Đề tài Thiết kế phân xưởng sản Xuất Axetaldehit

thay vào công thức trên ta được: Ta quy chuẩn D = 1,8 m , ta sẽ tính được chiều cao thiết bị là : Giả sử chọn H = 12 m , thay tiếp vào công thức trên ta được : Ta quy chuẩn D = 1,6 m , suy ra chiều cao tương ứng là : Theo kết quả tính toán ở trên, ta thấy thiết bị phản ứng có đường kính D = 1,8 m và chiều cao là H = 10 m là phù hợp nhất cho quá trình sản xuất axetaldehit với công suất 89.000 tấn / năm. 2. Tính độ dày thân thiết bị. Thân thiết bị hình trụ được đặt thẳng đứng, làm việc ở áp suất thường 2at, nhiệt độ phản ứng là 97 0C. Chọn vật liệu làm tháp bằng thép X18H10T vì: Thép X18H10T có tính bền nhiệt, chịu được axit, tốc độ ăn mòn nhỏ hơn 0,1 mm/năm. Loại thép này được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp hoá chất (80 đến 90% khối lượng máy và thiết bị hoá chất). Giá thành hợp lý, thời gian làm việc trung bình từ 15 đến 20 năm. Các thông số của thép X18H10T được tóm tắt như sau ( tra bảng X.II.4 và X.II.7 [310-10] ) +) Giới hạn bền (σ): σk = 550.106 N/m2 σc = 220. 106 N/m2 +) Độ dãn dài tương đối (δ%): δ = 38 % +) Độ nhớt va đập (ak ) : ak = 2,0.10-6 J/m2 +) Khối lượng riêng (ρ):ρ = 7900 kg/m3 +) Hệ số dẫn nhiệt (λ), w/m.độ: λ = 16,3 w/m.độ Chiều dày của thiết bị được xác định theo công thức sau [360-10]: Trong đó: Dt : đường kính trong của thiết bị , m P : áp suất trong của thiết bị , N/m2 φ : hệ số hàn bền của thành hình trụ theo phương dọc . Do mối hàn bằng hồ quang điện nên tra bảng [362-10] ta được : φ = 0,95 . C : hệ số bổ sung do ăn mòn , bào mòn và dung sai về chiều dày , m . б : ứng suất cho phép . a) Tính áp suất mà thiết bị phải chịu. Do môi trường làm việc là hỗn hợp hơi (khí) - lỏng nên áp suất làm việc bằng tổng số áp suất Pmt hơi (khí) và áp suất P1 của cột chất lỏng xúc tác. P = Pmt + P1 Trong đó: Pmt : áp suất khí quyển , N/m2 ở đây áp suất môi trường bằng áp suất khí quyển. Pmt = Pkk = 105 N/m2. P1 : áp suất thuỷ tĩnh của cột chất lỏng xúc tác , N/m2. áp suất thuỷ tĩnh xác định theo công thức sau: P1 = g . ρtb . H1 [360-10] Trong đó: H1 : chiều cao cột chất lỏng xúc tác , m (lấy chiều cao lớn nhất ). ρtb : khối lượng riêng trung bình của chất lỏng , kg/m3. g : gia tốc trọng trường , g = 9,81 m/s2. Ta có khối lượng riêng trung bình của hỗn hợp xúc tác được xác định như sau: Trong đó: ρtb1 , ρtb2 , ρtb3 , ρtb4 : khối lượng riêng của H2SO4 , Hg , Fe2+ , Fe3+ a1 , a2 , a3 : phần khối lượng của H2SO4 , Hg , Fe2+ Ta có các số liệu: ρtb1 = 1038,74 kg/ m3 a1 = 83,16 % ρtb2 = 13357,74 kg/ m3 a2 = 0,208 % ρtb3 = 1008,2 kg/ m3 a3 = 1,663 % ρtb4 = 1181,10 kg/ m3 Thay số liệu trên vào công thức tính khối lượng riêng trung bình của hỗn hợp xúc tác ta tìm được: ρtb = 1098,02 kg/m3 Chiều cao cột chất lỏng xúc tác: Vậy áp suất thuỷ tĩnh sẽ bằng: P1 = 9,81 x 1098,02 x 1,0165 = 10949,3072 , N/m2 Vậy áp suất làm việc sẽ bằng: P = P1 + Pmt = 105 + 10949,3072 = 110949,3072 N/m2 . b) Hệ số bổ sung do ăn mòn hằng năm C (m): áp dụng công thức [363-10] C = C1 + C2 + C3 , m Trong đó: C1 : hệ số bổ sung do ăn mòn vật liệu của môi trường và thời gian làm việc của thiết bị, do thiết bị là thép không gỉ (X18H10T) nên độ ăn mòn hàng năm là C1 = 1mm = 0,001 m. C2 : đại lượng bổ sung do hao mòn, do trong nguyên liệu không chứa các hạt rắn chuyển động với tốc độ lớn trong thiết bị nên ta có thể bỏ qua giá trị của C2 (C2 = 0). C3 : đại lượng bổ sung do dung sai về chiều dày, nó phụ thuộc vào chiều dày của vật liệu cho ở bảng X.III.9 [364-10], tra bảng ta được giá trị của C3 C3 = 0,8 mm = 0,8 . 10-3 m . Vậy ta có hệ số bổ sung do ăn mòn hằng năm: C = C1 + C2 + C3 = 1,8 . 10-3 (m) c) ứng suất cho phép của thép X18H10T theo giới hạn bền. ứng suất cho phép giới hạn bền khi kéo được xác định theo công thức: Trong đó: η : hệ số điều chỉnh , theo X.III.2 [356-10] ta chọn η = 1 . бkt : giới hạn bền kéo ở nhiệt độ t 0C . бk = 550 . 106 N/m2 nb : hệ số an toàn theo giới hạn bền , tra bảng X.III.3 [356-10] ta được : nb = 2,6 nc = 1,5 áp dụng vào công thức tính ứng suất cho phép giới hạn bền khi kéo : ứng suất cho phép giới hạn bền khi chảy: Với : бc = 220.106 , nc = 1,5 , η = 1 thay vào công thức trên ta được : Để đảm bảo cho độ bền của thiết bị , ta lấy ứng suất của thiết bị là nhỏ nhất , tức là [б] = [бc] = 146,7 . 106 N/m2 . Ta có : Ta thấy giá trị này > 50 nên ta có thể bỏ qua đại lượng P ở mẫu số của công thức tính chiều dày của thiết bị . Công thức tính chiều dày thiết của thiết bị như sau : Quy chuẩn lại ta lấy S = 3 mm . * Kiểm tra ứng suất theo áp suất thử: áp suất thử tính toán P0 được xác định như sau: P0 = Pth + P1 Trong đó: Pth : áp suất thuỷ lực , N/m2. Theo bảng X.III.5 [358-10] Pth = 1,5 P =1,5 . 110949,3072 = 1,66 . 105 , N/m2. P1 : áp suất thuỷ tích của nước . P1 = g . ρH2O . H = 9,81 . 1000 . 10 = 98100 N/m2. Vậy áp suất thử P0 = 1,66 . 105 + 0,981 . 105 = 2,641. 105 Xác định ứng suất ở thân thiết bị theo áp suất thử tính toán , dùng công thức X.III.26 [365-10] Vậy ta có : . Không đảm bảo cho vấn đề thiết kế. Tương tự như vậy ta chọn S= 4mm ta tính được =1,138.108 thoả mãn đảm bảo về chiêu dày cho vấn đề thiết kế thiết bị phản ứng. 3. Tính đáy và nắp thiết bị. Nắp và đáy thiết bị cũng là những bộ phận quan trọng của thiết bị và thường được chế tạo cùng loại vật liệu với thân thiết bị là thép X18H10T. ở đây ta chọn đáy và nắp thiết bị là hình elíp có gờ và được nối với thân tháp bằng cách ghép bích. Chiều dày của đáy và nắp được xác định theo công thức sau: [385-10] Trong đó: Dt : đường kính trong của thiết bị , m hb : chiều cao phần lồi của đáy , tra bảng X.III.10 [382-10] ta được giá trị sau hb = 0,45m. Đường kính ở phần đỉnh thiết bị cần phải lớn hơn để đảm bảo yêu cầu kĩ thuật , ta chọn D = Dt + 0,4 = 2,2 m. Vậy chiều cao phần lồi của nắp tra bảng là hb = 0,550 m. φh : hệ số bền của mối hàn hướng tâm , tra bảng X.III.8 [362-10] ta được φh = 0,95. k : hệ số không thứ nguyên, được xác định như sau: [385-10] ở đây d- là đường kính lớn nhất ( hay kích thước lớn nhất của lỗ không phải hình tròn ) của lỗ không tăng cứng. Chọn d = 0,2 m kd = 1 - 0,2 / 1,8 = 0,89 . kn = 1 - 0,2 / 2,2 = 0,91 . C : đại lượng bổ sung , theo tính toán ở trên C = 1,8 mm Xét đại lượng: Đối với nắp: Đối với đáy: Do đó ta có thể bỏ qua đại lượng P ở mẫu số trong công thức tính chiều dày của đáy và nắp thiết bị. Nên ta có công thức sau: Đối với nắp: S = 0,909 . 10-3 + C Ta có S - C = 0,909 mm <10 mm. Vậy ta phải bổ sung thêm 2 mm nữa vào giá trị của C. Vậy giá trị của C = 1,8 + 2 = 3,8 mm Chiều dày nắp là : S = 0,909 +3,8 = 4,709 mm . Vậy S = 5 mm. Kiểm tra ứng suất thành của nắp thiết bị theo áp suất thử thuỷ lực bằng công thức X.III.49 [386-10] . б = 3,015 .108 (N/m2) Ta thấy không thoả mãn điều kiện vì: Vậy tăng chiều dày nắp thêm 2 mm nữa là S = 5 +2 = 7 mm . Kiểm tra lại : б = 1,131.108 ( N/m2) Ta thấy thoả mãn điều kiện : Vậy chiều dày nắp là : S = 7 mm. Đối với đáy: S = 0,657 . 10-3 + C Ta có S - C = 0,657 mm <10 mm. Vậy ta phải bổ sung thêm 2 mm nữa vào giá trị của C. Vậy giá trị của C = 1,8 + 2 = 3,8 mm Chiều dày nắp là : S = 0,657 +3,8 = 4,457 mm. Vậy S = 5 mm. Kiểm tra ứng suất thành của nắp thiết bị theo áp suất thử thuỷ lực bằng công thức X.III.49 [386-10] . б = 1,924 .108 (N/m2) Ta thấy không thoả mãn điều kiện vì: Vậy tăng chiều dày đáy thêm 2mm nữa là S = 5 + 2 = 7 mm . Kiểm tra lại: б = 0,722 .108 Ta thấy thoả mãn điều kiện: Vậy chiều dày đáy là : S = 7 mm. 4. Tính đường kính và kích thước ống dẫn. Trong quá trình tính toán thiết bị chính, ta cần phải chú ý đến ống dẫn vào và ra của thiết bị. Vì vậy ta cần phải tính đường kính và chọn bích của thiết bị. Đường kính ống dẫn được xác định theo công thức: , ( m ) [396-9] Trong đó: V : lưu lượng thể tích , m3 / s . ω : tốc độ trung bình , m/s . ( chọn ω = 25 m/s ) a) Tính đường kính ống dẫn sản phẩm. ống dẫn sản phẩm là ống nối giữa nắp tháp và thiết bị ngưng tụ. Hỗn hợp đi ra ở đỉnh tháp là hỗn hợp hơi. Lưu lượng thể tích của các cấu tử đi ra khỏi đỉnh thiết bị phản ứng được xác định theo công thức sau: , m3/ h Trong đó: G : lượng khí qua thiết bị phản ứng trong 1 giờ , kg/ h ρ : khối lượng riêng của khí ở áp suất P và nhiệt độ T và được tính theo công thức sau: , kg/m3 Trong đó: M : khối lượng phân tử của hỗn hợp khí , kg/ kmol P : áp suất làm việc của thiết bị , at P0 : áp suất ở điều kiện chuẩn , at T : nhiệt độ tuyệt đối , 0K Các chất đi ra khỏi thiết bị phản ứng gồm CH3CHO, C2H2 ( dư ), N2, CH3COOH, C3H5CHO. áp dụng công thức trên để tính khối lượng riêng của các cấu tử ta được: Vậy lưu lượng của các cấu tử khi ra khỏi thiết bị phản ứng là: Vậy tổng lưu lượng các chất ra khỏi thiết bị phản ứng là: VSP = 1864,69 + 38,712 + 1,882 + 2293,91 + 0,706 + 70,26 VSP = 4270,16 ( m3 / h ) VSP = 4270,16 / 3600 = 1,186 (m3 / s) Vậy đường kính ống dẫn sản phẩm là: Quy chuẩn d = 300 mm Tra bảng X.III.26 [409-10] ta có các số liệu của bích ống dẫn như sau: DY = 300 Dn = 325 D = 440 Dб = 400 D1 = 370 db = M20 Z = 12 cái . b) Tính đường kính ống dẫn nguyên liệu. Đường kính ống dẫn nước Khối lượng riêng của nước là: ρ = 1,001 kg/m3, vận tốc của nước chọn là 0,1m/s Qui chuẩn d = 100 mm Tra bảng X.III.26 [409-10] ta có các số liệu của bích ống dẫn như sau: DY = 100 Dn = 108 D = 440 Dб = 180 D1 = 158 db = M16 Z = 4 cái . Đường kính ống dẫn axetylen Khối lượng riêng của axetylen tại 250C là: ρ = 1,063 kg/m3 Qui chuẩn d = 300 mm Tra bảng X.III.26 [409-10] ta có các số liệu của bích ống dẫn như sau: DY = 300 Dn = 325 D = 440 Dб = 400 D1 = 370 db = M20 Z = 12 cái . 5. Chọn bích cho đáy và nắp thiết bị. Bích là bộ phận quan trọng dùng để nối các phần của thiết bị cũng như nối các bộ phận khác với thiết bị. Công nghệ chế tạo mặt bích phụ thuộc vào vật liệu cấu tạo mặt bích, phương pháp nối và áp suất của môi trường. Có nhiều kiểu bích khác nhau, ta chọn kiểu bích liền bằng thép để nối đáy, nắp với thân thiết bị. Tra bảng X.III.27 [417-10] ta được các số liệu như sau: Bảng 15: Chọn đáy và nắp thiết bị * Đối với đáy: Bích kiểu 1. Py.106 (N/m2) Dt D Db D1 D0 db h Z 0,1 1800 1940 1890 1860 1815 M20 28 40 * Đối với nắp: Bích kiểu 1 Py.106 (N/m2) Dt D Db D1 D0 db h Z 0,1 2200 2350 2300 2260 2215 M24 40 56 Phần IV: Tính toán xây dựng. I. Chọn địa điểm xây dựng nhà máy.[13] Việc xác định địa điểm xây dựng nhà máy, xí nghiệp công nghiệp là một nhiệm vụ hết sức quan trọng và phức tạp không thể thiếu trong quá trình thiết kế xây dựng, nó tổng hợp nhiều kiến thức của nhiều ngành và nằm trong quy hoạch công nghiệp quốc gia. Vì vậy đòi hỏi phải có sự cộng tác của nhiều cán bộ các ngành như: kiến trúc sư, kỹ sư đô thị, địa chất, thuỷ lợi, kinh tế, giao thông vận tảiDo địa điểm được chọn sẽ ảnh hưởng đến nhiều yếu tố như: ảnh hưởng đến xây dựng, sản xuất và kinh doanh ... Ngoài ra nó còn ảnh hưởng lớn đến môi trường xung quanh. Vì vậy yêu cầu của việc chọn địa điểm phải phù hợp với dây chuyền sản xuất, đảm bảo khả năng phát triển của nhà máy hiện tại và trong tương lai. 1. Địa điểm xây dựng nhà máy. Nhà máy sản xuất axetaldehit năng suất 89.000 tấn / năm được thiết kế, xây dựng tại khu công nghiệp Dung Quất tỉnh Quảng Ngãi. 2. Đặc điểm khu đất xây dựng nhà máy. Xác định địa điểm xây dựng hợp lý sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc chuẩn bị đầu tư, cơ sở phát triển của nhà máy, tạo điều kiện sản xuất với các phân xưởng khác, không gây trở ngại cho các phân xưởng xây dựng sau. Địa điểm xây dựng nhà máy phải gần các nguồn cung cấp năng lượng, nguyên liệu như: điện, nước... gần với các nguồn cung cấp nguyên liệu cho sản xuất và gần nơi tiêu thụ sản phẩm của nhà máy, như vậy sẽ hạn chế tối đa các chi phí vận chuyển. Địa điểm xây dựng nhà máy phải phù hợp và tận dụng tối đa hệ thống giao thông quốc gia, mạng lưới cung cấp điện, thông tin liên lạc và các mạng lưới kĩ thuật khác, gần nơi cung cấp nhân lực của nhà máy. Địa điểm được chọn cần chú ý đến: khả năng của nguồn cung cấp vật