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Design préliminaire d'une usine d'acétate de vinyle

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Design préliminaire d'une usine d'acétate de vinyle. Affectés au projet: Coordonateur: Pierre Granger Vincent Loiselle Mathieu Hamel Stéphane Belleau. Pour la période: Février à novembre 2000. Introduction. Acétate de vinyle (VAM)

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design pr liminaire d une usine d ac tate de vinyle

Design préliminaire d'une usine d'acétate de vinyle

Affectés au projet:

Coordonateur: Pierre Granger

Vincent Loiselle

Mathieu Hamel

Stéphane Belleau

Pour la période:

Février à novembre 2000

introduction
Introduction
  • Acétate de vinyle (VAM)
    • Monomère (CH3COOCH=CH2 ) utilisé pour produire le PVA et EVA
    • Utilisation : base de peinture, adhésif, plastiques et films de plastique
  • Producteurs principaux
    • Celanese, BP-UCC, National Distillers, Quantum, Dupont, Union Carbide
une usine de 100 ton j
Une usine de 100 ton/j

Objectifs du projet

  • Objectifs à atteindre pour décembre 2000
    • Évaluer la rentabilité de la construction d'une usine d'une capacité de 100 ton/j
    • Choisir le site et disposer les équipements
    • Évaluer la sécurité du procédé, principalement le réacteur exothermique
    • Étudier l'impact écologique d'un tel projet
technologie
Technologie...
  • Deux techologies existantes:
    • En phase liquide
      • De moins en moins utilisée à cause des dangers d'explosion
      • Production de composés chlorés
      • Produits secondaires formés
    • En phase vapeur
      • Appellée acétoxylation de l'étylène en phase vapeur
      • Moins dangereuse
      • Moins de produits secondaires
proc d en phase vapeur
Procédé en phase vapeur

Désirable:

Indésirable:

H2C=CH2 + 3O2 2CO2 +2H2O(éthylène) (oxygène)  (dioxyde de carbone) (eau)

CH3COOH + H2C=CH2 + ½O2 CH3COOCH=CH2 + H2O

(acide acétique) (éthylène) (oxygène)  (acétate de vinyle) (eau)

r sultats du design d quipement
Résultats du design d'équipement

Équipement 100 ton/jour

Évaporateur 150 psia

3,455MM BTU/hr

Réacteur 10m de long,

PBR volume de gaz = 188.9 ft3

(PdAc) -7,66 MM BTU/hr

Séparateur 112 psia

5.36 MM BTU/hr

r sultats du design d quipement7
Résultats du design d'équipement

Équipement 100 ton/jour

Absorbeur 8 plateaux, 128 psia

13.12 ft. hauteur

4.921 ft. diamètre

Colonne 20 plateaux, 84 psia

-0.13 MM Kcal/hr

Décanteur 5 m³, 18 psia

Séparateur CO2 2 colonnes d'absorption

à zéolite (à designer)

choix de mat riaux
Choix de matériaux
  • Sélection
    • PVC pour les réservoirs et conduites d'alimentation froides
    • TLS lorsque la température est entre 100-150°C et que l'atmosphère est corrosive
    • SS 304 lorsque l'atmosphère est chaude, mais pas trop corrosive
    • Hastaloy C-276 pour les échangeurs et le réacteur (chauds, atmosphère corrosive) pour lesquels un bon échange thermique est nécessaire
  • Contraintes
    • Température
    • Corrosion par oxygène
    • Échange thermique
    • Prix
  • À exclure d'emblée
    • Cuivre (inhibiteur de réaction)
analyse environnementale
Analyse environnementale
  • Normes de la qualité de l'air
    • Pas d'émission de contaminants selon la loi
  • Normes sur la qualité de l ’eau
  • Normes sur l ’état des sols
  • Conditions de travail
    • Détecteurs requis pour éviter de dépasser le TWA des produits toxiques (Éthylène, Acétate de Vinyle, Acide Acétique) = Analyseur IR
  • Normes spécifiques
    • Entreposage de l'acétate de vinyle: doit être inhibé par de l'hydroquinone
    • Précautions d'usage pour hydrocarbures (mise à la terre, …)
choix du site montr al est
Avantages

Proximité des matières premières

Transport facile

Main d'œuvre spécialisée disponible

Direction du vent avantageuse

Inconvénients

Salaires élevés

Climat variable (été, hiver)

Proximité de villes (en cas d'émissions majeures)

Choix du site : Montréal-Est
analyse de s curit
Analyse de sécurité
  • Danger d'emballement du réacteur
    • Côté enveloppe (shell)
      • Pression et niveau de l'eau de refroidissement contrôlés
      • Tour d'eau de refroidissement et disque de rupture en cas de coupure d'eau de procédé
    • Côté tube
      • Disque de rupture vers un réservoir de dépressurisation
      • Disque de rupture à l'atmosphère
    • Fuite d'un côté à l'autre
      • Analyseur d'oxygène sur la vapeur produite
analyse de s curit d taill e
Analyse de sécurité détaillée
  • Refroidissement
        • Valve d ’entrée d ’eau brise
        • Shell perce
        • Eau de refroidissement trop chaude
        • Problème avec tour de refroidissement
        • Valve de vapeur brise
        • Perte de l ’instrumentation
  • Procédé
        • Température
  • Démarrage
  • Fuites
  • Alimentation
t ches restantes
Tâches restantes :
  • Disposition des équipements dans l ’usine
    • Localisation définitive de l ’usine (superficie)
  • Analyse d ’impact environnemental:
    • Coûts de traitement des effluents
  • Analyse économique:
    • Réponses des fournisseurs
    • Est-ce rentable???
  • Écriture du rapport final
merci
Merci

Période de question...