luận văn ''''thiết kế phân xưởng sản xuất mtbe từ iso-butan''''

Luận văn Thiết kế phân xưởng sản xuất MTBE từ iso-butan Đồ án tốt nghiệp Thiết kế px sản xuất MTBE từ iso-butan http://www.ebook.edu.vn Mở ĐầU Cùng với phát triển ngành khoa học công nghệ nói chung, ngành công nghệ dầu mỏ khí không nằm phát triển Đây ngành công nghiƯp cã mét vÞ trÝ quan träng nỊn kinh tế giới, tạo nguồn lợng lớn cung cấp cho Ngành công nghiệp phát triển ngày tạo nhiều sản phẩm dầu mỏ, đồng thời chất lợng chúng đợc nâng cấp lên nhiều đáp ứng đợc hoàn toàn yêu cầu kỹ thuật loại động nh loại máy móc công nghiệp dân dụng Với sản phẩm xăng nói riêng, xăng lấy từ phân đoạn xăng chng cất trực tiếp không đáp ứng đợc yêu cầu kỹ thuật cần thiết, tri số octan xăng đạt khoảng 30 đến 60, thành phần chứa chủ yếu cấu tử nparafin, it iso-parafin thơm Mà nhà chế tạo động không ngừng nâng cao công suất, chất lợng động Nh chất lợng nhiên liệu dùng cho động phải đợc nâng lên cho phù hợp Động có công suất cao tức phải có tỷ số nén cao, động có tỷ số nén cao xăng phải có trị số octan cao đảm bảo đợc công suất động cơ, để nhiên liệu cháy tốt động cơ, cháy không bị kích nổ, cháy hoàn toàn, đảm bảo đợc độ bền tuổi thọ cho động Vì yêu cầu trị số octan phải đạt 80 Để nâng cao chất lợng xăng, đảm bảo đợc yêu cầu chất lợng nhiên liệu ngời ta đà sử dụng nhiều biện pháp khác sản xuất nh: + Dùng phơng pháp hóa học: tức áp dụng phơng pháp lọc dầu tiên tiến biến đổi thành phần xăng, chuyển hydrocacbon mạch thẳng thành hydrocacbon mạch nhánh, thành hydrocacbon vòng no vòng thơm Đó công nghệ cracking xúc tác, reforming xúc tác, isome hóa, alkyl hóa Và để có đợc xăng thành phẩm ngời ta phải pha trộn loại xăng với pha thêm phụ gia + Phơng pháp dùng phụ gia: chất phơng pháp dùng số hóa chất có tác dụng hạn chế trình oxy hóa hydrocacbon không gian trớc mặt lửa cháy động nh: Tetra etyl chì (C2H5)4Pb, Tetra Lê khánh Toàn HD-1 K48 Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiƯp ThiÕt kÕ px s¶n xt MTBE tõ iso-butan http://www.ebook.edu.vn metyl chì (CH3)4Pb Hoặc pha thêm cấu tử cao octan vào xăng để nâng cao tri số octan xăng nh: etanol, MTBE (metyl tert butyl ete) mtba (metyl tert butyl alcol), TAME (tert amyl metyl ete) Trong phơng pháp dùng phụ gia chì có lợi tăng đợc tri số octan lên cao có giá thành rẻ, nhiên phụ gia chì chất độc hại phụ gia đà bị cấm không đợc sử dụng đa số nớc giới Dùng phơng pháp chế biến phơng pháp lâu dài, nhiên phải đầu t vốn ban đầu lớn, biện pháp bắt buộc nhà máy lọc dầu đại Dùng phụ gia không chứa chì biện pháp tốt, kèm theo, phụ trợ, với phơng pháp chế biến nhằm nâng cao chất lợng xăng nhiên liệu, đem lại giá trị kinh tế cao, chất lợng xăng tốt, hoàn toàn đáp ứng đợc yêu cầu động cơ, đồng thời làm tăng thêm lợng xăng đáng kể Trong loại phụ gia đợc sử dụng phụ gia MTBE đợc sử dụng với số lợng lớn phổ biến nhÊt, bëi tÝnh −u viƯt cđa nã, ng−êi ta cã thể pha vào xăng với lớn mtbe, tới 15% khối lợng Dùng phụ gia MTBE nói chung an toàn mặt sử dụng nh bảo quản, vận chuyển Hiện nhu cầu MTBE giíi cịng nh− ë ViƯt Nam lµ rÊt lín, việc thiết kế phân xởng sản xuất MTBE cần thiết có ý nghĩa, mà yêu cầu xăng chất lợng cao ngày tăng nhanh nh Đồ án thực việc thiết kế phân xởng sản xuất MTBE từ nguồn nguyên liệu iso butan Nội dung đồ án dự kiến bao gồm phần nh sau: ã Mở đầu ã Phần Giới thiệu tổng quan ã Phần Tính toán thiết kế ã Kêt luận Lê khánh Toàn HD-1 K48 Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Thiết kế px sản xuất MTBE tõ iso-butan http://www.ebook.edu.vn PhÇn i Tỉng quan lý thut Chơng i giới thiệu chung i Mục đích ,ý nghĩa MTBE cấu tử có trị số octan cao có khả tan lẫn hoàn toàn vào xăng, phân bố toàn thể tích xăng, chất an toàn với ngời sử dụng Hiện nhà chế tạo