TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT SƠN ALKYD NĂNG SUẤT 10000 TẤN/NĂM LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Ngành : Cơng nghệ hóa học Chun ngành : Vật Liệu Hữu Cơ Mã số : GVHD SVTH MSSV LỚP : ThS NGUYỄN HOÀNG DƯƠNG : BÙI VÕ ANH TRÂN : 061938H : 06HH2D TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 1/2011 LỜI CÁM ƠN Qua tháng ngày học tập với nhiều khó khăn thử thách, kỳ vọng thầy gia đình nguồn động viên lớn cho em vượt qua tất Đầu tiên, em xin chân thành bi ết ơn ThS Nguyễn Hồng Dương tận tình hướng dẫn , giúp đỡ em hoàn thành luận văn tốt nghiệp Em xin gửi lời biết ơn đến thầy cô khoa Khoa Học Ứng Dụng trường Đại học Tôn Đức Thắng đóng góp ý kiến quý báu q trình hồn tất luận văn Em xin cám ơn ban giámốc đ Công ty sơn Liksho tạo điều kiện thuận lợi cho em thực tập tham quan nhà máy giúp em hiểu rõ quy trình sản xuất sơn Alkyd Con xin gửi đến hai đấng sinh thành lịng biết ơn vơ hạn , cảm ơn tất người thân thương yêu chăm lo cho Xin đa tạ lịng vàng ân nhân giúp đỡ tơi sống để tơi có ngày hơm Xin chân thành cảm ơn tất người! Sinh viên Bùi Võ Anh Trân ĐỀ MỤC TRANG Nhiệm vụ luận văn Lời cảm ơn Mục lục CHƯƠNG MỞ ĐẦU Lịch sử phát triển ngành sơn 2.Thị phần ngành sơn số nước giới Việt Nam Ý nghĩa nội dung thiết kế CHƯƠNG : GIỚI THIỆU VỀ SƠN 1.1 Khái niệm yêu cầu sơn 1.1.1 Khái niệm sơn 1.1.2 Các yêu cầu sơn 1.2 Các phương thức hình thành màng sơn 10 1.2.1 Cơ chế khô vật lý 10 1.2.2 Cơ chế khơ hóa học 10 1.3 Phân loại sơn 10 1.3.1 Sơn dầu 10 1.3.2 Sơn nhựa đường 11 1.3.3 Sơn tổng hợp 12 1.3.4 Sơn chống hà 12 1.3.5 Sơn bột 13 1.3.6 Sơn cách điện bitum 14 1.3.7 Sơn tan nước 14 1.3.8 Sơn vec-ni 14 1.4 Các thành phần sơn 15 1.4.1 Nhựa dùng sơn 15 1.4.2 Dung môi 17 1.4.3 Chất pha loãng 23 1.4.4 Bột màu 24 1.4.5 Chất độn 28 1.4.6 Các chất phụ trợ khác 29 1.5 Thành lập công thức sơn 31 CHƯƠNG : GIỚI THIỆU VỀ NHỰA ALKYD 2.1 Khái niệm phân loại nhựa Alkyd 35 2.1.1 Khái niệm 35 2.1.2 Phân loại nhựa Alkyd 35 2.2 Các tính chất nhựa Alkyd 35 2.2.1 Ưu điểm 36 2.2.2 Nhược điểm 36 2.3 Các thành phần nhựa Alkyd 37 2.3.1 Rượu đa chức ( Polyol) 37 2.3.2 Acid đa chức 39 2.3.3 Dầu thực vật 40 2.4 Các phương pháp tổng hợp nhựa Alkyd 43 2.4.1 Phương pháp acid hóa 43 2.4.2 Phương pháp alcol hóa 45 CHƯƠNG : QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 3.1 Lập luận để lựa chọn quy trình cơng nghệ 49 3.2 Quy trình tổng hợp nhựa Alkyd sở dầu thầu dầu khử nước 50 3.3 Quy trình cơng nghệ sản xuất sơn 53 3.4 Chỉ tiêu kỹ thuật sản phẩm 54 CHƯƠNG : CÂN BẰNG VẬT CHẤT 4.1 Đơn pha chế sản xuất sơn alkyd 57 4.2 Tính toán cân vật chất cho phân xưởng sản xuất sơn Alkyd 60 4.3 Tính tốn cân lượng cho phân xưởng sản xuất nhựa Alkyd 66 CHƯƠNG : THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN NỒI TỔNG HỢP NHỰA ALKYD 5.1 Giới thiệu thiết bị tính yêu cầu thiết kế 78 5.1.1 Giới thiệu thiết bị hóa chất 78 5.1.2 Các yêu cầu thiết bị hóa chất 78 5.2 Tính tốn nồi tổng hợp nhựa 81 5.2.1 Hình dáng vật liệu chế tạo nồi tổng hợp 81 5.2.2 Kích thước thiết bị phản ứng 82 5.2.3 Tính tốn bề dày thân 85 5.2.4 Tính tốn đáy thiết bị 87 5.2.5 Tính tốn nắp thiết bị 89 5.3 Chọn tính kích thước cánh khuấy 92 5.3.1 Mục đích khuấy 92 5.3.2 Các loại cánh khuấy sử dụng công nghiệp 92 5.3.3 Lựa chọn cánh khuấy cho nồi tổng hợp nhựa 92 5.3.4 Tính kích thước cánh khuấy 93 5.4 Bộ phận gia nhiệt vỏ áo 100 5.5 Tính tốn chiều rộng lớp bảo ôn 113 5.6 Bộ phận giải nhiệt vỏ áo 113 5.7 Chọn mặt bích 116 5.8 Tai treo 117 CHƯƠNG : THIẾT BỊ PHỤ TRONG SẢN XUẤT NHỰA ALKYD 6.1 Thiết kế tính tốn nồi pha lỗng nhựa Alkyd 123 6.2 Chọn tính kích thước cánh khuấy 131 6.3 Bộ phận giải nhiệt 136 