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Design préliminaire d'une usine d'acétate 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. Acétate de vinyle (VAM)

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  1. 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

  2. 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

  3. 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

  4. 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

  5. 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)

  6. 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

  7. 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)

  8. Échéancier

  9. 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)

  10. 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, …)

  11. 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

  12. 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

  13. 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

  14. 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

  15. Merci Période de question...

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