acetic acid의 생산 공정 설계 보고서 [아세트산, 생명공학, 화학공학]

소개

acetic acid의 생산 공정 설계 보고서
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목차

1. Introduction
2. 제안된 공정
2.1. 초기에 제안된 공정
2.2. 제안된 개선안
3. Detail design
3.1. 반응공정
3.2. 분리공정
3.2.1. Solvent of liquid-liquid extraction
4. Simulation results
5. Discussion
5.1. Separation Train Heuristics
5.2. Pressure Determination of Distillation Tower
5.3. 공정의 결과 분석
5.4. Heat exchange network
5.5. Cost
5.6. Exerge calculaton
6. 결론
References

본문내용

1. Introduction

여기서 제안하는 acetic acid의 생산공정은 Sabics (Saudi Basic Company)의 MoVNbO catalyst를 이용하여 ethane을 산화시켜 ethylene과 acetic acid을 동시에 생산하는 공정을 바탕으로 2007년에 MoVNbO catalyst를 기반으로 ethylene을 acetic acid로 전환하여 ethylene과 ethane의 분리문제를 해결한 patent의 내용을 도입하여 ethane으로부터 acetic acid을 생산하는 공정이다.
전의 중간결과에 이어 기말결과에서는 공정을 세부적으로 반응공정과 분리공정을 연결하여 전체 공정도에 대한 설계를 진행하였다. 반응공정에서의 반응 순서와 recyclce순서에 따른 여러 대안들과 아세트산과 물을 분리하기 위한 liquid-liquid Extraction에 대한 고려가 공정설계에 추가적으로 반영되었다. 따라서 참고한 특허에서 제안한 공정예시를 토대로 여러 대안들에 대한 simulation을 수행하였으며, Heat Exchanger Network에 대한 고려를 하였다.
Aspen Plus simulation 결과를 토대로 분리공정과정에서 separation train sequence와 Distillation에서의 온도 압력조건을 얼마나 충족하는 지에 대해 평가하고 Cost Analysis와 Availability 계산을 하여 경제적으로 얼마나 타당성이 있는 지에 대해서 평가하였다.


2. 제안된 공정

2.1. 초기에 제안된 공정

우리가 처음에 선택한 공정은 sabics (Saoudi Basic company)의 Mo_V_Nb system기반의 촉매를 사용하여 ethane을 산화시켜 ethylene과 acetic acid를 생산하는 공정이다.
이 공정의 장점은 기타 공정들보다 적은 횟수의 과정을 가지고 있어 비용절감 효과가 뛰어나고 naphtha를 cracking하는 과정이

참고자료

· Zhigang Lei, Chengyue Li∗, Yingxia Li, Biaohua Chen, “Separation of acetic acid and water by complex extractive distillation
· M. Roussel, M. Bouchard, E. Bordes-Richard, K. Karim and S. Al-Sayari, "Oxidation of ethane and acetic acid by MoVNbO catalysts", SABIC R&T, P.O., Saoudi Arabia, 2004.
· RYAN. Debra. Ann and FOSTER. James. A, "Use of chemical reaction to separate ethylene in ethane-based processes to produce acetic acid", World International Property Organization, 16 August 2007.
· J.M. Smith, H.C. Van Ness, M.M. Abbott, Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics, 7th ed., McGraw Hill, 2005
· W.D. Seider, J.D. Seader, D.R. Lewin, Product and Process Design Principles, 2nd ed., Wiley, 2004
· R. M. Felder and R. W. Rousseau, "Elementary Principles of Chemical Processes", 3rd. Ed., John Wiley and Sons (2000)