Đề tài Thiết kế phân xưởng sản xuất Vinyl Axetat (VA) từ Axetylen với Axit axetic trên xúc tác Axetat kẽm trên than hoạt tính với năng suất 80.000 tấn/năm

ết bị có ống chùm có D = 1 m, H = 2 m. - Tháp chưng luyện: Đường kính trong tháp: 49 Ta có công thức : tb tbVD ωπ ×× ×= 3600 4 (II - 181) Trong đó: + Vtb: Lượng hơi (khí) trung bình đi trong tháp, m3/h. + wytb: Tốc độ hơi (khí) trung bình đi trong tháp , kg/m3 . Tại nhiệt độ 730C và áp suất 1at ta có : 02,3 3464,22 27386 =× ×=VAρ (kg/m3) Ta có : 332,324602,3 922,9803 ==tbV (m3/h) Ta chọn w = 0,6 m/s, ta có : 39,1 6,0360012,3 332,32464D =×× ×= (m) Ta chọn tháp có D = 1,4 m và H = 12 m. - Thiết bị ngưng tụ VA: D = 1,2m, H = 2m. - Thùng chứa sản phẩm thô: Hình trụ có D = 2,3m, L = 4m. - Thùng chứa VA sản phẩm: D = 2,1m, L = 4m. - Thiết bị ngưng tụ etliden axetat: D = 0,5m, H = 1m. - Thùng chứa etyliden axetat: D = 1m, L = 2m. PHẦN III: THIẾT KẾ XÂY DỰNG I.Xác định địa điểm xây dựmg và thiết kế tổng mặt bằng nhà máy [13] 1. Nhiệm vụ và yêu cầu a. Nhiệm vụ Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy là một nhiệm vụ quan trọng. Nhiệm vụ của nó là nghiên cứu, phân tích tổng hợp mọi số liệu của dự án để đưa ra các giải pháp bố trí trên thực địa một khu đất cụ thể đã lựa chọn làm cơ sở. b. Yêu cầu - Phải phù hợp với dây chuyền công nghệ sản xuất, phù hợp với quy hoạch của nhà máy, đảm bảo khả năng phát triển của nhà máy tạo điều kiện cho sản 50 xuất của các phân xưởng khác trong tương lai. Bố trí giao thông trong và ngoài nhà máy sao cho thuận tiện. Đảm bảo an toàn vệ sinh công nghiệp và thuận lợi trong xây dựng. 2. Cơ sở để xác định địa điểm xây dựng - Xác định địa điểm xây dựng một cách hợp lý sẽ tạo điều kiện tốt cho giai đoạn chuẩn bị đầu tư là cơ sở phát triển sản xuất và kinh doanh của nhà máy trong giai đoạn trước mắt cũng như định hướng lâu dài. - Địa điểm xây dựng được lựa chọn phải phù hợp với quy hoạch lãnh thổ, quy hoạch vùng, quy hoạch cụm kinh tế công nghiệp. Tạo điều kiện tối đa công suất của nhà máy và khả năng liên kết sản xuất của nhà máy với các nhà máy lân cận. - Phải gần với các nguồn cung cấp nguyên liệu cho sản xuất và gần nơi tiệu thụ của nhà máy. Gần các nguồn cung cấp năng lượng như: điện, nước, khí nén, …Như vậy sẽ hạn chế tối đa các chi phí vận chuyển, góp phần hạ giá thành sản phẩm và thúc đẩy sự phát triển của nhà máy. - Đảm bảo khả năng cung ứng công nhân trong quá trong quá trình xây dựng nhà máy cũng như trong quá trình hoạt động sau này. - Phù hợp và tận dụng tối đa hệ thống giao thông bao gồm đường bộ, đường sắt, đường sông, đường biển và kể cả đường không. - Việc thoát nước dễ dàng, không ảnh hưởng đến nguồn nước sạch của các khu dân cư xung quanh. - Khu đất phải có kích thước và hình dạng thích hợp cho việc xây dựng trước mắt cũng như tương lai. Do vậy khu đất phải đáp ứng những yêu cầu sau: + Khu đất phải cao ráo, tránh ngập lụt trong mùa mưa bão, có mực nước ngầm thấp tạo điều kiện tốt cho việc thoát nước thải và nước mặt dễ dàng. + Khu đất phải tương đối bằng phẳng có độ dốc tự nhiên tốt nhất là vào khoảng 0,5÷1 % để hạn chế tối đa kinh phí cho việc san lấp mặt bằng vì chi phí này khá lớn trong toàn bộ chi phí xây dựng. + Khu đất được chọn lựa không được nằm trên các vùng có mỏ khoáng sản hay vùng địa chất không ổn định như hiện tượng động đất, sói mòn hay cát chảy… cường độ chịu lực là 1,5÷2,5 kg/cm2. Nên xây dựng trên nền đất sét, đất 51 đá mỏng hay đất đồi để giảm tối đa chi phí cho việc gia cố nền móng của các hạng mục công trình nhất là các hạng mục công trình có tải trọng tĩnh và tải trọng động lớn. - Khi chọn lựa khu đất thì phải xem xét mối quan hệ mật thiết giữa khu dân cư đô thị và khu công nghiệp để hạn chế tối đa ảnh hưởng xấu của môi trường công nghiệp đến các khu dân cư, các khu di tích lịch sử hay danh lam thắng cảnh thì nhà máy phải đáp ứng được các yêu cầu sau: + Phân xưởng bố trí cách khu dân cư xung quanh tối thiểu 300 m. Phân xưởng xây dưng ở ngoại vi thành phố hoặc ở trong khu công nghiệp liên hợp. + Địa điểm xây dựng phải ở cuối hướng gió chủ đạo so với khu dân cư và phải có vùng cây xanh bảo vệ hướng gió chủ yếu để hạn chế tối đa những ảnh hưởng xấu. + Khu đất phải ở vùng hạ lưu sông (nếu có) cách bến dùng nước của khu dân cư hơn 500 m. Nước thải phải xử lý trước khi thải ra sông. Tóm lại căn cứ vào các yêu cầu trên ta sẽ quyết định chọn địa điểm xây dựng cho phân xưởng VA trong nhà máy có yêu cầu sử dụng sản phẩm này. 3. Địa điểm xây dựng Từ các cơ sở trên ta chọn địa điểm xây dựng nhà máy sản xuất VA tại khu kinh tế mở Dung Quất – Quảng Ngãi. Nơi đây sẽ có nhà máy lọc dầu dự kiến sẽ đi vào hoạt động vào năm 2009. Địa điềm này có nhiều yếu tố thuận lợi cho việc xây dựng nhà máy cũng như phát triển nhà máy sau này như: - Mạng lưới giao thông: Hướng đông cách biển 6 km với độ sâu và rộng rất thuận tiện các tàu trọng tải lớn cập cảng và có thể có nhiều tàu cập cảng để ăn hàng 1 lần. Hướng nam là mạng lưới giao thông quốc gia cả đường bộ và đường sắt. Hướng bắc giáp khu kinh tế mở Chu Lai- Quảng Nam. Vì vây về mặt giao thông sẽ rất thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên vật liệu về nhà máy cũng như việc vận chuyển sản phẩm của nhà máy đi tiêu thụ. - Hơn nữa khi nhà máy lọc dầu đi vào hoạt động sẽ cung cấp nguyên liệu cho nhà máy hoạt động sẽ giảm chi phí vận chuyển nguyên vật liệu cho nhà máy. 52 - Khu công nghiệp này là khu đất cao ráo, không bị ngập lụt, độ dốc tự nhiên của khu đất không lớn, nó khoảng 1% và với nền đất sét kết hợp với nền đất đá ong nên đảm bảo độ chịu tải trọng cao. Với địa hình của nhà máy là giáp với biển và hướng gió chủ đạo là hướng gió Tây Nam vì vậy các chất khí bụi độc hại của nhà máy sã ít ảnh hưởng đến các khu dân cư chung quanh. 