1.HAMMADDELER 1.1. Benzen Aromatik bileiklerin en basiti
benzendir. Ayrca bilinen en eski organik bileiklerden biridir.
Benzenin nicel element analizi: % 92,3 C ve % 7,7 H dr. Buna gre
bileim forml CH dr. Buhar younluuna gre tayin edilen molekl arl 78
g/ moldr. Buna gre kapal molekl forml C6H6 olur. Bu kapal formle,
dz zincirli ve halkal olmak zere bir ok ak molekl formll karlk
gelebilir.
ekil 1.1.Benzen moleklnn geometrik gsterilii
1.1.1. zellikleri ve retim yntemleri Berrak, oda scaklnda
renksiz, aromatik yapda ho kokulu bir svdr. Son derece yancdr. yi
bir organik zcdr. Kan hcrelerini ldrme etkisi olduundan kanser
yapan bileikler arasna girer. Alkol, kloroform, eter, aseton,
karbon tetra klorr, glasiyal asetik asit ve yalara karr. Organik
zclerin ounda znr. Suda znrl ok dktr. Buharlar dumanl bir alev
kartarak yanar. Ad: Benzol, Siklohekzatrin, Fenilhidrit, kmr katran
naftas. Molekler forml C6H6'dr. retim yntemleri; Toluenin
hidrodealkilasyonu ile Toluenin disproporsiyonu ile Etilen
retiminde yan rn olarak Petrol rafinerilerinde katalitik reforming
operasyon ile Kmrn karbonizasyonu ile elde edilir.
1
izelge 1.1. Benzenin Fiziksel zellikleri
1.1.2. Reaksiyon kabiliyeti Benzenin yapsnn kimyasal
reaksiyonlara ne ekilde bir tepki gsterdii zerine yaplan almalarn,
organik kimya teorilerinin gelimesinde nemi byk olmutur.Hidrojen
atomlarnn karbon atomlarna orannn byle dk olduu bir bileikten
umulan katlma reaksiyonlar benzende olmaz. Benzenin gsterdii tipik
reaksiyonlardan biri, substitsyon reaksiyonlardr. Bu reaksiyon bir
aktif grubun benzendeki bir hidrojeni karp onun yerine gemesi
eklinde gerekleir. Bu davran aklamak, alt elektronun (benzende varm
gibi gsterilen 3 tane ifte badan ileri gelen) belli karbonlarda
deil btn benzen karbonlarna dalm olduunu dnmekle mmkn olur.
Elektronlarn byle dalm olmas (belli karbonlarda olmamas) molekln
kararl olmasn salar. 1.1.3. Kullanld yerler Benzen byk lde stiren
retimi iin etilbenzen, kmen, siklohegzan, dodesil benzen,
nitrobenzen ve maleik anhidriti gibi nemli kimyasal maddelerin
retiminde kullanlr. Ayrca zc olarak kullanm da vardr. 1.1.4.
Benzenin insan sal zerinde etkisi Havada 10 ppmin zerinde bulunmas
insan sal asndan sakncaldr. Zehirlenme hali genellikle benzen
buharlarnn solunmas ile ortaya kar. Deri yoluyla da organizmaya
girerek zehirlenmeye neden olabilir. Yksek konsantrasyonda ( 3000
ppm veya zeri ) benzen buharna maruz kalndnda ani zehirlenme
belirtileri ortaya kar. Bu belirtiler ba ars, ba dnmesi, dzgn
konuamama, depresyon, derinin kzarmas,2
solunum gl, mide bulants, kusma eklinde grlr. Ortam
deitirilmedii takdirde koma veya lm hali meydana gelebilir. Ancak
endstride daha ok rastlanan zehirlenmeler kronik benzen
zehirlenmeleri olup son derece nemlidir. Bu tr kronik olaylarda kan
hcreleri tahrip olur ve alyuvar, akyuvar saylar azalr. Belirtiler
itahszlk, ba ars, ba dnmesi, bulant, gszlk, sinirlilik, kilo kayb
seklinde ortaya kar ve daha sonra burun ve damaklarda kanamalar
grlr. Benzen ortamnda srekli alan isiler periyodik kan
kontrollerine tabi tutulmaldr. Alyuvar veya akyuvar saylar devaml
azalma gsteren ya da ard arda gelen aylk iki kontrolde akyuvar says
metrekpte 5.000in, alyuvar says metrekpte 4.000.000'nun altnda
bulunanlar hayati tehlikeye girmeden ortamdan uzaklatrlmaldr. Ani
zehirlenme hallerinde suni solunum yaptrlmal gerekirse oksijen
verilmelidir. Solunumu dzeltmek amacyla adrenalin kullanlmaldr.
Benzenle alanlar koruyucu gzlk, yz siperlii, kauuk giysiler
kullanmaldr. evre sal asndan iinde benzen bulunan atklar bir frn
zelti ile kartrmak uygun olabilir. (1) iine pskrtlmek suretiyle
yaklmaldr, yanmann daha kolay olmas asndan daha yanc bir
1.2. Maleik Anhidrit 1.2.1. zellikleri ve retim yntemi Akrid
kokulu, beyaz ine ve pul eklinde kat maddedir. Su (16,3 g/ 100 g,
300C) aseton, eter, kloroform ve petrol hidrokarbonlarnda znr.
Karbon tetraklorrde ok az znr. Molekl forml C4H2O3 eklindedir.
(1)
ekil 1.2. Maleik anhidrit yaps ve molekl forml3
izelge 1.2. Maleik anhidrit fiziksel zellikleri
retim yntemleri; n btenin oksidasyonu Benzenin katalitik buhar
faz oksidasyonudur.(1)
ekil 1.3. Benzenden maleik anhidrit retimi
1.2.2. Maleik anhidritin kimyasal zellikleri Maleik anhidrit tm
dnyann ticari olarak ilgilendii ok ilevli nemli bir kimyasaldr.
asit karbonil fonksiyonlar ile ilikili doymamlk Kimyasal olarak
alfa, beta balarna sahip olmas ile ilgilidir. maleik anhidrit
maleik asiti oluturmak iin su ile kolaylkla reaksiyona girer. Hem
etilenik ift ba hem de karbonil gruplar reaksiyona duyarldr. nk C=C
ba ile iki C=O ba ile konjugedir. Her iki grupta, belirli
reaksiyonlara katlabilir.(2)
4
1.3. Vanadyum Oksit Baz yaktlar, rnein; ham petrolden elde
edilen kalnt yaktlarn bazlar, vanadyum ierir. Yakt yand zaman
iindeki vanadyum elementi vanadyum pentaoksit (V2O5) veya eitli
vanadyum oksitlerinin bir karmna dnr. Alnan bu oksitler ve sodyum
slfat keldikleri elik yzeylerde ergime scakl dk bir cruf oluturur.
Vanadyum yaktn kullanan frnlarn, gaz trbinleri, vb. elik paralar
hzlandrlm bir oksitlenme korozyonuna maruzdur. Vanadyum bileikleri
elik ile dorudan reaksiyona da girer. Bu srada havann oksijeni
vanadyum oksidin yenilenmesini salar. Vanadyum pentaoksitin ergime
scakl 5930C (11000F) in zerindedir. Bu scakln altnda vanadyum
korozyonunun olmayaca dnlr fakat akaryakt (fuel oil) kl iindeki
dier baz maddeler, rnein, sodyum bileikleri ve kkrt dioksit,
vanadyum pentaoksit ile bir araya geldiklerinde, ergime scakl der.
Ergimi V2O5 elik zerinde cruf oluturur. Oluan cruf akp uzaklaarak
metalin taze yzeyini korozif etkiye aar. Akaryakt (fuel oil) klnn
korozyon etkinlii scaklk ykseldike ve vanadyum ierii arttka hzla
ykselir. Vanadyum korozyonuna diren gsteren elik yok gibidir; ancak
nikel alamlarnn bu etkiye dier alamlardan daha dayankl olduklar
kantlanmtr. Yanma koullar, zellikle alev ayar, yanma odasn
evreleyen tplerin ve onlarn mesnetlerinin scaklklarn byk lde
etkiler. Alev ayarnn bozukluu metal scaklklarn o da korozyonu
artrr.Yanma havas fazlalnn dk dzeyde tutulmas vanadyum korozyonunu
azaltr. Hava fazlalnn ok dk olmas halinde yanma odasnda kkrt
trioksit (SO3) oluumu en az dzeye iner. Bu koullarda oluan vanadyum
sodyum bileikleri karmnn korozyon etkinlii daha dktr.Gnmzde
vanadyum oksit korozyonu zerinde almalar yaplmaktadr. Vanadyum (V)
oksit (vanadia) olan kimyasal bileik ile V2O5 forml ile gsterilir.
ve yaygn olan bileik istikrarl olan yaps vanadyum pentoksit olarak
da bilinen bu sar / kahverengi kat en yaygndr. Istlnca da geri dnml
olarak oksijen kaybeder. Bu yetenei ile ilgili, V2O5 birok yararl
aerobik oksidasyon reaksiyonlar, byk lekli katalize slfrik asit ile
kkrt dioksit retiminde kullanlr . ou metal oksitler aksine soluk
sar bir asidik zelti vermek zere suda az znr. Bu bileiin sulu
ortamdan sonra rengi yerine sar / kahverengi derin turuncu renge
dner.
5
1.4. Molibden Oksit
izelge 1.3. Molibden Oksitin Genel zellikleri Molekler Arl (g /
mol.) 143.94 Merck Younluk (g/cm3) Erime Noktas ( C) Kaynama Noktas
( C) zgl arlk Kristalografi 11,6148 4.692 795 1155 4.50 ekenar
kristaller
Molibden bileikleri analitik kimyada katalizr kayna olarak
;seramik srlarnda tarmda korozyon inhibitr olarak kullanlr. 1.5.
Dibtil ftalat
ekil 1.4. Dibtil fitalatn ak forml ve molekl forml
6
1.6.Kinon Endstriyel kinon uygulamalarnn byk lei hidrojen
peroksit retimi iindir. Kinon, kimyasal reaktif, bronzlama ajan,
fotorafik kimyasal, oksidasyon ajan ve polimerizasyon inhibitr
olarak kimyasal ara madde gibi kullanlr. nsanlarda teneffs yoluyla
yksek dzeyde kinona ksa sreli maruz kalma (akut), kornea ve
konjonktivada renk bozukluklar gibi gzlerde tahrie sebep olurken
derinin temas da dermal hastalklara neden olur. nsanlarda kinonun
uzun sreli solunmas (kronik), grme bozukluklarna yol aabilir ve
kronik dermal temas deri lserine neden olur. Kinonun insanlarda
reme, geliimsel veya kanserojen etkileri hakknda herhangi bir bilgi
mevcut deildir. Hayvanlar zerindeki mevcut alma sonular kinonun
kanserojenitesini deerlendirmek iin yeterli deildir. Kinona mesleki
olarak maruz kalma boya, tekstil, bronzlama, kimyasal ve kozmetik
sektrlerinde olabilir. Kinonun teneffs ile maruzu sigara dumanndan
meydana gelebilir. Kinonlar siklohekzandiendionlardr. Bu
bileiklerde karbonil grubu halkann bir paras haline gelmitir.
