Thiết kế phân xưởng tinh luyện cồn pha xăng bằng phương pháp hấp phụ

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC ĐỀ TÀI THIẾT KẾ PHÂN XƢỞNG TINH LUYỆN CỒN PHA XĂNG BẰNG PHƢƠNG PHÁP HẤP PHỤ CÁN BỘ HƢỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN ThS Vũ Trƣờng Sơn Phạm Trung Du MSSV: 2072134 Ngành: Công Nghệ Hóa Học - Khóa 33 Cần Thơ 05/2011 TRƢƠNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập – Tự – Hạnh phúc BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC  Cần Thơ, ngày 14 tháng 01 năm 2011 PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CỦA SINH VIÊN NĂM HỌC 2010 – 2011 Tên đề tài thực hiện: Thiết kế phân xưởng tinh luyện cồn pha xăng phương pháp hấp phụ Họ tên sinh viên thực hiện: Họ tên sinh viên: Phạm Trung Du Mã số sinh viên: 2072134 Ngành: Công Nghệ Hóa Học Khóa: 33 Họ tên cán hƣớng dẫn: ThS Vũ Trƣờng Sơn - Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp Sinh Học Ứng Dụng - Trƣờng Đại học Cần Thơ Mục tiêu đề tài: Tìm hiểu quy trình sản xuất cồn tuyệt đối tiêu biểu Tính toán, thiết kế phân xƣởng sản xuất cồn tuyệt đối theo phƣơng pháp hấp phụ Các nội dung giới hạn đề tài: 5.1 Nội dung đề tài: Tìm hiểu quy trình công nghệ, thiết kế phân xƣởng tinh chế cồn tuyệt đối, tính toán hiệu kinh tế đem lại sản xuất Nội dung đề tài gồm phần nhƣ sau:  Mở đầu: Mục tiêu ý nghĩa đề tài  Lập luận kinh tế chọn địa điểm xây dựng  Tính chất ethanol phƣơng pháp sản xuất ethanol  Thiết lập qui trình kỹ thuật  Tính chọn thiết bị phụ  Tính chi phí lƣợng  Thuyết minh xây dựng  Kiểm tra sản xuất, an toàn lao động phòng tránh cháy  Tính kinh tế  Kết luận 5.2 Giới hạn đề tài: Do điều kiện máy móc thiết bị thời gian thục đề tài tƣơng đối ngắn nên không tránh khỏi sai số trình thí nghiệm, thu thập số liệu tính toán Các yêu cầu hỗ trợ: Kinh phí dự trù cho việc thực đề tài: 500.000 đồng SINH VIÊN THỰC HIỆN Phạm Trung Du DUYỆT CỦA BỘ MÔN ………………… CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ThS Vũ Trƣờng Sơn DUYỆT CỦA HĐLV & TLTN …………………… Luận văn tốt nghiệp - CNHH LỜI CẢM ƠN Trong năm học tập ngồi ghế giảng đƣờng dƣới giảng dạy hƣớng dẫn tận tình thầy, cô trƣờng Đại Học Cần Thơ nói chung thây cô môn Khoa Công Nghệ nói riêng chuẩn bị cho em kiến thức sở mặt ngành nghề Em chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm Khoa Công Nghệ tạo cho em hội để học hỏi khẳng định trƣớc trƣờng Em xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới thầy Vũ Trƣờng Sơn - ngƣời thầy tận tình hƣớng dẫn tạo điều kiện giúp đỡ em trình thực đề tài luận văn Em xin cảm ơn thầy cô môn Công Nghệ Hóa Học – Khoa Công Nghệ truyền đạt cho em kiến thức chuyên môn để em có đủ kiến thức ngành nghề trƣớc bƣớc làm việc Em gửi lời cảm ơn tới gia đình bạn bè lớp Công Nghệ Hóa Học K33 giúp đỡ, động viên tinh thần vật chất kiến thức để em hoàn thành luận văn Cuối cùng, xin chúc sức khỏe tới tất quý thầy cô tất bạn sinh viên./ Cần Thơ, ngày 17 tháng 04 năm 2011 Sinh viên thực Phạm Trung Du SVTH: Phạm Trung Du Trang v Luận văn tốt nghiệp - CNHH TRƢƠNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập – Tự – Hạnh phúc BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC  Cần Thơ, ngày 14 tháng 01 năm 2011 NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN Họ tên cán hƣớng dẫn: ThS Vũ Trƣờng Sơn - Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp Sinh Học Ứng Dụng - Trƣờng Đại học Cần Thơ Tên đề tài thực hiện: Thiết kế phân xưởng tinh luyện cồn pha xăng phương pháp hấp phụ Họ tên sinh viên thực hiện: Họ tên sinh viên: Phạm Trung Du Mã số sinh viên: 2072134 Ngành: Công Nghệ Hóa Học Khóa: 33 Nội dung nhận xét: a Nhận xét hình thức LVTN: b Nhận xét nội dung LVTN (đề nghị ghi chi tiết đầy đủ): Đánh giá nội dung thực đề tài: Những vấn đề hạn chế: SVTH: Phạm Trung Du Trang vi Luận văn tốt nghiệp - CNHH c Nhận xét sinh viên tham gia thực đề tài (ghi rõ nội dung sinh viên chịu trách nhiệm có): d Kết luận, đề nghị điểm: Cần Thơ, ngày tháng năm 2011 Cán hƣớng dẫn ThS Vũ Trƣờng Sơn SVTH: Phạm Trung Du Trang vii Luận văn tốt nghiệp - CNHH TRƢƠNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập – Tự – Hạnh phúc BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC  Cần Thơ, ngày 14 tháng 01 năm 2011 NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Cán chấm phản biện: Tên đề tài thực hiện: Thiết kế phân xưởng tinh luyện cồn pha xăng phương pháp hấp phụ Họ tên sinh viên thực hiện: Họ tên sinh viên: Phạm Trung Du Mã số sinh viên: 2072134 Ngành: Công Nghệ Hóa Học Khóa: 33 Nội dung nhận xét: a Nhận xét hình thức LVTN: b Nhận xét nội dung LVTN (đề nghị ghi chi tiết đầy đủ): Đánh giá nội dung thực đề tài: Những vấn đề hạn chế: SVTH: Phạm Trung Du Trang viii Luận văn tốt nghiệp - CNHH c Nhận xét sinh viên tham gia thực đề tài (ghi rõ nội dung sinh viên chịu trách nhiệm có): d Kết luận, đề nghị điểm: Cần Thơ, ngày tháng năm 2011 Cán chấm phản biện SVTH: Phạm Trung Du Trang ix Luận văn tốt nghiệp - CNHH LỜI MỞ ĐẦU Đã từ lâu, dầu mỏ giữ vai trò quan trọng chiến lƣợc phát triển kinh tế quốc gia Hơn 90 % lƣợng dầu mỏ khai thác đƣợc phục vụ cho nhu cầu lƣợng nhƣ xăng nhiên liệu, nhiên liệu phản lực, diesel, nhiên liệu đốt lò… Có thể nói dầu mỏ tảng tăng trƣởng phát triển kinh tế quốc gia Trong năm gần đây, với leo thang giá xăng dầu gây nhiều tác động tiêu cực đến kinh tế giới Vì việc tìm kiếm nguồn lƣợng sạch, có khả tái tạo để thay phần xăng dầu trở thành vấn đề cấp thiết đƣợc nhiều quốc gia quan tâm Một hƣớng hiệu sử dụng ethanol để pha vào xăng vừa làm tăng số octane, vừa làm giảm ô nhiễm môi trƣờng nên xăng pha cồn ngày trở nên phổ biến toàn giới Hơn nữa, nƣớc ta nƣớc nông nghiệp có nguồn nguyên liệu để sản xuất ethanol phong phú Việt Nam sở hữu hai đồng rộng lớn đồng Sông Hồng đồng Sông Cửu Long miền trung thuận lợi cho trồng sắn (khoai mì) Đây vùng nguyên liệu lí tƣởng, tiền đề cho đời nhà máy sản xuất ethanol từ cellulose (rơm rạ…) từ sắn Với lí nhƣ trên, đề tài “Thiết kế phân xưởng tinh luyện cồn pha xăng phương pháp hấp phụ” công đoạn cuối dây chuyền sản xuất cồn pha xăng có ảnh hƣởng lớn đến chất lƣợng loại nhiên liệu bƣớc ban đầu cho việc sản xuất ethanol nhiên liệu phục vụ cho nhu cầu lƣợng ngày gia tăng nƣớc ta SVTH: Phạm Trung Du Trang x Luận văn tốt nghiệp - CNHH MỤC LỤC CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Mục đích đề tài 1.2 Những lợi ích nhiên liệu sinh học (NLSH) .2 CHƢƠNG 2: NGUYÊN LIỆU ETHANOL VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP SẢN XUẤT 2.1 Nguyên liệu Ethanol 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 Tính chất vật lý 2.1.3 Tính chất hóa học 2.1.4 Một số phản ứng điều chế 2.1.5 Ứng dụng Ethanol 2.1.6 Tác dụng phụ gia Ethanol pha vào xăng 2.1.7 Các tiêu chất lƣợng xăng ethanol 2.1.8 Tình hình sản xuất ethanol giới 10 2.1.9 Tình hình sản xuất khả sử dụng ethanol nhiên liệu nƣớc ta 11 2.2 Các công nghệ sản xuất ethanol 13 2.2.1 Phƣơng pháp chƣng cất .13 2.2.1.1 Phương pháp chưng đẳng phí (chưng trích ly): 13 2.2.1.2 Chưng phân tử 14 2.2.2 Phƣơng pháp dùng chất hấp phụ chọn lọc – Zeolites 16 2.2.2.1 Giới thiệu zeolites .16 2.2.2.2 Quá trình hấp phụ 18 2.2.2.3 Phương pháp sản xuất cồn tuyệt đối vật liệu hấp phụ chọn lọc 20 2.2.3 Phƣơng pháp dùng chất hút ẩm 24 2.2.4 Phƣơng pháp thẩm thấu qua màng 25 2.2.5 Phƣơng pháp kết hợp bốc thẩm thấu rây phân tử 27 2.2.6 Kết hợp chƣng cất thẩm thấu qua màng 27 CHƢƠNG 3: QUY TRÌNH KỸ THUẬT 30 SVTH: Phạm Trung Du Trang xi Chương 8: An toàn lao