III. Tính toán thiết bị phản ứng chính: 1.Tính toán thể tích làm việc của thiết bị phản ứng:
I.Phân tích địa điểm xây dựng nhà máy
1.Các yêu cầu chung:
Nhà máy đợc đặt trong khu công nghiệp Vũng Tàu, cho phép tận dụng nguồn năng lợng, nguyên liệu và sự hợp tác từ các nhà máy lân cận> Với vị trí nh vậy, năng lợng cho nhà máy có thể lấy từ các mỏ khí, dầu gần đó nh: mỏ Rồng, Bạch Hổ, Đại Hùng, Nam Côn Sơn... Nhng sẽ chủ yếu lấy nguồn khí đã qua xử lý loại bỏ các hợp chất nhẹ từ nhà máy khí Dinh Cố.
Với điều kiện xây lắp và vận hành nhà máy, Vũng Tỗu là một khu đông dân, và đã có một số nhà máy công nghiệp hiện đại xây dựng trớc đó nên nguồn nhân công xây dựng công nghiệp có kinh nghiệm khá dồi dào. Tuy nhiên do trình độ kỹ thuật Việt Nam còn thấp, khi xây dựng và vận hành vẫn cần có một số chuyên gia nớc ngoài. Nguồn công nhân chủ yếu là các kỹ s tốt nghiệp các trờng đại học trong nớc nh Bách Khoa Hà Nội, Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh, Mỏ, Tổng Hợp...
2.Các yêu cầu về khu đất xây dựng:
a.Về địa hình:
-Khu đất có hình dạng chữ nhật (180X250), rất thuận tiện cho xây dựng và bố trí mặt bằng sản xuất
-Khu đất tơng đối bằng phẳng, có độ dốc tự nhiên 0,7o, do đó chi phí cho san lấp là không đáng kể, mặt khác lại thuận lợi cho việc cấp thoát nớc trong mùa ma.
-Khu đất nằm trên một vị trí cao ráo, tránh đợc ngập lụt trong mùa ma.
b.Về địa chất:
Khu đất nằm trên vùng đất ruộng (đất sét) đợc san lấp nên giảm tối đa chi phí gia cố nền móng các hạng mục công trình.
3.Các yêu cầu về vệ sinh công nghiệp:
Do khu đất nằm trong quy hoạch khu công nghiệp nên các yếu tố bảo vệ môi trờng đã đợc tính toán bởi các nhà máy trớc.
II.Phân tích thiết kế tổng mặt bằng nhà máy: 1.Nguyên tắc phân vùng:
Do có nhiều hạng mục công trình và đặc điểm thiết kế, nhà máy đợc phân chia theo đặc điểm sử dụng. Nguyên tắc này có u điểm sau:
+Dễ dàng quản lý theo các xởng, công đoạn của dây truyền sản xuất.
+Đảm bảo đợc các yêu cầu về vệ sinh công nghiệp, dễ dàng xử lý các bộ phận phát sinh các điều kiện bất lợi trong quá trình sản xuất. Điều này đặc biệt quan trọng trong các nhà máy sản xuất các chất dễ cháy nổ nh MTBE.
+Dễ dàng bố trí hệ thống giao thông trong nhà máy. +Thuận lợi trong quá trình phát triển nhà máy. +Phù hợp với đặc điểm khí hậu Việt Nam. *Nhợc điểm:
+Hệ thống đờng ống kỹ thuật và mạng lới giaothông tăng lên. +Hệ số xây dựng, sử dụng đất thấp.
*Tổng mặt bằng nhà máy đợc phân ra làm 4 vùng:
+Vùng 1: Vùng trớc nhà máy bao gồm nhà hành chính, phục vụ sinh hoạt, gara ôtô, xe đạp, khu thể thao,... đợc xây dựng ở đầu hớng gió chủ đạo, gần trục giao thông chính của khu công nghiệp.
+Vùng 2: Bố trí dây truyền sản xuất của nhà máy, đây là khu vực đợc bố trí khu đất u tiên về địa hình, địa lý, địa chất.
+Vùng 3: Vùng kho tàng và phục vụ giao thông. Do đặc điểm của nhà máy, nơi đây chỉ bố trí các nhà sản xuất MTBE vào xitec, gara ôtô, nhà cơ khí, nhà xe cứu hoả, nhà kho,...
+Vùng 4: Nơi bố trí các công trình phụ bao gồm trạm điện và xử lý nớc thải.
2.Các hạng mục công trình:
1)Bảng thống kê các hạng mục: (hình vẽ) 2)Các dữ liệu kinh tế kỹ thuật:
Khu đất xây dựng có dạng chữ nhật gồm: Tổng diện tích 45000m2
Diện tích chiếm đất của nhà và công trình 9702m2
Diện tích chiếm đất của đờng sắt, bộ, hè, rãnh thoát nớc 18454m2
III.Thiết kế nhà sản xuất:
Phân xởng sản xuất đợc xây dựng trên khu đất đợc u tiên đặc biệt về địa hình, địa thế, đảm bảo có độ chịu lực cho phép khi xây dựng và vận hành, nền t- ơng đối cao , thuận tiện cho cấp thoát nớc và tránh ngập lụt trong mùa ma lũ.
Do quy mô dây truyền khá lớn gồm 2 giai đoạn dehydro - hóa và ete hoá nối tiếp nhau nên tiềm lực lao động của phân xởng bao gồm:
Một quản đốc Một phó quản đốc
6 kỹ s về công nghệ hoá học 4 kỹ s về điện, điện tử
20 công nhân lành nghề
Tổng số 32 ngời làm việc chia làm 3 ca.
Với dây truyền sản xuất phức tạp, thiết bị phản ứng đa dạng, ta chọn hình thức xây dựng lộ thiên. Đây là hình thức xây dựng trong đó các thiết bị đợc bố trí chủ yếu trên khung sàn lộ thiên, không tờng, mái.
1.ý nghĩa và tác dụng
Giảm tỉ trọng tác dụng lên khung chịu lực của công trình không có tải trong bao che, lực gió ngang.. .Do vậy giảm đợc khối lợng xây dựng từ 20-40%, tiết kiệm đợc đầu t ban đầu.
Giảm thời gian thiết kế ,chuẩn bị và thi công công trình .
Nâng cao tính linh hoạt của công trình, dễ dàng bố trí, sắp xếp và sửa chữa thiết bị, đồng thời tạo điều kiện mở rộng và cải tạo này .
ít phải quan tâm đến điện chiếu sáng, giảm nguy cơ cháy nổ
Từ những u điểm trên, phân xởng sản xuất có thể giảm xây dựng 5-20% so với dạng công trình kín giảm giá thành 50% , do đó giảm già thành sản phẩm từ 8-18%.
2.Các nguyên tắc cơ bản khi xây dựng lộ thiên ;
Trong các phân xởng lộ thiên do chịu tác động trực tiếp nên các thiết bị chịu đợc sự ăn mòn, phá huỷ của khí hậu Việt Nam.
Quá trình sản xuất phải đợc cơ giới ,tự động hoá tới một phòng điều khiển trung tâm , hạn chế tối đa làm việc ngoài trời , khi đó phải có mái che.
Nhà điều khiển trung tâm phải có kết cấu chống gió, chống ồn , đầy đủ tiện nghi và an toàn nhất ,đợc đặt tại nơi có quan xởng khi cần thiết .
3.Giải pháp kết cấu khung phân xởng .
Do yêu cầu lắp đặt các thiết bị có kích cỡ khác nhau, đông dựng và vận hành, ta chọn phân xởng gồm 3 nhịp nhà ( 6+6+6 ) độ cao khác nhau ( hình vẽ )
Toàn bộ phân xởng sử dụng cột chính , dầm chính là cái chữ I ghép và các thanh dầm phụ thép I cán đợc lắp đặt vuông sao cho thuận lợi khi lắp đặt các thiết bị xuyên sàn .
Các mối ghép chân cột với móng , dầm với cột , cột với dầm , đều đợc cố định băng bulông , vít neo, kết hợp với các kết cấu
Do nhu cầu chịu lực tại sàn 4 & 5 là không đáng kể ta chỉ dùng cột mà dựa vào các tháp lắp đặt dàn thao tác , ngoại trừ khung sinh xúc tác .
Do sự ăn mòn là không đáng kể , nên sàng các tháp gồm tông cốt thép 100 có tác dụng làm chỗ dựa cho thiết bị ,dàn thao tá chắn.
Toàn bộ phân xởng đợc bố trí 3 dàn cầu thang thép đặt tại các vị trí thích hợp.
4.Giải pháp bố trí thiết bị trên mặt bằng phân xởng
Trong nhà 2 tầng các thiết bị đợc lắp đặt thành hai tầng ở hai bên dãy cột B tạo hai hành lang 4m và 2m.
+Tầng 1 ; Một số thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm và các thiét bị đung sôi đáy tháp đợc đặt trên một dàn ép cao 1,5m, các lò đốt đợc lắp đặt trên các hệ thống bê tông cao 0,3m.
+ Tầng 2 ; Lắp đặt các thiết bị xuyên sàn , một số thiết bị trao đổi nhiệt , và một phòng điều khiển trung tâm 6* 12* 4,8m.
Toàn bộ bơm và máy nén đợc tập trung trong nhà khung thép có mái che 6*12 đặt riêng ở phía ngoài .
Trong nhà nhịp 6m, lắp đặt một tháp tái sinh cao 18m , 3 tháp chng cất cao 16m , một số thùng lắng và thiết bị ngng tụ đỉnh tháp .
Kết luận
Công nghệ tổng hợp MTBE vẫn đang là vấn đề mới trong công nghệ hoá học trên thế giới, cũng nh ở Việt Nam. Việc lựa chọn công nghệ tiêu chuẩn tối u nh theo sơ đồ công nghệ của UOP sẽ cho hiệu quả cao về mặt kinh tế kỹ thuật. ở Việt Nam, khi chúng ta khai thác có hiệu quả hàng loạt chế biến khí nh Nam Côn Sơn, Lan Tây, Lan Đỏ,... Khí đồng hành ở các mỏ Bạch Hổ, Đại Hùng... sẽ tạo ra nguồn nguyên liệu isobutan dồi dào cho quá trình tổng hợp MTBE. Vì vậy, phân tích, thiết kế dây truyền công nghệ sản xuất MTBE là rất cần thiết và quan trọng để tiến tới chúng ta xây dựng nhà máy MTBE Việt Nam.
Đồ án thiết kế phân xởng sản xuất MTBE từ isobutan năng suất 50000 tấn/năm đợc tôi hoàn thành qua một thời gian làm việc khẩn trơng. Với sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo và bạn bè. Tuy có nhiều cố gắng xong đồ án không thể tránh khỏi sai sót. Vì vậy, rất mong đợc các thầy cô, các bạn đóng góp ý kiến bổ sung, sửa chữa cho bản đồ án này đợc hoàn chỉnh hơn. Tôi xin cảm ơn!