Đang tải... (xem toàn văn)
Full_Đồ án tốt nghiệp THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT POLYPROPYLEN 320000 tấnnămFull 4 bản vẽ Cad: Sơ đồ công nghệ + 2 bản vẽ thiết kế và bản vẽ lắp thiết bị chính + 1 bản vẽ mặt bằng phân xưởng.MỤC LỤCDANH MỤC BẢNG ............................................................................................................iDANH MỤC HÌNH ẢNH ..................................................................................................iiDANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................................. iiiMỞ ĐẦU..............................................................................................................................1CHƯƠNG I. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT...............................................................2I.1. Giới thiệu chung về polypropylen ..........................................................................2I.1.1. Lịch sử ra đời và nhu cầu thị trường ..............................................................2I.1.2. Các đặc tính cơ bản của polypropylen............................................................4I.1.3. Phản ứng trùng hợp PP và cơ chế chung của phản ứng trùng.....................9I.2. Nguyên liệu propylen ...................................................................................12I.2.1. Tính chất vật lý..............................................................................................12I.2.2. Tính chất hóa học..........................................................................................13I.2.3. Các nguồn thu nhận propylen ......................................................................14I.2.4. Các phương pháp sản xuất propylen ...........................................................16I.3. Sản xuất propylen từ quá trình cracking naptha. ...........................................20I.3.1. Quá trình cracking có sự tham gia của hơi nước.........................................20I.3.2. Công nghệ sản xuất......................................................................................22I.4. Công nghệ tổng hợp polyropylen.....................................................................25I.4.1. Chất xúc tác và cơ chế phản ứng của quá trình...........................................25I.4.3. Giới thiệu các công nghệ sản xuất ..............................................................31I.4.4. Ảnh hưởng của thông số công nghệ đến hiệu suất sản xuất PP .................46I.5.4. Đánh giá lựa chọn công nghệ ......................................................................48I.5.5. Quy trình công nghệ ....................................................................................51CHƯƠNG II. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ....................................................................54II.1. Tính cân bằng vật chất....................................................................................54II.2. Cân bằng nhiệt lượng.....................................................................................66II.2.1. Giai đoạn gia nhiệt nguyên liệu đầu ............................................................66II.2.2. Giai đoạn duy trì nhiệt độ ở 70oC ..............................................................67II.3. Tính toán thiết bị chính....................................................................................72II.3.1. Thông số thiết kế.........................................................................................72II.3.2. Xác định kích thước hình học thiết bị chính...............................................73II.3.3. Tính chiều dày thiết bị phản ứng.................................................................76II.3.4. Lớp vỏ trao đổi nhiệt...................................................................................77CHƯƠNG III. THIẾT KẾ MẶT BẰNG XÂY DỰNG............................................80III.1. Xây dựng mặt bằng phân xưởng ..................................................................80III.1.1. Yêu cầu chung ..........................................................................................80III.1.2. Địa điểm xây dựng ....................................................................................81III.2. Tính toán kinh tế.............................................................................................85III.2.1. Mục đích ....................................................................................................85III.2.2. Xác định vốn đầu tư cho phân xưởng........................................................85III.2.3. Tính hiệu quả kinh tế ..................................................................................90CHƯƠNG IV. AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ PCCC ..................................................92IV.1. Khái quát chung ............................................................................................92IV.2. Những yêu cầu về an toàn lao động trong phân xưởng...............................93IV.2.1. Yêu cầu về vệ sinh môi trường và mặt bằng .............................................93IV.2.2. Yêu cầu về phòng chống cháy nổ trong phân xưởng................................94IV.2.3. Yêu cầu về an toàn giao thông trong phân xưởng ....................................95IV.2.4. Yêu cầu về phòng chống độc tính của hóa chất ........................................96IV.2.5. An toàn cho công nhân .............................................................................97KẾT LUẬN ............................................................................................................99Danh mục tài liệu tham khảo.............................................................................100
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Hàn Long MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG i DANH MỤC HÌNH ẢNH ii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iii MỞ ĐẦU CHƯƠNG I TỔNG QUAN LÝ THUYẾT I.1 Giới thiệu chung polypropylen I.1.1 Lịch sử đời nhu cầu thị trường I.1.2 Các đặc tính polypropylen I.1.3 Phản ứng trùng hợp PP chế chung phản ứng trùng I.2 Nguyên liệu propylen 12 I.2.1 Tính chất vật lý 12 I.2.2 Tính chất hóa học 13 I.2.3 Các nguồn thu nhận propylen 14 I.2.4 Các phương pháp sản xuất propylen 16 I.3 Sản xuất propylen từ trình cracking naptha 20 I.3.1 Quá trình cracking có tham gia nước 20 I.3.2 Công nghệ sản xuất 22 I.4 Công nghệ tổng hợp polyropylen 25 I.4.1 Chất xúc tác chế phản ứng trình 25 I.4.3 Giới thiệu công nghệ sản xuất 31 I.4.4 Ảnh hưởng thông số công nghệ đến hiệu suất sản xuất PP 46 I.5.4 Đánh giá lựa chọn công nghệ 48 I.5.5 Quy trình cơng nghệ 51 CHƯƠNG II TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 54 II.1 Tính cân vật chất 54 II.2 Cân nhiệt lượng 66 II.2.1 Giai đoạn gia nhiệt nguyên liệu đầu 66 II.2.2 Giai đoạn trì nhiệt độ 70oC 67 SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Hàn Long II.3 Tính tốn thiết bị 72 II.3.1 Thông số thiết kế 72 II.3.2 Xác định kích thước hình học thiết bị 73 II.3.3 Tính chiều dày thiết bị phản ứng 76 II.3.4 Lớp vỏ trao đổi nhiệt 77 CHƯƠNG III THIẾT KẾ MẶT BẰNG XÂY DỰNG 80 III.1 Xây dựng mặt phân xưởng 80 III.1.1 Yêu cầu chung 80 III.1.2 Địa điểm xây dựng 81 III.2 Tính tốn kinh tế 85 III.2.1 Mục đích 85 III.2.2 Xác định vốn đầu tư cho phân xưởng 85 III.2.3 Tính hiệu kinh tế 90 CHƯƠNG IV AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ PCCC 92 IV.1 Khái quát chung 92 IV.2 Những yêu cầu an toàn lao động phân xưởng 93 IV.2.1 Yêu cầu vệ sinh môi trường mặt 93 IV.2.2 Yêu cầu phòng chống cháy nổ phân xưởng 94 IV.2.3 Yêu cầu an tồn giao thơng phân xưởng 95 IV.2.4 u cầu phòng chống độc tính hóa chất 96 IV.2.5 An tồn cho cơng nhân 97 KẾT LUẬN 99 [Danh mục tài liệu tham khảo] 100 SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Hàn Long DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Mức tiêu thụ PP theo đầu người nơi khác giới Bảng 1.2 Tính chất lý PP Bảng 1.3 Thành phần loại xúc tác Ziegler – Natta 28 Bảng 2.1 Thành phần dòng propylen đầu vào 54 Bảng 2.2 Thành phần dòng H2 55 Bảng 2.3 Độ chuyển hóa propylen hydro thiết bị phản ứng 55 Bảng 2.4 Bảng cân vật chất thiết bị preR 61 Bảng 2.5 Bảng cân vật chất thiết bị R1 62 Bảng 2.6 Bảng cân vật chất cho thiết bị R2 62 Bảng 2.7 Bảng cân vật chất cho thiết bị tách cao áp 63 Bảng 2.8 Bảng cân vật chất cho thiết bị lọc sơ 63 Bảng 2.9 Bảng cân vật chất cho thiết bị tách thấp áp 64 Bảng 2.10 Bảng cân vật chất cho tháp stripping 64 Bảng 2.11 Bảng cân vật chất thiết bị xử lý nước 65 Bảng 2.12 Bảng cân vật chất thiết bị lọc tay áo 65 Bảng 3.1 Các hạng mục cơng trình 82 Bảng 3.2 Kích thước phân xưởng 84 Bảng 3.3 Bố trí nhân cơng phân xưởng 88 Bảng 3.4 Chi phí sản xuất