Purification and repossession of methanol in a polymer synthesis process by fractional distilling

Abstract

The purpose of this Master's Thesis was to create a new process protocol for solvents repossession from a polymer synthesis process and to recycle the gained material back into the process in the future phases of the synthesis. This thesis aimed to decrease solvent consumption by refining the material by fractional batch distillation to reduce the quantity of chemical waste and overall expenses, including acquiring and disposing of the chemicals. Basics of fractional distillation were reviewed, including distillation equipment in the literature part. In addition, commercial equipment was reviewed.

A new process protocol is based on the study and the results presented in this thesis. Overall, the study is based on a theoretical review of the chemicals and purification method—the experimental part and the presentation of the purification process results. The success is evaluated upon the reached purity levels and the cost reductions of laboratory management and waste. This thesis was limited to handling only fractional distilling because of the available equipment.

The gas chromatography analysis indicates that reached purity of the methanol sample in the final stage is acceptable. Based on these initial test results, we can engineer a new protocol for solvent repossession in the polymer process. The new process protocol will decrease the consumption and waste inflicted by the current polymer process. In addition, the chemical acquiring, and waste management costs will decrease in the long run, which will cut costs affiliated with the polymer process.

Työn tarkoituksena oli suunnitella uusi prosessi liuottimien talteenotolle polymeerisynteesiprosessista. Talteenotettu liuotin on tarkoitus jatkokäyttää uudelleen synteesiprosessin eri vaiheissa. Tämän työn pohjalta oli tarkoitus pienentää kemikaalien kulutusta jatkojalostamalla ne käyttöön uudelleen. Puhdistus tehdään fraktionaalisella tislaimella. Liuottimien puhdistus ja jatkojalostus vähentää kemikaalien kokonaiskulutusta. Kulutuksen pienentämäisellä saavutetaan taloudellisia sekä ympäristöllisiä parannuksia. Jatkokäyttö vähentää uusien kemikaalien hankintakuluja sekä käytettyjen kemikaalien jätekustannuksia. Lisäksi, ympäristökuormitus vähenee sekä suoraan että välillisesti.

Työ perustuu kirjalliseen sekä kokeelliseen osaan. Kirjallisessa osassa käydään läpi fraktionaalisen tislaimen laitteisto sekä sen toiminta. Perustana kirjalliselle osalle on tätä tarkoitusta varten hankittu laitteisto. Kirjallisuusosassa on esitelty teoreettinen tarkastelu tislauslaitteiston suunnittelulle ja tarkasteltu tässä työssä käytettävät kemikaalit. Kokeellinen osa koostuu analyysilaitteiden esittelystä sekä työssä suoritettujen kokeellisten testien parametrien esittelystä sekä parametrien varioinnin tuloksista. Tämä työ on rajoitettu koskemaan ainoastaan fraktionaalista tislausta sekä metanolin puhdistusta.