CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PVC

Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến DANH SÁCH BẢNG BIỂU Trang Bảng 1.1: Số liệu mức tăng trưởng sản lượng PVC toàn giới Bảng 1.2: Phân phối PVC theo khu vực địa lý (năm 1997) Bảng 1.3: Phân phối PVC theo lĩnh vực sử dụng Bảng 1.4: Giá PVC thị trường giới Bảng 1.5: Lượng tiêu thụ nhựa nói chung PVC nói riêng VN 10 Bảng 1.6: Mức tiêu thụ nhựa PVC số nước khu vực 11 Bảng 4.1: Cân vật chất cho công đoạn chuẩn bị nguyên liệu 42 Bảng 4.2: Cân vật chất cho công đoạn trùng hợp 42 Bảng 4.3: Cân vật chất cho công đoạn xử lý, tách MVC 43 Bảng 4.4: Cân vật chất cho công đoạn ly tâm 44 Bảng 4.5: Cân vật chất cho công đoạn sàng, sấy, đóng bao 44 Bảng 4.6: Cân vật chất cho công đoạn chuẩn bị nguyên liệu 44 Bảng 4.7: Cân vật chất cho công đoạn trùng hợp 45 Bảng 4.8: Cân vật chất cho công đoạn xử lý, tách MVC 45 Bảng 4.9: Cân vật chất cho công đoạn ly tâm 46 Bảng 4.10: Cân vật chất cho công đoạn sàng, sấy, đóng bao 46 Bảng 4.11: Cân vật chất cho công đoạn chuẩn bị nguyên liệu 46 Bảng 4.12: Cân vật chất cho công đoạn trùng hợp 47 Bảng 4.13: Cân vật chất cho công đoạn xử lý, tách MVC 47 Bảng 4.14: Cân vật chất cho công đoạn ly tâm 48 Bảng 4.15: Cân vật chất cho công đoạn sàng, sấy, đóng bao 48 Võ Thị Ái Quyên Vật Liệu Hữu Cơ Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến DANH SÁCH HÌNH Trang Hình 1.1: Sơ đồ phát triển ngành hóa dầu VN Hình 1.2: Khả cung – cầu pvc việt nam 11 Hình 1.3: Cấu trúc cấu tạo mạch không gian PVC 13 Hình 5.1: Kết cấu nắp đáy thiết bị phản ứng 57 Hình 5.2: Kết cấu tồn thể thiết bị phản ứng 60 Hình 5.3: Kết cấu lớp bảo ôn 63 Hình 5.4: Kết cấu bích cho thiết bị 68 Hình 5.5: Kết cấu tai treo thân thiết bị 69 Võ Thị Ái Quyên Vật Liệu Hữu Cơ Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến MỤC LỤC TRANG LỜI CÁM ƠN LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHỰA PVC 1.1 NGUYÊN LIỆU 1.2 Giới thiệu trình phát triển PVC 1.3 Cấu tạo tính chất PVC 12 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT PVC 20 2.1 Các phản ứng hoá học 20 2.2 Các phƣơng pháp tổng hợp PVC 23 2.3 Động học trùng hợp gốc 28 2.4 Các yếu tố ảnh hƣởng đến trùng hợp gốc 30 CHƢƠNG 3: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PVC 32 3.1 Tiêu chuẩn thành phần nguyên liệu 32 3.2 Quy trình cơng nghệ dây chuyền sản xuất PVC-s 34 CHƢƠNG 4: TÍNH TỐN CÂN BẰNG VẬT CHẤT 39 4.1 Những thông số ban đầu 39 4.2 Thời gian quy trình sản xuất 39 4.3 Cân vật chất cho sản phẩm 40 Võ Thị Ái Quyên Vật Liệu Hữu Cơ Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến 4.4 Cân vật chất cho mẻ sản phẩm 44 4.5 Cân vật chất cho năm 46 CHƢƠNG 5: TÍNH TỐN THIẾT BỊ 49 A TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH 49 5.1 Thể tích nguyên liệu cho vào chu kỳ phản ứng 49 5.2 Thể tích thiết bị phản ứng 50 5.3 Tính kích thƣớc thiết bị 51 5.4 Tính chiều dày thiết bị 52 5.5 Tính kết cấu vỏ bọc gia nhiệt 58 5.6 Tính cánh khuấy 61 5.7 Tính chiều dày lớp bảo ôn 64 5.8 Tính, chọn bích, đệm tai treo ống nối 67 5.9 Đƣờng kính ống 70 B TÍNH TỐN THIẾT BỊ PHỤ 71 5.10 Tính bồn chứa 71 5.11 Các thùng cao vị 72 5.12 Tính thùng lƣờng 73 5.13 Tính thiết bị ngƣng tụ 74 5.14 Tính kết cấu thiết bị tách VCM 79 5.15 Chọn thiết bị chƣng tách VCM 88 5.16 Tính chọn máy ly tâm 88 5.17 Tính, chọn thiết bị sấy 91 5.18 Tính chọn xyclon 92 5.19 Tính tốn chọn loại bơm 93 5.20 Tính chọn calorife cho thiết bị sấy 100 Võ Thị Ái Quyên Vật Liệu Hữu Cơ Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến 5.21 Thiết bị sàng 107 CHƢƠNG 6: TÍNH TỐN CÂN BẰNG NHIỆT LƢỢNG 108 6.1 Cân nhiệt lƣợng cho giai đoạn 109 6.2 Cân nhiệt lƣợng cho calorife sấy 121 CHƢƠNG 7: TÍNH TỐN VÀ BỐ TRÍ XÂY DỰNG XƢỞNG SẢN XUẤT 123 7.1 Chọn địa điểm xây dựng 123 7.2 Các phân xƣởng phụ trợ 126 7.3 Thuyết minh thiết kế mặt phân xƣởng 128 7.4 Giải pháp kết cấu nhà 131 7.5 Thơng gió chiếu sáng 131 CHƢƠNG 8: TÍNH NĂNG LƢỢNG TIÊU THỤ 133 8.1 Tính lƣợng điên sử dụng năm 133 8.2 Tính lƣợng nƣớc đốt sử dụng năm 136 CHƢƠNG 9: AN TỒN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH MƠI TRƢỜNG 138 9.1 Giới thiệu chung 138 9.2 Phân tích đặc điểm nhà máy 140 9.3 Các giải pháp an toàn sản xuất 140 9.4 Cách giải có cố xãy 141 KẾT LUẬN 143 TÀI LIỆU THAM KHẢO 144 Võ Thị Ái Quyên Vật Liệu Hữu Cơ Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến LỜI CÁM ƠN Sau năm học tập, em có kiến thức bổ ích qua tận tình dạy dỗ, dẫn thầy cô Qua luận văn tốt nghiệp giúp em củng cố kiến thức học tốt Nó bước ngoặc lớn giúp em tự tin sau tốt nghiệp Em xin chân thành cám ơn thầy cô khoa KHƯD nói chung thầy ngành Vật Liệu Hữu Cơ nói riêng, người dạy em suốt năm qua để em có kiến thức kinh nghiệm sau trường Em xin chân thành cám ơn thầy Khuyến giúp đỡ em hồn thành tốt luận văn Thầy tận tình dẫn giúp em hiểu rõ nhiệm vụ luận văn, hoàn thành tốt luận văn ngày quy định Võ Thị Ái Quyên Vật Liệu Hữu Cơ Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại ngày nay, với khoa học đại, cơng nghệ hóa học khơng ngừng phát triển chiếm ví trí quan trọng nhiều lĩnh vực đời sống, sản xuất khoa học kỹ thuật Công nghệ nghiên cứu để gia công sản xuất từ hợp chất cao phân tử cơng nghệ điển hình, có tốc độ phát triển nhanh phạm vi sử dụng ngày rộng rãi Tuy đời có muộn ngành khác khả ứng dụng vơ quan trọng Hầu hết vật liệu kỹ thuật đời sống ngày thay nhiều loại vật liệu chế tạo từ hợp chất cao phân tử Đây hướng mà nhiều quốc gia giới nhận thấy Vì nhà khoa học không ngừng đầu tư nghiên cứu lĩnh vực quan trọng Có tầm quan trọng hợp chất cao phân tử có nhiều tính chất q như: Độ bền học, độ đàn hồi, cách âm, cách nhiệt, cách điện cao, nhẹ dễ gia công kim loại giá thành lại rẽ Cùng với việc phát triển công nghiệp dầu mỏ khí thiên nhiên, sản phẩm hóa chất hữu đạt phát triển nhảy vọt nhờ sụ kết hợp nhanh chóng với cộng nghệ lọc dầu Trong đó, Nhựa tổng hợp sản phẩm có sản lượng lớn giá trị Ngành nhựa Việt Nam thực chất ngành kinh tế kỹ thuật gia cơng chất dẻo, chưa có khả sản xuất nguyên vật liệu nhựa, gần toàn nguyên vật liệu sản xuất sản phẩm nhựa phải nhập từ nước ngồi Ngành nhựa có ưu điểm công nghệ cập nhật đại, tốc độ quay vòng nhanh, sử dụng lao động kỹ thuật chính, sản phẩm đa dạng, phục vụ nhiều đối tượng, lĩnh vực công nghiệp, tiêu dùng hàng ngày xã hội Theo thống kê UNDP, 70% nhu cầu vật chất cho đời sống người tính nhựa, từ số chất dẻo đầu người Võ Thị Ái Quyên Vật Liệu Hữu Cơ Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến thỏa mãn 30 kg/đầu người (Việt Nam đạt khoảng 14kg/đầu người), đạt 100 kg/đầu người quốc gia có cơng nghiệp nhựa tiên tiến Nổi bật năm qua vươn lên mạnh mẽ khối công ty tư nhân Theo thống kê sơ Hiệp hội nhựa Việt Nam 2007, công ty tư nhân sản xuất tới 70% sản lượng nước, cách năm số đạt 20% Trong cấu sản phẩm, hàng tiêu dùng chiếm đến 63%, cịn lại khoảng 20% bao bì, 8% sản phẩm dựng làm vật liệu xây dựng Sản phẩm nhựa kỹ thuật dựng cho ngành điện, điện tử, xe gắn máy, có 4% Điều cho thấy, trình độ cơng nghệ ngành nhựa Việt Nam mức thấp Theo số liệu thống kê sơ bộ, kim ngạch xuất sản phẩm nhựa Việt Nam tháng 10/08 đạt 88 triệu USD, tăng 7,4% so tháng trước tăng 29,4% so với kỳ năm ngối Tính chung 10 tháng đầu năm, tổng kim ngạch xuất sản phẩm nhựa nước ta sang thị trường đạt 756 triệu USD, tăng 32,4% so với kỳ năm 2007 Đây mức tăng trưởng cao tình hình kinh tế tồn cầu gặp khó khăn Về thị trường: Trong tháng 9, xuất khấu sản phẩm nhựa sang thị trường Nhật Bản trì kim ngạch đạt cao nhất, đạt gần 19,6 triệu USD, giảm 5,4% so tháng trước tăng 106,8% so kỳ năm ngối Tính chung tháng đầu năm, kim ngạch xuất sản phẩm nhựa nước ta sang thị trường đạt 142 triệu USD, tăng 57,3% so với kỳ năm 2008 chiếm 21% tổng kim ngạch Như vậy, tỉ trọng kim ngạch xuất sản phẩm nhựa Việt Nam sang Nhật Bản liên tục tăng tháng gần dự báo tiếp tục tăng mạnh tháng Tiếp đến Mỹ, kim ngạch xuất sản phẩm nhựa sang thị trường đạt 28,2% so tháng trước tăng 23,9% so với kỳ năm 2007, nâng tổng kim ngạch xuất sản phẩm nhựa nước ta sang thị trường tháng đầu năm đạt 117,2 triệu USD, tăng 23% so kỳ năm ngoái chiếm 17,3% tỉ trọng Trong tháng này, xuất khấu sản phẩm nhựa sang Mỹ tăng trở lại sau thời gian giảm Võ Thị Ái Quyên Vật Liệu Hữu Cơ Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến Xuất sản phẩm nhựa nước ta sang khối EU tăng mạnh cho dù kinh tế thuộc khối rơi vào suy thoái Cụ thể, kim ngạch xuất khấu sang Hà Lan đạt triệu USD, tăng 215% so kỳ năm ngoái, sang Anh đạt 5,3 triệu USD, tăng 114,5%, sang Đức đạt 3,3 triệu USD, tăng 21,2%, sang Pháp đạt 2,74 triệu USD, tăng 52,5%… Ngoài ra, xuất sản phẩm nhựa sang số thị trường châu Á Philippines, Hồng Kông, Indonesia… tăng mạnh Xuất sản phẩm nhựa sang số thị trường sụt giảm Thổ Nhĩ Kỳ, Hungary, Nga, Tây Ban Nha… Nhựa Polyvinylclorua sản phẩm đời sớm sản xuất chất dẻo Trong công nghệ sản xuất nhựa Polyvinyl clorua, tùy theo phương pháp sản xuất thành phần cấu tử tham gia mà ta thu loại nhựa có chất lượng khác phụ vụ cho nhu cầu sản xuất Nhựa Polyvinylclorua có nhiều đặc điểm tốt ổn định hóa học, bền học, dễ gia công nhiều loại sản phẩm thông dụng (màng bao gói, áo mưa, dép…), đặc biệt dùng để sản xuất ống chiếm tới 50% tổng sản lượng Tuy vậy, nguồn nguyên liệu cung cấp cho nhà máy gia cơng chất dẻo nói chung nhựa PVC nói riêng vấn đề cấp bách Chính mà việc thiết kế nhà máy sản xuất nhựa Polyvinylclorua cần thiết Với PVC, người ta có nhiều phương pháp để sản xuất 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 cao thuận lợi cho việc phối trộn phụ gia sử dụng số mục đích khác Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC-S với suất 13000 tấn/năm, nhằm mục đích nghiên cứu q trình sản xuất, khả áp dụng vào thực tế sản xuất hiểu quy mô dây chuyền sản xuất Võ Thị Ái Quyên Vật Liệu Hữu Cơ Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ NHỰA PVC 1.1 Nguyên liệu 1.1.1 Lịch sử phát triển Vynyl Clorua Vinylclorua sản phẩm thông dụng quan trọng cơng nghệ hố học Người ta sử dụng vinyl clorua (VC) làm chất trung gian để trùng hợp thành polyvinyl clorua (PVC) hay đồng trùng hợp với monomer khác để tạo sản phẩm polyme khác Quá trình điều chế VC vào năm 1830-1834 mà V.regnault tiến hành thực phản ứng khử HCl đicloetan môi trường kiềm rượu khả trùng hợp vinylclorua tác dụng ánh sáng phát vào năm 1872 Baumann Vào năm 1911 hai nhà bác học F.klatte Rollet nghiên cứu phản ứng C2H2 HCl sau năm nhờ phản ứng điều chế xúc tác HgCl2 Griesheim – Elektron, sản phẩm PVC công nghiệp vào năm 1930 theo phương pháp F.klatte sử dụng phản ứng C2H2 HCl để tạo VC Thời gian gần đây, nguồn cung cấp cao su tự nhiên sẵn có giá thành rẻ khoa học chưa phát triển nên VC có ứng dụng hạn chế.Trong chiến tranh giới thứ hai, nguồn cung cấp cao su tự nhiên giảm VC cần để tổng hợp thành PVC phát triển thành qui mô lớn Anh Mỹ Quá trình sản xuất VC từ C2H2 đòi hỏi cung cấp nhiều lượng để sản xuất nguyên liệu axetylen Do nhà hoá học nghiên cứu phương pháp sản xuất VC từ nguyên liệu rẻ tiền hơn, nguyên liệu Etylen vào năm 1940-1945 Ngày nay, 90% trình sản xuất VC từ etylen sử dụng trình liên hợp: etylen - điclo etan – oxy - điclo etan - vinyl clorua Vì trình thuận lợi điều tiến hành điều kiện kinh tế 1.1.2 Tính chất vật lý ứng dụng Vinyl Clorua Ở nhiệt độ áp suất thường chất khí có mùi ete Võ Thị Ái Quyên -1- Vật Liệu Hữu Cơ Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến  Các sàn công tác: + Một sàn công tác cao 3m đặt vùng phản ứng + Một sàn công tác cao 3m đặt tháp tách VCM + Một sàn công tác cao 3,5m đặt khu vực sấy + Hai cầu thang Tất sàn cơng tác có cầu thang lên  Các phịng bố trí phân xưởng: + Phịng thí nghiệm chuẩn bị ngun liệu + Phịng KCS cho chứa tạm thời + Phòng quản đốc, trực ban giao ca + Phòng sữa chữa + Phòng vệ sinh Tổng diện tích bố trí 618,8 m2 7.3.2 Tầng hai + Thùng lường chất khởi đầu, thùng lường chất ổn định nhiệt, thùng lường dung dịch đệm thùng lường chất ổn định huyền phù đặt sàn cách 2m + Thùng lường nước mềm thùng lường VCM đặt cách 2,5 m + Thiết bị phản ứng + Nồi tách VCM + Tháp tách VCM + Một sàn công tác cao m vùng phản ứng + Một sàn công tác cao 3m đặt tháp tách VCM + Phòng trực ban 3,52x5,4 + Khu vực sữa chữa thay + Một sàn công tác cao 2m vùng phản ứng + Một sàn công tác cao 3m đặt tháp tách VCM Tổng diện tích bố trí 368 m2 7.3.3 Bố trí thiết bị đường ống Các đường ống bố trí sát vào thành tường sàng nhà van đặt phía, phù hợp với tầm tay Các ống dẫn nước đặt cách xa tủ điện, tủ Võ Thị Ái Quyên - 130 - Vật Liệu Hữu Cơ Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến đồng hồ đo Phía cao sát với dầm mái có đường ray Balăng để nâng thiết bị lắp đặt sửa chửa 7.4 Giải pháp kết cấu nhà + Nhà tầng, chiều cao tầng 6m, tầng 11,5 m kể mái + Mái nhà cao 2,7m dài 38,5m, rộng 18,6m + Cột bê tông cốt thép, kích thước cột 400x400mm, bước cột 6m + Tường xây gạch dày 250mm, tường ngăn dày 150mm + Móng bê tông cốt thép, đảm bảo chắn chịu tải trọng nhà ta kết cấu móng băng ngang + Dầm nhà bê tông cốt thép 400x600mm + Nền nhà tầng 1: Cấu tạo sau (từ xuống) - Láng vữa xi măng dày 200mm - Bê tông đá,sạn dày 250mm - Đất đầm chặt + Sàn nhà tầng 2: Tầng đổ sàn khu vực phản ứng, khu vực cột tách VCM Tổng diện tích sàn 368 m2 + Cửa vào phân xưởng phịng có số lượng kích thước sau: - Phân xưởng:2 cửa vào cao 3,5m rộng 4mm và1 cửa vào cao 3m rộng 2,4 m - Phịng chuẩn bị ngun liệu, phịng thí nghiệm: cửa vào cao 3m rộng 2m cửa vào cao 2m rộng 1,5m - Phòng quản đốc có cửa vào cao 2m rộng 1,2m - Phịng sửa chữa có cửa vào cao 2,5m rộng 1,8m - Phịng vệ sinh có cửa vào cao 2m rộng 1m - Kho tạm chứa thành phẩm có cửa vào rộng 4m cao 5m cửa vào cao 3m rộng 2,4m 7.5 Thơng gió chiếu sáng Có hình thức thơng gió tự nhiên nhân tạo: Thơng gió tự nhiên tiến hành hình thức sau: Võ Thị Ái Quyên - 131 - Vật Liệu Hữu Cơ Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến Dưới tác dụng sai biệt tỷ trọng khơng khí bên bên ngồi nhà Trong q trình làm việc thiết bị tỏa nhiệt môi trường xung quanh, nhiệt độ khơng khí giãn nở, nhẹ, bốc lên, chệnh lệch gió từ bên ngồi bay vào tiếp tục bị nung nóng 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 Ở nhà máy ta đặt quạt thông gió khu vực đóng bao khu vực phản ứng Chiếu sáng tự nhiên: + Ta đặt hệ thống cửa sổ 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 Võ Thị Ái Quyên - 132 - Vật Liệu Hữu Cơ Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến CHƢƠNG TÍNH NĂNG LƢỢNG TIÊU THỤ 8.1 Tính lƣợng điên sử dụng năm Dựa vào công suất loại thiết bị thời gian làm việc mà ta xác định nhu cầu sử dụng với thiết bị Trên sở đó, ta xác định nhu cầu sử dụng điện cho toàn phân xưởng nhà máy để từ có kế hoạch cung cấp điện tính giá thành sản phẩm hợp lý Phân xưởng sử dụng điện với hai mục đích:dùng cho sản xuất chiếu sáng, thơng gió 8.1.1 Tính điện dùng cho sản xuất Điện sử dụng sản xuất bao gồm: điện cung cấp cho loại bơm nguyên liệu, bơm huyền phù, bơm nước nóng nước lạnh, động nồi phản ứng, động nồi tách MVC, động máy ly tâm, quạt đẩy không khí sấy, quạt hút khơng khí sau xiclơn, động máy sàng, vít tải bột, hệ thống điều khiển Loại tải tiêu thụ Số lượng (kW) (cái) Công suất Số hoạt động Nhu cầu điện (Kw) tiêu thụ (kW) Ngày Năm Ngày Năm Bơm nước 1,8 644,4 7,2 2577,6 Bơm VCM 3,5 1,8 644,4 6,3 2255,4 Bơm huyền phù 2,5 24 8592 120 42960 Bơm nước nóng 2,6 24 8592 62,4 22339,2 Bơm nước làm mát 0,5 24 8592 12 4296 Bơm nước lạnh 2,34 24 8592 56,16 20105,28 Quạt hút 2,2 24 8592 52,8 18902,4 Quạt đẩy 2,2 24 8592 52,8 18902,4 Động phản ứng 26,0565 17,5 6265 911,98 326487,94 Động tách VCM 41,85 2148 251,1 Máy ly tâm 153,29 24 8592 3679 1317067,6 Máy sàng lắc 24 8592 Võ Thị Ái Quyên - 133 - 72 89893,8 25776 Vật Liệu Hữu Cơ Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến Máy sàng rung 24 8592 72 25776 Trục vít tải bột 0,5 24 8592 24 8592 Máy khâu bao 1 24 8592 24 8592 Hệ thống điều khiển 24 8592 144 51552 248,9365 298,3 106791 Tổng 5404,4 1934781,4 Tổng điện tiêu thụ điện thiết bị năm WSX = K Kt (Ni ti) (kW.h) Trong đó: Hệ số tiêu tốn, K = 1,05 Hệ số phụ tải Kt = cos( ) = 0,8 Tổng điện tiêu thụ thiết bị (Ni ti)= 1934781,4( Kw.h) Vậy: Wsx = 0,8 1,05 1934781.4=1625216,376 (Kw.h) 8.1.2 Tính điện sử dụng cho phân xưởng phụ trợ Phân xưởng thu hồi VCM: Điện tiêu thụ ước tính 25% điện tiêu thụ phân xưởng sản xuất Eth= 0,25 Esx = 406304,099 (Kw.h) Phân xưởng lượng : Điện tiêu thụ ước tính 25% điện tiêu thụ phân xưởng thu hồi VCM Enl = 0,25 Eth = 101576,025 (Kw.h) 8.1.3 Tính điện chiếu sáng, sinh hoạt quạt thơng gió 8.1.3.1 Điện dùng cho chiếu sáng Với nhà máy sản xuất phịng thí nghiệm là: 75lux tương ứng với độ chiếu sáng w/m2 Còn với đường nhà sinh hoạt 50 lux ứng với 3,2 w/m2 Ở ta sử dụng hai loại đèn chiếu sáng, đèn dây tóc loại 500 W đèn ống loại: 1,2m - 40W - 220V Công suất đèn cần chiếu sáng: P = Pr S Trong đó: P - cơng suất điện cần thiết Pr - công suất riêng đèn S - diện tích cần thiết chiếu sáng Với nhà kho, nhà sản xuất đường đi, ta dùng đèn sợi đốt để chiếu sáng Nhà kho chứa nguyên liệu có diện tích: S1= 603,68 m2 Diện tích nhà sản xuất là: S2 = 618,8 m2 Võ Thị Ái Quyên - 134 - Vật Liệu Hữu Cơ Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến Diện tích nhà kho chứa thành phẩm: S3 = 542,025 m2 Như tổng diện tích cần chiếu sáng nhà kho nhà sản xuất là: S = S1+S2+S3= 603,68+618,8+542,025 = 1764,5 m2 Tổng cơng suất chiếu sáng P=1764,5 5=8,8225(Kw) Chọn loại bóng đèn nêon 40(W) số bóng đèn cần thiết: n 8822,5 40 220,56 Với: Thời gian thắp sáng ngày k1=12 Số ngày làm việc bình thường tháng k2=30 Số tháng làm việc năm k3=12 Thời gian chiếu sáng T = k1 k2 k3 = 4320 (giờ) Điện tiệu thụ cho mục đích chiếu sáng: Ecs1 = T P = 4320 8,8225 = 38113,308 (Kw.h) Với đường 20 m ta bố trí bóng, tổng số bóng cần thiết để chiếu sáng cho đường 20 bóng Tổng chiều dài đường phân xưởng 540 540 20 m Số bóng đèn dùng để chiếu sáng là: n 27 Thời gian chiếu sáng T=k1 k2 k3=4320 Lượng điện tiêu thụ năm là: Ecs2 = 27 4320 0,5 = 58,320 (Kw.h) 8.1.3.2 Tính điện sử dụng nhà sinh hoạt a Điện sử dụng nhà hành Nhà hành gồm phịng làm việc phịng họp, cơng suất tiêu thụ tính cho phòng làm việc khoảng 1Kw Thời gian sử dụng điện năm: T=k1 k2 k3=2 30 12 = 720 Lượng điện tiêu thụ năm: Ehc=7 1000 720=5.040(Kw.h) b Điện sử dụng tin Diện tích tin 150(m2), độ chiếu sáng 3,2W/m2, sử dụng đèn nêơn loại 40W sơ bóng đèn cần dùng: n 150 3,2 12 40 Thời gian sử dụng năm 720 điện tiêu thụ năm: Ect=12 40 720 = 345,60 (Kw.h) Võ Thị Ái Quyên - 135 - Vật Liệu Hữu Cơ Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến 8.1.3.3 Điện sử dụng cho mục đích thơng gió phân xưởng sản xuất Chiều dài phân xưởng 40m, 10m ta bố trí quạt tổng số quạt thơng gió 16 Cơng suất mổi 0,5Kw, thời gian hoạt động 24 ngày nên thời gian sử dụng năm là: T=k1 k2 k3=24 30 12 = 8640 Điện tiêu thụ: Equạt=0,5 16 8640=69120.(Kw) 8.1.4 Điện sử dụng phân xưởng Epx = Esx+Ecs1+Equat = 1625216,376+38113,308+69120 = 1732450 (Kw.h) Vậy, tổng điện sử dụng cho toàn nhà máy năm: E = Esx+Ecs1+Ecs2+Eth+Enl+Ehc+Ect+Equat =1625216,376 + 38113,308 +58.320+ 406304,099 + 101576,025 + 5.040 + 345,60 + 69120 = 2304035,4(Kw.h) 8.2 Tính lƣợng nƣớc đốt sử dụng năm 8.2.1.Tính lượng nước dùng cho sản xuất - Nước dùng cho sản xuất gồm nước dùng cho phản ứng, gia nhiêt, làm lạnh, rữa thiết bị Khối lượng nước mềm dùng cho phản ứng năm là: m1 = 14951227,509 (kg) - Lượng nước mềm rữa thiết bị sau mổi mẻ phản ứng ngày 20 m3 Vậy lượng nước mềm dùng để rữa thiết bị sử dụng năm là: m2 = 20 358 =7160 (m3) Tồng khối lượng nước mềm sử dụng năm là: mm = 14951227,509+7160 = 14958387,51 (kg) - Nước nóng dùng gia nhiệt: Lượng nước nóng dùng để gia nhiệt cho mẻ phản ứng mn1 = 15868 (kg) Lượng nước nóng dùng cho nồi tách VCM tự do: mn2 = 6762 ( kg) Tổng khối lượng nước nóng sử dụng cho mẻ: mn = 25327 (kg) - Lượng nước làm lạnh thiết bị mẻ gồm có: Nước làm lạnh thiết bị phản ứng: ml1 = 30720 (kg) Võ Thị Ái Quyên - 136 - Vật Liệu Hữu Cơ Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến Nước làm lạnh thiết bị ngưng tụ: ml2 = 68390(kg) Do có thất trình hồi lưu nên khối lượng nước làm lạnh thiết bị phản ứng :ml1= 35000(kg),khối lượng nước làm lạnh thiết bị ngưng tụ 70000(kg) Tổng khối lượng nước làm lạnh sử dụng rong năm: mt = 70000 + 35000=105000(kg) - Khối lượng nước bão hoà sử dụng trọng mẻ gồm có sử dụng cho tháp tách VCM sử dụng cho calorife Khối lượng sử dụng cho mẻ 1272,5 + 340,08 = 1612,5 kg, số mẻ sản xuất năm 2148 nên tổng khối lượng sử dụng: mh = 1272,5 2148 = 3463,65.103 (kg) 8.2.2 Tính lượng nước dùng cho sinh hoạt Mỗi ngày công nhân dùng khoảng 0,5 m3/ngày đêm Số công nhân nhà máy 80 người Như lượng nước sử dụng năm là: msh = 80 0,5 358 = 14,320 m3/năm Ngồi ta cịn dùng nước để tưới nhà máy, bình quân ngày dùng khoảng 20 m3 năm dùng 7.000 m3 Như lượng nước dùng cho sinh hoạt năm là: m = 14.320 + 7.000 = 21320 (m3) Võ Thị Ái Quyên - 137 - Vật Liệu Hữu Cơ Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến CHƢƠNG AN TỒN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH MƠI TRƢỜNG 9.1 Giới thiệu chung Trong sản xuất công nghiệp đại, yếu tố lớn không phần quan trọng yếu tố an tồn lao động Để cố gắng tránh cố lao động sản xuất làm ảnh hưởng đến suất làm việc, tài sản nhà máy đặc biệt tính mạng công nhân Chúng ta đề biện pháp để loại trừ đến mức tối đa tai nạn xãy 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 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 Võ Thị Ái Quyên - 138 - Vật Liệu Hữu Cơ Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến 9.1.2 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, chổ làm việc Những nguyên nhân kỹ thuật xãy 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 * Thiếu rào chắn bao che ngăn cách Những nguyên nhân tổ chức phát sinh từ kết công việc tổ chức giao nhận công việc chưa Đó là: * Vi phạm qui tắc, qui trình kỹ thuật * Tổ chức lao động chổ 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 phịng 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 Võ Thị Ái Quyên - 139 - Vật Liệu Hữu Cơ Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến 9.2 Phân tích đặc điểm nhà máy 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 thơng gió Với ngun liệu sản xuất VCM lỏng hóa chất khác chất ổn định nhiệt, chất khơi mào… chất có khả gây cháy nỗ gây ảnh hưỡng 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 dẩn qui định an tồn với hóa chất cụ thể Các kho chứa hóa chất phải cách ly để ngăn nắp tránh nhầm lẫn gây phản ứng hóa học chất 9.3 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 dẩn phải bảo ôn Ống dẩn 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 chóng cháy nỗ nội qui an tồn lao động Ln nhắc nhở thực theo qui định bão hộ lao động sản xuất - Thiết kế hệ thống ống nước chửa cháy xung quanh nhà máy - Sử dụng thiết bị dị khí hệ thống báo cháy tự động Các biện pháp cụ thể sau: Võ Thị Ái Quyên - 140 - Vật Liệu Hữu Cơ Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến - 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 phịng gió tốt Những chổ khơng thơng gió tự nhiên ta bố trí thêm quạt gió - Để tránh gây cháy nỗ, phải cẩn thận thao tác điện, cơ, tránh gây tia lữa 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 dẩn 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 9.4 Cách giải có cố xãy 9.4.1 Với VCM Trong trường hợp hít phải VCM, tiếp xúc với mơi