4. Tổng mặt bằng nhà máy Nhà máy sản xuất VA chiếm một diện tích khá lớn trong đó bao gồm liên hợp các phân xưởng có mối liên hệ chặt chẽ với nhau. Sản phẩm của phân xưởng này là nguyên liệu cho phân xưởng kia, vì vậy đòi hỏi các phân xưởng phải được phân bố một cách hợp lý phù hợp với mối liên hệ của các phân xưởng. Điều kiện làm việc trong nhà máy có những công đoạn đòi hỏi rất khắt khe về chế độ công nghệ. Mặt khác sản phẩm của nhiều quá trình dễ cháy nổ nên cần đặc biệt chú ý và tuyệt đối đảm bảo an toàn chống cháy nổ trong các phân xưởng sản xuất và trong toàn nhà máy. Giữa các phân xưởng sản xuất phải có khoảng cách đảm bảo an toàn và thuận lợi cho quá trình lưu thông của dòng người, xe nguyên nhiên liệu, xúc tác, các hoá chất phụ trợ và thiết bị phương tiện khác cũng phải đảm bảo lưu thông tránh không để xảy ra tắc ngẽn. Các hang mục công trình trong nhà máy được xây dựng thoả mãn tính chất hợp khối phục vụ cho quá trình sản xuất liên tục, đảm bảo điều kiện vệ sinh công nghiệp và cảnh quan mỹ quan. Với tính chất của một nhà máy sản xuất hoá chất thì việc tránh độc hại cho người cũng như cho không gây ô nhiễm cho môi trường xung quanh cần phải được lưu ý. Sau đây là bảng các hạng mục công trình Kích thước STT Tên công trình Chiều dài (m) Chiều rộng (m) Diện tích (m2) 1 Phân xưởng chính 60 27 1620 53 2 Phòng bảo vệ 6 6 36 3 Nhà hành chính 30 12 360 4 Nhà cứu hoả- vận tải 18 12 216 5 Phòng quản lý, điều hành 12 9 108 6 Phòng vệ sịnh nhà tắm 12 9 108 7 Hôi trường và nhà ăn 20 12 240 8 Khu điện nước 12 6 72 9 Phân xưởng sửa chữa 30 12 360 11 Kho vật tư 30 12 360 12 Bể chứa sản phẩm phụ 12 9 108 13 Bể chứa sản phẩm chính 12 6 72 14 Bể chứa ngyên liệu 18 9 162 15 Gara ôtô con 12 9 108 16 Nhà để xe đạp xe máy 18 12 216 17 Trung tâm nghiên cứu thí nghiệm 30 9 270 18 Xử lý nước thải 18 9 162 19 Xử lý khí thải 30 18 540 20 Phòng y tế 12 9 108 21 Khu xuất nhập sản phẩm, nguyên liệu 18 12 216 22 Khu dự trữ 720 Tổng 6162 II. Thiết kế mặt bằng 1. Nhiệm vụ và yêu cầu Nhiệm vụ chính khi thiết kế nhà máy là: - Đánh giá điều kiện tự nhiên của khu đất xây dựng nhà máy làm cơ sở cho các giải pháp bố trí sắp xếp các hạng mục công trình cân thiết của nhà máy, các biện pháp giải quyết các vấn đề khí hậu của nhà máy…Sao cho phù hợp tối đa yêu cầu dây chuyền công nghệ của nhà máy cũng như các nhà máy lân cận. 54 - Xác định cơ cấu mặt bằng, hình khối kiến trúc của các hạng mục công trình, định hướng các khu nhà, tổ chức mạng lưới công trình phục vụ công cộng, trồng cây xanh, định hướng phân chia thời kỳ xây dựng. Nghiên cứu khả năng mở rộng và phát triển của nhà máy. - Giải quyết các vấn đề liên quan đến môi trường thông qua các giải pháp khác nhau để đảm bảo yêu cầu vệ sinh công nghiệp, chống ồn, chống ô nhiễm nguồn nước và khí quyển, cũng như các vấn đề liên quan đến an toàn sản xuất như hoả hoạn hoặc các sự cố đặc biệt khác. Yêu cầu khi thiết kế tổng mặt bằng sản xuất: - 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 là ngắn nhất, không trùng lặp lộn xộn, hạn chế tối đa sự giao nhau. Bảo đảm mối liên hệ mật thiết giữa các hạng mục công trình với hệ thống giao thông, các mạng lưới cung cấp kỹ thuật khác bên trong và bên 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 của vệ sinh, đặc điểm sự cố, khối lượng phương tiện vận chuyển, mật độ công nhân…tạo điều kiện tốt nhất cho việc quản lý vận hành của các khu vực chức năng. - Đảm bảo các yêu cầu mỹ quan của từng công trình, tổng thể nhà máy. 2. Những biện pháp và nguyên tắc trong thiết kế tổng mặt bằng nhà máy Nguyên tắc phân vùng: Đây là nguyên tắc được sử dụng trong thực tiễn thiết kế, biện pháp này chia khu đất thành các vùng theo đặc điểm sử dụng. Biện pháp này phân chia khu đất thành 4 vùng chính: - Vùng trước nhà máy: Đây là nơi bố trí các nhà hành chính quản lý phục vụ sinh hoạt, cổng ra vào, gara ôtô xe máy xe đạp…Đối với các nhà máy có quy mô nhỏ hoặc mức độ hợp khối lớn thì vùng trước nhà máy hầu như được dành diện tích cho bãi đỗ xe ôtô, xe máy, cổng bảo vệ, bảng tin và các cây xanh cảnh quan.Diện tích vùng này 55 tuỳ theo đặc điểm sản xuất và quy mô của nhà máy mà có diện tích từ 4÷20 % diện tích nhà máy. - Vùng sản xuất: Đây là nơi bố trí các nhà và các công trình nằm trong dây chuyền sản xuất chính của nhà máy: như các xưởng sản xuất chính, phụ, các xưởng sửa chữa và điều hành chế độ công nghệ nếu như có quá trình tự động hóa cao. Tuỳ theo đặc điểm sản xuất và quy mô của nhà máy mà diện tích vùng này chiếm diện tích khoảng 22÷25% tổng diện tích của nhà máy. Đây là vùng quan trọng nhất của nhà máy nên khi bố trí cần lưu ý một số điểm quan trọng sau: + Phải đựơc ưu tiên về điều kiện địa hình, địa chất cũng như hướng gió hay các yếu tố khác. + Phân xưởng sản xuất chính hay phụ trợ sản xuất có nhiều công nhân nên bố trí gần phía cổng hoặc gần trục giao thông chính của nhà máy. + Các phân xưởng sản xuất trong quá trình sản xuất gây ra các tác động xấu như: tiếng ồn lớn, bụi, nhiệt thải hoặc có sự cố nên đặt cuối hướng gió và tuân thủ chặt chẽ theo quy định về an toàn phòng chống cháy nổ và an toàn vệ sinh công nghiệp. - Vùng các công trình phụ: Đây là nơi đặt các công trình cung cấp năng lượng bao gồm các công trình cung cấp điện, hơi, nước, than…Các công trình xử lý nước thải và các công trình bảo quản kỹ thuật khác. Tuỳ theo mức độ của công nghệ yêu cầu vùng này có diên tích từ 14-28% tổng diện tích của nhà máy. Khi bố trí các công trình trên vùng này người thiết kế cần lưu ý một số 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 nơi tiêu thụ năng lượng (khai thác tối đa hệ thống cung cấp trên không và ngầm dưới mặt đất). + Tận dung các khu đất không lợi về hướng hoặc giao thông để bố trí các công trình phụ. + Các công trình có nhiều bụi khói hay chất thải bất lợi đều phải chú ý bố trí trên cùng hướng gió chủ đạo. - Kho tàng và phục vụ giao thông: 56 Đây là khu vực để bố trí các kho tàng và bến bãi cũng như các cẩu bốc dỡ hàng hoá, sân ga của nhà máy.Tuỳ theo đặc điểm sản xuất