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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.

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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)Acétate de vinyle (VAM) –Monomère (CH 3 COOCH=CH 2 ) utilisé pour produire le PVA et EVA –Utilisation : base de peinture, adhésif, plastiques et films de plastique Producteurs principauxProducteurs principaux –Celanese, BP-UCC, National Distillers, Quantum, Dupont, Union Carbide

3 Une usine de 100 ton/j –Objectifs à atteindre pour décembre 2000 Évaluer la rentabilité de la construction d'une usine d'une capacité de 100 ton/jÉvaluer la rentabilité de la construction d'une usine d'une capacité de 100 ton/j Choisir le site et disposer les équipementsChoisir le site et disposer les équipements Évaluer la sécurité du procédé, principalement le réacteur exothermiqueÉvaluer la sécurité du procédé, principalement le réacteur exothermique Étudier l'impact écologique d'un tel projetÉtudier l'impact écologique d'un tel projet Objectifs du projet

4 Technologie... Deux techologies existantes:Deux techologies existantes: –En phase liquide De moins en moins utilisée à cause des dangers d'explosionDe moins en moins utilisée à cause des dangers d'explosion Production de composés chlorésProduction de composés chlorés Produits secondaires formésProduits secondaires formés –En phase vapeur Appellée acétoxylation de l'étylène en phase vapeurAppellée acétoxylation de l'étylène en phase vapeur Moins dangereuseMoins dangereuse Moins de produits secondairesMoins de produits secondaires

5 Procédé en phase vapeur CH 3 COOH + H 2 C=CH 2 + ½O 2 CH 3 COOCH=CH 2 + H 2 O (acide acétique) (éthylène) (oxygène) (acétate de vinyle) (eau) Désirable: H 2 C=CH 2 + 3O 2 2CO 2 +2H 2 O (éthylène) (oxygène) (dioxyde de carbone) (eau) Indésirable:

6 Résultats du design d'équipement Équipement100 ton/jour Évaporateur 150 psia 3,455MM BTU/hr Réacteur 10m de long, PBRvolume de gaz = ft 3 (PdAc)-7,66 MM BTU/hr Séparateur 112 psia 5.36 MM BTU/hr

7 Équipement100 ton/jour Absorbeur 8 plateaux, 128 psia ft. hauteur ft. diamètre Colonne 20 plateaux, 84 psia MM Kcal/hr Décanteur 5 m³, 18 psia Séparateur CO 2 2 colonnes d'absorption à zéolite (à designer) à zéolite (à designer) Résultats du design d'équipement

8 Échéancier

9 Choix de matériaux À exclure d'embléeÀ exclure d'emblée –Cuivre (inhibiteur de réaction) ContraintesContraintes –Température –Corrosion par oxygène –Échange thermique –Prix SélectionSélection –PVC pour les réservoirs et conduites d'alimentation froides –TLS lorsque la température est entre °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

10 Analyse environnementale Normes de la qualité de l'airNormes de la qualité de l'air –Pas d'émission de contaminants selon la loi Normes sur la qualité de l eauNormes sur la qualité de l eau Normes sur l état des solsNormes sur l état des sols Conditions de travailConditions de travail –Détecteurs requis pour éviter de dépasser le TWA des produits toxiques (Éthylène, Acétate de Vinyle, Acide Acétique) = Analyseur IR Normes spécifiquesNormes spécifiques –Entreposage de l'acétate de vinyle: doit être inhibé par de l'hydroquinone –Précautions d'usage pour hydrocarbures (mise à la terre, …)

11 Choix du site : Montréal-Est AvantagesAvantages –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)

12 Analyse de sécurité Danger d'emballement du réacteurDanger d'emballement du réacteur –Côté enveloppe (shell) Pression et niveau de l'eau de refroidissement contrôlésPression et niveau de l'eau de refroidissement contrôlés Tour d'eau de refroidissement et disque de rupture en cas de coupure d'eau de procédéTour 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 dépressurisationDisque de rupture vers un réservoir de dépressurisation Disque de rupture à l'atmosphèreDisque de rupture à l'atmosphère –Fuite d'un côté à l'autre Analyseur d'oxygène sur la vapeur produiteAnalyseur d'oxygène sur la vapeur produite

13 Analyse de sécurité détaillée RefroidissementRefroidissement –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 ProcédéProcédé –Température DémarrageDémarrage FuitesFuites AlimentationAlimentation

14 Disposition des équipements dans l usineDisposition des équipements dans l usine –Localisation définitive de l usine (superficie) Analyse d impact environnemental:Analyse d impact environnemental: –Coûts de traitement des effluents Analyse économique:Analyse économique: –Réponses des fournisseurs –Est-ce rentable??? Écriture du rapport finalÉcriture du rapport final Tâches restantes :

15 Merci Période de question...


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