Đồ án Thiết kế phân xưởng sản xuất formalin (2)

3-298) = 91959.5 (kcal/kmol) Tính cho CO Cp CO =6.79+0.9810-3 (650+273) = 7.694 (kcal/mol0C) Cp CO = 7.694-6.972 = 0.722 (kcal/mol 0 C) =0.0258 (kcal/kg 0 C) Hp CO =-26.416.10 3 +0.722(923-298)= -25694.75 (kcal/kmol) Tính cụ thể cho từng phản ứng + Theo phản ứng (1) CH3OH+1/2O2 CH2O +H2O Ta có : tgsppu  =-56740.5-22121.25+37501.875-0.51017.268 =-41983.5 (kcal/kmol) số mol CH2O tham gia phản ứng (1) là : 0.296065 kmol do đó: (kcal/h)12429.850.29606541983.5H p-Δ + Theo phản ứng (2): CH2O+1/2O2 H COOH SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 63 Ta có tgsppu  = -75493+22121.25-0.51017.268 = -53880.509 (kcal/kmol) theo phản ứng số mol CH2O tham gia phản ứng (2) là : 0,000145 kmol . do đó )kcal(823.7000145.0509.53880pu  theo phản ứng (3) CH3OH + 3/2O2 CO2 + 2H2O Ta có tgsppu  =-91959.5-256740.5+37501.875-1.51017.268 =-169464.527 (kcal/kmol) số mol CH3OH tham gia phản ứng (3) là :0.00893 kmol do đó )kcal(318.151300893.0527.169464pu  theo phản ứng (4) CH3OH + O2 CO + 2H2O Ta có tgsppu  =-25694.75-256740.5+37501.875-1017.268 =-102691.143 (kcal/kmol) số mol CH3OH bằng số mol CH4 và bằng 0,0357 ( kmol) do đó: Nhiệt lƣợng do các phản ứng oxy hoá toả ra khi điều chế 1 mol CH2O là kcal916.59474 29621.0 074.3666318.1513823.785.12429 Q OCH 2    do đó nhiệt toả ra từ các phản ứng điều chế CH2O ở hệ thống công suất 7575.378 (kg/h) )kcal(074.36660357.0143.102691pu  SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 64 )h/kcal(79.15018165 30 378.7575916.59474 Q M G.Q Q 2 OCH OCHOCH 2 2 22     Tính Q4 ta có nhiệt do các sản phẩm phản ứng mang ra Q4=( GCH 2 O C p CH 2 O+ GHCOOH C p HCOOH + GCH 3 OH C p CH 3 OH+ GH 2 O C p H 2 O+ GN 2 C p N 2 + GO 2 C p O 2 + GCO 2 C p CO 2 + GCO C p CO + GH 2 O trong CH 3 OH C p H 2 O+ GCH 2 O mất mátC p CH 2 O ) t + GH 2 O  H 2 O Với :  H 2 O =625 (kcal/kg) Thay các số liệu vào biểu thức ta tính đƣợc Q4 Q4=(7575.3780.2975+291.1880.5297+5.7530.3887+5989.9090.084+ 88163.0660.0235+21335.0260.0508+339.10.076+861.290.0258+ 48.7790.084+92.0260.2975)650 +5989.909625 =7740169.512 (kcal/h) Tính Qm: Nhiệt lƣợng mất mát ra môi trƣờng xung quanh bằng 2% của nhiệt lƣợng do các sản phẩm phản ứng chính và sản phẩm phụ tạo thành mang ra: Qm=0,02. Q4= 0,02. 7740169.512= 154803.3902( kcal/h) Tính Q3: Theo phƣơng trình cân bằng nhiệt lƣợng ta có Q3 = (Q4+Qm)- (Q1+Q2) = -24580543.79 (kcal/h) Nhƣ vậy trong thiết bị điều chế CH2OH cần phải làm lạnh với một lƣợng nhiệt là Q3= 2458043.79 ( kcal/h) SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 65 Bảng 14: Cân bằng nhiệt lƣợng cho thiết bị điều chế CH2O Chất cho vào Chất tạo thành Tên chất Lƣợng (kcal/h) Tên chất Lƣợng (kcal/h) Q1 17457350.9 Q3 24580543.79 Q2 15018165.79 Q4 7740169.512 Qm 154803.3902 Tổng cộng 32475516.69 Tổng cộng 32475516.69 III.6: Thiết bị hấp thụ sản phẩm : -Tác dụng : Để điều chế formalin ứng với nồng độ 40% Nhiệt độ của khí thải là :250C Nhiệt độ của nƣớc dùng để hấp thụ là :250C Nhiệt độ ban đầu của sản phẩm dạng khí là :1500C Nhiệt độ formalin là :750C Ta có phƣơng trình cân bằng nhiệt lƣợng là : Q1+ Q2+ Q3+ Q4 = Q5+ Q6+ Q7+ Q8 Trong đó : Q1 _nhiệt sản phẩm ở dạng khí mang vào Q2 _nhiệt do nƣớc hấp thụ CH3OH mang vào Q3 _nhiệt hấp thụ Q4_nhiệt lƣợng toả ra khi hơi CH3OH va nƣớc ngƣng tụ Q5 _nhiệt do khí thải mang ra Q6 _nhiệt do formalin mang ra Q7 _nhiệt cần phải lấy ra bằng nƣớc Q8 _nhiệt mất mát ra môi trƣờng xung quanh Tại nhiệt độ 1500C hay 4230K , ta có : C p CH 3 OH=4.48+ 24.56.10 3423 =14.962 (kcal/mol0C) =0.4676 (kcal/kg 0 C) C p H 2 O=7.17+ 2.56.10 3423 =8.253 (kcal/mol0C) =0.4585 (kcal/kg 0 C) C p CH 2 O=4.498+ 13.953.10 3423 =10.4 (kcal/mol0C) =0.3467(kcal/kg 0 C) C p HCOOH =4.637+ 26.96.10 3423 =15.96 (kcal/mol0C) =0.3469 (kcal/kg 0 C) C p N 2 =6.66+ 1.02.10 3423 =7.091 (kcal/mol0C) =0.253 (kcal/kg 0 C) C p O 2 =7.92+ 0.81.10 3423 =8.263 (kcal/mol0C) SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 66 =0.2582 (kcal/kg 0 C) C p CO 2 =10.55+ 2.16.10 3423 =11.463 (kcal/mol0C) =0.2605 (kcal/kg 0 C) C p CO =6.79+0.98.10 3423 =7.131 (kcal/mol0C) =0.257 (kcal/kg 0 C) Tính lƣợng Q1: Q1= G CP t Q1 =( GCH 2 O C p CH 2 O+ GHCOOH C p HCOOH + GCH 3 OH dƣC p CH 3 OH+ GH 2 O C p H 2 O+ GN 2 C p N 2 + GO 2 C p O 2 + GCO 2 C p CO 2 + GCO C p CO + GH 2 O trong CH 3 OH C p H 2 O+ GCH 2 O mất mátC p CH 2 O )t Thay số , ta đƣợc : Q1 = (7575.378 0.3467 + 5.753 0.3469 + 291.188 0.4676 + 5989.909 0.4585+ 88163.066 0.253 + 21335.026 0.2582+ 339.10.2605 +861.290.257 + 92.026 0.3467+ 48.779 0.4585) 150 = 5053241.546 (kcal/h) Tính Q2 : Theo số liệu tính đƣợc ở cân bằng vật chất chung cho toàn dây chuyền , ta có : - Lƣợng H2O thêm vào : 5129.674 (kg/h) Do đó Q2 = 5129.6740.445825 =57174.491 (kcal/h) Tính Q3 : Ta có : Q3 = g100N Trong đó : g : nhiệt lƣợng toả rakhi hoà tan 1 mol CH2O vào H2O g = 15 N : số mol CH2O nguyên chất N = M G = 30 378.7575 = 252.5126 (kmol/h) SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 67 Từ đó ta có : Q3 = 15100252.5126 =378768.9 (kcal/h) Tính lƣợng Q4 : Q4= QH 2 O +QCH 3 OH Mà ; Q = G  r Tính cho H2O : r = 513 (kcal/kg) Q= 5135989.909 =3072823.317 (kcal/h) Tính cho CH3OH : r = 213 (kcal/kg) Q= 213189.406 =40343.478 (kcal/h) Do đó : Q4 = 3072823.317 + 40343.478 =3113166.795 (kcal/h) Tính lƣợng Q5 : Q5 =( GCH 3 OH dƣC p CH 3 OH+ GN 2 C p N 2 + GO 2 C p O 2 + GCO 2 C p CO 2 + GCO C p CO )t Thay số ta đƣợc : Q5 =(101.7820.3357 + 88163.0660.248 + 21335.0260.22 + 339.10.209 + 861.290.249 ) = 671945.7656 (kcal/h) Tính lƣợng Q6: Ta có : Q6 =( GCH 2 O C p CH 2 O+ GHCOOH C p HCOOH + GCH 3 OH dƣC p CH 3 OH+ GH 2 O PU C p H 2 O+ GH 2 O thêm C p H 2 O GH 2 O trong CH 3 OH C p H 2 O+)t ậ 750C hay 3480K , ta có : - C p CH 2 O=0.312 (kcal/kg 0 C) - C p CH 3 OH=0.3875 (kcal/kg 0 C) SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 68 - C p HCOOH =0.304 (kcal/kg 0 C) - C p H 2 O=0.447 (kcal/kg 0 