Yêu cầu thiết kế tổng mặt bằng của phân xưởng cracking xúc tác.[ 8,131] Để có được phương án tối ưu khi lựa chọn và thiết kế quy hoạch tổng mặt bằng nhà công nghiệp phải thoả mãn các yêu
Trang 1Thiết kế tổng mặt bằng của phân xưởng và tính toán kinh tế khi thiết kế phân xưởng cracking
xúc tác năng suất 3.000.000 tấn 1 năm
I Yêu cầu thiết kế tổng mặt bằng của phân xưởng cracking xúc tác.[ 8,131]
Để có được phương án tối ưu khi lựa chọn và thiết kế quy hoạch tổng mặt bằng nhà công nghiệp phải thoả mãn các yêu cầu cụ thể sau :
1 Giải pháp thiết kế tổng mặt bằng nhà máy phải đáp ứng được yêu cầu cao nhất của dây truyền công nghệ sao cho chiều dài dây truyền sản xuất ngăn nhất, không trùng lặp và lộn xộn, hạn chế tối đa sự giao nhau.Bảo đảm mối liên hệ mật thiết giữa các hạng mục công trình với hệ thống giao thông và các mạng lứơi cung cấp
kỹ thuật khác bên trong cũng như bên ngoài nhà máy
2.Trên khu đất xây dựng nhà máy phải được phân chia thành các khu vực chức năng theo đặc điểm sản xuất, yêu cầu vệ sinh, đặc điểm sự cố, khối lượng, phương tiện vận chuyển, mật độ công nhân tạo điều kiện tốt nhất cho việc quản lý vận hành các khu vực chức năng
3 Diện tích khu đất xây dựng được tính toán thoả mãn mọi yêu cầu đỏi hỏi của dây chuyền công nghệ trên cơ sở bố trí hợp lý các hạng mục công trình, tăng cường khả năng hợp khối nâng tầng, sử dụng tối đa các diện tích không xây dựng
để trồng cây xanh, tổ chức môi trường công nghiệp và định hướng phát triển mở rộng nhà máy trong tương lai
4 Tổ chức hệ thống giao thông vận chuyển hợp lý phù hợp với dây truyền công nghệ , đặc tính hàng hóa để đáp ứng mọi yêu cầu sản xuất và quản lý Luông người và luồng hàng hoá phải không trùng lặp hoặc cắt nhau Ngoài ra còn phải
Trang 2chú ý khai thác và tận dụng mạng lưới giao thông quốc gia và của các cụm nhà máy lân cận
5.Phải thoả mãn các yêu cầu vệ sinh công nghiệp, hạn chế tối đa sự cố sản xuất, đảm bảo vệ sinh môi trường bằng các giải pháp phân khu chức năng, bố trí hướng nhà hợp lý theo hướng gío chủ đạo của khu đất Khoảng cách của các hạng mục công trình phải tuân theo quy phạm thiết kế, tạo mọi điều kiện cho việc thông thoáng tự nhiên, hạn chế bức xạ nhiệt của mặt trời truyền vào nhà
6 Khai thác triệt để các đặc điểm địa hình tự nhiên, đặc điểm khí hậu địa phương nhằm giảm tối thiểu các chi phí san nền, xử lý nền đất, tiêu thuỷ và xử lý các công trình ngầm khi bố trí các hạng mục công trình
7 Phải đảm bảo tốt các mối quan hệ hợp tác mật thiết với các nhà máy lân cận trong khu công nghiệp với việc sử dụng chung các công trình đảm bảo kỹ thuật, xử
lý chất thải, chống ô nhiểm môi trường cũng như các công trình hành chính phục
vụ công cộng nhằm mang lại hiệu quả kinh tể, hạn chế vốn đầu tư xây dựng nhà máy và tiết kiệm đất xây dựng
8 Phân chia thời kỳ xây dựng hợp lý, tạo điều kiện thi công nhanh,sớm đưa nhà máy vào hoạt động sản xuất, nhanh chóng hoàn vốn đầu tư xây dựng
9 Đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật thẩm mỹ của từng công trinh, tổng thể nhà máy Hoà nhập, đóng góp cảnh quan xung quanh, tạo thành khung cảnh kiến trúc công nghiệp đô thị
Trang 3II.Bố trí mặt bằng.
