Design pr

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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 la période Février à novembre 2000
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Introduction

• Acétate de vinyle (VAM)
• Monomère (CH3COOCHCH2 ) 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

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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

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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

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Procédé en phase vapeur
Désirable
Indésirable
H2CCH2 3O2 ? 2CO2
2H2O (éthylène) (oxygène) ? (dioxyde de
carbone) (eau)
CH3COOH H2CCH2 ½O2 ? CH3COOCHCH2
H2O (acide acétique) (éthylène) (oxygène) ?
(acétate de vinyle) (eau)
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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

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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)

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Échéancier
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Choix de matériaux

• Sélection
• PVC pour les réservoirs et conduites
  d'alimentation froides
• TLS lorsque la température est entre 100-150C 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

• À exclure d'emblée
• Cuivre (inhibiteur de réaction)

• Contraintes
• Température
• Corrosion par oxygène
• Échange thermique
• Prix

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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, )

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Choix du site Montréal-Est

• 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)

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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

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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

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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

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Merci

• Période de question...