thiết kế phân xưởng sản xuất polypropylen năng suất 150000 tấn trên năm

 án tt nghip i hc - Khóa 2009-2013 a  

 i Khoa Hóa h

MỞ ĐẦU
   


             công
    

S 
h  nói chung và ngành công
.

 
 
 .

tr
m
) 




 nguyên
, v  
ách mang
    
“ Thiết kế phân xưởng sản

xuất Polypropylen năng suất 150.000 tấn/năm” 


 án tt nghip i hc - Khóa 2009-2013 a  

 ii Khoa Hóa h

LỜI CẢM ƠN



Trong suốt thời gian thực hiện đề tài và hoàn thành đồ án tốt nghiệp đại học tại
Nhà máy sản xuất Polypropylene ˗ Dung Quất, em luôn nhận được sự quan tâm giúp
đỡ tận tình của tập thể cán bộ kĩ sư tại đơn vị thực tập và các Thầy/Cô giáo trong
Khoa Hóa học & Công nghệ Thực phẩm trường ĐH Bà Rịa ˗ Vũng Tàu. Nhân dịp này
cho phép em bày tỏ sự cảm ơn sâu sắc tới:
BGH Trường Đại Học Bà Rịa ˗ Vũng Tàu, PGS.TS Nguyễn Văn Thông ˗ trưởng
khoa Hóa học & Công nghệ Thực phẩm, cùng toàn thể đội ngũ cán bộ giảng viên
khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm đã tạo điều kiện tốt nhất giúp em hoàn thành
đồ án tốt nghiệp đại học này.
Tập thể cán bộ kĩ sư tại Nhà máy, đặc biệt Ks.Lê Hồng Giang ˗ trưởng ca hành
chính nhà máy sản xuất Polypropylene Công ty TNHHMTV Lọc Hóa Dầu Bình Sơn,
Dung Quất ˗ Quảng Ngãi là người hướng dẫn trực tiếp cho em. Tuy luôn bận rộn với
công việc, nhưng Thầy vẫn dành cho em sự quan tâm và hướng dẫn tận tình trong
suốt quá trình thực hiện đồ án.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn!
, tháng 07 


Đỗ Ngọc Phúc

 án tt nghip i hc - Khóa 2009-2013 a  

 iii Khoa Hóa h

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU Error! Bookmark not defined.
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC……………………………………………………………… iii
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vi
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH vii
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT………………………………viii

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1
1.1. Giới thiệu đơn vị thực tập ˗ Nhà máy lọc dầu Dung Quất 1
 1
 3
1.2. Giới thiệu về polymer [1, 2] 4
 4
 5
a. T 6
b.  6
c.  7
d.   7
1.3. Polypropylene 8
 8
1.3.2. C 9
 9

1.3.4. Tính chất hoá học [1, 4] 10
 11
 12
1.4. Nguyên liệu propylene sản xuất PP [5, 7] 12
 13
 14

CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP & CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PP 16
2.1. Các phương pháp tổng hợp PP [4] 16
2.2. Giới thiệu một số công nghệ sản xuất PP [3, 4, 7] 16
2.2.1.  17
 17
 18
2.2.4. Công ngh Hypol  II. 19
2.3. Biện luận lựa chọn quá trình công nghệ 21
 21
a.  Natta [6] 21
b.  22
 25
a.  26
b.  27
c.  30
d. n ra khí 39
 án tt nghip i hc - Khóa 2009-2013 a  

 iv Khoa Hóa h

e. n sy. 41
f. H thng cp khí n 42
g.  47

h.  47
i.  47
2.4. Thiết kế quy trình công nghệ [5, 6, 7] 49
 49
2.4.2. Thuyt trình tóm t công ngh 50
  52

CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 54
3.1. Tính cân bằng vật chất 54
3.2. Thiết bị chính 59
3.2.1. Thông  59
 59
3.2.3 63
3.2.4. Vn. 65
a.  65
b.  65
3.3. Cân bằng nhiệt lượng 66
 66
a.  66
b. (
1
)  66
c. 

