O slideshow foi denunciado.

Fenol Üretimi

4.589 visualizações

Publicada em

Publicada em: Educação
  • merhaba sizde bu slaytın raporu varmı varsa bana gönderebilirmisiniz
       Responder 
    Tem certeza que deseja  Sim  Não
    Insira sua mensagem aqui

Fenol Üretimi

  1. 1. Hazırlayanlar: 09051001 EDA SARIBURUN 09051011 BUĞRAAKGÜN 09051043 ŞEYMA ÇAVDUR 09051088 GÖKNUR TÜRSÜN YTÜ KĠMYA-METALÜRJĠ FAKÜLTESĠ Kimya Mühendisliği Bölümü
  2. 2. ĠÇĠNDEKĠLER  Fenolün Yapısı ve Özellikleri  Fenolün Oluşum Reaksiyonları  Fenolün Kullanım Alanları  Dünyada ve Türkiyede Fenol Üretim ve Tüketimi  Fenolün Üretim Yöntemleri ve Proses Seçimi  Akış Diyagramları  Kütle ve Enerji Denklikleri  Cihaz Tasarımı  Planlama  Ekonomik Analiz  Sonuç
  3. 3. FENOL NEDĠR? Aromatik halkaya bir yada birden fazla hidroksil grubunun bağlandığı aromatik bileşiklerdir. Fenol, karbolik asit veya hidroksil benzen de denen, çok yönlü organik bir bileşiktir. Ampirik (kimyasal) formülü C6H5OH şeklindedir. Doğal olarak kömür katranında bulunur. Genellikle beyaz renkli ve kristal yapıdadır.
  4. 4. FENOLÜN YAPISI Suya kıyasla çok yavaş buharlaşırlar. Kendine özgü yakıcı bir tadı ve katranımsı bir kokuları vardır. Suda orta dereceli bir çözünürlüğe sahiptir ve oldukça yanıcıdır. Deri ile temas ederse cildi tahriş eder. Havadan su absorbe ederek sıvı hale dönüşürler.
  5. 5. FENOLÜN KĠMYASAL ÖZELLĠKLERĠ  Sulu çözeltisi FeCl3 ile mor renk verir.Bu fenolun tanınma reaksiyonudur.  Zayıf asittirler ve organik çözücülerde çözünürler.  Sıvı ve buhar halde iken özel kokuya sahip zehirli bir maddedir. Dezenfektan olarak kullanılır.  Alkol değildirler.
  6. 6. FENOLÜN FĠZĠKSEL ÖZELLĠKLERĠ ÖZELLĠKLER BĠRĠM DEĞERĠ Molekül ağırlığı 94,144 g/mol Erime noktası 40,90 C Kaynama noktası 181,75 C Yoğunluğu 1,05760 g/l Parlama noktası 79 C Erime ısısı 29 J/g Buharlaşma ısısı 103,4 J/g Yanma ısısı 779 J/g
  7. 7. OLUġUM REAKSĠYONLARI C6H6 + H2SO4 → C6H5SO3H + H2O C6H5SO3H + 2NaOH → C6H5OH + Na2SO4 Benzenin, kostik soda (NaOH) ile sülfolama reaksiyonu
  8. 8. OLUġUM REAKSĠYONLARI C6H5CH(CH3)2 → C6H5C(CH3)2OOH C6H5C(CH3)2OOH → C6H5OH + CH3COCH3 Kümenin (izopropil benzen) peroksidasyonu
  9. 9. OLUġUM REAKSĠYONLARI  C6H6 + Cl2 → 850C , Fe → C6H5Cl  C6H5Cl +NaOH (aq) → C6H5NaO  C6H5NaO + HCl(aq) → C6H5OH +NaCl(aq) Klorobenzenden fenol üretimi
  10. 10. KULLANIM ALANLARI • PATLAYICI MADDESĠLAH • HAMMADDEPLASTĠK • ĠLAÇLAMA ZĠRAAT
  11. 11. KULLANIM ALANLARI • REÇĠNELER • POLĠESTER POLĠMER • REÇĠNELERKAĞIT • ASPĠRĠN YAPIMI • ANTĠSEPTĠK ÖZELLĠKLERĠLAÇ
  12. 12. DÜNYADA FENOL TÜKETĠMĠ
  13. 13. TÜRKĠYEDE FENOL KULLANIMI  Türkiye’de ilaç sektörü dışında genel olarak benzenden fenol üretimi kullanılmakla birlikte ilaç sektörü için fenol ithal edilmektedir.
  14. 14. ÜRETĠM YÖNTEMLERĠ  Benzenin sülfonasyonu prosesi kesikli reaktörlerde büyük ölçeklerde gerçekleşip bilinen en eski üretim yöntemidir. I. Sülfonasyon II. Nötralizasyon III. Füzyon IV. Asitleştirme
  15. 15. ÜRETĠM YÖNTEMLERĠ  Klorobenzenin dehidrasyonu ile yüksek saflıkta fenol üretimi gerçekleştirilir. I. Klorlama II. Kostikleme III. Hidroliz
  16. 16. ÜRETĠM YÖNTEMLERĠ  Benzen ile propilen reaksiyonundan kümen sentezlenir,  Elde edilen kümen hidrojen peroksit ile oksitlenir, kümen peroksiti oluşturur.  Asit ile kümen peroksitler, fenol ve asetona parçalanır. Kümen Üretimi Kuzey Amerika Batı Avrupa Güney Amerika Asya / Pasifik Doğu Avrupa
  17. 17. KAPASĠTE SEÇĠMĠ Ham madde temini Enerji DepolamaZaman Ulaşım
  18. 18. Yüksek Verim Düşük Maliyet Kolay Uygulanabilir Çevreye Duyarlı Kümenin Oksidasyonu PROSES SEÇĠMĠ
  19. 19. Türkiye’nin fenol ihtiyacının %5’i
  20. 20. AKIġ DĠYAGRAMLARI 1. Blok Akış Diyagramı 2. Proses Akış Diyagramı
  21. 21. REAKTÖR REAKTÖR FLAŞ DİSTİLASYON KOLONU Oksijen Kümen Kümen hidroperoksit Sülfürik asit Aseton Fenol Fenol DEPOLAMA TANKI BLOK AKIġ DĠYAGRAMI Oksijen Aseton FenolAseton Aseton DEPOLAMA TANKI
  22. 22. PROSES AKIġ DĠYAGRAMI C-101 P-101 M-101 R-101 R-102 V-101 T-101 M-102 E-101 TK-101 TK-102 Kompresör Pompa Karıştırıcı Reaktör Reaktör Faz Ayırıcı Kule Karıştırıcı Soğutucu Tank Tank
  23. 23. KÜTLE VE ENERJĠ DENKLĠKLERĠ 1. Kütle Denklikleri 2. Enerji Denklikleri
  24. 24. TÜM PROSES ĠÇĠN GENEL KÜTLE DENKLĠĞĠ (Akım 1) + (Akım 2 ) = ( Akım 12 ) + ( Akım 13 ) ( 48 kg/h ) + (180 kg/h ) = ( 138,21 kg/h) + (89,79 kg/h) 228 kg/h = 228 kg/h GİRENLER ÇIKANLAR
  25. 25. KOMPRESÖR VE POMPA Bileşenler Girenler(kg/h) Çıkanlar (kg/h) Akım 1 Akım 3 Oksijen 48 48 Bileşenler Girenler(kg/h) Çıkanlar (kg/h) Akım 2 Akım 4 Kümen 180 180 C-101 P-101
  26. 26. M-101 KARIġTIRICISI Bileşenler Girenler(kg/h) Çıkanlar(kg/h) Akım 3 Akım 4 Akım 5 Kümen 180 - 180 Oksijen - 48 48 Toplam 228 M-101
  27. 27. R-101 REAKTÖRÜ Bileşenler Girenler(kg/h) Çıkanlar (kg/h) Akım 5 Akım 6 Kümen 180 9 Oksijen 48 2,47 KHP - 216,53 Toplam 228 228 R-101 C6H5CH(CH3)2 + O2→ C6H5C(CH3)2OOH
  28. 28. R-102 REAKTÖRÜ Bileşenler Girenler(kg/h) Çıkanlar (kg/h) Akım 6 Akım 7 Kümen 9 9 Oksijen 2,47 2,47 KHP 216,53 4,33 Fenol - 131,22 Aseton - 80,98 Toplam 228 228 C6H5C(CH3)2OOH → C6H5OH + CH3COCH3 R-102
  29. 29. V-101 Faz Ayırıcısı Bileşenler Girenler(kg/h) Çıkanlar (kg/h) Akım 7 Akım 8 Akım 9 Kümen 9 6,65 2,35 Oksijen 2,47 - 2,47 KHP 4,33 4,28 0,05 Aseton 80,98 37,50 43,47 Fenol 131,22 127,10 4,10 Toplam 228 175,53 52,47 V-101
  30. 30. T-101 KULESĠ Bileşenler Girenler(kg/h) Çıkanlar (kg/h) Akım 8 Akım 10 Akım 11 Kümen 6,65 6,65 - Oksijen - - - KHP 4,28 4,28 - Aseton 37,50 0,18 37,32 Fenol 127,10 127,10 - Toplam 175,53 138,21 37,32 T-101
  31. 31. M-102 KARIġTIRICISI Bileşenler Girenler(kg/h) Çıkanlar(kg/h) Akım 9 Akım 11 Akım 13 Kümen 2,34 - 2,34 Oksijen 2,47 - 2,47 KHP 0,05 - 0,05 Aseton 43,47 37,32 80,79 Fenol 4,10 - 4,10 Toplam 52,47 37,32 89,79 M-102
  32. 32. E-101 SOĞUTUCUSU Bileşenler Girenler (kg/h) Çıkanlar (kg/h) Akım 10 Akım 12 Kümen 6,65 6,65 Oksijen - - KHP 4,28 4,28 Fenol 127,10 127,10 Aseton 0,18 0,18 Toplam 138,2 138,21 E-101
  33. 33. KOMPRESÖR VE POMPA C-101 P-101 Cihaz Adı T giren ( K ) T çıkan ( K ) Giren ΔH (kcal/ h) Çıkan ΔH (kcal/ h) C-101 300 300 0,081 3,89 P-101 300 300 -60,74 -60,74
  34. 34. Cihaz adı Fgiren (kg/h) Fçıkan (kg/h) T giren ( K) Tçıkan ( K ) Giren ΔH (kcal/ h) Çıkan ΔH (kcal/ h) Akım 3 Akım 4 Akım 5 M-101 500 500 300 300 298 60,66 60,66 Cihaz adı Fgiren (kg/h) Fçıkan (kg/h) T giren ( K) Tçıkan ( K ) Giren ΔH (kcal/ h) Çıkan ΔH (kcal/ h) Akım 9 Akım 11 Akım 13 M-102 654,8 655 385 382 331 -317,68 -317,68 M-101 M-102
  35. 35. R-101 REAKTÖRÜ QP = Hürünler - Htepkenler – Qr Hürünler =-56846 kJ/h Htepkenler = -35435 kJ/h Qr= 21410,5 kJ/h QP = -56846 - (-35435) – (21410,5) QP = 0,0005 kJ/h
  36. 36. R-102 REAKTÖRÜ QP = Hürünler - Htepkenler – Qr Hürünler = -35435 kJ/h Htepkenler = -361134,6 kJ/h Qr= -325699,5 kJ/h QP =-361134,6 kJ/h - (-35435 kJ/h) - (-325699,5) QP = -0,1 kJ/h
  37. 37. V-101 FAZ AYIRICISI Cihaz Adı T giren ( K ) T çıkan (K ) Giren ΔH (kcal/ h) Çıkan ΔH (kcal/ h) V-101 500 385 -361,13 -497,55
  38. 38. T-101 KULESĠ Cihaz Adı T giren (K ) T çıkan (K ) Giren ΔH (kcal/ h) Çıkan ΔH (kcal/ h) Besleme 385 -337,48 Tepe Ürün 323 -157,6 Dip Ürün 448 -163,77
  39. 39. Soğutucu İçin Enerji Denkliği Cihaz Adı T giren ( K ) T çıkan (K ) Giren ΔH (kcal/ h) Çıkan ΔH (kcal/ h) E-101 448 323 -163,77 -204,51
  40. 40. CĠHAZ TASARIMI
  41. 41. C-101 KOMPRESÖRÜ W= μ(γ / (γ-1) ) RT1((P2 / P1)(γ-1) /γ-1) Wb=W/ ήm x ήc
  42. 42. REAKTÖRLER s= 1 / = μ (ρ x Vcat) V=Vcat /(1- Ɛ) =2 Vcat V= Π(D2/4)L D >1,2m
  43. 43. T-101 KULESĠ
  44. 44. FAZ AYIRICI VE TANKLAR V= 2(FL.τ / ρL) V = π(D2/4)L
  45. 45. E-101 SOĞUTUCUSU Q = U x A x ΔT
  46. 46. PLANLAMA VE YERLEġĠM
  47. 47. HAMM ADDE İŞ GÜCÜ TAŞIMA SERMAYE ENERJİ VE SU İKLİM PAZAR
  48. 48. UYDU VE KUġBAKIġI GÖRÜNTÜSÜ Fenol Üretim Tesisi
  49. 49. PROSES ĠÇĠN GEREKLĠ HAM MADDELER Fenol • Oksijen Kümen • Propilen Benzen
  50. 50.  Proses İçin Hammadde Temini Fenol Sanayiide; İLAÇ BOYA PLASTİKFENOLİK REÇİNE PATLAYICI
  51. 51. ULAġIM ĠZMĠR LĠMANI ĠZMĠR-ÇANAKKALE YOLU
  52. 52. TESĠS YERLEġĠMĠNĠ ETKĠLEYEN PARAMETRELER su Ġklim koĢull arı Sismik hareke tler ĠĢletm e iĢçiliği YaĢam koĢull arı
  53. 53. YERLEġĠM PLANI
  54. 54. EKONOMĠK ANALĠZ
  55. 55. Cihaz Adı C0 ( $ ) L (ft) L0 (ft) α D (ft) D0 (ft) β C ( $ ) R-101 600 37,1 4 0,78 9,27 3 0,98 17.120 R-102 600 45,6 4 0,78 11,18 3 0,98 14.535 C= C0(L/L0)α(D/D0)β (Çizelge 5.10 Basınç kapları için temel maliyetler) REAKTÖRLER
  56. 56. MBF= Fm x Fp (Çizelge 5.3 Basınçlı kaplar için malzeme ve basınç faktörleri) KurulmamıĢ Cihaz Maliyeti BC x MBF Toplam KurulmuĢ Maliyeti BCx (MBF+MF-1) GüncellenmiĢ Satın Alma Maliyeti UF x BC x MBF GüncellenmiĢ Çıplak Modül Maliyeti UF x BC x (MBF+MF-1)
  57. 57. REAKTÖRLER  C=17.120 $ MF2’ye uymaktadır (Çizelge 5.10).  C=14.535 $ MF2’ye uymaktadır (Çizelge 5.10).  I1 (1968 yılı maliyet endeksi) = 113  I2 (2013 yılı maliyet endeksi) = 564,7  UF= I2 / I1 = 4,97
  58. 58. REAKTÖRLER Cihaz Adı Fm Fp MBF MF BC ($) K.C.M ($) T.K.M ($) G.S.M ($) G.Ç.M ($) R-101 2,25 1,05 2,36 3,18 17.120 40.404 77.727 20.0810 386.305 R-102 2,25 1,05 2,36 3,18 14.535 34.304 65.993 170.495 327.986
  59. 59. Cihaz Adı C0 ( $ ) L (ft) L0 (ft) α D (ft) D0 (ft) β C ( $ ) T-101 1000 54,13 4 0,78 0,098 3 1,05 160,23 T-101 KOLONU (Çizelge 5.10 Basınç kapları için temel maliyetler) C= C0(L/L0)α(D/D0)β
  60. 60. T-101 KOLONU  I1 (1968 yılı maliyet endeksi) = 113 I2 (2013 yılı maliyet endeksi) = 564,7 UF= I2 / I1 = 4,97 Cihaz Adı Fm Fp MBF MF BC ($) K.C.M ($) T.K.M ($) G.S.M ($) T-101 2,25 1,05 2,36 4,23 160,23 378,14 895,68 1879,37
  61. 61. Cihaz Adı C0 ( $ ) L (ft) L0 (ft) α D0 (ft) β C ( $ ) T-101 180 54,13 10 0,97 2 1,45 11,7 T-101 KOLONU (Çizelge 5.10 Basınç kapları için temel maliyetler) (Tepsi yığını maliyeti için) C= C0(L/L0)α(D/D0)β
  62. 62. T-101 KOLONU  I1 (1968 yılı maliyet endeksi) = 113 I2 (2013 yılı maliyet endeksi) = 564,7 UF= I2 / I1 = 4,97  Tepsi malzemesi için gövde malzemesi kaplama paslanmaz çelik olarak düşünülmüştür Cihaz Adı Fs Fm Fd MBF MF BC ($) K.C.M ($) T.K.M ($) G.S.M ($) T-101 1 1,7 0 2,36 1 11,7 31,59 31,56 157
  63. 63. C= C0(L/L0)α(D/D0)β Cihaz Adı C0 ( $ ) L (ft) L0 (ft) α D (ft) D0 (ft) β C ( $ ) V-101 1.000 2,62 4 0,81 0,66 3 1,05 144,8 TK-101 1.000 2,62 4 0,81 0,57 3 1,05 127,2 TK-102 1.000 2,62 4 0,81 0,62 3 1,05 130,1 T-101 1.000 54.13 4 0,78 19,6 3 1,05 28.770 (Çizelge 5.10 Basınç kapları için temel maliyetler) CĠHAZLAR
  64. 64. I1 (1968 yılı maliyet endeksi) = 113 I2 (2013 yılı maliyet endeksi) = 564,7 UF= I2 / I1 = 4,97 Cihaz Adı Fm Fp MBF MF BC ($) K.C.M ($) T.K.M ($) G.S.M ($) G.Ç.M ($) V-101 2,25 1,05 2,36 4,23 144,8 341,23 809,43 1698,3 4022,87 TK-101 2,25 1,05 2,36 4,23 127,2 300,192 711,07 1.492 3534 TK-102 2,25 1,05 2,36 4,23 130,1 307,1 727,26 1.526 3614,5 T-101 2,25 1,05 2,36 4,23 28.770 325,8 160824,3 337.449 799296,7 CĠHAZLAR
  65. 65. SOĞUTUCU  Gövdede karbon çeliği, boru kısmında da paslanmaz çelik tercih edilmiĢtir. Çizelge 7.8 Malzeme faktörü FM bulunmuştur. Şekil 7.5 Basınç faktörü FP bulunmuştur. FBM = FM .FP Şekil 7.3 Cihaz satın alma maliyeti Cp bulunmuştur (ısı aktarım alanından). CBM = Cp . FBM Cihaz Adı A (m) P (bar) FM FP FBM Cp ($) CBM ($) C ($) E-101 1,396 1 3 1 3 1.200 3.600 5.148
  66. 66. C-101 KOMPRESÖRÜ C2 = 1000 x (564,7/113,6) =4970,9 $ C2 = C1 (I2 / I1) I2 (2012 yılı maliyet endeksi) = 564,7 I1 (1968 yılı maliyet endeksi) = 113,6 P=20,296 kW C1 = 1000 $ n = 0,8 S= P (kW)
  67. 67. KURULMUŞ CİHAZ MALİYETLERİ Cihaz Adı Fiyatı $ M-101 800 C-101 4970,9 R-101 386305,8 M-102 800 R-102 327986,7 V-101 4022,9 E-101 3600 T-101 4608,6 TK-101 3534 TK-102 3614,5 Toplam Cihaz Maliyeti 740243,4
  68. 68. SABĠT SERMAYE ĠġLETME SERMAYESĠ TOPLAM SERMAYE SABİT SERMAYE= 2.345.091 $ İŞLETME SERMAYESİ= 0,15 x TOPLAM SERMAYE TOPLAM SERMAYE= 2.758.930 $ İŞLETME SERMAYESİ= 275.893 $
  69. 69. SONUÇLAR VE DEĞERLENDĠRME FENOL Kümen Oksidasyonu Türkiye’nin %5 Fenol ihtiyacı 925 ton/yıl 127 kg/saat İZMİR Aliağa Organize Sanayi Sabit Sermaye 2.345.091 $
  70. 70. KAYNAKÇA  Hamernik, J.D. ve FRANTZ, G.C., (1991) Physical and Chemical Properties of Municipal Solid Waste Flyash, ACI Materials Journal, 88 (3) : 294-301  Mitsui Petrochemical Industries, (1985), Hydrocarbon Processing, 155: 121- 192  Perry, R. H. ve Green D. W. (2007), Perry’s Chemical Engineers Handbook, English Edition, New York  YILDIZ, G., (2001) Çeşitli Aktif Karbonlar Kullanılarak Atıksulardan Adsorbsiyon Yöntemi ile Fenol Giderimi, Yüksek Lisans Tezi, Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum  SOKOL, W., (1986) Oxidation of Phenol, Biotech Bioeng., 32 :1065- 1075
  71. 71. KAYNAKÇA  http://www.balikesir.edu.tr  http://www.ineos.com  http://www.chemsystems.com  http://www.cheresources.com  http://www.petkim.com.tr  http://www.alosbi.org.tr  http://www.bayar.edu.tr  http://essentialchemicalindustry.org
  72. 72. BĠZĠ DĠNLEDĠĞĠNĠZ ĠÇĠN TEġEKKÜR EDERĠZ 

×