Đồ án Thiết kế phân xƣởng cracking xúc tác có năng xuất 3.000.000 tấn/năm

2 và ƣu tiên đến đặc điểm sản xuất riêng của nhà máy để quyết định địa điểm lựa chọn nhà máy là tối ƣu. Từ những yêu cầu trên, ta chọn địa điểm xây dựng nhà máy lọc dầu tại Dung Quất – Quảng ngãi. Nơi đã đƣợc chính phủ phê duyệt xây dựng nhà máy. IV. Đặc điểm của địa điểm xây dựng. Nhà máy lọc dầu là nhà máy hiện đại về mặt dây chuyền, sản xuất với quy mô lớn. Nó có vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân đồng thời đây là một dự án mang tính chiến lƣợc của Chính Phủ. Vì vậy việc chọn địa điểm xây dựng cần phải thận trọng. Ơ đây ta chọn địa điểm xây dựng nhà máy lọc dầu tại Dung Quất – Quảng ngãi. Phân xƣởng cracking xúc tác đƣợc xây dựng trong nhà máy lọc dầu. Đối với địa điểm này, mang nhiều yếu tố thuận lợi cho việc xây dựng nhà máy lọc hóa dầu nhƣ :  Mạng lứơi giao thông, do nằm trong vùng trọng điểm phát triển kinh tế của chính phủ với dự án phát triển khu công nghệ cao.Thuận tiện cả về giao thông đƣờng bộ và đƣờng thủy và hàng không.  Hƣớng đông cách biển khoảng 6 Km. Biển có độ sâu lớn và rộng tạo điều kiện thuận lợi cho các tàu có tải trọng lớn vào cập bến.  Hƣớng Bắc giáp khu kinh tế mở Quảng Nam. Vì vậy về mặt giao thông sẽ rất thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên liệu, nhiên liệu về nhà máy cũng nhƣ vận chuyển sản phẩm của nhà máy đi tiêu thụ.  Vật liệu , vật tƣ xây dựng lấy ngay trong nội tỉnh. Nguồn công nhân dồi dào, đây là yếu tố quan trọng trong quá trình đẩy mạnh xây dựng nhà máy cũng nhƣ việc vận hành nhà máy sau này.  Kích thƣớc và hình dạng của khu đất rất thuận lơij cho việc xây dựng trƣớc mắt cũng nhƣ mở rộng nhà máy sau này . Khu đất rất cao ráo, không bị ngập lụt , độ dốc tự nhiên của khu đất khoảng 1%, không nằm trên các mỏ khoáng sản, có độ chịu nén tốt. Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 63  Hƣớng gió chủ đạo là gió Đông – Nam vì vậy các chất khí, bụi của nhà máy sẽ ít ảnh hƣởng đến khu dân cƣ. Tuy nhiên vẫn còn mặt hạn chế đó là :  Xa nguồn nguyên liệu do vậy mà chi phí vận chuyển nguyên liệu cao.  Nền kinh tế ở đây nhìn chung chƣa phát triển các ngành thƣơng mại, dịch vụ chƣa mạnh.  Khí hậu khắc nghiệt, thƣờng có bảo, lũ. CHƢƠNG VI THIẾT KẾ TỔNG MẶT BẰNG CỦA PHÂN XƢỞNG VÀ TÍNH TOÁN KINH TẾ I. Yêu cầu thiết kế tổng mặt bằng của phân xƣởng cracking xúc tác.[ 8,131] Để có đƣợc phƣơng án tối ƣu khi lựa chọn và thiết kế quy hoạch tổng mặt bằng nhà công nghiệp phải thoả mãn các yêu cầu cụ thể sau : 1. Giải pháp thiết kế tổng mặt bằng nhà máy phải đáp ứng đƣợc yêu cầu cao nhất của dây truyền công nghệ sao cho chiều dài dây truyền sản xuất ngăn nhất, không trùng lặp và lộn xộn, hạn chế tối đa sự giao nhau.Bảo đảm mối liên hệ mật thiết giữa các hạng mục công trình với hệ thống giao thông và các mạng lứơi cung cấp kỹ thuật khác bên trong cũng nhƣ bên ngoài nhà máy. 2. Trên khu đất xây dựng nhà máy phải đƣợc phân chia thành các khu vực chức năng theo đặc điểm sản xuất, yêu cầu vệ sinh, đặc điểm sự cố, khối lƣợng, phƣơng tiện vận chuyển, mật độ công nhân... tạo điều kiện tốt nhất cho việc quản lý vận hành các khu vực chức năng. Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 64 3. Diện tích khu đất xây dựng đƣợc tính toán thoả mãn mọi yêu cầu đỏi hỏi của dây chuyền công nghệ trên cơ sở bố trí hợp lý các hạng mục công trình, tăng cƣờng khả năng hợp khối nâng tầng, sử dụng tối đa các diện tích không xây dựng để trồng cây xanh, tổ chức môi trƣờng công nghiệp và định hƣớng phát triển mở rộng nhà máy trong tƣơng lai. 4. Tổ chức hệ thống giao thông vận chuyển hợp lý phù hợp với dây truyền công nghệ , đặc tính hàng hóa để đáp ứng mọi yêu cầu sản xuất và quản lý. Luông ngƣời và luồng hàng hoá phải không trùng lặp hoặc cắt nhau. Ngoài ra còn phải chú ý khai thác và tận dụng mạng lƣới giao thông quốc gia và của các cụm nhà máy lân cận. 5. Phải thoả mãn các yêu cầu vệ sinh công nghiệp, hạn chế tối đa sự cố sản xuất, đảm bảo vệ sinh môi trƣờng bằng các giải pháp phân khu chức năng, bố trí hƣớng nhà hợp lý theo hƣớng gío chủ đạo của khu đất. Khoảng cách của các hạng mục công trình phải tuân theo quy phạm thiết kế, tạo mọi điều kiện cho việc thông thoáng tự nhiên, hạn chế bức xạ nhiệt của mặt trời truyền vào nhà. 6. Khai thác triệt để các đặc điểm địa hình tự nhiên, đặc điểm khí hậu địa phƣơng nhằm giảm tối thiểu các chi phí san nền, xử lý nền đất, tiêu thuỷ và xử lý các công trình ngầm khi bố trí các hạng mục công trình. 7. Phải đảm bảo tốt các mối quan hệ hợp tác mật thiết với các nhà máy lân cận trong khu công nghiệp với việc sử dụng chung các công trình đảm bảo kỹ thuật, xử lý chất thải, chống ô nhiểm môi trƣờng cũng nhƣ các công trình hành chính phục vụ công cộng... nhằm mang lại hiệu quả kinh tể, hạn chế vốn đầu tƣ xây dựng nhà máy và tiết kiệm đất xây dựng. 8. Phân chia thời kỳ xây dựng hợp lý, tạo điều kiện thi công nhanh,sớm đƣa nhà máy vào hoạt động sản xuất, nhanh chóng hoàn vốn đầu tƣ xây dựng. 9. Đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật thẩm mỹ của từng công trinh, tổng thể nhà máy. Hoà nhập, đóng góp cảnh quan xung quanh, tạo thành khung cảnh kiến trúc công nghiệp đô thị. Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 65 II.Bố trí mặt bằng. II.1. Đặc điểm của phân xƣởng. Phân xƣởng cracking xúc tác thƣờng đặt liên hợp với các dây chuyền chƣng cất dầu thô, alkyl hoá, isome hoá, phân xƣởng polime...và nó là phân xƣởng rất quan trọng của nhà máy lọc dầu để sản xuất ra xăng. Vận chuyển nguyên liệu và sản phẩm trong phân xƣởng chủ yếu bằng đƣờng ống.Trong quá trình sản xuất phân xƣởng sinh ra khí CO, SOx , NOx , H2S gây ảnh hƣởng xấu tới môi trƣờng và các chất dễ bay hơi ,dễ gây cháy nổ nên đặt cuối hƣớng gió. Toàn bộ dây truyền đều lộ thiên II.2. Bố trí mặt bặng phân xƣởng. Thiết kế mặt bằng của phân xƣởng tuân theo quy tắc phân vùng gồm có các vùng sau : 1. Vùng phía trƣớc phân xƣởng: Bao gồm nhà hành chính, nhà để xe, nhà ăn, hội trƣờng, phòng bảo vệ... 2. Vùng sản xuất : Đây là vùng quan trọng nhất trong nhà máy.Vì vậy khi bố trí mặt bằng thì nó đƣợc ƣu tiên về mọi mặt nhƣ địa chất , địa hình và về hƣớng. Đây cũng là nơi gây ra tiếng ồn lớn,lƣợng bụi tạo ra nhiều, các chất gây tác động xấu đến môi trƣờng, lƣợng nhiệt toả ra lớn, rất dễ gây cháy nổ nên đặt ở phía cuối hƣớng gió và phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy định của vệ sinh công nghiệp. Gồm có thiết bị phản ứng, thiết bị tái sinh, thiết bị tách phân đoạn chính, tổ hợp xử lý khí cracking , ống khói, sản xuất hơi nƣớc, phòng điều khiển trung tâm. 3. Vùng công trình phụ : Là nơi đặt các công trình phụ trợ nhƣ các trạm cung cấp điện, máy bơm, máy nén, phân xƣởng cơ khí, nhà phòng cháy chữa cháy và các hệ thống cung cấp kỹ thuật khác ( hệ thống đƣờng ống dẫn Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 66 nguyên liệu, sản phẩm, hệ thống đƣờng ống phòng cháy chữa cháy...). Đối với các hệ thống kỹ thuật thì cần phải lắp đặt tối ƣu không chồng chéo không gây ảnh hƣỏng tới giao thông trong nhà máy. 4. Vùng kho tàng hệ thống giao thông : Là vùng bố trí hệ thống kho tàng bến bãi để nhập nguyên liệu và xuất sản phẩm. Do nguyên liệu và sản phẩm của nghành hóa dầu dễ cháy nổ. Nên khi bố trí nó thì phải đặt cuối hƣớng gió, tại mỗi bể chứa thì cần phải lắp đặt hệ thống các đƣờng ống chữa cháy để khi có sự cố thì ngay lập tức hoạt động. Vùng này bao gồm bể chứa nguyên liệu và sản phẩm. Ta bố trí khoảng cách giữa hai bể là 50m, Đƣờng chính trong phân xƣởng thiết kế rộng 5m. ƣu điểm của việc bố trí mặt bằng nhƣ trên là :  Dễ quản lý theo ngành, theo các phân xƣởng, theo các công đoạn của dây chuyền sản xuất của nhà máy.  Thích hợp với các nhà máy có những xƣởng, những công đoạn có các đặc điểm và điều kiện sản xuất khác nhau .  Đảm bảo các yêu cầu về vệ sinh công nghiệp, dễ dàng xử lý các bộ phận phát sinh các điều kiện bất lợi trong quá trình sản xuất nhƣ khí độc, bụi, cháy, nổ ...  Dễ dàng bố trí hệ thống giao thông và sắp xếp các thiết bị trong nhà máy.  Thuận lợi trong quá trình phát triển mở rộng nhà máy.  Giảm đƣợc tải trọng công trình nhƣ kết cấu bao che, tải trọng gió ngang, cầu trục trong nhà...Do vậy, giảm đƣợc khối lƣợng xây dựng, tiết kiệm đƣợc vật liệu xây dựng từ đó giảm đƣợc chi phí cho xây dựng.  Giảm thời gian xây dựng, tiết kiệm đƣợc mặt bằng. Tuy nhiên còn có những nhƣợc điểm là :  Dây chuyền sản xuất kéo dài.  Hệ thống đƣờng ống kỹ thuật và mạng lƣới giao thông tăng.  Hệ số xây dựng và sử dụng thấp. Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 67 II.3. Các hạng mục công trình. Các công trình trong phân xƣởng đƣợc thể hiện ở bảng dứơi đây : Bảng 5: Các hạng mục công trình trong phân xƣởng cracking Số TT Tên công trình Số lƣợng Kích thƣớc Diện tích, m 2 1 Phòng bảo vệ 3 6  4 72 2 Nhà để xe 1 30  18 540 3 Nhà hành chính 1 30  12 360 4 Nhà ăn 1 20  12 240 5 Hội trƣờng 1 30  12 360 6 Trạm y tế 1 12  6 72 7 Bể chứa nƣớc sạch 1 20  20 400 8 Trạm điện 1 12  6 72 9 Xƣởng cơ khí 1 12  9 108 10 Phòng thí nghiệm 1 12  6 72 11 Bể xử lý nƣớc thải 1 20  20 400 12 Phòng điều khiển trung tâm 1 12  6 72 13 Thiết bị phản ứng 1 12 12 144 14 Thiết bị tái sinh 1 12  12 144 15 Tháp phân tách chính 1 12  12 144 16 Tổ hợp xử lý khí cracking 1 2412 288 17 Sản xuất hơi nƣớc 1 24  12 288 18 ống khói 1 12  12 144 19 Bể chứa nguyên liệu đầu 4 30  30 3600 20 Bể chứa xăng 4 24 24 2304 21 Bể chứa LCO 2 24  24 1152 22 Bể chứa LPG 2 24  24 1152 23 Bể chứa khí nhẹ 2 24  24 1152 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 68 24 Bể chứa HCO 2 24  24 1152 25 Bể chứa dầu cặn 2 24  24 1152 26 Kho chứa xúc tác mới 2 50  30 3000 27 Nhà máy bơm và máy nén 1 12  6 72 28 Nhà phòng cháy chữa cháy. 1 12  6 72 Tổng 18152 II.4.Tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản. Chiều dài phân xƣởng: 350 ,m Chiều rộng phân xƣởng: 220 ,m Tổng diện tích phân xƣởng F: F = 77000,m2 Diện tích chiếm đất của nhà và công trình A : A = 18152 , m2 Diện tích kho bãi lộ thiên B : B = 4500 ,m2 Diện tích chiếm đất của đƣờng giao thông, của hệ thống đƣờng ống vận chuyển vật chất, rãnh thoát nƣớc, vỉa hè và đất dự trữ C = 30000, m2 Xác định hệ số xây dựng Kxd: Kxd = 100 F B A   [8 ,141] Kxd = 100 77000 4500 18152   = 29,42% Xác định hệ số sử dụng Ksd: Ksd = 100 F C B A   [8,141] Ksd = 100 77000 30000 4500 18152   = 68,38% Theo tiêu chuẩn Việt Nam thì các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật xây dựng Kxd và Ksd của phân xƣởng cracking xúc tác hoàn toàn thoả mãn và đảm bảo yêu cầu quy định. Do quá trình sản xuất hầu hết đƣợc tiến hành trong các thiết bị kín, kích thƣớc thiết bị rất cao và to, vận chuyển bằng đƣờng ống, các quá trình đƣợc cơ khí hoá tự động hoá toàn bộ, việc điều khiển đƣợc tiến hành trong phòng điều khiển trung tâm. Do đó thiết kế nhà sản xuất lộ thiên - bán lộ thiên. Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 69 Nhà sản xuất lộ thiên - bán lộ thiên đƣợc thiết kế bằng khung thép. Bên trong có nhà điều khiển trung tâm và đặt các thiết bị phụ trợ cho quá trình sản xuất nhƣ thiết bị làm lạnh nồi hơi, bơm, các thiết bị chính nhƣ thiết bị phản ứng, thiết bị tái sinh, thiết bị tách sản phẩm đƣợc đặt ở ngoài trời. Nhịp nhà L1 = 6 m, L2 = 6 m. Bƣớc cột B = 6 m. Chiều cao nhà H = 6 m. Nhà có hai mái dốc hai phía thông gió tự nhiên trong nhà do đối lƣu không khí. Nền nhà là loại nền xi măng và bê tông, loại nền này chịu đƣợc khoáng chất, hợp chất vô cơ và kiềm yếu. Cột nhà bằng thép dùng móng đơn dƣới cột. Loại móng này đƣợc đặt trên một lớp lót mỏng dày 100 mm. Nếu đất khô cũng có thể dùng lớp lót bằng đá dăm, nếu đất ƣớt dùng bê tông gạch vỡ hoặc bê tông mác 50. Cột có kích thƣớc 400 mm, dầm chính chạy dọc theo chiều dọc nhà ó kích thƣớc 300 mm, cứ 3 m sẽ có một dầm phụ theo chiều ngang dày 200 mm. Hai bên thiết bị sẽ có dầm phụ để chịu lực và giữ thiết bị đứng vững. Dầm chính đƣợc gắn vào cột nhờ bắt bulông qua gối tựa, dầm phụ gắn vào dầm chính bằng bulông. Mái nhà dùng loại mái 30% và góc nghiêng vỉa hè là 150. Đƣờng giao thông trong phân xƣởng chủ yếu là đƣờng bộ, đƣờng ôtô. Đƣờng ôtô đƣợc đổ bằng bê tông nhựa có hai làn xe, mỗi làn 3 m một đầu nối với đƣờng chính trong khu liên hợp một đầu nối với đƣờng phụ xung quanh phân xƣởng. Đƣờng giao thông là loại đƣờng cấp 3, vỉa hè đi bộ có chiều rộng 1,5 m. Trong phân xƣởng có đƣờng nối liền các khu với nhau bảo đảm mật độ giao thông vận chuyển các vật tƣ nguyên liệu đƣợc dễ dàng và thuận tiện. Hai bên đƣờng trồng cây cảnh và các vƣờn hoa đảm bảo cảnh quan cho môi trƣờng phân xƣởng. Các đƣờng ống chính trong phân xƣởng nhƣ đƣờng ống cấp Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 70 nƣớc phục vụ sản xuất, sinh hoạt, đƣờng ống nƣớc thải, các đƣờng ống dẫn nguyên liệu lỏng, khí đặt trên mặt đất và ngầm dƣới mặt đất. III.Tính toán kinh tế. III.1.Tính toán chi phí vật liệu đầu vào. Ta cần quy đổi giữa tấn và thùng, ta coi một thùng có thể chứa đƣợc 160 lít.  Đối với sản phẩm khí ta coi tất cả là LPG thƣơng mại .Dựa theo sản phẩm gas đang lƣu hành ngoài thị trƣờng , 1 bình gas 20 lít chứa đƣợc 12 Kg gas nhƣ vậy tỷ trọng của khí là d =0,6. Nhƣ vậy 1 thùng 160 lít sẽ chứa đƣợc : 160. 0,6 = 96 ,Kg. Suy ra 1000 Kg khí thì sẽ đƣợc chứa trong : 96 1000 =10,42 thùng.  Đối với sản phầm xăng có tỷ trọng của xăng ở 200 C là d = 0,76 ,Kg/l 1 thùng 160 lít sẽ chứa đƣợc : 0,76. 160 = 121,6 ,Kg 1000 Kg xăng thì sẽ chứa đƣợc trong : 6,121 1000 = 8,22 thùng.  Đối với sản phẩm gasoil nhẹ có tỷ trọng là 0,933, Kg/l 1 thùng 160 lít sẽ chứa đƣợc : 0,933 .160 = 149,28, Kg 1000 Kg nhẹ thì sẽ chứa đƣợc trong : 28,148 1000 = 6,7 thùng.  Đối với sản phẩm gasoil nặng có tỷ trọng là 0,9429 Kg/l 1 thùng 160 lít sẽ chứa đƣợc : 0,9429.160 =150,864 , Kg. 1000 Kg gasoil nặng sẽ chứa đƣợc trong : 864,150 1000 = 6,63 thùng Dựa vào lƣợng sản phẩm thu đƣợc ta có bảng chuyển đổi giữa tấn sang thùng nhƣ sau : Bảng 6: Bảng chuyển đổi giữa tấn sang thùng Tên sản phẩm Trọng lƣợng , T/h Thùng/h Thùng/ năm Sản phẩm Khí 66,375 691,63 5533040 Sản phẩm Xăng 169,125 1390,2 11121600 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 71 Sản phẩm Gasoil nhẹ 82,5 552,75 4422000 Sản phẩm Gasoil nặng 46,875 310,78 2486240 Cốc 6,375 Lƣợng mất mát 3,75 Tổng 375 2945,36 23562880 III.1.1. Chi phí nguyên liệu.(CNL) Nguyên liệu đi từ phần cặn dầu Bạch Hổ, có khối lƣợng riêng là : 0,811, Kg/l. 1 thùng 160 lít sẽ chứa đƣợc : 160 .0,811 = 129,76 ,Kg. 1000 Kg sẽ chứa đƣợc trong : 76,129 1000 = 7,7 thùng. Do vậy 3000000 tấn sẽ chứa đƣợc trọng : 3000000 .7,7 = 23100000 thùng Giá của nguyên liệu : 20 USD /thùng. Nhƣ vậy chi phí cho nguyên liệu là : 23100000 .20 = 462000000 , USD/năm III.1.2. Chi phí điện.(CĐ) Định mức tiêu hao là 0,8 KWh/thùng sản phẩm, trong một năm sẽ tiêu thụ hết là : 0,8. 23562880 =18850304 , KWh/ năm. Giá của 1 KWh điện là : 0,15 USD Nhƣ vậy chi phí điện năng trong 1 năm là : 18850304 .0,15 =2827545,6, USD/năm III.1.3. Chi phí cho nhiên liệu đốt.(CNLĐ) Định mức tiêu hao là 0,01 tấn/thùng sản phẩm.Trong 1 năm sẽ tiêu tốn là : 0,01. 23562880 = 235628,8 Tấn/ năm. đơn giá của nguyên liệu đốt là : 10 USD/tấn Vậy chi phí nhiên liệu đốt trong 1 năm là : 10. 235628,8 =2356288 ,USD/năm III.1.4. Chi phí hơi nƣớc.(CHN) Định mức tiêu hao là 4 m3/thùng sản phẩm tƣơng ứng với : Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 72 4. 23562880 = 94251520 m 3 /năm. Đơn giá : 0,35 USD/m3. Vậy chi phí hơi nƣớc trong 1 năm là : 0,4. 23562880 = 9425152 USD/năm. III.1.5. Chi phí cho nƣớc công nghiệp.(CN) Định mức tiêu hao là 0,9 m3/thùng sản phẩm tƣơng ứng với : 0,9. 23562880 = 21206592 m 3 /năm Đơn giá : 0,1 USD/năm. Vậy chi phí nƣớc công nghiệp trong 1 năm là : 0,1. 21206592 =2120659,2 USD/năm. III.1.6.Chi phí cho xúc tác.(CXT) Định mức tiêu hao là 0,0025 Kg/thùng sản phẩm hay là 25.10-7 tấn/ thùng sản phẩm. Đơn giá 10 USD/Kg =10000 USD/tấn. Vậy chi phí xúc tác cho 1 năm là : 10000.25.10 -7 . 23562880 =589072 USD/năm. Nhƣ vậy tổng chi phí cho vật liệu đầu vào là : CPv = CNL +CĐ +CNLĐ + CHN +CN +CXT = 462000000 + 2827545,6 + 2356288 + 9425152 + 2120659,2 + 589072 = 479318716,8 USD/năm. Chi phí cho nguyên liệu, hơi nƣớc, năng lƣợng cho một thùng sản phẩm là : 23562880 8479318716, =20,34 USD/thùng sản phẩm IV. Chi phí để vận hành phân xƣởng. Để điều khiển phân xƣởng hoạt động đƣợc liên tục thì cần phải có ngƣời vận hành phân xƣởng và mỗi ngày làm việc đƣợc chia làm 3 ca. Công nhân phục vụ phân xƣởng : Quản đốc : 1 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 73 Phó quản đốc : 1 Kỹ sƣ công nghệ : 4 Cán bộ thí nghiệm : 3 Công nhân vận hành : 25 Thợ cơ khí : 3 Thợ điện : 3 Tổng số công nhân lao động trong phân xƣởng : 40 Chi phí cho công nhân lao động trong phân xƣởng đƣợc thể hiện ở bảng dƣới đây: Bảng 7: Bố trí công nhân lao động trong phân xƣởng. Số TT Chức vụ Số lƣợng Lƣơng tháng USD/ngƣời USD/năm 1 Quản đốc 1 270 3240 2 Phó quản đốc 1 250 3000 3 Kỹ sƣ công nghệ 4 230 11040 4 Cán bộ thí nghiệm 3 180 6480 5 Công nhân vận hành 25 200 60000 6 Thợ cơ khí 3 180 6480 7 Thợ điện 3 180 6480 8 Tổng 40 96720 Nhà máy thực hiện việc trả các loại bảo hiểm cho công nhân chiếm 20% lƣơng: 0,2. 96720 =19344 ,USD/năm. Chi phí lƣơng cho cán bộ công nhân viên làm việc trong phân xƣởng là : 96720 + 19344 = 116064 USD/năm. Chi phí tiền lƣơng cho công nhân trên 1 thùng sản phẩm( CTL ): CTL = 23562880 116064 = 0,0049 USD/thùng sản phẩm. Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 74 V. Chi phí khấu hao cho phân xƣởng. Vốn đầu tƣ cho xây dựng : Vxd = 35.000.000 ,USD. Vốn đầu tƣ cho thiết bị : Vtb = 85.000.000 ,USD. Các chi phí khác lấy bằng 5% tổng vốn đầu tƣ: Vđt = Vxd + Vtb + 0,05Vđt Nhƣ vậy ta tính đƣợc Vđt = 95,0 000.000.85000.000.35  =126315789,5 ,USD. Nhà sản xuất có thời gian khấu hao là 20 năm, do đó mức khấu hao theo tài sản là : 20 000.000.35 =1750000 ,USD/năm. Thiết bị có thời gian làm việc chung là 20 năm, do đó mức khấu hao trong 1 năm là : 20 000.000.85 =4250000 ,USD/năm. Khấu hao sửa chữa lấy 5% khấu hao thiết bị và khấu hao nhà xƣởng : 0,05 .( 1750000 + 4250000 ) = 300000 USD/năm. Tổng mức khấu hao trong 1 năm là : 1750000 + 4250000+300000 =6300000 ,USD/năm. Mức khấu hao trên 1 thùng sản phẩm là : 23562880 6300000 =0,267 USD/thùng sản phẩm. VI. Các chi phí khác cho một thùng sản phẩm Chi phí khác cho phân xƣởng lấy 2% chi phí sản xuất(CPSX) CPSX = 0,02. CPSX + KH +TL +NL KH : Chi phí khấu hao. NL : Chi phí cho nguyên liệu, nƣớc, hơi nƣớc,năng lƣợng. TL : Chi phí tiền lƣơng. CPSX = 0,02 CPSX +0,2 +0,0049 + 20,34 CPSX = 20,96 USD/thùng sản phẩm. Vậy các chi phí khác là : 0,02 .20,96 =0,4192 USD/thùng sản phẩm Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 75 Chi phí cho quản lý doanh nghiệp và chi phí bán hàng 2% giá thành của một thùng(GT) : GT = 0,02.GT + CPSX GT = 21,39 USD/thùng sản phẩm Nhƣ vậy chi phí cho quản lý doanh nghiệp và bán hàng: CPQB = 0,02. 21,39=0,4278 USD/thùng sản phẩm Bảng dƣới đây chỉ ra tổng chi phí cho sản xuất 1 thùng sản phẩm: Bảng 8: Chi phí cho sản xuất của một thùng sản phẩm Số TT Các khoản mục USD/thùng sản phẩm 1 Chi phí cho vật liệu đầu vào 20,34 2 Chi phí tiền lƣơng 0,0049 3 Khấu hao 0,267 4 Các chi phí khác cho phân xƣởng 0,4192 5 Chi phí quản lý va bán hàng 0,4278 6 Tổng 21,4589 Tổng chi phí của phân xƣởng trong một năm sản suất là: 21,4589. 23562880 = 505633485,6 , USD/năm. VI. Tính hiệu quả kinh tế. Bảng dƣới đây đƣa ra giá bán các sản phẩm của phân xƣởng. Bảng 9 : Quy định giá bán của các sản phẩm STT Tên sản phẩm Đơn giá cho 1 thùng sản phẩm , USD Lƣợng sản hẩm thu đƣợc trong 1 năm, Thùng Doanh thu trong 1 năm USD 1 Khí 24 5533040 132792960 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 76 2 Xăng 30 11121600 333648000 3 Gasoil nhẹ 25 4422000 110550000 4 Gasoil nặng 24 2486240 59669760 5 Cốc 100 USD/tấn 637,5 Tổng doanh thu phân xƣởng trong 1 năm 636661357,5  Tính lợi nhuận Lợi nhuận = Doanh thu - Tổng chi phí - thuế. Coi thuế lấy bằng 10% doanh thu Vậy : Lợi nhuận = 636661357,5- 505633485,6 -0,1. 636661357,5 = 67361735,7 ,USD/năm  Thời gian thu hồi vốn. VSX : là vốn sản xuất. VSX = Tổng chi phí + Vốn đầu tƣ = 505633485,6+126315789,5 = 631949275,1 USD/năm. T = KHLN  SXV = 6300000 3124661258, 1631949275,  = 8,6 ,năm Nhƣ vậy thời gian thu hồi vốn 8 năm 8 tháng. Nhƣ vậy phƣơng án xây dựng này có hiệu quả kinh tế tốt cho phép thời gian thu hồi vốn là 8 năm 8 tháng và khả năng sinh lời cao CHƢƠNG VII AN TOÀN LAO ĐỘNG Trong quá trình sản xuất thì khâu an toàn lao động là khâu 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 cũng nhƣ bảo vệ tài sản của nhà máy. Vì vậy ngay từ đầu thiết kế xây dựng phân xƣởng cần phải Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 77 có những giải pháp bố trí hợp lý và phải đề ra đƣợc các giải pháp tốt nhất về an toàn. Nhƣ vậy để hoàn thiện tốt nhất về an toàn cần phải đảm bảo các yêu cầu sau: I. Yêu cầu phòng chữa cháy. Thƣờng xuyên thực hiện các công tác giáo dục an toàn lao động đến toàn thể công nhân lao động trong phân xƣởng, thực hiện 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 vật liệu có khả năng chống cháy nổ cao để thay thế các 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 tối đa hiện tƣợng các 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. Khu chứa nguyên liệu và sản phẩm phải có tƣờng bao che để phòng khi có sự cố dầu bị rò rỉ ra ngoài , phải tính các khả năng phát sinh nguồn lửa bắt cháy.Khoảng cách giữa các bể chứa nguyên liệu cũng nhƣ là sản phẩm phải đảm bảo là cách nhau 50m để chống cháy nổ. Còn đối với những kho bãi có hệ thống phòng cháy chữa cháy tốt, hiện đại thì có thể bố trí hệ thống bồn bể cách nhau khoảng 30m và các bồn bể chứa phải nằm ở cuối hƣớng gió. 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 cung cấp điện cho các thiết bị tự động phải Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 78 tuyệt đối an toàn không để hiện tƣợng chập mạch làm phát sinh tia lửa điện xảy ra. Vận hành các thiết bị phải theo đúng thao tác kỹ thuật, đúng quy trình công nghệ khi khởi động cũng nhƣ khi tắc hoạt động, làm việc theo các quy định chặt chẽ. Trong trƣờng hợp phải 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 hơi sản phẩm ra ngoài , lƣu ý nếu sửa chữa bằng hàn thì phải khẳng định trong thiết bị an toàn không còn khí gây cháy nổ. Giảm thấp nhất nồng độ các chất cháy nổ trong khu sản xuất, đối với cháy nổ trong xăng dầu đây là một vấn đề đƣợc quan tâm nhất hiện nay để bảo vệ tính mạng còn ngƣời và tài sản của nhà máy. Trong phân xƣởng phải có đội ngũ phòng cháy chữa cháy thƣờng trực 24/24h với đầy đủ trang thiết bị hiện đại thuận tiện. Các tiêu lênh về phòng cháy chữa cháy phải tuân theo đầy đủ đề phòng khi có các sự cố xảy ra để xử lý kịp thời. Bố trí dụng cụ thiết bị chữa cháy linh động tại chỗ các thiết bị dễ gây cháy nổ ( nhƣ thiết bị phản ứng, thiết bị phân tách, tổ hợp khí, kho bể chứa ) kịp thời khi có hiện tƣợng. Tóm lại, trong nhà máy lọc dầu nói chung và phân xƣởng cracking xúc tác nói riêng cần phải trang bị đầy đủ các trang thiết bị phòng , chữa cháy hiện đại, phải có đội ngũ phòng chữa cháy thƣờng trực,tại chỗ các thiết bị dễ xảy ra cháy nổ cần bố trí các thiết bị chứa cháy linh động. Xung quanh các bể chứa sản phẩm hoặc nguyên liệu cần bố trí hệ thống đƣờng dẫn khí trơ, hơi nƣớc và bọt chữa cháy để kịp thời xử lý khi có sự cố. Đƣờng đi lại trong khu sản xuất phải thuận tiện dễ dàng cho các xe cứu hoả đi lại. Các thiết bị phải đƣợc bảo dƣỡng đúng định kỳ, theo dõi chặt chẽ đúng chế độ công nghệ của nhà máy các bể chứa cần phải nối đất để phòng khi xăng dầu bơm chuyển bị tích điện, sét đánh. Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 79 Trong qúa 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. II. Trang thiết bị phòng hộ lao động. Những công nhân làm việc trong nhà máy phải đƣợc học tập các thao tác và nội quy phòng cháy chữa cháy của nhà máy, phải có kiến thức bảo vệ thân thể và môi trƣờng không gây độc hại cho môi trƣờng xung quanh. 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. Trong công tác bảo quản các bể chứa, nếu phải làm việc trong bể chứa 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 lạ , găng tay, ủng ... tránh các hơi độc bám vào ngƣời qua da, các trang thiết 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, cần lắp đặt hệ thống đo lƣờng tự động hàm lƣợng các chất gây độc hại cho con ngƣời cũng nhƣ môi trƣờng để đƣa ra các cảnh báo. Kiểm tra sức khoẻ định kỳ cho công nhân, phát hiện những bệnh nghề nghiệp 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 chân tay, cọ quần áo vì chúng có tác hại lớn đối với sức khoẻ của con ngƣời. Xăng dầu là các hydrocacbon dễ bay hơi, hơi xăng dầu dễ gây ô nhiễm môi trƣờng do đó việc xử lý hơi xăng dầu cũng là nhiệm vụ rất quan trọng của nhà máy. Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 80 III. Yêu cầu đối với vấn đề 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, phải đựơc các cấp Chính Phủ phê duyệt, đảm bảo vệ sinh môi trƣờng đồng thời phòng ngừa cháy nổ. Vị trí nhà máy phải có khoảng cách an toàn với khu dân cƣ , các phân xƣởng thoát hơi ,bụi độc hại ra ngoài cần bố trí cuối hƣớng gió chủ đạo đồng thời cần lƣu ý đến cƣờng độ gío. 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. CHƢƠNG VIII TỰ ĐỘNG HÓA I. Mục đích và vai trò của tự động hóa. Qúa trình điều khiển tự động 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 này cho phép thực hiện các qúa trình công nghệ theo một phƣơng trình tiêu chuẩn đã 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 trong sản xuất, tránh đƣợc nhầm lẫn, tăng năng suất lao động và cho phép giảm số lƣợng công nhân và còn là biện pháp hữu hiệu trong an toàn lao động. Trong phân xƣởng cracking xúc tác thì các thiết bị làm việc ở điều kiện nhiêt độ cao, hàm lƣợng hơi các hydrocacbon lớn chúng là những chất rất dễ gây cháy nổ. Ngoài các hơi sản phẩm của quá trình còn có các khí độc hại cho sức khoẻ và có hại cho môi trƣờng : H2S , NH3 , SO2, CO2, CO... do đó cần phải nghiêm ngặt về an toàn trong sản xuất và đảm bảo sức khoẻ cho công Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 81 nhân và môi trƣờng xung quanh nhà máy. Để đảm bảo các yêu cầu vừa nêu 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 với công nghệ cracking xúc tác nói riêng và trong nhà máy lọc dầu nói chung. Trong khi hoạt động chỉ một thiết bị không ổn định thì chế độ ổn định của dây chuyền công nghệ bị phá vỡ, trong nhiều trƣờng hợp phải dừng hoạt động của cả dây chuyền để sửa chữa cho dù chỉ do một thiết bị. Nhƣ vậy từ các đặc điểm đã cho thấy đo lƣờng tự động hoá và tự động hóa trong dây chuyền công nghệ là một vấn đề hết sức quan trọng. Nó không chỉ tăng năng xuất 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 làm giảm đáng kể các chi phí khác đảm bảo an toàn cho nhà máy sản xuất. Nhờ có điều khiển tự động mà cho ta biết đƣợc những nơi xảy ra hịên tƣợng rò rỉ không an toàn cũng nhƣ các sự cố trong thiết bị. Quá trình này giúp cho ngƣời lao động trong phân xƣởng tránh phải tiếp xúc với các điều kiện độc hại nó còn thay thế cho con ngƣời làm việc trong các điều kiện khắc nghiệt những khu vực con ngƣời không thể vào đƣợc. Tự động hoá đảm bảo các thao tác điều khiển các thiết bị công nghệ một cách chính xác và tránh đƣợc các sự cố xảy ra trong thao tác điều khiển, tự động báo động khi có sự cố xảy ra. II. Hệ thống điều khiển tự động. 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 khuyếch 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 khuyếch đại làm nhiệm vụ khuyếch đại tín hiệu của bộ cảm biến giá trị có thể điều khiển (CQĐK), cơ quan này tác động nên đối lƣợng nhằm xoá đi độ sai lệch của các thông số điều chỉnh. Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 82 1 2 3 5.b 5.a 5.c 5.d 4 1 2 3 5 4 Trong ®ã : 1. §èi t-îng ®iÒu khiÓn. 2. C¶m biÕn ®èi t-îng Mạch điều chỉnh đƣợc khép kín nhờ quan hệ ngƣợc. Quan hệ này đƣợc gọi là quan hệ hồi tiếp chính. III. Các dạng điều khiển tự động. 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, truyền tín hiệu tác động điều chỉnh đến đối tƣợng. Sơ đồ tự động kiểm tra và tự động điều chỉnh Trong đó : 1: Đối tƣợng điều chỉnh. 5.a : Cảnh báo. 2: Cảm biến đối tƣợng. 5.b : Chỉ thị bằng kim hoặc bằng số. 3: Bộ khuyếch đại. 5.c : Ghi lại sự thay đổi. 4: Yếu tố nhiễu. 5.d : Phân loại. Sơ đồ tự động điều khiển Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 83 1 2 6 5 4 3 7 XĐT Y Phản hồi Đại lƣợng đặt XCB X CB §¹i l-îng ra X N XPH Sơ đồ cấu trúc của hệ điều khiển tự động Trong đó : 1: Đối tƣợng điều chỉnh. 5: Bộ đặc. 2: Cảm biến đối tƣợng. 6: Bộ so sánh 3: Bộ khuyếch đại. 7: Cơ cấu chấp hành 4: Yếu tố nhiễu. Trong tất cả các dạng tự động điều khiển thƣờng đƣợc sử dụng nhất là kiểu hệ thống tự động điều khiển có tín hiệu phản hồi ( mạch điều khiển khép kín ).Giá trị thông tin đầu ra của thiết bị dựa trên sự khác nhau giữa các giá trị đo đƣợc của biến điều khiển với giá trị tiêu chuẩn. Sơ đồ đƣợc mô tả nhƣ sau: Sơ đô mạch điều khiển phản hồi. Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 84 Trong đó : Y : là đại lƣợng đặt O : Đối tƣợng điều chỉnh ĐT: Phần tử đặt trị XĐT : Giá trị đặt trị X : Đại lƣợng ra XPH : Tín hiệu phản hồi ĐC : phần tử điều chỉnh X = XĐT - XCB N : Tác nhân nhiễu CB : cảm biến XCB : Gía trị cảm biến. SS : phần tử so sánh Phần tử cảm biến : Là phần tử làm nhiệm vụ nhận tín hiệu điều chỉnh X và dịch chuyển nó ra một rạng thông số khác phù hợp với thiết bị điều chỉnh Phần tử đặt trị : Là bộ phận ấn định các thông số cần duy trì hoặc giá trị phạm vi các thông số cần điều chỉnh ( XĐT ). Khi thông số vận hành lệch ra khỏi giá trị đó thì thiết bị điều chỉnh tự động phải điều chỉnh lại các thông số cho phù hợp. Phần tử so sánh : Là cơ cấu tiếp nhận gía trị của phần tử định trị quy định ( XĐT) so sánh với giá trị thông số nhận đƣợc từ phần tử cảm biến XCĐ, xác định sai lệch của hai thông số X = XĐT - XCB để đƣa tín hiệu vào cơ cấu điều chỉnh. Cơ cấu điều chỉnh : Có nhiệm vụ biến các tín hiệu đã nhận về sai lệch X để gây ra tác động điều chỉnh trực tiếp. Giá trị điều chỉnh đƣợc thay đổi liên tục tƣơng ứng với sự thay đổi liên tục của cơ cấu điều chỉnh. Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 85 IV. Hệ điều khiển tự động phản hồi. Sơ đồ điều khiển nồng độ. Trong sơ đồ này biến đƣợc điều khiển là nồng độ, tốc độ dòng chảy là biến thao tác. Tín hiệu đƣợc điều khiển sinh ra bằng cách so sánh các giá trị của biến đƣợc điều khiển với giá trị mong muốn ( giá trị cài đặt ) Sự sai khác giữa hai tín hiệu này đƣợc gọi là tín hiệu sai khác, hệ thống điều khiển thông tin luôn là hàm của các tín hiệu sai khác. Tín hiệu điều khiển đƣợc dùng bằng hơi nƣớc hoặc dùng bằng điện. Tín hiệu điều khiển đƣợc truyền qua van điều khiển bằng van điều khiển đến các vị trí đặc biệt hoặc đóng , mở . Khi thay đổi một trong các tín hiệu điều khiển thì dẫn đến các thay đổi có thể tính trƣớc trong tốc độ dòng chảy của chất lỏng khi ra khỏi thiết bị. Nhƣ vậy về nguyên tắc thì nguyên lý điều khiển của hệ thống nhƣ trên hầu nhƣ là giống nhau trong tất cả các hệ thống. V. Các ký hiệu thƣờng dùng trong tự động hoá. :Dụng cụ đo nhiệt độ. :Dụng cụ đo áp suất. LC Thiết bị Dòng ra Van điều chỉnh Dụng cụ đo Bộ điều khiển t 0 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 86 :Dụng cụ đo lƣu lƣợng. :Dụng cụ đo nhiệt độ hiển thị tại trung tâm điều khiển :Dụng cụ đo nhiệt truyền xa đặt 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 tai trung tâm điều khiển. : Bộ điều chỉnh áp suất tự ghi và hiển thị, khí cụ lắp tại trung tâm điều chỉnh : Cơ cấu để điều chỉnh. : Cơ cấu để chấp hành. :Tự động mở khi mất tín hiệu. :Tự động đóng khi mất tín hiệu. :Giữ nguyên VI. Cấu tạo của một số thiết bị tự động cảm biến. VI.1. Bộ cảm biến áp suất. Bộ cảm ứng kiểu piston 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 camr ứng và độ chính xác theo yêu cầu. P P Z Bộ cảm ứng kiểu màng Bộ cảm ứng kiểu piston TI TT Pcz LRA PIR Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 87 VI.2. Bộ cảm ứng nhiệt độ. Hoạt động của 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. VI.3 Bộ cảm ứng mức đo chất lỏng. Mức các chất lỏng có thể đo bằng nhiều cách khác nhau nhƣng cách đơn giản và có độ chính xác cao là đo bằng phao. Cảm ứng nhiệt độ kiểu màng Cảm ứng nhiệt độ kiểu hộp xếp Z Cảm ứng nhiệt độ kiểu thanh Cảm ứng nhiệt độ kiểu lƣỡng kim giãn nở điện trở Z Z Z Kiểu phao Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 88 VI.4. Bộ cảm biến lƣu lƣợng. Bộ cảm biến lƣu lƣợng đƣợc xây dựng trên sự phụ thuộc Q = f.V Trong đó: f : là diện tích của đƣờng ống dẫn. V : là tốc độ chất lỏng chảy trong ống dẫn theo định luật Becnuli. V = 2 P   P: độ chênh lệch áp suất chất lỏng.  : tỷ trọng của chất lỏng. Nếu tỷ trọng không đổi thì lƣu lƣợng thể tích phụ thuộc vào 2 thông số là tiết diện S và sự chênh lệch áp suất P. Ta có hai cách đo lƣu lƣợng:  Khi tiết diện không đổi đo lƣu lƣợng bằng độ chênh lệch áp suất trƣớc và sau thiết bị có ống hẹp.  Khi độ chênh lệch áp suất không đổi đo diện tích tiết diện của ống dẫn xác định đƣợc lƣu lƣợng của dòng chảy. Kiểu Màng Z Z Chênh áp biến đổi Chênh áp không biến đổi Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 89 KẾT LUẬN Cracking xúc tác là một phƣơng pháp chế biến sâu và có một tầm quan trọng rất lớn trong công nghiệp chế biến dầu mỏ hiện nay vì nó đã góp phần giải quyết và đáp ứng kịp thời nhu cầu tiêu thụ nhiên liệu của thị trƣờng về cả số lƣợng và chất lƣợng. Sau hơn 3 tháng nghiên cứu và tìm hiểu, em đã hoàn thành đề tài thiết kế phân xƣởng cracking xúc tác có năng xuất 3.000.000 tấn/năm. Qua bản đồ án này đã giúp em hiểu đƣợc cơ bản các bƣớc về quá trình Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 90 Thiết kế một phân xƣởng sản xuất. Bản đồ án này giúp em hiểu đƣợc việc đƣa một thành quả của việc áp dụng nghiên cứu vào sản xuất là một quá trình hết sức phức tạp, nó đòi hỏi phải có sự liên quan đến quá trình sản xuất. Bản đồ án này đã đƣợc hoàn thành nhƣng vì điều kiện cũng nhƣ tài liệu tham khảo còn hạn chế, hơn nữa vì bƣớc đầu làm quen với việc thiết kế phân xƣởng sản xuất cho nên chắc chắn không tránh khỏi sai sót. Vậy em rất mong đƣợc sự chỉ bảo cùng những ý kiến đóng góp của các thầy cô và các bạn đồng nghiệp để bản đồ án đƣợc hoàn thiện hơn. Cuối cùng em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy cô giáo trong Bộ môn Công nghệ Hoá dầu - Hữu cơ và các bạn. Đặc biệt là thầy giáo TS. Lê Văn Hiếu đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 6 năm 2005 Sinh viên thực hiện Nguyễn Đức Thịnh MỤC LỤC Trang CHƢƠNG I: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT .................................................................... 2 I.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC. ... 2 I.1.SƠ LƢỢC VỀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA QÚA TRÌNH CRACKING XÚC TÁC[1,106]................................................................ 2 I.2. MỤC ĐÍCH CỦA QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC.[1,106] ... 3 I.3.VAI TRÒ CỦA QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC SO VỚI CÁC QUÁ TRÌNH LỌC DẦU KHÁC VÀ CÁC ĐIỀU KIỆN CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ TRÌNH.[1,107] ......................................................... 3 II.BẢN CHẤT HOÁ HỌC CỦA QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC VÀ CƠ CHẾ CỦA PHẢN ỨNG. ............................................................. 4 II.1.BẢN CHẤT HOÁ HỌC CỦA QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC. [2,97] ............................................................................................ 4 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 91 II.2. CƠ CHẾ PHẢN ỨNG CRACKING XÚC TÁC.[3,84] ................... 4 II.2.1.GIAI ĐOẠN TẠO THÀNH ION CACBONI. ........................... 5 II.2.2 GIAI ĐOẠN BIẾN ĐỔI ION CACBONI.[3,86] ....................... 7 II.2.3 GIAI ĐOẠN DỪNG PHẢN ỨNG.[3,87].................................. 9 III.SỰ BIẾN ĐỔI HOÁ HỌC CÁC HYDROCACBON TRONG QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC. ............................................................ 9 III.1. SỰ BIẾN ĐỔI CÁC HYDROCACBON PARAFIN.[3,89] ........... 9 III.2. SỰ BIẾN ĐỔI CÁC HYDROCACBON OLEFIN.[3,90] ............ 11 III.3 SỰ BIẾN ĐỔI CÁC HYDROCACBON NAPHTEN.[3,91]. ........ 13 PHẢN ỨNG ĐỒNG PHÂN HOÁ VÒNG NAPHTEN : .............................................. 13 III.4.SỰ BIẾN ĐỔI CỦA CÁC HYDROCACBON THƠM.[3,93]. ..... 14 IV. ĐỘNG HỌC CỦA QÚA TRÌNH CRACKING XÚC TÁC.[1,115] 16 V.CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN PHẢN ỨNG CRACKING XÚC TÁC ......................................................................................................... 17 CHƢƠNG II: NGUYÊN LIỆU CỦA QÚA TRÌNH CRACKING XÚC TÁC, SẢN PHẨM THU ĐƢỢC TỪ QÚA TRÌNH VÀ XÚC TÁC CỦA QUÁ TRÌNH ............... 18 I.NGUYÊN LIỆU DÙNG TRONG QÚA TRÌNH CRACKING XÚC TÁC.[4,22] .............................................................................................. 18 II.ĐẶC TÍNH CHI TIẾT DẦU BẠCH HỔ.[5,101] .............................. 19 III. XÚC TÁC TRONG QÚA TRÌNH CRACKING XÚC TÁC. ........ 21 III.1. VAI TRÒ CỦA XÚC TÁC TRONG QÚA TRÌNH CRACKING.[3,72] .............................................................................. 21 III.2.NHỮNG YÊU CẦU CẦN THIẾT ĐỐI VỚI XÚC TÁC CRACKING ......................................................................................... 22 III.2.1. HOẠT TÍNH XÚC TÁC PHẢI CAO ................................... 22 III.2.2. ĐỘ CHỌN LỌC CỦA XÚC TÁC PHẢI CAO.[1,121] ......... 22 III.2.3.XÚC TÁC PHẢI ĐẢM BẢO ĐỘ ỔN ĐỊNH PHẢI LỚN VÀ ĐỘ BỀN CƠ NHIỆT.[3,73].............................................................. 22 III.2.4. XÚC TÁC PHẢI ĐẢM BẢO ĐỘ THUẦN NHẤT CAO VÀ BỀN VỚI CÁC CHẤT NGỘ ĐỘC XÚC TÁC. [3,73]. .................... 23 III.2.5. XÚC TÁC PHẢI CÓ KHẢ NĂNG TÁI SINH, PHẢI DỄ SẢN XUẤT VÀ RẺ TIỀN.[3,73] .............................................................. 23 III.3.CÁC LOẠI XÚC TÁC DÙNG TRONG QUÁ TRÌNH CRACKING. [2,106]............................................................................ 24 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 92 III.3.1. XÚC TÁC TRICLORUA NHÔM ALCL3. ........................... 24 III.3.2.XÚC TÁC ALUMINOSILICAT VÔ ĐỊNH HÌNH. .............. 24 III.3.3. XÚC TÁC ZEOLIT VÀ XÚC TÁC CHỨA ZEOLIT.[1,116]. ......................................................................................................... 24 III.3.4 SO SÁNH GIỮA LOẠI XÚC TÁC VÔ ĐỊNH HÌNH ALUMINOSILICAT VÀ ZEOLIT.[4,24]......................................... 25 III.3.5.NHỮNG THAY ĐỔI TÍNH CHẤT CỦA XÚC TÁC KHI LÀM VIỆC ....................................................................................... 27 IV.SẢN PHẨM THU ĐƢỢC TỪ QÚA TRÌNH CRACKING XÚC TÁC ......................................................................................................... 28 IV.1. SẢN PHẨM KHÍ CRACKING XÚC TÁC.[3,66] ...................... 29 IV.2. XĂNG CRACKING XÚC TÁC.[2,104] ..................................... 29 IV.3. SẢN PHẨM GASOIL NHẸ.[3,69]. ............................................. 30 IV.4. SẢN PHẨM GASOIL NẶNG.[2,105] ........................................ 31 CHƢƠNG III: CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC VÀ CÁC DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ CRACKING XÚC TÁC............................ 31 I.CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC.[1,127]............................................................................................. 31 I.1. MỨC ĐỘ CHUYỂN HOÁ (C ). ..................................................... 32 I.2 BỘI SỐ TUẦN HOÀN XÚC TÁC.[1,99] ....................................... 32 I.3.TỐC ĐỘ NẠP LIỆU RIÊNG. ......................................................... 33 I.4. NHIỆT ĐỘ TRONG THIẾT BỊ PHẢN ỨNG. ............................... 34 I.5.ẢNH HƢỞNG CỦA ÁP SUẤT. ..................................................... 34 II. CÁC DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ CRACKING XÚC TÁC. ..... 34 II.1.SƠ LƢỢC VỀ SỰ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG CRACKING XÚC TÁC. .................................................................................................... 34 II.2. XU HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA CRACKING XÚC TÁC.[4,25] ............................................................................................................. 35 II.3. CÁC DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ CRACKING. ..................... 36 II.3.1.SƠ ĐỒ CRACKING XÚC TÁC DẠNG CẦU CHUYỂN ĐỘNG.[3,108]. ................................................................................. 36 II.3.2.SƠ ĐỒ QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC MỘT BẬC TRONG LỚP XÚC TÁC GIẢ SÔI.[3,113]. ..................................... 