gea messo pt - kierunekchemia.pl · 2 solution melt freeze gea crystallization / gea messo pt...

GEA Crystallization / GEA Messo PT1 MeltSolution Freeze

Formatvorlage des Untertitelmasters durch Klicken bearbeiten

GEA Crystallization / GEA Messo PT

1 MeltSolution Freeze

GEA Messo PT

Światowy lider w krystalizacji

Krystalizacja w roztworze

Krystalizacja ze stopu

ZatęŜanie przez wymraŜanie


Informacje podstawowe

• Grupa GEA jest międzynarodowym koncernem, w skład którego wchodzi ponad 250 firm w 50 krajach świata

• Grupa GEA zatrudnia ok. 20.000 pracowników na całym świecie, a obrót firmy za rok 2008 wyniósł 5 mld euro

• Grupa GEA AG jest jedną z wiodących firm notowanych w segmencie MDAX na niemieckiej giełdzie papierów wartościowych

2


Technologia procesowa

Technologia

procesowa� Suszarki� Granulatory� Wyparki� Krystalizatory� Systemy

mieszania i dozowania

� Automatyka procesowa

Systemy dla

farmacji� Suszarki� Granulatory� Systemy

mieszania i dozowania

Urządzenia

procesowe� Kompaktowe

wymienniki ciepła

� Rurowe wymienniki ciepła

� Płytowe wymienniki ciepła

� Zawory i pompy

� Homogenizatory

Chłodnict

wo• Tłoki i spręŜarki śrubowe

• Wyparki

• Kondensatory

• Maszyny do lodu

• Systemy schładzania i zamraŜania

Technologia

wirowania� Wirówk

i

� Dekantery


Sieć europejska

Firmy / Biura

GEA Process Engineering Sp. z o.o.


Wprowadzenie

GEA Messo PT zapewnia kompletne wsparcie w zakresie krystalizacji od etapu projektu koncepcyjnego do wdra Ŝania innowacji przemysłowych

Rozwinięcie zastosowania

•Potwierdzenie projektu w testach pilotaŜowych

Wprowadzenie na skalę przemysłową

•Zwiększenie skali, inŜyniering, konstrukcja, uruchomienie i szkolenie załogi

Pierwsza koncepcja

•Wstępny projekt procesu oraz prace laboratoryjne


Siłą napędow ą krystalizacji jest przesycenie

Schładzanie

Rzadziej spotykane są reakcje krystalizacji i wysalania

Odparowywanie


Krystalizacja ze stopu vs. krystalizacja roztworów

Krystalizacja ze stopu rozpuszczalnikiem jest produkt np. lód, paraksylen

Krystalizacja w roztworze rozpuszczalnikiem nie jest produkt

przy krystalizacji masowej zazwyczaj woda



• Dwa główne rodzaje systemów:

• System warstwowy – kryształy narastające na wewnętrznej powierzchni krystalizatora • System opierający się na zawiesinie – kryształy jako zawiesina w roztworze

macierzystym

• Oba systemy wykorzystuj ą taką samą fazę

równowagi cz ąstek stałych i cieczy

• Roztwory eutektyczne s ą wysoce

selektywne

• Ekstremalnie czyste produkty• Oba systemy wiąŜą się z takimi samymi

ograniczeniami procesowymi• Czystość ograniczona jedynie przez kinetykę procesu

Produkt zazwyczaj jest materiałem roztopionym


Zastosowania krystalizacji ze stopu

Typowo stosowana przy trudnych rozdziałach:

• Substancje o bardzo zbliŜonych temperaturach wrzenia

• Mieszaniny azeotropowe

• Substancje wraŜliwe na temperaturę (polimeryzacja, degradacja, niebezpieczne reakcje)

• Usuwanie czystej wody przy substancjach lotnych

Kluczowe zastosowania:

• Bardzo wysoka czystość (do 99.999 wt%)

• Oszczędność energii (20-50% redukcja zuŜycia energii)


Przykłady zastosowa ń w przemy śle chemicznym

Pro

duc

t

For

mul

a

CA

S

No.

Mol

.

Wt.

[g/

mol

]

T

b

o

i

l

[

°

C

]

T

m

e

lt

[

°

C

]

D

H

ev

ap

[k

J/

kg

]

Ratio

DHe /

DHmp-phenylenediamine (PPD)confidentialbenzoic acidconfidentialL-Lactidep-NitrochlorobenzeneDurene (tetramethylbenzene)CaprolactamMono chloroacetic acid (MCA)o-Phenylphenol (OPP)p-dichlorobenzeneMaleic anhydrideconfidentialMDI - 4,4'confidentialdicyclopentadienePhosphoric Acid (hemi-hydrate)ToluenediIsocyanate (2,4 TDI)Methacrylic acidAcrylic acidN-vinyl-2-pyrrolidone (NVP)p-Xylenep-Chlorotoluene

γ - picoline

Hydrogen PeroxideEthyl lactate (S)Acetonitrilem-Xylene

106-

50-3

65-

85-

04511-

42-6100-

00-595-

93-

2

105-

60-279-

11-

8

90-

43-

7

106-

46-7108-

31-6

101-

68-8

77-

73-

6

7664-

38-2584-

84-979-

41-

4

79-

10-

7

88-

12-

0

106-

42-3106-

43-4108-

89-47722-

84-1687-

47-875-

05-

8

108-

38-3

10

8.

20

32

9.

90

12

2.

12

15

0.

22

14

4.

13

15

7.

56

13

4.

22

11

3.

60

9

4

.

4

9

17

0.

21

14

7.

00

9

8

.

0

5

13

4.

10

25

0.

25

8

8

.

0

6

13

2.

20

10

7.

00

17

4.

16

8

6

.

0

9

7

2

.

0

6

11

1.

14

10

6.

17

12

6.

58

9

3

.

1

3

3

4

.

0

1

11

8.

13

4

1

.

0

5

10

6.

17

14

1.

40

12

9.

50

12

2.

40

9

8

.

8

5

9

8

.

7

0

8

2

.

5

0

7

9

.

2

4

6

9

.

2

0

6

1

.

1

8

5

7

.

4

5

5

3

.

1

0

5

2

.

0

0

4

9

.

5

0

4

0

.

4

2

3

6

.

4

0

3

2

.

0

0

2

9

.

3

0

2

1

.

8

0

1

4

.

3

5

1

3

.

5

0

1

3

.

5

0

1

3

.

2

6

7

.

5

5

3

.

6

5

-

0

.

4

0

-

2

.

7

0

-

4

4.

5

0

-

4

7.

8

7

5

2

7

.

02

3

4

.

2

3

1

6

.

5

5

7

4

.

0

5

2

6

.

6

3

3

5

.

0

5

5

8

.

8

3

1

1

.

7

2

8

3

.

57

3

6

.

9

3

3

9

.

1

3

0

5

.

7

4

0

2

.

8

15

07

.0

3

9

2

.

8

7

2

4

.

7

3

4

2

.

7

2

3

0

.

3

6

7

.

8

1

4

7

.

4

9

6

.

7

1

2

0

.

0

1

1

4

.

4

1

5

6

.

5

1

4

2

.

6

2

0

5

.

1

9

5

.

3

1

2

4

.

4

1

3

3

.

0

8

0

.

0

1

0

9

.

1

1

5

1

.

0

1

5

8

.

1

1

5

2

.

5

1

2

0

.

0

9

3

.

7

1

5

4

.

0

1

3

7

.

0

1

6

1

.

2

1

0

7

.

0

1

3

5

.

1

3

6

7

.

6

1

5

5

.

0

1

6

2

.

5

1

0

9

.

0

3

.

6

2

.

0

2

.

0

4

.

0

2

.

62

.

7

4

.

22

.

91

.

8

4

.

82

.

1

2

.

9

3

.

0

4

.

1

2

.

5

4

.

5

3

.

1

26

7.

00

28

5.

05

24

9.

00

23

3.

85

26

4.

70

24

2.

00

19

6.

84

26

8.

00

18

9.

00

28

2.

00

17

3.

00

20

0.

00

24

8.

80

39

2.

00

24

8.

00

16

7.

85

18

0.

00

12

0.

00

16

3.

00

13

9.

00

9

2

.

0

0

13

8.

50

16

2.

00

14

4.

85

10

8.

00

15

4.

00

8

1

.

5

0

13

8.

50

D

H

m

elt

[k

J/

kg

]

C 6 H

8 N 2

C 7 H

6 O 2

C 6 H

8 O 4C 6 H 4

NO 2 ClC

10

H

14

C 6 H

11 NOC 2 H 3

ClO 2C 12

H 10

O

C 6 H

4 Cl 2C 4 H

2 O 3

C 15 H 10 N

2 O 2

C

10

H

12

H 3 PO 4 - ½ H

2 O C 9 H 6 N

2 O 2C 4 H

6 O 2C 3 H

4 O 2C 6 H

9 NOC

8

H

10

C 7

H 7

Cl

C 6

H 7

N

H

2

O

2

C 5 H

10 O 3C 2

H 3

N

C

8

H

10


Krystalizacja ze stopu opieraj ąca się na zawiesinie

• Ciągła praca

• Wysoka wydajność energetyczna

• Łatwość utrzymania poŜądanych temperatur

• Automatyczne odprowadzenie strumienia

odpadowego

• MoŜliwość zmiany wielkości i składu

zasilenia bez negatywnego wpływu

na proces Solid-liquid Separation

Crystal slurry

P r o d u ct

Crude Feed

Cooling wall


Kryształy

Paraksylen

Para-dwuchlorobenzen

Orto-fenol

Kwas akrylowy

Mleczan etylu

Woda


Rozdział cieczy i cz ąstek stałych – kolumny płucz ące

~ 50-100 cm

Roztwór macierzysty

Granica ciecz zanieczyszczona / ciecz oczyszczona

Filtr

Pętla topienia

Czysty produkt

Krystalizacja wytwarza ciepło potrzebne do podgrzania kryształów z TC do TW

Ciecz płucz ąca doprowadzana z p ętli topienia

Prz

epły

w

krys

ztał

ów

P1 > P2

Zawiesina kryształów


Fran

cja

ZatęŜanie przez wymra Ŝanie

Piwo

ZatęŜanie przez wymraŜanie zapewnia idealną technikę zimnej separacji do utrzymania jakości przy produktach wraŜliwych.

Przykład kolumny płucz ącej


Europa

para-dwuchlorobenzen

Niro PT

Instalacja krystalizacji ze stopu

Technologia Niro moŜe być stosowana do wielu produktów masowych oraz drobnych.

• Temperatura robocza +15 do 53°C

• Uruchomienie: Maj 2003

Przemysł chemiczny – Przykłady



Techno Semichem Co., Ltd., Południowa Korea

Kwas fosforowy

Niro PT


Technologia Niro umoŜliwia ponowne uŜycie rozpuszczalników odpadowych w przemyśle elektronicznym, gdzie wymagana jest wyjątkowa czystość produktów.


Enichem S.A., Włochy



Do paraksylenu przeznaczony jest unikalny proces krystalizacji zawiesiny. Czystość 99,8-99,9% z 70% produktem w strumieniu odpadowym.

(projekt realizowany we współpracy ze Stone & Webster oraz UOP z wykorzystaniem ich technologii PX-Plus™ i HySorb™)

Paraksylen

Niro PT


Zagęszczanie przez wymra Ŝanie w Shell, Moerdijk, NL

Usuwanie wody przed spopielaniem


Kwas fosforowy

• Stosowany w mieszankach trawiących do ekranów LCD i chipów silikonowych

• Kwas odpadowy został ponownie uŜyty przy produkcji nawozów i karm dla zwierząt

• Rosnący rynek ze względu na coraz wyŜsze ceny kwasu surowego

• Destylacja nie jest moŜliwa (zanieczyszczenia w zakresie wyraŜanym w ppb)

• Zgłoszony patent przez GEA Niro PT


Krystalizacja w roztworze


Krystalizacja produktów masowych

Oddzielanie

• Kryształów od substancji stopionej bądź roztworu

Produkt

• Kryształy

• Kondensat

Właściwo ści

• Wielkość kryształów i zakres tej wielkości wpływają na stopień separacji, łatwość przepływu, formowanie się pyłu, zawartość pyłu, zbrylanie się,

•

•


Kształty kryształów

NaCl, sześciany



NaCl, kulisty



NaCl, dendryczny(gęstość 0,6 g/cm3)


Powstawanie zarodków krystalizacji

Liczba zarodków kryształów determinuje wielkość produktu.

RóŜne rodzaje krystalizatorów FC (z wymuszonym obiegiem), DTB (Draft Tube Baffle), Oslo (łoŜe fluidalne) róŜniące się stopniem oddziaływania mechanicznego na kryształy i ilością wygenerowanych zarodków kryształów.


Podstawowe typy krystalizatorów

DTB < 2,5 mm

Oslo < 6 mm

FC < 0,6 mm


Przykład siarczanu amonu

• Krystalizator FC (z wymuszonym

obiegiem) –

wielkość kryształów 0,7 mm,

cena 100 Euro na tonę

• Krystalizator DTB –

wielkość kryształów 2,5 mm,

cena 200 Euro na tonę

Przy większych rozmiarach niezbędna jest

aktywna kontrola wielkości

z pomiarem zarodków .


Krystalizator DTB w zakładzie produkcji siarczanu amonu


ZLD – Proces bezpłynnych odpadów

Zero liquid discharge znajduje zastosowanie np. przy:- Obróbce gazów spalinowych wodą płuczącą- Odpadach kopalnianych- Odpadach radioaktywnych

Główne powody do zastosowania ZLD:- Wyjątkowo wysoka korozyjność- Technologie energooszczędne (wyparki z mechanicznym zatęŜaniem oparów, pompy ciepła, membrany)- Tendencja do odkładania się osadów (gips, siarczany, węglany)- Długi czas pomiędzy myciami (miesiące zamiast dni)


Woda płucz ąca ZLD w Noord-Brabant (Holandia)


Powtórne u Ŝycie wody

Wodorotlenki

Substancje organicznezawracane do procesu W

odar

Wytr ącanie

Sole

Nanofiltracja

Odwrócona osmoza

Woda odpadowa 1

Woda

Woda

Odparowywanie przy uŜyciu MVR

Krystalizacja przy uŜyciu TVR

Wirowanie

1Produkt

Sól XX‘s


ZLD II

Instalacja ZLD we WłoszechCzas między myciami >3 miesiące


Regeneracja k ąpieli trawi ących

Regeneracja kwasu przy zastosowaniu krystalizacji FeSO4.7H2O przez schładzanie próŜniowe.Korzyści energetyczne przy zastosowaniu pomp ciepła zamiast inŜektorów parowych – spłata inwestycji < 2 lata.


DZIĘKUJEMY ZA UWAG Ę

gea messo pt - kierunekchemia.pl · 2 solution melt freeze gea crystallization / gea messo pt...

Documents