6.4 Mặt bích 147 6.5 Tai treo 147 6.6 Thiết bị ngưng tụ 151 6.7 Thiết bị chứa dung dịch nước xylen ngưng tụ 160 6.8 Hệ thống bơm đường ống 160 6.5 Thiết bị lọc 162 6.6 Bồn lưu trữ nhựa Alkyd 162 CHƯƠNG : THIẾT BỊ SẢN XUẤT SƠN 7.1 Máy đánh paste 164 7.1.1 Nhiệm vụ 164 7.1.2 Chọn thông số máy 164 7.2 Máy nghiền bi 166 7.2.1 Nhiệm vụ 166 7.2.2 Tính suất máy nghiền chọn máy 166 CHƯƠNG : TÍNH TỐN XÂY DỰNG 8.1 Lựa chọn địa điểm xây dựng 170 8.2 Tính tốn diện tích mặt nhà máy 172 8.2.1 Phân xưởng tổng hợp nhựa 172 8.2.2 Phân xưởng sản xuất sơn 172 8.2.3 Kho nguyên liệu 174 8.2.4 Kho chứa thành phẩm 176 8.2.5 Diện tích văn phịng cơng trình phụ 176 8.3 Kiến trúc kết cấu cơng trình 177 8.4 Tính tốn điện tiêu thụ 178 8.4.1 Điện dùng cho sản xuất 179 8.4.2 Điện dùng để thắp sáng 179 8.5 Tính tốn lượng nước tiêu thụ 181 8.5.1 Nước cho sinh hoạt 181 8.5.2 Nước phục vụ cho sản xuất 181 CHƯƠNG 9: TỔ CHỨC PHÂN XƯỞNG – TÍNH KINH TẾ 9.1 Sơ đồ hệ thống tổ chức phân xưởng 182 9.2 Bố trí nhân 184 9.2.1 Bộ phận tổng hợp nhựa 184 9.2.2 Tổ sơn 184 9.2.3 Khâu gián tiếp 184 9.3 Vốn đầu tư 185 9.3.1 Vốn đầu tư cố định 185 9.3.2 Vốn lưu động 187 9.4 Bảng dự tính hiệu kinh tế thời gian thu hồi vốn 189 CHƯƠNG 10 : AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA MẪU 10.1 Đặc điểm phân xưởng 191 10.2 Các biện pháp an toàn lao động 191 10.2.1 Đối với nguyên liệu 192 10.2.2 Đối với thiết bị 192 10.2.3 Thiết kế xây dưng hệ thống thơng gió 193 10.3 Các phương pháp kiểm tra chất lượng sản phẩm 195 GVHD: Ths Nguyễn Hoàng Dương SVTH: Bùi Võ Anh Trân CHƯƠNG MỞ ĐẦU Sơ lược lịch sử phát triển ngành sơn: Sơn (hay g ọi chất phủ bề mặt) dùng để trang trí mỹ thuật bảo vệ bề mặt vật liệu cần sơn Sơn loài người cổ xưa chế biến từ vật liệu thiên nhiên sẵn có để tạo tranh đá nhiều hang động nhằm ghi lại hình ảnh sinh hoạt sống thường ngày mà ngành khảo cổ học giới xác định niên đại cách khoảng 25.000 năm Vào thời kỳ trước công nguyên người Ai Cập biết trang trí tường hang hốc vật dụng sở kết dính lịng trắng trứng, sáp ong, nhựa trộn với bột màu thiên nhiên Vài ngàn năm sau đó, người Trung Hoa phát dùng mủ sơn làm sơn phủ keo Ở Việt Nam, cha ông ta từ gần 400 năm trước biết dùng sơn ta từ sơn mọc tự nhiên chế biến thành sơn trang trí bảo vệ cho chất lượng gỗ tượng thờ, hoành phi câu đối “sơn son thiếp vàng”, lớp sơn bảo vệ chất lượng không thay đổi sau hàng trăm năm sử dụng, sơn ta đến coi nguyên liệu chất lượng cao dùng cho ngành tranh sơn mài ưa chuộng nước số loại dầu béo như: dầu chẩu dầu lai nhựa thông từ thông ba mọc tự nhiên Việt Nam, từ lâu người dân chế biến thành dầu bóng (clear – varnish) gọi nơm na “quang dầu” dùng trang trí bảo vệ cho “nón lá” “đồ gỗ”, nội ngoại thất Cuộc cách mạng kỹ thuật giới tác động thúc đẩy phát triển ngành công nghiệp sơn từ kỷ 18 chất lượng sơn bảo vệ trang trí chưa cao nguyên liệu chế tạo sơn từ loại dầu nhựa thiên nhiên loại bột màu vơ có chất lượng thấp Ngành cơng nghiệp sơn phát triển nhảy vọt xuất thị trường loại nhựa tổng hợp tạo màng sơn với loại bột màu hữu chất lượng cao xuất sản phẩm bột màu trắng đioxit titan (TiO ) loại bột màu chủ đạo, phản ánh phát triển công nghiệp sơn màu Trang GVHD: Ths Nguyễn Hoàng Dương SVTH: Bùi Võ Anh Trân Thị phần ngành công nghiệp sơn số nước giới Việt Nam: Trên giới, cơng nghiệp hóa chất phát triển nhanh, tạo điều kiện cho ngày sơn phát triển mạnh Theo thống kê toàn giới năm 1965 sản xuất khoảng 10 triệu sơn, năm 1965 tăng lên 16 triệu Giai đoạn 2002 – 2007, tăng trưởng hàng năm công nghiệp sơn giới đạt mức gần % thể tích gần % giá trị Do ảnh hưởng khủng hoảng kinh tế toàn cầu, năm 2008 tăng trưởng bị “chựng“ lại giảm sút vào năm 2009 Riêng năm 2008, số liệu cho biết ngành cơng nghiệp sơn tồn cầu đạt mức 27 tỉ lít khoảng 93 tỉ USD Giai đoạn 2007 – 2012, theo “báo cáo phân tích thị trường sơn chất phủ toàn cầu “ IPPIC ( thuê công ty ORR Boss làm ) có nội dung đáng ý sau: Sơn trang trí phân khúc thị trường lớn đạt khoảng 51 % thể tích 43 % giá trị Trong phân khúc thị trường lại sơn cơng nghiệp nói chung lớn chiếm khoảng 10 % thể tích 11% giá trị Trong đó, Nga nước sản xuất sơn lớn giới với 2500 loại sơn khác Theo kết nghiên cứu thị trường đây, nhu cầu sơn Nga đạt khoảng 1,31 triệu v năm 2009 Dự báo, thời gian 2005 2010 ngành sản xuất sơn nước tăng trưởng với tốc độ 7,1%/năm Điều có nghĩa đến năm 2010 nhu cầu sơn đạt 1,5 triệu tấn/năm Đông Âu (đặc biệt nước thuộc Liên Xô cũ), Trung Mỹ, phần châu Phi Trung Đông thị trường tiềm cho nhà sản xuất sơn xuất khẩu, nhu cầu sơn số nước tăng gấp đơi năm tới Những nước khu vực thường không thu hút đầu tư nước rỉnh vực sản xuất sơn, họ nằm gần nước sản xuất sơn quy mô lớn Nhu cầu thị trường sơn nước Trung Nam Mỹ chủ yếu đáp ứng hàng nhập từ Mỹ Braxin Riêng Mỹ, tăng trưởng chậm chạp vào khoảng 2002 – 2007 (vào năm 2004 đạt 8,9 tỉ USD) ảnh hưởng suy thoái kinh tế qui định nghiêm ngặt môi trường, theo dự báo vào năm 2012 nhu cầu sơn chất tạo màng đạt tới 23 tỉ USD Trang GVHD: Ths Nguyễn Hoàng Dương SVTH: Bùi Võ Anh Trân Tại Trung Đông, nhu cầu nhập sơn Gioócđani thời gian 2000 2004 tăng 70% khối lượng 113% giá trị Những nước xuất sơn chủ yểu sang Gioócđani Ả rập Xê út, Anh, Ý Đức Trong thị phần nước Châu Á Thái bình dương đạt gần 13.9 tỉ vào năm 2009 dự báo tăng khoảng 7,9 % năm năm 2014 Số liệu dự báo 11 nước Châu Á sau: Quốc gia Thị phần 2009 (tấn) Thị phần 2014 (tấn) China 7,566,300 12,185,600 India 1,813,500 2,920,700 Indonesia 636,700 852,100 Japan 1,418,400 1,282,100 Malaysia 140,000 166,300 Philippines 277,700 347,700 Singapore 219,000 307,200 South Korea 867,000 1,080,400 Taiwan 256,800 297,700 Thailand 406,300 496,700 Vietnam 280,800 384,700 Tổng cộng 13,882,500 20,321,200 Nguồn IRL Tại Việt Nam, ngành cơng nghiệp sơn lấy điểm khởi đầu phát triển năm 1914 – 1920 với xuất số xưởng sơn dầu Tuy nhiên bối cảnh lịch sử nên đến 1975 thành quốc gia độc lập có phát triển kinh tế xã hội ngành sơn bước phát triển Ngành sơn Việt Nam sau đạt phát triển ổn định giai đoạn thách thức khủng hoảng tài khu vực Đông Nam Á (1997 - 1999) với tốc độ tăng trưởng dao động 15 – 20%/năm năm 2000 đến năm 2007 trình phát triển với tốc độ cao với tăng trưởng không ngừng kinh tế Việt Nam với đặc điểm phát triển sau: Phát triển mạnh sản lượng chủng loại Trang GVHD: Ths Nguyễn Hoàng Dương SVTH: Bùi Võ Anh Trân Bảng 9.4 Bảng dự tính giá thành sản phầm thời gian thu hồi vốn nhà máy Các tiêu kinh tế Giá trị (VND) Vốn đầu tư xây dựng nhà máy 11.724.084.000 Vốn đầu tư thiết bị 9.282.450.000 Khấu hao tài sản cố định năm 2.100.653.400 Chi phí cho nguyên liệu năm 212.669.146.600 Điện nước tiêu thụ năm 1.214.441.500 Chi phí cho nhiên liệu năm 7.953.135.217 Chi phí đóng gói năm 15.000.000.000 Chi phí tiền lương năm 3.044.496.000 Chi phí thuê đất năm 8.367.975.000 Chi phí vận chuyển quảng cáo 1.500.000.000 Tổng chi phí cho năm ∑ T = 272.856.381.717 Giá thành xuất xưởng cho kg sơn = (Tổng chi phí/ Năng suất ) Giá sau thuế VAT Giá bán đề nghị 27285 30014 30500 Lãi sau thuế VAT/ năm 4.860.000.000 Nộp thuế doanh thu = (Lãi sau thuế VAT/ năm) *0,32 (Lãi ròng/năm )= (ãil sau VAT/n ăm) (thuế doanh thu) Vốn cố định ( tài sản cố đinh) Thời gian thu hồi vốn =( vốn cố định)/(Lãi ròng/ năm) Trang 190 1.555.200.000 3.304.800.000 21.006.534.000 Hơn năm ( ≈ 6,4 năm) GVHD: Ths Nguyễn Hoàng Dương SVTH: Bùi Võ Anh Trân CHƯƠNG 10: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM Con người tài sản quý giá xã hội, hoạt động sản xuất nhằm mục đích nâng cao đời sống tinh thần cho người, nên việc đảm bảo an toàn vệ sinh lao động sản xuất điều cần thiết vấn đề an toàn trọng Trong việc thiết kế, xây dựng tổ chức sản xuất cho phân xưởng phải ln tìm cách bảo đảm an tồn sức khỏe cho cơng nhân, loại trừ khả gây tai nạn độc hại Đồng thời phải tạo điều kiện tốt cho công nhân làm việc đạt suất cao, chất lượng tốt 10.1 Đặc điểm phân xưởng Trong phân xưởng sản xuất sơn Alkyd, đặc biệt khâu nấu nhựa khâu pha loãng, sử dụng nhiều dung môi Xylen White Spirit nên dễ gây cháy nổ Hơn nữa, Xylen chất độc, Xylen tác động tới quan máu, huyết quản, làm giảm hệ thống miễn dịch thể người Khi ta hít Xylen vào,chúng tích tụ đường hơ hấp, xâm nhập gây ảnh hưởng tới hệ thần kinh trung ương Nếu hít phải khí có nồng độ Xylen cao ( 64mg/l) gây tử vong đột ngột, nồng độ Xylen khơng khí phải giới hạn < 0,3 (mg/l) Khi ngộ độc mãn tính Xylen, triệu chứng thể người thiếu máu, xanh xao, nhức đầu, mệt mỏi, buồn nơn Ngồi ra, phân xưởng sơn cịn có máy đánh paste , máy khuấy sơn có tốc độ quay lớn, cánh có cạnh sắc nên cần ý thao tác với máy di chuyển 10.2 Các biện pháp an toàn lao động Các biện pháp an toàn lao động nhằm ngăn ngừa cố đáng tiếc xảy kỹ thuật tai nạn lao động, hạn chế đến mức thấp thiệt hại người Trang 191 GVHD: Ths Nguyễn Hoàng Dương SVTH: Bùi Võ Anh Trân vật chất Phân xưởng phải thường xuyên tổ chức huấn luyện kiểm tra kỹ thuật an toàn lao động sản xuất,nhất kỹ thuật vận hành thiết bị tôn trọng nội quy, quy định phân xưởng 10.2.1 Đối với nguyên liệu Tránh để dung môi bốc môi trường làm việc cách đậy kín nắp thùng phuy chứa dung môi không đặt nằm gần khu nấu nhựa dễ gây cháy nổ Giảm lượng AP thăng hoa cách đưa AP vào nồi tổng hợp nhựa nhiệt độ 1700C Vì AP thăng hoa s ẽ gây ngộ độc ảnh hưởng đến sức khỏe công nhân làm mát phần nguyên liệu làm giảm chất lượng sơn Bột màu phải đặt bao thùng kín, tránh ẩm mốc lẫn vào khơng khí ảnh hưởng đến vệ sinh sức khỏe công nhân Các chất làm khô tương đối độc hại nên cần bảo quản cẩn thận nơi thống mát nhiệt độ khơng q cao 10.2.2 Đối với thiết bị 10.2.2.1 Nồi nấu Nồi nấu phải thiết kế theo yêu cầu kỹ thuật quy trình cơng nghệ, đồng thời phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật an toàn với thao tác vận chuyển dễ dàng Nồi nấu phải đặt nơi cao, thoáng mát để tránh việc hóa chất bốc gây ảnh hưởng đến phân xưởng dễ tự động hóa ta chuyển nhựa qua nồi pha loãng Kiểm tra cánh khuấy, motor điều chỉnh chúng vị trí tốc độ thích hợp 10.2.2.2 Máy đánh paste Trước hoạt động phải kiểm tra kỹ motor, điện thùng chứa nguyên liệu, cánh khuấy, siết chặt bu-lông cho máy chạy thử không tải Khi thấy máy chạy đều, khơng trục trặc bắt đầu cho ngun liệu vào Đặt thùng paste quy định Sau mở máy, phải theo dõi cẩn thận Nguyên liệu nạp phải theo thứ tự : nhựa, bột màu, phụ gia Khi đổ bột màu vào, ta phải dừng cánh khuấy, sau điều Trang 192 GVHD: Ths Nguyễn Hoàng Dương SVTH: Bùi Võ Anh Trân chỉnh tốc độ cánh khuấy tăng dần để tránh tượng bột màu bay môi trường làm việc Trọng lượng mẻ paste không vượt mức quy định tối đa cho phép Khi máy rung ta phải giảm tốc độ máy Sau đánh paste xong, ta tắt máy, đợi đến cánh khuấy dừng hẳn, ta bắt đầu tháo paste vệ sinh thiết bị dung mơi 10.2.2.3 Máy nghiền • Trước vận hành máy nghiền, ta phải kiểm tra điện nước cho máy cho máy chạy khơng tải 2-3 phút • Cho paste vào chỉnh lưu lượng sơn thích hợp • Vệ sinh máy sau kết thúc giai đoạn nghiền 10.2.3 Thiết kế xây dựng – hệ thống thơng gió 10.2.3.1 Hệ thống thơng gió Q trình sản xuất sơn tỏa nhiều dung mơi, ịcn nh ựa Alkyd tỏa nhiều nhiệt dung môi, độc hại cho thể người, gây ô nhiễm môi trường sản xuất nhà máy Vì vậy, ta cần thiết kế hệ thống thơng gió thật tốt nhằm giảm lượng nhiệt khí thải tồn t phân xưởng Có cách : • Cách tự nhiên : tận dụng nguồn khí thiên nhiên để trao đổi khơng khí phân xưởng cách thiết kế nhiều cửa sổ, cửa vào, cao hướng phía đón gió tạo mơi trường trong phân xưởng • Bố trí thêm quạt hút đặt thùng đánh paste nhằm hút bớt dung mơi bay q trình đánh paste 10.2.3.2 Thiết kế xây dựng Để tránh tình trạng có hỏa hoạn xảy ra,loại trừ độc hại hạn chế nhiệt độ cao phân xưởng, ta thiết kế phân xưởng với nhiều cửa vào, thơng gió cho phân xưởng sản xuất Máy móc phân xưởng phải đặt cách khoảng cách hợp lý để dễ dàng vận chuyển, khoảng cách phân xưởng, kho, phòng ban lối đủ rộng để vận chuyển nguyên liệu dễ dàng Trang 193 GVHD: Ths Nguyễn Hoàng Dương SVTH: Bùi Võ Anh Trân Ngoài xung quanh nhà máy nên trồng nhiều xanh để giảm lượng chất thải tạo môi trường xanh cho phân xưởng 10.2.3.3 Một số quy định phân xưởng Khi làm việc, công nhân phải tuân theo số quy định phân xưởng : mặc quần áo bảo hộ lao động, ủng, mang găng tay, trang Cấm hút thuốc phân xưởng • Khi thao tác phải nhẹ nhàng, kỹ thuật, liều lượng • Phải làm vệ sinh phân xưởng ngày, tránh để dung môi rơi vãi d ễ gây cháy nổ Tạo môi trường làm việc thơng thống, an tồn lao động phân xưởng • Các nguyên liệu sau sử dụng phải đậy kín đặc biệt dung mơi 10.2.3.4 Phòng cháy chữa cháy Những nguyên nhân gây cháy nổ : • Sự cố kỹ thuật nồi tổng hợp nhựa • Sử dụng dung mơi bất cẩn để tiếp xúc với nguồn nhiệt • Hút thuốc nơi làm việc • Hệ thống tải nên bị chập điện • Bất cẩn sinh hoạt • Ngọn lửa lan từ nơi khác cháy lan sang 10.2.3.5 Các biện pháp phịng chống cháy nổ • Trang bị đầy đủ thiết bị phòng cháy chữa cháy ( bồn nước chữa cháy, bình CO , ống nước ) đặt nơi dễ nhìn thấy Phân bố thiết bị chữa cháy khu vực • Liên hệ nhờ cố vấn đơn vị phòng cháy chữa cháy để giúp đỡ mặt chun mơn cơng tác chữa cháy • Thường xuyên tổ chức lớp tập huấn cho nhân viên biết cách sử dụng phương tiện chữa cháy có ý thức cảnh giác cao Trang 194 GVHD: Ths Nguyễn Hồng Dương SVTH: Bùi Võ Anh Trân • Nhắc nhở người nhiệm vụ phòng cháy có biện pháp thích đáng với người vi phạm 10.2.3.6 Một số trường hợp xử lý xảy cháy nổ • Nếu cháy chập điện : dùng bình CO , khơng dùng nước bình bọt để chữa điện • Nếu cháy xăng dầu, dung mơi : dùng bình bọt, khí CO , cát • Nếu cháy giấy, vải, gỗ tre : dùng nước, bình bọt khí CO , cát 10.3 Các phương pháp kiểm tra chất lượng sản phẩm Khi tiêu chuẩn sau đạt sơn đóng lon, dán nhãn bán thị trường 10.3.1 Màu sắc a) Dụng cụ : Những sắt tây kính có kích thước 100x300(mm) Mẫu sơn màu tiêu chuẩn b) Tiến hành thử : Quét lên sắt tây kính mẫu sơn cần thử mẫu sơn có màu tiêu chuẩn Sau lớp sơn khô, so sánh mẫu thử với màu mẫu tiêu chuẩn ánh sáng tự nhiên Khi xác định, đặt mẫu thử hai màu tiêu chuẩn sát đối diện tờ giấy trắng theo vị trí nằm ngang Màu mẫu thử phải theo màu mẫu chuẩn.Muốn cho việc so sánh xác, thình thoảng nên đảo vị trí thử trình so sánh 10.3.2 Độ mịn Đối với sơn Alkyd độ mịn đạt yêu cầu nhỏ 20 μm Độ mịn kiểm tra sau nghiền sau phối liệu cuối Phương pháp đo : kéo mẫu dụng cụ đo độ mịn Đó dụng cụ hình chữ nhật kim loại mặt có rãnh từ cạn đến sau dần,chiều sâu rãnh đo khắc vạch μm Kéo mẫu suốt chiều dài dụng cụ xem chỗ tập trung nhiều hạt mẫu đạt độ mịn Trang 195 GVHD: Ths Nguyễn Hoàng Dương SVTH: Bùi Võ Anh Trân Độ mịn tiêu quan trọng cần thiết liên quan đến tính cảm quan, độ bóng đẹp màng sơn phụ thuộc vào độ dày lớp sơn Ví dụ chiều dày lớp sơn 35 μm đ ộ mịn