Thiết kế phân xưởng sản xuất Formalin trên xúc tác oxyt Fe - Mo với năng suất 75.000 tấn năm

Bé gi¸o dơc vµ ®µo t¹o Céng hoµ x· héi chđ nghÜa ViƯt Nam Trêng ®¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi §éc lËp - Tù - H¹nh   NhiƯm vơ thiÕt kÕ  Hä vµ tªn: Ng« Anh Quyªn Líp: Hãa DÇu- K45 Ngµnh häc: C«ng nghƯ H÷u C¬ Hãa DÇu §Ị tµi thiÕt kÕ: ThiÕt kÕ ph©n xëng s¶n xt Formalin trªn xóc t¸c oxyt Fe - Mo víi n¨ng st 75.000 tÊn/n¨m Néi dung thiÕt kÕ vµ tÝnh to¸n: • Tỉng quan tµi liƯu vỊ Formalin • TÝnh to¸n  C©n b»ng vËt chÊt  C©n b»ng nhiƯt lỵng  TÝnh to¸n thiÕt bÞ chÝnh • ThiÕt kÕ x©y dùng • TÝnh to¸n kinh tÕ C¸c b¶n vÏ ®å thÞ • D©y chun s¶n xt chÝnh • ThiÕt bÞ chÝnh • X©y dùng C¸n bé híng dÉn: GS - TS §µo V¨n Têng Ngµy giao nhiƯm vơ thiÕt kÕ: 17- 1- 2005 Ngµy hoµn thµnh nhiƯm vơ thiÕt kÕ: 30- 5- 2005 Ngµy 18, th¸ng 01 n¨m 2005 Chđ nhiƯm bé m«n (Ký vµ ghi râ hä tªn) Ngun H÷u TrÞnh C¸n bé híng dÉn (Ký vµ ghi râ hä tªn) §µo V¨n Têng KÕt qu¶ ®iĨm ®¸nh gi¸ - Qu¸ tr×nh thiÕt kÕ : - §iĨm dut : - B¶n vÏ thiÕt kÕ : C¸n bé híng dÉn : GS TS ®µo v¨n têng Ngµy giao nhiƯm vơ thiÕt kÕ: 25/02/2005 Ngµy hoµn thµnh nhiƯm vơ: Ngµy 30 th¸ng 05 n¨m 2005 Chđ nhiƯm khoa (Ký vµ ghi râ hä tªn) KÕt qu¶ ®¸nh gi¸: §iĨm qu¸ tr×nh lµm tèt nghiƯp §iĨm dut : §iĨm b¶o vƯ: Chđ tÞch héi ®ång (Ký vµ ghi râ hä tªn) C¸n bé híng dÉn (Ký vµ ghi râ hä tªn) Sinh viªn thùc hiƯn (Ký vµ ghi râ hä tªn) Ngµy 30 th¸ng 05 n¨m 2005 (Ký tªn) MỤC LỤC Trang PHẦN MỞ ĐẦU PHẦN I - TỔNG QUAN LÝ THUYẾT Chương I Giới thiệu chung nguyên liệu trình sản xuất Formalin I Tính chất nguyên liệu Oxy 1.1 Tính chất vật lý 1.2 Tính chất hóa học .4 1.3 Một số ứng dụng Oxy Metanol 2.1 Tính chất vật lý 2.2 Tính chất hóa học .6 2.3 Ứng dụng Metanol .8 Chỉ tiêu nguyên liệu để sản xuất Formalin thương phẩm 3.1 Metanol kỹ thuật 3.2 Nước 10 3.3 Không khí .10 II Tính chất sản phẩm – Formalin 10 Tính chất vật lý .10 Tính chất hóa học 15 2.1 Phản ứng phân hủy 15 2.2 Phản ứng polyme hóa .16 2.3 Phản ứng oxy hóa khử 16 2.4 Phản ứng phân tử Formaldehyde .17 2.5 Phản ứng Cannizzaro 17 2.6 Phản ứng Tischenko .17 2.7 Phản ứng cộng hợp 17 Tiêu chuẩn chất lượng Formalin thương phẩm 18 Ứng dụng Formalin thương phẩm 19 Chương II Các phương pháp chế tạo xúc tác oxyt Fe – Mo 21 Phương pháp kết tủa 21 Phương pháp trộn dung dòch cô đặc 22 Phương pháp trộn tẩm 22 Phương pháp trộn khô 22 Chương III Các phương pháp sản xuất Formalin 24 I Phương pháp oxy hóa trực tiếp metan, hydrocarbon cao 25 Phương pháp oxy hóa metan 25 Phương pháp oxy hóa hydrocarbon cao 27 Phương pháp oxy hóa etylen 28 Phương pháp thuỷ phân clorua metylen 28 II Phương pháp dehydro hóa oxy hóa đồng thời metanol 28 III Phương pháp sản xuất Formalin từ oxy hóa Metanol 29 Quá trình sản xuất Formaldehyde sử dụng xúc tác bạc 29 1.1 Giới thiệu chung 29 1.2 Một số công nghệ sản xuất Formalin sử dụng xúc tác bạc 33 Công nghệ sản xuất Formaldehyde sử dụng xúc tác oxyt 38 2.1 Giới thiệu chung 38 2.2 Một số công nghệ sản xuất Formalin dùng xúc tác oxyt 40 Chương IV So sánh