Lời cảm ơn Em xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới thầy cô giáo Khoa công nghệ hoá học trường ĐHBK Hà nội, tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt thời gian học tập nghiên cứu trường Đặc biệt em xin bầy tỏ lòng biết ơn tới thầy giáo:PGS.TS Lê Văn Hiếu thầy, cô môn Hữu - Hoá dầu tận tình giúp đỡ thời gian em làm đồ án tốt nghiệp môn Tuy nhiên khả thời gian có hạn nên đồ án tốt nghiệp em không tránh khỏi thiêú sót Em mong thầy, cô giáo môn, hội đồng bảo vệ tốt nghiệp bạn sinh viên đóng góp ý kiến để đồ án tốt nghiệp em hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn Sinh viên: Bộ giáo dục đào tạo Cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam Trường đại học bách khoa hà nội độc lập – tự – hạnh phúc Nhiệm vụ Thiết kế tốt nghiệp Họ tên sinh viên: Khoá: 43 Khoa: Công Nghệ Hóa Học Ngành học: Công Nghệ Hữu Cơ - Hoá Dầu Đầu đề thiết kế: Thiết kế phân xưởng Isome hoá Các số liệu ban đầu: - Công suất 350.000tấn/năm Nội dung phần thuyết minh tính toán - Giới thiệu chung - Tổng quan - Tính toán : + Tính cân vật chất + Tính cân nhiệt lượng - Thiết kế xây dựng - An toàn lao động - Tính toán kinh tế Các loại vẽ đồ thị (ghi rõ loại vẽ kích thước vẽ): vẽ dây truyền công nghệ A0 vẽ thiết bị A vẽ mặt xây dung A0 Cán hướng dẫn Họ tên cán Phần: Công nghệ TS Lê Văn Hiếu Xây dựng TS Lê Văn Hiếu Kinh tế TS Lê Văn Hiếu Ngày giao nhiệm vụ thiết kế: 10/2/2003 Ngày hoàn thành nhiệm vụ:…………………………………………… Ngày tháng năm 2003 Chủ nhiệm khoa Cán hướng dẫn (Ký tên ghi rõ họ tên) (Ký tên ghi rõ họ tên) Kết đánh giá: Sinh viên hoàn thành - Quá trình thiết kế:………………… (và nộp toàn thiết kế cho khoa) - Điểm duyệt:……………………… Ngày … tháng … năm 2003 - Bản vẽ thiết kế:…………………… Mở đầu I Giới thiệu Quá trình iSome hoá Quá trình isome hoá n-parafin dùng để nâng cao trị số octan phân đoạn pentan-hexan phần xăng sôi đến 70 0C, đồng thời cho phép nhận izo-parafin riêng biệt isopentan isobutan từ nguyên liệu cho trình tổng hợp cao su isopren, isobutan nguồn nguyên liệu tốt cho trình alkyl hoá, để nhận izobuten cho tổng hợp MTBE Như nêu trên, công nghiệp chế biến dầu dùng hai trình chủ đạo để nhận xăng có trị số octan cao trình reforming xúc tác cracking xúc tác Nhưng nhu cầu xăng chất lượng cao ngày tăng, phần C5 - C6 công nghiệp chế biến dầu ngày có số lượng lớn mà lại đạt trị số octan cao áp dụng trình Trước phân đoạn dùng để pha trộn vào xăng với mục đích đạt đủ áp suất bão hoà xăng thành phần cất, trị số octan phần không đủ cao Các số liệu trích dẫn bảng sau cho thấy rõ điều Bảng 1.Trị số octan điểm sôi hydrocacbon C5, C10 Cấu tử Điểm sôi RON MON C5: n-pentan 36 61.7 61.9 2-metylbutan (izopentan) 28 92 90.3 C6: n-hexan 66.75 24.8 26 2-metylpentan (izohexan) 60.3 73.4 73.4 3-metylpentan 63.25 74.5 74.3 2.2-dimetylbutan (neohexan) 49.73 94.5 93.5 58 10.3 94 2.3-dimetylbutan Các số liệu bảng cho thấy, thích hợp cho trình nhận xăng chất lượng cao phân đoạn n-C 5-C6 nhận khu liên hợp lọc hoá dầu cần phải cho trình isome hoá Công nghệ chế biến dầu mỏ đời vào năm 1859, giới khai thác chế biến số lượng dầu khổng lồ, với tốc độ tăng trưởng hàng thập niên nhanh chóng (tăng gấp đôi khoảng 10 năm năm 1980) Ngành công nghiệp dầu tăng trưởng nhanh trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn kỷ 20 Đặc biệt sau Đại chiến Thế giới II, công nghiệp dầu khí phát triển nhằm đáp ứng hai mục tiêu là: - Cung cấp sản phẩm lượng cho nhu cầu nhiên liệu động cơ, nhiên liệu công nghiệp sản phẩm dầu mỡ bôi trơn - Cung cấp hoá chất cho ngành tổng hợp hoá dầu hoá học, tạo thay đổi lớn cấu phát triển chủng loại sản phẩm ngành hoá chất, vật liệu Trong số sản phẩm lượng dầu mỏ, trước hết phải kể tới nhiên liệu xăng, loai nhiên liệu có vai trò vô quan trọng đời sống Trong chiến tranh giới thứ hai, yêu cầu xăng máy bay tăng lên nhiều, điều thúc đẩy trình isome hoá nhằm chế biến n-butan thành izobutan để pha vào xăng Sau chiến tranh, người ta lại ý đến trình từ năm 1950 trở lại Một mặt phải nâng cao chất lượng xăng ôtô xăng máy bay Mặt khác người ta cần nhận izopentan để sản xuất cao su nhân tạo Xăng loại tốt bao gồm hỗn hợp hydrocacbon thơm reforming xúc tác phân đoạn sôi thấp có đủ độ bốc cho động xăng Các cấu tử nhẹ hỗn hợp cần có trị số octan đủ cao để không gây kích nổ Phân đoạn nhẹ xăng cracking xúc tác hay nhiệt phân thoả mãn yêu cầu Trong phân xưởng hay nhà máy chế biến dầu mà dây chuyền cracking cần thiết phải có dây chuyền chế biến sử dụng izoparrafin C5 C6 Các cấu tử có trị số octan đủ cao, có độ bốc nhậy với PTE (TOC) ưu điểm so với cấu tử khác xăng chưa pha trộn Để nhận izoC5 , C6 người ta dùng trình isome hoá Ưu điểm trình là: Biến đổi hydrocacbon mạch thẳng thành cấu tử có cấu trúc nhánh cấu tử có trị số octan cao Nhờ làm nâng cao đáng kể hiệu suất chất lượng xăng Ngày nước ta ngành công nghiệp khai thác chế biến đà phát triển mà lượng condensate ngày nhiều ta cần phải thực chuyển chúng thành nhiên liệu có trị số ON cao Vì thành phần chủ yếu condensate cấu tử n-C 5C6 (nparafin) nên có trị số octan tương đối thấp ta phải thực isome hoá để tăng trị số octan Chính tầm quan trọng này, công nghiệp chế biến dầu, trình isome hoá nhiều công ty lớn giới trọng nghiên cứu phát triển, cụ thể như: UOP, Shell, Bp Do vậy, với đề tài “ Thiết kế phân xưởng isome hoá ” phần giúp sinh viên hiểu vai trò trình isome hoá lọc hoá dầu phát triển II Cơ sở lý thuyết trình Isome hoá II.1 Đặc trưng nhiệt động học [I,224] Các phản ứng isome hoá n-pentan n-hexan phản ứng có tỏa nhiệt nhẹ Bảng cho thấy nhiệt phản ứng để tạo thành isome hoá từ cấu tử riêng biệt Bảng Cấu tử C5: 2-metylbutan(isopentan) 2,2.dimetylpropan(neopentan) C6: 2-metyl pentan(isohexan) 3-metylpentan 2,2-dimetyl butan(neohexan) 2,3-dimetylbutan ∆H298 Kcal/ml - 1,92 - 4.67 - 1,70 - 1,06 - 4,39 - 2,53 Do phản ứng isome hoá tỏa nhiệt nên mặt nhiệt động học phản ứng không thuận lợi tăng nhiệt độ Mặt khác, phản ứng isome hoá n-parafin phản ứng thuận nghịch tăng thể tích, cân phản ứng phụ thuộc vào nhiệt độ Nhiệt độ thấp tạo điều kiện thuận lợi tạo thành isome cho phép nhận hỗn hợp điều kiện cân có trị số octan cao Đồ thị sau cho thấy phụ thuộc nồng độ cân isome vào nhiệt độ phản ứng isome hoá n-pentan nhexan xây dựng từ tính toán thực nghiệm Từ đồ thị cho thấy tăng nhiệt độ nồng độ isome giảm nồng n-parafin lại tăng, làm giảm hiệu xuất trình isome hoá Dựa vào đồ thị thấy nhiệt độ t o < 200oC thiết lập hỗn hợp cân có trị số octan cao Khi isome hoá n-parafin xảy số phản ứng phụ phản ứng cracking phản ứng phân bố lại: 2C5H12 ↔ C4H10 + C6H14 Để giảm tốc độ phản ứng phụ trì hoạt tính xúc tác, người ta phải thực trình áp suất hydro P H2 =2 ÷ MPa tuần hoàn khí chứa hydro Động học chế phản ứng isome hoá phụ thuộc vào điều kiện tiến hành trình phụ thuộc vào xúc tác II.2 Cơ chế phản ứng isome hoá n-parafin Phản ứng isome hóa n-parafin xúc tác xảy theo hướng sau (phụ thuộc vào độ axit xúc tác).[I-246], [II-135] Trên xúc tác với độ axit mạnh chất mang Phản ứng isome hoá xảy tâm axit Vai trò kim loại làm nhiệm vụ hạn chế tạo cốc ngăn ngừa trơ hoá tâm axit Khi chế phản ứng miêu tả sau: VD: n-butan: K,H CH3CH2CH2CH3 CH3C+CH3  CH3C+CH3 + CH3 CH2 CH2 CH3 K CH3 CH3CHCH3   CH3 CH3 + CH3+CHCH2CH3 K tâm axit xúc tác Với xúc tác lưỡng chức,cơ chế phản ứng sau K, +H+ Me,-H2 CH3 CH2 CH2CH3 CH3CH=CH2CH3 CH3 CH2+ CH CH3 CH3C+CH3  K CH3C=CH2 K, +H CH3 CH3C=CH2  C H3 CH2+ CH CH3  CH3 CH3CHCH3 Me, +H2 CH3  CH3 Me tâm kim loại, K tâm axit xúc tác Giới thiệu chung xúc tác Xúc tác coi “cây đũa thần” số phản ứng hoá học Chỉ cần lượng nhỏ làm tăng tốc độ phản ứng lên hàng trăm, hàng nghìn lần Bản chất xúc tác chất xúc tác có tác dụng đưa hệ nhanh chóng đạt đến trạng thái cân bằng, cách làm giảm lượng hoạt hoá phản ứng không ảnh hưởng đến cân hoá học Một phản ứng khả xảy xúc tác vô tác dụng Chất xúc tác phần thúc đẩy phản ứng xảy theo chiều ngược lại Sau phản ứng, chất xúc tác không thay đổi thành phần hoá học, thay đổi tính chất vật lý Các phản ứng hữu thường xảy theo nhiều hướng, xảy theo nhiều cấp (chuyển hoá tiếp tục sản phẩm) Chất xúc tác có khả làm tăng nhanh không đồng số phản ứng định Tính chất gọi tính chọn lọc xúc tác, nhờ mà hiệu phản ứng tăng nhiều lần Xúc tác chia làm hai nhóm xúc tác đồng thể xúc tác dị thể, loại lại chia nhỏ Với xúc tác dị thể rắn-khí, đặc trưng xúc tác Oxít, đa Oxit, ngày phổ biến xúc tác kim loại chất mang Xúc tác rắn công nghiệp thưòng có dạng sau: - Bụi: có đường kính khoảng d = 1-150 µm - Vi cầu: d = 10-150 µm - Cầu lớn: d = 3-6 µm - Trụ: d = 3-4,chiều cao h = 3-5 mm Xúc tác dạng cầu vỡ vụn, chúng có độ bền cao Dạng bụi dạng vi cầu dùng xúc tác giả sôi, dạng cầu lớn dùng xúc tác chuyển động, dạng trụ dùng công nghệ xúc tác lớp tĩnh Kích thước hạt xúc tác phụ thuộc vào kiểu reactor Khi chất phản ứng khí bay có hai loại reactor sử dụng reactor lớp cố định lớp sôi 3.1 Reactor lớp cố định Là ống đứng đựng xúc tác, dòng chất phản ứng thổi qua lớp xúc tác Do trở lực, áp suất giảm xuống qua lớp xúc tác, cần tạo áp suất dương đầu vào reactor để đảm bảo tốc độ dòng thích hợp Độ giả áp suất qua lớp xúc tác tăng theo chiều tăng tốc độ dòng, chiều dày lớp xúc tác chiều giảm kích thước hạt 3.2 Reactor lớp sôi lớp xúc tác gồm hạt mịn dòng khí thổi từ lên qua lớp xúc tác, đạt đến tốc độ tới hạn lớp xúc tác bắt đầu “sôi” Thể tích lớp giãn đáng kể, hạt trạng thái chuyển động liên tục Lớp sôi có ưu điểm lớp cố định, chẳng hạn khả truyền nhiệt tốt nhiều, tổn thất áp suất nhỏ so với lớp cố định 3.3 Xúc tác pha lỏng Xúc tác cho trình isome hoá thuộc loại xúc tác thúc đẩy phản ứng tạo thành ion cacboni tức xúc tác mang tính axit Trước người ta dùng xúc tác Lewis AlCl3 , hoạt hoá HCl Gần người ta sử dụng xúc tác sở AlBr3 hỗn hợp AlCl3 + SbCl3 , ưu điểm loại xúc tác hoạt tính cao, nhiệt độ 93 0C chuyển hóa hoàn toàn parafin Nhược điểm loại xúc tác mau hoạt tính, độ chọn lọc thấp dễ bị phân huỷ Độ axit mạnh xúc tác dễ gây ăn mòn thiết bị Ngoài xúc tác sử dụng số súc tác - H3PO4 26-1350C - C6H5SOH 760C để isome hóa butene butene - H3PO4/chất mang đất nung 325-3600C để isome hoá n-anken isoaken Xúc tác axit rắn BEO: dùng để biến đổi xyclohecxane thành metylxyclohecxan 4500C Cr2O3:dùng để biến đổi heptilene 1,5 thành hecxadiene 2,4 225-250oC 10 Ngăn ngừa khả xuất nguồn cháy +Tuân theo quy định sử dụng, vận hành bảo quản máy móc, thiết bị vật liệu sản phẩm khác nguồn cháy môi trường cháy +Sử dụng thiết bị phù hợp với loại gian phòng sử dụng thiết bị bên phù hợp với nhóm hạng hỗn hợp nguy hiểm cháy nổ +áp dụng quy trình công nghệ sử dụng thiết bị bảo đảm không phát sinh tia lửa điện +Có biện pháp chống sét, nối đất cho nhà xưởng, thiết bị +Quy định nhiệt độ đun nóng cho phép lớn bề mặt thiết bị, sản phẩm, vật liệu tiếp xúc với môi trường cháy +Sử dụng thiết bị không phát tia lửa điện làm việc với chất dễ cháy nổ +Loại trừ điều kiện dẫn đến tự cháy nhiệt độ, tác dụng hoá học vi sinh vật vật liệu kết cấu sở sản xuất III An toàn trang thiết bị nhà máy hoá chất từ khâu thiết khâu vận hành Khi thiết kế tổng mặt xí nghiệp Sự an toàn xí nghiệp phụ thuộc nhiều vào khu đất bố trí xây dựng Khu đất phải tương đối phẳng, có độ dốc đủ để tiêu thoát nước, thấm nước, có mực nước ngầm thấp chiều sâu tầng hầm Khi quy hoạch phải nghiên cứu biện pháp tránh chất độc hại thải ra, tránh tàn lửa xăng dầu dễ 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 hệ thống nước đủ để cứu hoả núc với thời gian dài đủ để dập tắt hẳn đám cháy Tất trang thiết bị phải bố trí cách hợp lý để cố xảy với trang thiết bị phải thao tác kịp thời Đường 98 nhà máy phải đảm bảo cho xe cứu hoả lại thuận tiện, thiết bị chữa cháy phải đặt nơi dễ thấy, dễ lấy phải kiểm tra thường xuyên Thiết bị nhà máy phải kín, không rò rỉ, bể chứa nguyên liệu phải nối đất dây tiếp điện dề phòng xăng dầu bơm chuyển tích điện phóng điện, sét đánh gây cháy nổ, xung quanh khu bể chứa phải xây tường ngăn cách với khu vực khác Bố trí kết cấu, màu sắc, phận, dụng cụ đo để đảm bảo dẽ thao tác không nhầm lẫn vận hành Bố trí đặt nguồn điện, trang thiết bị điện, loại cầu dao ngắt điện phù hợp với môi trường, đảm bảo an toàn xây dựng khu phân xưởng dễ cháy nổ vị trí cách ly với khu vực khác, sử dụng vật liệu xây dựng bền, chịu nhiệt, nhẹ, bố trí nhiều cửa vào, đảm bảo quy chế an toàn Cơ sở kỹ thuật an toàn phòng chống cháy công nghiệp Do đặc thù ngành công nghiệp chế biến dầu mỏ: sản phẩm trình chất dễ cháy nổ Chính vấn đề phòng chống cháy nổ đặt lên hàng đầu nói đến an toàn nhà máy nói chung phân xưởng nói riêng bao gồm an toàn với trang thiết bị kỹ thuật trình sản xuất, an toàn với điều kiện làm việc công nhân, an toàn môi trường An toàn với thiết bị nhiệt (Nồi hơi, thiết bị trao đổi nhiệt, sử dụng nhiệt) Để đun nóng nguyên liệu dễ cháy nổ dầu mỏ dễ sinh cháy cục có cặn đồng vào thành người ta không dùng phương pháp đun lửa mà dùng “áo bọc” chứa chất mang nhiệt bền (difenil, difenil oxit) Các vật liệu dùng làm nồi nồi phải làm thép đúc (ống không hàn) loại áp suất cao dùng thép chất lượng cao chứa Si,Mo Cr Gang đúc dùng cho thiết bị đun nóng không 300 oC áp suất nhỏ, đường kính không lớn, dùng gang có thêm Mo để đun nóng 3500C 99 Nồi cần phải có van an toàn, áp kế, ống thông, van đóng van xả nước chiều, van đóng van xả hơi, van an toàn Đặc biệt van an toàn nồi phải có hai van, tác dụng độc lập hẳn với Nồi phải đặt móng riêng, không liên hệ với tường nhà, đặt gian nhà tầng, có tường có mái không cháy Trước sử dụng nồi phải kiểm tra kỹ thuật để xác định tình trạng nồi Trong thời gian sử dụng năm phải xem xét bên lần, thuỷ lực năm lần An toàn máy nén, đường ống dẫn bể chứa khí Khi nén khí áp suất, nhiệt độ tăng cao có trình hoá học xảy cháy nổ gây tai nạn Để hệ thống máy nén làm việc an toàn cần làm lạnh liên tục, máy nén áp suất thấp suất thấp làm lạnh không khí Do tượng giảm nhiệt độ cháy bùng dầu bôi trơn liên quan tới tăng áp suất nên nhiệt độ máy nén không 160)C máy nén xy lanh không 140 0C máy nén nhiều xi lanh Với máy nén 4-6 cấp cần nén cao phải có máy làm lạnh trung gian đặt cấp nén Đường ống dẫn dùng vận chuyển chất lỏng nguy hiểm, chịu áp suất cần phải đảm bảo yêu cầu chịu áp suất, đường ống chế tạo từ ống kéo liền không hàn, nối mặt bích tiến hành trường hợp cần thiết để lắp giáp sửa chữa ống dẫn sản phẩm đun nóng cần phải đặt cách xa đường ống dẫn khí hoá lỏng khoảng 0,5 m phải bảo ôn Đề phòng hỏng hóc thiết bị dùng van chỉnh lưu, để giảm áp suất lớn hơi, khí khí không nén Sau van chỉnh lưu ta đặt van an toàn để điều chỉnh áp suất său van chỉnh lưu đẵ điều chỉnh Tất đường ống lắp ráp phải ý đến tượng biến dạng nứt ứng suất nhiệt thay đổi nhiệt độ + không đặt ống nhà mặt đất + Đường ống cần sơn màu khác để dễ phân biệt 100 An toàn cháy nổ nhà máy nói chung phân xưởng nói riêng Tất chất lỏng cháy có khả bốc cháy xảy pha Trên bề mặt chất lỏng, nhiệt độ có nó, lượng phụ thuộc vào thành phần chất lỏng nhiệt độ Để đảm bảo tránh cháy nổ tiến hành trình kỹ thuật cần có biện pháp său: + Thay khâu sản xuất nguy hiểm khâu nguy hiểm + Cơ khí hoá tự động hoá liên tục trình sản xuất + Thiết bị đảm bảo kín, hạn chế hơi, khí cháy bay khu vực sản xuất + Dùng chất phụ gia trơ, chất ức chế, chất chống cháy nổ để giảm tính cháy nổ hỗn hợp + Loại trừ khả phát sinh mồi lửa nơi có liên quan đến chất cháy nổ + Tránh khả tạo nồng độ nguy hiểm chất chống cháy nổ + Trước ngừng sửa chữa cho thiết bị hoạt động trở lại phải thổi khí trơ, nước vào thiết bị An toàn điện An toàn điện vấn đề quan trọng công tác an toàn Phải tuân theo nguyên tắc kỹ thuật tránh gây tai nạn điện + Dây điện phải cải tiến vỏ cao su nồng vào ống kim loại để tránh bị dập + Cầu dao lắp đặt cho dễ điều khiển không thấp phải để nơi khô an toàn người điều khiển IV An toàn lao động phòng chống độc hại với công nhân, môi trường Công nhân làm việc nhà máy phải học tập thao tác phòng cháy chữa cháy, nắm kiến thức độc hại bảo vệ môi trường 101 Trong công việc đòi hỏi công nhân phải có tay nghề để tránh tượng xảy rơi vãi, gây cố dẫn đến cháy nổ thiệt hại đến tính mạng tài sản Trong nhà máy người công nhân phải nghiêm chỉnh chấp hành qui tắc, nội quy nhà máy như: nhà máy cấm hình thức dùng lửa, cấm va trạm gây tia lửa điện Khi sửa chữa không dùng điện 220 V mà dùng điện 120 V thắp sáng Cấm dùng búa sắc, giầy có đinh lại làm việc khu vực sản xuất Trong công tác bảo quản bể chứa đòi hỏi phải đuổi hết xăng dầu khỏi bể vào Công nhân làm việc trực tiếp phải trang bị dụng cụ bảo hộ lao động như: ủng, mũ áo, găng tay… nhà máy chế biến dầu phải tự động hoá để đảm bảo an toàn phòng chống cháy, tránh độc hại cho người Trong nhà máy bơm xăng dầu nên trang bị thiết bị phòng cháy tự động xăng dầu hợp chất bay nên cần phải cần xử lý xăng dầu nhằm đảm bảo sức khoẻ cho người lao động Người lao động cần phải đượpc khám sức khoẻ định kỳ phải có chế độ bồi dưỡng độc hại thích hợp với công việc Nguồn nước thải nhà máy phải xử lý hợp chất có hại hệ thống sử lý nước thải thải tránh ô nhiễm môi trường nguồn nước dân cư lân cận nhà máy 102 Phần IV tính toán kinh tế [VI], [VIII] i- Mục đích nhiệm vụ việc tính toán kinh tế Sau thiết kế phương án kỹ thuật công nghệ sản xuất cho phân xưởng Isome hoá công suất 350000tấn/năm công việc phải tính toán kinh tế Tính toán kinh tế phần quan trọng đồ án thiết kế định xem phương án thiết kế có tính khả thi hay không Một phương án thiết kế tốt đảm bảo trình độ kỹ thuật sản xuất, chất lượng sản phẩm đồng thời đem lại hiệu kinh tế cho nhà sản xuất Với nhiệm vụ chính: Xác định chi phí cho phương án sản xuất Xác định giá bán sản phẩm Xác định hiệu kinh tế phương án kỹ thuật để đánh giá tính khả thi mặt kinh tế phương án kỹ thuật II- Các loại chi phí I.1- Chi phí đầu tư xây dựng Chi phí xây dựng nhà xưởng = 1.458 (m2) * 1,2 (triệu đồng) = 1749,6 (triệu đồng) Chi phí xây dựng công trình phụ trợ (cầu cống, đường xá, khu chứa) 54(m2) * 0,5 (triệu đồng) = 277 (triệu đồng) Chi phí khảo sát thiết kế xây dựng tính 1% chi phí xây dựng 103 1% (1749,6 + 277) = 30,3 (triệu đồng) Tổng chi phí xây dựng = 1749,6 + 277 + 30,3 = 2056,9 (triệu đồng) II.2- Chi phí cho mua máy móc thiết bị Mua máy móc thiết bị hãng UOP (đổi theo tỉ giá 1$ = 14.600đồng) (Mua máy móc thiết bị theo giá tính chi phí vận chuyển, lắp đặt) Tháp tách 350000$ = 100.000$ = 10.000 triệu đồng Thiết bị gia nhiệt 220.000$ = 3.241,2 triệu đồng Lò đốt 296.000$ = 4.321,6 triệu đồng Bơm 44.000$ = 642,4 triệu đồng Thiết bị hydro hoá 100.000$ = 2.842 triệu đồng Hệ thống máy nén, làm lạnh, sấy: 3.299.000$ = 48.165,4 triệu đồng Thùng, bình 34.000$ = 496,4 triệu đồng II.3- Các loại chi phí khác Chi phí chuyển giao công nghệ 1.268.000$ - 18.512,8 triệu đồng Chi phí chạy thử = 100 triệu đồng Chi phí khác (chi phí đàm phán, chi phí hải quan) = 100 triệu đồng II.4- Tính khấu hao Nhà xưởng công trình phụ trợ khấu hao 20 năm Khấu hao năm nhà xưởng công trình phụ trợ 1749,6 + 227 104 20 Chi phí khảo sát thiết kế khấu hao năm đầu = 30,3 triệu đồng Vậy khấu hao cho đầu tư xây dựng là: 101,2 + 30,3 = 131,5 triệu đồng Thiết bị phản ứng, thiết bị gia nhiệt, tháp tách tính khấu hao 10 năm 10.000 + 3241,2 + 4321,6 + 2812 + 48165,4 = 6854 triệu đồng 10 Thùng chứa khấu hao năm 496,4 = 99,28 triệu đồng Bơm khấu hao năm 642,4 = 321,2 triệu đồng Vậy chi phí dài hạn Bảng 1: Các loại chi phí dài hạn chi phí Đầu tư xây dựng Mua máy móc thiết bị Chi phí khác Tổng Thành tiền, triệu đồng 2056,9 68079,8 18712,8 87479,804 Khấu hao, triệu đồng 40,824 7114,58 1871,28 9026,684 III- Chi phí lưu động III.1- Chi phí mua nguyên vật liệu Phân xưởng hoạt động 24h/ngày, 335 ngày/năm Do nguyên liệu cần dùng là: 350000 Xúc tác cần cho trình năm là: 22177,563Kg = 22,177tấn Xúc tác tái sinh ngày với ngày hiệu suất 98% Do lần xúc tác cần phải bổ sung 2% Sau 20 lần tái sinh cần phải thay xúc tác Số lần cần phải thay xúc tác là: 335/40 =8,4 lần 105 Số lần phải tái sinh là: ( 335/2 ) – 8,4 =159 lần Bảng 2: Chi phí mua nguyên vật liệu TT Số lượng, T Xúc tác Nguyên liệu Tổng 16,098 350000 Đơn giá, triệu đồng/T Thành tiền, triệu 70.5 3.5 đồng 1563,5182 1225000 1226563,5 Bảng 3: Chi phí nhiên liệu TT Lượng tiêu Nhiên liệu Điện Nước Tổng thụ 8071,371 290000Kw 7100000 m3 Đơn giá, triệu đồng Thành tiền, triệu 0.5 0,0012 0,0006 đồng 4035.685 3480 426 7941,685 III.2- Nhân công sản xuất trực tiếp TT Lượng tiêu Quản đốc Phó quản đốc Kỹ sư Thợ điện Thợ khí Công nhân Tổng thụ 1 3 30 Đơn giá, triệu đồng Thành tiền, triệu 2,5 2,5 2 1.5 đồng 2,5 7,5 6 45 70 Chi trả lương công nhân tổng năm là: 70.12 = 840 triệu đồng Bảo hiểm xã hội 17%, phúc lợi xã hội 10% lương 840 (17% + 10%) = 226,8 triệu đồng Tổng chi phí cho nhân công sản xuất trực tiếp là: 1066,8 triệu đồng Bảng 5: Chi phí biến đổi 106 Chi phí Nguyên liệu, xúc tác Nhiên liệu Nhân công Tổng Thành tiền, triệu đồng 1226563,5 7941,685 1066,8 1235572 III.3- Các chi phí chung Chi phí bảo dưỡng sửa chữa máy hàng năm 60 triệu đồng Chi phí văn phòng: Chi phí điện thoại 20 triệu/năm Bảo vệ 9.12 x 0,7 = 75,6 triệu đồng Quản lý hành 60 triệu đồng Lãi vay để đầu tư áp dụng lãi vay dài hạn ngân hàng để đầu tư phát triển 0,6% Lãi = lãi suất x vốn đầu tư ban đầu Vốn đầu tư ban đầu = chi phí cố định + chi phí biến đổi Vậy vốn đầu tư ban đầu: Bảng 6: Tổng vốn đầu tư cần Vốn Cố định Nguyên vật liệu Nhiên liệu Nhân công Quản lý chung Tổng Tiền, triệu đồng 87479,804 703245,84 11847,68 1066,8 53,9 803694,024 Vốn lưu động: 803694,024 – 87479,804 = 716214,22 triệu đồng (Ta xem toàn vốn lưu động vay) Lãi phải trả năm = 716214,22 x 0,6% = 4297,285triệu đồng Ngoài trình sản xuất có phế phẩm, cố lãng phí nguyên liệu = 5% chi phí biến đổi = 5% x 700000 = 35000triệu đồng Bảng Chi phí sản xuất 350000 sản phẩm 107 Chi phí Khấu hao Chi phí biến đổi Chi phí quản lý chung Lãi Phế phẩm Tổng Thành tiền, triệu đồng 9026,684 716214,22 53,9 4297,285 35000 764592,089 Giá thành đơn vị sản phẩm nơi sản xuất 764592,089 350000 = 2,1845 triệu đồng/tấn Giá thành sản phẩm = giá thành sản xuất + chi phí bán hàng + thuế + lãi Trong đó: Chi phí bán hàng = 10% giá bán Lãi dự kiến 5% giá bán GB = GT + (5% + 10% + 5%)GB GB = 2,1845+ (0,05 + 0,1) 2,1845= 2,5122triệu đồng/tấn IV- Xác định hiệu kinh tế Xác định điểm hoà vốn Q0 sản lượng hòa vốn Q0 x GB = V0 + C1 + Q0 x c c: chi phí biến đổi cho đơn vị sản phẩm 2,1845triệu đồng C1: chi phí chung C1 = 755565,405 triệu đồng V0 khấu hao tài sản cố định năm V0 = 9026,684 triệu đồng Q0 = V0 + C1 GB - c = 7764592,089 = 0,3277 2332986,1 108 Qo 2332986,1 Vậy thời gian thu hồi vốn là: Qo = 350000 = 6,6656 năm Lợi nhuận thu năm: Ln = (GB - GT) x 350000 = 0,3277×350000 = 114705,89 triệu đồng/năm E = LN/vốn = 114705,89/803694,024= 0,14 = 14% Phương án coi khả thi thời gian hoà vốn nhỏ thời gian khấu hao Trên ta tính khấu hao 20 năm Vậy thời gian hoà vốn 6,66 năm hoàn toàn khả thi thực Phần kết luận Quá trình izome hoá chưa đề cập đến kế hoạch xây dựng nhà máy lọc dầu Việt nam Song nhìn nhận xa tương lai, với mức độ sử dụng nhiên liệu xăng nay, nhu cầu xăng chất lượng cao, xăng không chì xã hội, 109 Reforming xúc tác, Cracking xúc tác hai trình chế biến bản, trình izome hoá phương án đầy triển vọng Cùng với bước đầu ngành công nghệ chế biến dầu nước nhà, tích luỹ kiến thức, nghiên cứu trình chế biến công nghiệp, hy vọng xây dựng nên ngành công nghiệp mũi nhọn thực cho đất nước Qua thời gian miệt mài nghiên cứu, thực hướng dẫn tận tình thầy giáo Lê Văn Hiếu, em hoàn thành đồ án Thiết kế phân xưởng izome hoá Tuy nhiều sai sót, hạn chế song em nắm lý thuyết cốt lõi quy trình, nắm nguyên tắc quan trọng thiết kế người kĩ sư hoá dầu Em mong nhận ý kiến đóng góp, bảo thầy giáo Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày tháng năm 2003 Sinh viên thực Nguyễn Xuân Anh Tài liệu tham khảo TS Lê Văn Hiếu Công nghệ chế biến dầu mỏ NXB Khoa học kỹ thuật 2001 PGS.TS Đinh Thị Ngọ Hoá học dầu mỏ ĐHBKHN 2001 Bộ môn nhiên liệu Công nghệ chế biến dầu mỏ khí ĐHBK 1983 Bộ môn nhiên liệu Tính toán công nghệ chế biến dầu mỏ ĐHBK 1973 Kiều Đình Kiểm –Các sản phẩm dầu mỏ hoá dầu, 1999 110 Khuất Minh Tú – Bài giảng an toàn lao động bảo vệ môi trường Zhorov Yu.M.LeibG Thermodynamics of chemical processes petrochemical suythesis processing of petroleum goal, and natural gas M.Mir.1987 À.À.ấểầHÅệẻÂ, ẹ.è ấÀÃÅéèÀHẻÂ, Å.H ẹểÄÀấẻ éÀẹìÅềÛ ẽéẻệÅẹẹẻ ẩÀẽẽÀéÀềẻ HÅễềÅẽÅéÀỏÀềÛÂÀỵÙÅẫ ẽéẻèÛỉậÅHHẻẹềẩ, 1974 Robert.A.Meyers - Hanbook of petroleum refining processes, second edition 1986 10 ĐHBKHN, Sổ tay tóm tắt đại lượng hoá lý, NXB ĐHBKHN , 1963 11 Sổ tay tóm tắt đại lượng hoá lý - Bộ môn hoá lý BK TPHCM.11/1983 12.Hiệu đính: PTS Trần Xoa PTS Nguyễn Trọng Khuông, KS Lê Viên – Sổ tay trình thiết bị công nghệ hoá chất (tập 1) NXB KHKT - HN 1992 13 Hiệu đính: PTS Trần Xoa PTS Nguyễn Trọng Khuông, PTS Phạm Xuân Toản - Sổ tay trình thiết bị công nghệ hoá chất (tập 2) NXB KHKT - HN 1982 14 PGS Ngô Bình - Cơ sở xây dựng nhà công nghiệp - ĐHBKHN - Bộ môn xây dựng công nghiệp - HN 1997 15 IFP - Hydrocacbon processing, November 1998 16.Hydrocacbon processing, November 2000 17 Applied CatalysisA Vol 135 1996 Trang 287-299 18 Hydrocacborn Processing November/2000 trang 131-134 19 ApPlied CtalysisA Vol 147 1996 trang 145-147 20 ApPlied CtalysisA Vol 147 1996 trang 145-147 21 Lưu Cẩm Lộc, Hồ Sỹ Thoảng Tạp Chí Hoá Học T37, Số 1-3, 1999 22 Japan Energy Research Center Co., Ltd,3-17-35 Niizo-Minami, TodaShi, Saitama 335-8502 Japan 111 112 [...]... vào thiết bị phản ứng Sản phẩm của phản ứng đem sang thiết bị tách bằng hấp phụ và cho tuần hoàn trở lại thiết bị phản ứng 35 Công nghệ isome hoá của UOP(TIP) (1) Thiết bị ISOME hoá (2) Tháp tách (5) Thiết bị hấp phụ (3) Máy nén (4) Thiết bị nhả hấp phụ (6) Tháp ổn định IV.9 Lựa chọn công nghệ và loại xúc tác Mục tiêu của phân xưởng isome hoá cần thiết kế là nhằm thu được xăng có trị số octan cao từ phân. .. liệu ở đây là phân đoạn C 5  C6 , hay phân đoạn C5, C6 riêng biệt Vì ở đây ta sử dụng nguyên liệu là phân đoạn là n-C 5C6 nên ta chọn công nghệ thích hợp là công nghệ Penex của UOP Đây là công nghệ được thiết kế riêng cho quá trình isome hoá xúc tác của pentan, hexan và cả hỗn hợp của chúng Nghiên cứu công nghệ Penex Quá trình UOP Penex thì được thiết kế đặc biệt cho xúc tác đồng phân hoá pentan, hexan... :120-2600C áp suất của quá trình này là: 2,1-7 MPa Sơ đồ công nghệ Penex của UOP (1) Thiết bị sấy khí (2) Máy nén (3) Thiết bị phản ứng (4) Thiết bị tách (5)Tháp ổn định (6) Thiết bị lọc khí IV.8 Công nghệ TIPcủa UOP(Total isomerization process) Quá trình thực hiện isome hoá nguyên liệu thuộc phân đoạn từ C 5 –C6 chiếm 40 đến 50% là mạch thẳng Trong nguyên liệu nếu có mặt của Bezen thì nó sẽ bị hydro hoá thành... thể mang đi pha trộn xăng ngay hay là tách lấy các cấu tử chưa chuyển hoá cho tuần hoàn trở lại thiết bị phản ứng Sơ đồ công nghệ của Kolleg & Root 1) thiết bị phản ứng 2) thiết bị gia nhiệt 3) tháp ổn định tách hyđrô 4) Tháp tách Butan 5 )Thiết bị nén khí tuần hoàn 27 IV.3 .Công nghệ ISOME hoá của IFP Nguyên liệu của quá trình sử dụng phân đoạnC5 C6 giầu các cấu tử parafin có trị số ốc tan thấp , thu được... trình isome hoá [V] Xúc tác trong công nghiệp có tác dụng thiết thực khi mà nó đi đôi với một khoảng nhất định nào đó của các yếu tố công nghệ Các yếu tố công nghệ liên quan mật thiết với nhau Do đó việc nghiên cứu ảnh hưởng của từng yếu tố là cần thiết Các yêú tố đó là: thành phần nguyên liệu, áp suất, nhiệt độ, bội số tuần hoàn khí hyđro, vận tốc thể tích nạp liệu *Nguyên liệu Trong công nghiệp thì... ra lớn thì năng suất của quá trình cũng bị giảm Do đó cần phải chọn tốc độ thể tích phù hợp để đảm bảo được năng suất là yêu cầu thiết yếu của quá trình III Nguyên liệu và sản phẩm của quá trình Isome hoá [X], [XVIII], [XIX] III.1 Nguyên liệu của quá trình isome hoá Isome hoá thường dùng nguyên liệu là phân đoạn C4, phân đoạn C5 và C6 Đặc trưng của nguyên liệu sẽ quyết định chế độ công nghệ và chất... isome hoá của hãng Essoresearch và Engineering Co tiến hành trong pha lỏng có kết quả như trong bảng 6 Từ số liệu trong bảng thấy rằng trong quá trình biến đổi izome hoá đi từ nguyên liệu là n-C5, C6 thì sản phẩm chính thu được là izopentan và 2,2 dimetylbutan Sản phẩm thu được từ quá trình izome hoá có chất lượng cao, chính vì ưu điểm này nên có nhiều hãng tham gia nghiên cứu và thiết kế dây chuyền izome. .. isome hoá thực hiện ở áp suất cao của H 2 là cần thiết, giá trị của áp suất H2 phụ thuộc vào hoạt tính, độ chọn lọc của xúc tác và bản chất của nguyên liệu Ngày nay, xúc tác cho quá trình ngày càng hoàn thiện hơn do đó áp suất H2 ngày càng giảm dần, dao động trong khoảng 21-70 atm Mối liên hệ giữa áp suất H 2 và nhiệt độ là khá rõ rệt Khi ở nhiệt độ cao, áp suất của H2 ít ảnh hưởng tới độ chuyển hoá. .. mà phản ứng isome hoá n-parafin không thuận lợi về mặt nhiệt động Do đó cần phải tuần hoàn nguyên liệu chưa biến đổi để nâng cao hiệu suất của quá trình isome hoá 14 4 .Công nghệ isome hoá n-pentan và các hydrocacbon nhẹ khác trên xúc tác lai hoá ảnh hưởng của khí hydro đến quá trình [V], [VII], [XVI], [XVI], [XVII] Phản ứng isome hoá các parafin nhẹ giữ một vai trò quan trọng trong công nghệ chế biến... quá trình này có phản ứng phụ: Aromantic bị chuyển hoá thành các Naphthenic Naphthenic bị hyđrrô hoá thành Parafin C7+ thì phản ứng Crack thành các phân tử nhẹ hơn Hiệu suất của quá trình từ 97 đến 98 % (theo LV) Sơ đồ công nghệ của Shell (1) thiết bị phản ứng (2) Tháp tách (3) máy nén (4) Tháp ổn định Olefin bị hyđrô hoá thành các Parafin 30 IV.5 Công nghệ ISOME của BP Nguyên liệu là C5C6 , được hyđrô ... C3 Nguyên liệu Molex Panex Sản phẩm nC5 C Tuần hoàn nC5và nC6 kết hợp thiết bị Molex C3 Nguyên liệu panex Cột tách hexan nC Tách rây phân tử Sản phẩm Chọn lựa tuần hoàn MeC5 nC5 , nC6 39 lm tng... bng T s liu bng thy rng quỏ trỡnh bin i izome hoỏ i t nguyờn liu l n-C5, C6 thỡ sn phm chớnh thu c l izopentan v 2,2 dimetylbutan Sn phm thu c t quỏ trỡnh izome hoỏ cú cht lng cao, chớnh vỡ u im... quay (7) gm cú, mt l gm cỏc sn phm izome hoỏ v cht nh hp ph c a qua ct Rafinat (8), hai l cỏc n-parafin cựng cht nh hp ph i qua thỏp chng ct (9) ct (8) sn phm izome hoỏ c tỏch ỏy i vo h thng