động không ngừng cải tiến công nghệ, cho đời loại động công suất lớn , có tỷ số nén cao Những động đòi hỏi nhiên liệu cho chúng phải có chất lợng cao, trị số octan cao, để nhiên liệu cháy động đợc bảo đảm không bị cháy kich nổ, đồng thời đảm bảo đạt công suất thiết kế, độ bền cho động không hao tốn nhiên liệu Để sản xuất sản phẩm xăng đạt chất lợng theo yêu cầu đó, việc lựa chọn công nghệ chế biến dầu đại hớng quan trọng khác, tạo cấu tử cao octan để pha vào xăng với mục đích nâng cao chất lợng xăng.Một cấu tử có tri số octan cao đợc sử dụng nhiều MTBE Khi sử dụng MTBE ngời ta thấy có u điểm sau: + Không cần thay đổi động hành + áp suất nhiên liệu giảm, tổn thất bay bơm rót, bảo quản nhiên liệu giảm + Giảm khí thải độc hại, đặc biệt CO hydrocacbon cha cháy +Thêm 15% thể tích MTBE hại tới công suất động nh tăng tiêu tốn nhiên liệu, điều kiện lạnh khả khởi động động dễ dàng, ngăn cản đóng băng chế hoà khí + MTBE tan tốt với H2O nên điểm đông đặc nhiên liệu giảm đáng kể + MTBE không ảnh hởng đến hệ tiết, thuốc mê yếu Lê khánh Toàn HD-1 K48 Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tèt nghiƯp ThiÕt kÕ px s¶n xt MTBE tõ iso-butan http://www.ebook.edu.vn + Nhiên liệu trộn MTBE tơng thích với tất vật liệu sử dụng để sản xuất ôtô nh: đệm cao su, kim loại chế hoà khí, bơm phun Ngoài u điểm MTBE sử dụng làm phụ gia cho xăng MTBE có ứng dụng khác đời sống công nghiệp: công nghiệp lọc hoá dầu, làm nguyên liệu trình tổng hợp hữu nh thu izo-buten từ trình phân huỷ MTBE Từ nhiều nguyên liệu có nồng độ izo-buten khác tạo thành MTBE, sau MTBE đợc phân huỷ thành izo-butylen metanol với có mặt xúc tác axít nhiệt độ lớn 1000C Metanol thu đợc nh sản phẩm phụ đợc tuần hoàn lại cho tổng hợp MTBE, tổng hợp hoá học Ví dụ nh, tổng hợp Metacrolein, Metacrylic izopren MTBE dung môi thích hợp cho sô phản ứng hoá học nh, làm dung môi cho phản ứng Grinha MTBE dung môi tốt sử dụng cho việc phân tích Nó đợc sử dụng nh chất chiết tách, ví dụ nh trình chiết tách báp dầu có chứa Hydrocacbon mạch thẳng Nh sản phẩm MTBE phụ gia quan trọng đợc sử dụng xăng nhằm nâng cao chất lợng xăng thơng phẩm, cụ thể đợc pha vào xăng để nâng cao trị số octan xăng thơng phẩm Nh thiết kế phân xởng sản xuất MTBE việc làm cần thiết quan trọng tình hình Với mục đích tạo lợng lớn cấu tử có trị số octan cao để pha vào xăng nhằm nâng cao trị số octan xăng thơng phẩm, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật xăng thơng phẩm dùng cho động xăng Việc thiết kế phân xởng sản xuất MTBE có ý nghĩa quan trọng tình hình nay, không tạo cấu tử có trị số octan cao pha vào xăng để nâng cao chất lợng xăng mà yêu cầu xăng ngày cao,nó làm tăng thêm lợng xăng đáng kể mà nguồn nhiên liệu ngày cạn kiệt, đồng thời góp phần không nhỏ vào việc bảo vệ môi trờng hạn chế đợc phần lớn lợng khí CO hydrocacbon không cháy hết môi trờng Lê khánh Toàn HD-1 K48 Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ ¸n tèt nghiƯp ThiÕt kÕ px s¶n xt MTBE tõ iso-butan http://www.ebook.edu.vn ii sơ lợc phát triển mtbe Metyl Tert Butyl Ete (MTBE) hợp chất chứa oxi thuộc họ ete, đợc tổng hợp lần vào năm 1904 Williamson Trong chiến thứ hai đà đợc nghiên cứu nhiều đợc biết đến nh cấu tử cao octan Tuy nhiên nhu cầu phụ gia cha thực lớn mÃi năm 1970 nhà máy công nghiệp sản xuất mtbe đựơc đời vào hoạt động Italia đà đợc phát triển mạnh toàn giới với nhiều công nghệ đời, đặc biệt ngời ta thấy phụ gia chì chất độc hại cho ngời Hiện nay, công nghệ sản xuất MTBE đợc lắp đặt nhiều nơi giới với tổng công suất vào khoảng 25275 nghìn tấn/ năm Các xởng đợc lắp đặt, sử dụng trình công nghệ hÃng khác Công nghệ hÃng Snamprogetti (Mỹ) sử dụng nguyên liệu FCC BB thiết bị đoạn nhiệt, đà có 21 xởng đợc xây dựng nhiều nơi (Mỹ, vùng Vịnh ) với