tính kinh tế lựa chọn công nghệ thích hợp cho dây chuyền sản xuất Formalin .47 I So sánh trình 47 II Lựa chọn công nghệ sản xuất Formalin xúc tác oxyt Fe – Mo 49 III Giới thiệu thiết bò dây chuyền công nghệ sản xuất Formalin dùng xúc tác oxyt 51 Chương V Động học chế phản ứng oxy hóa Metanol xúc tác oxyt công nghiệp 54 Chương VI Nghiên cứu đặc trưng công nghệ thiết bò sản xuất Formalin 58 I Đặc trưng công nghệ xúc tác oxyt 58 II Đặc trưng thiết bò phản ứng dây chuyền xúc tác oxyt 60 Thiết bò hóa 60 Thiết bò phản ứng 60 Tháp hấp thụ 60 PHẦN II - TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ I Các số liệu chất tham gia 62 Số liệu chất tham gia phản ứng .62 Thành phần khí thải .62 Tổn thất 62 Thành phần sản phẩm 62 Các phản ứng xảy 62 II Tính toán cân vật chất .62 Cân vật chất cho toàn phân xưởng 65 Cân vật chất cho thiết bò .67 III Tính cân nhiệt lượng 70 Cân nhiệt lượng cho thiết bò đun nóng không khí 70 Cân nhiệt lượng cho thiết bò bay Metanol .72 Cân nhiệt lượng cho thiết bò phản ứng 77 IV Tính toán thiết bò .81 Lưu lượng hỗn hợp khí vào thiết bò 81 Lưu lượng thể tích hỗn hợp khí vào thiết bò 82 Tính đường kính thiết bò phản ứng 83 Tính đường kính ống dẫn 84 Tính đáy nắp thiết bò 87 Tính chiều cao thiết bò 87 PHẦN III - THIẾT KẾ XÂY DỰNG VÀ AN TOÀN LAO ĐỘNG Chương I Thiết kế xây dựng 88 I Đặc điểm sản phẩm nhà máy 88 II Đòa điểm xây dựng 88 Yêu cầu chung 88 Yêu cầu đòa hình xây dựng .89 Yêu cầu môi trường vệ sinh công nghiệp 90 Giải pháp thiết kế xây dựng tổng quan mặt phân xưởng 90 Các hạng mục công trình phân xưởng sản xuất Formalin 92 Mặt nhà máy 63 Chương II An toàn lao động 95 I Công tác đảm bảo an toàn lao động 95 II Công tác vệ sinh lao động 96 PHẦN IV - TÍNH TOÁN KINH TẾ I Mục đích nhiệm vụ tính toán kinh tế 98 II Nội dung tính toán kinh tế 98 Chế độ làm việc phân xưởng 98 Nhu cầu nguyên vật liệu, nhiên liệu lượng 98 PHẦN V - TỰ ĐỘNG HÓA TRONG PHÂN XƯỞNG Mục đích ý nghóa 107 Một số ký hiệu thường dùng tự động hóa 108 Các dạng tự động 108 Cấu tạo số thiết bò tự động 111 KẾT LUẬN 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO .115 phần mở đầu FORMALDEHYDE XUẤT HIỆN TRONG TỰ NHIÊN VÀ ĐƯC HÌNH THÀNH TỪ CÁC HP CHẤT HỮU CƠ NHỜ QUÁ TRÌNH QUANG HÓA TRONG KHÍ QUYỂN, TỪ KHI CÓ SỰ SỐNG TRÊN TRÁI ĐẤT FORMALDEHYDE LÀ MỘT TRONG NHỮNG HP CHẤT ANDEHYDE QUAN TRỌNG ĐƯC CUNG CẤP TRÊN THỊ TRƯỜNG, HIỆN NAY CÓ KHOẢNG 50 NGÀNH CÔNG NGHIỆP SỬ DỤNG FORMALDEHYDE VÀ MỖI NĂM CÓ KHOẢNG TỶ HP CHẤT Ở DẠNG DUNG DỊCH NƯỚC 37 ÷ 50%, GỌI LÀ FORMALIN Đà ĐƯC CUNG CẤP ĐÂY LÀ MỘT TRONG NHỮNG BÁN THÀNH PHẨM QUAN TRỌNG CHO NGÀNH TỔNG HP HỮU CƠ VÀ NHIỀU NGÀNH KHÁC, CHẲNG HẠN: NGÀNH Y TẾ (DÙNG ĐỂ ƯỚP XÁC, TẨY MÙI), NGÀNH THỰC PHẨM (ĐỂ TRÁNH ÔI THIU), THUỘC DA (TRONG CÔNG NGHỆ THUỘC DA GIÀY), … FORMALDEHYDE CŨNG ĐƯC TẠO THÀNH TỪ CÁC HP CHẤT HỮU CƠ TRONG QUÁ TRÌNH CHÁY KHÔNG HOÀN TOÀN, DO ĐÓ TA CÓ THỂ THẤY SỰ CÓ MẶT CỦA NÓ TRONG KHÍ CHÁY CỦA ĐỘNG CƠ XE, NHIỆT NHÀ MÁY, KHÍ ĐỐT VÀ NGAY CẢ TRONG KHÓI THUỐC LÁ FORMALDEHYDE ĐƯC TỔNG HP LẦN ĐẦU TIÊN VÀO NHỮNG NĂM 1859, KHI ĐÓ BUTLEROV THỰC HIỆN THUỶ PHÂN METYLEN AXETAT VÀ CHỈ RA MÙI ĐẶC TRƯNG CỦA DUNG DỊCH ĐẾN NĂM 1867, HOFMANN Đà TỔNG HP ĐƯC FORMALDEHYDE BẰNG CÁCH CHUẨN BỊ HỖN HP HƠI METANOL – KHÔNG KHÍ ĐI QUA LỚP XÚC TÁC PLATIN (PT) Ở DẠNG SI XOẮN Đà ĐƯC ĐUN NÓNG SAU ĐÓ KEKULE Đà ĐIỀU CHẾ FORMALDEHYDE TINH KHIẾT VÀO NĂM 1882 QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT MANG TÍNH CÔNG NGHIỆP CỦA FORMALDEHYDE Đà TRỞ NÊN PHỔ BIẾN VÀO NĂM 1882, KHI TOLLENS Đà KHÁM PHÁ RA MỘT PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỶ LỆ LƯNG HƠI METANOL – KHÔNG KHÍ VÀ SỰ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU SUẤT PHẢN ỨNG NĂM 1886 LOEW Đà THAY THẾ XÚC TÁC DẠNG SI XOẮN PT BẰNG XÚC TÁC LƯỚI ĐỒNG (CU) CÓ HIỆU QUẢ HƠN MỘT NHÀ MÁY CỦA ĐỨC – MERCKLIN UND LOSEKANN BẮT ĐẦU ĐI VÀO SẢN XUẤT VÀ BÁN FORMALDEHYDE TRÊN THỊ TRƯỜNG VÀO NĂM 1889 MỘT NHÀ MÁY KHÁC CỦA ĐỨC – HUGO BANK LẦN ĐẦU TIÊN Đà TÌM RA CÁCH SỬ DỤNG XÚC TÁC BẠC VÀO NĂM 1910 CÔNG NGHIỆP TIẾP TỤC PHÁT TRIỂN TỪ 1900 ÷ 1905, KHI ĐÓ NĂNG SUẤT, LOẠI THIẾT BỊ, NHU CẦU SỬ DỤNG FORMALDEHYDE NGÀY CÀNG TĂNG LÊN NĂM 1905 BADISCHE ANILIN VÀ SODA FABRIK BẮT ĐẦU SẢN XUẤT FORMALDEHYDE QUA MỘT QUÁ TRÌNH LIÊN TỤC, SỬ DỤNG XÚC TÁC BẠC TINH THỂ, SẢN LƯNG FORMALDEHYDE ĐẠT ĐƯC LÀ 30 KG/NGÀY DƯỚI DẠNG DUNG DỊCH NƯỚC 30% TRỌNG LƯNG METANOL CẦN THIẾT CHO QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT FORMALDEHYDE ĐƯC THU HỒI TỪ NGÀNH CÔNG NGHIỆP GỖ CACBON HÓA SỰ PHÁT TRIỂN CỦA QUÁ TRÌNH TỔNG HP METANOL Ở ÁP SUẤT CAO DO BACHISCHE ANILIN VÀ SODA FABRIK CHO PHÉP SẢN XUẤT FORMALDEHYDE TRÊN PHẠM VI CÔNG NGHIỆP VỚI QUY MÔ RỘNG LỚN VÀO NĂM 1925 CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT FORMALDEHYDE PHỤ THUỘC VÀO XÚC TÁC QUÁ TRÌNH OXY HÓA METANOL KHOẢNG MỘT NỬA METANOL SẢN XUẤT RA ĐƯC ỨNG DỤNG ĐỂ SẢN XUẤT NHỰA URE – FORMALDEHYDE, NHỰA PHENOL – FORMALDEHYDE MẶT KHÁC, KHOẢNG 25% ĐƯC SỬ DỤNG ĐỂ TẠO RA CÁC POLYME CAO PHÂN TỬ KHÁC VÀ CÁC NHỰA KHÁC NHƯ: NHỰA POLYAXETAL, PENTAERITHRITOL C(CH2OH)4, UROTROPIN, BUTANDIOL VÀ CÁC SẢN PHẨM KHÁC HẰNG NĂM, NƯỚC TA PHẢI NHẬP KHẨU FORMALIN ĐỂ SẢN XUẤT CÁC VẬT LIỆU POLYME, VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN, CÁCH NHIỆT, CHẤT MẠ KIM LOẠI, CHẤT PHỤ TR CHO CÔNG NGHIỆP DỆT, CHẤT SÁT TRÙNG TRONG CHĂN NUÔI, DO NHU CẦU THIẾT YẾU CỦA FORMALIN NÊN CẦN CÓ KẾ HOẠCH SẢN XUẤT FORMALIN ĐÁP ỨNG NHU CẦU TRONG NƯỚC CŨNG NHƯ Ở NƯỚC NGOÀI NHẰM GIẢM ĐẾN MỨC TỐI THIỂU CHI PHÍ NHẬP KHẨU FORMALIN TỪ NƯỚC NGOÀI VÌ VẬY TA CẦN PHẢI NGHIÊN CỨU KỸ HƠN QUÁ TRÌNH FORMALIN CỤ THỂ QUA CÁC PHẦN SAU:  SẢN XUẤT 1553,28.10 6 + 26,8704.10 + 15,5328.10 = 1595,6832.10 (đồng/năm) Quỹ bảo hiểm xã hội: lấy 20% lương, tức là: 6 20%(1595,6832.10 ) = 319,1366.10 (đồng/năm) Tổng quỹ lương bảo hiểm xã hội: 1595,6832.106 + 319,1366.106 =1914,8198.106 (đồng/năm) 4) Tính khấu hao Khấu hao tài sản cố đònh chuyển dần giá trò vào giá thành sản phẩm làm nhằm mục đích tích lũy tiền để khôi phục hoàn toàn giá trò sử dụng chúng thời hạn khấu hao hết Ta tính khấu hao theo thời gian khấu hao khác với khoảng đầu tư khác Nhà sản xuất có thời gian khấu hao 20 năm, mức khấu hao là: 20.109 = 1.109 (đồng/năm) 20 Thiết bò máy móc lấy thời gian khấu hao 20 năm, với mức khấu hao là: 200.109 = 10.109 (đồng/năm) 20 Tổng mức khấu hao toàn phân xưởng là: 1.109 + 10.109 = 11.109 (đồng/năm) Khấu hao sửa chữa lấy 20% khấu hao bản: 11.109 × 0,2 = 2,2.109 (đồng/năm) Tổng mức khấu hao cho toàn phân xưởng năm: 11.109 + 2,2.109 = 13,2.109 (đồng/năm) Mức khấu hao tính đơn vò sản phẩm: 13,2.109 = 176000 (đồng/năm) 75000 5) Chi phí khác + Chi phí phân xưởng Z: Thường lấy Z = ÷ 6% tổng giá thành phân xưởng + Chi phí chung: dùng cho chiếu sáng, làm mát, … Thường lấy 10 ÷ 15% quỹ lương công nhân Zc = 10% × 1595,6832.106 = 159,5683.106 (đồng/năm) Tổng giá thành phân xưởng: Zpx = Z1 + Z2 + Z3 + Z4 + Zc Trong đó: Z1 : chi phí nguyên vật liệu lượng, đồng/năm Z2 : tổng quỹ lương bảo hiểm xã hội, đồng/năm Z3 : tổng mức khấu hao toàn phân xưởng, đồng/năm Z4 : chi phí phân xưởng, đồng/năm Zc : chi phí chung, đồng/năm, thường lấy Zc = 10%Z2 Zc = 191,4820.106 (đồng/năm) Zpx = 1065673,867.106 + 1914,8198.106 + 13200.106 + 5% Zpx + 159,5683.106 Zpx = 1137840,269.106 (đồng/năm) + Chi phí quản lý doanh nghiệp: Thường lấy 5% chi phí toàn phân xưởng Zdn = 0,05 × Zcx = 56892,013.106 (đồng/năm) + Chi phí bán hàng: Thường lấy 1% giá thành toàn Ztb = Zpx + Zbh = 1137840,369.106 + 0,01 Ztb = 1149333,706.106 (đồng/năm) Zbh = 0,01 Ztb = 11493,337.106 (đồng/năm) 6) Xác đònh kết DT = SP × GB Trong đó: + DT: doanh thu năm, đồng + SP: lượng sản phẩm thu năm, + GB: giá bán, đồng Giá bán tính sau: GB = GT + TVAT + LDM GT: giá thành sản phẩm, đồng/tấn GT = Ztb 1149333,706.106 = = 15,3244.106 (đồng/tấn) 75000 75000 TVAT : thuế giá trò gia tăng, đồng/tấn, thường lấy 10% giá bán LDM : lãi đònh mức, đồng/tấn, thường lấy 5% giá bán Ta có: GB = 15,3244.106 + 10% GB + 5% GB GB = 18,0288.106 (đồng/tấn) TVAT = 1,8029.106 (đồng/tấn) LDM = 0,9015.106 (đồng/tấn) Vậy DT = 75000 × 18,0288.106 = 1352,16.109 (đồng/tấn) 7) Lợi nhuận LN = DT – CP Trong đó: + CP: tổng chi phí phân xưởng năm, đồng CP = SP(GT + TVAT) = 75000(15,3244.106 +1,8029.106) = 1284,5475.109 (đồng) + LN: lợi nhuận phân xưởng, (đồng/tấn) LN = DT – CP = 1352,16.109 – 1284,5475.109 = 67,6125.109 (đồng) 8) Đánh giá kết Hiệu quả: Ehq = DT 1352,16.109 = = 1,0526 CP 1284,5475.109 Doanh lợi đầu tư: DL = LN 71,0475.109 ×100% = = 83,59% Vxd + Vtb 15.109 + 70.109 Thời gian hoàn vốn: Vsx 220.109 T= = = 2,72 (năm) LN + KH 67,6125.109 + 13,2.109 ≈3 (năm) III KẾT LUẬN Với trình tính toán trên, ta có thời gian thu hồi vốn năm Như dự án đưa vào thực cho nhà máy  PHẦN VI TỰ ĐỘNG HÓA TRONG PHÂN XƯỞNG Mục đích ý nghóa: Tự động điều chỉnh trình ứng dụng dụng cụ, thiết bò máy móc tự động điều khiển vào trình công nghệ Những phương tiện kỹ thuật cho phép thực trình công nghệ theo chương trình tiêu chuẩn tạo dựng phù hợp với công nghệ, đảm bảo cho máy móc thiết bò hoạt động theo chế độ tối ưu nhất, việc tự động hóa không làm đơn giản thao tác sản xuất, tăng suất lao động cho phép giảm số lương công nhân có biện pháp hữu hiệu an toàn lao động Để đảm bảo yêu cầu việc sử dụng hệ thống đo lường biện pháp tự động hóa sản xuất không vấn đề cần thiết mà có tính chất bắt buộc công nghệ Trong trình hoạt động, có thiết bò không ổn đònh chế độ công nghệ dây chuyền bò phá vỡ, nhiều trường hợp phải ngừng hoạt động dây chuyền để sửa chữa Từ đặc điểm cho thấy đo lường tự động hóa dây chuyền công nghệ vấn đề quan trọng Nó không làm tăng suất công nghệ mà sở để vận hành công nghệ tối ưu tăng hiệu thu hồi sản phẩm đồng thời làm giảm đáng kể chi phí khác, đảm bảo an toàn cho nhà máy sản xuất, nhờ có tự động hóa mà nơi xảy tượng cháy nổ hay rò rỉ sản phẩm độc hại điều khiển tự động, tự động kiểm tra tránh việc sử dụng công nhân Tự động hóa đảm bảo thao tác điều khiển thiết bò công nghệ cách xác tránh cố xảy thao tác điều khiển, tự động báo động có cố xảy Một số ký hiệu thường dùng tự động hóa: - Dụng cụ đo nhiệt t0 - Dụng cụ đo áp suất - Dụng cụ đo lưu lượng - Dụng cụ đo nhiệt độ hiển thò trung tâm điều khiển TI - Dụng cụ đo nhiệt độ truyền xa trung tâm điều khiển TI - Thiết bò đo áp suất tự động điều chỉnh (van an toàn) TT - Bộ điều chỉnh mức chất lỏng tự ghi có báo động khí cụ Pcz lắp trung tâm điều khiểLR n - A Bộ điều chỉnh áp suất tự ghi hiển thò, khí cụ lắp trung tâm điều khiển PIR 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 tượng điều chỉnh (ĐY) điều chỉnh (BĐC) Bộ điều chỉnh bao gồm cảm biến khuếch đại Bộ cảm biến dùng để phản ánh sai lệch thông số điều chỉnh so với giá trò cho trước biến đổi thành tín hiệu PI LR t0 TI TT Pcz Pcz TT Bộ khuếch đại làm nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu cảm ứng đến giá trò điều chỉnh quan điều khiển (CQĐK), quan tác động lên đối tượng nhằm xóa độ sai lệch thông số điều chỉnh Các dạng tự động: + Tự động kiểm tra tự động bảo vệ: Tự động kiểm tra thông số công nghệ nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, nồng độ, … kiểm tra thông số công nghệ có thay đổi hay không? Nếu có cảnh báo thò ghi lại giá trò thay đổi Có thể biểu diễn sơ đồ tự động kiểm tra tự động điều chỉnh sau: ET CB C CT BĐK N G PL 5.1 5.2 5.3 5.4 1.Đối tượng điều chỉnh 2.Cảm biến đối tượng 3.Bộ khuếch đại 4.Yếu tố nhiễu 5.Cơ cấu chấp hành 5.1 Cảnh báo 5.2 Chỉ thò kim loại số 5.3 Ghi lại thay đổi 5.4 Phân loại + Dạng tự động điều khiển: Sơ đồ cấu trúc: ĐT CB BK N BD 1 Đối tượng điều chỉnh Cảm biến đối tượng Bộ khuếch đại Yếu tố nhiễu Bộ đặc cho phép ta đặt tín hiệu điều khiển, tổ chức tác động có đònh hướng điều khiển tự động + Dạng tự động điều chỉnh: Sơ đồ cấu trúc: §T ĐT CB SS CCC H BK B§ BĐ N Đối tượng điều chỉnh Bộ đặc Cảm biến đối tượng Bộ so sánh Bộ khuếch đại Cơ cấu chấp hành Nguồn cung cấp lượng Trong tất dạng tự động điều khiển thường sử dụng kiểu hệ thống tự động điều khiển có tín hiệu phản hồi (mạch điều khiển khép kín) Giá trò thông tin đầu thiết bò dựa khác giá trò đo biến điều khiển với giá trò tiêu chuẩn Sơ đồ mô tả sau: Đại lượng đặt Y N Đại lượng X