1 Luận văn Thiết kế phân xưởng sản xuất keo phênolformalđêhyd tan cồn Lời Giới Thiệu Thế kỷ XX người làm thay đổi hoàn toàn xã hội loài người phát minh lĩnh vực khoa học kỹ thuật, khám phá sống xung quanh trái đất chúng ta, giúp cho người có nhìn hồn tồn giới đại, mở tương lai tươi sáng cho sẵn sàng chuẩn bị bước vào kỷ XXI Đất nước ta nói riêng Châu Á nói chung bước qua thời kỳ tiền cơng rẻ mạt, có nhập kỹ thuật Tương lai đất nước hồn tồn phụ thuộc vào lao động trí óc sáng tạo mới, với sức ép cạnh tranh kỷ XXI Dần dần tìm cách tự phát triển, nâng cao thực lực kỹ thuật với tình hình nước ta thời kỳ mở cửa, khuyếnh khích đầu tư nước ngồi đơi với việc xây dựng sở hạ tầng, ứng dụng khoa học kỹ thuật, phải đầu tư cho phát thiển nhân tài để ứng dụng khoa học kỹ thuật Nền công nghiệp chất dẻo nước cịn qúa ỏi, chủ yếu gia cơng chất dẻo chưa đến việc sản xuất tổng hợp Hợp chất cao phân tử (Polime) hợp chất quý có Polime thay nhiều nguyên liệu khác gỗ, xây dựng nhà cửa, sắt, kim loại, da Công nghệ sản xuất keo dán ứng dụng nhiều việc xây dựng nhà cửa, công nghiệp đồ gỗ, sắt Keo Phênol-formalđêhyd tan cồn dựa sở nhựa nhiệt rắn Loại keo có đặc tính ưu việt có độ bền mối dán cao chiu ẩm, chiu vi khuẩn phối hợp với số keo khác để tạo nên keo có đặc tính trội hơn, đặc biệt Nhược điểm keo màng keo dịn, tính bền giảm điều kiện thời tiết khắc nghiệt, keo có màu đỏ sẩm Vì keo thích hợp với thời tiết kinh tế nước ta giá thành rẻ, bền, thời tiết bám dính tốt dễ sản xuất công nghệ sản xuất đơn giản Do nên em nhận thiết kế phân xưởng sản xuất keo phênol-formalđêhyd tan cồn để đáp ứng yêu cầu đất nước ta PHẦN I: TỔNG QUAN I NGUYÊN LIỆU Nguyên liệu sản xuất Phênol-formalđêhyd từ Phênol formalđêhyd Ngoài người ta từ số dẫn xuất Phênol như: crezol, xilenol, rezolsin Cịn alđêhyd ngồi Formalđêhyd người ta dùng furfurol loại hay sử dụng nhiều A Phênol dẫn xuất nó: Phênol - Công thức phân tử: C6H5OH - Công thức cấu tạo OH a Tính chất: - Ở điều kiện thường tồn dạng tinh thể hình kim, khơng màu có mùi hắc đặc trưng, để lâu khơng khí có màu hồng biến thành màu nâu nhạt bị ơxy hóa - Tỷ trọng : d = 1,0545 g/cm2 - Nhiệt độ nóng chảy : tnc = 40,30C - Nhiệt độ sôi : ts = 182,20C - Phênol tan nước lạnh tan tốt nước nhiệt độ>600C - Độc làm bỏng da niêm mạc với dung dịch 2÷3% - Nồng độ cho phép Phênol khơng khí 0,005mg/lk2 - Dễ tan dung dịch kiềm tính acid tạo Phênolat: C6H5OH + NaOH → C6H5ONa + H2O b Điều chế Phênol: * Hiện cơng nghiệp có phương pháp sản xuất Phênol - Phương pháp benzosunfonat gồm có giai đoạn: • Sunfo hóa benzen : C6H6 + H2SO4 → C6H5SO3H • Trung hịa benzosunfo acid cách làm nóng chảy với kiềm phân hủy Phênolat chúng thu Phênol C6H5SO3H + NaOH → C6H5OH + NaHSO3 - Phương pháp Clo hóa benzen: • Clo hóa benzen: C6H6 + Cl2 → C6H5Cl + HCl • Xà phịng Clo hóa benzen dung dịch NaOH 10% C6H5Cl + NaOH → C6H5OH + NaCl - Phương pháp Clo Oxy hóa benzen: Gồm giai đoạn • Clo hóa ơxy hóa benzen HCl khơng khí nhiệt độ 200÷3000C có chất xúc tác: C6H6 + HCl(khan) + O2(k2) → t0 C6H5Cl + H2O • Thủy phân C6H5Cl NaOH 7500C, áp suất cao sau dùng phương pháp chưng ta thu Phênol C6H5Cl + NaOH → C6H5OH + NaCl - Phương pháp Cumen: Gồm giai đoạn • Điều chế izơprơpylbenzen có xúc tác: C6H6 + CH2 = CH2 - CH3 xt CH3- CH - CH3 t0 C6H5 • Ơxy hóa izơpropylbenzen oxy khơng khí mơi trường nhũ tương nước 850C CH3 XT CH3 - CH - CH3 + O2 → C6H5-C-OOH  C6H5 CH3 CH3 • Phân hủy C6H5 - C - OOH H2SO4 10% thành Phênol axêtôn CH3 Sau dùng phương pháp chưng cất tách Phênol CH3 HO H C6H5 - C - OOH 0, → C6H5OH + CH3 - C - CH3  100 c CH3 O Hiện phương pháp không dùng khơng đảm bảo u cầu cơng nghiệp hóa dẻo Chủ yếu dùng phương pháp Cumen Cumen thu từ sản phẩm cốc hóa than đá, cracking nhiệt nhiệt phân dầu mỏ Nhưng sản xuất Phênol theo phương pháp không tinh khiết muối sử dụng ta phải tiến hành tinh chế c Tính chất hóa học: Tính chất hóa học Phênol tương tự hợp chất thơm, Phênol tham gia vào phản ứng SE hiệu ứng liên hợp nên liên kết OH phân cực mạch Phênol thể tính acid Tính acid Phênol mạnh alcol yếu cacboxylic * Phản ứng thể tính acid: C6H5OH + H2O → C6H5O- + H3O+ Những nhóm hút điện tử làm tăng tính acid Phênol, ngược lại nhóm đẩy điện tử làm giảm tính acid Phênol - Phản ứng tạo muối Phênolat C6H5OH + NaOH → C6H5ONa + H2O - Phản ứng tạo ête C6H5ONa + RX → C6H5OR + NaX - Phản ứng tạo este (chuyển vị frisơ) NaOH C6H5OH + C6H5COCl → C6H5-O-C-C6H5 +HCl O + Khi đun nóng este Phênol với AlCl xảy chuyển vị nhóm oxyl đến vị trí Octo Para nhân thơm, phản ứng gọi phản ứng chuyển vị frisơ dùng để điều chế hợp chất hydroxyxêtôn thơm * Phản ứng SE Trong phản ứng SE,nhóm OH nhóm loại nên định hướng chủ yếu vào vị trí Octo Para - Phản ứng Nitro hóa HNO3 lỗng OH O2N OH NO2 NO2 → OH HNO3 đậm đặc NO2 + OH NO2 - Phản ứng sunfonic OH H2SO4 ,20 C OH → SO3H OH - Phản ứng H SO ,1000C halogen hóa OH Br Br d  2 ( ) →  OH SO3H Br Br - Phản ứng alkyl hóa Friden - Crap OH OH - - - CH3 Br d HCl +  2 ( ) →  + H3C - C - Cl CH3 H3C - C - CH3 CH3 - Phản ứng Axyl hóa Friden - Crap Phản ứng hợp chất Phênol xảy trực tiếp xảy bước tạo thành este sau chuyển vị thành Frisơ - OH OH COR + 2RCOCl  → - Phản ứng ghép muối diazoni AlCl OH + + COR R R OH +  OH → + N≡N - Phản ứng Rainơ - Timan OH O+   → NaOH CH Cl CHO - N=N OH  →  HCl CHO Đây phản ứng dùng để điều chế alđêhyd hợp chất thơm có chứa nhóm -OH * Phản ứng với formaldehyd * Phản ứng kobe Dùng để điều chế O-hyđroxylbenzoic acid OH OH OH OH OH CH2OH + , XT XT CH2 + HCHO   → ONa OHCOONa 7at + O=C=O OH - 125 C COONa H+ OH- COONa Rezorsin - Công thức phân tử: C6H4(OH2) (hoặc m-dioxibenzen) - Công thức cấu tạo OH a Tính chất : OH - Là chất kết tinh có mùi đặc trưng yếu - Tỉ trọng d 15 = 1,285 g/cm3 - Nhiệt độ nóng chảy t o = 1100C nc t o = 276,50C - Nhiệt độ sơi säi - Có thể tham gia phản ứng nhiệt độ thấp H vị trí Octo Para mạnh Phênol nhiều - Khi tác dụng ánh sáng khơng khí ẩm rezorsin biến thành màu đỏ - Tan tốt nước, mêtanol, êtanol, ête, glyxêrin, không tan bengen, clorofooc sunfuacacbon - Là loại acid yếu b Điều chế Sunfo hóa bengen đến m-đisunfo acid Sau trung hịa cho nóng chảy với NaOH Tách rezolsin Tách rezolsin từ dung dịch cách oxi hóa dùng phương pháp chưng chân không kết tinh để làm sản phẩm Crezol - Công thức phân tử : C6H4(CH3)OH - Cơng thức cấu tạo : có cơng thức cấu tạo OH CH3 OH OH CH3 o-Crezol m -Crezol CH3 p -Crezol a Tính chất: - Crezol kỹ thuật (tri crezol) hỗn hợp đồng phân Trong m-Crezol (37÷49%), o-Crezol (35%) p - Crezol (25%) - Tri Crezol chất lỏng nhớt có màu sẫm, tách 185÷2100C, từ sản phẩm xử lý nhiệt than đá, đá dầu, than nâu gỗ - Tỉ trọng d = 1,03÷1,05g/cm3 - Tan H2O yếu nhiều so với Phênol, nước nóng - Tan dung dịch nước kiềm, rượu este - Độc giống Phênol - m-Crezol tham gia phản ứng tạo nhựa nhiệt rắn, o-Crezol p-Crezol tham gia tạo nhựa nhiệt dẻo b Điều chế: Là sản phẩm nhận từ sản phẩm xử lý nhiệt than đá, đá dầu, than nâu gỗ Xilenol - Công thức phân tử (CH3)2 C6H3OH - Công thức cấu tạo: có đồng phân OH CH3 CH3 1,2,3-xilenol OH OH CH3 CH3 1,2,4-xilenol CH3 H C OH CH3 H3C3 1,2,5-xilenol OH 1,2,6-xilenol OH CH3 H3C3 CH3 CH3 a.Tính chất : 1,3,4-xilenol 1,3,5-xilenol - Là chất lỏng nhớt, màu sẩm có mùi khó chịu, sơi giới hạn nhiệt độ từ 210÷2250C - Có chứa đồng phân, có 1,3,5-xilenol có khả tạo nhựa nhiệt rắn, cịn đồng phân khác tạo nhựa nhiệt dẻo b Điều chế: Là sản phẩm tách sau so với Phênol Crezol dầu trung phần có nhiệt độ sơi cao (2100C÷2250C) B Các alđêhyd Formalđêhyd (alđêhyd formic) - Công thức phân tử CH2O - Công thức cấu tạo H-CHO a Tính chất vật lý: - Là chất khí điều kiện bình thường có mùi hắc - Nhiệt độ sôi: t o = -210C säi - Nhiệt độ nóng chảy t o = -920C nc - Tan tốt nước với độ sơi 37÷40% khối lượng dung dịch formalđêhyd nước gọi formalin - Có mùi đặc trưng, kích thích niêm mạc, mắt, mũi, tiếp xúc lâu gây chảy nước mắt - Nồng độ cho phép 0,001mg/lk2 b Tính chất hóa học * Có khả tự trùng hợp nhiệt độ thường tạo thành poliformalđêhyd hay paraformalđêhyd nCH2O → (CH2O)n đun nóng (CH O) nCH O (với n=3÷5) n (CH2O)n polime formalđêhyd vô định hình, mềm, màu trắng Vì dễ bị trùng hợp nên bảo quản người ta cho thêm 2÷3% metanol vào HCHO nước : HCHO + H2O → HOCH2OH HOCH2OH + HOCH2OH → HOCH2OCH2OH + H2O HOCH2OCH2OH + n HOCH2OH → HO -(CH2O)-n+1 CH2OH + nH2O HO -(CH2O)-n+1CH2OH + 2CH2OH → CH3-O-(CH2O)-n+1CH2-O-CH3 + 2H2O Sản phẩm tạo ngắt phát triển mạch polime * Tham gia vào phản ứng cộng CH2O + 2C4H9OH t → C4H9OCH2C4H9 + H2O * Phản ứng tự oxi hóa tạo tạo acid formic (HCOOH), mức độ thấp làm gỉam độ pH dung dịch formalin PH = 4÷4,5: 2CH2O + O2 → 2HCOOH Ngồi cịn số tính chất cần biết để hiểu lý thuyết tạo nhựa * Formalđêhyd đồng thời tự oxi hóa tự khử tạo HCOOH CH3OH 2HCHO + NaOH → CH3OH + HCOONa HCOONa + H+ → HCOOH + Na+ * Tạo axetal HCOONa + 2C4H9OH t → C4H9OCH2OC4H9 + H2O * Tạo hexameltylen tetramin (urotropin) Khi cho tác dụng NH3 với HCHO: 6HCHO + 4NH3 35→ (CH2)6N4 + 6H2O c > 35 6H2O + (CH6)N4  c → 6CH2O + 4NH3  c Điều chế: * Oxi hóa rượu metylic (CH3OH) XT 400 CH3OH + 1/2 O2 ,÷600→ HCHO + H2O + 36,8 cal/mol  C xúc tác : Cu, Ag, Oxit molipden Ngồi phản ứng đồng thời cón xảy phản ứng CH3OH + O2 → HCOOH + H2O CH3OH + 1/2O2 → CO2 + 2H2O CH3OH→ CO + 2H2 ← H2 + CH3OH → CH4 + H2O HCHO → CO + H2 ← HCHO→ C + H2O ← Người ta thường tiến hành oxi hóa CH3OH mơi trường chân khơng * Oxi hóa mêtan (CH4) 400 600 C CH4 + O2 ÷ , NO → HCHO + H2O (phản ứng chính)   2CH4 + O2 → 2CH2OH phản ứng phụ HCHO + 1/2 O2 → HCOOH Formalin ứng dụng rỗng rãi lĩnh vực khác kinh tế quốc dân, phân bón dùng cơng nghiệp chất dẻo, ngồi cịn dùng công nghiệp chất màu, thuộc da, dệt 0 0 0 10 Forfurol - Công thứ phân tử C5H4O2 - Công thức cấu tạo CH - CH CH C-CHO O a Tính chất: - Là chất lỏng khơng màu, có mùi dễ chịu - Nhiệt độ sôi: t o = 161,70C säi o - Nhiệt độ đóng rắn t âràõn = -36,50C - Trọng lượng riêng d = 1,1598 g/cm3 - Furfurol dễ dàng chưng cất với nước - Hòa tan rượu, axêtơn, ete, tan nước - Có thể tham gia phản ứng tự trùng ngưng (nhựa hóa) tạo sản phẩm có độ chân khơng gian lớn, sản phẩm bền nhiệt, tính chất lý tốt - Để ổn định người ta thường cho thêm hyđroquinol vào b Điều chế - Thủy phân phế thải công nghiệp: rơm rạ, lõi ngô , áp suất nhiệt độ > 1000C Ngồi cịn nhận thủy phân gỗ hay than nâu Urotropin (hexametylen tetramin) a Công thức - Công thức phân tử : (CH2)6N4 - Công thức cấu tạo: N N N N b Tính chất: - Ở dạng tinh khiết tinh thể màu trắng, có tính bazơ yếu - Khơng mùi - Hòa tan tốt nước, Clorofooc (CHCl 3), sunfua cacbon (CS2) acid yếu không tan ete c Điều chế Ngưng tụ formalđêhyd với amoniac 6CH2O + NH3 → (CH2)6N4 + 6H2O Thường sử dụng làm chất đóng rắn cho nhựa novolac (nhiệt dẻo) 73 - Vậy lượng nước dùng năm là: ∑ = 6000 + 5400 + 300 = 11700 (m3) 74 TÍNH TỐN KINH TẾ I Ý NGHĨA, MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC TÍNH TỐN KINH TẾ: Khi tiến hành thiết kế xây dựng nhà máy hay phân xưởng, việc kết hợp, quốc phòng nhu cầu tiêu dùng sản xuất nó, người ta cần quan tâm đến vấn đề quang trọng tính kinh tế Tính tốn phần kinh tế để nắm cần đầu tư cho khảo sát, xây dựng vốn đầu tư cho thiết bị máy móc Nắm q trình trình thu mua nguyên liệu, nắm tiền tiêu hao điện năng, nước, nước khoảng chi phí khác Bố trí số cán cơng nhân viên phân cấp số lượng cho phù hợp Từ họach tốn kinh tế cho tồn nhà máy, tính giá thành thực tế sản phẩm lập giá bán theo quy định nhà nước, qua biết lợi nhuận nhà máy thời gian hồn vốn nhà máy II NỘI DUNG TÍNH TỐN Xác định chế độ cơng tác phân xưởng: Thời gian làm việc phân xưởng 300 ngày/năm hay 300 × 24 = 7200 (giờ/năm) Nhu cầu nguyên liệu lượng: a Nhu cầu ngun liệu : Theo bảng tính tốn phần cân vật chất ta có bảng nhu cầu nguyên liệu sau: STT Tên nguyên liệu Lượng cần dùng cho năm (tấn) Phênol 1316,011 Formalđêhyd 37% 1289,692 Xúc tác Ba(OH)2 30% 85,978 Rượu C2H5OH 96% 309,812 * Giá đơn mua nguyên liệu Phênol :7500 (đồng/kg) Formalđêhyd 37% :4000 (đồng/kg) Xúc tác Ba(OH)2 30% :1000 (đông/kg) Rượu C2H5OH 96% :3000 (đồng/kg) Do chi phí vận chuyển bốc dỡ nên nguyên liệu chi phí 2% so với giá mua nguyên liệu Do giá thực tế nguyên liệu là: Phênol : 7.500 × 1.000(1+2%) = 7.650.000 (đồng/tấn) Formalđêhyd 37% : 4.000 × 1.000(1+2%) = 4.080.000 (đồng/tấn) Xúc tác Ba(OH)2 30% :12.000 × 1.000(1+2%) = 10.200.000 (đơng/tấn) Rượu C2H5OH 96% : 3.000 × 1.000(1+2%) = 3.060.000 (đồng/tấn) Vậy chi phí nguyên liệu dùng cho năm sản xuất Phênol :1.316,011 × 7.650.000 =10.067.484.150 (đồng) Formalđêhyd 37% :1.289,692 × 4.080.000 = 5.261.943.360 (đồng) 75 Xúc tác Ba(OH)2 30% : 85,978 × 10.200.000 = 876.975.600 (đồng) Rượu C2H5OH 96% : 309,812 × 3.060.000 = 948.024.720 (đồng) Tổng chi phí mua nguyên liệu : 17.154,427.830 (đồng) b Nhu cầu lượng (Đã tính phần trước) Ta có bảng sau: STT Tên nguyên liệu Dùng cho năm Nước 11.700 (m3) Hơi nước 1.073,125 (tấn) Điện 108.041,5 (KW) * Giá đơn mua lượng: Nước : 2.000 (đồng/m3) Hơi nước : 400 (đồng/kg) Điện :1.200 (đồng/KW) Vậy chi phí mua lượng dùng cho năm sản xuất Nước : 2.000 × 11.700 = 23.400.000 (đồng) Hơi nước : 400 × 1.073,125 × 1.000 = 429.250.000 (đồng) Điện :1.200 × 108.041,5 = 129.649.800 (đồng) Tổng chi phí mua lượng: 582.299.800 (đồng) Vậy chi phí mua nguyên liệu lượng là: Vnl + ngl = 17.154.427.830 + 582.299.800 = 17.736.727.630 (đồng) Tính chi phí xây dựng Nhà xưởng thiết kế tầng Chiều cao nhà 14 (m) Diện tích mặt 18 × 36 = 648 (m2) Dùng hai sàn làm việc, sàn có diện tích là: × 10 = 30 (m2) Dùng sàn làm việc có diện tích: × = (m2) Cả ba sàn làm việc đổ bê tông cốt thép Giá tiền chi phí: Chi phí cho mặt bằng: 648 × 750.000 = 486.000.000 (đồng) Chi phí ch ba sàn làm việc: 69 × 600.000 = 41.400.000 (đồng) Vậy chi phí cho xây dựng là: Vxd = 527.400.000 (đồng) Chi phí đầu tư cho thiết bị: STT Tên thiết bị Nồi phản ứng Cánh khuấy Động cánh khuấy Hộp giảm tốc Thiết bị ngưng tụ Số lượng (cái) 2 Tiền (đồng/cái) 45.000.000 1.500.000 1.800.000 1.500.000 1.500.000 Thành tiền (đồng) 45.000.000 3.000.000 3.600.000 3.000.000 1.500.000 76 10 11 12 13 14 15 16 17 Hầm đun phênol Thùng chứa phênol Thùng chứa formalđêhyd Thùng lường phênol Thùng lường Thiết bị giản khí Bơm li tâm Bơm chân khơng Quạt gió Thiết bị hịa tan Thùng chứa rượu êtylic Bể chứa nước thải 1 1 3 1 1.500.000 2.500.000 1.500.000 2.500.000 1.500.000 500.000 1.200.000 1.300.000 500.000 20.000.000 1.000.000 1.000.000 1.500.000 2.500.000 1.500.000 2.500.000 4.500.000 1.000.000 3.600.000 2.600.000 3.000.000 20.000.000 1.000.000 1.000.000 Tổng chi phí mua thiết bị: V*tb = 110.600.000 (đồng) Chi phí lắp đặt vận chuyển: Lấy 30% so với vốn mua thiết bị Do chi phí thực tế để mua thiết bị là: Vtb = V*tb + 30%V*tb = (1+30%) × 110.600.000 Vtb = 143.780.000 (đồng) Vốn đầu tư thiết bị xây dựng: V = Vxd + Vtb + Vk Vk: Chi phí khác, Lấy Vk = 10% × V Vậy: V = V xd + V tb 527.400.000 + 143.780.000 = = 745.755.556 (đồng) 0,9 0,9 V = 745.755.556 (đồng) • Tính nhu cầu lao động: - Tính thời gian làm việc năm; Số ngày nghỉ: 52 ngày chủ nhật + ngày nghỉ lễ tết + 10 ngày nghỉ sửa chữa máy + 10 ngày nghỉ khác Số ngày làm việc: 365 - (52 + + 10 + 10) = 286 (ngày) Hệ số điều khuyết là: 300 = 1,03 286 • Phân bố nhân viên phân xưởng: Stt Ngành nghề Nơi làm việc Quản đốc Kỹ sư hóa Hành chính, kế tốn Nấu nhựa Số lượng nv/ca Phòng quản đốc Phòng kỷ thuật Phịng hành chính, kế tốn Bộ phận nấu Số ca 1ngày 3 Số nv 1ngày 77 10 Hòa tan nhựa Bộ phận hòa tan Nấu phênol Bộ phận nung phênol 3 Đóng gói Khu đóng gói Chuẩn bị nguyên liệu Kho nguyên liệu Y tế Phòng y tế 1 Bảo vệ Phòng bảo vê 3 Số nhân viên là: 38 người (chưa điều khuyết), với số điều khuyết 1,03 số nhân viên phân xưởng là: 38 × 1,03 = 39 người * Quỹ lương phân xưởng: - Quỹ lương cơng nhân: Thu nhập bình qn cơng nhân 500.000 đồng/tháng, có 35 người cơng nhân trực tiết sản xuất nên 500.000 × 35 =17.500.000 đông/tháng - Trưởng ca phụ cấp 5% so với lương tháng có ba ca nên × 5% × 500.000 = 75.000 đồng/tháng - Lương kỹ sư: 800.000 đồng/tháng Có kỹ sư nên × 800.000 =2.400.000 đồng/tháng - Lương quản đốc: 1.000.000 đồng/tháng Vậy quỹ lương tháng phân xưởng là: 17.500.000 + 75.000 + 2.400.000 + 1.000.000 = 20.975.000 (đồng/tháng) Quỹ lương năm phân xưởng: QL = 20.975.000 × 12 = 251.700.000 (đồng/tháng) * Tính giá thành sản phẩm: - Bảo hiểm xã hội ytế (BHXH) lấy 17% quỹ lương: BHXH = 17% × QL = 17% × 251.700.000 = 42.789.000 (đồng/năm) - Chi phí (CP) sử dụng máy móc: CPsdm = KHcb + KHsc Trong đó: KHcb: Khấu hao lấy 10%Vtb KHcb = 10%Vtb = 14.378.000 (đồng/năm) KHsc: Khấu hao sữa chữa lấy 5%Vtb KHsc = KHcb + KHsc = 21.567.000 (đồng) - Chi phí quản lý phân xưởng lấy 20% QL CPpl = 20%QL = 50.340.000 (đồng/năm) - Chi phí phân xưởng lấy 15%QL CPpx = 15%QL = 37.755.000 (đồng/năm) - Chi phí khác lấy 1% so với giá thành phân xưởng Stt Tên khoảng mục Chi phí tồn phân Chi phí cho sản xưởng (đồng/năm) phẩm (đồng/năm) Nguyên liệu, lượng 17.736.727.630 14.780.606,36 Quỹ lương 251.700.000 209.750,00 Bảo hiểm xã hội 42.789.000 35.657,50 Chi phí phân xưởng 37.755.000 31.462,50 Chi phí quản lý 50.340.000 41.950,00 78 Khấu hao sửa chữa 7.189.000 5,990,84 Chi phí khác 62.061.434 51.717,86 Tổng cộng 18.188.562.060 15.157.135,06 Vậy giá thành sản phẩm là: 15.157.135,06 (đồng/tấn) Suy giá bán buôn keo phênol-formalđêhyd tan cồn là: 17.000.000 (đồng/tấn) hay 17.000 (đồng/kg) Doanh thu năm: DT = 1.200 × 17.106 = 204.108 (đồng) Thuế doanh thu: Tdt = 4% × DT = 4% × 204.108 = 816.106 (đồng) Vốn sản xuất phân xưởng: Vsxpx = Vcđ + Vlđ Trong đó: Vcđ : Vốn cố định, Vcđ = 5.816.370.349 (đồng) Vlđ : Vốn lưu động DT-Tdt-C Vlđ = (đồng) Số vịng quay vốn lưu động/năm Trong đó: C: phụ chi, lấy C = 2%.DT = 408.106 (đồng) 204.10 − 816.10 − 408.10 6 19176.10 = 4794.10 (đồng) = Vlđ = Vsxpx = Vcđ + Vlđ =5.816.370.349 + 4.794.106 = 10.610.370.350 (đồng) Tính lợi nhuận phân xưởng năm: L = DT - Tdt - Ttvsx - Tcptpx Trong đó: Ttvsx : Thuế vốn xuất khẩu, lấy Ttvsx = 8,5%.Vsxpx = 901.881.479 (đồng) Tcptpx: Chi phú toàn phân xưởng, Tcptpx = 18.188.562.060 (đồng) Do đó: Lợi nhuận phân xưởng năm: L = 204.108 - 816.106 - 901.881.479 - 18.188.562.060 = 493.556.461 (đồng) Mức hoàn vốn = Doanh thu 100 V sxpx 204.10 × 100 = 192 % 10.610.370.350 Låüinhuáûn 100 Tỷ suất lợi nhuận = V sxpx = 79 = 493.556.461 = 4,7 % 10.610.370.350 Thơig ian hoàn vốn: Chi phê âáưutỉ Låüinhûnhng nàm 745.755.556 = 1,5 năm Thv = 493.556.461 Thv = Vậy thời gian hoàn vốn 1,5 năm 80 AN TOÀN LAO ĐỘNG I GIỚI THIỆU CHUNG: Trong sản xuất công nghiệp đại, yếu tố khơng phần quang trọng yếu tố an toàn lao động Để tránh cố tai nạn lao động 81 sản xuất ảnh hưởng đến tính mạng suất lao động công nhân, người ta phải đề biện pháp an toàn lao động, loại trừ mức tối đa tai nạn lao động xảy ra, thiết kế sản xuất ta tính đến khả xảy chất nổ, ảnh hưởng chất độc, tai nạn thao tác Làm ảnh hưởng đến tính mạng sức khỏe cơng nhân Những biện pháp bảo vệ người sản xuất nhà nước ta quy định thành văn thi hành xí nghiệp nhà máy Các loại hình tai nạn lao động: - Chấn thương, gây thương tích, tàn tật - Nhiễm độc nghề nghiệp - Bệnh nghề nghiệp a Chấn thương: Là trường hợp tai nạn, kết gây chấn thương, dẫn đến tàn tật cho thể, tùy mức độ chấn thương mà làm cho người lao động làm sau thời gian bình phục ngừng hẳn b Nhiễm độc nghề nghiệp: Là hủy hoại sức khỏe theo thời gian tác dụng chất độc trình lao động sản xuất, tác dụng hóa chất độc hại đến thể người nhiều đường khác nhau, quan trọng hết là qua đường hô hấp, gây nhiễm độc cấp tính mãn tính c Nhiễm độc nghề nghiệp: Là suy yếu dần sức khỏe người làm việc, kết điều kiện bất lợi tạo bỡi tình trạng sản xuất thao tác cơng việc có tính chất thường xuyên áp đặt, làm cho người lao động không khắc phục được, liên tục làm việc theo máy móc Những nguyên nhân gây tai nạn: Do kỹ thuật Do tổ chức Do vệ sinh thao tác + Nguyên nhân kỹ thuật: Do hư hỏng (sự cố) thiết bị máy móc, kiến trúc xây dựng nơi thao tác, thiếu kỹ thuật lao động trình độ hiểu biết + Nguyên nhân tổ chức: Nguyên nhân phát sinh kết việc tổ chức giao nhận cơng việc chưa đắn, là: • Vi phạm qui tắc, qui trình kỹ thuật • Tổ chức lao động tổ chức việc làm khơng đáp ứng nhu cầu • Thiếu giám sát kỹ thuật khơng đầy đủ • Vi phạm chế độ lao động • Sử dụng nhân cơng khơng ngành nghề, chun mơn • Cho cơng nhân làm việc chưa qua khâu hưởng dẫn, huấn luyện, chưa nắm vũng điều lệ, qui tắc kỹ thuật an toàn + Ngun nhân vệ sinh sản xuất: • Mơi trường sản xuất bị nhiễm • Điêu kiện khơng khí khơng thích hợp 82 • • • • • Thiếu ánh sáng, thơng gió Tiếng ồn q mức cho phép Nơi nghỉ không đảm bảo vệ sinh Vi phạm điều lệ vệ sinh cá nhân Thiếu quan tâm chưa ytế II PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM PHÂN XƯỞNG: Trong phân xưởng sản xuất keo phênol-formalđêhyd gồm có phân xưởng Ngun liệu phênol, formalđêhyd, Ba(OH)2 chất có tính độc hại trình bày lý thuyết + Về nguyên liệu: Phênol gây bỏng nhiễm độc da Nồng độ cho phép phênol khơng khí 0,004mg/lit Formalđêhyd để gây tổn thương niêm mạc mắt, mũi đường hô hấp Nồng độ cho phép 0,001 mg/lit + Về vấn đề khác: Kho chứa nguyên liệu sản xuất có nhiều chất khác gây tượng phản ứng hóa học khơng xếp ngăn nắp cách ly Bể nung phênol hàm lượng phênol vượt qua giới hạn cho phép Cần phải ý đến thiết bị điện, ý đến phận truyền động động cơ, cần đến vấn đề vệ sinh công nghiệp vấn đề thơng gió III BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC Xuất phát từ vấn đề nêu ta đề biện pháp khắc phục sau: Chú ý đến việc thông gió tự nhiện nhân tạo phía phân xưởng phải bố trí cửa sổ để lấy gió tự nhiên, phải bố trí cửa trời, kho nguyên liệu phải bố trí quạt hút Thiết kế xây dựng phải phù hợp: Hệ thống dầm cột, sàn chịu lực phải đảm bảo phù hợp Thiết bị máy móc phải bảo đảm, đường ống kín, dẫn phải có bảo ôn, ống dẫn ống dẫn formalin phải làm vật liệu chống ăn mòn phải thường xuyên kiểm tra Ánh sáng ban đêm (điện chiếu sáng) phải đảm bảo đủ độ sáng cho công nhân làm việc Tổ chức cơng nhân phịng cháy nổ nơi quy an tồn lao động, ln tập huấn, nhắc nhở làm việc theo nôi quy nhu cầu, quy định bảo hộ lao động sản xuất, đề phòng cháy nổ hóa chất, đề phịng điện, tránh gây tia lửa điện Bố trí dụng cụ phịng cháy hợp lý, gần, tiện dễ dàng có cố  Qui định phòng cháy: - Phải tuân theo nội quy phân xưởng cách nghiêm nhặt 83 - Phải kiểm tra điện , thiết bị đường ống, máy móc theo định kỳ tháng hai lần - Không hút thuốc sử dụng tàn lửa làm việc - Không uống rượu ngủ say làm việc - Không tự tiện rời bỏ vị trí làm việc - Khi gặp trường hợp bị bỏng phênol phải dùng cồn gluxerin để rửa - Khi bị bỏng nhiệt cởi bỏ quần áo rửa sạnh vết thương, xoa thuốc lên vết bỏng đưa đến phịng y tế - Nếu có cố điện phải tìm cách cắt cầu dao IV XỬ LÝ NƯỚC THẢI: Xử lý nước thải điều cần thiết nhà máy hóa chất Vì ảnh hưởng đến nhiễm nguồn nước, ảnh hưởng đến môi trường, môi sinh Hiện nước ta đề cao yếu tố môi trường Khi sản xuất nhựa phênol-formalđêhyd nhận lượng nước bẩn chứa cấu tử sau: Phênol : 10 ÷15 kg/m3 Formalđêhyd : 20÷30 kg/m3 Metanol : 10÷40 kg/m3 Mặt dù lượng phênol, metanol formalđêhyd không đáng kể không cho phép tháo nước bẩn vào đường thải (theo tiêu chuẩn vệ sinh mơi trường) Hàm lượng metanol có nước phụ thuộc vào nồng độ formalin dùng để sản xuất nhựa Tách mêtanol sau khử phênol khó khăn, thực phương pháp chưng cất lúc nước bẩn tạm xử lý dược tháo vào đường thải Trong công nghệ sản xuất có nhiều phương pháp hồn ngun phênol từ nước chứa phênol, hay phương pháp trích ly phênol butylacetat Nước bẩn butylacetat bơm ngược chiều qua thiết bị trích ly, butylacetat chứa phênol chảy từ thiết bị trích ly thứ đem chưng cất chân khơng Cịn butylacetat cho quay trở lại để trích ly phênol đem sản xuất nhựa Nước cho vào thiết bị trích ly 0,25÷2 gam/lit phênol cho vào tháp để chưng cất butylacetat Sau đun nước bay thiết bị hở xử lý dung dịch Amoniắc, để kết hợp với formalđêhyd tạo thành urôtropin Trong sản xuất dùng chủ yếu phương pháp ngưng tụ phênol với formalđêhyd nước lẫn môi triường acid tạo thành nhựa Novolắc hay ngưng tụ môi trường kiềm để tạo thành nhựa Rezolic 84 a Tạo nhựa phênol formalđêhyd cách ngưng tụ môi trường acid Tỷ lệ Phênol: Formalđêhyd nước bẩn điều chỉnh đến 100:40 cách thêm từ từ lượng phênol (khoảng 35kg/m3 nước bẩn) Xúc tác H2SO4 5% Nhựa thu phải sấy khô dùng để sản xuất bột ép b Tạo nhựa phênol formalđêhyd cách ngưng tụ môi trường kiềm Để ngưng tụ phênol với formalđêhyd người ta đun nóng nước bẩn sơi đồng thời thêm 0,8% NaOH hay Na2CO3 (kéo dài từ đến 1,5 giờ) Nhựa nhận dùng để sản xuất bột ép Nước lại sau tách riêng nhựa đem xử lý tiếp Đầu tiên thêm nước Metanol chưng cất trên, cabonat natri hay nước amoniắc đạt pH = 7,3÷8 sau thêm Clorua sắt, hay muối khác sắt, sau 20÷30 phút kết tủa phức tạp chất sắt với nhóm thích nước nhựa phần phênol lại Tách phức tạp cách lọc Nước lọc chứa 20÷75% mg/lit phênol tự do, tháo chảy đường ống nước thải 85 Thiết kế nhà máy hóa chất cơng việc khó khăn, địi hỏi người thiết kế phải có kiến thức tồn diện mặt lý thuyết q trình cơng nghệ sản xuất, kỹ tính tốn, kiến thức xây dựng, kinh tế phải hiểu biết luật lao động, an toàn lao động nước ta Mặt khác người thiết kế phải nắm vững thực tế để thiết kế cơng trình cho phù hợp với đặc điểm khí hậu, đất đai địa phương (khu cơng nghiệp), để từ chọn địa điểm xây dựng bảo đảm tính lâu dài cơng trình đạt hiệu cao Trong đồ án này, tơi hồn thành yêu cầu đề đề tài thiết kế Các yêu cầu: Phần I: Lý thuyết chung nhựa phênol-formalđêhyd keo phênolformalđêhyd tan cồn Phần II: Cân vật chất Phần III: Tính tốn thiết bị chính, phụ Phần IV: Tính cân nhiệt Phần V: Tính xây dựng Phần VI: Tính điện nước Phần VII: Tính kinh tế Phần VIII: An tồn lao động vệ sinh môi trường Do việc khảo sát thực tế khơng có, bên cạnh tra cứu tài liệu ngoại ngữ hạn chế hiểu biết có hạn, nên khơng thể tránh khỏi sai sót thuyết minh Vì tơi mong nhận góp ý xây dựng chân thành thầy, cô bạn đọc, để thân rút kinh nghiệm cố thêm kiến thức ngày hoang thiện 86 Qua việc làm đồ án tốt nghiệp giúp nắm vững kiến thức, hiểu vai trò người thiết kế, tập cho thân có tổ chức, kỷ thuật tác phong công nghiệp, phù hợp với công nghiệp hóa, đại hóa đất nước Cuối tơi xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình thầy giáo hướng dẫn Dương Thế Hy, thầy cô môn công nghiệp Polime giúp hoàn thành tốt nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp Đà Nẵng 05/2001 MỤC LỤC Trang Lời giới thiệu Phần I : Tổng quan I- Nguyên liệu II- Phân loại nhựa phênol- formalđêhyd 2 10 87 III- Các yếu tố ảnh hưởng đến việc tạo thành tính chất sản phẩm IV- Nhựa phênol- formalđêhyd tan cồn V- Ứng dụng nhựa rezolic VI- Ứng dụng nhựa phênol- formalđêhyd tan cồn để làm keo dán VII- Quá trình sản xuất nhựa rezolic để làm keo Phần II: Tính tốn Chương I: Cân vật chất Chương II: Tính chọn thiết bị A Thiết bị B Thiết bị phụ Chương III: Cân nhiệt lượng Phần III: Tính xây dựng Phần IV: Tính điện nước Phần V: Tính tốn kinh tế Phần VI: An tồn lao động vệ sinh mơi trường Kết luận 1- Cơ sở QT TB cơng nghệ hóa chất tập 11 15 18 23 25 28 34 34 48 63 73 77 81 87 91 Võ Văn Đài, Nguyễn Trọng khuôn, Hồ Lê Viên Nhà XB KHKT Hà Nội 2- Sổ tay QT TB cơng nghệ hóa Võ Văn Đài, Nguyễn Trọng khn, chất tập Hồ Lê Viên Nhà XB KHKT TÀI LIỆU THAM KHẢO Hà Nội 3- Kỹ thuật sản xuất chất dẻo Sách dịch môn Pôlime Trường ĐHBK Hà Nội 4- Tổng hợp hợp chất cao phân Nhà XB TP.HCM tử 5- Tính tốn máy TB hóa chất Nhà XB KHKT Hà Nội 1984 6- Các máy khuấy trộn công Nhà XB KHKT Hà Nội 1987 nghiệp 7- Hóa học hữu Đào Hùng Cường ĐHBK Đà nẵng 8- Giáo trình hóa học monome Đào Hùng Cường ĐHBK Đà nẵng 9- Vật liệu dẻo, tính chất cơng Nhà XB ĐHBK Hà Nội 1991 nghệ gia công 10- Xây dựng lộ thiên, bán lộ thiên Phùng Như Thanh -nhà XB KHKT nhà máy hóa chất Việt Nam ... nghệ sản xuất đơn giản Do nên em nhận thiết kế phân xưởng sản xuất keo phênol-formalđêhyd tan cồn để đáp ứng yêu cầu đất nước ta 3 PHẦN I: TỔNG QUAN I NGUYÊN LIỆU Nguyên liệu sản xuất Phênol-formalđêhyd. .. có liên kết - ONH4 phân cực yếu ONH4 CH2 nên tan môi trường phân cực yếu n IV NHỰA PHÊNOL - FORMALĐÊHYD TAN TRONG CỒN Ở đồ án ta thiết kế dây chuyền sản phẩm keo phênol - formalđêhyd tan cồn Nguyên... B THIẾT BỊ PHỤ 20 a B1 I Thiết bị chứa Thiết bị chứa dùng để chứa nguyên liệu, ta thiết kế thiết bị chứa dùng để chứa nguyên liệu ngày sản xuất Thùng chứa phênol - Thể tích phênol cho ngày sản