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[화학공학] 채종유 생산을 위한 공정설계 및 경제성 분석

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레포트 > 공학계열
2011.02.07
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소개글

[화학공학] 채종유 생산을 위한 공정설계 및 경제성 분석에 대한 자료입니다.

Contents

1. 서론
2. 공정의 개요
3. 공정 설계 및 경제성 평가 기준 및 조건
4. 본 공정의 PFD
5. 본 공정의 Material & Energy balance
6. Equipment summary
7. Capital investment summary
8. Total production
 Raw material cost
 Utility cost
 Waste treatment cost
 Labor cost
 Etc
9. Profit analysis
10. 결론
11. References

본문내용

바이오디젤은 식물성 Oil 1mol과 알코올 3mol이 촉매하에 반응하여 1mol의 글리세린과 3mol의 바이오디젤을 얻을 수 있다.

mol단위를 분자량을 이용하여 질량 단위로 바꾸어주면 유채유 1kg을 기준으로 한 각각의 반응양은 다음 표와 같다.
유채유 알코올 글리세린 바이오디젤
1kg 0.1kg 0.1kg 1kg

이 반응은 100% 일어나는 반응이 아니므로 전환율을 곱해주어야 한다. Material Balance에서 Oil이 들어온 양은 21658kg이었고 바이오디젤(FAME)으로 전환된 양은 20791.68kg이었다. 이로써 전환율은 20791.68/21658=0.96, 즉 96%의 전환율을 갖는 것을 알 수 있었다.

6. Equipment summary
1) Main Process
Eq.No. Name Quantity Material Specification
R101 Reactor(trans esterfication) 1 SUS304 32KL
R102 Reactor(catalyst removal) 1 CS 3KL
MIX-100 Mixer(Methanol&base) 1 SUS304 4KL/h
MIX-100A Mixer(Methanol&base) 1 SUS304 4KL/h
MIX-101 Mixer(Methanol&water) 1 SUS304 3KL
T301 Water washing 1 CS 25KL
X301 Double cone v 1 　 10KL working V
X302 Double cone v 1 　 0.10KL working V
P101 Pump 2 SUS304 4KL/h 1HP 9m
P103 Pump 2 SUS304 30KL/h
P201 Pump 2 SUS304 0.1KL/h 1HP 9m
P202 Pump 2 SUS304 30KL/h
P301 Pump 2 SUS304 0.3KL/h
D-201 Distillation Tower 1 SUS304 　32KL
D-401 Distillation Tower 1 SUS304 　32KL
D-501 Distillation Tower 1 CS 　24KL
E-101 Heat Exchanger 1 SUS316 350000Kcal/h
E-102 Heat Exchanger 1 SUS316 620000Kcal/h
Storage Tank Methanol 1 CS 356KL
Storage Tank NaOH 1 CS 13KL
Storage Tank Oil 1 CS 2812KL
Storage Tank H2PO4 1 SUS304 12KL
Storage Tank FAME 1 SUS304 2418KL
Storage Tank Na2PO4 1 SUS304 36KL
Storage Tank Water 1 CS 40KL
Storage Tank Glycerol 1 CS 230KL

2) Utility
Id.No. Utility Capacity Quantity Remark
SB101 Steam boiler 1000Kg/h 1 난방으로 사용
WW301 Wastwater 외부위탁처리 　 폐수발생량 321L/batch
7. Capital investment summary
1) Purchased Equipment Cost
가) 반응기류
 Peters & Timmerhaus Fig. 13-15에 Jacketed reactor 가격정보 이용.
 Reactor의 크기는 하루 최대 생산량에 대한 Material Balanc에 따라서 각각32KL, 3KL로 잡고 가격 정보를 확인한다.
 Reactor 가격 정보는 달러로 나타나 있음으로 원화로 보정한다.

나) Tank 류
 산화의 위험이 없는 Tank는 CS 재질을 위험성이 존재하는 물질에 대한 Tank는 일반SUS34 재질을 사용한다.
 공정의 300Area에서 혼합물의 분리를 위한 Washing Tank는 일반 Tank로 확인
 Material Balance의 물질 중 저장성이 필요한 것에 대해서 Storage Tank 배치
 최대 2주 ~ 한달 동안 저장할 수 있는 Volume을 계산하여 가격확인.

참고문헌

11. References
 팜유를 이용한 바이오디젤 상용화를 위한 기초연구 / 방정권
 plant design / 여영구
 신 바이오디젤 생산 공정의 실증 및 보급 확산을 위한 한-중 공동 연구의 타당성조사, 이진석, 산업자원부
 Biodiesel production from waste cooking oil: 1. Process design and technological assessment, Y.Zhang, M.A.Dube, D.D.McLean, M.Kates, Bioresource Technology 89
 국산 바이오디젤 원료 시장 확대의 경제 파급 효과 분석, 박정순, 에너지경제연구원
 공정설계 / PFD
1. http://www.chemstations.com/content/documents/Technical_Articles/BiodieselWhitePaper.pdf
2. http://www.megtec.com/biodiesel-application-p-607-l-en.html
3. http://www.oiltek.com.my/biodiesel.html

 가격정보
1. http://www.alibaba.com/
2. http://www.sriconsulting.com/CEH/Public/Reports/205.0000/
3. http://people.clarkson.edu/~wwilcox/Design/refcosts.htm (Material 및 Utility)
4. http://www.cheresources.com/towerszz.shtml (Distillation cost Program)

#공정설계 #화학공학 #경제성 #채종유 #분석

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