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Étude comparative de procédés de production d éthanol vGeneviève Beauvais vMarie-Josée Brisson vNiki Élias vValérie Léveillé vSébastien Maurice vDominic.

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1 Étude comparative de procédés de production d éthanol vGeneviève Beauvais vMarie-Josée Brisson vNiki Élias vValérie Léveillé vSébastien Maurice vDominic Pion vGaby Poirier vLuc Pomerleau

2 Plan de l exposé 3Étude de marché de léthanol 3Objectifs du projet 3Technologie 3Simulation 3Dimensionnement et coût des équipements 3Sécurité des procédés et Layout des équipements 3Études d impacts 3Analyses économiques 3Étude comparative et recommandations Étude comparative de procédés de production d éthanol

3 Objectifs du projet /Comparer deux procédés de production déthanol RUn procédé à base de maïs RUn procédé à base d éthylène /Intérêt principal: RComparer les rentabilités de production Étude comparative de procédés de production d éthanol

4 Étude de consommation de l éthanol Carburant 4Amérique du Nord: max 10% volumique 4Amérique du sud: source principale Solvant 4 peintures, encres, cosmétiques, détergents et produits pharmaceutiques Réactif 4 éthylamines, lacétate déthyle et le vinaigre distillé Étude comparative de procédés de production d éthanol Sources de croissance % dans la consommation industrielle 4 Influence du « Clean Air Act » 4 Croissance de la consommation dans l hémisphère sud 4 Influence des prix augmentents du pétrole

5 Technologie A : Procédé à base de maïs Étude comparative de procédés de production d éthanol Préparation du mashCuisson du mash (Jet-cooker)Décanteurs centrifugesSaccharificationFermentationColonne à distillerSéchage des DDGS Membrane de pervaporation pour produire l éthanol à 99.5%

6 Simulation : Procédé à base de maïs Étude comparative de procédés de production d éthanol Bilan aux membranesBilan global du procédéBilan énergétique global

7 Production quotidienne Étude comparative de procédés de production d éthanol / litres/jour déthanol à 99,5% w/w. /1334 TM/jour DDGS Pour une production de 300 millions L/an Requiert TM/an de maïs soit 10% de la production canadienne

8 Étude comparative de procédés de production d éthanol Technologie B : Procédé à base déthylène Réacteur dhydrolyse C 2 H 4 + H 2 O + H 2 SO 4 = C 2 H 5 OH + (C 2 H 6 ) 2 O + H 2 SO 4 Colonne de strippage Récupération de l acide sulfurique Membrane de pervaporation Concentration de l éthanol à 99.5% massique Colonne à distiller Séparation de l oxyde de diethyl de l éthanol Colonne de lavage Enlever les vapeurs d acide Services U.T.E., Déminéraliseur, Tour de refroidissement

9 Étude comparative de procédés de production d éthanol Simulation : Procédé à base déthylène Bilan des colonnes d extractionBilan global du procédé

10 Production quotidienne Étude comparative de procédés de production d éthanol / litres/jour d éthanol à 99,5% vol. / litres/jour d oxyde de diéthyle Pour une production de 300 millions L/an Requiert 570 millions L/an d éthylène soit 7% de la production canadienne

11 Dimensionnement et coûts : Procédé à base de maïs Étude comparative de procédés de production d éthanol

12 Dimensionnement et coûts : Procédé à base déthylène

13 HAZOP: Fiches de sécurité MSDS Étude comparative de procédés de production d éthanol Par exemple pour l éthanol Spécimen

14 Layout : Procédé à base de maïs Étude comparative de procédés de production d éthanol Usine Partie humide Partie sèche Silos Réservoirs d éthanol Parc de stockage

15 Étude comparative de procédés de production d éthanol Sécurité et Layout : Procédé à base déthylène Traitement des eaux Usine Salle des pompes Parc de réservoirs

16 Choix du site et étude d impact: Procédé à base de maïs Étude comparative de procédés de production d éthanol BARRIE (ONTARIO) /Attraits majeurs du site 3la proximité des producteurs de maïs 3les moyens de transports disponibles (ferroviaires et routiers) 3les considérables ressources en eaux douces disponible par le biais du Lac Simcoe 3les infrastructures industrielles et la proximité de Toronto pour la main d'œuvre spécialisée 3le positionnement géographique de Barrie assurant une proximité du marché américain AIR Rejet émis dans l air par l usine CO2 (non réglementé) Matières particulaires EAU Eau de procédé Fonctionne en circuit fermé

17 Choix du site et étude d impact: Procédé à base d éthylène Étude comparative de procédés de production d éthanol ST-ROMUALD (QUÉBEC) /Attraits majeurs du site 3les moyens de transports disponibles (ferroviaires, maritimes et routiers) 3les infrastructures industrielles et la proximité de Québec pour la main d'œuvre spécialisée AIR AUCUN REJET DE L USINE DANS L AIR À L EXCEPTION DE LA VAPEUR D EAU EAU Eaux neutralisées provenant de l UTE [pH Tmax=25°C, 10 ppm sel] RESPECTE LARGEMENT LES NORMES!

18 Prix de l éthanol (avant taxe) 4 Essence conventionnelle [25.2 MJ/L] 345 $CAN/m 3 * 1m 3 /1000 L / 25.2 MJ/L = $CAN/MJ 4Éthanol [23.7 MJ/L] $CAN/MJ * 23.7 MJ/L *1000 L/m 3 = 325 $CAN/m 3 Analyse économique Étude comparative de procédés de production d éthanol 4 Échelonnée sur 20 ans 4 Conversion des dollars 0.69$US/$CAN Revenus 4 Procédé A Éthanol (325 $CAN/m 3 ) DDGS (270 $CAN/m 3 ) Taux d imposition 4 Procédé A : - 30 % (Ontario) 4 Procédé B : - 34 % (Québec) Manuel référence pour l analyse économique Plant Design and Economics for Chemical Engineers Facteurs de dépenses 4Coût d opération Coût de fabrication + Dépenses générales Facteurs de dépenses 4Amortissement 30 % (classe 43 CCA) 4 Emprunt À 8 % d intérêt sur 10ans 4Procédé B Éthanol(325 $CAN/m 3 ) Oxyde de diéthyle [ether](750 $CAN/m 3 ) Facteurs de dépenses 4 Matières premières Procédé A : - Maïs, H 2 O Procédé B : - Éthylène, H 2 O, H 2 SO 4, NaOH

19 Analyse économique : Procédé à base de maïs Étude comparative de procédés de production d éthanol Facteurs déterminants 1erPrix éthanol 2eCoût de fabrication 3eMatières premières Investissement: $CAN Prix de vente de l éthanol: 325$CAN/M 3 Valeur présente nette: ( ) $CAN TRI 6.29%

20 Facteurs déterminants 1erPrix matière premières 2ePrix éthanol 3eCoût de fabrication Étude comparative de procédés de production d éthanol Analyse économique : Procédé à base déthylène Investissement: $CAN Prix de vente de l éthanol: 325$CAN/M 3 Valeur présente nette: ( ) $CAN TRI < 0

21 Étude comparative et recommandations Étude comparative de procédés de production d éthanol Augmentation du prix du pétrole Augmentation direct du prix de léthylène Rend le prix de l éthanol produit à partir du maïs concurrentiel Quantité de maïs nécessaire La recherche sur les OGM pour la maïs contribuera à la pérennité de la ressource Utilisation potentiel et exportation À prix équivalent, les consommateurs préféreront un carburant propre Le procédé à base de maïs est le plus avantageux !!

22 Questions ?? Étude comparative de procédés de production d éthanol


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