Learning Centre

Techno-economic assessment of the removal of benzene impurities

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Ouni, Tuomas
dc.contributor.advisor Sarwar, Golam
dc.contributor.author Linnavuori, Kirsi
dc.date.accessioned 2016-09-22T08:52:25Z
dc.date.available 2016-09-22T08:52:25Z
dc.date.issued 2016-08-23
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/22135
dc.description.abstract In Borealis’ aromatics production site benzene is produced as well as imported for further processing to cumene by catalytic alkylation. Objective of this thesis is to find more feasible way to process benzene at Borealis’ benzene unit. Three factors are aspired: possibility to source benzene with higher toluene content, avoid distilling on-spec benzene, and allow alkylation catalyst run length match turnaround interval of five years. Three processing scenarios are compared in this thesis: I) distillation of all used benzene, II) distillation of only imported benzene, and III) bypassing the benzene distillation column completely. Techno-economic assessment of these three scenarios is conducted. Capacity of the benzene distillation column is studied by Aspen Plus simulation. Clay treating as benzene purification method is studied by laboratory tests. Investment needs as well as operating costs are determined for all the scenarios. Net present value (NPV), internal rate of return, and payback time are calculated for the scenarios. Also sensitivity analysis is done for the scenarios and some risks and other factors are compared. Simulations show that capacity of the distillation column is enough for maximum feed in scenario I. However, some changes to the reboiler of the column must be done so that minimum capacity of scenario II can feasibly be met. In laboratory, three different acid activated bentonite clays are tested for N-formylmorpholine removal by adsorption capability and capacity tests. Operating costs are estimated with steam, catalyst and clay costs. Benefit gained from price difference of benzene with higher toluene content is also taken into account. NPV of the scenario II is calculated to be the best. NPVs are most sensitive for steam price change and change in benzene price difference. Other factors imply also that the scenario II would be the best alternative. In this scenario, there is a possibility to purchase lower quality benzene, no benzene that is on specifications is unnecessarily distilled over, and the catalyst run length should match the turnaround period with efficient operation of the clay treaters. According to these factors and financial indicators, the scenario II is recommended as processing method of benzene. en
dc.description.abstract Borealiksen aromaattien tuotantolaitoksella bentseeniä tuotetaan sekä tuodaan. Bentseenistä valmistetaan kumeenia katalyyttisella alkyloinnilla. Tämän työn tarkoituksena on etsiä kannattavampi menetelmä prosessoida bentseeniä Borealiksen bentseeniyksikössä. Kolmea tekijää tavoitellaan: mahdollisuutta ostaa korkeamman tolueenipitoisuuden bentseeniä, spesifikaatiot täyttävän bentseenin tislauksen välttämistä, ja alkylointikatalyytin toiminnan säilyttämistä viiden vuoden seisokkivälin. Työssä vertaillaan kolmea prosessointiskenaariota: I) kaiken käytetyn bentseenin tislaus, II) vain tuontibentseenin tislaus, III) bentseenin tislauskolonnin ohitus kokonaan. Näille vaihtoehdoille tehdään teknis-taloudellinen arvio. Bentseenin tislauskolonnin kapasiteettia tutkitaan simuloimalla Aspen Plus -ohjelmalla. Bentseenin puhdistusta savikäsittelyllä tutkitaan laboratoriokokeilla. Kaikille kolmelle skenaarioille kartoitetaan investointitarpeet sekä määritetään käyttökustannukset. Skenaarioille lasketaan nettonykyarvo, sisäinen korkokanta sekä takaisinmaksuaika. Skenaarioille tehdään myös herkkyysanalyysi ja joitakin riskejä sekä muita tekijöitä vertaillaan. Simulointien perusteella tislauskolonnin kapasiteetti riittää skenaario I:n maksimisyöttömäärälle. Jotta skenaarion II minimisyöttö voidaan toteuttaa, kolonnin pohjan kiehuttimeen on kuitenkin tehtävä muutoksia. Laboratoriokokeissa testataan kolmea happoaktivoitua bentoniittisavea N-formyylimorfoliinin poistamisessa adsorptiokyky- sekä kapasiteettikokeilla. Käyttökustannukset arvioidaan höyrylle sekä katalyytti- ja savikustannuksille. Tolueenipitoisella bentseenillä saavutettava kustannushyöty huomioidaan myös. Skenaarion II nettonykyarvo on paras. Nettonykyarvot ovat kaikkein herkimpiä höyryn hintavaihtelulle ja bentseenin hintaeron vaihtelulle. Muidenkin tekijöiden perusteella skenaario II on paras vaihtoehto. Tässä skenaariossa on mahdollisuus ostaa alemman laadun bentseeniä, spesifikaatiot täyttävää bentseeniä ei tislata turhaan ja katalyytin käyttöiän pitäisi kestää huoltoseisokkivälin tehokkaan savitornien operoinnin avulla. Näiden tekijöiden sekä talouslaskelmien perusteella skenaariota II suositellaan bentseenin operoinnille. fi
dc.format.extent 66+9
dc.format.mimetype application/pdf en
dc.language.iso en en
dc.title Techno-economic assessment of the removal of benzene impurities en
dc.title Teknis-taloudellinen arvio bentseenin epäpuhtauksien poistamisesta fi
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö fi
dc.contributor.school Kemian tekniikan korkeakoulu fi
dc.subject.keyword benzene purification en
dc.subject.keyword clay treating en
dc.subject.keyword bentonite clay en
dc.subject.keyword techno-economic assessment en
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201609224143
dc.programme.major Prosessit ja tuotteet fi
dc.programme.mcode KE3003 fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.contributor.supervisor Oinas, Pekka
dc.programme KEM - Kemian tekniikan koulutusohjelma fi
dc.location PK fi
local.aalto.openaccess yes
dc.rights.accesslevel openAccess
local.aalto.idinssi 54378
dc.type.publication masterThesis
dc.type.okm G2 Pro gradu, diplomityö


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse