Đồ Đồán ántốt tốtnghiệp nghiệp Thiết Thiếtkế kếphân phânxưởng xưởngizome izomehóa hóa II Tĩnh toán cho lò phản ứng thứ 53 Mục lục Trang II Tĩnh toán cho lò phản ứng thứ hai 65 MỞ ĐẦU .4 Phần I TỔNG QUAN VỂ LÝ THUYẾT III Tóm tắt phần kết tính toán 78 I Nguyên liệu sản phẩm trình isome hoá Phần III XÂY DỤNG CÔNG NGHIỆP 79 1.1 Ng I uyên Giớiliệu thiệu củachung 79 trình isome hoá II 1.2 Phân tích địa điểm xâytrình dựngisome nhà máy 79 Sản phẩm hoá Địa điểm xâyđộng dựng 79 II II Đặc1.trưng nhiệt Khuquá đấttrình xây dựng 80 III Xúc11.2 tác cho isome hoá 10 Bảo trường 80 III II.1 Xúc tácvệ phamôi lỏng 12 III.111.2 Phân Xúc tích thiết kế rắn 12 tổng mặt phân xưởng isome hoá .80 tác axit III.Xúc Nguyên phân vùng 80 111.3 tác lưỡngtắcchức 13 111.2 Ưu,vànhược điểm nguyên tắc phân vùng 82 111.4 Zeolit xúc tác chứacủa zeolit 13 111.3 chỉcó tiêu kinh tế kỹ thuật 83 111.5 ChấtCác mang tính axit 14 IV.111.6 Các nguyên tắc thông số kỹ thuật xây dựng 83 Kim loại .15 IV Lựa chọn Các nguyên tắc xây dựng .83 111.7 xúc tác 16 IV 111.8 Các yêu cầu xúc tác rắn công nghiệp 16 Thông số kỹ thuật xây dựng 84 IV Cơ chế phản ứng isome hoá 17 Bố trí mặt .85 Xúc tác pha 17 V Tự động hoá 85 IV Xúc tác pha lỏng 19 V l.Mục đích 85 V Các trình isome hoá công nghiệp chế biến dầu 21 V Hệ thống điều khiển tự động v.l Sơ Tô TôVăn VănNam Nam lược trình isome hoá 21 Trường TrườngĐHBK ĐHBKHà HàNội Nội IV IV Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng izome hóa III Chi phí lưu động 95 III Chi phí mua nguyên vật liệu 95 111.2 Nhâ n công sản xuất trực tiếp 95 111.3 Các chi phí chung 96 IV Xác định hiệu kinh tế 97 Phần V AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG .99 I Khái quát .99 1.1 Nguyên nhân kỹ thuật .99 1.2 Nguyên nhân tổ chức 99 1.3 Nguyên nhân vệ sinh 99 II Những yêu cầu phòng chống cháy nổ 100 II Phòng chống cháy .100 11.2 Ngăn ngừa khả xuất nguồn gâycháy 100 11.3 Ngăn ngừa khả xuất nguồn cháy .101 III An toàn trang thiết bị nhà máy hoá chất từ khâu thiết khâu vận hành 101 Tô Văn Nam Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng izome hóa MỞ ĐẦU Hiện nay, dầu mỏ trở thành nguồn lượng quan trọng nhiều quốc gia giới, trử lượng dầu mỏ ngày trở nên khan Hiệu sử dụng dầu mỏ phụ thuộc vào chất lượng trình chế biến, việc đưa dầu mỏ qua trình chế biến nâng cao hiệu sử dụng dầu mỏ lên nhiều lần tiết kiệm trử lượng dầu giới Trong số sản phẩm lượng dầu 1Ĩ1Ỏ, trước hết phải kể đến nhiên liệu xăng, loại nhiên liệu có vai trò vô quan trọng đời sống Cùng với phát triển mạnh mẽ công nghệ dầu khí, nhu cầu xăng có chất lượng cao, gây độc hại cho môi trường ngày tăng mà tạm thời chưa có loại nhiên liệu có thẻ thay Xu hướng chung nhiều quốc gia giới thay xăng không pha chì cho xăng pha chì nhằm làm giảm trình gây ô nhiễm môi trường Trong công nghệ chế biến dầu, dùng hai trình chủ đạo để nhận xăng có trị số octan cao trình reíorming xúc tác trình cracking xúc tác, nhu cầu xăng chất lượng cao ngày tăng, phần C5 C6 công nghiệp hoá 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 xăng thành phần cất, trị số octan phần không đủ cao đa số cấu tử chủ yếu pararìn mạch thẳng Vì cần thiết phải có dây chuyền chế biến sử dụng iso-parafin C5-C6, cấu tử có trị số octan đủ cao Để nhận iso-C5, 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 Nam chất lượng sản phẩm xăng Tô Văn Trường ĐHBK Hà Nội Nguồn nguyên liệu Kuwait Mid Đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp hóa Xăng Arabia Wyoming Thiết kế phân xưởng izome hóa Thiếtkê kếphân phân xưởng izome hóa kê phânxưởng xưởngizome izome Thiết hóa n-butan tương ứng nhằm đáp ứng nguồn nguyên liệu cho trình alkyl hoá, để nhận isobuten cho trình tổng hợp MTBE 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: BP, Shell, ƯOP Do vậy, với đề tài “ Thiết kế phân xưởng isome hoá ” phần giúp 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: BP, Shell, ƯOP Từ số liệu lượng n-parafin thường -ir bảng thấy rằng,%hàm +H" không Cấu tử Tỷ trọng mol khối vượt 65% nguyên liệu DoPhần đó, I cho toàn nguyên liệu qua biến lượng 1.2 hoá Sảnlàphẩm isome hóa đổi isome khôngquá hợptrình lýQUAN mà cầnvềphải isome khỏi n-parafin TổNG LÝ tách THUYẾT +H' -ir cho biến đổi n-parafin Để hạn chế phản ứng phụ kìm hãm + H“ -H+ I Nguyên liệuphẩm sản trình Đặc trưng sản củaphẩm trình isome hoáisome cáchoá iso-parafin trình nên tiến hành phản ứng mức độ biến đổi vừa phải, sau tách cho cấu tử cao octan, thích hợp cho việc sản xuất xăng chất lượng cao tuần hoàn lại nguyên biến đổi Khihoá tiến hành thao tác vậy, 1.1 trở Nguyên liệu liệu chưa trình isome f-p= Sản phẩm thu từ trình isome hoá có trị số octan đạt tới 88-Ìcho phép tăng cao trị số octan phân đoạn lên tối thiểu 20 đon vị 99 Isome -H, hoá thường dùng nguyên liệu phân đoạn C5 C6 Đặc trưng (theo RON) Với mỗicông hãngnghiệp, khác thìtasản phẩmđem thu cóhoá chứa %vđoạn +H, +Ho Trong thực người thường isome phân nguyên liệu sẽtế định chế độ công nghệ và-H-; chất lượng sản phẩm cấu tử nhaurt-P nhìn chung chênh điều lệch nhiềutiến C5 -C6 cònkhác n-heptan đem hoácó không kiện í-p trình Thành phần nguyên liệuisome tiêu biểu nguồntiện gốclợi khác bày trị số octan, cụ thể sản phẩm trình isome hoá hãng hành FIGURE bảng 9.4.3 Isomerixation reaction path Bảng Thànhdễphần nguyênvà liệudễtiêu trình, pararìn cao1:(>C6) bị cracking tạo biểu cặn nhựa làm cho Bảng 3: Thành phần sản phẩm từ nguyên liệu khác sản Nhiệt độ phẩm có trị số octan tương đối thấp Đáng tiếc tiến hành isome hoá phân đoạn C5 - C6, trị số octan xăng tăng lên đến giới hạn Cấu tử định thường không vượt 100 đơn vị theo phương pháp nghiên cứu Vì trình chủ đạo để thu cấu tử cho xăng Xong nói trình để nhận isopentan để sản xuất isopren Tô Văn Nam Trường ĐHBK Hà Nội567 Tô Văn Nam Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng izome hóa RON + 3ml TEP/Gal Do đó, 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 n-hexan Từ số liệu bảng thấy trình biến đổi isome hoá từ nguyên liệu n-C5, C6 sản phẩm thu isopentan 2,2 dimetylbutan Sản phẩm thu từ trình isome hoá có chất lượng cao, ưu điểm nên có nhiều hãng tham gia nghiên cứu thiết kế dây chuyền isome hoá để xử lý phân đoạn C5, C6 có trị số octan thấp thành phân đoạn cao octan cho xăng, để đáp ứng nhu cầu sử dụng xăng chất lượng cao II Đặc trưng nhiệt động học 100 200là 300 phản 400 ứng 500 có tỏa Các100 200ứng300 400hóa 500n-pentan0và n-hexan phản isome 600 «00 I°c - —- itnti loía 1 c- - - - — itah. 10&Q ihục nhiệt nhẹ Bảng cho thấy itiục nhiệt phản ứng để tạo thành isome hoá từ cấu tử riêng biệt Từ đồ thị cho thấy tăng độ nồngmột độ isome Bảng Nhiệt tạonhiệt thành sô cấu tử giảm nồng n-parafin lại tăng, làm giảm hiệu xuất trình isome Tô Văn Nam 10 Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp hóa Thiết kê phân xưởng izome hoá Dựa vào đồ thị thấy nhiệt