của nhà máy mà vùng này có thể có diện tích chiếm khoảng 23÷37% tổng diện tích nhà máy. Khi bố trí vùng này, người thiết kế cần lưu ý một số đặc điểm sau: + Cho phép bố trí các công trình trên vùng đất không ưu tiên về hướng. Nhưng phải phù hợp với các nơi tập kết nguyên liệu và sản phẩm của nhà máy một cách dễ dàng cho việc xuất hoặc nhập vào. + Tuy nhiên trong một số trường hợp do đặc điểm và yêu cầu của dây chuyền công nghệ, hệ thống kho tàng có thể bố trí một phần kho tàng nằm ngay trong khu vực sản xuất. Vì vậy người thiết kế có thể bố trí một phần kho tàng nằm ngay trong khu vực sản xuất. Ưu nhược điểm của phương pháp phân vùng: - Ưu điểm: + Phương pháp này có ưu điểm là dễ dàng quản lý theo ngành, theo các xưởng, theo các công đoạn của quá trình sản xuất. + Phương pháp này cũng thích hợp với những nhà máy có các xưởng, hay những công đoạn sản xuất khác nhau. + Đảm bảo được các yêu cầu vệ sinh công nghiệp, dễ dàng xử lý các bộ phận phát sinh trong quá trình sản xuất như khí độc, bụi hay các chất có khả năng cháy nổ. + Dễ dàng bố trí các hệ thống giao thông bên trong nhà máy. Thuận lợi trong quá trình mở rộng nhà máy trong tương lai. Ngoài ra sự phân vùng này cũng rất phù hợp với khí hậu Việt Nam. - Nhược điểm: + Theo phương pháp này thì dây chuyền của nhà máy phải kéo dài. + Hệ thống các đường ống kỹ thuật và mạng lưới giao thông tăng, hệ số xây dựng và hệ số sử dụng thấp. Do đó trong quá trình nghiên cứu thiết kế tổng mặt bằng nhà máy cần lưu ý đến một số các điểm về việc mở rộng nhà máy trong tương lai trong các trường hợp sau: 57 - Nâng cao công suất của nhà máy khi yêu cầu thi trường càng ngày càng cao hơn. - Mở rộng sản xuất các sản phẩm mới để nâng cao quy mô nhà máy hay trong trường hợp phải thay thế sản phẩm cũ khi thị trường không chấp nhận sản phẩm cũ. - Thay thế các máy móc thiết bị cũ bằng các thiết bị máy móc mới khi thiết bị đó đã lạc hậu hay có các sự cố xảy ra. Trong xây dựng mở rộng nhà máy cần thoả mãn các điều kiện sau: - Trong quá trình mở rộng nhà máy thì không được ảnh hưởng đến các công trình hiện có. - Không phá vỡ không gian kiến trúc đã có mà phải tăng thêm khả năng thẩm mỹ, mỹ quan cho nhà máy. - Tuyệt đối không ảnh hưởng đến các dây chuyền sản xuất cũ khi chúng còn đang sử dụng hoạt động tốt. - Dự kiến các vị trí khu đất có thể phát triển để khi mở rộng không bị ảnh hưởng đến dây truyền sản xuất và hệ thống của nhà máy. 3. Mặt bằng nhà máy. Diện tích xây dựng nhà máy là : 6162 (m2) Vì nhà máy hoá chất thường có Kxd = 25-30%; Ksd = 65-75% nên ta có thể chọn hệ số sử dụng và hệ số xây dựng là: Hệ số xây dựng là : Kxd = 25%. Hệ số sử dụng là : Ksd = 75%. Diện tích sử dụng là : 8800 (m2). Vậy tổng diện tích nhà máy là :24600 (m2). 4. Nhà sản xuất Do quá trình sản xuất được tiến hành hầu hết trong các thiết bị kín, kích thước thiết bị rất cao và to, nguyên liệu và sản phẩm vận chuyện bằng các các đường ống, các quá trình sản xuất được cơ khí hoá và tự động hoá toàn bộ và việc điều khiển sản xuất được tiến hành trong phòng điều khiển trung tâm. Do đó thiết kế nhà máy sản xuất bán lộ thiên. 58 Đặc điểm sản xuất của nhà máy là sản xuất hoá chất liên tục, bao gồm liên hợp các phân xưởng có quan hệ liên kết chặt chẽ với nhau, sản phẩm của phân xưởng này lại là nguyên liệu cho phân xưởng kia. Đây là một nhà máy dễ phát sinh cháy nổ và độc hại, vì vậy nó ảnh hưởng đến sức khoẻ con người và môi trường xung quanh. Do đó mà việc lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy cần được tính toán cẩn thận. HÌNH VẼ TỔNG MẶT BẰNG NHÀ MÁY PHẦN IV. TÍNH TOÁN KINH TẾ I. Mục đích và nhiệm vụ của việc tính toán kinh tế [14] Khi đầu tư cho một nhà máy, một xí nghệp hay một doanh nghiệp thì lợi ích kinh tế của nó được quan tâm hàng đầu. Vì vậy việc tính toán kinh tế là hết sức quan trọng và cần thiết. Tính toán kinh tế cho thấy được tổng quát giá trị của một dự án, từ đó ta nhận thấy được ưu nhược điểm cũng như cơ cấu hoạt động của một dự án. Nó tác động đến sự điều chỉnh mức cân bằng của các thành phần lập nên dự án sao cho hợp lý như: Tổ chức kế hoạch sản xuất, quản lý vốn đầu tư, giá thành của ngyên liệu và các sản phẩm. Cuối cùng điểm quan trọng nhất của tính toán kinh tế của dự án và quyết định xem dự án này có thực hiện trên thực tế hay không. Một nhà quản lý hiểu rõ tính toán kinh tế phải thâu tóm toàn bộ xí nghiệp của mình, đồng thời phải cộng tác với các nhà kinh tế để thực hiện dự án của mình sao cho có hiêu quả kinh tế cao nhất. II. Nội dung tính toán kinh tế 1. Xác định chế độ công tác của phân xưởng Trong phần thiết kế công nghệ đã tính: dây chuyền sản xuất liên tục, số ngày làm việc trong một năm là 340 ngày, 25 ngày trong năm là bảo dưỡng sửa chữa máy móc và nghỉ lễ tết. Mỗi ngày làm việc 3 ca, mỗi ca 8 giờ. Năng suất 9803,922 kg/h (sản phẩm vinyl axetat chất lượng đạt 99,9%) tương đương 80.000 tấn/năm. 2. Nhu cầu về nguyên vật liệu và năng lượng cho nhà máy 59 a. Nhu cầu về nguyên vật liệu Tính nhu cầu về nguyên liệu cho một tấn sản phẩm VA. Năng suất của quá trình là : 9803,922 kg VA/h = 9,803922 tấn VA/h. Khí C2H2 nguyên liệu cần : 18,704 tấn/h. Lượng CH3COOH nguyên liệu: 8,235 tấn/h. Lượng xúc tác : 1,568 tấn/h. Lượng hơi nước: 2,696 tấn/h. Lượng nước: 189,162 tấn/h. Lượng nước muối ở O0C: 16,1968 tấn/h. Lượng NH3 lỏng: 8,622 tấn/h. Từ đó ta tính lượng nguyên liệu tiêu hao cho một tấn sản phẩm như sau: Lượng C2H2 908,1803922,9 704,18 = tấn. Lượng CH3COOH nguyên liệu: 840,0803922,9 235,8 = tấn Lượng xúc tác: 160,0803922,9 568,1 = tấn Lượng hơi nước: 275,0803922,9 696,2 = tấn Lượng nước: 295,19803922,9 162,189 = tấn Lượng nước muối ở O0C: 652,1803922,9 1968,16 = tấn Lượng NH3 lỏng: 879,0803922,9 622,8 = tấn Bảng nhu cầu về nguyên liệu TT Tên nguyên liệu Đơn vị Hệ số tiêu hao Nhu cầu trong năm 1 C2H2 Tấn 1,908 143,1 2 CH3COOH Tấn 0,840 63 3 Xúc tác Tấn 0,160 12 60 4 Nước làm lạnh