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

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

Yıldız Teknik Üniversitesi Kimya Mühendisligi Bölümü

No description
by

isil tursucu

on 6 June 2014

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Yıldız Teknik Üniversitesi Kimya Mühendisligi Bölümü

İÇİNDEKİLER

1.GİRİŞ
2.PROPİLEN OKSİT
3.KAPASİTE VE GEREKLİ HAMMADDE MİKTARI
4.PROSES AKIŞ DİYAGRAMI
5.PROSES BİRİMLERİNİN TASARIMI
6.EKONOMİK ANALİZ
7.SONUÇ



Kullanım Alanları
Propilen Oksitin Fiziksel Özellikleri
PEROKSİDASYON PROSESİ İLE PROPİLEN OKSİT ÜRETİMİ


Yrd.Doç. İNCİ SALT
2.PROPİLEN OKSİT

Propilen oksit moleküler formülü
CH3CHCH2O
olan bir organik bileşiktir.


Yıldız Teknik Üniversitesi Kimya Mühendisligi Bölümü
PROSES TASARIMI II
2013-2014 BAHAR



Grup 1Cc

Propilen Oksitin yapısı
Propilen Oksitin Kimyasal Özellikleri
Hidrojen halojenürleri ve amonyak ile katalizör olmaksızın hızlı reaksiyon verebilir.

Bununla birlikte pek çok reaksiyon, asidik veya bazik özellik gösteren katalizörlere ihtiyaç duyar.
10051007 GİZEM BİRİNCİ
09051504 SEMA SAĞIR
09051505 TÜLAY DOĞAN


1.GİRİŞ

Bu projenin amacı; peroksidasyon prosesi ile propilen oksit üretimi yapmaktır.

Bunun için optimum koşullarda (düşük sıcaklık, düşük basınç), maliyeti düşük olan üretim yapılması esas alınmıştır.

Hammaddeler olarak etilbenzen, oksijen ve propilen kullanılmaktadır. Kapasite olarak 7500ton/yıl planlanmıştır.

3. KAPASİTE VE GEREKLİ HAMMADDE MİKTARI
 
Yılda 7500 ton üretim için ;
Fabrikanın 1 yılda 328,5 gün 24 saat çalışıp kalan
günlerin bakım-onarım çalışmaları için kapatıldığı temel alınmıştır.
Akım faktörü 0,90 olarak alınmıştır.
Üretilmesi gereken propilen oksit miktarı 951 kg/h

Hammadde olarak;
521 kg/h oksijen
979 kg/h etilbenzen
3551 kg/h propilen

4. PROSES AKIŞ DİYAGRAMI
5.PROSES BİRİMLERİNİN TASARIMI

P-101 A/B Pompa Tasarımı
C-101 A/B Kompresörü Tasarımı
P4 = 1,97 atm
P2 = 1 atm
T4 = 298 K
µ = 16,28 kmol / sa
R = 8,314 kj /gmolK
  W = 30,27 kW
C-102 A/B Türbin Tasarımı
P17 = 5,92 atm
P16 = 1,97atm
T17 = 300 K
µ = 51,82 kmol / sa
R = 8,314 kj /gmolK
W = 165,20 kW
E -101 Isı Değiştiricisi Tasarımı
R -101 Reaktörü Hacim Hesaplaması
Gelen akımın yoğunluğu ρ= 2,62 kg/m3
Giriş debisi F= 1501,13 kg/saat
τt = 5 dk = 1/12 saat
Buradan Vcat = 47,74 m3
V=95,49 m3




R-101 Reaktörü Boyutlandırma Hesaplaması

V=π*D3 = 95,49 m3
D = 3,12 m L= 4D = 12,3 m

Çap 1.2 metreden büyük olduğundan yatay olarak konumlandırılır.

µ = 979,9 kg/sa
P2 = 1,97 atm
P1 = 1 atm
ρ = 866 kg/m3

Wb = 0,495 kW
T6 = 149,85 °C
T5 = 39,72 °C
ΔT = 149,85 - 39,72 = 110,13 °C
U = 200 W/ m2.°C
Q = 577,676 MJ /h= 0,160.106 W
 
A = 7,29 m2
Tüm ısı değiştiricilerin alanları bir şema altında toplanacak olursa ;
E-101 Isı Değiştiricisi Alanı = 7,29 m2

E-102 Isı Değiştiricisi Alanı = 14,29m2

E-103 Isı Değiştiricisi Alanı = 19,82 m2

E-104 Isı Değiştiricisi Alanı = 6,36 m2

E-105 Isı Değiştiricisi Alanı = 20,8 m2

Her bir reaktörün 5 dk çalıştığı kabul edilerek diğer reaktörlere de aynı hesaplamalar yapıldığında;

T-101 Destilasyon Kolonu Boyutlandırma Hesaplaması ve Malzemesi
V-101 Faz Ayırıcı Boyutlandırma Hesaplaması
τF = 1501.1333 kg/saat
ρro = 10.79 kg/ m3
buradan;
V= 23.18 m3
V= [(π*D2)/4]*4D (L/D=4)
V=π*D3 = 23.18 m3
D= 1.94m
L= 7.76 m

Kolon bilgileri


Tepsi malzemesi : Karbon çeliği
Tepsi tipi : Kabarcık kampanalı tepsi
Tepsi aralığı : 24 inch=0,6m
Hafif anahtar bileşen (lk) : Propilen
Ağır anahtar bileşen (hk) : Fenil etanol
Göreceli uçuculuklar αlk/hk : 4,371
Tepe geri kazanım βlk : 0,998
Dip geri kazanım βhk : 0,870

R-101 Reaktörü

Hacim: 95,49 m3
Çap: 3,12 m
Uzunluk : 12 ,3 m
R-102 Reaktörü
Hacim: 274,4 m3
Çap: 4,43 m
Uzunluk : 17,75 m
R-103 Reaktörü
Hacim: 130,52 m3
Çap: 3,46 m
Uzunluk : 13,85 m
Proseste 2 adet distilasyon kolonu kullanılmıştır. Aynı işlemler diğer kolona da yapılmıştır. Tüm veriler tabloya alındığında;
P-101 A/B Pompası

C-101 A/B Kompresörü

C-102 A/B Türbin

C = 23x103 x (339,37/ 100) 0,77 = 58.931 $ = BC

E-101 Isı Değiştiricisi

Güncellenmiş kurulmamış cihaz satın alma maliyeti
UF x BC x MBF = 4,97x 319 x1,039 =1.647$

*Güncellenmiş kurma maliyeti
UF×BC(MF-1)= 4,97 x 319x(1,83-1)= 1.316$

*Güncellenmiş Çıplak Modül Maliyeti
UF x BC x (MBF+MF–1) = 4,97 x 319 x (1,039 +1,83-1)
= 2.963$

Bu değer 200000 $’ dan küçük çıktığı için modül faktörü MF2 seçilir.
MF2 = 3,11 alınır.
Guthrie MBF = Fd = 1,00 ‘dir.

Güncellenmiş kurulmamış cihaz satın alma maliyeti
UF x BC x MBF = 4,97x 14.789 x1,00 = 73.501 $

*Güncellenmiş kurma maliyeti
UF×BC(MF-1)=4,97 x 14.789 x(3,11-1)= 155.087 $

*Güncellenmiş Çıplak Modül Maliyeti
UF x BC x (MBF+MF–1) = 4,97 x 14.789 x (1,00 +3,11-1,00)
= 228.589 $

Güncellenmiş kurulmamış cihaz satın alma maliyeti
UF x BC x MBF = 4,97x 58.931 x1,00 = 292.887 $

*Güncellenmiş kurma maliyeti
UF×BC(MF-1)= 4,97 x 58.931 x(3,11-1)= 617.991 $

*Güncellenmiş Çıplak Modül Maliyeti
UF x BC x (MBF+MF–1) = 4,97 x 58.931 x (1,00 +3,11-1,00) = 910.878 $

C = 300 x ( 78,47/5,5)0.024 = 319 $ = BC

MBF = 1,039

2014 Yılı İçin Cihaz Satın Alma Maliyetleri

2014 Yılı Toplam Çıplak Modül Maliyeti


ALET VE TEÇHİZAT

Toplam satın alma maliyetinin %5’i olarak belirlenmiştir.
2.889.607 x 0,05 = 144.480$
PROSES BORULAMA MALİYETİ

YAPI VE KONUM GELİŞTİRME

Toplam satın alma maliyetinin %20‘si olarak belirlenmiştir.
2.889.607 x0,2 = 577.921$


Mühendislik ve Yapım :
Mühendislik ve yapım maliyetleri, yeni kurulan bir tesis olduğu için fiziksel tesisin toplam fiyatının % 20’si olarak kabul edilerek hesaplanmıştır.
4.770.850 x 0,2 = 954.370 $

Öngörülmeyen Olaylar:
Öngörülmeyen olaylar, fiziksel tesisin toplam fiyatının %10’u olarak kabul edilmiştir.
4.770.850 x 0,1 = 477.850$


SERVİSLER ve DIŞ HATLAR


Servis maliyeti hesaplamasında %5 dikkate alınmıştır.
2.889.607 x 0,05 = 144.480 $
Fiziksel Tesisin Toplam Fiyatı
= 2.889.607 + 869.882 + (144.480)x3 + 577.921 = 4.770.850 $

İşletme, akışkan ile çalışan bir işletme olduğu için %30 değeri seçilmiş borulama maliyeti buna göre hesaplanmıştır.
2.889.607 x 0,3 = 869.882 $

%5 olarak alınmıştır.
2.889.607 x 0,05 = 144.480 $

Boyut Faktörü :
Tesis büyüklüğü küçük ticari tesis olarak belirlenerek, maliyeti fiziksel tesis toplam fiyatının %5’ i olarak hesaplanmıştır.
4.770.850 x 0,05 = 238.542$



ÜRETİM MALİYETİNİN KESTİRİMİ

Doğruda üretim masrafları, toplam ürün maliyetinin %60’ıdır.

7.117.915 $ x 0,6 =
4.271.949 $
(doğrudan üretim masrafları )

olarak hesaplanmıştır.

(Alt başlıklar ile aynı miktarı sağlayıp sağlamadığı kontrol edilir.)

Sabit harcamalar toplam ürün maliyetinin %20 sidir.
Toplam ürün maliyeti x 0,2 =1.423.583 $

Buna göre toplam ürün maliyeti ise;
7.117.915 $


(Bu değerin aynı olup olmadığı alt başlıklar ile kontrol edilecektir.)

Doğrudan üretim masrafları ;

= 1.423.983 + 711.9911 + 71.199 + 711.991 + 129.416 + 647.084 +142.383 + 431.994

=
4.270.040 $

(Yaklaşık olarak aynıdır.)

Amortismansız üretim maliyeti = COMd

COMd = 0.180 X 6.470.874 +2,73 X 711.991 + 1,23. (1.423.983 + 71.991 + 674.084 )
COMd=
6.531.648 $

Toplam sabit sermaye:
4.770.850 + 954.370 +477.085 + 238.542 =6.470.847 $
Toplam sermaye= Toplam sabit sermaye / 0,85

Toplam sermaye ;
6.470.847 $ / 0,85 =
7.470.847$

olarak hesaplanmıştır.

İşletme sermayesi toplam sermayenin %15 ‘idir.

İşletme sermayesi=
1.141.941$

Sabit harcamalar üzerinden gidilirse,

Aşınma: 6.470.847 x 0,1 = 647.874 $ (makinalar için )
6.470.847 x 0,02 =129.416 $

Yerel vergiler: 6.470.847 x 0,02= 129,416 $

Kira: 6.470.847 x 0,08 =517.667 $

Sabit harcamalar:
1.423.583 $
Genel Harcamalar;

Toplam sabit sermaye = 6.470.084

1.yıl boyunca sabit sermaye = 3.235.420 $

2.yıl boyunca sabit sermaye = 3.235.420 $

Vergilendirme oranı, t = %30
Genel harcamalar = 142.358 + 142.358 + 355.895 = 640.611 $

Toplam ürün maliyeti = 6.531.648 + 640.611 =
7.172.259 $

Bu da 7.117.915 $ a çok yakın bir değerdir.

İndirgenmiş nakit akış diyagramına bakılacak olunursa;
Sonuç
Akış diyagramlarından da görüldüğü, yılda 7500 ton kapasite ve peroksidasyon prosesi ile gerçekleştirilen bu proseste kar elde edilmektedir.
Karlılık Analizi :
Arazi sabit sermayenin %1’iolarak kabul edilmiştir.

6.470.847 x 0,1 = 647.084 $

Tesisin hurda değeri Sn = 0

Proje ömrü = 10 yıl

Amortisman = 7 yıl

İndirgeme oranı = %10 olarak alınmıştır.
Karlılık analizi (İndirgenmemiş Nakit Akış Diyagramı)

İndirgenmiş nakit akış diyagramı

KAYNAKLAR
Bolat, E., Salt, İ., Salt, Y., Duranoğlu, D., Açıkalın, K. ve Dilmaç, Ö.M, (2012),”Proses Tasarım Ders Kitabı”.

Dean,J.A., (1972)., Lange’s Handbook of Chemıstry., NEW YORK
Lyondell Chemical Company, (Mart 1996, Revizyon 1), “Product Safety Bulletin, Propylene Oxide”.

Megep (2009), Kimya Teknolojileri, Propilen Türevleri Ve Prosesleri, ANKARA.

Nijhuis, T. A., Makkee, M., Moulijn, J.A., ve Weckhuysen B. M.,( 2006,) “The Production of Propene Oxide: Catalytic
Processes and Recent Developments”, Delft UniVersity of Technology, Netherlands, 45, 3447-3459.

Önal, I., Şeker, E., Düzenli, D., (2008), “Propilenin Oksijenle Doğrudan Katalitik Oksidasyonu ile Propilen Oksite Dönüşümünü Sağlayacak Hızlı Sol-Jel Yöntemiyle Kombinatoryal Olarak Hazırlanan ve Hızlı Test Metodu ile Test Edilen Seçici ve Aktif Yeni Tip Katalizör Türlerinin Bulunması ve Geliştirilmesi” Proje No: 104M134 (TÜBİTAK), ANKARA.

Speight J. G. (2002), “Chemical Prosess and Design Handbook” NEW YORK.

Tsuji, J., Yamamoto, J., Ishıno, M. ve Oku, N., (2006) ,“Development Of New Propylene Oxide Process”, Sumitomo Chemical Co.,Ltd.

Vilbrandt, F.C. ve Dreyden, C.E., (1959) “Chemical Engineering Plant Design”, McGraw-Hill.

Dinlediğiniz İçin Teşekkürler...
[1] http://www.epa.gov

[2] http://www.dow.com/propyleneoxide/app

[3] http://tr.swewe.com/word_show.htm/?71732_1&Propilen%7Coksit

[4] http://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C75569&Mask=4

[5]http://homepage.univie.ac.at/mario.barbatti/papers/spectra/ethylenepropelene_jpcrd_1975.pdf
İnternet Kaynakları
R=24 x 365 x 962 x 1,515 x 0,9

= 11.490.378 $ olarak hesaplanmıştır.


İndirgenmemiş Karlılık Kriterleri

Geri ödeme süresi (PBP) = Arazi + WC = 647.084 + 1.141.941 = 1.789.025 $
PBP = (3.887.266-1.789.025)/(3.887.266-133.174)=5-x
x= 4.44
x – 2 = 2.44 yıl (Geri ödeme süresi)
Toplam Nakit Pozisyonu (CCP) ve Toplam Nakit Oranı (CCR)
CCP = 30.680.820 ve
CCR = (4.025.754 + ... + 5.260.136) / (647.084 + .. + 4.377.361)
CCR = 4.653
Yatırımın Geri Dönüş Hızı (ROROI)
[((4.025.754 + 3.867.265 + .... + 3.471.111 + 0 ) / 10 ) / 6.470.084] – (1/10) = 0,494 %49,4

İndirgenmiş Karlılık Analizi
İndirgenmiş Geri ödeme süresi (DPBP) = Arazi + WC = 647.084 + 1.141.941 / 1,12 = 1.590.836 $

DPBP = (3.871.007-1.540.012)/(3.871.007-1.590.836)=5-x
x= 4.021
x – 2 = 2.021 yıl (Geri ödeme süresi)

Net Bugünkü Değer (NPV) ve Bugünkü Değer Oranı (PVR)
NPV = 15.279.152 $ ve
PVR = (3.024.608 + 2.641.107 + ... + 1.676.041) / (647.084 + ... + 3.617.653)
PVR= 2.692
Full transcript