Thiết kế phân xưởng sản xuất va(1)

Đồ án tốt nghiệp phân xưởng sản xuất VA Thiết kế MỞ ĐẦU Phần I : Tổng quan lý thuyết .4 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU CỦA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT I – Axetylen .4 II Axit axetic 10 II.1- Giới thiệu: [6] .10 II.2 - Tính chất vật lý: [4,6] .11 II.3 - Tính chất hóa học: [2,4] .14 II.4 - ÖÙng duïng: [6,7] 17 II.5 - Các phương pháp sản xuất axit axetic: [4,6,7,8] 18 CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU VỀ SẢN PHẨM VINYL AXETAT .21 I- Giới thiệu chung: [4,9] 21 II-Tính chất vật ly ù: [4,9,10] 21 III-Tính chất hóa học: [4,9,10] .22 III.1 - Phản ứng cộng: 22 III.2 - Phản ứng oxy hóa: 25 III.3 - Phản ứng trùng hợp: .25 III.4 - Phản ứng đồng trùng hợp: 26 III.5 - Phản ứng thủy phân VA, PVA: 26 III.6 - Từ VA tạo vinyl este khác: 27 IV- Tình hình sản xuất sử dụng VA: 27 IV.1- Tình hình sản xuất VA: [4,7,10] 27 IV.2 - Tình hình sử dụng VA: [4,7] 28 V- Phân loại, tiêu chuẩn bảo quản VA:[9] 29 V.1-Phân loại: .29 V.2- Tiêu chuẩn: 29 V.3- Baûo quaûn: 30 CHƯƠNG III:GiớI THIệU CáC PHƯƠNG PHáP SảN XUấT VA 31 I- Giíi thiƯu chung: [9] 31 II-Phơng pháp tổng hợp VA từ Etylen Axit axetic: [9,10] 31 II.1- Công nghệ tổng hợp VA từ C2H4 CH3COOH pha láng: (h·ng ICI) [9,10] .32 II.2- Công nghệ tổng hợp VA từ etylen axit axetic pha khÝ (h·ng USI Chemicals): [9,10] 35 II.3- C«ng nghệ tổng hợp VA từ etylen axit axetic pha khÝ: .38 ( H·ng Hoechst – Bayer) [7] 38 III- Phơng pháp tổng hợp VA từ axetylen axit axetic: [9] 42 III.1-Công nghệ tổng hợp VA từ C2H2 CH3COOH pha láng: [4,10] 42 III.2- Công nghệ tổng hợp VA tõ axetylen vµ axit axetic pha khÝ: [4,16] 45 IV- Các phơng pháp sản xuất VA khác: 53 IV.1- Công nghệ tổng hợp VA tõ etyliden diaxetat: [7,9,10] 53 IV 2- C«ng nghƯ tổng hợp VA từ metyl axetat, CO H2: (Halcon) [7] 53 IV.3 - Phơng pháp nhiệt phân etylen glycol diaxetat: (Halcon) [7] 54 IV.5 - Phơng pháp tổng hợp VA từ CH2 = CHCl CH3COONa: 55 SVTH: Trần Hữu Dũng ẹo aựn toỏt nghiệp phân xưởng sản xuất VA Thiết kế IV.6 - Phơng pháp tổng hợp VA từ isopropyl axetat CH3CHO: 55 IV.7 - Phơng pháp tổng hợp VA từ ClCH2  CH2Cl vµ CH3COOH: 55 V- Lùa chän vµ thuyết minh dây chuyền công nghệ: 56 VI - KÕt luËn tæng quan: 57 Phần II: TíNH TOáN CÔNG NGHệ .59 Ch¬ng I: Tính toán vật chất cho thiết bị phản ứng 59 I.1 Tính lợng VA cần sản xuÊt mét giê 59 I.2 Quy đổi thành phần nguyên liệu sang phần trăm khối lợng 60 I.3 Lợng vật chất vào thiết bị phản ứng 61 I.4 Lợng vật chất khỏi thiết bị phản ứng .66 Chơng II Tính toán thiết bị .80 III.1 BÒ mặt trao đổi nhiệt thiết bị phản ứng 80 III.2 Tính đờng kính thiết bị phản ứng 82 III.3 Tính số ngăn thiết bị phản ứng 84 III.4-Tính đáy nắp thiết bị phản ứng: .94 III.5-Tính chiều cao thiết bị phản ứng: 95 III.6-Tính đường kính ống dẫn: 95 PHÇN III: THIÕT KÕ X¢Y DùNG 97 I.Chọn địa điểm xây dựng: 97 II.ThiÕt kÕ mỈt nhà máy: 98 Phần IV: An toàn lao động 105 PhÇn V: TÝnh to¸n kinh tÕ .106 I.Mục đích nhiệm vụ tính to¸n kinh tÕ: 106 II.Néi dung tÝnh to¸n kinh tÕ: 106 KẾT LUẬN 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO 113 SVTH: Trần Hữu Dũng ẹo aựn tốt nghiệp phân xưởng sản xuất VA Thiết kế MỞ ĐẦU Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ kinh tế quốc dân, lãnh đạo đảng nhà nước, ngành công nghiệp hoá học có đóng góp to lớn cho kinh tế, đặc biệt ngành công nghiệp tổng hợp hữu - lọc hoá dầu, chế biến khí Sử dụng nguồn nguyên liệu dồi sẵn có dầu mỏ, khí tự nhiên, than