Đồ án tốt nghiệp thiết kế phân sưởng sản xuất Formalin

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin Mục lục Trang Mở đầu Phần I : Tổng quan lý thuyết Chơng I : Giới thiệu chung nguyên liệu trình sản xuất formalin I/ Giới thiệu Metanol : II/ Tính chất vật lý : III/ Tính chất hóa học : .6 Phản ứng hydro hoá : .6 Phản ứng tách H2O : Phản ứng oxy hóa : Phản ứng dehydro hóa : IV/ Chỉ tiêu nguyên liệu metanol để sản xuất formalin xúc tác ( FeMo) Nớc : .6 Metanol kỹ thuật : Không khí : .7 Nguyên liệu chế tạo xúc tác hỗn hợp oxit (Fe -Mo) : V/ Một số ứng dụng Metanol : Sử dụng làm nguyên liệu cho tổng hợp hóa học : Sử dụng lĩnh vực lợng : .7 Các ứng dụng khác: Chơng II: Tính chất lý hóa ứng dụng sản phẩm formaldehyde I/ Tính chất vật lý: II/ Tính chất hóa học : .11 1/ Phản ứng phân huỷ : .11 2/ Phản ứng oxy hoá khử : 11 Phản ứng phân tử formaldehyde: 12 a Phản ứng cannizzaro : 12 b Phản ứng tischenko : 12 c Phản ứng polyme hóa : 12 III/ Chỉ tiêu formalin thơng phẩm : 12 IV/ ứng dụng sản phẩm formaldehyde : 13 Chơng III: Các phơng pháp sản xuất formalin 15 I/ Quá trình sản xuất formaldehyde sử dụng xúc tác bạc : 15 Công nghệ chuyển hóa hoàn toàn metanol (công nghệ BASF) 16 Công nghệ chuyển hóa không hoàn toàn chng thu hồi metanol .18 II/ Công nghệ sản xuất formaldehyde sử dụng xúc tác oxit: 20 Công nghệ đặc trng trình sản xuất formalin sở xúc tác oxit kim loại công nghệ dựa phơng pháp formox (hình trang26).21 Sơ đồ công nghệ sản xuất formalin Viện nghiên cứu xúc tác .22 Quá trình sản xuất formaldehyde cách oxy hóa metan: 25 Oxy hóa etylen : 26 Thuỷ phân clorua metylen : 26 Chơng IV: So sánh mặt kinh tế trình sản xuất formaldehyde lựa chọn sơ đồ công nghệ 27 I/ So sánh trình : 27 II/ Lựa chọn sơ đồ công nghệ : .28 IV/ Các điều kiện ảnh hởng đến trình công nghệ 30 Nhiệt độ phản ứng thời gian tiếp xúc tối u cho trình .30 I/ Các số liệu : 34 Bùi Trung Kiên Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin Số liệu chất tham gia phản ứng : 34 Thành phần khí thải .34 Tổn thất : 1,2% 34 Phản ứng hóa học xảy thiết bị phản ứng : .34 Thành phần sản phẩm : 34 Hệ số chuyển hóa metanol thành sản phẩm : 34 II / Tính cân vật chất : 34 Tính cho toàn phân xởng : 38 Cân vật chất cho thiết bị bay metanol 40 Cân vật chất cho thiết bị phản ứng chính: 40 Tính cân vật chất cho tháp hấp thụ : 41 Cân vật chất cho thiết bị đun nóng khí : 42 III/ Tính toán cân nhiệt lợng 42 Thiết bị đun nóng không khí 42 Thiết bị bay methanol 44 Thiết bị phản ứng 49 Vậy QIIht =11,50045 62,802=722,56(Kj/h) 55 IV/ Tính toán khí thiết bị phản ứng 60 Tính đờng kính, thể tích lớp xúc tác, chiều cao lớp xúc tác : .60 Tính đờng kính ống dẫn nguyên liệu vào thiết bị : .62 Tính đờng kính ống dẫn sản phẩm khỏi thiết bị : 63 Tính đáy thiết bị : 64 Tính nắp thiết bị : 65 Chiều dày thân thiết bị : 66 V/ Lựa chọn số thiết bị chủ yếu dây chuyền 68 69 Phần III: Thiết kế xây dựng .70 I Đặc điểm sản phẩm nhà máy: .70 II Địa điểm xây dựng: .70 Các yêu cầu chung: 70 Các yêu cầu kỹ thuật xây dựng: 70 Các yêu cầu môi trờng vệ sinh công nghiệp: 71 III Giải pháp thiết kế tổng mặt nhà máy: .71 Nguyên tắc thiết kế tổng mặt nhà máy: .71 Các hạng mục công trình: 72 Phần iv: An toàn lao động 74 phần V:tính kinh tế .76 1.Mục đích ý nghĩa 82 2Các kí hiệu sử dụng tự động hóa 83 Các dạng tự động hóa 83 Cấu tạo số thiết bị tự động .85 tài liệu tham khảo 88 Bùi Trung Kiên Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin Mở đầu Trong thời kỳ công nghiệp hoá đại hoá đất nớc, việc thúc đẩy nghành công nghiệp mũi nhọn phát triển nhiệm vụ quan trọng cần thiết nhằm tạo đà cho phát triển toàn kinh tế Trong năm cuối kỷ 20 đầu kỷ 21 công nghệ hoá học nói chung công nghệ tổng hợp hữu - hoá dầu nói riêng đợc xem nh nghành công nghiệp mũi nhọn nớc ta Công nghệ hữu - hoá dầu phát triển đáp ứng đợc mục tiêu quan trọng kinh tế cung cấp hoá chất cho nghành tổng hợp hữu hoá dầu hoá học, tạo thay đổi lớn cấu chủng loại sản phẩm nghành hoá chất vật liệu Một số phải kể đến hợp chất Formaldehyde Formaldehyde hóa chất hóa học công nghiệp quan trọng đợc dùng trình sản xuất nhiều ngành công nghiệp Hiện có 50 ngành công nghiệp sử dụng formaldehyde Formaldehyde hợp chất hữu quan trọng để cung cấp cho ngành sản xuất công nghiệp tiêu dùng, dạng thơng phẩm formaldehyde hòa tan H2O dạng dung dịch 37 ữ 50% đợc gọi formalin Đây bán thành phẩm quan trọng cho ngành tổng hợp hữu nhiều ngành khác nh : ngành y tế dùng để ớp xác, tẩy mùi, ngành thực phẩm dùng để tránh thiu thối, thuộc da công nghệ thuộc da giày Formaldehyde đợc tổng hợp lần vào năm 1859 Khi Butlerov thực thuỷ phân metylen axetal mùi đặc trng dung dịch Đến năm 1867 Hofman tổng hợp đợc formaldehyde cách cho hỗn hợp metanol không khí qua lớp xúc tác platin dạng sợi xoắn đợc làm nóng Quá trình sản xuất mang tính công nghiệp đợc thực thi vào năm 1882 Tollens khám phá phơng pháp điều chỉnh lợng metanol tỷ lệ không khí xác định hiệu suất phản ứng Năm 1886 Loew thay xúc tác dạng sợi xoắn platin xúc tác lới đồng có hiệu Một công ty Đức bắt đầu vào sản xuất năm 1889 sản xuất thơng mại formaldehyde đợc bắt đầu Một hãng khác Đức, sử dụng xúc tác bạc cho trình vào năm 1910 Năm 1905 Badische Anilin Soda Fabrik bắt đầu sản xuất formaldehyde trình liên tục, sử dụng xúc tác Ag tinh thể Sản lợng formaldehyde 30 kg/ngày dới dạng dung dịch nớc 30% khối lợng Metanol cần thiết trình sản xuất formaldehyde đợc thu hồi từ ngành công nghiệp gỗ nhờ trình nhiệt phân Sự phát triển việc tổng hợp metanol dới áp suất cao Badische Anilin Soda Fabrik năm 1925 cho phép trình sản xuất formaldehyde phạm vi công nghiệp với quy mô rộng lớn Bùi Trung Kiên Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin Hàng năm Việt Nam phải nhập formalin để sản xuất vật liệu polime, vật liệu cách điện, cách nhiệt chất mạ kim loại, chất phụ trợ cho công nghiệp dệt, chất sát trùng cho chăn nuôi Do việc nghiên cứu thiết kế phân xởng sản xuất formalin cần thiết nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng nớc giảm thiểu chi phí nhập từ nớc Phần I : Tổng quan lý thuyết Chơng I : Giới thiệu chung nguyên liệu trình sản xuất formalin I/ Giới thiệu Metanol : Metanol gọi methyl acohol rợu gỗ, có công thức hóa học CH3OH, khối lợng phân tử 32,042 Năm 1661 lần Robert Boyle thu đợc metanol sau tinh chế gỗ giấm sữa vôi Sau vào năm 1857 Berthelot tổng hợp đợc metanol cách xà phòng hóa methyl chloride Trong khoảng từ 1830 - 1923 có nguồn quan trọng để sản xuất metanol từ giấm gỗ thu đợc chng khô gỗ Tới đầu năm 1913, Metanol đợc sản xuất phơng pháp tổng hợp từ CO H Đến đầu năm 1920, M.PIER đông nghiệp hãng BASF dựa phát triển hệ xúc tác ZnO - Cr2O3 tiến bớc đáng kể việc sản xuất metanol với quy mô lớn công nghiệp Vào cuối năm 1923 trình đợc thực áp suất cao (25 - 35 MPa, T o = 320 ữ 450oC), chúng đợc sử dụng công nghiệp sản xuất metanol 40 năm Tuy nhiên vào Bùi Trung Kiên Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin năm 1960 ICI phát triển hớng tổng hợp metanol áp xuất thấp (5 - 10 Mpa, To = 200 ữ 300oC) xúc tác CuO với độ chọn lọc cao Hiện nay, metanol đợc sản xuất nhiều giới phơng pháp tổng hợp áp xuất thấp phơng pháp chng từ giấm gỗ chiếm khoảng 0,003% tổng lợng metanol sản xuất đợc II/ Tính chất vật lý : Metanol chất lỏng không màu, có tính phân cực, tan H2O, Benzen, Rợu, este hầu hết dung môi hữu Metanol có khả hòa tan nhiều loại nhựa nhng tan loại chất béo, dầu Metanol dễ tạo hỗn hợp cháy nổ với không khí (7 - 34%), độc cho sức khoẻ ngời, với lợng 10ml trở lên gây tử vong Một số số vật lý quan trọng metanol : Tên Nhiệt độ sôi (101,3 KPa) Nhiệt độ đóng rắn Tỷ trọng chất lỏng (OoC, 101,3 KPa) Tỷ trọng chất lỏng (25oC, 101,3 KPa) Nhiệt độ bốc cháy áp suất tới hạn Nhiệt độ tới hạn Tỷ trọng tới hạn Thể tích tới hạn Hằng số 64,7oC - 97,68oC 0,81000 g/cm2 0,78664 g/cm2 470oC 8,097 MPa 239,49oC 0,2715 g/cm3 117,9 c3/mol Hệ số nén tới hạn Nhiệt độ nóng chảy Nhiệt hóa 0,224 100,3 KJ/kg 1128,8 KJ/kg Nhiệt dung riêng khí (25oC, 101,3 KPa) Nhiệt dung riêng lỏng (25oC, 101,3 KPa) Độ nhớt lỏng (25oC) Độ nhớt khí (25oC) Hệ số dẫn điện (25oC) 44,06 Jmol-1.K1 84,08 Jmol-1 K-1 0,5513 m Pas 9,6.10-3 m Pas Sức căng bề mặt không khí (25oC) Entanpi tiêu chuẩn (khí 25oC, 101,3 KPa) Entanpi tiêu chuẩn (lỏng 25oC, 101,3 KPa) (2-7).10-9 -1.Cm-1 22,10 m N/m - 200, 94 KJ/mol - 238,91 KJ/mol Entnopi tiêu chuẩn (khí 25oC, 101,3 KPa) Entnopi tiêu chuẩn (lỏng 25oC, 101,3 KPa) 239,88 J mol-1 K-1 127,27 J mol-1 K-1 Bùi Trung Kiên Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin Hệ số dẫn nhiệt lỏng (25oC) 190,16 m Wm-1 K-1 Hệ số dẫn nhiệt (25oC) Giới hạn nổ không khí 14,97 m Wm-1 K-1 5,5 - 44% vol III/ Tính chất hóa học : Metanol hợp chất đơn giản dãy đồng đẳng rợu no đơn chức Hóa tính đợc định nhóm OH Các phản ứng metanol theo hớng đứt liên kết C-O OH đợc đặc trng thay nguyên tử H hay nhóm OH phân tử Phản ứng hydro hoá : CH30H + H2 CH4 + H2O Phản ứng tách H2O : 140oC 2CH3OH + H2 H SO đặc CH3 - O - CH3 + H2O Phản ứng oxy hóa : Khi oxy hóa metanol xúc tác kim loại (Ag, Pt, Cu) hay xúc tác oxit (Fe, Mo) hỗn hợp oxit (VMo, Fe - Mo Ti - Mo) điều kiện thích hợp ta thu đợc formaldehyde sản phẩm phụ : to, xt CH3OH + 1/2 O2 CH2O + H2O + Q, H = -159 KJ/mol Nếu oxy hóa sâu tạo axit formic : to, xt CH3OH + O2 HCOOH + H2O Nếu oxy hóa hoàn toàn thu đợc CO2 H2O to, xt CH3OH + 1/2 O2 CO + H2O CH3OH + O2 to, xt CO2 + H2O Phản ứng dehydro hóa : Khi tham gia phản ứng dehydro hóa tạo thành sản phẩm : CH2O CH3OH CH2O + H2 IV/ Chỉ tiêu nguyên liệu metanol để sản xuất formalin xúc tác ( Fe-Mo) Nguyên liệu bao gồm : nớc mềm, metanol kỹ thuật , nguyên liệu chế tạo xúc tác hỗn hợp oxit (Fe -Mo) không khí Nớc : Trớc sử dụng phải đợc làm tạp chất làm mềm Metanol kỹ thuật : - Nhiệt độ sôi chng cất (760 mm Hg) : 64 - 64,7oC Bùi Trung Kiên Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin - Hàm lợng riêng : 0,791 - 0,792 g/cm3 - Hàm lợng H2O : 0,1% - Hàm lợng CH3OH : 99,5% (Trọng lợng) - Hàm lợng axít (Tính theo axit axetic) : 0,003% - Hàm lợng tổng andehyde xeton : 0,008% - Hàm lợng lu huỳnh : 0,002% - Hàm lợng chất bay sắt : 0,005% Không khí : Trớc đa vào thiết bị phải đợc lọc bụi rửa tạp chất gây ngộ độc xúc tác Thành phần chủ yếu gồm : N2 - 79%( Trọng lợng) O2 - 21%( Trọng lợng) Nguyên liệu chế tạo xúc tác hỗn hợp oxit (Fe -Mo) : - Molipđat amoni : Loại P - Muối sắt FeCl3 : Loại P - Nớc : Nớc cất hay nớc qua trao đổi ion V/ Một số ứng dụng Metanol : Metanol nguyên liệu dung môi quan trọng cho công nghiệp tổng hợp hóa học Metanol đợc coi nhiên liệu lý tởng lĩnh vực lợng cháy hoàn toàn không gây ô nhiễm môi trờng Sử dụng làm nguyên liệu cho tổng hợp hóa học : Hiện khoảng 70% sản lợng Metanol toàn giới đợc sử dụng tổng hợp hóa học để sản xuất hợp chất quan trọng nh : formaldehyde, Demetyltere phtalat, MTBE, axit axêtíc, Metyl metcrylat, lợng nhỏ dùng làm nhiên liệu Có thể nói Formaldehyde sản phẩm quan trọng nhất, tổng hợp từ metanol Khoảng 40% Metanol giới đợc dùng để tổng hợp formaldehyde với tỷ lệ gia tăng đạt 30% Các phơng pháp tiến hành dựa trình oxyhoá Metanol không khí Chúng khác chủ yếu nhiệt độ chất xúc tác sử dụng Ngoài ra, metanol đợc dùng để tổng hợp số lợng lớn hợp chất hữu khác nh: axít fornic, metyl este axit hữu vô Sử dụng lĩnh vực lợng : Metanol nguồn thay hứa hẹn cho sản phẩm dầu mỏ nên chúng trở nên đắt để làm nhiên liệu Metanol đợc dùng để pha vào xăng, nhiên liệu diezel nhằm cải thiện số tính chất nhiên liệu) Các ứng dụng khác: Metanol có nhiệt độ đông đặc thấp dễ tan nớc nên sử dụng hệ thống làm lạnh dạng tinh khiết hỗn hợp với nớc glycol Metanol đợc dùng làm chất chống đông hệ thống làm mát đốt nóng Bùi Trung Kiên Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin Một số lợng lớn metanol đợc sử dụng để bảo vệ đờng ống dẫn khí thiên nhiên chống lại tạo thành khí hydrat nhiệt độ thấp, làm tác nhân hấp thụ thiết bị làm khí để loại bỏ CO H2S nhiệt độ thấp làm dung môi cho trình hóa học Chơng II: Tính chất lý hóa ứng dụng sản phẩm formaldehyde I/ Tính chất vật lý: Formaldehyde có công thức hóa học CH2O khối lợng phân tử 33,03 Nó chất khí không màu, mùi xốc, vị chua, độc (tác động đến mắt, da mũi cổ họng, kích thích thần kinh với nồng độ nhỏ) Formaldehyde hóa lỏng -19,2oC, tỷ trọng lỏng 0,8153 (ở -20oC) 0,9172 (ở -80oC) đóng rắn -118oC dạng bột nhão trắng trạng thái lỏng khí formaldehyde ổn định nhiệt độ thấp nhiệt độ thờng (80 ữ 100oC) Khí formaldehyde không polyme hóa khoảng 80 100oC đợc xem nh khí lý tởng , nhng nhiệt độ thấp bị polime hóa chậm Khí formaldehyde cháy tạo thành hỗn hợp nổ với không khí hỗn hợp chứa khoảng 65% -75% theo thể tích * Một số số vật lý formaldehyde : Nhiệt tạo thành formaldehyde 25oC : - 115,9 + 6,3 KJ/mol Năng lợng Gibhs 25oC : -109,9 KJ/mol o Entropi 25 C : 218,8 + 0,4 KJ/mol o Nhiệt cháy 25 C : 561,5 KJ/mol o Nhiệt bay -19,2 C : 23,32 KJ/mol o Nhiệt dung riêng 25 C : 35,425 KJ/mol o Nhiệt hòa tan nớc 25 C : 62,0 KJ/mol Bùi Trung Kiên Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin áp suất formaldehyde đo đợc khoảng (- 109,4oC ữ 22,3 C) tích đợc tính theo phơng trình : o 1429 5,0233 T +1,75 lg T 0,0063T P(KPa) = 10 Quá trình polyme hóa trạng thái lỏng trạng thái khí bị ảnh hởng yếu tố nh : áp suất, độ ẩm lợng nhỏ axit formic song tơng đối nhỏ Khí formaldehyde đạt đợc trình hóa para formaldehyde (HCHO)n polyme hóa cao đợc - poly - oxy metylen Quá trình đạt đợc từ 90 ữ 100% dạng tinh khiết yêu cầu phải bảo quản 100 ữ 150oC nhằm ngăn cản trình trùng hợp Quá trình phân huỷ hóa học không xảy dới 400oC nhiệt độ thấp, formaldehyde lỏng trộn lẫn đợc với tất dung môi không phân cực nh : Toluen, ete, chloroform etylaxetat Khả hòa tan giảm tăng nhiệt độ trình Quá trình bay hơi, trùng hợp thờng xảy nhiệt độ thờng để lại lợng nhỏ khí không tan * Dạng dung dịch formaldehyde : Dung dịch formaldehyde lỏng axetandehyde xem nh dung dịch lý tởng Formaldehyde lỏng trộn lẫn đợc với dầu mỏ Dung môi có cực nh rợu, amin, axit dùng để phản ứng với để hình thành hợp chất metyl dẫn xuất metylen Qua nghiên cứu thực nghiệm cho thấy monome dạng đơn phân tử formaldehyde tồn dung dịch với nồng độ < 0,1% trọng lợng Dạng chủ yếu formaldehyde dung dịch metylglycol (HOCH 2OH) oligome có khối lợng phân tử thấp với cấu trúc HO(CH 2O)nH (n = ữ 8) Vì mà formaldehyde khó bay điều kiện thờng Hằng số cân trình hòa tan vật lý formaldehyde qúa trình phản ứng formaldehyde tạo thành metylen glycol oligome xác định đợc.Số liệu cho bảng (1) nhận đợc từ trình tính toán số cân trình oligome phân bố dung dịch nớc với nồng độ 40% khối lợng Bảng : Sự phân bố glocol dung dịch formaldehyde (40%, 35oC) N Bùi Trung Kiên Thành phần (%) 26,28 19,36 16,38 12,33 8,70 5,89 N 10 >10 - Thành phần (%) 3,89 2,35 1,59 0,99 1,59 - Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin Qua nghiên cứu động học tạo thành metylglycol từ hòa tan formaldehyde với nớc có số phản ứng nghịch 5.10 ữ 5.106 chậm so với phản ứng thuận tăng lên nhanh môi trờng axit, nghĩa phân bố oligome khối cao (n>3) không thay đổi nhanh nhiệt độ thấp dung dịch loãng Sau lợng metylen glycol tăng với lợng nhỏ oligome (n = n = 3) dung dịch nớc, hàm lợng < 2% formaldehyde dạng monome Lợng metylen glycol đợc xác định phơng pháp dùng sunfit đo áp suất riêng phần formaldehyde Khối lợng phân tử lợng monome xác định đợc phơng pháp quang phổ NMR Bảng : áp suất riêng phần formaldehyde dung dịch formalin nhiệt độ nồng độ khác : T oC 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 0,003 0,005 0,007 0,009 0,013 0,017 0,022 0,028 0,037 0,045 0,039 0,047 0,093 0,114 0,011 0,015 0,022 0,031 0,044 0,061 0,084 0,113 0,151 0,200 0,262 0,340 0,437 0,558 Nồng độ formaldehyde (%) 10 15 20 25 30 0,016 0,021 0,025 0,028 0,031 0,024 0,031 0,038 0,045 0,049 0,036 0,047 0,057 0,066 0,075 0,052 0,069 0,085 0,096 0,113 0,075 0,101 0,125 0,146 0,167 0,105 0,144 0,180 0,213 0,245 0,147 0,203 0,256 0305 0,353 0,202 0,284 0,360 0,432 0,502 0,275 0,390 0,499 0,604 0,705 0,371 0,531 0,685 0,838 0,976 0,494 0,715 0,929 1,137 1,341 0,652 0,953 1,247 1,536 1,820 0,852 1,258 1,657 2,053 2,443 1,104 1,645 2,182 2,717 2,250 35 0,034 0,053 0,083 0,125 0,187 0,275 0,389 0,569 0,803 1,119 1,541 2,101 2,831 3,780 40 0,037 0,056 0,090 0,137 0,206 0,304 0,442 0,634 0,899 1,258 1,740 2,378 2,218 4,310 Tuy nhiên dung dịch formaldehyde tinh khiết nớc tồn nồng độ 95% trọng lợng nhng để trì đợc nồng độ mà hình thành polyme phải tăng nhiệt độ lên 120oC Trong dung dịch formaldehyde kỹ thuật ngời ta có bổ sung thêm metanol với nồng độ 2% * Một số số vật lý dung dịch formalin : Dung dịch nớc có 37 ữ 45% trọng lợng formaldehyde + Nhiệt độ sôi : + Nhiệt đóng rắn có metanol : + Nhiệt độ chớp cháy metanol : + Nhiệt độ chớp cháy có 15% metanol : 97oC 50oC 85oC 50oC Tỷ trọng dung dịch formaldehyde chứa 13% trọng lợng metan nhiệt độ 10 ữ 70oC tỉnh theo công thức sau : P = a + 0,003 (F-b) - 0,025.(M-e) - 104 [0,005.(F - 30) + 3,4] (t - 20) Bùi Trung Kiên 10 Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin - Để đảm bảo nhà sản xuất thông thoáng có ánh sáng ta chọn cửa vào có kích thớc 3x3 m , cửa sổ 2x1,5m Phần iv: An toàn lao động Trong trình sản xuất nhà máy hoá chất nói chung,và phân xởng sản xuất Formalin nói riêng vấn đề an toàn lao động bảo vệ môi trờng quan trọng Chi phí dành cho công tác chiếm lớn Một vấn đề cần đợc quan tâm an toàn cháy, nổ,và tất nhiên có nguyên nhân gây tai nạn khác Những tai nạn sản xuất gây hậu nghiêm trọng mặt ngời kinh tế ,tùy mức độ xảy tai nạn Do lao động sản xuất cần phải trọng đến vấn đề an toàn cho ngời lao động Công tác đảm bảo an toàn lao động a Giáo dục t tởng Nhà máy phải thờng xuyên giáo dục để ngời thấm nhuần nội quy nhà máy công tác bảo hộ lao động , đồng thời thờng xuyên kiểm tra việc thực quy định an toàn sản xuất b.Trang bị bảo hộ lao động Trong nhà máy công nhân thiết phải có đầy đủ trang thiết bị bảo hộ lao động nh : quần áo lao động ,giày , mũ , trang Thực nghiêm chỉnh nội quy an toàn lao động nhà máy điều kiện tiên , nhằm ngăn ngừa tai nạn nghề nghiệp đáng tiếc c.Các biện pháp kỹ thuật - Trong trình sản xuất cần phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật sau : + Thực nghiêm chỉnh chế độ bảo dỡng máy móc định kỳ +Trang bị đầy đủ công cụ sản xuất yêu cầu kỹ thuật +Các hệ thống chuyển động nh môtơ ,xích phải có che chắn cẩn thận +kiểm tra nguyên liệu trớc đa vào sản xuất +Thờng xuyên kiểm tra độ kín độ ăn mòn ống dẫn ,bể chứa thiết bị có khả gây phát sinh độc ,các thiết bị thờng xuyên tiếp xúc với chất ăn mòn mạnh +Tuyệt đối tuân thủ yêu cầu công nghệ +Sử dụng hóa chất phải tuyệt đối an toàn Bùi Trung Kiên 74 Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin Công tác vệ sinh lao động -Cần làm tốt vệ sinh lao động để tránh bệnh nghề nghiệp Phải có hệ thống thông gió chiếu sáng cho phân xởng trình sản xuất có phân tán sản phẩm vào môi trờng -Hệ thống vệ xinh cá nhân : phân xởng phải có khu vệ sinh ,ở khu nhà phải có phòng thay đồ ,nhà tắm ,nhà vệ sinh ,để đảm bảo sức khỏe cho ngời lao động Biện pháp bảo vệ môi trờng Trong tự nhiên, formaldehit có mặt khắp nơi, đợc thải vào không khí nhờ trình oxi hóa, quang hoá cháy không hoàn toàn hydrocarbon, sống formaldehit có nhiều thành phần khí thải ôtô, máy bay, phân xởng nhiệt lò đốt Theo báo cáo năm 1976 hiệp hội bảo vệ môi trờng Mỹ lợng formaldehit khí nguồn sau : - Khí thải từ phơng tiện giao thông máy bay 52 ữ 63% - Các phản ứng quang học ( từ hydrocarbon khí thải ) 19 ữ 32% - Các phóng xạ nhiệt lò đốt 13 ữ 15% - Từ nhà máy lọc dầu ữ 2% - Từ nhà máy sản xuất formaldehit 1% Formaldehit với lợng hạn chế từ khói thuốc nh từ nhựa urêmalamin phenol formaldehit gỗ dán đồ gỗ Biện pháp xử lý tốt chống lại tích tụ formaldehit phòng thông gió thích hợp Mùi formaldehit mạnh giúp ta phát có mặt Nồng độ formaldehit đợc giới hạn từ năm 1997, chứa 0,05% trọng lợng formaldehit phải dán nhãn Formaldehit không tích tụ lại môi trờng thể nhanh chóng bị oxy hóa tạo thành axit focmic CO2 Bùi Trung Kiên 75 Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin phần V:tính kinh tế Mục đích Tính toán kinh tế phần quan trọng thiết kế phơng án xây dựng nhà máy Nó định phơng án thiết kế có đa vào sản xuất hay không Một phơng án đợc thiết kế tối u phải đảm bảo trình độ mỹ thuật, sản xuất, chất lợng sản phẩm đồng thời đem lại hiệu kinh tế cho nhà sản xuất Tính toán kinh tế tính hiệu kinh tế phơng án thiết kế Nếu vấn đề kinh tế đợc thoả mãn thiết kế đợc đa vào sản xuất, ta biết đợc vốn đầu t cho nhà máy, biết đợc lợi nhuận mà nhà máy thu đợc hàng năm thời gian thu hồi vốn dự án Do thời gian có hạn nên đồ án em đề cập đến vấn đề tính toán kinh tế dự án nh :đầu t ban đầu (đầu t cho mặt xây dựng ,dây truyền sản xuất ) ,chi phí sản xuất ,lợi nhuận nhà máy ,thời gian thu hồi vốn dự án 2.Nội dung dự án Bùi Trung Kiên 76 Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin a Chế độ công tác phân xởng Dây chuyền sản xuất liên tục 24/24 số ngày làm việc 335 ngày ,mỗi ngày làm việc ca ,mỗi ca làm việc Năng suất nhà máy 15000 /năm b Nhu cầu nguyên vật liệu cho sản phẩm Formalin - Năng suất trình : 1888,06 (Kg/h) -Lợng Metanol nguyên liệu : 876,121 (Kg/h) -Lợng dầu X-65 : 100(Kg/h) -Lợng nớc mềm : 916,337 (Kg/h) -Lọng xúc tác : 2773,8 (Kg) - Qua ta tính lợng nguyên liệu tiêu hao cho sản phẩm nh sau: + Hệ số tiêu hao Metanol : 876,121 = 0,496 1888,6 +Hệ số tiêu hao dầu X - 65 : 100 = 0,0536 1888,06 + Hệ số tiêu hao nớc : 916,337 = 0,491 1888,06 + Hệ số tiêu hao xúc tác : 2773,8 = 1,486 1888,06 c.Nhu cầu lợng : Điện dùng cho chạy máy đợc tính theo công thức sau : n w = k1 k ni Pi Ti i =1 Trong : - w :điện dùng năm ,Kw - Pi : Công suất động loại i, Kw/h -Ni :Số động - K1:Hệ số phụ tải thờng lấy 0,75 -K2 :Hệ số tổn thất thờng lấy 1,05 -T1: Thời gian sử dụng năm 335.24 =8040 ( giờ) Bảng tổng chi phí điện công nghiệp Tên thiết P Ni K1 K2 T1 Pi bị Bơm 3,2 3,2 0,75 1,05 8040 Metanol Bơm 3,2 12 3,2 0,75 1,05 8040 Formalin Máy nén 2000 2000 0,75 1,05 8040 Bơm nớc mềm Bơm dầu W 121564,875 243129,6 75978.103 4,5 12 4,5 0,75 1,05 8040 341901 5,4 5,4 0,75 1,05 8040 205140 Bùi Trung Kiên 77 Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin Tổng cộng 76880735,47 Địên dùng thắp sáng cho phân xởng ca chiều đêm (16/24) đợc tính theo công thức : n W = ni Pi Ti i =1 Trong : W : Điện dùng ttrong năm ,Kw Pi : Công suất đèn loại i ,Kw/h Ni : số bóng đèn loại i Ti : thời gian sử dụng năm 335 16 =5360 (giờ) Bảng tổng chi phí cho điện nawng thắp sáng Tên công trình Loại bóng Ni Ti wi Nhà sản xuất 150-220 48 5360 56601600 Nhà chứa sản phẩm 150-220 16 5360 18867200 Nhà vệ sinh 75-220 5360 9433600 Trạm phòng cháy chữa cháy 75-220 5360 2358400 Trạm biến 100-220 5360 1179200 Trạm cấp nớc 100-220 5360 2358400 Phòng thờng trực 100-220 5360 3537600 Nhà để xe ôtô 150-250 5360 9433600 Nhà để xe đạp xe máy 150-220 5360 9433600 Nhà ngủ ca 75-220 5360 7075200 Tổng cộng 120278460 Lợng điện tiêu thụ nă tính cho toàn phân xởng ; 120278460+76880735,475=197158,8 (kw/h) Lợng điện tón cho tán sản phẩm : 197158,8 /15000 =13,6 (kw/h) d.Chi phí nguyên vật liệu ,nhiên liệu ,năng lợng Bảng tổng chi phí cho nguyên vật liệu , nhiên liệu ,năng lợng cho năm Tên Đơn vị Lợngdùng Giá (vnđ) Thành tiền Metanol Tấn 7440 120000000 89280.106 Dầu X -65 M 804 100000 804.105 Nớc mềm Tấn 7365 4000 2946.104 Hơi nớc Tấn 280 50000 14 106 Xúc tác Tấn 22290 3000000 66870.106 Điện Kw/h 197158,8 1000 197158800 Tổng cộng 76119018800 Sản phẩm phụ từ axit Formic thu hồi đợc : 0,508.24 335=4084,32(Kg/năm)=4,084 (tấn/năm) Doang thu từ sản phẩm phụ 4,084.10.106 =40,08.106 (đồng /năm) Vậy chi phí nguyên vật liệu phân xởng năm sau khấu trừ sản phẩm phụ thu hồi là(Z1): 76119018800-40,08.106 =76079838800 (vnđ) Chi phí nguyên vật liệu tính cho đơn vị sản phẩm 76079838800/15000 =5071922,5 (vnđ/tấn sản phẩm) e.Tính vốn đầu t cố định : * Tính vốn đầu t xây dựng : Bùi Trung Kiên 78 Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin Dự trù vốn xây dựng nhà máy Vxd=10000.106 (vnđ) *Chi phí cho thiết bị : Tên thiết bị Số lợng Đơn giá Thành tiền Thùng chứa Metanol 3.106 18 106 Bơm Metanol 1.106 106 Thiết bị lọc Metanol 10 20 106 Bơm - e 10 106 Thiêt bị bay Metanol 10 106 40 106 Thiết bị phản ứng 250 10 1000 106 Thiết bị hấp thụ 100 10 106 Bơm Formalin 106 106 Thiết bị trao đổi ion 32 10 128 106 Thùng chứa Formalin 10 10 50 106 Thiết bị lọc không khí 106 20 106 Thiết bị bão hòa nớc 10 10 40 106 Máy nén 10 20 106 Thiết bị làm mềm nớc 30 106 240 106 Thùng chứa nớc mềm 10 24 106 Bơm nớc 10 106 Thiết bị hóa nứơc 10 10 40 106 Thiết bị trao đổi nhiệt 12 30 106 36 106 Thùng chứa dầu 10 12 106 Bơm dầu 10 106 Thùng cao vị chứa nớc 106 16 106 Tổng 1758 106 -Chi phí lắp đặt 10%Vtb -Chi phí vận chuyển 10% Vtb Vậy tổng chi phí : 1758 106+ 20%.1758 106=2109,6 106(vnđ) f Tính vốn đầu t khác Vk Gồm chi phí để vận chuyển ,khảo sát thiết kế , đào tạo cán chiếm 10% tổng số vốn đầu t cố định : Vđt=Vxd+Vtb+ Vk = Vxd+Vtb+0,1 Vđt Vđt= (Vxd+Vtb)/0,9=(2109,6 106+10000.106)/0,9=13455 106(vnđ) Vậy số vốn đầu t xây dựng nhà máy ớc tính 13455 106(vnđ) g.Nhu cầu lao động Do đặc điểm sản xuất liên tục ,đợc tiến hành thiết bị kín ,tự động hóa sản suất ,nhiệm vụ chủ yếu công nhân kiểm tra , quan sát chế độ làm việc máy móc thiết bị chất lợng sản phẩm cho thích hợp Dới bảng phân bố số lợng công nhân trực tiếp sản suất Nơi làm việc Bộ phận phản ứng Bộ phận lọc không khí Bộ phận làm mềm nớc Bộ phận hóa nớc Bộ phận hóa Metanol Bộ phận bão hòa nớc Tháp hấp thụ Bộ phận trao đôỉ nhiệt Máy nén ,bơm , điện Bộ phận sản phẩm Bùi Trung Kiên Số lợng thiết bị 4 4 4 12 30 79 số công nhân ca 4 4 4 12 30 Tổng số công nhân ngày 12 12 18 12 12 12 12 36 90 12 Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin Tổng cộng 76 228 Số cán nhân viên hành chính: - Cán :3 ngời (1 giám đốc , phó giám đốc ) - Th ký văn phòng : ngời - Hành : ngời - Bảo vệ : ngời Vậy tổng số ngời làm việc phân xởng 238 ngời -Bảng thống kê quỹ lơng công nhân ; Vị trí công tác Số ngời Hệ số Lơng tháng Lơng năm (đ) (đ/ng) Công nhân Tổ trởng giám đốc Phó giám đốc Th ký NV hành Bảo vệ Tổng cộng 228 2 242 1,2 1,5 1,4 1,3 1,1 1,5.106 1,8 106 2,25.106 2,1.106 1,95.106 1,65.106 1.106 4104.106 86,4.106 27.106 50,4.106 46,8.106 39,6.106 36.106 4390,2.106 - Bồi dỡng ca đêm : 2%.4390,2.106=87,2.106(đ) - Bồi dỡng độc hại :1%.4390,2.106=43,902.106(đ) -Tổng quỹ lơng năm: 4390,2.106+87,2.106+43,902.106=4521,3.106(đ) -Quỹ bảo hiểm xã hội lấy 10% quỹ lơng : 10%.4521,3.106=452,13.106 -Tổng quỹ lơng quỹ bảo hiểm xã hội (Z2): 4521,3.106+452,13.106=4973,43.106(đ/năm) h.Tính khấu hao Khấu hao tài sản cố định chuyển dần giá trị vào giá thành sản phẩm làm nhằm mục đích tích lũy tiền để khôi phục hoàn toàn giá trị sử dụng chúng thời hạn khấu hao hết Ta tính khấu hao theo thời gian khấu hao khác với khoản đầu t khác Khấu hao thiết bị ,nhà xởng nh sau : - Nhà sản suất có thời gian khấu hao 20 năm Mức khấu hao : 10000.106/20=50.106(đ/năm) - Thiết bị máy móc lấy thời gian khấu hao năm 1758 106/8=219,75106(đ/năm) - Tổng mức khấu hao toàn phân xởng : 219,75106 +50.106 =269,75.106(đ/năm) - Khấu hao sửa chữa 40 %khấu hao bản: 40% 269,75.106=107,9.106(đ/năm) - Tổng mức khấu hao toàn năm (Z3): 269,75.106+107,9.106=377,65.106(đ/năm) i Các khoản chi khác (Z4) - Chi phí phân xởng thuờng lấy 5- 6% tổng giá thành phân xởng : ZPX=Z1+Z2+Z3+Z4+ZC Trong : Bùi Trung Kiên 80 Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin ZC :là chi phí chung thuộc phân xởng (ZC=10%quỹ lơng ) ZC=10%.4521,3.106=452,13.106(đ) Z1,Z2,Z3:Các chi phí dã tính Vậy ZPX=Z1+Z2+Z3+ZC+5%ZPX ZPX=( Z1+Z2+Z3+ZC )/0,95 =(76079838800+4973,43.106+377,65.106+452,13.106)/0,95 =13561,1.106(đ/năm) - Chi phí quản lý doang nghiệp (Z5=5- 6%chi phí toàn phân xởng ): Z5=0,05 13561,1.106 =678,05.106(đ/năm) - Chi phí bán hàng( Z6) lấy 1% giá thành toàn : Ztb=Zpx+Z6 =135611.106+0,01 Ztb Ztb=136890,8 106(đ/năm) Giá sản phẩm : 136890,8 106/15000= 9,12 106(đ/tấn) Z6=136,9 106(đ/năm) j.Doanh thu phơng án kỹ thuật đem lại DT=SP.GB Trong : -DT : Doang thu năm ,đồng -GB : Giá bán sản phẩm ,Đồng /tấn - SP :Lơmg sản phẩm thu đợc năm 15000tấn Giá bán sản phẩn đợc tính nh sau : GB = GT+ TVAT+LĐM Trong : GT : giá thành đơn vị sản phẩm ,đ/ đvsp GT =Ztb= 9,12 106(đ/tấn) TVAT: Thuế giá trị gia tăng =10 % GB LĐM : Lãi định mức = 5%GB Vậy GB=9,12 106+10 % GB+5%GB GB=10,7 106(đ/tấn) DT=15000 10,7 106(đ/năm) k.Lợi nhuận : LN=DT-CP Trong : CP :Tổng chi phí phân xởng năm CP=SP.GT+SP TVAT CP=15000(9,12 106+10 %.10,7 106) CP= 152850 106(đ/năm) LN=15000 10,7 106-152850 106 =7650 106(đ/năm) h.Hiệu kinh tế dự án : Hiệu kinh tế : Ehq=DT/CP= 15000 10,7 106/152850 106 =1,05 Thời gian dự kiến hoàn vốn : Thv= V xd + Vtb =5,5 LN + M KH Qua việc tính toán kinh tế giúp em hiểu đợc bớc viêc tính toán đầu t cho nhà máy sản xuất Bản thiết kế dự án có thời gian thu hồi vốn năm năm với lợi nhuận xấp xỉ tỷ đồng năm Tuy nhiên em hạn chế kiến thức kinh tế, kinh nghiệm thực tế nên độ xác cha cao Em mong quý thầy cô bỏ qua chỗ sai sót Bùi Trung Kiên 81 Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin phần vI :Giải pháp kỹ thuật để đo điều khiển thông số công nghệ dây truyền sản xuất 1.Mục đích ý nghĩa Một số đặc điểm quan trọng quy trình kỹ thuật công nghệ sản xuất formalin làm việc liên tục , phối hợp đồng vận hành ,điều chỉnh thông số kỹ thuật khắt khe , cần sai lệch nồng độ , lu lợng , tốc độ phối hợp không đồng xảy nhiều cố nh : nổ cháy hỏng xúc tác vv Trong điều kiện công nghiệp hoàn toàn cho phép trang bị hệ thống thiết bị đo đợc tập trung điều khiển tự động từ xa (trên bảng ttrong phòng điều khiển ) ngời theo dõi hoạt động toàn hệ thống thiế bị dây truyền hệ thống tín hiệu đèn báo ,rơle tự ngắt , đồng hồ tự ghi nhiệt độ thiết bị phản ứng nh áp suất lu lợng vv điều khiển tơng đối xác thuận lợi đảm bảo sản suất Đăc biệt khâu quan trọng nh khống chế tỷ lệ metanol không khí đợc nắp đặt hệ thống điều khiển tự động Việc áp dụng hệ thống điều khiển tự Bùi Trung Kiên 82 Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin động vào dây ttruyền sản suất giúp suất trình tăng giảm đợc nhân công ,từ đa đến hiệu kinh tế , nhng mặt khác đòi hỏi công nhân phải có trình độ điều khiển tự động Tự động hóa đảm bảo thao tác điều khiển thiết bị công nghệ cách xác ,tránh đợc cố xảy thao tác điều khiển ,tự động báo động có cố xảy 2Các kí hiệu sử dụng tự động hóa - Dụng cụ đo nhiệt độ t0 -Dụng cụ đo áp suất - Dụng cụ đo lu lợng T Ii - Dụng cụ đo nhiệt độ hiển thị trung tâm điều khiển - Thiết bị đo áp suất tự động điều chỉnh T T Pc z Bộ điều chỉnh mức chất lỏng tự ghi có báo động khí cụ lắp trung tâm điều khiển Bộ điều chỉnh áp suất tự ghi hiển thị ,khí cụ lắp trung tâm điều khiển Cơ cấu điều chỉnh Cơ cấu chấp hành Tự động mở tín hiệu Tự động đóng tín hiệu Giữ nguyên Hệ thống tự động điều chỉnh bao gồm đối tợng điều chỉnh điều chỉnh Bộ điều chỉnh bao gồm cảm biến khuyếch đại Bộ cảm biến dùng để phản ánh sai lệch thông số điều chỉnh so với giá trị cho trớc biến đổi thành tín hiệu Bộ khuyếch đại làm nhiệm vụ khuyếch đại tín hiệu cảm biến đến giá trị điều chỉnh quan điều khiển , quan tác động lên đối tợng nhằm xóa độ sai lệch thông số điều chỉnh Các dạng tự động hóa * 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 thay đổi có cảnh báo ghi thị giá trị Có thể biểu diễn sơ đồ tự động kiểm tra tự động điều chỉnh nh sau : Bùi Trung Kiên 83 Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin BK ET êT N Đối tợng điều chỉnh Bộ khuyếch đại Cơ cấu chấp hành 5.1 Cảnh báo 5.3 Ghi lại thay đổi *Dạng tự động điều khiển Sơ đồ cấu trúc : 5.1 CT 5.2 G 5.3 PL 5.4 Cảm biến đối tợng Nguồn cung cấp lợng 5.2 Chỉ thị kim loại số 5.4 Phân loại êT CT Bẹ SS CB 1.Đối tợng điều chỉnh SS Cảm biến đối tợng Bộ nguồn khuếch đại Nguồn cung cấp lợng Bộ đặc Bộ so sánh Cơ cấu chấp hành Trong tất dạng tự động hóa điều khiển thờng đợc sử dụng kiểu hệ thống tự động điều khiển có tín hiệu phản hồi mạch kd khép kín Giá trị thông tin đầu thiết bị dựa khác giá trị đo đợc biến điều khiển với giá trị tiêu chuẩn Sơ đồ đợc mô tả nh sau : Y :Đại lợng đ ĐT : Phần tử đặt trị X :Tác nhân điều khiển ĐC : Phần tử điều chỉnh O: Đối tợng điều chỉnh XCB : Gía trị cảm biến XPH:Tín hiệu phản hồi XĐT : Giá trị đặt CB : Cảm biến CB: cẩm biến X(trị số )= XĐT-XCB SS : Phần tử so sánh Phần tử cảm biến phần tử làm nhiệm vụ nhận tín hiệu điều chỉnh X dịch chuyển dạng khác cho phù hợp với thiết bị điều chỉnh Bùi Trung Kiên 84 Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin Phần tử đặt trị phần tử ấn định thông số cần trì hoạc giá trị phạm vị thông số cần trì (X ĐT) Khi thông số vận hành lệch khổi giá trị thiết bị điều chỉnh tự động phải điều chỉnh lại thông số cho phù hợp thờng đặt giá 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 vân hành 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 llệnh hai thông số X= XĐT-XCB để đa tín hiệu vào cấu điều chỉnh Cơ cấu điều chỉnh có nhiệm vụ biến tín hiệu sai lệch X để gây tác động diều chỉnh trực tiếp Giá trị điều chỉnh đợc thay đổi liên tục tơng ứng với thay đổi liên tục cấu diều chỉnh Cấu tạo số thiết bị tự động *Bộ cảm biến áp suất Trong điều chỉnh thờng sử dụng cảm ứng áp suất kiểu màng hộp xếp , piston , ống cong đàn hồi việc chọn cảm ứng áp suất phụ thuộc vào việc cảm ứng điều chỉnh độ xác theo yêu cầu Z Z Z P * Bộ cảm ứng nhệt độ P Cảm ứng nhiệt độ kiểu lỡng kim giãn nở Bùi Trung Kiên 85 Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin Hoạt động động cảm ứng nhiệt độ dựa nguyên lý giãn nở nhiệt , mối quan hệ nhiệt độ chất khí áp suất bão hòa hệ kín dựa nguyên lý nhiệt điện trở Z * Bộ cảm ứng mức đo chất lỏng Mức chất lỏng đợc đo nhiều cách khác Z nhng phơng phơng pháp đơn giản có độ xác cao đo phao * Bộ cảm biến lu lợng Bộ cảm biến lu lợng đợc xây dựng phụ thuộc Q= f V f : Diện tích đờng ống dẫn V: Vận tốc chất lỏng chảy đờng ống dẫn theo định luật Becnuli V= 2.P S Với S : tỷ trọng chất lỏng P : độ chênh lệch áp suất chất lỏng Nếu tỷ trọng không đổi lu lợng thể tích 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 ttrớc sau thiết bị có ống hẹp + Khi độ chênh lệch áp suất không đổi đo điện tích tiết diện ống dẫn xác định đợc lu lợng dòng chảy Bùi Trung Kiên 86 Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin Phần Vii:kết luận Qua gần tháng với nỗ lực học hỏi thân với giúp đỡ tận tình thầy cô giáo bạn lớp, em hoàn thành đồ án tốt nghiệp với nội dung sau : - Phần tổng quan lựa chọn phơng pháp dây chuyển sản xuất formalin cho suất 15.000 tấn/năm, phù hợp với điều kiện thực tế nớc ta Vẽ dây chuyền sản xuất thiết bị phản ứng - Phần tính toán tính đợc cân vật chất, cân nhiệt lợng tính đợc kích thớc thiết kế phản ứng - Phần thiết kế chọn đợc địa điểm xây dựng đợc dây chuyền sản xuất formalin, vẽ đợc tổng mặt nhà máy (bố trí hạng mục công trình nhà máy) mặt bằng, mặt cắt phân xởng sản xuất Mặc dù cố gắng nhng trình độ thời gian có hạn nên đồ án nàhy thiếu sót, em mong nhận đợc đóng góp bổ sung quý thầy cô bạn Một lần em xin chân thành cảm ơn GS - TS Đào Văn Tờng thầy cô bạn bè giúp đỡ em hoàn thành đồ án Bùi Trung Kiên 87 Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin tài liệu tham khảo [1] - Đỗ Văn Chín Tổng hợp chất xúc tác oxit Fe-Mo để oxy hóa metanol thành formaldehit nghiên cứu biến đổi hoạt tính xúc tác hệ Luận án PTS., Hà Nội, 1986 [2]- Nguyễn Quang Huỳnh, Lê Thanh Cẩm, Đỗ Văn Chín, Hội nghị Hóa học toàn quốc lần thứ "Nghiên cứu xúc tác oxy hóa metanol thành formaldehit", Viện khoa học VN, Hà Nội, 1981 Trang 84 [3]- Vũ Thế Trí Nghiên cứu công nghệ sản xuất ứng dụng formalin Việt Nam Luận án PTS Viện hóa công nghiệp Hà Nội , 1995 [4]- Trần Công Khanh Thiết bị phản ứng sản xuất hợp chất hữu Trờng ĐHBK - Hà Nội, 1986 Trang 48, 49 [5]- Giáo trình Kỹ thuật tổng hợp hữu Bộ môn Tổng hợp hữu Trờng ĐHBK Hà Nội, 1976 [6]- Tạp chí hoá học Tập 18, số 3, Viện KHKT, 1980 [7]- Cơ sở Hoá học-Hữu Tập Nhà xuất ĐH&TH chuyên nghiệp, 1980 Trang 131 [8] Bộ môn Hoá công Cơ sở trình thiết bị công nghệ hóa học Tập 1,2 Trờng ĐHBK Hà Nội, 1974 [9]- Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa học Tập Nhà xuất KHKT, 1978 [10]- Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa học Tập Nhà xuất KHKT, 1978 [ 11]- Bộ môn xây dựng công nghiệp Nguyên lý thiết kế xây dựng nhà máy hoá chất Trờng ĐHBK Hà Nội, 1974 [12]- Bộ môn Hoá lý Sổ tay tóm tắt đại lợng hóa lý Khoa ĐH chức Trờng ĐHBK Hà Nội, 1972 [13]- Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol A11, 1988 619 - 647 [14]- Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 1988 465 - 469 Vol A16, [15] -Hyđro cacbon Procesing - Mach 2001 Bùi Trung Kiên 88 Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN [...]... ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin Bùi Trung Kiên 14 Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin Chơng III: Các phơng pháp sản xuất formalin Ngày nay trên thế giới formalin đợc sản xuất từ metanol là chủ yếu Sản xuất formalin bằng phơng pháp oxi hoá trực tiếp khí tự nhiên cũng đã đợc một số nớc thử nghiệm nhng vì hiệu suất chuyển hóa các sản phẩm... 9.TB trao đổi ion Sơ đồ dây chuyền sản xuất của quá trình này đợc mô tả ở hình (trang23) : Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin 2 3 Hơi Hơi nnớc ớc nớc Đồ án tốt nghiệp II/ Công nghệ sản xuất formaldehyde sử dụng xúc tác oxit: METANOL Hơi Hơi nnớc ớc 1 Đến nay công nghệ này mới sản xuất đợc khoảng 1/3 sản lợng formaldehyde của thế giới, song đây là thành tựu đáng kể trong lĩnh vực... I-K45 ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin Chơng IV: So sánh về mặt kinh tế của các quá trình sản xuất formaldehyde và lựa chọn sơ đồ công nghệ I/ So sánh các quá trình : Các chi phí để đầu t xây dựng một nhà máy sản xuất formaldehyde đợc nghiên cứu và so sánh từ các quá trình cơ bản khác nhau Các quá trình này có nguồn nguyên liệu đầu vào là giống nhau Để tính toán chi phí cho... khi đờng kính thiết bị tăng 5 CÔNG NGHệ CHUYểN HóA HOàN TOàN METANOL(CÔNG NGHệ BASF) 2 Nớc 6 Hơi 7 6 Nớc Hơi 1 Không khí Bùi Trung Kiên Metanol 4 3 17 Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin Chú thích: Dung dịch Formaldehyde 50% 1 Thiết bị bốc hơi 2 Thiết bị phản ứng 3 Thiết bị trao đổi nhiệt 4 Thiết bị hấp thụ 5 Nồi hấp thụ nhiệt 6 Thiết bị làm sạch 7 Thiết bị đun... và trong thiết bị đun nóng trớc ở (11) Metanol Khí Khí ngọn 10 1 2 8 Nớc hay đd ureforrmandehyt 5 C.W 3 7 9 Formaldehyt hay UFC HTM C.W 4 11 6 Sơ đồ công nghệ sản suất formaldehyde của Haldor Topsoe A/S và Nippon Chemical Co Ltd Bùi Trung Kiên 24 Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin Chú thích: 1 :Bơm 9 :Thiết bị trao đổi nhiệt 2 :Thiết bi gia nhiệt 10 :Thiết bị... đáy của thiết bị bốc hơi Một sản phẩm chứa tới 55% lợng formaldehyde và < 1% lợng metanol đợc lấy từ đáy cột chng cất và làm lạnh Sau đó dung dịch formaldehyde đợc dẫn vào trong cột thiết bị giảm lợng axit formic nhằm đạt đợc 1 giá trị < 50 mg/kg Bùi Trung Kiên 18 Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN dây chuyền sản xuất formandehit có chng táchmetanol Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin Nếu sản phẩm... Công nghệ sản xuất formalin bằng xúc tác oxit 1 Dây chuyền công nghệ ( hình trang 35) 2 Nguyên lý hoạt động của dây chuyền -Metanol ở thùng chứa (8) nhờ bơm (4) bơm qua thiết bị lọc (7) Metanol đợc lọc sạch và đợc đa lên bơm (17) Bùi Trung Kiên 28 Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin - Nhờ máy máy nén khí ,không khí đợc hút qua bộ phận lọc bụi (22) rồi vào thiết. .. trộn với không khí mới đi vào thiết bị đun nóng không khí Sản phẩm Formalin đợc lấy ra từ đáy tháp hấp thụ một phần đợc bơm tuần hoàn trở lại tháp hấp thụ sau khi qua thiết bị làm lạnh (3),phần còn lại đ ợc đa qua thiết bị trao đổi ion (2) để tách axit formic sau đó đợc đa về bể chứa (1) Bùi Trung Kiên 29 Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin IV/ Các điều kiện ảnh... ĐHBK-HN 22 8 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin 1 Thiết bị phản ứng 2 Bơm tuần hoàn dầu tải nhiệt 3 Nồi hơi tận dụng nhiệt 4 Thiết bị trao đổi nhiệt đun nóng không khí 5 Trao đổi nhiệt bốc hơi và đun nóng hỗn hợp Metanol không khí 6 Thiết bị lọc 7 Tháp hấp thụ 8 Quạt thổi không khí 9 Lò đốt xử lý khí thải *Thuyết minh dây chuyền : Trong công nghệ này nguyên liệu đầu đi qua thiết bị... làm tăng chi phí cho khâu hấp thụ sản phẩm Nhợc điểm thứ 2 là thu đợc sản phẩm có nồng độ không cao * Ưu : Không có metanol trong sản xuất, ít axit (0,02%), thời gian lu của xúc tác lâu trong điều kiện có truyền nhiệt cũng nh đoạn nhiệt, nhiệt độ làm việc của tháp khoảng 275 ữ 290oC Bùi Trung Kiên 23 Hóa Dầu I-K45 ĐHBK-HN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân sởng sản xuất Formalin 3 công nghệ Haldor Topsoe