thép để nối đáy với thân thiết bị theo [II - 420], ta có các thông số của bích lắp ghép . Kiểu bích Kiểu I  Dt = 2400 (mm) .  D = 2570 (mm) .  Db = 2500 (mm) .  D1 = 2460 (mm) .  Do = 2415 (mm) .  h = 56 (mm) . D t h h b s Cấu tạo đáy thiết bị Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 90 D D b D O D t D l h d b Cấu tạo thiết bị lắp ghép Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 91 PHẦN IV : TÍNH TOÁN KINH TẾ I. MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ CỦA TÍNH TOÁN KINH TẾ: Mọi nhà máy đều nhằm mục đích là tạo ra nhiều sản phẩm và có lãi, do đó khi đầu tƣ cho mọi nhà máy, xí nghiệp hay doanh nghiệp thì lợi ích kinh tế của nó đƣợc đặc lên hàng đầu. Vì vậy việc tính toán kinh tế rất cần và quan trọng. Tính toán kinh tế giúp ta thấy đƣợc tổng quát giá trị của dự án. Do đó xét đƣợc tính ƣu nhƣợc điểm của những cơ cấu hoạt động của dự án. Nó động đến sự điều chỉnh mức cân bằng của các thành phần lập nên dự án sao cho hợp lý nhƣ : tổ chức và kế hoạch sản xuất, tổ chức quản lý, vốn đầu tƣ, giá thành của nguyên vật liệu và sản phẩm. Cuối cùng điều quan trọng của tính toán kinh tế là xác định hiệu quả kinh tế của dự án và quyết định dự án có đƣợc thực hiện hay không. Hàng năm có hàng ngàn nghiên cứu thiết kế đƣợc tạo ra nhƣng không đƣợc đƣa vào sản xuất thực tế đó là không có lợi về thƣơng mại. Vì vậy, một nhà thiết kế luôn phải có sự hỗ trợ một nhà kinh tế để có thể dự tính đƣợc lợi nhuận ngay từ khi còn đang trong quá trình nghiên cứu, thiết kế. II. NỘI DUNG TÍNH TOÁN KINH TẾ : 1. Chế độ làm việc của phân xƣởng Dây chuyền làm việc sản xuất 24h/ngày, số ngày làm việc trong một năm là 320 ngày, mỗi ngày làm 3 ca và mỗi ca làm 8 tiếng. Năng suất của nhà máy 14,925 ( tấn/h ) = 14925,373 ( kg/h ). 2. Nhu cầu về nguyên vật liệu, nhiên liệu và năng lƣợng : a) Nhu cầu về nguyên vật liệu trong 1 giờ sản xuất : - Năng suất của quá trình : 14925,373 (Kg/h) - Lƣợng khí hỗn hợp hydrocacbon C4 : 32405,54 m 3 tc/h. - Lƣợng nƣớc : 830,233 . 106 ( m3/h ). Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 92 b) Nhu cầu về năng lượng : Điện dùng cho chạy máy công nghiệp đƣợc tính theo công thức : n 1 2 i i i 1 W K .K . n .p.T    Trong đó : W - Điện năng dùng trong một năm, Kw . P – Công suất động cơ loại i, Kw/h . ni – Số động cơ loại i, cái . n – Số loại động cơ . K1 – Hệ số phụ tải, thƣờng lấy 0,75 . K2 – Hệ số tổn thất, thƣờng lấy bằng 1,05 . Ti – Thời gian sử dụng trong năm . 320 . 24 = 768 (h). Tổng chi phí cho điện năng trong công nghiệp được lập ra ở bảng sau: Tên thiết bị P ni P K1 K2 Ti W Máy nén 2000 4 8000 0,75 1,05 7680 483840000 Bơm nƣớc 8 10 80 0,75 1,05 7680 483840 Tổng 48867840 Điện dùng thắp cho phân xƣởng của hai ca chiều và đêm ( 16/24 ) đƣợc tính theo công thức : n S i i i 1 W n . p . T   Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 93 Trong đó : Ws - Điện năng dùng trong một năm, Kw. P – Công suất đèn loại i, w/h . ni – Số bóng đèn loại i. Ti – Thời gian sử dụng trong năm 320 . 16,5 = 5280 (h). STT P (w) ni (cái) Ti (h) Ws (Kw/h) 1 Nhà sản xuất chính 220 84 5280 97574,4 2 Nhà sản xuất phụ 220 54 5280 62726,4 3 Nhà bảo vệ 100 6 5280 3168 4 Khu cất nguyên liệu 220 14 5280 16262,4 5 Khu sử dụng nƣớc thải 220 14 5280 16262,4 6 Nhà để xe 100 10 5280 5280 7 Ga ra ô tô 100 20 5280 10560 8 Nhà hành chính 100 20 5280 10560 9 Hội trƣờng 100 7 5280 3696 10 Tổng 226089,6 - Lƣợng điện tiêu thụ cả năm của nhà máy 48867840 + 226089,6 = 49093929,6 (Kw. h ). - Lƣợng điện tiêu thụ cho một tấn sản phẩm 49093929,6/14925 = 3289,373 (Kw . h) . Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 94 3. Chi phí cho nguyên vật liệu, nhiên liệu, năng lƣợng : Tổng chi phí cho nguyên vật liệu, nhiên liệu, năng lƣợng cho một năm Tên Đơn vị Lƣợng dùng trong một năm Đơn giá ( Đ ) Thành tiền ( Đ ) Khí C4 m 3 tch 248,874 . 10 6 0,6 . 10 6 124437,247 .10 9 Nƣớc m3 6,376 . 1012 1500 9564284,1 . 109 Xúc tác Kg 28,657 . 10 6 0,05 . 10 6 0,0014 . 10 9 Điện Kw 48867,840 1000 48,86784 . 109 Tổng 9688770,242 . 10 9 5. Tính vốn đầu tƣ cố định : a) Tính vốn đầu tư xây dựng Đơn giá xây dựng nhà lộ thiên khung bêtông cốt thép toàn khối, kết cấu bao che nhẹ : 1.600.000 Đ/m2 . Tổng diện tích xây dựng: 5946 m2 VXd = 5946 . 1.600.000 = 9513,6 . 10 6 ( Đ ). b) Vốn đầu tư cho thiết bị máy móc : Tổng chi phí thiết bị bao gồm chi phí cho : máy bơm, máy nén, thiết bị hấp thụ, thiết bị phản ứng, thiết bị trao đổi nhiệt, đƣợc liệt kê ở bảng dƣới đây: STT Tên thiết bị Số lƣợng Đơn giá Thành tiền 1 Thiết bị phản ứng 2 100 . 106 200 . 106 2 Thiết bị gia nhiệt 2 20 . 106 40 . 106 3 Thiết bị làm lạnh 1 50 . 106 50 . 106 4 Thiết bị hấp thụ 1 35 . 106 35 . 106 5 Thiết bị nhả hấp thụ 1 30 . 106 30 . 106 6 Thiết bị trao đổi nhiệt 2 5 . 106 10 . 106 7 Tháp tách 2 32 . 10 6 64 . 10 6 8 Máy bơm 10 10 . 106 100 . 106 9 Máy nén 1 30 . 10 6 30 . 10 6 10 Tổng cộng 529 . 10 6 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 95 - Chi phí lắp đặt 10% - Chi phí vận chuyển 10% Vtb - Vậy chi phí lắp đặt và vận chuyển thiết bị 30% . Vtb = 30% . 529 . 10 6 = 15,87 . 10 6 (Đ) Tổng số vốn đầu tƣ cho thiết bị là : 529 . 10 6 + 15,87 . 10 6 = 544,87 . 10 6 c) Các vốn đầu tư khác (Vk): Gồm chi phí để vận chuyển, khảo sát thiết kế, đào tạo cán bộ chiếm 10% tổng số vốn đầu tƣ cố định : Vđt = Vxd + Vtb + Vk Vđt = Vxd + Vtb + 0,1 . Vdt 6 6 xd tb § T 6 V V 9513,6. 10 544,87 .10 V 0,9 0,9 11176,08 . 10 ( § )      6. Quỹ lƣơng công nhân và nhân viên trong toàn phân xƣởng Thống kê quỹ lương công nhân : STT Ngành nghề Số ngƣời Lƣơng tháng (Đ/ngƣời) Lƣơng tháng toàn bộ ( Đ/ngƣời) Lƣơng cả năm toàn bộ (Đ/ngƣời) 1 Công nhân trực tiếp 45 2 .106 90 . 106 1080 . 106 2 Quản đốc 2 2,4 . 106 4,8 . 106 57,6 . 106 3 Phó giám đốc 1 2,8 . 106 2,8 . 106 33,6 . 106 4 Cán bộ kỹ thuật 4 2,5 . 106 10 . 106 120 . 106 5 Thƣ ký 1 1,5 . 106 1,5 . 106 18 . 106 6 Hành chính 2 1,5 . 10 6 3,0 . 10 6 36 . 10 6 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 96 7 Bảo vệ, vệ sinh 9 1,2 . 106 10,8 . 106 129,6 . 106 10 Tổng cộng 65 1510,8 . 10 6 - Lƣơng bồi dƣỡng thêm ca đêm 0,02 . 1510,8 . 10 6 = 30,216 . 10 6 (Đ) - Lƣơng bồi dƣỡng độc hại 0,01 . 1510,8 . 10 6 = 15,108 . 10 6 (Đ) - Tổng quỹ lƣơng cả năm 1510,8 . 10 6 + 30,216 . 10 6 + 15,108 . 10 6 = 1556,124 . 10 6 (Đ). 7. Tính khấu hao : Khấu hao cho thiết bị và nhà xƣởng - Nhà sản xuất có thời gian khấu hao là 20 năm Mức khấu hao là : 9513,6 . 10 6 . 120 = 475,68 . 10 6 Đ/năm - Thiết bị máy móc có thời gian khấu hao là 10 năm 529 . 10 6 /10 = 52,9 . 10 6 (Đ/năm). - Tổng mức khấu hao của toàn bộ phân xƣởng 475,68 . 10 6 + 52,9 . 10 6 = 528,58 . 10 6 (Đ/năm) - Khấu hao sửa chữa lấy bằng 50% khấu hao cơ bản 528,58 . 10 6 . 0,5 = 264,29 . 10 6 ( Đ/năm) - Tổng mức khấu hao cả năm 528,58 . 10 6 + 264,29 . 10 6 = 792,87 . 10 6 ( Đ/năm) - Mức khấu hao trên một đơn vị sản phẩm : Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 97 792,87 . 10 6 /14925 = 53123,62 (Đ/năm) 8. Các khoảng chi phí khác : - Chi phí quản lý doanh nghiệp lấy 5% giá thành sản phẩm Giá thành phân xƣởng 9688770,242 . 10 9 + 1510,8 .10 6 + 528,58 . 10 6 = 9688772,281 . 10 9 (Đ/năm) . - Chi phí doanh nghiệp : 9688772,281 . 10 9 . 0,05 = 484438,614 .1 0 9 (Đ/năm) . - Chi phí bán hàng lấy 1% giá thành phân xƣởng : 9688772,281 . 10 9 . 0,01 = 96887,72 . 10 9 (Đ/năm). - Giá thành toàn bộ : 9688772,281 . 10 9 + 96887,72 . 10 9 = 9785660,004 . 10 9 (Đ/năm) - Thuế doanh thu lấy 4% doanh thu phân xƣởng. 8. Giá thành phân xưởng a) Tổng doanh thu của phân xưởng trong một năm là : DT = SP . GB Trong đó : DT – doanh thu trong một năm GB – giá bán sản phẩm (Đ/tấn) SP – lƣơng sản phẩm thu đƣợc trong một năm ( tấn ) GB = GT + TVAT + LĐM GT – giá thành 1 đơn vị sản phẩm : 6.500.000 (Đ/ tấn sản phẩm) TVAT – thuế giá trị gia tăng 10% GB Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 98 LĐM- Lãi định mức 5% GB Vậy GB = 6.500.000 + 0,1 . GB + 0,05 . GB = 7647058,824 (Đ/tấn sp) TVAT = 10% . GB = 0,1 . 764705 8,824 = 764705,88 (Đ/tấn sp) . LĐM = 5% . GB = 0,05 . 7647058,824 = 382352,941 (Đ/tấn sp) . Vậy doanh thu : DT = 120.000 . 764705,88 = 9,716 . 10 10 (Đ/năm) b) Lợi nhuận : LN = DT – CP Trong đó : CP – tổng chi phí phân xƣởng trong năm (Đ) CP = SP . GT + SP . TVAT = 8,032 . 10 10 (Đ/năm) . Lợi nhuận phân xƣởng đƣợc tính là : LN = 1,144 . 10 10 (Đ/năm). c) Hiệu quả kinh tế : Hiệu quả : EHQ = DT/CP = 1,14 Thời gian hoàn vốn : THV = 3 năm Vậy thời gian hoàn vốn là 3 năm, đây là một kết quả khả quan đem lại hiệu quả kinh tế cao. Vì vậy nó cho phép áp dụng vào thực tế sản xuất. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 99 PHẦN V: THIẾT KẾ XÂY DỰNG I. CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG : Lựa chọn địa điểm xây dựng cho nhà máy là một công tác quan trọng và phức tạp, nó là một vấn đề tổng hợp kiến thức của nhiều nghành và nó nằm trong quy hoạch công nghiệp của quốc gia. Vì vậy đòi hỏi phải có sự công tác của nhiều cán bộ ngành tham gia nhƣ : kiến trúc sƣ, kỹ sƣ đô thị, địa chất thủy lợi. Xây dựng kinh tế, giao thông vận tải và nhiều nghành khác. Khi chọn địa điểm xây dựng phải tiến hành các công việc sau : 1. Yêu cầu chung: 1.1. Phải gần khu cung cấp nhiên liệu để giảm bớt chi phí vận chuyển góp phần hạ giá thành sản phẩm. Mặt khác xem xét tài nguyên có trữ lƣọng nhƣ thế nào, có cung cấp đủ lâu dài cho nhà máy hay không. 1.2. Gần các nguồn cung cấp năng lƣợng ( than, điện, khí ) 1.3. Vấn đề cấp thoát nƣớc, đây là vấn đề đáng lƣu ý của nhà máy hóa chất, tốt nhất là xây dựng nhà máy ở gần nơi có nhiều nƣớc và thoát nƣớc cũng dễ dàng nhƣng không ảnh hƣởng tới vệ sinh công nghiệp. 1.4. Phải đảm bảo giao thông thuận tiện : tốt nhất nên chọn nơi gần giao thông chính của quốc gia nhƣ đƣờng thủy, đƣờng sắt và ô tô. 1.5. Đảm bảo nguồn cung cấp vật liệu xây dựng. 1.6. Đảm bảo điều kiện hợp tác giữa các xí nghiệp. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 100 2. Yêu cầu về khu đất xây dựng : Khu đất có hình dạng kích thƣớc đủ diện tích xây dựng trƣớc mắt và trong tƣơng lai phát triển thêm. Quy mô diện tích hợp lý thuận lợi cho bố trí thiết bị máy móc, tổ giao thông, bảo vệ môi trƣờng, an toàn lao động, tăng hiệu quả vốn đầu tƣ, tiết kiệm tiền san lấp, hoàn thiện công trình. Khu đất hợp lý với dây chuyền sản xuất butadien là hình chữ nhật, cao ráo không ngập nƣớc. Cấu tạo địa chất khu đất có cƣờng độ chịu lực 2,0 kg/cm2. Những lớp đất yếu dạng ngập nƣớc, bùn nhão, đất cát chảy thì không nên xây dựng đƣợc vì nó sẽ gây tốn kém cho việc đào móng và đƣờng ống ngầm. Tốt nhất là xây dựng trên nền đất sét, sét pha cát, đá ong. Khi khảo sát phải thận trọng tránh nơi có khoáng sản ở dƣới. 3. Yêu cầu vệ sinh công nghiệp Để đảm bảo vệ sinh tốt cho phân xƣởng và khu xung quanh phải thõa mãn yêu cầu sau : 3.1. Khoảng cách bảo vệ thích hợp : Phân xƣởng bố trí cách khu dân cƣ xung quanh tối thiểu là 300 m, phân xƣởng xây dựng ở ngoại vi thành phố hoặc khu công nghiệp liên hợp. 3.2. Địa điểm xây dựng ở cuối hƣớng gió chủ đạo so với khu dân cƣ và phải có vùng cây xanh bảo vệ. 3.3. Khu đất xây dựng phải ở vùng hạ lƣu sông ( nếu có ) cách bến dùng nƣớc của khu dân cƣ hơn 500 m, nƣớc thải phải xử lý trƣớc khi ra sông. 4. Đặc điểm của điểm xây dựng : Địa điểm xây dựng phân xƣởng sản xuất butadien đƣợc chọn tại Dung Quất - Quảng Ngãi, ở đây thuận lợi cho nguồn nguyên liệu, nguồn cung cấp nhân lực cũng nhƣ thuận tiện cho quá trình vận chuyển và tiêu thụ sản phẩm, phù hợp theo qui hoạch chung của nhà nƣớc. * Đặc điểm của khu vực Quảng Ngãi: - Về dân cƣ và kinh tế Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 101 Quảng Ngãi là một tỉnh thuộc nƣớc ta có nền kinh tế chƣa phát triển và trình độ dân cƣ chƣa cao và không đồng đều. - Đặc điểm khí hậu : Một năm thƣờng có hai mùa, mùa mƣa và mùa khô. Nhiệt độ quanh năm khá cao, khoảng 30oC. - Đặc điểm địa hình: Địa hình của Quảng Ngãi không bằng phẳng phía tây giáp với dãy trƣờng sơn, phía đông giáp với biển đông. Tuy nhiên, khu vực Dung Quất phải có độ dốc phù hợp i < 1% và có độ chịu nén tốt. * Ƣu nhƣợc điểm của địa điểm Dung Quất : + Ƣu điểm : Quảng Ngãi là một tỉnh nắm trong vùng trọng điểm phát triển kinh tế của chính phủ ta với dự án phát triển khu công nghiệp tập trung và công nghệ cao. - Có sân bay Chu Lai, cảng nƣớc sâu Dung Quất cùng với hệ thống xuyên quốc gia đi qua nên thuận lợi về mặt giao thông. + Nhƣợc điểm : - Xa nguồn nguyên liệu, nên rất bất lợi trong vận chuyển. - Cơ sở hạ tầng chƣa phát triển nên gặp nhiều khó khăn khi xây dựng cũng nhƣ vận hành máy móc. * Kết Luận : Mặc dù có những nhƣợc điểm kể trên nhƣng xét đến tổng thể thì Dung Quất vẫn có tính khả thi xây dựng nhà máy lọc dầu, cũng nhƣ phân xƣởng sản xuất butadien. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 102 II. GIẢI PHÁP THIẾT KẾ XÂY DỰNG : 1. Giải pháp mặt bằng sản xuất : Do yêu cầu dây chuyền công nghệ với các thiết bị có kích thƣớc tƣơng đối lớn và nhiều thiết bị nên ta phải có phƣơng pháp bố trí hợp lý để đảm bảo sản xuất một cách liên tục và thuận lợi. - Thiết bị phản ứng có đƣờng kính từ 2 – 3 m. - Khoảng cách an toàn để lắp đặt là 2m. - Khoảng cách bố trí giao thông là 4m. 2. Giải pháp xây dựng nhà điều khiển tự động và các nhà hành chính : Nhà điều khiển tự động là nhà bê tông cốt thép toàn khối một tầng . Nhà hành chính là nhà bê tông cốt thép hai tầng bố trí các văn phòng làm việc và công tác phụ trợ. Các nhà phụ trợ khác là nhà khung thép mái tôn. II. BỐ TRÍ MẶT BẰNG NHÀ MÁY : 1. Đặc điểm của dây chuyền sản xuất : - Quá trình dehydro xúc tác là một quá trình làm việc liên tục. - Trong quá trình vận hành có thể thải ra khí độc và nƣớc ô nhiễm. - Toàn bộ dây chuyền đều lộ thiên. 2. Mặt bằng phân xƣởng : - Các hạng mục công trình trong phân xƣởng sản xuất butadien đƣợc trình bày ở bảng dƣới đây : ST T Tên công trình Số lƣợng Kích thƣớc Diện tích ( m 2 ) Dài (m) Rộng (m) 1 Thiết bị gia nhiệt 2 15 12 180 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 103 2 Thiết bị phản ứng 2 24 12 288 3 Tháp tôi 1 15 6 54 4 Máy nén 1 6 3 18 5 Tháp hấp thụ 1 9 6 54 6 Tháp nhả hấp thụ 1 9 6 54 7 Tháp tách C3 1 9 6 54 8 Tháp tách butadien 1 9 6 54 Tổng cộng 756 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 104 Các hạng mục công trình STT Tên các hạng mục công trình Số lƣợng Dài x rộng Diện tích 1 Phòng bảo vệ 2 6 x 6 36 2 Nhà để xe 1 24 x 9 216 3 Nhà điều khiển 1 18 x 9 162 4 Khu chứa nguyên liệu 1 24 x 12 288 5 Khu chứa sản phẩm 1 24 x 12 288 6 Trạm xử lý phế thải 1 15 x 15 225 7 Trạm xử lý nƣớc thải 1 15 x 15 225 8 Bể nƣớc 1 6 x 6 36 9 Trạm bơm 1 9 x 6 54 10 Trạm điện 1 9 x 6 54 11 Hội trƣờng 1 30 x 12 360 12 Nhà hành chính 1 24 x 12 288 13 Xƣởng cơ khí 1 30 x 12 360 14 Nhà sản xuất chính 1 42 x 18 756 15 Bãi đỗ xe 1 30 x 12 360 16 Nhà để xe ô tô tải 1 24 x 12 288 17 Trạm cứu hỏa 1 12 x 9 108 18 Nhà thay quần áo 1 24 x 19 162 19 Khu đất dự trữ 1 1152 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 105 Tổng diện tích phân xƣởng : F = 5418 . 