đá Quá trình tổng hợp hữu tạo nhiều sản phẩm có giá trị ứng dụng thực tiễn như: cao su, thuốc nhuộm, dược phẩm, sơn, sợi Một monome quan trọng công nghệ VA, VC … VA biết đến vào đầu kỷ 20 nhà bác học Klatte tổng hợp từ axetylen axit axetic pha lỏng Và từ đến công nghiệp sản xuất vinyl axetat ngày phát triển mạnh mẽ, xuất thêm nhiều công trình nghiên cứu tổng hợp vinyl axetat nhằm làm cho trình tổng hợp vinyl axetat phong phú hoàn thiện Hiện phát triển mạnh mẽ ngành công nghiệp lọc hoá dầu, nên giới thay phương pháp sản xuất vinyl axetat từ axetylen etylen Trên giới sản lượng vinyl axetat sản xuất từ etylen chiếm khoảng 80%, từ axetylen chiếm 20% Năm 1985 lượng vinyl axetat sản xuất Mỹ 960.200 tấn/năm, Đông Âu 200.000 tấn/năm, Nhật 402.930 tấn/năm, đến năm 1994 tổng sản lượng Châu Âu Mỹ 3,8.10 tấn/năm Gần năm 1997 Đông Nam Á xây dựng nhà máy sản xuất vinyl axetat từ etylen với suất 150.000 tấn/năm Ở Việt Nam ngành tổng hợp hữu – hoá dầu chưa phát triển mạnh, nên nhà máy sản xuất vinyl axetat chưa xây dựng Song với phát triển đất nước, tiến hành công nghiệp hoá, đại hoá để đến năm 2020 nước ta trở thành nước công nghiệp, nhà máy lọc dầu số 1, số …sẽ hoàn thiện, nơi cung cấp nguyên liệu cho nhà máy sản xuất vinyl axetat Vì nhà máy sản xuất vinyl axetat thiết đời để đáp ứng yêu cầu kinh teỏ SVTH: Trần Hữu Dũng ẹo aựn toỏt nghieọp phân xưởng sản xuất VA Thiết kế Phần I : Tổng quan lý thuyết CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU CỦA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT I – Axetylen I.1 TÝnh chÊt cña axetylen: C2H2 [1,2,3,4,5] I.1.1 TÝnh chÊt vËt lý axetylen nhiệt độ thờng axetylen chất khí không màu, đợc đặc trng số vật lý sau: Bảng 1: Các số vật lý axetylen Đại lợng vật lý Nhiệt độ ngng tụ Giá trị 83,3 o C ( áp suất 0,102 Mpa ) Nhiệt độ phân huỷ tới +35,5 o C hạn Nhiệt nóng chảy 5,585 KJ / mol Nhiệt hoá 15,21 KJ / mol áp suất phân huỷ tới 6,04 Mpa hạn Trọng lợng phân tử 26,02 Kg / Kmol Tại C áp suất 101,3 Kpa Trọng lợng riêng 1,173 Kg / m CP 42,7 J mol-1.K-1 CV 34,7 J / mol-1.K-1 §é nhít ®éng häc 9,43 Pa.s §é dÉn nhiƯt 0,0187 A/ m Tốc độ truyền âm 341 m/s Hệ số nén 0,9909 SVTH: Trần Hữu Dũng ẹo aựn toỏt nghieọp phaõn xưởng sản xuất VA Entapy Entropy Thiết kế 8,32 KJ / mol 197 J / mol Axetylen có khả tạo hỗn hợp nổ với không khí giới hạn rộng: từ 20% đến 80% thể tích Giới hạn áp suất nguy hiểm 0,2 Mpa Axetylen có khả dễ dàng tạo hỗn hợp nổ với với Flo, Clo, dới tác dụng ánh sáng Do để tránh cháy nổ ngời ta thờng pha thêm khí trơ, Hyđrô, Amoniac vào thùng chứa axetylen vận chuyển Axetylen không bị phân hủy dới điều kiện nhiệt độ thờng áp suất khí Tuy vậy, axetylen hợp chất không bền mặt nhiệt động, bị phân huỷ tạo cacbon hydro kÌm theo tiÕng nỉ Ph¶n øng nỉ cã thĨ đợc khơi mào nhiệt, thuỷ ngân, tự nổ dới áp suất lớn áp suất khí Khi phân huỷ axetylen xảy phản ứng nổ nhiệt độ lên đến 28000C C2H2 2C + H2 H = -54,2 kcal/mol Khi ë ¸p suÊt 0,2 MPa, phân rà có đặc điểm cục bộ, không nguy hiểm áp suất cao hơn, phân rà có đặc tính nổ với sóng kích nổ lan truyền víi vËn tèc lín h¬n 1000m/s Sù dƠ nỉ cđa axetylen giảm đợc thêm vào khí trơ, chúng tích nhiệt phân rà ngăn cản nổ axetylen Sự dễ nổ axetylen tăng có mặt kim loại có khả tạo thành axetilua, tính chất cần phải đợc ý chọn nguyên liệu chế tạo thiết bị Để đề phòng phát nổ sản xuất hay tổng hợp khác, ngời ta cố gắng thực phản ứng áp suất 0,2 Pa (giới hạn không nguy hiểm) Khi bắt buộc phải làm việc dới áp suất