khâu vận hành:[6]
1. Khi thiết kế tổng mặt bằng và xí nghiệp :
Sự an toàn trong xí nghiệp phụ thuộc rất nhiều vào khu đất và bố trí xây dựng trên đó. Khu đất phải tơng đối bằng phẳng, có độ rốc đủ để tiêu thoát nớc, thấm nớc, có mực nớc ngầm thấp hơn chiều sâu tầng hầm. Khi quy hoạch phải
nghiên cứu các biện pháp tránh chất độc hại thải ra, tránh tàn lửa bởi xăng dầu và các chất phụ gia của chúng đều rất rễ cháy nổ.
Trong nhà máy chế biến phải có đầy đủ trang thiết bị phòng chống cháy, nổ bao gồm : Chăn cứu hoả, bình bọt, xe cứu hoả, máy cứu hoả, cát, và hệ thống nớc đủ để cứu hoả bất kỳ lúc nào và với thời gian dài đủ để dập tắt hẳn đám cháy. Tất cả các trang thiết bị này phải đợc bố trí một cách hợp lý để khi sự cố xảy ra thì với trang thiết bị phải thao tác kịp thời. Đờng đi trong nhà máy phải đảm bảo cho xe cứu hảo đi lại thuận tiện, các thiết bị chữa cháy phải đợc đặt tại nơi dễ thấy, dễ lấy và phải đợc kiểm tra thờng xuyên.
Thiết bị trong nhà máy phải kín, không rò rỉ, các bể chứa nguyên liệu phải đ- ợc nối đất bằng dây tiếp điện đề phòng xăng dầu khi bơm chuyển tích điện sẽ phóng điện, sét đánh gây cháy nổ, xung quanh khu bể chứa phải đợc xây tờng ngăn cách với các khu vực khác.
Bố trí kết cấu, màu sắc, các bộ phận, dụng cụ đo để đảm bảo dễ thao tác không nhầm lẫn khi vận hành. Bố trí đặt các nguồn điện, trang thiết bị điện, các loại cầu dao ngắt điện phù hợp với môi trờng, đảm bảo an toàn . xây dựng các khu phân xởng dễ cháy nổ ở vị trí cách ly với các khu vực khác, sử dụng vật liệu xây dựng bền, chịu nhiệt, nhẹ, bố trí nhiều cửa ra vào, đảm bảo quy chế an toàn.
2. Cơ sở kỹ thuật an toàn phòng chống cháy trong công nghiệp:
Do đặc thù của ngành công nghiệp chế biến phụ gia cho dầu mỏ cũng nh nghành chế biến dầu mỏ : sản phẩm của quá trình là những chất dễ cháy nổ. Chính vì vậy vấn đề phòng chống cháy nổ đợc đặt lên hàng đầu . Khi nói đến an toàn trong một nhà máy nói chung và một phân xởng nói riêng. Nó bao gồm an toàn với trang thiết bị kỹ thuật của các quá trình sản xuất, an toàn với các điều kiện làm việc của công nhân, an toàn môi trờng.
Để đun nóng nguyên liệu dễ cháy nổ nh dầu mỏ và dễ sinh ra cháy cục bộ khi có cặn đồng vào thành thì ngời ta không dùng phơng pháp đun bằng ngọn lửa mà dùng “áo bọc” chứa chất mang nhiệt bền( difenil, difenil oxit).
Các vật liệu dùng làm nồi hơi và nồi phải làm bằng thép đúc( ống không hàn), đối với loại áp suất cao dùng thép chất lợng cao chứa Si,Mo và Cr. Gang đúc dùng cho thiết bị đun nóng không quá 300oC và áp suất nhỏ, đờng kính không lớn, có thể dùng gang có thêm Mo để đun nóng trên 350oC.
Nồi hơi cần phải có van an toàn, áp kế, ống thông, van đóng và van xả nớc 1 chiều, van đóng và van xả hơi, van an toàn. Đặc biệt van an toàn thì nồi hơi phải có hai van, tác dụng độc lập hẳn với nhau.
Nồi hơi phải đợc đặt trên nền móng riêng, không liên hệ với tờng nhà, đặt ở các gian nhà một tầng, có tờng và có mái không cháy.
Trớc khi sử dụng nồi hơi phải đợckiểm tra kỹ thuật để xác định tình trạng nồi hơi. Trong thời gian sử dụng cứ 3 năm phải xem xét bên trong một lần, thuỷ lực ít nhất 6 năm một lần.
b.An toàn đối với máy nén, đờng ống dẫn và bể chứa khí.