II.1 Đặc điểm của phân xưởng.
Phân xưởng cracking xúc tác thường đặt liên hợp với các dây chuyền chưng cất dầu thô, alkyl hoá, isome hoá, phân xưởng polime và nó là phân xưởng rất quan trọng của nhà máy lọc dầu để sản xuất ra xăng
Vận chuyển nguyên liệu và sản phẩm trong phân xưởng chủ yếu bằng đường ống.Trong quá trình sản xuất phân xưởng sinh ra khí CO, SOx , NOx , H2S gây ảnh hưởng xấu tới môi trường và các chất dễ bay hơi ,dễ gây cháy nổ nên đặt cuối hướng gió Toàn bộ dây truyền đều lộ thiên
II.2 Bố trí mặt bặng phân xưởng.
Thiết kế mặt bằng của phân xưởng tuân theo quy tắc phân vùng gồm có các vùng sau :
1 Vùng phía trước phân xưởng: Bao gồm nhà hành chính, nhà để xe, nhà ăn, hội
trường, phòng bảo vệ
2 Vùng sản xuất : Đây là vùng quan trọng nhất trong nhà máy.Vì vậy khi bố trí
mặt bằng thì nó được ưu tiên về mọi mặt như địa chất , địa hình và về hướng Đây cũng là nơi gây ra tiếng ồn lớn,lượng bụi tạo ra nhiều, các chất gây tác động xấu đến môi trường, lượng nhiệt toả ra lớn, rất dễ gây cháy nổ nên đặt ở phía cuối hướng gió và phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy định của vệ sinh công nghiệp Gồm có thiết bị phản ứng, thiết bị tái sinh, thiết bị tách phân đoạn chính, tổ hợp xử
lý khí cracking , ống khói, sản xuất hơi nước, phòng điều khiển trung tâm
3 Vùng công trình phụ : Là nơi đặt các công trình phụ trợ như các trạm cung cấp
điện, máy bơm, máy nén, phân xưởng cơ khí, nhà phòng cháy chữa cháy và các hệ thống cung cấp kỹ thuật khác ( hệ thống đường ống dẫn nguyên liệu, sản phẩm, hệ thống đường ống phòng cháy chữa cháy ) Đối với các hệ thống kỹ thuật thì cần phải lắp đặt tối ưu không chồng chéo không gây ảnh hưỏng tới giao thông trong nhà máy
Trang 44 Vùng kho tàng hệ thống giao thông : Là vùng bố trí hệ thống kho tàng bến bãi
để nhập nguyên liệu và xuất sản phẩm Do nguyên liệu và sản phẩm của nghành hóa dầu dễ cháy nổ Nên khi bố trí nó thì phải đặt cuối hướng gió, tại mỗi bể chứa thì cần phải lắp đặt hệ thống các đường ống chữa cháy để khi có sự cố thì ngay lập tức hoạt động Vùng này bao gồm bể chứa nguyên liệu và sản phẩm Ta bố trí khoảng cách giữa hai bể là 50m, Đường chính trong phân xưởng thiết kế rộng 5m
ưu điểm của việc bố trí mặt bằng như trên là :
Dễ quản lý theo ngành, theo các phân xưởng, theo các công đoạn của dây chuyền sản xuất của nhà máy
Thích hợp với các nhà máy có những xưởng, những công đoạn có các đặc điểm
và điều kiện sản xuất khác nhau
Đảm bảo các yêu cầu về vệ sinh công nghiệp, dễ dàng xử lý các bộ phận phát sinh các điều kiện bất lợi trong quá trình sản xuất như khí độc, bụi, cháy, nổ
Dễ dàng bố trí hệ thống giao thông và sắp xếp các thiết bị trong nhà máy
Thuận lợi trong quá trình phát triển mở rộng nhà máy
Giảm được tải trọng công trình như kết cấu bao che, tải trọng gió ngang, cầu trục trong nhà Do vậy, giảm được khối lượng xây dựng, tiết kiệm được vật liệu xây dựng từ đó giảm được chi phí cho xây dựng
Giảm thời gian xây dựng, tiết kiệm được mặt bằng
Tuy nhiên còn có những nhược điểm là :
Dây chuyền sản xuất kéo dài
Hệ thống đường ống kỹ thuật và mạng lưới giao thông tăng
Hệ số xây dựng và sử dụng thấp
II.3 Các hạng mục công trình.
