ĐỒ ÁN sản xuất nhựa PVC

Đồ án Tốt Nghiệp GVHD: TS Đoàn Thị Thu Loan LỜI CẢM ƠN Trong thời gian năm học tập trường em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy cơ, gia đình bạn bè giúp em trau dồi nắm vững kiến thức trước trường lập nghiệp Và học kỳ này, qua ba tháng tìm hiểu, nghiên cứu để hồn thành đồ án tốt nghiệp, em muốn gửi lời cảm ơn chân thành đến giáo TS Đồn Thị Thu Loan, giảng viên Bộ mơn Hóa Học Vật Liệu Polymer – Trường đại học bách khoa Đà Nẵng, người trực tiếp hướng dẫn, bảo em tận tình suốt trình làm đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn thầy cô trường đại học bách khoa Đà Nẵng nói chung, thầy Bộ mơn Hóa Học Vật Liệu Polymer nói riêng hết lòng truyền đạt cho em kiến thức suốt năm năm học vừa qua Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình bạn bè, ln quan tâm, giúp đỡ, động viên tạo điều kiện cho em q trình học tập hồn thiện đồ án tốt nghiệp Đà Nẵng, ngày 08 tháng năm 2014 Sinh viên thực Võ Tấn Hòa SVTH: Võ Tấn Hòa – Lớp: 09H4 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD: TS Đoàn Thị Thu Loan MỤC LỤC SVTH: Võ Tấn Hòa – Lớp: 09H4 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD: TS Đoàn Thị Thu Loan Phần 1: MỞ ĐẦU Ngày nay, với phát triển khoa học vật liệu làm từ hợp chất cao phân tử dần thay cho vật liệu truyền thống ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực nhờ tính vượt trội như: độ bền học, khả đàn hồi, khả chịu uốn, nén, cách nhiệt, cách điện, nhẹ, dễ gia công,… giá thành rẻ Vì việc tổng hợp, sản xuất hợp chất cao phân tử ngày phát triển Và số loại nhựa sản xuất gia công phổ biến Polyvinyl Clorua (PVC) PVC có lịch sử phát triển 100 năm qua Năm 1835 lần Henri Regnault tổng hợp Vinyl Clorua, nguyên liệu để tổng hợp PVC Polyvinyl Clorua phát lần vào năm 1872 Baumann phơi ống nghiệm chứa Vinyl Clorua ánh sáng mặt trời, sản phẩm tạo có dạng bột màu trắng chất hóa học chưa xác định Các nghiên cứu tạo thành PVC đầy đủ công bố vào năm 1912 Iwan Ostromislensky (Nga) Fritz Klatte (Đức) nghiên cứu độc lập Tuy nhiên polymer không ứng dụng không ý quan tâm nhiều, tính ổn định, cứng khó gia công Cuối kỷ 19, sản phẩm Axetylen Clo tình trạng khủng hoảng thừa, việc sản xuất PVC từ nguyên liệu giải pháp hữu hiệu Năm 1926, tiến sỹ Waldo Semon vơ tình phát chất hoá dẻo cho PVC, bước đột phá để khắc phục nhược điểm gia cơng cho PVC, sau nghiên cứu chất ổn định cho PVC Đến năm 1933, nhiều dạng PVC tổng hợp Mỹ Đức phải đến năm 1937, PVC sản xuất quy mơ cơng nghiệp hồn chỉnh Đức sau Mỹ [1] Ngày nay, việc sản xuất nhựa PVC phát triển mở rộng tồn giới với sản lượng khơng ngừng gia tăng tốc độ tăng trưởng nhanh qua năm Trong trình sản xuất nhựa PVC, phụ thuộc vào điều kiện phản ứng mà tạo thành loại nhựa PVC khác tùy theo khối lượng phân tử trung bình mạch, độ phân nhánh Do đó, nhựa PVC có tính chất khác tùy theo loại Ngoài ra, PVC cứng có độ bền nhiệt nên trình gia cơng sản xuất cần sử dụng chất hóa dẻo phụ gia nhằm đạt tính chất mong muốn sản phẩm Tính chất nhựa PVC thay đổi hàm lượng loại phụ gia sử dụng Và nên PVC ứng dụng nhiều lĩnh vực sản xuất đời sống Nhựa PVC cứng loại có khối lượng phân tử trung bình thấp, độ phân nhánh nhiều Thường sử dụng kết hợp với chất bôi trơn, chất ổn định nhiệt phụ gia khác gia công PVC cứng thường dùng làm ống dẫn nước, xăng dầu có nhiệt độ 60oC, lót sàn nhà, thiết bị thơng gió, dùng bọc thiết bị SVTH: Võ Tấn Hòa – Lớp: 09H4 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD: TS Đoàn Thị Thu Loan kim loại sử dụng mơi trường ăn mịn Nhựa PVC mềm dẻo loại có khối lượng phân tử trung bình lớn, độ phân nhánh sử dụng với chất hóa dẻo phụ gia khác gia cơng Tùy theo hàm lượng chất hóa dẻo mà cho sản phẩm có độ mềm dẻo PVC mềm dẻo thường gia công thành màng áo mưa, màng bọc thực phẩm, túi đựng sản phẩm,… ngồi cịn dùng làm ống dẫn loại mềm dẻo Nhựa PVC cịn có tính cách điện cao không độc nên sử dụng để sản xuất vỏ bọc dây cáp điện, dụng cụ chứa đựng thực phẩm, túi dây dẫn truyền dịch, máu y tế [2] Với ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực nên việc sản xuất nhựa PVC mở rộng cải tiến công nghệ để tăng suất sản lượng nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng PVC ngày gia tăng thị trường Hiện PVC loại nhựa nhiệt dẻo sản xuất tiêu thụ nhiều thứ giới sau Polyetylen (PE) Polypropylen (PP) Hình 1.2: Biểu đồ lượng nhựa tiêu thụ toàn giới năm 2007 [3] Điều cho thấy nhu cầu tiêu thụ PVC giới mức cao giữ ổn định năm gần Qua cho thấy vai trò quan trọng nhựa PVC với ứng dụng công nghiệp đời sống Đồng thời nói lên tiềm phát triển triển vọng việc mở rộng quy mô sản xuất tiêu thụ nhựa PVC toàn giới năm Sự tăng trưởng phát triển kinh tế yếu tố định đến nhu cầu tiêu thụ PVC Nhu cầu PVC tăng mạnh vào cuối thập niên 90, bất chấp vấn đề môi trường Kết là, sau ảnh hưởng khủng hoảng tài Châu Á giảm dần, nhu cầu PVC tăng lên sít với mức cung lợi nhuận tăng trở lại năm 1999 SVTH: Võ Tấn Hòa – Lớp: 09H4 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD: TS Đoàn Thị Thu Loan Sản lượng PVC giới năm 2006 đạt tới 32 triệu mức tăng trưởng giai đoạn 2001 – 2006 %/năm Đến năm 2012, sản lượng PVC giới đạt 37,4 triệu Trong năm gần đây, thị trường PVC nước phát triển Mỹ, Tây Âu có phần bị hạn chế tăng trưởng chậm vấn đề môi trường sức khỏe q trình sản xuất nhựa, ngồi phát triển vật liệu thay quốc gia Thay vào đó, nước châu Á thị trường sản xuất tiêu thụ nhựa PVC năm gần với mức tăng trưởng đáng kể Sản lượng nhựa PVC thị trường châu Á chiếm đến 50% tổng sản lượng tồn giới Các nước Đơng Á Nhật Bản, Hàn Quốc đạt mức tăng trưởng ổn định sản lượng nhựa PVC Đặc biệt, Trung Quốc quốc gia có tăng trưởng PVC đáng kể thời gian qua thị trường sản xuất tiêu thụ nhựa PVC lớn giới Ngoài ra, quốc gia khác Ấn Độ, nước Đông Nam Á, Nam Mỹ thị trường tiềm với bước phát triển lĩnh vực sản xuất nhựa PVC [4] Hình 1.3: Biểu đồ sản lượng nhựa PVC khu vực giới năm 2012 Qua thấy xu hướng phát triển sản xuất nhựa PVC giới chủ yếu tập trung thị trường châu Á Những quốc gia có tốc độ tăng trưởng kinh tế cao năm gần Và Việt Nam thị trường tiềm việc mở rộng sản xuất tiêu thụ PVC tương lai không xa với bước phát triển đơi với cơng nghiệp hóa dầu Ở Việt Nam, năm sáu mươi kỷ trước PVC chất dẻo khác xa lạ với hầu hết người Ngành công nghiệp nhựa Việt Nam lúc hiểu công nghiệp gia công chế biến nhựa Tất loại nhựa (trong có PVC) phải nhập Bắt đầu từ năm 1990 ngành công nghiệp thực có bứt phá mười năm trở lại giành lại thị trường nước Không hàng nhựa Việt Nam bước SVTH: Võ Tấn Hòa – Lớp: 09H4 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD: TS Đoàn Thị Thu Loan vươn thị trường quốc tế khu vực Năm 2006 kim ngạch xuất sản phẩm nhựa vượt 500 triệu USD đạt ngưỡng tỉ USD vào năm 2010 Tuy nhiên với việc tất nguyên liệu đầu vào phải nhập khả cạnh tranh sản phẩm nhựa Việt Nam yếu, giai đoạn tồn cầu hóa Ngành sản xuất nhựa PVC Việt Nam bắt đầu vào năm 1998 với diện liên doanh TPC Vina (tiền thân Mitsui Vina) với công suất 80000 tấn/năm Đến năm 2010 nhà máy mở rộng quy mô sản xuất lên công suất 190000 tấn/năm Cuối năm 2002, nhà máy nhựa hóa chất Phú Mỹ (PMPC) nhà máy sản xuất PVC thứ hai nước ta (Liên doanh Petronas Malaysia với cơng ty cổ phần đóng tàu dầu khì Vũng Tàu – Vũng Tàu Shipyard) có cơng suất 100000 tấn/năm bắt đầu tham gia vào thị trường, góp phần gia tăng tổng sản lượng nhựa PVC nước Tuy nhiên, sản lượng nhựa PVC sản xuất nước chưa thể đáp ứng nhu cầu tiêu thụ nước Vì tình hình sản xuất nước cịn gặp nhiều khó khăn nguồn nguyên liệu Vinyl Clorua Monomer (VCM) phải nhập Đến năm 2011 nhu cầu nhựa PVC nước đạt khoảng 360000 tấn, nguồn nguyên liệu PVC cịn cần phải nhập từ nước ngồi Hình 1.4: Biều đồ cung – cầu nhựa PVC Việt Nam [5] Trong năm qua công nghiệp gia công chất dẻo nước phát triển mạnh với tốc độ tăng bình quân tới 28%/năm Một phần nhựa nguyên liệu nhập PVC nhập dạng: bột PVC (PVC resin) hạt PVC (PVC compound) chứa sẵn chất hóa dẻo, chất ổn định, chất màu Nguồn cung cấp PVC bột hạt, SVTH: Võ Tấn Hòa – Lớp: 09H4 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD: TS Đoàn Thị