Khi nén khí do áp suất, nhiệt độ tăng cao và do có những quá trình hoá học do vậy có thể xảy ra cháy nổ gây tai nạn. Để hệ thống máy nén làm việc an toàn thì cần làm lạnh liên tục, máy nén áp suất thấp và năng suất thấp thì có thể làm lạnh bằng không khí . Do hiện tợng giảm nhiệt độ cháy bùng của MTBE và nguyên liệu tổng hợp MTBE liên quan tới sự tăng áp suất nên nhiệt độ của máy nén không đợc quá 60oC ở trong máy nén 1 xy lanh và không quá 140oC ở trong máy nén nhiều xi lanh . Với máy nén 4-6 cấp nếu cần nén cao hơn thì phải có máy làm lạnh trung gian đặt ở ngoài và giữa mỗi cấp nén.
Đờng ống dẫn dùng vận chuyển chất lỏng nguy hiểm, chịu áp suất cần phải đảm bảo yêu cầu chịu áp suất, đờng ống chế tạo từ các ống kéo liền không hàn, nối mặt bích tiến hành chỉ trong trờng hợp cần thiết để lắp giáp và sửa chữa. ống dẫn sản phẩm đun nóng cần phải đặt cách xa đờng ống dẫn khí hoá lỏng một khoảng 0,5 m và phải đợc bảo ôn.
Đề phòng hỏng hóc thiết bị dùng van chỉnh lu, để giảm áp suất quá lớn của hơi, khí và khí không nén. Sau van chỉnh lu ta đặt van an toàn để điều chỉnh áp suất sau khi van chỉnh lu đã điều chỉnh.
Tất cả các đờng ống khi lắp ráp phải chú ý đến hiện tợng biến dạng và nứt do ứng suất nhiệt khi thay đổi nhiệt độ.
+ không đợc đặt ống ngay trên nền nhà hoặc mặt đất. + Đờng ống cần sơn màu khác nhau để dễ phân biệt.
3. An toàn cháy nổ trong nhà máy nói chung và trong phân xởng MTBE nói riêng:
Tất cả các chất lỏng cháy đều có khả năng bốc hơi và sự cháy chỉ xảy ra trong pha hơi. Trên bề mặt của chất lỏng, ở bất cứ nhiệt độ nào đều có hơi của nó, l- ợng hơi phụ thuộc vào thành phần chất lỏng và nhiệt độ của nó.
Để đảm bảo tránh đợc cháy và nổ khi tiến hành các quá trình kỹ thuật cần có các biện pháp sau:
+ Thay thế các khâu sản xuất nguy hiểm bằng các khâu ít nguy hiểm hơn. + Cơ khí hoá tự động hoá liên tục các quá trình sản xuất.
+ Thiết bị đảm bảo kín, hạn chế hơi, khí cháy bay ra khu vực sản xuất.
+ Dùng các chất phụ gia trơ, các chất ức chế, các chất chống cháy nổ để giảm tính cháy nổ của hỗn hợp.
+ Loại trừ mọi khả năng phát sinh mồi lửa tại những nơi có liên quan đến chất cháy nổ.
+ Tránh mọi khả năng tạo ra nồng độ nguy hiểm của các chất chống cháy nổ. + Trớc khi ngừng sửa chữa hoặc cho thiết bị hoạt động trở lại phải thổi khí trơ, hơi nớc vào thiết bị đó.
4. An toàn về điện:
An toàn về điện là một trong những vấn đề quan trọng của công tác an toàn. Phải tuân theo nguyên tắc về kỹ thuật tránh gây ra tai nạn điện.
+ Dây điện phải đợc cải tiến bằng vỏ cao su và có thể lồng vào ống kim loại để tránh bị dập. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Cầu dao đợc lắp đặt sao cho dễ điều khiển nhng cũng không quá thấp và phải để nơi khô dáo và an toàn đối với ngời điều khiển.
IV. An toàn lao động và phòng chống độc hại với công nhân, môi trờng. [6]
Công nhân làm việc trong nhà máy phải đợc học tập các thao tác về phòng cháy chữa cháy, nắm đợc kiến thức về độc hại và bảo vệ môi trờng.
Trong công việc đòi hỏi công nhân phải có tay nghề để tránh hiện tợng xảy ra rơi vãi, gây sự cố dẫn đến cháy nổ thiệt hại đến tính mạng và tài sản. Trong nhà máy ngời công nhân phải nghiêm chỉnh chấp hành mọi qui tắc, nội quy trong nhà máy nh : trong nhà máy cấm mọi hình thức dùng lửa, cấm va trạm gây ra tia lửa điện. Khi sửa chữa không dùng điện 220 V mà chỉ dùng điện 120 V thắp sáng. Cấm dùng búa sắt, giầy có đinh đi lại làm việc trong khu vực sản xuất.
Trong công tác bảo quản bể chứa đòi hỏi phải đuổi hết hơi xăng dầu ra khỏi bể mới đợc vào trong.
Công nhân làm việc trực tiếp phải đợc trang bị dụng cụ bảo hộ lao động nh : ủng, mũ áo, găng tay… trong nhà máy chế biến dầu phải đợc tự động hoá để đảm bảo an toàn phòng chống cháy , tránh độc hại cho con ngời.
Trong nhà máy bơm xăng dầu , các sản phẩm dầu mỏ và các phụ gia cho nhiên liệu nh ohụ gia MTBE nên trang bị các thiết bị phòng cháy tự động .Xăng dầu và phụ gia MTBE là các hợp chất bay hơi nên cần phải cần sử lý hơi xăng dầu nhằm đảm bảo sức khoẻ cho ngời lao động.
Ngời lao động cần phải đợc khám sức khoẻ định kỳ và phải có chế độ bồi d- ỡng độc hại thích hợp với công việc.
Nguồn nớc thải trong nhà máy phải đợc xử lý sạch các hợp chất có hại bằng các hệ thống sử lý nớc thải rồi mới đợc thải ra ngoài tránh ô nhiễm môi trờng và nguồn nớc của dân c lân cận .
Các thiết bị phản ứng cũng nh hệ thống bể chứa nguyên liệu , bể chứa sản phẩm từ dầu mỏ cũng nh các phụ gia cho công nghiệp hoá dầu cần phải đảm bảo về độ kín , nhằm tránh hiện tờng rò rỉ ra môi trờng gây ô nhiễm môi trờng .
Khí thải từ các phân xởng phải đợc xử lí đến đạt yêu cầu về mức độc hại cho phép mới đợc thải ra ngoài môi trờng .
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 chuyền 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 25.000 tấn/năm đợc tôi hoàn thành qua một thời gian làm việc khẩn trơng. Do thời gian cũng nh kiến thức còn nhiều hạn chế nên bản đồ án này không tránh khỏi những thiếu sót nhất định, 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.
Em xin chân thành cảm ơn PGS. TS. Đinh Thị Ngọ đã tận tình hớng dẫn em hoàn thành bản đồ án này, đồng thời cũng xin cảm ơn các bạn trong ngành học đã giúp đỡ tôi trong quá trình thiết kế.
Tài liệu tham khảo
1. PGS.TS. Đinh Thị Ngọ. Hoá Học Dầu Mỏ. Nhà Xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, 2001.
2. PGS.TS. 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.
3. Đỗ Văn Đài, Nguyễn Trọng Khuông. Nguyễn Xoa. Phạm Xuân Toản. Nguyễn Bin. Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất. Tập 1. Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật Hà Nội, 1999.
4. Đỗ Văn Đài, Phạm Xuân Toản. Nguyễn Bin. Đỗ Ngọc Cử. Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất. Tập 2. Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật Hà Nội, 1999.
5. Sổ tay tóm tắt các đại lợng hoá lý. Bộ môn hoá lý –Trờng ĐHBK thành phố HCM,11/1983
6. .Khuất Minh Tú - Bài giảng an toàn lao động và bảo vệ môi trờng.
7. PGS Ngô Bình. Cơ sở xây dựng nhà Công nghiệp. Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Xuất bản. 2001.
8. PERP Report. Process Evaluation Research Planning-Methyl tertiary-Butyl Ether (MTBE) 94/95-4.
9. Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Vol A16. p.465 ữ p.486, p.543 ữ p.550. VCH Verlagsgesellschaft mbH, D-6940 Weinheim. 1990. 10.Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Vol A13. p.465 ữ p.486,
p.543 ữ p.550. VCH Verlagsgesellschaft mbH, D-6940 Weinheim. 1990. 11.Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Vol A4. p.544 ữ p.549,
.VCH Verlagsgesellschaft mbH, D-6940 Weinheim. 1990.
12.Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Vol A7. p.216 ữ p.220, .VCH Verlagsgesellschaft mbH, D-6940 Weinheim. 1990.
13.Ind. Eng. Chem. Res. 1995, Vol 34, p.3817 ữ p.3825. 14. Ind. Eng. Chem. Res. 1995, Vol 34, p.2811 ữ p.2816. 15. Ind. Eng. Chem. Res. 1995, Vol 34, p.730 ữ p.740. 16. Ind. Eng. Chem. Res. 1998, Vol 37, p. 3575 ữ 3581. 17. Hydrocarbon Processing, Vol 72 No 1,2 January, 1993.
18. Hydrocarbon Processing, Vol 77 No 1 November, 1998. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
19. Rober A. Meyers. Handbook of Petroleum Refinery Processing, 1st Edition, 13.3-13.16.
20. Catalyst Today 63, p.237ữ247, Elsevier Science, 2000. 21.Catalyst Today 55, p.213ữ223, Elsevier Science, 2000
22. Applied Catalysis A: General 189, p.1ữ8, Elsevier Science, 2000. 23. Applied Catalysis A: General 189, p.9ữ14, Elsevier Science, 2000. 24. Applied Catalysis A: General 189, p.77ữ86, Elsevier Science, 2000. 25. Applied Catalysis J., Vol 134, No 1, 1996.
26. UOP Report, January, 1998.
Mục lục
Lời giới thiệu 1
Phần : Mở đầu 2
Chơng I : Tổng quan về quá trình sản xuất MTBE 4
A . Giới thiệu chung về MTBE 4
I . Tính chất của MTBE 4
1. Tính chất lí học của MTBE 4
2. Tính chất hoá học của MTBE 5
II . ứng dụng của MTBE 7
III. Nhu cầu và sản lợng của MTBE trên thế giới 8
IV. Các phơng pháp tổng hợp MTBE 9
1. Cơ sở hoá học của việc tổng hợp MTBE 10
2. Động học và cơ chế của quá trình tổng hợp MTBE 11
V . Xúc tác cho quá trình tổng hợp MTBE 12
1.Xúc tác nhựa trao đổi ion 13
2.Xúc tác mới 14
VI. Các yếu tố ảnh hởng đến quá trình tổng hợp MTBE 15
1. Nhiệt độ phản ứng 15
2. Tỉ lệ nguyên liệu , tỉ lệ Me/isobutylen 15
3. áp suất 15 4. Nớc 16 5. Thiết bị phản ứng 16 B . Nguyên liệu 16 I. Metanol 16 1. Tính chất vật lí của Metanol 16 2. Tính chất hoá học 18
3. Sản xuất và ứng dụng của Metanol 19
II. Isobutylen 20
1. Tính chất vật lý 21
2. Tính chất hoá học 22
3. Sản xuất và ứng dụng của isobutylen 24
III.Isobutan và n_butan 26 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.Tính chất hoá học 27
3. ứng dụng và sản xuất 29
C. Giới thiệu một số công nghệ sản xuất MTBE trên thế giới 30
1. Công nghệ ete hoá của CDTECH 30
2. Công nghệ ete hoá của Ethermax của UOP 31
3. Công nghệ ete hoá của PHILLIP 34
4. Công nghệ ete hoá của UOP 35
5. Công nghệ tổng hợp MTBE của CATACOL 36
6. Công nghệ tổng hợp MTBE của ABCO.LP 36
D. Đánh giá so sánh và lựa chọn công nghệ tổng hợp MTBE 46
1. So sánh và đánh giá công nghệ 47
2. Lựa chọn công nghệ sản xuất MTBE 48
Chơng II : Tính toán thiết kế dây chuyền công nghệ sản xuất MTBE 50
I.Tính toán cân bằng vật chất 50
I.1.Tính toán cân bằng vật chất chung 50
I.1.2.Tính toán cân bằng vật chất cho từng giai đoạn tổng hợp MTBE 51
I.1.3.Tính cân bằng vật chất cho thiết bị tổng hợp MTBE thứ nhất 60
I.1.4.Tính cân bằng vật chất cho thiết bị chng tách MTBE 62 II.Tính cân bằng nhiệt lợng 63
II.1. Nhiệt lợng do nguyên liệu mang vào 63
II.2. Nhiệt lợng do nớc làm lạnh mang vào 65
II.3.Nhiệt lợng do phản ứng toả ra 66
II.4.Nhiệt lợng do dòng sản phẩm mang ra 66
II.5.Nhiệt lợng do nớc làm lạnh mang ra 66
III.Tính toán thiết bị chính 70
III.1.Tích thể tích làm việc của thiết bị chính 70
III.2.Tính kích thớc thiết bị chính 75
III.3. Tính toán cơ khí 77
III.3.1. chiều dày thân tháp 77
III.3.2. Chiều dày đấy và nắp 79
III.3.3. Đờng kính ống dẫn nguyên liệu và sản phẩm 82 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
III.3.4. Chọn mặt bích cho thiết bị 83
Chơng III : Thiết kế xây dựng nhà máy 85
I.Phân tích địa điểm xây dựng nhà máy 85
I.1. Các yêu cầu chung I.2.Các yêu cầu về khu đất xây dựng 85
II.Phân tích thiết kế tổng mặt bằng nhà máy 85
II.1. Nguyên tắc phân vùng 86
II.2. Các hạng mục công trình 86