Thiết kế phân xưởng sản xuất metanol từ khí tổng hợp với năng suất 100000 tấn năm

LỜI MỎ ĐẦU Trong cơng cơng nghiệp hố, đại hố giới nói chung Việt Nam nói riêng, ngành cơng nghiệp tổng hợp hữu chiếm vị trí quan trọng, đặc biệt ngành cơng nghiệp tổng hợp Hữu Cơ- Hố Dầu góp phần phục vụ cho đời sống người, phục vụ cho phát triển không ngừng nhân loại Metanol nguyên liệu quan trọng để sản xuất hợp chất hữu cơng nghiệp hố chất, khoảng 85% lượng metanol sản xuất sử dụng nguyên liệu đầu dung mơi cơng nghiệp tổng hợp hố học Phần lớn lượng metanol dùng để sản xuất íormandehyt, dùng làm chất trung gian tổng hợp metylmetacrylat, dimetylterephtalat, dimetylsuníat, metanol dùng làm chất metyl hố để điều chế metylamin, dimetylanilin Ngồi ra, metanol sử dụng hỗn hợp với sản phẩm dầu mỏ để làm nhiên liệu, điều chế phẩm nhuộm dược phẩm, ứng dụng rộng rãi lĩnh vực y học Ngày nay, nhu cầu sử dụng metanol làm nhiên liệu cho động cơ, thay cho xăng ngày tăng lên trữ lượng dầu mỏ giới cạn dần Metanol sản xuất từ phương pháp khác nhau, từ nhiều nguyên liệu khác Tuy nhiên, cơng nghiệp chế biến khí ngày phát triển, lượng khí tổng hợp sản xuất từ khí tự nhiên q trìmh chế biến dầu ngày nhiều hơn, nhiều công nghệ đời Do cơng nghiệp sản xuất metanol từ khí tổng hợp đà phát triển, với loại xúc tác có độ chọn lọc, độ chuyển hoá cao Nhà máy lọc dầu số Dung Quất với cơng suất triệu tấn/năm hồn thành để hoạt động phê chuẩn nhà máy lọc dầu số Nghi Sơn Thanh Hố với cơng suất triệu tấn/năm Như ngành công nghiệp chế biến dầu khí nước ta bước vào thời kì Do vậy, việc hiểu biết lý thuyết để áp dụng vào khoa học thực tiễn với công nghệ tiên tiến vấn đề cần thiết sinh viên Yêu cầu thiết kế nhà máy sản xuất metanol nước ta cần phải sớm thực “Thiết kế phân xưởng sản xuất metanol từ khí tổng hợp với suất 100000 tân ỉ năm” đề tài tốt nghiệp em nghiên cứu trình bày Trong đồ án tiến hành đề cập tới vấn đề lý thuyết có liên quan Trên sở xem xét thiết kế mặt phân xưởng vấn đề an toàn lao động PHẦN I TỔNG QUAN LÝ THUYẾT CHƯƠNGl TÍNH CHẤT CỦA NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHAM I METANOL [1, 2, 5, 6, 7, 10, 11, 15] 1.1 Giói thiệu chung Metanol Metanol có tên gọi khác metylalcol, carbinol rượu gỗ có cơng thức hố học CH 3OH, khối lượng phân tử M =32,042 nguyên liệu thô quan trọng Năm 1988, toàn giới sản xuất 19 triệu tấn, đến năm 1989, sản lượng metanol sản xuất giới 21 triệu Trong khoảng 85% lượng metanol sử dụng cơng nghiệp hóa học ngun liệu đầu hay dung mơi cho q trình tổng hợp Phần lại sử dụng làm nhiên liệu lĩnh vực lượng việc sử dụng ngày tăng Lần vào năm 1661 Robert-Boyle thu Metanol từ trình cất giấm gỗ sữa vôi, suốt khoảng 1830 đến 1923 phương pháp chủ yếu dùng để tổng hợp Metanol Năm 1985 Berthelot tổng hợp Metanol phương pháp xà phòng hố Metylclorua phương pháp khơng có ý nghĩa thực tế ngày để sản xuất Metylclorua người ta từ nguyên liệu Metanol Vào khoảng năm 1923 Metanol sản xuất phương pháp tổng hợp từ co H2 ngày phương pháp ưu việt sử dụng để sản xuất Metanol cơng nghiệp Dưới góc độ kỹ thuật, Metanol thay xăng để chạy động cơ, làm dung môi cho sơn, vecni, làm chất kết dính, điều chế phẩm nhuộm dược phẩm quốc gia Nam Mỹ, Châu Á, Metanol sử dụng làm nhiên liệu động thay cho xăng Khả sản xuất Metanol từ khí tự nhiên khí tổng hợp ứng dụng rộng rãi toàn giới Nhiều nhà sản xuất máy Metanol từ khí tự nhiên đời Năm 1988 dây chuyền nhà máy lớn đặt Bantarinat (Nam Chile) bắt đầu hoạt động với cơng suất 750000 Tấn/năm 1.1.1 Tính chất vật lý Metanol Metanol (CH3OH) chất lỏng khơng màu, có mùi đặc trưng tương tự Etanol (C 2H5OH), trung tính, tan tốt nước, rượu, este hầu hết dung mơi hữu khác, hồ tan chất béo dầu tính phân cực Ngồi ra, Metanol hồ tan nhiều hợp chất hữu loại muối khác Metanol chất dễ cháy độc với lượng nhỏ (khoảng lOml) làm mù mắt, với lượng lớn gây tử vong Bảngl Các thơng số vật lý Metanol Đại lượng Giá trị Đơn vị áp suất tới hạn 8,098 MPa Nhiệt độ tới hạn 239,49 °c Thể tích tới hạn 117,9 cm3/mol Khối lượng riêng tới hạn 0,2715 g/cm3 Giới hạn nổ không khí 5,5-44 %v Nhiệt độ đóng rắn Nhiệt độ điểm ba Áp suất điểm ba 97,68 -97,56 0,10768 Nhiệt hoá 101,3 Kpa Điểm bắt cháy cốc hở Điểm bắt cháy cốc kín Độ dẫn điện (ở 25 °C) 1128,8 15,6 12,5 (2-7) lữ9 Nhiệt độ bắt cháy 470 Áp suất Metanol xác định theo phương trình: lnp = 8,999 + 512,64 (-8,65371.q3/2 2,479q5/2 Trong đó: q=l- T l,024q5) °c °c Pa kJ/kg °c °c Q^.cm"1 °c 512,64 T: Nhiệt độ tuyệt đối, K P: áp suất, KPa I.1.2 Tính chất hóa học Metanol Metanol (CH3OH) rượu no đơn chức Đặc trưng cho loại hợp chất khả phản ứng định nhóm chức (-OH) phản ứng Metanol xảy thông qua việc phân chia mối liên kết C-0 O-H, mà đặc trưng thay (-H) (-OH), oxi có độ âm điện (3,5) lớn cacbon (2,5) hydro (2,2) nên liên kết (C-O) (O-H) phân cực mạnh phía oxi cs+—»OsHs+ Sự phân cực thể momen lưỡng cực (p, D) CH3 H a Tính axỉt, phản ứng tạo muối o Metanol thể tính chất axit yếu, phân ly yếu nước gốc alkyl có hiệu ứng +1 Hiệu ứng làm giảm phân cực liên kết O-H Khi thay nguyên tử H nhóm -CH metanol thay đổi Metanol có tính axit yếu, tác dụng với kim loại kiềm Ví dụ: CH3OH + Na -> CH3ONa + 1/2H2 b Phản ứng tạo thành ete este - Phản ứng tạo thành ete: Metanol phân hủy có mặt H2S04 đặc tạo thành ete: CH3OH H2S04d > CH3-Q-CH3 + H2Q - Phản ứng tạo thành este: Metanol tác dụng với axit cacboxylic, với xúc tác axit H2S04 tạo thành este CH3OH + CH3COOH ll2S°Ad > CH3COOCH3 + H20 c Phản ứng tạo thành dẫn xuất haỉogen Metanol tác dụng với Hidrohalogen tạo thành Metylhalogenua CH3OH + HBr -» CH3OBr + H20 d Phản ứng dehydrat hoá tạo thành alken Tương tự alkyl halogen bị dehydrohalogen hóa tạo thành alkyl Metanol bị dehydrat hố theo phản ứng CH3OH —» C2H2 + H20 Để thực phản ứng người ta cho Metanol qua A1 203 nung nóng đun Metanol với axitsuníuric đặc e Phản ứng dehydro hoá Hơi Metanol qua cột chứa xúc tác đồng (Cu) nhiệt độ 300°c, bị tách hydro tạo thành aldehyt: CH3OH -> HCHO + H2 / Phản ứng oxỉ hoá Phản ứng oxi hoá dùng cơng nghiệp, điều kiện phòng thí nghiệm người ta dùng chất oxi hoá KMn04 + H2S04 K2Cr207 + H2S04, kin đó: CH3OH +l/202 -> HCHO + H20 Các phản ứng quan trọng metanol cơng nghiệp mơ tả hình 1: CH3OH HCOOCH3 CH (CH2)n-OH (Oq^COCỉq CH3CI aqNH^CCH^NH, CH^NH +CO (catalyst) +CO (catalyst) +nCO/H2 (catalyst) +H2C=C(CH3)2 (catalyst) +HC1 +NH3 CH3OH Acrylic axit CH3 QH^COOCH,), I CH2=C COOCH3 Terephtalic axit -H20 (catalyst) +H2SO4 S02(CH30)2 CH3-O-CH3 c2ỉi CÁ -H2 (Ag) +02(MO) HCHO Hình 1: Các phản ứng quan trọng metanol 1.3 1.1.3 Bảo quản, tồn chứa, vận chuyển l.Tính chất cháy nổ, đề phòng cháy nổ Khả bắt lửa Metanol vấn đề quan trọng an tồn cháy nổ Điểm chớp lửa cốc kín Metanol vào khoảng 12,2°c nhiệt độ bốc cháy 470°c Hơi Metanol dễ dàng bốc cháy nồng độ khoảng 5,5 đến 44% thể tích Áp suất riêng phần 20°c 128KPa, hỗn hợp Metanol - Khơng khí dễ dàng bắt lửa khoảng nhiệt độ rộng Metanol tinh khiết có tính dẫn điện Do vậy, việc xác định điện tích trở nên quan trọng vận chuyển tồn chứa methanol ♦ Phòng cháy: Trong khơng gian kín chứa đựng lượng lớn Metanol việc kiểm tra giới hạn cháy nổ cần thiết Cần đặt thiết bị cứu hoả kho chứa Phun nước lên bể chứa để làm mát bể, tránh tiếp xúc với lửa ♦ Chống cháy: Nước không thích hợp làm tác nhân cứu hoả lượng lớn Metanol Nên dùng tác nhân cứu hoả như: cát, C02 dập tắt đám cháy nhỏ I.1.3.2 Tồn chứa VÀ vận chuyển ♦ Tồn chứa với lượng nhỏ: Với lượng nhỏ Metanol dùng phòng thí nghiệm nên đựng can kim loại Một lượng lớn chứa bom thép Không nên dùng thùng chứa nhựa để đựng Metanol chúng có tính thấm ♦ Tồn chứa với lượng lớn: Lượng lớn Metanol chứa bể thép hình trụ tương ứng bể chứa sản phẩm dầu mỏ Các bể chứa hình trụ tích khoảng vài trăm đến lOOOOm Với bể có mái cố định, phép đo đặc biệt phải thường xuyên tiến hành để ngăn chặn hình thành khí dễ bắt lửa bề mặt chất lỏng Để tránh vấn đề trên, bể lớn người ta thường lắp mái phải ý bảo vệ sản phẩm tránh nước mưa, hệ thống ống bơm chế tạo từ loại thép thơng thường Các van khố làm từ khống grafit kim loại Cao su buna-styren, cao su butadienclo sử dụng làm trục khố ♦ Vận chuyển số lượng lớn: Trên giới khoảng 30% Metanol vận chuyển đường biển tới nhiều quốc gia giới Các bể chứa có dung tích khoảng 40000 sử dụng nhằm phục vụ mục đích Các tàu dùng để vận chuyển sản phẩm dầu mỏ sử dụng Ngoài ra, metanol vận chuyển đường khơng hay đường Nhưng cần phải ý đến điều kiện an toàn cháy nổ cho người thiết bị vận chuyển 1.1.4 ứng dụng Metanol Ngày nay, metanol dùng nhiều cơng nghiệp hóa chất đời sống Hiện nay, metanol có xu hướng thay dần dầu mỏ Nó làm dung mơi cho sơn, vecni, làm chất kết dính, điều chế phẩm nhuộm dược phẩm, ngồi dùng cho nhiều sản phẩm khác .1.4.1 Metanol dùng làm nguyên liệu cho q trình tổng hợp hố học Metanol sử dụng nguyên liệu cho trình tổng hợp hoá học, khoảng 70% Metanol dùng để sản xuất íormandehyt, metyl tert butylete (MTBE), axit axetic, metylmetacrylat, dimetylterephthalate - Formandehyt (HCHO): Là sản phẩm quan trọng tổng hợp từ Metanol Năm 1988, 40% Metanol dùng để tổng hợp íormandehyt; việc sản xuất íormandehyt hàng năm tăng khoảng 3%, tăng trưởng sản phẩm khác cao nên lượng Metanol dùng tổng hợp íormandehyt giảm Các trình phân huỷ dựa oxihóa metanol với oxi khí Chúng khác nhiều so với nhiệt độ tính tự nhiên loại xúc tác sử dụng - Metyl tert butyl ete (MTBE ): Ete tạo phản ứng Metanol với iso-buten dựa trao đổi ion axit Ete có trị số octan cao, cấu tử quan trọng việc sản xuất xăng khơng dùng phụ gia chì Vì mà lượng Metamol sử dụng cho mục đích ngày tăng, năm 1988 có 20% Metanol dùng cho việc tổng hợp MTBE Người ta dự tính tốc độ gia tăng lên đến 12% hàng năm Sự có mặt iso penten gây khó khăn cho việc tổng hợp MTBE Mặc dù người ta cải tiến cách xây dựng nhà máy đồng phân Butan Hydro hóa iso butan - Axit axetic (CH3COOH): Khoảng 9% Metanol dùng để tổng hợp axit axetic ước tính tốc độ gia tăng hàng năm 6% Axit axetic sản phẩm q trình cacbonyl hóa Metanol CO pha lỏng với xúc tác đồng niken-iodua, coban- iodua Công nghệ BASF làm việc 6,5MPa, số công nghệ đại Monsanto làm việc 5Mpa Bằng cách thay đổi điều kiện việc tổng hợp trợ giúp để tạo alhydric axit họăc metyl axetat - Các sản phẩm tổng hợp khác: Sau khủng hoảng dầu mỏ, để tìm hướng cho việc thay nhiên liệu, người ta phát triển nghiên cứu q trình tổng hợp nhiên liệu từ khí với Metanol chất trung gian Hãng Mobil Hoa Kỳ đóng góp đáng kể cho phát triển trình Họ nghiên cứu trình cơng nghệ cho phản ứng Metanol xúc tác zeolit để tổng hợp xăng Cho tới nay, vấn đề quan trọng cơng nghiệp q trình tổng hợp methanol thành xăng (MTG) Một nhà máy liên doanh phủ Tân Tây Lan hãng Mobil chuyển hóa 4500 Tấn Metanol từ khí thiên nhiên thành 1700 (tấn xăng/ngày) Từ giá sản phẩm dầu khơng tăng mong đợi, ngày người ta nghiên cứu phương thức chế biến metanol nguyên chất có giá tn kinh tế cao Các hướng tổng hợp khác trở nên quan trọng dầu mỏ ngày khan Quá trình tổng hợp Metanol thành hợp chất thơm (MTA) hợp chất olefin (MTO) Các sản phẩm ứng dụng rộng rãi gây ảnh hưởng đến mơi trường Cùng giống hỗn hợp butan - propan, metanol sử dụng nhiên liệu phản lực, ứng dụng phổ biến Vì có đặc tính quan trọng tính phân cực cao nên hòa tan mạnh sản phẩm có mặt bình phun, dimetylete sử dụng làm dung môi Metanol sử dụng để tổng hợp số hợp chất hữu như: + HCHO: Là tác nhân bảo quản đặc biệt, có khả làm đơng tụ protit nên dùng để ướp xác y học + Các metyleste axit vô cơ: làm thuốc thử cho trinh metyl hóa, thuốc nổ thuốc trừ sâu + Các metylamin: Các dược phẩm chất phụ trợ , hấp thụ chất lỏng trinh rửa làm khí + Tri metyl photphua: dùng để điều chế loại dược phẩm, loại vitamin,các loại hương phẩm hóa chất tinh khiết +Natri metoxit (CH3ONa) Các hợp chất trung gian hữu cơ, hợp chất trung gian, xúc tác, dung môi, nhiên liệu phản lực +Metyl halogenua (CH3X): dùng để điều chế hợp chất hữu trung gian, dung môi nhiên liệu phản lực +Etylen: Các hợp chất trung gian hữu cơ, polime, 1.4.2 Metanol sử dụng nguồn lượng Metanol chất thay lý tưởng cho sản phẩm dầu mỏ Khi dầu mỏ trở nên khan hay đắt đỏ Metanol sử dụng nguồn nguyên liệu thay Sau khủng hoảng dầu lửa vào đầu năm 1970 Một số dự án ứng dụng triển khai dựa giả thiết ứng dụng Metanol sản xuất từ than đá có giá trị kinh tế cao ước tính vào đầu năm 1980 trở nên tối ưu Tuy nhiên vấn đề giá vượt trội mặt kỹ thuật vấn đề mơi trường làm cản trở q trình sản xuất khí tổng hợp từ than đá; giá ích lợi dầu thô không đáng kể Gần đây, tất dự án có quy mơ lớn tình hình sử dụng than đá bị ngừng lại Các nhà máy có quy mơ vận hành lớn bị đóng cửa họăc cải biến để sử dụng nguyên liệu khác Metanol sử dụng làm nhiên liệu cho động xăng: Việc sử dụng metanol làm nhiên liệu cho động ôtô dề cập từ năm 1920 Tuy nhiên việc sử dụng bị hạn chế động cao cấp loại: Xe đua, máy bay Quá trình cháy Metanol động nghiên cứu thời gian dài Chính mà Metanol xem nhiên liệu lí tưởng cho nhiều động nhiệt hóa cao suất toả nhiệt thấp nên thuận lợi cho hoạt động loại mơtơ Bảng So sánh tính chất metanol xăng sử dụng động Ơtơ Tính chất Xăng Metanol Tỷ trọng (kg/1) 0,739 0,793 Giá trị lượng (kj/kg) 44300 21528 Tiêu thụ khơng khí (kg/kg) 14,59 6,5 RON 97,7 108,7 89 88,6 120-130 MON RON hỗn hợp MON hỗn hợp Áp suất bão hòa Reid(Kpa) 91-94 64 32 Giới hạn điểm sôi, °c 30 190 65 Nhiệt hóa (kj/kg) 335 1174 Làm lạnh dạng với tỷ lượng khơng khí, °c 20 122 Metanol ứng dụng nhiều hỗn hợp với sản phẩm dầu mỏ thông thường + M13: Hỗn hợp 13% metanol với 2-3% chất hòa tan (ví dụ iso propyl alcol) nhiên liệu ơtơ Hỗn hợp sử dụng thuận lợi hệ phân bố nhiên liệu bị thay đổi + M15: Là hỗn hợp 15% metanol phần lại chất hồ tan với nhiên liệu Ơtơ Sự biến đổi nhiên liệu mơtơ cần thiết trường hợp Sự sử dụng MI5 để tăng tn số octan xăng khơng chì thay cách tăng cường sử dụng MTBE + M85: Metanol chứa khoảng 15% hydro cacbon C 4-C5 dùng để cải tiến tính chất, cải thiện điểm đơng đặc Ngồi M85 thích hợp cho việc sử dụng làm nhiên liệu cho phương tiện cải tiến thay đổi hệ số phân bố nhiên liệu +M100: Metanol nguyên chất nhiên liệu cải biến điều chỉnh hoàn thiện để sử dụng 100% Metanol làm nhiên liệu Một số thay đổi cần thiết cho trình xử lý metanol làm giảm lượng chất dẻo sử dụng hệ thống nhiên liệu Hệ thống phát tia lửa điện đốt xăng chế hòa khí vòi phun nhiên liệu điều chỉnh Với M85 M100 hỗn hợp nhiên liệu phải đun nóng sơ hóa lượng Metanol chế hòa khí có tác dụng làm mát 120K + Metanol làm nhiên liệu cho động Diezen Metanol tinh khiết sử dụng trực tiếp làm nhiên liệu cho động diezen có trị số xetan thấp (xấp xỉ 3) khó tự bốc cháy Để tự bốc cháy phải phun thêm vào phụ gia để làm tăng tn số xetan +Các ứng dụng khác metanol nhiên liệu ngành đặc biệt: Trái ngược với metanol nguyên chất, việc sử dụng metanol nhiên liệu động ô tô không bị giới hạn xét đến tính hòa lẫn áp suất Việc sử dụng metanol để tổng hợp MTBE vượt số lượng mức bình thường Arco - nhà sản xuất MTBE lớn giới thúc đẩy việc sử dụng oxinol hỗn hợp metanol tert butanol Một phát triển việc sử dụng metanol trình Lurgi Octamix Quá trình sử dụng xúc tác bôi trơn điều kiện bổ trợ (nhiệt độ cao, nồng độ C0 thấp, nồng độ co cao) trình tổng hợp metanol, etanol alcol cao Hỗn hợp sử dụng trực tiếp nhiên liệu động Sự có mặt alcol cao đáng giá khơng làm tăng tn số octan màchúng có tác dụng chất hòa tan Metanol Tuy nhiên, q trình khơng sử dụng cơng nghiệp quy mơ lớn Ngồi ra, metanol sử dụng làm tác nhân làm lạnh hệ thống làm lạnh Nó sử dụng chất chống đơng, chu trình gia nhiệt làm mát, metanol có độ nhớt thấp nhiệt độ thấp Tuy nhiên không sử dụng rộng rãi làm chất chống đông động Metanol dùng làm tác nhân hấp phụ thiết bị rửa khí Tách C0 H2S nhiệt độ thấp ưu điểm metanol q trình tinh chế khí mà khơng cần q trình chuyển hóa khác sâu Một lượng lớn metanol sử dụng làm chất bảo vệ đường ống dẫn khí tự nhiên chống lại hình thành hydrat nhiệt độ thấp Metanol thêm vào khí tự nhiên trạm bơm, để tạo thành lỏng ống dẫn thu lại cuối đường ống Metanol ứng dụng làm dung mơi có giới hạn dù hỗn hợp sử dụng rộng rãi I 5.TỐC độ tăng sản lượng Metanol giói [12] Giá q trình sản xuất Metanol phụ thuộc vào nhiều yếu tố Quan trọng giá nguyên liệu sử dụng trực tiếp cho trình,giá vốn đầu tư ban đầu, giá phận liên quan đến trình sản xuất vận chuyển nguyên liệu,và sở hạ tầng Tất khí tự nhiên, naphta, dầu nặng đun nóng, than cốc, litnhin sử dụng nguyên liệu nhà máy sản xuất metanol Trong nhà máy dầu để tăng số lượng nhà máy giá chủ yếu tính cho giá vốn đầu tư ban đầu Điều có nghĩa là, giá lượng thấp đi, nhà máy giá Ổn định mức cao, lãng phí tiết kiệm cho phép điều kiện đặc biệt Sự có mặt điều kiện cân giá vốn đầu tư giá vận hành dây chuyền cơng đoạn làm khí Tất nhà máy hành thiết kế dây chuyền cho việc sử dụng khí tự nhiên cho vài nhà máy xây dựng hệ thống xử lý naphta (xăng nhẹ) thay đổi Hiện giới sản lượng metanol thu từ nguồn ngun liệu thơ chiếm triệu tổng số 21 triệu sản phẩm metanol thu từ khí tự nhiên Thị trường metanol giới Sau Amoniac lượng metanol thu từ q trình sản xuất metanol từ khí tổng hợp lớn Sản lượng toàn giới vào đầu năm 1989 21xl06 Trong năm 1988, giới sản xuất 19xl0 metanol Điều có nghĩa hàng năm sản lượng metanol giới tăng 10% (tương đương triệu tấn) Đường cong mô tả trình sản xuất metanol từ năm 1965 mơ tả hình vẽ sau: Hình 2: sản lượng Metanol giới Theo tập đồn cơng nghiệp hóa chất Mỹ (CMAI) dự báo năm tới trinh cung cấp metanol vượt nhu cầu tiêu dùng, sau vào xu cân Theo dự báo CMAI giá metanol năm 2001 giảm năm sau tăng trở lại Dự kiến kỷ 21, kinh tế giới tăng trưởng từ đến 4%/năm, nhu cầu metanol dự báo tăng 1,8 đến 3,2%/năm Như cung vượt cầu điều khó tránh khỏi Khác với dự báo Petrochemical CI, tập đồn CMAI dự tính lượng metanol tiêu thụ giới tăng lên 27,7 triệu năm 2005 Dự báo lĩnh vực sử dụng metanol chủ yếu năm tới sản xuất hóa chất íormaldehyt, metylmetacrylat, dimetyletephtalat, dimetylsuníat Nhu cầu metanol Châu Á tăng: Theo nghiên cứu mang tựa đề Outlook For Assian Metanol market công ty Mishubishi Gas Chemical Singapore PTE ơng T.o Kubo trình bày hội nghị metanol giới, tổ chức Taurpa bang Florida Mỹ ngày 810/12/1997, nhu cầu metanol Châu Á tăng dân số Một nhân tố quan trọng khác phủ nước khu vực khuyến khích nâng cao chất lượng sống cho toàn dân Dự báo vào năm 2003, nhu cầu metanol tăng thêm triệu tấn, thị trường metanol Châu Á tác động mạnh đến thị trường metanol giới 10 năm tới Nhu cầu metanol Châu Á tăng nhanh chủ yếu nhờ nhu cầu ngành công nghiệp gỗ dán Đây ngành tiêu thụ lượng lớn metanol Các dẫn xuất metanol Formandehyt (thành phần keo dán), axit axetic dự kiến tăng nhu cầu mono vinylaxetat (VAM) axit terephtalic tinh khiết tăng nhanh Ngành sản xuất MTBE tăng, nhiều sở sản xuất xây dựng Singapo, Indonesia, Trung Quốc quốc gia khác, dẫn xuất khác metanol Metylmetacrylat (MMA) poly axetat tri mức phát triển Châu Á Bảng : Nhu cầu metanol cho sản xuất dẫn xuất 18 Bộ phận cứu hỏa 6x12 72 19 Vườn hoa 12x60 720 20 Phòng bảo vệ 6x6 36x3 6x9 54 40x100 4000 21 22 23 Trạm y tế Khu đất dự trữ Nhà điều khiển trung tâm Tổng diện tích xây dựng 1 9x12 108 9560 IV GIẢI PHÁP THIẾT KẾ XÂY DựNG IV.l Giải pháp bố trí mặt nhà máy Bố trí thiết bị mặt nhà máy, yêu cầu dây chuyền công nghệ, thiết bị bố trí nhà sản xuất hai bên, để đảm bảo vệ sinh công nghiệp ta bố trí phận chứa metanol cuối hướng gió chủ đạo với phận khác chúng có mùi khó chịu dễ xảy cháy nổ ❖ Thiết thiết bị phản ứng có đường kính: D = m ❖ Khoảng cách an toàn để lắp đặt: m ❖ Khoảng cách giao thơng bố trí bên, nhịp nhà cần thiết L= 18 m ❖ Chọn chiều dài nhà công nghiệp xác định theo kích thước thiết bị bố trí dọc nhà Ta chọn chiều dài nhà 3Om ❖ Chọn lưới cột X 6m IV Giải pháp mặt cắt nhà > Số tầng: Do yêu cầu bố trí thiết bị nhà nên chọn nhà cơng nghiệp hai tầng > Độ cao nhà: Căn vào độ thơng gió chiếu sáng phân xưởng sản xuất có phát sinh nhiệt khí độc nên đòi hỏi có thơng gió chiếu sáng tự nhiên Căn vào chiều cao thiết bị yêu cầu vận chuyển lắp đặt thiết bị thiết bị cao tháp chưng 10,2m Chiều cao lắp đặt 0,6m Vậy chiều cao cần thiết kế 10,8m Theo quy định thống hóa ta chọn chiều cao tầng nhà sau: Tầng 1: H = 5,4m Tầng 2: H = 5,4m Căn vào chiều cao thơng gió va chiếu sáng tự nhiên cho phân xưởng, ta chọn kích thước cửa sổ sau: Tầng 1: X 3m Tầng 2: X 3m y CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT: Để đánh giá, lựa chọn phương án thiết kế tổng mặt nhà máy, người ta dựa vào số tiêu kinh tế kỹ thuật, có tiêu quan trọng hệ số xây dựng hệ số sử dụng, tính tốn sở sau: + Diện tích tồn nhà máy: F + Diện tích chiếm đất nhà cơng trình: A + Diện tích kho bãi lộ thiên: B + Diện tích chiếm đất đường sắt, đường bộ, hè, rãnh thoát nước: C Hệ số xây dựng: K J 100% Hệ số sử dụng: K ^ _ Á + B + c ỊQQ% Khu đất xây dựng tổng mặt nhà máy có dạng chữ nhật với chiều dài 200m chiều rộng 150m, tổng diện tích là: F = 200 X 150 = 30.000 m2 Theo bảng 22 A = 9560 m2 Diện tích tồn nhà máy thường chọn từ đến lần diện tích chiếm đất nhà cơng trinh Do đó: F = A = X 9452 = 28680 m2 Diện tích kho bãi lộ thiên: B = 1000 m2 Diện tích chiếm đất đường sắt, đường bộ, hè, rãnh thoát nước: c = 8550 m2 Vậy ta có: Hệ số xây dựng là: Kxd = — — 0 = 35% Hê số sử dung là: v ■é K = -—— .100 = 64% sd 30000 VI PHÂN TÍCH THIẾT KẾ TổNG MẶT BANG NHÀ MÁY VI Nguyên tắc phân vùng Do có nhiều hạng mục cơng trình đặc điểm thiết kế, nhà máy phân chia theo chức phận cơng trình Ngun tắc có ưu điểm sau: + Dễ dàng quản lý theo ngành, theo xưởng, theo công đoạn sản xuất dây chuyền + Đảm bảo yêu cầu vệ sinh công nghiệp, dễ dàng xử lý phận phát sinh điều kiện bất lợi trình sản xuất Điều đặc biệt quan trọng nhà máy sản xuất chất dễ cháy nổ metanol + Dễ dàng bố trí hệ thống giao thơng nhà máy + Thuận lợi cho q trình phát triển nhà máy + Phù hợp với đặc điểm khí hậu Việt Nam *Nhươc điểm: + Hệ thống đường ống kỹ thuật mạng lưới giao thông tăng lên + Hệ số xây dựng, sử dụng đất thấp * Tổng mặt nhà máy phân làm vùng: + Vùng trước nhà máy: Là nơi bố trí phận hành chính, phận phục vụ sinh hoạt, cổng vào, gara ôtô, xe đạp, khu thể thao, xây dựng đầu hướng gió chủ đạo, gần trục giao thơng khu cơng nghiệp Diện tích vùng thường chiếm từ - 20% tổng diện tích tồn nhà máy tuỳ theo đặc điểm sản xuất quy mô nhà máy + Vùng sản xuất: Là nơi bố trí cơng trình nằm dây chuyền sản xuất nhà máy xưởng sản xuất chính, phụ, sản xuất phụ trợ, Vùng chiếm từ 22- 52% diện tích tồn nhà máy, vùng quan trọng nhà máy nên cần có số yêu cầu sau: - Khu đất ưu tiên hướng nhà, địa hình địa chất - Các nhà sản xuất phụ, sản xuất phụ trợ, mà có nhiều cơng nhân cần phải bố trí gần phía cổng gần với trục giao thơng nhà máy ưu tiên hướng nhà - Các nhà xưởng trình sản xuất gây tác động xấu đến môi trường tiếng ồn, bụi, cháy nổ, hỏa hoạn rò rỉ hóa chất nên đặt cuối hướng gió tn theo quy phạm an tồn sản xuất + Vùng cơng trình phụ: Là nơi đặt nhà công trinh cung cấp lượng điện, hơi, nước, xử lý nước thải cơng trình quản lý kỹ thuật khác Vùng thường chiếm từ 14-28% tổng diện tích nhà máy + Vùng kho tàng phục vụ giao thơng: Là nơi bố trí hệ thống kho tàng, bến bãi, cầu bốc dỡ hàng hóa nhà máy, thường chiếm từ 23-37% tổng diện tích nhà máy VI.2 Thiết kế nhà sản xuất Phân xưởng sản xuất xây dựng khu đất ưu tiên đặc biệt địa hình, địa thế, đảm bảo có độ chịu lực cho phép xây dựng vận hành, tương đối cao, thuận tiện cho cấp thoát nước tránh ngập lụt mùa mưa lũ Do quy mô dây chuyền lớn gồm giai đoạn Reíorming sơ cấp thứ cấp nối tiếp kết hợp với q trình Metanol hố nên tiềm lực lao động phân xưởng bao gồm: + Một quản đốc + Hai phó quản đốc + kỹ sư cơng nghệ hố học + kỹ sư điện, điện tử + thợ điện + thợ khí + 60 cơng nhân lành nghề Tổng số 83 người làm việc chia làm ca Với dây chuyền sản xuất phức tạp, thiết bị phản ứng đa dạng Song đặc điểm trinh sản xuất dễ cháy nổ nên ta chọn hình thức xây dựng nhà có mái để đảm bảo an tồn cho q trinh sản xuất Bên cạnh đó, hình thức nhà có ưu điểm che nắng, che mưa, tránh bụi, đảm bảo sức khoẻ cho công nhân, nhằm nâng cao hiệu cho trinh sản xuất VI.2.1 Giải pháp kết cấu khung phân xưởng Do yêu cầu lắp đặt thiết bị có kích cỡ khác nhau, đồng thời cho xây dựng vận hành, ta chọn phân xưởng gồm nhịp nhà: (6+ + + +6) x6 có độ cao khác Tồn phân xưởng sử dụng cột chính, dầm thép chữ I ghép dầm phụ thép chữ I cán lắp đặt vuông cho thuận lợi lắp đặt thiết bị xuyên sàn Các mối ghép chân cột với móng, dầm với cột, cột với dầm, dầm với dầm cố đinh bulơng, vít neo chịu lực kết hợp với kết cấu chịu lực Do ăn mòn không đáng kể nên sàn tháp gồm bêtông cốt thép có tác dụng làm chỗ dựa cho thiết bị, dàn thao tác che chắn Toàn phân xưởng bố trí dàn cầu thang thép đặt vị trí thích hợp VI.2.2 Giải pháp bố trí thiết bị mặt phân xưởng Trong nhà tầng thiết bị lắp đặt thành hai tầng hai bên dãy cột B tạo hai hành lang 4m 2m +Tầng 1: Một số thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm thiét bị đun sôi đáy tháp đặt dàn ép cao l,5m, lò đốt lắp đặt hệ thống bê tông cao 0,3m + Tầng 2: Lắp đặt thiết bị xuyên sàn, số thiết bị trao đổi nhiệt, thùng cao vị phòng điều khiển trung tâm 12 X X 5,4m Toàn bơm máy nén tập trung nhà khung thép có mái che 12x12 đặt riêng phía ngồi Trong nhà nhịp 6m, lắp đặt tháp tổng hợp metanol cao 2,4m, tháp chưng cất cao 10,2m, số thùng lắng thiết bị ngưng tụ đỉnh tháp PHẦN V TÍNH TỐN KINH TẾ I MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM vụ CỦA TÍNH TỐN KINH TẾ Tính toán kinh tế phần quan trọng, xem thử dự án có khả thi hay khơng Một phương án tốt đảm bảo trình độ sản xuất,chất lượng, sản phẩm, đồng thời đem lại hiệu kinh tế cao cho nhà sản xuất Với nhiệm vụ chính: - Xác định chi phí cho phương án sản xuất - Xác định giá bán sản phẩm - Xác định hiệu kinh tế phương án kỹ thuật đưa lại để đánh giá tính khả thi mặt kinh tế phương án kỹ thuật II CÁC LOẠI CHI PHÍ II.l Chỉ phí đầu tư xây dựng Bảng 23: Bảng phí đầu tư xây dựng bản: Hạng mục cơng trinh Diện tích m Đơn giá Thành tiền đồng đồng/m2 Khu nhà sản xuất 4008 4.809,6 106 1.200.000 Cơng trình phụ trợ 700.000 5.552 3.886,4.106 * * Chi phí cho khảo sát thiết kế xây dựng tính 1% chi phí xây dựng: 0,01(4680 + 3886,4) 106 = 86,96.106 (đồng) Chi phí cho tổng mặt nhà máy: + Giá đất: 800.000 (đồng/m2) + Kích thước khu đất: 150 X 200 = 30.000 m2 => Chi phí tổng mặt bằng: 30.000 X 800.000 = 24.000.106 (đồng) Vậy tổng chi phí xây dựng là: (4680 + 3886,4 + 86,96+ 24000) 106 = 32653,36 106 (đồng) II.2 Chỉ phí cho mua máy móc thiết bị Chi phí máy móc thiết bị tính cho chi phí vận chuyển lắp đặt trọn gói là: 4,7 106 USD Tỷ giá: 1USD = 15500 (đồng) => Chi phí máy móc thiết bị là: 4,7 106 X 15500 = 72850 106 (đồng) Chi phí cho vận chuyển chuyển giao công nghệ là: 5% X 72850 106 = 3642,5.106 (đồng) Vậy tổng chi phí cho mua máy móc thiết bị là: 72850 106 + 3642,5.106 = 76492,5.106 (đồng) 11.3 Chi phí cho vận hành dây chuyền * Chi phí cho nguyên liệu: Lượng khí tự nhiên tiêu hao 8420,0729 (kg/h) hay 1307,735 (m3/h) Do đó, lượng khí tự nhiên dùng làm ngun liệu năm là: G K T N = , X 8000 = 10461880 (m3/năm) Giá thành lm3 khí tự nhiên 40000 đồng Vậy chi phí cho nguyên liệu là: 10461880 X 40000 = 418475,2.106 (đồng) * Chi phí cho xúc tác: Giá thành lm3 xúc tác Cu-Zn0-Al203 50 triệu đồng Vậy chi phí cho xúc tác là: X 50.106 = 100.106 (đồng) * Chi phí cho nguồn nguyên liệu nhiên liệu khác điện, nước 1500.106 (đồng) 11.4 Chỉ phí cho cơng nhân sản xuất trực tiếp Bảng 24: Chỉ phí cho cơng nhân sản xuất trực tiếp Mức lương Thành tiền STT Nhân viên Số lượng đồng/tháng đồng/tháng Quản đốc 3.500.000 3.500.000 1 Phó quản đốc 3.000.000 6.000.000 Kỹ sư hoá học 2.500.000 15.000.000 Kỹ sư điện, điện tử 2.500.000 10.000.000 Thợ điện 9.000.000 1.800.000 Thợ khí 9.000.000 1.800.000 1.500.000 90.000.000 Công nhân 60 Tổng 83 142.500.000 Tổng lương chi trả cho nhân công phân xưởng năm là: Vậy tổng lương chi trả cho nhân công phân xưởng năm là: 142500000 X 12 = 1710.106đồng/năm Trích lương lấy 10% chi trả cho bảo hiểm xã hội: 10% X 1710.106 = 171 106 đồng/năm Tổng lương phải trả cho nhân công là: (17 10 + 171) 106 = 1881 106 đồng/năm II.5 Chi phí khấu hao tài sản cố định: Khấu hao tài sản cố định vận chuyển dần giá tri vào giá tri thành phẩm làm ra, mục đích tích luỹ để khơi phục hồn tồn giá trị sử dụng chúng thời gian khấu hao để kết thúc 10 năm Giả sử thời gian khấu hao 10 năm: M KI, = p-sv n Mức khấu hao tài sản cố định: Trong đó: P: Giá trị ban đầu tài sản cố định sv: Giá tri lại tài sản cố định n: Thời hạn tính khấu hao p = 32653,36 ,106 + 76492,500.106 = 109145,86 106đồng sv = 10%.p = 10914,586 106đồng n = 10 năm Vậy mức khấu hao là: _ 109145,860.106 -10914,586.106 _ oa-, nnA = -= 98231,274 10 đống KH 10 Khối lượng sản phẩm bán năm: +Metanol: 100000 tấn/năm +Dimetylete: 339,296 tấn/năm Tổng llượng sản phẩm bán năm: 100000 + 339,296 = 100339,296 tấn/năm II.6 Mức khấu hao cho đơn vị sản phẩm: Zl Mức khấu hao cho đơn vị sản phẩm Zl = II.7 100339 296 = °’98-10 đồns/tấn sản Phấm- Mức khấu hao cho nguyên liệu: Z2 418475,200.106 ÌAnf-u\ A* /*' z2 = 100339 296 " 4’140610 đồng/tấn sản Phấm- 11.8 ’ u-í Chỉ phí tiền lương cho sản phẩm: Z3 z, - 1881.10— = 0,0187.106đồng/ sản phẩm 11.9 Chỉ phí cho nhiên liệu lượng: Z4 Bao gồm chi phí điện, khí đốt, nước Chi phí cho sản phẩm là: 100339,296 & F z - -= 0,01495.1 o6 đồng/ sản phẩm & F 100339,296 11.10 Chi phí cho phân xưởng : Z5 Thường chọn chi phí cho phân xưởng 5% giá thành phân xưởng Tổng giá thành phân xưởng: Zpx = Zj + Z2 + Z3 + Z4 + Z5 + Zc Trong đó: Z5 = 0,05Zpxtấn sản phẩm zc: Chi phí chung thuộc phân xưởng chiếu sáng, làm mát Chọn zc = 12% chi phí lương Suy ra: zc = 0,12 X1881.106 = 225,72.106(đồng/năm) Vậy chi phí chung cho sản phẩm là: ' _ 225,72.10 _ c 100339,296 QQ225 o6 (đồng/tấn sản phẩm) é F Vậy: ZpX = (0,98 + 4,1406 + 0,0187 + 0,01495 + 0,05.zpx + 0,00225) 106 ZpX = 5,4279 106 (đồng/tấn sản phẩm) Như vậy: Z5 = 0,2714 106 (đồng/tấn sản phẩm) 11.11 Chỉ phí cho quản lý doanh nghiệp: Z6 Chọn chi phí cho quản lý doanh nghiệp 10% giá thành tồn cơng xưởng (Zcx) zcx = ZpX + Z6 = 5,4279.106 + 0,1.ZpX Suy ra: zcx = 6,6341.106 đồng/ sản phẩm 11.12 Chỉ phí bán hàng: Z7 Chọn chi phí bán hàng 1% giá thành toàn phân xưởng Z7 = 0,01 ZTB Giá thành toàn phân xưởng: ZTB = Zcx + Z7 ZTB= 6,6341.10® + 0,01 Ztb Suy ra: ZTB= 6,7011.106 đồng/ sản phẩm Vậy Z7 = 0,0670 đồng/ sản phẩm III.XÁC ĐỊNH KẾT QUẢ CỦA PHƯƠNG ÁN KỸ THUẬT III Doanh thu phương án kỹ thuật đem lại DT = GB X SP Trong đó: DT: doanh thu, đồng SP: số lượng sản phẩm, GB: giá bán sản phẩm, đồng/ sản phẩm GB = ZTB+ T + LĐM Với: T: thuế VAT, lấy T = 10%.GB Lđm: lãi định mức, lấy LĐM = 5% GB Vậy GB = 6,7011 ,10 + 0,1GB + 0,05 GB Suy ra: GB = 7,8837 106đồng/ sản phẩm Lấy sau: Giá metanol: 12,50.106 đồng/tấn Doanh thu từ metanol: 12,500.106x 100000 = 1250000 106đồng/năm Giá bán dimetylete: 7,00 106 đồng/ Doanh thu từ dimetlete: 7,00.106x 336,296 = 2375,072đồng/năm Tổng doanh thu năm là: DT = (1250000 + 2375,072) = 1252375,072.106đồng/năm 111.2 Lọi nhuận Lợi nhuận = EDT - EChi phí = EDT - (SP X giá thành + thuế) = 1252375,072.106 - (100339,296 X 7,8837.106 + 0,lx 7,8837.106) = 461329,3758 106 đồng/năm 111.3 Hiệu kỉnh tế _ZDT 1252375,072.106 , Frrn — — _! = ^—7 ————7- = 1,733 HQ ZCP 791045,6962.106 r Doanh lợi vốn đầu tư = Lợi nhuận / vốn đầu tư 461329,3758 106 = —- - - - -———; - T — 4,226 / 32653,36.106 111.4 + 76492,500.106 Thòi gian hồn vốn Thời gian hồn vốn = EChi phí / (lợi nhuận + MKH) 791045,6962.106 = -ẽ- = 1,5 (năm) 461329,3758.106 +98231,274.106 Lấy thời gian hoàn vốn năm III.5 Kết luận: Với q trình tính tốn cho thấy thời gian hồn vốn năm Do phương án khả thi nên đưa định thực PHẦN VI AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG I AN TỒN LAO ĐỘNG 1.1 Mục đích Ngành cơng nghiệp hóa dầu nói chung độc hại, trinh lao động sản xuất có nhiều yếu tố gây ảnh hưởng đến sức khỏe người môi trường xung quanh Để đảm bảo quy trình hoạt động nhà máy vấn đề an tồn lao động-vệ sinh mơi trường cần phải quan tâm, thực tốt nội quy, quy định đề Đối với phân xưởng sản xuất metanol, công nhân phải làm việc môi trường độc hại, dể cháy nổ, nguy mắc bệnh nghề nghiệp cao Vì vậy, cơng tác đảm bảo an tồn lao dộng vô thiết thực quan trọng Hàng năm, lãnh đạo nhà máy kết hợp với tổ chức công đoàn nhà máy để tổ chức học tập, bồi dưỡng, kiểm tra an toàn lao động cho tất cán bộ, công nhân phân xưởng 1.2 Công tác đảm bảo an tồn lao động 1.2.1 Cơng tác giáo dục tư tưởng Công tác bảo hộ lao động mang tính chất quần chúng, cơng tác phần lớn cán bộ, công nhân viên chức toàn nhà máy tự giác thực Phân xưởng phải thường xuyên tổ chức tuyên truyền, giáo dục để người thấm nhuần nội quy nhà máy công tác bảo hộ lao động, đồng thời phải thường xuyên kiểm tra việc thực quy đinh an toàn thao tác, kịp thời giải cố xảy 1.2.2 Trang bị bảo hộ lao động Trong nhà máy, phân xưởng sản xuất Metanol việc cấp phát đầy đủ trang thiết bị bảo hộ lao động quần áo, giầy, mũ, găng tay cần thiết Đây yếu tố giúp ngăn ngừa tai nạn lao động bệnh nghề nghiệp Đồng thời cần phải thường xuyên nhắc nhở, kiểm tra việc thực công nhân vấn đề 1.2.3 Các biện pháp kỹ thuật Ngoài việc thường xuyên kiểm tra, nhắc nhở việc thực biện pháp kỹ thuật quan trọng nhất, cụ thể là: + Thực nghiêm chỉnh chế độ bảo dưỡng máy móc đinh kỳ + Trang bị đầy đủ công cụ sản xuất tiêu chuẩn kỹ thuật + Các dụng cụ, thiết bị điện phải che chắn kỹ thuật, đảm bảo an toàn + Các hệ thống chuyển động mơtơ, xích phải bao che chắn + Trang bị bảo dưỡng thường xuyên van tự động + Kiểm tra nguyên liệu trước đưa vào sản xuất + Thường xuyên kiểm tra ống dẫn nguyên liệu sản phẩm + Tuyệt đối phải tuân theo yêu cầu công nghệ, kỹ thuật + Sử dụng hóa chất dễ cháy nổ, gây bỏng phải tuyệt đối an toàn Phân xưởng đặt nơi cách xa khu dân cư, xưởng phải có đủ ánh sáng, thơng thống khơng khí, có đủ diện tích khơng gian cần thiết để công nhân thao tác vận hành, bố trí thiết bị dụng cụ nghiên cứu, cứu hỏa, hệ thống cửa phải thuận tiện, dễ thoát ngồi có hỏa hoạn xảy Khi xảy cháy nổ, cán công nhân xưởng phải nhanh chóng khỏi nơi làm việc, đồng thời sử dụng phương tiện chữa cháy sẵn có kịp thời báo cho phận cứu hỏa nhà máy hay đơn vị phòng cháy chữa cháy gần giúp đỡ 1.2.4 Công tác vệ sinh lao động Cần làm tốt công tác vệ sinh lao động để tránh bệnh nghề nghiệp Trong trinh sản xuất phải có hệ thống thơng gió chiếu sáng cho phân xưởng + Hệ thống thơng gió: Trong q trinh vận hành máy móc, có q trình gia nhiệt, phát nhiệt, có khí độc hại, cần phải có biện pháp thơng gió cho cơng đoạn Ngồi thơng gió tự nhiên, cần bố trí hệ thống hút gió Giải pháp thiết kế kiến trúc để tăng hiệu thơng gió tự nhiên cho phân xưởng sản xuất: - Chọn hình thức mái nhà thích hợp - Chọn hướng nhà hợp lý đón gió mát mùa hè - Đối với phân xưởng sản xuất Metanol mang tính nóng, độc cần phải làm cửa mái có chắn gió bên cửa mái để tăng hiệu ứng đối lưu hút không khí từ nhà ngồi - Thiết kế tầng cửa sổ trở lên - Đặt đường ống dẫn nhiệt ngồi nhà, dẫn đường ống nhánh vào nhà để đỡ làm nóng bầu khơng khí nhà tượng tổn thất nhiệt gây + Hệ thống chiếu sáng: Cần đảm bảo yếu tố chiếu sáng tự nhiên nhân tạo để tạo điều kiện cho công nhân làm việc thoải mái đạt suất cao, tránh bệnh nghề nghiệp Đặc biệt, cần đảm bảo ánh sáng cho công nhân làm việc ca đêm *Các yêu cầu chiếu sáng tự nhiên: - Độ chiếu sáng đảm bảo theo tiêu chuẩn - Độ chiếu sáng phân bố phải tương đối đều, tránh chổ sáng chổ tối - Tránh ánh nắng chiếu trực tiếp vào nhà - Cần phải ý đến u cầu thơng gió, che mưa, che nắng thẩm mỹ kiến trúc chung nhà *Các biện pháp chiếu sáng tự nhiên: - Kết hợp chiếu sáng tự nhiên qua cửa sổ bên qua cửa sổ mái để ánh sáng tốt - Dùng kính chống nóng để lấy ánh sáng - Phải tổ chức lau cửa sổ, cửa kính, cửa mái thường xuyên, sơn trần tường nhà để tận dụng chiếu sáng tự nhiên Khi sơn phải ý đến điều hòa màu sắc, phản chiếu bối cảnh tương phản nhà sản xuất Nên chọn màu nhạt, dịu mát, tránh màu chói, có độ tương phản cao để bảo vệ mắt không gây mệt mỏi cho công nhân + Hệ thống che mưa, che nắng cho phân xưởng sản xuất: Kích thước cửa hợp lý, chọn hình thức che mưa, che nắng thích hợp cho vừa che mưa, che nắng vừa lấy ánh sáng, thơng gió tốt, góp phần tăng vẻ đẹp kiến trúc cho phân xưởng sản xuất + Hệ thống vệ sinh cá nhân: Phân xưởng phải có khu vệ sinh riêng nhà, phải có phòng thay quần áo, tắm rửa, vệ sinh để đảm bảo sức khoẻ cho cơng nhân II BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG Trong nhiều ngành cơng nghiệp, cơng nghiệp hóa chất, cơng nghiệp chế biến dầu mỏ ln ln có hệ thống bình chứa, thiết bị có dung tích, đường ống áp lực cao, Từ thiết bị ln ln có lượng khí chất chứa bên thiết bị ngồi qua khe hở mối hàn, làm nhiễm bầu khơng khí xung quanh Bên cạnh chất thải khí thải nhà máy góp phần làm nhiễm môi trường Nhà máy sản xuất Metanol nhà máy hóa chất q trình làm việc, nhà máy sử dụng lượng nước làm lạnh lớn tạo lượng khí thải tương đối lớn Cùng với lượng khí từ bồn, bể chứa khơng có biện pháp xử lý gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Sau đây, xin đề xuất phương án xử lý chất thải nhà máy sản xuất metanol > Chất thải nhà máy- Biện pháp xử lý, bảo vệ môi trường: +Trong q trình sản xuất khí tổng hợp tạo lượng khí chủ yếu H 2, C02, C O , C H lượng khí chứa lưu huỳnh có lẫn ngun liệu đầu cần làm Phần lớn khí khí độc, đặc biệt C0 hợp chất chứa lưu huỳnh Với thành phần khí thải vậy, ta cho thải vào khí gây nhiễm mơi trường đồng thời lãng phí nguồn nhiên liệu đáng kể Vì vậy, ta thu hồi lượng khí thải này, cho tuần hoàn phần trở lại để ổn định hoạt tính xúc tác, phần lớn lại đưa xử lý để sử dụng cho mục đích khác sản xuất điện cho phân xưởng, dùng cho trinh làm lạnh, sử dụng làm nhiên liệu khí dùng để sản xuất H2 tinh khiết +Trong q trình metanol hố phần hỗn hợp C0 2, CH4, chưa tham gia phản ứng H20 Hỗn hợp sau thu hồi đem xử lý cho tuần hồn trộn với dòng nguyên liệu +Trong trình sản xuất sử dụng lượng nước làm lạnh lớn, cần phải xử lý lượng nước sau thực trình làm lạnh để thu hồi nước đem sử dụng lại Về mặt an toàn lao động bảo vệ môi trường, thiết bị áp lực phải thử nghiệm độ kín cho phép có độ kín khít định (hay độ hở) tiêu chuẩn hóa tùy thuộc theo mức độ độc hại nguy hiểm cháy nổ môi trường chứa đựng bên thiết bị Ngoài ra, hàng tháng định kỳ nhà máy cần kiểm tra chất lượng nước thải khí thải để đảm bảo mơi trường không bị ô nhiễm chất thải từ nhà máy Bên cạnh đó, cán bộ, cơng nhân viên chức nhà máy phải có ý thức bảo vệ môi trường, cảnh quan chung nhà máy, cộng đồng toàn xã hội KẾT LUẬN • Sau trình làm việc nghiên cứu tính tốn, đồ án hồn thành Mặc dù “Tổng hợp metanol từ khí tự nhiên” khơng phải đề tài nghiên cứu mới, song đồ án giải số vấn đề Qua nghiên cứu cho ta thấy tầm quan trọng việc sản xuất Metanol cơng nghệ hố chất nhu cầu giới Việt Nam Đối với nước ta, việc sản xuất Metanol vấn đề mẻ Hiện nay, nước ta chưa có nhà máy sản xuất Metanol Nhưng hy vọng tương lai tới, mà công nghiệp nước ta phát triển việc sản xuất Metanol dễ dàng nguồn nguyên liệu khí tự nhiên nước ta nhiều Metanol sản phẩm trung gian vô quan trọng cơng nghiệp hố chất để tổng hợp nên hợp chất hữu Từ metanol tổng hợp nhiều hợp chất quan trọng khác Quá trinh làm đồ án tốt nghiệp góp phần giúp cho em ôn lại kiến thức số mơn học Hố học Hữu cơ, q trinh thiết bị cơng nghệ hố chất, tính tốn thiết kế máy hoá chất, Qua giúp cho em biết cách tra tài liệu, tra đại lượng hoá lý Phần tổng quan giúp em nắm kỹ cách trình bày nguyên tắc hoạt động dây chuyền cơng nghệ Biết cách phân tích ưu nhược điểm cơng nghệ để từ lựa chọn công nghệ phù hợp để lắp đặt nước ta Biết cách tính tốn cân vật chất cân nhiệt lượng cho số thiết bị Từ thiết kế dây chuyền sản xuất lựa chọn số thiết bị phù hợp lắp đặt cho tổng dây chuyền Mặt khác biết yếu tố ảnh hưởng đến công đoạn dây chuyền, từ đưa cách giải phù hợp Qua cách tính tốn kinh tế xây dựng giúp em lựa chọn dây chuyền sản xuất cho thời gian hoàn vốn ngắn nhất, hiệu nhà máy dựng lên không ảnh hưởng đến môi trường đô thị, khu dân cư di sản văn hoá địa phương Điều em tâm đắc qua đồ án tốt nghiệp giúp em cách làm việc mong muốn học hỏi tìm tòi thầy bạn bè Điều giúp em tự tin trường làm việc độc lập Mặc dù có nổ lực thân thời gian trình độ hạn chế nên em khơng thể tránh khỏi sai sót Kính mong bỏ qua xin tiếp thu ý kiến đóng góp quý báu thầy cô bạn bè để đồ án ngày Đồ án tốt nghiệp hoàn thiện Thiết kế phân xưởng sản xuất Metanol TÀI LIỆU THAM KHẢO 10 11 Nguyễn Thị Minh Hiền Công nghệ chế biến khí tự nhiên khí đồng hành Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật - 2004 Nguyễn Mai Liên Tổng hợp Hữu cơ Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 1964 Lê Mậu Quyền Hoá học vô Nhà xuất Khoa học kỹ thuật - 1999 Bộ mơn nhiên liệu Khoa Hố Hướng dẫn tính tốn cơng nghệ q trình chế biến khí thiên nhiên Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 1974 Hoá học kỹ thuật tổng hợp Hữu Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội -1974 Đoàn Thiên Tích Dầu khí Việt Nam Nhà xuất Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh- 2001 Tổng hợp hợp chất trung gian Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 1996 PTS Trần Xoa, PTS - Nguyễn Trọng Khuông, KS - Hồ Lê Viên Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hố chất, tập I Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội- 1992 PTS - Trần Xoa, PTS - Nguyễn Trọng Khng, PTS - Phạm Xn Toản Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hố chất, tập II Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội- 1999 Wolfgang Garhartz UllmamTs Encyclopedia of Industrial Chemistry - Vol A5, A13, A16 Edited by J K Paul Methanol Technology and Application in Motor Fuels Park Ridge, New Jersey, U.S.A - 1978 12 Hydrocarbon Processing January- 1998 13 Hydrocarbon Processing March- 2001 14 Hydrocarbon Processing March- 2003 = - 1’Q 51Q6 -+ 0,001 + C3, m 2.146,7.10ó.0,95-8.106 Suy ra: s = 0,0295 + 0,0014 = 0,031 m = 31mm Để đảm bảo cho trình làm việc thiết bị ta chọn s = 32 mm Kiểm tra ứng suất thành thiết bị theo phương pháp thử thuỷ lực: p0= p, , N/m2 P^: áp suất thử thuỷ lực, Plh = 1,25 106 = 107N/m2 Pj: áp suất thuỷ tĩnh nước, p, = gpH, N/m2 [9-360] Thay số: Pj = 2,4 X 9,81 X 1000 = 0,0235.106N/m2 Vậy p0 = 10 + (0,0235) 106 = 10,0235.106 N/m2 Thay vào công thức kiểm tra: [A+(S-C)]P, _[1,0+(32-1,4).103]X10,0235_17? 678 2(S-C)ẹh 2(32-1,4).[0 0,95 N/m2 ... PHÁP SẢN XUẤT KHÍ TổNG HỢP [1, 10, 11] Khí tổng hợp sản xuất từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau, theo nhiều phương pháp sản xuất khác Nguồn nguyên liệu để sản xuất khí tổng hợp rắn hay khí, ... triệu tổng số 21 triệu sản phẩm metanol thu từ khí tự nhiên Thị trường metanol giới Sau Amoniac lượng metanol thu từ trình sản xuất metanol từ khí tổng hợp lớn Sản lượng tồn giới vào đầu năm 1989... giảm hiệu suất trình IV CƠNG NGHỆ TỔNG HỢP METANOL TỪ KHÍ TổNG HỢP [1, 5, 7, 10, 11, 13, 14, 15] Hiện nay, metanol sản xuất công nghiệp quy mô lớn chủ yếu phương pháp tổng hợp từ khí tổng hợp Người