69
o
C 68
d.  70
e.  71


o
C 71
a.  71
b.  72
3.4.Tính toán thiết bị phụ 76
 76
a.  76
b.  78
n 79
 79
b. n 79
3.4.3.  80
3.4.4. Sàng 82
3.5.An toàn lao động trong phân xưởng. 83
ích 83
 83
a.  83
b.  83
c.  83
d.  83
3.6. Điện - Nước 84
3.6.1.  84
a. ang. 84
 án tt nghip i hc - Khóa 2009-2013 a  

 v Khoa Hóa h

b.  86
c.  86
 87

3.7. Thiết kế xây dựng 87
3.7.1.  87
a.  87
b.  87
c.  88
d.  88
KẾT LUẬN 90
TÀI LIỆU THAM KHẢO 91

 án tt nghip i hc - Khóa 2009-2013 a  

 vi Khoa Hóa h

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
 propylene 13
. iegler Natta 21
  46
.   hóa propylene và hydro trong   54
  . 58
 
1
 58
 
2
 58
  75
  85
  86
8.  89

 án tt nghip i hc - Khóa 2009-2013 a  

 vii Khoa Hóa h

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình1.1.  2
Hình 1.2. olypropylene 3
Hình 1.3. sotactic 7
Hình 1.4. yndiotactic 7
Hình 1.5. tactic 7
Hình 1.6.  10
Hình 1.7. Cárop. 13
Hình 2.1. ovolen 17
Hình 2.2.  18
Hình 2.3. Spheri 19
Hình 2.4. ypol II 19
Hình 2.5. 󰂽TiCl
3
22
Hình 2.6.  22
Hình 2.7.  22
Hình 2.8.  itan 23
Hình 2.9.  23
Hình 2.10.  23
Hình 2.11. olypropylene. 25
Hình 2.12.  26
Hình 2.13. Tháp hp ph rây phân t zeolit dng tng 27
Hình 2.14.  32
Hình 2.15.   32
Hình 2.16.  33

Hình 2.17.  34
Hình 2.18. . 37
Hình 2.19. Thit b  gián tip 40
Hình 2.20.  42
Hình 3.1.  60
Hình 3.2.  61
Hình 3.3.  61
Hình 3.4.  62
 án tt nghip i hc - Khóa 2009-2013 a  

 viii Khoa Hóa h

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
aPP Atactic polypropylene
BCP Block Copolypropylen
DCS Distributed Control System 
ESD Emergency Shutdown 
FCC Fluid Cracking Catalyst (Cracking xúc tác)
HPP HomoPolypropylen
PS Polystylene
PP Polypropylene
PE Polyetylene
PreR 
RCP Random CoPolypropylen
ICP Impact Copolyme Polypropylen
iPP Isotactic polypropylene
R
1
Reactor 1 ()
R

2
Reactor 2 ()
sPP Syndiotactic Polypropylene
 


 án tt nghip i hc - Khóa 2009-2013 a  

 1 Khoa Hóa h

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
1.1. Giới thiệu đơn vị thực tập ˗ Nhà máy lọc dầu Dung Quất
1.1.1. Nhà máy lọc dầu Dung Quất [8]
    là       






2005,
: .

. C 
 nay là  - PetroVietnam.

Pháp, Technip
Malaysia, JGC () và Tecnicas Reunidas (Tây Ban Nha).
   25/02 2009


Ngày 06/01/h. 
Công ty TNHHMTV L



      k         
.
 55) 3825 826
 án tt nghip i hc - Khóa 2009-2013 a  

 2 Khoa Hóa h

Hình 1.1. Vị trí nhà máy lọc dầu Dung Quất
 Diện tích xây dựng   ha

- Khu nhà máy chính : 125 ha ;
-  : 27 ha;
-  : 36 ha;
-  : 40 ha;
-  :
4 ha;
-  : 135 ha ;
-   
vòng quay tàu : 336 ha.
 Công suất: 
 Nguyên liệu
- ;
-  ;
- .

 án tt nghip i hc - Khóa 2009-2013 a  

 3 Khoa Hóa h

 Sản phẩm

1. ;
2. Propylene;
3.  ;
4.  ;
5. 
6. 
7. 
8. 
9. S (.
1.1.2. Phân xưởng Polypropylene [9]
     e      ha,


 07/ công 
 chi 
e e 
.
Hình 1.2. Toàn cảnh phân xưởng Polypropylene
 án tt nghip i hc - Khóa 2009-2013 a  

 4 Khoa Hóa h

 
  ng cao


 e 

Nhà máy Polypropylene  Dung Qu
-  em;
-  cô 100% cô
-      .0     

 
- K;
- c poly
-  
- Khu v á 
- Khu ;
-  
- ;
- 
- ;
- 
1.2. Giới Thiệu Về Polymer [1, 2]
1.2.1. Một số khái niệm cơ bản
Polymer 
  liên         
. (monomer) này

Monomer hay


- Homopolymer r r
-A A A A A A 

 án tt nghip i hc - Khóa 2009-2013 a  

 5 Khoa Hóa h

- Copolymer là polymer r khác nhau.