Các công trình trong phân xưởng được thể hiện ở bảng dứơi đây :
B ng 5: Các h ng m c công trình trong phân xảng 5: Các hạng mục công trình trong phân xưởng cracking ạng mục công trình trong phân xưởng cracking ục công trình trong phân xưởng cracking ưởng crackingng cracking
Trang 5Số TT Tên công trình Số
lượng
Kích thước Diện tích, m
2
1 Phòng bảo vệ 3 6 4 72
2 Nhà để xe 1 30 18 540
3 Nhà hành chính 1 30 12 360
5 Hội trường 1 30 12 360
7 Bể chứa nước sạch 1 20 20 400
9 Xưởng cơ khí 1 12 9 108
10 Phòng thí nghiệm 1 12 6 72
11 Bể xử lý nước thải 1 20 20 400
12 Phòng điều khiển trung tâm 1 12 6 72
13 Thiết bị phản ứng 1 12 12 144
14 Thiết bị tái sinh 1 12 12 144
15 Tháp phân tách chính 1 12 12 144
16 Tổ hợp xử lý khí cracking 1 2412 288
17 Sản xuất hơi nước 1 24 12 288
18 ống khói 1 12 12 144
19 Bể chứa nguyên liệu đầu 4 30 30 3600
20 Bể chứa xăng 4 24 24 2304
21 Bể chứa LCO 2 24 24 1152
22 Bể chứa LPG 2 24 24 1152
23 Bể chứa khí nhẹ 2 24 24 1152
24 Bể chứa HCO 2 24 24 1152
25 Bể chứa dầu cặn 2 24 24 1152
26 Kho chứa xúc tác mới 2 50 30 3000
27 Nhà máy bơm và máy nén 1 12 6 72
28 Nhà phòng cháy chữa cháy 1 12 6 72
II.4.Tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản.
Chiều dài phân xưởng: 350 ,m
Chiều rộng phân xưởng: 220 ,m
Tổng diện tích phân xưởng F: F = 77000,m2
Trang 6Diện tích chiếm đất của nhà và công trình A : A = 18152 , m2
Diện tích kho bãi lộ thiên B : B = 4500 ,m2
Diện tích chiếm đất của đường giao thông, của hệ thống đường ống vận chuyển vật chất, rãnh thoát nước, vỉa hè và đất dự trữ C = 30000, m2
Xác định hệ số xây dựng Kxd: Kxd = 100
F
B A
[8 ,141]
Kxd = 100
77000
4500
18152
= 29,42%
Xác định hệ số sử dụng Ksd: Ksd = 100
F
C B A
[8,141]
77000
30000 4500
18152
= 68,38%
Theo tiêu chuẩn Việt Nam thì các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật xây dựng Kxd và Ksd
của phân xưởng cracking xúc tác hoàn toàn thoả mãn và đảm bảo yêu cầu quy định
Do quá trình sản xuất hầu hết được tiến hành trong các thiết bị kín, kích thước thiết bị rất cao và to, vận chuyển bằng đường ống, các quá trình được cơ khí hoá tự động hoá toàn bộ, việc điều khiển được tiến hành trong phòng điều khiển trung tâm Do đó thiết kế nhà sản xuất lộ thiên - bán lộ thiên
Nhà sản xuất lộ thiên - bán lộ thiên được thiết kế bằng khung thép Bên trong có nhà điều khiển trung tâm và đặt các thiết bị phụ trợ cho quá trình sản xuất như thiết
bị làm lạnh nồi hơi, bơm, các thiết bị chính như thiết bị phản ứng, thiết bị tái sinh, thiết bị tách sản phẩm được đặt ở ngoài trời
Nhịp nhà L1 = 6 m, L2 = 6 m
Bước cột B = 6 m
Chiều cao nhà H = 6 m
Nhà có hai mái dốc hai phía thông gió tự nhiên trong nhà do đối lưu không khí
Trang 7Nền nhà là loại nền xi măng và bê tông, loại nền này chịu được khoáng chất, hợp chất vô cơ và kiềm yếu
Cột nhà bằng thép dùng móng đơn dưới cột Loại móng này được đặt trên một lớp lót mỏng dày 100 mm Nếu đất khô cũng có thể dùng lớp lót bằng đá dăm, nếu đất ướt dùng bê tông gạch vỡ hoặc bê tông mác 50
Cột có kích thước 400 mm, dầm chính chạy dọc theo chiều dọc nhà ó kích thước
300 mm, cứ 3 m sẽ có một dầm phụ theo chiều ngang dày 200 mm Hai bên thiết bị
sẽ có dầm phụ để chịu lực và giữ thiết bị đứng vững Dầm chính được gắn vào cột nhờ bắt bulông qua gối tựa, dầm phụ gắn vào dầm chính bằng bulông
Mái nhà dùng loại mái 30% và góc nghiêng vỉa hè là 150
Đường giao thông trong phân xưởng chủ yếu là đường bộ, đường ôtô Đường ôtô được đổ bằng bê tông nhựa có hai làn xe, mỗi làn 3 m một đầu nối với đường chính trong khu liên hợp một đầu nối với đường phụ xung quanh phân xưởng Đường giao thông là loại đường cấp 3, vỉa hè đi bộ có chiều rộng 1,5 m
Trong phân xưởng có đường nối liền các khu với nhau bảo đảm mật độ giao thông vận chuyển các vật tư nguyên liệu được dễ dàng và thuận tiện Hai bên đường trồng cây cảnh và các vườn hoa đảm bảo cảnh quan cho môi trường phân xưởng Các đường ống chính trong phân xưởng như đường ống cấp nước phục vụ sản xuất, sinh hoạt, đường ống nước thải, các đường ống dẫn nguyên liệu lỏng, khí đặt trên mặt đất và ngầm dưới mặt đất
III.Tính toán kinh tế.
III.1.Tính toán chi phí vật liệu đầu vào.