Tấn 19,295 1447,125 5 Nước muối O0C Tấn 1,625 121,875 6 NH3 lỏng Tấn 0,879 65,925 7 Hơi nước Tấn 0,275 20,625 b. Nhu cầu về điện năng Điện năng dùng cho chạy máy công nghiệp được tính theo công thức: ii N 1i 11 tnKKW ×∑××= = KW Trong đó: W: là lượng điện năng dùng trong 1 năm. ni: là công suất động cơ thứ i. n: là số loại động cơ. ti: là thời gian sử dụng trong năm. K1: là hệ số phụ tải thường lấy 0,75. K2 là hệ số tổn thất thường lấy 1,05. Bảng nhu cầu về điện năng trong công nghiệp TT Tên thiết bị Công suất Số lượng Tổng KW K1 K2 t1(h) Nhu cầu điện Trong năm KW 1 Bơm nước 1 8,6 1 8,6 0,75 1,05 8160 55263,6 2 Bơm nước 2 6,8 1 6,8 0,75 1,05 8160 43696,8 3 Bơm nước muối 5,4 1 5,4 0,75 1,05 8160 34700,4 4 Bơm NH3 lỏng 5,4 1 5,4 0,75 1,05 8160 34700,4 5 Bơm VA 5,4 1 5,4 0,75 1,05 8160 34700,4 6 Máy nén 2000 1 2000 0,75 1,05 8160 12852000 7 Tổng cộng 13055061,6 Điện dùng thắp sáng cho phân xưởng của cả 2 ca chiều và đêm được xác định theo công thức: iii n 1i s tPnW ××∑= = (KW) 61 Trong đó: + ni là số bóng đèn loại i. + Pi là công suất đèn loại I, (KW). + ti là thời gian sử dụng trong một năm, h. Bảng nhu cầu thắp sáng TT Tên công trình Loại bóng (W) Số lượng (cái) Thời gian sử dụng (h) Nhu cầu trong năm (KW) 1 Khu nhà sản xuất 150-220 60 4640 40368 2 Phòng quản đốc, thường trực, bảo vệ, cầu thang WC 100-220 20 4640 9280 3 Phòng thay đồ 75- 220 2 4640 696 4 Tổng cộng 50344 Như vậy lượng điện tiêu thụ trong cả năm của phân xưởng: 13055061,6 + 50344 = 13105405,6 KW Lượng điện chi phí cho một tấn sản phẩm: 13105405,6 : 80000 = 163,818 KW 3. Tính chi phí nguyên vật liệu, năng lượng trong một năm TT Tên nguyên liệu ,năng lượng Đơn vị Lượng dùng trong năm Đơn giá (đ) Thành tiền (đ) 1 C2H2 Tấn 152626,076 5.106 763130,38.106 2 CH3COOH Tấn 67193,463 10.106 671934,63.106 3 Xúc tác Tấn 12794,88 500000 6397,44.106 4 Nước làm lạnh Tấn 1543561,92 3000 4630,686.106 5 Nước muối O0C Tấn 132165,888 6000 792,996.106 6 NH3 lỏng Tấn 70355,52 400000 28142,208.106 7 Hơi nước Tấn 21999,36 30000 659,981.106 8 Điện KW 13105405,6 1500 19658,109.106 9 Tổng cộng 1495346,43.106 62 4. Vốn đầu tư cố định a.Vốn đầu tư xây dựng: Vxd Đơn giá xây dựng nhà lộ thiên thép nhẹ, kết bao che nhẹ giá : 1.600.000 đ/m2. Tổng diện tích xây dựng : 6162 m2. Vxd = 1.600.000×6162 = 9.859,2×106 đồng. b.Vốn đầu tư cho thiết bị máy móc Chi phí cố định cho các thiết bị máy móc được được khảo sát trên thị trường và được tính trong bảng sau: TT Tên thiết bị Số lượng Đơn giá(đ) Thành tiền(đ) 1 Thiết bị phản ứng 3 100.106 300.106 2 Thiết bị trộn C2H2 1 20.106 20.106 3 Thiết bị trộn HC3 COOH 1 15.106 15.106 4 Thiết bị bốc hơi 1 35.106 35.106 5 Thiết bị trao đổi nhiệt 1 60.106 60.106 6 Tổ hợp xyclôn 2 20.106 40.106 7 Thiết bị làm lạnh 3 30.106 90.106 8 Thiết bị phân riêng 3 5.106 15.106 9 Thiết bị đun nóng 1 35.106 35.106 10 Thiết bị ngưng tụ VA 1 35.106 35.106 11 Thiết bị ngựng tụ EDA 2 15.106 30.106 12 Máy nén 1 10.106 10.106 13 Tháp chưng luyện 3 35.106 105.106 14 Máy bơm nước(1) 1 3.106 3.106 15 Máy bơm nước (2) 4 2.106 8.06 16 Máy bơm nước muối 1 2.106 2.106 17 Máy bơm NH3 lỏng 1 2,5.106 2,5.106 18 Máy bơm VA thô 1 5.106 5.106 19 Thùng chứa sản phẩm thô 1 5.106 5.106 63 20 Thùng chứa VA tinh khiết 1 5.106 5.106 21 Thùng chứa EDA 1 2.106 2.106 Tổng cộng 822,5.106 5. Các vốn đầu tư khác - Chi phí lắp đặt các thiết bị thông thường chiếm khoảng: 20%×Vtb. - Chi phí cho các dụng cụ đo chiếm khoảng: 20%×Vtb. - Chi phí cho việc vận chuyển chiếm khoảng: 10%×Vtb. Vậy tổng chi phí cho máy móc thiết bị, dụng cụ đo và các chi phí khác là: Vtb + 0,5×Vtb = 822,5×106 + 411,25×106 = 1233,75×106 (đ). Ngoài ra vốn cố định còn được dùng cho việc chi phí để khảo sát thiết kế và đào tạo cán bộ chiếm khoảng 10% vốn đầu tư cố định. Vdt = Vxd + Vtb + Vk Vdt = Vxd + Vtb + 0,1×Vdt => 0,9 1233,75.109859,2.10 0,9 VVV 66 tbxd dt +=+= Vdt = 12325,5×106 (đ) Vậy Vk = 1232,55×106 (đ) 6. Nhu cầu về lao động Do đặc điểm của quá trình sản xuất là liên tục, quá trình xảy ra được tiến hành trong thiết bị kín tự động động hóa hoàn toàn. Nhiệm vụ chủ yếu của công nhân là kiểm tra quan sát chế dộ làm việc của máy móc thiết bị và chất lượng của sản phẩm, cũng như các tiềm ẩn sự cố cônh nghiệp để điều chỉnh cho thích hợp. Dưới đây là bảng phân bố số lượng công nhân trực tiếp sản xuất. Bảng bố trí công nhân nơi sản xuất STT Vị trí làm việc Số lượng thiết bị Số công nhân trong một ca Tổng số công nhân trong 1 ngày(3 ca) 1 Bộ phân phản ứng 2 2 6 2 Máy nén, bơm, điện 6 3 9 3 Bộ phân làm lạnh 3 1 3 64 4 Tháp chưng luyện 1 1 3 5 Bộ phận sản phẩm 1 1 3 Tổng 24 Lấy số công nhân thực tế trong phân xưởng là 27 người . Số cán bộ, nhân viên. Cán bộ kỹ thuật : 2 người ( quản đốc, phó quản đốc) Thư ký văn phòng: 1 người. Hành chính: 1người. Bảo vệ: 2 người. Vậy tổng số người làm việc trong phân xưởng là :33 người. 7. Quỹ lương công nhân và nhân viên trong toàn phân xưởng STT Ngành nghề Số người Hệ số lương Mức lương(đ) Lương tháng toàn bộ (đ) Lương cả năm (đ) 1 Công nhân 27 1 2.106 54.106 648.106 2 Tổ trưởng 3 1,2 2,4.106 8,64.106 103,68.106 3 Quản đốc 1 1,5 3.106 4,5.106 54.106 4 Phó quản đốc 1 1,4 2,8.106 3,92.106 47,04.106 5 Thư ký 1 1,3 2,5.106 3,25.106 39.106 6 Hành chính 1 1,1 2,2.106 2,42.106 29,04.106 7 Bảo vệ 2 1 2.106 4.106 48.106 Tổng cộng 80,73.106 968,76.106 Bồi dưỡng ca đêm: 968,76×106×0,02 = 19,375×106 (đ) Bồi dưỡng độc hại: 968,76×106×0,01 = 9,688×106 (đ) Tổng quỹ lương cả năm: (968,76 + 19,375 + 9,688) ×106 = 997,823×106 (đ) 65 8. Tính khấu hao - Nhà sản xuất có thời gian khấu hao là 15 năm: Mức khấu hao là: 9859,2×106 : 15 = 657,28×106 (đ/năm) - Thiết bị máy móc lấy thời gian khấu hao là 8 năm: Mức khấu hao là: 822,5×106 : 8 = 102,813×106 (đ/năm) Tổng khấu hao toàn phân xưởng: 657,28×106 + 102,813×106 = 760,093×106 (đ/năm) Khấu hao sửa chữa lớn lấy bằng 50% khấu hao cơ bản: 760,093×106×0,5 = 380,047×106 (đ/năm) Tổng