Thiết Kế Phân Xưởng Cracking Nhiệt Năng Suất 1,2 Triệu Tân Năm.Doc

Trờng Đại Học bách khoa Hà Nội Khoa công nghệ hoá học Bộ môn công nghệ hữu - hoa dầu Đồ án tốt nghiệp Đề tài: THiết kế phân xởng cracking nhiệt Giáo viên hớng dẫn Sinh viên thực Lớp : TS Nguyễn Hữu Trịnh : tống văn hà : Hoá Dầu ii k46 Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt Đồ án tốt nghiệp B GIO DC V O TO TRNG I HC BACH KHOA H NI CNG HềA X HI CH NGHA VIT NAM c lp T Hnh phỳc NHIM V THIT K H v tờn : on Trn Quc Vng Khoỏ K 44 - QN Ngnh hc : Cụng ngh Hu c - Húa du u thit k: Thit k phõn xng cracking nhit nng sut 1,2 triu tõn/nm Ni dung cỏc phn thit minh v tớnh toỏn: + Tnh quan v cracking nhit + Tớnh toỏn : Cõn bng vt cht Cõn bng nhit lng Thit b chớnh Xõy dng An ton Tớnh kinh t Cỏc bn v th : ( ghi rừ cỏc loi bn v v kớch thc cỏc bn v): V: ( Trờn kh Ao,A1) Dõy chuyn sn xut ( A0) Thit b chớnh (A1) Mt bng phõn xng (A0) 5.Cỏn b hng dn: Phn: Cụng ngh Kinh t Xõy dng H tờn cỏn b TS Nguyn Hu Trnh Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt mục lục Đồ án tốt nghiệp trang Lời nói đầu Phần I Tổng quan trình cracking nhiệt Chơng I Giới thiệu chung qúa trình cracking nhiệt I khái niệm II ý nghĩa III Xăng cracking nhiệt 8 8 Chơng II Cơ sơ lý thuyết trình cracking nhiệt I.Đặt điểm nhiệt động học động học phản ứng Đặt điểm nhiệt động học Đặt điểm động học II Sự biến đổi của hydrocacbon qúa trình cracking nhiệt Sự biến đổi hydrocacbon paraffin Sự biến đổi cac hydrocacbon olefin Sự biến đổi hydrocacbon naphten Sự biến đổi hydrocacbon thơm Sự biến đổi hợp chất lu huỳnh Chơng III Qúa trình công nghệ cracking nhiệt I Sơ lợc công nghệ cracking nhiệt II Các yếu tố ảnh hởng lên trình cracking nhiệt Nhiệt độ thời gian lu áp suất Nguyên liệu Mức độ chuyển hóa III Nguyên liệu sản phẩm qúa trình cracking nhiệt Nguyên liệu Sản phẩm a Sản phẩm khí b Sản phẩm xăng c Sản phẩm gasoil-kerosen d Sản phẩm cặn Cracking nhiệt Hiệu ứng nhiệt phản ứng qúa trình 9 10 13 15 15 19 22 24 26 26 26 29 29 31 33 34 34 34 35 35 36 37 38 38 Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt Đồ án tốt nghiệp Sự tạo cốc khí qúa trình cracking nhiệt Dây chuyền công nghệ qúa trình cracking nhiệt a Lịch sử phát triển công nghệ cracking nhiệt b Sơ đồ nguyên lý cracking nhiệt nguyên liệu kerosen c Sơ đồ nguyên lý cracking nhiệt nguyên liệu ma zút Phần II tính toán công nghệ I Tính cân vật chất Nguyên liệu Vào Sản phẩm II Tính lò ống II.1 Tính qúa trình cháy Xác định nhiệt cháy nhiên liệu Xác định thành phần nguyên tố nguyên liệu Xác định lợng không khí lý thuyết cân thiết Xác định lợng không khí thực tế để đốt cháy Xác định lợng sản phẩm cháy tạo thành đốt Xác định thể tích sản phẩm cháy đốt cháy Xác định hàm nhiệt nhiệt độ khác II.2 Tính hiệu suất tải trọng tiêu hao nhiên liệu II.3 Xác định bề mặt đun nống ống xạ II.4 Kiểm tra tốc độ nguyên liệu lúc vào ống xoắn II.5 Tính bề mặt đối lu đun nóng lò II.6 Thời gian lu hổn hợp - khí a Xác định thời gian lu hỗn hợp - khí b Tỷ trọng hỗn hợp - khí đầu ống xoắn c Tỷ trọng hỗn hợp - khí cuối d Tốc độ thẳng hổn hợp - khí II.7 Mất mát áp lực ống xoắn II.8 Cân nhiệt lợng lò phản ứng a Xác định nhiệt lợng nguyên liệu mang vào b Xác định nhiệt lợng cung cấp cho phản ứng cracking c Xác định nhiệt lợng cung cấp cho lò phản ứng cracking d Xác định nhiệt lợng khí nhiên liệu mang vào e Xác định nhiệt lợng không khí mang vào lò phản ứng g Xác định lợng nhiệt sản phẩm cracking mang Phần III 40 40 41 42 44 50 50 50 51 53 53 53 54 55 55 55 55 56 56 58 60 61 65 65 66 66 67 67 69 69 70 70 75 76 76 Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt Đồ án tốt nghiệp Xây dựng I Chọn địa điểm xây dựng Những sở để xác định địa điểm xây dựng Đặt điểm địa điểm xây dựng II Các nguyên tác thiết kế xây dựng III Bố trí mặt Đặt điểm dây chuyền Mặt phân xởng Tính toán tiêu kỹ thuật Phần IV An toàn Yêu cầu vệ sinh mặt nhà máy Yêu cầu phòng chống cháy nổ nhà máy Các yêu cầu an toàn giao thông nhà máy Những yêu cầu khác a Chống độc hại cho công nhân b Biện pháp an toàn điện Phần V tính kinh tế I Mục đích II Chế độ công tác phân xởng III Những yêu cầu nguyên liệu