liệu, vật tư xây dựng để giảm chi phí giá thành đầu tư xây dựng cơ bản, hạn chế việc vận chuyển vật tư từ nơi xa đến. Cũng cần phải chú ý thêm về khả năng cung ứng nhân lực cho xây dựng cũng như vận hành nhà máy sau này. 3. Đặc điểm sản xuất của nhà máy. Nhà máy sản xuất axetaldehit là một nhà máy hoá chất. ngoài sản phẩm chính còn có các sản phẩm phụ khác như: axit axetic, aldehit crotonic... Do đó phải thiết kế thêm nhiều khu liên hợp sản xuất để tận dụng tối đa nguồn sản phẩm phụ, sản phẩm của phân xưởng này là nguyên liệu cho phân xưởng khác. Đây là một nhà máy sản xuất hoá chất nên không thể tránh khỏi những độc hại, dể gây cháy nổ. Do đó ta cần phải chú ý đến điều kiện làm việc của công nhân cũng như dân cư sống ở gần nhà máy, đồng thời phải đảm bảo khâu xử lí rác thải, nước thải. Từ nguyên liệu đến sản phẩm của nhà máy là những chất dễ nổ, cho nên trong quá trình sản xuất ta cần chú ý đến khâu an toàn lao động và sản xuất. II. Yêu cầu về khu đất xây dựng. Khu đất xây dựng phải có hình dáng phù hợp, ở đây ta chọn khu đất có hình chữ nhật. Khu đất phải đủ tiện ích để đáp ứng cho việc xây dựng nhà máy trước mắt cũng như việc mở rộng nhà máy trong tương lai. Quy mô của khu đất phải phù hợp cho việc bố trí công nghệ, cũng như việc bố trí các hạng mục khác như: tổ chức giao thông trong và ngoài nhà máy ... Khu đất xây dựng phải đảm bảo cách khu đô thị, dân cư, đảm bảo về vấn đề vệ sinh môi trường. Khoảng cách bảo vệ vệ sinh công nghiệp tuyệt đối không được xây dựng các công trình công cộng hoặc công viên, phải trồng cây xanh để hạn chế tác hại của khu công nghiệp. Khu đất phải cao ráo tránh ngập lụt trong mùa mưa lũ, có mực nước ngầm thấp tạo điều kiện cho việc thoát nước thải được dễ dàng tránh hiện tượng lún sâu sau khi xây dựng. Khu đất phải tương đối bằng phẳng có độ dốc tự nhiên tốt nhất là i = 0.5 ữ 1 % để hạn chế tối đa chi phí san lấp mặt bằng. Về mặt địa chất khu đất được lựa chọn không nằm trên các mỏ khoáng sản hoặc địa chất không ổn định. Cường độ chịu lực là 1.5 ữ 2.5 kg/cm3. Vị trí xây dựng nhà máy thường ở cuối hướng gió chủ đạo để hạn chế tối đa các ảnh hưởng xấu, bởi vì trong công nghiệp hoá chất nói chung và nhà máy chế biến dầu mỏ nói riêng thường bị ô nhiễm do có các khí độc... Nguồn nước thải của nhà máy được xử lí phải ở hạ lưu cách bến dùng của dân cư tối thiểu 500 m. III. Mặt bằng nhà máy. Trong thiết kế tổng mặt bằng nhà máy sản xuất axetaldehit dựa theo nguyên tắc phân vùng. Theo nguyên tắc này tổng diện tích của nhà máy được chia ra làm 4 vùng chính. Các hạng mục của nhà máy được xây dựng phải thoả mãn tính chất phục vụ cho quá trình sản xuất được liên tục. Diện tích của các hạng mục như sau: Nhà máy làm việc ba ca một ngày , vì vậy nhà máy có khoảng 150 công nhân và 20 công chức nên số lượng ca làm việc có số lượng người nhiều nhất là : 150 + 20 = 170 (người) Nhà thí nghiệm có chiều dài là 18 m, chiều rộng là 9 m, chiều cao là 4 m. Vậy tổng diện tích khu công trình là: 18 . 9 = 162 m2 Nhà hành chính: chọn chiều dài nhà hành chính là 30 m chiều rộng là 12 m, vậy diện tích khu đất là: 30 . 12 = 360 m2 Nhà để xe, gara ôtô có tổng diện tích là 300 m2 . Nhà cứu hoả gần với khu chứa nhiên liệu và sản phẩm có chiều dài 16 m, rộng 10 m, diện tích là: 16 . 10 = 160 m2 Nhà sản xuất chính: trong nhà máy thì khu này được bố trí ở giữa nhà máy. Do dây chuyền sản xuất axetaldehit ngoài thiết bị chính còn có các thiết bị phụ, vì vậy ta phải bố trí sao cho phù hợp với quá trình sản xuất liên tục. Xây dựng nhà sản xuất chính: Nhịp nhà: Được lựa chọn căn cứ vào kích thước thiết bị bố trí theo chiều ngang của nhà, yêu cầu thiết bị vận chuyển. ở đây ta chọn đường đi trong nhà là 6m, khoảng cách an toàn cho công nhân làm việc, khoảng cách an toàn từ thiết bị chính là 2 m, vậy ta chọn nhịp nhà là 18 m. Chiều cao nhà: Căn cứ vào chiều cao của thiết bị là gần 12 m ta chọn nhà không cần trục. Vậy chiều cao nhà là 13 m. Chiều dài: Chiều dài nhà công nghiệp xác định theo kích thước của thiết bị bố trí theo dọc nhà, dựa vào kích thước của thiết bị nhà máy này ta chọn chiều dài nhà công nghiệp là 36 m. Vậy tổng diện tích khu sản xuất là : 18 . 36 = 648 (m2) Khu kho: Đây là khu chứa nguyên liệu và sản phẩm, do đó khu này cần được bố trí sao cho gần bộ phận phục vụ và vận chuyển nguyên liệu, sản phẩm là gần nhất, ít gây trở ngại cho quá trình sản xuất. Kho chứa nguyên liệu thường được đặt ở đầu dây chuyền sản xuất, kho chứa thành phẩm thì đặt ở cuối dây chuyền sản xuất. Kho chứa nguyên liệu: Nguyên liệu chính để sản xuất axetaldehit là axetylen và nước. Do axetylen là một chất khí, do đó nguyên liệu này thường được đóng vào bình (khoảng 50 kg/ bình ). Với 1 m3 thì xếp 2 chồng, mỗi chồng 10 bình. Vậy với 1 m2 chứa được một lượng nguyên liệu là: 2 . 10 . 50 = 100 ( kg ) Diện tích sử dụng thường xuyên của kho là 75 %. Kho thường dự trữ nguyên liệu trong vòng nửa tháng. Năng suất của thiết bị là 59000 tấn / năm. Vì vậy ta chọn chiều dài kho chứa nguyên liệu là 35 m, chiều rộng là 17 m, cao là 8 m. Vậy tổng diện tích kho chứa là: 17 . 35 = 595 m2 Kho chứa sản phẩm: Được xây dựng gần phân xưởng hoàn thiện sản phẩm, vì vậy chọn chiều dài kho chứa sản phẩm là 35 m, chiều rộng 17 m, cao 8 m. Vậy diện tích kho chứa sản phẩm là: 17 . 35 = 595 m2 Nhà cơ khí xây dựng phía sau nhà máy, chiều dài 24 m, rộng 12 m. Vậy diện tích nhà cơ khí là: 24 . 12 = 288 m2 Các hạng mục khác: Trạm điện có diện tích 80 m2. Trạm bơm có diện tích 80 m2. Khu xử lí nước có diện tích 216 m2. Khu chứa nước để sản xuất có diện tích 288 m2. Khu vui chơi giải trí có diện tích 325 m2. Nhà ăn có diện tích 96 m2. Khu phụ trợ sản xuất có diện tích 400 m2. Bảng 16 : Các hạng mục công trình trong thiết kế mặt bằng. STT TÊN CÔng trình Kích thước Chiều rộng(m) Chiều dài (m) Diện tích (m2) Số lượng 1 Nhà bảo vệ 4 5 20 4 2 Nhà để xe , gara ôtô 10 30 300 1 3 Nhà hành chính 12 30 360 1 4 Hội trường, y tế(2t) 12 24 288 1 5 Nhà thí nghiệm 9 18 162 1 6 Nhà điều khiển tự động 9 18 162 1 7 Khu phụ trợ sản xuất 16 25 400 1 8 Khu sản xuất chính 18 36 648 1 9 Kho chứa nguyên liệu 17 35 595 1 10 Kho chứa sản phẩm 17 35 595 1 11 Khu vui chơi giải trí 13 25 325 1 12 Trạm điện 8 10 80 1 13 Khu chứa nước sản xuất 12 24 288 1 14 Khu xủ lí nước thải 12 18 216 1 15 Nhà cơ khí 12 24 288 1 16 Trạm bơm 8 10 80 1 17 Nhà ăn 8 12 96 1 18 Nhà cứu hoả 10 16 160 1 Tổng 4775 IV. Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy. 1. Nhiêm vụ trong thiết kế tổng mặt bằng nhà máy. Nghiên cứu đánh giá, phân tích, tổng hợp mọi dữ liệu của dự án sang các giải pháp bố trí thực tế trên địa hình của khu đất được chọn để làm cơ sở cho việc tổ chức xây dựng nhà máy. Đánh giá các điều kiện tự nhiên, nhân tạo của khu đất xây dựng nhà máy làm cơ sở cho các giải pháp bố trí và sắp xếp các hạng mục công trình sao cho phù hợp tối đa các yêu cầu dây chuyền công nghệ của nhà máy. Xác định cơ cấu của mặt bằng, hình khối kiến trúc của hạng mục công trình, định hướng nhà, tổ chức các mạng lưới đường giao thông, công trình công cộng ... nghiên cứu khả năng mở rộng và phát triển của nhà máy. Giải quyết các vấn đề liên quan đến môi trường qua các giải pháp để đảm bảo yêu cầu vệ sinh công nghiệp, chống ô nhiễm nước và không khí và các vấn đề liên quan đến an toàn sản xuất. Giải quyết các quan hệ về cảnh quan đô thị với môi trường xung quanh, phù hợp hài hoà với môi trường tự nhiên. Đánh giá hiệu quả kinh tế kĩ thuật của phương án thiết kế và các phương diện như hiệu quả sử dụng đất, chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật. 2. Các yêu cầu trong thiết kế tổng mặt bằng nhà máy. Giải pháp thiết kế tổng mặt bằng nhà máy phải đáp ứng được mức cao nhất của dây chuyền công nghệ sao cho chiều dài dây chuyền sản xuất ngắn nhất, không trùng lặp, hạn chế tối đa sự giao nhau, đảm bảo mối liên hệ mật thiết giữa các hạng mục của công trình với hệ thống giao thông, các mạng lưới cung cấp kĩ thuật khác trong và ngoài nhà máy. Trên khu đất xây dựng nhà máy phải được phân thành các khu vực chức năng theo đặc điểm của sản xuất, yêu cầu vệ sinh, đặc điểm sự cố, khối lượng phương tiện vận chuyển, mật độ công nhân... tạo điều kiện tốt nhất cho việc quản lí vận hành các khu vực chức năng. Diện tích khu đất xây dựng được tính toán thoả mãn mọi yêu cầu đòi hỏi của dây chuyền công nghệ trên cơ sở bố trí hợp lí các hạng mục công trình, tăng cường vận dụng các khả năng hợp khối nâng tầng sử dụng tối đa các diện tích không xây dựng để trồng cây xanh, tổ chức môi trường công nghiệp và định hướng phát triển mở rộng nhà máy trong tương lai. Tổ chức hệ thống giao thông vận chuyển hợp lý phù hợp với dây chuyền công nghệ sản xuất axetaldehit, đặc tính hàng hoá đáp ứng mọi yêu cầu sản xuất và quản lý, luồng người, luồng hàng phải ngắn nhất, không trùng lặp hoặc cắt nhau. Ngoài ra còn phải xủ lý khai thác phù hợp với mạng lưới giao thông quốc gia cũng như các cụm nhà máy lân cận. Phải thoả mãn các yêu cầu vệ sinh công nghiệp, hạn chế tối đa sự cố sản xuất, đảm bảo yêu cầu vệ sinh môi trường bằng các giải pháp phân khu chức năng, bố trí hướng nhà hợp lý theo hướng gió chủ đạo của khu đất. Khoảng cách của các hạng mục công trình phải tuân theo quy phạm thiết kế, tạo mọi điều kiện cho việc thông thoáng tự nhiên hạn chế bức xạ nhiệt của mặt trời truyền vào nhà. Khai thác triệt để các đặc điểm địa hình tự nhiên, đặc điểm khí hậu địa phương nhằm giảm đến mức tối đa chi phí sàn nền, xủ lý nền đất, xủ lý các công trình ngầm khi bố trí các hạng mục công trình. Phải đảm bảo tốt mối quan hệ hợp tác mật thiết với các nhà máy lân cận trong khu công nghiệp với việc sử dụng chung các công trình đảm bảo kĩ thuật, xử lý chất thải chống ô nhiễm môi trường, cũng như các công trình phục vụ công cộng.... Nhằm mang lại hiệu quả kinh tế, hạn chế vốn đầu tư xây dựng nhà máy vào sản xuất, nhanh chóng hoàn vốn về đầu tư. Bảo đảm các yêu cầu thẩm mỹ của từng công trình, tổng thể nhà máy. Hoà nhập đóng góp cảnh quan xung quanh tạo thành khung cảnh kiến trúc công nghiệp đô thị. V. Nguyên tắc trong thiết kế tổng mặt bằng nhà máy. Trong quá trình nghiên cứu, thiết kế tổng mặt bằng nhà máy cần vận dụng các nguyên tắc để đạt hiệu quả cao nhất trong khi tiến hành nghiên cứu thiết kế tổng mặt bằng nhà máy. Tuỳ theo đặc thù sản xuất của nhà máy người thiết kế sẽ vận dụng nguyên tắc phân vùng sao cho hợp lý. Thực tế thiết kế, biện pháp phân chia khu đất thành các vùng theo đặc điểm sử dụng là phổ biến nhất. Trong thiết kế tổng mặt bằng nhà máy sản xuất axetaldehit dựa thêo nguyên tắc phân vùng, tổng diện tích nhà máy được chia ra làm 4 phân vùng chính. Vùng trước nhà máy. Đây là nơi bố trí các nhà hành chính quản lý, cổng ra vào, gara ôtô, nhà xe... Đối với các nhà máy có quy mô nhỏ hoăc mức độ hợp khối lớn, vùng trước nhà máy hầu như dùng để dành diện tích cho bãi đỗ xe, phòng bảo vệ, bảng tin và cây xanh cảnh quan. Vùng này có diện tích từ 4 ữ 20 % diện tích toàn nhà máy . Vùng sản xuất. Nơi bố trí các nhà và công trình trong dây chuyền sản xuất chính của nhà máy như: xưởng sản xuất chính, phụ, sản xuất phụ trợ... Tuỳ theo đặc điểm sản xuất quy mô của nhà máy diện tích của vùng này chiếm 22 ữ 52% diện tích toàn nhà máy. Đây là vùng quan trọng nhất của nhà máy nên khi bố trí cần lưu ý các điểm sau: Khu đất được ưu tiên về điều kiện địa hình, địa chất cũng như về hướng. Các nhà sản xuất chính, phụ trợ sản xuất có nhiều công nhân nên bố trí gần phía cổng hoặc gần trục giao thông chính của nhà máy và đặc biệt ưu tiên về hướng. Các nhà xưởng trong quá trình sản xuất gây ra tác động xấu như tiếng ồn lớn, lượng bụi, lượng nhiệt, khí thải... nên đặt ở cuối hướng gió và tuân thủ chặt chẽ theo quy định an toàn vệ sinh khu công nghiệp. Vùng các công trình phụ. Nơi đặt các công trình cung cấp năng lượng bao gồm các công trình cung cấp điện, hơi... Xử lý nước thải và các công trình bảo quản kỹ thuật khác. Tuỳ theo mức độ của