mức khấu hao cả năm: (760,093 + 380,047) ×106 = 1140,14×106 (đ/năm) Mức khấu hao trên một đợn vị sản phẩm: 1140,14×106 : 80000 = 14251,75 (đ/năm) 9. Thu hồi sản phẩm phụ Lượng Etyliden diaxetat trong 1 năm: 1447,151×24×340 = 11808752,16 kg/năm = 11808,752 (tấn/năm) Lượng axetaldehyt trong một năm: 15,041×24×340 = 122734,56 kg/năm = 122,735 (tấn/năm) Lượng axeton trong một năm: 0,784×24×340 = 6364,8 kg/năm = 6,365 (tấn/năm) Sản phẩm hơi trong một năm: 4,855 (tấn/năm) Bảng doanh thu sản phẩm phụ STT Tên sản phẩm phụ Đợn vị Số lượng Giá bán Thành tiền 1 EDA Tấn 11808,752 25.106 295218,8.106 2 Axetaldehyt Tấn 122,735 3.106 368,205.106 3 Axeton Tấn 6,365 3.106 19,095.106 4 Sản phẩm hơi Tấn 4,855 0,5.106 2,428.106 Tổng cộng Tấn 295608,528.106 10. Các chi phí khác 66 - Chi phí quản lý doanh nghiệp lấy 8% giá thành phân xưởng. - Chi phí bán hàng lấy 7% giá thành phân xưởng. - Thuế doanh thu lấy 4% doanh thu phân xưởng. 11. 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 sản phẩm 80000 tấn/năm. Chi phí cho toàn bộ sản lượng Khoản mục Đợn vị Định mức tiêu hao SP Đơn giá (đ) Chi phí cho một đơn vị sản phẩm (đ) Số lượng dùng Thành tiền (đ) I. Chi phí nguyên liệu - nhiên liệu C2H2 Tấn 1,908 5.106 9,54.106 143,1 1365,174.106 CH3COO H Tấn 0,840 10.106 8,4.106 63 529,2.106 Xúc tác Tấn 0,16 0,5.106 0,18.106 12 2,16.106 Nước Tấn 19,295 3000 57,885 1447,125 83766,831.106 Nước muối Tấn 1,625 6000 9750 121,875 1,1883.106 NH3 lỏng Tấn 0,879 0,4.106 0,352.106 65,925 23,205.106 Hơi nước Tấn 0,275 30000 8250 20 0,165.106 Điện KW 163,818 1500 245727 13105405,6 3220352,002.106 Tổng chi phí nguyên liệu, nhiên liệu. 3306039,925.106 II. Chi phí nhân công Tiền lương 12472,788 997,823.106 Bảo hiểm xã hội 1870,918 149,673.106 III. Chi phí quản lý doanh nghiệp 123325,5 9866,04.106 IV. Chi phí bán hàng 107909,813 8632,785.106 Giá thành toàn bộ 18,874.106 1509920.106 Giá bán 25.106 2000000.106 67 Tổng doanh thu của phân xưởng trong năm: 2000000×106 + 295608,528×106 = 2295608,528×106 (đ) Thuế GTGT 5% là: 114780,426 (đ) Lợi nhuận của một năm là: L = 2295608,528×106 - 1509920×106 = 785688,528×106 (đ) Doanh lơi vốn đầu tư: Vốn đầu tư cố định: 12325,5×106 (đ) Vốn lưu động bao gồm toàn bộ các khoản chi phí khác mà doanh nghiệp phải chi phí : + Chi phí nguyên nhiên liệu và năng lượng: 3306039,925.106 (đ) + Chi lương: 997,823.106 (đ) + Bảo hiểm xã hội: 149,673.106 (đ) + Chi phí quản lý: 9866,04.106 (đ) + Chi phí bán hàng: 8632,785.106 (đ) Tổng cộng: 3325685,461.106 (đ) Tổng số vốn đầu tư là: Vđt = (12325,5 + 3325685,461) ×106 = 3338010,961×106 (đ) Doanh lợi vốn đầu tư: (D) 0,23541013338010,96 10785688,528 V LD 6 6 dt =× ×== Tính thời hạn thu hồi vốn: 4,24 10785688,528101140,14 1013338010,96 LKH VT 66 6 dt th =×+× ×=+= Vậy thời gian thu hồi vốn đầu tư là 4 năm 3 tháng. PHẦN V. TỰ ĐỘNG HOÁ I. Tự động hoá trong phân xưởng 1. Mục đích và ý nghĩa 68 Tự đông điều chỉnh là quá trình ứng dụng các dụng cụ, các thiết bị và các máy móc tự động điều khiển vào trong công nghệ. Những phương tiện kỹ thuật này cho phép thực hiện những 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 đơn giản các thao tác sản xuất tránh được những nhầm lẫn, tăng năng suất lao động cho phép giảm số lương công nhân và còn có các biện pháp hưu hiệu trong an toàn lao động. Để đảm bảo các yêu cầu trên thì việc sử dụng các hệ thống tự động đo lường và các biện pháp tự động hóa trong sản xuất không chỉ là một vấn đề cần thiết mà còn có tính chất bắt buộc đối với công nghệ này. Trong hoạt động chỉ một thiết bị không ổn định thì chế độ công nghệ của cả dây truyền sẽ bị phá vỡ. Trong nhiều trường hợp phải ngưng hoạt động cả dây truyền để sửa chữa cho dù chỉ một thiết bị không hoạt động. Như vậy từ đây cho thấy đo lường tự động và tự đông hoá trong dây truyền 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 nó còn là cơ sở vân hành công nghệ một cách tối ưu nhất để tăng hiệu quả thu hồi sản phẩm đồng thời giảm đáng kể các chi phí khác, đảm bảo an toàn sản xuất cho nhà máy. Nhờ có tự động hoá mà những nơi có thể xảy ra các hiện tượng cháy nổ hay rò rỉ hơi sản phẩm hoặc các chất độc hại khác được điều khiển, kiểm tra và không chế một cách tự động tránh được việc gây hai cho công nhân. Tự đông hoá đảm bảo các thao tác điều khiển các thiết bị công nghệ một cách chính xác, tránh các sự cố trong thao tác điều khiển của công nhân. Các ký hiệu dùng trong tự động hoá xí nghiệp: Dụng cụ đo nhiệt độ: Dụng cụ đo áp suất: Dụng cụ đo lưu lượng: Dụng cụ đo nhiệt độ hiển thị tại trung tâm điều khiển: Dụng cụ đo nhiệt độ truyền xạ tại trung tâm điều khiển: Thiết bị đo áp suất tự động điều chỉnh: Bộ điều chỉnh áp suất tự ghi và hiển thị, khí cụ lắp tại trung tâm điều khiển: T TI TT PCZ P IR 69 Bộ điều chỉnh mức chất lỏng tự ghi có báo động 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: Gữ 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 ảnh sự sai lệch các thông số điều chỉnh so với giá trị cho trước và biến đổi thành tín hiệu. Bộ khuếch đại làm nhiệm vụ khuếch đại các 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 xóa đi độ sai lệch của các thông số điều chỉnh. 2. Các dạng tự động hóa trong công nghiệp 2.1. Tự động kiểm tra và tự động bảo vệ Tự động kiểm tra các thông số công nghệ (nhiệt độ, áp suất, nồng độ…), kiểm tra các thông số công nghệ đó có thay đổi hay không và thay đổi ở mức nào, nếu có thì cảnh báo giá trị ghi trên giá trị thay đổi đó, từ đó người công nhân đưa ra những điều chỉnh ngược lại để ổn định quá trình hoạt động. Có thể biểu diễn sơ đồ tự động kiểm tra và tự động điều chỉnh như sau: 1.Đối tượng điều chỉnh. 5.1 Cảnh báo. 2.Cảm biến đối tượng. 5.2 Chỉnh thị bằng kim vạch hoặc bằng số 3.Bộ khuếch đại. 5.3 Ghi lại sự thay đổi. 4.Nguồn cung cấp năng lượng. 5.4 Phân loại 5. Cơ cấu chấp hành. C ĐT CB BĐK CT G PL N 1 2 3 5.1 5.2 5.3 5.4 4 5 LRA 70 2.2. Dạng tự động điều khiển. Sơ đồ cấu trúc cho dạng điều khiểu này là: 1. Đối tượng điều chỉnh. 2. Cảm biến đối tượng. 3. Bộ khuyếc đại. 4. Nguồn cung cấp năng lượng. 5. Bộ đặc cho phép ta đặt tín hiệu điều khiển, nó là một tổ chức các tác động có định hướng điều khiển tự động. 2.3. Dạng tự động điều chỉnh. Sơ đồ cấu trúc bao gồm các phần tử như sau: 1. Đối tượng điều chỉnh. 2. Cảm biến đối tượng. 3. Bộ khuyếch đại. 4. Nguồn cung cấp năng lượng. 5. Bộ đặc. 6. Bộ so sánh. 7. Cơ cấu chấp hành. Sơ đồ cấu trúc được biểu diễn như sau: ĐT CB SS BD N 2 3 4 1 5 CCC ĐT CB SS BD BK N 1 2 6 7 5 3 4 71 Trong tất cả các dạng tự động điều khiển thường sử dụng nhất là kiểu hệ htống 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 biến điều khiển với giá trị tiêu chuẩn nhu sau: Y: Đại lượng đặt. ĐT: Phần tử đặt trị. X: Đại lượng ra. ĐC: Phần tử điều chỉnh. N: Tác nhân nhiễu. XCB : Giá trị cảm biến. O: Đối tượng điều chỉnh. XĐT : Giá trị đặt trị. XPH : Đối tượng phản hồi. X (tri số) = 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 chuyển dịch nó ra một dạng thông số khác cho phù hợp với thiết bị điều chỉnh. Phần tử đặc 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 giá 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 điều chỉnh. Phần tử so sánh: là cơ cấu tiếp nhận giá trị của phần tử định trị quy định (X- ĐT) 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 ra tín hiệu vào cơ cấu điều 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. Đại lượ N Phản hồi Đại lượ X XĐC Y XCB X 72 II. Cấu tạo của một số thiết bị tự động hóa. 1. Bộ cảm biến áp suất. Trong các bộ điều chỉnh thường sử dụng bộ cảm biến kiểu mảng, kiểu hộp xếp pittông, ống công đàn hồi…việc chọn bộ cảm biến áp suất phụ thuộc vào việc cảm biến điều chỉnh và độ chính xác theo yêu cầu. 2. Bộ cảm ứng nhiệt độ. Hoạt động của bộ cảm ứng nhiệt độ dựa trên nguyên lý giãn nở nhiệt, môi quan hệ giữa nhiệt độ của chất khí và áp suất hơi bão hòa của nó tronh một hệ kín dựa trên nguyên lý nhiệt điện trở. 3. Bộ cảm biến mức đo chất lỏng Mực chất lỏng có thể đo được bằng nhiều cách khác nhau, nhưng phương pháp đơn giản nhất và có độ chính xác khá cao là phương pháp đo bằng phao. Bộ cảm ứng kiểu màng UZ UZ Bộ cảm ứng kiểu hộp xếp Z Z Caûm öùng nhieät ñoä kieåu maøng Caûm öùng nhieät ñoä kieåu hoäp xeáp Kieåu maøng Z Kieåu phao Z 73 4. Bộ cảm biến lưu lượng Bộ cảm biến lưu lượng được xây dựng trên cơ sở sự phụ thuộc vào công thức sau : Q = f×V. + f : là diện tích ống dẫn. + V : là tốc độ chất lỏng chảy trong ống dẫn theo định luật Becnuli : S PV Δ×= 2 + S : là tỷ trọng của chất lỏng. + PΔ : là 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 PΔ . Ta có 2 cách đo lưu lượng: + Khi tiết diện không đổi thì 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 thì đo tiết diện của ống sẽ xác định được lưu lượng của dòng chảy. PHẦN VI AN TOÀN LAO ĐỘNG TRONG PHÂN XƯỞNG [15] I. MỤC ĐÍCH Trong bất cứ hoạt động nào thì tính mạng con người phải luôn được đảm bảo. Vì vậy trong quá trình sản xuất phải đảm bảo tính mạng và sức khoẻ cho người lao động với khẩu hiệu: “An toàn để sản xuất - Sản xuất phải an toàn”. Tổ chức an toàn và bảo hộ lao động trong nhà máy là một công việc không thể tách khỏi sản xuất. Bảo vệ tốt sức khỏe lao động cho con người sản xuất cho phép đẩy mạnh sức sản xuất nâng cao năng suất lao động. Trong phân xưởng sản xuất VA trước hết cần biết đến tính độc hại, dễ cháy nổ của hoá chất. Vì vậy cần đưa ra các công tác bảo đảm an toàn lao động. 74 II. NGUYÊN NHÂN XẢY RA TAI NẠN LAO ĐỘNG - Thường do các nguyên nhân sau chính sau khi do kỹ thuật, do tổ chức (Tổ chức giao nhận), do vệ sinh công nghiệp. - Trong nhà máy sản xuất VA bị ô nhiễm chủ yếu bởi khí Hyđrocacbon (hydro cac bon mạch thẳng có tính độc hơn hydro cacbon mạch nhánh, Hydro cacbon vòng độc hơn mạch thẳng). - Ảnh hưởng bởi các khí phụ như khí CO2, bụi… - Điên giật do dây điện hở hoặc do cháy chập điên… III. CÔNG TÁC BẢO ĐẢM AN TOÀN LAO ĐỘNG 1. Công tác giáo dục tư tưởng Công tác bảo hộ lao động mang tính chất quần chúng vì vậy công tác phần lớn là do chính bản thân người lao động tự giác thực hiện. Nhà quản lý và điều hành sản xuất phải thường xuyên giáo dục để người lao động tuân thủ các nội quy của nhà máy đã đề ra về công tác bảo hộ lao động, đồng thời thường xuyên kiểm tra việc thực hiện quy định, an toàn khi vận hành thao tác, kịp thời giải quyết khi các sự cố xảy ra. Có bồi dưỡng cho công nhân làm việc ca đêm và độc hại. 2. Trang bị phòng hộ lao động Trong nhà máy, nhất là trong phân xưởng sản xuất VA, việc cấp phát đầy đủ các trang bị bảo hộ lao động như quần, áo, giầy, mũ, găng tay, khẩu trang là hết sức cần thiết. Đây là các yếu tố nhằm ngăn ngừa các tại nạn lao động và các bệnh nghề nghiệp. Đồng thời còn nhắc nhở, thường xuyên kiểm tra việc thực hiện của công nhân trong vấn đề này. 3. Các biện pháp phòng chống cháy nổ - Để chống bụi cần các biện pháp tối thiểu sau: + Cơ khí hóa, tự động hóa quá trình sản xuất để hạn chế tác dụng của các hợp chất độc hại. + Bao kín thiết bị + Thay đổi phương pháp công nghệ làm sạch. + Thông gió hút bụi + Bảo đảm vệ sinh công nghiệp. 75 -Do trong nhà máy sử dụng nguyên liệu dầu và các hợp chất dễ cháy nổ và độc hại nên cần thiết phải đảm bảo an toàn. Nếu khối lượng lớn khí tạo ra áp suất cao dẫn đến nổ có thể gây chấn thương cho công nhân thâm chí phá hủy phân xưởng. Như vậy có thể nói rằng phòng chống cháy nổ là khâu quan trọng để đảm bảo an toàn cho phân xưởng. Các biện pháp cần thiết để phòng chống cháy nổ: +Thay các khâu sản xuất nguy hiểm bằng các khâu sản xuất ít nguy hiểm. + Cơ khí hóa tự động hóa các quá trình sản xuất có tính nguy hiểm để đảm bảo an toàn. +Thiết bị bảo đảm kín hạn chế hơi, khí cháy thoát ra xung quanh khu sản xuất. + Loại trừ khả năng phát sinh mồi lửa ở những nơi có liên quan đến cháy nổ. Khả năng tạo nồng độ nguy hiểm của các chất dễ cháy. +Tại những nơi có cháy nổ cần đặt biển báo cấm, dụng cụ chữa cháy ở những nơi dễ thấy và thuận tiện thao tác. +Xây dựng đội ngũ chữa cháy chuyên nghiệp và nghiệp dư thưòng xuyên kiểm tra luyên tập. Khi có sự cố cháy nổ xảy ra tuỳ tính chất nguy hiểm của nơi tạo cháy, cần phải thực hiện các biện pháp kỹ thuật cần thiết ở những khu vực lân cân như ngừng công tác, cắt điện, phát tín hiệu cấp cứu chữa cháy. - Thực hiện nghiêm chỉnh chế độ bảo dưỡng máy móc định kỳ. - Trang bị đầy đủ các công cụ sản xuất đúng tiêu chuẩn kỹ thuật. - Các dụng cụ thiết bị điện phải che chắn đúng kỹ thuật, đảm bảo an toàn. - Các hệ thống chuyển động như motơ phải bao che chắc chắn. - Kiểm tra nguyên vật liệu trước khi đưa vào sản xuất. - Trang bị và bảo dưỡng thường xuyên các van, bộ phận động. - Thường xuyên kiểm tra ống dẫn nguyên liệu và sản phẩm. - Tuyệt đối tuân theo các yêu cầu công nghệ. - Sử dụng các hoá chất dễ cháy nổ, gây bỏng phải tuyệt đối cẩn thận. IV. CÔNG TÁC VỆ SINH LAO ĐỘNG 76 Cần làm tốt vệ sinh lao động để tránh những bệnh nghề nghiệp. Trong quá trình sản xuất phải có hệ thống thông gió, chiếu sáng cho phân xưởng. 1. Hệ thống thông gió Trong quá trình vận hành máy móc có quá trình gia nhiệt, phát sinh nhiệt, có các hơi khí độc hại do đó phải có biện pháp thông gió cho từng công đoạn. Ngoài thông gió tự nhiên cần bố trí hệ thống hút gió (quạt gió loại 1000m3/h). 2. Hệ thống chiếu sáng. Cần đảm bảo các yếu tố sáng tự nhiên và nhân tạo để tạo điều kiện làm việc cho công nhân được thoải mái và năng suất cao, chính xác, tránh được bệnh nghề nghiệp. Làm việc ca đêm cần đảm bảo ánh sáng cho phân xưởng. 3. Hệ thống vệ sinh cá nhân Phân xưởng có khu vệ sinh ở mỗi tầng gồm có: phòng thay quần áo, tắm rửa, vệ sinh đảm bảo cho sức khoẻ công nhân khi sản xuất. Tiêu hao nước sinh hoạt cho công nhân phân xưởng lấy trung bình 8 m3/người tháng. Một năm tiêu thụ 8 x 12 = 96 m3/người năm. Nhận xét. Để nâng cao năng suất lao động đem lại hiệu quả kinh tế cao cho xã hội cần phải chăm lo đến cuộc sống, sức khoẻ và nhu cầu của người lao động. Điều kiện làm việc thoải mái, sức khoẻ đảm bảo sẽ giúp cho mọi người hăng hái lao độngsảnxuất KẾT LUẬN Sau hơn ba tháng tìm tài liệu, nghiên cứu cùng sự hướng dẫn tận tình của GS- TS Đào Văn Tường. Đến nay em đã hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp với đề tài ”Thiết kế phân xưởng sản xuất Vinylaxetat với công suất 80.000 tấn/năm, đi từ nguyên liệu là Axetylen và Axitaxetic. Xúc tác là kẽm Axetat mang trên chất mang than hoạt tính, thực hiện trong pha khí”. Như ta đã biết VA là một hợp chất hữu cơ rất quan trọng, nó có nhiều ứng dụng trong các ngànhcông nghiệp hóa học, cũng như trong đời sống con người. Nó là hợp chất trung gian để tạo ra các sản phẩm cuối cùng phục vụ cho đời sống. Trong các ngành công nghiệp polime, VA được dùng để tạo màng sợi, vật liệu giả da, chất kết dính, ứng dụng trong ngành giấy, sơn… Hiện nay, trên thế giới có nhiều nghiên cứu và công nghệ sản xuất VA mới đi từ các nguồn nguyên liệu khác nhau, trong đó phương pháp tổng hợp VA đi từ etylen và axit axetic đang được coi là phương pháp có hiệu quả kinh tế nhất. Nguồn etylen sau khi nhà máy lọc hoá dầu ở nước ta bắt đầu hoạt động rất phù hợp cho xu hướng phát triển này. Vì vậy việc xây dựng một nhà máy sản xuất VA đi từ etylen là rất cần thiết cho nền kinh tế nước nhà. Từ lâu công nghệ sản xuất VA đã được ứng dụng vào trong sản xuất bởi nhiều hãng khác nhau trên thế giới. Tuy nhiên mỗi dây chuyền công nghệ của mỗi hãng đều có những ưu nhược điểm khác nhau, nhưng nhìn chung thì chế độ công nghệ của các dây chuyền đó đều phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố sau: -Nhiệt độ phản ứng. -Loại xúc tác dùng cho phản ứng. -Tỷ lệ của các cấu tử trong hỗn hợp nguyên liệu đầu phải dựa vào từng điều kiện cụ thể của mỗi quốc gia và hiện nay xu thế hàng đầu để lựa chọn và xây dựng một dây chuyền sản xuất là phải dựa vào hiệu quả sản xuất của dây chuyền và các vấn đề môi trường. Được giao nhiệm vụ thiết kế một phân xưởng vinyl axetat năng suất 80.000 tấn/năm em đã hoàn thành đúng thời gian theo quy định. Nội dung công việc thực hiện bao gồm: - Trình bày phần lý thuyết tổng quan về VA và đưa ra được các phương pháp tổng hợp VA từ trước tới nay. - Tính toán cân bằng vật chất, cân bằng nhiệt lượng, tính và chọn thiết bị chính và các thiết bị phụ. - Tính toán xây dựng theo sự hướng dẫn của thầy giáo. - Tính toán kinh tế theo sự hướng dẫn của thầy giáo. - Tự động hóa trong phân xưởng. - An toàn lao động trong phân xưởng. Bản đồ án này đã giúp em vận dụng kiến thức chuyên ngành đã được học và hoàn thiện hơn khả năng tính toán về xây dựng. Đây là những kiến thức hết sức quý báu giúp em trong quá trình học tập và công tác sau này. Ngày… tháng ….. năm 2006 Sinh viên thực hiện TÀI LỆU THAM KHẢO 1. Phan Minh Tân. Tổng hợp hữu cơ và hóa dầu. Tập 1. NXB Đại học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh- 2002. 2. Hoàng Trọng Yêm, Nguyễn Đăng Quang. Hóa học hữu cơ-Tập 2. NXB 3. Hóa học và kỹ thuật tổng hợp hữu cơ- ĐH Bách Khoa Hà Nội-1974. 4. Vũ Thế Trí. Tổng hợp các chất trung gian. Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội 1966. 5. Trần Công Khanh. Thiết bị phản ứng trong sản xuất các hợp chất hữu cơ. Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội-1986. 6. Nguyễn Văn May. Giáo trình bơm quạt máy nén. Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội- 1993. 7. Trần Xoa chủ biên. Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất- Tập 1. NXB Khoa học và kỹ thuật-1999. 8. Trần Xoa chủ biên. Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất- Tập 2. NXB Khoa học và kỹ thuật-1999. 9. Ullman’s Encycloedia Industrial Chemistry.Vol A22. Poly ( Vinyl esters ) to Reduction- 1993. 10. Industrial Polymerstlandbook products, processes, Applications – Vol A2. Edited by Ewards Wilks. 11. Encyclopedial of Chemical Technology- Vol A1, A7, A9. 12. Sổ tay tóm tắt các đại lượng hóa lý. Bộ môn hóa lý- Trường ĐH Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh-1983. 13. Cơ sở thiết kế nhà công nghiệp hóa chất. Bộ môn xây dựng công nghiệp – Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội-1982. 14. Kinh tế công nghiệp hóa chất. ĐH Bách Khoa Hà Nội-1971. 15. Trần Văn Địch, Định Khắc Hiến. Kỹ thuật an toàn và môi trường. NXB khoa học và kỹ thuật. Hà Nội-2005. MỤC LỤC Mở đầu …………………………………………………………………….. 4 Phần I: Tổng quan lý thuyết ……………………………………………….. 6 A. Tính chất lý – hóa của nguyên liệu và sản phẩm ……………………. 6 I. Tính chất lý- hóa của axetylen …………………………………… 6 I.1. Tính chất vật lý ……………………………………………….. 6 I.2. Tính chất hóa học ……………………………………………. 7 I.3. Sản xuất axetylen ……………………………………………... 9 II. Tính chất lý – hóa học của axit axetic …………………………… 10 II.1. Tính chất vật lý………………………………………………. 10 II.2. Tính chất hóa học …………………………………………… 11 II.3. Ứng dụng…………………………………………………….. 13 II.4. Phương pháp sản xuất axit axetic……………………………. 13 III. Tính chất lý – hóa học của vinyl axetat…………………………. 13 III.1. Tính chất vật lý……………………………………………… 13 III.2. Tính chất hóa học ………………………………………….. 15 III.3. Phân loại, tiêu chuẩn và bảo quản VA……………………… 18 III.3.1. Phân loại……………………………………………….. 18 III.3.2. Tiêu chuẩn……………………………………………... 18 III.3.3. Bảo quản……………………………………………….. 18 III.4. Tính hình sản xuất và sử dụng VA…………………………. 19 III.4.1. Tình hình sản xuất VA………………………………… 20 III.4.2. Tình hình sử dụng VA…………………………………. 21 III.5. Các phương pháp sản xuất VA……………………………… 22 B. Quá trình tổng hợp VA……………………………………………… 23 I. Khái niệm chung…………………………………………………. 23 II. Các phản ứng xảy ra trong quá trình tổng hợp VA………………. 23 III. Động học của quá trình tổng hợp VA…………………………… 24 IV. Xúc tác của quá trình tổng hợp VA…………………………….. 24 V. Cơ chế phản ứng…………………………………………………. 25 VI. Phương pháp tách sản phẩm……………………………………. 25 VII. Thiết bị phản ứng………………………………………………. 26 C. Phương pháp tổng hợp VA…………………………………………. 27 I. Công nghệ tổng hợp VA từ C2H2 và CH3COOH………………… 27 I.1. Công nghệ tổng hợp trong pha lỏng………………………… 27 I.2. Công nghệ tổng hợp trong pha khí………………………….. 27 I.2.1. Công nghệ tổng hợp của hãng Petroleum Raifiner…….. 29 I.2.2. Công nghệ tổng hợp của hãng Wacker………………… 31 II. Công nghệ tổng hợp VA từ C2H4 và CH3COOH……………….. 33 II.1. Công nghệ tổng hợp trong pha lỏng………………………... 34 II.2. Công nghệ tổng hợp trong pha khí…………………………. 36 III. Các phưong pháp sản xuất VA khác………………………….. 40 Phần II. Tính toán thiết kế………………………………………………. 44 A. Thuyết minh dây chuyền…………………………………………... 44 B. Tính cân bằng vật chất…………………………………………….. 46 I. Cân bằng vật chất tại thiết bị phản ứng…………………………. 46 1.Tính lượng vật chất vào thiết bị phản ứng…………………….. 46 2. Tính lượng tạp chất mang vào………………………………… 49 3. Tính lượng tạp chất ra khỏi thiết bị…………………………… 49 II. Cân bằng vật chất của thiết bị làm lạnh………………………… 50 1. Tính cân bằng vật chất của thiết bị làm lạnh (7)……………… 50 2. Tính cân bằng vật chất của thiết bị làm lạnh (8)……………… 52 3. Tính cân bằng vật chất của thiết bị làm lạnh (9)……………… 54 III. Tính cân bằng vật chất của tháp chưng luyện………………….. 56 C. Tính căn bằng nhiệt lựơng …………………………………………. 60 I. Tính cân băng nhiệt lượng tại thiết bị trao đổi nhiệt……………... 60 II. Tính cân bằng nhiệt lượng tại thiết bị phản ứng………………… 65 III. Tính cân bằng nhiệt lượng tại thiết bị làm lạnh (7)…………….. 67 IV. Tính cân bằng nhiệt lượng tại thiết bị làm lạnh (8)…………….. 71 V. Tính cân bằng nhiệt lượng tại thiết bị làm lạnh (9)……………… 75 D. Tính toán công nghệ………………………………………………... 80 I. Tính thiết bị phản ứng……………………………………………. 80 1. Tính thể tích xúa tác…………………………………………... 80 2. Tính kích thước thiết bị……………………………………….. 82 3. Tính chiều dày của thân thiết bị………………………………. 84 4. Chọn đáy và nắp thiết bị………………………………………. 87 E. Tính chọn thiết bị phụ……………………………………………… 89 1. Chọn bơm……………………………………………………….. 89 2. Chọn máy nén…………………………………………………… 89 Phần III. Thiết kế xây dựng……………………………………………… 91 I. Xác định địa điểm xây dựng……………………………………… 91 1. Nhiệm vụ và yêu cầu…………………………………………. 91 2. Cơ sở để xác định địa điểm xây dựng………………………… 92 3. Địa điểm xây dựng…………………………………………… 93 4. Tổng mặt bằng nhà máy……………………………………… 94 II. Tổng mặt bằng nhà máy………………………………………... 94 1. Nhiệm vụ yêu cầu……………………………………………. 94 2. Nhưng biện pháp và nguyên tắc trong thiết kế tổng ………… 95 3. Mặt bằng nhà máy…………………………………………… 98 4. Nhà sản xuất…………………………………………………. 98 Phần IV. Tính toán kinh tế……………………………………………… 99 I. Mục đích và nhiệm vụ của việc tính toán kinh tế………………. 99 II. Nội dung tính toán kinh tế……………………………………… 99 1. Xác định chế độ công tác phân xưởng………………………. 99 2. Nhu cầu về nguyên liệu và năng lượng cho nhà máy……….. 99 3. Tính chi phí nguyên vật liệu, năng lượng trong một năm…… 102 4. Vốn cố định …………………………………………………. 102 5. Các vốn đầu tư khác…………………………………………. 103 6. Nhu cầu lao động ……………………………………………. 104 7. Quỹ lương công nhân và nhân viên trong toàn phân xưởng…. 105 8. Tính khấu hao………………………………………………... 105 9. Thu hồi sản phẩm……………………………………………. 105 10. Tính giá thành sản phẩm…………………………………… 106 Phần V. Tự động hóa…………………………………………………… 109 I. Tự động hóa trong phân xưởng…………………………………. 109 1. Mục đích và ý nghĩa………………………………………… 109 2. Các dụng cụ tự động hóa trong công nghiệp………………… 110 II. Cấu tạo của một số thiết bị tự động hóa……………………….. 112 1. Bộ cảm biến áp suất…………………………………………. 112 2. Bộ cảm biến nhiệt độ………………………………………... 113 3. Bộ cảm biến đo mức chất lỏng……………………………… 113 4. Bộ cảm biến đo lưu lượng…………………………………… 113 Phần VI. An toàn lao động trong phân xưởng…………………………. 115 I. Mục đích ………………………………………………………. 115 II. Công tác giáo dục tư tưởng……………………………………. 115 III. Công tác đảm bảo an toàn lao động………………………… 115 IV. Công tác vệ sinh lao động…………………………………… 116