Thiết kế dây chuyền sản xuất nhựa PHENOLFOMANDEHIT dạng NOVOLAC theo P.pháp gián đoạn với năng suất 300 tấn

Mục lục Trang Mở đầu Chơng Tổng quan nhựa phenolic 1.Lịch sử phát triển 2.Nguyên liệu 2.1.Phenol .6 2.2.Andehyt Phản ứng tổng hợp 11 3.1 Phản ứng tạo nhựa rerolic 11 3.2.Phản ứng tạo nhựa novolac 12 1.3.3 Điều kiện ngng tụ nhựa 13 4.ứng dụng 17 5.Sản xuất nhựa novolac 19 Chơng Tính toán kĩ thuật .23 2.1.Tính phối liệu cân vật chất .23 2.2.Tính toán thiết bị 25 2.2.1.Tính toán thiết bị 26 2.2.2.Tính cánh khuấy 30 2.2.3.Tính bảo ôn thiết bị phản ứng 33 2.2.4 Tính thiết bị đỡ 36 2.3.Tính thiết bị phụ 38 2.3.1.Tính thiết bị ngng tụ 38 2.3.2.Thùng chứa thùng lờng 41 2.3.3.Tính bơm chất lỏng 45 2.3.4.Tính cân nhiệt lợng 48 Chơng Xây dựng 56 3.1.Yêu cầu lựa chọn địa điểm xây dựng .57 3.2.Thiết kế tổng mặt 58 3.3.Giải pháp cấu tạo nhà 63 3.4.Giải pháp thông gió .63 Chơng Tính toán điện nớc .65 4.1.Điện dùng sản xuất 65 4.2 Nớc dùng sản xuất .66 Chơng Tính toán kinh tế 68 5.1.Tóm tắt dự án .68 5.2.Thị trờng kế hoạch sản xuất 68 5.3.Tính toán kinh tế 69 Chơng An toàn lao động 76 6.1.An toàn lao động nhà máy 76 6.2.Nguyên nhân gây an toàn lao động 77 6.3.Các biện pháp đảm bảo an toàn lao động 77 Mở đầu Công nghệ vật liệu ngày đóng vai trò quan trọng khoa học đời sống xã hội Cùng với phát triển ngành khoa học kĩ thuật, ngành công nghệ vật liệu nói chung công nghệ vật liệu polyme nói riêng ngày có nhiều tiến vợt bậc, tạo nhiều loại vật liệu có tính chất u việt đợc ứng dụng rộng rãi khoa học đời sống Vật liệu polyme đợc sử dụng rộng rãi, sản phẩm từ polyme gắn liền với đời sống ngời, chúng đem lại nhiều tính chất tốt hiệu kinh tế cao Nhựa phenolic hay phenolfomandehit nói riêng loại nhựa tổng hợp đợc ứng dụng thơng mại Mặc dù đợc tổng hợp muộn nhiều loại nhựa khác đa vào sản xuất công nghiệp năm đầu kỷ 20 nhng nhựa phenolic không ngừng phất triển số lựơng chất lợng Sản lợng tiêu thụ nhựa phenolic hàng năm tăng lên đáng kể Trên sở việc: Thit k dõy chuyn sn xut nha PHENOLFOMANDEHIT dng NOVOLAC theo P.phỏp giỏn on vi nng sut 300 tn mang tính thực tế cần thiết Chơng tổng quan nhựa phenolic Lịch sử phát triển Phenol nhựa tông hợp, sản phẩm trình trùng ngng phenol fomandehit Nhựa phenolic loại nhựa tổng hợp đàu tiên đợc sản xuất thơng mại Năm 1872 Bayer ngời phát phản ứng phenol aldehit Sau vào cuối kỉ 19 đợc nhà khoa học Klecbegr, Tollens, Abel nghiên cứu, nhiên sản phẩm họ nhựa không nóng chảy, không hoà tan thu hút đợc quan tâm Cùng thời gian hai nhà hoá học Leaderer Manasse O-, P- hydro benzyl alcol (phenol alcol) nhận đợc từ phenol fomadehit môi trờng kiềm.Quá trình tổng hợp nhựa phenolic tiếp tục đợc nhiều nhà hoá học nghiên cứu năm cuối kỉ 19 Thus, Claus, Trainer tổng hợp đợc nhựa phenolictừ phenol axetandehit môi trờng axit (HCl) Vào năm đầu kỉ 20 nhiều nhà hoá học nghiên cứu trình tạo nhựa phenolic việc sử dụng loại xúc tác khác Blumer ngng tụ phenol fomandehit có mặt hỗn hợp axít, thu đợc nhựa hoà tan rợu chúng đợc sử dụng làm nguyên liệu sản xuất vecni Smith tổng hợp phenolic từ phenol axetandehit với có mặt axít HCl Sản phẩm thu đợc có tính cách điện tốt.[1] Story lại cho phenol phản ứng với aldehit thời gian dài mà không sử dụng xúc tác, nhựa thu đợc có đặc điểm đóng rắn chậm, thích ứng với sản phẩm khuôn đúc Năm 1907 ữ1909 Leo Backeland công bố nghiên cứu loại nhựa phenolfomandehit với xúc tác kiềm có tên thơng mại Bakelite môi trờng axit tạo nhựa nhiệt dẻo Novolac với tỷ lệ cấu tử phenol/fomandehit >1.Tuy nhiên nhựa tạo thành cha đợc sử dụng trực tiếp nh nhiều loại nhựa khác Backerland nghiên cứu cấu trúc nhựa đa giải pháp khắc phục khó khăn trình gia công sản phẩm Ngay sau hãng Bakelite lần đa vào sản xuất nhựa phenolic đẫ đánh dấu bớc phát triển nhựa phenolic Các năm sau nhựa phenolic không ngừng đợc phát triển số lợng chất lợng:[11] Năm 1935 nhựa phenolic đợc sản xuất nhiều so với loại nhựa khác Năm 1954 nhựa phenolic đợc sản xuất 20.000 Năm 1965 nhựa phenolic đợc sản xuất 65.000 Năm 1987 nhựa phenolic lên tới 2,3 triệu Năm 1993 2,8 triệu