+ :  
không theo 
-A A 
+  

-A A A A A 
+  

-A 
              
khác nhau 
:
i
ii
n
N
MN
M




i:
)()(

)(
2
ii
ii
ii
iii
iiw
MN
MN
MN
MMN
MWM







:
)(
ii
ii
i
MN
MN
W




M
i
 monomer;
N
i
 
i

1.2.2. Các phương pháp tổng hợp polymer bằng trùng hợp
               
    (polymer)      
. V  polymer monomer.
 
các  
            
        

 án tt nghip i hc - Khóa 2009-2013 a  

 6 Khoa Hóa h

a. Trùng hợp gốc
P  trùng   (trung tâm    là   do) là 
trong   pháp       các   cao phân 
(polymer).   các polymer  cacbon     rãi trong các ngành
  cao su,          pháp trùng
   các monomer      monomer tham gia   trùng
  là:
- Các monomer có liên  ;

- Các monomer có   vòng.

, phát 
b. Trùng hợp ion
Pr 
ion. 

 Trùng hợp cation
 các Axit Lewis (crafts) AlCl
3
, BF
3
, BCl
3
, SnCl
4


                 
(n  H
2
O, HX, ROH.


 Trùng hợp anion

thành ion cacbonanion.
Xúc tác cho 
 
4

, LiH, NaH, KH ), amidua kim

2
, KNH
2
)
       
NO
2
, CN, C
6
H
5

 án tt nghip i hc - Khóa 2009-2013 a  

 7 Khoa Hóa h

c. Trùng hợp điều hòa lập thể

Ziegler  Natta. r r 
: isotactic, syndiotactic và atactic.
 Isotactic
Hình 1.3. Cấu trúc của Isotactic
 Syndiotactic

Hình 1.4. Cấu trúc của Syndiotactic
 Atactic





Hình 1.5. Cấu trúc của Atactic
d. Các phương thức tiến hành trùng hợp polymer
 Trùng hợp khối
 ,





 án tt nghip i hc - Khóa 2009-2013 a  

 8 Khoa Hóa h

 Trùng hợp trong dung dịch
úc. Quá trình
 
r  pháp:
- P              
polymer  ;
- P
 Trùng hợp nhũ tương (dị thể)
Monomer  
 

và  
              

 

 Trùng hợp huyền phù
  
.  

 



1.3. Polypropylene
1.3.1. Lịch sử ra đời [3]
e 


Polypropylene             công ty

  , công s       

 án tt nghip i hc - Khóa 2009-2013 a  

 9 Khoa Hóa h

1.3.2. Cấu trúc phân tử [2, 7]
       ropylene là isotactic polypropylene, atactic
polypropylene, syndiotactic polypropylene.
 Isotactic polypropylene (iPP): Có các nhóm CH

3

          ,     

o
C.



 Atactic polypropylene (aPP): Có các nhóm CH
3
    

 Syndiotactic Polypropylene (sPP): Có các nhóm CH
3



metallocene 
c và atactic.
1.3.3. Tính chất vật lý [1, 4]
- 
               ,
Polypropylene có  

- 
- PP không màu, 
-   mùi

 án tt nghip i hc - Khóa 2009-2013 a  

 10 Khoa Hóa h

- 
o
C. T
PP (140
o

g ít 
- oxy, h
-  () 

(%)











Hình 1.6. Độ dãn dài của một số polyme thường gặp
(1) PE t
 ; (4) PVC ; (5) PP
1.3.4. Tính chất hoá học [1, 4]
-  các 

xúc lâu.
-  
Và
g  e khác, nó        oxy hóa  
sunfuric 98%, axit clohidric 30%     
o
C) và axit nitric  

- 
2

 
ánh sáng.