C) Thay số ta đƣợc : Q6 = (7575.3780.312 + 5989.9090.447 + 5129.6740.447 + 48.7790.447 + 189.4060.3875 + 5.7530.304) 75 =557318.8274 (kcal/h) Tính lƣợng Q8: Nhiệt lƣợng mất mát cho môi trƣờng xung quanh bằng 2%so với lƣợng formalin mang ra nên : Q8 = 2%  Q6 = 0.02557318.8274 =11146.37655 (kcal/h) Tính lƣợng Q7: Theo phƣơng trình cân băng nhiệt lƣợng suy ra : Q 7= Q1+Q2 +Q3+Q 4- Q5- Q6-Q8 Thay số ta đƣợc : Q7 =5053241.546 + 57174.491 + 378768.9 + 3113166.795 - 671945.7656 - 557318.8274 - 11146.37655 =7361940.762 (kcal/h) Bảng 15 :Cân bằng nhiệt lƣợng cho thiết bị hấp thụ sản phẩm : Nhiệt lƣợng vào Nhiệt lƣợng ra Tên Lƣợng Tên Lƣợng Q1 5053241.546 Q5 67945.7656 Q2 57174.491 Q6 557318.8274 Q3 378768.9 Q7 7361940.762 Q4 3113166.795 Q8 11146.37655 Tổng 8602351.732 Tổng 8602351.732 SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 69 SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 70 IV/ TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHẢN ỨNG : 1. Tính phần thiết bị làm lạnh nhanh hỗn hợp khí sau khi phản ứng. Tác dụng: Làm lạnh nhanh hỗn hợp khí sau khi phản ứng nhằm ngăn chặn quá trình chuyển hóa tiếp của CH2O tạo thành các sản phẩm phụ trong thiết bị phản ứng, một phần dùng để tận dụng nhiệt của phản ứng để tạo hơi nƣớc dùng cho cả quá trình . Thiết bị làm lành hỗn hợp là thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm, loại đứng với hỗn hợp khí sản phẩm đi trong ống và khí hơi nƣớc đi ngoài ống. Các số liệu đầu : Nhiệt độ nƣớc đi vào thiết bị là 25oC Nhiệt độ hơi nƣớc đi ra thiết bị là 350oC Nhiệt độ khí sản phẩm đi vào thiết bị là 700oC Nhiệt độ khí sản phẩm đi ra khỏi thiết bị là 300oC Chọn ống truyền nhiệt của thiết bị là : d = 60 x 2 (mm) Chiều cao của ống H = 5 (m) . * Tính bề mặt truyền nhiệt F của thiết bị : Nhiệt độ trung bình của hỗn hợp xác định theo công thức :  t1 = 720 - 300 = 420 o C  t2 = 350 - 25 = 325 o C  ttb = 372,5 o C - Tính hệ số truyền nhiệt K : Hệ số truyền nhiệt K ƣớc tính theo bảng [IX- 43] . K = 197 (W/m 2 .độ) SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 71 Bề mặt truyền nhiệt của thiết bị đƣợc tính theo công thức : F = Q/K.  ttb Trong đó : Q : Lƣợng nhiệt cần phải lấy ra từ hỗn hợp khí sau khi phản ứng . Theo bảng cân bằng nhiệt lƣợng của thiết bị chính ta có lƣợng nhiệt cần lấy ra : Q = Q3 = 24580543.79 (Kcal/h) Bề mặt truyền nhiệt của thiết bị là : F = 324580543.79 4.1868 10 362,78 197 375,5 3600      (m 2 ) Số ống của thiết bị là : n = F/( . d . H) Vậy : n = 362,78/(3,14 . 0,06 . 5) = 385 (ống) Quy chuẩn theo [IX-48] ta có n = 394 (ống) . Các ống trong thiết bị đƣợc sắp xếp theo hình lục giác, có số ống trên đƣờng xuyên tâm là b = 21, số hình sáu cạnh là 10. * Tính đƣờng kính của thiết bị : D = t (b -1) + 4.d [IX-49] Trong đó : d : đƣờng kính ngoài của ống . d = 0,06 + 0,002 . 2 = 0,064 (m) b : số ống trên đƣờng xuyên tâm b = 21. t : bƣớc ống . Chọn t = 1,25 . dt = 1,25 . 0,06 = 0,075. Thay số vào ta có : D = 0,075 . (21 - 1) + 4 . 0,064 = 1.74 , (m) . SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 72 Quy chuẩn (St2 - 382) . D = 1.8 (m) = 1800 (mm) Vậy kết quả tính toán đối với phần làm lạnh nhanh hỗn hợp sau phản ứng là : + d = 60 x 2 (mm) + Chiều cao của ống H = 5 (m) + Đƣờng kính của thiết bị D = 1,8 (m). 2. Tính đƣờng kính, thể tích lớp xúc tác, chiều cao lớp xúc tác phần phản ứng : Lƣợng formalin 40% tạo thành ứng với 1kg xúc tác là 40,7kg formalin/kg xúc tác, h . - Vận tốc của hỗn hợp khí đi trong thiết bị chọn là : WD = 10 m/s . - Khối lƣợng riêng của xúc tác : 0,6 kg/dm3 . - Thành phần hỗn hợp tính theo thể tích : ρ G V   : khối lƣợng riêng của khí (kg/m3)  = T.P 273.P x 22,4 M  9.5 T = 300 + 273 =573 O k P = 1 at. OHCH3 G =9707.015 (kg/h)  22,4.573 32.273 3OHCH  0,68 (kg/m3) /h)(m022.14275 0,68 9707.015 3 3V OHCH SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 73 2 GO = 26782.737 (kg/h) 68,0 22,4.573 32.273 2 O (kg/m 3 )  0,68 26782.737 2 VO 39386.378 (m 3 /h) 88163.066G 2 N (kg/h)  573.4,22 273.28 2N  0,6 (kg/m3)  6,0 066.88163 2 VN 146938.443 (m 3 /h) OH2G 48.779 (kg/h)  573.4,22 273.18 2OH  0,38 (kg/m3) 366.128 38,0 779.48 2 V OH (m 3 /h) - Tổng thể tích: V = 200728,2 (m 3 /h) - Đổi ra phần trăm thể tích :  2.200728 022.14275 3 V OHCH 7.11%. - Thể tích của hỗn hợp rƣợu - không khí có mặt 7.11% CH3OH là : VT = V = 200728.2 (m 3 /h) * Xác định đƣờng kính thiết bị : Ta có công thức liên hệ giữa thể tích của hỗn hợp với đƣờng kính thiết bị : VT = W.S . 3600 SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 74 Trong đó : S = 4 2D Vậy : VT = w . πD 2 / 4 . 3600 Thay số vào ta có : 200728.2 = 10 . 3,14.D 2 /4 . 3600 D = 2.665 (m) Quy chuẩn : D =2.8 (m) Tiết diện của thiết bị là : S = 4 2D S = 4 8.214.3 2 =6.1544 (m 2 ) Khối lƣợng xúc tác ứng với năng suất 18939.3939 (kg/h) là : Gxt =  7,40 3939.18939 465.34 (kg) Thể tích lớp xúc tác tính theo công thức : Vxt = 6,0 34.465   xtG =775.569 (dm 3 ) = 0.77557 (m 3 ) Chiều cao lớp xúc tác là : Hxt =  1544.6 77557,0 S xtV 0,126 (m) = 126 (mm) Chiều cao của phần phản ứng dựa theo công thức : H =  3600.1544.6 2.200728 S T V 9.06 (m) = 9060 (mm) Quy chuẩn : H = 9 (m) Vậy ta có các kết quả tính toán : Đƣờng kính của thiết bị : D = 2.8 (m) Thể tích của lớp xúc tác : Vxt = 0.77557 (m 3 ) Chiều cao lớp xúc tác : Hxt =126 (mm) Chiều cao phần trên của thiết bị : SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 75 H1 = H + H1 = 9000+ 500 = 9500 (mm) . 