độ t° < 200°c 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 PH =2 -ỉ- 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 III Xúc tác trình Xúc tác 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 Tô Văn Nam 11 Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng izome hóa - Cầu lớn: d = 3-6 |am - 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 *Reactor lớp cô 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 họp Độ giảm áp suất qua lớp xúc tác tăng theo chiều tăng tốc độ dòng, chiều dày lóp xúc tác chiều giảm kích thước hạt * Reactor lớp sôi lớp xúc tác gồm hạt mịn dòng khí thổi từ lên qua lớp xúc tác, đạt đến tốc độ tới hạn lóp xúc tác bắt đầu “sôi” Thể tích lớp giãn đáng kể, hạt trạng thái chuyển động liên tục Lóp sôi có ưu điểm lóp cố định, chẳng hạn khả truyền nhiệt tốt nhiều, tổn thất áp suất nhỏ hon so với lóp cố định III.l 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 tĩnh axit Trước người ta dùng xúc tác Lewis A1C13 hoạt hoá HC1 Gần người ta sử dụng xúc tác sở A1BI*3 hỗn hợp AICI3 + SbCl3, ưu điểm loại Tô Văn Nam 12 Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp hóa Thiết kế phân xưởng izome hóa Thiết kê phân xưởng izome C6H5S03H Ở 76°c để isome hóa buten-lvà buten-2 tạo phản ứng có hiệu nhiệt độ 250°c Nhưng phổ biến - xúcmang tác Pt/Al203 bổ xung clo Xúc tác quan - HgPO^chất đất nung 325-360°c để isome hoá n-anken tâm isonhiều zeolit anken III.4 Zeolit vàaxit xúcrắn tác chứa zeolit 111.2 Xúc tác Zelit hợp chất Đóthành hợp chất tinh thể có ởcấu trúc BeO: Dùng để biếnAlumino-silic đổi xyclohexan metylxyclopentan 450°c đặc biệt, cấuDùng trúc chúng đặc trưngthành hexadien-2,4 mạng lỗ rỗng, rãnh Cr203: để biến đổiđược hexadien-1,5 225-250°C nhỏ thông Các zeolit chếThCk: tạo lúchóa vớioleíĩn xúc tác AluminoIsome 398440°c silicat hay với đất sét thiên nhiên, sau xử lý phương pháp đặc biệt hợp thành zeolit Xúcmetylxyclohexen tác chứa zeolit ởcó450°c hoạt Ti02: Dùng để xúc biếntác đổichứa heptylen thành tính AL03-Cr,03, Al203-Fe903, AL03-Co, Al203-Mn02 (tất trộn theo cao, chọnluợng lọc tốtlàvà lạidùng có giá có khả tái sinh tỷ độ lệ khối 4:1) đểthành isomevừa hoáphải metylbutylen 294-370°C chúng sử dụng rộng rãi Cr,03-Fe203 : Chuyển vị trí nối đôi, nối ba hợp chất không no phầnthay hoáđổi họccấu củatrúc zeolit biểu diễn dạng công thức 220-300°C Thành mà không mạch cacbon Bảng Một xúc tác zeolit dùng MOS3 : Dùng để biến đổisôn-parafin thành thường iso-parafín sau: AL03-V205: Được dùng để biến đổi xyclohexan thành metylxyclopentan 111.3 Xúc tác lưỡng chức Liên hệ với việc chế tạo xúc tác reíorming người ta tìm xúc tác cho trình isome hoá hydroisome hoá để isome hoá n-parafin Xúc tác gồm hai phần: Về cấu tạo zeolit tạo thành từ sodalit Nếu đơn vị nối - Phần kim loại có đặc trưng hydro hoá, kim loại thường dùng Pt, theo mặt bốn cạnh tạo nên zeolit mà người ta gọi zeolit loại Pd A Còn đơn vị nối theo mặt sáu cạnh zeolit tạo thành ta thường gọi zeolit loại X hay Y, có cấu trúc tương tự - người Phần chất mang axit (alumin, alumin + halogen, aluminsilicat ) faurazit Ngày nay, người ta chế tạo hàng trăm loại zeolit khác nhauLoại đủ cỡ có đủ độ chọn lọc cần thiết isome hoá nguyên liệu xúc kích tác 14 Tô Văn Nam Trường ĐHBK Hà Nội Tô Văn Nam Trường ĐHBK Hà Nội XÚC tácNhiệt độ phản ứng sử dụng Đồ tốt Đồ án ánkhi tốt nghiệp nghiệp FiedelCrafts hóa80-100°C Nhiệt độ phản ứng sử Thiết kế phân xưởng izome hóa Thiết Thiếtkê kêphân phânxưởng xưởngizome izome hóa dụng Pha lỏng gây ăn mòn 111.5 Chất mang có tính axit Platin đưa vào xúc tác dạng khác phổ biến dùng dung dịch platin clohidric (H2PtCl6) cấu có tử độ tốt dày cho khoảng xúc tác Xúccủa tác axit có tác dụng lớp bên ngoàiPlatin bềlà mặt đồng hoá.còn Hàm lượng trênchỉxúc chiếm 100 4phân 300 A°, phía bên Pt làmtác nhiệm vụ khoảng liên kết 0,340,7% mạng tinh khối thể lượng Như người ta thay lớp bên lóp chất mang rẻ tiền dễ điều chế Mặt khác dùng chất mang tăng độ bền cơ, độ bền Chất lượng tốt chất xúc tác có độ hoạt tính cao, độ chọn lọc nhiệt tăng bề mặt riêng xúc tác cao độ ổn định cao Bộ hoạt tính xúc tác đánh giá thông qua hiệu suất vàChất độ chuyển sảnoxit phẩm thu Độ hoạt phụ thuộc sau chủ yếu mang hoá nhôm hỗn hợp tính A1203-SĨ02, III Các yêu cầu xúc tác rán công nghiệp vào hàm lượng kim loại Pt đặc biệt độ phân tán Pt chất mang người axit Qua cácxúc kếttác nghiên cứu, ta cho rằng: Nếu cácmãn hạt có ta dùng zeolit hay modenit người zeolitkhả thi mộtkhi cácthoả axit rắn phân có đặctán tính Chất thực có tính chúng phần lớn kích thước rây có tâm mạnh, còncho phép kích thước lớn quý: Độnhỏ axithơn cao,10A° phânhoạt tử, tính ta táchhạt cầuisome công đặt ra: 70A° thìtửxúc không hoạtnhau tính đối phản hoá Vì phân có tác kích thướccókhác Tốt với cảyêu làứng dùng xúc nghệ tác ZSM-5 hàm lượngMobil-Oil Pt chiếm tốiKỳ) đa 1Tuy % bềnhiên mặt chất mang hãng (Hoa phổ biến sử dụng chất mang - Có hoạt tĩnh độ chọn lọc cao để đảm bảo hiệu suất thiết bị A1203 CÓ bổ sung Clo Độ axit chất mang định trình Xúc tác lưỡng chức có độ chọn lọc cao xúc tác pha lỏng xử - Dễ sản xuất, rẻ tiền, có tính tái sinh bền với tác nhân gây độ hoạt tínhnước thấp vìmặt riêng phải đòi nhiệt độvàphản lý đặc biệt để tách bề thường mặt nhằm tạohơn, bề lớn hỏi (400m2/g) tạo ngộ độc xúc tác Đảm bảo sản lượng lớn quy mô công nghiệp, phù ứng phải phản ứng phải thực pha Nhưng tâmcao axit hợp với thực tế lượng tạp chất nhiều tăng nhiệt độ mà phản ứng isome hoá n-parafin không thuận lợi mặt nhiệt động Do đó, cần phải tuầnlàhoàn nguyên liệu biến đổi diện để nâng hiệu Chất cóbền thẻ ỵ-A\103 chưa 77-AUO3 tíchcao bềthành mặt - Độmang ổn định cơ, bền nhiệt,hoặc bền hoá học độvới khiết suất isome hoá khoảng bổ sung chấtnăng halogen hay hỗn hợp phần hoá250m2/g họctrình cao.được Mặt khác, nócác cònhọp có khả dẫn nhiệtflo, tốtclo có khả tạo chúng Độhình axitdạng tăng khihọp, tăng hàm lượng halogen, có khoảng 547% clo kích thước III.7.và Lựa chọn phù xúc tác đồng xúc tác Dùng CC14 hợp chất clo hữu khác, người Tuy nhiên, tế loạisửxúc tác phù đáp Trong tất cảtrong thực loại zeolit zeolit dụng hợp ứng nhấtđược cho ta yêu cầu dùng Vì cụ thể mà ta xét xem yêu cầu trình thường axitthế HC1, đểtừng có íttrường họp nguyên tử clo nguyên tử Al quan trọng để chọnVì xúcchúng tác cho isome hoá lànhất ZSM5,11 có phù kíchhọp thước phù hợp cho phép độ chọn 111.6 Kim loại Bảng Đặc trưng xúc tác isome hóa IV Cơ chế phản ứng isome hóa Kim loại có đặc trưng thúc đẩy phản ứng dehydro hoá paraíin thành hydro trình tùycác theo loại xúc tác thực olefin, Trong đồng thời hoá chế biến oleíindầu, thành iso-parafin Thường dùngcác phản ứngloại phatrong Pt kim loại sử dụng nhiều kim quípha saulỏng Pt, Pd, Ni, Tô TôVăn Văn Nam Nam Cách 1: Cách 2: 16 17 15 Trường Trường ĐHBK ĐHBK Hà Hà Nội Nội Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng izome hóa - CH3— CH— CH— CH3 A(H ) — H, Trung tâm axit CH—C+H—CH—CH3 A(H+) M - H2 CH —CH=CH—CH3 A(H+) -H, CH — CH= CH— CH3 CH2 / H+\ CH3— CH— C+H2 CH2——CH —CH3 Cơ chế xyclopropan CH3—CH—CH3 CH3 H*' CH3 -e* -€H3 CH3 CH3 A(H+) -H2 CH— c= CH2 CH—CH - CH2 CH—CH—CH2+ Dề CH—c+—CH3H CH—CH— CH3 + H+ CH3 CH3 CH3 Ngoài phản ứng xảy phản ứng tạo dime (cơ chế lưỡng c—c—c+—c + c—c—c—c c—c—c/c—c— c—c c Tô Văn Nam Đứt mạch p 2C, 18 Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng izome hóa Ta có hai cách đo lưu lượng: + Khi tiết diện không đổi đo lưu lượng độ chênh lệch áp suất trước sau thiết bị có ống hẹp Phần IV TÍNH TOÁN KINH TÊ I Mục đích nhiệm vụ việc tính toán kinh tê Sau thiết kế phương án kỹ thuật công nghệ sản xuất cho phân xưởng isome hoá công suất l,llTriệu tấn/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 Tô Văn Nam 84 Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Đồ Đồ Đồ án án án tốt tốt tốt nghiệp nghiệp nghiệp 338457 = 16922,85 20 Thiết kế phân xưởng izome hóa Thiết Thiết Thiết kế kế kế phân phân phân xưởng xưởng xưởng izome izome izome hóa hóa hóa 11.1 Chi phí đầu tư xây dựng Lãi = lãi suất • vốn đầu tư ban đầu =265 triệu đồng III.2 Nhân trực tiếp Chi phí xâycông dựngsản nhàxuất xưởng: Bơin Vốn khấu haotư41: 2nhân đầu ban = chi phívà cốtiền địnhcông + chi phí biến đổi Bảng Sôđầu công Bảng 43: Tổng vốn đầu tư cần năm: 9424 (m2) (triệu đồng) = 28272 (triệu đồng) Vậy chi phí dàiBảng hạn là: 38: Các loại chi phí dài hạn Chi phí xây dựng công trình phụ trợ (cầu cống, đường xá, khu chứa) 15276(m2) * (triệu đồng) = 15276(triệu đồng) Chi phí khảo sát thiết kế xây dựng tính 1% chi phí xây dựng: Chi trả lương công nhân tổng1% năm là: +227,5.12 2730 triệu (28272 15272) ==435,48 (triệu đồng) đồng III Chi phí lưu động dựng: BảoTổng hiểmchi xã phí hội xây 17%, phúc lợi xã hội 10% lương III Chi phí mua nguyên vật liệu 2730 (17% + 10%) = 737,1 triệu đồng 28272 + 15272 + 435,48 = 43983,48 (triệu đồng) Tổng chi phí cho nhân công sảnxưởng xuất trực là: 24h/ngày, 1379,22 triệu Phân hoạttiếp động 340 ngày/năm Bảng 42: Chỉ phí biến đổi 11.2 Chi phí cho mua móc thiết Domáy nguyên liệubị cần dùng là: l,llTriệu tấn/năm Xúc tác làm việc năm phải tái sinh thay Mua máy móc thiết bị hãng UOP (đổi theo tỉ giá 1$ = 15860 đồng mà không cần tái sinh Bảng 39: Chi phí mua nguyên vật liệu (Mua máy móc thiết bị theo giá tính chi phí vận chuyển, lắp đặt) Dây chuyền công nghệ mua hãng UOP với giá : 391604 triệu đồng 11.3 Các loại chi phí khác Các chi phí chung Chi phí chuyển giao công nghệ 19608 triệu đồng III.3 Chi phí bảo dưỡng sửa 40: chữa máy năm 100 triệu đồng Bảng Chỉ phíhàng nhiên liệu Chi phí chạy thử =100 triệu đồng Chi phí văn phòng: Chi phí điện thoại 50 triệu/năm Chi phí khác (chi phí đàm phán, chi phí hải quan) = 100 triệu đồng BảoThùng vệ 162 triệukhấu đồng chứa hao năm: Tô Văn Quản Nam lý hành 150 triệu đồng Tô TôVăn VănNam Nam Trường ĐHBK Hà Nội8685 Trường TrườngĐHBK ĐHBKHà HàNội Nội Vốn lưu động: 4919885,29 - 455395,48 = 4464493,77 triệu đồng (Ta xem toàn vốn lưu động vay) Lãi phải trả năm = 4464493,77 X 8,4% = 375017,47 triệu đồng Ngoài trình sản xuất có phế phẩm, cố lãng phí Bảng 44 Chi phí sản xuất 1110000 sản phẩm Giá thành đơn vị sản phẩm nơi sản xuất: Tô Văn Nam GT = 5082470,48 = 4,5788 Triêu đồng/tấn 88 Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp hóa Thiết kê phân xưởng izome Giá thành sản phẩm = giá thành sản xuất + chi phí bán hàng + thuế + lãi Trong đó: Chi phí bán hàng = 10% giá bán IV Xác định hiệu kinh tê Xác định điểm hoà vốn Q0 X GB = V0 + Cị + Q0 X c c: chi phí biến đổi cho đơn vị sản phẩm 3,76 triệu đồng c, : chi phí chung Cị = 5082470,48 triệu đồng Vậy thời gian thu hồi vốn là: — = nă nâm = 6,75 Lợi nhuận thu năm: Ln = (GB - GT).l 110000 = (5,26- 4,5788) 1110000 = 756132 triệu đồng/năm E = LN/vốn = 756132/5082470,48 = 0,149 = 14,9% Phương án coi khả thi thời gian hoà vốn nhỏ thời gian Tô Văn Nam 89 Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng izome hóa Phần V AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG I Khái quát Trong trình sản xuất nhà máy hoá chất nói chung nhà máy lọc dầu nói riêng vấn đề an toàn lao động bảo vệ môi trường quan trọng Chi phí dành cho công tác chiếm đến 40% chi phí vận hành Một vấn đề cần quan tâm là: an toàn cháy, nổ Tất nhiên có nguyên nhân gây tai nạn khác Có thể phân chia nguyên nhân gây tai nạn thành ba nhóm: 1.1 Nguyên nhân kỹ thuật Nguyên nhân phụ thuộc chủ yếu vào tình trạng máy móc, thiết bị đường ống, nơi làm việc bao gồm: +Sự hư hỏng máy móc dụng cụ, phụ tùng +Sự hư hỏng đường ống +Các kết cấu thiết bị, dụng cụ, phụ tùng không hoàn chỉnh 90 Tô Văn Nam Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp hóa Thiết kê phân xưởng izome Nguyên nhân phụ thuộc vào việc tổ chức giao nhận công việc không quy định bao gồm: +Vi phạm quy tắc quy trình kỹ thuật +TỔ chức lao động, chỗ làm việc không yêu cầu +Giám sát kỹ thuật không đầy đủ +Phạm vi chế độ làm việc + Sử dụng lao động không ngành nghề, chuyên môn +Người lao động chưa nắm vững điều lệ, quy tắc an toàn lao động I Nguyên nhân vệ sinh +Môi trường không khí bị ô nhiễm +Điều kiện khí hậu không thích nghi +Công tác chiếu sáng thông gió không tốt +Tiếng ồn chấn động mạnh +VĨ phạm điều lệ vệ sinh cá nhân II Những yêu cầu phòng chông cháy nổ Như biết nguyên liệu sản phẩm trình isome hoá dễ bị cháy nổ Vì vấn đề quan tâm phòng chống cháy nổ Dưới yêu cầu cháy nổ 11.1 Phòng chống cháy Tô Văn Nam 91 Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp hóa Thiết kê phân xưởng izome +Nồng độ cho phép chất cháy dạng khí, dạng lơ lửng không khí Nói cách khác phải tiến hành trình giới hạn cháy nổ hỗn hợp hydrocacbon với không khí oxy +Nồng độ cần thiết chất giảm độ nhạy chất cháy dạng khí, lỏng +Tính dễ cháy chất, vật liệu, thiết bị kết cấu II 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 họp 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 Tô Văn Nam 92 Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp hóa Thiết kê phân xưởng izome 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 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 dễ 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 III.2 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) Tô Văn Nam 93 Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp hóa Thiết kê phân xưởng izome Gang đúc dùng cho thiết bị đun nóng không 300°c áp suất nhỏ, đường kính không lớn, dùng gang có thêm Mo để đun nóng 350°c 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°c 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 ráp 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 Tô Văn Nam 94 Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp hóa Thiết kê phân xưởng izome 111.3 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 sau: + 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 111.4 An toàn điện Tô Văn Nam 95 Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp hóa Thiết kê phân xưởng izome 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 220V mà dùng điện 120 V thắp sáng Cấm dùng búa sắt, giày có đinh lại làm việc khu vực sản xuất Trong công tác bảo quản bê 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,trong nhà máy chế biến dầu phải tự động hoá đế 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 khám sức khoẻ định kỳ phải có chế Tô Văn Nam 96 Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng izome hóa PHẦN KẾT LUẬN Quá trình isome hoá chưa đề cập đến kế hoạch xây dựng nhữne 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, Reforming xúc tác, Cracking xúc tác hai trình chế biến bản, trình isome 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: Ts.Nguyễn Hữu Trịnh, nên em hoàn thành đồ án Thiết kế phân xưởng isome hoá Tuy nhiều sai sót, hạn chế song em nắm lý thuyết cốt lõi quy trình, nắm nguyên tắc quan trọng thiết kế người kỹ sư hoá dầu Em mong nhận ý kiến đóng góp, bảo quý thầy cô giáo Em 97 Tô Văn Nam Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng izome hóa Hà Nội, ngày tháng năm 2006 Sinh viên thực Tô Văn Nam Tài liệu tham khảo PGS.TS Đinh Thị Ngọ Hóa học dầu mỏ khí NXB Khoa học kỹ thuật 2005 TS Lê Văn Hiếu Công nghệ chế biến dầu mỏ NXB Khoa học kỹ thuật 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 Khuất Minh Tú - Bài giảng an toàn lao động bảo vệ môi trường ĐHBKHN, sổ tay tóm tắt đại lượng hoá lý, NXB ĐHBKHN , 1963 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 Tô Văn Nam 98 Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng izome hóa 11 Robert.A.Meyers - Hanbook of Petroleum reíĩning processes, second edition 1986 12 IFP - Hydrocacbon Processing, November 1998 13 Hydrocacbon Processing, November 2000 14 Hydrocacbom Processing November/2000 trang 131-134 Tô Văn Nam 99 Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Tô Văn Nam Thiết kế phân xưởng izome hóa 100 Trường ĐHBK Hà Nội [...]... Mục tiêu của phân xưởng isome hoá cần thiết kế là nhằm thu được xăng có trị số octan cao từ phân đoạn xăng của quá trình chưng cất trực tiếp Nguyên liệu ở đây là phân đoạn C5 - C6, hay phân đoạn C5, C6 riêng biệt Vì ở đây ta sử dụng nguyên liệu là phân đoạn là n- C5- 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... nguyên liệu chưa 80 83 Thiết kế phân xưởng izome hóa Thiết kế phân xưởng izome hóa - Công chuyển hoá nghệ isome hoá của 14-^42kg/cm2 v.2.2.1 IFP Áp suất : 82 84 Tách isopentan và không tuần 14-22h-' Nguyên của quá - Tốc độ nạp liệutrình thể sử dụng phân đoạn C5 - C6 giàu các cấu tử hoànliệu 86 88 cócấu trị số Có tách và tuần paraíin hoàn các tử octan thấp, sau khi thực hiện quá trình isome hóa sẽ thu được... nghiệp hóa Xăng Arabi Wyomin Thiết phân xưởng izome hóa Thiết Thiếtk kế kê kê phân phân xưởng xưởng izome izome hóa v.2.1 Các quá trình trong pha lỏng với xúc tác A1C13 ứng nguyên đượcliệu duychưa trì ởphản áp suất ứng.H2 Sảnđểphẩm ngăn của chặnquá các trình phản từứng cácphụ loạinhư nguyên phản liệu ứng Craking và được đa tụ.dẫn ra ở bảng dưới đây khác nhau Các quá trình isome hóa loại này ra đời từ... nguyên nhân mà thiết bị phản ứng làm việc tại điều kiện đó thì không thuận được lợi cho việc làm tăng trị số octan (không thuận lợi cho quá trình isome hoá) Thực hiện với các ứng dụng, UOP đề nghị quá trình Penex, ở đó bao gồm hai thiết bị phản ứng Thiết bị thứ nhất thì được thiết kế để bão hoà benzen Cột Nguyên chuyển Panex thành xyclohexan Thiết bị thứ hai thì được thiết kế để đồng phân hoá nguyên Sản... lượng % mol Thiết Thiết Thiếtkê kếk phân phân phânxưởng xưởng xưởngizome izomehóa hóa k4 Hằng số tốc độ của phản ứng (4) được xác định theo đồ thị (3.13), [kmol/h.Pa.kgxtác] k5, k6: Hằng số tốc độ của phản ứng (5), (6) được xác định theo đồ thị (3.15), kmol/h.Pa.kgxtác KP3, Kp4: Hằng số cân bằng của phản ứng (3),(4) được xác định theo phưong trình sau: 4450 Ả:P3=98,r'.10-3.e r (Pa~') (13) 1,2 5phân tử của... Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng izome hóa Hình 9 Sơ đồ công nghệ Penex của ƯOP 1 Thiết bị sấy khí ; 4 Thiết bị tách 2 Máy nén ; ; 3 Thiết bị phản ứng; 5 Tháp ổn định ; 6 Thiết bị lọc khí Hoạt động của sơ đồ: Nguyên liệu từ bể chứa đua qua thiết bị trao đổi nhiệt cùng với khí H2 từ trên xuống để đạt nhiệt độ thích hợp, sau đó được đưa vào thiết bị phản ứng Sau khi phản ứng xảy... hóa Thiết kê phân xưởng izome được đưa sang phân xưởng pha chế xăng, còn chất nhả hấp phụ được tách ra ở đính và được hồi lưu lại Ớ tháp (10) n-parafin được tách ra ở đáy và hồi lưu lại thiết bị phản ứng, còn ở đỉnh thì chất nhả hấp phụ được tách hồi lưu lại cột hấp phụ (7) Tất cả chất nhả hấp phụ hồi lưu đều được cho qua thiết bị gia nhiệt Tô Văn Nam 44 Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân. .. Cụm các thiết bị trộn và phản ứng; phản ứng Thiết phụ tạo cốc tạo nhựa ; v.2.2.2. Công hoá của Shell (UCC Shell Hysomer) 3 Cụm thiết bịnghệ tách isome sản phẩm Quá trình được dùng để isome hóa phân đoạn C5- C6 của xăng cất trực Tô Văn Nam Trường ĐHBK Hà Nội 28 tiếp nhằm mục đích nhận các hợp phần có trị số octan cao trongĐHBK khi trị Hà số Nội Tô Văn Nam Trường Đồ án tốt nghiệp hóa Thiết kê phân xưởng. .. bảng số liệu 12khối ta tính đượcphân thành như trong bảngliệu 15: Mc: lượng tử phần trung từng bình cấu của tử hỗn hợp nguyên MỊ! khối lượng phân tử trung bình của các hydrocacbon trong nguyên sau: TôTôVăn VănNam Nam Bảng 13: Phần khối lượng của các câu tử 49 4748 Trường TrườngĐHBK ĐHBKHà HàNội Nội Đồ Đồ án án tốt tốt nghiệp nghiệp Vậy Thiết Thiết kế kế phân phân xưởng xưởng izome izome hóa hóa nc= 550... H2C+— CH— CH3 Thiết kế phân xưởng izome hóa H Tóm lại, xúc tác cho quá trình isome hóa xảy ra theo hai giai đoạn sau: + Giai đoạn đầu: là giai đoạn tách hydro, vai trò xúc tác là các tâm kim loại Pt V Các quá trình isome hóa trong công nghiệp chế biến dầu v.l Sơ lược về quá trình isome hóa HH CH3CH2CH2CH3 Quá trình isome hóa n- parafm được CH3CH2CHCH3 dùng để nâng cao trị số octan của phân đoạn pentan, ... Arabia Wyoming Thiết kế phân xưởng izome hóa Thiếtkê k phân phân xưởng izome hóa kê phânxưởng xưởngizome izome Thiết hóa n-butan tương ứng nhằm đáp ứng nguồn nguyên liệu cho trình alkyl hoá, để nhận... Trường ĐHBK Hà Nội nNtổng = nN(3) +Thiết ar = kế 87,4224 + 33,098 = 120,5204 (kmol/h) phân xưởng izome hóa Thiếtkếkê k phân izomehóa hóa Thiết Thiết phânxưởng xưởngizome Đồ án tốt nghiệp Đồ nghiệp... Nội Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng izome hóa Phần III XÂY DỤNG I Giới thiệu chung Phân xưởng sản xuất phân xưởng isome hoá, suất là: 1,11 tệu tấn/năm Đặc điểm phân xưởng có nhiều chất gây