Oksijen atomlar orto veya para mevkinde olabilir fakat m-kinonlar
mevcut deildir. Karbon atomu drt ba yapabildii iin byle bir
sistemin varl da mmkn deildir. Bu grup bileiklerin en basit yesi
1838 ylnda Liebig'in laboratuvarnda Kina asidinin (1,3,4,5
tetraoksiheksahidro benzoik asid) MnO2 ve H2SO4 ile oksitlenmesi
suretiyle elde edilmi ve kinoil ismi verilmitir. Bugn kullanlan
kinon ad sonradan Berzelius tarafndan konulmutur. Kinonlar, bir
halkaya bal olan iki ift ba ile karakterize edilirler. Aromatik
halkalarda, elenik durumda 3 tane ifte ba bulunmasna karn
kinonlarda iki tane elenik ifte ba vardr. Bu nedenle halka
sistemleri benzenoid ve kinoid halkalar olarak iki snfa ayrlabilir.
1.6.1.Kinonlarn fiziksel ve kimyasal zellikleri p-Benzokinon erime
noktas 115-116 oC olan, parlak sar kristallerdir. Kolaylkla sblime
olur, su buhar ile destillenebilir, aksrmaya sebep olan garip bir
kokusu vardr, su, alkol, eter ve dier organik zclerde znr. Kinonlar
(daha kark aromatik sistemlere sahip olanlarnn bazlar); kf, mantar
gibi bitkisel kaynaklardan izole edilmilerdir. ou hallerde canl
organizmalarda meydana gelen ykseltgeme, indirgeme evrimlerinde
kinonlarn rol ald grlmektedir.7
1.6.2. Kinonlarn eldesi Kinonlar elde etmek iin bunlara tekabl
eden benzen trevleri ykseltgenir. Bu ykseltgenme en kolay olarak o-
ve p-hidroksi ve amino grubu ieren bileiklerin yani difenollerin,
aminofenollerin ve diaminlerin kolayca gerekletirilebilen
reaksiyonlarndan meydana gelir. Reaksiyondaki dehidrojenlenme
sonucunda ift balar kinoid sistemine dnerler. Kinonlar anilinin
ykseltgenmesiyle elde edilebilirler. Anilin, slfat asidli Dikromat
zeltisi iinde, serbest radikalik mekanizmasna gre yryen bir
reaksiyon verir. nce anilin siyah denilen koyu renkli bir ara rn
meydana gelir. Bunun daha ileri ykseltgenmesi ve hidrolizi ile
kinon elde edilir. 1.6.3. Kinonlarn kullanm alanlar Kinon
trevlerinin bazlar; bbrek, akcier, beyin ve kalp gibi organlarn
hastalklara kar korunmasnda ve tedavisinde kullanlr. Eczaclkta baz
ila bileimlerinde de kullanlan kinon bileikleri tbbi alanda faydal
bileiklerdir. Kinonlarn birou vitamin aktivitesine (K1, K2)
sahiptir. K1 vitamini nemli bir beslenme faktrdr. Kann phtlac
zelliklerinin srdrlmesinde yararldr ve 1,4-naftokinon yaps
ierir.
ekil 1.5. 1,4-naftokinon yaps Kinonlarn bazlar bakteriostat
(ftiokol); bazlar stmaya kar (hidrolapakol); bazlar uyarc
(plumbagin) olarak kullanlr. Biyolojik olarak aktif kinonlara rnek
olarak plastokinon ve ubikinon (koenzim Q), baz hayvan, bitki ve
mikroorganizmalardaki baz biokimyasal reaksiyonlar kataliz
ederler.
8
ekil 1.6. Plastokinon ve Ubikinon Bu bileikler, koenzimlerin
birinden dierine elektron transfer edebilmek iin uygun redoks
aktivitesinde, byklk ve grnte olmaldr. Fosforlandrlm kinollerin
ykseltgen fosforilasyonunda ve solunum evrimi zerine nemli
aratrmalar vardr. Doymam yan zincirli benzokinon ve antrakinon,
polimer zinciri boyunca kinon yaplar ieren polimerler verebilirler.
Bu polimerler, hidrojenperoksidin retilmesinde, sudan oksijenin
uzaklatrlmasnda, suyun saflatrlmasnda, sudaki atklarn
uzaklatrlmasnda, yardmc biyokimyasal reaksiyonlarda (redoks
ajanlarndan dolay kirliliin istenmedii yerlerde), gastrointestinal
lserlerin tedavisinde ve renkli fotoraf sistemleri iin yaylmayan
indirgeyici aralarda kullanlr. Tetrakloro p-benzokinon,
tetrabromo-p-benzokinon ve 2,3-diklor- ve 2,3dibrom-1,4-
naftakinonun trevleri gibi halojenlenmi kinonlar mantar ldrc etki
gsterirler. Kinonlarn birou biyolojik nem tar. Streptomyces
peucetius bakterilerinin metaboliti olan daunomisin, eitli deneysel
tmrlerin gelimesini kuvvetle engelleyen bir antibiyotiktir. eitli
hayvansal tmrlere kar tedavi amac ile kullanlr. Yaplan aratrmalara
gre streptonigrinin, antikanser zelliini destekleyen en olas
yapaada gsterilmitir. Mitomisinler Streptomyces caespitosusdan elde
edilen bir grup antitmr antibiyotiidir.(3)
ekil 1.7. Boya olarak kullanlan kinon bileikleri9
1.7. Maleik Asit Bir dikarboksilli asidin organik bileiidir.
Maleik asit, btanoik asidin cis- izomeri iken fumarik asit trans-
izomeridir. Maleik asidin birka kullanm alan vardr. Maleik asit,
glioksilik asidin ozonlanma ile retiminde bir endstriyel
hammaddedir. Maleik asit, indakaterol maleat gibi asit ilave tuzlar
ile ila oluturmak zere bunlar kararl hale getirmek iin
kullanlabilir.
10
2. MALEK ANHDRT RETM 2.1. Trkiyedeki Maleik Anhidrit
reticileri
MAKMTA A.. : Bykdere Caddesi No: 151 Yonca Apartman C Blok Kat 1
D: 34 80300 Zincirlikuyu STANBUL Email [email protected]
Websitesi www.makimtas.com
MER LTF ZGL Kimyevi Madd. th. hr. ve Tic. A.. Hamidiye Caddesi
Altn Han Kat: 5 No: 133 - 135 Sirkeci / STANBUL Email
[email protected] Websitesi www.olo.com.tr
:
HELSA Boya ve Kimya Tic. Ltd. ti. : Organize Deri Sanayi Blgesi
19. Yol 12/6 Parsel Aydnlky - Tuzla / STANBUL Email
[email protected] Websitesi www.helsa.com.tr POLVN Kimya San. Tic.
: nar Mahallesi Atatrk Caddesi, Mansur Ik Merkezi, 34850, No: 44/3
Kkyal - Maltepe / STANBUL Email [email protected] Websitesi
www.polivin.com.tr
2.2. Dnyada Maleik Anhidrit reticileri ABC Chemical Exports (P)
Ltd (India) : 104/105/108, Damji Shamji Udyog Bhawan, Veera Desai
Rd, Andheri (W), Mumbai INDIA.
11
Taiwan K.K.Corp. Tien, Taipei
: FL.5.,No.14, Lane 235, Pao-Chiao Road, Hsin231, Taiwan
Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd : Kogin Building, 4-1-1,
Koraibashi, Chuo-Osaka - 541 043, Japan
Marathon Oil Corporation : Marathon Petroleum Company LP P.O.
Box 1 Findlay, Ohio 45839 USA.
Huntsman Performance Products : 10003 Woodloch Forest Drive The
Woodlands ,TX 77380 USA
INTERNATIONAL CHEMICAL CO., LTD (USA,CHINA)
12
2.3. Kresel Blgelere Gre Maleik Anhidrit Talepleri
ekil 2.1. Maleik Anhidrit Dnyadaki Tketimi
ekil 2.2. Dnyadaki Maleik Anidrit Tketimi
13
3. FABRKA KURULU YERNN SEM Bir retim sisteminin tasarmnda
fabrikalarn kurulaca yerin saptanmas ncelik tar.nk srekli yada
geici olarak faaliyet gsterecek olan her iletmenin belirli bir
yerde kurulmas gerekmektedir. Yer seimi,iletmenin ok nem verdii
konulardan birisi olmaldr.Uygun olmayan bir kurulu yeri seimi
firmann yok olmasna veya rekabet d kalmasna sebep olabilir. Yeni
bir iletmenin kurulmas mevcut kurulu yerinin geniletilmesi, Pazar
kaymas,kaynaklarn tkenmesi,tama olanaklarnn deimesi gibi durumlarda
ortaya kabilen yer seimi probleminin uygun zm,firmalarn
faaliyetlerini ve maliyet yaplarn nemli lde etkiler Blge seimi:
Blge analizinde gz nne alnacak faktrler Talep ve datm olanaklar
asndan pazarn elverililii Hammadde kaynaklarnn imdiki ve
gelecekteki durumu Yan sanayi kurulular eit,younluk ve maliyetler
asndan ulam olanaklar Enerji kaynaklarnn imdiki ve gelecekteki
durumu ve maliyetleri Fabrika faaliyet ve personel yaamn etkileyen
iklim Miktar kalite ve igc asndan igc kaynaklar Devletin belirledii
kstlayc ve tevik edici faktrler. Yer ve arazi seimi: Yer seiminde
atlacak admlarn u sra ile yaplmas gereklidir. Planlanan gelimeler
gz nne alnarak gelecek hakknda tahminler yaplr Blge seimi
kriterleri tanmlanr Seilen kriterlere dayanlarak,yer seimi iin
gerekli hesaplamalar kalitatif ve kantitatif yntemlerle
karlatrmalar yaplr. Ulam,igc tedariki,genileme olanaklar,toplumsal
yap ve davranlar,tedarik kaynaklarna yaknlk,enerji su
kaynaklar,ulam tesisleri ve maliyetleri,yaam koullar vb. birok
faktr yer ve arazi seiminde iletmeler dikkate alr.
14
4. BENZENDEN MALEK ANHDRT RETM PROSES 4.1. Benzenin Oksidasyonu
Geleneksel olarak proses; molce %1-1,4 aras olmas iin benzenle ar
havann ayrtrlmasyla balamaktadr. Dk benzen konsantrasyonu karmn
alev alnabilirlik limitini amayacak ekilde devreye alnmaldr. Daha
sonra reaksiyon karm, optimum basn olan 0,15-0,25 MPa da ve
multibular sabit yatakl bir reaktrde bir gaz iinde katalizr iinden
geer. stenilen reaksiyon yksek derecede ekzotermiktir. Katalizr
iinde oluurken 3405000C ye kar. Yaklak olarak benzen reaktan her
ton bana 27 Mj enerji aa karr. Kural olarak; benzen oksidasyonu iin
olan ticari katalizrler bir almina veya silika taycs tarafndan
desteklenmektedir. Ve bu katalizrlerin yzey alan 1-2 m2/g dr. Tipik
katalizr vanadyum oksit az miktarda Na2O dan olumaktadr. Katalizr
dnm,verimi ve seicilii artrmak iin bir destekleyici ile
deitirilebilir. Molibden en popler deitirilebilen katalizrdr fakat
fosfor , alkali ve alkalin toprak metaller, kalay,bor ve gmte
kullanlr. 1 lt katalizr bana 60-130 g benzen saat bana katalizrden
geirilir. Bu ilemde , %74n zerinde seicilik ile %97-98 dnm rutin
bir ekilde elde edilir. Reaktrn alma scakl ve kullanlan
malzemelerin saflna bal olarak katalizrn mr 4 yl kadar
dayanabilir.(2) Benzenin oksidayonundaki tepkimelere bakacak
olursak birinci reaksiyonda benzen ksmi olarak maleik anhidriti
oluturmak zere oksitlenir. C6H6 + O2 C4H2O3 + 2CO2 + 2H2O
Reaktrde iki istenmeyen yan reaksiyon gerekleir. Bunlar; maleik
anhidrit ve benzenin yanma tepkimeleridir.