cho sản phẩm 90 Bảng 3.5 Giới hạn cháy nổ hỗn hợp hydrocacbon với không khí 94 SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803 i Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Hàn Long DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Biểu đồ doanh thu từ loại nhựa Mỹ giai đoạn 2014 – 2026 Hình 1.2 Cấu trúc isotactic polypropylen Hình 1.3 Cấu trúc atactic polypropylen Hình 1.4 Cấu trúc syndiotactic polypropylen Hình 1.5 Độ dãn dài số polyme thường gặp Hình 1.6 Cơng thức cấu tạo propylen 12 Hình 1.7 Các nguồn thu nhận propylen 15 Hình 1.8 Các phản ứng xảy trình nhiệt phân 20 Hình 1.9 Cơng nghệ sản xuất olefin phương pháp cracking naphtha 23 Hình 1.10 Sơ đồ chưng cất tách sản phẩm khí q trình steam cracking nguyên liệu naphta 24 Hình 1.11 Sơ đồ hồn thiện phân xưởng steam cracking 25 Hình 1.12 Sơ đồ sản xuất PP theo công nghệ spheripol 33 Hình 1.13 Sơ đồ sản xuất polypropylen theo công nghệ HYPOL 38 Hình 1.14 Sơ đồ sản xuất PP theo công nghệ NOVOLEN 40 Hình 1.15 Sơ đồ cơng nghệ sản xuất PP theo cơng nghệ Unipol 43 Hình 1.16 Sơ đồ sản xuất PP theo công nghệ Innovenve 45 Hình 2.1 Phần ống uốn 74 Hình 2.2 Phần ống chữ U 75 Hình 2.3 Phần ống ráp nối V3-2 75 Hình 2.4 Thiết bị phản ứng 79 SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803 ii Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Hàn Long DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt aPP Atactic polypropylene Cấu trúc vơ định hình PP FCC Fluid cracking catalyst Quá trình cracking xúc tác iPP Isotactic poylropylene Cấu trúc tinh thể trật tự PP MTO Methanol to olefins Chuyển hóa metanol thành olefin MTP Methanol to propylene Chuyển hóa metanol thành propylen PCCC - Phòng cháy chữa cháy PDH Propane dehydrogenation Đề hydro hóa propan PE Polyethylene Polyetylen PP Polypropylene Polypropylen preR Preparative reactor Thiết bị tiền phản ứng PS Polystyren Polystyren PVC Polyvinyl clorua Polyvinyl clorua R1 Reactor Thiết bị phản ứng thứ R2 Reactor Thiết bị phản ứng thứ RCP Random copolypropylene PP đồng trùng hợp ngẫu nhiên sPP Syndiotactic polypropylene Cấu trúc tinh thể luân phiên trật tự PP SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803 iii Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Hàn Long MỞ ĐẦU Công nghiệp tổng hợp hợp chất polyme ngành khoa học nghiên cứu việc tổng hợp chất hữu có ứng dụng rộng rãi đời sống cách tận dụng nguồn nguyên liệu từ dầu mỏ Nhu cầu sử dụng polyme công nghiệp lĩnh vực khác đời sống tăng nhanh Trong polypropylen (PP) loại polyme nhiệt dẻo sử dụng rộng rãi giới khả ứng dụng cao Chất liệu polypropylen có tính chất đặc trưng nên sử dụng nhiều ngành như: Sản xuất thành sợi bao bì sản phẩm; làm lớp màng phủ bề mặt sản phẩm; sử dụng chế tạo sản phẩm nhựa cần độ an tồn cao bình sữa cho trẻ em, đồ chơi, kim tiêm y tế,…Sản xuất dụng cụ phòng thí nghiệm lọ, chai đựng hóa chất,… Ở nước ta có nhà máy lọc hóa dầu Dung Quất sản xuất PP hoạt động dự án vào hoạt động năm dự án sản xuất hạt nhựa polypropylen Phú Mỹ, dự án sản xuất polyporopylen Bà Rịa – Vũng Tàu công ty hóa chất Hàn Quốc Hyosung Vì vậy, việc nghiên cứu thiết kế xây dựng nhà máy sản xuất polypropylen yêu cầu cần thiết cấp bách mang tính xã hội, kinh tế phù hợp với nhịp độ tăng trưởng, phát triển chung đất nước Từ phân tích em định chọn đề tài “ Thiết kế phân xưởng sản xuất polypropylen công suất 320 000 tấn/năm từ nguyên liệu propylen trình cracking naptha” làm đề tài đồ án tốt nghiệp đại học Đồ án em chia làm chương: Chương I Tổng quan sản phẩm nguyên liệu Chương II Tính tốn thiết kế Chương III Tính tốn mặt xây dựng tính tốn kinh tế Chương IV An tồn lao động phòng cháy chữa cháy SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG I GVHD: TS Nguyễn Hàn Long TỔNG QUAN LÝ THUYẾT I.1 Giới thiệu chung polypropylen I.1.1 Lịch sử đời nhu cầu thị trường Việc phát minh polypropylen đầu năm 1950 Nổi bật nhóm phát minh Montecatini (có góp mặt giáo sư Giulio Natta đồng đạt giải nobel 1963 với Karl Ziegler) nhóm Ziegler Polypropylen hình thành từ q trình trùng hợp (polyme hóa) phối trí với có mặt xúc tác Ziegler – Natta Polypropylen đưa thị trường lần vào năm 1957 công ty Montecatini, Italia Ngay sau đó, sản xuất hàng loạt châu Âu, Mỹ Nhật Theo thời gian phát triển, công suất chất lượng polypropylen thương mại ngày cải thiện Polypropylen sản xuất phương pháp hóa học ứng dụng rộng rãi tất ngành Hiện nay, polypropylen loại nhựa dẻo thông dụng sản xuất hàng chục triệu năm tồn giới khơng thua PVC Polypropylen có tính chất nhiệt, cơ, lý tuyệt vời sử dụng nhiệt độ phòng PP tương đối cứng, có nhiệt độ nóng chảy cao, khối lượng riêng thấp khả chống va đập tương đối tốt [12] Nhu cầu thị trường nhựa toàn cầu đạt 26,73 triệu với doanh thu 32% năm 2016 Việc thay kim loại hợp kim với hợp chất nhựa (có khối lượng nhẹ hơn) tương ứng yếu tố then chốt ảnh hưởng đến mơ hình tiêu thụ ngành nhựa Ngành công nghiệp nhựa phụ thuộc nhiều vào công nghệ tiên tiến, yêu cầu cao tính linh hoạt vật liệu, ngồi yếu tố khác nguồn nguyên liệu sẵn có, quy trình sản xuất, kiện trị – xã hội có tác động đáng kể đến quy mô ngành nhựa năm gần SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Hàn Long Triệu USD Hình 1.1 Biểu đồ doanh thu từ loại nhựa Mỹ giai đoạn 2014 – 2026 [12] Theo biểu đồ PP sản phẩm tiêu thụ nhiều sau PE Ô tơ, bao bì, hàng tiêu dùng máy móc cơng nghiệp lĩnh vực ứng dụng tăng trưởng Về lĩnh vực sản xuất ô tô, quy định liên quan đến giảm trọng lượng xe cộ hiệu suất nhiên liệu thúc đẩy nhu cầu sử dụng vật liệu nhựa Các nguyên liệu polypropylen (PP) polyethylen (PE) chứng kiến tăng trưởng to lớn tiêu thụ ngành công nghiệp ô tơ, bao bì xây dựng Tuy nhiên ngun nhân gây cản trở tăng trưởng ngành nhựa vật liệu khó phân hủy sử dụng hóa chất độc hại Bao bì dẫn đầu thị trường với thị phần 50% năm 2014, ô tô Thiết bị công nghiệp sở thị trường phát triển nhanh dự báo Nhu cầu PP tăng cao ngành công nghiệp bao bì thực phẩm đồ uống, với nhu cầu tăng với xe hạng nhẹ dự đoán thúc đẩy thị trường PP năm tới Khu vực Châu Á – Thái Bình Dương thị trường nhất với PP nhu cầu cao từ ngành công nghiệp phát triển Nhu cầu châu Âu dự kiến tăng nhu cầu sử dụng PP nhiều vật liệu thông thường thủy tinh, kim loại Trung Quốc lên ông lớn sản xuất tiêu thụ PP Thị trường Trung Quốc Ấn Độ dự kiến nhu cầu tiêu thụ PP 12 triệu giai đoạn từ 2011 – 2020 [12] SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Hàn Long Bảng 1.1 Mức tiêu thụ PP theo đầu người nơi khác giới Nước – Khu vực Tiêu thụ bình theo quân đầu người ( kg ) Thế giới 7,9 Trung Quốc 12,9 Tây Âu 17,7 Mỹ 17,9 Nam Mỹ 5,7 Thổ Nhĩ Kỳ 23 Việt Nam 8,8 Ấn Độ 2,6 Châu Phi 1,5 Nhìn vào mức tiêu thụ bình quân đầu người khu vực khác ta thấy Châu Á – Thái Bình Dương khu vực có nhu cầu nhiều Xu hướng ngày tăng khu vực châu Á – Thái Bình Dương, Trung Đơng, châu Phi dự kiến tiếp tục tương lai I.1.2 Các đặc tính polypropylen [8], [6] I.1.2.1 Cấu trúc PP Polypropylen hợp chất cao phân tử có cơng thức hóa học chung là: Ba loại cấu trúc lập thể polypropylen atactic polypropylen, syndiotactic polypropylen, isotactic polypropylen SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Hàn Long ▪ Isotactic polypropylen: Có nhóm – CH3 nằm phía mặt phẳng cấu hình đồng phân quang học, dạng tinh thể Có tính chất khơng tan heptan sơi có nhiệt độ điểm chảy khoảng 165oC Hình 1.2 Cấu trúc isotactic polypropylen ▪ Atactic polypropylen: Có nhóm - CH3 xếp ngẫu nhiên khơng theo quy luật nào, vơ định hình kết dính tốt Hình 1.3 Cấu trúc atactic polypropylen ▪ Syndiotactic polypropylen: Có nhóm – CH3 xếp luân phiên trật tự hai mặt phẳng SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803 Đồ án tốt nghiệp ▪ GVHD: TS Nguyễn Hàn Long Vốn đầu tư khai thác + Chi phí mua nguyên liệu: Propylen sản xuất từ trình cracking naphtha cập nhật giá bán 490 USD/tấn = 11,4 triệu/tấn [21] Xúc tác ziegler-natta tra giá bán 60 €/tấn = 15,6 triệu/tấn [22] Những nguyên liệu khác lượng nhỏ ta tính giá chung triệu/tấn Lượng proypylen: 40 000 x 8000 = 320 000 tấn/năm Lượng xúc tác: (2 + 8) x = 80 tấn/năm Lượng Hydro: 0,767 x = 6,136 tấn/năm Lượng pentan: 30 x = 240 tấn/năm Vậy chi phí mua nguyên liệu là: 320 000 x 11,4 + 80 x 15,6 + (6,136 + 240) x = 650 478,68 triệu VNĐ/năm Tính cho sản phẩm 650 478,68/320 000 = 11,41 triệu VNĐ/tấnPP + Chi phí cho điện nước: - Nước: Nước làm mát sử dụng cho thiết bị x 200 = 400 (m3/h) Giả thiết nước sử dụng để gia nhiệt nguyên liệu đầu sử dụng cho thiết bị phụ thiết bị trao đổi nhiệt khác 30% nước làm mát cho thiết bị Vậy tổng lượng nước sử dụng là: 400 + 400 x 30% = 520 (m3/h) Giá nước cơng nghiệp 2019 10 000 VNĐ/m3 Vậy chi phí sử dụng nước là: 520 x 10 000 x 8000 = 41 600 triệu VNĐ/năm - Điện: Ước tính phân xưởng sử dụng 1000 kW cho sản xuất, chiếu sáng sinh hoạt, giá điện công nghiệp 2200 VNĐ/kWh SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803 87 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Hàn Long Vậy chi phí sử dụng điện là: 1000 x 8000 x 2200 = 17 600 triệu VNĐ/năm Tổng chi phí điện nước: 41 600 + 17 600 = 59 200 triệu VNĐ/năm Tính cho sản phẩm 59 200/320 000 = 0,185 triệu/tấnPP + Tổng chi phí nhân công: Để điều khiển phân xưởng hoạt động liên tục cần phải có người vận hành phân xưởng ngày làm việc chia làm ca 6h 14h 22h 6h Bảng 3.3 Bố trí nhân cơng phân xưởng Số TT Chức vụ Số lượng Lương tháng USD/người USD/năm Quản đốc 2000 24 000 Phó quản đốc 1500 18 000 Kỹ sư công nghệ 1000 72 000 Cán thí nghiệm 700 50 400 Cơng nhân 12 600 86 400 Thợ khí 600 64 800 Thợ điện 600 64 800 Tổng 44 - 380 400 Nhà máy thực việc trả loại bảo hiểm cho công nhân chiếm 21% lương: 380 400 x 21% = 79 884 USD/năm SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803 88 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Hàn Long Chi phí lương cho cán công nhân viên làm việc phân xưởng là: 380 400 + 79 884 = 460 284 USD/năm Hay: 10 690,46 triệu VNĐ/năm Tính cho sản phẩm: 10 690,46/320 000 = 0,033 triệu VNĐ/tấnPP + Chi phí khấu hao cho phân xưởng Để đơn giản ta lấy: - Khấu hao thiết bị 10%: 019 500 x 10% = 101 950 triệu VNĐ/năm - Khấu hao xây dựng 15%: 12 780 x 15% = 1917 triệu VNĐ/năm Khấu hao tài sản cố định là: 101 950 + 1917 = 103 867 triệu VNĐ/năm Giả sử khấu hao khác chiếm 20% khấu hao tài sản cố định tổng khấu hao phân xưởng là: 103 867 x 120% = 124 640,4 triệu VNĐ/năm Khấu hao sản phẩm: 124 640,4/320 000 = 0,39 triệu VNĐ/tấnPP + Tổng chi phí sản xuất chung Chi phí khác cho phân xưởng lấy 2% chi phí sản xuất (CPSX) CPSX = 0,02 x CPSX + KH + TL + NL Trong đó: KH: Chi phí khấu hao TL: Chi phí trả lương NL: Chi phí nguyên liệu, nước, nước, lượng CPSX = 0,02 x CPSX + 0,39 + 0,033 + 11,6 CPSX = 12,26 triệu VNĐ/tấnPP Chi phí quản lý doanh nghiệp chi phí bán hàng lấy 2% CPSX CPQB = 12,26 x 2% = 0,25 triệu VNĐ/tấnPP SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803 89 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Hàn Long Bảng 3.4 Chi phí sản xuất cho sản phẩm Số TT Các khoản mục Triệu VNĐ/tấnPP Chi phí cho vật liệu đầu vào 11,41 Chi phí cho điện nước 0,185 Chi phí tiền lương 0,033 Khấu hao 0,39 Các chi phí khác cho phân xưởng 0,25 Chi phí quản lý bán hàng 0,25 Tổng 12,52 Tính cho năm: Vốn đầu tư khai thác là: 12,52 x 320 000 = 005 760 triệu VNĐ/năm III.2.3 Tính hiệu kinh tế Cập nhật giá bán sản phẩm polypropylen thị trường 720 USD/tấn PP [23], hay 16,72 triệu VNĐ + Doanh thu: 16,72 x 320 000 = 350 400 triệu VNĐ + Lợi nhuận: Doanh thu – Tổng chi phí khai thác – Thuế - Thuế VAT %: Thuế VAT đầu = 10% Doanh thu + 10% Chi phí lượng = 10% x 350 400 + 10% x 59 200 = 540 960 triệu VNĐ/năm - Thuế VAT đầu vào = 10% Chi phí đầu tư nguyên liệu = 10% x 650 478,68 = 365 047,8 triệu VNĐ/năm Thuế VAT = Thuế VAT đầu – Thuế VAT đầu vào = 175 912 triệu VNĐ/năm Lợi nhuận = 350 400 – 005 760 – 175 912 = 168 728 triệu VNĐ/năm SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803 90 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Hàn Long + Xác định thời gian thu hồi vốn: T= VSX LN + KH VSX: Là vốn sản xuất VSX = Vốn đầu tư khai thác + Vốn đầu tư cố định = 005 760 + 123 880 = 129 640 triệu VNĐ/năm LN: Lợi nhuận, LN = 168 728 triệu VNĐ/năm KH: Tổng khấu hao, KH = 124 640,4 triệu VNĐ/năm T = 129 640/(1 168 728 + 124 640,4) = 3,97 (năm) Như phương án xây dựng có hiệu kinh tế tốt cho phép thời gian thu hồi vốn năm 11 tháng ngày khả sinh lời cao SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803 91 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Hàn Long CHƯƠNG IV AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ PCCC IV.1 Khái quát chung Trong trình sản xuất nhà máy hố chất nói chung nhà máy sản polypropylen nói riêng vấn đề an tồn lao động bảo vệ mơi trường quan trọng Ta biết sản phẩm chế biến từ dầu mỏ dầu mỏ khai thác chất dễ gây cháy nổ trình sử dụng bảo quản Không chúng cháy bị dò ngồi mơi trường gây ảnh hưởng đến sức khoẻ người gây ô nhiễm môi trường, đặc biệt gây ô nhiễm môi trường nước mơi trường khơng khí Chính lý mà vấn đề an toàn lao động bảo vệ môi trường trọng phân xưởng hố chất nói chung nhà máy lọc hoá dầu phân xưởng sản xuất PP nói riêng Chi phí dành cho cơng tác chiếm đến 40% chi phí vận hành nhà máy Một vấn đề cần quan tâm an toàn cháy, nổ Tất nhiên có ngun nhân gây tai nạn khác Có thể phân chia nguyên nhân gây tai nạn thành ba nhóm: - Nguyên nhân kỹ thuật: Nguyên nhân phụ thuộc chủ yếu vào tình trạng máy móc, thiết bị đường ống, nơi làm việc…bao gồm: + Sự hư hỏng máy móc dụng cụ, phụ tùng + Sự hư hỏng đường ống, rò rỉ khí + Các kết cấu thiết bị, dụng cụ, phụ tùng khơng hồn chỉnh + Khơng đảm bảo khoảng cách an tồn máy móc + Thiếu rào chắn,ngăn che… - Nguyên nhân tổ chức: SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803 92 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Hàn Long Nguyên nhân phụ thuộc vào việc tổ chức giao nhận công việc không quy định bao gồm: + Vi phạm quy tắc quy trình kỹ thuật + Tổ chức lao động, chỗ làm việc không yêu cầu + Giám sát kỹ thuật không đầy đủ + Phạm vi chế độ làm việc + Sử dụng lao động không ngành nghề, chuyên môn + Người lao động chưa nắm vững điều lệ, quy tắc an toàn lao động - Ngun nhân vệ sinh: + Mơi trường khơng khí bị nhiễm + Điều kiện hậu khơng thích nghi + Cơng tác chiếu sáng thơng gió khơng tốt + Tiếng ồn chấn động mạnh + Vi phạm điều lệ vệ sinh cá nhân IV.2 Những yêu cầu an toàn lao động phân xưởng IV.2.1 Yêu cầu vệ sinh môi trường mặt - Mặt phân xưởng nhà máy phải đảm bảo điều kiện thải chất độc thuận lợi mặt phải đủ cao tiêu nước tránh tượng ngấm nước từ vào - Mặt phải ý đến hướng gió hướng mặt trời - Các phận sản xuất có bụi, khí độc, có tiếng ồn cần bố trí cuối hướng gió SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803 93 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Hàn Long - Bố trí hướng nhà máy theo hướng mặt trời cho chống nắng tốt điều kiện chiếu sáng tự nhiên tốt nhất, khoảng cách chiếu sáng tự nhiên nhà xưởng xác định theo công thức sau: B = 1/2x(H + h), m Trong đó: B khoảng cách nhà xưởng H, h: Chiều cao tòa nhà đứng cạnh - Vị trí nhà máy phải có khoảng cách an tồn với khu dân cư, phân xưởng hơi, bụi độc hại ngồi cần bố trí cuối hướng gió chủ đạo đồng thời cần lưu ý đến cường độ gió - Nước thải sinh hoạt nguy hiểm cần phải xử lý làm nước trước thải ngồi sơng hồ Nước thải sản xuất sau làm nguội thiết bị trao đổi nhiệt, lượng nước ngưng tiếp xúc trực tiếp hay không trực tiếp với độc phải tiến hành xử lý - Kiểm tra đường ống, thiết bị định kì, để xử lý kịp thời tượng rò rỉ mơi trường IV.2.2 u cầu phòng chống cháy nổ phân xưởng Như biết nguyên liệu sản phẩm trình dễ gây cháy nổ Vì vấn đề đặc biệt quan tâm phòng chống cháy nổ Dưới yêu cầu cháy nổ: - Khi bố trí nhà kho, bể chứa cần ý yêu cầu phòng chống cháy nổ Bảng 3.5 Giới hạn cháy nổ hỗn hợp hydrocacbon với khơng khí Thành phần Giới hạn (%V) Giới hạn (%V) Propylen 11,1 Propan 2,2 9,5 SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803 94 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Hàn Long - Khống chế khẳ xuất nguồn cháy rò rỉ thiết bị, thùng chứa tạo hỗn hợn cháy nổ với khơng khí Tức phải đảm bảo nồng độ cho phép chất cháy dạng hơi, khí khơng khí nằm ngồi giới hạn cháy nổ - Phải có thiết bị phòng cháy đặt cố định bể chứa, thiết bị, nhà kho, có cố xảy cháy nổ phải tự động làm việc thiết bị lưu động nhằm hỗ trợ với thiết bị cố định nhằm dập tắt sau có cháy nổ xảy - Đối với nhà máy hóa chất phải có nhà cứu hỏa phận cứu hỏa thường trực Nhà cứu hỏa nới cất giữ phương tiện, dụng cụ phòng chữa cháy Nhà cứu hỏa phải đặt vị trí thuận tiện để sử dụng nhanh có cố xảy Thiết bị phân xưởng làm việc điều kiện áp suất cao, sản phẩm chủ yếu khí dễ gây cháy nổ, phải có khoảng cách nhà xưởng vị trí thích hợp nhằm đảm bảo an tồn cho người thi hành công việc đảm bảo hạn chế ảnh hưởng đến thiết bị khác Nhà xưởng phải thoáng, cần ý đến hướng gió Cần phải có công tác bảo hộ lao động đặc biệt phòng chống cháy nổ Các thùng, bể chứa phải kiểm tra định kỳ thiết bị an toàn nhằm khác phục hỏng hóc kịp thời - Đối với người vào nhà máy phải xuất trình giấy tờ không mang chất dễ gây cháy nổ vào nhà máy, phải đồng ý ban bảo vệ vào khu vực nhà máy, người khơng có nhiệm vụ khơng vào khu vực nhà máy - Đối với công nhân viên, phải thực quy định an tồn lao động Cơng nhân phải học tập an toàn cháy nổ trước vào nhà máy Phải kiểm tra định kỳ kiến thức an toàn để bổ sung kiến thức cho công nhân viên nhà máy - Trong nhà máy không dùng nguồn lửa nhỏ, không hút thuốc làm việc, khơng lại giày đinh dễ gay chớp lửa dẫn đến cháy nổ Không mang theo vật liệu dễ chay nổ vào nơi làm việc nhằm đảm bảo tối đa an toàn nhà máy IV.2.3 u cầu an tồn giao thơng phân xưởng Trong nhà máy nhiều đường giao thông việc lại phải đảm bảo khoa học không để xảy tai nạn, đảm bảo cho việc lại có cố xảy Muốn đạt điều kiện cần bố trí đường lại nhà máy cách hợp lý SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803 95 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Hàn Long - Đường tơ phải có lề đường vỉa hè dành cho người - Đường chiều phải có chiều rộng tối thiểu 3,5 m, - Đường hai chiều phải có chiều rộng tối thiểu m Để đảm bảo chữa cháy tốt đường phải dẫn phân xưởng từ hai phía Nếu đường cụt phải có bãi quay đầu xe bên bề rộng 12 m IV.2.4 u cầu phòng chống độc tính hóa chất Bên cạnh tai nạn thể xảy cháy nổ vấn đề cần quan tâm “ Độc tính hóa chất cách phòng chống” Như ta biết hầu hết hóa chất cơng nghiệp điều kiện định gây tác hại cho người Hai hóa chất chủ yếu có nguyên liệu sản phẩm propylen propan Các bước sơ cứu: + Bước Trường hợp tay nạn tiếp xúc theo đường mắt ( bị văng, dây vào mắt) Thận trọng rửa mắt nước Tháo bỏ kính áp tròng đeo thấy dễ dàng Sau tiếp tục rửa mắt nước 15 phút giữ cho mí mắt hở Chuyển nạn nhân đến sở y tế gần để có chăm sóc + Bước Trường hợp tai nạn tiếp xúc da (bị dây vào da) Cởi bỏ quần áo bị dính sản phẩm Rửa phận bị dính bẩn với nước (và xà phòng có thể) + Bước Trường hợp tay nạn tiếp xúc theo đường hơ hấp (hít thuở phải hóa chất nguy hiểm dạng hơi, khí) Chuyển nạn nhân nơi thống khí Nếu khơng hồi phục nhanh chóng, chuyển nạn nhân đến sở y tế gần để có điều trị Giữ ngực nạn nhân tư thuận lợi cho hô hấp + Bước Trường hợp tay nạn theo đường tiêu hóa (ăn uống nuốt nhầm hóa chất) Ngay gọi trung tâm cấp cứu gọi bác sĩ Khơng kích ứng gây nơn Nếu nạn nhân nơn ói, giữ cho đầu thấp hơng để tránh hít vào SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803 96 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Hàn Long IV.2.5 An tồn cho cơng nhân - Khơng mang theo bật lửa vào chỗ làm việc Phải mặc quần áo bảo hộ lao động tắt điện thoại di động - Khi làm việc cao phải có dây an tồn, dây an tồn phải có phận giảm xóc Nếu làm độ cao lớn 2m phải lắp đặt sàn thao tác giàn tháo lắp dựng tháo dỡ bới người có chun mơn - Khi làm việc khơng gian hạn chế có mối nguy hiểm cần huấn luyện cho công nhân viên làm việc khơng gian đó, phải có giấy phép giá trị để vào khu khơng gian hạn chế Cần có người canh chừng thường xun đảm bảo thơng gió, khơng khí cho khu vực khơng gian hạn chế - Khi làm việc với hóa chất cần ý biển báo, phải hiểu MSDS (Material Safety Data Sheet) hóa chất mang thiết bị bảo hộ lao động cần thiết theo yêu cầu - Kiểm tra sức khỏe định kỳ cho công nhân để kịp thời phát điều trị, thay đổi môi trường làm việc cho công nhân - Thực quy định sức khỏe cho cán công nhân viên Khi làm việc công nhân phải trang bị dụng cụ, trang phục bảo hộ phù hợp 1.1 An toàn thiết bị, an tồn điện, mơi trường - Khi thiết kế phải thõa mãn điều kiện an toàn, thuận lợi Khi thao tác phải phù hợp với thể lực, thần kinh đặc điểm người sử dụng - Khi sử dụng cần phải đảm bảo quy tác an toàn, ly dẫn điện, che chắn học, thiết bị điện phải có dây nối đất, phải sử dụng gang ủng cao su Khi sửa chữa không dùng điện 220 V mà dùng điện 120 V thắp sáng Cấm dùng búa sắt, giầy có đinh lại làm việc khu vực sản xuất - Nguồn nước thải nhà máy phải xử lý hợp chất có hại hệ thống sử lý nước thải thải ngồi tránh nhiễm mơi trường nguồn nước dân cư lân cận Các thiết bị phản ứng hệ thống bể chứa nguyên liệu, SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803 97 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Hàn Long bể chứa sản phẩm từ dầu mỏ phụ gia cho cơng nghiệp hố dầu cần phải đảm bảo độ kín, nhằm tránh tường rò rỉ mơi trường gây nhiễm mơi trường - Khí thải từ phân xưởng phải xử lí đến đạt yêu cầu mức độc hại cho phép thải ngồi mơi trường SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803 98 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Hàn Long KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu, nghiên cứu thực với cố gắng thân hướng dẫn tận tình thầy TS Nguyễn Hàn Long, em hoàn thành thời gian quy định đồ án tốt nghiệp với đề tài: “ Thiết kế phân xưởng sản xuất polypropylen từ nguyên liệu q trình cracking naphta có suất 320 000 tấn/năm ” Trong đồ án em giải vấn đề sau: - Tìm hiểu chung polypropylen, tính chất hóa lý ứng dụng vơ quan trọng PP đời sống Tìm hiểu công nghệ cracking naphta sản xuất nguồn nguyên liệu propylen, đặc tính ngun liệu Tìm hiểu xúc tác Ziegler Natta yếu tố ảnh hưởng đến q trình - Tìm hiểu cơng nghệ sản xuất PP giới, từ lựa chọn cơng nghệ phù hợp - Tính tốn cân vật chất, cân nhiệt lượng, tính tốn kích thước thiết bị q trình sản xuất popylpropylen - Lựa chọn địa điểm xây dựng phân xưởng nhà máy lọc hóa dầu Long Sơn thuộc KCN Long Sơn, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu Tính tốn kích thước thiết kế mặt tổng thể toàn phân xưởng - Tính tốn chi phí cho phân xưởng, doanh thu, lợi nhuận thời gian thu hồi vốn - Tìm hiểu vấn đề chung cần ý cơng tác an tồn lao động vệ sinh mơi trường phân xưởng Tuy cố gắng hết sức, hạn chế vê kiến thức, thời gian, kinh nghiệm thực tế nên đồ án khó thể tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận góp ý, bảo thầy để em tích lũy thêm hiểu biết kinh nghiệm Hà Nội, ngày 10 tháng 06 năm 2019 Sinh viên Lê Ngọc Sơn SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803 99 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Hàn Long [Danh mục tài liệu tham khảo] Tài liệu tham khảo Tiếng Anh A Chauvel, G Lefebvre, and A Chauvel, Synthesis-gas derivates and major hydrocarbons Paris: Éditions Technip [u.a.], 1989 A Shamiri et al., “The Influence of Ziegler-Natta and Metallocene Catalysts on Polyolefin Structure, Properties, and Processing Ability,” Materials, vol 7, no 7, pp 5069–5108, Jul 2014 Ante Jukic, Petroleum refining and Petrochemical Processes, Production of OlefinSteam cracking of hydrocarbons, Faculty of Chemical Engineering and TechologyUniversity of Zagreb, 2013 Christopher Dean, Naphtha Catalytic Cracking for Propylene Production by FCCU, Coking and CatCracking Conference New Delhi, India, 2013 Dr Alexandra Romina Albunia, Dr Floran Prades, Dusan Jeremic, Multimodal polymers with supported catalysts New York, NY: Springer Science and Business Media, 2019 E P Moore, Ed., Polypropylene handbook: polymerization, characterization, properties, processing, applications Munich ; New York : Cincinnati: Hanser Publishers ; Hanser/Gardner Publications, 1996 Fem repost iterm: R200, R201, R202 Starbility analisys of loop reactor, korea engineering consulting, Inc J E Mark, Ed., Polymer data handbook, 2nd ed Oxford, New York: Oxford University Press, 2009 K V Raj and K Vanka, “Understanding Ziegler–Natta catalysis through your laptop,” Resonance, vol 22, no 11, pp 1025–1037, Nov 2017 10 LG international Corp, Feasibility study of a polypropylen facility at Dung Quat Vietnam, June 2006 11 Petrochemical Processes 2010 SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803 100 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Hàn Long 12 Plastic compounding market analysis by product (polyethylene, polypropylen, TPV, TPO, PVC, polystyrene, PET, PBT, polyamide, polycarbonate, ABS), by application, and segment orecasts 2018 – 2026, 2019 13 PP technology 14 S E Kufeld et al., “Slurry polymerization reactor having large length/diameter ratio,” US7033545B2, 25-Apr-2006 15 UOP LLC, A Honeywell Company, UOP Light Olefin solutions for propylen and Ethylene Production, 2011 Tài liệu tham khảo Tiếng Việt 16 Bộ môn xây dựng công nghiệp, Cơ sở xây dựng nhà công nghiệp , Đại học Bách Khoa Hà NộI, 1996 17 Đỗ Đình Răng cộng sự, Hóa học hữu Tập 1, NXB Giáo dục, Hà Nội, 2006 18 Hoàng Trọng Yêm, Hóa học hữu tập – Nhà xuất Bách Khoa Hà Nội, 2014 19 Phạm Thanh Huyền, Nguyễn Hồng Liên, Cơng nghệ tổng hợp hữu – hóa dầu, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2006 20 Phương Kỳ Công, Công nghệ cracking ưu tiên sản xuất propylen, Viện Hóa học cơng nghiệp, 2010 Trang web 21 https://www.icis.com/, [8/6/2019] 22 https://mysite.science.uottawa.ca/, [8/6/2019] 23 https://www.statista.com/, [8/6/2019] SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803 101 ... hiệu suất cao, em lựa chọn thiết kế phân xưởng sản xuất polypropylen với nguyên liệu propylen thu từ cracking naphtha nước cho đồ án tốt nghiệp SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803 19 Đồ án tốt nghiệp. .. định chọn đề tài “ Thiết kế phân xưởng sản xuất polypropylen công suất 320 000 tấn/năm từ nguyên liệu propylen trình cracking naptha” làm đề tài đồ án tốt nghiệp đại học Đồ án em chia làm chương:... nhận propylen Những nguồn thu nhận propylen từ trình cracking (cracking xúc tác cracking hơi) hydrocacbon Lúc đầu trình thiết kế để sản xuất sản phẩm khác, propylen sản phụ khơng mong muốn Q trình