Đồ án tốt nghiệp thiết kế dây truyền sản xuất nhựa alkyt với công suất 1000 tấn năm

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHẦN I : PHẦN TỔNG QUAN I.1.Lịch phát triển Nhựa alkyt loại nhựa lâu đời nhất, sử dụng rộng rãi công nghệp sơn phần công nghiệp chất dẻo Năm 1901, Xmit có ngưng tụ anhydrit phtalic với glyxerin theo tỷ lệ mol 3:2, kết qủa đun nóng lâu hỗn hợp phản ứng nên thu nhựa cứng, suốt, sáng, không tan nước Nhược điểm polyeste từ anhydrit phtalic glyxerin dòn, cứng, mức độ hòa tan dung môi kém, khả chịu nước chịu thời tiết Năm 1927, Kienle biến tính sản phẩm axit béo dầu khô (như dầu chẩu, dầu ‘lin’…), tạo vật liệu có nhiều tính ưu việt Bắt đầu từ năm 1930 polyeste dùng rộng rãi để làm nguyên liệu tạo màng Cũng từ đó, thuật ngữ ‘ alkyt’ Kienle dùng để mô tả sản phẩm phản ứng trùng ngưng rượu đa chức với axit đa chức Trải qua nhiều năm, nhựa ankyt chiếm ưu ngành công nghiệp chất phủ bề mặt Nhựa ankyt có giá trị kinh tế cao Tuỳ thuộc vào cấu trúc mạch đại phân tử nhựa, phương pháp gia cơng điều kiện đóng rắn mà màng tạo thành có độ bền chịu hố chất Tính chất đặc biệt nhựa ankyt khả tương hợp tốt với loại nhựa, bột màu dễ sử dụng I.2.Nguyên liệu đầu Nguyên liệu đầu để tổng hợp nhựa alkyt gồm có: - Axít đa chức anhydrit - Rượu đa chức - Dầu thảo mộc - Xúc tác - Dung môi I.2.1.Axit đa chức anhydrit SINH VIÊN TRẦN ĐÌNH HỒ LỚP CNVL POLYME-K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I.2.1.1.Anhydrit phtalic (AP) AP tinh thể trắng, suốt, nóng chảy 132 0C, tan nước, rượu, ete thăng hoa Khi sử dụng AP để tổng hợp nhựa alkyt hạn chế giải phóng H2O q trình phản ứng este hoá AP điều chế cách : - Oxi hoá naphtalen điều kiện dư khơng khí + 4,5 O2 V2O5 C 500OC C O O + CO2 + H2O O - Phân hủy axit phtalic nhiệt độ cao : COOH 200 - 300 OC COOH C C O O + H2 O O I.2.1.2.Axit maleic anhydrit maleic (AM) Axit maleic : CH- COOH CH- COOH AM : CH- C CH- C O O O AM chất kết tinh thành tinh thể hình kim, nóng chảy 52,6 OC, cất 202OC áp suất khí quyển, dễ dàng tan clorofoc, benzen axeton Khi hòa tan nước, AM chuyển thành axit maleic Trong công nghiệp thường sử dụng kết hợp lượng nhỏ axit maleic AM với AP để tăng độ cứng cho màng sơn alkyt sử dụng làm chất tạo màng cho sơn AM thường điều chế cách oxy hóa benzen oxy khơng SINH VIÊN TRẦN ĐÌNH HỒ LỚP CNVL POLYME-K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP khí, có mặt V2O5 làm xúc tác nhiệt độ khoảng 400 OC : CH- C V2O5 + O2 O O + CO2 CH- C H2O O 410 – 430 OC + I.2.1.3.Các axit khác Ngoài hai axit người ta sử dụng số axit khác để tăng cường số tính chất : độcứng, độ mềm dẻo, độ bám dính,…của màng sơn alkyt sử dụng làm chất tạo màng cho sơn HOOC- CH2- CH2- CH2- CH2COOH COOH Axit terephtalic : Axit adipic : COOH COOH Axit izophtalic : COOH I.2.2.Rượu đa chức I.2.2.1.Etylenglycol Etylenglycol có cơng thức cấu tạo : HO- CH2- CH2OH Etylenglycol chất lỏng không màu, hút ẩm, không mùi, tan vơ hạn nước rượu, có nhiệt độ sôi 197,50C nhiệt độ đông đặc -130C Etylenglycol điều chế cách oxy hoá etylen với oxy khơng khí theo tỷ lệ etylen :O2 KK 1:10 , xúc tác Ag : CH2= CH2 O2 KK 220OC,Ag CH2- CH2 + H2O O CH2- CH2 OH OH I.2.2.2.Glyxerin CH2- CH- CH2 SINH VIÊN TRẦN ĐÌNH HỒ OH OH OHLỚP CNVL POLYME-K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Glyxerin có công thức cấu tạo : Glyxerin chất lỏng nhớt, hút ẩm, khơng màu, khơng mùi có vị ngọt, trộn với nước theo tỷ lệ dung môi tốt cho rượu, amin, axit nhiều muối hữu vơ khác Glyxerin có nhiệt độ sôi 2900C Glyxerin loại rượu đa chức dùng phổ biến để tổng hợp nhựa alkyt Glyxerin thường điều chế từ propylen : CH2= CH- CH3 + CH2= CH- CH2CI + 600OC,18at Cl2 HCl CH2= CH- CH2CI + CH2- CH- CH2 HOCl Cl OH Cl CH2- CH- CH2+ NaOH (dư) CH2- CH- CH2 Cl OH OH OH OH Cl I.2.2.3.Pentaeritritol Pentaeritritol có cơng thức cấu tạo : CH2- OH HO- CH2- C- CH2OH CH2- OH Pentaeritritol tinh khiết chất kết tinh, có nhiệt độ nóng chảy 260 0C, nhiệt độ sơi 2950C, nhiệt độ phòng tan phần nước, rượu este Trong công nghiệp, pentaeritriolt điều chế cách cho ngưng tụ andehit axetic (CH3CHO) với andehit focmic (HCHO) môi trường kiềm (MOH) nhiệt độ từ 30  350C CH2- OH CH3- CHO + HCHO + MOH HO- CH2- C- CH2OH CH2- OH + HCOOM I.2.2.4.Các loại rượu khác Dietylenglycol : HO- CH2- CH2- O- CH2- CH2- OH SINH VIÊN TRẦN ĐÌNH HỒ CH3- CH- CH2 OH OH LỚP CNVL POLYME-K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1,2 propylenglycol : CH3 Diphenylol propan ( Bis phenol A): HO C OH CH3 I.2.3.Dầu thảo mộc Dầu thảo mộc este glyxerin với axit béo, loại triglyxerit có chứa thêm lượng chất khơng béo Dầu thảo mộc có cơng thức cấu tạo chung : CH2- OCOR1 CH - OCOR2 CH2- OCOR3 Trong R1,R2,R3 gốc axi béo I.2.3.1.Các thành phần dầu thảo mộc + Axit béo Axit béo loại axit mạch cacbon, đơn chức, có cấu tạo mạch thẳng Axit béo dầu thảo mộc gồm có nhiều loại với cơng thưc tổng quát sau: Loại axit Công thức tổng quát Axit no (khơng có nối đơi) CnH2nO2 Axit khơng no có nối đơi CnH2n-2O2 Axit khơng no có nối đơi CnH2n-4O2 Axit khơng no có nối đơi CnH2n-6O2 Axit khơng no có nối đơi CnH2n-8O2 Axit khơng no có nối đơi CnH2n-10O2 Trong loại dầu thực vật chứa vài ba loại axit béo kể có axit no khơng no Thơng thường loại dầu có SINH VIÊN TRẦN ĐÌNH HỒ LỚP CNVL POLYME-K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP loại axit béo chủ yếu chiếm tỷ lệ cao so với axit béo khác loại dầu Dưới cấu tạo tính chất số axit béo chủ yếu có loại dầu thảo mộc : Ở nhiệt độ thường phần lớn axit không no trạng thái lỏng axit no trạng thái rắn Cụ thể axit khơng no nóng chảy nhiệt độ thấp nhiều so với axit loại no có số nguyên tử cacbon Mặt khác ta thấy độ nhớt axit béo không no bé độ nhớt axit no loại axit béo có khối lượng phân tử lớn hay có chứa nhóm - OH có độ nhớt lớn Khả hoà tan vào nước axit béo giảm dần khối lượng phân tử tăng lên, mạch cacbon khơng có cực dài có nhóm – COOH có cực Các loại axit có chứa từ 14 nguyên tử cacbon trở nên không tan nước Axit béo no tương đối bền vững, khó bị ơxy hố khơng tham gia vào phản ứng kết hợp trực tiếp Axit béo khơng no có khả phản ứng mạnh nhiều Khả phản ứng phụ thuộc vào số nối đôi khối lượng phân tử Các axit béo loại tham gia vào phản ứng kết hợp trực tiếp vị trí nối đơi với halogen, oxy, hydro… Nhưng quan trọng axit béo khơng no este chúng có khả trùng hợp tạo phân tử lớn dùng để chế tạo sơn + Glyxerin Khi oxi hố đun nóng dầu glyxerít dễ dàng bị xà phịng hố thành axit béo glyxerin Vì cơng nghiệp sản xuất xà phịng người ta sản xuất ln glyxerin để tiết kiệm Ở nước có dầu mỏ cơng nghiệp hóa chất phát triển người ta sản xuất glyxerin phương pháp tổng hợp từ propylen + Thành phần khơng béo dầu SINH VIÊN TRẦN ĐÌNH HỒ LỚP CNVL POLYME-K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Các chất không béo dầu tương đối ít, thường vào khoảng 0,1  1% trọng lượng dầu chiếm khoảng  5% thể tích dầu Phần lớn hợp chất ưu nước nên dễ dàng tách khỏi dầu mỡ chất ghét nước Dưới hợp chất không béo dầu thảo mộc – Sáp : este axit béo với rượu cao phân tử – Photphatit : este glyxerin ngồi gốc axit béo cịn có gốc axit octophotphoric – Xtêrin : rượu cao phân tử có cấu tạo nhiều vịng có nhánh phụ mạch thẳng – Chất màu : ví dụ carơtin dầu ‘lin’,dầu đậu lành… – Men : chất tăng cường q trình hố học xảy thể động vật thực vật Loại men phổ biến Lipado Khi đun nóng dầu men tác dụng I.2.3.2.Phân loại dầu thảo mộc Phân loại dầu dựa vào khả khô dầu Khả khô tính chất khơng no axit béo dầu định thường vào số iốt để phân loại : Thông thường chia làm loại : – Dầu khô : loại dầu có số iốt từ 170  200, có chứa nhiều axit béo khơng no có nối đơi liên hợp cách ly dầu lanh, dầu chẩu… – Dầu bán khơ : loại dầu có số iốt từ 120  170, có chứa axit béo khơng no có nối đơi cách ly dầu đậu nành, dầu bông, dầu ngô… – Dầu không khô : loại dầu có số iốt 110, chứa axit béo no khơng no có nối đơi dầu ơliu, dầu dừa, dầu ve… I.2.3.3.Tính chất dầu thảo mộc SINH VIÊN TRẦN ĐÌNH HỒ LỚP CNVL POLYME-K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tất loại dầu thảo mộc nhẹ nước không tan nước Chúng hồ tan ete, benzen, clorofoc, dầu xăng, riêng dầu ve có khả tan cồn khơng tan xăng dầu Khi có tác dụng kiềm, dầu bị xà phịng hố tạo thành glyxerin muối axit béo Khi có tác dụng với axit men đun nóng với nước áp suất cao nhiệt độ cao dầu bị phân huỷ tạo thành glyxerin axit béo tự Khi đun nóng dầu bị dãn nở nên trọng lượng riêng giảm xuống, tăng lên 10 giảm xuống 0,0007 g/cm3 Nhiệt độ cháy bùng dầu khoảng 190  235 OC Dầu dễ bị oxy hố oxy khơng khí tạo thành alđehyt sản phẩm oxy hố khác Q trình oxy hố q trình toả nhiệt lên dầu có khả tự bốc cháy Bình thường lượng axit béo tự dầu nhiều trường hợp độ axit dầu tăng lên làm chậm trình khơ Bảng : Một số loại dầu chủ yếu Loại dầu Khô Tên dầu Hàm lượng dầu hạt,% Axit béo có thành phần dầu,% Axit Axit Axit Axit oleic linoleic linolenoic loại no Chỉ số Iot Dầu chẩu 42- 48 12,5 - - 159- 163 Dầu ‘lin’ 36- 47 4,5 52 23 8,3 182- 204 65 10 78 142- 162 Dầu cẩm chướng 40- 60 30 58 - 7,2 131- 143 Dầu đậu nành 14- 25 32 52 114- 137 Dầu hướng dương 27- 35 39 46 - 10 119- 144 Dầu hồ đào Bán khô SINH VIÊN TRẦN ĐÌNH HỒ LỚP CNVL POLYME-K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Dầu 20- 28 30 40 - 24 100- 115 Dầu ngô - 45 41 - 12 111- 131 48- 60 - 82- 88 - - - 94 8,3- Không Dầu ve khô Dầu dừa I.2.3.4.Tinh chế dầu thảo mộc Quá trình làm dầu q trình tách hợp chất khơng béo dạng huyền phù dạng hoà tan, tách axit béo tự tách hay làm phân huỷ chất màu Hiện có phương pháp làm sau: – Phương pháp lắng : phương pháp đơn giản để tách tạp chất học – Phương pháp xử lý nhiệt : đun nóng dầu thật nhanh lên nhiệt độ cao, hợp chất keo hoà tan chất nhờn keo tụ lại Sau lắng lọc hay ly tâm tách chúng Nhưng q trình xử lý nhiệt tính chất dầu có thay đổi số iốt giảm xuống, số axit tăng lên Muốn cho tính chất dầu bị thay đổi thí phải làm nguội nhanh – Hydrat hóa : làm cho chất keo tan dầu photphatit hấp thụ nước trương lên khơng cịn khả tan dầu tách dạng keo theo hợp chất học phần chất màu – Tẩy trắng cách hấp thụ : dùng đất hoạt tính silicat nhơm ngậm nước nAl(OH)3.mSiO2.pH2O để hấp thụ tạp chất lẫn dầu – Tẩy kiềm : dựa vào phản ứng trung hòa axit dung dịch kiềm nước Xà phịng tạo khơng hồ tan vào dầu tách Các chất không béo photphatit, chất nhờn, chất màu tách SINH VIÊN TRẦN ĐÌNH HỒ LỚP CNVL POLYME-K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I.2.4.Xúc tác Rượu hoá dầu thực vật phản ứng áp dụng phổ biến tổng hợp nhựa alkyt Thực nghiệm cho thấy tốc độ phản ứng dầu thực vật rượu đa chức (penta) nhỏ nhiệt độ thấp nhiệt độ phân huỷ, nhiều loại xúc tác oxyt bazơ hay muốicủa kim loại Pb, Mn, Co, Ca, Zn, Na, Li,… dùng để tăng tốc độ hạ nhiệt độ phản ứng Người ta xác định thực phản ứng ancol nhiệt độ 200 C, xúc tác natrietylat có hoạt tính cao , khoảng 220  230 0C hợp chất chì canxi xếp vào hàng đầu, nhiệt độ cao 240 0C hydroxit kim loại kiềm có tác dụng làm tăng tốc phản ứng lớn Tuy nhiên loại xúc tác sử dụng nhiều PbO, CaO, NaOH I.2.5.Dung môi Dung môi chất lỏng dễ bay dùng để hoà tan chất tạo màng thay đổi độ nhớt sơn Một dung môi phải đáp ứng yêu cầu sau: - Có tốc độ bay theo u cầu tạo nên màng sơn có tính chất tối ưu - Tạo dung dịch có độ nhớt thích hợp cho việc bảo quản sử dụng - Có mùi chấp nhận được,có độ độc tối thiểu giá phải - Đặc tính quan trọng dung mơi khả hồ tan tốc độ bay Dung môi thường dùng cho sơn alkyt dung môi sau : - Xăng trắng (WS) hỗn hợp hydrocacbon mạch thẳng có thành phần khơng cố định Nó có tốc độ bay chậm, có mùi khơng khó chịu lắm, hồ tan đa số loại dầu, nhựa thiên nhiên, véc ni dầu nhựa, nhựa alkyt có thành phần dầu cao 50% Vì xăng trắng sử dụng rộng rãi làm dung mơi cho loại sơn trang trí bảo vệ từ chất tạo màng thường dùng SINH VIÊN TRẦN ĐÌNH HỒ 10 LỚP CNVL POLYME-K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Phân xưởng 150 30 4500 Cơng trình phụ 80 320 Phịng thí nghiệm 100 200 Phịng quản đốc 100 200 Phòng trực 100 400 Gác phụ 100 100 Tổng 5720 III.1.2 Năng lượng cho động lực Năng lượng dùng sản suất tổng kết bảng sau: STT Tên thiết bị Công suất Số Thời gian Tổng công (Kw) lượng (giờ) suất (Kw) Động cánh khuấy 1,5 15 90 Bơm chất lỏng 0,5 2,5 Bơm khí 1 5 Phịng điều hành 12 Tổng số 6,5 11 24,5 109,5 Vậy lượng điện tiêu thụ hàng năm : - Chiếu sáng: Acs=Pcs .k Trong k : hệ số đồng thời, k = 0,9 Pcs : công suất chiếu sáng, Pcs= 5,720 (kW) : thời gian tiêu thụ điện, = 2860 (h/năm) Acs= 5,720.2860.0,9 = 14724 (kW/năm) - Điện dùng sản xuất Asx=kc.Psx  kc: hệ số tiêu dùng, kc = 0,5 Psx: công suất tiêu dùng sản xuất SINH VIÊN TRẦN ĐÌNH HỒ 74 LỚP CNVL POLYME-K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Asx = 0,5.109,5.2860 = 156585 (kW/năm) Điên tiêu dùng toàn phân xưởng sản xuất: A = km.(Asx+Acs) km: Hệ số tổn hao điên áp, km=1,03 A=1,03.(14724 + 156585) = 176448 (kW/năm) III.2 Nước dùng trình sản xuất Nước dùng phân xưởng gồm nước dùng sản xuất nước dùng sinh hoạt + Nước dùng sinh hoạt Nước dùng sinh hoạt với người lao động 75l/người Số công nhân phân xưởng tham gia trực tiếp gián tiếp vào trình sản xuất 16 người Vậy nước sinh hoạt dùng ngày 75.16 =1200 (lit/ngày) + Nước dùng sản xuất - Nước dùng thiết bị ngưng tụ trình làm lạnh: 0,72.3600.8=20736(kg) - Lượng nước trung bình để rửa thiết bị phản ứng ngày : 1000(kg) Vậy tổng lượng nước dùng ngày là: 1000 + 20736 = 21736(kg) Lượng nước dùng năm sản xuất 21736.290=6303440(kg) Tương đương 6318,5(m3) SINH VIÊN TRẦN ĐÌNH HỒ 75 LỚP CNVL POLYME-K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHẦN IV: XÂY DỰNG IV.1.Lựa chọn địa điểm xây dựng Lựa chọn xây dựng nhà máy khu cơng nghiệp Nomura TP Hải Phịng Khu cơng nghiệp Nomura khu công nghiệp nằm khu quy hoạch TP Hải Phòng nhằm phát triển kinh tế vùng phía Tây Bắc thành phố, đồng thời địa điểm để di chuyển nhà máy cũ nội đô nhằm tránh ô nhiễm cho thành phố Khu công nghiệp nằm quốc lộ Hải Phòng - Hà nội, nằm cách cảng Hải Phòng 20 km nằm gần hệ thống đường sắt Hải Phòng - Hà nội Hệ thống giao thông, sở hạ tầng thành phố quan tâm đầu tư nên khu cơng nghiệp đáp ứng yêu cầu giao thông, lượng hay bảo vệ mơi trường Ngun liệu cho sản xuất nhựa bột AP, penta nhập từ Malaysia, Trung Quốc qua cảng Hải Phịng Một số phụ liệu khác nhập dễ dàng qua hướng giao thông khác đường sắt hay đường Điện, nước phục vụ sản xuất sinh hoạt cung cấp từ kênh phân phối khu cơng nghiệp Nhà máy khơng địi hỏi nhiều số lượng nhân cơng song lại địi hỏi cao trình độ cơng nhân nhà máy tuyển dụng chủ yếu từ trường đại học khu vực Việc xây dựng nhà máy sản xuất nhựa alkyt Hải Phịng có điều kiện thuận lợi nhà máy nằm gần công ty sơn Hải Phòng đơn vị tiêu thụ sản phẩm cho nhà máy Hiện thị trường sơn cơng nghiệp nước nói chung miền Bắc nói riêng có nhu cầu lớn, nhà máy đời góp phần cung cấp thêm sản phẩm có chất lượng nâng cao lực cạnh tranh sơn Việt Nam Hải Phòng thành phố có cơng nghiệp tương đối phát triển lại nằm trung tâm đồng sông Hồng, ba đỉnh tam giác kinh tế phía bắc Hà Nội Hải Phòng - Quảng Ninh nên thị trường tiêu thụ rộng lớn Từ yếu tố SINH VIÊN TRẦN ĐÌNH HỒ 76 LỚP CNVL POLYME-K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP thuận lợi nêu việc xây dựng nhà máy hồn tồn có tính khả thi IV.2.Thiết kế tổng mặt IV.2.1.Đặc điểm sản xuất nhà máy Sản phẩm nhà máy nhựa alkyt sản xuất dây chuyền công nghệ tự động nên khơng địi hỏi cao mặt Nguyên liệu sản phẩm bảo quản thiết bị kín nên có khả rị gỉ gây ô nhiễm môi trường Các thiết bị làm việc tương đối êm đềm gây ồn toả nhiệt phân xưởng không yêu cầu cao thơng gió hay sử lý nước thải Để thuận tiện bố trí thêm xưởng gia cơng sơn nhà máy.Phân xưởng địi hỏi cao thơng gió, chiếu sáng điều kiện đảm bảo môi trường làm việc an tồn cho cơng nhân Ngồi nước thải từ đòi hỏi phải xử lý trước thải hệ thống nước thải khu công nghiệp IV.2.2.Thiết kế tổng mặt Từ yêu cầu cụ thể sản xuất ta bố trí tổng mặt nhà máy theo giải pháp phân vùng sau: Nhà máy chia làm hai vùng : Vùng sản xuất bao gồm phân xưởng sản xuất, phân xưởng gia công sơn, phận phụ trợ kho tàng, phận cung cấp lượng, xử lý nước thải… Vùng hai bao gồm nhà hành cơng trình phục vụ sinh hoạt khác hội trường, nhà ăn, cơng trình phúc lợi khác Bao quanh khu vực thảm xanh rộng lớn nhằm ngăn cách tiếng ồn ô nhiễm từ khu vực sản xuất sang khu hành Phân xưởng sản xuất, kho tàng lựa chọn kết cấu nhà khung thép ZAMIL để dễ dàng thiết kế thi cơng hay sửa chữa Nhà hành cơng trình phục vụ sinh hoạt khác xây dựng nhà bê tơng kiên cố vừa an tồn vừa tạo cảnh quan cho nhà máy Các phân xưởng sản xuất nhựa gia cơng sơn bố trí trung tâm nhà máy phận phụ trợ bao quanh nhằm tạo liên hệ trực tiếp ngắn phận, phục vụ tốt cho sản xuất, vận chuyển Hướng gió chủ đạo gió đơng nam SINH VIÊN TRẦN ĐÌNH HỒ 77 LỚP CNVL POLYME-K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP nên việc bố trí cơng trình theo hướng nhà hành cơng trình phục vụ sinh hoạt phận nhiễm đầu hướng gió, phận độc hại cuối hướng gió Từ giải pháp quy hoạch diện tích xây dựng, sử dụng cơng trình sân bãi hạng mục khác ta xác định tiêu sau: Tên công trình Chiều Chiều dài (m) rộng (m) cao (m) tích (m2) Nhà xe 25 4,5 4,5 112,5 Zamil Khu hành 20 4,2x3 160 BTCT Khu sinh hoạt chung 20 10 4,2x2 200 BTCT Khu điện nước 10 90 BTCT Phòng bảo vệ 4 3,7 16 BTCT Xưởng sản xuất nhựa 18 12 14 216 Zamil Kho nguyên liệu 18 12 8,4 216 Zamil Xưởng gia cơng sơn 24 18 14 432 Zamil Xưởng khí 18 12 8,4 216 Zamil Kho sản phẩm 12 12 8,4 144 Zamil Tổng Chiều Diện Kết cấu 1802,5 Ngoài hệ thống đường sân bãi có tổng diện tích : 1800 (m2) Và diện tích khu đất : 8100 (m2) Từ số liệu ta tính hệ số K xây dựng Ksử dụng để đánh giá khả quan việc quy hoạch tổng mặt nhà máy Tổng diện tích cơng trình Kxd = = = 0,23 Diện tích khu đất Ksd = Ksd = Tổng diện tích cơng trình + tổng diện tích đường đi,sân bãi Diện tích khu đất = 0,45 SINH VIÊN TRẦN ĐÌNH HỒ 78 LỚP CNVL POLYME-K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP IV.2.3.Tổ chức hệ thống kỹ thuật Nhà máy có cơng suất trung bình, lượng hàng hố ngun liệu vận chuyển không nhiều nên hệ thống giao thông bố trí bao gồm đường lớn hai rộng 7m phục vụ cho vận chuyển hàng hố Đường giao thơng nằm ngăn cách khu sản xuất khu hành nên đảm bảo khơng giao cắt với hướng giao thông khác.Do số lượng nhân cơng nhà máy khơng nhiều nên bố trí hệ thống vỉa hè rộng 5m có trồng xanh phục vụ cho công nhân lại Các hệ thống kỹ thuật khác khu vực cung cấp dầu nóng cho thiết bị phản ứng, xử lý nước thải, điện… bố trí dọc theo phân xưởng nhằm phục vụ tốt cho sản xuất Điện chiếu sáng tổ chức đảm bảo chiếu sáng chung cho toàn phân xưởng hệ thống đòi hỏi cao chiếu sáng hay thao tác kỹ thuật bố trí chiếu sáng cục Hệ thống thoát nước tổ chức đồng tránh ngập úng vào mùa mưa Nước thải đưa trạm xử lý sơ thải hệ thống nước thải chung khu công nghiệp IV.3.Thiết kế nhà sản xuất IV.3.1.Đặc điểm sản xuất phân xưởng Nhựa alkyt sản xuất dây truyền công nghệ tự động mô tả sau : Lỏng : dầu chẩu,xylen dung mơi pha lỗng Thùng lường(3) Nồi phản ứng (1) Nguyên liệu Rắn : bột AP, bột pentaeritril Cân tự động Nồi pha loãng (2) Thùng chứa sản phẩm SINH VIÊN TRẦN ĐÌNH HỒ 79 LỚP CNVL POLYME-K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sơ đồ khối thiết bị có liên quan đến nồi phản ứng (1) : Sinh hàn làm mát (4) hỗn hợp xylen-nước Thiết bị ngưng tụ (5) Bình phân ly (6) Nồi phản ứng (1) xylen Từ sơ đồ khối dây chuyền sản xuất, ta thấy yêu cầu kỹ thuật thiết bị thùng lường (3), sinh hàn làm mát (4), thiét bị ngưng tụ (5) bình phân ly (6) phải bố trí nồi phản ứng (1) Và sản phẩm nhựa bơm từ nồi phản ứng (1) sang nồi pha loãng (2) Do ta bố trí nồi phản ứng (1) cao nồi pha loãng (2) để tạo áp lực định cho việc vận chuyển nhựa sang nồi pha lỗng (2) dễ dàng Cịn sản phẩm pha loãng nồi pha loãng (2) bơm hút qua đường tháo sản phẩm đáy thiệt bị sang thùng chứa sản phẩm (thùng chứa sản phẩm bố trí ngồi bố trí nhà sản xuất), ta bố trí thùng pha lỗng (2) có độ cao định so với nhà Các thiết bị khác bố trí độ cao khác sàn thao tác có bố trí hệ thống cầu thang thép ốp sát tường để lại thực thao tác kỹ thuật cần thiết Nguyên liệu lỏng đưa vào thiết bị phản ứng đường ống Nguyên liệu rắn đưa qua cửa nắp nồi phản ứng (1) Và khối lượng nguyên liệu rắn cho mẻ sản xuất không lớn (khoảng 600 kg) Hơn khối lượng thiết bị không lớn (khoảng ) Do lý SINH VIÊN TRẦN ĐÌNH HOÀ 80 LỚP CNVL POLYME-K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP trên,ta sử dụng monoray để đưa nguyên liệu vào thiết bị để di chuyển thiết bị lắp đặt bảo dưỡng Các thiết bị kích thước nhỏ trung bình : Nồi phản ứng (1) có D = 1,4(m) , H = 3(m) Nồi pha loãng (2) có D = 1,6(m) , H = 3,2(m) Các thiết bị (4),(5),(6) có đường kính nhỏ 1(m) chiều cao khơng q 1,5(m) Chiều cao tồn dây chuyền sản xuất khoảng 10(m) IV.3.2.Giảt pháp thiết kế Dây chuyền sản xuất nhựa alkyt dây chuyền khép kín, nguyên liệu lỏng vận chuyển đường ống kín nên mức độ rị rỉ găy ô nhiễm môi trường hạn chế trình làm việc thiết bị vận hành yên tĩnh lượng nhiệt trao đổi môi trường không lớn Hơn nữa, số lượng công nhân phân xưởng ít, với ca làm việc cần người Và yêu cầu sản xuất phân xưởng cần phịng điều hành phịng thí nghiệm với tổng diện tích khoảng 72 (m2) Do ta chọn nhà sản xuất có kích thước sau : Nhịp nhà L = 12(m) Bước cột B = (m) Chiều dài nhà 18 (m) Chiều rộng nhà 12 (m) Chiều cao nhà H = 14 (m) Nhà sản xuất sử dụng kết cấu nhà khung thép tiền chế ZAMIL nhà ZAMIL có nhiều ưu điểm : dễ chế tạo chế tạo nhà máy thi công trường, giảm thời gian thi công, nhà thép ZAMIL có khả thay thế, sửa chữa hay mở rộng thuận tiện Ngoài nhà ZAMIL cịn thuận tiện cho việc bố trí dây chuyền thiết bị nhà xưởng linh hoạt không gian sử dụng SINH VIÊN TRẦN ĐÌNH HỒ 81 LỚP CNVL POLYME-K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Do dây chuyền công nghệ tự động, gây độc hại mơi trường xung quanh nên phân xưởng khơng có u cầu cao chiếu sáng hay thơng gió Do hệ thống chiếu sáng thơng gió chủ yếu dựa tự nhiên Tại vị trí gần dây chuyền có bố trí bóng đèn chiếu sáng để dễ dàng thao tác hay kiểm tra điều kiện thời tiết xấu hay ca đêm Hệ thống cửa bố trí thuận lợi cho sản xuất bao gồm cửa rộng 4m nhằm phục vụ lại vận chuyển hàng hố ngun liệu Ngồi cịn bố trí thêm cửa phụ đối diện với cửa nhằm đón gió thơng gió cho xưởng cửa hiểm có cố cháy nổ Hệ thống cửa sổ bố trí theo hướng Đơng - Tây nhằm tận dụng để thơng gió triệt để lấy ánh sáng chiếu sáng tự nhiên cho nhà Cửa sổ rộng 3m cao 4m kết cấu khung kim loại cửa kính suốt dóng mở tự động Các hệ thống kỹ thuật bao gồm đường dây điện, hệ thống cấp nhiệt cho thiết bị phản ứng, đường ống dẫn … bố trí thuận tiện Hệ thống điện bố trí ngầm tường, sàn có thêm hộp kỹ thuật để dễ dàng tháo lắp kiểm tra cần Các đường ống dẫn đặt lộ thiên độ cao phù hợp với dây chuyền công nghệ u cầu để kiểm sốt dễ cố dò gỉ Nhà điều hành nơi đặt thiết bị điều khiển điện tử đắt tiền nên có yêu cầu cao nhiệt độ độ ẩm Do nhà điều hành xây dựng với yêu cầu đặc biệt để lắp đặt hệ thống điều hồ 24/ 24h Tóm lại từ thiết kế cụ thể nêu phương án thiết kế bảo đảm yêu cầu đặt công nghệ, chiếu sáng, thơng gió… giảm tác động bất lợi tới người lao động, sử dụng thuận tiện an toàn tiết kiệm đất xây dựng hết thuận lợi cho sản xuất SINH VIÊN TRẦN ĐÌNH HỒ 82 LỚP CNVL POLYME-K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHẦN V : KINH TẾ V.1 Tổng quan dự án Hiện theo thống kê quan quản lý, sản lượng sơn loại tồn cơng ty sản xuất Việt Nam khoảng 60.000 tấn/năm, sơn alkyt chiếm khoảng 75% (45.000tấn) Như nhựa alkyt để sản xuất sơn 20.000 tấn.Trong sản lượng sơn giới 22 triệu tấn/năm Bình quân đầu người 4kg/người/năm Ở nước phát triển, mức tiêu thụ sơn 18- 20 kg/người/năm Trong VN mức tiêu thụ sơn bình quân đầu người 0,8 kg/người/năm Một số thấp thể thị trường đầy tiềm Sản lượng nhựa alkyt công ty sơn nước đạt 4000 tấn/năm So với nhu cầu 20.000 (đạt 20 % ) số lại phải nhập Nhựa alkyt dùng để sản xuất loại sơn có tính bền đẹp, bóng, dễ gia cơng nhằm để phục vụ cho nhiều ngành, lĩnh vực kinh tế quốc dân Dựa tính ưu việt nhựa alkyt với giá thành tương đối thấp sản lượng thị trường đòi hỏi nhiều Việc thiết kế dây truyền sản SINH VIÊN TRẦN ĐÌNH HỒ 83 LỚP CNVL POLYME-K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP xuất nhựa alkyt với công suất 1000 tấn/năm nhu cầu cần thiết phù hợp với điều kiện kinh tế nước ta V.2.Tính vốn đầu tư V.2.1.Vốn cố định Đây tổng giá trị dùng để đầu tư xây dựng, mua thiết bị máy móc + Vốn đầu tư xây dựng : TT Các cơng trình Diện tích Đơn giá Thành tiền (m2) (đ/m2) (triệu đồng) Phòng bảo vệ 12 1500 000 18 Nhà ăn 160 3000 000 480 Nhà xe 180 1500 000 270 Khu lượng 64 1500 000 96 Kho nguyên liệu 80 1500.000 120 Kho thành phẩm 80 1500 000 120 Nhà hành 200 10 000 000 2000 Phân xưởng sản xuất 216 2500 000 540 Tổng 3644 + Vốn đầu tư mua thiết bị máy móc Vốn đầu tư thiết bị máy móc thống kê bảng đây : STT Tên thiết bị Số lượng Đơn Thành tiền,triệu đồng giá,VNĐ Nồi phản ứng 50 000 000 50 Nồi pha loãng 50 000 000 50 SINH VIÊN TRẦN ĐÌNH HỒ 84 LỚP CNVL POLYME-K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cánh khuấy 500 000 0,5 Hộp giảm tốc 300 000 0,3 Thùng lường 500 000 0,5 Sinh hàn 000 000 Thiết bị ngưng tụ 000 000 Thiết bị phân ly 1 000 000 Thùng chứa 000 000 10 Bơm 700 000 0,7 11 Mô tơ 400 000 0,4 12 Tổng 117,4 Vậy vốn đầu tư cho thiết bị là: Vtb = 117,4 (triệu đồng) Tổng vốn đầu tư cố định : Vcđ = Vxd + Vtb + V k Trong : Vxd: Vốn đầu tư xây dựng Vtb:Vốn đầu tư thiết bị Vk: Vốn đầu tư khác (10% vốn đầu tư ) Vcđ = 3644 + 117,4 + 0,1.V Suy V = 4180 (triệu đồng) V.2.2.Vốn lưu động Đây giá trị đầu tư cho nguyên liệu tiền lương cho CBCNV… Theo thống kê với loại sản phẩm khả tiêu thụ nhanh nên ta lấy chu kỳ kinh doanh tháng Nên ta tính vốn lưu động khoảng chi vịng tháng - Chi phí cho ngun vật liệu ban đầu : STT Tên nguyên liệu Số lượng Giá mua Chi phí cho tấn/3tháng triệu đồng/tấn tháng SINH VIÊN TRẦN ĐÌNH HỒ 85 LỚP CNVL POLYME-K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP triệu đồng Penta 20,28 141,96 Dầu chẩu 111,54 3,5 390,39 AP 34,6 6,5 224,9 PbO 0,078 0,156 Xylen 8,58 51,48 Xăng pha loãng 84,4 5,5 464,2 Tổng 1273 - Chi phí lương cho CBCNV tháng là: CBCNV Số lượng, Hệ số người Trực tiếp sx 200 1.2 Kỹ thuật 15 1.8 Hành 60 1,8 Lương Lương tr.đồng/ng/th triệu đồng/3th 288 1,2 32,4 129,6 Tổng 450 Vậy vốn lưu động Vlđ = Vnl + Vl = 1273 + 450 = 1723 (triệu đồng) Vậy tổng vốn đầu tư : V = Vcđ + Vlđ = 4180 + 1723 = 5903 (triệu đồng) V.3.Tính lãi suất thời gian thu hồi vốn V.3.1.Tính giá thành đơn vị sản phẩm + Chi phí nguyên liệu cho năm sản xuất 1273,1.4 = 5092,4 (triệu đồng) + Chi phí lương cho CBCNV năm 450.4 = 1800 (triệu đồng) + Khấu hao tài sản cố định A = 0,02.Vxd + 0,05.Vtb A = 0,02.3644 + 0,05.117,4 = 78,75 (triệu đồng) SINH VIÊN TRẦN ĐÌNH HỒ 86 LỚP CNVL POLYME-K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP + Chi phí điện nước : Ở phần điện nước ta tính lượng điện nước sử dung năm : Lượng dùng Giá đơn vị Giá thành 176448 (kW) 3000 VNĐ/kW 530 (triệu) 6318,5 (m3) 5000 VNĐ/m3 316 (triệu) Bảng tổng hợp chi phí sau: Chi phí chủ yếu Tiền (triệu đồng) Nguyên liệu, điện, nước 5938,4 Lương công nhân 1800 Khấu hao tài sản cố định 78,75 Chi phí khác 870 Tổng chí phí 8687,15 Giá thành đơn vị sản phẩm: Tổng vốn chi phí Gđv = Sản lượng năm , triệu đồng/tấn sản phẩm = 8,68715 (triệu đồng/ sản phẩm) V.3.2.Lãi thời gian thu hồi vốn Với giá bán thị trường 1đơn vị sản phẩm là: 10.5 tr.đ/tấn sp Nên lợi nhuận trước thuế nhà máy năm : LNTT = 1000 (10.5 - 8,68715) = 1812,85 (triệu đồng) Nhà máy phải chịu thuế lợi với thuế suất 25% nên lợi nhuận sau thuế nhà máy năm : LNST = 1812,85.(1- 0,25 ) = 1359,6375 (triệu đồng) Vậy thời gian hoàn vốn dự án : Vốn đầu tư Vốn đầu tư = Kỳ hoàn vốn = Thu nhập hàng năm Khấu hao + lợi nhuận sau thuế SINH VIÊN TRẦN ĐÌNH HỒ 87 LỚP CNVL POLYME-K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Kỳ hoàn vốn = = 4,1 (năm) + Xác định giá trị ròng NPV : Thời gian sống dự án 15 năm Tỷ lệ chiết khấu r = 10% Khoản thu hàng năm dự án Ti = 1438,3875 (triệu đồng) NPV = - V + = - 5903 + NPV = 5037,5 NPV > Vậy dự án hoàn tồn khả thi SINH VIÊN TRẦN ĐÌNH HỒ 88 LỚP CNVL POLYME-K46 ... ôtô,sơn đồ gỗ Trộn với nhựa silicon hữu dùng sản xuất loại sơn chịu nhiệt Nhựa alkyt trộn với nhựa phênol epoxy dùng dùng sơn chống gỉ Ngoài nhựa alkyt biến tính dùng để sản xuất mực in, sản xuất. .. 819.900 PbO Với lượng nguyên liệu năm ta sản xuất 3000 nhựa alkyt SINH VIÊN TRẦN ĐÌNH HOÀ 30 LỚP CNVL POLYME-K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bảng : Đơn phối liệu cho mẻ sản xuất nhựa hay ngày sản xuất có tính... thời gian mẻ sản xuất 18 Ta chọn chế độ làm gián đoạn, mẻ sản xuất Vậy ngày ta sản xuất mẻ nhựa alkyt có khối lượng 10000 (kg) với độ béo 67,6% hàm lượng nhựa 69,2% Cân vật chất cho năm là: SINH