C4H2O3 + 3O2 C6H6 + 7.5O2
4CO2 + H2O 6CO2 + 3H2O
15
Benzenden maleik anhidrit retimini gsteren eitli akm emalar
bulundu. Bu akm emalarnn kimisi ok ayrntl kimisi de ok yzeysel
geldii iin ilk aamada tm akm emalar gsterildi.(4)
ekil 4.1. Benzenden maleik anidrit retimi iin akm emas-1(5)
16
ekil 4.2. Benzenden maleik anidrit retimi iin akm emas-2
ekil 4.3. Benzenden maleik anidrit retimi iin akm emas-317
Proses Detaylar Akm 1: Benzen. Sv olarak depolanr. Srece
beslenmeden nce buharlatrlr. Akm 2: Hava. 79 mol % N2, 21 mol % O2.
Maleik anhidrit oluum reaksiyonunda %200 fazladr.(not: %100 fazlas
ift stokiyometrik miktardr.) Akm 5: Dibtil ftalat zcs. Akm 8 de
kaybolan miktar iin akm oluturur. Akm 6: Dibtil ftalat ak. Akm 8:
Atk gaz. Reaksiyona girmemi benzen, O2, N2, CO2 ve H2O bunlara art
olarak bir miktar dibtil ftalat ierir. Bertaraf edilir ve maliyette
gz ard edilir. Akm 9: Maleik anhidrit rn
Ekipmanlar Reaktr Kab : Dibutil fitalat ile geri dntrlm dibtil
fitalat akmlarnn kartrld yer. Reaktr : Tepkimelerin gerekletii yer.
Absorber : 4 Numaral akmdan gelen %99luk maleik anhidrit dibtil
fitalat iinde absorblanr ve 4 numaradan gelen tm akmn iindeki tm
maleik anhidritin 7 numaral akma gnderildii kabul edilebilir.6
Numaral akmdan gelen dibtil fitalatn %0,1inin akm 8 iinde kaybolduu
varsaylabilir. Distilasyon Kolonu : 7 Numaral akmdan gelen %99luk
maleik anhidrit 9 numaral akmda , %99luk dibtl fitalat ise 10
numaral akmda ayrr. (4)
ekil 4.4. Benzenden Maleik Anhidrit retimi18
5. AYGITLAR ZERNDE KTLE DENKLKLER Yaplan Varsaymlar: Ayrma
kolonundan kan rnn %10u maleik asit % 90 kinon olarak alnd. (6)
Absorpsiyon kolonunda kullanlan zelti retilen rnn yaklak 6,5
katdr.(6) Absorpsiyon kolonunda zc (ftalat) %1 kayba urar.(6)
Beslemedeki benzenin %92 si maleik anhidrit oluum tepkimesinde
harcanr. Oluan maleik anhidritin %2si O2 ile tepkimeye girerek
yanar. Maleik anhidrit oluum reaksiyonu %97 lik verimle
gereklemektedir. Proseste gerekleen dier tm tepkimaler %100 verimle
gerekletii kabul edilmitir. 8. Maleik anhidrit oluum tepkimesinde
artan benzen hari dier tm benzen reaktrde tepkimeye girdii kabul
edilmitir. 9. Fabrika kapasitesi dnyadaki maleik anhidrit pazarnda
%0.075 paya sahip olacak ekilde 15000 ton/yl olarak belirlenir. 1.
2. 3. 4. 5. 6. 7.
izelge 5.1. Akm emas Numaralar ve Karlndaki Ekipmanlar V-101
V-102 V-103 P-101 P-102 P-103 E-101 E-102 E-103 E-104 E-105 E-106
E-107 E-108 E-109 C-101 R-101 T-101 T-102 Benzen Depolama Tank DBF
Depolama Tank rn depolama Tank Benzen Pompas DBF Pompas Ayrma Kazan
k DBF Pompas Benzen Buharlatrcs NaNO3-NaNO2 Buharlatrcs NaNO3-NaNO2
Buharlatrcs Soutucu Absorpsiyon Kolonu Youturucusu Absorpsiyon
Kolonu Kazan Ayrma Kolonu Youturucusu Ayrma Kolonu Kazan Istc Hava
Kompresr Reaktr Absorpsiyon Kolonu Ayrma Kolonu
19
5.1.Ayrma Kolonu
Maleik anhidrit % 98,25 Kinon Maleik asit %1,75
Maleik anhidrit Kinon Maleilk asit
Ayrma Kolonu
Ftalat
Fabrika ylda 8040 saat almaktadr. 15000 ton/yl x yaplmaktadr.
Saf maleik anhidrit = 1866 kg/saat x =1833 kg/saat Safszlk = 1866
kg/saat 1833 kg/saat = 33 kg/ saat Kinon miktar = 33 kg/saat x 0,90
= 29,7 kg /saat = 30 kg/saat Maleik asit miktar = 33 kg/saat -29,7
kg/saat = 3,3 kg/saat = 3 kg/saat x x = 1866 kg/saat Maleik
anhidrit retimi
2.Varsayma Gre: Absorpsiyon kolonuna giren DBF : 3.Varsayma Gre:
Ayrma kolonuna giren DBF : ( )
GRENLER Maleik Anhidrit : 1833 kg/st Kinon : 30 kg/st Maleik
Asit : 3 kg/st Dibtilftalat : 12117 kg/st TOPLAM : 13983 kg/st
IKANLAR Maleik Anhidrit : 1833 kg/st Kinon : 30 kg/st Maleik
Asit : 3 kg/st Dibtilftalat : 12117 kg/st TOPLAM : 13983 kg/st
20
5.2. Absorbsiyon Kolonu DBF : 12129 kg/st Benzen : 46 kg/st H2O
: 777,5 kg/st N2 : 116 737 kg/st CO2 : 2127 kg/st O2 : 33163 kg/st
DBF : 12 kg/st
H2O : 778 kg/st N2 : 116737 kg/st CO2 : 2127 kg/st O2 : 33163
kg/st Benzen : 46 kg/st Maleik Anhidrit : 1836 kg/st Kinon : 30
kg/st
Kinon : 30 kg/st Maleik Asit : 3 kg/st Maleik Anhidrit : 1833
kg/st DBF : 12117 kg/st
Alt rnde oluan maleik asit tepkimesi : C4H2O3 + H2O C4H4O4
Tepkimede kullanlan maleik anhidrit miktar :
Tepkimede kullanlan su miktar :21
Absorpsiyon kolonuna giren maleik anhidrit miktar : 1833 + 3 =
1836 kg/st NOT : Absorpsiyon kolununa giren ve kan dier maddeler
reaktrde kurulan ktle denkliinden sonra belirlenecektir. st rndeki
H2O miktar = Giren H2O Tepkimede Harcanan H2O = (778 0,5) kg/st =
777,5 kg/st GRENLER Maleik Anhidrit = 1836 kg/st Kinon = 30 kg/st
Benzen = 46 kg/st H2O = 778 kg/st N2 = 31 118 kg/st CO2 = 2127
kg/st O2 = 6307,44 kg/st Dibtilftalat = 12 129kg/st IKANLAR Benzen
= 46 kg/st H2O = 777,5 kg/st N2 = 31 118 kg/st CO2 = 2127 kg/st O2
= 6307,44 kg/st Kinon = 30 kg/st Maleik Anhidrit = 1833 kg/st
Maleik Asit = 3 kg/st Dibtilftalat = 12129 kg/st TOPLAM = 54 371
kg/st TOPLAM = 54 371 kg/st
5.3. Reaktr
Benzen : 1671 kg/st N2 : 116737 kg/st O2 : 36309 kg/st
CO2 : 2127 kg/st N2 : 116737 kg/st O2 : 33163 kg/st H2O : 778
kg/st Benzen : 46 kg/st M.Anhidrit : 1836 kg/st Kinon : 30
kg/st
22
5.Varsayma gre; reaktrden kan maleik anhidrit oluan maleik
anhidritin %98dir. Maleik anhidritin oluum reaksiyonunda aa kan
maleik anhidrit miktar = C6H6 1537 kg/st 1.Tepkime : + 4,5 O2 2837
kg/st C4H2O3 1873 kg/st + 2 CO2 1682 kg/st + 2 H2 O 688 kg/st
1.Tepkimede aa kan CO2 miktar
1.Tepkimede aa kan H2O miktar
1.Tepkimede harcanan O2 miktar = 1873 maleikanhdrit x x =
2837
1. Tepkimede harcanan Benzen miktar = 1873 maleikanhidrit x x =
1537
1.Tepkimede artan C6H6 = 1537 x
= 46
1.Tepkimede artan O2 = 2837
x
= 85
1. Tepkimede giren O2 miktar = 2837 85 =2752
4. Varsayma gre ; Beslemedeki Benzen = 1537 x = 1671
Besleme hacimce % 1,5 benzen, %98,5 hava iermektedir.23
2. tepkime: 4CO2 + H2O 66 kg/st 7kg/st
C4H2O3 + 3O2 37 kg/st 36 kg/st
5.Varsayma gre; Tepkimeye giren m.anhidrit miktar : Tepkimeye
giren O2 miktar :
Tepkime sonucu oluan O2 miktar:
Tepkime sonucu oluan H2O miktar:
3.tepkime:
C6H6 + 1,5 O2 22kg/st 13kg/st
C4H4O2 + H2O 30kg/st 5kg/st
Son rndeki kinon miktar 30kg/st olarak bilinmektedir. Buna gre;
Tepkimeye giren C6H6 miktar :24
Tepkimeye giren O2 miktar: Tepkime sonucu oluan H2O miktar:
4.tepkime; 6CO2 + 3H2O 379kg/st 78kg/st
C6H6 + 7,5 O2 112kg/st 345kg/st
Tepkimeye giren C6H6 miktar: (beslemedeki C6H6 miktar birinci
tepkimede harcanan C6H6 miktar 3.tepkimede harcanan C6H6 miktar)
=(1671- 1537 22) kg/st=112 kg/st
Tepkimeye giren O2 miktar = 112 kg/saat benzen x Tepkime sonucu
oluan CO2 miktar = 112 kg/saat benzen x Tepkime sonucu oluan H2O
miktar = 112 kg/saat benzen x
= 345 kg/saat = 379 kg/saat = 78 kg/saat
Toplam tepkimelerde harcanan O2 miktar = (2752 + 36 + 13 + 345)
= 3146 kg/st Reaktr sonucu aa kan O2 miktar = Hava ile beslenen O2
Top.Tep.Harcanan O2 = (9453,44- 3146 )=6307,44 kg/st
GRENLER Benzen= 1671 kg/st N2 = 31 118 kg/st O2 = 9453,44
kg/st
IKANLAR CO2 =2127 kg/st N2 = 31 118 kg/st O2 = 6307,44 kg/st H2O
=778 kg/st Benzen = 46 kg/st Maleik anhidrit = 1836 kg/st Kinon =
30 kg/st
TOPLAM = 42 242,44 kg/st
TOPLAM = 42 242,44 kg/st
25
Madde girii (kg/st)
Ara k (kg/st)
Madde k (kg/st)
1671 kg/st BENZEN 31 118 kg/st N2 9453,44 kg/st O2 Toplam =42
242,44 kg/st
REAKTR46 kg/st BENZEN 31 118 kg/st N2 6307,44 kg/st O2 2127
kg/st CO2 778 kg/st H2O 1836 kg/st M.anhidrit 30 kg/st Kinon Toplam
=42 242,44 kg/st
Gaz karm 46 kg/st BENZEN 31 118 kg/st N2 6307,44 kg/st O2
12 129 kg/st BDF
ABSORPSYON KOLONU
2127 kg/st CO2 777,5 kg/st H2O 12 kg/st DBF Toplam =40 387,94
kg/st
1833 kg/st M.anhidrit 3 kg/st M.asit 30 kg/st Kinon 12 117 kg/st
DBF Toplam =13 983 kg/st
st akm 1833 kg/st M.anhidrit
ABSORPSYON KOLONU
3 kg/st M.asit 30 kg/st Kinon Toplam =1866 kg/st
Alt akm 12 117 kg/st DBF
ekil 5.1. Benzenden M.Anhidrit retiminde Ktle Denkliinin Blok
emas
26
6. AYGITLAR ZERNDE ENERJ DENKLKLER
(8) Tm enerji denkliklerinde Tref= 0 C = 273 K olarak
alnmtr.
27
6.1. Buharlatrc
H2O 1173 K 0,3 MPa 303 K Benzen 21,4 kmol/saat
633 K Benzen 21,4 kmol/saat
Buharlatrc etrafnda ktle kayb ihmal edilmitir.
H2O 973 K 0,3 MPa
0,3 MPa 1173 K
Hsu =4395,8
x
x
=18929
(7)
0,3 MPa 973 K
Hsu =3927,6
x
x
=16913
(7)
Tref = 273 K
Girenlerin cp si ; kanlarn cpsi ;
CpC6H6=32,10 CpC6H6 =30,52
(8) (8)
Hb.buharlama = 7,37
Q GREN + Q = Q IKAN + Q BUHARLAAN Q GREN = Mbenzen xCpbenzen x (
T - Tref) Q GREN= 21,4 x 32,10 x (303 273)K
Q GREN= 20 608,2 kcal/st
28
Q IKAN = Mbenzen xCpbenzen x ( T - Tref)+ mBenzen. Hb.buharlama
Q IKAN = 21,4 x 30,52 x (353 273)K+ 21,4 x 7,37
Q IKAN = 52 407,95
QSUBAHARI = Q IKAN - Q GREN msubuhar x Hsubuhar =(52 407,95 -20
608,2) msubuhar x (18 929 16 913) msubuhar= 15,77 = 283,9 = 31
799,75
6.2. Istc
443 K Hava 5277kmol/saat
633 K Benzen 21,4 kmol/saat
733 K Benzen :21,4 kmol/saat Hava : 5277kmol/saat
Tref = 273 K
Girenlerin cp si CpBenzen=30,52 HHava= 2555,9
kanlarn cp si CpBenzen=33,36 HHava(733K) = 3290,3
Temodinamik Eki Tablo F (7)
29
Q GREN + Q = Q IKAN
Q GREN = Mbenzen x Cpbenzen x ( T - Tref) + mhava.Hhava Q GREN=
21,4 x 30,52 x (633 273)K + 1406,78 x 2555,9
Q GREN= 3 830 715
Q IKAN = Mbenzen x Cpbenzen x ( T - Tref) + mhava.Hhava x 33,36
x (733 273)K + 1406,78 x 3290,3
Q IKAN = 21,4
Q IKAN = 4 957 124
Q = (4 957 124 3 830 715) Q = 1 126 409 stcya verilmesi gereken
s.
582 K
6.3. Reaktr
NaNO3 + NaNO2
T = 733K Benzen=21,4 kmol/st N2=4169,2 kmol/st O2=1135
kmol/st
T = 881 K
CO2=68,3 kmol/st N2=4169,2 kmol/st O2=1036 kmol/st H2O=43,2
kmol/st Benzen=0,6 kmol/st manhidrit=18,7 kmol/st Kinon=0,3
kmol/st
590 K NaNO3 + NaNO2
6.3.1.Reaktrdeki Tepkime Entalpileri
30
Tref = 273 K
Tepkime Entalpileri
H1. tep = Hrn - Hgiren H1.tep = (HC4H2O3+HCO2+HH2O)-HC6H6 ( ( )
( ) ( ) )
H2.tep = (HCO2 + HH2O) HC4H2O3 ( ) ) ( ) (
31
H3.tep = (HC6h4O2 + HH2O) HC6H6 ( ( H3.tep = -180 540 000 =
-43129,5 ) ) ( )
H4.tep = (HCO2 + HH2O) HC6H6 ( ( H4.tep= -4560 192 000 = -1089
391 ) ) ( )
Reaktre giren maddelerin enerjileri : Cpbenzen = 33,34
HN2(733K)=13676 HO2(733K)=14327 ; * =3427 Tref 273 K =3272
Qbenzen=mbenzen*Cpbenzen*(T-Tref) Qbenzen=21,4 *33,34
*(733-273)K
Qbenzen= 328198,96
32
QN2=mN2*HN2 QN2=1111,36 *3272 =3 636 360,5
QO2=mO2*HO2 QO2=197,11 *3427 =675 487,4
kanlarn cpsi;
( ( ( ) )
) ( ( ( )
( ) )
)
Reaktrde genel enerji denklii;
Qgiren +Q = Qkan
Qbenzen +QN2 + QO2 + H1.tepk + H2.tepk + H3.tepk+ H4.tepk + Q =
Q kan
33
Reaktrde kullanlan sodyum tuzlarnn miktar; varsaym; kullanlan
soutma karmnn molce %50si NaNO2 , %50si NaNO3
Cp NaNO3 (giren)= 155 600 j/kmol.K =37,17 kcal/kmol.K Cp NaNO2
(giren) =18,17 kcal/kmol.K Cp NaNO2 (kan) =18,27 kcal/kmol.K
QG.tuz= mNaNO3.Cp NaNO3. (T-Tref) + mNaNO2.Cp NaNO2. (T-Tref) (
( ) )
Q.tuz= mNaNO3.Cp NaNO3. (T-Tref) + mNaNO2.Cp NaNO2. (T-Tref) ( (
) )
17574,48 kmol/st
34
mol/st kmol/st
6.3.2.Reaktrde kullanlan Na tuzlarnn soutulmas iin kullanlan 1.s
deitirici etrafnda enerji denklii
H2O285 K
590 K NaNO2 NaNO3
586 K NaNO2 NaNO3
358 K
H2O
Cp NaNO3 = 37,17 kcal/kmol.K Cp NaNO2 (giri) = 18,27 kcal/kmol.K
Cp NaNO3 = 37,17 kcal/kmol.K Cp NaNO2 (k) = 18,22 kcal/kmol.K H2O
(285K) = 402 kj/kmol = 96,17 kcal/kmol H2O (358K) = 2865kj/kmol =
685,4 kcal/kmol
Tref = 273 K
Qgiren = mNaNO3.Cp NaNO3. (T-Tref) + mNaNO2.Cp NaNO2. (T-Tref) (
( ) )
35
( ( )
)
(
)
(
)
6.3.3. 2.s deitirici etrafnda enerji denklii
H2O 285 K
586 K
582 K
kmol/st NaNO3 kmol/st NaNO2H2O 358 K
Tref = 285 K
36
Cp NaNO3 = 37,17 kcal/kmol.K Cp NaNO2 = 18,22 kcal/kmol.K Cp
NaNO3 = 37,17 kcal/kmol.K Cp NaNO2 = 18,17 kcal/kmol.K H2O (285K) =
402 kj/kmol = 96,17 kcal/kmol H2O (358K) = 2865kj/kmol = 685,4
kcal/kmol
Qgiren = mNaNO3.Cp NaNO3. (T-Tref) + mNaNO2.Cp NaNO2. (T-Tref) (
( ) )
( ( )
)
(
)
(
)
37
6.4. Soutucu
H2O
285K 881K 543K
358K H2O
Tgiri=577 K Tk= 408 K Girenler;
kanlar;
( (
) )38
( ( ( ( ) ) )
) ( (
( ) )
)
( ( ) )
) ( ( )
( )
) ( ( )
(
)
(
)
39
6.5. Absorpsiyon Kolonu
593K DBF=43,543 kmol/st
408K
543K
408K
Girenlerin cpsi;
40
( (
)
( )
)
( ( ( ( ) ) )
) ( ( (
( ) ) )
)
41
kanlarn cpsi;
( ( ( ( ( ) ) )
) ) ( ( ( (
( ) ) ) )
)
42
6.5.1.Absorbsiyon kolonu zerinde bulunan youturucu zerinde
enerji denklii
Girenlerin cpsi;
( ( ( )
) ) ( (
( ) )
)
43
kanlarn cpsi;
( ( ( )
) ) ( (
( ) )
)
(
)
(
)
44
6.5.2.Absorpsiyon kolonu altnda bulunan kazan zerinde enerji
denklii
Tref = 273 K Tgiren= 340,5 K Tkan= 370 K
0,3 MPa , 1173K 0,3 MPa , 973K
HSU = 18929 kcal/kmol HSU = 16913 kcal/kmol kanlar CpKNON =
19,82kcal/kmol.K CpMA = 40,6 kcal/kmol.K CpM.AST = 57,77
kcal/kmol.K CpDBF = 136,97 kcal/kmol.K
Girenler; CpKNON = 40,9kcal/kmol.K CpMA = 37,74 kcal/kmol.K
CpM.AST = 49,46 kcal/kmol.K CpDBF = 121,42 kcal/kmol.K
QGREN = mKNONxCpKNONxT + mMAxCpMAxT + mMASTxCpMASTxT +
mDBFxCpDBFxT
QGREN = 0,3*40,9*(408-273) + 18,7*37,74*(408-273) +
0,026*49,46*(408-273) + 43,586*121,42*(408-273) QGREN = 811 782,80
kcal/st QIKAN = 0,3*19,82*(467-273)+
18,7*40,6*(467-273)+0,026*57,7*(467273)+43,6*136,97*(467-273)45
Qkan= 1 310 563,09 kcal/st
Q = Qkan Qgiren Q = (1 310 563,09 -811 782,80 ) kcal/st Q= 498
780,29 kcal/st
Q = QSU = mSU x HSU 498 780,29 = mSU x (18929-16913) mSU =
147,41 kmol/st = 4453,40 kg/st
6.6. Ayrma Kolonu
Girenlerin cpsi;
kanlarn cpsi;
46
QGREN = mKNONxCpKNONxT + mMAxCpMAxT + mMASTxCpMASTxT +
mDBFxCpDBFxT
Qgiren=0,3*19,82*(467-273)+18,7*40,6*(467-273)+0,026*57,7*(467273)+43,586*136,97*(467-273)
Qgiren= 1 310 563,09 kcal/st
Qkan=0,3 * 32,51 * (523-273) +18,7 *32,73 * (523-273) +0,026
*54,19 * (523-273) + 43,586 * 135,28 * (523-273) Qkan= 1 629
881,755 kcal/st
Q = Qkan Qgiren Q = (1 629 881,755 - 1 310 563,09) kcal/st Q=
319 318,665 kcal/st
6.6.1.Youturucu etrafnda
Tref =273 K Tgiri= 398 K Tk= 370,5 K
47
Girenler CpKinon = 32,51 HH2O(285)= HH2O(358)=
kanlar CpMA= 39,07 Cpmaleikasit= 51,91 Cpkinon= 30,76
QGiren =MM.anhidrit x CpM.anhidrit x T + MM.asit x CpM.asit x T+
MKinon x CpKinon x T = 18,7* 32,73*(523-273) + 0,026
*54,19*(523-273) + 0,3*32,51*(523-273) QGiren= ( ) ) ( ) (
Q= Qkan Qgiren Q= = QSu
QSu = MSu x HSu = MSu x (685,4 96,17) MSu = =
48
6.6.2. Kazan etrafndaKzgn buhar 1173K 0,3 MPa
523K DBF ; 43,5 kmol/st
612 K DBF ; 43,5 kmol/st
Su 973K 0,3 MPa
Tref= 273 K Tgiren= 398 K Tkan= 442,5 K CpDBF=135,28 kcal/kmol K
HH2O(1173) = 18929 kcal/kmol K HH2O(973) = 16913 kcal/kmol K ( ( )
CpDBF=148,47 kcal/kmol K
(
)
49
(
)
50
7. AYGIT TASARIMI 7.1. Depolama Tanklar 7.1.1. Benzen depolama
tank (V-101) Sisteme 21,4 A=1,0259 B= 0,26666 C=562,05 D=0,328394
T=288 K x 1gn = 45,45 m3 d = 11,3 besleme yaplyor.Depolama tanknda
benzen 1 gn bekliyor.