4 = 21672 ( m 2 ) . + Chiều dài phân xƣởng : 150 m . + Chiều rộng phân xƣởng : 144,48 m . * Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật : - Hệ số xây dựng : XD A B K 100% F    A + B = 5418 ( m 2 ) . A – Diện tích đất của nhà và công trình (m2) B – Diện tích kho bãi lộ thiên ( m2 ) . XD 5418 K 25% 21672   - Hệ số sử dụng : SD A B C K 100% F     Trong đó : C là diện tích của đất chiếm của đƣờng bộ, hệ thống thoát nƣớc. C = 9321 ( m 2 ) Khí đó : SD 5418 9321 K 100% 68% 21672     Theo chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật xác định KSD ( [7] – trang 45) thì 2 chỉ tiêu này thoã mãn. - Dƣới đây là sơ đồ bố trí tổng mặt bằng nhà máy sản xuất butadien. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 106 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 107 Qua phần trên ta đã cho đƣợc kích thƣớc và kết cấu cho nhà phân xƣởng. Bố trí thiết bị, đảm bảo đƣợc dây chuyền sản xuất một cách liên tục phù hợp với dây chuyền công nghệ. Đảm bảo điều kiện khí hậu, tận dụng tối đa thông gió và chiếu sáng tự nhiên, khoảng cách giữa các thiết bị tƣơng đối lớn, đủ điều kiện cho công nhân khai thác điều hành và sửa chữa thiết bị, giao thông trong và ngoài phân xƣởng thuận tiện. Tuy nhiên đây mới là lần đầu tiên nghiên cứu các công nghệ sản xuất lớn mà chủ yếu là qua tham khảo tài liệu chứ không đƣợc đi vào thực tế nên không tránh khỏi sai sót, rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy giáo, cô giáo và các bạn. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 108 PHẦN VI : AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ BẢO VỆ MÔI TRƢỜNG I. AN TOÀN LAO ĐỘNG TRONG PHÂN XƢỞNG SẢN XUẤT BUTADIEN Trong quá trình sản xuất ở các nhà máy hoá chất nói chung và nhà máy lọc dầu nói riêng thì vấn đề an toàn lao động và bảo vệ môi trƣờng có vai trò hết sức quan trọng nhằm cải thiện điều kiện làm việc của công nhân, bảo đảm sức khoẻ an toàn cho công nhân trong nhà máy. Để đảm bảo an toàn lao động ta phải nắm đƣợc các nguyên nhân gây ra tai nạn, cháy nổ. Sau đây là các nhóm nguyên nhân chính gây ra tai nạn, cháy nổ : 1. Nguyên nhân do kỹ thuật: Nguyên nhân này phụ thuộc chủ yếu vào tình trạng máy móc, thiết bị, đƣờng ống nơi làm việc... bao gồm: - Sự hỏng hóc các máy móc chính và các dụng cụ, phụ tùng. - Sự rò rỉ các đƣờng ống. - Không đảm bảo khoảng cách an toàn giữa các thiết bị máy móc. - Thiếu rào chắn, bao che. 2. Nguyên nhân do tổ chức: Nguyên nhân này phụ thuộc vào việc tổ chức hoặc giao nhận công việc không đúng quy định, bao gồm: - Vi phạm nguyên tắc quy trình kỹ thuật. - Tổ chức lao động và chỗ làm việc không đúng yêu cầu. - Giám sát kỹ thuật không đúng nghành nghề, chuyên môn. - Ngƣời lao động chƣa nắm vững đƣợc điều lệ, quy tắc an toàn lao động. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 109 3. Nguyên nhân do vệ sinh: - Môi trƣờng không khí bị ô nhiễm. - Công tác chiếu sáng và thông gió không đƣợc tốt. - Tiếng ồn và chấn động mạnh. - Vi phạm điều lệ vệ sinh cá nhân. II. NHỮNG YÊU CẦU VỀ PHÒNG CHỐNG CHÁY NỔ: Nhƣ chúng ta đã biết, nguyên liệu cũng nhƣ sản phẩm của quá trình dehyro hoá xúc tác đều dễ bị cháy nổ. Vì vậy, vấn đề cần quan tâm là phòng chống cháy nổ. Dƣới đây là những yêu cầu về phòng chống cháy nổ: 1. Phòng chống cháy: Để phòng chống cháy phải thực hiện các biện pháp sau đây: + Ngăn ngừa những khả năng tạo ra môi trƣờng cháy. + Ngăn ngừa đƣợc những khả năng xuất hiện những nguồn cháy trong môi trƣờng có thể cháy đƣợc. + Duy trì áp suất của môi trƣờng thấp hơn áp suất cho phép lớn nhất có thể cháy đƣợc. 2. Ngăn ngừa khả năng xuất hiện những nguồn gây cháy: Để ngăn ngừa khả năng xuất hiện những nguồn gây cháy những nguồn gây cháy trong môi trƣờng cháy phải tuân theo qui tắc về: + Nồng độ cho phép của các chất cháy ở dạng khí, hơi hoặc dạng lơ lửng trong không khí. Nói cách khác là phải tiến hành quá trình ngoài giới hạn cháy nổ của hỗn hợp hydrocacbon với không khí và oxy, đƣợc trình bày ở bảng sau: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 110 Hydrocacbon Với không khí Với ôxy Giới hạn dƣới [ %TT ] Giới hạn trên [ %TT ] Giới hạn dƣới [ %TT ] Giới hạn trên [ %TT ] Metan 5,3 14 5,1 61 Etan 3 12,5 3 66 Propan 2,2 9,5 2,3 55 n- butan 1,9 8,5 1,8 49 n- pentan 1,5 7,8 Butadien 