37 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 93 II.3.3 SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XÚC TÁC LỚP SÔI(FCC) VỚI THỜI GIAN TIẾP XÚC NGẮN.[1,147]. .................................................... 38 3. BỘ PHẬN PHÂN CHIA SẢN PHẨM. ..................................................................... 40 III. PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ CRACKING XÚC TÁC. ................................................................................................................. 40 CHƢƠNG IV : TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NHIỆT LƢỢNG .......... 42 I.TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT. ......................................................... 42 II. CÂN BẰNG NHIỆT LƢỢNG CỦA LÒ PHẢN ỨNG. .................... 45 II.1. NHIỆT LƢỢNG DO KHÍ SẢN PHẨM MANG RA. .................... 46 II.2 NHIỆT LƢỢNG DO HƠI CÁC SẢN PHẨM NẶNG HƠN MANG RA. ....................................................................................................... 48 III. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHẢN ỨNG. ........................................... 53 III.1. TÍNH ĐƢỜNG KÍNH LÒ PHẢN ỨNG ...................................... 53 III.2. TÍNH CHIỀU CAO CỦA LÒ PHẢN ỨNG. ................................ 54 III.3. TÍNH TOÁN ỐNG ĐỨNG.......................................................... 55 V.CYCLON CỦA LÒ PHẢN ỨNG....................................................... 56 CHƢƠNG V: XÂY DỰNG ........................................................................................... 59 I. MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA. ................................................................ 59 II. CÁC YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY. ....................................................................................................... 59 II.1.VỀ QUY HOẠCH. ........................................................................ 59 II.2. VỀ ĐIỀU KIỆN TỔ CHỨC SẢN XUẤT. .................................... 59 II.3. ĐIỀU KIỆN HẠ TẦNG KỸ THUẬT. .......................................... 59 II.4. ĐIỀU KIỆN XÂY LẮP VÀ VẬN HÀNH NHÀ MÁY. ................ 60 III.CÁC YÊU CẦU VỀ KỸ THUẬT XÂY DỰNG............................... 60 III.1. VỀ ĐỊA HÌNH. ............................................................................ 60 III.2.VỀ ĐỊA CHẤT. ............................................................................ 61 III.3. YÊU CẦU VỀ MÔI TRƢỜNG VỆ SINH CÔNG NGHIỆP. ....... 61 IV. ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG. ................................... 62 CHƢƠNG VI: THIẾT KẾ TỔNG MẶT BẰNG CỦA PHÂN XƢỞNG VÀ TÍNH TOÁN KINH TẾ ........................................................................................................... 63 I. YÊU CẦU THIẾT KẾ TỔNG MẶT BẰNG CỦA PHÂN XƢỞNG CRACKING XÚC TÁC.[ 8,131] ............................................................ 63 II.BỐ TRÍ MẶT BẰNG. ........................................................................ 65 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Đức Thịnh Hoá Dầu 1- K45 94 II.1. ĐẶC ĐIỂM CỦA PHÂN XƢỞNG. .............................................. 65 II.2. BỐ TRÍ MẶT BẶNG PHÂN XƢỞNG. ........................................ 65 II.3. CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH. .............................................. 67 II.4.TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CƠ BẢN. .................. 68 III.TÍNH TOÁN KINH TẾ. ................................................................... 70 III.1.TÍNH TOÁN CHI PHÍ VẬT LIỆU ĐẦU VÀO. ........................... 70 III.1.1. CHI PHÍ NGUYÊN LIỆU.(CNL) ........................................... 71 III.1.2. CHI PHÍ ĐIỆN.(CĐ) ............................................................. 71 III.1.4. CHI PHÍ HƠI NƢỚC.(CHN) .................................................. 71 III.1.5. CHI PHÍ CHO NƢỚC CÔNG NGHIỆP.(CN) ....................... 72 III.1.6.CHI PHÍ CHO XÚC TÁC.(CXT) ............................................ 72 IV. CHI PHÍ ĐỂ VẬN HÀNH PHÂN XƢỞNG. .................................. 72 V. CHI PHÍ KHẤU HAO CHO PHÂN XƢỞNG. ................................ 74 VI. CÁC CHI PHÍ KHÁC CHO MỘT THÙNG SẢN PHẨM ............. 74 VI. TÍNH HIỆU QUẢ KINH TẾ. .......................................................... 75 CHƢƠNG VII: AN TOÀN LAO ĐỘNG ...................................................................... 76 I. YÊU CẦU PHÒNG CHỮA CHÁY. ................................................... 77 II. TRANG THIẾT BỊ PHÒNG HỘ LAO ĐỘNG. .............................. 79 III. YÊU CẦU ĐỐI VỚI VẤN ĐỀ VỆ SINH MÔI TRƢỜNG. ........... 80 CHƢƠNG VIII: TỰ ĐỘNG HÓA ................................................................................ 80 I. MỤC ĐÍCH VÀ VAI TRÒ CỦA TỰ ĐỘNG HÓA. .......................... 80 II. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG. .......................................... 81 III. CÁC DẠNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG. ......................................... 82 IV. HỆ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG PHẢN HỒI. .................................... 85 V. CÁC KÝ HIỆU THƢỜNG DÙNG TRONG TỰ ĐỘNG HOÁ. ...... 85 VI. CẤU TẠO CỦA MỘT SỐ THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG CẢM BIẾN. .... 86 VI.1. BỘ CẢM BIẾN ÁP SUẤT. ......................................................... 86 VI.2. BỘ CẢM ỨNG NHIỆT ĐỘ. ....................................................... 87 VI.3 BỘ CẢM ỨNG MỨC ĐO CHẤT LỎNG. ................................... 87 VI.4. BỘ CẢM BIẾN LƢU LƢỢNG. .................................................. 88 KẾT LUẬN .................................................................................................................... 89