công nghệ mà yêu cầu vùng này có diện tích từ 14 ữ 28% tổng diện tích toàn nhà máy. Bố trí các công trình vùng này cần lưu ý các điểm sau: Hạn chế tối đa chiều dài của hệ thống cung cấp kỹ thuật bằng cách bố trí hợp lý giữa nơi cung cấp và tiêu thụ năng lượng. Tận dụng các khu đất không thuận lợi về hướng hoặc giao thông, các công trình có nhiều bụi, khói hoặc chất thải đều phải chú ý bố trí cuối hướng gió. Kho và phục vụ giao thông. Khu vực này được bố trí các hệ thống kho tàng bến bãi, các cầu bốc dỡ hàng hoá.... Tuỳ theo đặc điểm sản xuất và quy mô của nhà máy mà vùng này thường chiếm khoảng 23 ữ 37% tổng diện tích nhà máy. Vùng này khi thiết kế cần chú ý các điểm sau: Cho phép bố trí các công trình trên vùng đất không ưu tiên về hướng, nhưng phải phù hợp với nơi tập kết nguyên liệu và sản phẩm của nhà máy. Trong nhiều trường hợp do đặc điểm và yêu cầu của dây chuyền công nghệ , hệ thống kho tàng bến bãi có thể bố trí gần trực tiếp với bộ phận sản xuất. ưu nhược điểm của phương pháp phân vùng +) ưu điểm: Dễ dàng quản lý theo nghành, theo các xưởng, theo công đoạn của quá trình sản xuất. Thích hợp với nhà máy có nhiều phân xưởng và công đoạn sản xuất khác nhau. Đảm bảo yêu cầu vệ sinh công nghiệp. Dễ dàng bố trí hệ thống giao thông trong nhà máy. Phù hợp với đặc điểm khí hậu nước ta. Số lượng công trình giảm thuận lợi cho quy hoặch mặt bằng chung, tiết kiệm đất xây dựng từ 10 ữ 30%, rút ngắn mạng lưới giao thông vận chuyển từ 20 ữ 25%, năng suất lao động tăng từ 20 ữ 25%. +) Nhược điểm: Không phù hợp với các phân xưởng, các công đoạn sản xuất có đặc điểm, tính chất khác nhau. Điều kiện thông thoáng tự nhiên kém, gặp nhiều khó khăn trong việc tổ chức thoát nước. Trong các điều kiện địa hình không thuận lợi sẽ tốn kém cho chi phí san nền và gia cố nền móng. Đối với nhà máy sản xuất axetaldehit khi thiết kế xây dựng mặt bằng phân xưởng sản xuất theo nguyên tắc hợp khối. Chỉ tiêu xây dựng là: Diện tích tổng mặt bằng nhà máy . 4775 . 4 = 19100 m2 Diện tích chiếm đất trên mặt bằng của các khu trồng cây xanh và đường đi trong tổng mặt bằng chọn bằng 6000 m2. Hệ số xây dựng Hệ số sử dụng Qua hai hệ số KXD và KSD ta thấy diện tích tổng mặt bằng nhà máy bằng 19100 m2 phù hợp với yêu cầu xây dựng. PHần V : tính toán kinh tế. I. Mục đích và nhiệm vụ tính toán kinh tế.[14] Như ta đã biết khi đầu tư vào một nhà máy, xí nghiệp hay một doanh nghiệp nào đó thì vấn đề kinh tế là vấn đề hàng đầu, mang tính quyết định khả thi hay không khả thi. Do đó việc tính toán kinh tế cho ta thấy được giá trị của một dự án, từ đó biết được ưu nhược điểm cũng như cơ cấu hoạt động của dự án. Nó tác động đến sự điều chỉnh, bố trí phù hợp cho cơ cấu của dự án đó như tổ chức, kế hoặch sản xuất, tổ chức quản lý, vốn đầu tư giá thành nguyên vật liệu cũng như sản phẩm... từ đó xác định được dự án, nếu được đầu tư sẽ có khả năng khả thi được hay không và nếu khả thi thì sẽ đầu tư và duy trì hoạt động như thế nào. Đây chính là vấn đề trung tâm mà người quản lý cũng như nhà kĩ thuật cần nắm vững để điều hành dự án một cách tốt nhất. II. Tính toán kinh tế. Trong phần thiết kế công nghệ đã tính: Số ngày làm việc của phân xưởng là 335 ngày. - Năng suất phân xưởng là 89.000 tấn /năm hay 11,07 tấn / h. - Theo tính toán phần cân bằng vật chất thì ta có các chất cần cho quá trình sản xuất gồm: Axetylen nguyên liệu : 7365,65 kg/h hay 59219,826 tấn / năm. Lượng nước dùng phản ứng : 2804,613 kg/h hay 22549,088 tấn/năm. Lượng xúc tác : 5,38 kg/h hay 44,546 tấn / năm. Lượng nước làm lạnh : 75 m3/h hay 621000 tấn/năm 1. Nhu cầu về điện năng tiêu thụ. Trong quá trình làm việc của phân xưởng ta dùng điện để thắp sáng, dùng cho bơm nguyên liệu, đun sôi nước (dùng cho thiết bị đun sôi đáy tháp ) và còn nhiều hình thức điện sinh hoạt khác. Điện dùng cho máy công nghiệp được tính bằng công thức sau: W = K1 . K2 . ∑ni . ti Trong đó: W : điện năng dùng trong một năm . ni : công suất động cơ thứ i . ti : số loại động cơ thứ i . K1 : hệ số phụ tải , thường lấy 0,75 K2 : hệ số tổn thất , thường lấy 1,05 Bảng 17: Nhu cầu về điện năng trong công nghệ . STT Tên thiết bị Công suất Số lượng Tổng công suất K1 K2 ti (h) W (kw/h) 1 Bơm chất lỏng 8,6 2 17,2 0,75 1,05 8040 108901,8 2 Bơm nước 6,8 1 6,8 0,75 1,05 8040 43054,2 3 Máy nén khí 2000 1 2000 0,75 1,05 8040 12,663.106 Tổng cộng 12,815.106 Điện dùng để thắp sáng cho phân xưởng của hai ca chiều được tính theo công thức: Ws = ∑ni.p.Ti Trong đó: ni : số bảng đèn loại i p : công suất đèn loại i Ti : thời gian sử dụng trong năm Bảng 18: Nhu cầu về điện thắp sáng . STT Tên các hạng mục tiêu thụ điện Loại bóng (W) Số lượng (cái) Thời gian sử dụng Nhu cầu trong năm(KW) 1 Khu nhà sản xuất 220 58 8040 102590,4 2 Kho chứa nguyên liệu 220 16 8040 28300,8 3 Kho chứa sản phẩm 220 18 8040 31838,4 4 Khu sử lý nước thải 220 20 8040 35376 5 Nhà vệ sinh 100 6 8040 4824 6 Nhà cơ khí 220 20 8040 35376 7 Nhà để xe , gara ôtô 100 8 8040 6432 8 Nhà thí nghiệm và điều khiển 220 26 8040 45988,8 9 Nhà hành chính 100 26 8040 20904 10 Phòng trực 100 4 8040 3216 11 Phòng thay đồ 100 4 8040 3216 Tổng cộng 318062,4 Như vậy lượng điện tiêu thụ trong cả năm của phân xưởng là: 12815000 + 318062,4 = 13133062,4 (KW) Lượng điện tiêu thụ cho một tấn sản phẩm là: 13133062,4 / 53000 = 247,79 ( KW) Tính chi phí nguyên vật liệu, nhiên liệu, năng lượng. Bảng 19: Chi phí nguyên vật liệu , nhiên liệu , năng lượng STT Tên nguyên liệu năng lượng Đơn vị Lượng dùng trong năm Đơn giá (VNĐ) Thành tiền (VNĐ) 1 C2H2 Tấn 59219,826 5.106 296099,13.106 2 Hơi nước phản ứng Tấn 22549,088 30.000 676,472.106 3 Xúc tác kg 44546 2.106 89092.106 4 Nước làm lạnh Tấn 621000 2000 1242.106 5 Điện KW 13133062,4 1200 15759,675.106 Tổng 402869,277.106 2. Tính vốn đầu tư xây dựng. Đơn giá xây dựng nhà khung bê tông cốt thép toàn khối, tường bao che là 1.500.000 đ/m3. Tổng diện tích xây dựng là 4775 m2. Vậy: 4775 . 1.5.106 = 7,163.109 3. Vốn đầu tư cho thiết bị máy móc Vtb. Bảng 20: Vốn đầu tư cho thiết bị máy móc STT Tên thiết bị Số lượng Đơn giá Thành tiền 1 Tháp hydrát hoá 1 100.106 100.106 2 Thiết bị làm lạnh 6 40.106 240.106 3 Tháp hấp thụ 1 90.106 90.106 4 Tháp chưng 1 130.106 130.106 5 Tháp tinh luyện 1 120.106 120.106 6 Bơm chất lỏng 4 5.106 20.106 7 Máy nén khí 1 6.106 6.106 8 Thiết bị đun sôi 1 60.106 60.106 9 Thùng chứa sản phẩm 1 6.106 6.106 10 Thùng chứa SP phụ 2 5.106 10.106 11 Bộ gia nhiệt 1 60.106 60.106 Tổng 842.106 Chi phí lắp đặt 10 % VTB Chi phí vận chuyển 10 % VTB Vậy chi phí vận chuyển và chi phí lắp đặt là 20 % Tổng số vốn đầu tư cho thiết bị là: 842.106 + 842.106 . 0,2 = 1010,4.106 (VNĐ) Các vốn đầu tư khác: gồm chi phí vận chuyển, khảo sát thiết kế, đào tạo cán bộ chiếm 10% tổng số vốn đầu tư cố định. VĐT = VXD + VTB + VK VĐT = VXD + VTB + 0,1VĐT (VNĐ) Vk = 0,1 . VĐT = 0,1.9,08.109 = 0,908.109 (VNĐ). 4. Lương công nhân và nhân viên toàn phân xưởng. Mức lương công nhân trực tiếp là 2.200.000 Đ/tháng. Bảng 21: Bảng lương cán bộ công nhân viên STT Chức vụ Số lượng Lương tháng (VNĐ) Lương tháng toàn bộ(VNĐ) Lương cả năm toàn bộ(VNĐ) 1 Giám đốc 1 3,5.106 3,5.106 42.106 2 Phó giám đốc 1 3.106 3.106 36.106 3 Quản đốc 3 2,5.106 7,5.106 90.106 4 Tổ trưởng 5 2.106 10.106 120.106 5 Thư ký 1 2.106 2.106 24.106 6 Hành chính 1 2.106 2.106 24.106 7 Kế toán 2 2.106 4.106 48.106 8 Kỹ sư công nghệ 5 2,5.106 12,5.106 150.106 9 Thợ điện 3 2.106 6.106 72.106 10 Thợ bơm 1 2.106 2.106 24.106 11 Marketing 4 2.106 8.106 96.106 12 NV bảo vệ 4 1,8.106 7,2.106 86,4.106 13 Thợ cơ khí 3 2.106 6.106 72.106 14 Công nhân 50 2,2.106 110.106 1320.106 Tổng 84 2204,4.106 Lương ca đêm: (90+120+150+86,4+1320).106/3 = 588,8.106(VNĐ) * Lương bồi dưỡng ca đêm là: 0,1x 588,8.106 = 58,88.106(VNĐ) * Lương bồi dưỡng độc hại: 0,1 x 2204,4.106 = 220,44.106 (VNĐ) Tổng quỹ lương cả năm: (2204,4 + 58,88 + 220,44 ) . 106 = 2483,72.106 (VNĐ) * Chi phí bảo hiểm xã hội bằng 20% lương chính: 2204,4.106 x 0,2 = 440,88.106(VNĐ) * Chi phí bảo hiểm y tế bằng 3% lương chính: 2204,4.106 x 0,03 = 66,132.106(VNĐ) Vậy tổng số tiền trả lương và bảo hiểm là : (2483,72 + 440,88 + 66,132).106 = 2990,732.106(VNĐ) 5. Tính khấu hao. Nhà sản xuất có thời gian khấu hao là 20 năm: 7,163.109 / 20 = 358,15.106 Đ/năm. Thiết bị máy móc thời gian khấu hao là 10 năm: 842.106 /10 = 84,2 .106 Đ/ năm. Tổng mức khấu hao toàn bộ phân xưởng : (358,15 + 84,2 ) .106 = 442,35 .106 đồng/năm. Khấu hao sửa chữa lấy bằng 50% khấu hao cơ bản 442,35.106 . 0,5 = 221,175.106 đồng/năm. Tổng mức khấu hao: (442,35 + 221,175 ) .106 = 663,525.106 đồng/năm Mức khấu hao trên một đơn vị sản phẩm: 663,525.106 / 53000 = 12419,34 đồng / sản phẩm 6. Tính giá thành sản phẩm. Giá thành đơn vị sản phẩm và phương án giá được hình thành trong bảng dưới đây với năng suất 53000 tấn /năm. Bảng 22: Bảng giá thành sản phẩm. Khoản mục Đơn vị Chi phí cho một đơn vị sản phẩm (VNĐ) Chi phí cho toàn bộ Số lượng dùng Thành tiền (VNĐ) C2H2 Tấn 5.106 59219,826 296099,13.106 Nước phản ứng Tấn 30.000 22549,088 676,472.106 Nước làm lạnh Tấn 2000 621000 1242.106 Xúc tác Kg 2.106 44546 89092.106 Điện KW 800 13133062,4 15759,675.106 Tổng chi phí nguyên liệu,nhiên liệu , điện 402869,277.106 Chi phí tiền lương và bảo hiểm 2990,732.106 Khâu hao cơ bản 663,525.106 Vốn đầu tư khác 908.106 Vốn đầu tư cho thiết bị 1010,4.106 Vốn đầu tư cho xây dựng 7163.106 Giá thành toàn bộ 415604,934.106 Tổng giá thành đầu tư để sản xuất 89000 tấn sản phẩm là: 415604,934.106(VNĐ) Như vậy giá thành xuất xưởng 1 tấn sản phẩm là: (415604,934.106/ 89000) = 7,842.106(VNĐ). Vậy ta quyết định giá bán ra của một tấn sản phẩm là 10.106(VNĐ). Do đó, tổng số doanh thu bán ra của 89000 tấn sản phẩm là: (89000 x 10.106) = 890000.106(VNĐ). 7. Thu hồi sản phẩm phụ. Bảng 23: Doanh thu sản phẩm phụ STT Tên sản phẩm phụ Đơn vị Số lượng Giá bán Thành tiền(VNĐ) 1 C3H5CHO Tấn 2604,558 4.106 10418,232.106 2 CH3COOH Tấn 22,432 6.106 134,592.106 3 N2 Tấn 574,25 3.106 1722,75.106 Tổng 12275,574.106 * Tổng giá thành sản phẩm bán ra trong một năm là : (530000+12275,574 ) . 106 = 542275,574.106 (VNĐ) * Lợi nhuận trước thuế trong một năm là : ( 542275,574- 415604,934 ) . 106 = 126670,640.106 (VNĐ) * Lợi nhuận sau thuế trong một năm là : Trong sản xuất ta phải nộp thuế 5%. Do đó lợi nhuận sau thuế là : (126670,640.106 x 95%) = 120337,108.106 (VNĐ) * Doanh lợi vốn đầu tư là : * Thời gian thu hồi vốn : Vậy thời gian thu hồi vốn là gần 3,5 năm. Kết luận : Qua phần tính toán kinh tế trên đã giúp em hiểu biết cơ bản những vấn đề của việc đầu tư cho một doanh nghiệp. Tập đồ án này có thể đáp ứng về mặt kinh tế với thời gian hoàn vốn là gần 3,5 năm. Đây là một kết quả khả quan đem lại hiệu quả cao. Vì vậy, nó cho phép ứng dụng vào thực tế sản xuất. Phần VI: an toàn trong lao động. Trong công nghệ hóa học nói chung và trong việc sản xuất các sản phẩm từ nguyên liệu liên quan đến hoá học nói riêng, việc đảm bảo an toàn trong lao động cho người sản xuất là một nhiệm vụ không thể thiếu trong việc thiết kế phân xưởng sản xuất. Trong phân xưởng sản xuất axetaldehit trong sản xuất thì cả nguyên liệu và sản phẩm đều là chất dễ cháy nổ, do đó cần đưa ra những nguyên tắc an toàn trong sản xuất cho người lao động. 1. Giáo dục người lao động về an toàn lao động. Các công tác bảo hộ cho người lao động trong phân xưởng sản xuất axetaldehit mang tính chất quần chúng, vì vậy công tác này phải do toàn thể cán bộ công nhân trong nhà máy tự giác thực hiện. Tuy nhiên hàng năm nhà máy cũng phải tổ chức đào tạo cho toàn bộ cán bộ công nhân viên trong nhà máy về vấn đề an toàn trong nhà máy, bắt buộc mọi người phải thực hiện, thường xuyên kiểm tra thực hiện quy định an toàn khi thao tác, kịp thời giải quyết vấn đề khi sự cố xảy ra. 2. Trang bị bảo hộ lao động. Trong sản xuất axetaldehit, đặc biệt là bộ phận trực tiếp sản xuất thì việc cấp phát đầy đủ các trang bị bảo hộ như quần áo, mũ, găng tay... là điều rất cần thiết. Những dụng