lợng Nguyên liệu Nhu cầu lợng IV Xác định nhu cầu công nhân cho phân xởng V Tính khấu hao cho phân xởng VI Các tiêu khác VII Xác định hiệu kinh tế Kết luận TàI liệu tham khảo 78 78 78 79 80 80 80 81 81 84 84 84 86 86 86 86 87 87 87 89 89 89 89 91 91 92 94 95 Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt Đồ án tốt nghiệp Lời nói đầu Ngành công nghiệp chế biến dầu mỏ đợc đời vào năm 1859 từ sản lợng dầu mỏ khai thác ngày đợc phát triển mạnh số lợng nh chất lợng Ngày với phát triển tiến khoa học kỹ thuật, dầu mỏ trở thành nguyên liệu quan trọng hàng đầu công nghệ hoá học Trên sở nguyên liệu dầu mỏ, ngời ta sản xuất đợc hàng nghìn hoá chất khác nhau, làm nhiên liệu cho động cơ, nguyên liệu cho ngành công nghiệp khác Nhu cầu cấp bách sản phẩm lọc hoá dầu ngày tăng công nghiệp lớn mạnh, đặc biệt nhu cầu loại sản phẩm trắng bao gồm xăng kerosen dầu diezen, mà sản phẩm thu đợc nhà máy lọc dầu chiếm phần khiêm tốn cha đủ để cung cấp cho kinh tế quốc dân Vì yêu cầu cần đặt cho nhà công nghệ có trình nhằm chế biến phần cặn nhà máy lọc dầu thành sản phẩm trắng có đợc sử dụng nhiều thực tế Để giải đợc vấn đề ngày nhà máy hoá dầu có hai trình chế biến đợc áp dụng phổ biến trình thực dới tác dụng nhiệt độ (cracking nhiệt) trình thực dới tác dụng nhiệt độ xúc tác (cracking xúc tác) Trong hai phơng pháp đó, cracking xúc tác tỏ u việt phản ứng có tính chọn lọc cao, tạo nhiều cấu tử có trị số octan cao xăng Lợng sản phẩm dầu mỏ đợc chế biến cracking xúc tác ngày lớn, ngày phát triển số lợng, chất lợng cải tiến công nghệ Tuy nhiên, cracking nhiệt có u điểm nó, nh chế biến phần rât nặng dầu mỏ mà cracking xúc tác thực đợc Chính mà phân xởng cracking nhiêt thiếu đợc nhà máy chế biến dầu đại ngày Với đồ án đợc dao thiết kế phân xởng cracking nhiệt công suất 1.200.000 tấn/năm hy vọng bổ sung thêm kiến thức để góp phần nhỏ bé vào công xây dựng công nghiệp hoá dầu nớc nhà Xin trân trọng gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy, cô giáo môn công nghệ Hữu Cơ - Hoá Dầu, Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội, đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến TS Nguyễn Hữu Trịnh tận tình hớng dẫn cho em hoàn thành đồ án Đồng thời xin cảm ơn tất bạn bè , anh chị em, thầy cô giáo gia đình tạo điều kiện cho suốt trình học tập làm đồ án Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt Đồ án tốt nghiệp Hà Nội 6/2004 Sinh viên Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt Đồ án tốt nghiệp Phần i Tổng quan trình cracking nhiệt Chơng I Giới thiệu chung trình cracking nhiệt I Khái niệm Cracking trình phân hủy dới tác dụng nhiệt, thực điều kiện nhiệt độ khoảng 470 đến 540 0C, áp suất 20 đến 70 at Mục tiêu trình nhằm thu hồi xăng từ phần nặng, thu số olefin sử dụng công nghiệp hoá dầu, phổ biến hay sử dụng nguyên liệu ma zút, sản phẩm trình cracking nhiệt từ nguyên liệu ma zút bao gồm khí chứa nhiều olefin xăng II ý nghĩa Cracking nhiệt trình chế biến sâu công nghệ lọc hoá dầu, từ nguồn nguyên liệu có giá trị kinh tế có ứng dụng hơn, công nghệ cracking nhiệt tạo đợc nhiều sản phẩm có giá trị đáp ứng đòi hỏi kinh tế quốc dân Cracking nhiệt trình quan trọng công nghiệp chế biến dầu Vai trò trình ngày tăng cao nhu cầu loại sản phẩm trắng ngày cao nguyên liệu cho tổng hợp hoá dầu ngày nhiều Quá trình cho phép sản xuất xăng từ phần nặng nh cặn trình chng cất trực tiếp, phân đoạn gasoil III Xăng cracking nhiệt Bảng Thành phần số loại xăng (% trọng lợng) Loại xăng Olefin Xăng chng cất trực tiếp (vùng Tacta) Xăng cracking nhiệt từ ma zút 25-35 Aren Naphten Parafin 12 36 62 12-17 5-8 40-45 Xăng cracking nhiệt từ gasoil 40-45 18-20 15-20 20-25 Xăng reforming nhiệt 19-20 14-16 27-32 33-37 Xăng cracking nhiệt có thành phần khác xăng chng cất trực tiếp (bảng 1) Từ bảng ta thấy rằng, xăng chng cất trực tiếp, hàm lợng parafin chủ yếu, xăng cracking có nhiều olefin, olefin có nối đôi aren có nhánh olefin (styren) chiếm đa phần Do xăng cracking có trị số ốctan cao (60-68) so với xăng chng cất trực tiếp (30-60) Tuy nhiên trị số ôctan xăng cracking nhiệt cha đảm bảo yêu cầu xăng thông dụng (lớn 70) Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt Đồ án tốt nghiệp Vì xăng cracking nhiệt có chứa nhiều olefin nên độ bền kém, dới tác dụng ánh sáng, nhiệt độ phân tử olefin dễ bị ngng tụ, polyme hoá trùng hợp hoá tạo nhựa dẫn đến cháy không hoàn toàn xylanh Xăng chứa nhiều olefin dễ bị đổi thành màu sẫm Tuy nhiên loại xăng có u điểm dễ khởi động máy Hàm lợng lu huỳnh xăng dao động khoảng 0,5 đến 1,2% (cao gấp lần cho phép xăng ôtô) Nói chung xăng cracking cha đảm bảo chất lợng sử dụng cho động xăng, thờng phải xử lý làm hydro cho qua reforming xúc tác để nhận đợc xăng có độ ổn định trị số ôctan cao Chơng II sở lý thuyết trình cracking nhiệt I Đặc điểm nhiệt động học động học phản ứng xảy dới tác dụng nhiệt Các hydrocacbon nằm dầu mỏ phân đoạn dầu mỏ dới tác dụng nhiệt phản ứng xảy phức tạp, có nhiều kiểu phản ứng khác theo nhiều hớng khác nhau, phản ứng xảy với xác suất nhiệt động học khác với tốc độ khác Yếu tố nhiệt độ yếu tố chủ yêú ảnh hởng lên chiều phản ứng, tốc độ phản ứng độ sâu chuyển hoá Nghiên cứu nhiệt động học động học xác định đợc mức độ chuyển hóa, hóa học nguyên liệu đầu đến đạt cân (tức xác định đợc hiệu suất sản phẩm phản ứng) Đặc điểm nhiệt động học Xác suất nhiệt động học phản ứng (ký hiệu z) đặc trng độ lớn biến đổi lợng tự hệ phản ứng xảy z = zcuối - zđầu (1) z : Là lợng tự hay nội hệ Zđầu, zcuối : Là lợng tự hệ (ở đẳng áp, đẳng nhiệt) tức nội hệ trạng thái cuối trạng thái đầu phản ứng tiến hành thành công Nếu điều kiện nhiệt độ áp suất mà phản ứng xảy theo chiều từ trái sang phải phần dự trữ lợng tự giảm phần để chuyển thành công, z 0, có nghĩa 10 Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt Đồ án tốt nghiệp Nền kinh tế nhìn chung cha phát triển, ngành dịch vụ, thơng mại cha mạnh - Khí hậu: năm thờng có hai mùa mùa ma mùa khô khí hậu nói chung không ôn hòa - Địa hình: độ dốc nhỏ 1%, không nằm mỏ khoáng sản, có độ chịu nén tốt + u điểm: Dung Quất nói riêng Quảng Ngãi nói chung nằm vùng trọng điểm phát triên kinh tế phủ với dự án phát triển khu công nghệ cao Thuận lơi giao thông đờng bộ, đờng thủy đờng hàng không + Nhợc điểm: Xa nguồn nguyên liệu, khí hậu khắc nghiệt, thờng có bảo lủ Kết luận: Mặt dù nhiều điểm cha phù hợp chọn Dung Quất làm địa điểm xây dựng nhà máy lọc dầu Tuy nhiên xét cách tổng thể có nhiều thuận lợi nh: nằm khu quy hoạch phát triển khu công nghiệp có cảng nớc sâu, sân bay II Các nguyên tắc thiết kế xây dựng Việc xây dựng cần phải tuân theo nhng nguyên tắc sau: + Việc bố trí hạng mục dây chuyền cách thích hợp để đảm bảo hạng mục hoạt động thuận tiện hợp lý + Khi bố trí công trình mặt cần phải dự kiến trớc hạng mục xây dựng giai đoạn sau tạo điều kiện thuận lợi cho việc mở rộng sản suất Tránh gây ảnh hởng đến sản xuất cần mở rộng không đặt đờng ống xa + Các công trình phụ trợ cần đặt gần công trình để giảm chi phí vận chuyển + Các công trình độc hại nên bố trí riêng biệt, xa công trình cuối hớng gió, ngời qua lại + Trạm biến điện nên đặt gần nơi sử dụng điện nhiều nh máy bơm, máy nén + Đờng giao thông nhà máy phải đảm bảo chiều cao, chiều rộng để xe ôtô ngời lu thông + Đảm bảo mỹ quan nhà máy III Bố trí mặt 71 Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt Đồ án tốt nghiệp Trên khu đất chọn xây dựng, bố trí công trình chính, công trình phụ công trình phục vụ Ngoài bố trí hệ thống đờng ống, chiếu sáng Tất hạng mục công trình cần đợc bố trí hợp lý, đảm bảo điều kiện kỹ thuật mỹ quan công trình Đặt điểm dây chuyền sản xuất + Quá trình hoạt động dây chuyền liên tục + Trong vận hành thải khí độc nớc ô nhiễm + Toàn dây chuyền lộ thiên + Xăng cracking nhiệt phần nhà máy lọc dầu trình hoạt động tách riêng đợc Mặt phân xởng Tổng diện tích thiết kế: 11,5 ha, diện tích dành cho sản xuất bố trí hạng mục khác Sơ đồ nguyên tắc dây chuyền phân xởng Nguyên tắc: khí Thiết bị bay áp suất thấp Nguyên liệu Kerosene gasoil Tháp ổn định xăng Tháp chng Xăng Lò đốt nguyên liệu nhẹ Thiết bị bay áp suất cao Lò đốt nguyên liệu nặng Tính toán tiêu kỹ thuật - Chiều dài phân xởng : Buồng phản ứng - Chiều rộng phân xởng : 72 460 m 250 m LPG Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt Đồ án tốt nghiệp - Tổng diện tích phân xởng : F = 115.000 m2 - Diện tích chiếm đất nhà công trình (A) : A =27.820 m2 - Diện tích sân bê tông (B): B =10000 m2 - Diện tích chiếm đất đờng giao thông, hệ thống đờng ống vận chuyển vật chất, rãnh thoát nớc, vỉa hè đất dự trữ C = 27.000 m2 - Xác định hệ số xây dựng ( KXD) K XD = K XD = 27.820 + 10000 100 = 32,9% 115000 - Xác định hệ số sử dụng (KSD): K SD = K SD = A+ B 100 F A+ B+C 100 F 27.820 + 10000 + 27000 100 = 56,4% 115000 Theo tiêu chuẩn Việt Nam tiêu kinh tế kỹ thuật xây dựng K XD KSD phân xởng cracking nhiệt hoàn toàn thỏa mãn đảm bảo yêu cầu quy định Do trình sản xuất hầu hết đợc tiến hành thiết bị kín kích thớc thiết bị cao to, vận chuyên đờng ống, trình đợc khí hóa tự động hóa toàn bộ, việc điều khiển đợc tiến hành phòng điều khiển trung tâm Do Thiết kế nhà lộ thiên - bán lộ thiên - Nhà sản xuất lộ thiên - Bán lộ thiên đợc thiết kế khung thép Bên có nhà điều khiển trung tâm đặt thiết bị phụ trợ cho trình sản xuất nh thiết bị làm lạnh nồi hơi, bơm thiết bị nh thiết bị phản ứng, lò đốt, thiết bị bay áp suất thấp vvv đợc đặt trời + Nhịp nhà L1= m, L2=6 m + Bớc cột B = m + Chiều cao nhà: H=6 m + Nhà có hai mái dốc hai phía thông gió tự nhiên nhà đối lu không khí - Nền nhà loại xi măng bê tông, loại nhà chịu đợc khoáng chất, hợp chất vô kiềm yếu - Cột nhà thép dung móng đơn dới cột Lọai móng đợc đặt lớp lót mỏng dày 100 mm, Nếu đất khô dùng lớp lót đá dăm, đất ớc dung bê tông gạch vỡ bê tông mác 50 - Cột có kích thớc 400 mm, dầm chạy dọc theo chiu dọc nhà có kích thớc 300 mm, 3m có dầm phụ theo chiều ngang dày 200mm Hai bên 73 Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt Đồ án tốt nghiệp thiết bị có dầm phụ để chịu lực giữ thiết bị đứng vững Dầm đợc gắn vào cột nhờ bắt bulông qua gối tựa, dầm phụ gắn vào dầm bulông - Mái nhà dung loại 30% gốc nghiêng vĩa hè 150 - Đờng giao thông phân xởng chủ yếu đờng bộ, đờng ôtô đợc đổ bê tông nhựa có hai xe m đầu nối với đờng khu liên hợp, đầu nối với đờng phụ quanh phân xởng đờng giao thông loại đờng cấp 3, vỉa hè có chiều rộng 1,5 m Trong phân xởng có đờng nối liền khu với bảo đảm mật độ giao thông vận chuyển vật t nguyên liệu đợc dể dàng thuận tiện Hai bên đờng trồng cảnh vờn hoa đảm bảo cảnh quan cho môi trờng phân xởng Các đờng ống phân xởng nh đờng ống cấp nớc phục vụ sản xuất, sinh hoạt, đờng ống nớc thải, đờng ống dẫn nguyên liệu lỏng, khí đặt mặt đất ngầm dới mặt đất 74 Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt Đồ án tốt nghiệp Phần IV An toàn Trong nhà máy công nghiệp, an toàn vấn đề quan trọng thiết kế nhà máy cần ý đến vấn đề an toàn * Yếu tố vệ sinh mặt * Giao thông nhà máy * Phòng chống cháy nổ * Những yêu cầu khác Yêu cầu vệ sinh mặt nhà máy Mặt nhà máy phải đảm bảo điều kiện thải chất độc thuận lợi nh mặt phải đủ cao tiêu nớc dễ dàng tránh tợng ngấm nớc từ vào Mặt phải ý đến hớng gió hớng mặt trời Các phận sản xuất có bụi, khí độc, có tiếng ồn cần bố trí cuối hớng gió Bố trí hớng nhà máy theo hớng mặt trời cho chống nắng tốt nhng điều kiện chiếu sáng tự nhiên tốt nhất, khoảng cách chiếu sáng tự nhiên nhà đợc xác định theo công thức sau: B = 1/2(H + h) m B: khoảng cách nhà H, h: Chiều cao tòa nhà đứng cạnh Khi xây dựng nhà máy kiểu chữ U hay chữ E khoảng cách nhánh nhà 1/2 tổng chiều cao nhng không đợc dới 15 m B>15 m Yêu cầu phòng chống cháy nổ nhà máy Phòng cháy nổ vấn đề quan trọng ngành dầu mỏ, nhà máy chế biến dầu mỏ có nhiều nguồn nhiên liệu dể gây cháy nổ Do vậy, nhà máy cần ý biện pháp phòng chống cháy nổ nhằm đạt hiệu cao có cố xảy Khi bố trí nhà kho, bể chứa cần ý yêu cầu phòng chống cháy nổ nh sau: Kho ngầm khoảng cách chúng giảm đi: 1/2 theo yêu cầu - m (chiu lửa tốt) -10 m (chịu lửa kém) Những kho chứa nửa chìm nửa khoảng cách giảm đi: 1/4 theo yêu cầu - 1,5 m (chịu lửa tốt ) -15 m ( chịu lửa kém) Các biện pháp phòng cháy nhà máy: Phải có thiết bị phòng cháy đặt cố định bể chứa xăng dầu, có cố cháy nổ xảy tự động làm 75 Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt Đồ án tốt nghiệp việc thiết bị lu động nhằm hổ trợ với thiết bị ổn định nhằm dập tác sau có cháy nổ xảy Thiết bị phân xởng làm việc điều kiện áp suất cao, sản phẩm chủ yếu xăng dễ gây cháy nổ Do phải có khoảng cách nhà xởng thích hợp nhằm đảm bảo an toàn cho ngời thi hành công việc nh đảm bảo hạn chế ảnh hởng đến thiết bị khác Nhà xởng phải thoáng, cần ý đến hớng gió Cần phải có công tác bảo hộ lao động đặt biệt phong cháy nổ An toàn lao động: Đối với thùng, bể chứa, phải đợc kiểm tra định kỳ thiết bị an toàn nhằm khắc phục hỏng hóc kịp thời Đối với ngời vào nhà máy phải xuất trình giấy tờ không đợc mang chất gây nổ, chất dễ cháy vào nhà máy phải đợc đồng ý ban bảo vệ đợc vào nhà máy Những ngời nhiệm vụ không đợc vào nhà máy Đối với công nhân, nhân viên phải thực quy định an toàn lao động, công nhân phải học tập đào tạo an toàn cháy nổ trớc vào nhà máy Phải kiểm tra định kỳ kiến thức an toàn để học hỏi thêm kiến thức công nhân viên nhà máy Trong nhà máy không dùng lửa hỡ, không hút thuốc làm việc, không lại giầy đinh dễ gây chớp lửa dẩn đến cháy nổ Không mang theo vật liệu cháy nổ vào nơi làm việc nhằm đảm bảo cho tối đa an toàn cháy nổ 76 Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt Đồ án tốt nghiệp 3.Các yêu cầu an toàn giao thông nhà máy Trong nhà máy có nhều đờng giao thông việc bố trí cho đờng lại phải đảm bảo khoa học không để xảy tai nạn, đảm bảo việc lại có cố cháy nổ xảy Muốn đạt tốt điều cần bố trí đờng lại nhà máy cho hợp lý Đờng ôtô cần phải có lề đờng vỉa hè dành cho ngời bộ: Đờng chiều phải có chiều rộng tối thiểu 3,5 m: Đờng hai chiều phải có chiều rộng tối thiểu m: Để đảm bảo chữa cháy tốt đờng phải dẫn phân xởng hai phía Nhà máy cần bố trí để xe chữa cháy vào bốn phía, cửa tối thiểu cho xe m Nếu nh đờng cụt phải có bải quay xe, bề rộng 12 m Những yêu cầu khác a) Chống độc hại cho công nhân Kiểm tra sức khỏe định kỳ cho công nhân để kiệp thời phát điều trị, thay đổi môi trờng làm việc cho công nhân Thực quy đinh sức khỏe cho cán công nhân viên Khi làm việc nhân viên phải mang thiết bị phòng chống độc nh: mặt nạ, găng tay, quần áo bảo hộ, ủng để tránh nhiểm độc b) Biện pháp an toàn chung thiết bị Khi thiết kế phải đảm bảo thiết bị an toàn thuận lợi nhẹ nhàng thao tác phải phù hợp với thể lực, thần kinh đặc điểm ngời sử dụng An toàn điện Khi sử dụng cần phải sử dụng dòng điện an toàn, cách ly dây dẫn, che chắn học, thiết bị điện phải có dây nối đất, phải sử dụng găng ủng cao su 77 Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt Đồ án tốt nghiệp Phần V tính kinh tế I mục đích Tính toán kinh tế phần quang 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 thỏa mãn thiết kế đợc đa vào sản xuất, ta biết đợc vốn đầu t cho nhà máy, biết đợc lơi nhuận mà nhà máy thu đợc hàng năm thời gian thu hồi vốn dự án II chế độ công tác phân xởng Số ngày làm việc năm 340 ngày, lại 25 ngày thời gian bảo dởng sửa chữa thiết bị Lợng sản phẩm thu đợc năm tính theo đơn vị thùng (1 thung =150 lít) Ta tính hệ số qui đổi thùng nh sau: * Đối với sản phẩm khí: Dựa theo sản phẩm lu hành ngoại thị trờng bình 20 lít chứa đợc 12 kg gas Vậy d204=12/20=0,6 thùng 150 lít chứa đợc: 150.0,6 = 90 (kg ) 1000 kg khí chứa đợc 1000/90 =11,1 (thùng) Vậy 42000 khí chứa đợc trong: 42000.11,1 = 466200 (thùng) * Đối với sản phẩm xăng d204= 0,75 thùng 150 lít chứa đợc: 150.0,75 = 112,5 (kg ) xăng chứa trong: 1000/112,5 = 8,89 ( thùng ) Vậy 236400 xăng chứa đợc trong: 236400.8,89 = 2101596 (thùng) * Đối với gasoil - kerosen d204= 0,78 thung 150 lít chứa đợc: 150.0,78 = 117 kg chứa đợc trong: 1000/117 = 8,55 (thùng) Vậy 63600tấn chứa đợc trong: 63600.8,55 = 543780(thùng) * Đối với LPG: d204= 0,675 thùng 150 lít chứa đợc: 150.0,675 = 101,25 kg LPG chứa : 1000/101,25 = 9,88 (thùng) 78 Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt Đồ án tốt nghiệp Vậy 43200 LPG chứa trong: 43200.9,88 = 426816 (thùng) * Đối với cặn d204 = 0,88 thùng 150 lít chứa đợc: 150.0,88 = 132 kg cặn chứa đợc : 1000/132 = 7,58 (thùng) Vậy 814800tấn chứa đựơc: 814800.7,58 = 6176184 ( thùng) Dựa vào số liệu tính toán ta đợc bảng 17 Bảng 17: bảng qui đổi tân/năm thành thùng/năm Tên sản phẩm Tấn/năm Thùng /năm Khí 42000 466200 LPG 43200 426816 Gasoil - kerosen 63600 543780 Xăng 236400 2101596 Cặn 814800 6176184 Tổng 1200000 9714576 79 Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt Đồ án tốt nghiệp III Những yêu cầu nguyên liệu lợng Chi phí nguyên liệu lợng cho sản phẩm: Nguyên liệu: Ta có phân đoạn dầu mazút: d204= 0,85 thùng 150 lít chứa đợc : 150 0,85 = 127,5 ( kg ) tân nguyên liệu chứa đợc: 1000/127,5 = 7,84 (thùng) Vậy 1200000 tấn/năm chứa đợc trong: 1200000.7,84 = 9408000 ( thùng) Hệ số tiêu hao cho thùng sản phẩm 1,033 Hơi nớc 4,5 m3/thùng sản phẩm 84336192 m3/năm Nớc 0,8 m3/thùng sản phẩm 14993100,8 m3/năm Nhu cầu vế lợng: Điện: 0,9 KWh/thùng sản phẩm 16867238,4 KWh/năm Nhiên liệu đốt : 0,01 tấn/thùng sản phẩm 187413,76 tấn/năm Bảng18: tính chi phí cho nguyên liệu lợng Tên nguyên Hệ số tiêu hao cho Đơn giá Thành liệu thùng sản phẩm USD tiền STT Đơn vị USD Dầu mazút Thùng 1,003 17 17,05 Hơi nớc m3 4,5 0,35 1,157 Nớc m3 0,8 0,07 0,056 Điện KWh 0,9 0,8 0,72 Năng lợng Tấn 0,01 10 0,1 Tổng chi phí nguyên liệu lợng cho thùng sản phẩm 19,502 IV xác định nhu cầu công nhân cho phân xởng Công nhân phục vụ cho phân xởng: Thợ điện Thợ khí Công nhân dây chuyền Số cán quản lý phân xởng Hành Cán kỹ thuật Quản đốc Phó quản đốc 80 ngời ngời 24 ngời (gồm ca kíp) ngời ngời ngời ngời Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt Đồ án tốt nghiệp Tổng số lao động phân xởng 36 ngời Bảng 19: tính tiền lơng cho nhân công Số Lơng Lơng STT Nơi làm việc ngời tháng toàn Bơm 150 900 Thiết bị nhiệt 150 900 Các thiết bị 12 150 1800 Thợ địên 180 540 Thợ khí 180 540 Hành 160 320 Kỹ thuật 210 420 Quản đốc 225 225 Phó quản đốc 220 220 Tổng chi phí tiền lơng cho lao động Lơng năm 10800 10800 21600 6480 6480 3840 5040 2700 2640 70380 Nhà máy sản xuất liên tục 24 h/ngày, Vì tổng chi phí tiền lơng cho lao động là: 70380.3 = 211140 (USD) năm Ngoài tính theo qũy lơng 19% cho bảo hiểm xã hội là: 211140.0,19 = 40.116,6 (USD/ năm) Tổng số tiền trả cho nhân công 211140 + 40116,6 = 251256,6 USD/năm Chi phí tiền lơng cho công nhân thùng sản phẩm 251256,6 = 0,026 USD/thùng 9715476 V Tính khấu hao cho phân xởng - Vốn đầu t cho xây dựng : VXD = 40000000 USD - Vốn đầu t cho thiết bị : VTB = 100000000 USD - Các chi phí khác lấy 5% tổng vốn đầu t: Vốn đầu t là: VĐT = VXD + VTB + 0,05VĐT VĐT = V XD + VTB 40000000 + 100000000 = = 147368421,1 0,05 0,95 USD - Tính khấu hao chi phí bản: + Nhà sản xuất có thời gian khấu hao 20 năm mức khấu hao theo tài sản là: 40000000 = 2000000 USD/năm 20 81 Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt Đồ án tốt nghiệp Thiết bị có thời gian làm việc chung 20 năm, mức khấu hao năm là: 100000000 = 5000000 USD/năm 20 + Khấu hao sửa chữa lấy 5% khấu hao bản: 0,05.(2000000 + 5000000) = 3500000 USD/năm Tổng mức khấu hao năm là: 2000000 + 5000000 + 3500000 = 73500000 USD/năm Mức khấu hao thùng sản phẩm là: 73500000 = 0,76 USD/thùng sản phẩm 9715479 VI Các chi phí khác cho thùng sản phẩm - Chi phí khác cho phân xởng lấy 2% chi phí sản xuất (CPSX) CPSX = 0,02CPSX + Khao + Tlơng + TCP nguyên liệu + Năng lợng CPSX = 0,02CPSX + 0,76 +0,026 + 19,052 CPSX = 0,76 + 0,026 + 19,502 = 20,7 USD/thùng sản phẩm 0,02 Vậy chi phí khác là: 20,7.0,02 = 0,414 USD/thùng sản phẩm - Chi phí cho quản lý doanh nghiệp chi phí bán hàng 2% giá thành toàn (GTTB) - GTTB = 0,02GTTB + CPSX GTTB = CPSX 20,7 = = 21,12 USD/thùng sản phẩm 0,02 0,98 Vậy chi phí cho quản lý doanh nghiệp bán hàng là: CPQLDN&BH = 0,02.21,12= 0,4224 USD/thùng sản phẩm Bảng 20: tính khoảng chi phí cho thùng sản phẩm Chi phí cho thùng sản STT Khoảng mục phẩm USD Nguyên liệu lợng 19,052 Chi phí cho nhân công 0,026 Khấu hao 0,76 Chi phí khác 0,414 Chi phí sản xuất 20,7 Chi phí quản lý doanh nghiệp bán hàng 0,4224 Tổng chi phí cho thùng sản phẩm 21,12 Tổng chi phí năm sản xuất phân xởng là: 21,12.9715479,609 = 205190929,3 USD/năm 82 Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt Đồ án tốt nghiệp VII Xác định hiệu kinh tế nớc ta từ trớc đến sản phẩm xăng dầu nhập từ nớc về, tiền công vận chuyển có thuế nhập Chính giá thành sản phẩm cao Nếu ta sản xuất đợc giá thành sản phẩm xăng dầu hạ thấp lu thông thị trờng Lợi nhuận phân xởng: Lợi nhuận phân xởng(LN) = doanh thu(DT) - tổng chi phí(TCP)- thuế(T) Trong thuế lấy 5% giá trị sản phẩm GB LN=DT-TCP-0,05GB = 224412556,7 - 2051909293,3 - 0,05.224412556,7 = 8000999,565 USD/năm Bảng 21: quy định giá bán sản phẩm phân xởng Tên Đơn vị cho Lợng sản phẩm thu STT sản thùng sản đợc năm phẩm phẩm USD thùng khí 25 46200 Xăng 35 427248 LPG 30 543780 Gasoil 28 2101596 Cặn 18 6176184 Tổng doanh thu phân xởng năm Doanh thu năm USD 1155000 14953680 16313400 58844688 111171312 202438080 Doanh lợi vốn đầu t: DL = LN VSX VSX = TCP + VĐT = 205190929,3 + 147368421,1 = 167887513,4 USD Vậy doanh lợi vốn đầu t là: DL = LN 8000999,565 = = 0,048 VSX 167887513,4 Thời gian thu hồi vốn: T= VSX 167887513,4 = = 10,9 năm LN + KH 8000999,565 + 0,76.9715479,609 Vậy thời gian thu hồi vốn 10 năm tháng Kết luận: Qua phân tính toán kinh tế giúp em hiểu biết vấn đề việc đầu t cho doanh nghiệp Và kết tính toán mặt kinh tế với thời hạn 83 Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt Đồ án tốt nghiệp hoàn vốn 10 năm tháng kết qu khã quan đem lại hiệu kinh tế cao Vì cho phép áp dụng vào thực tế sản xuất kết luận Sau tháng thực đề tài với cố gắng thân nh tìm tòi tài liệu hớng dẫn thầy,cô giáo đến đồ án em hoàn thành Qua đồ án giúp em hiểu đợc việc đa thành việc áp dụng nghiên cứu vào sản xuất trình phức tạp, đòi hỏi phải có liên quan đến trình sản xuất Về phần lý thuyết cần phải nắm đợc tính chất nguyên liệu sản phẩm, hiểu đợc chế phản ứng nh yếu tố ảnh hởng đến trình Dựa sở lý thuyết kết hợp với tài liệu thiết kế cho ta phơng hớng lựa chọn công nghệ thích hợp Hiện giới, việc nghiên cứu phơng pháp để sản xuất xăng có trị số octan cao chất lợng tốt vấn đề quan trọng Nhiều hãng cho dạng công nghệ khác Đồng thời thị trờng tiêu thụ xăng ngày tăng, sản phẩm xăng đợc ứng dụng rộng rãi kinh tế, an ninh quốc phòng Do nhu cầu sử dụng xăng ngày tăng việc sản xuất xăng yêu cầu quan trọng, không cho loại xăng thờng mà phải sản xuất loại xăng có trị số octan cao chất lợng tốt Đó nguyên nhân mà nớc ta định xây dựng nhà máy lọc dầu số Dung Quất Quảng Ngãi số Nghi Sơn Thanh Hoá Bản đồ án đợc hoàn thành nhng điều kiện nh tài liệu tham khảo hạn chế, Việt Nam ngành hoá dầu ngành bớc đầu làm quen với công tác thiết kế phân xởng hẳn thiếu sót điều tránh khỏi Vậy em mong đợc bảo nh ý kiến đóng góp thầy cô bạn đồng nghiệp để đồ án đ ợc hoàn thiện Cuối em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn tới thầy, cô giáo Bộ môn Công nghệ Hoá dầu - Hữu bạn Đặc biệt thầy giáo TS Nguyễn Hữu Trịnh tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, tháng năm 2004 Tài liệu tham khảo 84 Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt Đồ án tốt nghiệp TS Lê Văn Hiếu Công nghệ chế biến dầu mỏ NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội 2000 Bộ môn nhiên liệu Tính toán công nghệ chế biến dầu mỏ BK 1973 Bộ môn nhiên liệu Công nghệ chế biến dầu mỏ khí BK 1983 PGS.TS Đinh Thị Ngọ Hoá học dầu mỏ NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội 2001 5.Tập thể tác giả tính toán công nghệ trình biến dầu mỏ 6.Võ Thị Liên công nghệ chế biên dầu khí Đai Học Bách khoa Hà Nội 1980 7.Tập thể tác giả Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa học nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 1999 Tập 8.Tập thể tác giả sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa học nhà suất khoa học kỹ thuật Hà Nội 1992 tập Trần Mạnh Trí Dầu mỏ dầu khí Việt Nam Nhà xuất thành phố Hồ Chí Minh, 1996 10 Trần Mạnh Trí hóa học dầu mỏ khí Đại Học Bách khoa Hà Nội 1980 11 Sổ tay tóm tác kỹ s hóa chất tủ sách ĐHBK Nhà xuất giáo dục.1961 12 Zhorov Yu.M.LeibG Thermodynamics of chemical processes = petrochemical suythesis processing of petroleum goal, and natural gas M.Mir.1987 13 Robert.A.Meyers - Handbook of petroleum refining processes, second edition 1986 14 Petroleum Refinery Engineering WL Neleson 15 Cơ sở xây dung nhà công nghiệp Nhà xuất khoa học kỹ thuật năm 1997 85 [...]... giữa Z vào nhiệt độ với phản ứng thuộc giữa năng lợng Giss xa nhiệt độ đối với phản ứng tỏa nhiệt thu nhiệt Ngợc lại đối với phản ứng tỏa nhiệt (nh phản ứng hydro hoá, alkyl hoá polymer hoá v.v.v dới tác dụng của nhiệt độ thì đồ thị biểu diễn ngợc lại so với đồ thị của các phản ứng thu nhiệt (Hình 2) 12 Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt Đồ án tốt nghiệp Đối với các phản ứng tỏa nhiệt, khi nhiệt độ giảm... phần cơ chế đã phân tích ta thấy rõ là áp suất ảnh hởng lên thành phần sản phẩm thu của quá trình Khi cracking nhiệt ở điều kiện áp suất thấp và nhiệt độ cao thì vị trí đứt mạch cacbon( C - C ) càng nghiêng về phía cuối mạch điều đó 29 Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt Đồ án tốt nghiệp dẫn đến hiệu suất sản phẩm khí càng tăng thì hiệu suất sản phẩm lỏng giảm Và ngợc lại khi cracking ở áp suất cao thì... hạn nhiệt độ sôi của phân đoạn đến hiệu suất xăng khi cracking nhiệt Nguyên liệu Gới hạn sôi, 0C 30 Hiệu suất xăng, %kh.l Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt Đồ án tốt nghiệp Phân đoạn lirgoil 180-220 12,1 Phân đoạn kerosene 220-270 14,9 Phân đoạn gasoil 270-300 15,8 Phân đoạn xola 300-350 18,0 Từ bảng trên ta thấy rằng nguyên liệu càng có giới hạn sôi tăng (càng nặng) thì độ bền nhiệt của nguyên liệu... chiếm đa số nên tổng hiệu ứng nhiệt của quá trình cốc hóa sẽ thấp hơn của quá trình cracking nhiệt ở điều kiện áp suất cao Nhng trong trờng hợp cốc hoá tổng hiệu ứng nhiệt phản ứng các phản ứng vẫn âm có nghĩa là để thực hiện quá trình 34 Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt Đồ án tốt nghiệp cracking nhiệt cần cung cấp nhiệt không chỉ để đốt nóng nguyên liệu đến nhiệt độ cracking mà cón cung cấp cho sự... đến hiệu suất sản phẩm lỏng tăng lên và hiệu suất sản phẩm khí giảm Và khi tăng áp suất thì tăng tốc độ phản ứng phân hủy các sản phẩm phản ứng bậc hai (polimer hóa , alkyl hóa và hydro hóa) Cracking áp suất thấp gọi là cracking pha hơi Cracking ở điều kiện áp suất cao gọi là cracking áp suất Ví dụ :về cân bằng vật chất quá trình cracking nhiệt cùng một loại nguyên liệu ở hai điều kiện áp suất khác... kcal/kg Còn nhiệt tạo thành của metan 1.117 kcal/kg Nếu biết cân bằng vật chất của các thiết bị phản ứng và biết chế độ công nghệ chính xác có thể lập cân bằng nhiệt của thiết bị đó Hiệu ứng nhiệt của cracking nhiệt tính theo hiệu ứng nhiệt của phản ứng trên 1kg nguyên liệu chuyển hoá hay tính theo 1kg xăng tạo thành 35 Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt Đồ án tốt nghiệp Bảng 7 hiệu ứng nhiệt của một... sạch xăng cracking nhiệt khỏi lu huỳnh Nói chung xăng cracking nhiệt không đảm bảo chất lợng yêu cầu cho xăng ôtô và hiệu suất đạt không cao, nên các quá trình cracking xúc tác, hydrocacbon cracking v.v đã và thay thế quá trình cracking nhiệt, các quá trình này vừa đảm bảo chất lợng vừa đảm bảo tăng hiệu suất xăng đáp ứng cho nhu cầu cần thiết của con ngời c) Sản phẩm gasoil Phân đoạn có nhiệt độ sôi... thể lỏng Ví dụ: Mercaptan chúng tạo thành chuyển vào trong phân đoạn xăng Và cũng có thể tách ra lu huỳnh ở dạng nguyên tố tự do 24 Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt Đồ án tốt nghiệp chơng III Quá trình công nghệ cracking nhiệt I Sơ lợc về công nghệ cracking nhiệt Cracking nhiệt, là các quá trình biến đổi nguyên liệu dầu mỏ dới tác dụng của nhiệt độ cao thành các sản phẩm lỏng, khí Thành phần về số... sự phân hủy, đứt mạch liên kết C - C trớc Khi đó tạo thành các hydrocacbon có trong lợng phân tử nhỏ hơn Ví dụ: CnH2n+2 CmH2m + CpH2p+2 15 Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt Đồ án tốt nghiệp Nếu phân tử parafin tạo thành có mạch đủ dài, nó lại bị phân hủy tiếp Chỉ khi số nguyên tử các bon trong phân tử nhỏ hơn 4, lúc náy parafin bền và khó bị đứt liên kết C - C, nên khí đó có thể xảy ra sự đứt liên kết... khí, phân đoạn xăng, cặn cracking và cốc Phơng pháp nhóm công nghệ sử dụng sơ đồ sau để miêu tả quá trình cracking nhiệt: AB G AR ở đây: A- nguyên liệu cracking B- Sản phẩm xăng G- sản phẩm khí R- Cặn cracking và cốc Tốc độ các giai đoạn của quá trình đợc biểu diễn bằng các phơng trình sau (Với giả thiết tất cả các giai đoạn là đơn phân tử) 25 Thiết kế phân x ởng cracking nhiệt Đồ án tốt nghiệp d (