Creation date in repository: 2020-12-21

Abstract: La empresa REPSOL dispone de una planta de producción de Polioles Poliméricos que genera una corriente residual formada por agua i restos de monómero no reaccionado (acrilonitrilo y estireno). Actualmente, este efluente no se aprovecha y se quema íntegramente debido a la toxicidad del monómero, cosa que supone un gran impacto ambiental así como una pérdida de beneficios. El proyecto desarrollado consiste en el aprovechamiento de parte del monómero contenido en la corriente residual mediante una destilación Flash a presión de vacío de 0,02 kg/cm2 absolutos. A pesar de que una pequeña cantidad del acrilonitrilo deseado se pierde mezclado con agua i parte del estireno por el fondo de la columna flash, esta reduce la cantidad de agua del corriente consiguiendo así otra con una concentración mayor de monómero absorbida por cabeza de columna gracias al sistema de vacío. El hecho de reducir la cantidad de agua facilita que el acrilonitrilo se pueda separar en un decantador a presión atmosférica. En este caso, la diferencia de densidades de los líquidos hace que el acrilonitrilo se sitúe en la posición más elevada i que rebose. Tanto la corriente acuosa obtenida en el fondo de la columna como la del proceso de decantación, son enviados al proceso crematorio existente, que se encuentra fuera de los límites del proyecto, con una notable reducción de su contenido en monómero. Todo este proceso es capaz de recuperar el 85% del acrilonitrilo alimentado inicialmente. La Fuente de ingresos del proyecto es a su vez la clave de su éxito, y reside en el mismo aprovechamiento del acrilonitrilo. El hecho de poder recuperar el acrilonitrilo para ser enviado a su origen donde se utilizara para producir Polioles Poliméricos produce un beneficio de 2,36·105 €/año y un ahorro medioambiental de 7,2·103 €/año. Económicamente reduce las pérdidas de producto que supone no recuperar un monómero que podría ser utilizado para producir más producto. Medioambientalmente se reduce un 85,45% la emisión de CO2 en comparación a lo que suponía quemar todo el corriente residual. Se necesitan 3,49·105 € para la implantación de la planta diseñada, que será recuperado en un período de 1,3 años. El estudio económico revela un VAN de 1,15·106 i una TIR de 78%, confirmando así la viabilidad del proyecto. The company REPSOL has a plant for the production of Polymer Polyols that generates a residual stream formed by water and remnants of unreacted monomer (acrylonitrile and styrene). Currently, this effluent is not used and is burned entirely due to the toxicity of the monomer, which means a great environmental impact as well as a loss of benefits. The developed project consists of the use of part of the monomer contained in the residual stream by means of a Flash distillation under vacuum pressure of 0,02 kg/cm2 (abs). Despite the fact that a small amount of the desired acrylonitrile is lost mixed with water and part of the styrene at the bottom of the flash column, this reduces the amount of water in the stream, thus obtaining another with a higher concentration of monomer absorbed per column head thanks to the vacuum system. Reducing the amount of water makes it easier for acrylonitrile to separate in a decanter at atmospheric pressure. In this case, the difference in the densities of the liquids causes the acrylonitrile to be in the highest position and to overflow. Both the aqueous stream obtained at the bottom of the column and the decantation process are sent to the existing cremation process, which is outside the limits of the project, with a notable reduction in its monomer content. This entire process is capable of recovering 85% of the acrylonitrile initially fed. The source of income of the project is in turn the key to its success, and resides in the same use of acrylonitrile. The fact of being able to recover the acrylonitrile to be sent to its origin where it will be used to produce Polymer Polyols produces a benefit of 2,36·105 €/year and an environmental saving of 7,2·103 €/year. It economically reduces product losses from not recovering a monomer that could be used to produce more product. Environmentally, the CO2 emission is reduced by 85,45% compared to what it supposed to burn all the residual current. 3,49·105 € is needed for the implantation of the designed plant, which will be recovered in a 1.3-year period. The economic study reveals a NPV of 1,15·106 and an IRR of 78%, thus confirming the viability of the project. L’empresa REPSOL disposa d’una planta de producció de Poliols Polimèrics que genera un corrent residual format per aigua i restes de monòmer no reaccionat (acrilonitril i estirè). Actualment, aquest efluent no s’aprofita i es crema íntegrament degut a la toxicitat del monòmer, cosa que suposa un gran impacte ambiental així com una pèrdua de beneficis. El projecte desenvolupat consisteix en l’aprofitament de part del monòmer contingut en el corrent residual mitjançant una destil·lació Flash a pressió de buit de 0,02 kg/cm2 absoluts. Tot i que una petita quantitat del acrilonitril desitjat es perd mesclat amb aigua i part del estirè pel fons de la columna flash, aquesta permet reduir la quantitat d’aigua del corrent obtenint-ne un altre amb una concentració major de monòmer absorbida pel cap de la columna gràcies al sistema de buit. El fet de reduir la quantitat d’aigua facilita que l’acrilonitril es pugui separar en un decantador a pressió atmosfèrica. En aquest cas, la diferència de densitats dels líquids fa que l’acrilonitril es situï a la posició més elevada i que sobreeixi. Tant el corrent aquós obtingut en el fons de la columna com el del procés de decantació, són enviats al procés crematori existent, que es troba fora dels límits del projecte, amb una notable reducció del seu contingut en monòmer. Tot aquest procés es capaç de recuperar el 85% del acrilonitril alimentat inicialment. La font d’ingressos del projecte n’és alhora el seu èxit, i resideix en el mateix aprofitament de l’acrilonitril. El fet de poder recuperar l’acrilonitril per ser enviat de nou al seu origen on s’utilitzarà per produir Poliols Polimèrics produeix un benefici econòmic de 2,36·105 €/any i un estalvi mediambiental de 7,2·103 €/any. Econòmicament redueix les pèrdues de producte que suposa no recuperar un monòmer que podria ser utilitzat per a produir més producte. Mediambientalment es redueix un 85,45% l’emissió de CO2 en comparació al que suposava cremar tot el corrent residual. Es necessiten 3,49·105 € per a la implantació de la planta dissenyada, que serà recuperada en un període de 1,3 anys. L’estudi econòmic revela un VAN de 1,15·106 i una TIR de 78%, confirmant així la viabilitat del projecte.

Subject: Enginyeria Química

Language: cat

Department: Enginyeria Química

Student: Solanas Martín, Marc

Academic year: 2019-2020

Title in different languages: Diseño de una planta de recuperación de monómero de la planta de Polioles Poliméricos Design of a monomer recovery plant for the Polyols Polyols plant Disseny d'una planta de recuperació de monòmer de la planta de Poliols Polimèrics

Work's public defense date: 2020-08-07

Access rights: info:eu-repo/semantics/openAccess

Keywords: Monómero, Acrilonitrilo, Estireno Monomer, Acrylonitrile, Styrene Monòmer, Acrilonitril, Estirè

Confidenciality: No

TFG credits: 12

Title in original language: Disseny d'una planta de recuperació de monòmer de la planta de Poliols Polimèrics

Project director: Sanminiatelli, Luca

Education area(s): Enginyeria Química

Entity: Universitat Rovira i Virgili (URV)