Thu Loan số bán thành phẩm PVC (tấm trải nhà, giả da) phụ gia chủ yếu chất hóa dẻo DOP nước Đơng Á Đơng Nam Á (Nhật Bản, Singapo, Hàn Quốc, Trung Quốc, Thái Lan ) Với nhu cầu ngày gia tăng sản phẩm nhựa PVC toàn giới Việt Nam việc tăng cường sản xuất cần thiết Vì cần phải cải tiến quy trình cơng nghệ, máy móc thiết bị mở rộng quy mô sản xuất để tăng sản lượng nhằm đáp ứng tối đa nhu cầu thị trường Q trình sản xuất PVC có nhiều phương pháp như: trùng hợp khối, trùng hợp dung dịch, trùng hợp huyền phù, trùng hợp nhũ tương Trong đó, trùng hợp nhũ tương huyền phù hai phương pháp sử dụng phổ biến Ưu điểm phương pháp huyền phù sản phẩm thu dạng bột có độ tương đối cao thuận lợi cho việc phối trộn chất hóa dẻo sử dụng số mục đích khác Do ưu điểm PVC huyền phù mà sử dụng rộng rãi Từ đặc điểm sản xuất nhu cầu tiêu thụ nhựa PVC trên, em định lựa chọn đề tài: “Thiết kế phân xưởng sản xuất nhựa PVC huyền phù công suất 40000 tấn/năm” nhiệm vụ thiết kế đồ án SVTH: Võ Tấn Hòa – Lớp: 09H4 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD: TS Đoàn Thị Thu Loan Phần 2: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 2.1 Nguyên liệu tổng hợp nhựa PVC Quá trình tổng hợp PVC huyền phù cần nguyên liệu sau: Vinyl Clorua Monomer (VCM), nước khử khoáng, chất khơi mào, chất ổn định huyền phù,… hóa chất hỗ trợ khác 2.1.1 Vinyl Clorua Monomer [6] Là nguyên liệu để tổng hợp nhựa PVC Trong thành phần VCM lẫn số tạp chất nồng độ cho phép như: nước (100ppm), chất không bay (50ppm), sắt (0,5ppm), HCl (1ppm), 1,3 butadien (10ppm), hợp chất acetylenic (12ppm), hợp chất ether (145ppm) Các tạp chất tồn với nồng độ giới hạn cho phép ảnh hưởng đến tốc độ polymer hóa, kích thước hạt, chất lượng sản phẩm 2.1.1.1 Cơng thức phân tử: C2H3Cl 2.1.1.2 Cơng thức cấu tạo 2.1.1.3 Tính chất vật lý − Các thông số vật lý VCM: − + Khối lượng phân tử: 62,5 đvC + Nhiệt độ sôi 760 mmHg: -13,9oC + Nhiệt độ nóng chảy: -159,7oC + Nhiệt độ tự bắt cháy: 470oC + Áp suất 20oC: 2524 mmHg + Khối lượng riêng hơi: 0,911 g/cm3 + Tạo hỗn hợp nổ với khơng khí theo tỷ lệ: ÷ 21,7 % thể tích Ở điều kiện nhiệt độ áp suất thường, VCM chất khí khơng màu, có mùi ete nhẹ, không tan nước tan dung môi hữu axeton, rượu etylic, hydrocacbon thơm, hydrocacbon mạch thẳng Vì dễ cháy nổ nên nồng độ VCM cho phép khơng khí mg/l − Để thuận tiện cho việc lưu trữ, bảo quản nạp nguyên liệu VCM nén đến áp suất bar, tồn dạng khí hóa lỏng, suốt, khơng màu, có SVTH: Võ Tấn Hịa – Lớp: 09H4 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD: TS Đoàn Thị Thu Loan tỷ trọng 0,92 (ở 25oC) 2.1.1.4 Tính chất hóa học Do có chứa liên kết đơi ngun tử Clo linh động nên VCM tham gia phản ứng sau: − Phản ứng cộng hợp: + VCM tác dụng với Halogen cho 1,2 diclo etan điều kiện môi trường khô khoảng 140 − 150oC 80oC có chiếu sáng, xúc tác SbCl3 + Khi có xúc tác FeCl3 AlCl3 VCM phản ứng với HCl: + Cộng với H2: + Phản ứng trùng hợp tạo PVC: − Phản ứng thủy phân: Khi nung nóng với kiềm, HCl bị tách khỏi VCM tạo Axetylen: − Tác dụng với Phenolat tạo ete Vinyl Clorua: − Phản ứng tạo hợp chất kim: 2.1.1.5 Đặc điểm nguy hiểm VCM Tiếp xúc với da gây vết bỏng lạnh SVTH: Võ Tấn Hòa – Lớp: 09H4 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD: TS Đồn Thị Thu Loan Dính vào mắt gây tấy rát Tiếp xúc thời gian dài gây bệnh ung thư VCM khí dễ bắt cháy nên cần có biện pháp an toàn lưu trữ, vận chuyển, sử dụng VCM để ngăn chặn rị rỉ bên ngồi 2.1.1.6 Điều chế a Từ Axetylen: C2H2 Phương trình phản ứng: CH ≡ CH + HCl → CH2 = CHCl (1) Điều kiện phản ứng: p = – atm, t = 200oC, xúc tác HgCl2 Phương pháp dùng phổ biến giới: Quá trình thực liên tục thiết bị tiếp xúc loại ống 160 – 200 oC Xúc tác Clorua thuỷ ngân phủ lên bề mặt than hoạt tính lượng 10 – 15% Khí C 2H2 HCl làm sạch, sấy khô cho vào thiết bị phản ứng Cho chất xúc tác vào ống thiết bị phản ứng khoảng cách ống cho dầu tuần hoàn nhiệt độ 70 – 130oC Nhiệt độ phản ứng đạt đến 160 oC Hỗn hợp sau phản ứng gồm: Vinylclorua tạo ra, dicloetan, axetaldehyt, axetilen, HCl đưa qua thiết bị phun dùng nước dung dịch kiềm 10 % để rửa khí mục đích hấp thụ khí HCl Sau cho vào tháp sấy KOH rắn qua thiết bị làm lạnh đến -40 oC ngưng tụ VCM hợp chất có nhiệt độ sơi cao Sau q trình ngưng tụ cho qua tháp tinh luyện hoạt động liên tục để đuổi axetaldehyt, dicloetan sản phẩm phụ khác Sau VCM tách khỏi C2H2 hồ tan thiết bị chưng cất khác b Từ Etylen: C2H4 Khi từ etylen, trình xảy theo bước: Trước tiên clo hóa etylen để tạo 1,2-etylen-diclorua (EDC), nhiệt phân EDC thành VCM axit clohydric (HCl): CH2 = CH2 + Cl2 → CH2Cl – CH2Cl (2) CH2Cl – CH2Cl → CH2 = CHCl + HCl (3) Như vậy, nửa phân tử Clo tham gia vào phản ứng để tạo thành VCM, nửa lại tạo thành HCl Lượng HCl đơi khơng có nơi tiêu thụ, địi hỏi phải xử lý tốn Có nhiều hướng khắc phục vấn đề Một hướng sử dụng kết hợp Axetylen Etylen Khi ấy, HCl để hydroclo hóa Axetylen, tức kết hợp phản ứng (1), (2) (3): CH ≡ CH + CH2 = CH2 + Cl2 → CH2 = CHCl (4) Ngày nay, yếu tố kinh tế trình tổng hợp Axetylen (đi từ than cốc, đá SVTH: Võ Tấn Hòa – Lớp: 09H4 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD: TS Đồn Thị Thu Loan Diện tích nhà hành phụ thuộc vào số lượng cán nhân viên, diện tích sử dụng tính cho cán bộ, nhân viên khác Cơ cấu tổ chức gồm giám đốc, phó giám đốc, kế tốn trưởng, trưởng phịng kinh doanh, trưởng phịng quản lý chất lượng Diện tích sử dụng cho phịng 12 m nên diện tích sử dụng cho cán 84 m2 Các nhân viên hành gồm: nhân viên kinh doanh, nhân viên phịng kế tốn, nhân viên văn phịng Diện tích sử dụng cho người m nên tổng diện tích dành cho nhân viên 48 m2 Như ta bố trí nhà hành có tổng diện tích mặt 180 m2, gồm tầng, tầng phòng họp, tầng phòng làm việc b Nhà ăn (căng tin) Số lượng nhân viên làm việc ca đông khoảng 80 người Diện tích nhà ăn tính cho người 2,25 m2 nên tổng diện tích nhà ăn ta chọn 200 m2 c Nhà để xe Diện tích nhà để xe sử dụng cho nhân viên m Do đó, diện tích nhà để xe sử dụng cho ca làm việc đông 80 m2 d Các hạng mục khác Trạm hạ thế: 50 m2 Phòng y tế: 60 m2 Nhà bảo vệ: 16 m2 Bảng 3.15: Bảng thống kê hạng mục xây dựng T T Hạng mục × Kích thước (m m) × Diện tích (m2) Nhà hành 10 18 Nhà ăn 10 20 Nhà để xe 10 Phân xưởng sản xuất 42 19 Khu chứa VCM 40 20 Phòng điều khiển vận hành 20 10 200 Khu xử lý nước (thải khử khống) 20 20 × 400 SVTH: Võ Tấn Hịa – Lớp: 09H4 × × × × × 180 200 80 798 800 129 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD: TS Đoàn Thị Thu Loan × Kho thành phẩm 20 30 Phịng an tồn, phịng cháy chữa cháy 10 15 × × 10 Khu thu hồi xử lý VCM 20 25 11 Kho chứa hóa chất 10 15 12 Trạm biến 10 13 Phân xưởng lượng 15 20 14 Phòng y tế 10 15 Phòng bảo vệ 4 × × × × × × 16 Khu chuẩn bị nguyên liệu 15 20 17 Khu mở rộng sản xuất 40 30 × Tổng diện tích 600 150 500 150 50 300 60 16 300 1200 5984 Hệ số xây dựng: Kxd = 30% ⇒ Fsd ≈ 8545 (m2) Vậy diện tích đường giao thơng, hành lang, bãi lộ thiên,… là: F = Fsd − Fxd = 8545 – 5984 = 2561 (m2) 3.5.3 Thuyết minh thiết kế mặt phân xưởng Do đặc điểm công nghệ, kỹ thuật nhà máy, đồng thời để tận dụng khả dòng chảy tự nhiên yêu cầu diện tích, lắp đặt, sửa chửa Ta thiết kế phân xưởng sản xuất nhà hai tầng có thêm số sàn công tác thép tầng tầng hai 3.5.3.1 Tầng Trên sở dây chuyền cơng nghệ ta bố trí thiết bị phòng tầng sau: a Khu vực phản ứng Hai bơm ly tâm dùng để bơm huyền phù Ba thiết bị phản ứng đặt sàn tầng 2, phần thiết bị nằm tầng SVTH: Võ Tấn Hòa – Lớp: 09H4 130 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD: TS Đoàn Thị Thu Loan Hai bồn thu hồi VCM tự đặt sàn tầng 2, phần nằm tầng Hai thùng trung gian đặt tầng b Khu vực xử lý Bốn bơm ly tâm dùng để bơm huyền phù Hai thiết bị trao đổi nhiệt Một tháp tách VCM đặt cách đất m Hai thùng chứa huyền phù c Khu vực ly tâm sấy Hai máy ly tâm Túi lọc khí Quạt đẩy khơng khí Calorife d Vùng sàng, đóng bao Sàng Silơ chứa sản phẩm đặt cách mặt đất m Máy thổi nhựa Cầu thang (tất sàn cơng tác có cầu thang lên) Hệ thống băng tải phục vụ q trình đóng bao 3.5.3.2 Tầng hai Thiết bị phản ứng Nồi tách VCM Tháp tách VCM Thiết bị sấy Vít tải Sàng rung Thiết bị trao đổi nhiệt Silô chứa SVTH: Võ Tấn Hòa – Lớp: 09H4 131 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD: TS Đoàn Thị Thu Loan Cầu thang phụ Sàng công tác Xyclon 3.5.3.3 Tầng ba Tháp tách VCM Máy ly tâm Bồn chứa trung gian 3.5.3.4 Bố trí hệ thống đường ống thiết bị Các đường ống bố trí sát vào thành tường sàn nhà van đặt phía, phù hợp với tầm tay Các ống dẫn nước đặt cách xa tủ điện, tủ đồng hồ đo Phía cao sát với dầm mái có đường ray Balăng để nâng thiết bị lắp đặt sửa chửa 3.5.4 Giải pháp kết cấu nhà Ta thiết kế hai nhà xưởng liền kề nhau, nhà tầng để bố trí thiết bị khu vực phản ứng tách VCM tự Một nhà tầng để bố trí thiết bị khu vực xử lý tách VCM, ly tâm, sấy, sàng đóng bao Nhà tầng có chiều cao tầng m, tầng 12 m Mái nhà cao 3m, dài 18 m, rộng 18 m Tương tự nhà tầng có chiều cao tầng m, mái nhà cao m, chiều dài 36 m, rộng 18 m × Cột bê tơng cốt thép, kích thước cột 400 400 mm, bước cột m Tường gạch có giằng bê tơng cốt thép, tường dày 150 mm Móng bê tơng cốt thép, đảm bảo chắn chịu tải trọng nhà ta kết cấu móng băng ngang × Dầm nhà bê tơng cốt thép 400 600 mm Nền nhà tầng 1: Cấu tạo sau (từ xuống) - Láng vữa xi măng dày 150 mm - Bê tông đá, sạn dày 300 mm - Đất đầm chặt Sàn nhà tầng 2: Bê tông cốt thép dày 150 mm Cửa vào phân xưởng phịng có số lượng kích thước sau: SVTH: Võ Tấn Hòa – Lớp: 09H4 132 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD: TS Đoàn Thị Thu Loan Phân xưởng: cửa vào cao 3,5 m rộng m cửa vào cao m rộng m 3.5.5 Thơng gió chiếu sáng Có hình thức thơng gió thơng gió tự nhiên thơng gió nhân tạo: - - Thơng gió tự nhiên tiến hành hình thức sau: Dưới tác dụng chênh lệch tỷ trọng khơng khí bên bên ngồi phân xưởng Trong trình làm việc thiết bị tỏa nhiệt mơi trường xung quanh, nhiệt độ khơng khí giãn nở, nhẹ, bốc lên, chệnh lệch gió từ bên ngồi bay vào tiếp tục bị nóng lên q trình thơng gió cách tuần hồn Thơng gió nhân tạo: Ta đặt hệ thống quạt gió để chuyển khí độc ngồi, đưa khí vào cách cưỡng bức, tùy thuộc vào khu vực mà thơng gió ta nên hút hay đẩy Chiếu sáng tự nhiên: - Ta đặt hệ thống cửa sổ với kích thước 1,5 m, kính để đảm bảo chiếu sáng tự nhiên Tùy thuộc vào khu vực ta chiếu sáng thích hợp với điều kiện khơng q sáng khơng q tối Ta dùng chiếu sáng nhân tạo chiếu sáng tự nhiên không đủ SVTH: Võ Tấn Hòa – Lớp: 09H4 133 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD: TS Đoàn Thị Thu Loan Phần 4: AN TỒN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH MƠI TRƯỜNG 4.1 Giới thiệu chung Trong sản xuất công nghiệp đại, yếu tố lớn khơng phần quan trọng yếu tố an toàn lao động Để hạn chế cố lao động sản xuất làm ảnh hưởng đến suất làm việc, tài sản nhà máy đặc biệt tính mạng nhân viên, cần đề biện pháp để loại trừ đến mức tối đa tai nạn xảy Do đó, thiết kế, sản xuất ta phải tính đến khả cháy nổ, ảnh hưởng hóa chất độc, nạn thao tác,… làm ảnh hưởng đến sức khỏe tính mạng người Những biện pháp bảo vệ người lao động sản xuất nhà nước ta quy định thành văn thi hành xí nghiệp, nhà máy Tai nạn lao động phân thành: Chấn thương, nhiễm độc nghề nghiệp bệnh nghề nghiệp + Chấn thương: trường hợp tai nạn, kết gây vết thương, dập thương hủy hoại khác cho thể người Hậu chấn thương gây tạm thời hay vĩnh viễn khả lao động, làm chết người + Nhiễm độc nghề nghiệp: hủy hoại sức khỏe kết tác dụng chất độc, chúng xâm nhập vào thể người điều kiện sản xuất Sự tác dụng lâu dài lượng tương đối nhỏ chất độc gây nhiễm độc mãn tính Nhiễm độc đột ngột xâm nhập vào thể lượng lớn chất độc gọi nhiễm độc cấp tính, coi chấn thương + Bệnh nghề nghiệp: suy yếu dần sức khỏe người làm việc, kết tác dụng điều kiện bất lợi tạo tình trạng sản xuất tác dụng có tính chất thường xun chất độc lên thể người sản xuất Những nguyên nhân tai nạn phân loại thành: Nguyên nhân kỹ thuật, nguyên nhân tổ chức nguyên nhân vệ sinh + Những nguyên nhân tai nạn phụ thuộc vào tình trạng máy móc, thiết bị, đường ống, chỗ làm việc Những nguyên nhân kỹ thuật xảy là: - Sự hỏng thiết bị máy móc Sự hỏng thiết bị phụ tùng Sự hỏng đường ống Các kết cấu thiết bị phụ tùng khơng hồn chỉnh Khoảng cách cần thiết thiết bị bố trí chưa đủ SVTH: Võ Tấn Hịa – Lớp: 09H4 134 Đồ án Tốt Nghiệp - GVHD: TS Đoàn Thị Thu Loan Thiếu rào chắn bao che ngăn cách + Những nguyên nhân tổ chức phát sinh từ kết công việc tổ chức giao nhận cơng việc chưa Đó là: - Vi phạm qui tắc, qui trình kỹ thuật Tổ chức lao động chỗ làm việc chưa đáp ứng yêu cầu Thiếu giám sát chưa đầy đủ Vi phạm chế độ lao động (làm việc giờ) Sử dụng cơng nhân khơng ngành nghề, trình độ chun mơn Cho công nhân vào làm việc họ chưa huấn luyện hướng dẫn, chưa nắm vững điều lệ, qui tắc kỹ thuật an toàn + Những nguyên nhân vệ sinh: - Mơi trường khơng khí bị nhiễm Chiếu sáng thơng gió khơng đầy đủ Tiếng ồn chấn động mạnh Có tia phóng xạ Tình trạng vệ sinh phòng phục vụ sinh hoạt Vi phạm điều lệ vệ sinh cá nhân Thiếu kiểm tra vệ sinh y tế không đầy đủ Điều kiện khí hậu (nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc lưu chuyển khơng khí, xạ nhiệt…) khơng thích nghi 4.2 Phân tích đặc điểm nhà máy VCM nhiệt độ phòng trạng thái hơi, chất độc hại dễ cháy nổ Nếu tiếp xúc với VCM nồng độ cao có triệu chứng chóng mặt, sau phương hướng, chí tiếp xúc kéo dài gây mê nhẹ tồn thân Vì vậy, phải thận trọng trang bị mặt nạ phịng độc phịng có tượng rị rỉ xảy ra, trình nhập VCM phải tránh tượng cháy nổ Trong nhà máy sản xuất nhựa PVC, phân xưởng đóng gói, nơi có nhiều bụi (do bột PVC tạo ra) nên cần bố trí quạt hút có hệ thống lọc nhằm thu hồi bột nhựa làm mơi trường khơng khí Về phần điện nhà máy có nhiều động cơ, thiết bị điện, nên phải ý vấn đề cách điện, chập mạch Chú ý đến phận truyền động động Nhà máy có nhiều nơi nhiệt độ cao nên phải ý đến vấn đề thông gió Với nguyên liệu sản xuất VCM lỏng hóa chất khác chất ổn định nhiệt, chất khơi mào,… chất có khả gây cháy nổ gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người nên phải thường xuyên kiểm tra môi trường đường ống kỹ lưỡng Khi sử dụng, phải tiến hành thao tác dẫn qui định an toàn với hóa chất cụ thể SVTH: Võ Tấn Hịa – Lớp: 09H4 135 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD: TS Đồn Thị Thu Loan Các kho chứa hóa chất phải cách ly để ngăn nắp tránh nhầm lẫn gây phản ứng hóa học chất 4.3 Các giải pháp an toàn sản xuất Xuất phát từ đặc điểm phân tích trên, ta đề biện pháp khắc phục sau: + Chú ý việc thơng gió tự nhiên nhân tạo + Thiết kế xây dựng phải phù hợp, hệ thống dầm, cột sàn phải chịu lực, đảm bảo an tồn + Thiết bị máy móc phải đảm bảo, đường ống kín, ống dẫn phải bảo ơn Ống dẫn VCM phải làm vật liệu chịu áp phải thường xuyên kiểm tra đường ống + Điện chiếu sáng ban đêm phải đảm bảo, nơi cầu thang phải bắt bóng đèn + Tổ chức cho cơng nhân học phịng chống cháy nổ nội qui an toàn lao động Luôn nhắc nhở thực theo qui định bảo hộ lao động sản xuất + Thiết kế hệ thống ống nước chữa cháy xung quanh nhà máy + Sử dụng thiết bị dị khí hệ thống báo cháy tự động Các biện pháp cụ thể sau: + Khi thiết kế xây dựng nhà máy phải bố trí cửa sổ, cửa vào hợp lý Máy móc thiết bị phải đặt cách cự ly hợp lý để tạo thơng gió tốt Những chỗ khơng thơng gió tự nhiên ta bố trí thêm quạt gió + Để tránh gây cháy nổ, phải cẩn thận thao tác điện, cơ, tránh gây tia lửa điện Cần bố trí dụng cụ chữa cháy nơi để cần thiết có + Kiểm tra thiết bị máy móc, điện chiếu sáng, hệ thống ống dẫn định kỳ tuần lần + Trang bị bảo hộ lao động cho công nhân trang, mũ bảo hộ, bao tay, áo quần, kính bảo hộ,… nhắc nhở cơng nhân phải ý trang bị trình sản xuất + Nhà tắm, nhà vệ sinh, nhà nghỉ phải thoáng mát + Tuân thủ nội qui nhà máy như: - Không hút thuốc, sử dụng lửa Không uống rượu ngủ làm việc Không rời khỏi máy hoạt động SVTH: Võ Tấn Hòa – Lớp: 09H4 136 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD: TS Đoàn Thị Thu Loan 4.4 Cách giải có cố xảy 4.4.1 Với VCM Trong trường hợp hít phải VCM, tiếp xúc với mơi trường có VCM lâu, không cần chữa trị mà phải đưa khỏi vùng có VCM Tiếp xúc nhiều với mơi trường có VCM, gây mê sâu.trong trường hợp này, người công nhân di chuyển khỏi vùng có VCM, đặt nằm ngữa giữ hô hấp đặn, gọi bác sĩ Nếu hô hấp bị ngừng, áp dụng hô hấp nhân tạo gọi bác sĩ Trong trường hợp tiếp xúc với da, cởi bỏ áo, rửa vùng da tiếp xúc với VCM thật kỹ Nếu đóng băng xãy ra, bác sĩ Trong trường hợp VCM dính vào mắt, rửa mắt với lượng nước vịng 15 phút bác sĩ 4.4.2 Với hóa chất phụ gia Trong trường hợp tiếp xúc với da phải rửa với nhiều nước xà phịng.Quần áo dính phải chất phụ gia cởi bỏ giặt trước sử dụng lại.Trong trường hợp tiếp xúc với mắt trì phải xối rửa với nhiều nước vịng 15 phút phải bác sĩ 4.4.3 Với chất bảo quản Khi chất bảo quản dính lên da nên cần rửa với nhiều nước xà phòng.Trong trường hợp tiếp xúc với mắt, xối rửa lượng lớn nước vịng 15 phút bác sĩ 4.4.4 Với chất làm dừng phản ứng Khi bị chảy lên da nên rửa nhiều nước.Trong trường hợp tiếp xúc với mắt, xối rửa lượng lớn nước 4.4.5 Với chất khơi mào Khi tiếp xúc với da phải rửa với nhiều nước.Trong trường hợp tiếp xúc với mắt, xối rửa lượng lớn nước vịng 15 phút phải chữa trị bác sĩ chuyên khoa mắt 4.4.6 Điện giật Nếu bị điện giật phải nhanh chóng cách ly nguồn điện với nạn nhân, hô hấp nhân tạo, sơ cứu chỗ trước chuyển tới sỡ y tế chữa trị 4.4.7 Cháy nổ Nếu phát cháy trước tiên phải báo động, sau xác định ngắt nguồn cháy để cô lập đám cháy, tiến hành chữa cháy phương tiện gần SVTH: Võ Tấn Hòa – Lớp: 09H4 137 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD: TS Đoàn Thị Thu Loan 4.5 Xử lý chất thải 4.5.1 Mục đích Nắm tiêu nước thải: COD, BOD, pH, nhiệt độ, Hiểu quy trình xử lý nước thải nhà máy Hiểu thiết bị quy trình xử lý nước thải 4.5.2 QCVN 24: 2009 Giá trị giới hạn thông số nồng độ chất ô nhiễm nước thải công nghiệp STT Thông số Đơn vị o Giá trị C A B C 40 40 Nhiệt độ pH - 6–9 5,5 – Mùi - Khơng khó chịu Khơng khó chịu Độ màu (Co-Pt pH=7) - 20 70 BOD5 (ở 20o mg/l 30 50 COD mg/l 50 100 Chất rắn lơ lửng mg/l 50 100 4.5.2.1 Các tiêu nước thải a COD: Chemical Oxygen Demand Là lượng Oxy cần thiết cho trình Oxy hóa tồn chất hữu có mẫu nước điều kiện xác định Phương pháp đo: chuẩn độ dung dịch KMnO4 Công thức: Với: COD (ppm), V (ml): thể tích mẫu, f: nồng độ KMnO4 a: thể tích KMnO4 ban đầu (ml), b: thể tích KMnO4 sau chuẩn độ SVTH: Võ Tấn Hịa – Lớp: 09H4 138 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD: TS Đoàn Thị Thu Loan (ml) b BOD: Biochemical Oxygen Demand Là lượng Oxy cần thiết để Oxy hóa chất hữu có nước vi sinh vật điều kiện xác định Chú thích: BOD5 giá trị BOD đo ngày, giá trị chuẩn để đánh giá BOD c MLSS: Mixed Liquor Suspended Solids Là nồng độ chất rắn lơ lửng nước thải làm khơ hồn tồn nước Đơn vị: mg/l Phương pháp đo:- Dùng giấy lọc tách chất rắn lơ lửng - Sấy khô chất rắn lơ lửng nhiệt độ khoảng 105oC Chú thích: MLSS giá trị SS sau tách nước hoàn toàn Ý nghĩa: thể lượng thức ăn cần cung cấp cho vi sinh vật d SV: Sludge Volume Là thể tích bùn lắng tụ theo thời gian Đơn vị: % thể tích Ý nghĩa: đánh giá lượng vi sinh vật có nước thải e SV30: Là thể tích bùn lắng tụ 30 phút Đây giá trị chuẩn để đánh giá lượng bùn lắng tụ Phương pháp đo: lấy mẫu nước thải cho vào ống đong 1000ml, để 30 phút cho bùn lắng tụ, đọc giá trị điểm tách pha, giá trị cần đo f DO: Disolve Oxygen Là lượng oxy hòa tan nước thải Ý nghĩa: Cho biết lượng oxy cung cấp cho vi sinh vật, DO = 0,2% g Cơng thức tính lượng thức ăn cần cung cấp: Giá trị thích hợp: F/M = 0,05 – 0,15 h SS: Suspended Solids SVTH: Võ Tấn Hòa – Lớp: 09H4 139 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD: TS Đoàn Thị Thu Loan Là nồng độ khối lượng chất rắn lơ lửng có nước thải Đơn vị mg/l Phương pháp đo: dùng giấy lọc để tách chất rắn lơ lửng khỏi nước Công thức: Đơn vị: - V: thể tích mẫu (ml) - a: khối lượng giấy lọc (g) - b: tổng khối lượng giấy lọc + chất rắn (g) - SS: ppm 4.5.2.2 Quy trình xử lý nước thải Hình 4.1: Quy trình xử lý nước thải cơng nghiệp 4.5.2.3 Thiết bị a Cột làm mát Nguồn nước thải có nhiệt độ cao, cần làm mát trước cho vào bể trung hòa b Bể điều chỉnh pH Nguồn nước thải có pH thay đổi từ – 13 nên ta cần cho HCl NaOH vào để trung hòa SVTH: Võ Tấn Hòa – Lớp: 09H4 140 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD: TS Đoàn Thị Thu Loan PH sau trung hịa có giá trị từ 5,5 – c Bể cân Để ổn định nguồn nước trước qua xử lý vi sinh Thể tích 220 m3 d Bể định lượng Ổn định lưu lượng cho bể xử lý vi sinh e Aeration basin (bể xử lý vi sinh) Gồm bể giống nhau.Thể tích 200m3 Quạt cung cấp khí để ni vi sinh Thức ăn cho vào ngày: phân gà, N, P Với tỷ lệ 100:5:1 f Bể lắng Cánh cào quay đưa bùn Bơm hút bùn chuyển tới bể chứa bùn, phần hồi bể xử lý vi sinh g Máy ép bùn Máy ép bùn tách nước khỏi bùn Bùn đưa bể chứa SVTH: Võ Tấn Hòa – Lớp: 09H4 141 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD: TS Đoàn Thị Thu Loan KẾT LUẬN Qua ba tháng nghiên cứu tìm hiểu với hướng dẫn, giúp đỡ tận tình TS Đồn Thị Thu Loan, em hoàn thành nhiệm vụ giao thời gian qui định Đồ án thiết kế phân xưởng sản xuất nhựa PVC theo phương pháp trùng hợp huyền phù với suất 40.000 tấn/năm em hoàn thành dựa vào kiến thức tổng hợp thu năm học vừa qua trường qua tài liệu tham khảo nước số tài liệu nước công nghiệp phát triển giới Và đặc biệt hiểu biết thực tế em nhà máy sản xuất nhựa PVC theo phương pháp trùng hợp huyền phù thông qua đợt thực tập tốt nghiệp cuối năm 2013 công ty TNHH Nhựa Hóa chất Phú Mỹ, Bà Rịa – Vũng Tàu Qua trình thiết kế, em hiểu thêm dây chuyền công nghệ sản xuất đại, đồng thời trang bị thêm cho kiến thức thiết kế nhà máy cơng nghiệp hóa chất nói chung nhà máy sản xuất nhựa PVC huyền phù nói riêng Tuy nhiên việc thiết kế phân xưởng sản xuất địi hỏi người thiết kế phải có kiến thức tổng hợp mặt lý thuyết trình cơng nghệ, kỹ tính tốn, kiến thức xây dựng, đặc biệt tổ chức vận hành dây chuyền công nghệ hiểu thực tế Bản thân em sinh viên việc tiếp nhận thực tế chưa nhiều, kinh nghiệm thực tế hạn hẹp nên thiết kế em khơng tránh khỏi thiếu sót tính khả thi chưa cao, mong đóng góp q thầy để đồ án em hoàn chỉnh Cuối em xin chân thành cảm ơn tận tình giúp đỡ giáo hướng dẫn quý thầy cô môn giúp em hoàn thành đồ án SVTH: Võ Tấn Hòa – Lớp: 09H4 142 Đồ án Tốt Nghiệp GVHD: TS Đoàn Thị Thu Loan TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] www.wikipedia.com [2] Giáo trình Kỹ thuật sản xuất Nhựa, thầy Phan Thế Anh, ĐH Bách Khoa Đà Nẵng [3] http://www.plastemart.com/upload/literature/Thermoplastics-PP-PE-PVCscenario-global-2007-08.asp Truy cập ngày: 05/03/2014 [4] Website Hiệp hội nhựa Việt Nam, http:// www.plastic.com.vn [5] Báo cáo Staff Engagement tháng 12/2013, Cơng ty TNHH Nhựa Hóa chất Phú Mỹ [6] http://en.wikipedia.org/wiki/Vinyl_chloride [7] http://www.chemicalbook.com/ChemicalProductProperty_EN_CB4852100.htm [8] http://www.chemicalbook.com/ChemicalProductProperty_EN_CB6255318.htm [9] http://en.wikipedia.org/wiki/Radical_polymerization [10] Giáo trình Kỹ thuật sản xuất Nhựa, thầy Phan Thế Anh, ĐH Bách Khoa Đà Nẵng [11] PVC Handbook, Charles E Wilkes, James W Summers, Charles Anthony Daniels, Mark T Berard pdf [12] Công nghệ sản xuất PVC huyền phù, Cơng ty Nhựa Hóa chất Phú Mỹ (PMPC) [13] http://encyclopedia.airliquide.com/Encyclopedia.asp?GasID=104 Truy cập ngày: 20/03/2014 [14] http://www.danang.gov.vn/portal/page/portal/danang/doanh_nghiep/kcn/lc Truy cập ngày 12/5/2014 [15] Sổ tay Quá trình Thiết bị cơng nghệ hóa chất tập 1, Nhà Xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội [16] Sổ tay Quá trình Thiết bị cơng nghệ hóa chất tập 2, Nhà Xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội SVTH: Võ Tấn Hòa – Lớp: 09H4 143 ... GVHD: TS Đoàn Thị Thu Loan Ở điều kiện thường PVC không tan chất hoá dẻo, nhiệt độ cao bị trương nhiều có khả tan số chất hoá dẻo Khối lượng phân tử tăng độ tan giảm Độ tan phụ thuộc vào phương... định hình lại vừa mang tính chất polymer tinh thể Copolymer co giãn nhiệt độ thấp, hòa tan dễ dicloetan, este, dioxan Tuy nhiên, copolymer ổn định nhiệt nên rút ngắn thời gian gia cơng, sản phẩm... sau: − − − − − Thời gian vệ sinh thiết bị phun chất chống bám dính: 10 phút Thời gian nạp liệu: 30 phút Thời gian gia nhiệt: 40 phút Thời gian phản ứng: 360 phút Thời gian giảm áp tháo liệu: