§å ¸n tèt nghiƯp GVHD: TS.Hoµng Xu©n TiÕn mơc lơc Trang PhÇn më ®Çu PhÇn I : Tỉng quan lý thut Ch¬ng I : Giíi thiƯu chung vỊ nguyªn liƯu vµ s¶n phÈm cđa qu¸ tr×nh s¶n xt formaldehit .7 I C¸c tÝnh chÊt cđa nguyªn liƯu A OXI TÝnh chÊt vËt lÝ TÝnh chÊt ho¸ häc øng dơng cđa oxi 10 B Metanol 10 Giíi thiƯu chung 10 TÝnh chÊt vËt lÝ 10 TÝnh chÊt ho¸ häc 11 Tiªu chn nguyªn liƯu ®Ĩ s¶n xt formalin trªn xóc t¸c oxit 12 øng dơng cđa metanol 13 II C¸c tÝnh chÊt cđa formaldehit 14 TÝnh chÊt vËt lÝ 15 TÝnh chÊt hãa häc 18 ChØ tiªu formalin th¬ng phÈm 21 øng dơng cđa formalin 22 ch¬ng ii: c¸c ph¬ng ph¸p c«ng nghƯ s¶n xt Formalin 23 I S¶n xt formaldehit b»ng c¸ch oxi ho¸ trùc tiÕp metan, hydrocacbon cao 24 Ph¬ng ph¸p oxi ho¸ trùc tiÕp metan 24 Ph¬ng ph¸p oxi ho¸ hydrocacbon cao 24 Qu¸ tr×nh s¶n xt formaldehit b»ng ph¬ng ph¸p dehydro ho¸ vµ oxy ho¸ ®ång thêi metanol 26 II Qu¸ tr×nh s¶n xt formalin tõ oxi ho¸ metanol 27 HƯ xóc t¸c kim lo¹i vµ qu¸ tr×nh s¶n xt formalin dïng xóc t¸c b¹c 30 a C«ng nghƯ s¶n xt formalin theo c«ng nghƯ BASF 30 b C«ng nghª chun ho¸ kh«ng hoµn toµn vµ chng thu håi metanol C«ng nghƯ s¶n xt formalin dïng xóc t¸c oxit 35 a S¬ ®å d©y chun s¶n xt formalin theo ph¬ng ph¸p Formox37 b C«ng nghƯ s¶n xt formalin cđa viƯn nghiªn cøu N«voxibiÕc39 c C«ng nghƯ Haldor Topsoe A/S vµ Nippon chemical Co.Ltd s¶n xt dung dÞhc formaldehit (AF) hay Ure formaldehit (UFC) 41 III So s¸nh kinh tÕ vµ lùa chän ph¬ng ph¸p c«ng nghƯ thÝch hỵp cho d©y chun s¶n xt formalin 106000 tÊn/n¨m .42 SVTH: TrÇn Qc Tn Trang: §å ¸n tèt nghiƯp GVHD: TS.Hoµng Xu©n TiÕn So s¸nh c¸c qu¸ tr×nh 42 Lùa chän s¬ ®å c«ng nghƯ 44 IV S¬ ®å d©y chun c«ng nghƯ s¶n xt formalin trªn xóc t¸c oxit FeMo n¨ng st 106.000 tÊn/n¨m 45 V Giíi thiƯu thiÕt bÞ chÝnh d©y chun c«ng nghƯ s¶n xt formalin dïng xóc t¸c oxit 46 VI.§éng häc vµ c¬ chÕ ph¶n øng oxi ho¸ metanol trªn xóc t¸c oxit c«ng nghiƯp …………………………………………………… 48 ch¬ngIII : C¸c ph¬ng ph¸p chÕ t¹o xóCt¸c oxiT c«ng nghiƯp……………………………………………… …… 52 ph¬ng ph¸p kÕt tđa ………………………………………………… 52 Ph¬ng ph¸p trén dung dÞch sau ®ã c« ®Ỉc …………………………… 52 Ph¬ng ph¸p tÈm……………………………………………………… 52 Ph¬ng ph¸p trén kh«………………………………………………… 52 phÇn ii: tÝnh to¸n c«ng nghƯ thiÕt kÕ ph©n xëng s¶n xt formaldehit trªn xóc t¸c oxit n¨ng st 106.000 tÊn/n¨M 53 i c¸c sè liƯu 53 II C©n b»ng vËt chÊt 53 C©n b»ng vËt chÊt cho toµn ph©n xëng 56 C©n b»ng vËt chÊt cho tõng thiÕt bÞ 57 a TÝnh c©n b»ng vËt chÊt cho thiÕt bÞ ph¶n øng 57 b TÝnh c©n b»ng vËt chÊt cho th¸p hÊp thơ s¶n phÈm 58 c TÝnh c©n b»ng vËt chÊt cho thiÕt bÞ ®un nãng kh«ng khÝ .60 d TÝnh c©n b»ng vËt chÊt cho thiÕt bÞ bay h¬i metanol III TÝnh c©n b»ng nhiƯt lỵng 61 TÝnh c©n b»ng nhiƯt lỵng cho thiÕt bÞ bay h¬i metanol 61 TÝnh c©n b»ng nhiƯt lỵng cho thiÕt bÞ ph¶n øng .67 TÝnh c©n b»ng nhiƯt lỵng cho thiÕt bÞ ®un nãng kh«ng khÝ 70 TÝnh c©n b»ng nhiƯt lỵng cho thiÕt bÞ hÊp thơ s¶n phÈm 71 IV.TÝNH THIÕT BÞ PH¶N øNG 78 tÝnh ®êng kÝnh cđa thiÕt bÞ ph¶n øng .79 tÝnh ®êng kÝnh èng dÉn nguyªn liƯu vµo .80 TÝnh ®êng kÝnh èng dÉn s¶n phÈm 81 TÝnh ®¸y vµ n¾p .83 TÝnh chiỊu cao cđa thiÕt bÞ 83 TÝnh lỵng xóc t¸c cÇn n¹p .84 TÝnh chiỊu dµy thiÕt bÞ 84 PHÇN III THIÕT KÕ X¢Y DùNG 87 i chän ®Þa ®iĨm x©y dùng 87 VỊ quy ho¹ch 87 SVTH: TrÇn Qc Tn Trang: §å ¸n tèt nghiƯp GVHD: TS.Hoµng Xu©n TiÕn VỊ ®iỊu kiƯn tỉ chøc s¶n xt .87 VỊ ®iỊu kiƯn h¹ tÇng kû tht .87 VỊ ®iỊu kiƯn x©y l¾p nhµ xëng .88 C¸c yªu cÇu vỊ ®Þa h×nh x©y dùng 88 C¸c yªu cÇu vỊ m«i trêng vµ vƯ sinh c«ng nghiƯp .88 II gi¶i ph¸p thiÕt kÕ x©y dùng 89 Yªu cÇu tỉng thĨ mỈt b»ng 89 Nguyªn t¾c thiÕt kÕ tỉng mỈt b»ng nhµ m¸y 90 C¸c h¹ng mơc c«ng tr×nh ph©n xëng s¶n xt formalin .91 MỈt b»ng nhµ m¸y 93 MỈt c¾t nhµ m¸y 94 phÇn IV An toµn lao ®éng vµ m«i trêng 95 I An toµn lao ®éng 95 Mơc ®Ých 95 C«ng t¸c an toµn lao ®éng .95 C«ng t¸c vƯ sinh lao ®éng 96 Yªu cÇu vỊ chiÕu s¸ng tù nhiªn 97 C¸c biƯn ph¸p chiÕu s¸ng tù nhiªn .97 II M«i trêng 97 PhÇnv: tÝnh to¸n kinh tÕ 99 I Mơc ®Ých vµ nhiƯm vơ cđa tÝnh to¸n kinh tÕ .99 II Néi dung tÝnh to¸n kinh tÕ 99 ChÕ ®é lµm viƯc cđa ph©n xëng 99 Nhu cÇu vỊ nguyªn vËt liƯu vµ n¨ng lỵng .99 Vèn ®Çu t cè ®Þnh 101 Nhu cÇu vỊ lao ®éng 103 Q l¬ng c«ng nh©n lµm viƯc ph©n xëng 103 TÝnh khÊu hao 104 C¸c chi phÝ kh¸c 105 X¸c ®Þnh kÕt qu¶ 106 Lỵi nhn .106 10 §¸nh gi¸ kÕt qu¶ 106 KÕt ln 108 Tµi liƯu tham kh¶o 109 SVTH: TrÇn Qc Tn Trang: §å ¸n tèt nghiƯp GVHD: TS.Hoµng Xu©n TiÕn PhÇn më ®Çu Formaldehit lµ mét nh÷ng hỵp chÊt h÷u c¬ trung gian quan träng, cung cÊp cho c¸c ngµnh s¶n xt c«ng nghiƯp vµ s¶n xt hµnh tiªu dïng th¬ng phÈm Formaldehit hoµ tan níc 3745% ®ỵc gäi lµ dung dÞch formalin Formalin lµ mét nh÷n b¸n thµnh phÈm quan träng hµnh ®Çu cđa c«ng nghiƯp tỉng hỵp h÷u c¬ Formaldehit ®ỵc t×m vµo n¨m 1859 Butlerov thủ ph©n metylen axetat, ®Õn n¨m 1867, Hofman ®· ®iỊu chÕ ®ỵc formaldehit tõ hçn hỵp metanol h¬i vµ kh«ng khÝ víi sùc cã mỈt cđa xóc t¸c platin.Sau ®ã n¨m 1882, Kekule ®iỊu chÕ ®ỵc formaldehit nguyªn chÊt N¨m 1886 Loew thay thÕ xóc t¸c d¹ng sỵi xo¾n platin b»ng xóc t¸c líi ®ång cã hiƯu qu¶ h¬n, mét c«ng ty cđa §øc b¾t ®Çu ®i vµo s¶n xt vµ n¨m 1889, s¶n xt th¬ng m¹i cđa formaldehyde ®ỵc b¾t ®Çu N¨m 1905 Badische Anilin vµ Soda Fabrik b¾t ®Çu s¶n xt formaldehit bëi qu¸ tr×nh liªn tơc, sư dơng xóc t¸c Ag tinh thĨ S¶n lỵng formaldehit lµ 30 kg/ngµy díi d¹ng dung dÞch níc 30% khèi lỵng Metanol cÇn thiÕt ®èi víi qu¸ tr×nh s¶n xt formaldehit ®ỵc thu håi tõ ngµnh c«ng nghiƯp gç nhê qu¸ tr×nh nhiƯt ph©n Nhng ®Õn n¨m 1910 víi ph¸t minh cđa Hugo Blank lµ thay thÕ xóc t¸c platin b»ng xóc t¸c b¹c, ®· më bíc ngt cho qu¸ tr×nh s¶n xt formaldehit trªn qui m« c«ng nghiƯp [20-619,620] Sù ph¸t triĨn cđa viƯc tỉng hỵp metanol díi ¸p st cao Badische Anilin vµ Soda Fabrik n¨m 1925, cho phÐp qu¸ tr×nh s¶n xt formaldehit trªn ph¹m vi c«ng nghiƯp víi quy m« réng lín [16] N¨m 1925, formaldehit th¬ng phÈm xt hiƯn trªn thÞ trêng, ®Õn nh÷ng n¨m 50 cđa thÕ kØ nµy, c«ng nghiƯp s¶n xt formaldehit dùa trªn c¬ së xóc t¸c oxit kim lo¹i (hçn hỵp oxit Fe-Mo-O) tá chiÕm a thÕ vỊ ®é chän läc vµ møc ®é chun ho¸ so víi c«ng nghƯ dïng xóc t¸c b¹c §Õn nay, tỉng s¶n lỵng formalin (37%) cđa thÕ giíi kho¶ng 10 triƯu tÊn/n¨m nhu cÇu formalin t¨ng hµng n¨m tõ 510% Formalin ®ỵc øng dơng rÊt réng r·i nhiỊu lÜnh vùc c«ng nghiƯp s¶n xt kh¸c cđa nỊn kinh tÕ qc d©n ë c¸c níc trªn thÕ giíi còng nh ë níc ta Nh÷ng vÊn ®Ị vỊ khoa häc vµ kÜ tht cã liªn quan ®Õn s¶n xt formalin nh xóc t¸c, thiÕt bÞ vµ c«ng nghƯ s¶n xt ®ỵc nhiỊu nhµ khoa häc quan t©m nghiªn cøu hoµn thiƯn ®¶m b¶o ®¸p øng vỊ sè lỵng còng nh chÊt lỵng s¶n phÈm cho nhiỊu nghµnh c«ng nghiƯp ë níc ta, hµng n¨m vÉn nhËp formalin ®Ĩ s¶n xt c¸c polime( ure phenol, melamin-formaldehit ), gç d¸n, cãt Ðp, tÊm lỵp, vËt liƯu c¸ch ®iƯn, s¶n xt chÊt m¹ bãng niken 1,4-butindiol, nhùa bakelit ®Ĩ chÕ t¹o s¬n, s¶n xt c¸c chÊt trỵ nhm cho ngµnh dƯt, lµm chÊt x¸c trïng ch¨n nu«i, íp s¸t, tÈy mïi ngµnh y tÕ, thc da ngµnh c«ng nghiƯp giµy da…c¸c nhu cÇu nµy ®ang ngµy cµng t¨ng vµ më réng Trong ®ã, viƯc nhËp formalin tõ níc ngoµi vµo l¹i gỈp nhiỊu khã kh¨n, h¬n n÷a l¹i kh«ng kinh tÕ b»ng s¶n xt níc (trªn thùc tÕ nhËp formalin ë d¹ng dung dÞch mét n÷a lµ níc) MỈt kh¸c, níc ta cã ngn nguyªn liƯu dåi dµo ®Ĩ s¶n xt formalin tõ c¸c má khÝ thiªn nhiªn vµ khÝ dÇu má.[2-7] Do ®ã vÊn ®Ị nghiªn cøu triĨn khai c«ng nghƯ s¶n xt formalin níc lµ rÊt cÇn thiÕt Mét mỈt cã thĨ t¹o s¶n phÈm ®¸p øng mét phÇn nhu cÇu tríc m¾t còng nh l©u dµi, gi¶m bíi chi phÝ ngo¹i tƯ m¹nh vµ ®¶m b¶o cã hiƯu qu¶ kinh tÕ SVTH: TrÇn Qc Tn Trang: §å ¸n tèt nghiƯp GVHD: TS.Hoµng Xu©n TiÕn MỈt kh¸c, viƯc t×m kiÕm nh÷ng gi¶i ph¸p c«ng nghƯ vµ thiÕt bÞ, lùa chän nh÷ng ph¬ng s¸ch phï hỵp, nh»m ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu kÜ tht vỊ c«ng nghƯ t¬ng øng víi ®iỊu kiƯn ViƯt Nam sÏ lµ nh÷ng ®ãng gãp rÊt cã ý nghÜa viƯc tõng bíc h×nh thµnh ngµnh c«ng nghiƯp ho¸ chÊt tỉng hỵp h÷u c¬ vµ lÜnh vùc c«ng nghiƯp ho¸ chÊt ë níc ta SVTH: TrÇn Qc Tn Trang: §å ¸n tèt nghiƯp GVHD: TS.Hoµng Xu©n TiÕn PhÇn I : tỉng quan lý thut Ch¬ng I : Giíi thiƯu chung vỊ nguyªn liƯu vµ s¶n phÈm CđA QU¸ TR×NH S¶N XT FORMANLIN I C¸c tÝnh chÊt cđa nguyªn liƯu A Oxi : KÝ hiƯu ho¸ häc: O2 Khèi lỵng nguyªn tư:16 Sè thø tù:8, thc chu k× vµ nhãm VIA b¶ng tn hoµn CÊu h×nh electron:1s22s22p4 C«ng thøc ph©n tư: O2 Trong tù nhiªn, oxi cã ®ång vÞ: 816O(99,76%),817O(0,04%) vµ 818O(0,2%) Lµ nguyªn tè cđa chu k× 2, nguyªn tư oxi cã xu híng hoµn thµnh cÊu h×nh electron cđa khÝ hiÕm b»ng c¸ch kÕt hỵp thªm hai electron t¹o thµnh O (H0=656 kj/mol) hc b»ng c¸ch t¹o nªn hai liªn kÕt céng ho¸ trÞ (vÝ dơ nh ROR) hay mét liªn kÕt ®«i (nh O=C=O) Nguyªn tè oxi cã hai d¹ng thï h×nh tån t¹i ë tr¹ng th¸i tù lµ dioxi O 2, vµ oxi trioxi O3 thêng gäi lµ oz«n TÝnh chÊt vËt lÝ Ph©n tư O2 ë tr¹ng th¸i khÝ, láng vµ r¾n ®Ịu cã tÝnh thn tõ Tõ tÝnh ®ã cho thÊy ph©n tư oxi cã ®éc th©n Trong ph©n tư cã mét liªn kÕt hai electron vµ hai liªn kÕt ®Ỉc biƯt, mçi liªn kÕt gåm electron Liªn kÕt OO cã n¨ng lỵng lµ 949kj/mol, ®é dµi lµ 1,21A0 Ph©n tư O2 kh¸ bỊn, chØ b¾t ®Çu ph©n hủ thµnh nguyªn tư ë nhiƯt ®é 20000C Oxi lµ chÊt khÝ kh«ng mµu, kh«ng mïi, kh«ng vÞ, nỈng h¬n kh«ng khÝ mét Ýt (1 oxi nỈng 1,43g) vµ tan níc (ë 200C, mét lÝt níc chØ hoµn tan 31ml oxi) nhng tan nhiỊu mét sè dung m«i h÷u c¬ §é tan cđa oxi níc gi¶m xng nhiƯt ®é t¨ng lªn V× Ýt tan níc nªn cã thĨ thu khÝ oxi b»ng c¸ch cho oxi léi qua níc KhÝ oxi cã thĨ tan mét sè kim lo¹i nãng ch¶y vµ ®é tan cđa oxi ë kim lo¹i nãng ch¶y còng gi¶m xng nhiƯt ®é t¨ng lªn VÝ dơ ë 973 0C, mét thĨ tÝch b¹c hoµ tan 2,4 thĨ tÝch oxi ë ¸p st thêng vµ ë 10800C, hoµ tan 20 thĨ tÝch Nh vËy, ®é hoµ tan cđa oxi kim lo¹i nãng ch¶y lín h¬n rÊt nhiỊu so víi níc (20.000ml/31ml) Khi kim lo¹i ho¸ r¾n, khÝ oxi ®· tan ë ®ã sÏ tho¸t nhanh chãng, cho nªn nh÷ng kim lo¹i ®Ĩ ngi nhanh chãng ë ngoµi kh«ng khÝ thêng bÞ rç trªn bỊ mỈt.Oxi láng cã mµu xanh da trêi ë tr¹ng th¸i láng mét phÇn c¸c ph©n tư dioxi O2 kÕt hỵp l¹i thµnh nh÷ng ph©n tư tetraoxi O 4, nhiƯt ®é t¹o thµnh cđa O4 rÊt bÐ(0,54 kj/mol) kh«ng phï hỵp víi kiÕn tróc ®èi xøng O O O O B¶ng 1: Mét sè tÝnh chÊt vËt lý cđa oxi [8] Tªn SVTH: TrÇn Qc Tn H»ng sè Trang: §å ¸n tèt nghiƯp Khèi lỵng nguyªn tư Khèi lỵng ph©n tư ThĨ tÝch riªng (1,1oC; 101,3 KPa) NhiƯt ®é s«i (101,3 KPa) NhiƯt ®é nãng ch¶y(101,3KPa) §iĨm ba NhiƯt ®é ¸p st Tû träng khÝ(21,10C;101,3KPa) Tû träng t¬ng ®èi(21,1 C;101,3KPa Tû träng láng(-182,960C) Tû träng khÝ(-182,960C) NhiƯt ®é tíi h¹n ¸p st tíi h¹n Tû träng tíi h¹n Èn nhiƯt bay h¬i(-182,960C) Èn nhiƯt nãng ch¶y(-218,780C) Tû nhiƯt khÝ(21,10C;101,3KPa) Cp Ci §é nhít cđa khÝ (25oC,101KPa) §é nhít cđa láng(-173,30C) §é dÉn ®iƯn riªng KhÝ (25oC,101KPa) Láng(-173,30C) GVHD: TS.Hoµng Xu©n TiÕn 15,9994 31,9988 0,754m3/kg -182,96 oC -218,78oC -218,78oC 0,148 kPa 1,326 kg/m3 1,105 1141 kg/m3 4,483 kg/m3 -118,57 oC 5043 kPa 436,1 kg/m3 213kj/kg 13,86 kj/kg 0,9191 kj.kg-1.K-1 0,6578 kj.kg-1.K-1 20,810-3Pas 15610-3Pas 26,61010-3Wm-1.K 192,9 10-3Wm-1.K TÝnh chÊt ho¸ häc Oxi lµ mét phi kim lo¹i ho¹t ®éng, ®é ©m ®iƯn cđa nã lín (=3,5 ) chØ kÐm flo nªn tÊt c¶ c¸c d¹ng hỵp chÊt, trõ hỵp chÊt víi flo, oxi ®Ịu thĨ hiƯn sè oxi ho¸ -2 Oxi t¹o oxit víi hÇu hÕt c¸c nguyªn tè trõ halogen, khÝ hiÕm, vµng vµ phi kim lo¹i hä platin Tèc ®é ph¶n øng cđa oxi víi c¸c nguyªn tè phơ thc vµo b¶n chÊt cđa nguyªn tè, nhiƯt ®é vµ mét sè ®iỊu kiƯn kh¸c n÷a a T¸c dơng víi kim lo¹i: Nã ph¶n øng trùc tiÕp víi tÊt c¶ c¸c kim lo¹i trõ vµng vµ b¹ch kim Nh÷ng kim lo¹i ho¹t ®éng nh kim lo¹i kiỊm, Ca, Sr vµ Ba t¸c dơng nhanh chãng víi oxi t¹o thµnh oxit 2Ca + O2 = 2CaO 4Na + O2 = 2Na2O Mét sè kim lo¹i nh Al t¸c dơng víi oxi bÞ bao bäc nhanh bëi mµng oxit bỊn ng¨n c¶n kim lo¹i t¸c dơng 4Al + 3O2 = 2Al2O3 SVTH: TrÇn Qc Tn Trang: §å ¸n tèt nghiƯp GVHD: TS.Hoµng Xu©n TiÕn NÕu m¹ng oxi kh«ng b¶o vƯ ®ỵc kim lo¹i, nh trêng hỵp s¾t, s¾t tiÕp tơc t¸c dơng víi oxi t¹o thµnh oxit.Khi ®èt ch¸y s¾t oxi, ph¶n øng t¹o nªn oxit s¾t tõ Fe3O4 b T¸c dơng víi phi kim: Oxi t¸c dơng víi photpho ë 600C, víi lu hnh ë 2500C, víi hidro ë 3000C,víi cacbon(than) ë 7008000C vµ víi nit¬ ë 2000 0C, t¹o nªn oxit céng ho¸ trÞ: S + O2 = SO2 4P + 5O2=P2O5 2H2+ O2 =2H20 C + O2 =CO2 N2 + O2 =2NO Chó ý: Hçn hỵp khÝ gåm hai thĨ tÝch khÝ H2 vµ mét thĨ tÝch khÝ O2 ®ỵc gäi lµ hçn hỵp nỉ c T¸c dơng víi hỵp chÊt: NhiỊu hỵp chÊt ch¸y khÝ oxi d t¹o nªn oxit cđa c¸c nguyªn tè cã hỵp chÊt ®ã Nh khÝ H2S, khÝ CH4, rỵu etylic C2H5OH vµ pirit FeS2 ch¸y theo c¸c ph¶n øng sau: 2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H20 CH4 + 2O2 = CO2 + 2H20 C2H5OH + 3O2 = 2CO2 + 3H20 4FeS2 + 9O2 = 2Fe2SO3 + 6SO2 TÊt c¶ c¸c ph¶n øng trªn x¶y ph¸t nhiƯt, ph¶n øng víi oxi tinh khiÕt lu«n x¶y m¹nh so víi kh«ng khÝ v× oxi tinh khiÕt cã nång ®é O lín h¬n kh«ng khÝ Bëi vËy que diªm ch¸y dë cßn mét chÊm ®á sÏ ch¸y s¸ng ®a vµo oxi tinh khiÕt, ®©y lµ ph¬ng ph¸p nhËn biÕt oxi Nh÷ng qu¸ tr×nh x¶y ph¸t nhiƯt vµ ¸nh s¸ng ®ỵc gäi lµ qu¸ tr×nh ch¸y Còng cã nh÷ng ph¶n øng oxi ho¸-khư x¶y ph¸t nhiƯt nhng kh«ng ph¸t s¸ng, nh qu¸ tr×nh h« hÊp, sù thèi r÷a cđa thùc vËt vµ ®éng vËt sau chÕt,… Nh÷ng ph¶n øng mµ oxi tham gia ®Ịu lµ oxi ho¸-khư, ®ã oxi lµ chÊt oxi ho¸: O2 + 4e = 2O-2 øng dơng cđa oxi Oxi cã vai trß rÊt ®Ỉc biƯt ®èi víi sù sèng, mçi ngµy mçi ngêi hÝt thë 2030m3 kh«ng khÝ Oxi tinh khiÕt ®ỵc dïng y häc víi mơc ®Ých t¨ng oxi cho h« hÊp Trong c«ng nghiƯp ho¸ häc, oxi ®ỵc dïng s¶n xt axit nitric, axit sunfuric dïng ®Ĩ ®èt qng tỉng hỵp h÷u c¬ Trong c«ng nghiƯp, oxi chđ u ®ỵc sư dơng cïng víi hidro vµ nhÊt lµ víi axetilen viƯc t¹o nhiƯt ®é cao ®Ĩ hµn vµ c¾t kim lo¹i §Ìn x× hidrooxi cã nhiƯt ®é 25000C vµ ®Ìn x× axetylen-oxi cã nhiƯt ®é 3000 0C, ngµnh lun kim tiªu thơ trªn 60% lỵng oxi dïng c«ng nghiƯp SVTH: TrÇn Qc Tn Trang: §å ¸n tèt nghiƯp GVHD: TS.Hoµng Xu©n TiÕn Ngµy nay, oxi ®ỵc sư dơng ngµy cµng nhiỊu ®Ĩ cho thªm vµo kh«ng khÝ thỉi vµo c¸c lß lun gang Oxi láng cã thĨ trén víi r¬m thµnh thc nỉ ®Ĩ ph¸ má vµ dïng lµm chÊt oxi ho¸ nhiªn liƯu tªn lưa B METANOL : Giíi thiƯu chung [8] Metanol cßn gäi lµ methyl acohol hc rỵu gç, cã c«ng thøc hãa häc lµ CH3OH, khèi lỵng ph©n tư 32,042 N¨m 1661 lÇn ®Çu tiªn Robert Boyle ®· thu ®ỵc metanol sau tinh chÕ gç giÊm b»ng s÷a v«i Sau ®ã vµo n¨m 1857 Berthelot còng ®· tỉng hỵp ®ỵc metanol b»ng c¸ch xµ phßng hãa methyl chloride Trong kho¶ng tõ 1830 - 1923 chØ cã ngn quan träng nhÊt ®Ĩ s¶n xt metanol tõ giÊm gç thu ®ỵc chng kh« gç Tíi ®Çu nh÷ng n¨m 1913, metanol ®· ®ỵc s¶n xt b»ng ph¬ng ph¸p tỉng hỵp tõ CO vµ H2 §Õn ®Çu nh÷ng n¨m 1920, M.Pier vµ c¸c ®ång nghiƯp cđa h·ng BASF dùa trªn sù ph¸t triĨn cđa hƯ xóc t¸c ZnO - Cr 2O3 ®· tiÕn mét bíc ®¸ng kĨ viƯc s¶n xt metanol víi quy m« lín c«ng nghiƯp Vµo ci n¨m 1923 qu¸ tr×nh nµy ®ỵc thùc hiƯn ë ¸p st cao (25÷35 MPa, To = 320 ÷ 450oC), chóng ®ỵc sư dơng c«ng nghiƯp s¶n xt metanol h¬n 40 n¨m Tuy nhiªn vµo nh÷ng n¨m 1960 ICI ®· ph¸t triĨn mét híng tỉng hỵp metanol ë ¸p xt thÊp (5÷10 Mpa, To = 200 ÷ 300oC) trªn xóc t¸c CuO víi ®é chän läc cao HiƯn nay, metanol ®ỵc s¶n xt nhiỊu h¬n trªn thÕ giíi b»ng ph¬ng ph¸p tỉng hỵp ¸p st thÊp cßn ph¬ng ph¸p chng tõ giÊm gç chØ chiÕm kho¶ng 0,003% tỉng lỵng metanol s¶n xt ®ỵc 2.TÝnh chÊt vËt lÝ [20] Metanol lµ chÊt láng kh«ng mµu, trung tÝnh, cã tÝnh ph©n cùc, tan H2O, benzen, rỵu, este vµ hÇu hÕt c¸c dung m«i h÷u c¬ Metanol cã kh¶ n¨ng hßa tan nhiỊu lo¹i nhùa nhng Ýt tan c¸c lo¹i chÊt bÐo, dÇu Do cã tÝnh ph©n cùc nªn tan ®ỵc mét sè chÊt v« c¬ Metanol dƠ t¹o hçn hỵp ch¸y nỉ víi kh«ng khÝ (7÷34%), rÊt ®éc cho søc kh ngêi, víi lỵng 10ml trë lªn cã thĨ g©y tư vong B¶ng 2: Mét sè h»ng sè vËt lý quan träng cđa metanol Tªn H»ng sè NhiƯt ®é s«i (101,3 KPa) 64,7oC NhiƯt ®é ®ãng r¾n - 97,68oC Tû träng chÊt láng (OoC; 101,3 KPa) 0,81000 g/cm2 Tû träng chÊt láng (25oC; 101,3 KPa) 0,78664 g/cm2 NhiƯt ®é bèc ch¸y 470oC ¸p st tíi h¹n 8,097 MPa NhiƯt ®é tíi h¹n 239,49oC Tû träng tíi h¹n 0,2715 g/cm3 ThĨ tÝch tíi h¹n 117,9 cm3/mol HƯ sè nÐn tíi h¹n 0,224 NhiƯt ®é nãng ch¶y 100,3 KJ/kg NhiƯt hãa h¬i 1128,8 KJ/kg NhiƯt dung riªng cđa khÝ (25oC; 101,3 KPa) 44,06 J.mol-1.K1 SVTH: TrÇn Qc Tn Trang: §å ¸n tèt nghiƯp GVHD: TS.Hoµng Xu©n TiÕn NhiƯt dung riªng cđa láng (25oC; 101,3 KPa) §é nhít cđa láng (25oC) §é nhít cđa khÝ (25oC) HƯ sè dÉn ®iƯn (25oC) Søc c¨ng bỊ mỈt kh«ng khÝ (25oC) Entanpi tiªu chn (khÝ 25oC; 101,3 KPa) Entanpi tiªu chn (láng 25oC; 101,3 KPa) Entnopi tiªu chn (khÝ 25oC; 101,3 KPa) Entnopi tiªu chn (láng 25oC; 101,3 KPa) HƯ sè dÉn nhiƯt láng (25oC) HƯ sè dÉn nhiƯt h¬i (25oC) Giíi h¹n nỉ kh«ng khÝ 84,08 J.mol-1 K-1 0,5513 m Pas 9,6.10-3 m Pas (2-7).10-9 Ω-1.Cm-1 22,10 m N/m - 200, 94 KJ/mol - 238,91 KJ/mol 239,88 J mol-1 K-1 127,27 J mol-1 K-1 190,16 m Wm-1 K-1 14,97 m Wm-1 K-1 5,5 - 44% V TÝnh chÊt ho¸ häc [20] Metanol lµ hỵp chÊt ®¬n gi¶n ®Çu tiªn d·y ®ång ®¼ng c¸c rỵu no ®¬n chøc, hãa tÝnh cđa nã ®ỵc qut ®Þnh bëi nhãm -OH C¸c ph¶n øng cđa metanol ®i theo híng ®øt liªn kÕt C-O hc OH vµ ®ỵc ®Ỉc trng bëi sù thay thÕ nguyªn tư H hay nhãm OH ph©n tư Mét sè ph¶n øng ®Ỉc trng: 3.1) Ph¶n øng hydro ho¸ [16] t0, xóc t¸c CH30H + H2 CH4 + H2O 3.2) Ph¶n øng t¸ch H2O: 1400C 2CH3OH + H2 H2SO4 ®Ỉc CH3 - O - CH3 + H2O 3.3) Ph¶n øng oxy hãa Khi oxy hãa metanol trªn xóc t¸c kim lo¹i (Ag, Pt, Cu,O 2) hay xóc t¸c oxit (Fe, Mo,O2) hc hçn hỵp c¸c oxit (V-Mo, Fe–Mo,Ti - Mo) ®iỊu kiƯn thÝch hỵp ta thu ®ỵc formaldehit vµ c¸c s¶n phÈm phơ : to, xt CH3OH + 1/2 O2 HCHO + H2O + Q, ∆H = -159 Kj/mol NÕu oxy hãa s©u h¬n sÏ t¹o axit formic: to, xt CH3OH + O2 HCOOH + H2O NÕu oxy hãa hoµn toµn thu ®ỵc CO, CO2 vµ H2O: o CH3OH + 1/2 O2 t , xt CO + H2O CH3OH + O2 CO2 + H2O to, xt 3.4) Ph¶n øng dehydro hãa Khi tham gia ph¶n øng dehydro hãa sÏ t¹o thµnh s¶n phÈm lµ HCHO CH3OH CH2O + H2 [16] ChØ tiªu nguyªn liƯu metanol ®Ĩ s¶n xt formaldehit [2 - 46] Nguyªn liƯu bao gåm: níc mỊm, metanol kü tht vµ kh«ng khÝ s¹ch 4.1) Níc: Tríc sư dơng ph¶i ®ỵc lµm s¹ch t¹p chÊt vµ lµm mỊm SVTH: TrÇn Qc Tn Trang: 10 §å ¸n tèt nghiƯp GVHD: TS.Hoµng Xu©n TiÕn DiƯn tÝch nhµ m¸y Chän m¶nh ®Êt x©y dùng nhµ m¸y lµ h×nh ch÷ nhËt cã kÝch thíc 180 × 200 VËy SNM = 180 × 200= 36000 m2  DiƯn tÝch x©y dùng SXD = diƯn tÝch cđa nhµ m¸y + diƯn tÝch s©n bª t«ng Trong ®ã: + DiƯn tÝch cđa nhµ m¸y lµ :11374 m2 + DiƯn tÝch s©n bª t«ng lµ: 4000 m2 VËy SXD = 11374 +4000 =14374 m2  DiƯn tÝch sư dơng SSD = diƯn tÝch x©y dùng + diƯn tÝch chiÕm ®Êt cđa ®êng s¾t, ®êng bé, mỈt b»ng hƯ thèng èng kû tht, hÌ r¶nh tho¸t níc(S) HƯ sè S cđa nhµ m¸y lµ : S = 5000 m2 VËy SSD = 14374 + 5000 = 19374 m2  HƯ sè x©y dùng  K XD =  S XD 14374 × 100% = × 100% = 40% S NM 36000 HƯ sè sư dơng K SD = S SD 19374 × 100% = × 100% = 54% S NM 36000 Mặt nhà máy a) Kết cấu chòu lực nhà sản xuất: Sử dụng bêtông cốt thép toàn khối Nhà không cần có trục, cột bêtông cốt thép có kích thước tiết diện 400 × 400 mm Móng trục bêtông cốt thép đổ toàn khối chỗ theo kích thước cột Dầm móng đặt móng kích thước 250 × 400mm, l = 5950mm Dầm sàn bêtông cốt thép đổ toàn khối, kích thước dầ 400 × 400mm, dầm phụ có kích thước 250 × 400mm Mái che bêtông cốt thép có lắp ghép, có độ dốc i = 1:1,2 Nền sàn vật liệu chòu axit cháy nổ b) Mặt nhà sản xuất: Do yêu cầu dây chuyền công nghệ, thiết bò bố trí phân xưởng sản xuất Ở dây chuyền đảm bảo sản xuất cách liên tục, thuận lợi nên việc bố trí thiết bò phải theo quy tắc sau: + Khoảng cách an toàn để lắp đặt 2m + Khoảng cách giao thông 3m SVTH: TrÇn Qc Tn Trang: 82 §å ¸n tèt nghiƯp GVHD: TS.Hoµng Xu©n TiÕn + Các thiết bò bố trí dọc nhà sản xuất + Chiều dài nhà sản xuất 60m + Nhòp nhà cần thiết 24m + Chọn lưới cột × 6m Nhà sản xuất có tầng, gồm 10 nhòp nhà, cao 12m đảm bảo an toàn, chắn hơn, công nhân thao tác thuận lợi Mặt cắt nhà sản xuất Do yªu cÇu bè trÝ thiÕt bÞ nªn chän nhµ s¶n xt tÇng ®é cao cđa nhµ c¨n cø vµo c¸c ®Ỉc ®iĨm sau: + Căn vào độ thông gió chiếu sáng, phâ n xưởng sản xuất có phát sinh nhiều nhiệt, khí độc nên đòi hỏi phải thông gió chiếu sáng tự nhiên + Căn vào chiều cao thiết bò yêu cầu vận chuyển lắp ráp thiết bò Theo quy đònh thống hóa, chiều cao tầng 6m tầng 6m + Căn vào chiều cao thông gió chiếu sáng tự nhiên cho phân xưởng nên lấy kích thước cửa vào × m kích thước cửa sổ × m PhÇn IV: AN TOµN LAO §éNG TRONG PH¢N X¦ëNG Vµ M¤I TR¦êNG SVTH: TrÇn Qc Tn Trang: 83 §å ¸n tèt nghiƯp GVHD: TS.Hoµng Xu©n TiÕn I AN TOµN LAO §éNG 1) Mơc ®Ých Trong chÕ ®é x· héi chđ nghÜa ngêi lµ vèn q nhÊt Do ®ã lao ®éng s¶n xt ph¶i ®¶m b¶o søc kh vµ tÝnh m¹ng vµ søc kh ngêi lao ®éng víi khÈu hiƯu: '' S¶n xt ph¶i an toµn ,an toµn ®Ĩ s¶n xt'' §Ỉc biƯt ®èi víi ph©n xëng s¶n xt formalin, c«ng nh©n ph¶i lµm viƯc m«i trêng ®éc h¹i, dƠ ch¸y nỉ, nguy c¬ m¾c bƯnh nghỊ nghiƯp cao V× vËy, c«ng t¸c ®¶m b¶o an toµn lao ®éng v« cïng thiÕt thùc vµ quan träng Hµng n¨m ph¶i tỉ chøc häc tËp, båi dìng,kiĨm tra vỊ an toµn lao ®éng cho tÊt c¶ c¸n bé, c«ng nh©n ph©n xëng 2) C«ng t¸c an toµn lao ®éng C«ng t¸c b¶o lao ®éng mang tÝnh chÊt qn chóng v× vËy c«ng t¸c nµy phÇn lín lµ c¸n bé, c«ng nh©n viªn chøc cđa toµn nhµ m¸y tù gi¸c thùc hiƯn Ph©n xëng ph¶i thêng xuyªn tuyªn trun gi¸o dơc ®Ĩ mäi ngêi thÊm nhn c¸c néi dung cđa nhµ m¸y vỊ c«ng t¸c b¶o lao ®éng ®ång thêi thêng xuyªn kiĨm tra viƯc thùc hiƯn c¸c quy ®Þnh, an toµn thao t¸c kÞp thêi gi¶i qut c¸c sù cè x¶y ♦Trang bÞ b¶o lao ®éng: Trong nhµ m¸y nhÊt lµ ph©n xëng s¶n xt formalin viƯc cÊp phÊt ®Çy ®đ c¸c trang thiÕt bÞ b¶o lao ®éng nh qn ¸o, giÇy mò, g¨ng tay lµ rÊt cÇn thiÕt §©y lµ u tè ng¨n ngõa c¸c tai n¹n lao ®éng vµ c¸c bƯnh nghỊ nghiƯp §ång thêi ph¶i nh¾c nhë thêng xuyªn viƯc kiĨm tra thùc hiƯn cđa c«ng nh©n vÊn ®Ị nµy ♦C¸c biƯn phap kû tht: C¸c biƯn ph¸p kû tht quan träng thĨ nhÊt lµ:  Thùc hiƯn nghiªm chØnh chÕ ®é b¶o dìng m¸y mãc ®óng ®Þnh kú  Trang bÞ ®Çy ®đ c¸c c«ng s¶n xt ®óng tiªu chn kû tht  C¸c c«ng thiÕt bÞ ®iƯn ph¶i che ch¾n ®óng kû tht, ®¶m b¶o an toµn  C¸c hƯ thèng chun ®éng nh m« t¬ ,xÝch ph¶i bao che ch¾c ch¾n  KiĨm tra nguyªn liƯu tríc ®a vµo s¶n xt  Thêng xuyªn kiĨm tra èng dÉn nguyªn liƯu vµ s¶n phÈm  Tut ®èi tu©n theo c¸c yªu cÇu vỊ c«ng nghƯ  Sư dơng c¸c ho¸ chÊt dƠ ch¸y nç ,g©y báng ph¶i tut ®èi an toµn Ph©n xëng ®ỵc ®Ỉt ë n¬i tho¸ng m¸t, xa khu d©n c, xëng cã ®đ ¸nh s¸ng, th«ng tho¸ng kh«ng khÝ, cã ®đ diƯn tÝch vµ kh«ng gian ®Ĩ c«ng nh©n thao t¸c v©n hµnh dƠ dµng, bè trÝ thiÕt bÞ vµ dơng nghiªn cøu, cøu ho¶, hƯ thèng cư ph¶i thn tiƯn, dƠ tho¸t ngoµi cã ho¶ ho¹n Khi x¶y ch¸y nỉ, c¸n bé c«ng nh©n ph©n xëng ph¶i nhanh chãng tho¸t khái n¬i lµm viƯc ®ång thêi sư dơng nh÷ng ph¬ng tiƯn ch÷a ch¸y s½n cã vµ kÞp thêi b¸o cho bé phËn cøu ho¶ cđa xÝ nghiƯp hay ®¬n vÞ phßng ch÷a ch¸y gÇn nhÊt gióp ®ì 3) C«ng t¸c vƯ sinh lao ®éng SVTH: TrÇn Qc Tn Trang: 84 §å ¸n tèt nghiƯp GVHD: TS.Hoµng Xu©n TiÕn CÇn lµm tèt vƯ sinh lao ®éng ®Ĩ tr¸nh bƯnh nghỊ nghiƯp Trong qu¸ tr×nh s¶n xt ph¶i cã hƯ thèng th«ng giã vµ chiÕu s¸ngcho ph©n xëng ♦HƯ thèng th«ng giã: Trong qu¸ tr×nh vËn hµnh m¸y mãc, c¸c qu¸ tr×nh ph¸t sinh nhiƯt, c¸c h¬i khÝ ®éc h¹i Do ®ã ph¶i cã biƯn ph¸p th«ng giã cho tõng c«ng ®o¹n ,ngoµi th«ng giã tù nhiªn c©n ph¶i bè trÝ hƯ thèng hót giã Gi¶i ph¸p thiÕt kÕ kiÕn tróc ®Ĩ t¨ng hiƯu qu¶ th«ng giã tù nhiªn cho ph©n xëng s¶n xt:  Chän h×nh thøc m¸i thÝch hỵp  Chän híng nhµ hỵp lý ®ãn ®ỵc híng giã m¸t vỊ mïa hÌ  §èi víi ph©n xëng s¶n xót formalin mang tÝnh chÊt nãng, bơi, ®éc th× cÇn ph¶i lµm cư m¸i vµ cã tÊm ch¾n giã bªn cưa m¸i ®Ĩ t¨ng hiƯu øng ®èi lu vµ hót kh«ng khÝ tõ nhµ ngoµi vµ bá líp c¸ch nhiƯt tõ nhµ ngoµi +ThiÕt kÕ hai tÇng cưa sỉ trë lªn - TÇng díi lµm cưa sỉ theo trơc quy ngang ë gi÷a, më ®ỵc vÞ trÝ n»m ngang vµ nghiªng 450 - TÇng trªn nªn lµm theo truc quay ngang b¶n lỊ ë trªn, hc lµm lç tho¸ng, ®Ỉt gÇn kÕt cÊu m¸i ®Ĩ kh«ng khÝ nãng, bÈn kh«ng tÝch tơ l¹i phÝa trªn cưa xëng  ThiÕt kÕ c¸c tÊm chíp bª t«ng (hoa bª t«ng th«ng giã ) ë phÇn têng bªn dãi vµ bªn trªn cưa sỉ  §Ỉt ®êng èng dÉn nhiƯt chÝnh ®i ngoµi nhµ, dÉn c¸c ®êng èng nh¸nh vµo nhµ ®Ĩ ®ì tỉn thÊt nhiƯt g©y nãng nhµ ♦HƯ thèng chiÕu s¸ng: CÇn ®¶m b¶o c¸c u tè chiÕu s¸ng tù nhiªn vµ chiÕu s¸ng nh©n t¹o ®Ĩ t¹o ®iỊu kiƯn cho c«ng nh©n lµm viƯc tho¶i m¸i vµ ®¹t n¨ng st cao, tr¸nh bƯnh nghỊ nghiƯp CÇn ®¶m b¶o ¸nh s¸ng cho c«ng nh©n lµm viƯc ca ®ªm 4)C¸c yªu cÇu chiÕu s¸ng tù nhiªn  §é chiÕu s¸ng ®¶m b¶o theo tiªu chn  §é chiÕu s¸ng ph©n bè ph¶i t¬ng ®èi ®Ịu(tr¸nh hiƯn tỵng chç qu¸ s¸ng,chç qu¸ tèi)  Tr¸nh ¸nh n¾ng chiÕu trùc tiÕp vµo nhµ  CÇn chó ý ®Õn c¶ yªu cÇu th«ng giã, che ma che n¾ng vµ thÉm mü kiÕn tróc chung cđa nhµ 5) C¸c biƯn ph¸p chiÕu s¸ng tù nhiªn -KÕt hỵp chiÕu s¸ng tù nhiªn qua c¸c cư sỉ bªn vµ qua cưa m¸i ®Ĩ ¸nh s¸ng ®Ịu vµ tèt h¬n - Dïng kÝnh chèng nãng ®Ĩ lÊy ¸nh s¸ng - Ph¶i tỉ chøc lau cưa sỉ, cư kÝnh, cư m¸i thêng xuyªn, s¬n têng vµ trÇn ®Ĩ tËn dơng ¸nh s¸ng tù nhiªn Khi s¬n ph¶i chó ý tíi sù ®iỊu hoµ mµu s¾c, sù ph¶n chiÕu vµ bèi c¶nh t¬ng ph¶n nhµ s¶n xt, nªn chän c¸c mµu s¸ng nh¹t, dÞu, m¸t tr¸nh nh÷ng mµu qu¸ trãi vµ t¬ng ph¶n ®Ĩ b¶o vƯ m¾t vµ kh«ng g©y mƯt mái cho c«ng nh©n SVTH: TrÇn Qc Tn Trang: 85 §å ¸n tèt nghiƯp GVHD: TS.Hoµng Xu©n TiÕn  HƯ thèng che ma che n¾ng cho ph©n xëng s¶n xt: KÝch thíc cưa hỵp lý, chän c¸c h×nh thøc che ma, che n¾ng thÝch hỵp cho võa che ma, n¾ng vïa lÊy ¸nh s¸ng, th«ng giã tèt, gãp phÇn t¨ng vỴ ®Đp kiÕn tróc cho ph©n xëng s¶n xt  HƯ thèng vƯ sinh c¸ nh©n : Ph©n xëng cã khu vƯ sinh riªng ë mçi khu nhµ, ph¶i cã phßng thay qn ¸o, t¾m rưa, vƯ sinh ®Ĩ ®¶m b¶o søc kh cho c«ng nh©n Tãm l¹i, ®Ĩ n©ng cao n¨ng st lao ®éng vµ hiƯu qu¶ kinh tÕ cao cÇn ph¶i ch¨m lo ®Õn cc sèng, søc kh vµ nhu cÇu ngêi lao ®éng §iỊu kiƯn lµm viƯc tho¶i m¸i, søc kh ®¶m b¶o sÏ gióp cho mäi ngêi h¨ng h¸i lao ®éng s¶n xt II M¤I TR¦êNG Trong ph©n xëng s¶n xt formalin ®· t¹o mét lỵng khÝ th¶i lín cÇn ph¶i sư lý b»ng ph¬ng ph¸p ®èt cßn 2/3 lỵng khÝ th¶i ®ỵc tn hoµn, trén víi kh«ng khÝ míi ®Ĩ lµm nguyªn liƯu ban ®Çu Níc th¶i cđa ph©n xëng ®Ịu lµ níc s¹ch kh«ng cÇn ph¶i xư lý Trong tù nhiªn formaldehit cã mỈt kh¾p n¬i khÝ qun, nã ®ỵc th¶i vµo khÝ qun nh s¶n phÈm cđa qu¸ tr×nh ®èt ch¸y, ph©n hủ quang ho¸ c¸c hỵp chÊt hưu c¬ Formaldehit liªn tơc ph©n hủ thµnh CO2 c¸c qu¸ tr×nh chÞu t¸c ®éng bëi ¸nh s¸ng mỈt trêi vµ c¸ nit¬ oxi Formaldehit bÞ lo¶ng kh«ng khÝ ma vµ còng bÞ ho¸i ho¸ vi khn t¹o thµnh CO vµ H2O Ngn gèc chÝnh cđa formaldehit khÝ qun chÝnh lµ sù quang ho¸ vµ sù ch¸y kh«ng hoµn toµn cđa c¸c hydrocacbon,vÝ dơ CH4 hc c¸c khÝ kh¸c: gç, than ®¸, dÇu, thc l¸ vµ gasol Theo b¸o c¸o n¨m 1976 hiƯp héi b¶o vƯ m«i trêng cđa Mü th× lỵng formaldehit khÝ qun c¸c ngn sau:  KhÝ th¶i tõ c¸c ®éng c¬ « t« vµ m¸y bay (s¶n xt trùc tiÕp):53 ÷ 63%  C¸c ph¶n øng quang ho¸ (chđ u tõ hydrocacbon khÝ th¶i): 19÷32%  C¸c nhµ m¸y ph¸t sinh nhiƯt:13 ÷15%  C¸c nhµ m¸y läc dÇu: 1- %  C¸c nhµ m¸y s¶n xt Formaldehit 1% BiƯn ph¸p xư lý tèt nhÊt chèng l¹i sù tÝch tơ formaldehit phßng lµ th«ng giã thÝch hỵp Mïi cđa formaldehit m¹nh cã thĨ gióp ta ph¸t hiƯn sù cã mỈt cđa nã Nång ®é cđa formaldelhit ®ỵc giíi h¹n tõ n¨m 1997, nÕu chøa 0,05% träng lỵng formaldelhit th× ph¶i gi¸n nh¶n Trong nhiỊu n¨m gÇn ®©y cã nhiỊu lt ®ỵc ban hµnh ®Ĩ h¹n chÕ sù « nhiĨm formaldelhit g©y khÝ qun ViƯc h¹n chÕ sù « nhiƠm m«i trêng cđa formaldehit cã hiƯu qu¶ nhÊt ®ã lµ khèng chÕ nång ®é cùc ®¹i cho phÐp ë phÝa vµ ngoµi nhµ m¸y Nång ®é cùc ®¹i cđa formaldehit ë n¬i lµm viƯc cho phÐp lµ 0,5 phÇn triƯu (0,6 mg/m 3),nång ®é lªn ®Õn trÇn nhµ cã giíi h¹n lµ phÇn triƯu SVTH: TrÇn Qc Tn Trang: 86 §å ¸n tèt nghiƯp GVHD: TS.Hoµng Xu©n TiÕn phÇn v tÝnh to¸n kinh tÕ I.MơC §ÝCH Vµ NHIƯM Vơ CđA TÝNH TO¸N KINH TÕ ®Ĩ thiÕt kÕ, hay x©y dùng nhµ m¸y, ph©n xëng th× cÇn ph¶i chó ý vÊn ®Ị sau :  §¶m b¶o yªu cÇu kû tht  §¶m b¶o mang l¹i hiƯu qu¶ kinh tÕ  §¶m b¶o an toµn lao ®éng, vµ vƯ sinh m«i trêng Mét ngêi ta ®Çu t cho mét nhµ m¸y hay xÝ nghiƯp th× viƯc ®Çu tiªn ®ã lµ ph¶i ®Ỉt lỵi Ých kinh tÕ lªn hµng ®Çu V× vËy viƯc tÝnh to¸n kinh tÕ còng kh«ng kÐm phÇn quan träng, nã sÏ gióp cho chung ta tỉng quan gi¸ trÞ cđa dù ¸n, ®ång thêi còng x¸c ®Þnh ®ỵc hiƯu qu¶ kinh tÕ cđa dù ¸n vµ qut ®Þnh dù ¸n cã thùc hiƯn ®ỵc hay kh«ng? II.NéI DUNG TÝNH TO¸N KINH TÕ 1)ChÕ ®é lµm viƯc cđa ph©n xëng Nh phÇn tríc ®· tr×nh bµy, d©y trun s¶n xt cđa ph©n xëíng¶n xt formalin lµm viƯc liªn tơc 24/24 giê, víi sè ngµy lµm viƯc n¨m lµ 330 ngµy, mçi ngµy lµm viƯc ca, mçi ca lµm giê N¨ng st cđa ph©n xëng lµ 106000 tÊn/n¨m 2)Nhu cÇu vỊ nguyªn vËt liƯu, nguyªn liƯu vµ n¨ng lỵng a)Nhu cÇu vỊ nguyªn liƯu: Trong phÇn tÝnh to¸n thiÕt bÞ ph¶n øng ta cã: + ChiỊu dµi èng xóc t¸c Lxt = 4,5 m + DiƯn tÝch bỊ mỈt riªng S = 1,904 m2 +Lỵng xóc t¸c n¹p vµo èng chïm m xt = V xt × ρ SVTH: TrÇn Qc Tn Trang: 87 §å ¸n tèt nghiƯp GVHD: TS.Hoµng Xu©n TiÕn Víi : m xt :Lµ khèi lỵng cđa xóc t¸c, kg Vxt : Lµ thĨ tÝch cđa xóc t¸c chiÕm , Vxt =8,585 m3 ρ : Lµ khèi lỵng riªng ®èng cđa xóc t¸c, ρ =1,15 kg/dm3 m xt = V xt × ρ = 2(8,585.1,15.103) =19746 Kg VËy Víi n¨ng st cđa qu¸ tr×nh lµ:ns =13383,838 Kg/h Lỵng Metanol nguyªn liƯu :6820,716 Kg/h Lỵng dÇu X-65 : 763 m3 Lỵng níc mỊm : 3629,495 Kg/h Lỵng xóc t¸c : 19746 Kg Tõ ®ã ta tÝnh ®ỵc lỵng nguyªn liƯu tiªu hao cho méy tÊn s¶n phÈm víi hƯ sè tiªu hao lµ: k = m ns Nguyªn liƯu kxt Nhu cÇu vỊ nguyªn liƯu Metanol 0,509 54020,070 DÇu X-65 0,0570 3052 Níc mỊm 0,271 28745,600 Xóc t¸c 1,4750 39,492 b)Nhu cÇu vỊ ®iƯn n¨ng §iƯn n¨ng dïng cho m¸y c«ng nghiƯp ®ỵc tÝnh theo c«ng thøc: §¬n vÞ TÊn m3 TÊn TÊn W = k1 k ∑ ni pi Ti Trong ®ã: +W: ®iƯn n¨ng dïng n¨m, KW + k1 : hƯ sè phơ t¶i, thêng lÊy 0,75 +k2 : hƯ sè tỉn thÊt , thêng lÊy 1,05 + Pi : c«ng st ®éng c¬ lo¹i i, c¸i + Ti : thêi gian sư dơng n¨m, giê Ti = 330 24 = 7920 giê B¶ng : Tỉng chi phÝ ®iƯn n¨ng cđa ph©n xëng: Tªn thiÕt bÞ k1 k2 ni pi w 0,75 1,05 3,2 19958,4 B¬m Metanol 0,75 1,05 3,2 39916,8 B¬m Formalin 0,75 1,05 4,5 56133 B¬m níc mỊm 0,75 1,05 5,4 33679,8 B¬m dÇu 0,75 1,05 2000 12474000 M¸y nÐn Tỉng céng 12623688 §iƯn dïng cho th¾p s¸ng cho ph©n xëng cđa c¶ ca chiỊu vµ ®ªm (16/24 giê) tÝnh theo c«ng thøc sau: SVTH: TrÇn Qc Tn Trang: 88 §å ¸n tèt nghiƯp GVHD: TS.Hoµng Xu©n TiÕn n WS = ∑ ni pi Ti i =1 Trong ®ã: + Ws : ®iƯn n¨ng dïng n¨m, kw + ni : sè bãng ®Ìn lo¹i i, c¸i + Pi : c«ng st ®Ìn lo¹i i, kw/h + Ti : thêi gian sư dơng n¨m, giê Ti = 330 16 = 5280 giê B¶ng : Tỉng chi phÝ ®iƯn th¾p s¸ng: Tªn c«ng tr×nh Lo¹i bãng ni WS Nhµ s¶n xt 150 - 220 40 31680 Nhµ chøa s¶n phÈm 150 - 220 12 9504 Nhµ ®Ĩ xe «t« 150 - 220 3168 Nhµ ®Ĩ xe m¸y, xe ®¹p 150 - 220 3168 Nhµ ngđ ca 75 - 220 2376 Nhµ vƯ sinh vµ thay ca 75 - 220 3168 Phßng thêng trùc 100 - 220 1584 Tr¹m biÕn thÕ 100 - 220 528 Tr¹m cung cÊp níc 100 - 220 1056 Tr¹m phßng ch¸y, ch÷a ch¸y 75 - 220 792 Tỉng céng 56024 Lỵng ®iƯn tiªu thơ trongh c¶ n¨m cđa ph©n xëng: 2623688 + 56024 = 12679712 Kw/h B¶ng : Tỉng chi phÝ nguyªn vËt liƯu, nhiªn liƯu, n¨ng lỵng cho n¨m Nguyªn nhiªn liƯu §¬n vÞ Lỵng dïng §¬n gi¸ Thµnh tiỊn n¨m Metanol TÊn 54020,070 12.106 648240,840.106 Níc mỊm TÊn 28745,600 4000 114,982.106 Xóc t¸c TÊn 39,492 3.106 118,476.106 §iƯn kw/h 12679712 1000 12679,712.106 DÇu m3 3052 1.105 305,2.106 Tỉng céng 664206,280.106 Chi phÝ nguyªn vËt liƯu tÝnh cho mét tÊn s¶n phÈm: 664206,28.10 = 6,266.10 ( ®ång) 106000 3) Vèn ®Çu t cè ®Þnh [22] a) Vèn ®Çu t x©y dùng: SVTH: TrÇn Qc Tn Trang: 89 §å ¸n tèt nghiƯp GVHD: TS.Hoµng Xu©n TiÕn TÊt c¶ c¸c mỈt b»ng s¶n xt toµn ph©n xëng ®Ịu ®ỵc tr¶i nhùa vµ thiÕt kÕ theo kiĨu lé thiªn - b¸n lé thiªn Ngoµi nhµ s¶n xt chÝnh cßn x©y dùng nhiỊu c«ng tr×nh phơ trỵ nh : nhµ hµnh chÝnh, y tÕ, … Chi phi x©y dùng trung b×nh cho m2 lµ :1000000 ®ång Vèn ®Çu t x©y dùng kho¶ng 50 tû ®ång b) Vèn ®Çu t cho m¸y mãc thiÕt bÞ: Tªn thiÕt bÞ Sè lỵng §¬n gi¸ Thµnh tiỊn Thïng chøa metanol 6.106 6.106 B¬m metanol 2.106 2.106 Läc metanol 10.106 10.106 Bay h¬i metanol 20.106 20.106 B¬m tuye 2.106 2.106 ThiÕt bÞ ph¶n øng 250.106 500.106 ThiÕt bÞ hÊp thơ 200.106 200.106 Thïng chøa formalin 10.106 10.106 B¬m formalin 2.106 2.106 ThiÕt bÞ trao ®ỉi ion 64.106 64.106 ThiÕt bÞ läc kh«ng khÝ 10.106 10.106 ThiÕt bÞ b¶o hoµ h¬i níc 20.106 20.106 M¸y nÐn 10.106 10.106 ThiÕt bÞ lµm mỊm níc 60.106 60.106 Thïng chøa níc mỊm 8.106 16.106 B¬m níc mỊm 2.106 2.106 B¬m dÇu 2.106 2.106 Thïng chøa dÇu 6.106 6.106 Thïng cao vÞ chøa níc 4.106 4.106 ThiÕt bÞ trao ®ỉi nhiƯt 10.106 30.106 ThiÕt bÞ ho¸ h¬i níc 20.106 20.106 Tỉng céng 992.106 Chi phÝ l¾p ®Ỉt : 10% Vtb [22] Chi phÝ dơng : 20% Chi phÝ vËn chun : 10% Vtb Tỉng céng lµ 40% Vtb = 40%.992.106 = 396,8.106 ®ång 4)Nhu cÇu vỊ lao ®éng: Do ®Ỉc ®iĨm cđa qu¸ tr×nh s¶n xt lµ liªn tơc, ®ỵc tiÕn hµnh thiÕt bÞ kÝn, tù ®éng ho¸ s¶n xt nªn nhiƯm vơ chđ u cđa c«ng nh©n lµ kiĨm tra, quan s¸t chÕ ®é lµm viƯc cđa m¸y mãc thiÕt bÞ vµ chÊt lng s¶n phÈm ®Ĩ tõ ®ã cã nh÷ng ®iỊu chØnh thÝch hỵp Díi ®©y lµ b¶ng ph©n bè sè lỵng c«ng nh©n s¶n xt trùc tiÕp : SVTH: TrÇn Qc Tn Trang: 90 §å ¸n tèt nghiƯp GVHD: TS.Hoµng Xu©n TiÕn N¬i lµm viƯc Sè lSè c«ng nh©n Tỉng sè c«ng ỵng mét ca nh©n ngµy Bé phËn ph¶n øng 2 M¸y nÐn, b¬m,®iƯn 8 24 Th¸p hÊp thơ 1 Bé phËn lµm l¹nh 2 Bé phËn trao ®ỉi nhiƯt 2 Bé phËn s¶n xt 2 Tỉng céng 49 Sè c¸n bé nh©n viªn ®iỊu hµnh vµ bé phËn c«ng nghiƯp: C¸n bé kû tht ngêi Th ký v¨n phßng :1 ngêi Hµnh chÝnh : ngêi B¶o vƯ : ngêi VƯ sinh :2 ngêi §Çu bÕp : ngêi VËy sè ngêi lµm viƯc ph©n xëng lµ 61 ngêi 5) Q l¬ng c«ng nh©n lµm viƯc ph©n xëng[22] Møc l¬ng c«ng nh©n s¶n xt trùc tiÕp : 2.106 ®ång L¬ng c¸n bé c«ng nh©n viªn tÝnh theo hƯ sè theo b¶ng sau: B¶ng : L¬ng c¸n bé c«ng nh©n viªn: Ngµnh nghỊ Sè ngêi HƯ sè L¬ng th¸ng C«ng nh©n trùc tiÕp Tỉ trëng Qu¶n ®èc Phã qu¶n ®èc Th ký hµnh chÝnh B¶o vƯ 50 1 1 1,3 1,5 1,4 1,2 1,1 2.106 2,3.106 3.106 2,6.106 2,2.106 2.106 1,5.106 SVTH: TrÇn Qc Tn L¬ng th¸ng toµn bé 100.106 11,96.106 4,5.106 3,64.106 2,64.106 2,2.106 4,5.106 L¬ng c¶ n¨m 1200.106 143,52.106 54.106 43,68.106 31,68.106 26,4.106 54.106 Trang: 91 §å ¸n tèt nghiƯp GVHD: TS.Hoµng Xu©n TiÕn Tỉng 1553,3106 ChÕ ®é båi dìng cho c«ng nh©n s¶n xt trùc tiÕp : + Båi dìng ca ®ªm: 2%.(1200.106 +143,52.106) = 26,874 106®ång/n¨m + Båi dìng ®éc h¹i: 1%.(1553,28.106) = 15,5328.106 ®ång/n¨m Tỉng qủ l¬ng c¶ n¨m : 1553,28.106 + 26,8704.106 +15,5328.106 = 1595,6832.106 ®ång /n¨m Q b¶o hiĨm x· héi lÊy b»ng 20% l¬ng, tøc lµ: 20%.(1595,6832.106) = 319,1366.106 ®ång/n¨m Tỉng q l¬ng vµ b¶o hiĨm x· héi: 1595,6832.106 + 319,1366.106 = 1914,8198.106 ®ång/n¨m 6) TÝnh khÊu hao[22] KhÊu hao tµi s¶n cè ®Þnh lµ sù chun dÇn gi¸ trÞ cđa nã vµo gi¸ thµnh s¶n phÈm, nã lµm nh»m mơc ®Ých tÝch l tiỊn ®Ĩ kh«i phơc hoµn toµn gi¸ trÞ sư dơng cđa chóng thêi h¹n khÊu hao ®· hÕt Ta tÝnh khÊu hao theo c¸c thêi gian khÊu hao lµ kh¸c víi c¸c kho¶ng ®Çu t kh¸c nhau: Nhµ s¶n xt cã thêi gian khÊu hao lµ 20 n¨m, møc khÊu hao lµ: 50.10 = 2500.10 ®ång/n¨m 20 ThiÕt bÞ m¸y mãc lÊy thêi gian khÊu hao lµ n¨m, víi møc khÊu hao lµ: 1618,4.10 = 202,3.10 ®ång /n¨m Tỉng møc khÊu hao toµn bé ph©n xëng lµ: 2500.106 + 202,3.106 =2703,3.106 ®ång/n¨m KhÊu hao sưa ch÷a lÊy b»ng 40% khÊu hao c¬ b¶n: 2702,3.0,04 = 108,092.106 ®ång/n¨m Tỉng møc khÊu hao cho toµn bé ph©n xëng c¶ n¨m: ( 2702,3 +108,092).106 = 2810,392.106 ®ång/n¨m Møc khÊu hao tÝnh trªn mét ®¬n vÞ s¶n phÈm: 2810,392.10 = 26513,3 106000 ®ång/n¨m 7) Chi phÝ kh¸c[22] + Chi phÝ ph©n xëng Z : Thêng lÊy Z= ÷6 % tỉng gi¸ thµnh ph©n xëng + Chi phÝ chung : dïng cho chiÕu s¸ng, lµm m¸t,… thêng lÊy 10÷15% l¬ng c«ng nh©n SVTH: TrÇn Qc Tn Trang: 92 §å ¸n tèt nghiƯp GVHD: TS.Hoµng Xu©n TiÕn Zc = 10%.1595,6832 106 =159,5683.106 ®ång /n¨m Tỉng gi¸ thµnh ph©n xëng: Zpx = Z1 + Z2 + Z3 +Z4 + Zc Trong ®ã: Z1 : chi phÝ nguyªn vËt liƯu vµ n¨ng lỵng, ®ång/n¨m Z2 : tỉng qủ l¬ng vµ b¶o hiĨm x· héi, ®ång/n¨m Z3 : tỉng møc khÊu hao cđa toµn bé ph©n xëng, ®ång/n¨m Z4 : chi phÝ ph©n xëng , ®ång /n¨m Zpx=664206,28.106+1914,8198.106+2810,392.106+5% Zpx +159,5683.106 = 1129367,944.106 ®ång/n¨m +Chi phÝ qu¶n lý doanh nghiƯp : thêng lÊy b»ng 5% chi phÝ toµn ph©n xëng Zdn = 0,05.1129367,944.106 = 56468,39.106 ®ång /n¨m + Chi phÝ b¸n hµng : thêng lÊy 1% Zpx Zbh = 0,01.1129367,944.106 ®ång/n¨m +Chi phÝ toµn bé lµ: Ztb = Zpx+ Zbh = 1140661,623.106 ®ång/n¨m 8) X¸c ®Þnh kÕt qu¶[22] DT = SP × GB Trong ®ã: +DT : doanh thu mét n¨m, ®ång + SP: lỵng s¶n phÈm thu ®ỵc mét n¨m, tÊn + GB: gi¸ b¸n, ®ång GÝa b¸n ®ỵc tÝnh nh sau: GB = GT + T VAT + LDM GT : gi¸ thµnh mét tÊn sÈn phÈm, ®ång/tÊn GT = Z TB 106000 = 1140661,623.10 = 10,27.10 ®ång /tÊn 106000 TVAT: thgi¸ trÞ gia t¨ng,®ång/tÊn, thêng lÊy b»ng 10% gi¸ b¸n LDM : l·i ®Þnh møc, thêng lÊy b»ng 5% gi¸ b¸n Ta cã : GB =10,27.106 +10%GB +5%GB = 12,67 106 ®ång/tÊn TVAT = 1,267.106 ( ®ång/n¨m) LDM = 0,6338.106( ®ång/n¨m) VËy DT = 106000.12,67 =1343020.106 ®ång/n¨m 9) Lỵi nhn: LN = DT - CP Trong ®ã : + CP: tỉng chi phÝ ph©n xëng n¨m, ®ång CP = SP( GT + TVAT) SVTH: TrÇn Qc Tn Trang: 93 §å ¸n tèt nghiƯp GVHD: TS.Hoµng Xu©n TiÕn = 106000(10,77 +1,267).106 = 1335922.106 ®ång/n¨m + LN: lỵi nhn ph©n xëng n¨m LN = DT- CP = 1343020.106 - 1335922.106 = 7,098.109 ®ång/n¨m 10) §¸nh gi¸ kÕt qu¶ : Doanh lỵi ®Çu t: L 7,098.10 = = 0,139 V xd +Vtb 50,992.10 Thêi gian hoµn vèn : T= V xd + Vtb 50.10 + 0,992.10 = = 5,14 n¨m LN + M KH 2,810.10 + 7,098.10 KÕt ln:Qua viƯc tÝnh to¸n kinh tÕ ®· gióp em hiĨu ®ỵc nh÷ng bíc c¬ b¶n cđa viƯc ®Çu t cho mét doanh nghiƯp B¶n ®å ¸n nµy hoµn toµn ®¸p øng vỊ mỈt kinh tÕ víi thêi gian thu håi vèn lµ 5,14 n¨m Lỵi nhn thu ®ỵc mét n¨m lµ 7,098 tû ®ång Lµ mét sinh viªn kû tht nªn ®é tin cËy cđa phÐp tÝnh kinh tÕ cha cao, cßn nhiỊu sai sãt, em mong thÇy c« bá qua vµ chØ b¶o thªm cho em SVTH: TrÇn Qc Tn Trang: 94 §å ¸n tèt nghiƯp GVHD: TS.Hoµng Xu©n TiÕn kÕt ln Sau mét thêi gian lµm viƯc tÝch cùc vµ khÈn tr¬ng, víi sù gióp ®ì tËn t×nh cđa c¸c thÇy c« gi¸o bé m«n H÷u c¬-Ho¸ dÇu, ®Ỉc biƯt lµ díi sù híng dÉn tËn t×nh cđa thÇy gi¸o híng dÉn TS Hoµng Xu©n TiÕn vµ cïng víi sù nç lùc cđa b¶n th©n, em ®· hoµn thµnh b¶n ®å ¸n tèt nghiƯp víi ®Ị tµi "ThiÕt kÕ ph©n xëng s¶n xt formalin trªn xóc t¸c oxit Fe-Mo víi n¨ng st 106000 tÊn/n¨m" ®óng thêi gian qui ®Þnh Néi dung b¶n ®å ¸n mµ em ®· hoµn thµnh nh sau: 1.PhÇn lý thut tỉng quan: ®· nªu ®ỵc tÝnh chÊt ho¸ lý cđa nguyªn liƯu vµ s¶n phÈm, mét sè tiªu chn chÊt lỵng cđa chóng Giíi thiƯu c¸c ph¬ng ph¸p c«ng nghƯ s¶n xt formalin trªn c¸c hƯ xóc t¸c kh¸c ®i tõ ngn nguyªn liƯu kh¸c Tõ ®o so s¸nh vµ ph©n tÝch c¸c u nhỵc ®iĨm cđa c¸c ph¬ng ph¸p, ®Ĩ ®a d©y chun c«ng nghƯ s¶n xt formalin thÝch hỵp víi ®iỊu kiƯn kinh tÕ vµ kü tht cđa níc ta hiƯn §ã lµ d©y chun s¶n xt formalin b»ng c¸ch oxi ho¸ metanol trªn xóc t¸c oxit Fe-Mo §Õn nay, c«ng nghƯ s¶n xt formaldehit dïng xóc t¸c míi s¶n xt ®ỵc kho¶ng 1/3 s¶n lỵng formaldehit cđa thÕ giíi, vËy ®©y lµ thµnh tùu ®¸ng kĨ lÜnh vùc nghiªn cøu vµ øng dơng cđa xóc t¸c c«ng nghiƯp u ®iĨm cđa d©y chun nµy lµ xóc t¸c lµm viƯc ë nhiƯt ®é thÊp tõ 270÷3500C, cã ®é chän läc cao vµ møc ®é chun ho¸ cao h¬n xóc t¸c b¹c Mét nh÷ng vÊn ®Ị kü tht cđa c«ng nµy lµ tËn dơng nhiƯt ph¶n øng, nhiƯt cđa hçn hỵp s¶n phÈm ®i sau thiÕt bÞ ph¶n øng ®Ĩ bèc h¬i vµ ®un nãng hçn hỵp metanol –kh«ng khÝ ®i vµo vµ t¹o h¬i dimetyl ete, metanol vµ formaldehit kh«ng cã kh¶ n¨ng tù ch¸y, v× vËy cÇn ph¶i tèn thªm nhiªn liƯu ®Ĩ xư lý khÝ th¶i b¶o vƯ m«i trêng Trong d©y chun c«ng nghƯ nµy thêng tn hoµn khÝ th¶i ®Ĩ cã thĨ n©ng mét Ýt hµm lỵng metanol hçn hỵp ban ®Çu (nång ®é oxi gi¶m, giíi h¹n díi cđa hçn hỵp t¨ng lªn) vµ gi¶m lỵng khÝ th¶i xư lý PhÇn c«ng nghƯ: ®· thiÕt kÕ ®ỵc d©y chun s¶n xt formalin trªn xóc t¸c oxit Fe-Mo víi n¨ng st 106.000 tÊn/n¨m TÝnh to¸n ®ỵc c©n b»ng vËt chÊt, c©n b»ng nhiƯt lỵng cđa toµn bé d©y chun PhÇn thiÕt kÕ: Chän ®ỵc ®Þa ®iĨm x©y dùng ph©n xëng s¶n xt formalin, vÏ ®ỵc mỈt b»ng tỉng thĨ, mỈt b»ng cđa ph©n xëng(s¾p xÕp c¸c thiÕt bÞ theo d©y chun) B¶n ®å ¸n tèt nghiƯp nµy nã gióp em biÕt ®ỵc nh÷ng bíc c¬ b¶n cđa viƯc thiÕt kÕ x©y dùng vµ ®Çu t cho mét doanh nghiƯp, ®Ĩ tõ ®ã øng dơng vµo thùc tÕ ®Ĩ x©y dùng mét nhµ m¸y s¶n xt ho¸ chÊt, ®em l¹i lỵi Ých cho níc ta MỈc dï b¶n ®å ¸n tèt nghiƯp nµy cßn nhiỊu khiÕm khut, thêi gian cã h¹n vµ tr×nh ®é b¶n th©n cßn h¹n chÕ nªn b¶n ®å ¸n nµy kh«ng tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt, em mong ®ỵc sù gióp ®ë cđa thÇy c« vµ c¸c b¹n ®Ĩ b¶n ®å ¸n cđa em ®ỵc hoµn thiƯn h¬n Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n! SVTH: TrÇn Qc Tn Trang: 95 §å ¸n tèt nghiƯp GVHD: TS.Hoµng Xu©n TiÕn tµi liƯu tham kh¶o - §ç V¨n ChÝn Tỉng hỵp chÊt xóc t¸c oxit Fe-Mo ®Ĩ oxy hãa metanol thµnh formaldehit vµ nghiªn cøu biÕn ®ỉi ho¹t tÝnh xóc t¸c cđa hƯ Ln ¸n PTS Hµ Néi, 1986 2.- Vò ThÕ TrÝ Nghiªn cøu c«ng nghƯ s¶n xt vµ øng dơng formalin ë ViƯt Nam Ln ¸n PTS ViƯn hãa c«ng nghiƯp Hµ Néi, 1995 3.- TrÇn C«ng Khanh ThiÕt bÞ ph¶n øng s¶n xt c¸c hỵp chÊt h÷u c¬ Trêng §HBK - Hµ Néi, 1986 4.- Gi¸o tr×nh Kü tht tỉng hỵp h÷u c¬ Bé m«n Tỉng hỵp h÷u c¬ Trêng §HBK - Hµ Néi, 1976 Tỉng hỵp hưu c¬ c¬ b¶n, §HBK -Hµ Néi, 1964 Sỉ tay qu¸ tr×nh vµ thiÕt bÞ c«ng nghƯ hãa häc TËp Nhµ xt b¶n KHKT, 1992 7.- Sỉ tay qu¸ tr×nh vµ thiÕt bÞ c«ng nghƯ hãa häc TËp Nhµ xt b¶n KHKT, 1999 8.-Sỉ tay tãm t¾t c¸c ®¹i lỵng ho¸ lý, Bé m«n ho¸ ký, Khoa §H t¹i chøc trêng §HBK - Hµ Néi, 1972 9.-§ç V¨n ChÝn, Hå q §¹o T¹p chÝ ho¸ häc,ViƯn khoa häc ViƯt Nam, No3, 1988 10.- Ngun Quang Hnh, Vò ThÕ TrÝ, Lª Thanh CÈm, §ç V¨n ChÝn T¹p chÝ c«ng nghƯ ho¸ chÊt, No 1977 11.- Vò ThÕ TrÝ, TrÇn C«ng Khanh T¹p chÝ ho¸ häc vµ c«ng nghƯ, No 1994 12 -Ngun ThÞ Minh HiỊn ChÕ biÕn khÝ tù nhiªn vµ ®ång hµnh, §HBK Hµ Néi, 2000 13.-Sỉ tay tãm t¾t kû s ho¸ chÊt Nhµ xt b¶n gi¸o dơc, §HBK - Hµ Néi 1961 14.- Bé m«n x©y dùng c«ng nghiƯp: Nguyªn lý x©y dùng nhµ m¸y ho¸ chÊt ,§HBK - Hµ Néi, 1974 15.- Bé m«n x©y dùng c«ng nghiƯp: C¬ së x©y dùng nhµ c«ng nghiƯp, §HBK Hµ Néi, 1997 16- Ngun Quang Hnh, Lª Thanh CÈm, §ç V¨n ChÝn Héi nghÞ Hãa häc toµn qc lÇn thø nhÊt "Nghiªn cøu xóc t¸c oxy hãa metanol thµnh formaldehit", ViƯn khoa häc VN, Hµ Néi, 1981 17.- NhiƯt ®éng hãa kû tht GS.TSKH La V¨n B×nh Nhµ xt b¶n khoa häc kü tht Hµ Néi, 2001 18.- Híng dÉn thiÕt kÕ tèt nghiƯp phÇn kinh tÕ, trêng §HBK - Hµ Néi, 1973 19.- Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol A11, 1988 (619 - 647) 20.- Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol A16, 1988 (465 - 469) SVTH: TrÇn Qc Tn Trang: 96 [...]... xt formalin cđa viƯn nghiªn cøu xóc t¸c Novoxibiec(h×nh 4) [2-20] Không khí 6 Khí thải Hơi 9 3 Metanol Nước mềm 2 1 7 5 4 Formalin 8 Hình 4 : Sơ đồ công nghệ sản xuất Formalin của viện nghiên cứu xúc tác Novoxibiêc 1 Thiết bò phản ứng 2 Bơm tuần hoàn dầu dẫn nhiệt 3 Nồi tận dụng nhiệt 4 Thiết bò trao đổi nhiệt đun nóng không khí 5 Trao đổi nhiệt bốc hơi và đun nóng hỗn hợp Metanol - không khí 6 Thiết. .. Nước Nước 7 2 Hơi 6 4 6 Không khí 8 1 7 Hơi 3 Metanol, nước Dung dòch Formaldehyde 40% Hình 1 : Dây chuyền sản xuất Formalin theo công nghệ BASF 1 Thiết bò bốc hơi 2 Thiết bò phản ứng 3 Thiết bò trao đổi nhiệt 4 Tháp hấp thụ 5 Nồi hấp thụ nhiệt 6 Thiết bò làm lạnh 7 Thiết bò đun nóng quá nhiệt 8 Thiết bò thổi không khí *Thut minh d©y chun: Hçn hỵp nguyªn liƯu metanol-kh«ng khÝ s¹ch ®ỵc n¹p vµo thiÕt... xóc t¸c oxit trªn thÕ giíi lµ: SVTH: TrÇn Qc Tn Trang: 32 §å ¸n tèt nghiƯp GVHD: TS.Hoµng Xu©n TiÕn a S¬ ®å d©y chun s¶n xt formalin trªn xóc t¸c oxit kim lo¹i theo ph¬ng ph¸p formox (h×nh 3)[19] Khí thải Hơi 2 Nước 4 6 3 Không khí 7 2 Nước 8 5 1 Hơi nước Nguyên liệu 9 Metanol Dung dòch Formaldehyde 50% Hình 3 : Dây chuyền sản xuất Formalin theo phương pháp Foxmox 1 Thiết bò bốc hơi 2 Máy nén 3 Thiết. .. Không khí 7 Hơi 2 Nước 3 8 4 Hơi 8 9 1 Hơi Metanol 8 5 Dung dòch Formaldehyde 50% Hình 2 : Dây chuyền sản xuất Formaldehyde có chưng thu hồi Metanol 1 Thiết bò bốc hơi 2 Thiết bò phản ứng 3 Tháp hấp thụ 4 Tháp chưng cất 5 Thiết bò trao đổi anion 6 Nồi hơi tận dụng nhiệt 7 Thiết bò đun quá nhiệt 8 Thiết bò trao đổi nhiệt 9 Quạt thổi không khí *Thut minh d©y chun: Hçn hỵp nguyªn liƯu giµu metanol tinh... Thiết bò phản ứng 4 Nồi tận dụng nhiệt 5 Thiết bò trao đổi nhiệt 6 Tháp hấp thụ 7 Hệ thống tuần hoàn dầu 8 Thiết bò làm sạch 9 Thiết bò trao đổi ion Theo c«ng nghƯ formox th× c¸c oxit kim lo¹i nh: Fe, Mo hc V2O5 ®ỵc sư dơng lµm chÊt xóc t¸c cho qu¸ tr×nh chun ho¸ metanol thµnh formaldehit, cã nhiỊu c«ng nghƯ ®ỵc ph¸t minh tõ n¨m 1921 Th«ng thêng hçn hỵp oxit Fe-Mo theo tû lƯ 1,5÷2 víi phÇn tr¨m hµm... formaldehit trªn c¬ së xóc t¸c oxit ra ®êi vµ ®ang ®ỵc ph¸t triĨn 2 C«ng nghª s¶n xt formalin dïng xóc t¸c oxit *Giíi thiƯu c«ng nghƯ: §©y lµ ph¬ng ph¸p míi ph¸t minh c¸ch ®©y kh«ng l©u vµ ®· øng dơng trong c«ng nghiƯp Nã ®ỵc tiÕn hµnh víi lỵng d kh«ng khÝ ë 300÷3500C vµ ¸p SVTH: TrÇn Qc Tn Trang: 30 §å ¸n tèt nghiƯp GVHD: TS.Hoµng Xu©n TiÕn st khÝ qun víi chÊt xóc t¸c lµ oxit Fe-Mo (d¹ng r¾n lµ MoO 3 trong... 7 3 11 9 Formaldehyde hoặc USC HTM 4 Nước 5 6 Hình 5 : Sơ đồ công nghệ Haldor A/S và Nippon Chemical Co.Ltd 1 Bơm 2 Thiết bò trao đổi nhiệt 3 Thiết bò phản ứng 4 Nồi hơi 5 Tháp hấp thụ 6,7 .Thiết bò làm lạnh 8 Lò đốt xử lý khí thải 9 Nồi hơi tận dụng nhiệt 10 Thiết bò bay hơi Metanol 11 Thiết bò đun nóng *Thut minh d©y chun: SVTH: TrÇn Qc Tn Trang: 35 §å ¸n tèt nghiƯp GVHD: TS.Hoµng Xu©n TiÕn Qu¸ tr×nh... ph¶n øng ngng tơ vµ ®a tơ gi÷a formalin víi mét sè hãa chÊt kh¸c, cïng víi c¸c dÉn xt kh¸c ®Ĩ t¹o c¸c s¶n phÈm míi vỊ chÊt trỵ ph©n t¸n, chÊt ngÊm (NTD - 93) vµ chÊt trỵ lý hoµn tÊt v¶i (nhùa TH - 93) phơc vơ cho c¸c giai ®o¹n cđa c¸c c«ng nghƯ trªn Ch¬ng II: C¸c ph¬ng ph¸p c«ng nghƯ s¶n xt formalin HiƯn nay trªn thÕ giíi formalin ®ỵc s¶n xt chđ u tõ metanol, s¶n xt formalin b»ng ph¬ng ph¸p oxi ho¸... Quạt thổi không khí 9 Lò đốt xử lý khí thải Trang: 34 §å ¸n tèt nghiƯp GVHD: TS.Hoµng Xu©n TiÕn Nhµ m¸y s¶n xt formalin trªn xóc t¸c oxit s¾t-molipden n¨ng st ®¹t 10.000 tÊn/n¨m s¶n phÈm formalin 37% HiƯu st chun ho¸ 95÷96%, møc ®é chun hãa tõ 89,5÷99,5%, møc tiªu thơ metanol thÊp 415 kg/tÊn formalin, kh«ng cã metanol trong s¶n phÈm, Ýt axit (0,02%), thêi gian lµm viƯc cđa xóc t¸c l©u trong ®iỊu kiƯn... nhiỊu c«ng nghƯ sư dơng xóc t¸c oxit ®Ĩ chun ho¸ metanol thµnh formaldehit mµ thiÕt kÕ ®ỵc mét ph©n xëng s¶n xt formalin ®¹t n¨ng st cao h¬n n÷a V× formalin lµ mét nguyªn liƯu kh«ng thĨ thiÕu ®ỵc trong ngµnh c«ng nghiƯp vµ s¶n phÈm hµng tiªu dïng th¬ng phÈm Nã lµ mét trong nh÷ng b¸n thµnh phÈm quan träng hµng ®Çu cđa c«ng nghiƯp tỉng hỵp h÷u c¬ §Õn nay, tỉng s¶n lỵng formalin (37%) kho¶ng 10 triƯu tÊn