Denklem 105.
d=
(
)
(8)
21,4
x 24
x
Gvenlik faktr dnldnde V= 50 m3 ise V =r2L 50 m3 = r26r =3 L = 3D
= 6 r = r3 r =2,65 m ( D = 5,3 m (6) L = 15,9 m )
7.1.2. DBF depolama tank (V-102) Sisteme 0,043 A=0,3087 B=
0,26113 C= 781 D=0,31804 T=433 K x 1gn = 0,9 m3 d = 3,34 besleme
yaplyor.Depolama tanknda DBF 1 gn bekliyor.
Denklem 105.
d=
(
)
(8)
0,043
x 24
x
Gvenlik faktr dnldnde V=1 m3 V =r2L 1 m3 = r26r =3 = r3 L = 3D =
6 r r = 0,37 m ( D =0,75 (6) L = 2,25 m )
51
7.1.3. kan rn depolama tank (V-103) Maleik Anhidrit A= 1,1937 B=
0,26141 C= 721 D= 0,35584 T= 370,5 K Denklem 105.
(
(
)
d= 12,9 kmol/m3
Kinon A= 0,83228 B= 0,25385 C= 683 D= 0,23658 Denklem 105.
(
(
)
d= 10,2 kmol/m3
T= 370,5 K
Maleik asit A= 0,7764 B= 0,231 C= 773 D= 0,29 Denklem 105.
(
(
)
d= 11,3 kmol/m3
T= 370,5 K
52
V =r2L
L = 3D = 6 r
D = 2,48 m L= 7,44 m Gvenlik faktr dnldnde ; D= 3 m L= 9 m olduu
kabul edilmitir.
2. Hava Kompresr ( C-601 ) Q W = H Ek Ep Q =0, W>0, Ek = 0,
Ep= 0, H>0 T1= 30 0C =303 K T2 = 360 0C =633 K H1 = 302,8 kj/kg
H2 = 641,807 kj/kg W =641,807 302,8 = 339,007 kj/kg Ktle
denkliinden bulunan hava miktar 40 796,62 kg /st W= m x w= 40
796,62 kg/st x 339,007 kj/kg x 1st / 3600 sn = 3 841,76 kj /sn=
3841,76 kw (4)
53
7.3.Is Deitirici Tasarm izelge 7.1. Is aktarm katsaylar (14)
54
Q = U* A * Tlog 7.3.1. Buharlatrc tasarm (E-101) Q= 31 799,75
kcal/st U=(900 -1200) W/m2oC (Scak akkan (buhar),souk akkan (hafif
organikler) iin Sinnot s aktarm katsaylar izelgesinden
bulunmutur.)
U=1100 W/m2oC = 1100 J/ m2oC s Q=U. A. Tlm Scak akkan T1= 11730K
T2= 9730K Zt Ynl55
Souk akkan t1= 303 K t2= 633 K
T1= 1173 0 K Buhar
T1t2=633oK Benzen
T2=973oK
T2t1=303 oK
Byle bir sistem iin tek gvdeli boru s deitirici tercih
edilebilir. L/D = 4 (10)
A= 0,06 m2= DL=5D2 D=0,1m L=0,4m
7.3.2.Istc tasarm(E-109) U=(30 -300) W/m2oC (Scak akkan
(buhar),souk akkan (gazlar) iin Sinnot s aktarm katsaylar
izelgesinden bulunmutur.) U=200 W/m2oC = 200 J/ m2oC s
56
Scak akkan T1= 11730K T2= 9730K
Souk akkan t1=633 K t2= 733 K
T1= 1173 oC Buhar
T1t2=733 C Benzen-Hava
T2=973oC
T2t1=633 oC
Zt Ynl
Byle bir sistem iin tpl borulu s deitirici tercih edilebilir.
(10) Tp boyu = 3,2 m ; ap=0,025 m olarak ngrlebilir. Tp says = N =
salanabilir.
16,92m 2 = 67 adet tp sisteme yerletirilerek gerekli yzey alan (
.3,2.0,025)m 2
57
7.3.3.Reaktrn Souk Akkanla Soutulmas 7.3.3.1. Birinci s
deitirici (e-102) Q kcal/st 2o U=(1000 -1500) W/m C (Scak akkan
(slak buhar),souk akkan (su) iin Sinnot s aktarm katsaylar
izelgesinden bulunmutur.)
U=1200 W/m2oC = 1200 J/ m2oC s Scak akkan T1= 590 0K T2= 586 0K
Zt Ynl Souk akkan t1= 285K t2=358 K
T1= 590 0 K Tuzlar
T1t2=358oK Su
T2=586oK
T2t1=285 oK
Byle bir sistem iin tpl borulu s deitirici tercih edilebilir.
(10) Tp boyu = 3,2 m ; ap=0,025 m olarak ngrlebilir.
58
Tp says = N = salanabilir.
325,26m 2 = 1294 adet tp sisteme yerletirilerek gerekli yzey
alan ( .3,2.0,025)m 2
7.3.3.2.kinci s deitirici (E-103) Q= kcal/st U=(1000 -1500)
W/m2oC (Scak akkan (slak buhar),souk akkan (su) iin Sinnot s aktarm
katsaylar izelgesinden bulunmutur.)
U=1200 W/m2oC = 1200 J/ m2oC s Scak akkan T1= 586 0K T2= 582 0K
Zt Ynl Souk akkan t1= 285K t2=358 K
T1= 586 0 K Tuzlar
T1t2=358oK Su
T2=582oK
T2t1=285 oK
59
Byle bir sistem iin tpl borulu s deitirici tercih edilebilir. Tp
boyu = 3,2 m ; ap=0,025 m olarak ngrlebilir. Tp says = N =
salanabilir.
13,19m 2 = 52 adet tp sisteme yerletirilerek gerekli yzey alan (
.3,2.0,025)m 2
7.3.4. Soutucu tasarm (E-104) Q= kcal/st 2o U=(20 - 300) W/m C
(Scak akkan (gazlar),souk akkan (su) iin Sinnot s aktarm katsaylar
izelgesinden bulunmutur.)
U=200 W/m2oC = 200 J/ m2oC s Scak akkan T1= 881 0K T2= 543 0K
Souk akkan t1= 285K t2=358 K
T1= 881 oC benzen
T1t2=358 C su
T2=543oC
T2t1=285 oC
Ayn Ynl
60
Byle bir sistem iin tpl borulu s deitirici tercih edilebilir. Tp
boyu = 3,2 m ; ap=0,025 m olarak ngrlebilir. Tp says = N =
salanabilir.
60,54m 2 = 241 adet tp sisteme yerletirilerek gerekli yzey alan
( .3,2.0,025)m 2
7.4. Reaktr Tasarm (R-101) 1.C6H6 + 4,5O2 25143/RT)Cbenzen k1 =
7,7x106exp[ Treaktr ii = 807 K PT = 235 kPa x (1000 Pa / 1 kPa ) x
( 1 atm / 1,013x105 Pa ) = 2,32 atm Benzenin Ksmi Basnc = 2,32 atm
x ( 1,5 / 100 ) = 0,0348 atm Benzenin Younluu = P.MA = d.R.T C6H2O3
+ 2CO2 + 2H2O r1 = 7,7x106exp(-
] = 1,19 sn-1
d=
= 0,041 g/L
Hacimsel Ak Hz = Q =
XA =
(Hacim Deiimi Sabit Dnlmtr)
(
)
61
( )]
) = 29,55 m3
V=
[
(
Hacim Deiimi Gz n nde Bulundurulursa C6H6 + 4,5O2 + 333,5 kmol/h
N2 kmol/h N2 Snrlayc reaktant ; C6H6 Tepkimeye Gre Giren O2 miktar
= 2837 kg/h O2 x (1 kmol O2 / 32 kg O2) x (79 kmol N2 / 21 kmol O2
) = 333,5 kmol/h N2 2837 kg / h O2 x ( 1 kmol O2 / 32 kg O2 ) =
88,66 kmol/h O2 88,66 kmol O2 333,5 kmol N2 4,5 O2 x x = 17 C4H2O3
+ 2CO2 + 2H2 + 333,5
(
)
(
)
( ( ) )
(
)
V=
1 XA = u XA = 1 u dXA = -du V= = 29,15 m3 V= ( )( )
= 3,46
62
Emniyet faktr gz nnde bulundurularak V = 32 m3 olarak
alnmtr.
7.4.1.Reaktr boyutlandrma V = . R2 . L (L=3,2m ise) 32 m3 = . R2
. 3,2 m R = 1,78 m D = 3,56 m Tp Hesab : VTP = Tp Says : N=( )
= 1,57x10-3 m3
7.5. Absorpsiyon Kolonu Tasarm(T-101) L2,X2 DBF : 12129 kg/st
V2,Y2 Benzen : 46 kg/st H2O : 777,5 kg/st N2 : 31 118 kg/st CO2 :
2127 kg/st O2 : 6307,44 kg/st DBF: 12 kg/st V1,Y1 L1,X1 H2O : 778
kg/st N2 : 31 118 kg/st CO2 : 2127 kg/st O2 : 6307,44 kg/st Benzen
: 46 kg/st Maleik Anhidrit : 1836 kg/st Kinon : 30 kg/st63
Kinon : 30 kg/st Maleik Asit : 3 kg/st Maleik Anhidrit : 1833
kg/st DBF : 12117 kg/st
Absorpsiyon kolonuna beslenen gaz karm ; V1 , Y1
Y1=(0,28+43,2+18,7)/( 0,28+43,2+18,7+48,3+0,59+1036+4167)
=0,017
Kolona yukardan beslenen sv zc ; L2, X2
X2 = 0 saf zc (iinde znen bileen iermiyor)
zc ile absorplanan ksm yani kolonun altndan kan sv karm ; L1,
X1
Absorplanmayan karm; Y2, V2 Y2= 0 olmaldr. nk yukardan beslenen
DBFnin tamamnn kinon,MAN ve Maleik asidi absorplayarak kolonu terk
etmesi gerekmektedir.64
V = inert gazn debisi L = znen iermeyen sv debisi Gaz girii
debisi = (41,67 + 1036 + 0,59 + 48,3 +0,28 +43,2 +18,7) = 5314
kmol/st zc giri debisi =43,6 kmol/st
Sourulan (Kinon +MAN +MA) =0,304 Sourulan (Kinon +MAN +MA)
= L(X1-X2)
= 43,6 (0,304-0) = 13,25 kmol/st
Kolonu terk eden sv zeltisinin sv zeltisinin debisi L = 30 +
1833 + 3 + 12129 = 13 995 kmol/st Tablo 7.1de geliigzel doldurulmu
dolgu maddelerine ait parametrelerin olduu bilgiler dorultusunda
dolgu maddesi olarak 32x1,6 mm metal rashing halkalar seilmi ve bu
dolgu malzemesine ait gerekli bilgiler tablodan okunarak tasarm
hesaplamalarmz devam ettik.
65
Tablo7.1.
Kolon apn , gaz ve sv debilerinin en yksek deerlerde olduklar
kolonun dip koullarnda hesaplamak gerekmektedir. Kolonun dibinde
gazn ortalama molekl arl ;
Younluu P.V= nRT denklemi yardmyla bulacak olursak ; Giri
koullar 270 0C , 215kpa=2,15 bar66
(
)
Kolon dibinden alnan kinon+MAN+MA +DBF zeltisinin 270 0C
scaklkta younluk ve vizkozitesi iin ayn scaklktaki DBFnin deerleri
alnabilir. =0,03
Her 1metre dolgu ykseklii bana 400 N/m2 lik basn d olduu varsaym
yaplrsa ekil 4.14den( )
(9)
Tablo 7.1den 32x1,6 mm metal rashing halkalar iin alnan deerler
Cf =110 ap =162 m2/ m3 ( ( )( ) )
Buna gre gerekli kesit alan ; Gerekli kolon ap ise
=5314 /4644 =1,15 m2 D=1,21 m2
Literatr aratrmas sonucu Turton kitabnda L/ D =2,4 olduu grlmtr.
Bu dorultuda L deeri ; L/ 1,35 = 2,4 L=2,9 m olarak
hesaplanmtr.
ekil 7.2n tama erisinden = 0,096 iin okunan deer
67
(
)
. 1,29 kg /m2s =2,09 kg /m2s x 100 =55 %
Tama yzdesi
ekil 7.1.
68
7.6.Ayrma Kolonu Tasarm(T-102)
Kinon: 30kg/st MA: 3kg/st
MAN: 1833kg/st Kinon: 30kg/st MA:3kg/st DBF:12117kg/st
Masit: 1830kg/stAYIRMA KOLONU
DBF:0,5kg
DBF: 12116,5kg/st MAN:3kg/st
*Langes Handbooktan alnan Antoine Eitlii Sabitleri ANT A ANT B
ANT C
DBF M AST
6,639 6,9677
1744,20 2011,1622
113,69 192,7159
P=mmHg T=oC
ANT A M.ANHDRT KNON 16,2747 16,1135
ANT B 3765,65 3626,83
ANT C -82,15 -64,64
P=mmHg T=K
69
Tkondenser: 250 oC
(250+273)= 573 K
573Kde Antoine sabitlerini Antoine denkleminde yerine koyarak
elde edilen ksmi basnlar; PoDBF=69,69 mmHg PoKinon =3644 mmHg AAB
ye gre hesaplanrsa ; = DBF= 69,69/69,69=1 MAN = 2282/69,69= 32,7
Kinon= 3644/69,69=52,3 MA= 266/69,69= 3,8 PoMA =2282 mmHg PoM.asit
=266 mmHg
Kazan 82 kPa basnta altna gre Antoine denkleminde AAB olan DBF
iin sabitleri yazarak kazan scakl hesaplanmaktadr:
T=566 oC
T=(566+273)=839 K Bu scaklktaki ksmi basnlar antoine sabitlerini
Antoine denkleminde yerine koyarak hesaplayacak olursak; PoDBF =11
825 mmHg PoKinon =92 028 mmHg PoMAN =75 558 mmHg PoM.asit =20 747
mmHg sonular elde edilir.
DBF=11 825 / 11 825 = 1 MAN=75 558 /11 825 =6,39 Kinon=92 028
/11 825 =7,78 M.asit=20 747 /11 825 =1,75
70
DBF= MAN= Kinon= M.asit=
q=doygun sv alndndan 1 kabul edilir.
Besleme akm iin mol kesirleri bulunacak olursa; XMAN = 0,2987
XM.asit = 0,0004 XKinon= 0,0045 XDBF =0,6964
q= 1
( ( )
)
( ( )
)
( ( )
)
( ( )
)
. nk
payday 0 yapamayacanda sonu sonsuz olur.
= 2,5 = 3 = 3,5
-0,0851 0,0315 0,1198
= 2,5 ve = 3 deerleri yardmyla interpolasyon yaplarak ifadeyi 0a
eitleyen deeri bulunur.( )
=2,8649
st rn iin mol kesirleri bulacak olursak; XMAN = 0,9838 XKinon =
0,0147
71
XMA = 0,0014
XDBF =0,0001
( (
) )
( (
) )
( (
) )
( (
) )
1+RDmin=1,2314 RDmin=
RDmin= 0,2313
Fenske denklemi= Nmin+1=
(* (
+
* )
+ )
(9)
HAB=Maleik anhidrit
AAB=DBF
Alt rn akm iin bileenlerin mol kesirlerini hesaplarsak; XDBF
=0,9993 Nmin+1=[ [ ] ]
Nmin+1=6
Nmin=5
Gilland korelasyonu: =0,158
[( [(
)(
)] ) ]
Y=0,4977
0,4977= N=10,9 11(ideal raf says)72
Ngerek=N/Eo
Eo:kalan verim
Literetr aratrmalar sonucunda elde edilen bilgiye gre Eo deeri
0,3-0,7 arasnda deimektedir. Dolaysyla Eo=0,6 varsaymndan tasarm
hesaplarmz gerekletirdik. Ngerek 11/0,6 = Ngerek=18,3 18 (gerek raf
says)
Kirkbride denklemi: [ ( ) ( ( ( ) ) ] )
Z+S=18
3,15S+S=18
S=4,34
Z=13,66
Z=18-4,34= 13,66 Besleme raf alttan 5.raftr.
Kolon boyu; ZT= 1,5 lR + (N-1)lR + 0,25 lR lR= 0,45 (distilasyon
kolonlarnda raf aralklar genelde 0,45 m olduu literatrde yer
almaktadr. Dolaysyla lR deerinin 0,45 alnmasna karar
verilmitir.)
ZT=1,5*0,45 + (15-1)0,45+ 0,25*0,45 [17] ZT=7,0875 m = 7,09 m
L/D=6 varsaym dorultusunda kolonumuzun ap: 7,09/D =6 D=1,18m
73
7.7. Pompa Tasarm (P-101) 7.7.1.Benzenin buharlatrcya girmeden
nceki pompann seimi (P-101)
A= 1,0259 B= 0,26666 C= 562,05 D= 0,28394 Denklem 105( ( )
( )
Tgiri = 303 K Tref = 273 K
T= 288 K
Genel Bernoulli Denklemi ; (V22-V12) + g(Z2-Z1) + Dp =Wm
(15)
P1= 101 kPa(
P2= 280 kPa)
ekil 10.63de
kapasiteye karlk gelen verim %40 ise Wp 297 J/kg
Pompa eidi olarak sanrifj pompa seildi.
74
7.7.2. DBFnin absorpsiyon kolonuna girmeden nceki pompa seimi
(P-102) A= 0,3087 B= 0,26113( ( )
C= 781 D= 0,31804
Tgiri = 593 K Tref = 273 K P1= 100 kPa( )
T= 443 K
P2= 82 kPa
ekil 10.63de
kapasiteye karlk gelen verim %75 ise Wp 40,9 J/kg
7.7.3.Ayrma Kolonu Kazanndan kan geri dnen DBFnin Absorpsiyon
Kolonuna Girmeden nceki Pompa Seimi ( P-103) ccA= 0,3087 B=
0,26113( ( )
C= 781 D= 0,31804 Tgiri = 603 K Tref = 273 K P1= 82 kPa P2= 110
kPa75
T= 438 K
(
)
ekil 10.63de
kapasiteye karlk gelen verim %75 ise Wp 65J/kg
Pompa eidi olarak sanrifj pompa seildi.
76
8. ARTNAMELER 8.1. Depolama Tanklar in artnameler izelge 8.1
Benzen depolama tank iin artname Tanmlama Ad: Benzen depolama tank
Kod No: V-101 Adet: 1 Grevi: Benzeni depolamak iin kullanlyor. lem:
Srekli Tr: Hacim , ap uzunluu
Yapm malzemesi: Paslanmaz elikKontroller: Tankn iindeki benzen
bekletilme sresi 24 saattir. Yorumlar: Tank gerektii zaman pompa,
kompresr yada stcya taklabilmelidir Toleranslar: Tank ADR ve
IATA-OACI uluslararas tehlikeli malzeme tama standartlarna uygun,
Teklif veren firmann TSE Hizmet Yeri Yeterlilik belgesi ve Sanayi
Ticaret Bakanl Sat Sonras Hizmetleri belgesi olmaldr.
izelge 8.2. DBF depolama tank iin artname Tanmlama Ad: DBF
depolama tank Kod No: V-102 Adet: 1 Grevi: DBF depolamak iin
kullanlyor. lem: Srekli Tr: Hacim 1 m3, ap uzunluu
Yapm malzemesi: Paslanmaz elik Kontroller: Tankn iindeki DBF
bekletilme sresi 24 saattir.Yorumlar: Tank gerektii zaman
pompa,kompresr yada stcya taklabilmelidir Toleranslar: Tank ADR ve
IATA-OACI uluslararas tehlikeli malzeme tama standartlarna uygun,
Teklif veren firmann TSE Hizmet Yeri Yeterlilik belgesi ve Sanayi
Ticaret Bakanl Sat Sonras Hizmetleri belgesi olmaldr. 77
izelge 8.3. rn depolama tank iin artname Tanmlama Ad: rn
depolama tank Kod No: V-103 Adet: 1 Grevi: rn depolamak iin
kullanlyor. lem: Srekli Tr: Yatay, , ap uzunluu
Yapm malzemesi: Paslanmaz elikKontroller: Tankn iindeki rn
bekletilme sresi 24 saattir. Yorumlar: Tank gerektii zaman
pompa,kompresr yada stcya taklabilmelidir Toleranslar: Tank ADR ve
IATA-OACI uluslararas tehlikeli malzeme tama standartlarna uygun,
Teklif veren firmann TSE Hizmet Yeri Yeterlilik belgesi ve Sanayi
Ticaret Bakanl Sat Sonras Hizmetleri belgesi olmaldr.
8.2. Kompresr in artname Tanmlama 8.4. Kompresr iin artname
nceki kompresr seimi izelge Ad: Havann stcya girmeden Kod No: C-101
Adet: 1 Grevi: Havay sktrmak ve stcya pompalamak lem: Srekli Basn
art: Basn 14,7psia dan 35 psia ya ykseltiliyor. Tr: Pistonlu hava
kompresrG: 3841,76 kW Pompa mili: AISI 316 Paslanmaz elik Yapm
malzemesi: Paslanmaz elik Kontroller: Scaklk ve basn
78
8.3. Is Deitiriciler in artnameler izelge 8.5. Buharlatrc iin
artname Tanmlama Ad: Benzen akm buharlatrcs Kod No: E-101 Adet: 1
tilite: Su buhar Tablo 8.6. Istc iin artname
Yapm malzemesi: Paslanmaz elik Grevi: Pompadan buharlatrmak lem:
Srekli Tr: Tek gvdeli s deitirici Faz: Sv fazdan gaz faza
geiKontroller: Scaklk kontrol olmal. Bunun iin sl ift yerletirilir.
rnde olmas gerekenler: nite zerinde uyar levhalar olmal.niteye ait
tm ekipmanlar garanti kapsamnda olmaldr A=0,06 m2 L=0,1 m
D=0,06m
30oC
olarak
kacak
benzen
scakln,
360oCye
kararak
Is aktarm miktar: 31 799,75 kcal/st
79
izelge 8.6. Istc in artname Tanmlama Ad: Benzen+hava akm stcs
Kod No: E-109 Adet: 1 Grevi: Pompadan 360oC olarak kacak
benzene+hava karmnn scakln, 460oC ye karmak lem: Srekli Tr: Tpl
borulu s deitirici Yapm malzemesi: Paslanmaz elik tilite: su buhar
Faz: Gaz fazKontroller: Scaklk kontrol olmal. Bunun iin sl ift
yerletirilir.
izelge 8.7. Reaktrdeki nite zerinde uyar levhalar olmal.niteye
ait tm ekipmanlar garanti rnde olmas gerekenler: 1. s deitirici iin
artnamekapsamnda olmaldr A=16,92 m2 Is aktarm miktar= 1 126 409
kcal/st Tp boyu=3,2m Tp ap= 0,025m Tp says=67
80
izelge 8.7. Reaktrdeki 1. s deitirici iin artname
Tanmlama Ad: Na tuzlarnn soutulmas iin kullanlan s deitirici Kod
No: E-102 Adet: 1 Grevi: Reaktrden 317oC olarak kacak olan Na
tuzlar karmnn scakln, 313oCye drmek lem: Srekli Tr: Tpl borulu s
deitirici Yapm malzemesi: Paslanmaz elik tilite: sogutma
suyuKontroller: Scaklk kontrol olmal. Bunun iin sl ift
yerletirilir. rnde olmas gerekenler: nite zerinde uyar levhalar
olmal.niteye ait tm ekipmanlar garanti kapsamnda olmaldr A=325,26
m2 Is aktarm miktar= 88 953 226,8 kcal/st Tp boyu=3,2m Tp ap=
0,025m Tp says=1294
81
izelge 8.8. Reaktrdeki 2. s deitirici iin artname Tanmlama Ad:
Na tuzlarnn soutulmas iin kullanlan s deitirici Kod No: E-103 Adet:
1 Grevi: 1. s deitiriciden 313oC olarak kacak olan Na tuzlar karmnn
scakln, 309oCye drmek lem: Srekli Tr: Tpl borulu s deitirici Yapm
malzemesi: Paslanmaz elik tilite: soutma suyuKontroller: Scaklk
kontrol olmal. Bunun iin sl ift yerletirilir. rnde olmas
gerekenler: nite zerinde uyar levhalar olmal.niteye ait tm
ekipmanlar garanti kapsamnda olmaldr A=13,19 m2 Is aktarm miktar= 3
552 542,9 kcal/st Tp boyu=3,2m Tp ap= 0,025m Tp says=32
82
izelge 8.9. Soutucu iin artname Tanmlama Ad: Reaktrden kan karmn
soutulmas iin kullanlan s deitirici Kod No: E-104 Adet: 1 Grevi:
Reaktrden 608oC olarak kacak olan karmnn scakln, 270oCye drmek lem:
Srekli Tr: Tpl borulu s deitirici Yapm malzemesi: C elik Faz: Gaz
fazKontroller: Scaklk kontrol olmal. Bunun iin sl ift yerletirilir.
rnde olmas gerekenler: nite zerinde uyar levhalar olmal.niteye ait
tm ekipmanlar garanti kapsamnda olmaldr A=47,3m2 Is aktarm miktar=
3 905 014,12kcal/st Tp boyu=3,2m Tp ap= 0,025m Tp says=241
83
8.4. Reaktr in artname izelge 8.10. Reaktr iin artname Tanmlama
Ad: Reaktr Kod No: R-101 Adet: 1 Grevi: Benzenin havadaki O2 ile
reaksiyonuyla maleik anhidrit retimi lem: Srekli Tr: Yatay piston
akml, ap 3,16 m, uzunluu 3,2 m Hacim: 32 m3 Yapm malzemesi: AISI
316 C elik reaktr Tpler: 0,25 in et kalnl Tp uzunluu: 3,2 mTp
adedi: 2038,2 adet tp yerletirilecek Reaktr ii dayanm scakl 534 oC
olmal Basn: 235 kPa Tp malzemesi: AISI 316 C elik reaktr
Kontroller: Scaklk, Seviye, Basn Kontrolleri
84
8.5. Absorpsiyon Kolonu in artname izelge 8.11. Absorpsiyon
kolonu iin artname Tanmlama Ad: Absorpsiyon kolonu Kod No: T-101
Adet: 1 Grevi: Yanma rn olarak oluan gazlarn ayrlmasn salamak. lem:
Srekli, kolon nitesi yar-otomatik ve tam otomatik olmaldr. Tr:
Dolgulu kolon Dolgu Malzemesi: 32x1,6mm Rashing Halkalar Boyutlar:
Kesit alan:1,15m2 Boy: 2,9 m ap: 1.21 m Kontroller: Cihazn buhar
jeneratr otomatik olmal, seviye kontrol sistemi, ar scaklk kontrol
sistemi bulunmaldr. Buhar basncnn ar ykselmesi durumunda buhar
jenaratrrnde olmas gerekenler: nite zerinde uyar levhalar
olmal.niteye ait tm ekipmanlar garanti kapsamnda olmaldr
85
8.6. Ayrma Kolonu in artname izelge 8.12. Ayrma kolonu iin
artname Tanmlama Ad: Ayrma kolonu Kod No: T-102 Adet: 1 Grevi:
Kolonda kaynama noktas farkndan yararlanlarak bileenlerin ayrlmas.
lem: Srekli, kolon nitesi yar-otomatik ve tam otomatik olmaldr.
Tr:Rafl kolon Raf Says:18 Besleme raf alttan 5.raf Boyutlar: Boy:
7,09 m ap: 1,18 m Raf says: 25 m
Kontroller: Cihazn buhar jeneratr otomatik olmal, seviye kontrol
sistemi, ar scaklk kontrol sistemi bulunmaldr. Buhar basncnn ar
ykselmesi durumunda buhar jenaratr otomatik olarak kapanmaldr.
Cihaz hata durumunda sesli mesajlar ile kullancy uyarmaldr.rnde
olmas gerekenler: nite zerinde uyar levhalar olmal.niteye ait tm
ekipmanlar garanti kapsamnda olmaldr
8.7. Pompalar in artnameler
artname, benzenden maleik anhidrit retecek olan tesiste, srasyla
besleme tankndan alnan benzen iin stlmak zere s deitiriciye
gnderilmesi, elde edilecek rn maleik anhidrit iin kullanlacak olan
sisteme monte edilecek pompalarn alm ve montaj iine aittir.
86
stek ve zellikler; Genel artlar -artnamede tarif edilen sistem
gnmz teknolojisine uygun, kullanlmam ve hasarsz olacaktr.
-Sistemde, benzen depolama tankndan reaktre kadar olan 1. ksm iin
30 C ile 460C, DBF besleme tankndan absorpsiyon kolonuna kadar olan
2.ksm iin 320Cde alacak olan, ayrma kolonunun alt ksmndan kan DBF
geri dng ile absorpsiyon kolonuna geri gnderildii 3. Ksm iin 250C
ile 339C scaklklar arasnda alabilecek, ortam nem oranndan
etkilenmeyecektir. -Sistemde gerekli olan minimum 75 kPa ve
maksimum 235 kPa basnlarna dayanabilir olmaldr. -altrma, bakm ve
onarm talimatlar, ayarlama deerleri, yedek para listeleri ve para
sipari bilgileri (para no,v.s.) teknik dokman olarak idareye
malzemelerin teslimi srasnda verilecektir (Teknik dkmanlarn dili
Trke olacaktr). - Satn alnan malzemelerin grnebilir yerlerinde seri
no, model, imalat yl, imalat firma ve adresi gibi zelliklerin
gsterildii metal etiketler bulunacaktr. - Firmann teslim ettii
malzemeler, taahht ettii malzeme cinsi ve teknik zelliklere uygun
olacaktr. (Yklenici bunu malzemelerin teslimi srasnda
belgeleyecektir). - artnamede belirtilmeyen, sistemle ilgili ancak,
sistem ve elemanlarnn almas iin gerekli her trl paralar, firma
tarafndan bu taahht kapsamnda teslim edilecektir. - Firmaya sevk ve
montaj ilemleri iin ilave bir cret denmeyecektir. - Sistemin ilk
altrlmas firma tarafndan yaplacak ve sistem alr durumda teslim
edilecektir. - Malzemelerin teslim ve montaj yeri idarenin idari
artname ve szlemede belirtilen adresine olacaktr
Teknik hususlar: Sistemde 3 adet pompa olacak ve pompalarn
mekanik zellikleri aada verildii gibi olacaktr: Tipi: Tek veya ok
Kademeli Santrifj Pompa rn: Maleik anhidrit Debisi: (P-101) pompa
8,45 gal/dk, (P-102) pompa 57,5 gal/dk, (P-103) pompa 57,5 gal/dk
Tahrik Tipi: Elektrik Motoru Salmastra Tipi: Yumuak ark: Bronz
Pompa Mili: AISI 316 Paslanmaz elik Pompa Gvdesi: Bronz veya GG25
Motorun zellikleri aada verildii gibi olacaktr; Tipi: Elektrik
motoru87
Motor Devri: 2500-3000 d/dk Motor Anma Gc: 1,85 kW Elektrik
Balants: Trifaze - Elektrik panosu zerinde 3 konumlu bir basn
alteri bulunacaktr. - Balant elemanlar, emi ve basn kolektrleri,
gstergeleri de sistemde bulunacaktr. - Su vanalar kresel tipte ve
sistemin basncn kaldrabilecek dayankllkta olacaktr.
Denetim ve muayene metodlar: - Montajdan nce Kabul Komisyonunca,
malzeme cinslerini gsteren belgeler ile garanti belgeleri
incelenecek, uygun bulunur ise montaj bundan sonra
gerekletirilecektir. - Kabul Komisyonu, teslim edilen malzemeleri
kabul esnasnda artnameye uygun bulmaz ise, Firma uygun bulunmayan
paralar yenisi ile deitirecektir. - Montajdan sonra, devreye
alnacak sistemin almas Kabul Komisyonu tarafndan izlenecek,
herhangi bir problemle karlald takdirde Firma veya anlamal yetkili
servisi cretsiz olarak sorunu giderecek, yedek para deimesi
gerekiyorsa cretsiz olarak deiimi yapacaktr. - Muayene ve Kabul
lemleri ile ilgili dier hususlar varsa idari artname ve szlemede
belirtildii gibi olacaktr. Garanti artlar: -Teslim edilen tm
malzemelere ait garanti belgeleri teslim srasnda idareye teslim
edilecektir. -Dier garanti artlar varsa dari artname ve Szlemede
belirtildii
88
9.GVENLK VE EVRESEL AIDAN DEERLENDRMELER9.1. Oluacak Gaz rnlerin
Deerlendirilmesi Absorpsiyon kolonunun st akmndan alnan gaz karmnn,
filtrede tutularak snr deerleri almadan atmosfere verilmesi
kararlatrlmtr. 9.1.1.Atk Gaz Snr Deerleri Madde 12 - Gaz yaktl
yakma tesisleri, Tablo-1.1 verilen snrlamalara uyacak ekilde
kurulup altrlr. Tablo 1.1. Azotoksit (NOx), Karbonmonoksit (CO),
Hidrokarbon (CxHy) Konsantrasyonu ve slilik Derecesi
(www2.cevreorman.gov.tr/yasa/yonetmelik.asp) lgili Isl G Stan dart
(kW) Azotoksit (NOx) (NO2 olarak) (mg/kWh) Karbonmo noksit (CO)
(mg/kWh) Hidrokar bon (CxHy) (ppm) (CH4olarak) TS * veya EN* 70 bm
olduu iin elde edilen rnden kar salanr.
110
11.SONULAR VE NERLER 11.1.Sonular Benzenin hammadde olarak
kullanld ve maleik anhidritin eldesi amalanan bu projede, gerekli
fizibilite aratrmalar yapldktan sonra ilk olarak saatte 1866 kg
maleik asit retildiinde (15000 ton/yl ) beslenenmesi gereken benzen
miktarnn ne kadar olmas gerektii hesaplanmtr.Gerekleen
reaksiyonlarda beslemedeki benzenin %92 si maleik anhidrit oluum
tepkimesinde harcanr. retim srecinde kullanlan reaktr, distilasyon
kolonu, absorpsiyon kolonu ekipmanlar etrafnda ktle denklii kurulmu
ve giren ktle kan ktleye eitlii salanmtr. Ayrca buharlatrc, stc,
reaktr ,soutucu, absorpsiyon kolonu etrafnda enerji denklii
kurulmutur. Aygt tasarm almasnda ncelikle benzen, DBF ve kan rn iin
depolama tanklar hacmi hesaplanmtr. Is deitiricilerin s yzey
alanlar hesaplanm olmak zere tasarm gerekletirilmitir. Bu tasarm
srecinde akmlara uygun s aktarm katsaylar bulunmutur. Distilasyon
kolonu tasarmnda ok bileenli karmlarn ayrlmas basamaklarn uygulamak
adna Antoine Eitliinden faydalanarak ar anahtar bileen olarak DBF
alnrken, hafif anahtar bileen maleik anhidrit alnmtr. Gerekli
hesaplamalar sonucunda RDmin=0,2313 olarak bulunmu ve minimum geri
dng orannn 2 katyla allmas ngrld iin RD= olarak
bulunmutur.(RD=2.RDmin). Minimum raf says 5 ve bu deer kullanlarak
hesaplanan ideal raf says 11 olarak hesaplanmtr.%60 kolon verimiyle
alma varsaylnca gerek raf says 18 olarak elde edilmitir. zeltimiz
ideal olmad iin distilasyon kolonunun besleme raf alttan 5.raf
olarak belirlenmitir. Kolon ykseklii 7,09 m olarak bulunmutur.
Pompa tasarm iin,akmlarn hacimsel ak hzlarndan yola karak pompada
salanan hacimsel ak hz bulunmutur. 8,45gal/dk, 57,5 gal/dk , 57,5
gal/dklk ak hzlarna sahip santrifj pompalar kullanmna karar
verilmitir. Kullanlan besleme , su ve rn depolama tanklar iin hacim
hesab yaplm 45,45 m3 ,1 m3, 35,6 m3lk paslanmaz elikten yaplm
tanklarn kullanm uygun grlmtr. Ak emasnda yer alan hava kompresr
iin termodinamik olarak gerekli hesaplamalar yaplm ve 153 540
gal/dk hava pistonlu kompresr kullanm uygun grlmtr. Ekipmanlarn
zellikleri vs. belirlendikten sonra her biri iin teknik artnameler
hazrlanmtr. retim sreci iin maliyet hesab yaplm ve toplam ekipman
maliyeti 1 674 694 TL olarak hesaplanmtr.Toplam ekipman maliyeti
kullanlarak sabit sermaye yatrm 8 440 458 TL hesaplanmtr.Brt kar
hesab iin satlardan elde edilen gelirler(SG) 48 330 000TL , toplam
retim giderleri(GT) 43 753 057 TL olarak hesaplanmtr ve bu
deerlerin fark alnarak brt kar hesab yaplm ve yllk brt kar(BK) 4
576 943 TL ve olarak hesaplanmtr.Tm bu ilemle sonucunda retim
srecinin yksek kar getiren bir sre olduu grlmektedir.111
11.2.neriler Yaplan almada teorik olarak 15000 ton/yl maleik
anhidrit elde edilmitir. Bu retim srasnda baz ekipmanlar tasarlanm
ve bunlarn maliyetleri hesaplanmtr. Teorik olarak elde edilen bu
veriler uygulamaya geirildiinde bu sonular elde etmemiz mmkn
olmayabilir. nk hesaplamalar yaplrken baz varsaymlar yaplmtr. Bu
varsaymlara rnek olarak; literatrden elde edilen bilgilere gre
reaksiyon verimi %90-95 aralndadr. Bu projede %92 verimle allmas
varsaylmtr, buda reaksiyonun dnmne etki etmektedir. Dnmn yksek
olmas istenilen rn miktarnn yksek olmasn salar. Buda distilasyon,
absorpsiyon gibi ayrma ilemlerinde daha az enerji harcanmasn ve
bylelikle maliyete olumlu ekilde yansr. Fakat burada istenmeyen rn
olarak hidrojen ve artan hava (azot ve oksijen) oluuyor. Bunun
fazlasnn ayrlmas absorpsiyon kolonunda gereklemektedir. Hidrojenin
ve havann fazla olmas ayrma iin daha fazla enerji gerektirir.
Hidrojenin az bulunmas iin dnmn azaltlrsa, istenilen rn miktarnda
azalma ve istenmeyen kinon da artma meydana gelir. Bununda ayrlmas
distilasyon kolununda gereklemektedir. Bunu dengelemek iin en ideal
dnmn belirlenmesi gerekir. Distilasyon kolonunda da yaplan
varsaymlar yine bizim tasarmmz iin nemlidir. nk distilasyon
fabrikann son ve belirleyici ekipman diyebiliriz. Nihai rn olarak
elde etmek istediimiz maleik anhidritin ierisinde maleik asit ve
kinon bulunmaktadr. Amacmz bu maleik anhidriti alt rn ierisinde en
az oranda tutmaktr. Bunun iin %1 den az olmas istenmitir.
Distilasyon kolonunda bunu gerekletirebilmek iin dnmde olduu gibi
yine baz varsaymlar yaplmtr. rnein litaratrden elde edinilen
bilgiye gre dng oran, min dng orannn 2 olduu grlmtr. Oysa ki bu
ideal olandr. Ve yine distilasyon kolonu tasarm iin litaratrden
edindiimiz bilgiye gre ideal olan verim genellikle %45-65
arasndadr. Atadmz bu verim deeri raf saysn optimum yaparak maliyeti
drmek, ayn zamanda elde edilecek nihai rn en saf halde almak
eklinde olmaldr. Tasarlanlan depolama tanklarnda tankn yap
malzemesi olarak karbon elik seilmesi uygun grlmtr. Karbon elik
malzeme dier elik alamlarna gre daha ucuz ve baz elik alamlarna gre
de daha dayankldr. Bu ekilde yap malzemesinin seimi maliyet ve
kullanm sresi asndan en uygun olan seilmelidir. Ayn zamanda
depolama tanklar tasarmnda emniyet faktr byk nem tar. Bu faktr
bizim tankmzn ierisinde depolayacamz maddenin tamasn engelleyecek
ekilde seilmelidir. Fakat bunun seilmesi srasnda gereinden dk
seilmemelidir. nk dk bir emniyet faktr bizim tank hacmimizin
artmasna ve maliyet artmasna neden olur. Maliyeti arttran bir dier
unusurda depalama sresidir. nk depolama sresi ne kadar uzun
seilirse, tank hacmi o derece byk kar buda maliyeti arttrr. Bu
ekipmanlarn yannda pompa seimide byk nem tamaktadr. nk besleme
pompalar, ideal gte olmaldr. Eer ideal gcn altnda besleme yapyorsa
bu rnn istenilen miktardan daha az eldesine neden olur. Buda
fabrikann Pazar taleplerini karlayamama riskini dourur. Eer pompann
gc idealden fazla ise, tanklarda tama, enerjide fazla tketim ve ek
maliyete neden olarak fabrika iin istenmeyen durumlar112
oluturur. Pompa her nekadar gz nnde olmayan bir ekipman olsada,
dier ekipmanlar arasndaki iletiimi salayan ve onlar arasnda srekli
balantda olan ok nemli bir ekipmandr. Absorpsiyon kolonu da fabrika
iin nemli bir unsurdur. Absorpsiyon kolonumuzda absorban olarak DBF
kullanld. Kullanlan DBF maleik anhidrit ve maleik asiti
absorplayarak alt rnden distilasyon kolonuna beslendi. Bu
absorblama ilemi srasnda dikkat edilecek en nemli husus absorban
olarak kullanlan DBF miktardr. Eer az DBF kullanlrsa yeteri kadar
absorplama olmaz ve rn verimi der. Bunun tam tersi olursa, yani DBF
miktar gereinden fazla kullanlrsa bu kez de DBF fazlasn uzaklatrmak
iin distilasyon kolonunda iyi ayrma gereklemesi gerekecek bunu
oluturmak iin kolon ap artar, kolon ykseklii artar bunlarn arttrmas
maliyeti arttrr. Grld gibi absorban miktarnn idealden az yada ok
olmas iletmenin maliyet giderlerinin artmasna neden olmaktadr. Bu
en ideal absorban miktar hesaplanabilmesi iin tasarm aamasnda nce
distilasyon, daha sonra absorpsiyon kolonu tasarlanmas
gerekmektedir. Bu sayede elde edilecek maleik anhidrit miktarn
deitirmeden ideal olan absorban miktar hesaplanr. Yer
seimi,iletmenin ok nem verdii konulardan birisi olmaldr.Uygun
olmayan bir kurulu yeri seimi firmann yok olmasna veya rekabet d
kalmasna sebep olabilir.Yeni bir iletmenin kurulmas mevcut kurulu
yerinin geniletilmesi, Pazar kaymas,kaynaklarn tkenmesi,tama
olanaklarnn deimesi gibi durumlarda ortaya kabilen yer seimi
probleminin uygun zm,firmalarn faaliyetlerini ve maliyet yaplarn
nemli lde etkiler.Tasarladmz fabrikann yerinin vergilerin azlndan
dolay serbest blgede ve pazara yaknlk asndan liman kentlerine yakn
olan yerde kurulmasna karar verilmitir. Yaplan fabrikann gerek
hayatta bir uygulamas yaplan yere ziyaret gerekletip uygulamay
yerinde grp incelemenin renme asndan faydal olaca kansndayz.
113
12. KAYNAKLAR
1)http://hbogm.meb.gov.tr/modulerprogramlar/kursprogramlari/kimya/moduller/BenzenTurev
leriVeProsesleri.pdf 2) Karaolu B, 2007, Selectve Benzene Oxdaton
To Malec Anhydrde Over
Nanostructured Catalysts In A Fludzed Bed Reactor, Chemical
Enginnering Department, Ege University, zmir 3) Gne Z,2005,
Halokinonlarn Mono ve Difonksiyonel Gruplu Tiyollerle
Reaksiyonlarnn ncelenmesi,stanbul niversitesi,zmir 4)
http://www.che.cemr.wvu.edu/publications/projects/maleic/ma-a.pdf 3
5) http://www.epa.gov/ttnchie1/ap42/ch06/final/c06s14.pdf akm semas
2 6) Truton R, 1998,Analysis, Synthesis, and Design of Chemical
Processes,Prentice Hall 7) Termodinamik Dersi Ekleri 8) Chemcad
Program 9) Ayrma Dersi Ders Notlar 10) Peters,M., Timmerhaus, K.,
1991, Plant Design and Economics for Chemical Engineers, Mc
GRAWHILL. 11) Aesar, A., Matthey, J., 2011, Alloys, Company
Research Chemicals Metals and Materials Over 4000 New Products, 13,
2379-2381. 12) Mhendislik Ekonomisi Dersi Maliyet Tablosu Ekleri
13) www.alibaba.com ,/ (Son Eriim Tarihi: 13.05.2012) 14) Sinnot,
R., Towler G., Chemical Engineering DesignElsevier, 5th edition,
Butterworth Heinemann, 2009. 15) R.Byron, Warren E.Stewart, Edwin
N.Lightfoot, Chemical Engineering Department
University of Wisconsin-Medison
114