Ta cần quy đổi giữa tấn và thùng, ta coi một thùng có thể chứa được 160 lít
Đối với sản phẩm khí ta coi tất cả là LPG thương mại Dựa theo sản phẩm gas đang lưu hành ngoài thị trường , 1 bình gas 20 lít chứa được 12 Kg gas như vậy tỷ trọng của khí là d =0,6
Như vậy 1 thùng 160 lít sẽ chứa được : 160 0,6 = 96 ,Kg
Trang 8Suy ra 1000 Kg khí thì sẽ được chứa trong :
96
1000
=10,42 thùng
Đối với sản phầm xăng có tỷ trọng của xăng ở 200 C là d = 0,76 ,Kg/l
1 thùng 160 lít sẽ chứa được : 0,76 160 = 121,6 ,Kg
1000 Kg xăng thì sẽ chứa được trong : 1211000,6 = 8,22 thùng
Đối với sản phẩm gasoil nhẹ có tỷ trọng là 0,933, Kg/l
1 thùng 160 lít sẽ chứa được : 0,933 160 = 149,28, Kg
1000 Kg nhẹ thì sẽ chứa được trong : 1481000,28 = 6,7 thùng
Đối với sản phẩm gasoil nặng có tỷ trọng là 0,9429 Kg/l
1 thùng 160 lít sẽ chứa được : 0,9429.160 =150,864 , Kg
1000 Kg gasoil nặng sẽ chứa được trong : 1501000,864 = 6,63 thùng
Dựa vào lượng sản phẩm thu được ta có bảng chuyển đổi giữa tấn sang thùng như sau :
B ng 6: B ng chuy n ảng 5: Các hạng mục công trình trong phân xưởng cracking ảng 5: Các hạng mục công trình trong phân xưởng cracking ển đổi giữa tấn sang thùng đổi giữa tấn sang thùngi gi a t n sang thùngữa tấn sang thùng ấn sang thùng
Tên sản phẩm Trọng lượng ,
T/h Thùng/h Thùng/ năm Sản phẩm Khí 66,375 691,63 5533040
Sản phẩm Xăng 169,125 1390,2 11121600
Sản phẩm Gasoil nhẹ 82,5 552,75 4422000
Sản phẩm Gasoil nặng 46,875 310,78 2486240
Lượng mất mát 3,75
Tổng 375 2945,36 23562880
III.1.1 Chi phí nguyên liệu.(C NL )
Nguyên liệu đi từ phần cặn dầu Bạch Hổ, có khối lượng riêng là : 0,811, Kg/l
Trang 91 thùng 160 lít sẽ chứa được : 160 0,811 = 129,76 ,Kg.
1000 Kg sẽ chứa được trong : 1291000,76 = 7,7 thùng
Do vậy 3000000 tấn sẽ chứa được trọng :
3000000 7,7 = 23100000 thùng Giá của nguyên liệu : 20 USD /thùng
Như vậy chi phí cho nguyên liệu là :
23100000 20 = 462000000 , USD/năm
III.1.2 Chi phí điện.(C Đ )
Định mức tiêu hao là 0,8 KWh/thùng sản phẩm, trong một năm sẽ tiêu thụ hết là : 0,8 23562880 =18850304 , KWh/ năm
Giá của 1 KWh điện là : 0,15 USD
Như vậy chi phí điện năng trong 1 năm là :
18850304 0,15 =2827545,6, USD/năm
III.1.3 Chi phí cho nhiên liệu đốt.(C NLĐ )
Định mức tiêu hao là 0,01 tấn/thùng sản phẩm.Trong 1 năm sẽ tiêu tốn là : 0,01 23562880 = 235628,8 Tấn/ năm
đơn giá của nguyên liệu đốt là : 10 USD/tấn
Vậy chi phí nhiên liệu đốt trong 1 năm là :
10 235628,8 =2356288 ,USD/năm
III.1.4 Chi phí hơi nước.(C HN )
Định mức tiêu hao là 4 m3/thùng sản phẩm tương ứng với :
4 23562880 = 94251520 m3/năm
Đơn giá : 0,35 USD/m3
Vậy chi phí hơi nước trong 1 năm là :
0,4 23562880 = 9425152 USD/năm
Trang 10III.1.5 Chi phí cho nước công nghiệp.(C N )
Định mức tiêu hao là 0,9 m3/thùng sản phẩm tương ứng với :
0,9 23562880 = 21206592 m3/năm Đơn giá : 0,1 USD/năm
Vậy chi phí nước công nghiệp trong 1 năm là :
0,1 21206592 =2120659,2 USD/năm
III.1.6.Chi phí cho xúc tác.(C XT )
Định mức tiêu hao là 0,0025 Kg/thùng sản phẩm hay là 25.10-7 tấn/ thùng sản phẩm
Đơn giá 10 USD/Kg =10000 USD/tấn
Vậy chi phí xúc tác cho 1 năm là :
10000.25.10-7 23562880 =589072 USD/năm
Như vậy tổng chi phí cho vật liệu đầu vào là :
CPv = CNL +CĐ +CNLĐ + CHN +CN +CXT
= 462000000 + 2827545,6 + 2356288 + 9425152 + 2120659,2 + 589072 = 479318716,8 USD/năm
Chi phí cho nguyên liệu, hơi nước, năng lượng cho một thùng sản phẩm là :
23562880
8
479318716,
=20,34 USD/thùng sản phẩm
IV Chi phí để vận hành phân xưởng.
Để điều khiển phân xưởng hoạt động được liên tục thì cần phải có người vận hành phân xưởng và mỗi ngày làm việc được chia làm 3 ca
Công nhân phục vụ phân xưởng :
Quản đốc : 1
Phó quản đốc : 1
Kỹ sư công nghệ : 4
Cán bộ thí nghiệm : 3
Trang 11Công nhân vận hành : 25
Thợ cơ khí : 3
Thợ điện : 3
Tổng số công nhân lao động trong phân xưởng : 40
Chi phí cho công nhân lao động trong phân xưởng được thể hiện ở bảng dưới đây:
Bảng 7: Bố trí công nhân lao động trong phân xưởng.
Số
TT Chức vụ Số lượng
Lương tháng USD/người USD/năm
3 Kỹ sư công nghệ 4 230 11040
4 Cán bộ thí nghiệm 3 180 6480
5 Công nhân vận hành 25 200 60000
Nhà máy thực hiện việc trả các loại bảo hiểm cho công nhân chiếm 20% lương: 0,2 96720 =19344 ,USD/năm
Chi phí lương cho cán bộ công nhân viên làm việc trong phân xưởng là : 96720 +
19344 = 116064 USD/năm
Chi phí tiền lương cho công nhân trên 1 thùng sản phẩm( CTL ):
CTL =23562880116064 = 0,0049 USD/thùng sản phẩm
V Chi phí khấu hao cho phân xưởng.
Vốn đầu tư cho xây dựng : Vxd = 35.000.000 ,USD
Vốn đầu tư cho thiết bị : Vtb = 85.000.000 ,USD
Các chi phí khác lấy bằng 5% tổng vốn đầu tư:
Vđt = Vxd + Vtb + 0,05Vđt
Trang 12Như vậy ta tính được Vđt =35.000.0000,9585.000.000 =126315789,5 ,USD.
Nhà sản xuất có thời gian khấu hao là 20 năm, do đó mức khấu hao theo tài sản là :
20
000
.
000
.
35
=1750000 ,USD/năm
Thiết bị có thời gian làm việc chung là 20 năm, do đó mức khấu hao trong 1 năm là : 85.00020.000 =4250000 ,USD/năm
Khấu hao sửa chữa lấy 5% khấu hao thiết bị và khấu hao nhà xưởng :
0,05 ( 1750000 + 4250000 ) = 300000 USD/năm
Tổng mức khấu hao trong 1 năm là :
1750000 + 4250000+300000 =6300000 ,USD/năm
Mức khấu hao trên 1 thùng sản phẩm là :
23562880
6300000
=0,267 USD/thùng sản phẩm
VI Các chi phí khác cho một thùng sản phẩm
Chi phí khác cho phân xưởng lấy 2% chi phí sản xuất(CPSX)
CPSX = 0,02 CPSX + KH +TL +NL
KH : Chi phí khấu hao
NL : Chi phí cho nguyên liệu, nước, hơi nước,năng lượng
TL : Chi phí tiền lương
CPSX = 0,02 CPSX +0,2 +0,0049 + 20,34
CPSX = 20,96 USD/thùng sản phẩm
Vậy các chi phí khác là : 0,02 20,96 =0,4192 USD/thùng sản phẩm
Chi phí cho quản lý doanh nghiệp và chi phí bán hàng 2% giá thành của một thùng(GT) :
GT = 0,02.GT + CPSX
GT = 21,39 USD/thùng sản phẩm
Như vậy chi phí cho quản lý doanh nghiệp và bán hàng: