Luận Văn Tổng quan công nghệ và mô phỏng thiết kế nhà máy sản xuất Polypropylene - Năng suất: 150000 Tấn/năm

MỤC LỤC

TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM .5

1.1. GIỚI THIỆU VỀ PROPYLENE: 5

1.1.1. Tính chất vật lý [3] 6

1.1.2. Tính chất hóa hoc [4] 7

1.1.3. Quá trình phát triển và các nguồn thu nhân chính [5] 8

1.2. GIỚI THIÊU VỀ HYDROGENE:[6] 9

1.2.1. Tính chất vât lý: [7] .9

1.2.2. Tính chất hóa hoc [8] 10

1.2.3. Ứng dung và sản xuất[9] .10

1.3. SẢN PHẨM POLYPROPYLEN 11

1.3.1. Lích sử ra đời[10] 11

1.3.2. Đặc tính chung[11] 11

1.3.3. Công dung[12] 11

1.3.4. Phân loai Polypropylen[13] .12

1.3.5. Cấu trúc phân tử[15] .13

1.3.6. Hình thái hoc[17] 14

1.3.7. Tính chất nhiệt động hoc[18] 17

1.4. CHẤT XÚC TÁC[21] 18

1.4.1. Lích sử ra đời và phát triển 18

1.4.2. Cấu tao, thành phần cùa chất xúc tác 20

1.5. LÝ THUYẾT TRÙNG HÖP PROPYLENE [22] 22

1.5.1. Cơ chế trùng hợp Propylene 22

1.5.2. Vấn đề điều hòa lâp thể và điều hòa vùng trong sự chèn monomer.25

CHƯƠNG 2 [23] .28

TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY SẢN XUẤT POLYPROPYLEN .28 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT POLYPROPYLENE .31

3.1. NHỮNG QUÁ TRÌNH POLIMER HÓA PROPYLEN THÔNG DUNG

[24] _ 31

3.2. QUY TRÌNH SẢN XUẤT CHUNG[25] .31

3.2.1. Khu vực xử lý nguyên vât liệu ban đầu: 32

3.2.2. Khu vực polimer hóa .33

3.2.3. Khu vực tách và thu hồi khí .33

3.2.4. Khu vực xử lý cặn và khử mùi: 33

3.2.5. Khu vực ép tao hạt và qui trình xử lý các hạt nhỏ .33

3.2.6. Khu vực đóng bao và đóng thùng: 33

3.3. MÔ TẢ VỀ CÁC CÔNG NGHÊ ĐƯƠC SỬ DUNG HIÊN NAY[26] 33

3.3.1. Công nghệ pha lỏng .33

3.3.1.1. Mô tả qui trình công nghệ SPHERIPOL 33

3.3.1.2. Mô tả công nghệ HYPOL-II .38

3.3.2. Công nghệ pha khí: .41

3.3.2.1. Mô tả qui trình công nghệ NOVOLEN 41

3.3.2.2. Mô tả chu trình công nghệ "UNIPOL" 45

3.3.2.3. Mô tả qui trình công nghệ cùa INNOVENE .48

3.4. KHÁI QUÁT VỀ PHÁT PHÁT TRIỂN CÔNG NGHIÊP

POLYPROPYPROPYLENE [27] 51

3.5. GIẢI TRÌNH VỀ SỰ LƯA CHỒN CÔNG NGHÊ SẢN XUẤT PP [28]

__ 51

MÔ PHỎNG CÔNG^ NGHỆ SẢN XUẤT POLYPROPYLENE BẰNG PHẦN MỀM HYSIS 55

4.1. Những thông số ban đầu: [29] 55

4.2. TÍNH CÁC GIÁ TRỊ BAN ĐẦU CHO QUÁ TRÌNH MÔ PHỎNG 57

4.3. TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH NHỜ MÔ PHỎNG BẰNG PHẦN MỀM

HYSYS[30] .63

4.3.1. Giới thiệu về phần mềm Hysys .63

4.3.2. Các bước mô phỏng sơ đồ công nghệ sản xuất Polypropylene .64

4.3.2.1. Xây dựng mô hình, điều kiện phản ứng 64

4.3.2.2. Xây dựng thiết bị phản ứng 69

4.3.2.3. Xây dựng các thiết bị tách loại .72

4.3.3. Kết quả thu được từ quá trình mô phỏng .73

TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BI CHÍNH 77

5.1. TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC CHO THIẾT BỊ CHÍNH .77

5.1.1. Các thiết bị phản ứng 77

5.1.2. Thiết bị tách loại .77

5.1.3. Kết quả thu được từ mô phỏng .77

5.2. CÁC THIẾT BỊ PHU KHÁC .78

XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CỦA QUÁ TRÌNH[31] 83

6.1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 83

6.1.1. Các nguyên tắc cơ bản cùa quá trình điều khiển 83

6.1.1.1. Điều khiển đóng mở .83

6.1.1.2. Điều khiển quá trình 83

6.1.2. Hệ thống điều khiển phân tán DCS trong các nhà máy hiện đai 83

6.1.3. BỔ ĐIỀU KHIỂN PID .84

6.1.3.1. Vai trò cùa bô điều khiển PID 84

6.1.4. Lựa chon khâu tác đông và các thông số đặt trưng cho PID 85

6.1.5. Hệ thống điều khiển trong nhà máy sản xuất POLYPROPYLEN. 86

6.1.5.1. Bô điều khiển lưu lượng : Gồm các thiết bị điều khiển lưu

lượng : 87

6.1.5.2. Bô điều khiển nhiệt đô .87

6.1.5.3. Bô điều khiển nồng đô .87

6.1.5.4. Bô điều khiển mức 88

6.2. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN MỔT SỐ THÔNG SỐ DÒNG VÁT

CHẤT BẰNG HYSIS .88

6.2.1. Tiến hành và hoàn tất mô phỏng tỉnh quá trình trao đổi nhiệt cùa

dòng Propylen : 88

6.2.2. Xây dựng hệ thống điều khiển PID cho thiết bị : 88

Tài liệu tham khảo của Chương 1 .93
LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, khi chúng ta trở thành thành viên chính thức của WTO thì nền công nghiệp đã có nhiều cơ hội phát triển hơn, trong đó ngành Công nghệ Lọc - Hóa Dầu được ưu tiên phát triển hàng đầu. Đó là một trong những ngành mũi nhọn để phát triển đất nước, phù hợp với tiềm năng Dầu mỏ hiện có của nước ta.

Chính điều này đã tạo những tiềm năng rất lớn cho một tương lai về tận dụng những sản phẩm hóa dầu, trong đó tổng hợp các hợp chất Polymer là ngành đang có xu

hướng phát triển mạnh ở Việt Nam. Đó là một ngành khoa học nghiên cứu về việc tổng hợp các chất hữu cơ có ứng dụng rộng rãi trong đời sống bằng cách tận dụng nguồn nguyên liệu từ dầu mỏ. Việc sản xuất, sử dụng polymer ngày càng được mở rộng và có quy mô phát triển nhanh. Đặc biệt khi tình hình nguyên liệu thiên nhiên đã và đang ngày càng khan hiếm, sự tiêu thụ các nguồn năng lượng cũng như các hợp chất hóa học có sẵn diễn ra với tốc độ ngày cao đặt ra những vấn đề với các nhà hóa học là phải tìm ra những hợp chất thay thế chúng. Polypropylene cũng là một trong số những polymer được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới vì tính phổ dụng, giá thành monomer thấp, giá thành sản xuất thấp, và các tính chất được ưa chuộng của nó.

Hiện nay, nước ta có nhiều dự án xây dựng Nhà máy lọc dầu đã và đang được triển khai. Đây được coi là điểm hứa hẹn cung cấp nguồn Propylene nguyên liệu dồi dào. Việc xây dựng nhà máy sản xuất Polypropylene là yêu cầu rất cần thiết và cấp bách mang tính xã hội, tính kinh tế góp phần cùng với nhịp độ tăng trưởng kinh tế chung cho đất nước.

Với sự ra đời Nhà máy lọc dầu số 1 với công suất 6,5 triệu tấn/năm tại Khu Công Nghiệp Dung Quất, tỉnh Quảng Ngãi. Cần thiết phải có nhà máy sản xuất Polypropylene đưa vào vận hành đồng thời.

Mặt khác, trong thời đại ngày nay, cùng với sự phát triển không ngừng của các tiến bộ khoa học kỹ thuật, việc ứng dụng các phần mềm chuyên dụng vào trong các lĩnh vực kỹ thuật khác nhau cũng đã trở nên rất phổ biến. Nhờ có sự xuất hiện của các công cụ đắc lực này mà việc điều khiển, vận hành các quy trình công nghệ ngày càng hiện đại và tối ưu hơn. Bên cạnh đó, các phần mềm chuyên dụng này còn giúp các nhà thiết kế cũng như vận hành có thể tiến hành tính toán, thiết kế và tối ưu các thông số của quá trình. Đó chính là nhờ sự ra đời của các phần mềm mô phỏng.

Các phần mềm mô phỏng có ý nghĩa đặc biệt quan trọng đối với ngành dầu khí nói riêng và các ngành kỹ thuật khác nói chung. Nó cho phép người sử dụng tiến hành các thao tác mô phỏng một quy trình đã có trong thực tế hoặc thiết kế một quy trình mới nhờ có thư viện dữ liệu phong phú và chính xác với từng ngành khác nhau. Một trong số đó chính là phần mềm Hysis Là phần mềm tính toán chuyên dụng trong các lĩnh vực công nghệ hóa học, đặc biệt trong lĩnh vực lọc - hóa dầu, polymer, hóa dược.

Từ những phân tích trên, em quyết định chọn đề tài: “Tổng quan công nghệ và mô phỏng thiết kế nhà máy sản xuất Polypropylene - Năng suất: 150000 Tấn/năm” bằng phần mềm Hysis.