XCB Với Y : đại lượng đặt ĐT : phần tử đặt trò X : đại lượng ĐC : phần tử điều chỉnh N : tác nhân nhiễu XCB: giá trò cảm biến O : đối tượng điều chỉnh XĐT: giá trò đặt trò CB: cảm biến SS : phần tử so sánh XPH:tín hiệu phản hồi X(trò số) = XĐT - XCB - Phần tử cảm biến: phần tử làm nhiệm vụ nhận tín hiệu điều chỉnh X dòch chuyển dạng thông số khác cho phù hợp với thiết bò điều chỉnh - Phần tử đặt trò: phận ấn đònh thông số cần trì giá trò phạm vi thông số cần trì (X ĐT) Khi thông số vận hành lệch khỏi giá trò thiết bò điều chỉnh tự động phải điều chỉnh lại thông số cho phù hợp, thường đặt trò có thiết kế vít công tắc để người điều chỉnh dễ dàng thay đổi giá trò (đặt thông số điều chỉnh) cho phù hợp vận hành - Phần tử so sánh: cấu tiếp nhận phần tử đònh trò quy đònh (XĐT) so sánh với giá trò thông số nhận từ cảm biến X CB, xác đònh sai lệch thông số X = XĐT - XCB để đưa tín hiệu vào cấu điều chỉnh - Cơ cấu điều chỉnh có nhiệm vụ biến tín hiệu nhận sai lệch X để gây tác động điều chỉnh trực tiếp Giá trò điều chỉnh thay đổi liên tục tương ứng với thay đổi liên tục cấu điều chỉnh Cấu tạo số thiết bò tự động: + Bộ cảm biến áp suất: Trong điều chỉnh thường sử dụng cảm biến 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 ∆Ζ ∆Ζ P ∆Ζ P + Bộ cảm ứng nhiệt độ: Hoạt động cảm ứng nhiệt độ dựa nguyên lý giãn nở nhiệt, mối quan hệ nhiệt độ chất khí áp suất bão hòa nổtnghệ kín dựa nguyên lý nhiệt điện trở ∆Ζ ∆Ζ Cảûm ứng nhiệt độ kiểu màng C¶m øng nhiƯt ®é kiĨu Cảm ứng nhiệt độ kiểu hộp xếp C¶m øng nhiƯt ®é kiĨu ®iƯn trë l­ìng kim gi·n në + Bộ cảm ứng đo mức chất lỏng: Mức chất lỏng đo nhiều cách khác phương pháp đơn giản có độ xác cao đo phao + Bộ cảm biến lưu lượng: ∆Ζ ∆Ζ KiĨu phao KiĨu m¶ng Bộ cảm biến lưu lượng xây dựng dựa phụ thuộc vào biểu thức sau: Q = f.V Trong đó: - f : diện tích đường ống dẫn - V : tốc độ chất lỏng chảy ống dẫn theo đònh luật Becnulli V= 2.∆P S Với: S : tỷ trọng chất lỏng ∆P : độ chênh lệch áp suất chất lỏng Nếu tỷ trọng không đổi lưu lượng thể tích phụ thuộc vào tiết diện f độ chênh lệch áp suất ∆P Có cách đo lưu lượng sau: + Khi tiết diện không đổi đo lưu lượng độ chênh lệch áp suất trước sau thiết bò có ống hẹp + Khi độ chênh lệch áp suất không đổi đo diện tích tiết diện ống dẫn xác đònh lưu lượng dòng chảy  KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu nghiên cứu, tận tình giúp đỡ bảo thầy giáo, GS – TS Đào Văn Tường, em hoàn thành đồ án thiết kế phân xưởng sản xuất Formalin với suất 75.000 tấn/năm, với phần sau: • Mở đầu • Tổng quan lý thuyết • Tính toán công nghệ • Thiết kế xây dựng an toàn lao động • Tính toán kinh tế • Tự động hóa phân xưởng Về mặt lý thuyết: đồ án giúp em củng cố số kiến thức hóa học nói chung hợp chất Formalin nói riêng số chất có liên quan đến trình tổng hợp Formalin, … để từ lựa chọn số công nghệ thích hợp cho phân xưởng sản xuất Formalin Về tính toán: qua đồ án, em củng cố lại số kiến thức có liên quan đến cân vật chất, cân nhiệt lượng tính toán kích thước thiết bò cho dây chuyền sản