động bổ xung cần 8.2.2 Tiếp cận thiết bị Trƣớc vào bồn, ngào thao tác đƣợc mô tả khâu mở thiết hị cần phải: Mở cửa ngƣời bồn để cung cấp đủ thông Trang bị hong không khí thông gió tự nhiên không đủ Đảm bảo nồng độ oxy không nhỏ 19 % Đảm bảo tất thiết bị bảo hộ cấp cứu hoạt động chức Khi tất điều kiện đƣợc bảo đảm, ngƣời vào bồn đƣợc trang bị bảo hộ đầy đủ đƣợc hỗ trợ bên ngƣời khác Nếu nồng độ oxy không nằm giá trị an toàn, ngƣời vào bồn đƣợc trang bị bình oxy Tuy nhiên thứ cần đƣợc chuẩn bị để tránh giải pháp Trong trƣờng hợp, ngƣời vào thiết bị mà bình oxy ngƣời cần kiểm tra liên tục để báo động nồng độ oxy hạ xuống thấp dƣới 19 % 8.3 Các chất độc hại 8.3.1 Ethanol Ethanol chất dễ cháy dễ bắt lửa nên cần thiết phải có biện pháp bảo vệ an toàn Ethanol thể ngƣời đƣợc chuyến hóa thành axetaldehit enzym alcohol dehydrogenas phân hủy rƣợu sau thành acid axetic enzym axetaldehit dehydrogenas phân hủy axetaldehit Aldehit nguy mắc bệnh sơ gan, nhiều dạng ung thƣ chứng nghiện Nếu nồng độ ethanol máu cao (đạt 0,3 ÷ 0,4 %) gây hôn mê, đạt tới 0,5 % cao gây tử vong Ngƣời ta mối liên quan tỷ lệ thuận ethanol phát triển vi khuẩn gây viêm phổi, viêm mạng não viêm nhiễm hệ tiết Sự phát trái ngƣợc với nhầm lẫn phổ biến cho uống rƣợu gây chết nhiều loại vi khẩn gây bệnh truyền nhiễm 8.3.2 Nitơ Tác haị đến sức khỏe Nitơ đƣợc xem khí không độc Nhƣng nitơ nguy hiểm thay oxy đến giới hạn nhỏ 12 ÷ 15 % oxy không khí thở gây bất tỉnh tức SVTH: Phạm Trung Du Trang 116 Chương 8: An toàn lao động thời Nitơ có khối lƣơng riêng gần khối lƣơng riêng không khí Nitơ không cháy 8.3.3 Sơ cứu hít phải khí độc Đƣa nạn nhân tới khu vực không khí lành Hô hấp nhân tạo thở khó khăn ngừng thở Nhanh chóng đƣa tới trạm y tế 8.4 Hỏa hoạn Bên tòa nhà, phát hỏa hoạn thông qua đầu dò nhiệt khói, đầu dò gửi tín hiệu tới bảng cứu hỏa nội bộ, bảng sẽ: Kích hoạt tự động hệ thống chữa cháy Kích hoạt báo động Giửi tín hiệu tới bảng hển thị Tất nhân viên tòa nhà nghe còi báo động phải sơ tán khỏi tòa nhà, di chuyển tới địa điểm tập chung gần cách theo bảng dẫn nối thoát Mức độ hỏa hoạn tòa nhà cỏ thể giảm cách lắp đặt hệ thống tự động (các hệ thống xả tràn) nhân viên cứu hỏa ngƣời tổ chức thực hoạt động phòng cháy chữa cháy Bên cụm công nghệ, lửa đƣợc phát đầu dò lửa đặt thiết bị mà yêu cầu phải có kích hoạt hệ thống phun nƣớc tràn tự động Bên cụm công nghệ, lửa đƣợc phát nhân viên vận hành họ cảnh báo nút báo động máy đàm cầm tay Các nút báo động gửi tín hiệu phòng điều khiển Bảng nầy gửi thông tin (các báo động) tới bảng hiển thị đƣợc nắp đặt nhà bảo vệ trạm cứu hỏa Các nhân viên vận hành bên tào nhà điều khiển kích hoạt báo động chung cho việc sơ tán khỏi nhân viên nhà máy Các nhân viên vận hành khách tham quan nghe còi báo động chung di chuyển tới điểm tập trung gần cách theo bảng dần nối thoát đƣợc bố trí dọc đƣờng nhà máy Hỏa hoạn bên cụm công nghệ đƣợc giảm nhân viên cứu hỏa nhân viên vận hành nhà máy Nhân viên vận hành điều khiển van ngừng dòng nguyên liệu dễ cháy nổ phát tán SVTH: Phạm Trung Du Trang 117 CHƢƠNG 9: TÍNH KINH TẾ 9.1 Tóm lƣợc dự án Dự án kinh tế phản ánh cấu tổ chức sản xuất vốn đầu tƣ xây dựng, thiết bị máy móc, giá thành sản phẩm tiêu kinh tế kỹ thuật Thông qua tính toán kinh tế cho ta biết tính hợp lý dự án hiệu kinh tế đồng thời định xem xét việc xây dựng phân xƣởng sản xuất có đắn không Trên sở tính toán kinh tế thấy đƣợc hiệu kinh tế toàn phân xƣởng để xây dựng, thiết kế nhằm xác định tiêu kinh tế, kỹ thuật từ cho phép đầu tƣ hạng mục giá thành sản phẩm Cồn tuyệt đối loại nhiên liệu không đƣợc sử dụng nhiều Việt Nam nhƣng vai trò quan trọng việc làm tăng trị số octan xăng, với nồng độ cồn xăng 10 % thể tích làm tăng đáng kể trị số octan xăng Hơn