Thiết Kế Công Nghệ Sản Xuất Amoniac Từ Khí Tự Nhiên Năng Suất 500.000 T Năm

Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học bách khoa hà nội Khoa công nghệ hóa học đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế công nghệ sản xuất amoniac từ khí tự nhiên suất 500.000 t/năm GVHD: PGS TS Nguyễn Thị Minh Hiền SVTH : Nguyễn Vĩnh Lộc Lớp : Hoá dầu QN K46 Hà Nội 06/2006 Mục lục Mở đầu Trang PHần I Tổng quan lý thuyết Chơng I Giới thiệu chung nguyên liệu I.1 Thành phần, đặc tính nguyên liệu I.2 Tinh chế khí nguyên liệu I.3 Các phơng pháp điều chế hydro từ nguyên liệu chứa metan I.3.1 Phơng pháp nhiệt phân I.3.2 Phơng pháp reforming nớc I.3.3 Phơng pháp oxy hoá không hoàn toàn 7 8 10 12 Chơng II Giới thuệu chung amoniac 13 II.1 Tính chất lý học II.2 Tính chất hoá học II.3 Những sở hoá lý trình tổng hợp amoniac II.3.1 Cơ chế phản ứng tổng hợp amoniac II.3.2 Cơ sở nhiệt động phản ứng II.3.3 Xúc tác cho trình II.4 Vấn đề cân lỏng hệ II.5 ứng dụng amoniac 13 14 16 16 16 18 20 20 Chơng III Công nghệ tổng hợp amoniac III.1 Điều kiện công nghệ III.2 Một số sơ đồ tổng hợp điển hình III.3 Các dây chuyền công nghệ sản xuất amoniac III.3.1 Công nghệ áp suất cao III.3.2 Công nghệ áp suất trung bình III.3.3 Công nghệ tổng hợp amoniac áp suất thấp 21 21 22 24 24 26 27 Chơng IV Lựa chọn giới thiệu công nghệ IV.1 Lựa chọn công nghệ IV.2 Giới thiệu công nghệ IV.2.1 Nguyên lý hoạt động dây chuyền IV.2.2 Các trình dây chuyền IV.2.3 Thiết bị phản ứng 32 32 32 32 33 37 Phần II Tính toán công nghệ 39 Chơng V Tính cân vật chất V.1 Tính cân vật chất cho thiết bị chuyển hoá khí tự nhiên V.2 Cân vật chất cho thiết bị chuyển hoá CO V.2.1 Chuyển hoá CO nhiệt độ cao V.2.2 Chuyển hoá CO nhiệt độ thấp V.3 Cân vật chất cho thiết bị tổng hợp amoniac 39 39 46 46 47 48 Chơng VI Tính cân nhiệt lợng VI.1 Cân nhiệt lợng cho thiết bị chuyển hóa khí tự nhiên VI.3 Cân nhiệt lợng cho thiết bị tổng hợp amoniac 52 52 57 Chơng VII Tính toán khí VII.1 Tính thiết bị sản xuất khí tổng hợp VII.1.1 Tính thiết bị reforming sơ cấp VII.1.2 Tính thiết bị reforming thứ cấp VII.2 Tính thiết bị tổng hợp amoniac VII.2.1 Thể tích hai lớp xúc tác VII.2.2 Đờng kính thiết bị 60 60 60 61 64 64 65 VII.2.3 Chiều cao lớp xúc tác VII.2.4 Thiết bị trao đổi nhiệt tháp VII.2.5 Chiều cao toàn tháp VII.3 Chọn thiết bị phụ 65 66 66 67 Phần iii Thiết kế xây dựng III.1 Chọn địa điểm xây dựng III.2 Yêu cầu thiết kế tổng mặt nhà máy iii.3 Giải pháp thiết kế xây dựng tổng quan mặt phân xởng III.3.1 Nguyên tắc thiết kế tổng mặt phân xởng III.3.2 Các hạng mục công trình III.3.3 Mặt nhà máy 69 69 71 71 72 74 75 Phần IV Tính toán kinh tế 78 IV.1 Mục đích nhiệm vụ tính toán kinh tế IV.2 Các loại chi phí IV.3 Xác định kết phơng án kỹ thuật IV.3.1 Doanh thu phơng án kỹ thuật đem lại IV.3.2 Lợi nhuận IV.3.3 Thời gian hoàn vốn 78 78 83 83 84 84 Phần V an toàn vệ sinh lao động V.1 an toàn lao động V.1.1 Mục đích ý nghĩa VI.1.2 Nội quy an toàn vào công trờng nhà máy VI.1.3 Các biện pháp an toàn lao động VI.2 Công tác vệ sinh lao động 85 85 85 85 86 87 Kết luận 89 TàI LIệU THAM KHảO 91 Mục lục Trang Mở đầu PHần I Tổng quan lý thuyết Chơng I .9 Giới thiệu chung nguyên liệu I.1 thành phần, đặc tính nguyên liệu I.2 Tinh chế khí nguyên liệu 10 I.3 Các phơng pháp điều chế hydro từ nguyên liệu chứa metan 10 I.3.1 Phơng pháp nhiệt phân 11 I.3.2 Phơng pháp reforming nớc 11 I.3.3 Phơng pháp oxy hoá không hoàn toàn 13 Chơng II 14 Giới thiệu chung amoniac 14 II.1 Tính chất lý học 14 II.2 Tính chất hoá học .15 II.3 Những sở hoá lý trình tổng hợp amoniac 16 II.3.1 Cơ chế phản ứng tổng hợp amoniac 16 II.3.2 Cơ sở nhiệt động phản ứng 16 II.3.3 Xúc tác cho trình 18 II.4 Vấn đề cân lỏng hệ .19 II.5 ứng dụng amoniac 20 Chơng III 20 Công nghệ tổng hợp amoniac 20 III.1 Điều kiện công nghệ .20 III.2 Một số sơ đồ tổng hợp điển hình .21 III.3 Các dây chuyền công nghệ sản xuất amoniac 23 III.3.1 Công nghệ áp suất cao 23 III.3.2 Công nghệ áp suất trung bình .24 III.3.3 Công nghệ tổng hợp amoniac áp suất thấp 26 Chơng IV 30 Lựa chọn giới thiệu công nghệ 30 IV.1 Lựa chọn công nghệ 30 IV.2 GIới thiệu công nghệ .30 IV.2.1 Nguyên lý hoạt động dây chuyền 30 IV.2.2 Các trình dây chuyền 31 IV.2.3 Thiết bị phản ứng 34 Phần II 35 Tính toán công nghệ 35 Chơng V 35 Tính cân vật chất 35 V.1 Tính cân vật chất cho thiết bị chuyển hoá khí tự nhiên 35 V.2 Cân vật chất cho thiết bị chuyển hoá CO 41 V.2.1 Chuyển hoá CO nhiệt độ cao .41 V.2.2 Chuyển hoá CO nhiệt độ thấp 42 V.3 Cân vật chất cho thiết bị tổng hợp amoniac 43 Chơng VI 46 Tính cân nhiệt lợng 46 Vi.1 Cân nhiệt lợng cho thiết bị chuyển hóa khí tự nhiên 46 VI.3 Cân nhiệt lợng cho thiết bị tổng hợp amoniac 50 Chơng VII 52 Tính khí .52 VII.1 Tính thiết bị sản xuất khí tổng hợp 52 VII.1.1 Tính thiết bị reforming sơ cấp 52 VII.1.2 Tính thiết bị reforming thứ cấp 53 VII.2 Tính thiết bị tổng hợp amoniac .56 VII.2.1 Thể tích hai lớp xúc tác .56 VII.2.2 Đờng kính thiết bị .57 VII.2.3 Chiều cao lớp xúc tác 57 VII.2.4 Thiết bị trao đổi nhiệt tháp .58 VII.2.5 Chiều cao toàn tháp 58 VII.3 tính Chọn thiết bị phụ 59 Phần iii 60 Thiết kế xây dựng .60 III.1 Chọn địa điểm xây dựng .60 III.1.1 Các yêu cầu chung .60 III.1.2 Các yêu cầu kỹ thuật xây dựng 61 III.1.3 Chọn địa điểm xây dựng nhà máy 61 III.1.4 Lợi khu công nghiệp Phú Mỹ 61 III.2 Yêu cầu thiết kế tổng mặt nhà máy 62 iii.3 Giải pháp thiết kế xây dựng tổng quan mặt phân xởng 63 III.3.1 Nguyên tắc thiết kế tổng mặt phân xởng 63 III.3.2 Các hạng mục công trình .64 III.3.3 Mặt nhà máy .65 Phần IV .67 Tính toán kinh tế .67 IV.1 Mục đích nhiệm vụ tính toán kinh tế 67 IV.2 Các loại chi phí 68 IV.3 Xác định kết phơng án kỹ thuật 72 IV.3.1 Doanh thu phơng án kỹ thuật đem lại 72 IV.3.2 Lợi nhuận .72 IV.3.3 Thời gian hoàn vốn 72 Phần V 73 an toàn vệ sinh lao động .73 V.1 an toàn lao động 73 V.1.1 Mục đích ý nghĩa 73 VI.1.2 Nội quy an toàn vào công trờng nhà máy 73 VI.1.3 Các biện pháp an toàn lao động 74 VI.2 Công tác vệ sinh lao động 75 Kết luận .76 TàI LIệU THAM KHảO 78 Mở đầu Amoniac (NH3) có ý nghĩa lớn công nghiệp Vào năm 1909 Fritz Haber [20] phát minh phản ứng tổng hợp amoniac qui mô phòng thí nghiệm Năm 1913 Đức Carl Bosch [2] đa vào qui mô pilot với sản lợng 30 tấn/ngày dần phát triển tới ngày Tổng hợp amoniac trở thành nguồn nguyên liệu quan trọng cho phân đạm, đặc biệt sau 1945, không nói nguồn nguyên liệu chủ yếu [2] Ngoài ra, amoniac nguyên liệu cho công nghiệp quốc phòng, công nghiệp dân dụng công nghiệp tổng hợp hữu khác Nguyên liệu cho trình tổng hợp amoniac dùng nguyên liệu khí nitơ hydro Nguồn gốc nitơ vô tận không khí Nguồn hydro ngày đa dạng từ than, sang dầu, sang khí, tới 1990 tỷ trọng khí cấu nguyên liệu lên đến 78,7%; dầu naphta 5%; dầu nặng 3,4%; than cố: 10,9%; nguồn khác:1,6% Cùng với phát triển công nghiệp khai thác, chế biến khí tự nhiên dầu mỏ ngời ta chuyển sang sử dụng loại nguyên liệu này[2] đầu t ít, tiêu hao lợng thấp Những số liệu [1] sau chứng minh cho xu đó, có giá trị tham