1,4 7,1 2,6 30 + Nồng độ cần thiết của các chất giảm độ nhạy trong chất cháy ở dạng khí, hơi hoặc lỏng. + Tính dễ cháy của các chất, vật liệu, thiết bị và kết cấu. 3. Ngăn ngừa khả năng xuất hiện những nguồn cháy: + Tuân theo những quy định về sử dụng, vận hành và bảo quản máy móc, thiết bị cũng nhƣ vật liệu và các sản phẩm khá có thể là nguồn cháy trong môi trƣờng cháy. + Sử dụng thiết bị điện phù hợp với loại gian phòng sử dụng điện và các thiết bị bên ngoài phù hợp với nhóm và hạng của các hỗn hợp nguy hiểm cháy nổ: + Áp dụng quy trình công nghệ và sử dụng thiết bị bảo đảm không phát sinh ra tia lửa điện. + Có biện pháp chống sét, nối đất cho nhà xƣởng, thiết bị. + Quy định nhiệt độ nung nóng cho phép lớn nhất của bề mặt thiết bị, sản phẩm và vật liệu tiếp xúc với môi trƣờng cháy. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 111 + Sử dụng những thiết bị không phát ra tia lửa điện khi làm việc với những chất dễ gây ra cháy nổ. + Loại trừ những điều kiện có thể dẫn đến tự cháy do nhiệt độ, do tác dụng hoá học và do vi sinh vật đối với các vật liệu và kết cấu của cơ sở sản xuất. III. NHỮNG BIỆN PHÁP TỔ CHỨC ĐỂ ĐẢM BẢO AN TOÀN CHÁY NỔ : Để đảm bảo an toàn cháy nổ cần thực hiện những biện pháp sau đây: + Trƣớc khi giao việc phải tổ chức cho công nhân và những ngƣời có liên quan học tập về công tác an toàn cháy nổ. Đối với những môi trƣờng làm việc đặc biệt nguy hiểm về cháy nổ thì cán bộ và công nhân cần đƣợc cấp giấy chứng nhận định kỳ kiểm tra lại. + Mỗi phân xƣởng, xí nghiệp phải xây dựng các tiêu chuẩn quy phạm, nội quy an toàn phòng và chữa cháy thích hợp. + Định kỳ tổ chức kiểm tra việc thực hiện các quy định về phòng cháy, chữa cháy và bảo vệ các phƣơng tiện phòng, chữa cháy. + Trang bị phƣơng tiện phòng cháy, chữa cháy và sắp thời gian tập dƣợt cho cán bộ công nhân và đội chữa cháy. + Xây dựng các phƣơng án xây dựng cụ thể, có kế hoạch phân công cho từng ngƣời, từng bộ phận. + Cách ly môi trƣờng cháy với các nguồn gây cháy phải đƣợc thực hiện bỡi các biện pháp cụ thể sau đây: - Cơ khí hoá, tự động hoá các quá trình công nghệ có liên quan đến sự vận chuyển những chất dễ cháy. - Đặt các thiết bi nguy hiểm vế cháy nổ ở nơi riêng biệt hoặc ngoài trời. - Sử dụng những thiết bị sản xuất, bao bì kín cho những chất dễ gây cháy nổ. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 112 Bên cạnh những tai nạn có thể xảy ra do cháy nổ thì còn một vấn đề cần đƣợc quan tâm đó là “ Độc tính của các hoá chất và cách phòng chống ”. Nhƣ chúng ta đã biết hầu hết các loại hoá chất trong những điều kiện nhất định đều có thể gây tác hại đến cơ thể con ngƣời. Có thể phân chia các nhóm hoá chất nhƣ sau: + Nhóm 1: gồm những chất có tác dụng làm cháy hoặc kích thích chủ yếu lên da và niêm mạc nhƣ: amoniac, vôi... + Nhóm 2: gồm những chất kích thích chức năng hô hấp:  Những chất tan đƣợc trong nƣớc: NH3, Cl2, SO2.  Những chất không tan đƣợc trong nƣớc: NO2... + Nhóm 3: những chất gây độc hại cho máu, làm biến đổi động mạch, tuỷ xƣơng, làm giảm các quá trình sinh bạch cầu nhƣ: benzen, toluen, xilen... Những chất làm biến đổi hồng cầu thành những sắc tố bình thƣờng nhƣ các amin, CO, C6H5NO2... + Nhóm 4: các chất độc đối với hệ thần kinh nhƣ: xăng, H2S, amin, bezen... Qua quá trình nghiên cứu, ngƣời ta đề ra các phƣơng pháp phòng tránh nhƣ sau: + Trong quá trình sản xuất phải chú ý bảo đảm an toàn cho các khâu đặc biệt là tháo, nạp sản phẩm, lọc, sấy, nghiền là những khâu mà công nhân thƣờng phải tiếp xúc trực tiếp. + Duy trì độ chân không trong sản xuất. + Thay những chất độc đƣợc sử dụng trong những quá trình bằng những chất ít độc hại hơn nếu có thể. + Tự động hoá, bán tự động những quá trình sử dụng hoá chất độc hại. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 113 + Bên cạnh những biện pháp kỹ thuật thì ngƣời lao động cần đƣợc học tập về an toàn và phải có ý thức tự giác cao. IV. YÊU CẦU ĐỐI VỚI BẢO VỆ MÔI TRƢỜNG: Mặt bằng nhà máy phải chọn tƣơng đối bằng phẳng có hệ thống thoát nƣớc và xử lý nƣớc thải tốt. Đặt nhà máy cách ly khu dân cƣ một khoảng cách an toàn, cuối hƣớng gió và trồng nhiều cây xanh quanh nhà máy. Công tác chiếu sáng và thông gió tốt để đảm bảo môi trƣờng thoáng đãng cho công nhân làm việc. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 114 KẾT LUẬN Qua quá trình làm Đồ Án Tốt Nghiệp với đề tài “ Công nghệ sản xuất butadien từ n-butan”, đã cho thấy có nhiều con đƣờng khác nhau để sản xuất butadien. Kể từ chiến tranh thế giới thứ II cho đến nay, đứng trƣớc nhu cầu về sản phẩm butadien cả về số lƣợng và chất lƣợng, cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học công nghệ hiện đại. Nhằm nâng cao độ chuyển hoá và chất lƣợng sản phẩm, đặc biệt là hiệu quả kinh tế, các nhà công nghệ cũng nhƣ các nhà sản xuất đã không ngừng cải tiến công nghệ để mang lại hiệu quả kinh tế tối ƣu nhất. Butadien đƣợc sản xuất đi từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau nhƣ đã trình bày ở trên. Nhƣng để mang lại hiệu quả cao nhất hiện nay, các quá trình sản xuất đi từ nguồn nguyên liệu chủ yếu là hỗn hợp C4 bằng con đƣờng xúc tác hoặc không có xúc tác. Sản phẩm thô phải đƣa đi trích ly bằng con đƣờng trích ly lỏng – lỏng với các dung môi phù hợp hoặc chƣng cất trích ly. Tuy nhiên để đƣa vào sản xuất có hiệu quả, tuỳ thuộc vào yêu cầu của từng quốc gia về nguồn nguyên liệu và các yêu cầu về môi trƣờng mà lựa chọn công nghệ cho phù hợp. Sản phẩm butadien sản xuất chủ yếu sử dụng cho các nghành sản xuất polime, copolime và các loại cao su tổng hợp nhƣ : cao su poli butadien (BR), cao su acrylonitrin butadien (SDR), metyl metacrylat butadien và styren (MBS). Đồ án “ Công nghệ sản xuất butadien từ n – butan “ với năng xuất 120.000 tấn/năm, em hoàn thành qua một thời gian làm việc khẩn trƣơng, với sự giúp đỡ tận tình của cô giáo PGS. TS Nguyễn Thị Minh Hiền và toàn thể bạn bè. Tuy em đã có nhiều cố gắng, song không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy, rất mong đƣợc các thầy, cô và các bạn đóng góp ý kiến bổ sung cho đồ án đƣợc hoàn chỉnh hơn. Em xin chân thành cảm ơn. Hà Nội, Ngày tháng 06 năm 2003 Sinh viên thực hiện Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 115 Phan Văn Nghĩa TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Phan Minh Tân Tổng hợp hữu cơ hóa dầu Tập 1. Trƣờng đại học bách khoa TP. Hồ Chí Minh, 1993. 2. Hóa học và kỹ thuật tổng hợp hữu cơ. 3. Trần Công Khanh Thiết bị phản ứng trong tổng hợp các chất hữu cơ. Trƣờng đại học bách khoa Hà Nội, 1986. 4. Nguyễn Thị Minh Hiền Công nghệ chế biến khí tự nhiên và khí đồng hành. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội 2002. 5. Công nghệ chế biến khí tự nhiên và khí dầu mỏ. Trƣờng đại học bách khoa T P Hồ Chí Minh. 6. Tính toán các công nghệ các quá trình chế biến dầu mỏ. Trƣờng đại bách khoa Hà Nội. 7. Ngô Mỹ Ngọc Hƣớng dẫn tính toán công nghệ các quá trình chế biến khí thiên nhiên. 8. Sổ tay hóa lý. Trƣờng đại học bách khoa Hà Nội,1971. 9. Sổ tay các quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất. Tập 1. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 1992. 10. Sổ tay các quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất. Tập 2. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 1999. 11. Ngô Thị Nga Kỹ thuật phản ứng Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, 2002. 12. Hand book of petrochemicals and processes. G Margavet Wells Bsc, FPRI. 13. UllMann’s Encyclopedia of INDUSTRIAL CHEMSTRY, Vol A4. 14. Convers Etal Hydrocarbon Processing 1981. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 116 15. T. Hudson Hydrocarbon Processing 1974. 16. CHEM SYSTEMS Methyl tertiary – Butyl ether ( MTBE ) 94/95 – 4. 17. Petrochemical Processes 2001. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 117 BỘ GIÁO DỤC - ĐÀO TẠO Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc -------  ------- NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ và tên : Phan Văn Nghĩa Khóa : 43 Khoa : Công Nghệ Hóa Học Bộ môn : Công Nghệ Hữu Cơ - Hóa Dầu 1. Đề tài thiết kế. Công nghệ sản xuất butadien từ n- butan Năng suất 120.000 tấn/năm. 2. Các số liệu ban đầu. - Thiết bị dehyro hóa làm việc ở nhiệt độ 600oC. - Áp suất 0,2 at. - Thành phần nguyên liệu : butan. - Hiệu suất sản phẩm :  = 65 % ( theo khối lƣợng ). - Sản phẩm sau khi ra khỏi thiết bị phản ứng có nồng độ là 18% . - Sản phẩm thô thu đƣợc gồm : butadien 50 % và sản phẩm phụ là 50 %. 3. Nội dung phần thiết minh và tính toán. - Tổng quan - Tính cân bằng vật chất. - Tính cân bằng năng lƣợng. - Tính kích thƣớc của thiết bị chính. - Chọn thiết bị phụ. 4. Các bản vẽ và đồ thị. - Vẽ dây chuyền sản xuất. Ao. - Vẽ thiết bị chính. Ao. - Vẽ tổng mặt bằng nhà máy. Ao. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 118 5. Cán bộ hƣớng dẫn : Phần : - Hƣớng dẫn công nghệ PGS. TS. Nguyễn Thị Minh Hiền. 6. Ngày giao nhiệm vụ thiết kế : 7. Ngày hoàn thành nhiệm: CHỦ NHIỆM BỘ MÔN CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ( ký tên ) ( ký tên ) GS. TS Đào Văn Tường PGS. TS Nguyễn Thị Minh Hiền Sinh viên đã hoàn thành (và nộp toàn bộ thiết kế cho khoa ) Ngày tháng 6 năm 2003 ( ký và ghi rõ họ tên ) SV : Phan Văn Nghĩa Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 119 MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN ..............................................................................................................................1 MỞ ĐẦU .......................................................................................................................................2 PHẦN I. TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ HÓA HỌC CỦA BUTADIEN ..........................................4 I. TÍNH CHẤT VẬT LÝ: .................................................................................. 