Improvement of a fractionation simulation
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Kemian tekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2024-08-29
Department
Major/Subject
Chemical and Process Engineering
Mcode
CHEM3043
Degree programme
Master's Programme in Chemical, Biochemical and Materials Engineering
Language
en
Pages
65+5
Series
Abstract
A part of the biomethanol purification process of ANDRITZ was simulated on CHEMCAD and Aspen Plus. The goal of the thesis was to investigate how to improve the accuracy of the process simulation by choosing the correct thermodynamic models and by updating the binary interaction parameters (BIPs) of component pairs. The simulations were first run with BIPs found from the databases of CHEMCAD and Aspen. Some of the missing parameters were then updated with values obtained from literature, data regression and UNIFAC estimations and their effects were studied. The BIPs for the component pairs water/methanol–DMS/DMDS/terpenes had the biggest impact on the results due to the formation of minimum boiling heterogeneous azeotropes which increased the volatility of the compounds. Finally, sensitivity analyses were conducted to study the effects of varying process conditions. Increasing the temperature of the sulphur column condenser could increase the separation of DMDS at the cost of lower methanol yield. Turpentine separation in decantation increased with increasing turpentine concentration in the feed. Methanol yield could be maximised by increasing the steam flow into the methanol column.Osa ANDRITZin biometanolin puhdistusprosessista simuloitiin CHEMCAD- ja Aspen Plus -ohjelmilla. Diplomityön tavoitteena oli tutkia, miten prosessisimulaation tarkkuutta voisi kehittää valitsemalla oikeat termodynaamiset mallit ja päivittämällä komponenttiparien binäärivuorovaikutusparametreja. Simuloinnit ajettiin ensin käyttäen binäärivuorovaikutusparametreja, jotka löytyivät CHEMCADin ja Aspenin tietokannoista. Osa puuttuvista parametreista päivitettiin kirjallisuuden, regressoinnin ja UNIFACin avulla, ja päivitettyjen parametrien vaikutuksia tutkittiin. Suurin vaikutus lopputuloksiin oli vesi/metanoli–DMS/DMDS/tärpätti-parien vuorovaikutusparametreilla, joka johtui heterogeenisten matalan kiehumispisteen omaavien atseotrooppien muodostumisesta, mikä kasvatti kyseisten komponenttien haihtuvuutta. Lopuksi muuttuvien prosessiolosuhteiden vaikutuksia tutkittiin herkkyysanalyyseilla. Rikkikolonnin lauhduttimen lämpötilan nostaminen lisäisi DMDS:n erottumista, mutta laskisi metanolin saantoa. Tärpätin erottuvuus lisääntyi dekantoinnissa tärpätin konsentraation kasvaessa syöttövirrassa. Metanolin saanto voitaisiin maksimoida kasvattamalla höyryn virtausta metanolikolonniin.Description
Supervisor
Alopaeus, VilleThesis advisor
Honkanen, RistoKeywords
biomethanol, purification, distillation, simulation, phase equilibrium