3. Tính đƣờng kính ống dẫn nguyên liệu vào thiết bị : Chọn đƣờng kính ống dẫn nguyên liệu vào có đƣờng kính : D =300 (mm) Chọn tích cho ông dẫn nguyên liệu vào thiết bị : [IX - 417] . Dt = 300 (mm ) Do = 370 ( mm) D = 325 ( mm) Bu lông : db = M20 Db = 440 ( mm) Z = 32 cái . D1 = 400 ( mm) 4. Tính đƣờng kính ống dẫn sản phẩm ra khỏi thiết bị : Chọn đƣờng kính ống dẫn sản phẩm có đƣờng kính : D=200 (mm) Chọn tích cho ống dẫn sản phẩm ra khỏi thiết bị : [IX - 417] . Dt = 200 (mm) Do = 242( mm) D = 219 ( mm) Bu lông : db = M20 Db = 310 (mm) Z = 24 cái . Dt = 270 (mm) 5. Tính đáy của thiết bị : Đáy thiết bị dạng elíp có gờ, có lỗ , hàn từ hai nửa tấm. Có h = 0,95 ; [] = 146,7 (N/m 2 ) ; P = Po = 1.10 5 (N/m 2 ); Dt = 1.8 (m) . Gọi K là hệ số không thứ nguyên đƣợc xác định nhƣ sau : K = 1 - tD d =1- 8.1 2.0 = 0.889 Chọn đáy thiết bị có kích thƣớc nhƣ sau : SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 76 Dt = 1800( mm) hb = 350 (mm) S = 4 (mm) H = 25 (mm) Kiểm tra ứng suất của thành đáy thiết bị theo áp suất thử thuỷ lực bằng công thức : ).(...6,7 .).(.22 CSbhhK PCSbhtD O           386IX = 610.5.55 310).4,14.(35,0.95,0.889,0.6,7 510.310).4,14.(35,0.228,1(        (N/m 2 ) So sánh  = 55.5.106 (N/m2) < 610.3,183 2,1 610.220 2,1 C  (N/m 2 Vậy chiều dày đáy S = 4 (mm) thỏa mãn điều kiện thử . 6. Tính nắp của thiết bị : Nắp thiết bị hình nón có gờ và góc đỉnh 90o, hàn liền với ống hình trụ đƣờng kính. 2800mm .Trên thành ống có lỗ dẫn sản phẩm vào d =312mm. Chiều dày nắp là S = 4 mm . Kiểm tra ứng suất của thành nắp thiết bị theo áp suất thử thuỷ lực bằng công thức sau : h P COS PD oo o   1. )4,14).(90(2 .,             400IX =    95.0 1 10 4.14902 108.2 5 0 5          COS = 0.105 10 6 (N/m 2 ) So sánh  = 0,105.106 (N/m2) <  2,1 C 183,3.106 (N/m2) Vậy chiều dày nắp S = 4 mm thỏa mãn điều kiện thử . Nắp có các kích thƣớc sau : Dt = 2.8(m) SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 77 S = 4 (mm) hb = 450 (mm) H = 40 mm 7. Chiều dày của thân thiết bị : Thân thiết bị hình trụ, làm việc ở áp suất khí quyển có chiều dày đƣợc xác định theo công thức : S = C tP tPtD   ...2 . Trong đó : Dt : đƣờng kính trong của thiết bị . Dt = 2.8 m .  : Hệ số bền hàn của hình trụ theo phƣơng dọc. Do hàn giáp mối bằng hồ quang điện nên  = 0,95 (IX - 362) . Pt : Áp suất trong thiết bị. Do thiết bị làm việc ở áp suất khí quyển nên có Pt = 1.10 5 (N/m 2 ) . C : đại lƣợng bổ sung do ăn mòn, bào món và dung sai âm về chiều dày, m . : Ứng suất của thiết bị, N/m2 . Đại lƣợng C đƣợc tính theo công thức sau : C = C1 + C2 + C3 [IX - 363] . Trong đó : C1 : đại lƣợng bổ sung ăn mòn xuất phát từ điều kiện ăn mòn vật liệu của môi trƣờng thời gian làm việc của thiết bị . Vì vật liệu làm thiết bị là vật liệu bền (thép không gỉ X18H10T) nên C1 = 1 mm = 0,001 m. C2 : đại lƣợng bổ sung bào mòn. Do nguyên liệu không chứa các hạt rắn chuyển động, lớp xúc tác là tĩnh nên có C2 = 0 . C3 : đại lƣợng bổ sung do dung sai âm của chiều dày, đƣợc chọn theo chiều dày . m . Thay vào công thức ta có : SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 78 C = 0,001 + O + C3 = 0,001 + C3 . Gọi (k) (N/m 2 ) là ứng suất cho phép của vật liệu thép X18H10T . Ứng suất cho phép giới hạn bền kéo của vật liệu thép X18H10T đƣợc xác định theo công thức :       . K K K  Trong đó : k : ứng suất giới hạn bền kéo của X18H10T , N/m 2 . k = 450 . 10 6 (N/m 2 ) [X - 310] . k : hệ số an toàn theo giới hạn bền kéo , k = 2,6 , [IX - 356].  : hệ số hiệu chỉnh. Do thiết bị loại II nên  = 1 .    610.1730,1. 6,2 610.450 K (N/m 2 ) Ứng suất cho phép giới hạn bền chảy của vật liệu thép X18H10T đƣợc xác định theo công thức :       . C C K  Trong đó : c : ứng suất giới hạn bền chảy của X 18 H 10T , N/m 2 . c : 220.10 6 (N/m 2 ) [IX - 310] . c : Hệ số an toàn theo giới hạn bền kéo, c = 1,5 [IX - 356] .  : Hệ số hiệu chỉnh. Do thiết bị loại II nên  = 1 .   610.7,1461. 5,1 610.220 c (N/m 2 ) Để đảm bảo về độ bền ta lấy giá trị nhỏ hơn trong hai kết quả trên tức là : (k) = 146,7 . 10 6 (N/m 2 ) . SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 79 Xét tỷ số sau :   5065,139395,0. 10.0,1 10.7,146 . 5 6 h P   Do đó ta có thể bỏ qua đại lƣợng Pt ở mẫu số của công thức tính chiều dày. Khi đó ta có :     C PD C P PD S tt t tt     ..2..2 . . Chọn C3 = 0,22 (mm) = 0,22 . 10 -3 (m) Khi đó : S = (2 + 0,22) . 10-3 = 2,22 . 10-3 (m) Quy chuẩn theo [X - 364] ta lấy S = 3mm.Phù hợp với C3= 0,22 mm Kiểm tra ứng suất của thành thiết bị theo áp suất thử thuỷ lực : Po = Pth + Pt . Trong đó : Pt : Áp suất thuỷ lực , N/m 2 . Pt = 1,5 . Pt = 1,5 . 1,0 . 10 5 = 1,5 . 10 5 (N/m 2 ) . Pt : Áp suất thuỷ lực của nƣớc, N/m 2 . Pt = g . . H = 9,81 . 1000 . 1.95= 0,1962.10 5 , (N/m 2 ).  Po = (1,5 + 0,1962) .10 5 = 1.6962.10 5 (N/m 2 ). Thay vào công thức kiểm tra :  =     h t CS PCSPD 3 030 2   =      95.01022.032 106962.110.22.038.2 3 53     =9010 6 (N/m 2 ) So sánh:  = 90.106 (N/m2) < 610.33,183 2,1 C  (N/m 2 ) Ta thấy thiết bị thỏa mãn điều kiện kiểm tra đảm bảo cho thiết kế. Vậy thân thiết bị có chiều dày S = 3 mm . SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 80 Quy chuẩn : S= 4 (mm). SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 81 PHẦN III: TỒN CHỨA VÀ VẬN CHUYỂN FORMALIN Khi giảm nhiệt độ cũng nhƣ tăng nồng độ, dung dịch formandehyde - nƣớc có xu hƣớng bị kết tủa tạo paraformandehyde. Mặt khác, khi nhiệt độ tăng cũng có xu hƣớng tạo axit focmic. Do đó, phải duy trì nhiệt độ lƣu kho thích hợp tối ƣu. Ngoài ra việc thêm chất ổn định là rất cần thiết (VD: metanol, etanol, propanol hoặc butanol). Nhiều hợp chất đƣợc sử dụng để ổn định formandehyde nhƣ : urê , melamin, hydrazin hydrat, metyl xenlulo, guanamin và bismelamin. Ví dụ, chỉ thêm vào 100 mg iso phthalobisguanamin vào 1 kg dung dịch trên (dung dịch formandehyde 40%wt) có thể lƣu kho ít nhất 100 ngày ở nhiệt độ 17oC mà không xảy ra sự kết tủa paraformandehyde và dung dịch formandehyde 50%wt có thể giữ đƣợc ít nhất 100 ngày ở 42oC . Hàm lƣợng Formandehyde (%wt) Hàm lƣợng metnol Nhiệt độ lƣu khó oC 30 <=1 7  10 37 <1 35 37 7 21 37 10  12 67 50 12 45 50 1 2 60 65 Ổn định bằng 200 mg iso phthalobisguanamin cho 1 kg dung dịch formalin, formandehyde có thể đƣợc chứa và vận chuyển trong các thiết bị chứa làm bằng thép không gỉ, nhôm, sản phẩm tráng men, nhựa polieste. Thiết bị chứa bằng sắt đƣợc lót bên trong bằng nhựa epoxit hoặc chất dẻo. Nhiệt độ bốc cháy của các dung dịch formandehyde nằm trong dải 55  85oC tuỳ thuộc vào nồng độ của chúng và hàm lƣợng metanol . SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 82 PHẦN IV : BIỆN PHÁP BẢO VỆ MÔI TRƢỜNG Trong tự nhiên, formandehyde có mặt khắp nơi, đƣợc thải vào không khí nhờ quá trình oxi hóa, quang hoá và cháy không hoàn toàn các hydrocarbon, trong cuộc sống formandehyde có rất nhiều trong thành phần khí thải ôtô, máy bay, các phân xƣởng nhiệt lò đốt . Theo báo cáo năm 1976 hiệp hội bảo vệ môi trƣờng của Mỹ thì lƣợng formandehyde trong khí quyển do các nguồn sau : - Khí thải từ các phƣơng tiện giao thông và máy bay 52  63% . - Các phản ứng quang học ( chính từ hydrocarbon trong khí thải ) 19  32% . - Các phóng xạ nhiệt lò đốt 13  15% . - Từ các nhà máy lọc dầu 1  2% . - Từ nhà máy sản xuất formandehyde 1% . Formandeỳde với lƣợng hạn chế từ khói thuốc lá cũng nhƣ từ nhựa urê-malamin và phenol formandehyde trong gỗ dán đồ gỗ . Biện pháp xử lý tốt nhất chống lại sự tích tụ formandehyde trong phòng là thông gió thích hợp. Mùi của formandehyde mạnh có thể giúp ta phát hiện ra sự có mặt của nó . Nồng độ formandehyde đƣợc giới hạn từ năm 1997, nếu chứa 0,05% trọng lƣợng formandehyde thì phải dán nhãn. Formandehyde không tích tụ lại trong môi trƣờng hoặc trong cơ thể vì nó nhanh chóng bị oxy hóa và tạo thành axit focmic và CO2 . SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 83 PHẦN V: THIẾT KẾ XÂY DỰNG I. ĐẶC ĐIỂM SẢN PHẨM CỦA NHÀ MÁY: Trong tự nhiên, Formandehyde có mặt khắp nơi, đƣợc thải vào không khí nhờ quá trình ôxy hoá, quang hóa và cháy không hoàn toàn các hyđrôcacbon, trong cuộc sống Formandehyde có rất nhiều trong thành phần khí thải ô tô, máy bay, các phân xƣởng nhiệt là đốt. Lƣợng Formandehyde trong không khí do các nguồn sau: - Khí thải từ các phƣơng tiện giao thông và máy bay: 52 - 63%. - Các phóng xạ nhiệt là đốt : 13 - 15%. - Từ các nhà máy lọc dầu : 1 - 2%. - Từ nhà máy sản xuất Formandehyde : 1%. Biện pháp xử lý tốt nhất chống lại sự tích tụ Formandehyde trong phòng là thông gió thích hợp. Mùi của Formandehyde mạnh có thể giúp ta phát hiện ra sự có mặt của nó. II. ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG: 1. Các yêu cầu chung: Địa điểm xây dựng đƣợc lựa chọn phải phù hợp với quy hoạch lãnh thổ, quy hoạch vùng, quy hoạch cụm kinh tế công nghiệp đã đƣợc các cấp có thẩm quyền phê duyệt. Tạo điều kiện phát huy tối đa công suất của nhà máy và khả năng hợp tác sản xuất của nhà máy với các nhà máy lân cận. Địa điểm lựa chọn xây dựng phải gần với các nguồn cung cấp nguyên liệu cho sản xuất và gần với nơi tiêu thụ sản phẩm nhà máy. Gần các nguồn cung cấp năng lƣợng, nhiên liệu nhƣ: điện, nƣớc, khí nén, than, dầu..., nhƣ vậy sẽ hạn chế tối đa chi phí cho vận chuyển, hạ giá thành sản phẩm, góp phần thúc đẩy sự phát triển của nhà máy. Địa điểm xây dựng, phải đảm bảo đƣợc sự hoạt động liên tục của nhà máy do vậy cần chú ý các yếu tố sau: + Phù hợp và tận dụng tối đa hệ thống quốc gia bao gồm đƣờng bộ, đƣờng sắt, đƣờng sông, đƣờng biển, kể cả đƣờng hàng không. + Phù hợp và tận dụng tối đa hệ thống mạng lƣới cung cấp điện, thông tin liên lạc và các mạng lƣới kỹ thuật khác. SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 84 2. Các yêu cầu về kỹ thuật xây dựng: Khu đất phải có kích thƣớc và hình dạng thuận lợi cho việc xây dựng trƣớc mắt cũng nhƣ cho việc mở rộng nhà máy trong tƣơng lai. Kích thƣớc, hình dạng và quy mô diện tích của khu đất nếu không hợp lý sẽ gây ra nhiều khó khăn trong quá trình thiết kế bố trí dây chuyền công nghệ, cũng nhƣ việc bố trí các hạng mục công trình trên mặt bằng khu đất đó. Khu đất đƣợc lựa chọn cần lƣu ý các yêu cầu sau: + Không đƣợc nằm trên các vùng có mỏ khoáng sản hoặc địa chất không ổn định ( nhƣ có hiện tƣợng động đất, xói mòn đất, hiện tƣợng cát chảy). + Cƣờng độ khu đất xây dựng là 1,5 - 2,5 kg/cm2. Nếu xây dựng trên nền đất sét, sét pha cát, đất đá ong, đất đồi... để giẩm tối đa chi phí gia cố nền móng của các hạng mục công trình nhất là các hạng mục công trình có tải trọng bản thân và tải trọng động lớn. 3. Các yêu cầu về môi trƣờng vệ sinh công nghiệp: Khi địa điểm xây dựng đƣợc chọn cần xét đến mối quan hệ mật thiết giữa khu dân cƣ đô thị và khu công nghiệp. Điều đó không tránh khỏi là trong quá trình sản xuất các nhà máy thƣờng thải ra các chất độc hại nhƣ: khí độc, nƣớc bẩn, khói bụi, tiếng ồn... hoặc các yếu tố bất lợi khác nhƣ dễ cháy, nổ, ô nhiễm môi trƣờng... Địa điểm xây dựng phải thoả mãn các yêu cầu quy phạm, quy định về mặt bảo vệ môi trƣờng vệ sinh công nghiệp. Chú ý khoảng cách bảo vệ vệ sinh công nghiệp, tuyệt đối không đƣợc xây dựng các công trình công cộng hoặc công viên, phủ trồng cây xanh để hạn chế tác hại của khu công nghiệp gây nên. Thƣờng xây dựng ở cuối hƣớng gió chủ đạo, nguồn nƣớc thải của nhà máy đã đƣợc xử lý phỉa ở hạ lƣu và cách bến dùng nƣớc của khu dân cƣ tối thiểu là 500m. Tóm lại, để lựa chọn địa diểm xây dựng nhà máy hợp lý phải căn cứ vào các yâu cầu trên. Nhƣng trong thực tế rất khó khăn khi lựa chọn đƣợc địa điểm thoả mãn các nhu cầu trên. Do vậy, sau khi đã nghiên cứu cân nhắc kỹ lƣỡng các yêu cầu, ƣu tiên đặc điểm sản xuất riêng của nhà máy em quyết định chọn đĩa điểm xây dựng nhà máy sản xuất Formandehyde là khu công nghiệp Dung Quất , Quảng Ngãi. SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 85 III. GIẢI PHÁP THIẾT KẾ TỔNG MẶT BẰNG NHÀ MÁY: 1. Nguyên tắc thiết kế tổng mặt bằng nhà máy: Trong đồ án này em thiết kế tổng mặt bằng nhà máy theo nguyên tắc phân vùng. + Vùng trƣớc nhà máy: Nơi bố trí các nhà hành chính quản lý, phục vụ sinh hoạt, cổng ra vào, gara ô tô xe đạp... đối với các nhà máy có quy mô nhỏ hoặc mức độ hợp khối lớn, vùng trƣớc nhà máy hầu nhƣ đƣợc dành diện tích cho bãi đỗ xe ô tô, xe gắn máy, xe đạp, cổng bảo vệ, bảng tin và cây xanh cảnh quan. Diên tích vùng này tuỳ theo đặc điểm sản xuất, quy mô của nhà máy có diện tích từ 4 - 20% diện tích toàn nhà máy. + Vùng sản xuất: Nơi bố trí các nhà máy và dây chuyền sản xuất chính của nhà máy, nhƣ các xƣởng sản xuất chính, phụ, sản xuất phụ trợ... Tuỳ theo đặc điểm sản xuất và quy mô của nhà máy diện tích vùng chiếm từ 22 - 25% diện tích của nhà máy. Đây là vùng quan trọng nhất của nhà máy nên khi bố trí cần lƣu ý một số đặc điểm sau: - Khu đất đƣợc ƣu tiên về điều kiện địa hình, địa chất cũng nhƣ về hƣớng. - Các nhà máy xƣởng trong quá trình sản xuất gây ra các tác động xấu nhƣ tiếng ồn lớn, lƣợng bụi, nhiệt thải ra nhiều hoặc dễ có sự cố ( đẽ cháy, dễ nổ hoặc rò rỉ các hoá chất bất lợi ). nên đặt ở cuối hƣớng gió và tuân thủ chặt chẽ an toàn vệ sing công nghiệp. + Vùng các công trình phụ: Nơi đặt các nhà và các công trình cung cấp năng lƣợng bao gồm các công trình cung cấp điện, hơi, nƣớc, xử lý nƣớc thải và các công trình bảo quản kỹ thuật khác. Tuỳ theo mức đô của công nghệ yêu cầu vùng này có diện tích 14 - 28% diện tích nhà máy. + Vùng kho tàng và phục vụ giao thông: Trên đó, bố trí các hệ thống kho tàng, bến bãi, các cầu bốc dỡ hàng hoá, sân ga nhà máy... Tuỳ theo đặc điểm sản xuất và quy mô của nhà máy SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 86 vùng này thƣờng chiếm từ 23 - 37% diện tích nhà máy. Khi bố trí vùng này ngƣời thiết kế cần chú ý một số điểm sau: - Cho phép bố trí các công trình trên vùng đất không ƣu tiên và hƣớng. Nhƣng phải phù hợp với các nơi tập kết nguyên liệu và sản phẩm của nhà máy dễ dàng thuận tiện cho việc nhập, xuất hàng của nhà máy. - Tuy nhiên, trong nhiều trƣờng hợp do đặc điểm và yêu cầu của dây chuyên công nghệ hệ thống kho tàng có thể bố trí gắn liền trực tiếp với bộ phận sản xuất. Vì vậy, ngƣời thiết kế có thể bố trí một phần hệ thống kho tàng nằm ngay trong khu vực sản xuất. 2. Các hạng mục công trình: Bảng : Các hạng mục công trình của nhà máy STT Tên các hạng mục công trình Số tầng Diện tích (m 2 ) Dài  rộng ( m  m) 1 Nhà hành chính 2 432 24 x 9 2 Hội trƣờng 2 432 24 x 9 3 Nhà ăn (Căng tin) 2 324 18 x 9 4 Nhà sản xuất chính 2 864 48 x 18 5 Nhà sản xuất phụ trợ 1 216 24 x 9 6 Khu đất dự trữ 1152 48 x 24 7 Nhà chứa nguyên liệu 1 648 36 x 18 8 Trạm cấp nƣớc sạch và xử lý nƣớc sạch 1 324 18 x 18 9 Nhà kho 1 648 36 x 18 10 Nhà chứa sản phẩm 1 648 36 x 18 11 Trạm biến thế + điện 1 108 12 x 9 12 Phòng thí nghiệm 1 216 24 x 9 13 Nhà sửa chữa cơ khí 1 216 24 x 9 14 Nhà vệ sinh và thay quần áo 1 216 24 x 9 15 Nhà để xe đạp + xe máy 1 324 36 x 9 16 Gara Ô tô 1 324 36 x 9 SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 87 17 Phòng bảo vệ 4 phòng 36 3 x 3 Tổng diện tích : 7228 Tổng số công nhân của nhà máy khoảng 100 ngƣời, nhà máy hoạt động liên tục 24/24h, chia làm 3 ca mỗi ca có 51 ngƣời làm việc, trong đó phân xƣởng sản xuất khoảng 15 ngƣời. Nhà máy sản xuất formandehyde đi từ nguyên liệu metanol và không khí với công suất là 150000 tấn/năm có : + Diện tích tổng mặt bằng nhà máy là 7228  4 = 28912 (m2). + Diện tích đất chiếm trên mặt bằng của các đƣờng ống kỹ thuật, của các khu đất trồng cây xanh và đƣờng đi trong tổng mặt bằng là : 14456 (m2). + Hệ số xây dựng: Kxd = 28912 7228 =0.251 = 25,1% + Hệ số sử dụng: Kxd = 28912 144567228 100%=72,3% SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 88 PHẦN VI : TÍNH TOÁN KINH TẾ i. MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ : Để thiết kế xây dựng nhà máy, phân xƣởng cần phải tính toán đảm bảo ba yếu tố sau : + Đảm bảo yêu cầu kỹ thuật +Đảm bảo mang lại hiệu quả kinh tế +Đảm bảo yêu cầu lao động và vệ sinh môi trƣờng Khi đầu tƣ cho một nhà máy, xí nghiệp hay doanh nghiệp thì vấn đề quan trọng hàng đầu là lợi ích kinh tế . Vì vậy việc tính toán kinh tế là vô cùng cần thiết và quan trọng . tính toán kinh tế giúp chúng ta tổng quát giá trị của dự án , ngoài ra nó còn tác động đến sự điều chỉnh mức cân bằng của thành phần lập nên dự ansao cho hợp lý nhƣ : Tổ chức và kế hoạch sản xuất , tổ chức vốn đầu tƣ , giá thành của nguyên vật liệu và sản phẩm và điều quan trọng hơn cả của việc tính toán kinh tế là đánh giá mức độ thực thi của dự án từ đó quyết định dự án có đƣợc thực hiện hay không . Do yêu cầu và thời gian có hạn nên trong phần này em chỉ đề cập đến những vấn đề cơ bản của tính toán một dự án nhƣ : Đầu tƣ cơ bản ban đầu , chi phí sản xuất , lợi nhuận của nhà máy , thời gian thu hồi vốn của dự án . II . NỘI DUNG TÍNH TOÁN KINH TẾ : 1 . Chế độ làm việc của phân xƣởng : Dây chuyền sản xuất 24/24h , số ngày làm việc trong một năm là 330 ngày, số ngày nghỉ là 35 ngày . Mỗi ngày làm ba ca mỗi ca 8 giờ . Năng xuất của nhà máy là 150000 tấn /năm . 2 . Nhu cầu về nguyên vật liệu , nhiên liệu và năng lƣợng : a. Nhu cầu về nguyên vật liệu : Ta tính nhu cầu về nguyên liệu cho một tấn sản phẩm Formalin: SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 89 Năng xuất của quá trình : Lƣợng metanol nguyên liệu : Lƣợng nƣớc Lƣợng hơi nƣớc Lƣợng xúc tác Từ đó ta tính lƣợng nguyên liệu hao phí cho một tấn sản phẩm nhƣ sau : Lƣợng Metanol Lƣợng nƣớc Lƣợng hơi nƣớc Lƣợng xúc tác Bảng : Nhu cầu về nguyên liệu Tên nguyên liệu Đơn vị Hệ số tiêu hao Nhu cầu trong năm Metanol Tấn 0.513 76950 Nƣớc Tấn 0.271 40650 Hơi nƣớc Tấn 0.391 47850 Xúc tác Tấn 0.025 3750 b . Nhu cầu về năng lƣợng : Điện dùng cho chạy máy công nghệ đƣợc tính theo công thức: W =K1K2  n 1i 1n .P.Ti Trong đó : -W : Điện năng dùng trong một năm , kw . -P :Công xuất động cơ loại i ,kw . -Ni: số động cơ loại i , cái SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 90 -K1: Hệ số phụ tải , thƣờng lấy 0.75 -K2: Hệ số tổn thất , thƣờng lấy 1.05 -Ti: Thời gian sử dụng trong năm , 33024 =7920 (h) Bảng : Tổng chi phí điện năng trong công nghiệp Tên thiết bị P ni P K1 K2 Ti W BƠM METANOL 5.4 1 5.4 0.75 1.05 7920 33679.8 BƠM FORMALIN 5.4 2 10.8 0.75 1.05 7920 67359.6 MÁY NÉN 2000 1 2000 0.75 1.05 7920 12474000 BƠM NƢỚC MỀM 8.6 2 17.2 0.75 