trường có VCM q lâu, khơng cần chữa trị mà phải đưa khỏi vùng có VCM Tiếp xúc nhiều với mơi trường có VCM, gây hôn mê sâu trường hợp này, người công nhân di chuyển khỏi vùng có VCM, đặt nằm ngữa giữ hơ 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 9.4.2 Với chất phụ gia Trong trường hợp tiếp xúc với da phải rửa với nhiều nước xà phòng Võ Thị Ái Quyên - 141 - Vật Liệu Hữu Cơ Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến 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 9.4.3 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 9.4.4 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 9.4.5 Với chất khơi mào Khi bị rò rỉ lau giẽ đem đốt 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 9.4.6 Điện giật Nếu bị điện giật phải cắt cầu dao điện, hô hấp nhân tạo 9.4.7 Cháy nổ Nếu phát cháy trước tiên phải báo động, sau xác định ngắt nguồn cháy để lập đám cháy, tiến hành chữa cháy phương tiện gần Võ Thị Ái Quyên - 142 - Vật Liệu Hữu Cơ Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến PHẦN KẾT LUẬN Qua tháng nghiên cứu tìm hiểu với hướng dẫn tận tình thầy Nguyễn Quang Khuyến, em hồn thành nhiệm vụ giao thời gian quy định Đồ án thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo phương pháp trùng hợp huyền phù 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 Từ em nhận thấy ngành sản xuất PVC nước ta chưa phát triển, phải nhập từ nước về, làm cho giá thành nhựa cao biến động theo giá nguyên liệu giới 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 Tuy nhiên việc thiết kế phân xưởng 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 am 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 thầy giáo hướng dẫn quý thầy cô mơn giúp em hồn thành luận văn TPHCM, ngày tháng năm 2012 Sinh viên thực Võ Thị Ái Quyên Võ Thị Ái Quyên - 143 - Vật Liệu Hữu Cơ Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]: TS Trần Xoa, PGS, TS Nguyễn Trọng Khuông, KS Hồ Lê Viên - Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa học tập - NXB Khoa học kỹ thuật - 2005 [2]: TS Trần Xoa, PGS, TS Nguyễn Trọng Khuông, TS Phạm Xuân Toản - Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa học tập - NXB Khoa học kỹ thuật 2005 [3]: A.A.Strepikheep, V.A.Derevitskala, G.L.Slonhimsky - Cở sở hóa học hợp chất cao phân tử - NXB Khoa học kỹ thuật – 1996 [4]: PGS, TS Thái Doãn Tĩnh – Hóa học hợp chất cao phân tử - NXB Khoa Học Kỹ Thuật – 2005 [5]: Nguyễn Hữu Niếu – Trần Vĩnh Diệu – Hóa Lý Polyme – Nhà Xuất Đại học quốc gia Tp HCM – 2004 [6]: Đỗ Văn Đài, Nguyễn Trọng Khuông, Trần Quang Thảo, Võ Thị Ngọc Tươi, Trần Xoa - Cơ sở q trình thiết bị cơng nghệ hóa học tập 1- NXB Đại học trung học chuyên nghiệp - 1996 Võ Thị Ái Quyên - 144 - Vật Liệu Hữu Cơ ... giai đoạn có thời gian cố định trình sản xuất PVC: - Giai đoạn thay khơng khí MVC: 50 phút - Giai đoạn tráng phủ RCS: 12 phút - Giai đoạn nạp liệu: 35 phút - Giai đoạn gia nhiệt: 35 phút - Giai... suất thi? ??t bị atm (do lúc phản ứng bắt đầu diễn mãnh liệt) - Nhiệt phản ứng lấy chủ yếu cách: phần nhiệt lấy nước làm mát tuần hoàn vỏ áo thi? ??t bị phản ứng, phần lại lấy thi? ??t bị ngưng tụ đỉnh thi? ??t... TÍNH TỐN THI? ??T BỊ 49 A TÍNH TỐN THI? ??T BỊ CHÍNH 49 5.1 Thể tích nguyên liệu cho vào chu kỳ phản ứng 49 5.2 Thể tích thi? ??t bị phản ứng 50 5.3 Tính kích thƣớc thi? ??t