nữa, việc nghiên cứu sản xuất cồn tuyệt quy mô công nghiệp bƣớc đột phá cho ngành sản xuất nhiên liệu Việt Nam Sản xuất cồn nhiên liệu với quy mô công nghiệp giải đƣợc vấn đề lao động cho lƣợng nhân công dồi Việt Nam 9.2 Kế hoạch sản xuất 9.2.1 Kế hoạch sản xuất Với tình hình giá thành nhiên liệu giới gia tăng chóng mặt việc xây dựng nhà máy sản xuất cồn Việt Nam đắn, đáp ứng khắc phục đƣợc nhu cầu nhiên liệu Với công nghệ kinh nghiệm nƣớc ta chắn phân xƣởng nhanh chóng phát huy đƣợc toàn công suất có khả mở rộng nhà máy thời gian ngắn 9.2.2 Tính toán kinh tế 9.2.2.1 Vốn cố định Vốn cố định giá trị tài sản cố định nhƣ: nhà xƣởng, máy móc, thiết bị, phƣơng tiện… + Vốn xây dựng: Tính khu công nghiệp Cần Thơ Diện tích nhà máy là: 1500 m2 Diện tích đất xây dựng 586 m2 Giá thuê đất: 40000 đồng/m2/năm SVTH: Phạm Trung Du Trang 118 Chương 9: Tính kinh tế Giá xây dựng: 3000000 đồng/m2 Giá thành thuê đất năm là: 1500.20000 = 60000000 đồng Giá thành xây dựng phân xƣởng là: 586.3000000 = 1758000000 đồng Tổng số vốn đầu tƣ xây dựng lý thuyết là: Vlt = 60000000 + 1758000000 = 1818000000 đồng Khấu hao xây dựng Vkhxd lấy % vốn xây dựng: Vkhxd = 1818000000.0,03 = 52740000 đồng Tổng vốn xây dựng thực tế là: Vxd = 1818000000 + 52740000 = 1870740000 đồng + Vốn đầu tƣ máy móc, thiết bị: Bảng 9.1: Vốn đầu tƣ máy móc, thiết bị STT Tên thiết bị Số lƣợng Đơn giá Thành tiền 01 Tháp hấp phụ 1500000000 4500000000 02 Calorifier 200000000 200000000 03 Bơm ly tâm 5000000 5000000 04 Bơm cánh guồng 5000000 20000000 05 Thiết bị ngƣng tụ 120000000 240000000 06 Bể chứa nguyên liệu 100000000 400000000 07 Thiết bị chứa nitơ nén 20000000 160000000 08 Quạt gió 500000 2500000 09 Hệ thống điều khiển 50000000 50000000 10 Máy nén khí Nitơ 20000000 20000000 11 Zeolite 18446 50000 922322375 12 Nồi 500000000 500000000 Tổng SVTH: Phạm Trung Du 7020000000 Trang 119 Chương 9: Tính kinh tế Vốn thiết bị: Vtb = 7020000000 đồng + Chi phí lắp đặt, vận chuyển 20 % vốn thiết bị + Chi phí, dụng cụ đo, hệ thống dẫn lấy 10 % vốn thiết bị Vậy vốn đầu tƣ máy móc, thiết bị là: Vtbm = 7020000000 + 0,2.7020000000 + 0,1.7020000000 Vtbm = 9216000000 đồng Tổng vốn cố định là: Vcđ = Vxd + Vtbm Vcđ = 1870740000 + 9216000000 Vcđ = 10997000000 đồng 9.2.2.2 Vốn lưu động a) Chi phí nguyên liệu Bảng 9.2: Chi phí nguyên liệu STT Số lƣợng (tấn, lít) Tên nguyên liệu 01 Cồn công nghiệp 02 Khí Nitơ 03 Dầu FO Đơn giá (đồng/tấn,lít) 11983680 Chi phí năm (đồng) 14500 173800000000 346.581 7000000 2426067000 4240 13000000 5511868000 Tổng 331300000000 Chi phí nguyên vật liệu tính chi phí cho vận chuyển, bốc rỡ… b) Chi phí điện Phần điện tính đƣợc lƣợng điện dùng năm là: 37804,5 kWh Giá thành: 1056 đồng/kWh Chi phí cho nhu cầu điện là: Vđiện = 1056.37804,5 = 40000000 (đồng/năm) c) Chi phí nhu cầu nƣớc Phần nƣớc tính đƣợc năm lƣợng nƣớc cần là: 5462 m3 Giá nƣớc 4500 đồng/m3 Vậy giá thành nƣớc sản xuất là: SVTH: Phạm Trung Du Trang 120 Chương 9: Tính kinh tế Vnƣớc = 4500.5462 = 24579000 đồng/năm d) Tính nhu cầu lao động tiền lƣơng Bảng 9.3: Bố trí nhân công tham gia trực tiếp cho phân xƣởng tiền lƣơng Lƣơng Nơi làm việc Chức vụ Số ngƣời (đồng/tháng) Lƣơng toàn (đồng/tháng) Giám đốc 15000000 15000000 Phó giám đốc 1400000 14000000 Công nhân 3000000 6000000 Kỹ sƣ hóa 5000000 5000000 Xƣởng khí Kỹ sƣ khí 5000000 10000000 Xƣởng điện Kỹ sƣ điện 5000000 10000000 Phòng điều Kỹ sƣ hóa 5000000 5000000 khiển Kỹ sƣ tự động 5000000 5000000 Phòng KCS Kỹ sƣ hóa 5000000 10000000 Cổng bảo vệ Bảo vệ 3000000 6000000 Hành Thiết bị Tổng số 17 86000000 Tổng lƣơng chi trả cho lao động năm là: 86000000.12 = 1032000000 đồng 9.2.2.3 Giá thành sản phẩm + Khấu hao tài sản hàng năm + Khấu hao trung bình hàng năm thiết bị: Vkhtb = 0,1.Vtb = 0,1.7020000000 = 702000000 đồng + Khấu hao tài sản cố định khấu hao xây dựng cộng khấu hao máy móc: Vkh = 52740000 + 702000000 = 754740000 đồng SVTH: Phạm Trung Du Trang 121 Chương 9: Tính kinh tế Bảng 9.4: Tổng hợp chi phí chủ yếu STT Khoản mục chi phí chủ yếu Tiền (đồng) 01 Nguyên liệu 02 Điện 40000000 03 Nƣớc 24579000 04 Lƣơng 05 Khấu hao tài sản cố định 231300000000 1032000000 Tổng 754740000 233200000000 + Giá thành toàn (Gtb) Gtb = [Tổng chi phí chủ yếu].100 100 – [Tỷ lệ % chi phí khác] Trong chi phí khác bao gồm: + Chi phí phân xƣởng chiếm 10 % giá thành toàn + Chi phí quản lý nhà máy chiếm % giá thành toàn + Chi phí sản xuất chiếm % giá thành toàn Do ta có: Gtb  233200000000.100  274300000000 đồng 100  75 + Chi phí phân xƣởng: Ppx = 0,1.Gtb Ppx = 0,1.274300000000 = 27430000000 đồng + Suy giá thành phân xƣởng: Gpx = Tổng chi phí chủ yếu + Ppx Gpx = 274300000000 + 27430000000 Gpx = 301700000000 đồng SVTH: Phạm Trung Du Trang 122 Chương 9: Tính kinh tế Bảng 9.5: Ƣớc tính giá thành sản phẩm Khoản mục chi phí Tiền (đồng) 01 Nguyên liệu 231308114000 02 Điện 40000000 03 Nƣớc 24579000 04 Lƣơng 05 Khấu hao tài sản cố định 06 Chi phí phân xƣởng STT 1032000000 Tổng 754740000 27430521500 260589954000 + Giá thành đơn vị sản phẩm (lít): Gsp  260589954000  21745 đồng 11983680 9.2.2.4 Lãi thời gian thu hồi vốn + Thời gian thu hồi vốn: T V A L Trong đó: A – Khấu hao tài sản cố định hàng năm L – Lãi hàng năm V – Vốn đầu tƣ xây dựng thiết bị Ta chọn tiêu sau năm vốn cố định đƣợc thu hồi  L  V A T 10997000000  754740000  816260000 đồng + Lãi hàng năm: L = S.(Gtp - B) SVTH: Phạm Trung Du Trang 123 Chương 9: Tính kinh tế Gtp  L B S Trong đó: L – Lãi hàng năm nhà máy S – Sản lƣợng hàng năm nhà máy Gtp – Giá thành đơn vị sản phẩm bán B – Giá đơn vị sản phẩm Gtp  816260000  21745 11983680 = 21814 đồng + Tỷ suất lãi: Tỷ suất lãi = L 816260000   0,003  0,3 % G 260589954000 SVTH: Phạm Trung Du Trang 124 CHƢƠNG 10: KẾT LUẬN Sau thời gian học tập trƣờng em cố gắng học tập trau dồi kiến thức Em đƣợc giao nhiệm vụ thiết kế xƣởng sản xuất cồn tuyệt đối heo phƣơng pháp hấp phụ chọn lọc chất hấp phụ zeolite 3A với suất 1000 kg/h Vận dụng kiến thức đƣợc học hƣớng dẫn tận tình thầy Vũ Trƣờng Sơn em hoàn thành đƣợc nhiệm vụ sau: - Tổng quan trình sản xuất cồn tuyệt đối - Tính toán cân vật chất cân nhiệt lƣợng - Tính toán thiết bị phản ứng - Lựa chọn thiết bị trao đổi nhiệt phù hợp trình truyền nhiệt sơ đồ - Thiết kế xây dựng: Tổng diện tích 1500 m2 - Tính toán kinh tế cho toàn phân xƣởng Mặc dù em cố gắng nhiều song thiếu kinh nghiệm thực tế nên luận văn không tránh khỏi sai sót định Em mong đƣợc góp ý bảo thầy cô để luận văn em đƣợc hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hƣớng dẫn Vũ Trƣờng Sơn thầy cô toàn khoa công nghệ bạn bè giúp đỡ em hoàn thành luận văn vày Cần Thơ, ngày 15 tháng 04 năm 2011 Sinh viên Phạm Trung Du SVTH: Phạm Trung Du Trang 125 TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS Đinh Thị Ngọ, Hoá học dầu mỏ khí, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2006 GS.TSKH Nguyễn Bin, Tính toán trình thiết bị công nghệ hoá chất thực phẩm, Tập 4, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2001 Tập thể tác giả, Sổ tay trình thiết bị công nghệ hoá chất thực phẩm Tập 1, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2005 Tập thể tác giả, Sổ tay trình thiết bị công nghệ hoá chất thực phẩm Tập 2, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2005 GS.TSKH Nguyễn Bin, Các trình thiết bị công nghệ hoá chất thực phẩm, Tập 4, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2002 Bùi Hải - Trần Thế Sơn, Kỹ thuật nhiệt, Đại học Bách Khoa Hà Nội, 1990 E.Lalik - R.Mirek - J.Rakocry - A.Groszek, Microcalorimetric