tối thiểu phải đạt nhỏ 20 μm đ ể đảm bảo hạt chìm xuống bề mặt lớp sơn Hình 10.1: thước đo độ mịn dao gạt 10.3.3 Tỷ trọng Tỷ trọng tỷ lệ trọng lượng vật liệu cần đo so với trọng lượng nước 40C thể tích, thơng thường tỷ trọng gọi trọng lượng riêng hay trọng lượng tương đối, đơn vị đo g/cm3 Hiện thường dùng cốc đo tỉ trọng có dung tích 100cc để xác định tỉ trọng mẫu sơn Xác định trọng lượng gam cốc đo đư ợc làm Đo chất lỏng nhiệt độ chuẩn 25oC Mở nắp đậy cốc đổ đầy vật liệu cần đo vào cốc, cần đổ cho mặt khum chất lỏng khoảng 2mm so với miệng cốc Cẩn thận đậy nắp cốc lại để khơng khí chất lỏng thừa bên ngồi qua lỗ thơng nắp Lau thật cốc để khơng cịn sót lại phần vật liệu dư Cân lại cốc đầy chất lỏng, khối lượng vật liệu cần kiểm tra khối lượng cốc chứa chất lỏng trừ khối lượng cốc rỗng lúc đầu 10.3.4 Độ nhớt Là tiêu quan trọng dung dịch sơn thành phần sơn Alkyd.Khi độ nhớt sơn cao sơn b ằng chổi khó, sơn phun phải có áp lực cao Cịn độ nhớt thấp tốn dung mơi, màng sơn mỏng, không che phủ tốt Độ nhớt dung dịch đo trình sản xuất độ nhớt kỹ thuật Trong công nghiệp sơn thường sử dụng phễu chảy FC – (có đường kính lỗ 4mm) để đo độ nhớt Trang 196 GVHD: Ths Nguyễn Hoàng Dương SVTH: Bùi Võ Anh Trân mẫu sơn Phễu chảy làm thép không gỉ không bị ảnh hưởng sản phẩm thử nghiệm Phương pháp đo tiến hành đơn giản Bịt lỗ phễu ngón tay, rót từ từ mẫu vào phễu để tránh tạo bọt khí cho mẫu chảy tràn qua mép phễu Dùng kính hay đũa gạt, gạt qua mép phễu cho chiều cao mẫu đỉnh mép phễu Đặt cốc hứng tích khơng nhỏ 100 ml phễu Bng ngón tay khỏi lỗ đồng thời bắt đầu tính thời gian dòng chảy mẫu chảy đứt Ghi lại thời gian xác đến 0,2s Nói chung độ nhớt thay đổi tùy theo chủng loại sơn Đối với sơn Alkyd có tiêu độ nhớt khoảng 70-74 giây Hình 10.2: Cốc đo độ nhớt FC – 10.3.5 Hàm lượng rắn Là tỷ lệ trọng lượng thành phần không bay toàn thành phần sơn Hàm lượng rắn xác định sau : lấy lượng mẫu xác định đem sấy 1000C đảm bảo bay hết dung môi, để nguội đem cân ta suy hàm lượng rắn 10.3.6 Thời gian khô Phụ thuộc vào cấu tạo lớp sơn dày hay mỏng, hình thù phức tạp hay đơn giản, địa điểm sơn phải nơi thống gió hay kín gió, nơi có nhiều ánh nắng hay râm mát Ngồi thời gian khơ cịn phụ thuộc vào nhiệt độ độ ẩm mơi trường sơn Vì thời gian khơ phải đảm bảo cho môi trường sản phẩm sơn không khô nhanh hay q chậm Nếu khơ nhanh khó qt, khó phun màng sơn dễ bị rạn nứt nhăn Ngược lại khô chậm màng sơn bị chảy bóng, dễ bị bụi bẩn bám vào Trang 197 GVHD: Ths Nguyễn Hoàng Dương SVTH: Bùi Võ Anh Trân Thời gian khơ tính màng sơn khơ tự nhiên, tính giây màng sơn khơ lị s Đối với sơn Alkyd, tiêu thời gian khô tự nhiên màng sơn khoảng 10.3.7 Biểu màng sơn Đây tiêu chuẩn quan trọng định đến độ bóng rỗ bề mặt màng sơn nên cần kiểm tra kỹ lưỡng trước đưa vào sử dụng Xem biểu màng sơn xem màng sơn quét lên bề mặt vật thể phải màng sơn bình thường, xem xét dựa kinh nghiệm 10.3.8 Độ che phủ Là độ phủ kín ( không để ánh sáng lọt qua ) sơn khơ bề mặt vật liệu Nó tính số gram bột màu cần thiết để phủ kín m2 bề mặt Số gram bột màu phủ ít, khả phủ lớn Chỉ tiêu có liên quan đến đại lượng PVC nồng độ thể tích bột màu thể tích chất khơ : PVC = Vbot − mau + Vdon Vbot − mau + Vdon + Vchat −tao − mang Đối với sơn Alkyd tiêu chuẩn đại lượng PVC khoảng 32% 10.3.9 Độ bóng a) Thiết bị  Tấm Ngoại trừ qui định khác, phải kính phẳng (có thẻ làm gương được), có độ dày mm diện tích 150 x 100 mm  Thiết bị đo độ bóng : Thiết bị đo độ bóng bao gồm: nguồn sáng thấu kính (I) chiếu thẳng chùm tia sáng song song lên bề mặt phủ sơn cần thử Một phận nhận gồm: thấu kính, máy thu ảnh có tế bào quang điện để nhận chùm sáng phản chiếu qua thấu kính (II) Khi đo độ bóng, trục quang học hệ thống chiếu sáng máy thu ảnh phải góc ( góc 20 ± 0,50, 60 ± 0,50 ) Phải định kỳ kiểm tra độ nhạy máy kính chuẩn Trang 198 GVHD: Ths Nguyễn Hoàng Dương SVTH: Bùi Võ Anh Trân b)Tiến hành thử  Màng sơn phải gia công nhiệt nhiệt độ 20 ± 20oC độ ẩm tương đối 70 ± 5%  Trước hết phải khuấy kỹ mẫu sơn trước gia cơng màng Sau rót khoảng ml sơn theo chiều ngang đầu kính mẫu kéo dàn thành màng sơn mượt mà hộp kéo mẫu với tốc độ 100 mmm/s  Để khô mẫu, điều kiện tự nhiên sấy, để mẫu nằm ngang mơi trường khơng có bụi, nhiệt độ 25 ± 20C độ ẩm tương đối 70 ± 5% 16h chỗ có luồng khơng khí lưu chuyển tự khơng có nguồn ánh sáng trực tiếp mặt trời  Sau tiến hành kiểm tra sớm tốt  Đo độ dày màng sơn micromet cho đạt độ phủ theo qui định loại sơn  Đo độ bóng màng : Trước tiên kiểm tra máy đo độ bóng kính tiêu chuẩn, đọc trực tiếp cách xác giá trị độ bóng kính chuẩn đo vị trí khác kính chuẩn cho giá trị khơng chêng lệch đơn vị độ bóng Nếu khơng đạt phải chỉnh lại máy đo Sau l giá trị độ bóng kính chuẩn, đo giá trị độ bóng mẫu phải kiểm tra vị trí khác nhau, kết độ bóng khơng chênh lệch đơn vị coi kết thử 10.3.10 Độ cứng Chất lượng sơn tốt màng sơn ph ải có độ cứng cao.Tiêu chuẩn để xác định độ cứng màng sơn so sánh với độ cứng kính Phương pháp đo : cần quan tâm đến trường hợp đo phịng thí nghi ệm hay ngồi cơng trình Độ cứng phịng thí nghiệm đ o dụng cụ có lắc, sơn phủ lên mặt kín làm Đo quy đổi độ cứng Trên cơng trình, người ta thường dùng bút chì với độ cứng khác kẽ lên màng sơn xem xét độ cứng màng sơn bị rách suy độ cứng tương ứng màng sơn Trang 199 GVHD: Ths Nguyễn Hoàng Dương SVTH: Bùi Võ Anh Trân 10.3.11 Đo độ bền thời tiết Đó độ bền màng sơn chịu tác dụng điều kiện thời tiết, khí hậu khác tiêu quan trọng loại sơn phục vụ cơng trình Phương pháp đo : dùng máy đo độ bền thời tiết so sánh mẫu với mẫu tiêu chuẩn có sẵn sử dụng qua 5-10 năm 10.3.12 Đo độ bám dính Là tiêu chuẩn để xác định chất lượng sơn,vì ảnh hưởng đến tuổi thọ màng sơn Độ bám dính phải đạt môi trường ẩm, bền nhiệt độ, bền nước, hóa chất, xăng, dầu mỡ … Phương pháp đo: ngồi cơng trình đ ối với màng sơn dày người ta đo máy Trong phịng thí nghiệm đo cách dùng dao cắt (với lưỡi dao có kích thước khác nhau) gạch lên màng sơn khơ sau Hình 10.3: Dao gạt kiểm tra độ bám dính Đặt mẫu lên mặt phẳng cứng cho mẫu không bị biến dạng thử Kiểm tra độ sắc lưỡi dao khơng đủ sắc phải mài thay lưỡi.Tì lưỡi dao lên mặt mẫu, cắt đường với tốc độ không đổi Tất vết cắt phải ăn sâu tới lớp mẫu, song song cách qui định Số đường cắt hướng mạng lưới đường Khoảng cách đường cắt phải phụ thuộc vào độ dày màng chủng loại sau: – 60 µm cách 1mm loại cứng – 60 µm cách mm loại mềm 61 – 120 µm cách mm loại Trang 200 GVHD: Ths Nguyễn Hoàng Dương SVTH: Bùi Võ Anh Trân 121 – 250 µm cách mm loại Bằng cách tương tự cắt vết khác vng góc với vết cũ, sau dùng băng dính dán lên vết cắt khoảng 2s tháo ra, dựa vào bảng sau để đánh giá kết độ bám dính mẫu sơn Điểm Mơ tả Vết cắt hồn tồn nhẵn, khơng có mảng bong Hình vẽ minh họa Các mảng nhỏ bị bong điểm cắt nhau, diện tích bong chiếm khơng q % diện tích mạng lưới Các mảng bị bong theo vết cắt diện tích bong từ – 15% diện tích mạng lưới Màng bị bong dọc theo vết cắt hay màng hình vng, diện tích bong từ 15 – 35% diện tích mạng lưới Màng bị bong dọc theo vết cắt hay màng rộng hay màng hình vng, diện tích bong chiếm 35% diện tích mạng lưới Bảng 10.1: Bảng đánh giá độ bám dính màng sơn 10.3.13 Độ bền va đập Cho rơi tự cầu có trọng lượng (kg) độ cao xác định (cm) lên bề mặt sơn, xem xét kết màng sơn hư hỏng, bong tróc nhiều hay mà xác định chất lượng màng sơn Trang 201 GVHD: Ths Nguyễn Hoàng Dương SVTH: Bùi Võ Anh Trân 10.3.14 Độ bền uốn Uốn kim loại đư ợc sơn trục trịn với đường kính nhỏ dần, quan sát mức độ màng sơn xu ất vết rạn nứt Sức bền uốn cong lớn ta uốn kim loại vào trục nhỏ Hình 10.4: Thiết bị đo độ bền uốn 10.3.15 Khả chịu nước Ngâm vật mẫu sơn vào nước, sau 24 lấy xem màng sơn có thay đổi hay khơng, cho vào nước nhiệt độ khác để xem nhiệt độ màng sơn bị nhũng bị biến màu 10.3.16 Khả chịu nhiệt Xác định cách cho mẫu tiêu chuẩn sơn vào t ủ sấy nâng nhiệt độ dần từ thấp lên cao màng sơn bị độ bóng, phai màu rạn nứt 10.3.17 Khả chịu độ ẩm Đưa mẫu tiêu chuẩn sơn đ ể khô cho vào thiết bị độ ẩm 100% xem mẫu chịu thời gian màng sơn bị biến màu Trang 202 KẾT LUẬN Sau thời gian tháng làm đề tài luận văn: Thiết kế nhà máy sản xuất sơn Alkyd suất 10000 tấn/năm hoàn thành Nhà máy sản xuất mặt hàng sơn Alkyd cung cấp cho nhu cầu thị trường sơn nước xuất cho nước Ưu điểm sản phẩm sơn alkyd màu sắc đẹp, chất lượng sơn tốt, thời gian khơ nhanh, độ che phủ tốt, độ bóng cao, độ bám dính, khả chịu nước, bền va đập, chịu ẩm tốt so với loại sơn khác, giá thành lại tương đối rẻ Nhà máy thiết kế với tiêu kinh tế sau: STT Chỉ tiêu kinh tế Đơn vị tính Giá trị Năng suất 10000 tấn/năm Tổng diện tích 10350 m2 Số cơng nhân viên Tổng chi phí Giá vốn bán hàng 30014 VND/sản phẩm Giá thành sản phẩm 30500 VND/sản phẩm Lãi ròng năm Thời gian thu hồi vốn 86 272.856.381.717 3.304.800.000 > người VND/năm VND/năm năm Qua kết kinh tế vừa nêu trên, việc thiết kế nhà máy sản xuất sơn Alkyd điều cần thiết đáp ứng cho nhu cầu nước Đồng thời, việc thiết kế mang lại lợi nhuận kinh tế cho nhà máy Do kiến thức hạn chế thiếu kinh nghiệm thực tế chun mơn Vì có nhiều thiếu sót, kính mong quan tâm góp ý q thầy TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Lộc ( 1988) – Kỹ thuật sơn - NXB Giáo dục [2] Đinh Văn Sức (1978) - Kỹ thuật sơn – NXB Công nhân kỹ thuật [3] Đặng Văn Luyến (1962) – Những hiểu biết sơn – Hiệp hội phổ biến khoa học kỹ thuật Việt Nam [4] Clive H.Hare – Protective Coating – Technology Publishing Company [5] Swaraj.Paul – Suface Coatings Science and Technology [6] Parsons – Christie-Diramio- Surface Coating Raw Materials and Their Usage [7] Krister Holmberg (1987 ) – High Solids Alkyds Resins [8] Huỳnh Đại Phú- Nguyễn Đắc Thành- La Thái Hà (2005) – Hướng dẫn thí nghiệm hóa học Polyme – NXB Đại học Quốc Gia TPHCM [9] Tài liệu sơn công ty Sơn Đồng Nai [10] Ts Trần Đình Xoa - PGS.TS Nguyễn Trọng Khn – Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập [11] Ts Trần Đình Xoa - PGS.TS Nguyễn Trọng Khn – Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập [12] Hồ Lệ Viên (1978)– Thiết kế tính tốn thiết bị hóa chất [13] Phạm Văn Bơn – Vũ Bá Minh – Hồng Minh Nam – Q trình thiết bị cơng nghệ hóa học tập 10 – Trường Đại học Bách Khoa TPHCM [14] Nguyễn Minh Tuyển (2006) – Quá trình thiết bị khuấy trộn cơng nghiệp – NXB Xây Dựng [15] Ngơ Kiều Nhi- Trương Tích Thiện (2003) – Cơ ứng dụng NXB – Đại học Quốc Gia TP.HCM [16] Trương Tích Thiện- Tài liệu ứng dụng [17] Hồng Đình Tín – Bùi Hải (2002) – Bài tập nhiệt động học kỹ thuật truyền nhiệt-NXB Đại học Quốc Gia TP.HCM [18] Internet http://www.phys.tue.nl/nfcmr/PhD-Erich-2006.pdf http://www.sf-engg.net/dispersing1.html http://www.tamhop.com/catalogue.php?cid=65 www.vatlieu.org http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books http://www.sciencedirect.com http://www.ips.gov.vn http://www.pcimag.com/CDA/Articles/Cover_Story/BNP_GUID_9-52006_A_10000000000000153581 [19] Chu Phạm Ngọc Sơn – Dầu mỡ sản xuất đời sống – NXB TP.HCM [20] Nguyễn Hữu Niếu - Trần Vĩnh Diệu – Kỹ thuật sản xuất chất dẻo