4 II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC. ............................................................................. 6 PHẦN II: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT BUTADIEN ..................................... 13 CHƢƠNG I : CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ CÁC HỢP CHẤT XÚC TÁC .......................... 13 I. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT .......................................................................... 13 1. CLO HÓA BUTEN. .................................................................................. 14 2. SẢN XUÂT TỪ ETYL ALCOL ................................................................ 15 3. SẢN XUẤT TỪ AXETYLEN ( C2H2) : .................................................... 16 4. CRACKING NHIỆT .................................................................................. 17 5. ĐIỀU CHẾ BUTADIEN 1.3 TỪ BUTAN VÀ BUTYLEN . ...................... 18 II. CÔNG NGHỆ TRÍCH LY BUTADIEN. ................................................... 33 1. QUÁ TRÌNH TRÍCH LY LỎNG - LỎNG CAA. ....................................... 33 2. QUÁ TRÌNH CHƢNG CẤT TRÍCH LY. .................................................. 36 3. QUÁ TRÌNH TRÍCH LY TỪ PHÂN ĐOẠN CRACKING HƠI C4 ........... 40 III. CÁC HỆ CHẤT XÚC TÁC MỚI : ........................................................... 41 CHƢƠNG II: MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BUTADIEN TỪ N-BUTAN ..... 46 I. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA HÃNG HOUDRY. ......................................... 46 1. ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC . ......................................................................... 46 2. THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN .( SƠ ĐỒ 6) ......................................... 46 II- CÔNG NGHỆ CỦA HÃNG LUMMUS CREST ...................................... 48 1. ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC: .......................................................................... 48 2. CÁC YÊU CẦU DÂY CHUYỀN: TÍNH TRONG 1 GIỜ. ......................... 48 3. MÔ TẢ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ : (SƠ ĐỒ 7) ................................ 48 III. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA HÃNG PHILLIPS PETROLEUM CO. .... 50 1. ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC . ......................................................................... 50 2. MÔ TẢ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ .( SƠ ĐỒ 8 ) ............................... 50 3. ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC ........................................................................... 52 4. MÔ TẢ QUÁ TRÌNH :(SƠ ĐỒ 9) ............................................................. 52 IV. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA HÃNG SHELL. .......................................... 54 1. ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC . ......................................................................... 54 2. MÔ TẢ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ . (HÌNH 10) ................................ 54 PHẦN II : TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ ABB LUMMUS CREST . Error! Bookmark not defined. A. CÂN BẰNG VẬT CHẤT CHO QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT BUTADIEN: 56 I.TÍNH TOÁN: ................................................................................................ 56 1. TÍNH LƢỢNG VẬT CHẤT VÀO THIẾT BỊ PHẢN ỨNG:...................... 57 2. TÍNH LƢỢNG VẬT CHẤT RA ................................................................ 61 B. CÂN BẰNG NĂNG LƢỢNG CHO QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT BUTADIEN ...................................................................................................... 66 I. TÍNH TOÁN : .............................................................................................. 66 1. TÍNH CP .................................................................................................... 66 2. TÍNH LƢỢNG NHIỆT VÀO : .................................................................. 68 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 120 3. LƢỢNG NHIỆT RA .................................................................................. 71 II. TÍNH TOÁN PHẦN THIẾT BỊ "TÔI" . ................................................... 75 III. TÍNH THIẾT BỊ PHẢN ỨNG .................................................................. 