study of sorption of water and etanol in Zeolites 3A and 5A, Catalysis today 114 (2006) 242 - 247 John Cambell, Gas conditioning and processing.Cambell petroleum series USA,1984 Vũ Bá Minh, Quá trình thiết bị công nghệ hóa học thực phẩm, Truyền khối, Tập 3, 2007 10 PGS.TS Nguyễn Hữu Tùng, Kỹ thuật tách hỗn hợp nhiều cấu tử, Tập 2, Nhà xuất Bách khoa Hà Nội, 2010 11 Tập thể tác giả Sổ tay tóm tắt đại lƣợng hoá lý Tủ sách đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh 1992 12 PGS.TS Hoàng Văn Chƣớc, Thiết kế hệ thống thiết bị sấy, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội – 2006 13 GS.TSKH Nguyễn Bin, Các trình thiết bị công nghệ hoá chất thực phẩm, Tập 1, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2002 14 GS.TSKH Nguyễn Bin, Các trình thiết bị công nghệ hoá chất thực phẩm, Tập 2, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2002 15 GS.TSKH Nguyễn Bin, Các trình thiết bị công nghệ hoá chất thực phẩm, Tập 3, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2002 16 ThS Nguyễn Thuần Nhi, Bảng tra cứu nhiệt động kỹ thuật – truyền nhiệt, Trƣờng Đại Học Cần Thơ, 2006 SVTH: Phạm Trung Du Trang 126 Tài liệu tham khảo 17 PGS.TS Hoàng Đình Tín, Nhiệt công nghiệp, Nhà xuất Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, 2001 18 Bộ môn công nghệ hóa học, Thí nghiệm trình thiết bị công nghệ hóa học Trƣờng Đại học Cần Thơ, 2006 19 Hồ Lê Viên, Tính toán thiết kế thiết bị hóa chất dầu khí, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2006 20 TS Phan Văn Thơm, Sổ tay thiết kế thiết bị hóa chất & chế biến đa dụng, Trƣờng Đại Học Cần Thơ, 2004 21 Ngô Hồng Quang - Vũ Văn Tẩm, Thiết kế cấp điện, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2002 22 Nguyễn Công Hiền – Hệ thống cung cấp điện, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2002 23 ThS Lý Ngọc Minh, Quá trình thiết bị truyền nhiệt, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2007 24 Vũ Bá Minh – Hoàng Minh Nam, Cơ sở thiết kế nhà máy, Trƣờng Đại học Cần Thơ, 2007 25 Trần Thế Truyền, Cơ sở thiết kế nhà máy, Trƣờng Đại học Đà Nẵng, 2006 26 PGS.TS Đinh Thị Ngọ, Nhiên liệu & trình sử lý hóa dầu, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2008 27 www.ec21.com/product-details/3A-Molecular-Sieve-Desiccant 2750615.html 28 http://vi.wikipedia.org/wiki/N%C4%83ng_su%E1%BA%A5t_t%E1%BB%8Fa_ nhi%E1%BB%87t 29 http://www.vatgia.com/2249/134261/c%E1%BB%93n-cn.html 30 http://www.hcmbiotech.com.vn 31 http://vietbao.vn/Khoa-hoc/6-van-de-ma-trai-dat-dang-phai-doimat/20370514/193/ SVTH: Phạm Trung Du Trang 127 TRƢƠNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập – Tự – Hạnh phúc BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC  Cần Thơ, ngày 14 tháng 01 năm 2011 ĐỀ CƢƠNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NĂM HỌC 2010 – 2011 Tên đề tài thực hiện: Thiết kế phân xưởng tinh luyện cồn pha xăng phương pháp hấp phụ Họ tên sinh viên thực hiện: Họ tên sinh viên: Phạm Trung Du Mã số sinh viên: 2072134 Ngành: Công Nghệ Hóa Học Khóa: 33 Họ tên cán hƣớng dẫn: ThS Vũ Trƣờng Sơn - Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp Sinh Học Ứng Dụng - Trƣờng Đại học Cần Thơ Đặt vấn đề: Ethanol chất có ứng dụng lớn nhƣ ngành công nghệ hóa học, dƣợc phẩm, thực phẩm, giao thông vận tải… Vì vậy, đóng vai trò quan trọng kinh tế quốc dân Nhƣ biết nƣớc ta nƣớc có kinh tế nông nghiệp, với mạnh ngành trồng trọt, chăn nuôi tạo điều kiện cho ngành công nghiệp lấy sản phẩm ngành nông nghiêp: lúa gạo, ngô, sắn, rỉ đƣờng… hay phế phẩm ngành nông nghiệp nhƣ: rơm rạ, bã mía… để sản xuất cồn hay xăng dầu sinh học Trong tình hình xăng dầu giới có nhiều biến động Các nƣớc có trữ lƣợng dầu mỏ lớn dần cạn kiệt, thời gian tái tạo dài việc hạn chế khai thác gây nhiều biến động xấu tới kinh tế toàn cầu Hơn việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch gây ô nhiểm môi trƣờng (khí thải dẫn đến hiệu ứng nhà kính) Trƣớc tình hình việc nghiên cứu nguồn nguyên liệu sinh học thay xăng dầu vấn đề cấp bách quan trọng Bên cạnh việc nƣớc ta xây dựng nhà máy lọc dầu đôi với ta cần phải nghiên cứu xây dựng nhà máy sản xuất nhiên liệu nhƣ cồn tuyệt đối làm nhiên liệu sinh học Với yêu cầu thực tiễn tạo động lực cho thực đề tài luận văn này, hy vọng ảnh hƣởng tích cực cho đầu sản phẩm nông nghiệp đóng góp phần cho công nghiệp hóa học nhu cầu sử dụng lƣợng đất nƣớc Mục đích yêu cầu: Tìm hiểu quy trình sản xuất cồn tuyệt đối tiêu biểu Tính toán, thiết kế phân xƣởng sản xuất cồn tuyệt đối theo phƣơng pháp hấp phụ Địa điểm, thời gian thục hiện: - Địa điểm: Phòng thí nghiệm Công Nghệ Hóa Học, Khoa Công Nghệ, Trƣờng Đại Học Cần Thơ - Thời gian thực hiện: từ ngày 03/01/2011 đến ngày 17/4/2011 Giới thiệu thực trạng có liên quan tới vấn đề đề tài: Với tình hình xăng dầu giới có nhiều biến động không ngừng dẫn đến nhiều hậu không lƣờng kinh tế ô nhiễm môi trƣờng giới nói chung Việt Nam nói riêng Hiện nhà khoa học bắt đầu nghiên cứu xăng sinh học trộn lẫn cồn xăng theo tỉ lệ định Đề án Phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025 Thủ tƣớng Chính phủ phê duyệt Quyết định 177/2007/QĐ - TTg Đến năm 2025 sản lƣợng ethanol dầu thực vật đạt 1,8 triệu tấn, đáp ứng khoảng % nhu cầu xăng dầu nƣớc Giải đầu cho nguồn nhân lực có trình độ cao Việt Nam Do đó, nhu cầu thiết kế nhà máy tinh chế cồn tuyệt đối trở nên cấp bách thiết thực cho phát triển chung công nghiệp Việt Nam Các nội dung giới hạn đề tài: 8.1 Nội dung đề tài: Tìm hiểu quy trình công nghệ, thiết kế phân xƣởng tinh chế cồn tuyệt đối, tính toán hiệu kinh tế đem lại sản xuất Nội dung đề tài gồm phần nhƣ sau:  Mở đầu: Mục tiêu ý nghĩa đề tài  Lập luận kinh tế chọn địa điểm xây dựng  Tính chất ethanol phƣơng pháp sản xuất ethanol  Thiết lập qui trình kỹ thuật  Tính chọn thiết bị phụ  Tính chi phí lƣợng  Thuyết minh xây dựng  Kiểm tra sản xuất, an toàn lao động phòng tránh cháy  Tính kinh tế  Kết luận 8.2 Giới hạn đề tài: Do điều kiện máy móc thiết bị thời gian thục đề tài tƣơng đối ngắn nên không tránh khỏi sai số trình thu thập số liệu tính toán Phƣơng pháp thực đề tài: Nghiên cứu sách, tài liệu, báo cáo khoa học để lấy số liệu Thực thêm thí nghiệm thu số liệu để lấy thông số làm sở thiết kế quy trình công nghệ nhà máy theo số liệu thực nghiệm 10 Kế hoạch thực hiện: Tuần Lƣợc khảo tài liệu, nội dung thực    Tiến hành thu thập số liệu thí nghiệm    Tính cân vật chất, lƣợng, thiết kế thiết bị, quy trình nhà máy Tính toán xây dựng nhà máy, an toàn lao động    10 11 12 13 14 15   Tính kinh tế Viết    SINH VIÊN THỰC HIỆN Phạm Trung Du DUYỆT CỦA BỘ MÔN               CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ThS Vũ Trƣờng Sơn DUYỆT CỦA HĐLV & TLTN  [...]... củ quả cũng phát triển rất mạnh Tất cả các yếu tố trên cho thấy việc sản xuất ethanol pha xăng từ các phụ phẩm của sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam là rất khả thi Vì những lý do trên, đề tài Thiết kế phân xưởng tinh luyện cồn pha xăng bằng phương pháp hấp phụ là công đoạn cuối cùng của dây chuyền sản xuất cồn pha xăng có ảnh hƣởng lớn đến chất lƣợng của loại nhiên liệu mới này 1.2 Những lợi ích của... ethanol và các phương pháp sản xuất 2.2 Các công nghệ sản xuất ethanol Để thu đƣợc sản phẩm là cồn có nồng độ cao trên thế giới hiện nay đã sử dụng nhiều phƣơng pháp tách nƣớc từ cồn công nghiệp, cụ thể có thể liệt kê các phƣơng pháp điển hình nhƣ sau: + Phƣơng pháp chƣng cất: - Phƣơng pháp chƣng đẳng phí - Phƣơng pháp chƣng phân tử + Phƣơng pháp dùng chất hấp phụ chọn lọc zeolites + Phƣơng pháp dùng các... CNHH 3.1 Thiết kế sơ đồ sản xuất .30 3.2 Nguyên tắc hoạt động 30 CHƢƠNG 4: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƢỢNG 32 4.1 Kết quả thực nghiệm về phƣơng pháp hấp phụ sản xuất cồn bằng zeolites 3A 32 4.1.1 Các tính chất và các đại lƣợng nhiệt động của quá trình hấp phụ nƣớc 32 4.1.2 Các tính chất và các đại lƣợng nhiệt động của quá trình hấp phụ ethanol... 