final report - Kemiteknik - Lunds Tekniska HÃ¶gskola

More documents

Recommendations

Info

För att ta tillvara på denna acetaldehyd kan strömmen recirkuleras eller renas genom två absorptionssteg vilket medför att detta processalternativ hade blivit liknande processalternativ 1. Fördelen med detta processalternativ gällande energi jämfört med tvåtornsabsorption med etanol och vatten är att här finns en nettoenergiproduktion på 28 036 MWh per år. 4.5 Biprodukter Vid huvudreaktionen bildas lika mängder vatten som acetaldehyd varför vatten kan sägas vara den biprodukt som bildas i störst utsträckning. Då vatten är lätt att separera från både acetaldehyd och etanol genom destillation ses inte detta som något problem. Då reaktionen körs vid rätt driftsbetingelser [7-9] fås ett utbyte av etanolen till acetaldehyd på uppemot 99% varför liten vikt i detta arbete har lagts vid övriga biprodukter. Bireaktioner som kan ske redovisas i avsnitt 2.5.1. De biprodukter som förmodligen bildas i en mindre utsträckning vid drift runt rätt temperatur är alltså ättiksyra, dietyleter och etylacetat [11]. Även lite metan och koldioxid kan bildas vilka antas följa med luften ut. Vid eventuell bildning av metan kan denna brännas av. 4.5.1 Introduktion av biprodukter i systemet För att se vilken väg biprodukterna tog i systemet, lades dessa till i simuleringen utan att ändra på någonting annat. Där sattes att 2% av acetaldehyd bildade ättiksyra och att 10% av denna reagerade vidare och bildade etylacetat. 2% av etanolen sades också omsättas till dietyleter. Den höga andelen biprodukter jämfört med det förväntade utbytet på 99% valdes för att få ett tydligare resultat. Mängden biprodukter antas vara så liten att de inte påverkar driften av processen i övrigt. I processalternativ 1 fås ättikssyran i bottnen efter första absorptionstornet tillsammans med vatten. Dietyleter och etylacetat lämnar processen med produktströmmen. En liten del av etylacetaten återfinns i den recirkulerade etanolen vilket leder till att ackumulering kan ske om ingen rening görs. Även i processalternativ 2 fås ättiksyran i bottenströmmen ut ur destillationen tillsammans med etanol och vatten. Av dietyletern går en liten del med luften ut, men den återfinns även i produktströmmen. Etylacetat löser sig väldigt väl med acetaldehyden och i princip all bildad etylacetat återfinns i produktströmmen. I alternativ 3 följder den bildade dietyletern och etylacetaten med produktströmmen. Ättiksyran går liksom i de andra alternativen ut med vattenströmmen. 18
4.5.2 Avlägsnande av biprodukter Analys och data av förekommande ämnen ses i Appendix 1. Ättiksyran separeras utan problem från vattnet genom att destillera av vattnet, då ämnenas kokpunkter skiljer cirka 18 o C. Dock måste väldigt stora mängder vatten destilleras av vilket leder till att detta inte är ekonomiskt möjligt. Bildningen av biprodukter är därför mycket viktig att undvika i möjligaste mån genom drift vid rätt temperatur. Ett bättre alternativ för att avlägsna ättiksyra från vattnet är biologisk rening. Dietyleter har en kokpunkt på cirka 35 o C varför denna bör gå att avskilja genom destillation från övriga komponenter. Dock visade det sig i simuleringen att destillation mellan dietyleter och acetaldehyd var mycket svårt. När den hamnar i luftströmmen kan detta orsaka problem då luften måste skickas till rening. Nästan all etylacetat hamnar med slutprodukten varför destillation som ett sista steg kan ge en högren produkt. Då etylacetat har i princip samma kokpunkt som etanol, 77 o C respektive 78 o C, är dessa ämnen svåra att åtskilja. Detta problem uppkommer i processalternativ 1 då etanolen är förorenad med etylacetat, men mängderna av ämnet är med största sannolikhet för små för att det ska orsaka några problem [11]. 4.6 Värmeåtervinning I alla tre processalternativen finns möjlighet att utnyttja reaktionsvärmet. Då ett kylmedium används i reaktorn, till exempel Dowthermolja, kan detta kondenseras i till exempel en kondensor för att tillverka ånga. Ångproduktionen beräknades till 1.7 kg/s, se Appendix 25. Ångan i sin tur kan användas till att värma förvärmarna eller till destillationskolonnerna. Det finns även möjlighet att ta tillvara på energi genom att värmeväxla till exempel de recirkulerande strömmarna som ska till absorptionstornen då dessa ska kylas ner. 19
Page 1 and 2: Projektering, KET050 2008-05-06 Fö
Page 3 and 4: Sammanfattning Acetaldehyd är en v
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: 200 000 000 $ Känslighetsanalys Su
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 67 and 68: Appendix 7, Sida 2 av 8 Data för p
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

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?