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Ingénierie préliminaire dun projet de production de papier SC-A+ au Québec Groupe B Dans le cadre du cours GCH 425 Design des procédés industriels chimiques.

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2 Ingénierie préliminaire dun projet de production de papier SC-A+ au Québec Groupe B Dans le cadre du cours GCH 425 Design des procédés industriels chimiques II

3 Plan de lexposé Introduction Technologie et équipement Simulation du procédé Environnement et choix du site Analyse économique Conclusion

4 Introduction

5 Réaliser l ingénierie préliminaire d un projet de production de papier SC-A+ au Québec Production de tonnes/jour Objectif

6 Intérêt du SC-A+ Excellente performance d impression Utilisé pour les revues, les catalogues, les brochures publicitaires et les dépliants Caractéristiques comparables à celles des papiers LWC Concurrencer le marché du LWC grâce à son coût inférieur de 15 à 20%

7 Types de papier SC-A+

8 Grammage entre 40 g/m 2 et 66 g/m 2 Brillance entre 68% et 72%ISO Pays producteurs –Finlande –Norvège –Canada (Nouvelle-Écosse) Caractéristiques du papier SC-A+

9 Recette du papier SC-A+ Pâte thermomécanique –50% Pâte Kraft –10% Pâte désencrée –10% Argile –30%

10 Organisation du travail Choix de la technologie et de léquipement Simulation du procédé Choix du site et l étude de l impact environnemental Analyse économique du projet

11 Technologie et équipements Andréanne Bouchard Sébastien Dawson Sylvain Deblois Gilbert Dumoulin Alan Lemoine Glen Lemoine

12 Plan de la section Introduction Traitement des copeaux Pâte thermomécanique Désencrage Machine à papier

13 Introduction Objectifs –1 200 t/j de SC-A+ –Ajout de pâte recyclée

14 Traitement des copeaux de bois Approvisionnement Traitement ­Tri ­Préchauffage (50°C-60°C) ­Amélioration et lavage

15 Pâte thermomécanique Procédé conventionnel 2 stages de raffinage raffinage à vitesse modérée (1800 RPM) raffinage à consistance moyenne (20-40%) taux de rejets du tamisage de 49% traitement complexe des rejets Procédé RTS (Residence Time Temperature Speed) 3 stages de raffinage raffinage à vitesse élevée ( RPM) raffinage à consistance élevée (45-50%) temps de résidence plus court plus d énergie appliquée aux fibres taux de rejets du tamisage de 35% traitement simple des rejets

16 Pâte thermomécanique Équipements Pré-chauffeur (130°C) Raffineurs, 3 stades Raffineurs à rejets Cyclones de pressurisation Tamiseurs à pression, 2 stades Hydrocyclones, 4 stades en cascade Filtres à disque

17 Illustration d une usine de TMP Source: Andritz

18 Blanchiment de la pâte thermomécanique Blanchiment au peroxyde, deux stades en série Stabilisation à lhydroxyde de sodium Gain de blancheur denviron 30% ISO

19 Pâte désencrée Approvisionnement Désencrage –Boucle alcaline Trituration Classage et épuration Flottation Épuration déchets légers –Boucle acide Dispersion Flottation Classage et épuration

20 Blanchiment de la pâte désencrée Peroxyde –Dispersion –Tour de blanchiment Hydrosulfite

21 Mélange de la pâte Pâte Kraft Kaolin (argile) Pâte thermomécanique Pâte désencrée Casses

22 Machine à papier Formation et pressage Séchage Supercalandrage et bobinage

23 Machine à papier Formation et presse longueur = 146 m largeur (toile) = 9.46 m vitesse = 1800 m/min capacité = tm/an

24 Machine à papier Séchage 9 sections de séchage 5 cylindres de séchage par section

25 Bobinage et supercalandrage 10 rouleaux m/min Machine à papier Bobinage, supercalandrage et bobinage final Bobinage final m/min

