Ing

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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 II

2
Plan de lexposé

• Introduction
• Technologie et équipement
• Simulation du procédé
• Environnement et choix du site
• Analyse économique
• Conclusion

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Introduction
4
Objectif

• Réaliser l ingénierie préliminaire d un projet
  de production de papier SC-A au Québec
• Production de 1 200 tonnes/jour

5
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

6
Types de papier
SC-A
7
Caractéristiques du papier SC-A

• Grammage entre 40 g/m2 et 66 g/m2
• Brillance entre 68 et 72ISO
• Pays producteurs
• Finlande
• Norvège
• Canada (Nouvelle-Écosse)

8
Recette du papier SC-A

• Pâte thermomécanique
• 50
• Pâte Kraft
• 10
• Pâte désencrée
• 10
• Argile
• 30

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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

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Technologie et équipements
Andréanne Bouchard Sébastien Dawson
Sylvain Deblois Gilbert Dumoulin
Alan Lemoine Glen
Lemoine
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Plan de la section

• Introduction
• Traitement des copeaux
• Pâte thermomécanique
• Désencrage
• Machine à papier

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Introduction

• Objectifs
• 1 200 t/j de SC-A
• Ajout de pâte recyclée

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Traitement des copeaux de bois

• Approvisionnement
• Traitement
• Tri
• Préchauffage (50C-60C)
• Amélioration et lavage

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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 (1800-2300 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

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Pâte thermomécaniqueÉquipements

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

16
Illustration d une usine de TMP
Source Andritz
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Blanchiment de la pâte thermomécanique

• Blanchiment au peroxyde, deux stades en série
• Stabilisation à lhydroxyde de sodium
• Gain de blancheur denviron 30 ISO

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Pâte désencrée

• Approvisionnement
• Désencrage
• Boucle alcaline
• Trituration
• Classage et épuration
• Flottation
• Épuration déchets légers
• Boucle acide
• Dispersion
• Flottation
• Classage et épuration

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Blanchiment de la pâte désencrée

• Peroxyde
• Dispersion
• Tour de blanchiment
• Hydrosulfite

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Mélange de la pâte

• Pâte Kraft
• Kaolin (argile)
• Pâte thermomécanique
• Pâte désencrée
• Casses

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Machine à papier

• Formation et pressage
• Séchage
• Supercalandrage et bobinage

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Machine à papierFormation et presse

• longueur 146 m
• largeur (toile) 9.46 m
• vitesse 1800 m/min
• capacité 350 000 tm/an

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Machine à papierSéchage

• 9 sections de séchage
• 5 cylindres de séchage par section

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Machine à papierBobinage, supercalandrage et
bobinage final

• Bobinage et supercalandrage
• 10 rouleaux
• 1 500 m/min

• Bobinage final
• 2 500 m/min

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Traitement des eaux

• Traitement de leau de procédé
• Clarificateur à contact de boues
• Filtration
• Conditionnement de leau de la chaudière

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Traitement des effluents 

• Eaux usées
• Prétraitement
• Traitement primaire
• Traitement secondaire
• Clarificateur secondaire
• Lagune daération
• Boues
• Filtre à presse

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Simulation
Catherine Baril Patrice Boily
Alexandre Fortier Érick Lemieux David
Marcotte Nicolas Pons Philippe
Quintal
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Plan de la section

• Introduction
• Logiciel
• fonctionnement du logiciel
• fonctionnement d un bloc
• mise en place des blocs
• Bilan global

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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

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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

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Fonctionnement du logiciel

• Blocs représentant des opérations unitaires
  reliés par des écoulements
• Écoulements
• types
• paramètres à spécifier
• Blocs
• types
• paramètres à spécifier

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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
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Mise en place des blocs

• Approche bloc par bloc
• Simulation dun équipement par plusieurs blocs

34
(No Transcript)
35
Bilan global
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Environnement et choix du site
Lucien Cyr Lucie Faucher
Nathalie Ferland Patrick Gratton
Rachel Meilleur François
Tabbakh
37
Plan de la section

• Introduction
• Choix du site
• Évaluation des impacts
• Aménagement

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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

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Choix du site

• Critères de sélection
• Disponibilité du terrain ( ? 1 km2)
• 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

40
Zone de lEstrie

• Richmond - Melbourne
• MRC du Val St-François
• Ascot Corner
• MRC du Haut-St-François
• Lac Mégantic
• MRC du Granit

41
(No Transcript)
42
Zone de la Mauricie

• Louiseville
• MRC Maskinongé
• Shawinigan
• MRC du centre de la Mauricie
• Grand-Mère
• MRC du centre de la Mauricie

43
(No Transcript)
44
Site choisi

• Lac Mégantic

45
Municipalité de Lac Mégantic
Aire industrielle
161
Usine
Aire industrielle
Milieu bâti
Site dimplantation
204
Aire du milieu bâti
Limites municipales
161
Routes secondaires
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Étude d impact

• Description du milieu
• Milieu physique, biologique et humain
• Revue du procédé, bilans de matière
• Identification et évaluation des impacts

47
Bilan des impacts

• Émissions gazeuses
• Déchets solides
• Eaux usées

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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

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Déchets solides

• Nature boues, copeaux rejetés
• Mesures datténuation
• Boues enfouies selon les normes
• Rejets de copeaux brûlés
• Impacts
• Minimes ? l enfouissement est efficace

50
Eaux usées

• Nature matières organiques en suspension (DBO5),
  pas de chlore
• Mesures datténuation
• Système de drainage
• Système de traitement des eaux
• Impacts
• Minimes grâce au traitement

51
Aménagement

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

52
(No Transcript)
53
Analyse économique
Édith Demers Gino Duguay
Mathieu Fleury Véronique Giard
Jeanne Rodier
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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

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Introduction

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

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Coûts dinvestissement

• Investissement Immobilisation fonds de
  roulement
• Tous les fonds nécessaires pour démarrer une
  usine de papier

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Coûts d immobilisation

• Immobilisation Coûts directs coûts indirects

58
Coûts directs

• Équipements principaux
• 250.5 M
• Équipements auxiliaires
• 30.6 M
• Installation, instrumentation, construction,
  tuyauterie
• 353.6 M
• Terrain et services
• 155.0 M

• Total
• 789.2 M

59
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
• 193.4 M

60
Immobilisations

• Coûts directs
• 789.2 M
• Coûts indirects
• 193.4 M

Total des immobilisations 982.6 M
61
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 133.3 M
62
Coûts d investissement

• Immobilisations
• 982.6 M
• Fonds de roulement
• 133.3 M

Investissement total 1 115.9 M
63
Financement

• 60 de l investissement
• emprunt dette
• 669.5 M à 7.25/an
• 40 de l investissement
• équité valeur des actions émises
• 446.3M

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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

65
Flux monétaireRevenus

• Vente du papier fini
• prix de vente pour une production de 1 200
  tm/jour
• 1668 /tm
• Vente de pâte recyclée
• prix de vente pour une production de 75 tm/jour
• 450 /tm

• 720.6 M/an

• 12.2 M/an

66
(No Transcript)
67
Flux monétaire

• Valeur présente
• 901.0 M
• Taux de rendement interne (TRI)

50
68
Graphique de profitabilité
69
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

70
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

71
Conclusion
72
Conclusion

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

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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 1 115.9M
• TRI de 50
• Facteurs les plus influents prix de vente et
  taux de change

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Remerciements

• 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

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