Header Page of 161 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG………………… Đồ án Thiết Kế Phân Xưởng sản xuất Aromatic Từ LPG Footer Page of 161 Header Page of 161 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết Kế Phân Xƣởng sản xuất Aromatic Từ LPG _ Mở Đầu Năm 1859 ngành công nghiệp Dầu mỏ đời, đánh dấu bƣớc nhảy vọt công nghệ nguyên liệu nhiên liệu lƣợng Công nghiệp dầu mỏ có tăng trƣởng nhanh trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn kỷ 20 Hoá dầu thay dần hoá than đá vƣợt lên ngành công nghiệp chế biến than Những sản phẩm ngành công nghiệp Hóa dầu sản xuất chủ yếu là: Benzen, Toluen, Xylen (chúng đƣợc gọi tắt BTX), nhiên liệu lƣợng, lĩnh vực polime, xà phòng, thuốc nhuộm, sơn, Trƣớc việc sản xuất Hydrocacbon Aromatic chủ yếu dựa vào việc thu hồi khí công nghiệp sản xuất than cốc, nhƣng sản lƣợng thấp, không đủ nhu cầu phát triển nhành công nghiệp chất dẻo ngành công nghiệp sợi Ngày chủ yếu sản phẩm công nghiệp Hoá dầu, vừa có giá trị cao, vừa có giá thành thấp nên phần lớn Hydrocacbon Aromatic nhận đƣợc từ Dầu mỏ chiếm tỷ lệ 90% Một trình khác đƣợc xem nhƣ nguồn cung cấp BTX quan trọng trình Cyclar Nguyên liệu rình khí dầu mỏ hoá lỏng (LPG) Xúc tác trình xúc tác dạng zeolit có khả xúc tiến phản ứng dehydro hoá nguyên liệu, polyme hoá sản phẩm hình thành để tạo nên oligome không no, tiếp tục dehydro vòng hoá oligome tạo thành hydrocacbon thơm Khí hoá lỏng LPG dƣợc sử dụng làm nguyên liệu dân dụng nguyên liệu để sản xuất olefin nhẹ cách hydro hoá hay crackinh Sau đó, khí hoá lỏng trở thành vấn đề lớn ngành công nghiệp lọc hoá dầu sản lƣợng khí hoá lỏng vƣợt mức sử dụng trở lên khó bán thị trƣờng chúng đƣợc đốt bỏ trực tiếp dàn khoan khai thác dầu thô (khí dầu mỏ) Từ năm 1996 tới nay, công nghiệp dấu khí Nguyễn Văn Hiếu_HD1001 Footer Page of 161 Header Page of 161 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết Kế Phân Xƣởng sản xuất Aromatic Từ LPG _ thay đổi công nghệ khí hoá lỏng LPG làm nguyên liệu cho sản xuất xăng có trị số octan cao hydrocacbon thơm LPG bao gồm chủ yếu Propan Butan thu hồi từ trình khai thác chế biến sản phẩm Dầu mỏ Giá trị tƣơng đối thấp LPG làm cho nguyên liệu lý tƣởng cho ứng dụng Hoá dầu Quá trình Cyclar chuyển đổi khí dầu mỏ hoá lỏng (LPG) thành sản phẩm Aromatic giải pháp đƣợc phát triển BP UOP Các trình Cyclar góp phần mở rộng việc sử dụng LPG để sản xuất sản phẩm thơm có giá trị cao cung cấp khả độc sản xuất BTX từ nguyên liệu có giá trị thấp Do đồ án mục đích sử dụng trình Cyclar chuyển hoá LPG thành hợp chất thơm Với sản lƣợng chiếm tỷ lệ 90% ngành công nghiệp dầu mỏ, công nghệ Cyclar trình quan trọng sản xuất hợp chất Aromatic (BTX) vai trò trình không ngừng tăng lên nhu cầu xăng có chất lƣợng cao sản phẩm ứng dụng từ trình sản xuất để tổng hợp lên chất hữu ích cho đời sống Nguyễn Văn Hiếu_HD1001 Footer Page of 161 Header Page of 161 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết Kế Phân Xƣởng sản xuất Aromatic Từ LPG _ Phần I Tổng Quan CHƢƠNG I Tính chất nguyên liệu sản phẩm A Nguyên liệu LPG Khí dầu mỏ hoá lỏng LPG thu đƣợc từ trình chế biến dầu đƣợc hoá lỏng, bao gồm loại hydrocacbon khác mạch parafin, Nguyên liệu: Lấy từ phân đoạn C3, C4 nhà máy lọc dầu Lấy từ phần lỏng khí thiên nhiên (NMCBK) Propan thƣơng phẩm (phân đoạn C3): thành phần propan, propylen có C4 ( 19%V), lẫn C2 Butan thƣơng phẩm (phân đoạn C4): thành phần n - butan, iso -butan, buten (90%V), có C3, lẫn C5+ Hỗn hợp Bu - pro: tỷ lệ C3/C4 theo nhà máy, tùy theo chiến lƣợc nhà máy mà tỷ lệ thay đổi Có thể có (dạng vết) etan (C2H4) pentan (C5H12) ; Ngoài có butadien 1,3 (C4H6) nhƣng nhỏ khó xác định đƣợc Trong khí dầu mỏ có hydrocacbon dạng olefin, điều tuỳ thuộc vào phƣơng pháp chế biến Các ứng dụng chủ yếu LPG: - LPG nhiên liệu cháy hoàn toàn, không tro hầu nhƣ khói LPG có độ cao, không lẫn tạp chất ăn mòn, nhiên liệu gây ô nhiễm môi trƣờng - LPG đƣợc xem loại nhiên liệu công nghiệp nhƣng đồng thời nhiên liệu dùng gia dình Khả vận chuyển dễ dàng có nhiệt lƣợng cao nên LPG có nhiều ứng dụng công nghiệp thƣơng mại Ở nƣớc ta, LPG đƣợc sử dụng nhiều ngành kinh tế quốc dân, mang lại nhiều lợi ích to lớn: Nguyễn Văn Hiếu_HD1001 Footer Page of 161 Header Page of 161 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết Kế Phân Xƣởng sản xuất Aromatic Từ LPG _  Cung cấp cho ngƣời tiêu dùng loại lƣợng sạch, thân thiện với môi trƣờng, tiết kiệm điện LPG có nhiệt cháy cao nằm khoảng 11.300 - 12.000Kcal/kg tƣơng đƣơng nhiệt trị 1.3l dầu hoả 1.5l xăng  Sử dụng LPG tạo cho sở công nghiệp sử dụng nhiên liệu mà nâng cao chất lƣợng sản phẩm (rõ ràng sản xuất đồ gốm)  Trong nông nghiệp: sử dụng LPG làm nhiên liệu sản xuất thức ăn gia súc, chế biến, sấy nông sản, thực phẩm  Trong giao thông vận tải: LPG đƣợc sử dụng làm nhiên liệu thay cho xăng động nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng  Trong công nghiệp hoá dầu: sử dụng LPG trình sản xuất tinh chế dầu nhờn Ngoài đƣợc ứng dụng nguyên liệu hoá học để tạo monome để tổng hợp polime trung gian nhƣ: Polyvinylclorua, Polypropylen, để sản xuất MTBE chất làm tăng số octan thay cho hợp chất chì pha vào xăng, để sản xuất hydrocacbon thơm  Sử dụng cho nhà máy điện: dùng LPG làm chất đốt để chạy tuôcbin để sản xuất điện phục vụ cho ngành công nghiệp khác đem lại hiệu kinh tế cao Các đặc tính LPG: LPG có đặc tính có độ cao, không lẫn tạp chất ăn mòn tạp chất chứa lƣu huỳnh, không gây ăn mòn phƣơng tiện vận chuyển tồn chứa Khi cháy, LPG gây ô nhiễm môi trƣờng, không gây độc hại kể LPG tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm a Áp suất: LPG loại khí đốt thuận tiện cho việc vận chuyển tồn chứa khả hoá lỏng áp suất không cao nhiệt độ thƣờng (0.3 0.4MPa) đơn vị thể tích lỏng 250 đơn vị thể tích khí Nhƣ dặc trƣng LPG đƣợc tồn chứa trạng thái bão hoà, tức tồn dạng lỏng nên với thành phần không đổi áp suất Nguyễn Văn Hiếu_HD1001 Footer Page of 161 Header Page of 161 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết Kế Phân Xƣởng sản xuất Aromatic Từ LPG _ bão hoà bình chứa không phụ thuộc vào lƣợng LPG chứa bồn mà phụ thuộc vào nhiệt độ bên b Nhiệt độ sôi Nhƣ nói LPG thành phần chủ yếu propan (C3) butan (C4) Ở áp suất khí propan sôi ts = -420C butan sôi ts = -0.50C Vì nhiệt độ áp suất thƣờng LPG hoá mạnh LPG gây bỏng nặng da tiếp xúc trực tiếp, với dòng LPG rò rỉ trực tiếp vào da trang bị bảo hộ lao động Nhiệt độ LPG cháy cao từ 1900oC ÷1950oC, có khả đốt cháy nung nóng chảy hầu hết chất c Khối lƣợng riêng Khối lƣợng riêng thể lỏng (lƣu ý tỷ trọng, tỷ trọng thứ nguyên): Tại điều kiện nhiệt độ môi trƣờng t = 150C áp suất p = 760mmHg khối lƣợng riêng propan lỏng 507.3 kg/m3, n-butan lỏng 584.06 