Pr

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ÉTUDE DINGÉNIERIE PRÉLIMINAIRE
Karine Bélanger Pierre-Luc Girard Nathalie
Camiré Dragana Hann Philippe Chouinard Daniel
Laflamme Jean-Philippe De Serres François
Laflamme Nicole Desnoyers Odile
Lamarche Catherine Dubreuil Julie
Tremblay Maxim Duchesne
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Plan de lexposé

• -Capacité de lusine
• -Procédé
• -Choix et dimensionnement des équipements
• -Bilan de matière et dénergie
• -Analyse de risques
• -Services
• -Choix du site
• -Impacts environnementaux
• -Analyse économique

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Capacité de lusine

• BIODIESEL
• Potentiel du marché canadien est de 100 000
  TM /an
• Lordre de grandeur de la production des usines
  américaines est entre 7 000 et 40 000 TM/an
• Lusine a une capacité de 30 000 TM/an

• GLYCÉRINE RAFFINÉE ? 3 000 TM/an
• Lordre de grandeur de la production des usines
  américaines est entre 15 000 et 75 000 TM/an

• ENGRAIS K3PO4 ? 400 TM/an
• Production canadienne dengrais
  4.5 millions TM/an

4
Description du procédé

• CHOIX DES RÉACTIFS
• Alcool
• MeOH vs EtOH dû au coût de production moins élevé
• Huile
• Soya vs Canola dû au coût moins élevé et plus
  stable
• Catalyseur
• KOH vs NaOH pour former lengrais K3PO4
• Acide
• H3PO4 pour former lengrais K3PO4

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Description du procédé
RÉACTION Transestérification
CH2OCOR1 CHOCOR2 CH2OCOR3 Huile ou graisse
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Description du procédé
RÉACTIONS INTERMÉDIAIRES
CH2OCOR1 CHOCOR2 CH2OCOR3 Huile ou graisse
CH2OH CHOCOR2 CH2OCOR3
1

CH3OH

R1COOCH3
Catalyseur
Alcool Diglycérine BIODIESEL
CH2OH CHOCOR2 CH2OCOR3
CH2OH CHOH CH2OCOR3
2
R2COOCH3

CH3OH

Catalyseur
Diglycérine Alcool
Monoglycérine
BIODIESEL
CH2OH CHOH CH2OCOR3
CH2OH CHOH CH2OH
3
R3COOCH3

CH3OH

Catalyseur
Monoglycérine Alcool
Glycérine
BIODIESEL
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Description du procédé retenu
-
résidus dhuile résidus deau
BIODIESEL
Huile de soya MeOH KOH
H3PO4
-
-
PROCÉDÉ
Section 3 de la purification du biodiesel
MeOH
Eau
Section 2 de la séparation
Eau
Section 1 de la réaction
Section 4 de la purification de la glycérine
Eau
FERTILISANT K3PO4
GLYCÉRINE résidus deau
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Description du procédé retenu
-
résidus dhuile résidus deau
BIODIESEL
Huile de soya MeOH KOH
H3PO4
-
-
Section 3 de la purification du biodiesel
MeOH
Eau
Section 2 de la séparation
Eau
Section 1 de la réaction
Section 4 de la purification de la glycérine
Eau
GLYCÉRINE résidus deau
FERTILISANT K3PO4
9
Section Réaction
Réaction
10
Section Neutralisation
Séparation
11
Section Purification
Purification du biodiesel
12
Section Glycérine
Purification de la glycérine
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Choix et dimensionnement des équipements

• Recherche de données dans la littérature
• Choix des procédés sectoriels
• Simulation
• Optimisation des procédés
• Dimensionnement des équipements

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Choix et dimensionnement des équipements

• Simulation et optimisation selon la concentration
  de glycérine dans le biodiesel
• Dimensionnement avec les résultats de la
  simulation

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Bilans de masse et dénergie
3.81 TM/h 1.2 MJ/h 131.3 MJ/h
4.2 TM/h 97.7 MJ/h 335 MJ/h
0.022 TM/h 4333 MJ/h 4662 MJ/h
Section 3 de la purification du biodiesel
Section 2 de la séparation
Section 1 de la réaction
Section 4 de la purification de la glycérine
Débit massique intrants Énergie à fournir par
section Énergie dégagée par section
0.42 TM/h 561 MJ/h 531 MJ/h
Intrants 4231 kg/h Extrants 4228 kg/h
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Analyse de risques

• Dessiner le diagramme détaillé (PID) de chaque
  section
• Identifier les risques associés aux produits et
  aux équipements du procédé
• Apporter les corrections nécessaires au procédé
• Établir le positionnement normale et sécuritaire
  des valves contenues dans le procédé
• Établir les vitesses de réponses critiques des
  contrôleurs
• Évaluer les interactions entre les différentes
  sections du procédé
• Rédiger les procédures de démarrage et darrêt
  des sections
• Rédiger les procédures de maintenance préventive
  des équipements

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Analyse de risques

• Produits dangereux
• MeOH et H3PO4
• Tout équipement en contact avec le MeOH doit
  posséder un système anti-explosif
• H3PO4 très corrosif
• Sections les plus à risque
• Réaction
• Séparation Neutralisation

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Services

• Générateur dazote
• Torchère
• Génératrice de secours (1750 kW)
• 2 Tours de refroidissement (44 m3/h)
• Réservoir deau de ville (10 m3)
• Traitement des effluents (Rejet non-suffisant)

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Choix du site
Windsor Hamilton
Coût pour 2.5 acres 250 000 325 000
Nb dhabitant 300 000 500 000
Proximité huile de soya 1 km ADM-Agri 5 km CanAmera
Accessibilité Voie ferrée Autoroute Port au Lac Érié Voie ferrée Autoroute Port au Lac Érié
Proximité des grands centres 370 km Toronto 900 km de Montréal 310 km de Hamilton 5 km de Détroit 70 km Toronto 610 km de Montréal 310 km Windsor
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Choix du site
21
Impacts environnementaux

• Caractéristiques du secteur
• Situé entre les lacs Érié et Huron
• Moins de 15 des terres de la région sont boisées
• Lusine est située dans le secteur industriel
  très développé
• Effets de limplantation de lusine
• Peu démissions gazeuses
• Faible effluent ( 2 m3/h)
• Peu de déchets solides
• Matière dangereuses
• Méthanol
• Acide phosphorique

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Analyse économique
Bases et hypothèses 1. Les quantités annuelles
vendues et produites de biodiesel et de glycérine
pure sont stables. 2. Le coût des matières
premières et le coût des différents services sont
constants. 3. Les valeurs des pourcentages
choisies afin de calculer les différents coûts à
partir du coût total des équipements représentent
bien le procédé étudié. 4. Les revenus
dintérêts des liquidités ne sont pas tenus en
compte dans lanalyse.
23
Analyse économique

• Coût dinvestissement
• Prix des équipements
• Selon le livre de Peter, Timmerhaus and West
• Confirmation par les fournisseurs
• Coût total en équipement de 3,17 M CAN
• Coût direct
• installation selon type équipement

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Analyse économique

• Coût dinvestissement
• Coût direct
• Indices additionnels utilisés
• reliés aux infrastructures

25
Analyse économique

26
Analyse économique

• Coût dinvestissement
• Coûts indirects

27
Analyse économique

• Coût dinvestissement
• Coûts indirects

• Capital fixe total 16,6 M CAN
• Coût investissement global 24 M CAN

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Analyse économique

• Coût de production
• Coût de fabrication
• Frais fixes et les frais généraux indirects
• Total de 29.9 M CAN
• Dépenses générales
• Total de 2,9 M CAN
• Coût de production total annuel
• Coût de fabrication dépenses générales
  amortissement
• 32,4 M CAN 1091 CAN / tonne biodiesel
• 0.97 CAN /
  Litre biodiesel

29
Analyse économique

• Prix de vente des produits

Produits Prix de Vente ( CAN/tonne) Revenus (M CAN)
Biodiesel 1.11 ( /L) 37,4
Glycérine 2618 7.6
K3PO4 2310 0.87
Revenus totaux 45.9 M CAN/année
30
Analyse économique

• Rentabilité du projet

• Valeur actualisée (PE)
• Profit actualisé sur 10 ans
• Si PE positive projet accepté
• TRAM 25
• PE 4.3 M CAN
• Rendement interne (TRI)
• Intérêt réel sur linvestissement
• Si TRI gt TRAM projet accepté
• TRI 32
• Remboursement du prêt
• 10 ans à 5 dintérêt
• 40 de linvestissement
• Prêt 9.6 M CAN

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Analyse de sensibilité
Facteur influençant le TRI
Rentabilité en fonction de la pureté de la
glycérine
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Analyse de sensibilité
Prix de vente du diesel en fonction du taux de
taxation canadien moyen
Prix de vente du mélange B20 en fonction du prix
de vente

• Détaxation de 23
• Rothsay Laurenco est de lordre de 24 .

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Sommaire

• Usine dune capacité de 30 000 TM/an située à
  Windsor, ON
• Procédé de transestérification de lhuile de soya
  par le MeOH et KOH
• Coût dinvestissement total de 24 M CAN
• Taux de rendement interne de 32
• Détaxation de 23