khảo : Đầu t Tiêu hao lợng Khí tự nhiên 1,00 1,00 Naphta 1,18 1,05 Dầu nặng 1,50 1,11 Than 2,00 1,45 Với lợi nguồn nguyên liệu khí tự nhiên dồi dào, nên việc phát triển công nghệ sản xuất NH3 từ khí tự nhiên nớc ta hớng đắn, nhằm tận dụng đợc nguồn nguyên liệu sẵn có Công nghệ tổng hợp amoniac đợc đa vào sử dụng quy mô công nghiệp đợc khoảng kỷ Nhng nhu cầu lớn cấu nguyên liệu, dây chuyền thiết bị, hệ thống điều chỉnh điều khiển trình sản xuất, có thay đổi to lớn [2] Các công nghệ amoniac gồm có: công nghệ áp suất thấp, công nghệ áp suất trung bình, công nghệ áp suất cao Song công nghệ áp suất thấp có u điểm vốn đầu t giá thành sản phẩm thấp nên hầu hết nhà máy sản xuất amoniac giới sử dụng loại công nghệ [1] Ngoài ra, việc nâng cao công suất nhà máy giúp giảm giá thành sản xuất [20] Để thoả mãn nhu cầu sử dụng NH ngày tăng, nhà sản xuất hớng tới mục tiêu tiết kiệm lợng nâng cao hiệu sử dụng thiết bị [20] Phân bón đợc sản xuất từ amoniac đáp ứng nhu cầu nuôi sống khoảng 40% dân số giới nguồn cung cấp 40 ữ 60% nitơ thể ngời [20] Nớc ta nớc nông nghiệp, nên hàng năm phải nhập lợng lớn phân đạm để bón cho trồng Do đó, việc nghiên cứu thiết kế phân xởng sản xuất amoniac để tổng hợp phân đạm ngành công nghiệp hoá học khác cần thiết nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng nớc, giảm thiểu chi phí nhập từ nớc Với đồ án thiết kế phân xởng sản xuất NH3 từ khí tự nhiên suất 500.000 tấn/năm em hy vọng bổ sung thêm kiến thức để góp phần nhỏ bé vào công xây dựng đất nớc ngày giàu mạnh PHần I Tổng quan lý thuyết Chơng I Giới thiệu chung nguyên liệu I.1 thành phần, đặc tính nguyên liệu Khí tự nhiên khí chứa mỏ khí riêng biệt [3] Khí tự nhiên chứa chủ yếu CH4 khí nặng C3 ữ C4 (bảng I.1) [3] Thành phần cấu tử khí thay đổi phạm vi rộng tùy theo mỏ dầu khai thác [1] Bảng I.1 Thành phần khí tự nhiên Thành phần Metan Etan Propan Butan Pentan Phihydrocacbon % thể tích 92,34 1,92 0,58 0,30 1,05 3,85 % khối lợng 89,4 3,5 1,4 1,1 4,6 4,6 Ngoài ra, thành phần khí tự nhiên có H 2O, H2S hợp chất chứa lu huỳnh, CO2, N2 Heli Ngời ta phân loại khí theo hàm lợng hydrocacbon từ propan trở lên Khí giàu propan butan hydrocacbon nặng (trên 150g/m3) đợc gọi khí béo (hay khí dầu) Còn khí chứa hydrocacbon nặng (từ propan trở lên, dới mức 50g/m3) gọi khí khô (hay khí gầy) Trữ lợng khí phát ớc tính vào khoảng 1300 tỷ m3 khí [1] Với u việt khí tự nhiên sử dụng hầu khắp lĩnh vực kinh tế [14] : - Sử dụng khí làm nhiên liệu : nhiều nớc dùng khí để phát điện nhà máy điện chạy tuabin khí, tuabin khí chu trình hỗn hợp Trong ngành công nghiệp khác đợc sử dụng cho lò đốt trực tiếp nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng, luyện cán thép, thuỷ tinh cao cấp, - Sử dụng khí làm nguyên liệu : Khí dùng làm nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp khác nh sản xuất phân đạm urê cho nông nghiệp chất nổ cho khai khoáng quốc phòng, sản xuất metanol bán sản phẩm từ điều chế MTBE, Khí tự nhiên Việt Nam chứa H 2S [1] Và với trữ lợng khoảng 200 tỷ m3 khí tự nhiên, nớc ta đợc xếp vào 40 nớc khai thác khí tự nhiên giới (theo tin từ Bangkok Post ) [14] I.2 Tinh chế khí nguyên liệu Khí sau khai thác cấu tử hydrocacbon parafin, có chứa tạp chất nh : bụi, nớc, khí trơ, CO2, H2S hợp chất chứa S, Trớc đa vào chế biến khí cần phải qua công đoạn chuẩn bị khí Tại tiến hành loại bỏ tạp chất trình tách bụi, tách nớc tách axit [1] I.3 Các phơng pháp điều chế hydro từ nguyên liệu chứa metan Hiện có ba phơng pháp [2] điều chế hydro từ nguồn nguyên liệu chứa metan (CH4) : - Phơng pháp nhiệt phân thực phản ứng: CH4 C + 2H2 - Phơng pháp reforming nớc, oxit khác: CH4 + H2O CO + 3H2 CH4 + CO2 2CO + 2H2 - Phơng pháp oxy hoá không hoàn toàn: 2CH4 + O2 2CO + 4H2 (1) (2) (3) (4) 16 Tách lu huỳnh 18x36 648 17 Chuyển hoá CO 18x36 648 18 Metan hoá 16x16 256 19 Chuyển hoá CO2 20x30 600 20 Trạm cứu hoả 20x37 740 Bảng III.1 ( ) 21 22 23 24 25 Nhà sản xuất phụ trợ Bể chứa nớc Trạm xe tải nặng Khu vực ống khói Khu đất dự trữ 1 1 40x50 20x20 12x48 6x6 40x100 Tổng diện tích 2000 400 576 36 4000 16478 Tổng số công nhân phân xởng khoảng 58 ngời, phân xởng hoạt động liên tục 24/24 giờ, chia ca sản xuất Diện tích toàn nhà máy thờng đợc chọn từ đến lần diện tích chiếm đất công trình Nên diện tích mặt phân xởng : F = 16478 = 65912 (m2) Theo bảng III.1 A = 16478 m2 Diện tích bãi lộ thiên : B = 2500 m2 Diện tích chiếm đất đờng sắt , đờng , hè , rãnh thoát nớc : C = 20000 m2 Hệ số xây dựng: K xd = 16478 + 2500 100 = 28,8% 65912 Hệ số sử dụng : K sd = 16478 + 2500 + 20000 100 = 71,2% 65912 III.3.3 Mặt nhà máy Phân xởng sản xuất NH3 có đặt điểm trình sản xuất đợc tiến hành hầu hết thiết bị kín, kích thớc thiết bị có nhiều loại cao to, vận chuyển phần lớn đờng ống, trình sản xuất đợc tự động hoá, việc điều khiển sản xuất đợc tiến hành phòng điều khiển trung tâm Vì phân xởng amoniac ta tận dụng bố trí thiết bị trời không cần bao che tức xây dựng lộ thiên (XDLT) làm mái che , mái bắt tờng bao che tức xây dựng bán lộ thiên (XDBLT) III.3.3.1 ý nghĩa, tác dụng Hình thức XDLT-BLT đem lại nhiều ý nghĩa to lớn mặt tiến khoa học kỹ thuật nh mặt kinh tế xây dựng sử dụng sau : - Giảm tải trọng tác dụng lên công trình nh kết cấu bao che, tải trọng gió ngang, cần trục nhà, Do vậy, giảm đợc khối lợng xây dựng mặt từ 20ữ40%, tiết kiệm vật liệu xây dựng - Giảm thời gian thiết kế, thời gian chuẩn bị thi công công trình, sớm đa công trình vào sử dụng - Tiết kiệm diện tích mặt bố trí LT-BLT từ 10ữ50% nên tiết kiệm đất xây dựng nhà máy - Nâng cao tính linh hoạt vạn công trình, dễ dàng bố trí xắp sếp, lắp ráp, sửa chữa thiết bị, dễ dàng mở rộng cải tạo nhà máy tơng lai - Giảm điện chiếu sáng, giảm thiết bị thông gió nhân tạo, giảm đợc nguy cháy nổ bố trí thoáng chi phí để bảo quản, sử dụng, sửa chữa công trình Công nhân làm việc tốt cảm thấy an toàn Do ý nghĩa to lớn rút đợc hiệu kinh tế sau : Giảm tổng số vốn đầu t xây dựng từ 5ữ20% so với xây dựng kín Giảm giá thành xây dựng từ 8ữ50%, giảm giá thành sản phẩm từ 8ữ18% Ngoài XDLT-BLT mang lại đẹp đại, uy nghi, hùng vĩ, đẹp tiến với trào lu khoa học phát triển Vì việc nghiên cứu thiết kế điều kiện khí hậu Việt Nam mang lại hiệu vô to lớn III.3.3.2 Bố trí thành phần xây dựng lộ thiên bán lộ thiên Trên mặt lộ thiên - Đặt thiết bị : Có kích thớc lớn, nặng nề, cồng kềnh Các thiết bị khác theo sơ đồ ngang trình sản xuất - Thiết bị tháp đặt bệ móng, bố trí vùng đất tốt Thiết bị sinh độc hại bố trí cuối hớng gió Thiết bị có nguy cháy nổ có khoảng cách an toàn Bố trí thiết bị tháp đặt song song khung sàn tạo liên hệ tốt tạo thẩm mỹ - Thiết bị mặt riêng bố trí thành hàng, có sàn thao tác thang liên hệ Có đờng lại sửa chữa kiểm tra - Giữa hai hàng thiết bị có mặt để tu sửa, lắp ráp, thay có khoảng cách: B = 0,7ữ0,75Hmax( Hmax chiều cao lớn thiết bị ) Trên khung sàn lộ thiên-bán lộ thiên - Trên khung sàn lộ thiên đặt thiết bị nhỏ, nhẹ, chiều cao không lớn theo sơ đồ đứng trình sản xuất - Trên khung sàn bán lộ thiên đặt thiết bị