LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Đề tài : TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY SẢN XUẤT
POLYPROPYLEN
MỤC LỤC
CHƯƠNG: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM.1-
6
1.1. Giới thiệu về Propylen:....................................................................... 1-6
1.1.1. Tính chất vật lý: [3]................................................................... 1-7
1.1.2. Tính chất hóa học: [4] ............................................................... 1-8
1.1.3. Quá trình phát triển và các nguồn thu nhận chính: [5] ............... 1-9
1.2. Giới thiệu về Hydrogen:[6] .............................................................. 1-10
1.2.1. Tính chất vật lý: [7]................................................................. 1-10
1.2.2. Tính chất hóa học :[8] ............................................................. 1-11
1.2.3. Ứng dụng và sản xuất:[9]........................................................ 1-11
1.3. Sản phẩm Polypropylen :.................................................................. 1-12
1.3.1. Lịch sử ra đời:......................................................................... 1-12
1.3.2. Đặc tính chung........................................................................ 1-12
1.3.3. Công dụng .............................................................................. 1-12
1.3.4. Phân loại Polypropylen ........................................................... 1-13
1.3.5. Cấu trúc phân tử...................................................................... 1-14
1.3.6. Hình thái học .......................................................................... 1-15
1.3.7. Tính chất nhiệt động học......................................................... 1-18
1.4. Chất xúc tác .......................................... Error! Bookmark not defined.
1.4.1. Lịch sử ra đời và phát triển...................................................... 1-19
1.4.2. Cấu tạo, thành phần của chất xúc tác...................................... 1-21
1.5. LÝ THUYẾT TRÙNG HỢP PROPYLENE..................................... 1-23
1.5.1. Cơ chế trùng hợp Propylene.................................................... 1-23
1.5.2. Vấn đề điều hòa lập thể và điều hòa vùng trong sự chèn monomer
1-26
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY SẢN XUẤT
POLYPROPYLEN..................................................................2-29
CHƯƠNG 3....................................................................................3-32
LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT POLYPROPYLENE..3-32
3.1. Những quá trình polimer hóa Propylen thông dụng .... Error! Bookmark
not defined.
3.2. QUY TRÌNH SẢN XUẤT CHUNG................................................. 3-32
3.2.1. Khu vực xử lý nguyên vật liệu ban đầu: .................................. 3-33
3.2.2. Khu vực polimer hóa............................................................... 3-34
3.2.3. Khu vực tách và thu hồi khí .................................................... 3-34
3.2.4. Khu vực xử lý cặn và khử mùi: ............................................... 3-34
3.2.5. Khu vực ép tao hạt và qui trình xử lý các hạt nhỏ.................... 3-34
3.2.6. Khu vực đóng bao và đóng thùng:........................................... 3-34
3.3. MÔ TẢ VỀ CÁC CÔNG NGHỆ ĐƯỢC SỬ DỤNG HIỆN NAY.... 3-34
3.3.1. Công nghệ pha lỏng ................................................................ 3-34
3.3.1.1. Mô tả qui trình công nghệ SPHERIPOL........................... 3-34
3.3.2. Quá trình polymer hoá ............................................................ 3-36
3.3.3. Khu vực làm khô sản phẩm polymer ...................................... 3-38
3.3.4. Quá trình trộn phụ gia và đùn ép ............................................. 3-38
3.3.4.1. Mô tả công nghệ HYPOL-II............................................. 3-39
3.3.5. Công nghệ pha khí: ................................................................. 3-42
3.3.5.1. Mô tả qui trình công nghệ NOVOLEN............................. 3-42
3.3.5.2. Mô tả chu trình công nghệ "UNIPOL".............................. 3-46
3.3.5.3. Mô tả qui trình công nghệ của INNOVENE ..................... 3-49
3.4. Khái quát về phát triển công nghiệp Polyproplene............................ 3-52
3.5. Giải trình về sự lựa chọn công nghệ sản xuất PP. ............................. 3-52
CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
POLYPROPYLENE BẰNG PHẦN MỀM HYSIC...............4-56
4.1. NHỮNG THÔNG SỐ BAN ĐẦU [3.1] ....................................... 4-56
4.2. TÍNH CÁC GIÁ TRỊ BAN ĐẦU CHO QUÁ TRÌNH MÔ PHỎNG 4-58
4.3. TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH NHỜ MÔ PHỎNG BẰNG PHẦN MỀM
HYSYS 4-64
4.3.1. Giới thiệu về phần mềm Hysys ............................................... 4-64
4.3.2. Các bước mô phỏng sơ đồ công nghệ sản xuất Polypropylene. 4-65
4.3.2.1. Xây dựng mô hình, điều kiện phản ứng............................ 4-65
4.3.2.2. Xây dựng thiết bị phản ứng .............................................. 4-70
4.3.2.3. Xây dựng các thiết bị tách loại ......................................... 4-72
4.3.3. Kết quả thu được từ quá trình mô phỏng ................................. 4-73
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ CHÍNH..................5-77
5.1. TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC CHO THIẾT BỊ CHÍNH.................... 5-77
5.1.1. Các thiết bị phản ứng .............................................................. 5-77
5.1.2. Thiết bị tách loại ..................................................................... 5-77
5.1.3. Kết quả thu được từ mô phỏng................................................ 5-77
5.2. Các thiết bị chính .................................. Error! Bookmark not defined.
5.3. Các thiết bị phụ khác............................. Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG 6: XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CỦA QUÁ
TRÌNH .....................................................................................6-83
6.1. Tổng quan về hệ thống điều khiển :.................................................. 6-83
6.1.1. Các nguyên tắc cơ bản của quá trình điều khiển...................... 6-83
6.1.1.1. Điều khiển đóng mở......................................................... 6-83
6.1.1.2. Điều khiển quá trình......................................................... 6-83
6.1.2. Hệ thống điều khiển phân tán DCS trong các nhà máy hiện đại6-83
6.1.3. BỘ ĐIỀU KHIỂN PID............................................................ 6-84
6.1.3.1. Vai trò của bộ điều khiển PID .......................................... 6-84
6.1.3.2. Tác động tỉ lệ P ..................... Error! Bookmark not defined.
6.1.3.3. Tác động tích phân I.............. Error! Bookmark not defined.
6.1.3.4. Tác động vi phân D............... Error! Bookmark not defined.
6.1.4. Lựa chọn khâu tác động và các thông số đặt trưng cho PID..... 6-85
6.1.5. Hệ thống điều khiển trong nhà máy sản xuất POLYPROPYLEN 6-
86
6.1.5.1. Bộ điều khiển lưu lượng : Gồm các thiết bị điều khiển lưu
lượng : 6-87
6.1.5.2. Bộ điều khiển nhiệt độ : Gồm các thiết bị điều khiển:..... 6-87
6.1.5.3. Bộ điều khiển nồng độ : ................................................... 6-87
6.1.5.4. Bộ điều khiển mức : ......................................................... 6-88
6.2. Phương pháp điều khiển một số thông số dòng vật chất bằng Hysic : .. 6-
88
6.2.1. Tiến hành và hoàn tất mô phỏng tỉnh quá trình trao đổi nhiệt của
dòng Propylen :.............................................................................................. 6-88
6.2.2. Xây dựng hệ thống điều khiển PID cho thiết bị :..................... 6-88
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.