Nghiên cứu, nâng cao, tối ưu hóa nguồn nguyên liệu đầu vào trong quá trình sản xuất thuốc nổ nhũ tương tại công ty tnhh mtv hóa chất 21

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu, nâng cao, tối ưu hóa nguồn nguyên liệu đầu vào trình sản xuất thuốc nổ nhũ tương Cơng ty TNHH MTV Hóa chất 21 CHU HẢI QUÂN Ngành Quản lý công nghiệp Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS La Thế Vinh Viện: Kỹ thuật Hóa học HÀ NỘI, 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu, nâng cao, tối ưu hóa nguồn ngun liệu đầu vào q trình sản xuất thuốc nổ nhũ tương Công ty TNHH MTV Hóa chất 21 CHU HẢI QUÂN Ngành Quản lý công nghiệp Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS La Thế Vinh Chữ ký GVHD Viện: Kỹ thuật Hóa học HÀ NỘI, 2022 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Chu Hải Quân Đề tài luận văn: Nghiên cứu, nâng cao, tối ưu hoá nguồn nguyên liệu đầu vào trình sản xuất thuốc nổ nhũ tương Cơng ty TNHH MTV Hố chất 21 Chuyên ngành: Quản lý công nghiệp Mã số SV: 20202605M Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 21/10/2022 với nội dung sau: - Sửa lại lỗi tả, lỗi viết thiếu thơng tin, loại bỏ bớt thông tin không cần thiết luận văn - Bổ sung trích dẫn tài liệu tham khảo nguồn liệu danh mục ký hiệu, chữ viết tắt luận văn - Bổ sung phần mở đầu giới thiệu tính cấp thiết, mục đích nghiên cứu, nội dung luận văn - Bổ sung phần tính toán giá trị làm lợi mặt kinh tế, lượng cho luận văn Ngày Giáo viên hướng dẫn PGS.TS La Thế Vinh CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TS Nguyễn Văn Xá tháng 10 năm 2022 Tác giả luận văn Chu Hải Quân LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập, nghiên cứu và sự hướng dẫn tận tình giảng viên trường Đại học bách khoa Hà Nội, luận văn thạc sỹ “Nghiên cứu, nâng cao, tối ưu hóa nguồn ngun liệu đầu vào q trình sản xuất thuốc nổ nhũ tương Công ty TNHH MTV Hóa chất 21” hoàn tất Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin cảm ơn chân thành PGS.TS La Thế Vinh giảng viên trường Đại học bách khoa Hà Nội là cán hướng dẫn luận văn tận tình hướng dẫn và giúp đỡ mặt để hoàn thành luận văn Xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo và cán phòng ban cơng TNHH MTV Hóa chất 21 tạo điều kiện giúp đỡ tác giả thu thập số liệu, lấy thông tin và hoàn thành đề tài luận văn Trân trọng./ Tác giả Chu Hải Quân MỤC LỤC DANH MỤC ĐỒ THỊ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan thuốc nổ 1.1.1 Định nghĩa 1.1.2 Phân loại 1.1.3 Nhóm thuốc gợi nổ 1.1.4 Nhóm thuốc nổ phá 1.2 Giới thiệu chung thuốc nổ nhũ tương 1.2.1 Lịch sử phát triển 1.2.2 Định nghĩa phân loại thuốc nổ nhũ tương 1.2.3 Cấu tạo thuốc nổ nhũ tương 1.3 Một số đặc trưng hóa lý thuốc nổ nhũ tương 10 CHƯƠNG KHẢO SÁT TÁC ĐỘNG CỦA CÁC NGUYÊN LIỆU TRONG QUÁ TRÌNH TẠO NHŨ TƯƠNG 13 2.1 Pha chất oxy hóa nhũ tương 13 2.1.1 Các chất oxi hóa ảnh hưởng đến trình tạo nhũ 13 2.1.2 Cơ chế tạo hạt ảnh hưởng chất oxy hóa đến trình tạo hạt thuốc nổ nhũ tương 19 2.1.3 Tác động nhiệt độ kết tinh pha chất oxy hóa lên q trình tạo nhũ tương 19 2.1.4 Tác động độ pH pha chất oxy hóa lên q trình tạo nhũ tương 20 2.2 Pha chất cháy (pha dầu) 21 2.3 Chất hoạt động bề mặt (chất tạo nhũ) 24 2.4 Các cấu tử tạo nhạy 29 2.4.1.Tạo độ nhạy bọt khí đưa vào nhũ tương 31 2.4.2 Sử dụng khơng khí 33 2.4.3 Sử dụng vật liệu rỗng xốp 34 2.4.4 Tăng nhạy chất sinh khí 38 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ SẢN XUẤT THUỐC NỔ NHŨ TƯƠNG TẠI CÔNG TY TNHH MTV HÓA CHẤT 21 42 3.1 Giới thiệu dây chuyền sản xuất thuốc nổ nhũ tương 42 3.1.1 Tổng quan dây chuyền sản xuất thuốc nổ nhũ tương Cơng ty TNHH MTV hóa chất 21 42 3.1.2 Công nghệ sản xuất thuốc nổ nhũ tương dạng thỏi 46 3.1.3 Nguyên vật liệu tiêu nguyên vật liệu sản xuất thuốc nổ nhũ tương 47 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 49 4.1 Đối tượng nghiên cứu 49 4.2 Phương pháp nghiên cứu 49 4.3 Hóa chất, thiết bị 49 4.3.1 Hóa chất 49 4.3.2 Thiết bị 50 4.4 Quá trình thực nghiệm 50 4.4.1 Quá trình thử nghiệm pha chất oxy hóa 50 4.4.2 Quá trình thử nghiệm pha chất cháy 60 4.4.3 Quá trình thử nghiệm chất nhũ hóa 64 4.5 Hiệu q trình tối ưu hóa nguồn ngun liệu Cơng ty TNHH MTV hóa chất 21 69 KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG 71 Kết luận 71 Phương hướng 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Giai đoạn tăng tốc q trình biến đổi hóa nổ Hình 1.2 Quá trình sản xuất thuốc nổ nhũ tương Hình 1.3 Cấu tạo thuốc nổ nhũ tương 10 Hình 3.1 Tổng quan dây chuyền sản xuất thuốc nổ nhũ tương Cơng ty TNHH MTV hóa chất 21 42 Hình 3.2 Khu vực chuẩn bị chất Oxy hóa 43 Hình 3.3 Khu vực pha chất cháy 44 Hình 3.4 Khu vực sản xuất nhũ tương dạng rời 45 Hình 3.5 Bể chứa nhũ tương 45 Hình 3.6 Sơ đồ công nghệ sản xuất thuốc nổ nhũ tương dạng thỏi 46 Hình 3.7 Thỏi thuốc nổ nhũ tương 46 Hình 4.1 Nguyên liệu NH NO sử dụng sản xuất nhũ tương 51 Hình 4.2 Dung dịch chất oxy hóa kết tinh 53 Hình 4.3 Bể lưu trữ dung dịch chất oxy hóa 53 Hình 4.4 Hỗn hợp dung dịch 8% NaNO kết tinh nhiệt độ 900C 58 Hình 4.5 Các bóng khí thuốc nổ nhũ tương 60 Hình 4.6 Hệ hai chất hoạt động bề mặt Span 80 - LPE 67 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Tính chất số nguyên liệu sản xuất 13 Bảng 2.2 Ảnh hưởng chất phụ gia NH NO đến trình tạo nhũ tương 16 Bảng 2.3 Chỉ tiêu hóa lý NH NO 17 Bảng 2.4 Chỉ tiêu hóa lý NaNO 17 Bảng 3.1 Chỉ tiêu nguyên liệu NH NO 47 Bảng 3.2 Chỉ tiêu nguyên liệu NaNO 47 Bảng 3.3 Chỉ tiêu nguyên liệu chất hoạt động bề mặt 48 Bảng 4.1 Các nguyên liệu pha dầu chất gia khí dùng thử nghiệm sử dụng nguyên liệu NH NO 51 Bảng 4.2 Kết phân tích tiêu nguyên liệu NH NO sử dụng thử nghiệm 52 Bảng 4.3 Nhiệt độ kết tinh dung dịch sử dụng nguyên liệu NH4NO3 (0C) 52 Bảng 4.4 Kết thử nghiệm sản phẩm CE21-TX1 với NH NO 54 Bảng 4.5 Kết thử nghiệm sản phẩm CE21 – TS60 với NH NO 55 Bảng 4.6 Kết sử dụng thuôc nổ nhũ tương dạng rời mỏ khai thác Đồng – Sin Quyền – Lào Cai 56 Bảng 4.7 Kết phân tích tiêu nguyên liệu NaNO sử dụng thử nghiệm 57 Bảng 4.8 Nhiệt độ kết tinh pha chất oxy hóa sử dụng hỗn hợp NH NO (Thái Bình), NaNO H O (0C) 58 Bảng 4.9 Kết thử nghiệm sản phẩm CE21-TX1 thay NaNO 59 Bảng 4.10 Kết thử nghiệm sản phẩm CE21-TS60 thay NaNO 59 Bảng 4.11 Kết phân tích tiêu nguyên liệu Sáp sử dụng thử nghiệm 61 Bảng 4.12 Kết thử nghiệm sản phẩm CE21-TX1 thay mẫu sáp 61 Bảng 4.13 Kết phân tích tiêu chất hoạt động bề mặt 65 Bảng 4.14 Kết thử nghiệm sản phẩm sử dụng chất hoạt động bề mặt Lubrizol Anfomil 1254-LQ 65 Bảng 4.15 Tỷ lệ pha chế hệ chất hoạt động bề mặt (Span 80/ LPE) chất lượng nhũ tương tạo thành sản phẩm CE21-TX1 67 Bảng 5.1 Kết luận nguyên liệu sử dụng sản xuất thuốc nổ nhũ tương Công ty TNHH MTV hóa chất 21 71 DANH MỤC ĐỒ THỊ Đồ thị 4.1 Tốc độ nổ thuốc nổ nhũ tương sử dụng NH NO từ mẫu thử nghiệm 54 Đồ thị 4.2 Năng lượng nổ thuốc nổ nhũ tương sử dụng NH NO từ mẫu thử nghiệm 55 Đồ thị 4.3 Năng lượng nổ thuốc nổ nhũ tương 63 Đồ thị 4.4 Năng lượng nổ thuốc nổ nhũ tương CE21-TS60 sử dụng mẫu sáp sau tháng 63 Đồ thị 4.5 Tốc độ nổ thuốc nổ nhũ tương CE21-TS60 sử dụng mẫu sáp 64 Đồ thị 4.6 So sánh tốc độ nổ thuốc nổ nhũ tương sử dụng chất hoạt động bề mặt Lubrizol 66 Đồ thị 4.7 Chất lượng thuốc nổ nhũ tương sử dụng chất hoạt động bề mặt (Span 80/ LPE) sau lưu trữ 68 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT STT Ký hiệu chữ viết tắt TNT ANFO VOD Chất HĐBM GMB HDPE PE MEMU Chữ viết đầy đủ Trinitro Toluen Amoni nitrate and fuel oil Tốc độ nổ Chất hoạt động bề mặt Vi cầu thủy tinh Hight Density Poli Etilen Poli Etilen Mobile Exprosives Manufacturing Unit Bảng 4.16 Kết thử nghiệm sản phẩm CE21-TX1 thay NaNO3 Chỉ tiêu Mặt Tỷ trọng Tốc độ nổ (m/s) Năng lượng nổ (Kcal/kg) Khả nổ 00C Mặt sau tháng Khả nổ sau tháng Năng lượng nổ (Kcal/kg) sau tháng NaNO Micco Đạt yêu cầu 1,17 5288 NaNO Trung Quốc Đạt yêu cầu 1,17 5130 NaNO mẫu EPC Đạt yêu cầu 1,19 5305 771 735 791 Nổ hoàn toàn Nổ hoàn toàn Nổ hoàn toàn Đạt yêu cầu Đạt yêu cầu Đạt yêu cầu Nổ hoàn toàn Nổ hoàn toàn Nổ hoàn toàn 758 711 758 Từ kết thử nghiệm cho thấy, sản phẩm thuốc nổ nhũ tương sử dụng dung dịch hỗn hợp từ NH NO NaNO cho chất lượng sản phẩm tốt, trì chất lượng (mặc dù có giảm sút theo thời gian) nguyên nhân giảm sút lượng nổ bóng khí thỏi thuốc q trình bảo quản bị vỡ hịa trộn vào dẫn đến ảnh hưởng đến chất lượng thỏi thuốc Quá trình thực nghiệm cho thấy nguồn nguyên liệu NaNO có mặt Việt Nam hồn tồn thay nguồn nguyên liệu từ đối tác EPC Bảng 4.17 Kết thử nghiệm sản phẩm CE21-TS60 thay NaNO3 Chỉ tiêu Mặt Tỷ trọng Tốc độ nổ (m/s) Năng lượng nổ (Kcal/kg) Khả nổ 00C Mặt sau tháng Khả nổ sau tháng Năng lượng nổ (Kcal/kg) sau tháng NaNO Micco Đạt yêu cầu 1,22 5401 NaNO Trung Quốc Đạt yêu cầu 1,24 5368 NaNO mẫu EPC Đạt yêu cầu 1,21 5580 781 755 801 Nổ hoàn toàn Nổ hoàn toàn Nổ hoàn toàn Đạt yêu cầu Đạt yêu cầu Đạt yêu cầu Nổ hoàn toàn Nổ hoàn toàn Nổ hoàn toàn 776 749 792 59 Việc sử dụng vi cầu thủy tinh để sản xuất thuốc nổ nhũ tương mang lại hiệu cao mặt lượng nổ tính ổn định sản phẩm vi cầu thủy tinh sử dụng thuốc nổ nhũ tươn có cấu trúc bền vững từ bóng khí bền bảo quản, lưu trữ Tỷ trọng thuốc nổ nhũ tương lớn lượng nổ tốc độ nổ thuốc nổ nhũ tương sử dụng vi cầu thủy tinh lớn thuốc nổ nhũ tương dùng phương pháp gia khí hóa học sử dụng chất gia khí NaNO Hình 4.11 Các bóng khí thuốc nổ nhũ tương 4.4.2 Quá trình thử nghiệm pha chất cháy Q trình thay đổi, tối ưu hóa việc sử dụng chất cháy sản xuất thuốc nổ nhũ tương phức tạp, chất sử dụng làm pha chất cháy thuốc nổ nhũ tương hóa chất hữu cơ, việc phân tích