phát sinh nhiệt, độc hại cháy nổ, có ngời coi, thiết bị để ma nắng làm ảnh hởng Khung có L=4,5ữ6m ; B=6m ; H=3,6ữ7,2m - Bố trí lan can chung quanh khung ý diện tích cho lại thao tác sửa chữa, bảo dỡng - Khi có chất lỏng dễ cháy khung phải có khe chống cháy : + Dài 90m, H>12m, khe >12m Phần IV Tính toán kinh tế IV.1 Mục đích nhiệm vụ tính toán kinh tế Tính toán kinh tế phần quan trọng, cho thấy đợc tổng giá trị dự án, từ nhận thấy đợc u điểm, nhợc điểm nh cấu hoạt động dự án Một phơng án tốt đảm bảo trình độ sản xuất, chất lợng, sản phẩm đồng thời đem lại hiệu kinh tế cho nhà sản xuất Cuối điều quan trọng tính toán kinh tế xác định xem thử dự án có khả thi hay không Có ba nhiệm vụ chính: - Xác định chi phí cho phơng án sản xuất - Xác định giá bán sản phẩm - Xác định hiệu kinh tế phơng án kỹ thuật đa lại để đánh giá đợc tính khả thi mặt kinh tế phơng án kỹ thuật IV.2 Các loại chi phí IV.2.1 Chi phí cho mua máy móc thiết bị Chi phí máy móc thiết bị đợc tính cho chi phí vận chuyển lắp đặt trọn gói là: 5.106 USD Mà 1USD = 15920VNĐ(số liệu [21] tham khảo ngày 28/04/2006) Vậy chi phí máy móc thiết bị là: 5.106 15920 = 79600.106 (đồng) Chi phí cho vận chuyển chuyển giao công nghệ là: 5% 79600.106 = 3980 106 (đồng) Vậy tổng chi phí cho mua máy móc thiết bị là: 79600 106 + 3980 106 = 83580 106 (đồng) IV.2.2 Chi phí cho vận hành dây chuyền Chi phí cho nguyên liệu Lợng khí tự nhiên tiêu hao là: 68766,0425 (m3/h) Do lợng khí tự nhiên dùng làm nguyên liệu năm là: 550128340 (m3/năm) Giá thành [23] 1m3 khí tự nhiên 0,24USD Chi phí cho 1m3 tự nhiên là: 0,24.15920=3820,9(đồng/1m3 khí) Vậy chi phí cho nguyên liệu là: 3820,9 550128340 = 2101930,361.106 (đồng) Chi phí cho lợng - Điện dùng để chạy máy công nghiệp đợc xác định theo công thức: W = K1 K2 niTi (kW) : W - điện dùng để chạy máy công nghiệp năm (kW) ni - công suất động thứ i Ti - thời gian chạy máy công nghệ (giờ) K1 - hệ số phụ tải thờng lấy 0,75 K2 - hệ số tổn thất lấy 1,05 T - thời gian sử dụng, T = 8000 (h) Điện dùng để chạy máy công nghiệp đợc ghi bảng IV.1 Bảng IV.1 Nhu cầu điện cho phân xởng Tên thiết bị Máy nén Bơm tuần hoàn Bơm sản phẩm Tổng Công suất (kW) 0,4 0,5 Số lợng (cái) 15 10 Tổng công suất 10 Điện (kW) 63000 37800 31500 132300 - Điện dùng thắp sáng cho ca là: W = niTiP , (kW) đó: ni - số bóng đèn loại i (cái) P - công suất bóng đèn loại i (kW) Ti - thời gian sử dụng năm, T = 5360 (giờ) Bảng IV.2 Nhu cầu điện thắp sáng Tên nhà Khu nhà sản xuất Các nhà lại Tổng Loại bóng (W) 220 220 Số lợng (cái) 100 120 Thời gian (giờ) 5360 5360 Nhu cầu năm (kW) 117920 141504 259424 Vậy lợng điện tiêu thụ cho toàn phân xởng là: 259424 + 132300 = 391724 (kW) Giá KWh 1500 đồng Do đó: 391724 x 1500 = 587,586.106 (đồng) Chi phí cho nhiên liệu Nhiệt lợng dùng để đốt thiết bị reforming sơ cấp : Q=1572619819 (kJ/h) Đổi ta đợc : Q=11923952,94 (MMBTU/năm) Do 11923952,94 6,77 = 8025161,4 (USD/năm) Vì 1MMBTU = 6,77 USD [23] Suy chi phí cho nhiên liệu năm : 8025161,4 15920 = 1285144,57.106 (đồng/năm) Vậy tổng chi phí cho nhiên liệu lợng : 587,586.106 + 1285144,57.106 = 128732,156 106 (đồng) IV.2.3 Chi phí cho công nhân sản xuất trực tiếp Chi phí lơng cho công nhân đợc thể bảng IV.3 Bảng IV.3 Chi phí cho công nhân sản xuất trực tiếp Nhân viên Số lợng Giám đốc Phó giám đốc Kỹ s hoá học Kỹ s điện, điện tử Thợ điện Thợ khí Công nhân lành nghề Bảo vệ Vệ sinh Hành Th ký Tổng 9 6 Mức lơng đồng/tháng 9.000.000 8.400.000 7.800.000 7.800.000 7.500.000 7.500.000 6.000.000 3000.000 2.100.000 3.000.000 3.000.000 Thành tiền đồng/tháng 9.000.000 16.800.000 70.200.000 70.200.000 45.000.000 45.000.000 54.000.000 15.000.000 6.300.000 18.000.000 18.000.000 3.10.500.000 Tổng lơng chi trả cho công nhân phân xởng năm là: 310500000 x 12 = 3726.106 (đồng/năm) Trích lơng lấy 10% chi trả cho bảo hiểm xã hội: 10% x 3726.106 = 372,6.106 (đồng/năm) Tổng lơng phải trả cho công nhân là: (3726 + 372,6).106 = 4098,6.106 (đồng/năm) IV.2.4 Chi phí khấu hao tài sản cố định Giả sử thời gian khấu hao 10 năm Mức khấu hao tài sản cố định P SV n P - Giá trị ban đầu tài sản cố định SV - Giá trị lại tài sản cố định n - Thời hạn tính khấu hao P = 83580 106(đồng) SV = 10% P = 8358.106 đồng n = 10 năm MKH = đó: Vậy: 6 MKH = 83580.10 8358.10 = 7522,2.10 (đồng) 10 IV.2.5 Mức khấu hao cho đơn vị sản phẩm Khối lợng sản phẩm bán năm 500000 tấn/năm Z1 = 7522,2.10 = 0,015.10 (đồng/tấn sản phẩm) 500000 IV.2.6 Mức khấu hao cho nguyên liệu 2101930 , 361 10 Z2 = = 4,2039.10 (đồng/tấn sản phẩm) 500000 IV.2.7 Chi phí tiền lơng cho đơn vị sản phẩm Z3 = 4098,6.10 = 0,0082.10 (đồng/tấn sản phẩm) 500000 IV.2.8 Chi phí cho nhiên liệu lợng Z4= 128732.10 = 0,257.10 (đồng/tấn sản phẩm) 500000 IV.2.9 Chi phí cho phân xởng Thờng chọn chi phí cho phân xởng 5% giá thành phân xởng Tổng giá thành phân xởng Zpx = Z1 + Z2 + Z3 + Z4 + Z5 + ZC với: Z5 = 0,05.Zpx (đồng/tấn sản phẩm) ZC: chi phí chung thuộc phân xởng nh: chiếu sáng, làm mát, chọn ZC= 12% chi phí lơng Do đó: ZC = 0,12 4098,6.106 = 491,832.106 (đồng/năm) Vậy chi phí chung cho sản phẩm là: Z'C = 491,832 10 = 0,001 10 (đồng/tấn sản phẩm) 500000 Suy ra: Zpx= (0,015 + 4,2039 + 0,0082 + 0,257 + 0,001).106 + 0,05ZPX ZPX = 4,721.106 (đồng/tấn sản phẩm) Nh vậy: Z5= 0,236.106 (đồng/tấn sản phẩm) IV.2.10 Chi phí cho quản lý doanh nghiệp Chọn chi phí quản lý doanh nghiệp 10% giá thành toàn phân xởng: Z6 = 0,1 ZPX = 0,1.4,721.106 = 0,4721.106 (đồng/tấn sản phẩm) Chi phí cho công xởng: ZCX = ZPX + Z6= 5,1931.106 (đồng/tấn sản phẩm) IV.2.11 Chi phí bán hàng Chọn chi phí bán hàng 1% giá thành toàn phân xởng Z7 = 0,01 ZTB Giá thành toàn phân xởng: ZTB = ZCX + Z7 = 0,01.ZTB + ZCX ZTB = 5,25 106 (đồng/tấn sản phẩm) Vậy Z7 = 0,0525.106 (đồng/tấn sản phẩm) IV.3 Xác định kết phơng án kỹ thuật IV.3.1 Doanh thu phơng án kỹ thuật đem lại DT = GB SP đó: DT - doanh thu, đồng SP - số lợng sản phẩm, GB - giá bán sản phẩm, đồng/tấn sản phẩm GB = ZTB + T + LĐM với: T - thuế VAT, lấy T = 5% GB LĐM - lãi định mức, lấy LĐM = 1% GB Vậy: GB = 5,25.106 + 0,05GB + 0,01 GB Suy : GB = 5,58 106 (đồng/tấn sản phẩm) Giá bán amoniac : 6,2 106 (đồng/tấn sản phẩm) Doanh thu bán amoniac: 6,2.106.500000 = 3100000 106 (đồng/năm) IV.3.2 Lợi nhuận LN = DT - chi phí = DT - (SP GB + thuế) =3100000.106 - (500000 5,58 106 + 0,05.5,58.106) =164999,721 (đồng/năm) IV.3.3 Thời gian hoàn vốn Thời gian hoàn vốn = CP LN + M KH 2790000,279.10 = = 8,7 (năm) 164999,721.10 + 7522,2.10 Lấy thời gian hoàn vốn năm tháng Phần V an toàn vệ sinh lao động V.1 an toàn lao động V.1.1 Mục đích ý nghĩa Mục đích Ngành công nghiệp hóa dầu nói chung độc hại, trình sản xuất có nhiều yếu tố gây ảnh hởng đến sức khoẻ ngời môi trờng xung quanh Vì an toàn lao động gồm mục đích sau : Bảo đảm an toàn cho ngời lao động Bảo vệ sức khoẻ cho ngời lao động Bồi dỡng hồi phục kịp thời trì sức khoẻ ngời lao động ý nghĩa Góp phần tích cực vào việc củng cố hoàn thiện quan hệ sản xuất XHCN, ngời lao động có điều kiện phát huy tốt quyền làm chủ Ngời lao động có môi trờng làm việc tốt, sản xuất đạt hiệu cao, hạn chế ngăn ngừa gây tai nạn, máy móc đợc đảm bảo đại, hệ thống phòng cháy chữa cháy luôn trạng thái hoạt động Giảm thiểu độc hại cho môi trờng, tránh tai nạn rủi ro cho ngời lao động nh cho ngời dân vùng lân cận, tránh vụ cháy nổ gây thiệt hại lớn cho ngời xã hội VI.1.2 Nội quy an toàn vào công trờng nhà máy Cấm hút thuốc, mang diêm, dụng cụ gây lửa Luôn trang bị đầy đủ đồ bảo hộ lao động Nắm rõ hoạt động đặt tính khu vực dự định đến tham quan Cấm lại nơi rò rỉ, nơi thử áp xả khí Cẩn thận với cống rãnh, khu vực đào đất Không đợc vào khu vực xây dựng lối vào an toàn lối thoát hiểm, khu vực có cáp điện VI.1.3 Các biện pháp an toàn lao động An toàn sử dụng máy móc thiết bị Ngời vận hành phải nắm rõ đợc yêu cầu kỹ thuật, nguyên lý làm việc thiết bị Cơ cấu điều khiển phải phù hợp với tầm vóc ngời sử dụng, tầm tay, chiều dài chân, phạm vi nhìn, Có cấu che chắn cấu bảo vệ nhằm cách ly công nhân khỏi vùng nguy hiểm để đảm bảo an toàn sản xuất Có cấu phòng ngừa nhằm để đề phòng cố thiết bị có liên quan đến điều kiện an toàn công nhân, toàn phân xởng Có hệ thống đèn tín hiệu an toàn Kiểm tra độ an toàn máy móc trớc sử dụng Đảm bảo hệ thống chiếu sáng thông gió tự nhiên qúa trình làm việc An toàn điện An toàn điện vấn đề quan trọng công tác an toàn Nếu thiếu hiểu biết điện, không tuân theo quy tắc kỹ thuật gây tai nạn đáng tiếc điện khó phát giác quan mà biết tiếp xúc với phần tử mang điện Chính lẽ an toàn điện đợc đặt lên hàng đầu phân xởng Một số yêu cầu thiết bị điện: + Dây dẫn điện nhà máy phải đợc bọc vỏ cao su hay lồng vào ống kim loại để tránh bị dập, đánh tia lửa điện + trạm điện phải có rờ le tự ngắt gặp cố điện + Cầu dao phải lắp ráp cho dễ điều khiển, đóng ngắt nhiều vị trí phân xởng An toàn phòng chống cháy nổ Các công nhân viên phân xởng phải đợc học đầy đủ nội quy an toàn phòng chống cháy nổ, nh biện pháp chữa cháy có cố xảy Ngoài việc bồi dỡng, nâng cao hiểu biết nhận thức cho công nhân phân x- ởng phải đợc trang bị đầy đủ thiết bị nh bình chữa cháy chỗ, phòng cứu hỏa, thiết bị chống tĩnh điện, chống sét, giàn làm mát vào mùa hè , quần áo bảo hộ lao động Đờng đờng qua qui hoạch mặt xí nghiệp phải tạo cho xe chữa cháy đến đợc nhà hai phía Một số biện pháp an toàn độc hại Phân xởng phải có hệ thống thông gió, chiếu sáng tự nhiên đảm bảo qúa trình làm việc tốt Các hệ thống bể chứa, đờng ống dẫn đảm bảo kín, không bị rò rỉ, bay Dùng mặt nạ phòng độc thao tác bể chứa, có quần áo dụng cụ bảo hộ đầy đủ Hạn chế tối đa tiếp xúc ngời tiếp xúc với hóa chất độc hại Phân xởng đợc tự động hóa cao Vệ sinh thể sau rời nơi làm việc Có chế độ bồi dỡng cho công nhân đợc đầy đủ, thờng xuyên VI.2 Công tác vệ sinh lao động 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 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 Hệ thống thông gió Trong trình vận hành máy móc, có trình gia nhiệt phát nhiệt, có khí độc hại cần có biện pháp thông gió cho công trình Giải pháp thiết kế kiến trúc để tăng hiệu thông gió tự nhiên cho phân xởng sản xuất nh : + Chọn hình thức mái phù hợp + Thiết kế nhà hai tầng có cánh cửa mái + Các đờng ống dẫn nhiệt cho phân xởng sản xuất Hệ thống che ma , che nắng cho phân xởng sản xuất Kích thớc cửa hợp lý, chọn hình thức, che ma che nắng thích hợp vứa che ma, che nắng vừa lấy đợc ánh sáng, thông gió tốt Hệ thống vệ sinh cá nhân Phân xởng phải có khu vệ sinh riêng, phải có phòng thay quần áo ,tắm rửa, Kết luận Sau thời gian tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu với nỗ lực thân từ kiến thức học trờng đợc giúp đỡ hớng dẫn tận tình cô giáo PGS.TS Nguyễn Thị Minh Hiền đồ án tốt nghiệp thiết kế công nghệ tổng hợp amoniac suất 500.000 tấn/năm từ khí tự nhiên hoàn thành với nội dung sau: A Phần tổng quan lý thuyết Giới thiệu thành phần đặc tính khí tự nhiên phơng pháp điều chế H2 từ nguồn nguyên liệu chứa metan Giới thiệu amoniac ứng dụng amoniac công nghiệp dân dụng Giới thiệu công nghệ sản xuất amoniac tiên tiến giới Và em lựa chọn đợc công nghệ Haldor Topsoe A/S Đan Mạch cho sản xuất amoniac B Phần tính toán Tính cân vật chất cho giai đoạn chuyển hóa khí tự nhiên thành khí tổng hợp xác định đợc lợng khí tự nhiên cần dùng 68766,0425 m 3/h Tính cân vật chất cho giai đoạn chuyển hóa CO cân vật chất chotháp tổng hợp amoniac Tính cân nhiẹt lợng cho giai đoạn chuyển hóa khí tự nhiên thành khí tổng hợp tháp tổng amoniac Tính chọn thiết bị reforming sơ cấp với chiều dài lò đốt 22725 (mm), chiều rộng 3000(mm), ống xúc tác đợc xếp thành hàng Thiết bị reforming thứ cấp có đờng kính 1800(mm), chiều cao 3000(mm) Tính chon thiết bị tổng hợp amoniac có đờng kính 2200(mm), chiều cao 12600(mm) Tính xây dựng, kinh tế với thời gian hoàn vốn năm tháng Tuy nhiên, với khoảng thời gian ngắn lợng kiến thức hạn chế nên đồ án em không tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, em mong đợc đóng góp ý kiến bảo thầy cô để em hoàn thiện kiến thức Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn cô giáo PGS-TS Nguyễn Thị Minh Hiền tận tình bảo, hớng dẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp TàI LIệU THAM KHảO PSG TS Nguyễn Thị Minh Hiền Công nghệ chế biến khí tự nhiên khí đồng hành Nhà xuất khoa học kỹ thuật , Hà Nội 2004 Nguyễn Hoa Toàn, Lê Thị Mai Hơng Công nghệ hợp chất vô nitơ (công nghiệp đạm) Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2005 PGS TS Đinh Thị Ngọ Hóa học dầu mỏ khí Nhà xuất khoa học kỹ thuật , Hà Nội 1995 Lê Thị Tuyết Công nghệ hợp chất nitơ Hà Nội 2002 Hoàng Nhâm Hóa học vô cơ, tập Nhà xuất giáo dục 2005 KS Trần Doãn Thái, KS Trịnh Bá Hinh Tổng luận tình hình phát triển công nghiệp phân đạm giới nớc ta Hà Nội 1992 Nguyễn Hữu Phú Hoá lý hoá keo Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2003 Sổ tay trình thiết bị công nghệ hoá học, tập Nhà xuất KH KT Hà Nội ,1991 Sổ tay trình thiết bị công nghệ hoá học, tập Nhà xuất KH KT Hà Nội 1999 10 PTS Ngô Trần ánh Kinh tế quản lý doanh nghiệp Nhà xuất thống kê , 2003 11 Bộ môn Xây dựng công nghiệp Cơ sở xây dựng nhà công nghiệp Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội , 1996 12 GS TSKH Nguyễn Bin Các trình, thiết bị công nghệ hóa chất thực phẩm, tập Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 2005 13 GS TS.Trần Văn Định, GVC KS Đinh Đắc Hiến Kỹ thuật an toàn môi trờng Nhà xuất KH KT, Hà Nội 2005 14 Đoàn Thiên Tích Dầu khí Việt Nam Nhà xuất đại học quốc gia T.P Hồ Chí Minh , 2001 15 Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol A2, 1992 (143242) 16 Handbook of Petrochemicals and Processes 17 Hydrocarbon Processing , March 2003 ,74-77 18 PetroVietNam Phu My Fertilizer Project Management Board Ammonia Production & Power Steem Generation ,Vol , 2001 19 PetroVietNam Phu My Fertilizer Project Management Board Ammonia Production & Power Steem Generation ,Vol , 2001 20 hcvbcvb 21 http://www.vinachem.com.vn/viewSBP.asp 22 http://www.topsoe.com 23 http://www.blomberg.com/markets/commodities/energyprices.html