Đề tài Thiết kế phân xưởng Isome hoá

m). = 0,41.105072,79= 39927,661 (Pa). Ta thấy: < [] = 0,79.105, Pa. Do đó: D = 2 (m) là thoả mãn. Khi đó chiều cao là: H = Hxt + 0,2 + D +0,225 + D +0,425 H = 3,58+0,2 +1,4 + 0,225 + 1,4 + 0,425 H = 7,234(m). Qui chuẩn thành 7 (m). Vậy lò phản ứng 1 có D = 2 (m) và chiều cao H = 7 (m). II.2. TÍNH TOÁN CHO LÒ PHẢN ỨNG THỨ 2 Ở lò này thực hiện ở nhiệt độ cao hơn lò 1 và sẽ xảy ra các phản ứng isome hoá và phản ứng Cracking. Nhiệt độ phản ứng trong lò là 230oC. Độ tụt áp giữa các lò thường là: 0,15-0,35 at. II.2.1. Tính cân bằng vật chất lò 2 Bảng 16: Thành phần nguyên liệu vào lò 2: Cấu tử ni (kmol/h) yi Mi Gi=Mi.ni (kg/h) N 38,585 0,0141 84 3241,74 P5 287,14709 0,1048 72 20674,586 P6 228,818 0,0835 86 19677,502 H2 2218,208 0,7976 2 4436,416 2772,7482 1,0000 47944,644 Ta chọn độ tụt áp ở lò thứ 2 là: 0,3 at. Khi đó áp chung của hỗn hợp khí nguyên liệu vào lò thứ 2 là: P2= 20 – 0,3 = 19,7 at = 19,7 . 105 Pa Bảng17: Thành phần áp suất nguyên liệu và khí tuần hoàn vào lò 2 Cấu tử ni (kmol/h) yi Mi Pi=19,7.105.yi(Pa) Gi=Mi.ni (kg/h) N 38,585 0,0141 84 0,27777.105 3241,74 P 515,9552 0,1883 78,21 3,70951.105 40352,088 H2 2218,208 0,7976 2 15,71272.105 4436,416 2772,7482 1,0000 19,7.105 47944,644 †Hằng số tốc độ của phản ứng Hydrocracking Naphten. Từ Tv = 563oK ® 1000/Tv = 1,776 theo đồ thị (3.15) ta có : k5 = 0,002647 (kmol/h.kgxtác). Sự giảm hàm lượng Naphten tương đối do phản ứng (5) là: . Mặt khác => - - DNN = 0,0000373.VR2 = 0,0000373.5,9988 = 0,0002237 (kmol/h). (kmol/h). Vậy hàm lượng Naphten tham gia phản ứng Cracking là: (kmol/h). Do đó hàm lượng Naphten còn lại sau phản ứng (5) là: nN = nN tổng – nN(5) = 38,585– 0,12408 = 38,4609 (kmol/h). Lượng H2 tham gia phản ứng (5) : H2(5) = 2.nN(5) = 0,12408.2 = 0,24816 (kmol/h). (kmol/h). † Hằng số tốc độ của phản ứng hydrocracking Parafin. Theo đồ thị (3.15) ta có k6 = 0,002647 (kmol/h.kg). (kmol/h.kg). - Sù giảm tương đối Parafin phản ứng (6) là: -DNP(6) = 4,9843.10-4.VR2 =4,9843.10-4.5,9988 = 0,002989(kmol/h). Lượng Parafin bị cracking là: nP(6) = DNP(6).nc =0,002989.554,552 =1,65807 (kmol/h). (kmol/h). Lượng H2 tham gia phản ứng (6) : H2(6) = nP(6) = 1,65807. 1,65807. =1,35055 (kmol/h). Bảng 18: Thành phần các cấu tử trong nguyên liệu vào lò 2 Cấu tử ni (kmol/h) yi Mi N 38,585 0,0696 84 P5 515,9552 0,5178 72 P6 228,81816 0,4126 86 783,34841 1,0000 † Tính lượng n-C5 chuyển hóa trong phản ứng (1). Theo đồ thị(3.16). Ta có nồng độ % mol ở trạng thái cân bằng ở nhiệt độ 563oK. % n-C5 = 26. % i-C5 = 74. Trong phân đoạn C5 nồng độ phần mol của i-C5 chiếm 42%, còn n-C5 là 58%. Nh­ vậy tại trạng thái cân bằng thì n-C5 trong phân đoạn C5 chuyển hoá là: 58 – 26 = 32%. Do đó phần mol n-C5 chuyển hóa là: Lượng n-C5 đã chuyển hoá sau phản ứng (1) là: (kmol/h). => Lượng i-C5 tạo thành là: (kmol/h). Lượng n-C5 còn lại được tách cho tuần hoàn là: kmol/h. † Tính lượng n-C6 chuyển hoá trong phản ứng (2). Theo đồ thị (3.17), nồng độ phần mol của n-C6 ở trạng thái cân bằng tại nhiệt độ 563oK là : %n-C6 = 19. %i-C6 = 81. Nồng độ n-C6, i-C6 trong phân đoạn C6 theo bảng 1 của nguyên liệu là: n-C6 = 45,9%. i-C6 = 54,1%. Nh­ vậy: % n-C6 đã chuyển hoá ở trạng thái cân bằng đối với C6- Parafin: Phần mol n-C6 đã chuyển hoá so với hỗn hợp nguyên liệu: Vậy lượng n-C6 chuyển hoá sau một lần phản ứng: (kmol/h). Lượng i-C6 tạo thành là: (kmol/h). Lượng n-C6 tách tuần hoàn: (kmol/h). †Tính lượng H2 tuần hoàn. H2(th) = SH2(nguyên liệu) - H2(5) - H2(6). Thay sè ta có: H2(th) = 2218,208 – 0,2481 – 1,35055 = 2216,6093 = 2216,6093(kmol/h). (kmol/h). †Lượng C1 ¸ C5 sinh ra trong quá trình phản ứng: Theo phương trình phản ứng (5) và (6) ta có thể tính được tương đối lượng C1 ¸ C5 sinh ra: P*= =0,65136(kmol/h). *Cân bằng vật chất của lò phản ứng 2 được mô tả ở bảng sau: Bảng 19: Cân bằng vật chất của lò 2 Cấu tử nC-i (kmol/h) yi Mi Gi=Mi.ni (kg/h) Đầu vào N 38,585 0,0141 84 3241,74 P 515,9552 0,1883 78,21 40352,088 H2 2218,208 0,7976 2 4436,416 2772,7482 1,0000 47944,644 Đầu ra A 0,0000 - - 0,00 N 38,4609 0,01404 84 3230,7169 n-C5 73,6445 0,02689 72 5302,4044 n-C6 43,4768 0,01587 86 3739,0114 i -C5 212,5043 0,07759 72 15300,312 i -C6 185,3312 0,06767 86 15938,49 P* 0,65136 0,00029 44 28,6598 H2 2216,6093 0,79763 2 4433,2186 2730,6786 1,00000 47944,644 Bảng 20: Lượng tuần hoàn Cấu tử nC-i, kmol/h H2 2216,6093 n- C5 73,6445 n- C6 43,4768 2333,7307  Bảng 21: Lượng sản phẩm Cấu tử nC-i, kmol/h i-C5 212,50433 i-C6 185,3312 N 38,4609 P* 0,65136 436,9478 II.2.2. Tính cân bằng nhiệt lượng lò 2 Ta có phương trình cân bằng nhiệt: Q1 + Q2 = Q3 + Q4 + Q5 Q1 : Nhiệt lượng mang vào bởi sản phẩm và khí tuần hoàn sau lò 1. Q2 : Nhiệt lượng của thiết bị trao đổi nhiệt thu được để giảm nhiệt độ của sản phẩm và khí tuần hoàn sau lò phản ứng 1 từ 250oC đến 230oC. Q3 : Nhiệt lượng mang ra khỏi lò phản ứng do các sản phẩm phản ứng và khí tuần hoàn. Q4 : Nhiệt phản ứng. Q5 : Nhiệt lượng mất mát ra môi trường xung quanh. Lượng nhiệt được tính theo công thức: Qi=nC-i.Ci.ti (KJ/h) Trong đó : nC-i lưu lượng của từng cấu tử i (kmol/h). Ci Nhiệt dung riêng của cấu tử i (J/mol.độ). ti: Nhiệt độ cấu tử i 0C. Cc=å nci. Ci (kJ/h.độ) Trong đó các: ni: là các thành phần phần khối của cấu tử thứ i. Nhiệt dung riêng của một chất được tính theo: Cp = a0+a1.T+a2.T2 Cp = a0+a1.T+a-2.T-2 Trong đó các giá trị a0 ;a1 ;a2 ;a-2 : là các hằng số thực nghiệm. T : Nhiệt độ tuyệt đối 0k. Ta có các công thức tính nhiệt dung riêng của các loại Hydrocacbon nh­ sau: - Đối với Parafin:[5-415] [5-415] Cp= (-2,1 + 4,8.n) + (27,60 + 69,11.n).10-3.T – (0,53 + 2,19.n).10-5.T2 (j/mol.K) Với n là số nguyên tử cacbon có trong parafin. - Đối với Naphten: + Alkylcyclopentan: Cp= (-19,49 + 3,75.n’) + (399,96 + 70,73.n’).10-3.T – (12,65 + 2,21.n’).10-5.T2 (j/mol.K) (j/mol.K) Với n’= n-5. + Akylcyclohecxan: Cp= (-25,61 + 5,56.n”) + (517,53 + 68,30.n”).10-5.T2 (j/mol.K) Với n” = n- 6. Bảng 22: Giá trị hiệu ứng nhiệt của từng phản ứng Phản ứng Q, kcal/mol 1 2 2 2 3 27 4 50 5 20 6 11 Bảng 23: Nhiệt dung riêng của hỗn hợp nguyên liệu và hydro tuần hoàn vào lò 2 ở 2300C Cấu tử nci,(kmol/h) Ci 2300C j/mol.độ Ci.nci 2300C kj/h.độ P 515,9552 iso- Pentan 120,61506 199,17 24022,902 n- Pentan 166,53197 198,31 33024,955 2,2-Dimetylbutan 2,05184 239,43 491,2726 2,3-Dimetylbutan 11,42377 236,39 2700,4652 Metylpentan 110,3003 238,38 26293,407 n- Hexan 105,0321 235,73 24759,229 N 44,1050 Metyl-Cyclopentan 21,57207 207,77 4482,0296 Cyclohexan 17,0247 212,28 3614,0131 A Benzen 0 - - H2 2218,208 29,30 64993,494 2851,9825 184381,77 a, Tính Q2: Lượng nhiệt cần cung cấp của lò đốt để nâng nhiệt độ của sản phẩm lò 1 lên 230oC để làm nguyên liệu cho lò 2: Q2 = Q12 – Q1 Lượng nhiệt mang vào của nguyên liệu và khí tuần hoàn ở 230oC: Q12= Qnl + QH Trong đó: Qnl = ni.Ci.t1 = nc.Cc.t1 QH = nH.CH.t1 Theo giá trị tính toán ở bảng ta có: Q12 =184381,77. 230 =53470713 (kj/h) Mà ta có Q1 = 40303217 (kj/h) (kj/h) Q2 =53470713– 40303217 =13167496 (kj/h) b, Tính Q4: Lượng nhiệt sinh ra do quá trình phản ứng. ở thiết bị phản ứng 2 xảy ra các phản ứng (1), (2), (5) và phản ứng (6). Vậy Q Q4 = Ta có các giá trị cho trong bảng sau: Bảng 24 TT kmol/h kcal/mol kj/h 1 91,8892 2 769296,93 2 61,5552 2 515340,74 5 0,12408 20 10388,304 6 1,65807 11 76347,744 Vậy Q4 =1371373,7 (kj/h) c, Tính Q3: Chọn nhiệt lượng mất mát ra khỏi môi trường phản ứng = 5% nhiệt lượng của sản phẩm mang ra: Q5 = 0,05 . Q3 Vậy tổng lượng nhiệt của đầu ra là = Q3 + 0,05 . Q3 = 1,05 .Q3 1,05 . Q3 = Q1 + Q2 – Q4 Mà ta có các phản ứng là toả nhiệt do đó: 1,05 . Q3 = 40303217+13167496 + 1371373,7 =5482087(kj/h) (kj/h) Q3 =52230559 (kj/h) Q5 = 2611527,9 (kj/h) Bảng 25: Cân bằng nhiệt lượng của thiết bị phản ứng 2 Dòng Lượng Kmol/h Nhiệt lượng Kj/h Đầu vào Q1 40303217 Q2 13167496 Q4 1371373,7 2772,7492 54842087 Đầu ra Q3 52230559 Q5 2611527,9 2772,7492 54842087 II.2.3. Tính toán kích thước chính của lò phản ứng 2 Lò phản ứng là loại lò xuyên tâm. Việc lùa chọn đường kính của lò phải thoả mãn sao cho tổn thất áp suất [] tại líp xúc tác không vượt quá giá trị cho phép. Theo một số tài liệu thì tổn thất áp suất này được tính theo công thức: [] = (Pa)[6-269] [6-269] Trong đó: nP = 1 là số lò phản ứng. [] = 0,5 . 0,158 . 106 = 0,79.105 (Pa) (*) Trong đó: - H1: chiều dày của líp xúc tác. - : Tổn thất áp suất trên 1m chiều dày của líp xúc tác (Pa/m). - : Độ rỗng của líp xúc tác, m3/m3. - : Vận tốc của dòng hơi qua líp xúc tác, m/s. - : Khối lượng riêng của hỗn hợp khí, kg/m3. - : Độ nhít động học của hỗn hợp khí, m2/s. - : Đường kính tương đương của hạt xúc tác, m. *Công thức tính các giá trị trên nh­ sau: ØTính : Trong đó: VC: Thể tích hạt chất xúc tác hình cầu tương đương với thể tích một hạt xúc tác hình trụ, m3. VTT: Thể tích hình lập phương ngoại tiếp hình cầu của hạt chất xúc tác. Nếu chọn đường kính hình trụ d= 0,003 (m), và chiều cao H=0,005 (m) thì: ,m3 Đường kính tương đương của hạt xúc tác ,m Do đó: = = 0,524 (m3/m3) ØTính : Vận tốc theo phương bán kính của hỗn hợp khí ở thiết diện nhỏ nhất tại lưới của ống trung tâm được tính: [6-250] Trong đó: VG: Thể tích hỗn hợp khí đi qua tiết diện tự do trong 1 giây, m3/s. FC: là tiết diện của lưới ống, m2. *Tính VG: Trong đó: G: Hỗn hợp khí ở trong lò, kg/h. Ttb: Nhiệt độ trung bình trong lò phản ứng, oK. Z: Hệ số nén của hỗn hợp khí. Mtb: Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp khí, kg/kmol. Ptb: áp suất trunh bình trong lò phản ứng, Pa. (Pa). Ttb = (oK). Mtb = 0,0038.78+ 0,101.84+ 0,1861.78,21+ 0,8.2=16,18. Z = 1. G = 54820 (kg/h). (kg/h). Vậy thay số vào ta có: VG= (m3/s). ØDiện tích lưới tại ống trung tâm được tính nh­ sau: [6-271] Trong đó: -D1: Đường kính lưới, m. -H1: Chiều cao lưới, m. Đường kính của lò phản ứng được chọn là 1,4 m, đường kính lưới là 0,5 m. Chiều cao của lưới xúc tác: H1 = Hxt – 0,4[6-271] [6-271] Hxt : Chiều cao của líp xúc tác trong lò phản ứng, m. 0,4: Chiều cao của ống trung tâm không đục lỗ. Hxt =Vxt/F. Vxt: Thể tích xúc tác trong lò, m3. F: Tiết diện vòng giữa của các ống lọc. [6-271] Trong đó: -D: Đường kính của lò phản ứng, m. -D1: Đường kính lưới, m. -: Khoảng cách trong thân lò và vỏ lò, m. =0,04, m. -2.0,02: là tổng chiều dàycuar thân và vỏ ống trung tâm. Vậy: Hxt= 27,7215/4,25245= 6,5189 (m). Vậy: H1 = 6,5189 – 0,4 = 6,1189 (m). FC = 3,14. 0,5. 6,1189 = 9,6115(m2). Do đó: = VG/FC = 2,021/9,6115= 0,21026m/s). +Khối lượng riêng của hỗn hợp phản ứng: [9] Trong đó: -: khối lượng riêng của cấu tử i, kg/m3. -yi: phần mol của cấu tử i. (kg/m3). +Tính độ nhít động học của hỗn hợp theo công thức sau: [6-272] Trong đó: -yi : Phần mol của cấu tử i trong hỗn hợp. - : Độ nhít động học của cấu tử i tại nhiệt độ phản ứng, m2/s. Bảng 26: Độ nhít động học của các cấu tử ở 230oC Cấu tử yi .106, m2/s yi/(.106) P5 0,1036 6,716 0,015426 P6 0,0825 5,352 0,015415 CnH2n 0,0101 0,265 0,038113 CnH2n-6 0,0038 0,277 0,013718 H2 0,8000 295 0,002712 0,085384 Từ kết quả tính toán ta được: . Thay vào (*) ta được: =35756,87Pa/m. Chiều dày của líp xúc tác: H1 = (m). = 0,38.35756,78= 13587,613(Pa). Ta thấy: < [] = 0,79.105, Pa. Do đó: D = 1,4 (m) là thoả mãn. Khi đó chiều cao là: H = Hxt + 0,2 + D +0,225 + D +0,425 H = 6,5189+0,2 +1,4 + 0,225 + 1,4 + 0,425 H = 10,1689(m). Qui chuẩn thành 10 (m). Vậy lò phản ứng 1 có D = 2,5(m) và chiều cao H = 10 (m). PHẦN III.XÂY DỰNG [XIV] I. GIỚI THIỆU CHUNG Phân xưởng sản xuất là phân xưởng ISOME Hoá công suất 350.000 t/năm. Đặc điểm của phân xưởng là có nhiều chất gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sinh thái và ảnh hưởng đến sức khoẻ của con người. Do đó việc xác định địa điểm xây dựng nhà máy cần phải được tính toán cân nhắc cẩn thận để đảm bảo yêu cầu là giảm thiểu vấn đề ô nhiễm môi trường và sức khoẻ của người lao động trực tiếp cũng như dân trong vùng lân cận nhà máy. Ngoài ra việc xác định địa điểm xây dựng hợp lý sẽ tạo điều kiện tốt cho giai đoạn chuẩn bị đầu tư, là cơ sở phát triển sản xuất, kinh doanh của nhà máy, vốn đàu tư cũng như giá thành sản phẩm của nhà máy, trước mắt cũng như lâu dài. II. PHÂN TÍCH ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY Phân xưởng ISOME Hoá với năng xuất 350000t/năm được đặt tại Dung Quất - Quảng Ngãi. 1. Địa điểm xây dựng Địa điểm xây dựng tại Dung Quất – Quảng Ngãi là nơi được chính phủ phê duyệt xây dựng khu công nghiệp. Đối với địa điểm này có nhiều yếu tố thuận lợi cho việc xây dựng nhà máy nh­: Mạng lưới giao thông: Hướng đông cách khoảng 6 km là biển, với độ sâu rộng rất thuận tiện cho tàu trọng tải lớn cập bến và có thể nhiều tàu cập bến một lần. Hướng tây nam là mạng lưới giao thông quốc gia cả đường bộ và đường sắt. Hướng bắc giáp với khu kinh tế mở Quảng Nam. Do đó về vấn đề giao thông là hết sức thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên liệu còng nh­ việc xuất sản phẩm ra khỏi nhà máy. Về vấn đề xây dựng thì nguyên vật liệu xây dựng được cung cấp ngay trong nội tỉnh, nguồn nhân công dồi dào, đây là một yếu tố rất thuận lợi cho quá trình xây dựng cũng như vận hành nhà máy. Với địa hình nhà máy là hướng đông giáp biển và hướng gió chủ đạo là gió tây nam vì vậy các chất khí, bụi của nhà sẽ Ýt hoặc không ảnh hưởng đến khu dân cư. 2. Khu đất xây dựng Với kích thước và hình dạng của khu đất rất thuận lợi cho việc xây dựng trước mắt cũng như việc mở rộng nhà máy sau này. Khu đất cao ráo, không bị ngập lụt, độ dốc tự nhiên của khu đất khoảng 1% với nền đất sét kết hợp với đất đá ong nên đảm bảo tính chịu tải trọng lớn. Khu đất được kiểm tra trước khi được chính phủ quy hoạch làm khu công nghiệp, dưới lòng đất không có mỏ khoáng sản . Diện tích khu đất đẵ được tính toán thoả mãn mọi yêu cầu đòi hỏi của dây truyền công nghệ trên cơ sở bố trí hợp lý các hạng mục công trình. Khu đất nằm trong khu công nghiệp do đó nó đảm bảo tốt mối quan hệ với các nhà máy lân cận trong việc sử dụng chung các công trình đảm bảo kỹ thuật, xử lý nước thải chống ô nhiễm môi trường và các công trình phục vụ công cộng khác. 3. Bảo vệ môi trường Với địa hình địa lý như trình bày ở trên cho thấy nhà máy khi hoạt động đảm bảo vệ sinh môi trường rất tốt. Vấn đề nước thải hay khí thải được xét đến một cách cẩn thận và có quy hoạch đồng bộ theo phương pháp phân khu và bố trí hướng hợp lý. III. PHÂN TÍCH THIẾT KẾ TỔNG MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG ISOME HÓA 1.Nguyên tắc phân vùng Tuỳ theo đặc thù sản xuất của nhà máy mà người thiết kế sẽ vận dụng nguyên tắc phân vùng cho hợp lý. Trong thực tiễn thiết kế thì biện pháp phân chia khu đất thành các vùng theo đặc điểm sử dụng phổ biến nhất. Tổng mặt bằng nhà máy được chia ra làm 4 vùng chính: + Vùng trước nhà máy. + Vùng sản xuất. + Vùng phụ trợ phục vụ sản xuất. + Vùng kho tàng và phục vụ giao thông. -Vùng trước nhà máy bao gồm các nhà hành chính quản lý, hội trường, nhà ăn, gara để xe đạp, xe máy, ôtô, nhà y tế, cổng ra vào và phòng bảo vệ, nhà hoá nghiệm, tuỳ theo diện tích nhà máy, quy mô sản xuất mà vùng này chiếm từ 4-20% diện tích nhà máy. -Vùng sản xuất bao gồm phân xưởng sản xuất, phòng điều khiển trung tâm, các công trình thuộc dây truyền sản xuất. Vùng này thường chiếm từ 22-25% diện tích nhà máy. -Vùng phụ trợ sản xuất bao gồm xưởng cơ điện, lò đốt, khu thiết bị trao đổi nhiệt, nhà cứu hoả, hệ thống bơm, thiết bị tạo hơi nước, khu thiết bị ngưng tụ và làm lạnh, khu làm sạch nước thải. -Vùng kho tàng và đường giao thông bao gồm kho chứa nguyên liệu, kho chứa sản phẩm, hệ thống đường giao thông. Đường ôtô là hệ thống đường bê tông, 2 làn xe chạy mỗi làn 2,5 m, vỉa hè đi bộ chiều rộng 1 m. Diện tích phù hợp thường chiếm từ 23-37%. Các hạng mục công trình (Bảng 1) TT Tên công trình Số lượng Kích thước Diện tích (m2) dài(m) rộng(m) 1 Thiết bị sấy khí 2 12 12 144 2 Thiết bị phản ứng 2 12 12 144 3 Máy nén và bơm 1 12 12 144 4 Thiết bị tách 1 12 12 144 5 Tháp ổn định 1 12 12 144 6 Cột hấp phụ và van quay 1 12 12 144 7 Tháp chưng cất 1 12 12 144 8 Lò đốt và thiết bị nồi hơi 1 12 9 108 9 Cột Rafinat 1 12 12 144 10 Nhà điều khiển 1 12 9 108 11 Bể chứa nước 1 24 12 288 12 Nhà sản xuất nước 1 12 9 108 13 Trạm điện 1 12 12 144 14 Nhà cứu hoả 1 12 9 108 15 Nhà cơ khí 1 24 12 144 16 Phòng hoá nghiệm 1 12 9 108 17 Nhà để xe 1 30 12 360 18 Nhà hành chính 1 30 12 360 19 Nhà ăn 1 30 12 360 20 Hội trường 1 30 12 360 21 Bể chứa nguyên liệu 6 30 30 5400 22 Bể chứa xăng 4 12 12 576 23 Thiết bị chứa Hyđro 2 6 6 72 24 Bể chứa khí nhiên liệu 2 6 6 72 25 Bể chứa khí nhẹ 2 6 6 72 26 Phòng bảo vệ 4 6 6 144 27 Đất dự trữ 1900 28 Trạm nhập nguyên liệu 1 12 9 108 29 Trạm xuất sản phẩm 1 12 9 108 Tổng 12160 2. Ưu nhược điểm của nguyên tắc phân vùng + Ưu điểm: - Dễ dàng quản lý theo ngành, theo các xưởng, theo các công đoạn của quá trình sản xuất. Thích hợp với các nhà máy có những xưởng, những công đoạn có đặc điểm sản xuất khác nhau. Đảm bảo các yêu cầu về vệ sinh công nghiệp, dễ dàng sử lý các bộ phận phát sinh các điều kiện bất lợi trong quá trình sản xuất như khí độc, bụi, cháy nổ. Dễ dàng bố trí hệ thống giao thông bên trong nhà máy. Thuận lợi cho quá trình mở rộng nhà máy. Phù hợp với đặc điểm khí hậu ở việt Nam + Nhược điểm: Dây truyền sản xuất phải kéo dài, hệ thống mạng lưới kỹ thuật và mạng lưới giao thông tăng, hệ số xây dựng, hệ số sử dụng thấp. 3. Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật Để đánh giá lùa chọn phương án thiết kế tổng mặt bằng nhà máy người ta dùa vào một số chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. Diện tích nhà máy: Diện tích xây dựng: Diện tích sử dụng: Hệ số xây dựng: Hệ số sử dụng: Trong đó: F: Diện tích toàn phân xưởng A: Diện tích chiếm đất của nhà và công trình B: Diện tích kho bãi lé thiên Trong đó: F: Diện tích toàn phân xưởng A: Diện tích chiếm đất của nhà và công trình B: Diện tích kho bãi lé thiên C: Diện tích chiếm đất của đường bộ, sắt,ống kỹ thuật, rãnh thoát nước. IV.CÁC NGUYÊN TẮC VÀ THÔNG SỐ KỸ THUẬT TRONG XÂY DỰNG IV.1 Các nguyên tắc khi xây dựng Việc xây dựng cần phải tuân theo những nguyên tắc sau : Cần bố trí các hạng mục chính trong dây chuyền một cách hợp lý để đảm bảo các hạng mục đó hoạt động thuận tiện và hợp lý nhất. Các hạng mục công trình cần được thiết kế gọn gàng, hợp lý và tiết kiệm diện tích nhất Triệt để việc bố trí mặt bằng để tạo điều kiện thuận lợi cho việc tháo xả cặn và sản phẩm còng nh­ tiết kiệm năng lượng. Khi bố trí các công trình trên mặt bằng cần phải dự kiến trước các hạng mục sẽ xây dựng ở giai đoạn sau tạo điều kiện thuận lợi cho việc sản xuất. Các công trình phụ trợ cần phải đặt gần các công trình chính để giảm chi phí vận chuyển. Các công trình gây nhiễm bẩn, độc hại nên bố trí riêng biệt xa công trình chính, cuối hướng gió và Ýt người qua lại. Trạm biến thế nên đặt gần nơi sử dụng nhiều nhất nh­ máy bơm, máy nén và gần đường bộ. Đường giao thông nội bộ cần bố trí hợp lý đến từng công trình với chiều rộng đủ lớn để xe ôtô có thể ra vào được. Đảm bảo mỹ quan nhà máy. IV.2 Thông số kỹ thuật trong xây dựng *. Nhà hành chính, nhà nghỉ, sinh hoạt, nhà bảo vệ, y tế, nhà vệ sinh, nhà điều khiển trung tâm, nhà để bơm quạt. -Giằng móng bê tông cốt thép. -Nền vữa xi măng 30 mm, lát gạch đá hoa. -Tường gạch bao quanh 220mm, tường ngăn 110mm. -Kết cấu mái bằng, mái đổ bê tông cốt thép dày 9mm. *. Nhà để xe đạp , xe máy và ôtô -Tường gạch 100mm. -Dầm mái bằng bê tông cốt thép, dầm dốc về hai phía, kết cấu mái bằng tôn thép, xà gồ bằng thép. -Nền bê tông xi măng cát sỏi. -Cột bằng bê tông cốt thép, kích thước 300.400mm. *. Nhà kho, nhà sửa chữa -Mãng giằng bê tông cốt thép. -Cột phần trên vai cột 300.400mm, phần dưới vai cột 400.600mm. Chọn cột một thân nhà có cầu trục nhỏ hơn 30 tấn. -Dầm mái bằng bê tông cốt thép, nghiêng về hai phía, mái bằng fibrô ximăng, xà gồ bằng thép. -Nền kết cấu bằng bê tông xi măng cát sỏi. -Tường gạch 200 mm trát vữa xi măng. *. Bể chứa - Bể chứa là các tháp được làm bằng vật liệu CT3 và có bảo ôn. *. Giao thông trong phân xưởng Đường giao thông trong phân xưởng được trải nhựa, có chiều rộng 6m gồm 2 cổng vào phân xưởng: cổng chính và cổng phụ. Cổng chính được nối liền với đường quốc lé. Đường được bố trí thuận lợi cho việc đi lại và vận chuyển các thiết bị khi lắp đặt còng nh­ khi sửa chữa. Hai bên đường trồng cây cảnh và các vườn hoa đảm bảo cảnh quan cho môi trường nhà máy. Các đường ống chính trong nhà máy nh­ đường ống thoát nước phục vụ sản xuất, sinh hoạt, đường ống nước thải, nước mưa. IV.3 Bố trí mặt bằng Diện tích cần sử dụng cho phân xưởng là 1430 m2. Trong đó hệ số sử dụng là 65%. Do yêu cầu của dây chuyền công nghệ các thiết bị được bố trí trong nhà sản xuất được bố trí giữa phân xưởng. Để phù hợp với dây chuyền công nghệ ta bố trí các thiết bị sao cho bảo đảm sản xuất một cách liên tục thuận lợi. Công trình được bố trị lé thiên, cho nên cần đảm bảo che chắn cục bộ tạo điều kiện thuận lợi cho công nhân khi làm việc. V. TỰ ĐỘNG HOÁ 1. Mục đích Tù động điều chỉnh là quá trình ứng dụng các dụng cụ, các thiết bị và các máy móc tự động điều khiển vào quá trình công nghệ. Những phương tiện này cho phép thực hiện các quá trình công nghệ theo một chương trình tiêu chuẩn đã được tạo dựng phù hợp với công nghệ, đảm bảo cho máy móc thiết bị hoạt động theo chế độ tối ưu nhất, việc tự động hoá không chỉ làm đơn giản các thao tác trong sản xuất, tránh được nhầm lẫn, tăng năng suất lao động và cho phép giảm số lượng công nhân và còn là biện pháp hữu hiệu trong an toàn lao động. Để đảm bảo các yêu cầu trên thì việc sử dụng hệ thống tự động đo lường và các biện pháp tự động hoá trong sản xuất không chỉ là một vấn đề cần thiết mà còn có tính chất bắt buộc đối với công nghệ này. Trong khi hoạt động chỉ một thiết bị không ổn định thì chế độ công nghệ của cả dây chuyền bị phá vỡ, trong nhiều trường hợp phải ngừng hoạt động của cả dây chuyền để sửa chữa cho dù chỉ một thiết bị. Nh­ vậy từ các đặc điểm đã cho thấy đo lường tự động hoá và tự động hoá trong dây chuyền công nghệ là một vấn đề hết sức quan trọng. Nó không chỉ tăng năng suất của công nghệ, công suất của thiết bị mà là cơ sở để vận hành công nghệ tối ưu nhất, tăng hiệu quả thu hồi sản phẩm đồng thời giảm đáng kể các chi phí khác, đảm bảo an toàn cho nhà máy sản xuất, nhờ có tự động hoá mà những nơi có thể xảy ra các hiện tượng cháy nổ hay rò rỉ hơi sản phẩm độc hại ra ngoài được điều khiển tự động, tự động kiểm tra tránh được việc sử dụng công nhân. Tù động hoá đảm bảo các thao tác điều khiển các thiết bị công nghệ một cách chính xác, tránh được các sự cố xảy ra trong thao tác điều khiển, tự động báo động khi có sự cố xảy ra. 2. Hệ thống điều khiển tự động Hệ thống tự động điều chỉnh bao gồm đối tượng điều chỉnh (ĐT) và bộ điều chỉnh (BĐC). Bộ điều chỉnh có thể bao gồm bộ cảm biến và bộ khuyếch đại. Bé cảm biến dùng để phản ánh sự sai lệch các thông số điều chỉnh so với giá trị cho trước 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 lên đối tượng nhằm xoá đi độ sai lệch của các thông số điều chỉnh. Mạch điều chỉnh được khép kín nhờ quan hệ ngược. Quan hệ này được gọi là hồi tiếp chính. 3. Các dạng điều khiển tự động + Tù động kiểm tra và tự động bảo vệ: Tù động kiểm tra các thông số công nghệ (nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, 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 tượng. ®t CB BK§ N C CT G PL 3 2 1 5.1 5.2 5 5.3 1 3 5.4 4 Có thể biểu diễn sơ đồ tự động kiểm tra và tự động điều chỉnh nh­ trên: 1. Đối tượng điều chỉnh 2. Cảm biến đối tượng 3. Bộ khuyếch đại 4. Yếu tố nhiễu. 5. Cơ cấu chấp hành 5.1. Cảnh cáo 5.2. Chỉ thị bằng kim hoặc bằng số 5.3. Ghi lại sự thay đổi 5.4. Phân loại + Dạng tự động điều khiển: Sơ đồ cấu tróc nh­ sau: §T CB BK§ B§ N 4 1 2 3 5 1. Đối tượng điều khiển 2. Cảm biến đối tượng 3. Bộ khuyếch đại 4. Yếu tố nhiễu Bộ đặc cho phép ta đặc tín hiệu điều khiển, nó là một tổ chức tác động có định hướng điều khiển tự động. §T CB SS B§ CCCH BK§ N + Dạng động điều chỉnh: Sơ đồ cấu trúc: 1 2 6 5 7 3 4 1. Đối tượng điều chỉnh 2. Cảm biến đối tượng 3. Bộ khuyếch đại 4. Yếu tố nhiễu 5. Bộ đặc 6. Bé so sánh 7. Cơ cấu chấp hành Trong tất cả các dạng tự động điều khiển thường được 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 dùa trên sự khác nhau giữa các giá trị đo được của biến điều khiển với giá trị tiêu chuẩn. Sơ đồ được mô tả nh­ sau: N Đại lượng đặt Đai lượng ra x Y XĐC ΔX XCB phản hồi Sơ đồ mạch điều khiển phản hồi Y : Đại lượng đặt ĐT : Phần tử đặt trị X : Đại lượng ra ĐC : Phần tử điều chỉnh N : Tác nhân nhiễu XCB : Gía trị cảm biến O : Đối tượng điều chỉnh XĐT : Gía trị đặt trị XPH: Tín hiệu phản hồi ΔX ( trị sè ) = XĐT - XCB CB : 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 dạng thông số khác cho phù hợp với thiết bị điều chỉnh. Phần tử đặt trị: là bộ phận Ên 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 (thường trên bộ đặt trị có thiết kế các vít hoặc công tắc để người điều chỉnh dễ dàng thay đổi các giá trị (đặt các thông số điều chỉnh) cho phù hợp khi vận hành. - Phần tử so sánh: là cơ cấu tiếp nhận giá trị của phần tử định trị qui định (XĐT) so sánh với giá trị thông số nhận được từ phần tử cảm biến XCB, xác định sai lệch của hai thông số ΔX = XĐT - XCB để đưa tín hiệu vào cơ cấu điều chỉnh. - Cơ cấu điều chỉnh: có nhiệm vụ biến các tín hiệu đã nhận về sai lệch Δx để gây ra tác động điều chỉnh trực tiếp. Gía trị điều chỉnh được thay đổi liên tục tương ứng với sự thay đổi liên tục của cơ câu điều chỉnh. 4. Hệ điều khiển phản hồi Sơ đồ điều khiển nồng độ Dông cụ đo Thiết bị Bé điều khiển LC Van điều chỉnh Dòng ra Trong sơ đồ này biến được điều khiển là nồng độ, tốc độ dòng chảy là biến thao tác. Tín hiệu được điều khiển sinh ra bằng cách so sánh các giá trị của biến được điều khiển (nồng độ) với giá trị mong muốn (giá trị cài đặt). Sự sai khác giữa hai tín hiệu này được 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 thường được dùng bằng hơi nước hoặc được dùng bằng điện. Tín hiệu điều khiển được gửi qua van điều khiển đến các vị trí đặc biệt hoặc đóng, mở. Bất kỳ một sự thay đổi nào đó trong các tín hiệu điều khiển dẫn đến các thay đổi có thể tính trước trong tốc độ dòng chảy của chất lỏng khi ra khỏi thiết bị. Nh­ vậy về nguyên tắc thì nguyên lý điều khiển của hệ thống nh­ trên hầu nh­ là giống nhau cho tất cả các hệ thống. Hệ thống điều khiển thiết bị gia nhiệt không cần thiết tại sao giá trị nhiệt độ tại đầu ra của dòng được gia nhiệt lại thay đổi nhưng tốc độ của dòng tác nhân vẫn có thể thay đổi được một cách đơn giản để cho nhiệt độ đầu ra của dòng được gia nhiệt được tương thích với giá trị nhiệt độ được cài đặt. TC Nhiệt độ mong muốn TC Nhiệt độ TI thực Hơi tác nhân mang nhiệt Dòng vào Dòng ra Dòng tác nhân ra 5. Cấu tạo của một số thiết bị tự động cảm biến a. Bộ cảm biến áp suất Trong các bộ điều chỉnh thường sử dụng bộ cảm ứng áp suất kiểu màng, hộp xếp, Piston, ống cong đàn hồi,… việc chọn bộ cảm ứng áp suất phụ thuộc vào việc cảm ứng và độ chính xác theo yêu cầu. p p Bộ cảm ứng suất kiểu màng kiểu piston p F p Cảm biến kiểu hộp xếp Cảm biến kiểu cung tròn b. Bộ cảm ứng nhiệt độ Hoạt động của cảm ứng nhiệt độ dùa trên nguyên lí giãn nở nhiệt, mối quan hệ giữa nhiệt độ của chất khí và áp suất hơi bão hoà của nó trong hệ kín, dùa trên nguyên lí nhiệt điện trở. Cảm ứng nhiệt độ kiểu màng. Cảm ứng nhiệt độ kiểu hộp xếp. Cảm ứng nhiệt độ kiểu thanh Cảm ứng nhiệt độ kiểu điện trở c. Bộ cảm ứng mức đo chất lỏng Mức các chất lỏng có thể đo bằng nhiều cách khác nhau nhưng phương pháp đơn giản và có độ chính xác cao là đo bằng phao. Kiểu phao Kiểu màng d. Bộ cảm biến lưu lượng Bé cảm biến lưu lượng được xây dựng trên sự phụ thuộc Q = f.V f: Diện tích của đường ống dẫn V: Tốc độ chất lỏng chảy trong ống dẫn theo định luật Becnuli Với S: Tỷ trọng của chất lỏng; : Độ chênh lệch áp suất chất lỏng Nếu tỷ trọng không đổi thì lưu lượng thể tích phụ thuộc vào hai thông số là tiết diện f và độ chênh lệch áp suất Ta có hai cách đo lưu lượng: + Khi tiết diện không đổi đo lưu lượng bằng độ chênh lệch áp suất trước 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 được lưu lượng của dòng chảy. AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG I. Khái Quát Trong quá trình sản xuất ở các nhà máy hoá chất nói chung và nhà máy lọc dầu nói riêng thì vấn đề an toàn lao động và bảo vệ môi trường là hết sức quan trọng. Chi phí dành cho công tác này có thể chiếm đến 40% chi phí vận hành. Một trong những vấn đề cần đươc quan tâm nhất là: an toàn cháy, nổ. Tất nhiên là còn có những nguyên nhân gây tai nạn khác. Có thể phân chia những nguyên nhân gây tai nạn thành ba nhóm: 1.Nguyên nhân do kỹ thuật Nguyên nhân này phụ thuộc chủ yếu vào tình trạng máy móc, thiết bị đường ống, nơi làm việc bao gồm: +Sù hư háng các máy móc chính và các dụng cụ, phụ tùng. +Sù hư háng các đường ống. +Các kết cấu thiết bị, dụng cụ, phụ tùng không hoàn chỉnh. +Không đảm bảo khoảng cách an toàn giữa các máy móc. +Thiếu rào chắn, ngăn che. 2.Nguyên nhân do tổ chức Nguyên nhân này phụ thuộc vào việc tổ chức hoặc giao nhận công việc không đúng quy định bao gồm: +Vi phạm quy tắc quy trình kỹ thuật. +Tổ chức lao động, chỗ làm việc không đúng yêu cầu. +Giám sát kỹ thuật không đầy đủ. +Phạm vi chế độ làm việc. + Sử dụng lao động không đúng ngành nghề, chuyên môn. +Người lao động chưa nắm vững được điều lệ, quy tắc an toàn trong lao động. 3.Nguyên nhân do vệ sinh +Môi trường không khí bị ô nhiễm +Điều kiện khi hậu không thích nghi +Công tác chiếu sáng và thông gió không được tốt. +Tiếng ồn và chấn động mạnh +Vi phạm điều lệ vệ sinh cá nhân II.NHỮNG YÊU CẦU VỀ PHÒNG CHỐNG CHÁY NỔ Nh­ chóng ta đã biết nguyên liệu còng nh­ sản phẩm của quá trình isome hoá đều dễ bị cháy nổ. Vì vậy vấn đề quan tâm là phòng chống cháy nổ. Dưới đây là những yêu cầu về cháy nổ. 1.Phòng chống cháy Để phòng chống cháy phải thực hiện các biện pháp sau đây: +Ngăn ngõa những khả năng tạo ra môi trường cháy. +Ngăn ngõa những khả năng xuất hiện những nguồn cháy trong môi trường có thể cháy được. +Duy trì nhiệt độ của môi trường thấp hơn nhiệt độ cho phép lớn nhất có thể cháy được. +Duy trì áp suất của môi trường thấp hơn áp suất cho phép lớn nhất có thể cháy được. 2. Ngăn ngõa khả năng xuất hiện những nguồn gây cháy Ngăn ngõa khả năng xuất hiện những nguồn gây cháy trong môi trường cháy phải tuân theo những quy tắc về: +Nồng độ cho phép của các chất cháy ở dạng khí, hơi hoặc dạng lơ lửng trong không khí. Nói cách khác là phải tiến hành quá trình ngoài giới hạn cháy nổ của hỗn hợp hydrocacbon với không khí và ôxy. +Nồng độ cần thiết của các chất giảm độ nhạy trong chất cháy ở dạng khí, hơi hoặc lỏng. +Tính dễ cháy của các chất, vật liệu, thiết bị và kết cấu. 3. Ngăn ngõa khả năng xuất hiện những nguồn cháy +Tuân theo những quy định về sử dụng, vận hành và bảo quản máy móc, thiết bị còng nh­ vật liệu và các sản phẩm khác có thể là nguồn cháy trong môi trường cháy. +Sử dụng thiết bị phù hợp với loại gian phòng sử dụng và các thiết bị bên ngoài phù hợp với nhóm và hạng của các hỗn hợp nguy hiểm cháy nổ. +Áp dông quy trình công nghệ và sử dụng thiết bị bảo đảm không phát sinh ra tia lửa điện . +Có biện pháp chống sét, nối đất cho nhà xưởng, thiết bị . +Quy định nhiệt độ đun nóng cho phép lớn nhất của bề mặt thiết bị, sản phẩm, vật liệu tiếp xúc với môi trường cháy. +Sử dụng những thiết bị không phát ra tia lửa điện khi làm việc với những chất dễ cháy nổ. +Loại trừ những điều kiện có thể dẫn đến tự cháy do nhiệt độ, do tác dụng hoá học và do vi sinh vật đối với các vật liệu và kết cấu của cơ sở sản xuất. III. AN TOÀN VỀ TRANG THIẾT BỊ TRONG NHÀ MÁY HOÁ CHẤT TỪ KHÂU THIẾT KẾ ĐẾN KHÂU VẬN HÀNH 1. Khi thiết kế tổng mặt bằng và xí nghiệp Sù an toàn trong xí nghiệp phụ thuộc rất nhiều vào khu đất và bố trí xây dựng trên đó. Khu đất phải tương đối bằng phẳng, có độ dốc đủ để tiêu thoát nước, thấm nước, có mực nước ngầm thấp hơn chiều sâu tầng hầm. Khi quy hoạch phải nghiên cứu các biện pháp tránh chất độc hại thải ra, tránh tàn lửa bởi xăng dầu rất dễ cháy nổ. Trong nhà máy chế biến phải có đầy đủ trang thiết bị phòng chống cháy, nổ bao gồm: Chăn cứu hoả, bình bọt, xe cứu hoả, máy cứu hoả, cát và hệ thống nước đủ để cứu hoả bất kỳ nóc nào và với thời gian dài đủ để dập tắt hẳn đám cháy. Tất cả các trang thiết bị này phải được bố trí một cách hợp lý để khi sự cố xảy ra thì với trang thiết bị phải thao tác kịp thời. Đường đi trong nhà máy phải đảm bảo cho xe cứu hoả đi lại thuận tiện, các thiết bị chữa cháy phải được đặt tại nơi dễ thấy, dễ lấy và phải được kiểm tra thường xuyên. Thiết bị trong nhà máy phải kín, không rò rỉ, các bể chứa nguyên liệu phải được nối đất bằng dây tiếp điện dề phòng xăng dầu khi bơm chuyển tích điện sẽ phóng điện, sét đánh gây cháy nổ, xung quanh khu bể chứa phải được xây tường ngăn cách với các khu vực khác. Bè trí kết cấu, màu sắc, các bộ phận, dụng cụ đo để đảm bảo dẽ thao tác không nhầm lẫn khi vận hành. Bố trí đặt các nguồn điện, trang thiết bị điện, các loại cầu dao ngắt điện phù hợp với môi trường, đảm bảo an toàn. xây dựng các khu phân xưởng dễ cháy nổ ở vị trí cách ly với các khu vực khác, sử dụng vật liệu xây dựng bền, chịu nhiệt, nhẹ, bố trí nhiều cửa ra vào, đảm bảo quy chế an toàn. 2. Cơ sở kỹ thuật an toàn phòng chống cháy trong công nghiệp Do đặc thù của ngành công nghiệp chế biến dầu mỏ: sản phẩm của quá trình là những chất dễ cháy nổ. Chính vì vậy vấn đề phòng chống cháy nổ được đặt lên hàng đầu khi nói đến an toàn trong một nhà máy nói chung và một phân xưởng nói riêng. Bao gồm an toàn với trang thiết bị kỹ thuật của các quá trình sản xuất, an toàn với các điều kiện làm việc của công nhân, an toàn môi trường. An toàn với thiết bị nhiệt (Nồi hơi, thiết bị trao đổi nhiệt, sử dụng nhiệt). Để đun nóng nguyên liệu dễ cháy nổ nh­ dầu mỏ và dễ sinh ra cháy cục bộ khi có cặn đồng vào thành thì người ta không dùng phương pháp đun bằng ngọn lửa mà dùng “áo bọc” chứa chất mang nhiệt bền (difenil, difenil oxit). Các vật liệu dùng làm nồi hơi và nồi phải làm bằng thép đúc (ống không hàn). Đối với loại áp suất cao dùng thép chất lượng cao chứa Si,Mo và Cr. Gang đúc dùng cho thiết bị đun nóng không quá 300oC và áp suất nhỏ, đường kính không lớn, có thể dùng gang có thêm Mo để đun nóng trên 3500C. Nồi hơi cần phải có van an toàn, áp kế, ống thông, van đóng và van xả nước 1 chiều, van đóng và van xả hơi, van an toàn. Đặc biệt van an toàn thì nồi hơi phải có hai van, tác dụng độc lập hẳn với nhau. Nồi hơi phải được đặt trên nền móng riêng, không liên hệ với tường nhà, đặt ở các gian nhà một tầng, có tường và có mái không cháy. Trước khi sử dụng nồi hơi phải được kiểm tra kỹ thuật để xác định tình trạng nồi hơi. Trong thời gian sử dụng cứ 3 năm phải xem xét bên trong một lần, thuỷ lực Ýt nhất 6 năm một lần. An toàn đối với máy nén, đường ống dẫn và bể chứa khí. Khi nén khí do áp suất, nhiệt độ tăng cao và do có những quá trình hoá học do vậy có thể xảy ra cháy nổ gây tai nạn. Để hệ thống máy nén làm việc an toàn thì cần làm lạnh liên tục, máy nén áp suất thấp và năng suất thấp thì có thể làm lạnh bằng không khí. Do hiện tượng giảm nhiệt độ cháy bùng của dầu bôi trơn liên quan tới sự tăng áp suất nên nhiệt độ của máy nén không được quá 160)C ở trong máy nén 1 xy lanh và không quá 1400C ở trong máy nén nhiều xi lanh. Với máy nén 4-6 cấp nếu cần nén cao hơn thì phải có máy làm lạnh trung gian đặt ở ngoài và giữa mỗi cấp nén. Đường ống dẫn dùng vận chuyển chất lỏng nguy hiểm, chịu áp suất cần phải đảm bảo yêu cầu chịu áp suất, đường ống chế tạo từ các ống kéo liền không hàn, nối mặt bích tiến hành chỉ trong trường hợp cần thiết để lắp giáp và sửa chữa. Èng dẫn sản phẩm đun nóng cần phải đặt cách xa đường ống dẫn khí hoá lỏng một khoảng 0,5 m và phải được bảo ôn. Đề phòng háng hóc thiết bị dùng van chỉnh lưu, để giảm áp suất quá lớn của hơi, khí và khí không nén. Sau van chỉnh lưu ta đặt van an toàn để điều chỉnh áp suất său khi van chỉnh lưu đẵ điều chỉnh. Tất cả các đường ống khi lắp ráp phải chú ý đến hiện tượng biến dạng và nứt do ứng suất nhiệt khi thay đổi nhiệt độ. + Không được đặt ống ngay trên nền nhà hoặc mặt đất. + Đường ống cần sơn màu khác nhau để dễ phân biệt 3. An toàn cháy nổ trong nhà máy nói chung và trong phân xưởng nói riêng Tất cả các chất lỏng cháy đều có khả năng bốc hơi và cháy chỉ xảy ra trong pha hơi. Trên bề mặt của chất lỏng, ở bất cứ nhiệt độ nào đều có hơi của nó, lượng hơi phụ thuộc vào thành phần chất lỏng và nhiệt độ của nó. Để đảm bảo tránh được cháy và nổ khi tiến hành các quá trình kỹ thuật cần có các biện pháp său: + Thay thế các khâu sản xuất nguy hiểm bằng các khâu Ýt nguy hiểm hơn. + Cơ khí hoá tự động hoá liên tục các quá trình sản xuất. + Thiết bị đảm bảo kín, hạn chế hơi, khí cháy bay ra khu vực sản xuất. + Dùng các chất phụ gia trơ, các chất ức chế, các chất chống cháy nổ để giảm tính cháy nổ của hỗn hợp. + Loại trừ mọi khả năng phát sinh mồi lửa tại những nơi có liên quan đến chất cháy nổ. + Tránh mọi khả năng tạo ra nồng độ nguy hiểm của các chất chống cháy nổ. + Trước khi ngừng sửa chữa hoặc cho thiết bị hoạt động trở lại phải thổi khí trơ, hơi nước vào thiết bị đó. 4. An toàn về điện An toàn về điện là một trong những vấn đề quan trọng của công tác an toàn. Phải tuân theo nguyên tắc về kỹ thuật tránh gây ra tai nạn điện. + Dây điện phải được cải tiến bằng vỏ cao su và có thể nồng vào ống kim loại để tránh bị dập. + Cầu dao được lắp đặt sao cho dễ điều khiển nhưng cũng không quá thấp và phải để nơi khô ráo và an toàn đối với người điều khiển. IV. AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ PHÒNG CHỐNG ĐỘC HẠI VỚI CÔNG NHÂN, MÔI TRƯỜNG Công nhân làm việc trong nhà máy phải được học tập các thao tác về phòng cháy chữa cháy, nắm được kiến thức về độc hại và bảo vệ môi trường. Trong công việc đòi hỏi công nhân phải có tay nghề để tránh hiện tượng xảy ra rơi vãi, gây sự cố dẫn đến cháy nổ thiệt hại đến tính mạng và tài sản. Trong nhà máy người công nhân phải nghiêm chỉnh chấp hành mọi qui tắc, nội quy trong nhà máy như: trong nhà máy cấm mọi hình thức dùng lửa, cấm va trạm gây ra tia lửa điện. Khi sửa chữa không dùng điện 220 V mà chỉ dùng điện 120 V thắp sáng. Cấm dùng búa sắc, giầy có đinh đi lại làm việc trong khu vực sản xuất. Trong công tác bảo quản bể chứa đòi hỏi phải đuổi hết hơi xăng dầu ra khỏi bể mới được vào trong. Công nhân làm việc trực tiếp phải được trang bị dụng cụ bảo hộ lao động như: ủng, mũ áo, găng tay… trong nhà máy chế biến dầu phải được tự động hoá để đảm bảo an toàn phòng chống cháy, tránh độc hại cho con người. Trong nhà máy bơm xăng dầu nên trang bị các thiết bị phòng cháy tự động. Xăng dầu là các hợp chất bay hơi nên cần phải cần xử lý hơi xăng dầu nhằm đảm bảo sức khoẻ cho người lao động. Người lao động cần phải đượpc khám sức khoẻ định kỳ và phải có chế độ bồi dưỡng độc hại thích hợp với công việc. Nguồn nước thải trong nhà máy phải được xử lý sạch các hợp chất có hại bằng các hệ thống sử lý nước thải rồi mới được thải ra ngoài tránh ô nhiễm môi trường và nguồn nước của dân cư lân cận nhà máy. PHẦN IV. TÍNH TOÁN KINH TẾ [VI], [VIII] I- MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ CỦA VIỆC TÍNH TOÁN KINH TẾ Sau khi thiết kế phương án về kỹ thuật và công nghệ sản xuất cho phân xưởng Isome hoá công suất 350000tấn/năm công việc kế tiếp là phải tính toán kinh tế. Tính toán kinh tế là một phần quan trọng trong đồ án thiết kế nó quyết định xem trong phương án thiết kế có tính khả thi hay không. Một phương án thiết kế tốt đảm bảo về trình độ kỹ thuật sản xuất, chất lượng sản phẩm đồng thời đem lại hiệu quả kinh tế cho nhà sản xuất. Với 3 nhiệm vụ chính: Xác định chi phí cho phương án sản xuất Xác định giá bán sản phẩm Xác định hiệu quả kinh tế của phương án kỹ thuật để đánh giá được tính khả thi về mặt kinh tế của phương án kỹ thuật. II- CÁC LOẠI CHI PHÍ I.1- Chi phí đầu tư xây dựng cơ bản Chi phí xây dựng nhà xưởng = 1.458 (m2) * 1,2 (triệu đồng) = 1749,6 (triệu đồng). Chi phí xây dựng công trình phụ trợ (cầu cống, đường xá, khu chứa) 54(m2) * 0,5 (triệu đồng) = 277 (triệu đồng). Chi phí khảo sát và thiết kế xây dựng được tính bằng 1% chi phí xây dùng 1% (1749,6 + 277) = 30,3 (triệu đồng). Tổng chi phí xây dùng = 1749,6 + 277 + 30,3 = 2056,9 (triệu đồng). II.2- Chi phí cho mua máy móc thiết bị Mua máy móc thiết bị của hãng UOP (đổi theo tỉ giá 1$ = 14.600đồng) (Mua máy móc thiết bị theo giá được tính cả chi phí vận chuyển, lắp đặt). Tháp tách 350000$ . 5 = 100.000$ = 10.000 triệu đồng. Thiết bị gia nhiệt 220.000$ = 3.241,2 triệu đồng Lò đốt 296.000$ = 4.321,6 triệu đồng Bơm 44.000$ = 642,4 triệu đồng Thiết bị hydro hoá 100.000$ . 2 = 2.842 triệu đồng Hệ thống máy nén, làm lạnh, sấy: 3.299.000$ = 48.165,4 triệu đồng Thùng, bình 34.000$ = 496,4 triệu đồng. II.3- Các loại chi phí khác Chi phí chuyển giao công nghệ 1.268.000$ - 18.512,8 triệu đồng. Chi phí chạy thử = 100 triệu đồng. Chi phí khác (chi phí đàm phán, chi phí hải quan) = 100 triệu đồng. II.4- Tính khấu hao Nhà xưởng và các công trình phụ trợ khấu hao trong 20 năm Khấu hao trong 1 năm của nhà xưởng và các công trình phụ trợ là 1749,6 + 227 = 101,2 triệu đồng 20 Chi phí khảo sát và thiết kế được khấu hao ngay năm đầu = 30,3 triệu đồng. Vậy khấu hao cho đầu tư xây dựng cơ bản là: 101,2 + 30,3 = 131,5 triệu đồng. Thiết bị phản ứng, thiết bị gia nhiệt, tháp tách được tính khấu hao trong 10 năm. 10.000 + 3241,2 + 4321,6 + 2812 + 48165,4 = 6854 triệu đồng 10 Thùng chứa khấu hao trong 5 năm 496,4 = 99,28 triệu đồng 5 Bơm khấu hao trong 2 năm 642,4 = 321,2 triệu đồng 2 Vậy chi phí dài hạn là. Bảng 1: Các loại chi phí dài hạn chi phí Thành tiền, triệu đồng Khấu hao, triệu đồng Đầu tư xây dựng cơ bản 2056,9 40,824 Mua máy móc thiết bị 68079,8 7114,58 Chi phí khác 18712,8 1871,28 Tổng 87479,804 9026,684 III- CHI PHÍ LƯU ĐỘNG III.1- Chi phí mua nguyên vật liệu Phân xưởng hoạt động 24h/ngày, 335 ngày/năm Do đó nguyên liệu cần dùng là: 350000 tấn Xúc tác cần cho quá trình trong một năm là: 22177,563Kg = 22,177tấn Xúc tác được tái sinh trong 2 ngày với ngày hiệu suất là 98%. Do vậy trong 1 lần xúc tác cần phải bổ sung 2%. Sau 20 lần tái sinh cần phải thay xúc tác mới. Số lần cần phải thay xúc tác là: 335/40 =8,4 lần Số lần phải tái sinh là: ( 335/2 ) – 8,4 =159 lần Bảng 2: Chi phí mua nguyên vật liệu TT Số lượng, T Đơn giá, triệu đồng/T Thành tiền, triệu đồng Xúc tác 16,098 70.5 1563,5182 Nguyên liệu 350000 3.5 1225000 Tổng 1226563,5 Bảng 3: Chi phí nhiên liệu TT Lượng tiêu thụ Đơn giá, triệu đồng Thành tiền, triệu đồng Nhiên liệu 8071,371 tấn 0.5 4035.685 Điện 290000Kw 0,0012 3480 Nước 7100000 m3 0,0006 426 Tổng 7941,685 III.2- Nhân công sản xuất trực tiếp TT Lượng tiêu thụ Đơn giá, triệu đồng Thành tiền, triệu đồng Quản đốc 1 3 3 Phó quản đốc 1 2,5 2,5 Kỹ sư 3 2,5 7,5 Thợ điện 3 2 6 Thợ cơ khí 3 2 6 Công nhân 30 1.5 45 Tổng 70 Chi trả lương công nhân tổng 1 năm là: 70.12 = 840 triệu đồng Bảo hiểm xã hội 17%, phóc lợi xã hội 10% lương. 840 (17% + 10%) = 226,8 triệu đồng Tổng chi phí cho nhân công sản xuất trực tiếp là: 1066,8 triệu đồng Bảng 5: Chi phí biến đổi Chi phí Thành tiền, triệu đồng Nguyên liệu, xúc tác 1226563,5 Nhiên liệu 7941,685 Nhân công 1066,8 Tổng 1235572 III.3- Các chi phí chung Chi phí bảo dưỡng và sửa chữa máy hàng năm 60 triệu đồng. Chi phí văn phòng: Chi phí điện thoại 20 triệu/năm. Bảo vệ 9.12 x 0,7 = 75,6 triệu đồng Quản lý hành chính 60 triệu đồng Lãi vay để đầu tư. Áp dụng lãi vay dài hạn của ngân hàng để đầu tư và phát triển là 0,6% Lãi = lãi suất x vốn đầu tư ban đầu. Vốn đầu tư ban đầu = chi phí cố định + chi phí biến đổi. Vậy vốn đầu tư ban đầu: Bảng 6: Tổng vốn đầu tư cần Vốn Tiền, triệu đồng Cố định 87479,804 Nguyên vật liệu 703245,84 Nhiên liệu 11847,68 Nhân công 1066,8 Quản lý chung 53,9 Tổng 803694,024 Vốn lưu động: 803694,024 – 87479,804 = 716214,22 triệu đồng (Ta xem toàn bộ vốn lưu động là đi vay) Lãi phải trả trong 1 năm = 716214,22 x 0,6% = 4297,285triệu đồng Ngoài ra trong quá trình sản xuất còn có phế phẩm, do sự cố lãng phí nguyên liệu = 5% chi phí biến đổi = 5% x 700000 = 35000triệu đồng. Bảng 7. Chi phí sản xuất của 350000 tấn sản phẩm Chi phí Thành tiền, triệu đồng Khấu hao 9026,684 Chi phí biến đổi 716214,22 Chi phí quản lý chung 53,9 Lãi 4297,285 Phế phẩm 35000 Tổng 764592,089 Giá thành của 1 đơn vị sản phẩm tại nơi sản xuất 764592,089 = 2,1845 triệu đồng/tấn 350000 Giá thành sản phẩm = giá thành sản xuất + chi phí bán hàng + thuế + lãi. Trong đó: Chi phí bán hàng = 10% giá bán. Lãi dự kiến là 5% giá bán GB = GT + (5% + 10% + 5%)GB GB = 2,1845+ (0,05 + 0,1) 2,1845= 2,5122triệu đồng/tấn IV- XÁC ĐỊNH HIỆU QUẢ KINH TẾ Xác định điểm hoà vốn Q0 là sản lượng hòa vốn Q0 x GB = V0 + C1 + Q0 x c c: chi phí biến đổi cho 1 đơn vị sản phẩm 2,1845triệu đồng C1: chi phí chung C1 = 755565,405 triệu đồng V0 khấu hao tài sản cố định trong 1 năm V0 = 9026,684 triệu đồng Q0 = V0 + C1 = 7764592,089 = 2332986,1 tấn GB - c 0,3277 Vậy thời gian thu hồi vốn là: năm Lợi nhuận thu được trong một năm: Ln = (GB - GT) x 350000 = 0,3277´350000 = 114705,89 triệu đồng/năm E = LN/vốn = 114705,89/803694,024= 0,14 = 14% Phương án được coi là khả thi nếu thời gian hoà vốn nhỏ hơn thời gian khấu hao. Trên đây ta đã tính khấu hao trong 20 năm. Vậy thời gian hoà vốn là 6,66 năm hoàn toàn khả thi và có thể thực hiện được. Phần kết luận Quá trình izome hoá tuy hiện nay chưa được đề cập đến trong kế hoạch xây dựng những nhà máy lọc dầu đầu tiên ở Việt nam. Song nếu nhìn nhận xa hơn trong tương lai, với mức độ sử dụng nhiên liệu xăng như hiện nay, nhu cầu về xăng chất lượng cao, xăng không chì của xã hội, thì ngoài Reforming xúc tác, Cracking xúc tác là hai quá trình chế biến cơ bản, quá trình izome hoá vẫn là một phương án đầy triển vọng. Cùng với những bước đi đầu của ngành công nghệ chế biến dầu nước nhà, tích luỹ kiến thức, nghiên cứu những quá trình chế biến công nghiệp, hy vọng chúng ta sẽ xây dựng nên một ngành công nghiệp mòi nhọn thực sự cho đất nước. Qua một thời gian miệt mài nghiên cứu, thực hiện dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Lê Văn Hiếu, em đã hoàn thành bản đồ án. Thiết kế phân xưởng izome hoá. Tuy còn nhiều sai sót, hạn chế song về cơ bản em đã nắm được những lý thuyết cốt lõi của quy trình, nắm được những nguyên tắc quan trọng trong thiết kế của một người kĩ sư hoá dầu. Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp, chỉ bảo của thầy giáo. Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày tháng 5 năm 2003. Sinh viên thực hiện NGUYỄN XUÂN ANH Tài liệu tham khảo 1. TS. Lê Văn Hiếu. Công nghệ chế biến dầu mỏ. NXB Khoa học kỹ thuật 2001. 2. PGS.TS. Đinh Thị Ngọ. Hoá học dầu mỏ. ĐHBKHN 2001. 3. Bộ môn nhiên liệu. Công nghệ chế biến dầu mỏ và khí ĐHBK 1983. 4. Bộ môn nhiên liệu. Tính toán các công nghệ chế biến dầu mỏ ĐHBK 1973. 5. Kiều Đình Kiểm –Các sản phẩm dầu mỏ và hoá dầu, 1999. 6. Khuất Minh Tó – Bài giảng an toàn lao động và bảo vệ môi trường. 7.Zhorov Yu.M.LeibG. Thermodynamics of chemical processes petrochemical suythesis processing of petroleum goal, and natural gas. M.Mir Zhorov Yu.M.LeibG. Thermodynamics of chemical processes petrochemical suythesis processing of petroleum goal, and natural gas. M.Mir.1987. 8. А.А.КУЗHЕЦОВ, С.М. КАГЕРМАHОВ, Е.H. СУДАКОВ. РАСЧЕТЫ ПРОЦЕССОВ ИАППАРАТОВ HЕФТЕПЕРАбАТЫВАюЩЕЙ ПРОМЫШЛЕHHОСТИ, 1974 9. Robert.A.Meyers - Hanbook of petroleum refining processes, second edition. 1986. 10. ĐHBKHN, Sổ tay tóm tắt các đại lượng hoá lý, NXB ĐHBKHN , 1963 11. Sổ tay tóm tắt các đại lượng hoá lý - Bộ môn hoá lý BK TPHCM.11/1983. 12.Hiệu đính: PTS. Trần Xoa. PTS. Nguyễn Trọng Khuông, KS. Lê Viên – Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất (tập 1). NXB KHKT - HN 1992. 13. Hiệu đính: PTS. Trần Xoa. PTS. Nguyễn Trọng Khuông, PTS. Phạm Xuân Toản - Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất (tập 2). NXB KHKT - HN 1982. 14. PGS. Ngô Bình - Cơ sở xây dựng nhà công nghiệp - ĐHBKHN - Bé môn xây dựng công nghiệp - HN 1997. 15. IFP - Hydrocacbon processing, November 1998. 16.Hydrocacbon processing, November 2000 17. Applied CatalysisA. Vol 135 .1996 . Trang 287-299 18. Hydrocacborn Processing . November/2000 .trang 131-134 19. ApPlied CtalysisA .Vol 147 .1996 trang 145-147 20. ApPlied CtalysisA .Vol 147 .1996 trang 145-147 21. Lưu Cẩm Léc, Hồ Sỹ Thoảng. Tạp Chí Hoá Học. T37, Sè 1-3, 1999. 22. Japan. Energy Research Center Co., Ltd,3-17-35 Niizo-Minami, Toda-Shi, Saitama 335-8502 Japan