tiêu, thành phần hóa chất gặp phải khó khăn định, độ bền thuốc nổ nhũ tương thường định chất cháy, việc lựa chọn nguồn chất cháy phù hợp, an tồn, mang lại hiệu kinh tế cao vơ quan trọng, nguồn cung chất cháy Việt Nam việc lựa chọ nguồn cung chất cháy ổn định, số lượng công nghiệp thách thức trình thử nghiệm, nghiên cứu Thử nghiệm nguồn nguyên liệu Sáp Z113 cung cấp Hàn Quốc cung cấp so với nguồn nguyên liệu định từ phía đối tác EPC 60 Bảng 4.181 Kết phân tích tiêu nguyên liệu Sáp sử dụng thử nghiệm Sáp TQ Sáp Hàn Sáp Italia Z113 cung cấp Quốc Mặt sản phẩm Màu nâu đen Màu trắng Màu vàng nhạt Nhiệt độ nóng chảy 61 74,4 75 (0C) Độ xuyên kim 17 22 25 250C (mm) IR = 82,86 IR = 87,45 IR = 94,03 Đo phổ IR so với IR = 77,97 IR = 89,93 IR = 92,87 phổ chuẩn (%) IR TB = 80,415 IR TB = 88,69 IR TB = 93,45 Tên tiêu Quá trình pha chế pha dầu sử dụng nguồn nguyên liệu kết hợp Parafin xuất xứ Trung Quốc Nhà máy sử dụng nhiều sản phẩm khác Parafin đối tác EPC cung cấp Dầu sử dụng dầu khoáng, chất hoạt động bề mặt sử dụng chất hoạt động bề mặt phiên 1254-LQ từ phía đối tác EPC cung cấp Quá trình thử nghiệm sản xuất loại sản phẩm thử nghiệm chất oxy hóa, trình pha chế chất cháy, nhận thấy nhiệt độ nóng chảy pha dầu sử dụng sáp Trung Quốc Z113 cung cấp thấp nhiệt độ nóng cháy pha dầu cịn lại Nhiệt độ nóng chảy pha dầu thấp lợi trình pha chế giảm nguồn lượng cung cấp, nhiên nhiệt độ nóng chảy thấp kéo theo nhiệt độ phân hủy pha dầu thấp ảnh hưởng đến tuổi thọ pha dầu tuổi thọ sản phẩm Bảng 4.119 Kết thử nghiệm sản phẩm CE21-TX1 thay mẫu sáp Đạt yêu cầu 1,15 5226 Sáp Hàn Quốc Đạt yêu cầu 1,17 5398 Đạt yêu cầu 1,19 5405 648 698 797 Chỉ tiêu Sáp TQ Mặt Tỷ trọng Tốc độ nổ (m/s) Năng lượng nổ (Kcal/kg) Sáp Italia Khả nổ 0C Nổ hoàn toàn Nổ hoàn toàn Nổ hoàn toàn Mặt sau tháng Khả nổ sau Đạt yêu cầu Đạt yêu cầu Đạt yêu cầu Nổ hoàn toàn Nổ hoàn toàn Nổ hoàn toàn 61 Chỉ tiêu Sáp TQ Sáp Hàn Quốc Sáp Italia 607 687 762 tháng Năng lượng nổ (Kcal/kg) sau tháng Từ kết thử nghiệm cho thấy, pha dầu sử dụng nguồn sáp Trung Quốc Z113 cung cấp cho lượng nổ tốc độ nổ thấp hơn, nhiên độ bền thuốc đảm bảo theo yêu cầu, nhiên pha dầu lại nhanh bị phá hủy trì mức nhiệt độ cao ( nhiệt độ sản xuất ≥800C), pha dầu xuất cặn lắng, điều lâu dài ảnh hưởng tới hệ thống thiết bị độ an toàn vận hành Sáp Hàn Quốc cho tiêu tương tự mẫu sáp đối tác EPC cung cấp, nguồn sáp dễ dàng mua với số lượng lớn qua đối tác trung gian hồn tồn thay nguồn sáp Italia ban đầu mà Tuy 62 nhiên cần có biện pháp nâng cao chất lượng sản phẩm cuối Năng lượng nổ (Kcal/kg) Lần Năng lượng nổ (Kcal/kg) Lần 765 768 727 735 746 732 692 680 687 698 791 Năng lượng nổ (Kcal/kg) Lần 797 Năng lượng nổ (Kcal/kg) Lần SÁP TQ SÁP HÀN QUỐC SÁP ITALIA Đồ thị 4.3 Năng lượng nổ thuốc nổ nhũ tương CE21-TS60 sử dụng mẫu sáp 800 750 700 707 677 656 726 726 769 755 772 751 709 674 678 650 600 550 Sáp TQ Sáp Hàn Quốc Sáp Italia Năng lượng nổ (Kcal/kg) sau tháng Lần Năng lượng nổ (Kcal/kg) sau tháng Lần Năng lượng nổ (Kcal/kg) sau tháng Lần Đồ thị 4.4 Năng lượng nổ thuốc nổ nhũ tương CE21-TS60 sử dụng mẫu sáp sau tháng 63 5700 5600 5500 5400 5300 5200 5100 Lần Lần Lần Lần Tốc độ nổ (m/s) Sáp TQ Sáp Hàn Quốc Sáp Italia Đồ thị 4.5 Tốc độ nổ thuốc nổ nhũ tương CE21-TS60 sử dụng mẫu sáp Việc sử dụng vi cầu thủy tinh mang lại hiệu tương tự sản phẩm thử nghiệm chất oxy hóa, kết luận sản phẩm nguồn nguyên liệu thử nghiệm Công ty TNHH MTV hóa chất 21 hồn tồn phù hợp với nguồn vi cầu thủy tinh phía đối tác EPC cung cấp sử dụng tương tự phương pháp gia khí hóa học 4.4.3 Q trình thử nghiệm chất nhũ hóa Chất nhũ hóa thành phần quan trọng sản xuất nhũ tương, phụ gia đóng vai trị khóa gắn kết hai pha chất oxy hóa chất cháy tạo nên thuốc nổ nhũ tương Chất nhũ hóa phía EPC cung cấp q trình thử nghiệm chất nhũ hóa Anfomul 1254-LQ xuất xứ Anh, nhiên trình tìm kiếm sử dụng nguồn nguyên liệu gặp nhiều khó khăn hệ chất họa động bề mặt khác xem xét đưa vào thay gồm hệ chất hoạt động bề mặt Span – LPE chất hoạt động bề mặt Lubrizol a) Thử nghiệm chất hoạt động bề mặt Lubrizol, với nguồn NH NO Thái Bình, NaNO Micco sáp Hàn Quốc 64 Bảng 4.203 Kết phân tích tiêu chất hoạt động bề mặt sử dụng thử nghiệm Chỉ tiêu Mặt Anfomul Lubrizol 1254-LQ NB2424 Chất lỏng, Chất lỏng, sánh, sánh, màu nâu màu vàng sâm Chỉ số axit ( mgKOH/g) Tỷ trọng 150C Đo phổ IR so với phổ chuẩn 17 25 0.91 0.87 92,1% 88,63% Chất hoạt động bề mặt Lubrizol có độ nhớt thấp 27.000 cPs so với 34.000 cPs trình sản xuất nhũ tương sử dụng chất hoạt động bề mặt có độ nhớt thấp hơn, màu sắc sáng so với chất hoạt động bề mặt Anfomul 1254-LQ Tỷ lệ pha trộn pha dầu: Dầu khoáng: 10%; Sáp 30%; Parafin 36%; chất hoạt động bề mặt 24% Nhiệt độ pha chất cháy 85 ± 30C Bảng 4.14 Kết thử nghiệm sản phẩm sử dụng chất hoạt động bề mặt Lubrizol Anfomil 1254-LQ Anfomul 1254-LQ Đạt yêu cầu 1,17 5440 Lubrizol NB2424 Đạt yêu cầu 1,18 5370 742 736 Khả nổ 0C Nổ hoàn toàn Nổ hoàn toàn Mặt sau tháng Khả nổ sau tháng Năng lượng nổ (Kcal/kg) sau tháng Đạt yêu cầu Đạt yêu cầu Nổ hoàn toàn Nổ hoàn toàn 735 727 Chỉ tiêu Mặt Tỷ trọng Tốc độ nổ (m/s) Năng lượng nổ (Kcal/kg) 65 Quá trình thử nghiệm cho thấy chất hoạt động bề mặt Lubrizol hồn tồn tương thích với điều kiện sản xuất, chất lượng nhũ tương sản xuất chất hoạt động bề mặt Lubrizol ổn định, sau khoảng thời gian dài (12 tháng, chất lượng nhũ tương đảm bảo) Đối với chất hoạt động bề mặt Lubrizol dùng sản xuất thuốc nổ nhũ tương dạng rời, so sánh với thuốc nổ nhũ tương dạng thỏi cho thấy, tốc độ nổ thuốc nổ nhũ tương dạng rời thấp hơn, nhiên có độ ổn định tốt đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn thuốc nổ nhũ tương dạng rời 5446 5420 5120 LẦN 5440 5131 LẦN TNNT Thỏi 5438 5118 LẦN 5112 LẦN TNNT dạng rời Đồ thị 4.6 So sánh tốc độ nổ thuốc nổ nhũ tương sử dụng chất hoạt động bề mặt Lubrizol Đặc biệt, thuốc nổ nhũ tương dạng rời sử dụng chất hoạt động Lubrizol, sau trình lưu trữ tháng kể từ ngày sản xuất nhũ tương nền, chất lượng nhũ tương giữ đặc tính vốn có, tính chất vật lý bảo tồn, thử nghiệm sinh khí nhũ tương đảm bảo tốc độ tỉ trọng, so với chất hoạt động bề mặt phiên 1254LQ cho chất lượng cao ổn định chất hoạt động bề mặt Lubrizol hồn tồn tối ưu để đáp ứng sản xuất nhũ tương phục vụ sản xuất thuốc nổ nhũ tương rời Việt Nam b) Thử nghiệm hệ chất hoạt động bề mặt Span 80 LPE Hệ chất hoạt động bề mặt ý sử thử nghiệm sử dụng yếu tố quan trọng là: chi phí kinh tế độ bền nhũ tương Chất hoạt động bề mặt Span 80 chất nhũ hóa sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực 66 sản xuất sữa tắm, dầu gội, kem dưỡng… nên có nguồn cung đảm bảo giá thành hợp lý, T155 có độ đậm đặc cao, có tính ổn định sử dụng nhiều sản xuất thuốc nổ nhũ tương Q trình hịa trộn chất hoạt động bề mặt với tỷ lệ thích hợp yếu tố then chốt để tạo pha chất cháy ổn định, đảm bảo sản xuất thuốc nổ nhũ tương ổn định chất lượng Hình 4.6 Hệ hai chất hoạt động bề mặt Span 80 - LPE Quá trình pha chế pha dầu sử dụng hệ chất hoạt động bề mặt Span 80 LPE có vấn đề phải đạt là: nhiệt độ nóng chảy pha dầu độ nhớt nhũ tương tạo thành Bảng 4.15 Tỷ lệ pha chế hệ chất hoạt động bề mặt (Span 80/ LPE) chất lượng nhũ tương tạo thành sản phẩm CE21-TX1 Tỷ lệ (%) 50/50 55/45 60/40 Chỉ tiêu Nhiệt độ nhóng chảy 65 62 61 pha dầu (0C) Độ nhớt nhũ tương 48.300 43.700 36.400 (cPs) Mặt Đạt yêu cầu Đạt yêu cầu Đạt yêu cầu Tỷ trọng 1,27 1,23 1,18 Tốc độ nổ (m/s) 5220 5340 5280 Năng lượng nổ 638 715 702 (Kcal/kg) Nổ hoàn Nổ hoàn Nổ hoàn Khả nổ 00C toàn toàn toàn 65/35 60 30.200 Đạt yêu cầu 1,15 4807 678 Nổ hoàn toàn 67 Tỷ lệ (%) 50/50 Chỉ tiêu Mặt sau Xuất tháng kết tinh Khả nổ sau Nổ hoàn tháng toàn Năng lượng nổ 570 (Kcal/kg) sau tháng 715 55/45 60/40 65/35 Quả thuốc móp, méo Nổ hồn tồn Đạt yêu cầu Đạt yêu cầu 686 638 Nổ hoàn toàn Nổ hoàn toàn 686 681 702 681 651 678 651 570 50/50 55/45 Năng lượng nổ (Kcal/kg) 60/40 65/35 Năng lượng nổ (Kcal/kg) sau tháng Đồ thị 4.7 Chất lượng thuốc nổ nhũ tương sử dụng chất hoạt động bề mặt (Span 80/ LPE) sau lưu trữ Từ giá trị nghiệm thu cho thấy, tỷ lệ chất hoạt động bề mặt LPE cao nhũ tương đặc có tỷ trọng cao, điều ảnh hưởng đến phản ứng tạo khí nhũ tương khiến thuốc nổ nhũ tương bền có lượng nổ khơng cao tốc độ nổ cao Ngược lại tỷ lện chất hoạt động bề mặt Span 80 cao khiến nhũ tương mền, thuốc khơng ổn định dễ móp méo, tỷ lệ trộn phù hợp để sản xuất thuốc nổ nhũ tương Span 80/LPE = 55%/45% 60%/40% Từ lựa chọn tỷ lệ trộn 6/4 cho hệ chất hoạt động bề mặt ưu tốc độ nổ lượng lượng tỷ lệ 55/45 cao xét mặt lượng trì hiệu kinh tế lại chưa tối ưu Từ kết thực nghiệm nghiên cứu lựa chọn loại nguyên liệu tối ưu cho trình sản xuất thuốc nổ nhũ tương cơng ty TNHH MTV hóa chất 21 68 Các nguyên liệu lựa chọn sử dụng sản xuất với tỷ lệ định nhằm tối ưu hóa mặt chất lượng thuốc nổ nhũ tương, với tính hiệu mặt kinh phí chi phí sản xuất so sánh với sản phẩm sản xuất theo công nghệ chuyển giao, việc thử nghiệm kết hợp kết phân tích tốc độ nổ, lượng nổ với khả công phá trực tiếp khai trường khai thác với mật độ đất đá khác cho kết mang tính xác, tin cậy chất lượng thuốc nổ nhũ tương sản xuất với nguyên liệu lựa chọn 4.5 Hiệu q trình tối ưu hóa nguồn ngun liệu Cơng ty TNHH MTV hóa chất 21 Sau trình thực nghiệm đưa vào sản xuất, sản phẩm thuốc nổ nhũ tương công ty TNHH MTV Hóa chất 21 cho kết tối, chất lượng, độ bền đặc trưng nổ trì cách ổn định, suất sản xuất cải thiện, tiết kiệm nguồn vật tư lượng sản xuất - Đối với thuốc nổ nhũ tương rời sử dụng nguồn nguyên liệu NH NO thay phương pháp sản xuất ban đầu sử dụng kết hợp NaNO : Quá trình tiết kiệm 7% NaNO thay nguyên liệu NH NO , với công suất sản xuất hàng năm 1500 tấn, lượng chất oxy hóa sử dụng 1241,55 tấn, trình pha chế pha chất oxy hóa tiết kiệm 86,9085 NaNO với mức chênh lệch giá 4300 (VNĐ)/kg, Công ty TNHH MTV Hóa chất 21 tiết kiệm số tiền là: 373.706.550 (VNĐ/năm) Việc thay nguyên liệu NH NO xuất xứ từ NH NO xuất xứ Cơng ty Cơng nghiệp hóa chất mỏ thay nguồn NH NO cung cấp tập đoàn EPC với mực chênh lệch giá 0.12 USD, Công ty TNHH MTV Hóa chất 21 tiết kiệm số tiền là: 138.557 (USD) ~ 3.256.089.300 (VNĐ/năm) - Đối với thuốc nổ nhũ tương sử dụng pha chất oxy hóa sử dụng hỗn hợp NH NO NaNO : Quá trình thay NaNO cung cấp tập đoàn EPC NaNO sản xuất Cơng ty cơng nghiệp hóa chất mỏ, với cơng suất 5000 tấn/năm lượng NaNO sử dụng pha dung dịch chất oxy hóa 558 tấn/năm Mức chênh lệch 0.23 USD/kg giúp Cơng ty TNHH MTV Hóa 69 chất 21 tiết kiệm số tiền là: 128.340 (USD) ~ 3.015.990.000 (VNĐ/năm) - Đối với thuốc nổ nhũ tương sản xuất nguồn nguyên liệu Sáp Hàn Quốc thay Sáp Italia với công suất 5000 tấn/năm, lượng Sáp sử dụng pha chất cháy 105 tấn/năm Mức chênh lệch 0.38 USD/kg giúp Công ty TNHH MTV Hóa chất 21 tiết kiệm số tiền là: 39.000 USD ~ 937.650.000 (VNĐ/năm) - Đối với thuốc nổ nhũ tương sử dụng hệ hai chất hoạt động bề mặt Span80 LEP Cơng ty TNHH MTV Hóa chất 21 tiết kiệm số tiền ~ 3.218.000.000 (VNĐ/năm) Tổng số tiền chênh lệch trước sau thử nghiệm tối ưu hóa q trình sản xuất Cơng ty TNHH MTV hóa chất 21 là: 10.801.435.850 (VNĐ/năm) Bên cạnh q trình tối ưu hóa giúp Cơng ty TNHH MTV hóa chất 21 đảm bảo nguồn cung cách ổn định, chi phí vận chuyển giảm bớt, số chặng cơng nghệ giảm bớt q trình tiêu tốn nhiên liệu, đảm bảo môi trường sản xuất, trì trình sản xuất ổn định, lâu dài 70 KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG Kết luận Thuốc nổ nhũ tương sản phẩm mang lại hiệu tích cực mặt kinh tế, cơng nghiệp khai khống, giao thơng vận tải, san lấp mặt bằng, thi công xây dựng… cần sử dụng đến thuốc nổ, năm nhu cầu cài thiện chất lượng thuốc nổ điều kiện sản xuất ngày tăng cao cần có nghiên cứu, thử nghiệm có tính hiệu cải thiện chất lượng nhũ tương nâng cao hiệu sản xuất Nghiên cứu, nâng cao, tối ưu hóa nguồn nguyên liệu đầu vào trình sản xuất thuốc nổ nhũ tương Cơng ty TNHH MTV Hóa chất 21 mang lại hiệu mặt sản xuất thuốc nổ nhũ tương đơn vị công nghiệp sản xuất thuốc nổ Việt Nam, thử nghiệm, đánh giá nguồn nguyên liệu sẵn có Viêt Nam vơ đa dạng để đưa vào sản xuất thuốc nổ nhũ tương Lựa chọn nguyên liệu sản xuất thuốc nổ nhũ tương cơng ty TNHH MTV hóa chất 21 gồm: Bảng 5.1 Kết luận nguyên liệu sử dụng sản xuất thuốc nổ nhũ tương Công ty TNHH MTV hóa chất 21 STT Loại nguyên liệu Dung dịch NH4NO3 87% Hỗn hợp NH4NO3/ NaNO3/H2O , Tỷ lệ (78/12) %) Sáp Chất hoạt động bề mặt Lubrizol Hệ chất hoạt động bề mặt Span 80 – LPE Nguồn gốc Thái Bình NaNO3 Micco Hàn Quốc Mục đích Sản xuất thuốc nổ nhũ tương dạng rời Sản xuất thuốc nổ nhũ tương thỏi Sản xuất thuốc nổ nhũ tương thỏi Sản xuất thuốc nổ Australia nhũ tương thỏi, dạng rời Sản xuất thuốc nổ Malaysia nhũ tương thỏi 71 Phương hướng Việc nghiên cứu tối ưu hóa q trình sản xuất thuốc nổ nhũ tương vấn đề lâu dài cần thiết yếu tố tác động đến chất lượng, độ bề, khả linh hoạt thuốc nổ nhũ tương cần nghiên cứu, đánh giá thử nghiệm chuyên sâu nữa, việc sử dụng nguyên liệu chất tăng nhạy, chất gia khí, nhũ hóa, loại ngun liệu tăng tính an tồn cho thuốc nổ nhũ tương cần có thêm thời gian để đánh giá hoàn thiện Bên cạnh nghiên cứu nguyên liệu cho sản xuất, nghiên cứu để tạo loại thuốc nổ nhũ tương sử dụng cơng trình xây dựng với lượng nổ thiết lập cách xác, tạo vết cắt, hốc, lỗ xác tính tốn thực vấn đề để tiếp tục nghiên cứu phát triển Thuốc nổ nhũ tương có đặc tính tuyệt vời để người khai thác sử dụng hoạt động sản xuất cơng nghiệp Hiện q trình sản xuất thuốc nổ nhũ tương dạng thỏi trì mức nhiệt độ cao (85 ÷ 900C), q trình sản xuất nhiệt độ cao gây lãng phí phải trì nguồn lượng để pha dung dịch trạng thái lỏng, bên cạnh tính an tồn hệ thống máy móc phải hoạt động thời gian dài nhiệt độ cao, việc đưa Ca(NO ) vào pha chất Oxy hóa giải vấn đề nhiệt độ kết tinh cao pha dung dịch, nhiên Ca(NO ) pha dung dịch lại chưa ổn định q trình phản ứng tạo khí tăng nhạy thuốc nổ nhũ tương độ bền pha dung dịch, cần có phương pháp để ổn định phản ứng tạo khí tăng độ bền pha chất Oxi hóa Đây mục tiêu xác định cần có nghiên cứu tìm giải pháp thời gian tới nhằm nâng cao hiệu trình sản xuất thuốc nổ nhũ tương Công ty TNHH MTV hóa chất 21 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Cơng ty TNHH MTV hóa chất 21, Giáo trình đào tạo công nghệ sản xuất thuốc nổ nhũ tương, 2016 [2] Cơng ty TNHH MTV hóa chất 21, Giáo trình vật liệu hỏa cụ, 2015 [3] Ngô Văn Tùng, Lý thuyết công nghệ sản xuất thuốc nổ công nghiệp [4]Hà Ngọc Thiện, Vương Văn Trường, Nguyễn Đức Nghĩa, Nguyễn Thọ Trường, Lê Khắc Đạo, Nghiên cứu chế tạo sáp phức hợp dùng sản xuất thuốc nổ nhũ tương [5]DZERJINSK Thuốc nổ nhũ tương công nghiệp, 2017 [6]Cheng Ya F., Ma H H., Shen Zh W., Detonation characteristics of emulsion explosives sensitized by MgH2, Combustion, Explosion, and Shock Waves, 2013 [7] Fumio Takeuchi, Masao takahashi, US Patent 4394198,Water - in – oil explosives composition, 1981 [8] John B Halander, US Patent 6113715,Method for forming an emulsion explosive composition, 1998 [9] Колганов Е.В., Соснин В.А., Эмульсионные промышленные взрывчатые вещества - 2-я книга, - Дзержинск Нижегородской обл.: Изд-во ГосНИИ « Кристалл», 2010 [10] Lee F McKenzie, US Patent 4931110, Emulsion explosives containing a polymeric emulsifier, 1990 [11] https://oxychemicals.com.vn/product/sorbitan-oleate-span-80/ [12] https://vi.wikipedia.org/wiki/Nhũ_tương 73 ... chuyền sản xuất thuốc nổ nhũ tương Cơng ty TNHH MTV hóa chất 21 42 3.1.2 Công nghệ sản xuất thuốc nổ nhũ tương dạng thỏi 46 3.1.3 Nguyên vật liệu tiêu nguyên vật liệu sản xuất thuốc nổ. .. NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu, nâng cao, tối ưu hóa nguồn nguyên liệu đầu vào trình sản xuất thuốc nổ nhũ tương Cơng ty TNHH MTV Hóa chất 21 CHU HẢI QUÂN Ngành Quản lý công nghiệp Giảng viên... q trình biến đổi hóa nổ Hình 1.2 Quá trình sản xuất thuốc nổ nhũ tương Hình 1.3 Cấu tạo thuốc nổ nhũ tương 10 Hình 3.1 Tổng quan dây chuyền sản xuất thuốc nổ nhũ tương Công ty TNHH