26 Traitement des eaux Traitement de leau de procédé –Clarificateur à contact de boues –Filtration –Conditionnement de leau de la chaudière

27 Traitement des effluents Eaux usées –Prétraitement –Traitement primaire –Traitement secondaire –Clarificateur secondaire –Lagune daération Boues –Filtre à presse

28 Simulation Catherine Baril Patrice Boily Alexandre Fortier Érick Lemieux David Marcotte Nicolas Pons Philippe Quintal

29 Plan de la section Introduction Logiciel –fonctionnement du logiciel –fonctionnement d un bloc –mise en place des blocs Bilan global

30 Introduction Objectifs –bilans de masse et d énergie –dimensionnement des équipements –consommation des produits chimiques Démarche –division de lusine en quatre blocs pâte thermomécanique désencrage préparation de la pâte machine à papier

31 Logiciel WinGEMS version 4.5 de Pacific Simulation –spécialisé dans le domaine des pâtes et papiers –logiciel convivial approche par blocs –très utilisé dans lindustrie

32 Fonctionnement du logiciel Blocs représentant des opérations unitaires reliés par des écoulements Écoulements –types –paramètres à spécifier Blocs –types –paramètres à spécifier

33 Fonctionnement d un bloc Entrées –pâte à laver –eau de lavage Sorties –pâte lavée –filtrat Paramètres –facteur d efficacité –consistance de sortie de la pâte Unité WASH

34 Approche bloc par bloc Simulation dun équipement par plusieurs blocs Mise en place des blocs

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36 Bilan global

37 Environnement et choix du site Lucien Cyr Lucie Faucher Nathalie Ferland Patrick Gratton Rachel Meilleur François Tabbakh

38 Plan de la section Introduction Choix du site Évaluation des impacts Aménagement

39 Introduction Objectifs: Évaluer trois sites dans deux régions –retenir le meilleur site de chaque région Évaluer les impacts sur l environnement que causerait l implantation de l usine Aménagement du terrain

40 Choix du site Critères de sélection: Disponibilité du terrain ( 1 km 2 ) Accès au site (routes, réseau ferroviaire) Approvisionnement en eau (rivière) Approvisionnement en matières premières Infrastructures (électricité, gaz naturel, eau) Site denfouissement pour les déchets solides Main dœuvre disponible Proximité du marché

41 Zone de lEstrie Richmond - Melbourne –MRC du Val St-François Ascot Corner –MRC du Haut-St-François Lac Mégantic –MRC du Granit

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43 Zone de la Mauricie Louiseville –MRC Maskinongé Shawinigan –MRC du centre de la Mauricie Grand-Mère –MRC du centre de la Mauricie

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45 Site choisi Lac Mégantic

46 Aire industrielle Milieu bâti Usine Routes secondaires Site dimplantation Aire du milieu bâti Aire industrielle Limites municipales Municipalité de Lac Mégantic

47 Description du milieu –Milieu physique, biologique et humain Revue du procédé, bilans de matière Identification et évaluation des impacts Étude d impact

48 Bilan des impacts Émissions gazeuses Déchets solides Eaux usées

49 Émissions gazeuses Nature: Vapeur provenant du séchage, gaz de combustion Impacts: Possibilité de produire un panache au dessus de la ville (pollution visuelle) Cheminée pour les gaz de combustion afin de minimiser les particules en suspension

50 Déchets solides Nature : boues, copeaux rejetés Mesures datténuation –Boues enfouies selon les normes –Rejets de copeaux brûlés Impacts –Minimes l enfouissement est efficace

51 Eaux usées Nature: matières organiques en suspension (DBO 5 ), pas de chlore Mesures datténuation –Système de drainage –Système de traitement des eaux Impacts –Minimes grâce au traitement

52 Aménagement Bâtiment de service Bâtiment abritant le procédé Guérite Station de pompage Silos pour les copeaux Entrepôt pour le papier

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54 Analyse économique Édith Demers Gino Duguay Mathieu Fleury Véronique Giard Jeanne Rodier

55 Plan de la section Introduction Coûts d investissement –Immobilisation coûts directs coûts indirects –Fonds de roulement Financement Revenus Flux monétaire –Profitabilité Analyse de sensibilité Étude de rentabilité

56 Introduction Objectifs –Déterminer le coût des équipements –Établir le flux monétaire –Effectuer une analyse de sensibilité –Observer la rentabilité du projet

57 Coûts dinvestissement Investissement = Immobilisation + fonds de roulement Tous les fonds nécessaires pour démarrer une usine de papier

58 Coûts d immobilisation Immobilisation = Coûts directs + coûts indirects

59 Coûts directs Équipements principaux M$ Équipements auxiliaires 30.6 M$ Installation, instrumentation, construction, tuyauterie M$ Terrain et services M$ Total M$

60 Coûts indirects Ingénierie et gérance de projet 63.1 M$ Gérance de construction 39.5 M$ Transport des équipements 23.7 M$ Pré-projet 31.6 M$ Formation et mise en service 19.7 M$ Contingence et escalation 15.8 M$ Coût du client 63.1 M$ Total M$

61 Immobilisations Coûts directs M$ + Coûts indirects M$ = Total des immobilisations M$

62 Fonds de roulement Matière première –copeaux et vieux magazines (1 mois) –produits chimiques (2 mois) Coûts de production (1 mois) –main-dœuvre 262 personnes Matériaux d opération et d entretien (2 mois) Comptes recevables (45 jours) Fonds de roulement total M$

63 Coûts d investissement Immobilisations M$ + Fonds de roulement M$ = Investissement total M$

64 Financement 60% de l investissement = emprunt = dette M$ à 7.25%/an 40% de l investissement = équité = valeur des actions émises 446.3M$

65 Flux monétaire Hypothèses –Le taux de change est de 1,45 $Can/$US –Le TRAM fixé est de 15% –Le taux d'imposition est de 35% –Augmentation des salaires de 1.5% par année –L'inflation générale sur une période de 30 ans est estimée à 1.5% par année –Les équipements seront dépréciés sur 20 ans et les immeubles sur 40 ans

66 Flux monétaire Revenus Vente du papier fini prix de vente pour une production de tm/jour –1668 $/tm Vente de pâte recyclée prix de vente pour une production de 75 tm/jour –450 $/tm M$/an 12.2 M$/an

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68 Flux monétaire Valeur présente M$ Taux de rendement interne (TRI) 50%

69 Graphique de profitabilité

70 Analyse de sensibilité Les facteurs les plus influents en ordre décroissant –taux de change –prix de vente du papier –taux dintérêt –coût de production –coût dimmobilisation –prix des copeaux –prix de la pâte Kraft –proportion dette-équité

71 Rentabilité Buts –ne pas descendre le TRI sous 15% –obtenir une valeur présente nette = 0 Les ventes de pâte amènent une influence négligeable sur la rentabilité

72 Conclusion

73 Technologie –choix de technologie RTS (européenne) –désencrage avec 2 boucles –blanchiment au peroxyde –supercalandrage Simulation –logiciel WinGEMS –bilan de matière

74 Conclusion Site et environnement –Lac Mégantic répond à tous les critères fixés –Technologie moderne et propre qui a un impact minime sur l environnement Analyse économique –Investissement total de M$ –TRI de 50% –Facteurs les plus influents : prix de vente et taux de change

75 Monsieur Robert McCullough –Firme de génie conseil KSH Monsieur Maher I. Boulos –Professeur titulaire Monsieur Nicolas Dignard –Assistant du cours Toutes les personnes qui ont contribué de près ou de loin à la réalisation du projet Remerciements

76 Sil y a des investisseurs dans la salle, voici un projet qui mérite votre attention!


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