cao, ngời ta làm loÃng axetylen N 2, chất phản ứng Khi nÐn axetylen, ngêi ta sư dơng m¸y nÐn axetylen đặc biệt, có SVTH: Trần Hữu Dũng ẹo án tốt nghiệp phân xưởng sản xuất VA Thiết kế tốc độ dịch chuyển chậm, mức độ nén nhỏ nhiệt độ khí sau cấp máy nén không cao 100 OC Axetylen có giới hạn nổ rộng C 2H2 dễ dàng tạo thành hỗn hợp với Flo, Clo, tác dụng với ánh sáng Khi vận chuyển phải pha thêm khí trơ, hydro, amoniac để giảm khả cháy nổ Một tính chất quan trọng axetylen khả hoà tan lớn nhiều so với hydrocacbon khác Nó hoà tan tốt dung môi cã cùc: ë 200C mét thĨ tÝch níc hoµ tan thể tích axetylen, độ hoà tan giảm nhiệt độ tăng Axetylen hoà tan tốt nhiều dung môi hữu dung môi vô khác, 200C mét thĨ tÝch axeton hoµ tan 25 thĨ tÝch axetylen Tính chất hoà tan tốt axetylen đợc ứng dụng trình điều chế tách khỏi hỗn hợp khí làm cách dễ dàng nh ứng dụng để vận chuyển, chứa đựng, bảo quản Muốn chuyên chở axetylen đợc nhiều tránh nguy hiểm nổ, ngời ta cho axetylen hoà tan axeton díi ¸p st 12-15 at, díi ¸p st nµy mét lÝt axeton cã thĨ hoµ tan 300 lÝt khí axetylen Bình thép chứa dung dịch axetylen axeton nguy hiểm so với axetylen lỏng, dùng thêm khối xốp vô chất đầy bình Axetylen hợp chất thu nhiệt, đốt cháy thoát lợng nhiệt lớn Khi dùng hỗn hợp axetylen - oxy làm khí hàn, cắt kim loại màu, muốn hàn tốt phải sử dụng khí trơ (argon) để oxy không tiếp xúc trực tiếp bề mặt kim loại hàn Axetylen cháy không khí cho lửa sáng, tạo CO H2O toả lợng nhiệt lớn, khả sinh nhiệt axetylen 13.387 Kcal/m3 SVTH: Trần Hữu Dịng Đồ án tốt nghiệp phân xưởng sản xuất VA Thieát keá C2H2 + O2  CO2 + H2O I.1.2 Tính chất hoá học Axetylen hydrocacbon không no có công thức phân tử C2H2, công thức cấu tạo CH CH, liên kết ba xen phủ hai liên kết (năng lợng liên kết lần lợt 38,39 26,99 Kcal/mol) có khả hoạt động lớn (thể rõ tính không no) liên kết (năng lợng liên kết 62,77 Kcal/mol) I.1.2.1 Phản ứng kết hợp Các Phản ứng cộng vào liên kết ba diễn theo giai đoạn: giai đoạn chuyển nối ba thành nối đôi, giai đoạn thứ chuyển nối đôi thành nối đơn - Cộng hợp với H2 cho ta etylen, phản ứng tiến hành xúc tác Paladi p = 1at vµ 250 3000C: CH  CH + H2 t0 250 300 Cp = Xt Pd, 1at H= -41,7 Kcal/mol CH2 = CH2 - Céng hỵp víi H2 víi xóc t¸c Ni, t0: Ni CH  CH + 2H2 CH3 - CH3 t0 - Axetylen t¸c dơng với nớc có xúc tác thuỷ ngân H2SO4 tạo thành axetaldehit: Hg CH CH + H2O [CH2=CH-OH]  CH3 - CHO ++ 75 100 C s¾t 360 4500C, C2H2 tác dụng với - Khi có oxit kẽm oxit nớc tạo thành axeton: 2CH  CH + 3H2O  CH3 - CO - CH3 + CO2 + 2H2 - Víi c¸c Halogen : Cl2 , F2 , Br2 + h CH  CH + Br2 CHBr2 SVTH: Trần Hữu Dũng H + Br2 C=C Br CHBr  Đồ án tốt nghiệp phân xưởng sản xuất VA Thiết kế Br H Khi cộng hợp với Cl2 pha khí, phản ứng xảy mÃnh liệt dễ gây nổ, điều kiện kỹ thuật ngời ta thực phản ứng cộng trực tiếp clo vào axetylen khối xèp - C2H2 t¸c dơng víi Hydro Clorua cho ta Vinyl clorua: CH  CH + HCl  CH2 = CHCl Quá trình tiến hành pha khí có HgCl tham gia làm xúc tác, thực 150 1800C - Cộng với H2SO4 tạo thành Vinyl sunfo : CH  CH + H2SO4  CH2 = CH - OSO3H - ë nhiƯt ®é 800C cã CuCl2, C2H2 t¸c dơng víi HCN cho ta Acrylonitril: Xt 800 C halogen HC  CH + HCN - Céng hỵp với muối tạo hợp chất đồng phân cis trans: HgCl H C=C Cl H2C = CH – CN H H H CH  CH + HgCl2 C=C Cl cis HgCl -Phản ứng cộng alcol cộng axit cacboxylic Tợng tự phản ứng cộng nớc, dới tác dụng xúc tác thuỷ ngân sunfat, tốt xúc tác CCl3-COOH, BF3 HgO, axetylen cộng với alcol tạo ete vinylic, céng víi axit cacboxylic t¹o este cña alcol vinylic CH  CH+HOC2H5  H2C=CH-O-C2H5 CH  CH + RCOOH  CH2 = CH – COOR C¸c ete vinylic, nh este vinylic làm nguyên liệu để tổng hợp vật liệu polyme có nhiều ứng dụng kỹ thuật SVTH: Trần Hữu Dũng Đồ án tốt nghiệp phân xưởng sản xuất VA Thiết kế -Ph¶n øng víi aldehit formic Axetylen cã thĨ tác dụng với aldehit formic tạo thành butindiol 1-4 (chất làm bóng mạ Niken): xt CH CH + 2HCHO HOCH2-CC-CH2OH I.1.2.2 Tính axit Nguyên tử hydro đính vào nguyên tử cacbon mang liên kết ba linh động, alkin loại có tính axit yếu tham gia phản ứng với kim loại Trong axetylen có hai nguyên tử hydro đề đính vào cacbon mang nèi ba v× vËy tÝnh axit cđa nã mạnh alkin khác Axetylen có tính axit yếu nớc, nhng lại mạnh tính axit amoniac, etylen etan - Khi tác dụng axetylen với kim loại kiềm, Cu, Ag, Ni, Hg, Co, Zn, tạo thành axetylenit kim lo¹i rÊt dƠ nỉ [Cu(NH3)2] CH  CH + 2Cu + Cu - C  C - Cu + H2 -Tác dụng với Natri kim loại NaNH2 CH  CH + 2Na o 150 C NaC  CNa + H2 I.1.2.3 Phản ứng trùng hợp - Trùng hợp mạch thẳng Dới tác dụng muối đồng I tạo thành vinyl axetylen CuCl2 2HC CH CH2 = CH - C CH 800C Phản ứng có ý nghÜa quan träng v× tõ vinyl axetylen cã thĨ điều chế butadien CH2=CH-CH=CH2 (cộng hydro) SVTH: Trần Hữu Dịng Đồ án tốt nghiệp phân xưởng sản xuất VA Thieỏt keỏ cloropren CH2=CH-CCl=CH2 (cộng HCl) nguyên liƯu tỉng hỵp cao su Axetylen cịng cã thĨ trùng hợp ba phân tử tạo thành divinyl axetylen CH 2=CH-CC-CH=CH2, bốn phân tử tạo thành 1,5,7 octatrien CH 2=CH-C C-CH=CH-CH=CH2 Khi có mặt bột đồng vệt oxy 200-250 OC, axetylen trùng hợp tạo thành Polime (CH)n gọi cupren Đó chất bột vô định hình, khối lợng phân tử lớn, không tan nớc dung môi hữu cơ, thờng đợc dùng làm chất cách điện - Trùng hợp mạch vòng Khi cho axetylen ®i qua èng nung ®á tíi 600-800 OC, axetylen sÏ trïng hỵp cho mét chÊt nhùa cã chứa sản phẩm benzene (28%), sản phẩm phụ khác nh toluen, naphtalen hydrocacbon thơm ngng tụ khác, tơng tự sản phẩm trình chng cất nhựa than đá Phản ứng tạo thành benzen u phản ứng tiến hành xúc tác than hoạt tính 600O C 3CH CH C6H6 C* benz en I.1.3 Phơng pháp Sản xt axetylen I.1.3.1 §iỊu chÕ tõ cacbua canxi Cacbua canxi thu đợc từ oxit canxi cốc lò hồ quang điện, phản ứng xảy mÃnh liệt đòi hỏi nguồn lợng điện dự trữ lớn Đây yếu tố định giá thành axetylen sản xuất đợc Khi thuỷ phân cacbua canxi nớc ta thu đợc axetylen (phản ứng toả nhiều nhiệt) hồ quang điện SVTH: Trần Hữu Dũng 10 ẹo aựn toỏt nghieọp phaõn xửụỷng saỷn xuaỏt VA Thieỏt keỏ Bảng 26: Các hạng mục công trình phân xởng STT Tên hạng mục công trình Số lợng Dài (m) Rộng (m) Diện tích (m2) Nhà hành (2 tầng) 36 18 648 Nhà sản xuất (2 tầng) 60 18 1080 Nhà chứa nguyên liệu đầu vào 24 12 288 Nhµ chøa vinyl axetat 48 12 576 Phòng kiểm tra chất lợng 18 162 Nhà để xe ô tô 24 216 Nhà để xe đạp, xe máy 24 216 Nhà ăn, hội trờng 36 12 432 Nhà xử lý khí thải 12 108 10 Nhà xử lý nớc thải 12 108 11 Trạm bơm 12 108 12 BĨ cha níc 12 108 13 Nhµ chứa dầu tải nhiệt 18 12 216 14 Phòng thờng trực 4 64 15 Nhà sửa chữa khí 24 12 288 16 Khu đất dự trữ 48 24 1152 17 Phòng thí nghiệm 18 162 18 Tr¹m biÕn thÕ 18 162 19 Nhà phòng cháy chữa cháy 18 162 20 Nhµ vƯ sinh vµ nghØ thay ca 18 162 21 Nhà sửa chữa điện 18 162 SVTH: Trần Hữu Dũng 128 ẹo aựn toỏt nghiệp phân xưởng sản xuất VA Tỉng diƯn tÝch Thiết keỏ 6.580 Vì nhà sản xuất có dây chuyền sản xuất, tính chất đặc diểm sản xuất gần giống liên quan với thiết kế mặt phân xởng theo phơng pháp hợp khối Diện tích xây dựng nhà máy là: 6.580 (m2) Vì nhà máy hóa chất thờng có Kxd = 25 - 30 %; Ksd = 65 - 75% nªn ta cã thể chọn hệ số sử dụng hệ số xây dựng là: Hệ số xây dựng : Kxd = 25% HƯ sè sư dơng lµ : Ksd = 68% Vậy tổng diện tích mặt nhà máy là: 26.320 ( m2 ) SVTH: Trần Hữu Dũng 129 ẹo aựn tốt nghiệp phân xưởng sản xuất VA Thiết kế PhÇn IV: An toàn lao động I.An toàn lao động: Tổ chức an toàn bảo hộ lao động nhà máy công việc tách rời khỏi sản xuất Bảo vệ tốt sức khoẻ lao động cho ngời sản xuất, cho phép đẩy mạnh sức sản xuất nâng cao xuất lao động Nguyên nhân xảy tai nạn lao động: + Thờng nguyên nhân chÝnh sau ®o kÜ tht, tỉ chøc, vệ sinh công nghiệp + ảnh hởng khí phụ, bụi Để chống bụi cần thiết phải sử dụng biện pháp tối thiểu sau: + Cơ khí hoá, tự động hoá trình sản xuất để hạn chế tác dụng hợp chất độc hại + Bao kín thiết bị + Thay đổi phơng pháp, công nghệ làm + Thông gió hút bụi + Bảo đảm vệ sinh công nghiệp Do nhà máy sử dụng nguyên liệu đầu hợp chất dễ cháy nổ độc hại nên cần thiết phải đảm bảo an toàn Nếu khối lợng lớn khí tạo áp suất cao dẫn đến nổ gây chấn thơng cho công nhân chí phá huỷ phân xởng Nh nói phòng chống cháy nổ khâu quan trọng để đảm bảo an toàn cho phân xởng Các biện pháp cần thiết để phòng chống cháy nổ: + Thay khâu sản xuất nguy hiểm khâu nguy hiểm + Cơ khí hoá, tự động hoá trình sản xuất có tính chất nguy hiểm để đảm bảo an toàn + Thiết bị đảm bảo kín hạn chế hơi, khí cháy thoát khu sản xuất + Loại trừ khả phát sinh mồi lửa nơi có liên quan tới cháy nổ Khả tạo nồng độ nguy hiểm chất cháy + Tại nơi gây cháy nổ cần đặt biển cấm, dụng cụ chữa cháy nơi dễ thấy thuận tiện thao tác SVTH: Trần Hữu Dịng 130 Đồ án tốt nghiệp phân xưởng sản xuất VA Thieỏt keỏ + Xây dựng đội ngũ chữa cháy chuyên nghiệp nghiệp d thờng xuyên kiểm tra diễn tập + Khi có cố cháy nổ xảy ra, tuỳ tính chất nguy hiểm nơi tạo cháy, cần phải nhanh chóng thi hành biện pháp kỹ thuật cần thiết khu vực lân cận nh ngừng công tắc, cắt điện, phát tín hiệu cấp cứu, chữa cháy Trên số biện pháp tối thiểu công tác phòng chống cháy nổ, bảo hộ lao động nhà máy song cần thiết phải tuyên truyền ngời thực tốt biện pháp phòng ngừa, đảm bảo an toàn trình sản xuất Phần V: Tính toán kinh tế I.Mục đích nhiệm vụ tính toán kinh tế: Khi đầu t cho nhà máy, xí nghiệp hay doanh nghiệp lợi ích kinh tế đợc quan tâm hàng đầu, điều cho biết dự án có mang lại tính khả thi hay không, việc tính kinh tế cần thiết quan trọng Tính toán kinh tế cho thấy đợc tổng giá trị dự án, từ ta nhận thấy đợc u, nhợc điểm nh cấu hoạt động dự án Nó tác động đến điều chỉnh mức cân thành phần lập lên dự án cho hợp lý nh: tổ chức kế hoạch sản xuất, tổ chức quản lý vốn đầu t, giá thành nguyên vật liệu sản phẩm Cuối điều quan trọng tính toán kinh tế xác định hiệu kinh tế dự án định xem dự án thực đợc hay không Đây vấn đề trung tâm mà ngời quản lý nh nhà kỹ thuật cần vững để thực dự án cho hiệu kinh tế đạt đợc cao II.Nội dung tính toán kinh tế: 1.Xác định chế độ công tác phân xởng: Từ tính toán phần năm có thời gian định để sửa chữa bảo dỡng tỉng céng lµ 28 ngµy Nh vËy thêi gian lµm việc thực tế phân xởng SVTH: Trần H÷u Dịng 131 Đồ án tốt nghiệp phân xưởng sản xuaỏt VA Thieỏt keỏ năm 337 ngày Một ngày làm việc 24 chia làm ca nên số làm việc năm 8088 giờ/năm Năng suất năm 67.000 1.1Nhu cầu nguyên vật liệu: Nhu cầu nguyên liệu đợc cho bảng dới đây: STT Nguyên liệu Nhu cầu nguyên Nhu cầu liệu (kg/h) năm (tấn) C2H2 12.790,24 103.447,46 CH3COOH 6.992,98 56.559,22 Dầu tải nhiệt 43.957,63 43.957,63 Xúc tác O2 62,67 506,87 Nhu cầu điện năng: + Điện dùng để chạy máy công nghiệp đợc xác định theo công thức: (KW) đó: : điện dùng để chạy máy công nghiệp năm (KW) : công suất động thứ i : thời gian chạy máy công nghệ (giờ) : hệ số phơ t¶i thêng lÊy b»ng 0,75 : hƯ sè tỉn thÊt lÊy b»ng 1,05 : thêi gian sư dơng, (h) Điện dùng để chạy máy công nghiệp đợc ghi bảng sau: Bảng nhu cầu điện công nghiệp Công Số lợng Tổng công Điện STT Tên thiết bị suất (cái) suất (KW) (KW) (KW) Bơm dầu 15 95.539, Bơm tuần 0,4 15 38.215, hoàn SVTH: Trần Hữu Dũng 132 Đồ án tốt nghiệp phân xưởng sản xuất VA Bơm sản phẩm Máy nén Tổng Thieỏt keỏ 0,5 10 5 10 31.846, 63.693 229.294 ,8 + Điện dùng thắp sáng cho phân xởng hai ca chiều đêm (16/24 giờ) đợc xác định theo công thức: (KW) đó: : số bóng đèn loại i (cái) : công suất bóng đèn loại i (KW) : thời gian sử dụng năm, (giờ) Bảng nhu cầu điện thắp sáng ST T Tên nhà Khu nhà sản xuất Các nhà lại Loại bóng (W) 220 Số lợng (cái) 100 Tổng 100 Thời gian (giờ) 5392 Nhu cầu năm (KW) 118.624 120 5392 64.704 183.328 Lợng điện tiêu thụ cho toàn phân xởng là: 229.294,8 + 183.328 = 412.622,8 (KW) SVTH: Trần Hữu Dũng 133 ẹo aựn toỏt nghieọp phaõn xửụỷng sản xuất VA Thiết kế TÝnh chi phÝ nguyªn vËt liệu, nhiên liệu lợng: Bảng chi phí nguyên vật liệu, nhiên liệu lợng STT Tên nguyên Đơn Lợng dùng Đơn giá Thành tiền liệu, lvị (VNĐ) (Triệu VNĐ) ợng năm C2H2 Tấn 25.862 4.106 103.448 CH3COOH TÊn 65.559 5.10 327.795 Xúc tác Kg 3110 32.000 100 Dầu tải nhiệt Tấn 43.960 15.000 660 Điện KW 412.622, 2.000 825 h Tổng 432.828 Tính vốn đầu t cố định: a) Vốn đầu t xây dựng (Vxd): Trong toàn phân xởng, tất mặt sản xuất rải nhựa, phân xởng thiết kế theo kiểu bán lộ thiên Ngoài nhà sản xuất phải xây dựng nhiều công trình phụ nh: nhà hành chính, nhà ăn, nhà y tế Chi phí đầu t trung bình cho xây dựng: Vxd = 10.109 (VNĐ) b) Vốn đầu t cho thiết bị, máy móc (Vtb): Máy móc thiết bị đợc chuyển giao từ đối tác nớc Chi phí cho đầu t cho dây chuyền thiết bị sản xuất VA: STT Tên thiết bị Số lợng ThiÕt bÞ trén C2H2 ThiÕt bÞ trén CH3COOH ThiÕt bị bốc Thiết bị truyền nhiệt 1 Đơn giá (triệu đồng) 30 30 1 40 50 SVTH: Trần Hữu Dũng 134 Thành tiền (triệu đồng) 30 30 40 50 Đồ án tốt nghiệp phân xưởng sản xuất VA 7,8,9 10 11 12 13 14 15,1 6,17 18 19 20 21,2 Tæn g Thiết bị phản ứng Xyclon tách bụi Thiết bị ngng tụ Máy nén khí Thiết bị phân riêng khí Thùng chứa hỗn hợp VA Bơm Thiết bị trao đổi nhiệt Tháp chng luyện Thùng chứa sản phẩm VA Thùng chứa EDA Thùng chứa axetaldehit xeton Thiết bị ngng tụ Thieát keá 2 100 10 15 20 10 200 10 30 20 30 1 10 15 20 15 35 105 3 1 5 10 601 c) Các vốn đầu t khác (Vk): Chi phí lắp đặt chiếm 20% chi phí máy móc thiết bị Chi phí dụng cụ đo chiếm 20% chi phí máy móc thiết bị Chi phí vận chuyển chiếm 10% chi phí máy móc thiết bị Vậy tổng chi phí máy móc thiết bị : 601 + 0,5 x 601 = 901.5 (triệu đồng) Bao gồm chi phí để vận chuyển, khảo sát, thiết kế, đào tạo cán bộ, vận hành thử dây chuyền chiếm 10% tổng vốn đầu t cố định V= 0,1 ( 901.5 + 1.000 + V’ ) Rót V’=211,3 (triƯu ®ång ) SVTH: Trần Hữu Dũng 135 ẹo aựn toỏt nghieọp phaõn xửụỷng saỷn xuaỏt VA Thieỏt keỏ Vậy vốn đầu t cố định là: V = 211,3 ( triệu đồng) Quỹ lơng công nhân làm việc phân xởng: Do đặc điểm qúa trình sản xuất liên tục, đợc tiến hành dây chuyền khép kín Do nhiệm vụ công nhân kiểm tra quan sát chế độ làm việc nh chất lợng sản phẩm để đảm bảo cho dây chuyền làm việc ổn định Mức lơng công nhân trực tiếp sản xuất: 3.106 (VNĐ/tháng) Lơng cán bộ, nhân viên tính theo hệ số: Bảng quỹ lơng công nhân làm việc phân xởng STT Ngành nghề Số ng- Hệ Lơng tháng Lơng ời số (VNĐ/ngời) năm (VNĐ) Giám đốc 1,5 4,5.10 54.106 Phó giám 1,4 4,2.106 100,8.106 đốc C¸n bé kü 1,3 3,9.106 93,6.106 thuËt Tổ trởng 1,2 3,6.106 129,6.106 Công nhân 24 3.106 864.106 Th ký 1 3.106 36.106 Hành 3.106 144.106 Bảo vệ 0,7 2,1.106 100,8.106 VÖ sinh 0,7 2,1.106 50,4.106 Tỉng céng 43 1.573,2.106 ChÕ ®é båi dìng cho công nhân trực tiếp sản xuất: Bồi dỡng ca đêm: (864 + 129,6).10 6.0,02 = 19,872.106 (VNĐ) Bồi dỡng độc hại: 1573,2.106 0,02 = 31,.464.106 (VNĐ) Quỹ bảo hiểm xà hội lấy 10% quỹ lơng = 157,32.106(VNĐ) Vậy tổng quỹ lơng quỹ bảo hiểm x· héi: Z2 = (1573,2 + 19,872 + 31,464 + 157,32).106 = 1.781,856.106 (VNĐ/năm) SVTH: Trần Hữu Dũng 136 ẹo án tốt nghiệp phân xưởng sản xuất VA Thiết kế Tính khấu hao: Khấu hao tài sản cố định chuyển dần giá trị vào giá thành sản phẩm làm ra, nhằm mục đích tích luỹ tiền để khôi phục hoàn toàn giá trị sử dơng cđa nã thêi h¹n khÊu hao hÕt Ta tính khấu hao theo thời gian khấu hao khác với khoản đầu t khác Nhà sản xuất có thời gian khấu hao 20 năm Mức khấu hao là: 10.109/20 = 500.106 (đồng/năm) Thiết bị máy móc lấy thời gian khấu hao 10 năm: 211,3 x 106/10 = 21,13.106 (đồng/năm) Tổng mức khấu hao toàn phân xởng là: 500.106 + 21,13.106 = 521,13.106 (đồng/năm) Khấu hao sửa chữa nên lấy 25% khấu hao bản: 521,13.106.0,25 = 130,3.106 (đồng/năm) Tổng mức khấu hao năm là: Z3 = 521,13.106 + 130,3.106 = 642,43.106 (đồng/năm) Xác định kết quả: a) Doanh thu phơng án kỹ thuật đem lại: DT = SP.GB Trong đó: DT: doanh thu năm (VNĐ) GB: giá bán sản phẩm (VNĐ/tấn) SP: lợng sản phẩm thu đợc năm (tấn) Giá bán sản phẩm đợc tính: GB = GT + TVAT + LDM Trong đó: GT: giá thành sản phẩm GT = Z = 12000000 (VNĐ/tấn) TVAT: thuế giá trị gia tăng TVAT = 5% GB LĐM: lÃi định mức SVTH: Trần Hữu Dũng 137 ẹo aựn toỏt nghieọp phân xưởng sản xuất VA Thiết kế L§M = 1% GB VËy: GB = 12000000 + 0,05.GB + 0,01.GB GB = (12000000)/0,94 = 12765957 (VN§/tÊn) Doanh thu: DT = 12765957.67000= 855,3.109 (VNĐ/năm) TVAT = 0,6.106 (VNĐ) LĐM = 0,128.106 (VNĐ) b) Lợi nhuận: LN = DT CP Trong đó: CP: Tổng chi phí phân xởng năm (VNĐ) Tên chi phí Đơn vị Chi phí Chi phí cố định Triệu đồng 1.112,8 Chi phí lu động Chi phí nguyên liệu l- Triệu đồng 432.828 ợng 1.781,8 Chi phí lơng Tổng Triệu đồng 435.722,6 Lợi nhuận: LN = 855,3.103 - 435.722,6= 419.577,4 (triệu đồng) Thời gian hoàn vốn: : mức khấu hao hàng năm (năm) Kết luận: Qua việc tính toán kinh tế đà giúp cho em hiểu biết bớc việc đầu t cho nhà máy sản xuất Với thời gian thu hồi vốn 1,06 năm cho thấy đợc tính khả thi đồ án thiết kế Tuy lần em đợc tiếp xúc với việc tính toán kinh tế gặp phải nhiều thiếu sót SVTH: Trần Hữu Dũng 138 Đồ án tốt nghiệp phân xưởng sản xuất VA Thiết keỏ trình tính toán xong tổng thể đồ án tính toán đạt đợc xác cho phép SVTH: Trần Hữu Dũng 139 ẹo aựn tốt nghiệp phân xưởng sản xuất VA Thiết kế KẾT LUẬN S au thời gian tìm tài liệu, nghiên cứu tính toán đồ án tốt nghiệp đề tài “Thiết kế phân xưởng sản xuất vinyl axetat từ axetylen với công suất 67.000 tấn/năm” Với hướng dẫn tận tình thầy cô giáo môn công nghệ hoá dược & hóa chất BVTV, đặc biệt TS Hoàng Xuân Tiến với nỗ lực thân Vì em hoàn thành đồ án thời gian quy định Tuy nhiên bước đầu làm quen với đề tài thiết kế phân xưởng sản xuất nên không tránh khỏi thiếu sót mong thầy cô giáo bạn góp ý thêm Qua đồ án em rút số kết luận sau: + Vinyl axetat monome có vai trò quan trọng công nghiệp hoá học đại, đặc biệt công nghiệp chất dẻo sợi tổng hợp + Vinyl hoá trình quan trọng trình tổng hợp hợp chất trung gian phục vụ cho việc tổng hợp sản phẩm hữu cuối có giá trị cao phục vụ đời sống Nguyên liệu cho trình sản xuất vinyl axetat etylen axit axetic Axit axetic chất hữu tương đối độc hại dễ cháy nổ Do có khả gây nguy hiểm cho người Từ lâu, công nghệ sản xuất vinyl axetat ứng dụng vào sản xuất nhiều hãng khác giới Tuy nhiên dây chuyền công nghệ hãng có ưu nhược điểm khác nhau, nhìn chung chế độ công nghệ tất dây chuyền phụ thuộc chủ yếu vào yếu tố sau: + Nhiệt độ phản ứng + Loại xúc tác dùng cho trình + Tỷ lệ cấu tử hỗn hợp nguyên liệu đầu vào Tóm lại, việc lựa chọn dây chuyền công nghệ hợp lý phải dựa vào điều kiện cuù theồ cuỷa moói SVTH: Trần Hữu Dũng 140 ẹo án tốt nghiệp phân xưởng sản xuất VA Thiết kế vùng, quốc gia Hiện nay, xu hàng đầu để lựa chọn xây dựng nhà máy sản xuất vinyl axetat phải dựa vào hiệu hiệu suất thu vinyl axetat vấn đề bảo vệ môi trường Một lần em chân thành cảm ơn thầy giáoTS Hoàng Xuân Tiến tận tình hướng dẫn em thời gian qua Hà Nội 5/2008 TÀI LIỆU THAM KHAÛO [1]- Ullmann,s encyclopedia of industrial chemistry vol A10 1996 [2]-Hoá Học Hữu tập 2- Hoàng Trọng YêmNguyễn Đăng Quang- Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội 1996 [3]-Tổng hợp hữu – Nguyễn Minh Thảo – Nhà xuất đại học quốc gia Hà Nội 2001 [4]-Tổng hợp hữu cơ- Nguyễn Mai Liên- Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội 1964 [5]-Dầu khí dầu khí Việt Nam – Trần Mạnh Trí – Nhà xuất khoa học kỹ thuật 1996 [6]- Ullmann,s encyclopedia of industrial chemistry vol A1 1996 [8]-Hoá học kỹ thuật tổng hợp hữu -Bộ môn tổng hợp hữu cơ- Trường Đại Học Bách khoa Hà Nội 1974 [9]- Encyclopedia of chemial technology vol 21 1964 [10]- Encyclopedia of polymer science and technology vol 15 1974 [11]- Nguyễn Trọng Khuông, Đinh Trọng Xoan, Đỗ Văn Đài, Nguyễn Bin, Phạm Xuân Toản, Đinh Văn Huỳnh, Trần Xoa – Sổ tay trình thiết bị công nghệ hoá chất tập – Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Noọi 1999 SVTH: Trần Hữu Dũng 141 ẹo aựn toỏt nghiệp phân xưởng sản xuất VA Thiết kế [12]- Nguyễn Bin, Đỗ Văn Đài, Lê Nguyên Dương, Đinh Văn Huỳnh, Nguyễn Trọng Khuông, Phan Văn Thơm, Phạm Xuân Toản, Trần Xoa- Sổ tay trình thiết bị công nghệ hoá chất tập 2- Nhà xuất khoa học kỹ thuật 1999 [13]-Thiết bị phản ứng tổng hợp hợp chất hữu - Trần Công Khanh- Nhà xuất khoa học kỹ thuật 1986 [14]-Cơ sở tính toán thiết bị hoá chất – Hồ Hữu Phương – Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội 1977 [15]-Tính toán trình thiết bị công nghiệp hoá chất thực phẩm tập 2– Nguyễn Bin – Nhà xuất khoa học kỹ thuật [16]-Tổng hợp hữu - hoá dầu tập 1,2 - Phan Minh Tân -Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh 1999 SVTH: Trần Hữu Dũng 142 ... bịđun ng đá y thá p 13 Thù ng a Đồ án tốt nghiệp phân xưởng sản xuất VA Thiết kế CH3COOH tuầ n hoà n Đồ án tốt nghiệp phân xưởng sản xuất VA Thiết kế II.3- Công nghệ tổng hợp VA từ etylen axit axetic... cho nhà máy sản xuất vinyl axetat Vì nhà máy sản xuất vinyl axetat thiết đời để đáp ứng yêu cầu cuỷa nen kinh teỏ SVTH: Trần Hữu Dũng ẹo án tốt nghiệp phân xưởng sản xuất VA Thiết kế Phần I :... axetaldehit sản phẩm phụ cuỷa quaự trỡnh SVTH: Trần Hữu Dũng 39 ẹo aựn tốt nghiệp phân xưởng sản xuất VA Thiết kế -Axetaldehit bị oxy hoá thành axit axetic Như axit axetic sản xuất từ etylen -Thiết