80 1. THỂ TÍCH LỚP XÚC TÁC TRONG THIẾT BỊ PHẢN ỨNG: ................. 80 2. TÍNH KÍCH THƢỚC CỦA THIẾT BỊ PHẢN ỨNG: ................................ 81 IV. TÍNH TOÁN CƠ KHÍ ............................................................................... 83 A. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHẢN ỨNG : ..................................................... 83 1. CHỌN VẬT LIỆU ..................................................................................... 83 2. TÍNH THIẾT BỊ PHẢN ỨNG CHÍNH ...................................................... 83 3. CHỌN ĐÁY CỦA THIẾT BỊ PHẢN ỨNG : ............................................. 87 4. CHỌN BÍCH LẮP GHÉP : ........................................................................ 89 PHẦN IV : TÍNH TOÁN KINH TẾ .......................................................................................... 91 I. MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ CỦA TÍNH TOÁN KINH TẾ: .................... 91 II. NỘI DUNG TÍNH TOÁN KINH TẾ : ....................................................... 91 1. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA PHÂN XƢỞNG ............................................. 91 2. NHU CẦU VỀ NGUYÊN VẬT LIỆU, NHIÊN LIỆU VÀ NĂNG LƢỢNG : ...................................................................................................................... 91 3. CHI PHÍ CHO NGUYÊN VẬT LIỆU, NHIÊN LIỆU, NĂNG LƢỢNG : .. 94 5. TÍNH VỐN ĐẦU TƢ CỐ ĐỊNH : ............................................................. 94 6. QUỸ LƢƠNG CÔNG NHÂN VÀ NHÂN VIÊN TRONG TOÀN PHÂN XƢỞNG ........................................................................................................ 95 7. TÍNH KHẤU HAO : .................................................................................. 96 8. CÁC KHOẢNG CHI PHÍ KHÁC : ............................................................ 97 PHẦN V: THIẾT KẾ XÂY DỰNG ........................................................................................... 99 I. CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG : ............................................................... 99 1. YÊU CẦU CHUNG: ................................................................................. 99 2. YÊU CẦU VỀ KHU ĐẤT XÂY DỰNG : ............................................... 100 3. YÊU CẦU VỆ SINH CÔNG NGHIỆP .................................................... 100 4. ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐIỂM XÂY DỰNG : .................................................. 100 II. GIẢI PHÁP THIẾT KẾ XÂY DỰNG : ................................................... 102 1. GIẢI PHÁP MẶT BẰNG SẢN XUẤT : ................................................. 102 2. GIẢI PHÁP XÂY DỰNG NHÀ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG VÀ CÁC NHÀ HÀNH CHÍNH : .......................................................................................... 102 II. BỐ TRÍ MẶT BẰNG NHÀ MÁY :.......................................................... 102 1. ĐẶC ĐIỂM CỦA DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT : ................................... 102 2. MẶT BẰNG PHÂN XƢỞNG : ............................................................... 102 PHẦN VI : AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ BẢO VỆ MÔI TRƢỜNG ..................................... 108 I. AN TOÀN LAO ĐỘNG TRONG PHÂN XƢỞNG SẢN XUẤT BUTADIEN .................................................................................................... 108 1. NGUYÊN NHÂN DO KỸ THUẬT: ....................................................... 108 2. NGUYÊN NHÂN DO TỔ CHỨC: .......................................................... 108 3. NGUYÊN NHÂN DO VỆ SINH: ............................................................ 109 II. NHỮNG YÊU CẦU VỀ PHÒNG CHỐNG CHÁY NỔ:......................... 109 1. PHÒNG CHỐNG CHÁY: ....................................................................... 109 2. NGĂN NGỪA KHẢ NĂNG XUẤT HIỆN NHỮNG NGUỒN GÂY CHÁY: ........................................................................................................ 109 3. NGĂN NGỪA KHẢ NĂNG XUẤT HIỆN NHỮNG NGUỒN CHÁY: .. 110 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xƣởng sản xuất Butadien SV: Phan Văn Nghĩa Trƣờng ĐHBK Hà Nội 121 III. NHỮNG BIỆN PHÁP TỔ CHỨC ĐỂ ĐẢM BẢO AN TOÀN CHÁY NỔ : ....................................................................................................................... 111 IV. YÊU CẦU ĐỐI VỚI BẢO VỆ MÔI TRƢỜNG: ................................... 113 KẾT LUẬN .............................................................................................................................. 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................................... 115