Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

TEREPHTHALİC ACİD

No description
by

tugce gunsen

on 28 June 2016

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of TEREPHTHALİC ACİD

TEREFTALIK ASIT ÜRETIMI
HAZIRLAYANLAR
02100002025 Eda Gül KÖSECE
02100002036 Hasan HOCAOGLU
02100002067 Tugçe EMIROGLU
02110002043 Merve SAHAN
02110002047 Tugçe Selin GÜNSEN
02110002065 Anıl SEKER
50100072007 Funda BINGÖL
50090072058 Bahar SANCAR

ÖZET


Bu çalısmada p-ksilenin asetik asit içerisinde kobalt asetat katalizörü esliginde oksidasyonla reaksiyona girmesiyle tereftalik asit meydana gelmektedir. Öncelikle p-ksilen, kobalt asetat, asetik asitin genel özelliklerini incelenmis olup daha sonra fizibilite arastırması yapılmıstır. Tereftalik asitin çevreye ve canlılara olan etkileri incelenmistir. Teraftalik asit üretim prosesleri incelenerek tasarım için Amoco prosesi üretim yöntemi seçilerek bu prosese uygun akım diyagramı olusturulmustur. Yıllık 50000 ton tereftalik asit üretimi için 330 is günü temel alınarak kütle denkligi kurulmus ve proseste yer alan donanımların tasarımı yapılmıstır.
1.MADDELERIN ÖZELLIKLERI
P-ksilen
P-ksilen tereftalik asit üretimi için büyük ölçüde kullanılır.Renksiz sıvıdır.Alkol eter ve diger organik solventlerde çözünür.Kaynama noktası 138 oC ve molekül agırlıgı 106.165 g/mol 'dur.

Asetik Asit
Dogada karbonhidratların yükseltgenmesiyle olusur.Suda tamamen çözünür.Sıvıdır.Kaynama noktası 118 oC ve molekül agırlıgı 60.05 g/mol'dur.

Kobalt Asetat
Oksidasyonda katalizör olarak kullanılır.Su, etanol, asetik asit ve amilasetat içinde çözünür.Kaynama noktası 140 oC ve molekül agırlıgı 249.1 g/mol 'dür.

P-toluik
Polietilen tereftalat üretiminde kullanılan tereftalik asit p-ksilenin oksidasyonu için bazı endüstriyel işlemlerde bir ara maddedir.Suda pratik olarak çözünmez fakat aseton içinde çözünür ve beyaz katı kristaldir.Kaynama noktası 274 oC ve molekül agırlıgı 136.15 g/mol'dür.


Tereftalik Asit
Tereftalik asit, p-ksilenin yükseltgenmesinden elde edilir.P-ksilenin sıvı fazda basınç, sıcaklık ve katalizör yardımıyla hava ile oksidasyonu neticesi tereftalik asit oluşur.Ancak üretilen TA polyester sanayisinde kullanılmasını engelleyecek 4-CBA içerir.Ürün içindeki bu 4-CBA safsızlığı katalizör yardımıyla hidrojen ile reaksiyona sokularak giderildikten sonra saf tereftalik asite (PTA) dönüştürülür.Kaynama noktası 300 oC ve molekül ağırlığı 166.13 g/mol'dur.
2.FİZİBİLİTE ETÜDÜ
Kuruluş Yeri
Bilecik ili, Bozüyük ilçesi, Poyra köyünün batısında bulunan Bozüyük organize sanayi bölgesindedir.

Hammadde Etüdü
P-ksilen
; PETKİM Petrokimya Holding A.Ş. İzmir Aliağa kompleksinden tren yoluyla konteynır vasıtasıyla ulaşım sağlanacaktır.

Asetik Asit
; AKKİM kimyasal madde üreticisi tarafından Yalova fabrikasından karayolu ile ulaşımı sağlanacaktır.

Kobalt Asetat;
Merck İlaç Ecza ve Kimya Tic. A.Ş. tarafından kullanılacak miktara bağlı olarak İstanbul ilinden karayolu veya tren yolu ile ulaşımı sağlanacaktır.

Aktif Karbon Kaplı Paladyum Katalizörü;
Miktara bağlı olarak internet üzerinden yurtdışından alımı sağlanacaktır.Gemi yoluyla Yalova limanına ulaşımı sağlanacaktır.Yalova limanından işletmeye karayolu ile gelecektir.
PTA'nın Kullanım Alanları

Dünyadaki PTA kullanım Alanları (%)
İşletmede Kullanılacak Ekipmanlar
Karıştırmalı Tank -(1 adet)
Oksidasyon Reaktörü-(1 adet)
Hidrojenasyon Reaktörü-(1 adet)
Kristalizatör-(2 adet)
Hidrosiklon-(4 adet)
Kondanser-(1 adet)
Kompresör-(2 adet)
Döner Kurutucu-(2 adet)
Pompa-(14 adet)
Isıtıcı-(2 adet)
Yıkama Ünitesi-(2 adet)
3.ÜRETİM PROSESİ
PTA üretimi için çeşitli prosesler mevcuttur.Bu prosesler;
Henkel I
Henkel II
Mobil Proses
Amoco Proses

PTA üretiminde Amoco Prosesi tercih edilir.Bu prosesin tercih edilmesinin nedenleri;
Günümüzde en yaygın yöntem olup,teknik dereceli tereftalik asit üretmek için tüm dünyada kullanılmaktadır.
Bu yöntem Mid-Century Corp tarafından geliştirildi.
Bu proseste genellikle katalizör olarak kobalt asetat kullanılır.Kobalt asetatın kullanılmasının bir sebebi ağır metal olmasıdır.
Bu proseste kullanılan kullanılan reaksiyon basittir.Tek bir adımda gerçekleşir.
Bu sistem içerisinde gerçekleşen toplam geri dönüşüm verimi %95 civarındadır.
Ürün saflığı yaklaşık olarak %99 dur.
Bu proses, kullanılan diğer proseslere göre daha az kirlilik sorunlarına neden olmaktadır.
Çözücü madde ve katalizör geri kazanılabilir ve yeniden kullanılabilir. Çözücünün geri kazanımı %90a kadar mümkündür.

TA Ünitesi
Bu ünitenin hammaddesi p-ksilendir.P-ksilenin oksidasyonu sonucunda tereftalik asit elde edilir.Oksijen, bir hava kompresörü tarafından basılan havadan temin edilir.Reaksiyonlar katalizörler eşliğinde gerçekleşir. Katalizör olarak kobalt asetat ve solvent olarak asetik asit kullanılır.
P-ksilen, asetik asit solventi ve katalizörden oluşan bir besleme karışımı oksidasyon reaktörüne beslenir.Giren ürünlerimizin karıştırıcıya verilmesi 2 bar basınçta ve 25 oC sıcaklıkta gerçekleştirilir.Bu besleme gerçekleşmeden önce besleme,besleme karışım tankında karıştırılır ve dinlendirilir.
Besleme Hazırlama Tankı
TA Oksidasyon Reaktörü
Reaktörde asetik asit içerisinde çözünmüş olan p-ksilen katalizör eşliğinde hava ile temas eder ve tereftalik asite oksitlenir. Gerçekleşen reaksiyon ekzotermiktir.Bu sistemde gerçekleşen olay sabit reaksiyon karışımı, hava beslemesi ve sabit ürün çekilmesi esasına dayanır. Reaktör içeriği asetik asit ve TA'nın hava ile karışık bir çamuru halindedir. Karışım aynı zamanda reaksiyonda oluşan su, reaksiyona girmeyen p-ksilen, ara ve yan ürünleri içerir. Besleme karışımı direk olarak pompalarla verilir. Hava kompresöründen gelen hava akış kontrolü altında reaktöre 18 bar basınç ve 200 oC sıcaklıkta beslenir. Reaktörde iki farklı bölgeden ürün çıkışı gerçekleşir. Buhar olarak çıkan ürün 18 bar basınç ve 140 oC sıcaklıkta reaktörü terk eder. Ham olarak çıkan ürünler ise 18 bar ve 200 oC sıcaklıkta kristalizatöre geçiş yapar.
TA Oksidayon Reaktöründe Gerçekleşen Reaksiyonlar
TA Kristalizatörü
Kristalizatör kullanılmasının amacı;
-Reaktörden çıkan akımın basıncını düşürmek,
-Reaktörde kristallenmemiş tereftalik asitin tamamını kristalize etmek,

Katıları süspansiyon halinde tutmak ve iyi kristallerin oluşumunu sağlamak için kristalizatör karıştırıcılarla donaltılmıştır.Kristalizaöt buharları solvent dehidrasyon kolonuna basınç kontrolü altında gider. Asetik asit gazdan geri kazanılır. Reaktör içeriği hem kristallenmil TA hemde çözelti halinde TA içerir.Bu sırada reaktöre giriş aşamasında 25 bar basınç ve 200 oC sıcaklık mevcuttur. Çözeltideki TA'yı ayırabilmek için kristalizörlerde basınç ve sıcaklık kademeli olarak düşürülür.Burada TA'nın büyük bir bölümü kristallenmiştir. Kristalizatörler sabit bir seviyede çalıştırılır. Reaktörden kristalizatöre basınç farkı meydana gelerek akış olur.
TA Hidrosiklonları
TA çamuru kristalizörden pompalarla 2.5 bar basınç ve 140 oC sıcaklıkla çekilir ve katının ayrılması için hidrosiklonlara beslenir. Kristalizördeki çamur pompalar ile bir yandan sirküle ettirilirken bir yandanda istenilen miktarda hidrosiklona beslenir. Hidrosiklonda ayırma işlemi gerçekleşir. Kristallenmiş TA hidrosiklonlardan ayrılır.
TA Kurutma
TA Asetik Asit İle Yıkama
Hidrosiklonlardan ayrılan TA kekinin üzerinde ara reaksiyon ürünleri ve katalizör artıkları bulunduğu için kirlidir. Bu kirliliklerin yıkanması amacıyla bu kek temiz asetik asit ile çalkalanır ve hidrosiklona beslenir ilk hidrosiklondaki işlemler tekrarlanır döner kurutucuya beslenir.
Yıkama ve hidrosiklondan geçen daha sonra kurutucuya aktarılan ürünler 10 bar basınçta ve 120 oC sıcaklıkta geçiş yapar. TA kurutucusunda hidrosiklonlardan gelen TA kekinin içindeki asetik asit ve su buharı uzaklaştırılır. TA kurutucusu, gövde tüp tipi döner bir kurutucudur.
PTA Ünitesi
Ham TA içinde bulunan 4-CBA safsızlığından kurtarılmak üzere PTA (saflaştırma) ünitesine beslenir.
Su+TA Karıştırıcı
Bu ünitede solvent olarak su kullanılır. Ham TA 10 bar basınç ve 120 oC sıcaklıkta su içinde istenilen konsantrasyonda ayarlanarak çözülür. Hazılanan besleme karışımı ön besleme ısıtıcıları ve reaktör besleme pompaları vasıtasıyla belli sıcaklık ve basınca getirilir. Hidrojenasyon reaktörüne gönderilir.
PTA Hidrojenasyon Reaktörü
Hidrojenasyon reaktörüne beslenen karışım 25 bar basınç ve 287 oC sıcaklıkta giriş yapar. Reaktörde, ham TA içinde bulunan 4-CBA , hidrojenasyon reaksiyonuyla p-toluik asite dönüştürülür. P-toluik asit ve diğer yan ürünler kristalizasyon sisteminde PTA dan ayrılır. Reaktörde sabit yatak şeklinde paladyum katalizörü bulunur. Çözeltiyi doyurmak için kompresörden hidrojen beslenir. Hidrojenasyon reaktörünün altında, katalizör parçacıklarının çözelti ile karışıp gitmesini önlemek için bir filtre vardır.TA çözeltisi katalizör yatağından geçtikten sonra filtre kısmından geçer.Reaktör basıncı, yeterli bir değerde olmalıdır. Eğer reaktör basıncı azalırsa su buhara dönüşür ve katalizörleri parçalayarak katalizör yatağının tıkanmasına neden olur. Reaktörde sıcaklık ve basınç sabit kalmalıdır.Reaktör izotermaldir. Reaktörden ürünler 25 bar basınçta ve 287 oC sıcaklıkta çıkış yapar.
PTA Hidrojenasyon Reaktöründe Gerçekleşen Reaksiyon
PTA Kristalizatörü
Reaktörden gelen çamur kristlizatöre beslenir. Kristalizör içindeki akış basınç farkıyla gerçekleşir. Basıncın düşmesiyle su buharlaştırılır. Ayrıca; alt taraftan p-toluik asit, suyun belli bir kısmı ve reaksiyona girmeyen 4-CBA uzaklaştırılır. Kalan çözelti soğutulur ve PTA çöktürülür. 287 oC sıcaklık ve 32 bar basınçta geçiş meydana gelir. PTA nın kristalizasyonu yaklaşık olarak 150 oC sıcaklık ve 9.5. basınçta sona erer. Fakat diğer atıklar hidrosiklonlara gönderilip orda ayrışma gerçekleşir.
PTA Hidrosiklonları
Kristalizatörden çıkan çamur hidrosiklonlara beslenir. Hidrosiklonlama akışının debisi kontrol edilir. Hidrosiklonlara beslenen TA belli bir basınçta karıştırılarak hazırlanan çamurun çökmesi sağlanır. Buradanda PTA su ile yıkamaya gönderilir.
PTA Su ile Yıkama
PTA keki üzerindeki kirliliklerinden kurtulmak için hidrosiklonlardan alınan çamur su ile yıkanarak PTA hidrosiklonuna gönderilerek ayırma işlemi tekrarlanır.
PTA Kurutma
PTA kekinde kalan su buharlaştırılır. Saflaştırılmış olan PTA ürünü 11 bar basınçta ve 130 oC sıcaklıkta kurutularak işlem gerçekleştirilir.
PTA Üretimi Akış Diyagramı
4.PTA ÜRETİMİNİN ÇEVRE ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ
PTA'nın üretilmesi ile fabrikada atık su oluşur. Üretimin gerçekleştiği tesislerde 1 tonluk üretim başına yaklaşık 3-10 ton arasında atık su oluşumu görülür. Bu atık sularında ana aromatik bileşikler p-toluik asit, benzoik asit, asetik asit, 4-CBA, ftalik asit ve p-ksilendir. Ana kirletici asetik asittir.
Arıtım işlemleri belli aşamalardan geçmektedir. Bunlara örnek olarak kimyasal oksidasyon ve adsorpsiyon gibi fizikokimyasal yöntemler ile aerobik bakteriler tarafından biyolojik parçalanmalar olmaktadır. Atık suların arıtılması için ilk zamanlar üç kademeli aktif çamur prosesi kullanılmıştır. Ancak uzun hidrolik bekleme süresi, yüksek oksijen tüketimi, çamur şişmesi, yüksek azot ve fosfor ihtiyacı gibi dezavantajları sebebiyle yeni atık su arıtma metodlarına ihtiyaç duyulmuştur. Bu durumda anaerobik arıtma projeleri çıkması hem ekonomik hemde diğer proseslere göre daha uygun olmuştur.


İnsan sağlığına etkileri;
Saf tereftalik asit akut,ikincil akut ve kronik zehirliliğe neden olabilir.
PTA'nın içinde bulunan kimyasalların esterleri ve indirgenme ara ürünleri böbreklerde iltihaba sebep olur.

PTA Üretimi Blok Dİyagramı
5.TOPLAM KÜTLE DENKLİĞİ
PTA Üretiminde Numaralandırılmış Akış Diyagramı
PTA Türkiye'de de Dünya'da olduğu gibi en çok Polyester elyaf ve iplik yapımında kullanılmaktadır.
6.HESAPLAMALAR
Karıştırıcı Tank Hesabı
Karıştırıcı Tank Gösterimi
Elipsoidal ve torisferik başlıklar için kaynak etkinlik katsayıları
Oksidasyon Reaktörü Tasarımı
Oksidasyon Reaktörü Gösterimi
Reaksiyon hız ifadesinin elde edilişi şu şekilde ortaya çıkar
Birinci Kristalizatör Tasarımı
Kristalizatör-1 Gösterimi
Birinci Hidrosiklon Tasarımı
Birinci Hidrosiklon Gösterimi
Hidrosiklon Boyutlandırılması
Birinci Döner Kurutucu Tasarımı
Birinci Döner Kurutucu Gösterimi
Hidrojenasyon Reaktör Tasarımı
Hidrojenasyon Reaktör Gösterimi
Pompa Tasarımı
Pompa Gösterimi
Isı Değiştirici Tasarımı
Isı Değiştirici Gösterimi
Isı Değiştirici Dağılımı
Birinci Kompresör Tasarımı
Birinci Kompresör Gösterimi
Kondanser Tasarımı
Kondanser Gösterimi
TEŞEKKÜRLER..
Full transcript