Đồ Án Thiết kế phân xưởng Hydrodealkyl hóa Toluen sản xuất Benzen năng suất 100.000 tấn Benzen/năm

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng THDA sản xuất Benzen
MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU . 7
Phần I
TỔNG QUAN
A. .Nguyên liệu và sản phẩm của quá trình hydrodealkyl hóa toluen
I. Nguyên liệu hydro . 9
1. Tính chất vật lý . . 9
2. Tính chất hóa học . 9
3. Ứng dụng của hydro . . 10
4. Tồn chứa . 11
II. .Nguyên liệu toluen . . 11
1. Tính chất vật lý của toluen . . 11
2. Tính chất hóa học của toluen . . 13
3. Ứng dụng của toluen . 14
III. .Sản phẩm benzen . . 14
1. Tìm hiểu về benzen . . 14
2. Tính chất vật lý của benzen . . 16
3. Tính chất hóa học của benzen . 17
4. Ứng dụng . 18

5. Độc tính . . 19
6. An toàn trong xử lý, lưu trữ và vận chuyển benzen . 20
B. .Hydrodealkylation of toluen - THDA
I. Cơ sở lý thuyết . . 22
II. .Các phản ứng trong quá trình hydrodealkyl hóa . . 23
1. Phản ứng chính . . 23
2. Các phản ứng phụ quan trọng . . 23
III. .Nhiệt động học của phản ứng . 23
IV. .Các công nghệ hydrodealkyl hóa . . 24
1. Quá trình hydrodealkyl hóa có xúc tác . . 24
1.1. .Điều kiện phản ứng . . 24
1.2. .Xúc tác . 25
1.2.1. Giới thiệu các loại xúc tác phổ biến . 25
1.2.2. Điều kiện làm việc của xúc tác . . 25
1.2.3. Đặc tính xúc tác . . 25
1.2.4. Tổng hợp xúc tác . . 27
2. Quá trình hydrodealkyl hóa nhiệt . . 28
2.1. .Điều kiện làm việc . 28
2.2. .Sơ đồ công nghệ . 29

V. .Một số công nghệ điển hình của quá trình hydrodealkyl hóa toluen
1. Công nghệ của UOP . 29
2. Công nghệ hydrodealkyl hóa của DETOL, LITOL và PYROTOL . 31
2.1. .Giới thiệu . . 31
2.2. .ưu điểm của các công nghệ . . 32
2.3. .Sơ đồ công nghệ chung DETOL, LITOL và PYROTOL . 33
3. Tính kinh tế của quá trình THDA . 34
C. .Một số phương pháp khác sản xuất benzen . . 35
I. Reforming xúc tác . . 36
1. .Các phản ứng xảy ra trong quá trình reforming xúc tác . 36
2. Điều kiện phản ứng . . 36
3. Xúc tác của quá trình reforming . 37
3.1. .Các loại xúc tác . . 37
3.2. .Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác . . 37
4. Công nghệ reforming xúc tác . . 37
4.1. .Công nghệ bán tái sinh . . 37
4.2. .Tái sinh liên tục . . 38
II. .Phản ứng bất phân bố toluen để sản xuất benzen và xylen . 38
1. Nguyên lý chung của phương pháp . . 38
2. Các phản ứng . . 40
3. Công nghệ sản xuất . . 40
4. Công nghệ tatoray - sản xuất benzen điển hình trong công nghiệp . 41
III. .Xăng nhiệt phân . . 42
1. Cơ sở của quá trình . . 42
2. Điều kiện của quá trình . . 43
3. Công nghệ xử lý xăng nhiệt phân bằng hydro . 43
3.1. .Giai đoạn hydrodedien hóa . . 43
3.2. .Giai đoạn hydrodesunfua hóa . . 44
3.3. .Nguyên tắc làm việc chung của cả hai giai đoạn . . 44
IV. .Sản xuất benzen từ than đá . 44
1. Cơ sở lý thuyết . 44
2. Sơ đồ công nghệ . 45
D. .Lựa chọn các quá trình sản xuất benzen . 46
Phần IITÍNH TOÁN THIẾT KẾ
A. .Sơ đồ công nghệ thiết kế . . 48
B. .Tính cân bằng vật chất và cân bằng nhiệt lượng . . 51
I. Phần mềm tính toán Hysys . . 51

II. .Trình tự tính toán trong phần mềm Hysys . . 51
III. .Tính toán số liệu ban đầu . . 52
1. Tính năng suất benzen . 52
2. Tính cân bằng vật chất . 52
2.1. .Tính lượng biphenyl . 54
2.2. .Tính lượng khí metan sau quá trình phản ứng . . 54
2.3. .Tính lượng toluen . . 55
2.4. .Tính lượng khí hydro cần tiêu thụ cho phản ứng . . 55
2.5. .Cân bằng vật chất lò phản ứng R - 101 . 56
IV. .Xây dựng sơ đồ mô phỏng trên Hysys . . 56
1. Các ký hiệu trong Hysys . 56
2. Một số nguyên tắc khi làm việc trong Hysys . . 57
3. Xây dựng sơ đồ . . 57
V. .Nhập số liệu vào sơ đồ Hysys . . 57
VI. .Điều chỉnh thông số trong Hysys . . 58
1. Thay đổi thành phần dòng nguyên liệu . . 58
2. Thay đổi tỉ lệ chia tại TEE - 100 . . 59
3. Thay đổi điều kiện chưng cất tại tháp T - 101 . . 59
4. Thay đổi điều kiện chưng cất tại tháp T - 102 . . 60
5. Thay đổi nhiệt độ chưng cất tháp T - 103 . . 61
6. Thay đổi số liệu tháp chưng T - 103 . . 61
7. Kiểm tra kết quả . . 62
VII. Tính cân bằng vật chất - nhiệt lượng của quá trình THDA
1. Cân bằng vật chất - nhiệt lượng của thiết bị phản ứng chính R - 101 . 62
2. Cân bằng vật chất tháp tách pha áp suất cao V - 101 . 63
3. Cân bằng vật chất tháp tách pha áp suất thấp V - 102 . . 64
4. Cân bằng vật chất tại tháp chưng tách khí T - 101 . . 65
5. Cân bằng vật chất tháp chưng tách sản phẩm benzen T - 102 . . 66
6. Cân bằng vật chất tháp chưng tách sản phẩm toluen T - 103 . 67
7. Cân bằng vật chất cho toàn quá trình . . 68
C. .Tính toán kích thước thiết bị phản ứng chính . 74
I. Tính chiều cao lò phản ứng . . 74
II. .Tính toán kích thước bích nối . . 76
Phần III THIẾT KẾ XÂY DỰNG NHÀ MÁY
I. Phân tích địa điểm xây dựng nhà máy . 77
1. Các yêu cầu chung . 77
2. Các yêu cầu về khu đất xây dựng . . 79
3. Các yêu cầu về vệ sinh công nghiệp . 79
II. .Phân tích thiết kế mặt bằng nhà máy . . 79
1. Nguyên tác phân vùng . 79
2. ưu nhược điểm của nguyên tác phân vùng . . 80
3. Các hạng mục công trình . . 80
3.1. .Bảng thống kê các hạng mục . . 80
3.2. .Các dữ liệu kinh tế kỹ thuật . . 81
III. .Thiết kế mặt bằng . . 83
1. Yêu cầu đặt ra đối với nhà máy . . 83
2. Tổ hợp sản xuất hydrocacbon của UOP . 83
3. Giải pháp thiết kế xây dựng . . 84
3.1. .Giải pháp xây dựng lộ thiên . . 84
3.1.1. Ýnghĩa và tác dụng . . 85
3.1.2. Các nguyên tắc cơ bản khi xây dựng lộ thiên . 85
3.2. .Thiết kế xây dựng . . 85
Phần IV TÍNH TOÁN KINH TẾ
I. Các số liệu ban đầu . . 88
II. .Số vốn đầu tư phân xưởng . . 88
1. Vốn đầu tư cố định . 88
1.1. .Chuẩn bị mặt bằng . 88
1.2. .Phân xưởng . . 88
1.3. .Vốn đầu tư thiết bị . 89
1.4. .Chi phí xây dựng và lắp đặt . . 89
1.5. .Thuế đất . . 89
1.6. .Chi phí cho quá trình chạy thử và hướng dẫn sử dụng thiết bị . . 89
2. Chi phí đầu tư khai thác . . 90
2.1. .Chi phí nguyên vật liệu . . 90
2.2. .Chi phí cho điện nước . . 90
2.3. .Tổng chi phí cho công nhân . 91
2.4. .Chi phí bảo dưỡng . 91
2.5. .Chi phí cho những vấn đề về sự cố ngừng hoạt động . 92
3. Vốn đầu tư lưu động . 92
4. Tính khấu hao phân xưởng . . 92
5. Tổng chi phí sản xuất chung . 92
6. Chi phí quả lý doanh nghiệp . 93
Phần V TỰ ĐỘNG HÓA
I. Khái niệm . 95
II. .Mục đích và ý nghĩa của tự động hóa trong sản xuất . . 95
III. .Một số dạng tự động . . 95
1. Tự động kiểm tra và tự động bảo vệ . . 96
2. Dạng tự động điều khiển . 96
3. Dạng tự động điều chỉnh . 97
4. .Dạng điều khiển phản hồi . . 97
IV. .Cấu tạo của một số thiết bị tự động . . 97
1. Bộ cảm biến áp suất . . 97
2. Bộ cảm ứng nhiệt độ . 98
3. Bộ cảm ứng mức đo chất lỏng . 98
4. Bộ cảm ứng biến lưu lượng . . 99
V. .Thiết kế mô hình tự động hóa . . 100
1. Các ký hiệu cơ bản trong thiết kế tự động hóa (P&ID) . . 100
2. Tự động hóa trong phân xưởng THDA . . 101
Phần VI AN TOÀN LAO ĐỘNG TRONG PHÂN XƯỞNG
I. Mục đích . 103
1. Nguyên nhân do kỹ thuật . 103
2. Nguyên nhân do tổ chức . . 103
3. Nguyên nhân do vệ sinh . . 104
II. .Công tác đảm bảo an toàn lao động . 104
1. Công tác giáo dục tư tưởng . 104
2. Trang bị phòng hộ lao động . . 104
3. Các biện pháp kỹ thuật . 104
4. Công tác vệ sinh . . 105
5. Yêu cầu vệ sinh đối với mặt bằng nhà máy . . 105
III. .Yêu cầu về phong chống cháy nổ trong nhà máy . . 106
1. Phòng chống cháy . . 107
2. Ngăn ngừa khả năng xuất hiện những nguồn gây cháy . . 107
3. Ngăn ngừa khả năng xuất hiện những nguồn cháy . 107
4. Những biện pháp tổ chức để đảm bảo an toàn cháy nổ . . 108
IV. .Các yêu cầu về an toàn giao thông trong nhà máy . 109
KẾT LUẬN . . 111
TÀI LIỆU THAM KHẢO . . 112
PHỤ LỤC . . 113