 án tt nghip i hc - Khóa 2009-2013 a  

 11 Khoa Hóa h

1.3.5. Công dụng [4, 9]


- ng
oxy 
- 

- 

- Làm m
- 


- 
- 

- 

- 
- 
1.3.6. Phân loại Polypropylene [3, 4]
Polypropylene thành 3 
- HomoPolypropylen;
- Random Copolypropylen;
- Block Copolypropylen.
 HomoPolypropylene (HPP)
- HPP le.
HPP l
các monomer

- HPP 
          
atactic PP.
 án tt nghip i hc - Khóa 2009-2013 a  

 12 Khoa Hóa h

 Random Copolypropylene (RCP)
- RCP l         monomer Propylene  c
monomer khác.      monomer propylene  comonomer
e
 Block Copolypropylene (BCP)
- Trong có các 


 A  A  A  B  B  B  B  B  A 
1.3.7. Nhu cầu sử dụng PP [10]
r 

  
1
  Thái Bình  N,
 

 và . V
               
15/07/2010 
 

1.4. Nguyên liệu propylene sản xuất PP [5, 7]
Propylene  alken, c
3
H
6

 Các nguồn thu nhận Propylene chính
           
p


thylene.




 án tt nghip i hc - Khóa 2009-2013 a  

 13 Khoa Hóa h

             c

- Tách Hyd ;
- P hylene  Butene ;
- C
Hình 1.7. Các nguồn thu nhận propylene
1.4.1. Tính chất vật lý
  và , propyl
 
Bảng1.1. Các thông số vật lý cơ bản của Propylene

Giá 

42,08

4,70

o
C; 1at), cSt
0,30

o
C
91,00
 (1 at),
o

C
185,30
1 at),
o
C
47,80
 
o
C), kcal/kg
10,94
 (1 at),
o
C
108,00

2,00 ÷ 11,70
 án tt nghip i hc - Khóa 2009-2013 a  

 14 Khoa Hóa h

1.4.2. Tính chất hóa học
 e  
 


 Phản ứng cộng tác nhân đối xứng
 Phản ứng cộng Hydro (hydro hóa)
K e
     e. P     


CH
2
= CH CH
3
+ H
2
CH
3
CH
2
CH
3
+ Q
 Phản ứng cộng halogen (halogen hóa)
Clo e ihalogen không màu.
D

CH
2
= CH  CH
3
+ Cl
2
ClCH
2
CHCCH
3
+ Q
 Phản ứng cộng tác nhân bất đối xứng
 Cộng acid

Hydrogen halogenua, Acid sunfropylene
CH
2
= CH H
3
+ HCl
(khí)
CH
3
 CH
3


- 
+
Cl
-

+
 
còn Cl
-
tách ra ;
-  
-


 Cộng nước (hydrat hóa)
, p 
CH

2
= CH
2
CH
3
+ H
2
O CH
3
 CH
2
 CH
2
 OH
copnhicop.

t
o
,xt
 án tt nghip i hc - Khóa 2009-2013 a  

 15 Khoa Hóa h

 Phản ứng polymer hóa

 

n CH
2
= CH (

2
)
n

CH
3
CH
3

 Phản ứng oxy hóa
          
2
, H
2
  

2C
3
H
6
+ 9O
2
6CO
2
+ 6H
2
O + Q
Ngoài ra pKMnO
4


3C
3
H
6
+ 2KMnO
4
+ 4H
2
O 3CH
3
CH
2
OH + 2MnO
2
+ 2KOH

 án tt nghip i hc - Khóa 2009-2013 a  

 16 Khoa Hóa h

CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP & CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PP
2.1. Các phương pháp tổng hợp PP [4]
Các phương pháp tổng hợp PP
- Polymer  
     r       

- Polymer             
r  
Quá trìn
- Quá trình polymer 

 
- Polymer e 
.
 pháp 

  

.
2.2. Giới thiệu một số công nghệ sản xuất PP [3, 4, 7]
    


(1)               

(2) Quá trình polymer 

 Natta.


 án tt nghip i hc - Khóa 2009-2013 a  

 17 Khoa Hóa h

2.2.1. Công nghệ Novolen


Hình 2.1. Công nghệ Novolen
Propylene, etylene 

2


 cài  .
 
 Monomer 

Polymer n e

2.2.2. Công nghệ Unipol


 