1.05 7920 107276.4 TỔNG 12682315.8 §iÖn dïng th¾p s¸ng cho ph©n x-ëng cña 2 ca chiÒu vµ ®ªm (16/24h)®-îc tÝnh theo c«ng thøc : Ws=   n 1i 1n .P.Ti Trong đó : -Ws: Điện năng dùng trong một năm , kw -P: Công suất đèn loại i , cái -N: Số loại bóng đèn -Ti: Thời gian sử dụng trong năm , 33016 =5280 (h) Bảng : Tổng chi phí cho điện thắp sáng Tên công trình Loại bóng(w-W) ni Ti Ws nhà sản xuất 150-220 48 5280 253440 SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 91 Các nhà còn lại 150-220 16 5280 84480 TỔNG CỘNG 337920 Điện dùng trong hệ thống đốt điện trong lò phản ứng chính : Để sản xuất ra một tấn sản phẩmtiêu tốn một lƣợng điện năng là :74 kw.h Lƣợng điện tiêu thụ trong cả năm : 74150000 = 11100000 (kw.h) Lƣợng điện tiêu thụ trong cả năm cho toàn bộ phân xƣởng : 12682315.8 +337920 + 11100000 = 24120235.8 (kw.h) Lƣợng điện cho một tấn sản phẩm : 24120235.8 : 150000 = 160.8 (kw) 3. Chi phí 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 năm Đơn giá (Đ) Thành tiền (Đ) Metanol Tấn 76950 4.10 6 307800. 10 6 Nƣớc Tấn 40650 2. 10 3 81,3. 10 6 Hơi nƣớc Tấn 47850 5.10 4 2392,5. 10 6 Xúc tác Tấn 3570 30. 10 6 112500. 10 6 Điện kw 24120235.8 1000 24120,2358. 10 6 Tæng céng 446894,0358. 10 6 4. Tính vốn đầu tƣ cố định :Vđt a . Tính vốn đầu tƣ xây dựng : Vxd SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 92 Đơn giá xây dựng nhà lộ thiên khung bê tông cốt thép toàn khối , kết cấu bao che nhẹ : 1600000 đ/m2. Tổng diện tíc xây dựng là : Vxd = 72281600000 = 115648.10 5 (Đ) b . Tính vốn đầu tƣ cho thiét bị , máy móc : Bảng : tổng chi phí đầu tƣ cho thiết bị Tên thiết bị Số lƣợng Đơn giá (Đ) Thành tiền (Đ) Thiết bị phản ứng 1 250.106 250. 106 Thiết bị trao đổi nhiệt 4 30. 106 120. 106 Thiết bị sủi bọt khí 1 10. 106 10.106 Nồi hơi 1 40. 106 40. 106 Thiết bị làm lạnh 5 20. 106 100. 106 Thiết bị hấp thụ 2 100. 106 100. 106 Thùng cao vị 2 2. 106 2. 106 Bể chứa metanol 1 3. 106 3. 106 Bể chứa nƣớc 1 4. 106 4. 106 Bể chứa sản phẩm 1 5. 106 5. 106 Máy nén 1 4,5. 10 6 4,5. 10 6 Bơm 5 5. 106 25. 106 Tổng cộng 783. 106 - Chi phí lắp đặt :20%.Vtb - Chi phídụng cụ : 10%.Vtb - Chi phí vận chuyển :10%.Vtb SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 93 Tổng cộng :40% .Vtb = 313,2 . 10 6 Tổng vốn đầu tƣ cho thiết bị là : Vtb= 783. 10 6 +131,2. 10 6 = 1096,2. 10 6 (Đ) SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 94 c. Tính vốn đầu tƣ khác :Vk Gồm những chi phí về vận chuyển , khảo sát thiết kế, đào tạo cán bộ chiếm 10% tổng vốn đầu tƣ cố định . Vđt= Vxd+ Vtb+Vk=Vxd+Vtb+0,1Vđ Suy ra : Vđt= 9.0 VtbVxd  = 9.0 10.2.109610.115648 65  = 14067.77810 6 (Đ) 5. Nhu cầu về lao động : Do đặc điểm của quá trình sản xuất là liên tục , đƣợc tiến hành trong thiết bị kín , tự động hóa trong sản xuất . Nhiệm vụ chủ yếu của công nhân là kiểm tra , quan sát chế độ làm việc của máy móc thiết bị và chất lƣợng sản phẩm để điều chỉnh cho thích hợp . Dƣới đây là bảng phân bố số lƣợng công nhân trực tiếp sản xuất . Bảng ; bố trí công nhân nơi sản xuất Nơi làm việc Số lƣợng thiết bị Số công nhân trong môt ca Tổng số công nhân trong ngày bộ phận phản ứng 1 2 6 Bộ phận lọc khí 1 1 3 Bộ phận làm mềm nƣớc 1 1 3 Bộ phận hóa hơi nƣớc 1 1 3 Bộ phận hóa hơi metanol 1 1 3 Bộ phận bão hòa hơi nƣớc 1 1 3 Tháp hấp thụ 1 1 3 Bộ phận trao đổi nhiệt 4 1 3 Máy nén , bơm , điện 8 2 6 Bộ phận sản phẩm 1 1 3 Tổng cộng 12 36 SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 95 Số cán bộ , nhân viên : Cán bộ kỹ thuật : 2 ngƣời ( quản đốc , phó quản đốc) Thƣ ký văn phòng 1 ngƣời Hành chính 2 ngƣời Bảo vệ 4 ngƣời Vệ sinh 2 ngƣời Đầu bếp 4 ngƣời Vậy tổng số ngƣời làm việc trong phân xƣởng là 51 ngƣời 6. Quỹ lƣơng công nhân và nhân viên toàn phân xƣởng : - mức lƣơng công nhân trực tiếp là :2000000 Đ/ tháng. - Lƣơng gián tiếp và tổ trƣởng tính theo hệ số . Thống kê quỹ lƣơng công nhân : Ngành nghề Số ngƣời Hệ số Lƣơng tháng (Đ/ngƣời) Lƣơng toàn bộ (Đ) Lƣơng cả năm (Đ) Công nhân trực tiếp 38 1 2.106 76. 106 912. 106 Tổ trƣởng 4 1,2 2,4. 106 9,9. 106 118,8. 106 Quản đốc 1 1,5 3. 106 3. 106 36. 106 Phó quản đốc 1 1,4 2,8. 106 2,8. 106 33,6. 106 Thƣ ký 1 1,3 2,6. 106 2,6. 106 31,2. 106 Hành chính 2 1,1 2,2. 10 6 4,4. 10 6 52,8. 10 6 Bảo vệ 4 1 2. 106 8. 106 96. 106 Tổng cộng 51 106,7. 106 1280,4. 106 - Bồi dƣỡng độc hại : 1280.40.01. 106= 12,804. 106 - Tổng quỹlƣơng của cả năm : 1280,4. 106+12,804. 106 SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 96 = 1293,20410 6 (Đ) SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 97 7. Tính khấu hao: Khấu hao của thiết bị , nhà xƣởng nhƣ sau: -nhà sản suất có thời gian khấu hao là 20 năm .Mức khấu hao là: = 20 Vxd = 20 108.11564 6 = 578.24 10 6 (Đ) -Thiết bị , máy móc lấy thời gian khấu hao là 8 năm . Mức khấu hao là : = 8 Vtb = 8 102.1096 6 = 137.02510 6 (Đ) - Tổng mức khấu hao cho toàn bộ phân xƣởng là : 578.2410 6 +137.02510 6 = 715.26510 6 (Đ) - Khấu hao sửa chữa lấy bằng 50% khấu hao cơ bản : 715.26510 6 50%=357.632510 6 (Đ) - Mức khấu hao trên một đơn vị sản phẩm: 715.26510 6 +357.632510 6 = 1072.897510 6 (Đ) 8. Các khoảng chi khác : - Chi phí quảng lý xí nghiệp lấy 8% giá thành phân xƣởng Giá thành phân xƣởng : 14067.77810 6 (Đ) Chi phí doanh nghiệp là: 14067.77810 6 8% = 1125.42210 6 (Đ) - Chi phí bán hàng lấy 1% giá thành phân xƣởng 14067.77810 6 1% = 140.67810 6 (Đ) Giá thành toàn bộ : SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 98 14067.77810 6 +1125.42210 6 +140.67810 6 = 15333.87810 6 (Đ) Tính cho một đơn vị sản phẩm: 462395.695810 6 :150000 = 3.08310 6 (Đ/tấn) - Thuế doanh thu lấy 4% doanh thu phân xƣởng 9. Tính giá thành sản phẩm: a . Tổnh doanh thu của phân xƣởng trong năm là : DT = SPGB Trong đó : DT :Doanh thu trong một năm (Đ) SP : Lƣợng sản phẩm thu đƣợc trong một năm (Tấn) GB : Giá bán sản phẩm (Đ/Tấn) GB = GT+ TVAT + LĐM Trong đó : GT : Giá thành một đơn vị sản phẩm: 3.083 10 6 Đ/tấn TVAT : Thuế giá trị gia tăng bằng 10% GB LĐM : Lãi định mức bằng 5% GB Vậy : GB = 3.08310 6 +0.1GB + 0.05GB GB = 85.0 10083.3 6 = 3.62710 6 (Đ/tấn) Lãi giá bán : GB = 3.62710 6 (Đ/tấn) TVAT=0.362710 6 (Đ/tấn) LĐM= 0.1813510 6 (Đ/tấn) DT = SP  GB = 1500003.62710 6 = 54405010 6 (Đ) SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 99 b . Lợi nhuận : LN = DT – CP Trong đó : CP : Tổng chi phí phân xƣởng trong năm (Đ) CP = SP  GT + SP  TVAT Vậy lợi nhuận phân xƣởng đƣợc tính là : LN = DT – SP(GT +TVAT) = 54405010 6 - 150000 (3.083+0.3627) 10 6 LN = 2719510 6 (Đ) c . Hiệu quả kinh tế : Hiệu quả : Ehq= DT/CP = 54660010 6 :51921010 6 =1. Vậy thời gian thu hồi vốn đầu tƣ 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 . PHẦN VII: SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 100 TỰ ĐỘNG HÓA TRONG PHÂN XƢỞNG 1. Mục đích và ý nghĩa: Tự động điều chỉnh là một quá trình ứng dụng các dụng cụ, các thiết bị và các máy móc tự động điều khiển vào quá trình công nghệ. Những phƣơng tiện kỹ thuật này cho phép thực hiện những quá trình công nghệ theo một chƣơng trình tiêu chuẩn 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 hóa không chỉ làm đơn giản các thao tác sản xuất, tăng năng suất lao động và cho phép giảm số lƣơng công nhân và có biện pháp hữu hiệu trong an toàn lao động. Để đảm bảo các yêu cầu trên thì việc sử dụng hệ thống đo lƣờng và các biện pháp tự động hóa trong sản xuất không chỉ là một vấn đề cần thiết mà còn có tính chất bắt buộc đối với công nghệ này. Trong quá trình hoạt động, nếu chỉ có một thiết bị không ổn định thì chế độ công nghệ của cả dây chuyền bị phá vỡ, trong nhiều trƣờng hợp phải ngừng hoạt động của cả dây chuyền để sửa chữa. Từ các đặc điểm trên cho thấy đo lƣờng tự động hóa trong dây chuyền công nghệ là một vấn đề hết sức quan trọng. Nó không chỉ làm tăng năng suất của công nghệ mà còn 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 tự động hóa mà những nơi có thể xảy ra các hiện tƣợng cháy nổ hay rò rỉ hơi sản phẩm độc hại ra ngoài đƣợc điều khiển tự động, tự động kiểm tra tránh đƣợc việc sử dụng công nhân. Tự động hóa đảm bảo các thao tác điều khiển các thiết bị công nghệ một cách chính xác tránh các sự cố xảy ra trong thao tác điều khiển, tự động báo động khi có sự cố xảy ra. SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 101 2. Một số ký hiệu thường dùng trong tự động hóa: - Dụng cụ đo nhiệt - Dụng cụ đo áp suất - Dụng cụ đo lƣu lƣợng - Dụng cụ đo nhiệt độ hiển thị tại trung tâm điều khiển - Dụng cụ đo nhiệt độ truyền xa tại trung tâm điều khiển - Thiết bị đo áp suất tự động điều chỉnh (van an toàn) - Bộ điều chỉnh mức chất lỏng tự ghi có báo động khí cụ lắp tại trung tâm điều khiển - Bộ điều chỉnh áp suất tự ghi và hiển thị, khí cụ lắp tại trung tâm điều khiển Cơ cấu điều chỉnh Cơ cấu chấp hành Tự động mở khi mất tín hiệu Tự động đóng khi mất tín hiệu Giữ nguyên Hệ thống tự động điều chỉnh bao gồm đối tƣợng điều chỉnh (ĐY) và bộ điều chỉnh (BĐC). Bộ điều chỉnh có thể bao gồm bộ cảm biến và bộ khuếch đại. Bộ cảm biến dùng để phản ánh sự sai lệch các thông số điều chỉnh so với giá trị cho trƣớc và biến đổi thành tín hiệu. Bộ khuếch đại làm nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu của bộ cảm ứng đêns giá trị có thể điều chỉnh cơ quan điều khiển (CQĐK), cơ quan này tác động lên đối tƣợng nhằm xóa đi độ sai lệch của các thông số điều chỉnh. 3. Các dạng tự động: + Tự động kiểm tra và tự động bảo vệ: t 0 Pcz LRA PIR SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 102 Tự động kiểm tra các thông số công nghệ nhƣ nhiệt độ, áp suất, lƣu lƣợng, nồng độ, kiểm tra các thông số công nghệ đó có thay đổi hay không? Nếu có thì cảnh báo chỉ thị ghi lại giá trị thay đổi đó. Có thể biểu diễn sơ đồ tự động kiểm tra và tự động điều chỉnh nhƣ sau: 1. Đối tƣợng điều chỉnh 2. Cảm biến đối tƣợng 3. Bộ khuếch đại 4. Yếu tố nhiễu 5. Cơ cấu chấp hành 5.1 Cảnh báo 5.2 Chỉ thị bằng kim loại hoặc bằng số 5.3 Ghi lại sự thay đổi 5.4 Phân loại + Dạng tự động điều khiển: Sơ đồ cấu trúc: 1. Đối tƣợng điều chỉnh 2. Cảm biến đối tƣợng 3. Bộ khuếch đại 4. Yếu tố nhiễu 5. Bộ đặc cho phép ta đặt tín hiệu điều khiển, nó là một tổ chức các tác động có định hƣớng điều khiển tự động. + Dạng tự động điều chỉnh: Sơ đồ cấu trúc: ẹT BK CB BD N 1 2 1 3 1 5 1 4 TT TI 5 1 ẹT BẹK CB C N 1 2 1 3 1 4 CT G PL 5.2 1 51 5.1 5.3 1 51 5.4 31 51 SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 103 1. Đối tƣợng điều chỉnh 2. Cảm biến đối tƣợng 3. Bộ khuếch đại 4. Nguồn cung cấp năng lƣợng 5. Bộ đặc 6. Bộ so sánh 7. Cơ cấu chấp hành Trong tất cả các dạng tự động điều khiển thƣờng 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: Với Y : đại lƣợng đặt ĐT : phần tử đặt trị X : đại lƣợng ra ĐC : phần tử điều chỉnh N : tác nhân nhiễu XCB: giá trị cảm biến O : đối tƣợng điều chỉnh XĐT: giá trị đặt trị CB: cảm biến SS : phần tử so sánh XPH:tín hiệu phản hồi X(trị số) = XĐT - XCB - Phần tử cảm biến: là phần tử làm nhiệm vụ nhận tín hiệu điều chỉnh X và dịch chuyển nó ra một dạng thông số khác cho phù hợp với thiết bị điều chỉnh. - Phần tử đặt trị: là một bộ phận ấn định các thông số cần duy trì hoặc giá trị phạm vi các thông số cần duy trì (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, thƣờng trên bộ đặt trị có thiết kế các vít hoặc công tắc để ngƣời điều chỉnh dễ dàng thay đổi các giá trị (đặt các thông số điều chỉnh) cho phù hợp khi vận hành. 5 6 2 1 ẹT ÑT BK CB BD N 1 21 31 51 4 N ÑT BK CB BD N 1 21 31 51 4 BKD CB ÑT BK CB BD N 1 21 31 51 4 SS BD ÑT BK CB BD N 1 21 31 51 4 CCCH ÑT BK CB BD N 1 21 31 51 4 3 4 7 SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 104 - Phần tử so sánh: là cơ cấu tiếp nhận phần tử định trị quy định (XĐT) so sánh với giá trị thông số nhận đƣợc từ cảm biến XCB, xác ddinhj sai lệch của 2 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. 4. Cấu tạo của một số thiết bị tự động: + Bộ cảm biến áp suất: Trong các bộ điều chỉnh thƣờng sử dụng bộ cảm biến áp suất kiểu màng, hộp xếp, piston, ống cong đàn hồi, Việc chọn bộ cảm ứng áp suất phụ thuộc vào việc cảm ứng điều chỉnh và độ chính xác theo yêu cầu.  p Bộ cảm ứng suát kiểu màng Kiểu pittông SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 105  p p  Cảm ứng kiểu hộp Cảm ứng kiểu cung tròn + Bộ cảm ứng nhiệt độ: Hoạt động của bộ cảm ứng nhiệt độ dựa trên nguyên lý giãn nở nhiệt, mối quan hệ giữa nhiệt độ của chất khí và áp suất hơi bão hòa của nổtnghệ kín dựa trên nguyên lý nhiệt điện trở.   Cảm ứng nhiệt độ kiểu màng cảm ứng nhiệt độ kiểu hộp xếp  Cảm ứng nhiệt độ kiểu thanh lƣỡng kim giản nở + Bộ cảm ứng đo mức chất lỏng: SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 106 Mức các chất lỏng có thể đo đƣợc bằng nhiều cách khác nhau nhƣng phƣơng pháp đơn giản và có độ chính xác cao đó là đo bằng phao.   Kiểu phao kiểu màng + Bộ cảm biến lƣu lƣợng: Bộ cảm biến lƣu lƣợng đƣợc xây dựng dựa trên sự phụ thuộc vào biểu thức sau: Q = f.V Trong đó: - f : diện tích của đƣờng ống dẫn - V : tốc độ chất lỏng chảy trong ống dẫn theo định luật Becnulli S P V   .2 Với: S : tỷ trọng của chất lỏng P : độ chênh lệch áp suất chất lỏng Nếu tỷ trọng không đổi thì lƣu lƣợng thể tích phụ thuộc vào tiết diện f và độ chênh lệch áp suất P . Có 2 cách đo lƣu lƣợng nhƣ sau: SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 107 + Khi tiết diện không đổi thì 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 thì đo diện tích tiết diện của ống dẫn xác định đƣợc lƣu lƣợng của dòng chảy. PHẦN VIII AN TOÀN LAO ĐỘNG Các nhà máy , xí nghiệp đƣợc xây dựng đẻ sản xuất nhằm phục vụ xã hội cũng nhằm phục vụ con ngƣời vì con ngƣời là nguồn tài sản và là nhân tố quý nhất . Do đó , trong lao động sản xuất phải đảm bảo tính mạng và sức khoẻ ngƣời lao động . Trong phân xƣởng sản xuất formalin các hoá chất đều rất dễ cháy nổ . Vì vậy cần phải đƣa công tác bảo đảm an toàn phòng chống cháy nổ và an toàn vệ sinh lao động lên hàng đầu. I . CÔNG TÁC BẢO ĐẢM AN TOÀN LAO ĐỘNG : 1. Giáo dục tƣ tƣởng : Cần phải thƣờng xuyên giáo dục mọi ngƣời trong phân xƣởngđẻ họ có thể thấm nhuần các nội quy của nhà máy về công tác bảo hộ lao động. 2. Trang bị bảo hộ lao động : Cần phải cấp phát đầy đủ các trang thiết bị bảo hộ lao động nhƣ : quần áo , dày mũ , găng tay ,khẩu trang ,.....trong phân xƣởng sản xuất formalin. SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 108 3. Các biện pháp kỹ thuật : Trong sản xuất càn phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau : + Thực hiện nghiêm chỉnh chế độ bảo dƣỡng máy móc định kỳ +Trang bị đầy đủ các công cụ sản xuất đúng tiêu chuẩn kỹ thuật +Các hệ thống chuyển động nhƣ :môtơ , xích phải đƣợc bao che chắn +Kiểm tra nguyên liệu trƣớc khi đƣa vào sản xuất +Thƣờng xuyên kiểm tra độ kín , độ an toàn của các ống dẫn +Tuyệt đối tuân theo các yêu cầu công nghệ +Đảm bảo tuyệt đối an toàn khi sử dụng các hoá chất dễ cháy nổ SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 109 II . CÔNG TÁC VỆ SINH TRONG LAO ĐỘNG : Cần làm tố vệ sinh trong lao động đẻ tránh những bệnh nghề nghiệp . Trong quá trình sản xuất cần phải có hệ thống thông gió và chiếu sáng cho phân xƣởng . a. Hệ thống thông gió : Trong quá trình vận hành máy móc , các quá trình sinh nhiệt các hơi khí độc hại . Do đó cần phải có biện pháp thông gió cho từng công đoạn , ngoài thông gió tự nhiên cần bố trí hệ thống hút gió . Giải pháp thiết kế kiến trúc để tăng hiệu quả thông gió tự nhiên cho phân xƣởng sản xuất . b. Chọn hình thức mái thích hợp : Chọn hƣớng nhà hợp lý đón đƣợc gió mát về múa hè. Đối với phân xƣởng sản xuất formalin có tính chất nóng , bụi , đọc hại cần phải làm cửa mái và có tấm chắn gió bên cửa mái để tăng hiệu ứng đối lƣu và hút khí từ trong nhà ra ngoài và bỏ lớp cách nhiệt từ trong nhà ra ngoài . Thiết kế 2 tầng cửa sổ trở lên: +Tầng dƣới làm cửa sổ quay theo trục quay ngang ở giữa , mở đƣợc ở vị trí nằm ngang và nghiên một góc 45o. + Tầng trên nên làm cửa sổ quay theo trục quay ngang bản lề ở trên, hoặt làm lỗ thoáng , đặt gần kết cấu mái để thông khí nóng , bẩn không tích tụ lại phía trên của xƣởng + Thiết kế các chơp bê tông (hoa bê tông thông gió ) ở phần tƣờng bên dƣới và bên trên cửa sổ . +Đặt đƣờng ống dẫn nhiệt chính đi ở ngoài nhà , dẫn các đƣờng ống nhánh vào nhà đẻ đỡ tổn thất nhiệt gây nóng nhà . c . Hệ thống chiếu sáng : Cần đảm bảo các yếu tố chiếu sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo để tạo điều kiện cho công nhân làm việt thoải mái và đạt năng xuất cao, tránh bệnh nghề nghiệp . Cần đảm bảo ánh sáng cho công nhân làm việc ca đêm .d . Các yêu cầu chiếu sáng tự nhiên : Độ chiếu sáng đảm bảo theo tiêu chuẩn : +Độ chiếu sáng phân bố tƣơng đối đồng đều (tránh hiện tƣợng chỗ quá sáng , chỗ quá tối ) SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 110 +Tránh ánh nắng chiếu trực tiếp vào nhà +Cần phải chú ý đến cả yêu cầu thông gió , che mƣa , che nắng và thẩm mỹ kiến trúc chung của nhà. e. Các biện pháp chiếu sáng tự nhiên : -kết hợp chiếu sáng tự nhiên qua các cửa sổ bên và qua cửa mái đẻ ánh sáng đều và tốt hơn -Dùng kíng chống nóng đểlấy ánh sáng -Phải tổ chức lau chùi cửa sổ , cửa kính, cửa mái thƣờng xuyên , sơn trần và tƣờng để tận dụng sự chiếu sáng tự nhiên . Khi sơn phải chú ý sự điều hoà màu sắc , sự phản chiếu và bối cảnh tƣơng phantrong nhà sản xuất . Nên chọn các màu sắc dịu , mát , nhạt , tránh những màu sắc quá chói tƣơng phản nhau để bảo vệ mắt và không gây mệt mỏi cho công nhân . g . Hệ thống che mƣa che nắng cho phân xƣởng : Kích thƣớc hợp lý, chọn các hình thức che mƣa , che nắng thích hợp sao cho vừa che mƣa , nắng , vừa lấy ánh sáng , thông gió tốt góp phần tăng vẻ đẹp kiến trúc cho phân xƣởng sản xuất . h. Hệ thống vệ sinh cá nhân : Phân xƣởng có khu vệ sinh riêng ở mỗi khu nhà , phải có phòng thay quần áo , tắm rửa vệ sinh để đảm bảo sức khoẻ cho công nhân .