Năm 1998 lợng nhựa phenolic đợc sản xuất 3,4 triệu Việt Nam nhựa phenolic đợc sử dụng muộn chủ yếu dạng bán thành phẩm nguyên liệu cho số loại vật liệu nh : bột ép, ván ép, sợi ép, keo dán, sơn từ nhựa phenolic biến tính, Năm 1958ữ1960 Trung tâm nghiên cứu vật liệu polyme trờng đại học Bách Khoa Hà Nội ( ngày môn cao phân tử ) giúp đỡ xây dựng phân xởng sản xuất keo dán nhà máy gỗ Cầu Đuống Năm 1975 Nam T giúp xây dựng nhà máy ván dăm khu công nghiệp Việt trì Sau miền Nam xây dựng nhà máy ván dăm, gỗ ép Đồng Nai,Sài Gòn Tình hình phát triển nhựa phenolic Việt Nam 2000ữ2003:[ Giai đoan 1: Xây dựng lắp đặt nhà máy ván ép nâng công suất lên22.000 Giai đoạn 2: Xây dựng đầu t chiều sâu cho 108 nhà máy chế biến lâm nghiệp Giai đoạn 3: Xây dựng hoàn thiện xong 108 nhà máy nâng công suất lên 85.000 đáp ứng phần nhu cầu nớc Nguyên liệu Nguyên liệu để sản xuất nhựa phenolic phenol aldehit 2.1.Phenol Công thức cấu tạo phenol: Công thức hoá học phenol OH C6H5OH, cấu tạo hoá học phenol vị trí ortho para nguyên tử hydro linh động nên nhựa từ phenol có khả chuyển sang trạng thái không gian ba chiều 2.1.1.Tính chất lý học phenol.[4] điều kiện thờng phenol có màu hồng nhạt nâu sẫm Các sản phẩm chứa phenol tự trình bảo quản có mầu thay đổi từ hồng nhạt sang nâu sẫm Nhiệt độ sôi phenol ts=182,10C Trọng lợng riêng phenol d = 1,0596 g/cm3 điều kiện thờng phenol tinh thể có nhiệt độ nóng chảy 42,3oC, nhiệt độ hoá rắn 40,5 ữ 40,9oC Phenol độc, với hàm lợng phenol nhỏ không khí gây ngộ độc Phenol hoà tan dung môi phân cực: rợu, axeton,Tính tan nớc phenol phụ thuộc nhiệt độ 2.1.2.Các phơng pháp điều chế phenol [5] Phenol tự nhiên đợc tách từ sản phẩm chế biến nhiên liệu rắn nhiệt độ cao Ngoài phenol tổng hợp điều chế phơng pháp sau: Phơng pháp sunfua hoá: bao gồm giai đoạn sau: Sunfua hoá benzen tạo axit benzoic Đun nóng chảy kiềm với axit thể Phân giải phenol axit sunfuric tiến hành chng benzen thô Nhợc điểm phơng pháp có nhiều giai đoạn, tốn nhiều xút, axit hiệu suất phản ứng không cao Các phản ứng xảy trình trùng hợp: C6H6 + H2SO4 C6H5SO3H + H2O C6H5SO3H + NaOH C6H5SO3Na + H2O C6H5SO3Na + NaOH C6H5ONa + Na2SO3 + H2O C6H5ONa + H2SO4 C6H5OH + Na2SO4 Phơng pháp clo hoá: Xử lý clobenzen Na2CO310% theo tỷ lệ 1:1,25 có mặt oxit diphenyl Để lắng, tách phenol đem chng theo nớc xử lý clobenzen NaOH10% theo tỷ lệ 1:1,25 tơng tự nh với Na2CO3 Phơng pháp Ra-sic: phơng pháp gồm hai giai đoạn: Giai đoạn 1: Cho benzen tác dụng với HCl không khí nhiệt độ 200230oC có mặt muối nhôm, sắt Sản phẩm thu đợc chứa clobenzen Giai đoạn 2: Tách rửa clobenzen thuỷ phân lò tiếp xúc nhiệt độ 350oC với xúc tác SiO2 Ca3(PO4)2 Rửa phenol nhận đợc đem chng cất Các phản ứng xảy nh sau: C6H6 + HCl + 1/2 O2 C6H5Cl + H2O C6H5Cl + H2O C6H5OH + HCl Phơng pháp oxy hoá trực tiếp benzen: Tiến hành oxy hoá benzen nhiệt độ 800 oC, áp suất 70at, có mặt xúc tác HF Hỗn hợp sản phẩm đem chng cất nhiều lần thu phenol Phơng pháp đợc sử dụng hiệu suất thấp(30-60%) Phơng pháp Cu-men: Tiến hành alkyl hoá benzenở 850C, áp suất 70at xúc tác AlCl3 tạo izopropylbenzen: C6H6 + CH2=CH CH3 C6H5CH(CH3)2 Oxy hoá izopropylbenzen nhiệt độ 600-650oC có mặt không khí tạo hydropeoxit: C6H5CHCH(CH3)2 O2 C6H5C(CH3)2OOH Phân giải hydropeoxit axit H2SO410% thành phenol axeton số sản phẩm phụ khác C6H5C(CH3)2OOH C6H5OH + CH3COCH3 Tiến hành chng cất phân đoạn thu phenol Phơng pháp đợc đề xuất Liên Xô phơng pháp kinh tế đợc ứng dụng nhiều nớc giới Phơng pháp Dow (Dow Chemiscal): Tiến hành oxy hoá toluen theo hai giai đoạn: Giai đoạn 1: oxy hoá toluen không khí nhiẹt độ 120-150 oC có xúc tác Co tạo axit benzoic Phản ứng toả nhiệt mạnh có nhiều sản phẩm phụ.: HCOOH, CH3COOH, C6H5CHO, Giai đoạn 2: Decacboxy hoá axit benzoic với xúc tác Cu2+: COOH O C - CUO O O C O Cu C OH O O C + H2O + Cu2+ O O OH C HO OH - CO2 Quá trình tiến hành áp suất thờng, nhiệt độ 200-250oC, Cu2+ sử dụng dạng dung dịch 1-5% 2.1.3.Một số phenol khác:[3] Crezol: CH3C6H4OH Crezol có ba đồng phân: OHOH o-Crerol mCrerol p-Crerol CH3 Crezol thờng tồn dới CH3 dạng hỗn hợp ba đồng phân nhiệt độ sôi hỗn hợp 185-205 oC, trọng lợng riêng 1,044g/cm3 Crezol hoà tan rợu, ete, kiềm, khó hoà tan nớc Crezol nhận đợc chủ yếu từ sản phẩm xử nhiệt than đá, than nâu, gỗ Xylenol: (CH3)2C6H3OH Xylenol có sáu đồng phân, xylenol kĩ thuật dạng lỏng nhớt, mầu nâu,, trọng lọng riệng 1,035-1,040 g/cm3 Xylenol tan dung dịch kiềm 10% Xylenol nhận đợc chủ yếu từ xử lý nhiên liệu rắn Resocsin (m-dioxy benzen): C6H4(OH)2 Resocsin dạng tinh thể rắn, nhiệt độ nóng chảy 110 oC nhiệt độ sôi 276,5oC, trọng lợng riêng 1,285 g/cm3 2.2.Aldehyt 2.2.1.Fomandehyt CH3 Tính chất lý học fomandehyt [6] Fomandehyt chất khí không màu, mùi mạnh Khi làm lạnh fomandehyt hoá lỏng, nhiệt độ sôi -21oC, nhiệt độ nóng chảy -92 oC, nhiệt độ 93oC đóng thành chất tinh thể rắn trọng lợng riêng 0,815 g/cm3 Fomanhehyt thờng đợc sử dụng dạng dung dịch với nớc gọi focmalin Focmalin chứa 33- 40% thể tích fomandehyt Khi để lâu thấy kết tủa trắng tách từ dung dịch focmalin polyme fomandehyt (parafooc ) Để tránh tợng thờng sử dụng rợu metylic 7-12% focmalin Hàm lợng rợu focmalin thay đổi tuỳ thuộc nhiệt độ môi trờng Các phơng pháp điều chế fomandehyt: + Oxy hoá rợu metylic oxy không khí có bạc tham gia Phản ứng xảy nh sau: CH3OH + 1/2 O2 HCHO + H2O Hoặc phản ứng khử hydro rợu: CH3OH HCHO + H2O Phản ứng oxy hoá tiến hành chân không dới áp suất + Điều chế fomandehyt từ metan: Mêtan đợc điều chế từ sản phẩm chế biến dầu mỏ khí thiên nhiên Oxy hoá khí metan không hoàn toàn 1400-1500oC xảy phản ứng: CH4 + O2 CO + H2 CH4 CH CH + H2 Metanol đợc tổng hợp từ hỗn hợp H2 CO tiến hành oxy hoá metanol nhiệt độ 500-600oC có mặt xúc tác nhận đợc fomandehyt + Oxy hoá etylen: cho hỗn hợp khí chứa 85% etylen 15% oxy thể tích qua chất tiếp xúc trơ nh: đất sét nung tẩm H2BO3 H3PO4 375oC qua tháp chất đầy đá bọt tẩm KMnO4 hay KClO3 nhiệt độ lớn 100oC Hiệu suất tạo fomandehyt cao (70-80%) 2.2.2.Axetandehyt: CH3CHO Là chất lỏng có mùi khó chịu, nhiệt độ sôi 20,8oC, nóng chảy 123,5oC, trọng lợng riêng 0,792g/cm3 Axetandehyt hoà tan nớc rợu, ete Axetandehyt rễ tự trùng hợp 2.2.3.Fufurol Công thức hoá học fufurol: HC CH HC CH O Là chất lỏng không màu, CHO mùi dễ chịu Nhiệt độ sôi 161,7oC, đóng rắn 36,5oC, trọng lợng riêng là1,1598 g/cm3 Fufurol tan rợu etylic, metylic, ete, axeton Trong trình bảo quản có mặt không khí fufurol có màu tối dần rợu hoá Để bảo quản ngời ta thờng cho thêm hydroquynol parafooc Phơng pháp chủ yếu để sản xuất fufurol thuỷ phân phế phẩm nông nghiệp: rơm, dạ, lõi ngô,tiến hành thuỷ phân dới áp suất nhiệt độ lớn 100oC Ngoài nhận đợc fufurol cách thuỷ phân gỗ than nâu 3.Phản ứng tổng hợp 3.1.Phản ứng tổng hợp nhựa rezolic Nhựa phenolic dạng rezolic nhận đợc môi trờng kiềm Cơ chế xảy môi trờng kiềm xảy nh sau: OH O Ion phenolat có + H 2O + OH khả giải toả điện tích vào vòng benzen làm cho mật độ điện tử vị trí ortho para vòng tăng lên Các ion phản ứng với fomandehyt theo phơng trình: O O O - + + - CH O CH2OH OH CH2OH CH2O O O Trong môi O trờng kiềm ion hydroxy + CH2 O metynol phenol bền CH2OH H CH2OH vững vị trí hoạt động lại phenol tiếp tục phản ứng với fomandehyt để tạo mono, di, tri hydroxy phenol 10 Chơng Tính toán điện nớc 4.1.Điện dùng sản xuât Quá trình sản xuất việc tận dụng ánh sáng tự nhiên cần phải bố trí thêm hệ thống chiếu sáng bóng đèn để đảm bảo cho trench sản xuất Trong phân xởng sản xuất công nghiệp bóng đèn chiếu sáng thờng dùng loại bóng dây có chụp bảo vệ chống cháy nổ Số bóng cần bố trí nhà công nghiệp thờng đợc tính theo công thức sau: n= L" 2.l +1 L' Với : L: Chiều dài cần mắc bóng L : Khoảng cách từ tờng đến bóng L: Khoảng cách bóng Vậy : Số bóng mắc theo chiều dài nhà sản xuất là: n= 24 2.2 +1 = (bóng) Số bóng mắc theo chiều rộng nhá sản xuất là: (bóng) Số bóng dùng toàn nhà sản xuất : 3.6 = 18 bóng Các phóng khác đợc bố trí bóng đèn tơng tự nh Cụ thể số bóng mắc phòng nh sau: Tên phòng Công suất(w) Số lợng Tổng công suất(w) Nhà sản xuất 150 10 2700 Phòng thí nghiệm 100 200 Phòng quản đốc 100 200 Công trình phụ 75 150 Tổng 3450 Điện tiêu dùng cho thiết bị sản xuất khác nh sau: Tên thiết bị Công suất Số lợng Thời gian Tổng công (w) (phút) suất (kw) Bơm ly tâm 1,5 15 0,75 Bơm nớc 1 120 động khuấy 10 480 80 Băng tải 120 Thiết bị làm lạnh 120 Tổng 94,75 n= 12 2.2 +1 = Điện tiêu thụ toàn phân xởng tổng điện tiêu thụ để chiếu sáng sản xuất Điện tiêu thụ dùng để chiếu sáng năm : 55 ACS = k.PCS. (kw) k : Hệ số đồng thời, k = 0,9 PCS : Công suất tiêu thụ để chiếu sáng : Thời gian tiêu thụ điện ACS = 0,9.3,45.240.8 = 5961,6 (kw) Điện dùng sản xuất: ASX = kC.PSX. kC : Hệ số tiêu dùng, kC = 0,5 PSX : Công suất tiêu dùng sản xuất ASX = 0,5.94,75.240 = 11370 (kw) Điện tiêu dùng toàn phân xởng sản xuất: A = km.(ASX + ACS) km : Hệ số tổn hao điện áp, km = 1,03 A = 1.03.(11370 + 5961,6) = 17851,55 (kw) 4.2.Nớc dùng trình sản xuất Nớc dùng phân xởng gồm nớc dùng sản xuất nớc dùng sinh hoạt Nớc dùng sinh hoạt: Nớc dùng sinh hoạt với ngời lao động 75l/ngời Số công nhân phân xởng là16 ngời, nớc sinh hoạt dùng ngày là: 75.16 = 1200 (lít/ngày) Nớc dùng thiết bị ngng tụ ttrình làm lạnh: 0,715.3600.8 + 4134,6 = 24726,6(kg) Lợng nớc trung bình dùng để rửa thiết bị phản ứng ngày 1000kg Vậy tổng lợng nớc dùng ngày là: 1000 + 24726,6 = 26926,6 (kg) Lợng nớc dùng năm sản xuất : 26926,6.240 = 6462384(kg), tơng đơng 6462,4 m3 56 Chơng Tính toán kinh tế 5.1.Tóm tắt dự án Với kế hoạch sản xuất hay kinh doanh việc thiết lập dự án kinh tế tối u quan trọng Thông qua dự án phản ánh cấu tổ chức doanh nghiệp, vốn đầu t doanh nghiệp xây dựng, móc thiết bị, loại chi phí đầu vào để từ định giá thành sản phẩm.Để lập đợc dự án kinh tế hợp lý có hiệu cao cần phải tiến hành lựa chọn đánh giá qua nhiều dự án khác nhau, lựu chọn dự án tối u Bằng viếc thiết lập dự án kinh tế cho thấy khoản mục doanh nghiệp việc đầu t sản xuất từ đa phơng hớng điều chỉnh phù hợp với mục đích yêu cầu sản xuất Tính khả thi dự án đợc đánh giá cao qua việc phân tích nhu cầu thị trờng mặt hàng, hiệu kinh tế xã hội việc đầu t sản xuất kinh doanh 5.2.Thị trờng kế hoạch sản xuất 5.2.1.Thị trờng Nh nhắc đến phần đầu, nhu cầu tiêu thụ loại nhựa phenolic không ngừng tăng lên giới, lĩnh vực ứng dụng loại nhựa ngày đợc mở rộng nh : công nghệ sơn, công nghệ vật liệu kết dính, vật liệu cách nhiệt, cách điện,Mặt khác nớc ta phần lớn loại nhựa phải nhập ngoại, giá thành tơng đối cao, chí phí vận chuyển lớn trình sản xuất không đợc chủ động nhiều nguyên nhân khác Các nghành sản xuất kinh doanh chế biến sử dụng loại nhựa nhiều việc đa vào sản xuất loại nhựa có tính khả thi giá thành sản phẩm giảm xuống, tận dụng nguồn nguyên liệu nớc tạo việc làm cho ngời lao động 5.2.2.Kế hoạch sản xuất Với việc xác định nhu cầu thị trờng loại nhựa lớn nên việc thiết kế dây chuyền sản xuất nhựa novolac với xuất 300tấn/năm hoàn toàn hợp lý góp phần vào việc đại hoá đất nớc, tạo việc làm cho ngời lao động, Quá trình sản xuất giai đoạn đầu gặp nhiều khó khăn cha có kinh nghiệm, uy tín khách hàng cha cao,Vì cần đa kế hoạch phát triển thị trờng cụ thể, bớc phát triển quy mô sản xuất 5.3.Tính toán kinh tế 5.3.1.Chi phí tài sản cố định Chí phí xây dựng gồm có: 57 Tên công trình Nhà sản xuất Phòng thí nghiệm Phòng quản đốc Phòng nghỉ Phòng vệ sinh Tổng Diện tích (m2) 288 18 18 24 12 Đơn giá (đ) Thành tiền (đ) 2.106 1,5.106 1,5.106 1,5.106 1,0.106 576.106 27.106 27.106 36.106 12.106 678 106 Khấu hoa xây dựng lấy 3% vốn đầu t xây dựng: 678.106.0,03 = 20,34.106 (đ) Chi phí đầu t thiết bị máy móc: Trong dây chuyền sản xuất gồm nhiều thiết bị khác ta cần tính toán cụ thể cho loại máy, thiết bị Thiết bị phản ứng chính: thiết bị có dạng trụ tròn, đáy nắp dạng vòm đợc làm thép không rỉ Khối lợng thép không rỉ dùng để sản xuất thân thiết bị: 224 kg Khối lợng thép không rỉ dùng để sản xuất nắp thết bị: 2.64,2 = 128,4 kg Khối lợng thép lấy d so với lợng cần thiết 10% Tổng lợng thép không rỉ là: 224 + 128,4 + 0,1.(128,4 + 224) = 387,64 kg Khối lợng thép CT3 cần dừng để làm vỏ áo thiết bị: 144,53 + 0,1.144,53 = 159 kg Khối lợng thuỷ tinh cần dùng là: 50 + = 55 kg Chi phí nguyên vật liệu dùng để làm thiết bị phản ứng : 387,64.35.103 + 159.9.103 + 55.20.10.103 = 16,098.106 (đ) Chi phí nhân công làm thiết bị phản ứng: 6.106 (đ) Chi phí sản xuất chung gồm chi phí lợng, chi phí nguyên vật liệu phụ, máy móc thiết bị trình gia công: 12.106 (đ) Tổng chi phí sản xuất thiết bị phản ứng: 16,098.106 + 6.10 106 + 12.10.106 = 34,098.106 (đ) Tính tơng tự nh cho loại máy thiết bị khác ta đợc kết nh sau: Tên thiết bị Số lợng Đơn giá(đ) Thành tiền (đ) TB phản ứng 34.10 34.106 Cánh khuấy 3.10 3.106 Bơm ly tâm 4.10 16.106 động khuấy 10.10 10.106 Thiết bị lọc 5.106 5.106 TB ngng tụ 3.10 3.106 Thùng chứa 2.10 10.106 58 Băng truyền TB làm lạnh TB nghiền Quạt khí Hệ thống điện Tổng 1 1 30.106 20.106 20.106 2.106 30.106 20.106 20.106 2.106 54.106 227.106 Chi phí lắp đặt dây chuyền sản xuất tính 20% chi phí đầu t thiết bị móc Chi phí thiết bị hỗ trợ sản xuất hệ thống ống dẫn tính 10% chi phí đầu t thiết bị máy móc Chi phí khấu hao tài sản cố định tính 10% nguyên giá thiết bị Vậy tổng chi phí máy thiết bị là: 227.106 + 0,4.227.106 = 317,7.106 (đ) Tổng chi phí tài sản cố định năm (xây dựng thiết bị) : 317,7.106 + 678.106 + 20,34.106 = 1016,14.106 (đ) 5.3.2.Chi phí tài sản lu động Chi phí nguyên vật liệu: Tên nguyên vật Định mức cho liệu SP Phenol 950 Focmalin 666 HCl 9,12 Tổng Đơn giá (đ) 13.000 7.000 5.000 Thành tiền (đ) 12,35.103 4,662103 0,456.103 17.106 Chi phí nguyên vật liệu cho năm sản xuất: 17.106 300 = 5100.106 (đ) Chi phí vận chuyển nguyên vật liệu tính 5% chi phí nguyên vật liệu Tổng chi phí nguyên vật liệu: 5100.106 + 5100.106.0,05 = 5355.106 (đ) Chi phí nguyên vật liệu phụ lợng: Lợng nớc dùng sản xuất tính đợc 6462,4 kg Lợng nớc cần dùng để tạo 12515 kg là:89790,4 kg Tổng lợng nớc cần dùng là: 89790 + 6464,4 = 96252,5 kg Chi phí nớc: 96252,5.4000 = 385.106 (đ) Chi phí lợng để tạo là: 12515.30.000 = 376.106 (đ) Tổng chi phí tài sản lu động là: 385.106 + 376106 = 761.106 (đ) 5.3.3.Tính nhu cầu lao động 59 Tổ chức sản xuất phân xởng đợc tiến hành nh sau: Số công nhân phân xởng đợc phân làm hai tổ, tổ gồm công nhân đảm nhận mẻ sản xuất khép kín từ khâu chuẩn bi nguyên liệu đến đóng gói sản phẩm để đảm bảo cho công nhân lao động nh Cơ cấu tổ chức quản lý sản xuất gián tiếp sản xuất nh sau: Quản đốc phân xởng: ngời Phó quản đốc phân xởng: ngời Kĩ s công nghệ: ngời Kĩ s khí: ngời Nhân viên hành chính: nguời Tổng số ngời Lơng trả cho công nhân trực tiếp nh sau: Lơng là: 290.000 đ/tháng Lơng ngời lao động phụ thuộc vào cấp bậc, mức độ công việc có phụ cấp khoản phụ trợ khác Phụ cấp thờng đợc tính 20% lơng, ăn ca 4000đ/ngời/ca, độc hại 4000đ/ngời/công Bảng tổng kết lơng trả cho công nhân trực tiếp nh sau: Số l- Phụ cấp ợng (nghìn) 146 146 146 146 Tổng Lơng (nghìn) 557 500 6752 824 ăn ca (nghìn) 88 88 88 88 60 Lơng CN Tổng ( nghìn) (nghìn) 791 2372 727 1454 904 3616 1052 1052 8495.103 Bảng tổng kết lơng trả công nhân gián tiếp Chức vụ Lơng Trách nhiệm ăn ca + phụ (nghìn) ( nghìn) khác (nghìn) Lơng/ngời (nghìn) Tổng Quảnđốc 943 190 176 1234 1234 P.quản đốc 859 172 176 1150 1150 Kĩ s 725 176 959 3836 Hành 696 176 696 696 Tổng 7151.103 Tổng lơng trả công nhân gián tiếp 7151.000 (đ) Tổng tiền lơng phải trả là: 8495.000 + 7151.000 = 15.646.000(đ) Bảo hiểm xã hội phải trả tính 15% lơng phải trả: 15100.000 x 0,19 = 2973.000 (đ) Tổng chi phí phải trả năm : (2973.000 + 15646.000) x 12 = 223.425.000(đ) 5.3.3.Tính giá thành sản phẩm Khấu hao tài sản cố định hàng năm gồm: Khấu hao thiết bị máy móc khấu hao nhà xởng: 20370.000 + 22700.000 = 43.170.000(đ) 61 Bảng loại chi phí sản xuất: Tên chi phí Nguyên vật liệu Lơng bảo hiểm Khấu hao tài sản cố định Chi phí bảo dỡng Tổng Thành tiền (đ) 5.355.000.000 223452.000 43.170.000 30.000.000 5.651595.000 Giá thành toàn : (Gtb) tổng chi phí chủ yếu 100 Gtb = 100 - tỷ lệ % chi phí khác Tỷ lệ phần trăm chi phí bao gồm: Chi phí phân xởng chiếm 10% giá thành sản phẩm Chi phí quản lý sản xuất chiếm 6% giá thành sản phẩm Chi phí sản xuất chiếm 4% giá thành sản phẩm Gtb = (đ) 5.651595.000 x100 = 7.064.500.000 100 20 Chi phí phân x- ởng: Ppx = 0.1Gtb Ppx = 0,1 x 7.064.500.000 = 706.450.000(đ) Chi phí quản lí xí nghiệp: Pxn = 0,06 x 7.064.500.000 = 423.387.000(đ) Chi phí sản xuất: Psx = 0,04 x 7.064.500.000 = 282.580.000 (đ) Giá thành phân xởng : Gpx = Chi phí chủ yếu + Ppx Gpx = 5.651595.000 + 706.450.000 = 6.358.045.000(đ) Giá thành xí nghiệp: Gxn = (Pxn +Ppx) Gxn = 423.870.000 + 706.450.000 = 1.130.320.000(đ) Giá thành đơn vị sản phẩm: (đ/tấn) giá thành toàn 7.064.500.000 Gsp = = = 23.550.000 5.3.4.Lãi sả n lợng năm 300 thời gian thu hồi vốn Lãi hàng năm L = S.(B Gtp) L: Lãi hàng năm S: Sản lợng hàng năm Gtp: Giá bán đơn vị sản phẩm, Gtp = 24.500.000(đ/tấn) B: Giá đơn vị sản phẩm 62 L = 300( 25.000.000 23.600.000 ) = 420.000.000(đ) L 270.000.000 100% = 100% = 3,8% Gtb 7.008.200.000 hồi vốn: V: Vốn đầu t thiết bị nhà xởng A: Khấu hao tài sản cố định hàng năm A = 22.700.000 + 20.370.000 = 43.170.000(đ) V = 227.000.000 + 678.000.000 = 906.000.000(đ) T = 2,89 ~ 3(năm) 63 Tỷ suất lãi: (đ) Thời gian thu T = V A+ L Chơng an toàn lao động An toàn cho ngời lao động vấn đề đợc qua tâm hàng đầu sản xuất Hiện an toàn cho ngời lao động đợc tổ chức đứng bảo vệ có quy định cụ thể cho nghành sản xuất khác Đối với công nghệ hoá học có đặc chng riêng nh độ độc hại hoá chất, ảnh hởng chúng tới sức khoẻ ngời Mức độ ảnh hởng loại hoá chất tuỳ thuộc liều lợng, thời gian tác dụng,Để đảm bảo sức khoẻ cho ngời lao động góp phần nâng cao suất lao động chất lợng sản phẩm Đảm bảo an toàn xã hội, hạn chế thiệt hại tài sản cho cá nhân cho nhà nớc tránh đợc ảnh hởng đến môi trờng xung quanh Nội dung vấn đề an toàn lao động bao gồm vấn đề sau 6.1.An toàn lao động nhà máy Tổ chức hành nhà máy phải có ban an toàn lao động, có nhiệm vụ nghiên cứu soạn thảo nội quy an toàn lao động Nôi quy an toàn lao động bao gồm yêu cầu chung nghành yêu cầu riêng nhà máy, xí nghiệp Để đảm bảo an toàn sản xuất cán công nhân viên nhà máy phải học tập nội quy an toàn lao động nhà máy Từng phận cụ thể nhà máy có yêu cầu riêng an toàn lao động, an toàn vận hành máy móc thiết bị Ban an toàn lao động nhà có trách nhiệm thờng xuyên theo dõi kiểm tra việc thực nội quy an toàn lao động Theo định kì có tổ chức lớp học an toàn lao động cho toàn cán công nhân viên nhà máy, có hình thức khen thởng kịp thời cá nhân, phận thực tốt an toàn lao động đồng thời có hình thức kỉ luật đích đáng cá nhân, đơn vị vi phạm nội quy an toàn lao động nh gây an toàn lao động 64 6.2.Nguyên nhân gây an toàn lao động bệnh nghề nghiệp Do đặc điểm nghành công nghệ hoá chất mà gây tai nạn bệnh nghề nghiệp chủ yếu nguyên nhân sau: + Thiết bị để hở công đoạn thao tác thủ công nh lấy mẫu kiểm tra sản phẩm + Do việc che, bít đầu thiết bị, hệ thống truyền tải kém, gioăng đầu nối bơm, ống nối thiết bị, + Do mở cửa, mở nắp đờng ống để đo mức cột liệu tạo nên lỗ hở, + Thiết bị, đờng ống bị hoá chất ăn mòn gây rò rỉ Để khắc phục nguyên nhân phải nắp đặt thiết bị thật kín, tự động hoá công nghệ, tình trạng thoát hơi, khí độc điều kiện áp suất dơng khắc phục cách chuyển sang làm việc chân không Ngoài phân xởng bố trí nhiều loại thiết bị xen kẽ mặt phân xởng: thiết bị điện, đờng ống, bể chứa,do dễ gây va chạm, nhầm lẫn gây tai nạn lao động Bởi thiết bị phải tuân theo quy định chung nghành có biển báo nơi quan trọng, khoảng cách thiết bị tiêu chuẩn Với phân xởng có hoá chất dễ bay hơi, dễ ăn mòn, gây bỏng, dẫn đến tai nạn, ngộ độc, bệnh nghề nghiệp cho ngời lao động Thiết bị phản ứng có gia nhiệt trình sản xuất làm tăng nhiệt độ phân xởng gây ảnh hởng đến điều kiện làm việc Vì cần có biện pháp khắc phục, phòng chống tác hại hoá chất cải thiện điều kiện làm việc 6.3.Các biện pháp đảm bảo an toàn lao động Đặc điểm nguyên liệu phân xởng: Phenol: Có khả bay nhiệt độ thờng, dễ bị bốc hơi, ngng tụ nên dễ gây nhiễm độc Phenol chất kích ứng ăn da, thờng gây vết loét bỏng da, tiếp xúc lâu có tác hại đến hệ thần kinh Trong trờng hợp bị bỏng phenol phải rửa rợu metylic sau trung hoà nớc vôi dung dịch sữa oxit magie (MgO) Giới hạn nồng độ cho phép nhà sản xuất 0,005mg/l chống ngộ độc phải bố trí hệ thống thông gió phù hợp cho nhà sản xuất, tránh để phenol thùng chứa hở, đờng ống tránh rò rỉ Focmalin: nồng độ cho phép môi trờng 0,001mg/l 65 HCl: axit gây ăn mòn mạnh, nguy hiểm đến tính mạng sức khoẻ ngời Thiết bị đờng ống phải đợc làm vật liệu chịu axit đặc biệt phải kín Các phơng pháp đẩm bảo điều kiện môi trờng làm việc: + Cờng độ xạ nhiệt 0,25 _1,0Kcal/cm2.giây + Tốc độ chuyển động không khí 0,3m/s thông gió chung 0,7- 2,0 m/s thông gió phận + Nhiệt độ thích hợp không khí 20- 25oC + Độ ẩm tơng dối không 80% + Thiết bị điện: thiết bị điện bố trí vị trí ngời qua lại nhng thuận tiện có cố xảy ra, tránh nơi ẩm ớt, dây điện phải đợc kiểm tra thờng xuyên tránh tợng rò rỉ Đóng cắt nguồn điện quy định không sử dụng làm việc riêng Khi sửa chữa thiết bị điện, hệ thống dây dẫn, đèn chiếu sáng phải thợ điện nhà máy có trang bị bảo hộ lao động đảm nhận + Hệ thống chiếu sáng: cần bố trí cách khoa học, đủ ánh sáng trình thao tác lại nơi sản xuất, tận dụng tối đa ánh sáng tự nhiện + Thông gió: khâu quan trọng để tạo khí hậu bình thờng phân xởng, biện pháp giảm nhiệt độ nơi làm việc Hai biện pháp thông gió là: thông gió tự nhiên thông gió nhân tạo Biện pháp thông gió ngài tác dụng làm giảm nhiệt độ phân xởng có tác dụng làm giảm nồng độ hoá chất tạo không khí hợn Kêt luận Trên sở lý thuyết tổng hợp nhựa Phenolfocmandehyt kết hợp với khảo sát thị trờng sản xuất tiêu thụ nớc, thiết kế phân xởng sản xuất nhựa Novolac hoàn toàn hợp lý Với suất ban đầu 300 tấn/năm tiêu thụ đợc Trong phạm vi đồ án đẫ tính toán xác định thông số kĩ thuật thiết bị máy móc Phần tính toán xây dựng công nghiệp xác định đợc kích thớc nhà xởng bố trí thiết bị nhà sản xuất Phần tính toán kính tế tính đợc vốn đầu t cần thiết toàn nhà máy, giá thành phân xởng sản xuất, giá thành đơn vị sản phẩm Trong trình tính toán đợc giúp đỡ tận tình thầy giáo TS Hoàng Nam, thầy giáo Nguyễn Mạnh Hậu thầy giáo Trần Trọng Phúc Mặc dù 66 có cố gắng hoàn thành tốt đồ án nhng không tránh khỏi thiếu xót mong bảo, đóng góp ý kiến thầy cô bạn sinh viên Em xin chân thành cảm ơn ! 67 Tài liệu tham khảo 1.Ullman Vol.A.19.Phenolic reins 2.N.T.J Megson, M.SC, F.R.I.C.,F.P.O Phenolic resin chemistry London, Butter worths scientific publcation, 1958 3.A.A.K.White house, M.A.,F.I.C., F.P.I., E.G.K.Pritchett Phenolic resin London, ILIFFE book LTP, 1967 4.Nguyễn Công Xinh, Nguyên Thị Thanh, Vũ Đào Thắng, Dơng Văn Tuệ Giáo trình hoá hữu Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội, 1998 5.T.S.Carswell Phenolplast V.7.Thir structure, properties and chemical technology Intierscense publichers, Inc, New York, 1947 6.Bộ môn hoá kĩ thuật hữu Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Giáo trình hoá học chất dẻo- Tập Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội, xuất năm 1971 Đỗ Văn Đài, Nguyễn Trọng Khuông, Trần Quang Thảo, Võ Thị Ngọc Tơi, Trần Xoa Hiệu đính Trần Quang Thảo Cơ sở trình thiết bị công nghệ hoá học, tập Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội , xuất 1999 Đỗ Văn Đài, Nguyễn Bin, Phạm Ngọc Toản, Đỗ Ngọc Cử Cơ sở trình thiết bị công nghệ hoá học, tập Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội , xuất 1999 9.Tập thể tác giả Sổ tay trình thiết bị công nghệ hoá học tập Nhà xuất khao học kĩ thuật Hà Nội 1992 10 Hiệu đính Pts Trần Xoa, Pts Nguyễn Trọng Khuông, Pts Phạm Xuân Toản Sổ tay trình thiết bị công nghệ hoá học tập Nhà xuất khao học kĩ thuật Hà Nội 1999 11 Plastics Materials 12 Bộ môn xây dựng công nghiệp Cơ sở xây dựng nhà công nghiệp 68 Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội 1997 13.Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Khoa kinh tế quản lý Chủ biên Pts Ngô Trần ánh Kinh tế quản lý doanh nghiệp Nhà xuất thống kê - 2000 14 Bộ môn trình thiết bị công nghệ hoá học Bài tập ví dụ trình thiết bị công nghệ hoá học Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội 1970 15.Gs, Ts Nguyễn Bin Tính toán trình thiết bị công nghệ hoá học thực phẩm tập1 Nhà xuất khoa học kĩ thuật 1999 69 [...]... dẫn, [5] 5 Sản xuất nhựa novolac Nhựa novolac có thể đợc xuất theo hai phơng pháp là liên tục và gián đoạn đi từ các nguyên liệu đầu là focmalin, phenol, phenol hỗn hợp với các phenol khác Các đơn phối liệu để sản xuất nhựa novolac có thể khác nhau nhiều tuỳ từng nhãn hiệu nhựa nhng quá trình sản xuất đều tuân theo qui trình ngng tụ 16 Qui trình sản xuất nhựa novolac có thể phân thành các giai đoạn sau:... hàm lợng metanol và phenol tự do có trong nớc thải) Sơ đồ dây chuyền sản xuất nhựa phenolfomandehit dạng novolac theo phơng pháp gián đoạn (trang bên) 19 Sơ đồ dây chuyền sản xuất nhựa Phenolic dạng Novolac theo ph ơng pháp gián đoạn Phân đoạn phenol phenol Crerol Fomalin Xylenol Đến bơm chân không 14 1 2 4 3 HCl 5 Axit oxalic 15 N ớc N ớc lẫn nhựa 6 12 8 10 Axit oleic Hơi n ớc 13 9 11 Hơi n ớc 16 Không... rất chính xác, năng lợng tiêu tốn nhiều, hiệu suất không cao.Tuy nhiên phơng pháp này cho năng suất cao Đối với phơng pháp gián đoạn hệ thống thiết bị đơn giản hơn, cho hiệu suất cao, chi phí kinh tế ít hơn phơng pháp liên tục nhng cho năng suất không cao, độ đồng đều của sản phẩm kém.Thực tế sản xuất phơng pháp gián đoạn thờng đợc ứng dụng nhiều vì tính kinh tế cao, dây chuyền sản xuất đơn giản và... tốc độ phản ứng ở áp suất cao lớn hơn so với áp suất thờng nhng trong thực tế sản xuất năng suất thiết bị ở áp suất thờng cao hơn ở áp suất cao Khi tiến hành trùng ngng ở áp suất cao thì phenol phải sử dụng d nhiều (phenol : fomandehyt là 100:26 theo trọng lợng ) Hiệu suất khi đó đạt 85-92% nhng hàm lợng phenol tự do trong nhựa vẫn cao Để khắc phục cho thêm vào axit osalic thì hiệu suất đạt 107% và nhiệt... sản phẩm phụ Nhựa đợc xử lý nhiệt bằng hơi nớc có áp suất vào vỏ bọc ngoài của thiết bị Hiệu suất nhựa đạt đợc105-110% so với trọng lợng nhựa Tóm lại đối với đỗi phơng pháp sản xuất đều có những u điểm và nhợc điểm khác nhau Do vậy việc lựa chọn phơng pháp sản xuất nào tuỳ thuộc vào mục đích, yêu cầu về sản phẩm, yêu cầu về tri phí đầu t , Đối với phơng pháp liên tục đòi hỏi hệ thống thiết bị rất... 1,25 240 là: (tấn/ ngày) 2.1.2.1.Cân bằng vật chất cho 1 tấn sản phẩm Từ số lợng một tấn sản phẩm tính ngợc lại để biết nguyên liệu đầu cần dùng Công đoạn đóng ngói sản phẩm: Công đoạn này tổn hao 1000.100 = 1005 99,5 0,5% nên sản lợng cần sản xuất trớc khi đa vào công đoạn này là: (kg) Lợng tổn hao là: 1005 1000 = 5 (kg) Công đoạn sấy: Công đoạn này tổn hao 1005.100 = 1010 99,5 0,5% nên sản lợng trớc... cht Sơ đồ dây chuyền sản xuất nhựa novlac: Nguyên liệu Đa tụ Lọc Sấy Sản phẩm Giả thiết tổn hoa qua các công đoạn nh sau: Nạp liệu: 0,5% Đa tụ: 1% Lọc, tách: 0,5% Sấy: 0,5% Đóng gói sản phẩm: 0,5% Thời gian làm việc: Tổng số ngày trong năm: 365 Nghỉ thứ bảy, chủ nhật: 104 Nghỉ lễ, tết: 7 Nghỉ bảo dỡng: 14 Tổng số ngày làm việc trong năm: 365-125 =240 (ngày) Năng suất thiết bị trong một ngày 300 = 1,25... ứng với 27 kg focmalin và 1 kg HCl thu đợc 113 kg nhựa Novolac Lợng phenol 100% cần thiết để tạo ra 1030,4 kg nhựa Novolac là: (kg) 1030,4.100 = 911,86 113 Lợng phenol 911,86.100 = 949,85 96 96% cần thiết để tạo ra 1030,4 kg nhựa Novolac là: (kg) Lợng Focmalin 100% cần 1030,4.27 = 246,2 113 để tạo ra 1030,4 kg nhựa Novolac là: (kg) Lợng Focmalin 37% cần 246,2.100 = 665,4 37 để tạo ra 1030,4 nhựa Novolac. .. trùng ng ng và sấy 8- Thùng cao vị 10- Thiết bị hoà tan axit oxalic 11- Thiết bị làm nóng chảy axit oleic 12-Thùng cao vị của axit oleic 14- Thiết bị sinh hàn ống chùm 15- Thùng chứa n ớc ng ng tụ 16- Trống làm nguội Chơng 2 Tính Toán kĩ thuật 2.1 Tớnh phi liu v cõn bng vt cht 20 7 Nhựa Novolac 2.1.1.Đơn phối liệu Nhựa novolac đợc sản xuất theo phơng pháp gián đoạn, đơn phối liệu nh sau: Phenol 96%:... 1005 = 5 (kg) Công đoạn lọc và tách nớc: 21 Công đoạn này tổn hao 0,5% nên sản lợc cần thiết là: (kg) 1010.100 = 1015 99,5 Lợng tổn hao là: 1015 1010 = 5 (kg) Công đoạn đa tụ: Công đoạn này tổn hao 1% nên sản lợc cần thiết là: (kg) 1015.100 = 1025,26 99 Lợng tổn hao là: 1025,26 1015 = 10,26 (kg) Công đoạn nạp liệu: Công đoạn này tổn hao 1025,26.100 = 1030,4 99,5 0,5% nên sản lợc cần thiết là: (kg) Lợng