final report - Kemiteknik - Lunds Tekniska HÃ¶gskola

More documents

Recommendations

Info

Tackord Vi vill först och främst tacka våra handledare, Ann- Sofi Jönsson, Hans T. Karlsson och Christian Hulteberg, för all hjälp och uppmuntran under projektets gång. Vi vill även tacka Johan Holmberg, på Perstorp AB, för möjligheten att göra detta projekt i samarbete med företaget och för stöd och bidrag till projektet. Ett speciellt tack riktas även till Martin Karlsson, på SEKAB i Örnsköldsvik, för ovärderlig information och hjälp till vårt projekt.
Sammanfattning Acetaldehyd är en viktig råvara inom kemisk industri och behovet av aldehyder är således stort varför effektiva metoder för framställning är viktigt. Den kommersiella produktionen innefattar olika slags processer varav den vanligaste är oxidation av eten och kallas Wackerprocessen. I Wackerprocessen tillverkas acetaldehyd genom oxidation med en katalysator av PdCl 2 och CuCl 2 . Då eten anses vara en bristvara då den framställs från olja, forskas det runt andra råvaror, däribland etanol. Acetaldehyd kan produceras från etyn, eten och etanol. Den förstnämnda används i en process där kvicksilver finns med i katalysatorn, vilket utesluter denna som råvara. Nästa möjlighet är eten, vilket är den råvara som används i störst utsträckning idag. Eten kan dock inte ses som en framtidskraftig råvara då det fås vid oljeutvinning. Etanol däremot, som bland annat kan tillverkas från vete eller sockerrör, kan sägas vara en råvara som kommer mer och mer. Därför valdes etanol som råvara till denna förprojektering. Framställning av acetaldehyd från etanol kan i princip göras på tre vis; via silverprocessen, med dehydrogenering över koppar-kromkatalysator och genom partiell oxidation över järnmolybdenkatalysator. Nackdelen med silverprocessen är att katalysatorn är dyr och inte kan regenereras, samt att omsättningen inte blir riktigt lika hög som med järn-molybdenkatalysator. En annan fördel med järn-molybdenkatalysatorn är att reaktionen över denna sker vid en betydligt lägre temperatur, vilket gör processen både billigare och mer säker. Kopparkromkatalysatorprocessen används knappt i dagsläget och denna valdes bort på grund av den låga totalomsättning som uppnås, endast cirka 90%. Ur dessa resonemang valdes partiell oxidation av etanol över en järn-molybdenkatalysator som den mest lämpliga processen. Ur detta skulle sedan det bästa processalternativet väljas. Utvärdering gav att det fanns tre lämpliga processalternativ. De grundar sig alla på samma stomme, men med små modifikationer i reningsstegen. Vilket alternativ som var lämpligast av dessa tre bestämdes genom att simulera de olika processalternativen, göra en kostnadsuppskattning inklusive drift- och anläggningskostnader samt genom att göra en ekonomisk analys och beräkning av produktionskostnad. Efter simuleringar och kostnadsanalys fanns bara ett rimligt alternativ kvar, där produktströmmen tvättas med hjälp av etanol. Luften absorberas sedan i vatten för att ta bort kvarvarande etanol. Destillation sker sedan i flera steg vilket resulterar i en högren produkt och möjliggör recirkulation av oreagerad etanol. Den valda processen består huvudsakligen av en tubreaktor (1.1 m 3 ), två absorptionskolonner med fyllkroppar (cirka 30 m höga och 3 m i diameter), två destillationskolonner med klockbottnar (cirka 200 m höga och 4-6 m i diameter) samt sju värmeväxlare (på mellan 4 m 2 och 1 300 m 2 ). Vid en årsproduktion av 25 000 ton acetaldehyd kommer denna process enligt uträkningar att gå med en förlust på US $ 118 145 748 per år. Detta baseras på ett acetaldehydpris på
Page 1: Projektering, KET050 2008-05-06 Fö
Page 5 and 6: 1 INLEDNING .......................
Page 7 and 8: 1 Inledning Den här rapporten syft
Page 9 and 10: skrubber (d) och oreagerad reaktant
Page 11 and 12: Figur 3. Acetaldehydproduktion geno
Page 13 and 14: produkten från reaktionen kräver
Page 15 and 16: Förvärmningen sker i två steg f
Page 17 and 18: Under de förutsättningar som är
Page 19 and 20: krävs även stora mängder etanol
Page 21 and 22: Dimensioner för destillationskolon
Page 23 and 24: 200 000 000 $ Känslighetsanalys Su
Page 25 and 26: 4.5.2 Avlägsnande av biprodukter A
Page 27 and 28: 6 Källförteckning [1] Eckert, M.,
Page 29 and 30: [30] Hellsten, G., Mörtstedt, S-E.
Page 31 and 32: Appendix 1, Sida 2 av 5, Ämnesanal
Page 33 and 34: Appendix 1, Sida 4 av 5, Ämnesanal
Page 35 and 36: Appendix 2, Sida 1 av 1, Processalt
Page 37 and 38: Appendix 3, Sida 1 av 1, Processalt
Page 39 and 40: Appendix 5, Sida 2 av 12, Data för
Page 47 and 48: Appendix 5, Sida 10 av 12, Data fö
Page 49 and 50: Appendix 5, Sida 12 av 12, Data fö
Page 53 and 54:
Appendix 6, Sida 4 av 16, Data för
Page 55 and 56:
Page 57 and 58:
Page 59 and 60:
Appendix 6, Sida 10 av 16, Data fö
Page 61 and 62:
Page 63 and 64:
Page 65 and 66:
Page 67 and 68:
Appendix 7, Sida 2 av 8 Data för p
Page 69 and 70:
Page 71 and 72:
Page 73 and 74:
Page 75 and 76:
Appendix 8, Sida 2 av 2, Anläggnin
Page 77 and 78:
Appendix 9, Sida 2 av 2, Anläggnin
Page 79 and 80:
Appendix 10, Sida 2 av 4, Uträknin
Page 81 and 82:
Page 83 and 84:
Page 85 and 86:
Appendix 12, Sida 2 av 2, Beräknin
Page 87 and 88:
Appendix 13, Sida 2 av 3, Massaber
Page 89 and 90:
Appendix 14, Sida 1 av 2, Beräknin
Page 91 and 92:
Appendix 15, Sida 1 av 3 Uträkning
Page 93 and 94:
Appendix 15, Sida 3 av 3 Uträkning
Page 95 and 96:
Appendix 17, Sida 1 av 6, Anläggni
Page 97 and 98:
Page 99 and 100:
Page 101 and 102:
Appendix 18, Sida 1 av 2, Investeri
Page 103 and 104:
Appendix 19, Sida 1 av 1, Intäkter
Page 105 and 106:
Appendix 21, Sida 1 av 2, Driftsper
Page 107 and 108:
Appendix 22, Sida 1 av 1, Priser Pr
Page 109 and 110:
Page 111 and 112:
show all

final report - Kemiteknik - Lunds Tekniska HÃ¶gskola

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?