số dự án đợc thi công Công nghệ Hills AG đà đợc áp dụng nhiều xởng CHLB Đức Những trình công nghệ gần nh công nghệ ARCO Texaco đợc áp dụng sản xuất MTBE nớc Mỹ Tây âu Công nghệ CD Tech (ABB Lummus) đợc sử dụng với 60 xởng gần 30 dự án Công nghệ sản xuất MTBE UOP với 11 xởng có công suất 30000 thùng/ngày, sử dụng nguyên liệu khí Butan từ mỏ khí Hơn 26 xởng sản xuất dựa công nghệ hÃng IFP, phân xởng sản xuất dựa công nghệ hÃng Philip, công nghệ hÃng Shell hÃng khác đợc xây dựng hoạt động khắp nơi Nhật Bản, xởng sản xuất hÃng Sumimoto đà đợc xây dựng Gần đây, Arập xêut, Venezuela vùng khác ngời ta đà xây dựng xởng sản xuất MTBE từ nguyên liệu khí Butan từ mỏ khÝ sư dơng c«ng nghƯ cđa h·ng UOP III nhu cầu v sản lợng mtbe giới Ngày xà hội phát triển không ngừng, đời sống ngời dân đợc nâng cao, phơng tiện giao thông tăng nhanh đô thị lớn tình trạng ô Lê khánh Toàn HD-1 K48 Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Thiết kế px sản xuất MTBE từ iso-butan http://www.ebook.edu.vn nhiễm môi trờng ngày gia tăng Trong có nguyên nhân khí thải từ phơng tiện giao thông, nh cần phải giảm nguồn khí thải độc hại từ phơng tiện giao thông, ngời ta đà phải nâng cấp nhiên liệu xăng cho động Để thực đợc việc cần phải nâng cao trị số octan xăng, MTBE cấu tử có trị số octan cao đợc sư dơng phỉ biÕn nhÊt hiƯn lµm phơ gia nâng cao trị số octan xăng Vì nhu cầu sản phẩm giới lớn, ngời ta đà tính đợc hàng năm tăng khoảng 20% giai đoạn 1989 đến 1994 Trong giai đoạn từ năm 1994 đến 2000 tốc độ tăng khoảng 8% 2000 đến 2010 dự đoán giảm xuống 1,7%/năm Dới bảng số liệu nhu cầu phơ gia MTBE cđa mét sè qc gia qua nhiỊu năm: Bảng 1: Nhu cầu MTBE giới (đơn vị 1000t) Nớc/ năm Mỹ Canada Mỹ la tinh Nhật Trung đông Châu Phi Tây âu Đông âu Những vùng kh¸c Tỉng 1994 7990 183 538 388 70 2259 388 1312 13128 1995 10174 283 1065 427 70 2064 505 1669 17003 1996 12174 286 1115 434 70 2419 542 2472 19003 1998 12246 292 1186 444 147 70 2449 594 3015 19898 2000 12477 297 1262 471 200 70 2478 624 3805 20895 2005 13111 313 1478 534 236 85 2553 812 4722 22929 2010 13361 329 1735 581 276 104 2631 1024 149 24763 Qua bảng ta thấy nhu cầu MTBE giới lớn khu vực mức độ tiêu thụ MTBE khác Việt Nam nhu câu loại sản phẩm lớn đặc biệt xây dựng nhà máy lọc dầu Dung Quất với công suất 6,5 triệu tấn/năm Việc thiết kế phân xởng sản xuất MTBE nµy cho phÐp chóng ta hoµn toµn cã thĨ sản xuất đợc xăng có chất lợng cao đáp ứng đợc nhu cầu thị Lê khánh Toàn HD-1 K48 Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Thiết kế px sản xuất MTBE từ iso-butan http://www.ebook.edu.vn trờng, phụ thuộc vào nguồn cung thị trờng đem lại lợi ích kinh tế cao iv yêu cầu chất lợng mtbe thơng phẩm Do tính chất sản phẩm chủ yếu đợc sử dụng làm phụ gia cầu độ tinh khiết MTBE thơng phẩm 98 99% Wt, lại 1ữ2% bao gồm sản phẩm phơ nh− tert butanol vµ di-isobuten, metanol d− lµ cÊu tử ảnh hởng không đáng kể đến trị số octan MTBE xăng đợc dùng để thay phụ gia chì, mà phụ thuộc vào hỗn hợp hydro bon C4, hydrocacbon C5 C6, cấu tử nhiều sản phẩm phần nhẹ đợc pha vào xăng đảm bảo áp suất cho xăng, không cần loại bỏ cách khắt khe Một sản phẩm MTBE thơng phẩm thông thờng có thành phần nh sau: Bảng 2: Thành phần MTBE thơng phẩm MTBE 98 → 99%Wt Alcol (CH3OH, Tert butanol ) 0,5 →1,5%Wt Các hydrocacbon (C5 C6) 0,1 1%Wt Nớc 50 1500 ppm Tỉng Sunfua ChÊt d− thõa hƯ bay Max 10ppm Max 10ppm Lê khánh Toàn HD-1 K48 Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Thiết kế px sản xuất MTBE từ iso-butan http://www.ebook.edu.vn Chơng ii Giới thiệu nguyên liệu v sản phẩm i sản phẩm mtbe I.1 Tính chất vật lý điều kiện thờng, MTBE chất lỏng không màu linh ®éng, cã ®é nhít thÊp, tan rÊt Ýt nớc (1,4% thể tích) nên lợng nớc lẫn vào ít, khả phân chia pha hầu nh không xảy MTBE tan vô hạn tất dung môi hữu thông thờng tất hydrocacbon Một số tính chất vật lý đặc trng MTBE nh− sau: B¶ng 3: Mét sè tÝnh chÊt vËt lý MTBE Khối lợng phân tử, M Nhiệt độ sôi, ts Nhiệt độ nóng chảy Hằng số điện môi (20oC) Độ nhớt (20oC) Sức căng bề mặt Nhiệt dung riêng (20oC) Nhiệt hoá Nhiệt hình thành Nhiệt cháy Nhiệt độ chớp cháy Nhiệt độ bắt lửa Giới hạn nổ không khí áp suất tới hạn, Pcr Nhiệt độ tới hạn, Tcr Lê khánh Toàn HD-1 K48 88,15 55,3 -108,6 4,5 0,36 20 2,18 337 -314 -34,88 -28 460 1,65 – 8,4 3,43 224,0 Kg/Kmol o C o C mPa.s mN/m Kj/Kg.K Kj/Kg Kj/mol Mj/Kg o C o C % thể tích Mpa o C Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Thiết kế px sản xuất MTBE từ iso-butan http://www.ebook.edu.vn Tỷ trọng, áp suất độ hoà tan nớc nh thành phần điểm sôi hỗn hợp đẳng phí MTBE với nớc metanol đợc đa bảng Bảng : Tỷ trọng, áp suất bÃo hoà độ hoà tan MTBE Nhiệt độ áp suất o C KPa 10 12 15 20 30 40 10,8 17,4 26,8 40,6 60,5 Độ hoà tan Nớc MTBE, %kl 1,19 1,22 1,28 1,36 1,47 MTBE N−íc,%kl 7,3 5,0 3,3 2,2 1,5 Tû träng G/cm2 0,7613 0,7510 0,7489 0,7458 0,7407 0,7304 - MTBE tạo hỗn hợp đẳng phí với nớc, với metanol (xem bảng 5) Bảng 5: Hỗn hợp đẳng phí MTBE Hỗn hợp đẳng phí Điểm sôi,o C MTBE - nớc MTBE - Metanol MTBE - Metanol (1,0MPa) MTBE - Metanol (2,5MPa) 52,6 51,6 130 175 HàmlợngMTBE, %kl 96 86 68 54 I.2 Tính chất hoá học MTBE chất ổn định môi trờng kiềm, trung tính axit yếu.Khi có mặt axit mạnh bị phân huỷ thành metanol iso-buten phản ứng nh sau: Lê khánh Toàn HD-1 K48 Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp ThiÕt kÕ px s¶n xuÊt MTBE tõ iso-butan http://www.ebook.edu.vn - Bộ điều chỉnh mức chất lỏng tự ghi có báo động khí lắp trung tâm điều LRA khiển: - Bộ điều chỉnh áp suất tự ghi hiển thị, khí cụ lắp trung tâm điều PIR khiển: - Cơ cấu điều chỉnh: - Cơ cấu chấp hành: - Tù ®éng më mÊt tÝn hiƯu: - Tù ®éng ®ãng mÊt tÝn hiƯu: HƯ thèng tù ®éng ho¸ điều chỉnh bao gồm đối tợng điều chỉnh (ĐT) điều chỉnh (BĐC) Bộ điều chỉnh bao gồm: Bộ cảm biến khuếch đại Bộ cảm biển dùng để phản ánh sai lệch thông số điều chỉnh so với giá trinh cho trớc biến đổi thành tín hiệu Bộ khuếc đại làm nhiệm vụ khuếc đại tín hiệu cảm biến đến giá trị điều chỉnh quan điều khiển (CQĐK), quan tác động lên đối tợng nhằm xoá độ sai lệch thông số điều chỉnh Mạch điều chỉnh đợc khép kín nhờ quan hệ ngợc từ đối tợng đến điều chỉnh Quan hệ đợc gọi hồi tiếp II Một số dạng tự động hoá công nghiệp: Tự động kiểm tra tự động bảo vệ: Tự động kiểm tra thông số công nghệ (nhiệt độ, áp suất, lu lợng, nồng độ) kiểm tra thông số công nghệ có thay đổi hay không Nếu có cảnh báo thị ghi lại giá trị thay đổi Biểu diễn sơ đồ tự động kiểm tra tự động bảo vệ Trong đó: ĐT - Đối tợng hiệu chỉnh Lê khánh Toàn HD-1 K48 CB cảm biến đối tợng Trờng ĐHBK Hà Nội 87 Đồ án tèt nghiƯp ThiÕt kÕ px s¶n xt MTBE tõ iso-butan http://www.ebook.edu.vn BKĐ - Bộ khuếch đại N Nguồn cung cấp lợng T Chỉ thị vạch số C Cảnh báo G Ghi lại thay đổi P Phân loại c đt cb T Bk® g p n Tù ®éng ®iỊu khiĨn: ®t CB SS BD N Trong gồm: ĐT - Đối tợng điều chỉnh CB Cảm biến đối tợng SS Bộ khuếch đại N Nguồn cung cấp lợng BĐ - Bộ đặc cho phép ta đặt tín hiệu điều khiển, tổ choc tác động có định hớng điều khiển tự động Dạng tự động điều chỉnh: Bao gồm: ĐT - Đối tợng điều chỉnh CB Cảm biến đối tợng SS Bộ khuếc đại BĐ - Bộ đặc CCCH Cơ cấu chấp hành BĐK Bộ so sánh N Nguồn cung cấp lợng Lê khánh Toàn HD-1 K48 Trờng ĐHBK Hà Nội 88 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế px sản xuất MTBE từ iso-butan http://www.ebook.edu.vn SS BD BĐK ĐT N CB CCCH Trong tất dạng tự ®éng ®iỊu khiĨn th−êng sư dơng nhÊt lµ kiĨu hƯ thống tự động điều khiển có tín hiệu phản hồi (mạch điều khiển khép kín) Giá trị thông tin đầu thiết bị dựa khác giá trị đo đợc biến điều khiển với giá trị tiêu chuẩn n Đại lợng đặt Đại lợng Y X XĐT XCB Phản hồi Trong đó: Y - Đại lợng đặt X - Đại lợng N Tác nhân nhiễu O - Đối tợng điều chỉnh XPH – TÝn hiƯu ph¶n håi CB – C¶m biÕn ĐT Phần tử đặt trị ĐC Phần tử điều chỉnh XCB Giá trị cảm biến XĐT Giá trị đặt trị Xtrị số = XĐT XCB SS Phần so sánh Phần tử cảm biến: phần tử làm nhiệm vụ nhận tín hiệu điều chỉnh X dịch chuyển dạng thông số khác cho phù hợp với thiết bị điều chỉnh Lê khánh Toàn HD-1 K48 Trờng ĐHBK Hà Nội 89 Đồ ¸n tèt nghiƯp ThiÕt kÕ px s¶n xt MTBE tõ iso-butan http://www.ebook.edu.vn Phần tử đặt trị: phận ấn định số cần trì giá trị phạm vi thông số cần trì (XĐT) Khi thông số vận hành lệch khỏi giá trị thiết bị điều chỉnh tự động phải điều chỉnh lại thông số cho phù hợp, thờng đặt trị có thiết kế vít công tắc để ngời điều chỉnh dễ dàng thay đổi giá trị (đặt thông số điều chỉnh) cho phù hợp điều chỉnh Phần tử so sánh: cấu tiếp nhận giá trị phần tử định trị quy định (XĐT) so sánh với giá trị thông số nhận đợc từ cảm biến XCB, xác định sai lệch thông số X = XĐT XCB, để đa tín hiệu vào cấu điều chỉnh Cơ cấu điều chỉnh: có nhiệm vụ biến tín hiệu đà nhận sai lệch X để gây tác động điều chỉnh trực tiếp Giá trị điều chỉnh đợc thay đổi liên tục tơng ứng với thay đổi liên tục cấu điều chỉnh III Cấu tạo số thiết bị tự động hoá: Bộ cảm biến P: Trong điều chỉnh thờng sử dụng cảm biến P kiểu này, gồm: kiểu hộp xếp, pistông, ống cong đàn hồi, việc chọn cảm biến P phụ thuộc vào việc cảm biến điều chỉnh độ xác theo yêu cầu Z Z Cảm ứng P kiểu hộp xếp Cảm ứng P kiểu màng Bộ cảm ứng nhiệt độ: Hoạt động cảm ứng nhiệt độ dựa nguyên lý giÃn nở nhiệt, mối quan hệ nhiệt độ chất khí Phbh cđa nã mét hƯ kÝn dùa trªn nguyªn lý nhiệt điện trở Lê khánh Toàn HD-1 K48 Trờng ĐHBK Hà Nội 90 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế px s¶n xuÊt MTBE tõ iso-butan http://www.ebook.edu.vn Δ Δ C¶m øng nhiệt độ Cảm ứng nhiệt độ Bộ cảm biến møc ®o chÊt láng: Møc chÊt láng cã thĨ ®o đợc nhiều cách khác nhau, nh phơng pháp đơn giản có độ xác cao phơng pháp đo phao Kiểu phao Kiểu màng Bộ cảm biến lu lợng: Bộ cảm biến lu lợng đợc xây dung sở phụ thuộc vào biÓu thøc sau: Q = f x v f – DiƯn tÝch èng dÉn v – Tèc ®é chÊt láng chảy ống theo định lý Becnuli = ì ΔΡ ρ ρ − Tû träng cđa chÊt láng Lª khánh Toàn HD-1 K48 Trờng ĐHBK Hà Nội 91 Đồ ¸n tèt nghiƯp ThiÕt kÕ px s¶n xt MTBE tõ iso-butan http://www.ebook.edu.vn P - Độ chênh lệch P chất lỏng Nếu tỷ trọng không đổi lu lợng V phụ thuộc vào hai thông số tiết diện f độ chênh lệch áp suất P Ta có hai cách đo lu lợng: + Khi tiết diện không đổi đo lu lợng độ chênh lệch áp suất trớc sau thiết bị có ống hẹp + Khi độ chênh lệch áp suất không đổi đo tiết diện ống xác định đợc lu lợng dòng chảy Lê khánh Toàn HD-1 K48 Trờng ĐHBK Hà Nội 92 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế px sản xuất MTBE tõ iso-butan http://www.ebook.edu.vn Ch−¬ng iii an toμn lao déng v bảo vệ môi trờng I An ton lao động I.1 Mục đích Ngành công nghiệp hóa dầu nói chung độc hại, trình lao động sản xuất có nhiều yếu tố gây ảnh hởng đến sức khỏe ngời môi trờng xung quanh Để đảm bảo quy trình hoạt động nhà máy vấn đề an toàn lao độngvệ sinh môi trờng cần phải đợc quan tâm, thực tốt nội quy, quy định đà đề Đối với phân xởng sản xuất MTBE, công nhân phải làm việc môi trờng độc hại, dể cháy nổ, nguy mắc bệnh nghề nghiệp cao Vì vậy, công tác đảm bảo an toàn lao dộng vô thiết thực quan trọng Hàng năm, lÃnh đạo nhà máy kết hợp với tổ chức công đoàn nhà máy để tổ chức học tập, bồi dỡng, kiểm tra an toàn lao động cho tất cán bộ, công nhân phân xởng I.2 Công tác đảm bảo an toàn lao động a Công tác giáo dục t tởng Công tác bảo hộ lao động mang tính chất quần chúng, công tác phần lớn cán bộ, công nhân viên chức toàn nhà máy tự giác thực Phân xởng phải thờng xuyên tổ chức tuyên truyền, giáo dục để ngời thấm nhuần nội quy nhà máy công tác bảo hộ lao động, đồng thời phải thờng xuyên kiểm tra việc thực quy định an toàn thao tác, kịp thời giải cố xảy b Trang bị bảo hộ lao động Trong nhà máy, phân xởng sản xuất MTBE việc cấp phát đầy đủ trang thiết bị bảo hộ lao động nh quần áo, giầy, mũ, găng tay cần thiết Đây yếu tố giúp ngăn ngừa tai nạn lao động bệnh nghề Lê khánh Toàn HD-1 K48 Trờng ĐHBK Hà Nội 93 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế px sản xuất MTBE từ iso-butan http://www.ebook.edu.vn nghiệp Đồng thời cần phải thờng xuyên nhắc nhở, kiểm tra việc thực công nhân vấn đề c Công tác vệ sinh lao động Cần làm tốt công tác vệ sinh lao động để tránh bệnh nghề nghiệp Trong trình sản xuất phải có hệ thống thông gió chiếu sáng cho phân xởng + Hệ thống thông gió: Trong trình vận hành máy móc, có trình gia nhiệt, phát nhiệt, có khí độc hại, cần phải có biện pháp thông gió cho công đoạn Ngoài thông gió tự nhiên, cần bố trí hệ thống hút gió Giải pháp thiết kế kiến trúc để tăng hiệu thông gió tự nhiên cho phân xởng sản xuất: - Chọn hình thức mái nhà thích hợp - Chọn hớng nhà hợp lý đón đợc gió mát mùa hè - Đối với phân xởng sản xuất MTBE mang tính nóng, độc cần phải làm cửa mái có chắn gió bên cửa mái để tăng hiệu ứng đối lu hút không khí từ nhà - Thiết kế tầng cửa sổ trở lên - Đặt đờng ống dẫn nhiệt nhà, dẫn đờng ống nhánh vào nhà để đỡ làm nóng bầu không khí nhà tợng tổn thất nhiệt gây + Hệ thống chiếu sáng: Cần đảm bảo yếu tố chiếu sáng tự nhiên nhân tạo để tạo điều kiện cho công nhân làm việc thoải mái đạt suất cao, tránh đợc bệnh nghề nghiệp Đặc biệt, cần đảm bảo ánh sáng cho công nhân làm việc ca đêm *Các yêu cầu chiếu sáng tự nhiên: - Độ chiếu sáng đảm bảo theo tiêu chuẩn - Độ chiếu sáng phân bố phải tơng đối đều, tránh chổ sáng chổ tối - Tránh ánh nắng chiếu trực tiếp vào nhà Lê khánh Toàn HD-1 K48 Trờng ĐHBK Hà Nội 94 Đồ án tèt nghiƯp ThiÕt kÕ px s¶n xt MTBE tõ iso-butan http://www.ebook.edu.vn - Cần phải ý đến yêu cầu thông gió, che ma, che nắng thẩm mỹ kiến trúc chung nhà *Các biện pháp chiếu sáng tự nhiên: - Kết hợp chiếu sáng tự nhiên qua cửa sổ bên qua cửa sổ mái để ánh sáng tốt - Dùng kính chống nóng để lấy ánh sáng - Phải tổ chức lau cửa sổ, cửa kính, cửa mái thờng xuyên, sơn trần tờng nhà để tận dụng chiếu sáng tự nhiên Khi sơn phải ý đến điều hòa màu sắc, phản chiếu bối cảnh tơng phản nhà sản xuất Nên chọn màu nhạt, dịu mát, tránh màu chói, có độ tơng phản cao để bảo vệ mắt không gây mệt mỏi cho công nhân + Hệ thống che ma, che nắng cho phân xởng sản xuất: Kích thớc cửa hợp lý, chọn hình thức che ma, che nắng thích hợp cho vừa che ma, che nắng vừa lấy đợc ánh sáng, thông gió tốt, góp phần tăng vẻ đẹp kiến trúc cho phân xởng sản xuất + Hệ thống vệ sinh cá nhân: Phân xởng phải có khu vệ sinh riêng nhà, phải có phòng thay quần áo, tắm rửa, vệ sinh để đảm bảo sức khoẻ cho công nhân II Những yêu cầu phòng chống cháy nổ Nh đà biết nguyên liệu nh sản phẩm trình isome hóa dễ bị cháy nổ Vì vấn đề cần quan tâm phòng chống cháy nổ Dới yêu cầu cháy nổ Để phòng chống cháy phải thực biện pháp sau đây: + Ngăn ngừa khả tạo môi trờng cháy + Ngăn ngừa khả xuất nguồn cháy môi trờng cháy đợc + Duy trì nhiệt độ môi trờng thấp nhiệt độ cho phép lớn cháy đợc Ngăn ngừa khả xuất nguồn gây cháy Lê khánh Toàn HD-1 K48 Trờng ĐHBK Hà Nội 95 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế px sản xuất MTBE từ iso-butan http://www.ebook.edu.vn Để ngăn ngừa khả xuất nguồn gây cháy môi trờng cháy phải tuân theo quy tắc về: + Nồng độ cho phép chất cháy dạng khí, dạng lơ lửng không khí Nói cách khác phải tiến hành trình giới hạn cháy nổ hỗn hợp hydrocacbon với không khí oxi + Tuân theo quy định sử dụng, vận hành bảo quản máy móc, thiết bị nh vật liệu sản phẩm khác nguồn cháy môi trờng cháy + Sử dụng thiết bị phù hợp với loại gian phòng sử dụng thiết bị bên phù hợp với nhóm hạng hỗn hợp nguy hiểm cháy nổ + áp dụng quy trình công nghệ sử dụng thiết bị bảo đảm không phát sinh tia lửa điện + Có biện pháp chống sét, nối đất cho nhà xởng, thiết bị + Quy định nhiệt độ nung nãng cho phÐp lín nhÊt cđa bỊ mỈt thiÕt bị, sản phẩm, vật liệu tiếp xúc với môi trờng cháy + Sử dụng thiết bị không phát tia lửa điện làm việc với chất dễ cháy nổ + Loại trừ điều kiện dẫn đến tự cháy nhiệt độ, tác dụng hóa học vi sinh vật vật liệu kết cấu sở sản xuất Các biện pháp an toàn + Trớc giao việc phải tổ chức cho công nhân ngời có liên quan học tập công tác an toàn cháy nổ Đối với môi trờng làm việc đặc biệt nguy hiểm cháy nổ cán công nhân cần đợc cấp giấy chứng nhận định kỳ kiểm tra lại + Mỗi phân xởng, xí nghiệp phải xây dựng tiêu chuẩn quy phạm, nội quy an toàn phòng chữa cháy thích hợp + Định kỳ tổ chức kiểm tra việc thực quy định phòng cháy, chữa cháy bảo quản phơng tiện phòng, chữa cháy + Xây dựng phơng án chữa cháy cụ thể, có kế hoạch phân công cho ngời, phận Lê khánh Toàn HD-1 K48 Trờng ĐHBK Hà Nội 96 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế px sản xuất MTBE từ iso-butan http://www.ebook.edu.vn + Cách ly môi trờng cháy với nguồn gây cháy phải đợc thực biện pháp sau đây: - Cơ khí hóa, tự động hóa trình công nghệ có liên quan đến sử dụng vận chuyển chất dễ cháy - Đặt thiết bị nguy hiểm cháy nổ nơi riêng biệt trời - Sử dụng thiết bị sản xuất, bao bì kín cho trình dễ cháy nổ - Sử dụng ngăn, khoang, buồng cách ly cho trình dễ cháy nổ Bên cạnh tai nạn xảy cháy nổ vấn đề cần đợc quan tâm Độc tính hóa chất cách phòng chống Nh đà biết hầu hết hóa chất điều kiện định gây tác hại đến thể ngời Có thể phân chia hãa chÊt nh− sau: + Nhãm 1: Gåm nh÷ng chÊt có tác dụng làm cháy kích thích chủ yếu lên da niêm mạc nh: amoniac, vôi + Nhóm 2: Gồm hóa chất kích thích chức hô hấp - Những chất tan đợc nớc: NH3, Cl2, CO2 - Những chất không tan đợc nớc: NO3, NO2, + Nhóm 3: Những chất gây độc cho máy, làm biến đổi động mạch, tủy xơng Làm giảm trình sinh bạch cầu nh: benzen, toluen, xilen Những chất làm biến đổi hồng cầu thành sắc tố không bình thờng nh amin, CO, C6H5NO2 + Nhóm 4: Các chất độc hệ thần kinh nh: xăng, H2S, số độ nhớt, anilin, benzen Qua trình nghiên cứu ngời ta đề phòng tránh nh sau: + Trong trình sản xuất phải ý đảm bảo an toàn cho khâu đặc biệt tháo, nạp sản phẩm, lọc, sấy, nghiền khâu mà công nhân thờng phải tiếp xúc trực tiếp + Duy trì độ chân sản xuất + Thay chất độc đợc sử dụng trình chất đọc hại Lê khánh Toàn HD-1 K48 Trờng ĐHBK Hà Nội 97 Đồ án tốt nghiệp Thiết kÕ px s¶n xuÊt MTBE tõ iso-butan http://www.ebook.edu.vn + Tù động hóa, bán tự động trình sử dụng nhiều hóa chất độc hại + Bên cạnh biện pháp kỹ thuật ngời lao động cần đợc học tập an toàn phải có ý thức tự giác cao 2.Các biện pháp chống cháy Để thực đợc tốt việc chống cháy trớc hết phải có đầy đủ phơng tiện, vật liệu chữa cháy phù hợp với nguồn cháy Các công nhân phải đợc thực hành chống cháy, phải có đội ngũ phòng chống cháy chuyên nghiệp Các phơng tiện vật liệu chống cháy cần thiết nh sau: + Các loại xe cứu hỏa + Các bình cứu hỏa chỗ + Các đờng ống đẫn chất liệu chống cháy + Các vật liệu chống cháy cần thiết nh: nớc, cát, hóa chất chống cháy đặc biệt Đối với loại hóa chất dễ cháy nói chung, đặc biệt nhóm thuộc họ xăng dầu loại bình bọt, CO2, hóa chất tạo bọt nhằm ngăn chặn tiếp xúc không khí với tác nhân gây cháylà tốt Khi đà xảy cố, có cháy nổ xảy ngời phát phải kịp thời báo động cho lực lợng phòng chống cháy nổ biếi, huy động lực lợng đến ứng cứu Ngăn chặn đờng cháy, phong tỏa đám cháy Đồng thời dùng bình chữa cháy chỗ dập tắt đám cháy hạn chế lây lan đám cháy chờ lực lợng chữa cháy đến III Bảo vệ môi trờng Trong nhiều ngành công nghiệp, công nghiệp hóa chất, công nghiệp chế biến dầu mỏ luôn có hệ thống bình chứa, thiết bị có dung tích, đờng ống áp lực cao, Từ thiết bị luôn có lợng khí chất chứa bên thiết bị thoát qua khe hở mối hàn, làm ô nhiễm bầu không khí xung quanh Bên cạnh chất thải khí thải nhà máy góp phần làm ô nhiễm môi trờng Lê khánh Toàn HD-1 K48 Trờng ĐHBK Hà Nội 98 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế px sản xuất MTBE từ iso-butan http://www.ebook.edu.vn Nhà máy sản xuất MTBE nhà máy hóa chất trình làm việc, nhà máy đà sử dụng lợng nớc làm lạnh lớn tạo lợng khí thải tơng đối lớn Cùng với lợng khí thoát từ bồn, bể chứa biện pháp xử lý gây ô nhiễm môi trờng nghiêm trọng Sau đây, xin đề xuất phơng án xử lý chất thải nhà máy sản xuất MTBE ã Chất thải nhà máy- Biện pháp xử lý, bảo vệ môi trờng: +Trong trình dehydro hóa iso-butan đà tạo lợng khí thải giàu H2 Khí thải phần không ngng thiết bị tách Theo phần tính toán trớc, ta thấy lợng khí thải chứa chủ yếu H2, CH4, C2H4, C2H6 (Vì thành phần iso-butan nguyên liệu không chứa hợp chất sunfua nên chất thải hợp chất này) Với thành phần khí thải nh vậy, ta cho thải vào khí gây ô nhiễm môi trờng đồng thời lÃng phí nguồn nhiên liệu đáng kể, Vì vậy, ta thu hồi lợng khí thải này, cho tuần hoàn phần trở lại để ổn định hoạt tính xúc tác, phần lớn lại đợc đa xử lý để sử dụng cho mục đích khác nh sản xuất điện cho phân xởng, dùng cho trình làm lạnh, sử dụng làm nhiên liệu khí dùng để sản xuất H2 tinh khiết +Trong trình ete hóa phần hỗn hợp C4 cha tham gia phản ứng đợc tách tháp hấp thụ metanol dới dạng dòng Raffinat-2 Dòng bao gồm cấu tử iso-buten nguyên liệu (i-C4H8, n-C4H10, nC4H10, C3H8, ), lợng MTBE, MeOH H2O Hỗn hợp Raffinat-2 sau thu hồi đợc đem xử lý loại cấu tử chứa oxy nh: MeOH, MTBE, H2O (với lợng nhỏ), loại propan propylen để đạt tiêu chuẩn nh khí iso-butan nguyên liệu cho tuần hoàn trộn với dòng nguyên liệu +Trong trình sản xuất sử dụng lợng nớc làm lạnh lớn, cần phải xử lý lợng nớc sau thực trình làm lạnh để thu hồi nớc đem sử dụng lại Về mặt an toàn lao động bảo vệ môi trờng, thiết bị áp lực phải đợc thử nghiệm độ kín cho phép có độ kín khít định (hay độ hở) đợc tiêu chuẩn hóa tùy thuộc theo mức độ độc hại nguy hiểm cháy nổ môi trờng chứa đựng bên thiết bị Lê khánh Toàn HD-1 K48 Trờng ĐHBK Hà Nội 99 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế px sản xuất MTBE từ iso-butan http://www.ebook.edu.vn Ngoài ra, hàng tháng định kỳ nhà máy cần kiểm tra chất lợng nớc thải nh khí thải để đảm bảo môi trờng không bị ô nhiễm chất thải từ nhà máy Bên cạnh đó, cán bộ, công nhân viên chức nhà máy phải có ý thức bảo vệ môi trờng, cảnh quan chung nhà máy, cộng đồng toàn xà hội Lê khánh Toàn HD-1 K48 Trờng ĐHBK Hà Nội 100 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế px sản xuất MTBE từ iso-butan http://www.ebook.edu.vn Lê khánh Toàn HD-1 K48 Trờng ĐHBK Hµ Néi 101 ... I.4 Sản xuất MTBE từ Tert-butyl-alcol Đây trình sản xuất MTBE từ nguyên liệu iso-buten trình dehydro hóa TBA TBA thu đợc đồng sản phẩm trình sản xuất propylen oxit Quá trình sản xuất MTBE từ TBA... thống, đợc sử dụng phổ biến phân xởng sản xuất MTBE giới giá thành sản xuất rẻ, nguyên liệu sản phẩm thứ yếu trình lọc dầu sử dụng làm nguyên liệu trực tiếp để sản xuất MTBE Tuy vậy, hạn chế kỹ... hợp MTBE Chng tách sản phẩm Phần cha phản ứng Xử lý để thu hồi nguyên liệu Phần thải MTBE I.2 Sản xuất MTBE từ hỗn hợp khí C4 Raffinat-1 (từ phân xởng etylen v từ hỗn hợp FCC-BB từ trình cracking