2.6: Tháp chƣng phân tử 15 Hình 2.7: Cấu tạo phân tử zeolites 16 Hình 2.8: Cấu trúc cơ bản của zeolites 16 Hình 2.9: Sơ đồ của quá trình và trƣờng nồng độ trong lớp chất hấp phụ đứng yên 19 Hình 2.10: Sơ đồ hấp phụ cồn – nƣớc dạng lỏng 20 Hình 2.11: Sơ đồ hấp phụ cồn – nƣớc dạng hơi 21 Hình 2.12: Sơ đồ sản xuất ethanol theo phƣơng pháp hấp phụ với ba tháp... ty của Pháp Thụy Điển có chƣơng trình chấm dứt hoàn toàn nhập cảng xăng cho xe hơi vào năm 2020, thay vào đó là tự túc bằng xăng sinh học Hiện nay, 20 % xe ở Thụy Điển chạy bằng xăng sinh học, nhất là xăng ethanol Thụy Điển đang chế tạo xe hơi lai vừa chạy bằng ethanol vừa bằng điện Để khuyến khích sử dụng xăng sinh học, SVTH: Phạm Trung Du Trang 10 Chương 2: Nguyên liệu ethanol và các phương pháp sản... yêu cầu về kỹ thuật xây dựng .102 6.2 Thiết kế tổng mặt bằng 103 6.2.1 Các nhiệm vụ chính khi thiết kế tổng mặt bằng nhà máy 103 6.2.2 Các yêu cầu thiết kế tổng mặt bằng nhà máy 103 6.2.3 Nguyên tắc phân vùng trong nhà máy 105 6.2.3.1 Vùng trước nhà máy 105 6.2.3.2 Vùng sản xuất 105 6.2.3.3 Vùng các công trình phụ .105 6.2.3.4 Vùng kho tàng và khu... 33 4.2 Tính toán cân bằng vật chất 34 4.2.1 Tính toán quá trình hấp phụ .34 4.2.2 Tính toán quá trình nhả hấp .37 4.3 Tính toán cân bằng năng lƣợng .40 4.3.1 Tính toán cho quá trình hấp phụ (1) ở 107,6 oC .40 4.3.2 Tính toán cho quá trình làm nóng vật liệu (2) từ 107 oC ÷ 350 oC 41 4.3.2.1 Tính nhiệt cần thiết để nâng nhiệt độ chất hấp phụ 42 4.3.2.2 Nhiệt... nhả hấp phụ .23 Hình 2.14: Sơ đồ sử dụng hơi nhiên liệu làm quá trình nhả hấp 23 Hình 2.15: Sơ đồ giảm áp cột hấp phụ 24 Hình 2.16: Sơ đồ nguyên tắc thẩm thấu qua màng 25 Hình 2.17: Sơ đồ sản xuất cồn tuyệt đối theo phƣơng pháp thẩm thấu qua màng 26 Hình 2.18: Màng phân tách chọn lọc 26 Hình 2.19: Sơ đồ chƣng cất kết hợp thẩm thấu qua màng 27 Hình 4.1: Sự phụ. .. sánh phƣơng pháp thẩm thấu qua màng và phƣơng pháp hấp phụ chọn lọc: 25 Bảng 2.5: So sánh đánh giá các phƣơng pháp 28 Bảng 4.1: Tính chất và các đại lƣợng nhiệt động của quá trình hấp phụ nƣớc .32 Bảng 4.2: Tính chất và các đại lƣợng nhiệt động của quá trình hấp phụ ethanol 33 Bảng 4.3: Độ chọn lọc hình dáng của zeolites 3A 34 Bảng 4.4: Thống kê số liệu cân bằng vật chất:... chân không cần thiết trong thiết bị Do việc tạo áp suất và chế tạo thiết bị làm việc ở áp suất chân không đòi hỏi rất phức tạp và tốn kém, phƣơng pháp này chỉ để nghiên cứu, không mở rộng đƣợc quy mô SVTH: Phạm Trung Du Trang 15 Chương 2: Nguyên liệu ethanol và các phương pháp sản xuất 2.2.2 Phƣơng pháp dùng chất hấp phụ chọn lọc – Zeolites 2.2.2.1 Giới thiệu về zeolites Hình 2.7: Cấu tạo phân tử zeolites ... ethanol pha xăng từ phụ phẩm sản xuất nông nghiệp Việt Nam khả thi Vì lý trên, đề tài Thiết kế phân xưởng tinh luyện cồn pha xăng phương pháp hấp phụ công đoạn cuối dây chuyền sản xuất cồn pha xăng. .. (rơm rạ…) từ sắn Với lí nhƣ trên, đề tài Thiết kế phân xưởng tinh luyện cồn pha xăng phương pháp hấp phụ công đoạn cuối dây chuyền sản xuất cồn pha xăng có ảnh hƣởng lớn đến chất lƣợng loại... bị hấp phụ/ kg khí trơ Xc: Nồng độ chất bị hấp phụ pha rắn, Tƣơng ứng với Y c, kg chất bị hấp phụ/ kg chất hấp phụ Xbh: Nồng độ bão hoà chất bị hấp phụ pha rắn, kg chất bị hấp phụ/ kg chất hất phụ