Đồ Án Thiết kế phân xưởng sản xuất Formalin trên xúc tác oxyt Fe-Mo

ĐỀ TÀI: Thiết kế phân xưởng sản xuất Formalin trên xúc tác oxyt Fe-Mo



MỤC LỤC​

1. Đề tài thiết kế: Thiết kế phân xưởng sản xuất Formalin trên xúc tác oxyt Fe - Mo với năng suất 75.000 tấn/năm.

2. Nội dung thiết kế và tính toán:

Tổng quan tài liệu về Formalin

Tính toán

§ Cân bằng vật chất

§ Cân bằng nhiệt lượng

§ Tính toán thiết bị chính

Thiết kế xây dựng

Tính toán kinh tế

3. Các bản vẽ đồ thị

Dây chuyền sản xuất chính

Thiết bị chính

Xây dựng

MỞ ĐẦU 1

PHẦN I: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 3

Chương I. GIỚI THIỆU VỀ AMONIAC . 3

I.1. Cấu tạo phân tử NH3 3

I.2. Tính chất vật lý 3

I.3. Tính chất hóa học 4

Chương II. NGUYÊN LIỆU ĐỂ TỔNG HỢP NH3 7

Chương III. CƠ SỞ HÓA LÝ CỦA QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP NH3 . 8

III.1. Cân bằng của phản ứng và hiệu ứng nhiệt của phản ứng . 8

III.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng . 9

III.3. Xúc tác trong quá trình tổng hợp NH3 . 10

III.4. Cơ chế của quá trình tổng hợp NH3 13

III.41. Hiện tượng xảy ra trên bề mặt xúc tác 13

III.4.2. Động học của phản ứng tổng hợp NH3 . 14

Chương IV. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NH3 20

IV.1. Sản xuất khí 20

IV.1.1. Phương pháp reforning hơi nước 20

IV.1.2. Phương pháp oxi hóa không hoàn toàn . 22

IV.2. Chuyển hóa CO và tinh chế khí 23

IV.2.1. Chuyển hóa CO 23

IV.2.2. Tinh chế khí 23

IV.3. Tổng hợp NH3 25

Chương V. CÁC CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NH3 TRÊN THẾ GIỚI 28

V.1. Sơ đồ công nghệ tổng hợp NH3 của hãng UHDE . 28

V.2. Công nghệ tổng hợp NH3 của hãng Linde . 30

V.3. Sơ đồ công nghệ sản xuất NH3 của hãng Kellogg Brown 32

V.4. Công nghệ sản xuất NH3 của Hardol Topsoe . 34

Chương VI. LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT . 39

VI.1. Lựa chọn công nghệ sản xuất . 39

VI.2. Thuyết minh dây chuyền 39

PHẦN II. TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ 41

Chương VII. CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG 41

A. CÂN BẰNG VẬT CHẤT 41

VII.1. Chuyển hóa khí tự nhiên thành khí tổng hợp 42

VII.1.1. Thiết bị reforming sơ cấp 42

VII.2.2.Thiết bị reforming thứ cấp . 46

VII.2. Cân bằng vật chất ở hệ thống chuyển hóa và tinh chế

khí tổng hợp 50

VII.2.1. Cân bằng vật chất ở thiết bị chuyển hóa CO nhiệt độ cao . 50

VII.2.2. Cân bằng vật chất ở thiết bị chuyển hóa CO nhiệt độ thấp 52

VII.2.3. Cân bằng vật chất ở thiết bị tách CO2 53

VII.2.4. Cân bằng vật chất ở thiết bị mêtan hóa 53

VII.3. Cân bằng vật chất ở hệ thống tổng hợp NH3 55

VII.4. Cân bằng vật chất cho toàn bộ hệ thống 59

VII.5. Hiệu chỉnh theo năng suất thiết kế 60

B. CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG . 67

VII.6. Cân bằng nhiệt lượng của quá trình chuyển hóa khí tự nhiên thành khí tổng hợp 67

VII.6.1. Cân bằng nhiệt lượng ở thiết bị reforming sơ cấp . 67

VII.6.2. Cân bằng nhiệt ở thiết bị reforming thứ cấp 71

VII.7. Cân bằng nhiệt ở hệ thống chuyển hóa và tinh chế khí tổng hợp 73

VII.7.1. Cân bằng nhiệt ở thiết bị chuyển hoá CO nhiệt độ cao . 73

VII.7.2. Cân bằng nhiệt ở thiết bị chuyên hoá CO nhiệt độ thấp 75

VII.7.3. Cân bằng nhiệt ở thiết bị tách CO2 77

VII.7.4. Cân bằng nhiệt lượng ở thiết bị mêtan hoá 78

VII.8. Cân bằng nhiệt ở hệ thống tổng hợp NH3 . 80

VII.8.1. Cân bằng nhiệt lượng ở tháp tổng hợp NH3 81

VII.8.2. Cân bằng nhiệt ở tháp tách NH3 81

VII.9. Hiệu chỉnh cân bằng nhiệt lượng theo năng suất . 83

Chương VIII. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ 85

VIII.1. Tính tháp tổng hợp NH3 85

VIII.1.1. Tính chiều dày thân tháp tổng hợp . 85

VIII.2.2. Tính nắp, đáy thiết bị 87

VIII.1.3. Đường kính ống dẫn nguyên liệu vào . 88

VIII.1.4. Tính số ống của thiết bị trao đổi nhiệt đỉnh tháp . 88

VIII.1.5. Tính chiều cao của tháp tổng hợp 89

VIII.2. Tính toán thiết kế lò Reforming hơi nước . 91

VIII.2.1. Tính đường kính ống dẫn khí vào 91

VIII.2.2. Tính các thông số của ống Reforming . 91

VIII.3. Tính toán thiết kế lò Reforming tự nhiệt 93

VIII.3.1.Tính đường kính ống dẫn nguyên liệu vào . 93

VIII.3.2. Đường kính ống dẫn sản phẩm ra 93

VIII.3.3. Tính đường kính trung bình của lò 93

PHẦN III. XÂY DỰNG . 95

III.1. Chọn địa điểm xây dựng . 95

III.1.1. Các yêu cầu chung 95

III.1.2. Các yêu cầu về kỹ thuật xây dựng 95

III.1.3. Các yêu cầu về môi trường và vệ sinh công nghiệp 96

III.2. Nguyên tắc thiết kế mặt bằng nhà máy . 96

III.2.1. Vùng cạnh nhà máy . 96

III.2.2. Vùng sản suất 96

III.2.3. Các công trình phụ 97

III.2.4. Vùng kho tàng và phục vụ giao thông . 97

III.2.5. Các hạng mục công trình . 98

PHẦN IV. TÍNH TOÁN KINH TẾ . 109

IV.1. Yêu cầu . 109

IV.2. Nội dung tính toán . 109

IV.2.1. Chế độ làm việc của phân xưởng 109

IV.2.2. Nhu cầu 109

IV.2.2.1. Nhu cầu về nguyên vật liệu 109

IV.2.2.2. Nhu cầu về năng lượng 109

IV.2.3. Chi phí nguyên vật liệu, nhiên liệu, năng lượng 101

IV.2.4. Tính vốn đầu tư cố định 101

IV.2.5. Quỹ lương công nhân và nhân viên trong nhà máy . 102

IV.2.6. Tính toán khấu hao 103

IV.2.7. Các khoản chi phí khác . 103

IV.2.8. Tính giá thành sản phẩm 104

IV.2.9. Thời gian thu hồi vốn . 105

IV.3. Kết luận . 105

PHẦN V. AN TOÀN LAO ĐỘNG . 106

V.1. Thiết kế mặt bằng nhà máy 106

V.1.1. Những yêu cầu chung khi thiết kế . 106

V.1.2. Cấp thoát nước và làm sạch nước thải 106

V.2. Kỹ thuật an toàn khi thiết kế sử dụng máy móc thiết bị 106

V.2.1. Những nguyên nhân gây ra chấn thương khi sử dụng máy móc thiết bị 107

V.2.2. Những biện pháp an toàn chủ yếu 107

V.2.3. An toàn khi vận chuyển . 107

V.3. An toàn điện . 107

V.4. An toàn trong lao động 108

V.5. Biện pháp phòng chống cháy nổ trong nhà máy 108

KẾT LUẬN . 109

TÀI LIỆU THAM KHẢO 110