cụ này nhằm ngăn ngừa các tai nạn lao động và bệnh nghề nghiệp. Thường xuyên nhắc nhở cán bộ công nhân viên trong nhà máy thực hiện đúng nội quy an toàn. 3. Các biện pháp an toàn lao động. Công tác an toàn trong nhà máy sản xuất, ngoài những yếu tố nêu trên thì yếu tố kỹ thuật cũng hết sức quan trọng, trong đó có các yếu tố sau: Trang bị đầy đủ các dụng cụ sản xuất theo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật. Khi thiết kế cần đặt các phân xưởng có tính độc hại ở dưới, cuối hướng gió chủ đạo. Các hệ thống chuyển động như môtơ phải có che chắn, kiểm tra nguyên vật liệu trước khi đưa vào sản xuất. Trang bị và bảo dưỡng thường xuyên các hệ thống van, bộ phận động, ống dẫn nguyên liệu và sản phẩm. Tuyệt đối sản xuất theo yêu cầu công nghệ, khi sử dụng các chất dễ cháy nổ phải hết sức cẩn thận. 4. Công tác vệ sinh lao động. Cần làm tốt công tác vệ sinh lao động để tránh các bệnh nghệ nghiệp, trong phân xưởng sản xuất phải có hệ thống gió, chiếu sáng thích hợp. Hệ thống quạt gió. Trong quá trình sản xuất không thể tránh khỏi những khí độc hại, nhiệt toả ra từ lò hơi, thiết bị sản xuất chính. Cho nên cần phải có hệ thống thông gió, hút gió cho toàn bộ phân xưởng. Hệ thống chiếu sáng. Cần đảm bảo hệ thống chiếu sáng tự nhiên và nhân tạo đủ ánh sáng cho công nhân làm việc, tránh các bệnh nghề nghiệp về mắt, làm việc sao cho chính xác, năng suất cao, có thể làm việc được ca đêm. Hệ thống vệ sinh cá nhân. Trong phân xưởng sản xuất cần có hệ thống vệ sinh cá nhân như thay quần áo, rửa tay... để đảm bảo sức khoẻ cho công nhân làm việc. Qua đó ta thấy công tác đảm bảo an toàn trong nhà máy là công việc không thể thiếu. Nhà máy cần thực hiện tốt công tác này sẽ đảm bảo được sức khoẻ của công nhân và cộng đồng, dẫn tới năng suất sẽ cao hơn. Phần VII : Tự động hoá trong phân xưởng. I. Mục đích và ý nghĩa. Tự động điều chỉnh là quá trình ứng dụng các dụng cụ, thiết bị và các máy móc tự động điều khiển vào công nghệ. Những phương tiện kỹ thuật này cho phép thực hiện những 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 sản xuất không chỉ làm đơn giản các thao tác sản xuất, tránh được nhầm lẫn, tăng năng suất lao động và cho phép giảm số lượng công nhân mà còn có biện pháp hữu hiệu trong an toàn lao động. Để đảm bảo 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 cần thiết mà còn có tính bắt buộc đối với công nghệ này. Trong hoạt động chỉ cần một thiết bị hoạt động 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 dù chỉ một thiết bị. Như vậy từ đây cho thấy đo lường tự động và tự động hoá trong dây chuyền sản xuất là một vấn đề hết sức quan trọng, nó không chỉ tăng năng suất công nghệ, công suất thiết bị mà còn là cơ sở để vận hành công nghệ tối ưu nhất tăng hiệu quả thu hồi sản phẩm đồng thời giảm đáng kể chi phí khác, đảm bảo an toàn trong lao động sản xuất. Nhờ có tự động hoá mà những nơi có thể xảy ra 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. Tự động hoá đảm bảo các thao tác điều khiển các thiết bị công nghệ một cách chính xác, tránh được sự cố xảy ra trong thao tác điều khiển, tự động báo động khi có sự cố xảy ra. t0 II. Các ký hiệu dùng trong tự động hoá. Dụng cụ đo nhiệt độ Dụng cụ đo áp suất Dụng cụ đo lưu lượng TI TT Pcz 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 ) LR Bộ điều chỉnh mức chất lỏng tự ghi có báo động khí cụ lắp tại trung tâm điều khiển PI 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 tượng điều chỉnh và bộ điều chỉnh. Bộ điều chỉnh có thể bao gồm bộ cảm biến và bộ khuyếch đại. Bộ cảm biến dùng để phản ánh sự sai lệch các thông số điều chỉnh so với giá trị cho trước và biến đổi thành tín hiệu. Bộ khuyếch đại làm nhiệm vụ khuyếch đại tín hiệu của bộ cảm biến đến giá trị có thể điều chỉnh cơ quan điều khiển, cơ quan này tác động lên đối tượng nhằm xoá đi độ sai lệch của các thông số điều chỉnh. III. Các dạng tự động hoá. 1. Tự động kiểm tra và tự động bảo vệ. Tự 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 các giá trị thay đổi đó. Có thể biểu diễn sơ đồ tự động kiểm tra và tự động điều chỉnh như sau: ET CB BĐK N C CT G PL 1 2 3 4 5 5.1 5.2 5.3 5.4 1.Đối tượng điều chỉnh 2.Cảm biến đối tượng 3.Bộ khuyếch đại 4.Nguồn cung cấp năng lượng 5.Cơ cấu chấp hành 5.1. Cảnh báo 5.2. Chỉ thị bằng kim loại hoặc số 5.3. Ghi lại sự thay đổi 5.4. Phân loại ĐT CB SS BD N 1 2 3 4 2. Dạng tự động điều khiển. 5 Sơ đồ cấu trúc: 1. Đối tượng điều chỉnh 2. Cảm biến đối tượng 3. Bộ khuyếch đại 4. Nguồn cung cấp năng lượng 5. Bộ đọc cho phép ta đặt tín hiệu điều khiển, nó là một tổ chức các tác động có định hướng điều khiển tự động. 3. Dạng tự động điều chỉnh. Sơ đồ cấu trúc: ĐT CB SS BD N BK CCCH 1 2 3 4 5 6 7 1. Đối tượng điều chỉnh 2. Cảm biến đối tượng 3. Bộ khuyếch đại 4. Nguồn cung cấp năng lượng 5. Bộ đọc 6. Bộ so sánh 7. Cơ cấu chấp hành Tất cả các dạng tự động điều khiển thường sử dụng nhiều 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 được của biến điều khiển với giá trị tiêu chuẩn. Sơ đồ mô tả như sau: Đại lượng ra Đại lượng đặt N X Y Phản hồi XCB X XĐC Sơ đồ mạch điều khiển phản hồi: Y : Đại lượng đặt X: Đại lượng ra N : Tác nhân nhiễu O : Đối tượng điều chỉnh XPH :Tín hiệu phản hồi CB : Cảm biến DT : Phần tử đặt trị DC : Phần tử điều chỉnh XCB : Giá trị cảm biến XĐT : Giá trị đặt trị X(trị số) = XĐT - XCB SS: Phần tử so sánh Phần tử cảm biến: là phần tử làm nhiệm vụ thu nhận tín hiệu điều khiển X và điều chỉnh nó sang một dạng thông số khác cho phù hợp với thiết bị điều chỉnh. Phần tử đặt trị là bộ phận ấn định các thông số cần duy trì hoặc giá trị phạm vi các thông số cần 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 của phần tử định trị quy định (XĐT) so sánh với giá trị thông số nhận được từ cảm biến XCB, xác định sai lệch của hai thông số X = 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 X để gây ra tác động điều chỉnh trực tiếp. Giá trị điều chỉnh được thay đổi liên tục tương ứng với sự thay đổi liên tục của cơ cấu điều chỉnh. IV. Cấu tạo của một số thiết bị tự động. 1. Bộ cảm biến áp suất: ΔZ ΔZ Trong các bộ điều chỉnh thường sử dụng bộ cảm ứng áp suất kiểu màng, hộp xếp, pittông, 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. Cảm ứng kiểu hộp Bộ cảm ứng áp suất kiểu màng 2. Bộ cảm ứng nhiệt độ. Hoạt động của bộ cảm ứng nhiệt độ dựa trên nguyên lý giãn nở nhiệt, mối quan hệ giữa nhiệt độ của chất khí và áp suất hơi bão hoà của nó trong hệ kín dựa trên nguyên lý nhiệt điện trở. ΔZ ΔZ Cảm ứng nhiệt độ kiểu màng Cảm ứng nhiệt độ kiểu hộp xếp ΔZ Cảm ứng nhiệt độ kiểu thanh Cảm ứng nhiệt độ kiểu điện trở lưỡng kim giãn nở 3. Bộ cảm biến lưu lượng. Bộ cảm biến lưu lượng được xây dựng trên sự phụ thuộc vào biểu thức sau đây: Q = f . V F: diện tích của đường ống dẫn V : tốc độ của chất lỏng chảy trong ống dẫn theo định luật Becnuli : Với S : tỉ trọng của chất lỏng ΔP : độ chênh lệch áp suất chất lỏng Nếu tỉ trọng không đổi thì lưu lượng thể tích phụ thuộc vào hai thông số là tiết diện f và độ chênh lệch áp suất ΔP 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. Kết luận Sau hơn ba tháng làm việc nghiên cứu và tính toán, được sự giúp đỡ tận tình của thầy TS Hoàng Xuân Tiến em đã hoàn thành đồ án này, vấn đề đưa ra nghiên cứu không mới, tuy nhiên trong đồ án này em cũng giải quyết một số vấn đề sau: Qua nghiên cứu cho em thấy được tầm quan trọng của việc sản xuất axetaldehit trong công nghiệp hoá chất cũng như nhu cầu của nó trên thế giới và Việt Nam. Việc sản xuất axetaldehit ở nước ta là một vấn đề còn mới mẻ, hiện nay nước ta chưa có một nhà máy nào sản xuất axetaldehit, sắp tới đây khi nhà máy lọc dầu số 1 đi vào hoạt động thì việc sản xuất axetaldehit sẽ dễ dàng hơn nhờ nguồn axetylen và etylen, khi ấy axetaldehit sẽ là sản phẩm trung gian vô cùng quan trọng trong công nghiệp hoá chất. Từ axetaldehit ta có thể tổng hợp được rất nhiều hợp chất hữu cơ quan trọng, có giá trị khác. Qua quá trình làm đồ án tốt nghiệp giúp cho em ôn lại những kiến thức của các môn học khác như: hoá học hữu cơ, quá trình thiết bị trong trong hoá chất... , biết được cách tra tài liệu, tra các đại lượng hoá lý. Phần tổng quan giúp cho em nắm kỹ cách trình bày nguyên tắc hoạt động của một dây chuyền công nghệ và so sánh ưu nhược điểm của từng công nghệ từ đó biết được dây chuyền công nghệ nào là tối ưu nhất, thích hợp cho việc xây dựng, lắp đặt tại Việt Nam. Biết cách tính toán cân bằng vật chất và cân bằng nhiệt lượng của một thiết bị sau đó tự thiết kế một dây chuyền sản xuất và giúp em lựa chọn thiết bị nào sao cho phù hợp dây chuyền công nghệ sản xuất ấy. Mặt khác biết được các yếu tố ảnh hưởng đến từng công đoạn trong dây chuyền từ đó đưa ra cách giải quyết phù hợp. Qua cách tính toán kinh tế và xây dựng cũng giúp em lựa chọn dây chuyền sản xuất sao cho thời gian hoàn vốn là ngắn nhất và hiệu quả nhất, nhà máy dựng lên không ảnh hưởng đến môi trường đô thị, khu dân cư cũng như các di sản văn hoá địa phương. Điều em luôn tâm đắc là qua đồ án tốt nghiệp này giúp em cách làm việc luôn mong muốn học hỏi tìm tòi ở thầy cô và bạn bè, điều này giúp em tự tin hơn khi ra trường và làm việc độc lập. Tuy nhiên trong quá trình làm đồ án không tránh khỏi những sai sót do kiến thức còn hạn chế, kinh nghiệm bản thân chưa có gì ngoài những kiến thức đã được học tập tại trường. Em rất mong thầy TS Hoàng Xuân Tiến và các thầy cô khác trong bộ môn bỏ qua và đóng góp cho em những ý kiến quí báu để bản đồ án này được hoàn thiện hơn nữa. Em xin chân thành cảm ơn ./. Sinh viên thực hiện Lã Minh Long. tài liệu tham khảo Hoá học vô cơ, Tập 2. NXB Giáo Dục, 1994 Gs.Tskh. Hoàng Trọng Yêm và cộng sự. Hoá học hữu cơ, Tập 2. Nhà xuất bản KHKT, 2000. Gs.Tskh. Hoàng Trọng Yêm và cộng sự. Hoá học hữu cơ, Tập 3. Nhà xuất bản KHKT, 2000. PGS. Phan Minh Tân - Tổng hợp hữu cơ hoá dầu tập 1. ĐKBK Thành phố HCM, 1992 PGS. Phan Minh Tân - Tổng hợp hữu cơ hoá dầu tập 2. ĐHBK Thành phố HCM, 1992. Pgs.Pts. Lê Mậu Quyền. Cơ sở lý thuyết hoá học. NXB KHKT, 1996. PGS.TS. Nguyễn Thị Minh Hiền - Công nghệ chế biến khí tự nhiên và khí đồng hành - Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 2004. GS.TS. Trần Công Khanh - Thiết bị phản ứng trong sản xuất các hợp chất hữu cơ - Trường đại học Bách Khoa Hà Nội 1986. PTS. Trần Xoa, PTS. Nguyễn Trọng Khuông,KS. Hồ Lê Viên.Sổ tay Quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất, tập 1. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật năm 1992. PTS. Trần Xoa, PTS. Nguyễn Trọng Khuông,KS. Hồ Lê Viên. Sổ tay Quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất, tập 2. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật năm 1992. Pgs.Pts. Đỗ Văn Đài và cộng sự. Cơ sở các quá trình và thiết bị công nghệ hoá học, Tập 1. ĐHBK Hà Nội, 2000. Pgs.Pts. Đỗ Văn Đài và cộng sự. Cơ sở các quá trình và thiết bị công nghệ hoá học, Tập 2. ĐHBK Hà Nội, 2000. PGS. Ngô Bình, nhà xuất bản khoa học kĩ thuật năm 1997 Cơ sở xây dựng nhà công nghiệp. Kinh tế công nghiệp hóa chất; Đại học Bách Khoa Hà Nội, năm 1971. GS.TS Trần Văn Địch, GVC.TS Đinh Đắc Hiến. Kỹ thuật an toàn và môi trường. Nhà xuất bản Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội năm 2005. Ullman’s Encyclopedia of industrial chemistry Vol A1. Ullman’s Encyclopedia of industrial chemistry Vol A9. Ullman’s Encyclopedia of industrial chemistry Vol A10. Process in C1 chemitry in Japan , 1996. Petrochemical processes, Vol 2. Gulf Publishing Company,1989. Rinne et al. Process for preparing acetaldehyde from ethylene and oxygen.US006140544A.31/10/2000. Sze; Morgan C.(Upper Montclair, NJ); Wang; Ruey H. (Parsippany,NJ). The Lummus Company(Bloomfiel,NJ). Acetaldehyde production. US3939209.17/2/1976. Tustin; Gerald C(Kingsport, TN); Depew; Leslie S.(Kingsport, TN); Collins; Nick A.(Fall Branch, TN). Eastman Chemical Company(Kingsport). Method for producting acetaldehyde from acetic acid. US6121498. 19/9/2000.