kg/m3 Nhƣ khối lƣợng riêng LPG thể lỏng khoảng nửa khối lƣợng riêng nƣớc Khối lƣợng riêng thể hơi: Tại điều kiện nhiệt độ môi trƣờng t = 150C áp suất p = 760mmHg khối lƣợng riêng propan thể 1.523, n-butan thể 2.007 Nhƣ khối lƣợng riêng LPG thể xấp xỉ lần khối lƣợng riêng không khí Vì vậy, khí gas bị dò rỉ lan toả mặt đất d Tính giãn nở nhiệt LPG có tỷ lệ giãn nở lớn, từ dạng lỏng sang dạng Nhờ hệ số giãn nở mà LPG trở nên kinh tế bảo quản vận chuyển dƣới dạng lỏng Tỷ lệ giãn nở: - Propan: 1atm thể tích lỏng cho 270 thể tích - Butan: 1atm thể tích lỏng cho 283 thể tích Nguyễn Văn Hiếu_HD1001 Footer Page of 161 Header Page of 161 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết Kế Phân Xƣởng sản xuất Aromatic Từ LPG _ Do bồn chứa LPG không đƣợc nạp đầy, chúng đƣợc quy định chứa từ 80 - 85% dung tích toàn bình để có không gian cho LPG lỏng giãn nở nhiệt độ tăng f Giới hạn cháy nổ Giới hạn cháy nổ hỗn hợp không khí - gas phần trăm thể tích gas để tự bát cháy nổ Giới hạn cháy nổ LPG không khí kha hẹp, từ 1.5 - 10%, vậy, LPG an toàn so với nhiên liệu khác LPG loại nhiên liệu dễ cháy kết hợp với không khí tạo thành hỗn hợp cháy nổ Đạt tới giới hạn nồng độ cháy, dƣới tác dụng nguồn nhiệt lửa trần bắt cháy làm phá hủy thiết bị, sở vật chất, công trình Chất đốt Tỷ lệ % thể tích hỗn hợp Giới hạn dƣới Giới hạn Propan 2.2 10 Butan 1.5 Hydro 4.0 75 Acetylen 2.5 80 Bảng Giới hạn cháy nổ số loại nhiên liệu [01] g Mùi Màu sắc LPG trạng thái nguyên chất mùi, nhƣng dễ bị phát khứu giác có rò rỉ LPG đƣợc pha trộn thêm chất tạo mùi Mercaptan với tỉ lệ định để có mùi đặc trƣng Nguyễn Văn Hiếu_HD1001 Footer Page of 161 Header Page of 161 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết Kế Phân Xƣởng sản xuất Aromatic Từ LPG _ STT ĐẶC TÍNH LPG MIN Đặc trƣng MAX PHƢƠNG PHÁP THỬ Tỉ trọng 150C 0.55 0.55 0.575 ASTM D1657 Áp suất 37.80C (Kpa) 420 460 1000 ASTM D2598 Thành phần ASTM D2163 (% khối lƣợng ): + Ethane + Propane 40 50 60 + Butane 40 50 60 + Pentane thành phần khác Ăn mòn đồng (37.80C /giờ) 1A 1A 1A ASTM D1838 Nƣớc tự do( % khối lƣợng ) 0 ISO 4260 Sulphur sau tạo mùi (PPM) 30 ASTM D2158 Cặn lại sau hoá ( % khối lƣợng ): ASTM D2420 H2S ( % khối lƣợng ): Nguyễn Văn Hiếu_HD1001 Footer Page of 161 25 25 0 0.05 0 Header Page of 161 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết Kế Phân Xƣởng sản xuất Aromatic Từ LPG _ Nhiệt lƣợng : + KJ/Kg + Kcal/m3 (150C , 760 mm Hg) 50000 26000 Nhiệt lƣợng kg LPG tƣơng đƣơng : 10 14 + Điện (KW.h) 1.5-2 + Dầu hỏa (Lít) 3-4 + Than (kg) 7-9 + Củi gỗ (kg) Nhiệt độ cháy (0C) : 11 12 13 + Trong không khí 1900 + Trong oxy 2900 Tỉ lệ hoá hơi: Lỏng → Hơi Giới hạn cháy không khí (% thể tích) 250 lần 2-10 Bảng Một số đặc tính kỹ thuật LPG [02] Chỉ tiêu chất lƣợng Phƣơng thử 1.Trọng lƣợng riêng 60/600 ASTMD1657 0.5410 2.Áp suất bay ASTMD1267 116.60 Nguyễn Văn Hiếu_HD1001 Footer Page of 161 pháp Kết Header Page 10TỐT of 161 ĐỒ ÁN NGHIỆP Thiết Kế Phân Xƣởng sản xuất Aromatic Từ LPG _ Etan % vol ASTMD2163 0.31 Propan % vol ASTMD2163 53.43 Butan % vol ASTMD2163 45.33 Pentan%vol + (hydrocacbon nặng) ASTMD2163 0.93 7.Hàm lƣợng lƣu huỳnh 15.60C(g/cm3) ASTMD2784 < 0.01 Ăn mòn đồng ASTMD1838 N01 Phần lại sau cháy% v ASTMD2138 < 0.05 10 Nƣớc Không 11 Trọng lƣợng phân tử trung bình Tính toán 50.0 Bảng Tiêu chuẩn LPG dùng công nghiệp Hà Nội petro [03] Hydro cacbon Công thức hoá học Trọng lƣợng phân tử % theo trọng lƣợng Cacbon Hydrogen Etan C2H6 30.7 79.88 20.72 3.97 Etylen C2H4 28.5 85.63 14.37 5.59 Propan C3H8 44.09 81.72 18.28 4.47 Propylen C3H6 42.08 85.63 14.37 5.97 C4H10 58.12 82.66 17.34 4.77 C4H8 56.10 85.63 14.37 5.97 n-Butan izo-Butan n-Butylen Nguyễn Footer Page 10 ofVăn 161.Hiếu_HD1001 Tỷ lệ C/H theo trọng lƣợng Header Page 110 ofNGHIỆP 161 ĐỒ ÁN TỐT Thiết Kế Phân Xƣởng sản xuất Aromatic Từ LPG _ CHƢƠNG TÍNH TOÁN XÂY DỰNG 7.1 Những sở để xác định địa điểm xây dựng Việc lựa chọn địa điểm xây dựng bƣớc quan trọng việc thiết kế Nó đòi hỏi nhà thiết kế phải tìm hiểu thông số kỹ thuật nhiều ngành, nhiều lĩnh v dựngực khác nhƣ: địa chất, thuỷ văn địa phƣơng, khí hậu để xây dựng, tài liệu kiến trúc - đô thị văn hoá xã hội Do việc lựa chọn địa điểm xây dựng hợp lý: ngƣời ta nguyên cứu kỹ lƣỡng tất mặt nhƣ: phải có địa hình phẳng, có khoảng cách an toàn với khu dân cƣ 7.2 Các yêu cầu địa điểm xây dựng a, Các địa điểm xây dựng : Về mặt quy hoạch: địa điểm đƣợc chọn phải phù hợp với quy hoạch chung vùng đƣợc cấp có quyền phê duyệt có khả hợp tác sản xuất với nhà máy lân cận Về điều kiện tổ chức sản xuất : - Thuận lợi cho việc cung cấp nguyên liệu tiêu thụ sản phẩm - Gồm nguồn cung cấp lƣợng: điện, nƣớc, than, dầu để hạn chế chi phí vận chuyển, hạ giá thành sản phẩm, để gốp phần phát triển nhà máy Về điều kiện hạ tầng kỹ thuật: địa điểm đƣợc chọn phải phù hợp với hệ thống giao thông quốc gia: đƣờng bộ, đƣờng sắt, đƣờng thuỷ kể đƣờng hàng không Ngoài phải vận dụng tối đa mạng lƣới cấp điện, thông tin liên lạc mạng lƣới kỹ thuật khác Về điều kiện xây lắp vận hành : - Địa điểm đƣợc chọn phải tính tới khả cung cấp nguyên liệu, vật tƣ xây dựng - Có khả cung ứng công nhân trình xây dựng nhà máy, nhƣ trình vận hành sau Về điều kiện trị - xã hội: Nguyễn Văn Hiếu_HD1001 Footer Page 110 of 161 109 Header Page 111 ofNGHIỆP 161 ĐỒ ÁN TỐT Thiết Kế Phân Xƣởng sản xuất Aromatic Từ LPG _ Địa điểm xây dựng phải thuộc vùng có điều kiện trị - xã hội ổn định b, Các yếu tố kỷ thuật xây dựng: Khu đất phải cao không ngập lụt vào mùa mƣa lũ, có nƣớc ngầm thấp, tạo điều kiện cho việc thoát nƣớc bề mặt dễ dàng Khu đất tƣơng đối phẳng, tốc độ nghiêng i = 0,5 1% Về địa chất : - Khu đất đƣợc chọn không đƣợc nằm dƣới vùng có mỏ khoáng sản địa chất không ổn định - Cƣờng độ khu đất xây dựng 1,5 - 2,5 kg/cm2 c, Các yêu cầu môi trƣờng vệ sinh công nghiệp: Đảm bảo khoảng cách bảo vệ, vệ sinh công nghiệp thích hợp, nên trồng nhiều xanh để hạn chế tác hại khu công nghiệp gây nên Vị trí xây dựng phải cuối hƣớng gió chủ đạo, nguồn nƣớc thải đƣợc sử lý cuối hạ lƣu 7.3 Các nguyên tắc thiết kế xây dựng: Việc xây dựng cần tuân theo nguyên tắc sau đây: - Cần bố trí hạng mục dây chuyền cách hợp lý, để thuận lợi cho hoạt động vận hành - Bố trí hạng mục cách hợp lý để tiết kiệm diện tích - Các công trình phụ trợ đƣợc đặt gần công trình để giảm chi phí vận chuyển - Các công trình gây ô nhiễm, độc hại cần nên đặt xa khu hành chính, cuối hƣớng gió chủ đạo - Đƣờng giao thông phải bố trí hợp lý, để xe ô tô vào thuận lợi a, Bố trí mặt nhà máy : - Quá trình Xyclar trình sản xuất liên tục - Trong trình vận hành thải khí độc nƣớc ô nhiễm Nguyễn Văn Hiếu_HD1001 Footer Page 111 of 161 110 Header Page 112 ofNGHIỆP 161 ĐỒ ÁN TỐT Thiết Kế Phân Xƣởng sản xuất Aromatic Từ LPG _ - Toàn dây chuyền lộ thiên Với trình Cyclar sản xuất hợp chất thơm (BTX) từ LPG phải liên hệ chặt chẽ với chế biến khí, crăc kinh b Mặt phân xƣởng : Các hạng mục công trình phân xƣởng Reforming trình thơm hoá từ LPG Kích Thƣớc STT Tên công trình SL Diện tích (m ) Dài (m) Rộng (m) Thiết bị tái sinh xúc tác 12 12 144 Thiết bị phản ứng 12 12 144 Thiết bị trao đổi nhiệt 12 12 144 Thiết bị tách lỏng khí 12 12 144 Thiết bị gia nhiệt 8 256 Bơm máy nén 8 192 Trạm điện 6 36 Nhà để xe 30 12 720 Phòng hoá nghiệm 12 108 10 Phòng bảo vệ 6 180 11 Nhà điều khiển 6 36 12 Nhà khí 12 12 144 13 Nhà cứu hoả 24 216 14 Nhà hành + hội trƣờng 24 12 288 15 Nhà ăn 24 12 288 16 Thiết bị chứa khí nhẹ 8 144 17 Bể chứa nguyên liệu 30 30 5400 18 Bể chứa sản phẩm BTX 20 20 800 Nguyễn Văn Hiếu_HD1001 Footer Page 112 of 161 111 Header Page 113 ofNGHIỆP 161 ĐỒ ÁN TỐT Thiết Kế Phân Xƣởng sản xuất Aromatic Từ LPG _ Kích Thƣớc STT Tên công trình SL Diện tích (m ) Dài (m) Rộng (m) 19 Thiết bị chứa H2 8 144 20 Thiết bị chứa C9+ 12 108 21 Nhà y tế 15 12 180 22 Nhà nghỉ công nhân 24 12 54 23 Bể chứa nƣớc 108 24 Nhà sản xuất nƣớc 12 108 25 Khu xử lý nƣớc thải 12 108 Tổng 9970 Tổng diện tích phân xƣởng : F = 9970 = 39880 m2 + Chiều dài phân xƣởng: 200 m + Chiều rộng phân xƣởng: 199 m Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật : - Hệ số xây dựng : KXD = ( A + B ) / F 100% Với: A: Diện tích đất nhà công trình ( m2 ) B: Diện tích kho bãi lộ thiên ( m2 ) KXD = 9970 100 / 39880 = 25% - Hệ số sử dụng : KSD = ( ( A + B + C ) / F ) 100% Trong : C : diện tích đất chiếm đƣờng lộ C = 15952 m Do : KSD = ( 9970 + 15952 ) / 39880 100 = 65% Chỉ tiêu kinh tế kỷ thuật xác định KSD hai tiêu thoả mãn Nguyễn Văn Hiếu_HD1001 Footer Page 113 of 161 112 Header Page 114 ofNGHIỆP 161 ĐỒ ÁN TỐT Thiết Kế Phân Xƣởng sản xuất Aromatic Từ LPG _ CHƢƠNG 8: AN TOÀN LAO ĐỘNG An toàn lao động phân xƣởng Cyclar 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 trƣờng, có vai trò quan trọng nhằm cải thiện điều kiện làm việc công nhân, đảm bảo sức khoẻ, an toàn công trình cho nhà máy Để đảm bảo an toàn lao động ta phải nắm đƣợc nguyên nhân gây tai nạn, cháy nổ Sau nhóm nguyên nhân gây cháy, nổ a Nguyên nhân kỹ thuật: Nguyên nhân phụ thuộc chủ yếu vào tình trạng máy móc, thiết bị đƣờng ống nơi làm việc bao gồm: - Sự hỏng hóc máy móc dụng cụ, phụ tùng - Sự rò rỉ đƣờng ống - Không đảm bảo khoảng cách an toàn thiết bị máy móc - Thiếu rào chắn, bao che b Nguyên nhân tổ chức Nguyên nhân phụ thuộc vào việc tổ chức giao nhận công việc không quy định, bao gồm - Vi phạm nguyên tắc quy trình kỷ thuật - Tổ chức lao động chỗ làm việc không yêu cầu - Giám sát kỷ thuật không ngành nghề, chuyên môn - Ngƣời lao động chƣa nắm vững đƣợc điều lệ, quy tắc an toàn lao động c Nguyên nhân vệ sinh: - Môi trƣờng không khí bị ô nhiễm - Công tác chiếu sáng thông gió không đƣợc tốt - Tiếng ồn chấn động mạnh - Vi phạm điều lệ vệ sinh cá nhân Nguyễn Văn Hiếu_HD1001 Footer Page 114 of 161 113 Header Page 115 ofNGHIỆP 161 ĐỒ ÁN TỐT Thiết Kế Phân Xƣởng sản xuất Aromatic Từ LPG _ Những yêu cầu phòng chống cháy nổ: Nhƣ biết, nguyên liệu nhƣ sản phẩm trình, Reforming xúc tác dễ bị cháy nổ Vì vấn đề quan tâm phòng chống cháy nổ Dƣới yêu cầu cháy nổ: a Phòng chống cháy: - Phòng chống cháy phải thực biện pháp sau đây: - Ngăn ngừa khả tạo môi trƣờng cháy - Ngăn ngừa khả xuất nguồn cháy môi trƣờng cháy đƣợc - Duy trì áp suất môi trƣờng thấp áp suất cho phép lớn cháy đƣợc b Ngăn ngừa khả xuất nguồn gây cháy: Để ngăn ngừa khả xuất xuất nguồn gây cháy, môi trƣờng cháy phải tuân theo quy tắc về: - 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 nổ dạng khí, lỏng - Tính dễ cháy chất, vật liệu thiết bị kết cấu c Ngăn ngừa khả xuất nguồn cháy: - Tuân theo quy định sử dụng, vận hành bảo quản máy móc, thiết bị nhƣ vật liệu sản phẩm khó nguồn cháy môi trƣờng cháy - Sử dụng thiết bị điện phù hợp với loại gian phòng sử dụng điện 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 Nguyễn Văn Hiếu_HD1001 Footer Page 115 of 161 114 Header Page 116 ofNGHIỆP 161 ĐỒ ÁN TỐT Thiết Kế Phân Xƣởng sản xuất Aromatic Từ LPG _ + Có biện pháp chống sét, nối đất cho nhà xƣởng, thiết bị + Quy định nhiệt độ nung nóng cho phép lớn bề mặt thiết bị, sản phẩm bề mặt tiếp xúc với môi trƣờng 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 3.Những biện pháp tổ chức để đảm bảo an toàn cháy nổ: Để đảm bảo an toàn cháy nổ cần thực biện pháp sau đây: + Trƣớc giao việc cần tổ chức cho công nhân ngƣời liên quan học tập công tác an toàn cháy nổ Đối với trƣờng hợp lao động môi trƣờng đặc biệt nguy hiểm cháy nổ cán công nhân cần đƣợc cấp giấy chứng nhận định kỳ kiểm tra lại + Mỗi phân xƣởng, xí nghiệp phải xây dựng tiêu chuẩn quy phạm, nội quy an toàn phòng chữa cháy thích hợp + Định kỳ tổ chức kiểm tra việc thực quy định phòng cháy, chữa cháy bảo quản phƣơng tiện phòng chữa cháy + Trang bị phƣơng tiện phòng cháy, chữa cháy xếp thời gian tập dƣợt cho cán công nhân đội chữa cháy + Xây dựng phƣơng án chữa cháy cụ thể, có kế hoạch phân công cho ngƣời, phận + Cách ly môi trƣờng cháy với nguồn gây cháy phải đƣợc thực biện pháp sau đây: -Cơ khí hoá, tự động hoá trình công nghệ có liên quan đến vận chuyển chất dễ cháy - Đặt thiết bị nguy hiểm cháy nổ nơi riêng biệt trời -Sử dụng thiết bị sản xuất, bao bì kín cho chất dễ cháy nổ Nguyễn Văn Hiếu_HD1001 Footer Page 116 of 161 115 Header Page 117 ofNGHIỆP 161 ĐỒ ÁN TỐT Thiết Kế Phân Xƣởng sản xuất Aromatic Từ LPG _ - Sử dụng ngăn, khoảng , buồn cách ly, cho trình dễ cháy nổ Bên cạnh tai nạn xảy cháy nổ, vấn đề cần đƣợc quan tâm ( độc tính hoá chất cách phòng chống ) Nhƣ biết hầu hết hoá chất, điều kiện định gây tác hại đến thể ngƣời Có thể chia thành: - Những chất có tác dụng làm cháy kích thích chủ yếu lên da niêm mạc nhƣ: amôniăc, vôi - Các hoá chất kích thích chức hô hấp chất tan đƣợc nƣớc: NH3, Cl2, SO2 - Những chất gây độc hại cho máu, làm biến động mạch máu, tuỷ xƣơng, làm giảm trình sinh bạch cầu nhƣ: benzen, toluen, xylen Những chất làm biền đổi hồng cầu thành sắc tố bình thƣờng nhƣ Amin, CO, C6H5NO2 - Các chất độc cho hệ thần kinh nhƣ: xăng, H2S, anilin, benzen Qua trình nguyên cứu, ngƣời ta đề phƣơng pháp phòng tránh nhƣ sau: + Trong trình sản xuất phải ý đẩm bảo an toàn, cho khâu đặc biệt tháo, nạp sản phẩm, lọc, sấy, nghiền Là khâu công nhân thƣờng phải tiếp xúc thƣờng xuyên + Duy trì độ chân không sản xuất + Thay chất độc trình chất độc hại + Tự động hoá, bán tự động trình sử dụng hoá chất độc hại + Bên cạnh biện pháp kỷ thuật ngƣời lao động cần đƣợc học tập an toàn phải ý thức tự giác cao Yêu cầu bảo vệ môi trƣờng: Mặt nhà máy phải chọn tƣơng đối phẳng, có hệ thống thoát nƣớc, sử lý nƣớc thải tốt Đặt nhà máy cách khu dân cƣ cách Nguyễn Văn Hiếu_HD1001 Footer Page 117 of 161 116 Header Page 118 ofNGHIỆP 161 ĐỒ ÁN TỐT Thiết Kế Phân Xƣởng sản xuất Aromatic Từ LPG _ an toàn, cuối hƣớng gió trồng nhiều xanh quanh nhà máy Công tác chiếu sáng tốt đảm bảo môi trƣờng thông thoáng cho công nhân làm việc Nguyễn Văn Hiếu_HD1001 Footer Page 118 of 161 117 Header Page 119 ofNGHIỆP 161 ĐỒ ÁN TỐT Thiết Kế Phân Xƣởng sản xuất Aromatic Từ LPG _ KẾT LUẬN Sau thời gian làm việc khẩn trƣơng, em hoàn thành đồ án môn học với đề tài: Thiết kế phân xƣởng Cyclar sản xuất chất thơm (BTX) từ LPG, trình làm đồ án em rút số nhận xét sau: Các hydrocacbon thơm đặc biệt BTX hợp chất trung gian quan trọng công nghiệp tổng hợp hữu hoá dầu, từ hợp chất sản xuất hàng loạt hợp chất khác Sự phát xúc tác làm thay đổi công nghệ sản xuất, nâng cao đƣợc hiệu suất trình, đồng thời mở rộng nguồn nguyên liệu cho trình sản xuất Trong đồ án em lựa chọn công nghệ tối ƣu để thu đƣợc hiệu suất hydrocacbon thơm cao nhất, từ nguồn nguyên liệu LPG Em tính toán đƣợc vấn đề trình nhƣ: cân vật chất, cân lƣợng, kích thƣớc thiết bị sơ đồ công nghệ Bài viết tránh khỏi sai sót việc trình bày mong có đóng gốp cô giáo bạn Nguyễn Văn Hiếu_HD1001 Footer Page 119 of 161 118 Header Page 120 ofNGHIỆP 161 ĐỒ ÁN TỐT Thiết Kế Phân Xƣởng sản xuất Aromatic Từ LPG _ TÀI LIỆU THAM KHẢO Phạm Huyền, Nguyễn thị hồng Liên "Công nghệ tổng hợp hữu hoá dầu" NXB KHTN - 2006 Đinh Thị Ngọ "Hoá học dầu mỏ" Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội, xuất năm 1999 Lê Văn Hiếu "Công nghệ chế biến dầu mỏ" Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nôị, 2000 Trần Mạnh Trí "Dầu mỏ dầu khí Việt Nam" Nhà xuất thành phố Hồ Chí Minh, 1999 Kiều Đình Kiểm "Các sản phẩm dầu mỏ hoá dầu"Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nôị, 1999 Phan Minh Tân "Tổng hợp hữu hoá dầu", tập Trƣờng Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh, 1996 " Sổ tay trình thiết bị công nghệ hoá chất " tập 1, Bộ môn trình thiết bị hoá chất Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nôị,1978 " Sổ tay trình thiết bị công nghệ hoá chất " tập 2, Bộ môn trình thiết bị hoá chất Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nôị,1999 " Sổ tay tóm tắt đại lƣợng vật lý " Bộ môn hoá lý Trƣờng Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh, 1983 10 " Hoá học hữu " Nhà xuất khoa học kỹ thuật 11 Nguyễn Thị Minh Hiền "Chế biến khí tự nhiên khí đồng hành" Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội, xuất năm 2000 12 " Aromatics manufacture derivatives " 1968 by Marshall sitting 13 " Handbook of petrochemicals and processes " GMargaret Well BSC, FPRI, 1991 14 " Handbook of petroleum refining processes " Boston Mc Graw Hill,1997 Nguyễn Văn Hiếu_HD1001 Footer Page 120 of 161 119 Header Page 121 ofNGHIỆP 161 ĐỒ ÁN TỐT Thiết Kế Phân Xƣởng sản xuất Aromatic Từ LPG _ 15 M.Gisnet and N.SGnep and F.Alrio " Aromatization of short chain alkanes on zeolit catalysts " Appl Catal A,1992, vol 89, pp130 16 Hydrocacbon processing, march 1995, pp 100 17 Hydrocacbon processing, march 2001, pp 84 18 W.J.H.Dehetog, G.F.Fromen," Catalytic rout for aromatics production from LPG " Appl.Catal.A,1999, vol189, pp 63 - 75 19 http://www.lohoi.net/index.php/dac-tinh-ky-thuat-gas- lpg.html 20 http://congnghedaukhi.com/cndk-News-380.html 21 www.uop.com/objects/46%20Cyclar.pdf 22 http://congnghedaukhi.com/cndk-News-227.html Nguyễn Văn Hiếu_HD1001 Footer Page 121 of 161 120 Header Page 122 ofNGHIỆP 161 ĐỒ ÁN TỐT Thiết Kế Phân Xƣởng sản xuất Aromatic Từ LPG _ MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU PHẦN I TỔNG QUAN Chƣơng Tính chất nguyên liệu sản phẩm A Nguyên liệu LPG Các đặc tính LPG Phân loại LPG 10 Các phƣơng pháp tồn chứa bảo quản 11 Nhận xét 12 B Hydrocacbon thơm 13 Các tính chất vật lý hydrocacbon thơm 13 Tính chất hoá học Benzen - Toluen - Xylen 14 Ứng dụng hợp chất thơm 19 Chƣơng Các phƣơng pháp sản xuất Hydrocacbon thơm 20 Quá trình Platforming với xúc tác cố định UOP 21 Quá trình CCR Platforming UOP 21 2.1 Nguyên lý làm việc 23 2.2 Các yếu tố ảnh hƣởng đến trình 24 2.3 Ƣu nhƣợc điểm 27 Quá trình Cyclar 28 3.1 Quy trình hoá học 29 3.2 Mô tả trình 30 3.3 Chất lƣợng sản phẩm 35 Quá trình Aromizer hãng IFP 36 Nguyễn Văn Hiếu_HD1001 Footer Page 122 of 161 121 Header Page 123 ofNGHIỆP 161 ĐỒ ÁN TỐT Thiết Kế Phân Xƣởng sản xuất Aromatic Từ LPG _ Chƣơng So sánh lựa chọn sơ đồ công nghệ 37 Tính lợi ích 38 Kinh tế 38 PHẦN III TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH 40 Chƣơng Tính cân vật chất hệ thống 40 Chƣơng Tính cân nhiệt lƣợng 44 2.1 Nhiệt lƣợng nguyên liệu mang vào 45 2.2 Nhiệt lƣợng xúc tác mang vào 46 2.3 Nhiệt lƣợng cần thiết lò ống cung cấp cho toàn phản ứng 47 2.4 Tính nhiệt lƣợng mang 47 Chƣơng Tính toán cho thiết bị phản ứng 52 3.1 Tính toán cho thiết bị phản ứng số 52 3.1.1 Tính cân vật chất 52 3.1.2 Tính cân nhiệt lƣợng 56 3.2 Tính toán cho thiết bị phản ứng số 61 3.2.1 Tính cân vật chất 61 3.2.2 Tính cân nhiệt lƣợng 63 3.3 Tính toán cho thiết bị phản ứng số 68 3.3.1 Tính cân vật chất 68 3.3.2 Tính cân nhiệt lƣợng 70 3.4 Tính toán cho thiết bị phản ứng số 75 3.4.1 Tính cân vật chất 75 3.4.2 Tính cân nhiệt lƣợng 76 Chƣơng Tính toán thiết bị tái sinh xúc tác 88 4.1 Tính cân vật chất 88 4.2 Tính cân nhiệt lƣợng 93 Nguyễn Văn Hiếu_HD1001 Footer Page 123 of 161 122 Header Page 124 ofNGHIỆP 161 ĐỒ ÁN TỐT Thiết Kế Phân Xƣởng sản xuất Aromatic Từ LPG _ 4.3 Tính kích thƣớc 95 Chƣơng Tính toán thiết bị trao đổi nhiệt 99 Chƣơng Tính toán kinh tế 104 6.1 Chế độ vận hành phân xƣởng 104 6.2 Hạch toán chi phí 104 6.3 Tính giá thành sản phẩm 105 Chƣơng Tính toán xây dựng 108 7.1 Chọn địa điểm xây dựng 108 7.2 Các yêu cầu địa điểm xây dựng 108 7.3 Các nguyên tắc xây dựng 109 Chƣơng An toàn lao động 113 8.1 An toàn lao động phân xƣởng Xyclar 113 8.2 Những yêu cầu phòng chống cháy nổ 114 8.2 Những biện pháp tổ chức để đảm bảo an toàn cháy nổ 115 8.3 Yêu cầu bảo vệ môi trƣờng 115 KẾT LUẬN 118 TÀI LIỆU THAM KHẢO 117 MỤC LỤC 119 Nguyễn Văn Hiếu_HD1001 Footer Page 124 of 161 123 ... TỐT NGHIỆP Thiết Kế Phân Xƣởng sản xuất Aromatic Từ LPG _ thay đổi công nghệ khí hoá lỏng LPG làm nguyên liệu cho sản xuất xăng có trị số octan cao hydrocacbon thơm LPG bao gồm... TỐT NGHIỆP Thiết Kế Phân Xƣởng sản xuất Aromatic Từ LPG _ Phần I Tổng Quan CHƢƠNG I Tính chất nguyên liệu sản phẩm A Nguyên liệu LPG Khí dầu mỏ hoá lỏng LPG thu đƣợc từ trình chế... 161 ĐỒ ÁN NGHIỆP Thiết Kế Phân Xƣởng sản xuất Aromatic Từ LPG _ COOH CH3 o [O], t C COOH CH3 CH3 o [O], t C COOH e) Sản xuất Amin X NH2 CuCl2 + NH3 + HX f) Sản xuất andehyt thơm