xuất Formalin Ngoài phải ý đến thiết kế mặt phân xưởng, tính toán kinh tế cho hợp lý để dự án thiết kế có tính khả thi đưa vào thực tế sản xuất cách thuận tiện Tuy nhiên, cần bổ sung thêm khâu tự động hóa phân xưởng, bỡi thời đại ngày thời đại đất nước lên theo trình công nghiệp hóa – đại hóa đôi với máy móc thiết bò đại, vấn đề tự động hóa thiếu Mặc dù nghiên cứu đưa vấn đề chắn tránh khỏi thiếu sót Vì mong đóng góp quý thầy cô bạn Hà Nội, ngày 30 tháng năm 2005 Sinh viên Ngô Anh Quyên TÀI LIỆU THAM KHẢO Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol A11, 1988 Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol A16, 1988 Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol A18, 1988 Vũ Thế Trí Nghiên cứu công nghệ sản xuất ứng dụng Formalin Việt Nam Đỗ Văn Chín Tổng hợp chất xúc tác oxyt Fe – Mo để oxy hóa Metanol thành Formaldhyde nghiên cứu biến đổi hoạt tính xúc tác hệ Luận án PTS, HN, 1986 Hydrocarbon Processing, March – 2001 Hydrocarbon Processing, March – 2003 Sổ tay trình thiết bò công nghệ hóa học Tập 1, NXB khoa học kỹ thuật, 1978 Sổ tay trình thiết bò công nghệ hóa học Tập 2, NXB khoa học kỹ thuật, 1978 10.Bộ môn hóa công Cơ sở trình thiết bò công nghệ hóa học Tập 1, Trường đại học Bách Khoa Hà Nội, 1974 11.Bộ môn hóa công Cơ sở trình thiết bò công nghệ hóa học Tập 2, Trường đại học Bách Khoa Hà Nội, 1974 12.Trần Công Khanh Thiết bò phản ứng sản xuất hợp chất hữu Trường đại học Bách Khoa Hà Nội, 1986, trang 48 – 49 13.Ngô Bình Cơ sở xây dựng nhà công nghiệp Trường đại học Bách Khoa Hà Nội, 1989 14 Ngô Trần Khánh Kinh tế quản lý doanh nghiệp Tủ sách khoa học kỹ thuật trường đại học Bách Khoa Hà Nội 15 Cơ sở lý thuyết hóa vô Lê Mậu Quyền NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1999 16 Sổ tay tóm tắt đại lượng hóa lý Bộ môn hóa lý Khoa chức – Trường đại học Bách Khoa Hà Nội, 1972 [...]... đầu tiên vào năm 1931 Quá trình công nghiệp oxy hóa Metanol trên hệ xúc tác này là một loại công nghệ mới, cho đến năm 1953 thì ở Mỹ mới đưa vào sản xuất trong công nghiệp để thay thế xúc tác Ag Ở Canada thì xúc tác oxyt được đưa vào thay thế hoàn toàn cho xúc tác Ag Còn các nước khác như: Ý, Bỉ, Hà Lan, Brazil, Rumani, Tiệp, Liên Xô, Đức, … cũng đã sử dụng xúc tác oxyt Fe – Mo để sản xuất Formalin Hiện... lý - Nhiệt tạo thành Formaldehyde ở 250C : -1 15,9 ± 6,3KJ/mol - Năng lượng Gibbs ở 250C : -1 09,9 ± 0,4 KJ/mol - Entropi ở 250C : 218,8 3 KJ/mol - Nhiệt cháy ở 250C : 561,5 KJ/mol - Nhiệt hóa hơi ở – 19,20C : 23,32 KJ/mol - Nhiệt dung riêng ở 250C : 35,425 KJ/mol - Nhiệt hòa tan ở 230C  Trong nước  Trong Metanol  Trong 1 – propanol  Trong 1 – butanol Giá trò - 115,9 ± 6,3 kJ/mol - 109,9 ± 0,4 kJ/mol... để tạo ete: 2CH3OH H2SO4 1400C CH3 - O - CH3 + H2O + Phản ứng oxy hóa: Khi oxy hóa Metanol trên xúc tác kim loại (Ag, Pt, Cu) hay xúc tác oxyt (Fe – Mo) hoặc hỗn hợp oxyt (V – Mo, Ti – Mo) trong điều kiện thích hợp ta thu được Formaldehyde và các sản phẩm phụ CH3OH + 1/2O2 xúc tác t0 HCHO + H2O + Q, Nếu oxy hóa sâu hơn