1. Giải pháp mặt bằng sản xuất :
Do yêu cầu dây chuyền công nghệ với các thiết bị có kích thớc tơng đối lớn và nhiều thiết bị nên ta phải có phơng pháp bố trí hợp lý để đảm bảo sản xuất một cách liên tục và thuận lợi.
- Thiết bị phản ứng có đờng kính từ 2 – 3 m.
- Khoảng cách an toàn để lắp đặt là 2m.
- Khoảng cách bố trí giao thông là 4m.
2. Giải pháp xây dựng nhà điều khiển tự động và các nhà hành chính :
Nhà điều khiển tự động là nhà bê tông cốt thép toàn khối một tầng . Nhà hành chính là nhà bê tông cốt thép hai tầng bố trí các văn phòng làm việc và công tác phụ trợ.
Các nhà phụ trợ khác là nhà khung thép mái tôn.
II. Bố trí mặt bằng nhà máy :
1. Đặc điểm của dây chuyền sản xuất :
- Quá trình dehydro xúc tác là một quá trình làm việc liên tục.
- Trong quá trình vận hành có thể thải ra khí độc và nớc ô nhiễm.
- Toàn bộ dây chuyền đều lộ thiên.
2. Mặt bằng phân xởng :
- Các hạng mục công trình trong phân xởng sản xuất butadien đợc trình bày ở bảng dới đây :
ST Tên công trình Số l-ợng Kích thớc Diện tích
Các hạng mục công trình
STT Tên các hạng mục
công trình Số lợng Dài x rộng Diện tích
1 Phòng bảo vệ 2 6 x 6 36
2 Nhà để xe 1 24 x 9 216
3 Nhà điều khiển 1 18 x 9 162
4 Khu chứa nguyên liệu 1 24 x 12 288 5 Khu chứa sản phẩm 1 24 x 12 288 6 Trạm xử lý phế thải 1 15 x 15 225 7 Trạm xử lý nớc thải 1 15 x 15 225 8 Bể nớc 1 6 x 6 36 9 Trạm bơm 1 9 x 6 54 10 Trạm điện 1 9 x 6 54 11 Hội trờng 1 30 x 12 360 12 Nhà hành chính 1 24 x 12 288 13 Xởng cơ khí 1 30 x 12 360 14 Nhà sản xuất chính 1 42 x 18 756 15 Bãi đỗ xe 1 30 x 12 360 16 Nhà để xe ô tô tải 1 24 x 12 288 17 Trạm cứu hỏa 1 12 x 9 108
18 Nhà thay quần áo 1 24 x 19 162
19 Khu đất dự trữ 1 1152
Tổng diện tích phân xởng :
F = 5418 . 4 = 21672 ( m2 ) . + Chiều dài phân xởng : 150 m . + Chiều rộng phân xởng : 144,48 m . * Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật :
- Hệ số xây dựng :KXD A B 100% F
+
= ì
A + B = 5418 ( m2 ) .
A – Diện tích đất của nhà và công trình (m2) B – Diện tích kho bãi lộ thiên ( m2 ) .
XD 5418 K 25% 21672 = = - Hệ số sử dụng : KSD A B C 100% F + + = ì
Trong đó : C là diện tích của đất chiếm của đờng bộ, hệ thống thoát n- ớc. C = 9321 ( m2 ) Khí đó : KSD 5418 9321 100% 68% 21672 + = ì =
Theo chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật xác định KSD ( [7] – trang 45) thì 2 chỉ tiêu này thoã mãn.
Qua phần trên ta đã cho đợc kích thớc và kết cấu cho nhà phân x- ởng. Bố trí thiết bị, đảm bảo đợc dây chuyền sản xuất một cách liên tục phù hợp với dây chuyền công nghệ.
Đảm bảo điều kiện khí hậu, tận dụng tối đa thông gió và chiếu sáng tự nhiên, khoảng cách giữa các thiết bị tơng đối lớn, đủ điều kiện cho công nhân khai thác điều hành và sửa chữa thiết bị, giao thông trong và ngoài phân xởng thuận tiện.
Tuy nhiên đây mới là lần đầu tiên nghiên cứu các công nghệ sản xuất lớn mà chủ yếu là qua tham khảo tài liệu chứ không đợc đi vào thực tế nên không tránh khỏi sai sót, rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy giáo, cô giáo và các bạn.
Phần vi : an toàn lao động và bảo vệ môi tr- ờng
I. An toàn lao động trong phân xởng sản xuất butadien
Trong quá trình sản xuất ở các nhà máy hoá chất nói chung và nhà máy lọc dầu nói riêng thì vấn đề an toàn lao động và bảo vệ môi trờng có vai trò hết sức quan trọng nhằm cải thiện điều kiện làm việc của công nhân, bảo đảm sức khoẻ an toàn cho công nhân trong nhà máy. Để đảm bảo an toàn lao động ta phải nắm đợc các nguyên nhân gây ra tai nạn, cháy nổ. Sau đây là các nhóm nguyên nhân chính gây ra tai nạn, cháy nổ :
1. Nguyên nhân do kỹ thuật:
Nguyên nhân này phụ thuộc chủ yếu vào tình trạng máy móc, thiết bị, đờng ống nơi làm việc... bao gồm:
- Sự hỏng hóc các máy móc chính và các dụng cụ, phụ tùng.
- Sự rò rỉ các đờng ống.
- Không đảm bảo khoảng cách an toàn giữa các thiết bị máy móc.
- Thiếu rào chắn, bao che.
2. Nguyên nhân do tổ chức:
Nguyên nhân này phụ thuộc vào việc tổ chức hoặc giao nhận công việc không đúng quy định, bao gồm:
- Vi phạm nguyên tắc quy trình kỹ thuật.
- Tổ chức lao động và chỗ làm việc không đúng yêu cầu.
- Giám sát kỹ thuật không đúng nghành nghề, chuyên môn.
- Ngời lao động cha nắm vững đợc điều lệ, quy tắc an toàn lao động.
3. Nguyên nhân do vệ sinh:
- Môi trờng không khí bị ô nhiễm.
- Công tác chiếu sáng và thông gió không đợc tốt.
- Vi phạm điều lệ vệ sinh cá nhân.
II. Những yêu cầu về phòng chống cháy nổ:
Nh chúng ta đã biết, nguyên liệu cũng nh sản phẩm của quá trình dehyro hoá xúc tác đều dễ bị cháy nổ. Vì vậy, vấn đề cần quan tâm là phòng chống cháy nổ. Dới đây là những yêu cầu về phòng chống cháy nổ:
1. Phòng chống cháy:
Để phòng chống cháy phải thực hiện các biện pháp sau đây: + Ngăn ngừa những khả năng tạo ra môi trờng cháy.
+ Ngăn ngừa đợc những khả năng xuất hiện những nguồn cháy trong môi trờng có thể cháy đợc.
+ Duy trì áp suất của môi trờng thấp hơn áp suất cho phép lớn nhất có thể cháy đợc.
2. Ngăn ngừa khả năng xuất hiện những nguồn gây cháy:
Để ngăn ngừa khả năng xuất hiện những nguồn gây cháy những nguồn gây cháy trong môi trờng cháy phải tuân theo qui tắc về:
+ Nồng độ cho phép của các chất cháy ở dạng khí, hơi hoặc dạng lơ lửng trong không khí. Nói cách khác là phải tiến hành quá trình ngoài giới hạn cháy nổ của hỗn hợp hydrocacbon với không khí và oxy, đợc trình bày ở bảng sau:
Hydrocacbon
Với không khí Với ôxy Giới hạn dới [ %TT ] Giới hạn trên [ %TT ] Giới hạn dới [ %TT ] Giới hạn trên [ %TT ] Metan 5,3 14 5,1 61 Etan 3 12,5 3 66 Propan 2,2 9,5 2,3 55 n- butan 1,9 8,5 1,8 49 n- pentan 1,5 7,8 Butadien 1,4 7,1 2,6 30
+ Nồng độ cần thiết của các chất giảm độ nhạy trong chất cháy ở dạng khí, hơi hoặc lỏng.
+ Tính dễ cháy của các chất, vật liệu, thiết bị và kết cấu.
3. Ngăn ngừa khả năng xuất hiện những nguồn cháy:
+ Tuân theo những quy định về sử dụng, vận hành và bảo quản máy móc, thiết bị cũng nh vật liệu và các sản phẩm khá có thể là nguồn cháy trong môi trờng cháy.
+ Sử dụng thiết bị điện phù hợp với loại gian phòng sử dụng điện và các thiết bị bên ngoài phù hợp với nhóm và hạng của các hỗn hợp nguy hiểm cháy nổ:
+ áp dụng quy trình công nghệ và sử dụng thiết bị bảo đảm không phát sinh ra tia lửa điện.
+ Có biện pháp chống sét, nối đất cho nhà xởng, thiết bị.
+ Quy định nhiệt độ nung nóng cho phép lớn nhất của bề mặt thiết bị, sản phẩm và vật liệu tiếp xúc với môi trờng cháy.
+ Sử dụng những thiết bị không phát ra tia lửa điện khi làm việc với những chất dễ gây ra cháy nổ.
+ Loại trừ những điều kiện có thể dẫn đến tự cháy do nhiệt độ, do tác dụng hoá học và do vi sinh vật đối với các vật liệu và kết cấu của cơ sở sản xuất.
III. Những biện pháp tổ chức để đảm bảo an toàn cháy nổ :
Để đảm bảo an toàn cháy nổ cần thực hiện những biện pháp sau đây: + Trớc khi giao việc phải tổ chức cho công nhân và những ngời có liên quan học tập về công tác an toàn cháy nổ. Đối với những môi trờng làm việc đặc biệt nguy hiểm về cháy nổ thì cán bộ và công nhân cần đợc cấp giấy chứng nhận định kỳ kiểm tra lại.
+ Mỗi phân xởng, xí nghiệp phải xây dựng các tiêu chuẩn quy phạm, nội quy an toàn phòng và chữa cháy thích hợp.
+ Định kỳ tổ chức kiểm tra việc thực hiện các quy định về phòng cháy, chữa cháy và bảo vệ các phơng tiện phòng, chữa cháy.
+ Trang bị phơng tiện phòng cháy, chữa cháy và sắp thời gian tập dợt cho cán bộ công nhân và đội chữa cháy.
+ Xây dựng các phơng án xây dựng cụ thể, có kế hoạch phân công cho từng ngời, từng bộ phận.
+ Cách ly môi trờng cháy với các nguồn gây cháy phải đợc thực hiện bỡi các biện pháp cụ thể sau đây:
- Cơ khí hoá, tự động hoá các quá trình công nghệ có liên quan đến sự vận chuyển những chất dễ cháy.
- Đặt các thiết bi nguy hiểm vế cháy nổ ở nơi riêng biệt hoặc ngoài trời.
- Sử dụng những thiết bị sản xuất, bao bì kín cho những chất dễ gây cháy nổ.
Bên cạnh những tai nạn có thể xảy ra do cháy nổ thì còn một vấn đề cần đợc quan tâm đó là “ Độc tính của các hoá chất và cách phòng chống ”. Nh chúng ta đã biết hầu hết các loại hoá chất trong những điều kiện nhất định đều có thể gây tác hại đến cơ thể con ngời. Có thể phân chia các nhóm hoá chất nh sau:
+ Nhóm 1: gồm những chất có tác dụng làm cháy hoặc kích thích chủ yếu lên da và niêm mạc nh: amoniac, vôi...
+ Nhóm 2: gồm những chất kích thích chức năng hô hấp:
• Những chất tan đợc trong nớc: NH3, Cl2, SO2.
• Những chất không tan đợc trong nớc: NO2...
+ Nhóm 3: những chất gây độc hại cho máu, làm biến đổi động mạch, tuỷ xơng, làm giảm các quá trình sinh bạch cầu nh: benzen, toluen, xilen... Những chất làm biến đổi hồng cầu thành những sắc tố bình thờng nh các amin, CO, C6H5NO2...
+ Nhóm 4: các chất độc đối với hệ thần kinh nh: xăng, H2S, amin, bezen...
Qua quá trình nghiên cứu, ngời ta đề ra các phơng pháp phòng tránh nh sau:
+ Trong quá trình sản xuất phải chú ý bảo đảm an toàn cho các khâu đặc biệt là tháo, nạp sản phẩm, lọc, sấy, nghiền là những khâu mà công nhân thờng phải tiếp xúc trực tiếp.
+ Duy trì độ chân không trong sản xuất.
+ Thay những chất độc đợc sử dụng trong những quá trình bằng những chất ít độc hại hơn nếu có thể.
+ Tự động hoá, bán tự động những quá trình sử dụng hoá chất độc hại.
+ Bên cạnh những biện pháp kỹ thuật thì ngời lao động cần đợc học tập về an toàn và phải có ý thức tự giác cao.
IV. Yêu cầu đối với bảo vệ môi trờng:
Mặt bằng nhà máy phải chọn tơng đối bằng phẳng có hệ thống thoát nớc và xử lý nớc thải tốt. Đặt nhà máy cách ly khu dân c một khoảng cách an toàn, cuối hớng gió và trồng nhiều cây xanh quanh nhà máy. Công tác chiếu sáng và thông gió tốt để đảm bảo môi trờng thoáng đãng cho công nhân làm việc.
Kết luận
Qua quá trình làm Đồ án Tốt Nghiệp với đề tài “ Công nghệ sản xuất butadien từ n-butan”, đã cho thấy có nhiều con đờng khác nhau để sản xuất butadien. Kể từ chiến tranh thế giới thứ II cho đến nay, đứng trớc nhu cầu về sản phẩm butadien cả về số lợng và chất lợng, cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học công nghệ hiện đại. Nhằm nâng cao độ chuyển hoá và chất lợng sản phẩm, đặc biệt là hiệu quả kinh tế, các nhà công nghệ cũng nh các nhà sản xuất đã không ngừng cải tiến công nghệ để mang lại hiệu quả kinh tế tối u nhất.
Butadien đợc sản xuất đi từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau nh đã trình bày ở trên. Nhng để mang lại hiệu quả cao nhất hiện nay, các quá trình sản xuất đi từ nguồn nguyên liệu chủ yếu là hỗn hợp C4 bằng con đờng xúc tác hoặc không có xúc tác. Sản phẩm thô phải đa đi trích ly bằng con đờng trích ly lỏng – lỏng với các dung môi phù hợp hoặc chng cất trích ly. Tuy nhiên để đa vào sản xuất có hiệu quả, tuỳ thuộc vào yêu cầu của từng quốc gia về nguồn nguyên liệu và các yêu cầu về môi trờng mà lựa chọn công nghệ cho phù hợp.
Sản phẩm butadien sản xuất chủ yếu sử dụng cho các nghành sản xuất polime, copolime và các loại cao su tổng hợp nh : cao su poli butadien (BR), cao su acrylonitrin butadien (SDR), metyl metacrylat butadien và styren (MBS).
Đồ án “ Công nghệ sản xuất butadien từ n – butan “ với năng xuất 120.000 tấn/năm, em hoàn thành qua một thời gian làm việc khẩn trơng, với sự giúp đỡ tận tình của cô giáo PGS. TS Nguyễn Thị Minh Hiền và toàn thể bạn bè. Tuy em đã có nhiều cố gắng, song không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy, rất mong đợc các thầy, cô và các bạn đóng góp ý kiến bổ sung cho đồ án đợc hoàn chỉnh hơn.
Em xin chân thành cảm ơn.
Hà Nội, Ngày tháng 06 năm 2003
Sinh viên thực hiện
Phan Văn Nghĩa
Tài liệu tham khảo
1. Phan Minh Tân
Tổng hợp hữu cơ hóa dầu Tập 1.
Trờng đại học bách khoa TP. Hồ Chí Minh, 1993. 2. Hóa học và kỹ thuật tổng hợp hữu cơ.
3. Trần Công Khanh
Thiết bị phản ứng trong tổng hợp các chất hữu cơ.
Trờng đại học bách khoa Hà Nội, 1986. 4. Nguyễn Thị Minh Hiền
Công nghệ chế biến khí tự nhiên và khí đồng hành.
Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội 2002.
5. Công nghệ chế biến khí tự nhiên và khí dầu mỏ.
Trờng đại học bách khoa T P Hồ Chí Minh.
6. Tính toán các công nghệ các quá trình chế biến dầu mỏ.
Trờng đại bách khoa Hà Nội. 7. Ngô Mỹ Ngọc
Hớng dẫn tính toán công nghệ các quá trình chế biến khí thiên nhiên.
8. Sổ tay hóa lý.
Trờng đại học bách khoa Hà Nội,1971.
9. Sổ tay các quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất. Tập 1. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 1992.
10. Sổ tay các quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất. Tập 2. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 1999.
11. Ngô Thị Nga
Kỹ thuật phản ứng
Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, 2002. 12. Hand book of petrochemicals and processes.
G Margavet Wells Bsc, FPRI.
13. UllMann’s Encyclopedia of INDUSTRIAL CHEMSTRY, Vol
A4. 14. Convers Etal Hydrocarbon Processing 1981. 15. T. Hudson Hydrocarbon Processing 1974. 16. CHEM SYSTEMS
Methyl tertiary ’ Butyl ether ( MTBE ) 94/95 ’ 4.
17. Petrochemical Processes 2001.
bộ giáo dục - đào tạo
Tr
ờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt NamĐộc lập - Tự do - Hạnh phúc
--- ---
Nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp
Họ và tên : Phan Văn Nghĩa Khóa : 43
Khoa : Công Nghệ Hóa Học
Bộ môn : Công Nghệ Hữu Cơ - Hóa Dầu
1. Đề tài thiết kế.
Công nghệ sản xuất butadien từ n- butan