Kartoitus kloori-alkalitehtaan tuotantokapasiteetin kasvattamisesta / Kemira Chemicals Oy Joutseno
Myller, Petri (2015)
Diplomityö
2015
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201505208679
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201505208679
Tiivistelmä
Kemira Chemicals Oy:n Joutsenon kloori-alkalitehtaalla valmistetaan elektrolyysin avulla lipeää, suolahappoa, natriumhypokloriittia ja vetyä.
Tämän työn tavoitteena on kartoittaa kloori-alkalitehtaan tuotantokapasiteetin kasvatuksen yhteydessä esiin tulevat pullonkaulat, lähitulevaisuuden kunnossapitotarpeet sekä parhaat käytettävissä olevat teknologiavaihtoehdot kloori-alkalitehtaan osa-alueille, joihin tuotantokapasiteetin kasvatuspaineet kohdistuvat: elektrolyysi, lipeän haihdutus ja suolahappopolttimet.
Pullonkaulojen kartoittaminen toteutettiin rakentamalla taulukkolaskentamalli kloori-alkalitehtaan prosesseista. Mallin avulla simuloitiin elektrolyysin kloorin tuotantoa, jota kasvatettiin asteittain 54 kt:sta/a aina 100 kt:iin/a asti ja tutkittiin prosessien käyttäytymistä. Tarkastelun pohjalta havaittiin, että kloorin tuotantoa kasvattaessa, tulee lisätä myös tuotantokapasiteettia suolahapon valmistukseen, elektrolyysiin, demineralisoidun veden valmistukseen ja lipeän haihdutuslaitokseen sekä suolahapon ja lipeän varastointikapasiteetteihin. Vaihtoehtoiset teknologiat määritettiin kirjallisuudesta ja laitetoimittajien esitteistä. Lähivuosien kunnossapitotarpeet kartoitettiin haastattelemalla tehtaan henkilökuntaa.
Työstä eskaloitui useita jatkotutkimuskohteita, joita ovat bipolaari-teknologian soveltuvuus Joutsenon kloori-alkalitehtaalle, uusien HCl-polttimien esisuunnittelu, höyryn käytön tehostaminen nykyisessä lipeän haihdutuslaitoksessa sekä uusien haihdutusteknologioiden soveltuvuus Joutsenon kloori-alkalitehtaalle, höyry- ja jäähdytysverkostojen kartoitukset sekä demineralisoidun veden valmistuskapasiteetin kasvattaminen. Kemira Chemicals Ltd. produces caustic soda, hydrochloric acid, sodium hypochlorite and hydrogen by electrolysis method at the Chlor-alkali plant.
The purpose of this Master’s Thesis was to map the production bottlenecks, the needs for the maintenance of the near future and the best available technologies for: electrolysis, caustic soda evaporation and hydrochloric acid burners during the production increases of Chlor-alkali plant.
Production bottlenecks were mapped by building spreadsheet based process simulation model for chlor-alkali processes. The chlorine production of electrolysis was increased gradually from 54 kton/a to 100 kton/a by using the model’s simulation. Behaviors of processes were monitored during the production increases. After the process simulation it was noticed that there were bottlenecks in hydrochloric acid and caustic soda production. Bottlenecks were found also in electrolysis, demineralized water production and storage tank capacity of caustic soda and hydrochloric acid. The best available technologies were determined from literature reviews and suppliers’ brochures. The needs for the maintenance of the near future were determined by interviewing Joutseno site’s personnel.
Further research topics were found during the Master’s Thesis. Further research topics are feasibility study of bipolar technology, preliminary engineering for new HCl-burners, intensification of the used caustic soda evaporation process and feasibility study of new evaporation technologies, survey of steam and water processes and demineralized water production increasing.
Tämän työn tavoitteena on kartoittaa kloori-alkalitehtaan tuotantokapasiteetin kasvatuksen yhteydessä esiin tulevat pullonkaulat, lähitulevaisuuden kunnossapitotarpeet sekä parhaat käytettävissä olevat teknologiavaihtoehdot kloori-alkalitehtaan osa-alueille, joihin tuotantokapasiteetin kasvatuspaineet kohdistuvat: elektrolyysi, lipeän haihdutus ja suolahappopolttimet.
Pullonkaulojen kartoittaminen toteutettiin rakentamalla taulukkolaskentamalli kloori-alkalitehtaan prosesseista. Mallin avulla simuloitiin elektrolyysin kloorin tuotantoa, jota kasvatettiin asteittain 54 kt:sta/a aina 100 kt:iin/a asti ja tutkittiin prosessien käyttäytymistä. Tarkastelun pohjalta havaittiin, että kloorin tuotantoa kasvattaessa, tulee lisätä myös tuotantokapasiteettia suolahapon valmistukseen, elektrolyysiin, demineralisoidun veden valmistukseen ja lipeän haihdutuslaitokseen sekä suolahapon ja lipeän varastointikapasiteetteihin. Vaihtoehtoiset teknologiat määritettiin kirjallisuudesta ja laitetoimittajien esitteistä. Lähivuosien kunnossapitotarpeet kartoitettiin haastattelemalla tehtaan henkilökuntaa.
Työstä eskaloitui useita jatkotutkimuskohteita, joita ovat bipolaari-teknologian soveltuvuus Joutsenon kloori-alkalitehtaalle, uusien HCl-polttimien esisuunnittelu, höyryn käytön tehostaminen nykyisessä lipeän haihdutuslaitoksessa sekä uusien haihdutusteknologioiden soveltuvuus Joutsenon kloori-alkalitehtaalle, höyry- ja jäähdytysverkostojen kartoitukset sekä demineralisoidun veden valmistuskapasiteetin kasvattaminen.
The purpose of this Master’s Thesis was to map the production bottlenecks, the needs for the maintenance of the near future and the best available technologies for: electrolysis, caustic soda evaporation and hydrochloric acid burners during the production increases of Chlor-alkali plant.
Production bottlenecks were mapped by building spreadsheet based process simulation model for chlor-alkali processes. The chlorine production of electrolysis was increased gradually from 54 kton/a to 100 kton/a by using the model’s simulation. Behaviors of processes were monitored during the production increases. After the process simulation it was noticed that there were bottlenecks in hydrochloric acid and caustic soda production. Bottlenecks were found also in electrolysis, demineralized water production and storage tank capacity of caustic soda and hydrochloric acid. The best available technologies were determined from literature reviews and suppliers’ brochures. The needs for the maintenance of the near future were determined by interviewing Joutseno site’s personnel.
Further research topics were found during the Master’s Thesis. Further research topics are feasibility study of bipolar technology, preliminary engineering for new HCl-burners, intensification of the used caustic soda evaporation process and feasibility study of new evaporation technologies, survey of steam and water processes and demineralized water production increasing.