sẽ tạo ra axit formic: H = -1 59kJ/mol CH3OH xúc tác + O2 t0 HCOOH + H2O Nếu oxy hóa... ra với sự có mặt của xúc tác H 2SO4 đặc CH3OH + CH3COOH CH3OH + HO - SO2 - OH H+ CH3COOCH3 + H2 O CH3 - SO2 - OH + H2O b) Phản ứng ở liên kết C – O: + Tác dụng với HX: CH3OH + HCl CH3Cl + H2O + Phản ứng dehydrat hóa (phản ứng tách nước): 0 Metanol không bò tách nước ở 180 C và xúc tác H2SO4 đặc để tạo olefin như các đồng đẳng của nó 0 Ở 140 C và xúc tác H2SO4 thì hai phân tử rượu Metanol tách một phân. .. và điều kiện trang thiết bò hiện nay, người ta đã nghiên cứu thành công một số chất trợ nhuộm cho ngành dệt đi từ nguồn nguyên liệu là Formalin 37% bằng các phản ứng ngưng tụ và đa tụ giữa Formalin với một số hóa chất khác cùng với các dẫn xuất khác để tạo ra các sản phẩm mới phục vụ cho nhu cầu của xã hội CHƯƠNG II CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO XÚC TÁC OXYT Fe Mo Hệ xúc tác oxyt Fe – Mo đã được Adkins... halogen thể hiện qua các phản ứng sau: a) Tác dụng với kim loại: Oxy tác dụng hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt) tạo thành các oxyt: 4Na + O2 = 2Na2O 2Ca + O2 = 2CaO 4Al + 3O2 = 2Al2O3 b) Tác dụng với phi kim: 0 Oxy tác dụng với phôtpho (P) ở 60 C, với hydro (H2) 0 0 ở 300 C, với lưu huỳnh (S) ở 250 C, với cacbon ở 700 ÷ 0 0 800 C, với nitơ (N2) ở 2000 C tạo nên các oxyt: 4P + 5O2 = 2P2O5 2H2 + O2 = 2H2O... Formalin Hiện nay, hệ xúc tác công nghiệp này được các nhà nghiên cứu quan tâm hàng đầu để hoàn thiện cả về mặt biến tính xúc tác cũng như thiết bò phản ứng và công nghệ sản xuất Người ta cố gắng hoàn thiện nó để đưa nó vào công nghiệp một cách phổ biến hơn và dần dần thay thế hệ xúc tác Ag Quá trình oxy hóa Metanol trên hệ xúc tác công nghiệp này được duy trì ở nhiệt độ 350 ÷ 4000C với nồng độ Metanol... quá trình oxy hóa xảy ra ở nhiệt độ cao và có mặt xúc tác thì tạo thành CO và H2 O: HCHO + xúc tác 1/2O2 t0 CO + H2O Nếu dùng tác nhân oxy hóa là H2 O2 thì sản phẩm là HCOOH và H2 hoặc CO2 và H2 O Nếu quá trình khử sử dụng tác nhân là H2 thì sản phẩm thu được là Metanol Đây là phản ứng thuận nghòch và xảy ra trong quá trình sản xuất Formaldehyde dùng xúc tác bạc (Ag) Tuy nhiên, để cân bằng dòch chuyển... các đường ống dẫn khí thiên nhiên chống lại sự tạo thành khí hydrat ở nhiệt độ thấp, làm tác nhân hấp thụ trong các thiết bò làm sạch khí để loại bỏ CO 2 và H2S ở nhiệt độ thấp và làm dung môi cho các quá trình hóa học oxyt: 3 Chỉ tiêu của các nguyên liệu để sản xuất Formalin trên xúc tác Nguyên liệu để sản xuất Formalin bao gồm Metanol kỹ thuật, nước mềm và không khí sạch 3.1 Metanol kỹ thuật: Metanol... kJ/mol 218,8 + 0,4 kJ/mol 561,5 kJ/mol 23,32 kJ/mol 35,425 kJ/mol 62 kJ/mol 62,8 kJ/mol 59,5 kJ/mol 62,4 kJ/mol Áp suất hơi của Formaldehyde lỏng đo được trong 0 0 khoảng - 109,4 C đến 22,3 C) có thể tích được tính theo phương trình: P(KPa) = 10 (5,0233 – 1429/T + 1,75lgT – 0,0063T) Quá trình polyme hóa ở trạng thái lỏng cũng như trạng thái khí đều bò ảnh hưởng bởi các yếu tố như: áp suất, độ ẩm và một