er:~.. ç(e... 0~... onderwerp: Verslag behorende bij het fabrieksvoorontwerp van

• F.V.O. Nr.

3C>-<-9

Vakgroep Chemische Procestechnologie

• Verslag behorende bij het fabrieksvoorontwerp van

•

· . . . . . . . . t~~:e:-tLi /l...... e (3c/(fe./1 ·;Sd ..... ...... .. . · .. ... .... /er:~ . .ç(e. ..... 0~ .. .. . . .... .

•

7:~

onderwerp:

•

· ...... · v:1lt.c/.{L;~!lCé. . {L.{!-?

. . Çl?i/( ' o.~~'l.qS.X:Ji

· .. ..... ...... ...... ........ .. .... .... .

• adres:

•

@o -?"'/e L /Lcle 2Ó 1/

o

•

S-1 SZt! J)e tri";

I:) -

2

/46 6Jó

Voc-t)/taa-.i 4Z z.6 /1 I~ :;Jet;!! o/s- /3/412.

•

.J,}~'(

T U Delft Technische Universiteit Delft

•

opdrachtdatum : /6- 2 - 193 verslagdatum : 2. J - 6 - ,Ic] 3

Faculteit der Scheikundige Technologie en der Materiaalkunde

•

• •

• •

• •

• •

• •

•

•

• • • •

•

•

• • • • •

I INHOUDSOPGA VE II Samenvatting en conclusie 11.1 Methanol als autobrandstof II.2 Fabrieksontwerp voor fuel-grade methanol DEEL I III Inleiding methanol als autobrandstof IV Motoren IV.1 M100 in Otto-motoren IV.2 FFV Flexible Fuel Vehicle IV .2.1 Voorbeelden van toepassing IV.3 Methanol in dieselmotoren IV.3.1 Autobussen IV.3 .1.1 Voorbeelden van toepassingen IV.3.2 Methanol in dieselmotoren in vrachtwagens IV.3.3 Personenauto's met een dieselmotor IV A Gedissocieerde methanol motor V Brandstofspecificaties DEEL 11 VI Inleiding fabrieksontwerp VII Uitgangspunten voor het ontwerp VII. 1 Exogene gegevens VII. 1. 1 Capaciteit VII. 1.2 Specificaties van grondstoffen, hulpstoffen en product VII.2 Endogene gegevens VII.2.1 Fysische constanten VII.2.2 Veiligheidsaspecten VII.2.2.1 Methanol VII.2.3 Materiaalkeuze met betrekking tot corrosie-aspecten VIII Beschrijving van het proces VIII. 1 De voedingssectie Vill.2 De reformersectie Vill.3 De methanolsectie VillA De spui- en stoomopwekkingssectie Vill.5 De destillatiesectie IX Procescondities IX. 1 Thermodynamica IX.2 Aannamen bij de berekeningen IX.3 De reformersectie IX.3.1 De stoomreformer IX.3.2 De katalytisch partiële oxidator IX.3.3 Koolafzetting IXA De methanolsectie IX.5 Destillatiesectie IX.6 De zuurstofsectie X Warmte- en massabalans X.I Massabalans X.2 Warmtebalans

2 2

3 6 11 11 12 14 15 15 16 18 18 19 22

25 26

26 26 26

27 27 27 28

29 30 30 30 31 32 33 34 34 34 35 35 36 37 37 38 39 40 40 41

•

• • • • •

• • • •

• •

XI Economische evaluatie XL! Kosten XL!.! KA : Algemene kosten XI. 1.2 KP: Productievolume afhankelijke kosten XI. 1.3 KV: Verzekeringskosten XI. 1.4 Rr: Jaarlijkse afschrijving XL 1.5 Kkat: Katalysatorkosten XL 1.6 Kloon: Arbeidskosten XLI. 7 Konderh.: Onderhoudskosten XLl.8 KO Indirecte productiekosten of plant overhead XI.2 Opbrengst XI.3 Winst/verlies XIISymbolenlijst XIII Literatuurlijst Bijlagen 1. Fysische eigenschappen van methanol, benzine en diesel 2. ProcesschemaJflowdiagram 3. Massa- en warmtebalans 4. Investeringsgegevens 5. Overzicht specificatie apparatuur 6. MEDA flowschema 7. Uitvoer programma

42 42 43 43 43 43 45 45

46 46 46 46 48 50

•

•

11. SAMENVATTING EN CONCLUSIE

•

11.1 Methanol als autobrandstof

•

In het eerste gedeelte van dit fabrieksvoorontwerp is een literatuurstudie gedaan naar methanol als autobrandstof. Van alle alternatieve brandstoffen voor het wegverkeer is methanol waarschijnlijk één van de meest veelbelovende, zeker op korte termijn.

•

Er zijn verschillende toepassingen mogelijk: 1. in Otto- of benzinemotoren i. alleen methanol (Ml00 motoren) ii. een mengsel van 0-85% methanol en benzine (Flexible Fuel Vehicles) 2. methanol in dieselmotoren 3. gedissocieerde methanol in een dissociatiemotor

•

•

• •

•

Voor elke toepassing is gekeken naar het brandstofverbruik, de aanpassingen aan de motor en het brandstofsysteem en het stadium van ontwikkeling hiervan, emissies van schadelijke stoffen alsmede de kans op invoering van elke toepassing. Omdat de brandstofkosten per te rijden kilometer voor methanol duurder zijn dan die voor benzine of diesel, is tevens voor elke toepassing uitgezocht in hoeverre de methanol water en hogere alcoholen mag bevatten, wat de methanol productiekosten zou kunnen drukken. De Flexible Fuel Vehicles (FFV's) en de dieselmotoren worden op kleine schaal al gebruikt voor normaal transport. Ml00 motoren zijn nog niet op kleine schaal produceerbaar. De ontwikkeling aan deze motoren is halverwege de jaren 80 stopgezet omdat FFV's een veel grotere kans van invoering hebben. De dissociatiemotoren bevinden zich nog in een pril stadium van ontwikkeling. Op basis van calorische waarde heeft methanol in Otto-motoren gemiddeld een efficiency van ongeveer 10% ten opzichte van benzine. Voor dieselmotoren is dit ongeveer 0%. Het gebruik van methanol draagt bij aan de reductie van schadelijke stoffen, in het bijzonder van koolmonoxide en vluchtige organische stoffen. De overall CO2-uitstoot ("weU to wheal") is voor methanol uit aardgas ongeveer even groot als die van benzine of diesel uit aardolie. De methanol voor FFV's en dieselmotoren mag maximaal 0.3% water bevatten. Voor Ml00 is dit 1%. Daarnaast is de toegestane hoeveelheid hogere alcoholen 5% voor FFV's en 2% voor dieselmotoren en Ml00-motoren. Er zijn geen uitgebreide onderzoeken bekend naar het verband tussen prestaties van de motor en de specificatie van de methanol.

• 2

•

•

• •

Op korte termijn maken de dieselmotor voor autobussen en de FFV (auto's) vanwege hun gebleken betrouwbaarheid de meeste kans op invoering. Een andere belangrijke overweging hierbij is, dat FFV's ook op benzine kunnen rijden wanneer geen methanol aan de pomp verkrijgbaar is en dat bussen vaak gebruik maken van een centraal distributiepunt voor hun brandstofvoorziening. Dit maakt een geleidelijke invoering van methanol mogelijk. Voor de in het tweede deel van dit fabrieksvoorontwerp te produceren fuelgrade methanol is echter gekozen voor de specificatie van de MWO-motor (1 % water en 2% hogere alcoholen) vanwege de laagste emissies en de meest progressieve brandstofspecificatie ten opzichte van water.

• 11.2 Fabrieksontwerp voor fuel-grade methanol

•

• •

•

• •

In dit fabrieksvoorontwerp wordt een methanolfabriek ontworpen om fuelgrade methanol te maken. Fuelgrade methanol verschilt ten opzichte van de A- of AA-grade methanol door een hoger toegestane fractie hogere alcoholen en water (maximaal 1% ). De fabriek werkt in de syngas-sectie met een gecombineerd stoomreformer/partieel oxidatie proces. Het voordeel van dit gecombineerd exotherm/endotherm proces is dat er uit de syngas-sectie de gewenste verhouding CIH komt. Een ander voordeel is dat de exotherme partiële oxidatiereactor energetisch gunstig werkt; zijn warme uitgaande stroom (970·C) dient als energieleverancier van de endotherme stoomreformer. Een nadeel is dat dit een hogere investering met zich meebrengt, tevens ook doordat voor deze reactor pure zuurstof nodig is en dit in een bijbehorende zuurstofscheider gemaakt moet worden. De fabriek voorziet volledig in zijn eigen energie doordat tekorten worden aangevuld met extra verbranding van aardgas. Doordat fuel-grade methanol een minder zuiver hoeft te zijn, is een kleinere destillatie sectie nodig en heeft daardoor een lager energieverbruik. Dit is de winst ten opzichte van chemisch zuivere methanol. Het ontwerp van de fabriek beperkt zich tot een simulatie in het flowsheetprogramma TISFLO/MEDA, waarbij het basisconcept is aangeleverd door DSM-Geleen. Een stoomsysteem is verder niet uitgewerkt en wordt slechts weergegeven door een warmtewisselar zodat toch gewerkt kan worden met de benodigde hoeveelheid energiedie een volledig stoomsysteem nodig heeft. De fabriek heeft de volgende eigenschappen: 1.

•

2. 3.

3

•

De capaciteit is 761 k"1on per jaar Het energieverbruik is 29.1 GJ per ton methanol Er wordt 87% van het aardgas omgezet naar methanol

• • • •

•

Een kostenberekening is gemaakt die uitdrukking geeft aan de grote van het verlies van deze fabriek: 103 Mfl. per jaar. De grondstofkosten bedragen 161 Mfl. terwijl de opbrengst slechts 152 Mfl. is. Deze opbrengst is gebaseerd op een prijs van fl. 200 per ton product. Bij deze prijs zijn de productiekosten van methanol en benzine per te rijden kilometer in auto' s gelijk. Er is een aantal mogelijkheden om het verlies te verkleinen: 1. stikstof uit de zuurstofscheider verkopen 2. verbetering conversie 3. fabriek in gebied waar aardgas goedkoper is, bijvoorbeeld in olieproducerende landen waar overtollig aardgas wordt afgefakkeld 4. een hogere productprijs, die mogelijk gemaakt wordt door stijging van de olieprijs of het heffen van een milieutax op benzine. Het doel van dit ontwerp was een globale indruk te krijgen van een fuelgrade methanol producerende fabriek. Het verdient dus aanbeveling dit project verder uit te werken.

• • •

•

• • 4

•

•

• •

DEEl) I METHANOL ALS AUTOBRANDSTOF

• • •

• • •

•

• 5

•

•

• • •

• • •

• • •

•

111 INLEIDING METHANOL ALS AUTOBRANDSTOF Al sinds de jaren '30/'40 maakte men gebruik van methanol als brandstof in vliegtuigmotoren en race-auto's vanwege het gunstige acceleratiegedrag. In de tweede wereldoorlog reed men in Duitsland ook op methanol wegens het ontbreken van benzine. Dat methanol als motorbrandstof gebruikt kan worden, is dus al langere tijd bekend. Toch is pas in het begin van de jaren '70 gestart met vergaand onderzoek naar het gebruik van methanol als vervangende brandstof voor benzine of diesel. Tijdens de oliecrisis in die periode realiseerde men zich, voornamelijk in de Verenigde Staten, de afbankelijkheid van de olie. Op dat moment was het rendabel onderzoek te doen naar alternatieve brandstoffen omdat de olie erg duur was. Het is gebleken dat methanol een van de meest belovende alternatieven was (en nog steeds is). Bovendien was methanol te bereiden uit een aantal verschillende grondstoffen zoals: aardgas, steenkool, olie en suiker; zowel via chemische als biochemsiche weg. Later, toen de crisis voorbij was, was de directe noodzaak voor een alternatieve brandstof op korte termijn niet meer aanwezig en heeft men diverse onderzoeken gestaakt. De Verenigde Staten hebben echter het beleid voortgezet hun afbankelijkheid van olie te beperken. Ten eerste vanwege de politieke instabiliteit van het Midden Oosten en ten tweede vanwege de eindigheid van de olievoorraden.

In Californië (maar ook in andere staten) bestond echter nog een probleem. Grote steden als San Francisco hadden erg veel last van smogvorming die voor een niet-onaanzienlijk deel werd veroorzaakt door de uitlaatgassen van automotoren. Bovendien maakte men zich zorgen over de steeds dunner wordende ozonlaag. Er werd een grootschalig onderzoeksprogramma opgesteld, waarin men (in eerste instantie) de ontwikkeling van voertuigen rijdend op alternatieve, schonere brandstoffen centraal stelde. Clbrandstoffen hadden in dit onderzoek de meeste belangstelling vanwege hun minimale uitstoot van roetdeeltjes bij verbranding, een belangrijke eigenschap in de strijd tegen smogvorming. In een later stadium - men hield zich toen bijna alleen nog met methanol bezig - werden voertuigen geoptimaliseerd op minimale uitstoot van CO, NOx en andere schadelijke stoffen. Een deel van het wagenpark van de overheid van Californië, waaronder ook stadsbussen, rijdt thans op (een mengsel met) methanol. De grote vraag waar fabrikanten en consumenten zich voor gesteld zien is: Kan methanol prijstechnisch concurreren met benzine op dit moment? Deze laatste vraag impliceert meteen een volgende vraag: Wat zijn dan de problemen die zich voordoen bij de invoering van methanol? Bij het beantwoorden van deze vraag gaan we gemakshalve uit van het feit dat je 1,8 maal zoveel methanol nodig hebt als (super-)benzine om hetzelfde aantal kilometers te kunnen afleggen (In de beschouwing van diverse soorten motoren wordt dit getal onderbouwd). Aan de hand van een aantal kostenposten moet benzine vergeleken kunnen worden met methanol. Deze zijn: investering, grondstofkosten, distributiekosten, invoering van het systeem, motorkosten en energieverbruik voor productie. In de eerste vijf kosten kunnen we al een redelijk inzicht krijgen. Hieronder volgt een

6

•

• • •

• • • • • • • •

kwalitatief inzicht dat in de loop van het onderzoek zal worden gekwantificeerd. [18] -investering: Een methanol fabriek is duurder dan een raffinaderij voor benzine. Het hangt dus van de rente van dat moment af hoe de investeringskosten meewegen in de rest van de kostprijs. -grondstof: De kosten van grondstof in methanol (aardgas) is,- afhankelijk van waar het gekocht wordt- goedkoper dan aardolie voor benzine per liter geproduceerde brandstof. -distributie: Methanol heeft een groter volume per energie-inhoud en dus hogere distributiekosten. -invoering: Elk nieuw systeem brengt hoge investeringskosten met zich mee. Benzine is er al en heeft deze kosten dus niet. Een ander punt is dat de vervanging van methanol als brandstof de bestaande brandstoffen zal verdringen en dus de olie import verminderen. Dit heeft weer een economische impact op de prijs van een vat ruwe olie. Hoe zullen de OPEC-landen reageren op deze nieuwe concurrentie? -Motor: De aanpassingen voor een methanol motor zijn relatief gering, vooral wanneer zij op grote schaal geproduceerd worden. Een belangrijk onderdeel van de kostenposten is het energieverbruik voor productie. Alle autofabrikanten doen hun ontwikkelingen en testen met chemisch zuivere methanol. Deze bezit een zuiverheid van minstens 99,85%. De vraag is, - en hier komen we bij één van de kernpunten van ons onderzoek,- moet brandstof methanol wel de chemische zuiverheid bezitten, of kunnen onzuiverheden uit het productieproces toegestaan worden bij de verbranding en kunnen misschien wel een aantalopwerkingsstappen weglaten worden. Het toestaan van hogere alcoholen bijvoorbeeld werkt besparend op de energie kosten van de destillatie. Opvallend is dat methanolproducenten melding maken van een fuel-methanol die minder zuiver hoeft te zijn dan chemische-zuiver methanol, maar nergens worden testen gedaan met die fuel-methanol in methanol motoren. Volkswagen bijvoorbeeld verklaarde geen enkele test te hebben gedaan met een methanol anders dan chemisch-zuivere [19]. Wel heeft men vaak het watergehalte aangepast (verhoogd) omdat de aanwezigheid van water corrosie vermindert en de verbranding bevordert. De literatuur maakt echter zelden melding van andere toegestane onzuiverheden. Er worden nog wel wat noodzakelijke additieven toegevoegd. Wel maakt de literatuur melding van het gebruik van methanol als loodvervanger in benzine, waarbij de methanol soms met hogere alcoholen wordt gemengd om fasenscheiding tegen te gaan [31,32]. In sommige landen (in een deel van zuid Italië bijvoorbeeld) wordt inderdaad een mengsel van methanol en hogere alcoholen tot een aantal procent bijgemengd bij benzine, zonder dat de auto's worden aangepast. Motortechnisch gezien heeft methanol ook een aantal voordelen. Bij lage vermogensbelasting kan methanol verbrand worden met meer lucht ("lean bum ") en heeft daardoor een betere benutting van de warmte die bij de verbranding vrijkomt. Ook kan bij methanolmotoren een hogere compressieverhouding worden toegepast vanwege zijn hogere klopvastheid; ook dit draagt bij tot een beter rendement. Zowel benzinemotoren als

7

•

• • •

• •

• • •

dieselmotoren zijn betrekkelijk makkelijk aan te passen voor het gebruik van methanol als brandstof. De belangrijkste aanpassingen zijn: (ander) ontstekingsmechanisme, andere luchttoevoer, zwaardere brandstofpomp, het gebruik van corrosiebestendig materiaal in tank en leidingen, andere filters en een grotere brandstoftank. Dit laatste is noodzakelijk omdat methanol een lagere calorische waarde heeft per volume-eenheid dan benzine (of diesel), zodat meer brandstof per afgelegde kilometer nodig is. Er zijn echter ook een aantal nadelen. Door de hogere verdampingswarmte van methanol ontstaan er, wanneer hier geen voorzieningen voor worden getroffen, problemen bij het starten van een koude motor. Ook blijkt de formaldehyde uitstoot groter dan die van benzine. Onder invloed van UVstraling is dit toxisch en kan kanker veroorzaken (In de VS worden zo'n 75 sterfgevallen per jaar aan formaldehyde toegeschreven).Van sommige katalysatoren wordt geclaimed dat ze deze formaldehyde-uitstoot kunnen terugbrengen naar nul [12]. Over de vraag in hoeverre het gebruik van methanol per gereden kilometer duurder is dan benzine of diesel lopen de schattingen uiteen van iets goedkoper tot 30% duurder [19,34,35]. De productiekosten van methanol en benzine zijn per kilometer even groot indien methanol voor fl 200 per ton. Deze prijs is gebaseerd op de productiekostan van superbenzine, fl9.19 per ton en een efficiency van methanol van 10% ten opzichte van benzine [34]. Er is onderzoek gedaan naar verschillende soorten motoren, die kunnen worden onderverdeeld in de volgende hoofdgroepen:

1. Mloo

Motor rijdt op pure methanol volgens het principe van een benzinemotor 2. Meth. diesel Motor rijdt op pure methanol in een dieselmotor 3.FFV Motor is in staat op verschillende soorten methanol/benzine mengsels te rijden van 0% tot 85% methanol. 4. Gedissocieerd Door methanol eerst te dissociëren en daarna te verbranden wordt een hoger thermisch rendement verkregen.

•

Deze verschillende motoren brengen allemaal hun eigen brandstofspecificatie, rendement, emissies en technische ontwikkeling met zich mee. Di t brengt ons tot een kernvraag van dit onderzoek. Welke soort motor wordt gekozen om een methanolfabriek voor te ontwerpen en op grond van welke criteria wordt deze motor gekozen. Er zijn een aantal belangrijke punten die direct hun weerslag vinden in de keuze van de motor:

•

1. kostprijs van methanol in vergelijk met de huidige brandstoffen. 2. grootte van de emissies van NOx, CO, formaldehyde en andere organische verbindingen 3. snelheid van het invoeren van methanol als alternatieve brandstof.

•

sub 1. De kostprijs van een product is de belangrijkste reden voor het wel of niet produceren ervan door een commerciële instelling.

8

•

• •

sub 2. Het wegverkeer is voor een aanzienlijk deel verantwoordelijk voor de uitstoot van schadelijke stoffen. De percentages zijn weergegeven in onderstaande tabel. 1 verbinding CO NOx CÜ2 aerosolen loodverbindingen vluchtige org. verbindingen SÜ2

• •

• •

•

• •

Methanol als autobrandstof geeft in vergelijking met zowel benzine als diesel een veel lagere uitstoot CO en NOx. Er worden geen loodverbindingen uitgestoten en met behulp van geschikte katalysatoren kan zowel de uitstoot van aerosolen en formaldehyde tot vrijwel nul gereduceerd worden. Volgens Krumm [34] is de COx emissie in een zogenoemde "weIl to wheel" analyse voor methanol ongeveer even groot als die van benzine of diesel. Wanneer methanol op grote schaal zou worden gebruikt als alternatieve brandstof, zou dit dus een niet onaanzienlijke bijdrage kunnen leveren aan reductie van enkele schadelijke emissies. Alhoewel de huidige brandstoffen aan de de vastgestelde maximale emissies voldoen, wordt echter steeds belangrijker de emissies te verminderen door de zwaarder wordende milieu-eisen. Dit zou kunnen worden uitgedrukt in een lagere accijns op methanol-brandstof zoals dat ook gedaan is met de katalysator. In Nederland gelden andere maximale emissiewaarden dan in de Verenigde Staten. Er is bijvoorbeeld geen standaard in de EEG voor de uitstoot van aldehyden. Dat komt omdat de nadruk in Europa meer op het tegengaan van de verzuring ligt [33]. De auto-industrie in de VS krijgt bepaalde voordelen wanneer zij nieuwe voertuigen op de markt brengen die voldoen aan de zgn. California Low Emission Vehicle Standards. Deze zijn onderverdeeld in 4 catagoriën, te weten (in volgorde van steeds lagere emissiestandaards ) TLEV, LEV, ULEV en ZEV, wat respectievelijk voor Transitional Low -, Low -, Ultra Lowen Zero Emission Vehicle staat[9],[23]. sub 3. De overgang van benzine naar pure methanol brengt een aantal problemen met zich mee. Het veranderen van pompen en transportmiddelen kost tijd en geld. Waar je bij benzine maar één tankwagen nodig had, heb je er nu twee nodig. Ook zullen de motoren tijd nodig hebben in produktie te komen, zeker als het gaat om een totaal nieuw soort systeem. De gedissocieerde methanol reactor is hiervan een goed voorbeeld. Een oplossing zou kunnen zijn om een

9

•

3

Tabel 1. Aandeel van het wegverkeer in de totale emissies door menselijke activiteiten in Nederland (1989) [36].

• •

aandeel (%) 63 46 18 22 64 41

• •

•

motor te gebruiken die zowel op methanol als benzine rijdt zoals dat nu al gebeurt met LPGlbenzine auto's. Bij het gebruik van methanol motoren in bijvoorbeeld bussen [5] wordt dit probleem al een stuk eenvoudiger. Bussen tanken vaak op een bepaalde plaats in een stad en dus is de distributie minder omvangrijk. Alle bovenstaande punten hebben een duidelijke motivering vanuit verschillende invalshoeken bezien. De uiteindelijke keuze hangt dus voor een groot gedeelte af van de prioriteiten van de kiezer.

•

• •

• • •

• • 10

•

• •

IV. MOTOREN Bij het gebruik van Methanol als motorbrandstof kunnen we een viertal verschillende toepassingen waarnemen. Dit zijn de Ml00-, de FFV -, en de dieselmotor en de gedissocieerde methanol reactor. Zij onderscheiden zich in: efficiëntie, uitstoot van emissies, druk in cylinderkamer, samenstelling van de brandstof, ontstekingsmechanismen en maximaal koppel. Hieronder volgt een korte beschrijving van de verschillende werkingsprincipes van bovengenoemde toepassingen.

IV.l

• •

•

•

MlOO in Otto-motoren

In principe zou het gebruik van methanol zonder bijmenging van benzine tot zeer hoge efficiënties kunnen leiden. Door de afwezigheid van benzine kan namelijk de motor zodanig aangepast worden dat de verbranding van methanol optimaal geschiedt ('lean burn'). De auto kan dan gekoeld worden met lucht, waardoor de radiator geheel uit de auto zou kunnen verdwijnen. en de auto lichter wordt. Uit literatuuronderzoek is gebleken, dat zo'n ontwerp nog niet is gerealiseerd. Het gebruik van Ml00 levert echter altijd een hoger koppel, snellere acceleratie en een hogere thermische efficiëntie. Uiteraard zijn de emissies van schadelijke stoffen (m.u.v. formaldehyde en methanol) bij het gebruik van methanol lager dan bij het gebruik van een methanol-benzinemengsel. Er is veel onderzoek gedaan naar mogelijke oplossingen voor koude-start problemen. Eén van deze oplossingen is natuurlijk het bijmengen van benzine. Andere oplossingen zijn het omzetten van methanol in dimethylether (DME ) volgens de exotherme reactie: <1>

• •

DME zou in situ gegenereerd kunnen worden in een zogenaamde" Cathalytic Gaseous Fuel Generator". Ook electrische verdampers maken starten bij temperaturen tot - 15°C mogelijk. Electrische verdampers zijn weliswaar simpel en goedkoop, maar moeten 1 tot 2 minuten voorverwarmen voordat er gestart kan worden [37] Het probleem van moeilijke koude start is nu niet meer het niet kunnen starten van de motor bij lage temperaturen, maar het vinden van een geschik1:e oplossing die geschikt is voor massa-productie. Een ander probleem bij het gebruik van 'zuivere' methanol is de onzichtbaarheid van de vlam bij verbranding. Een testwagen van TNO is hierdoor geheel verbrand omdat deze brand te laat werd waargenomen. Bij het gebruik van methanol in FFV's speelt dit probleem uiteraard niet. Er bestaan

11

•

•

•

wel additieven die de vlam zichtbaar maken, maar zijn vaak kostbaar enlof er is veel van nodig (enkele procenten).

•

In het begin van de tachtiger jaren had de Bank of America al haar gehele wagenpark op methanol rijden (deels MlOO ,deels M85). Volgens prof. Othmer [10] reden de MlOO-auto's met een efficiëntie van 54% (!). Van een zo hoge efficiëntie wordt in geen enkel ander artikel melding gemaakt .Helaas is het rapport van de Bank of America niet meer te achterhalen om na te gaan door welke aanpassingen een zo hoge efficiëntie werd bereikt. De Bank of America houdt zich nu (waarschijnlijk) niet meer bezig met methanol [24].

• •

• •

Een groot aantal autofabrikanten heeft zich tot ongeveer halverwege de jaren tachtig bezig gehouden met M 100 als brandstof. Auto's van o.a. Ford, Volkswagen[27], Toyota[38], Chevrolet, Porsche [25], Volvo en Saab [26,27]hebben bewezen dat het gebruik van M100 als brandstof mogelijk is. De vermelde efficiënties liggen beduidend lager dan die van de Bank of America, namelijk tussen de en 23%. Allen hebben hun onderzoeken in later jaren op het flexible fuel concept gericht en zich niet langer bezig gehouden met het optimaliseren van M100 auto's. Eén van de grootste overwegingen is hierbij geweest, dat methanol in de directe toekomst niet wereldwijd verkrijgbaar zal zijn, waardoor een FFV meer kans van slagen heeft.

°

Wanneer een FFV geoptimaliseerd wordt voor M85, worden bepaalde problemen die bij M100 optreden verholpen (zichtbaarheid van de vlam, explosiegevaar in de tanks,koude start) zonder dat de positieve eigenschappen van het gebruik van methanol geheel verloren gaan (lean bum, hoge CR, lagere emissies) Voor het gebruik van 'zuivere' M100 in Otto-motoren is bekend, dat maximaal 1% water in methanol acceptabel is [20,21,22]. Een kleine hoeveelheid water bevordert zelfs de verbranding in de motor en gaat corrosie tegen. Een geschikte "fuel-grade methanol" voor M100 zou volgens Belgen [20] naast 1% water ook tot 2% andere organische verbindingen dan methanol mogen bevatten, zoals hogere alcoholen en methyl ether. Daarnaast moeten uiteraard nog enkele andere additieven worden bijgemengd i.v.m. smeerbaarheid, zichtbaarheid van de vlam en anti-corrosie.

•

De aanpassingen aan de auto benodigd voor het gebruik van M100 zijn hetzelfde als die voor een FFV (zie hoofdstuk IV.2). Alleen een sensor kan, wanwege het ontbreken van benzine, achterwege gelaten worden.

•

IV.2 FFV Flexible Fuel Vehicle

•

Een FFV is een auto die kan rijden op verschillende soorten mengsels van benzine en methanol. In de brandstofspecificatie wordt dit weergegeven als Mx, waarin x de hoeveelheid methanol is. De methanolconcentratie kan

12

•

•

•

• •

• •

•

variëren van 0 tot 85 volume%. Deze eigenschap biedt het perspectief een periode te kunnen overbruggen waarin de methanol benzine als brandstof zou kunnen vervangen. Een bijkomend voordeel is dat deze motoren minder last hebben van koude start problemen zoals dat het geval is bij auto's die rijden op pure methanol. De verhouding zuurstof: methanol/benzine in het brandstofmengsel is inherent aan de luchttoevoer via de carburateur. Dat betekent dat de verhouding van het mengsel gemeten moet kunnen worden middels een sensor in de brandstoftank. Een aantal methodes zijn hiervoor in gebruik. De meest toegepaste sensor is gebaseerd op het verschil in diëlectrische constante. Andere methodes maken gebruik van de optische eigenschappen van het mengsel of verschillen in geleidbaarheid. De informatie van de compositie sensor wordt samen met een aan de uitlaat metende zuurstof sensor verwerkt tot een output die bepaalt hoe de lucht/brandstof verhouding en de ontsteking moeten zijn om het mengsel optimaal te verbranden. De motor kan vanuit verschillende perspektieven worden ontworpen afhankelijk van met welke verhouding mengsel er het meest gereden gaat worden. Dit betekent dat de motor over de gehele range verhoudingen nooit optimaal zal werken. Een voorbeeld hiervan is dat de compressieverhouding altijd dusdanig laag moet zijn dat ook een 100% benzine mengsel niet gaat pingelen. Een bijzondere vorm van deze motor is de M85-motor, die speciaal ontworpen kan worden om alleen op M85 te rijden. In de jaren '80 is er veel onderzoek naar deze motor gedaan omdat men kon uitgaan van een gewone benzine motor die met betrekkelijk weinig aanpassingen geschikt te maken was voor methanol gebruik. Algemene aanpassingen voor een FFV zijn de volgende [29]:

Brandstofsysteem: -Tank is bekleed met nikkel om hem geschikt te maken voor methanol. -Brandstofpomp moet meer kunnen verwerken per tijdseenheid. -Ander brandstoffilter -Injectie systemen met hogere capaciteit

•

Electronisch controle systeem -Microprosessor die luchttoevoer regelt als functie van de temperatuur van de motor en de brandstofsamenstelling -brandstofcel -evt. koude start systeem

•

overig -andere motorolie -andere vonkpluggen met een groter warmte overdragend oppervlak

•

• 13

•

. . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ---------

•

• •

•

• •

•

IV.2.1 Voorbeelden van toepassing Een groot aantal autofabrikanten houden zich bezig met de ontwikkeling van een FFV -auto. In tabel 2 volgen een aantal van die auto's. Zij onderscheiden zich op een aantal hoofdkenmerken als: compressieratio, efficiëntie, uitstoot diverse producten, wel of geen katalysator, laagste koude starttemperatuur.

ssen versc hll 1 ende T abel 2 : een verge IJ 2 CRl) ) Eff. NOx FFV (%) (g/mi) 2,0 VW-golf/jetta 13 10 11,5 Volvo740 12,5 .1,0 Mercedes 300 65 * 0,16 5,5 Hyundai ;1,51; 4 cil. 10 8,8 Honda; 2,11; 4 eil 14,8 0,1 Toyota corolla 11 Mitsubishi Galant 0,296 9 3 Ford LTD Crown Victoria 8,5 Nissan Stanza 1) Compressieverhouding 2) Efficiëntie =

mot oren. CO aldehyde3) 0,12 13 2,2 0,74 0,013

°

OMH- katalyCE 4) sator 0,12 0,21 aangepast 0,142 3-weg

1,45 0,009 0,012

0,14 0,172

10,7 0,8

2,25

0,25

3-weg oxidatie warmup underfloor stock

7,4

1,66 0,014

0,11

underfloor

0,1

LKS Lit. CC)5 verw. [11] [12] 5 [13] [14] -25 [15] -20 [16] [17]

2 - # liters methanol met dezelfde kilometerinhoud als ] I. benzine # liters methanol met dezelfde kilometerinhoud als 11. benzine

•

•

Voorbeeld: Om 15 kilometer te rijden is 1 liter benzine nodig en 1,8 liter methanol. De efficiëntie is dan: (2 - 1,8)/1,8 = 11 % 3) voornamelijk formaldehyde 4) Organic Material Hydrocarbon Equivalent 5) Laagste Koude Starttemperatuur *speciaal geoptimaliseerd (geen melding van details in literatuur)

Als specificatie voor de fuel-grade methanol voor FFV's wordt 0.5%water en 5% hogere alcoholen als maximum genoemd [13].

• • 14

•

[29] [30]

•

• •

• • • •

• • • •

IV.3 Methanol in dieselmotoren IV.3.1 Autobussen De werking van een dieselmotor berust op het principe van spontane verbranding van de brandstof onder druk. Een dieselmotor wordt daarom ook wel een compression-ignitted engine genoemd. De neiging van een brandstof tot spontane verbranding komt tot uitdrukking in het cetaangetal. Diesel heeft een cetaangetal van 40 à 50 (afhankelijk van de samenstelling) terwijl het cetaangetal van methanol tussen 0 en 5 ligt. Het voornaamste criterium om een brandstof te gebruiken voor compressieontsteking is, dat de temperatuur in de cylinder na injectie en verdamping van die brandstof hoger is dan de temperatuur waarbij de stof spontaan verbrandt. Vanwege de lagere energie-inhoud per volume-eenheid moet er per run 2.3 keer zoveel methanol geïnjecteerd worden. Er moet dus een grotere hoeveelheid brandstof verdampen waarbij bovendien ongeveer 5 keer zoveel warmte voor nodig is in vergelijking tot diesel. De daling van de cylindertemperatuur is als gevolg hiervan zo'n 150 oe, ongeveer 10 keer zo groot als bij diesel. Bovendien is de temperatuur waarbij methanol spontaan ontbrandt ook ongeveer 150 oe hoger dan diesel. Als gevolg van deze twee effecten moet de temperatuur in de cylinder bij verbranding van methanol ongeveer 300 oe hoger zijn dan bij diesel. Verhoging van de compressieverhouding (eR) verhoogt de inlaauemperatuur van de methanol in de cylinders, maar niet voldoende. In de praktijk is gebleken, dat deze 'spontane ontsteking' inderdaad gestimuleerd moet worden. Dit kan op verschillende manieren: 1. Door methanol methanol met de lucht te mengen (fumigatie) en dit vervolgens met behulp van een kleine hoeveelheid diesel te ontsteken. Dit werkt weliswaar goed [4], maar vereist twee aparte bnmdstoftanks en -toevoersystemen. Dit is een dure oplossing. 2. Door het toevoegen van ontstekingsverbeteraars, zoals sommige nitraten met een hoog cetaangetal. Deze ontstekingsverbeteraars maken de brandstof aanzienlijk duurder. 3. Met behulp van electrische energie. a) door het plaatsen van een gloei plug wordt de cylinderwand opgewarmd. Een zgn. gloeiplugcontroller regelt de temperatuur in de cylinderwand. b) door het gebruik van een bougie die door electrische lading een vonk genereert waardoor de methanol ontbrandt. Door deze twee toepassingen is de dieselmotor eigenlijk een soort OUomotor geworden. Deze twee mogelijkheden zijn het meest veelbelovend en worden al toegepast. Naast één van bovengenoemde manieren om de ontsteking te verbeteren, moeten de volgende aanpassingen in een dieselbus gemaakt worden voor het gebruik van methanol:

15

•

•

• • •

• • • •

• •

- tank en brandstofleidingen moeten resistent zijn tegen methanol, bijvoorbeeld door ze te voorzien van een teflonlaag. De tank kan ook van roestvrijstaal worden gemaakt. - vanwege de lagere energie-inhoud per volume-eenheid van methanol moet het volume van de brandstoftank groter worden. - ander type katalysator om uitstoot van schadelijke stoffen verder te te reduceren. - andere afstelling van de kleppen voor een hogere compressieverhouding (CR). Een hogere CR geeft een hogere temperatuur bij injectie in de cylinder en verlaagt door volledigere verbranding de uitstoot van schadelijke stoffen. - andere injectiepompen die grotere hoeveelheden brandstof kunnen toevoeren. Aan de methanol moet bovendien één of meerdere additieven worden toegevoegd om corrosie tegen te gaan, de smeerbaarheid te bevorderen en injectieproblemen te voorkomen of tegen te gaan. Ook moet er een andere type motorolie gebruikt worden. Een belangrijke eigenschap van de?-e motorolie moet zijn, dat er wanneer zij in contact komt met de methanol niet of nauwelijks afzettingen ontstaan. (deze afzettingen verontreinigen de leidingen en kunnen de gloeipluggen of bougies verontreinigen.)

IV.3.1.1 Voorbeelden van toepassingen Verschillende auto- en busfabrikanten hebben zich bezig gehouden - en zijn nog steeds bezig- met het ontwerpen van compression-ignited engines geschikt voor methanol. Hierbij is steeds uitgegaan van de reeds bestaande dieselmotoren. In de meeste gevallen was, en is nog steeds, het zo ver mogelijk reduceren van de uitstoot van schadelijke stoffen een hoofddoel in het ontwerp. Sommige van deze ontwerpen hebben geleid tot een geschikt model en worden gebruikt in bijvoorbeeld stadsbussen. Voor al in Californië, waar smogvorming in de grote steden en het steeds dunner worden van de ozonlaag een groot probleem vormen, dragen deze bussen niet alleen bij aan vermindering van de vervuiling maar hebben zij ook een voorbeeldfunctie: voertuigen die op methanol rijden dragen bij aan een schoner milieu. De 'Detroit Diesel Corporation' (DDC) [5,6], 'M.A.N.' [7] en Deutz AG [8] zijn voorbeelden van maatschappijen die methanol motoren hebben ontwikkeld die in stadsbussen worden toegepast. Zij maken alledrie melding van een efficiëntie van 0% of minder (bij laag vermogen). Er kan weliswaar een betere efficiëntie bereikt worden (van maximaal enkele procenten en ca. 0% bij laag vermogen), maar alleen wanneer er concessies gedaan worden aan de uitstoot en bijvoorbeeld de NOx-emissie zo hoog mag zijn als die van een dieselbus. Karakteristieke eigenschappen wat betreft emissies van deze drie bussen zijn weergegeven in tabel 3.

• 16

•

•

• • • •

• • •

• •

•

Tabel3 EmISSIes van enkele stadsbussen rijdend op methanol [5,6,7,8] Comp. Standard DDC DDC Deutz AG M.A.N. (g/bhp1993 ** M100 diesel M85 M100 h)* HC 1 1.1 1.3 0.3 0.5 0.13 co ? 15.5 1.3 1.6 0.14 5.0 4 2.0 4.6 3.91 PM 2 0.12 0.1 0.04 0.21 0.05 Fonn. 3 0.05 ? 0.03 0.1 ***

* gram per brake horsepower/hour ** 1993 Federal Urban Bus Standard USA In Californië zijn de eisen strenger *** voorstel 1) som van uitstoot organische gassen 2) roet/aërosolen (particulate matter) 3) fonnaldehyde DDC 's 6V-92-TA-motor (6 kleppen, turbocharged, aftercooled) is uitgerust met gloei pluggen en een gloeiplugcontroller. In het nieuwste ontwerp worden de gloeipluggen alleen nog gebruikt bij het starten en opwannen van de motor (CR =23). De levensduur van deze gloeipluggen wordt hierdoor vele malen verlengd. Daar de gloeipluggen een zwakke schakel in het ontwerp vonnden, is hierdoor is ook de betrouwbaarheid van de bus aanzienlijk toegenomen. De katalysator is van keramisch monolitisch materiaal op platina-basis. Aan de methanol wordt slechts 0.06 massa% additief toegevoegd (Lubrizol Corp. additive). De methanol mag maximaal 0.3% water bevatten. Daarnaast zijn hogere alcoholen toegestaan tot maximaal 2 massa%. De 6V-92-TA methanol motor kan ook gebruikt worden voor M85 en mengsels van ethanol en benzine(!) In vergelijking met N.A.M. en Deutz AG (zie onder) is de methanolmotor van DDC de meest betrouwbare. M.A.N. maakt in haar M-2566 LUH en M-2566 MUH methanolmotoren gebruik van bougies als ontstekingsverbeteraar. Hoewel ook deze motoren op kleine schaal in stadsbussen worden toegepast, is de levensduur van sommige onderdelen zoals de bougie nog onbevredigend. In de nonnale uitvoering wordt een compressieverhouding van 18 gebruikt; in de turbo's een lagere CR van 15. Ook hier wordt een oxidatie-katalysator gebruikt voor beperking van de emissies. Opvallend aan deze motoren is, dat zij lijken te zijn ontworpen op minimale uitstoot van koolstofmonoxide (zie tabel 1). Koude-startproblemen worden door geen van beide maatschappijen ondervonden. Deutz maakt gebruik van gloeipluggen. De gerapporteerde emissies zijn wezenlijk hoger dan die van DDC en M.A.N., wat grotendeels te verklaren is door het gebruik van M85 in plaats van M100.

17

•

•

• • •

• •

•

De M85 mag maximaal 0.3 -0.5% water bevatten. De ontwikkeling van stadsbussen rijdend op methanol bevindt zich dus al in een redelijk vergevorderd stadium.

IV.3.2 Methanol in dieselmotoren in vrachtwagens (zwaar transport) Ook voor zwaar transport kan de dieselmotor aangepast worden voor het gebruik van 'zuivere' methanol als brandstof. De aanpassingen die hiervoor benodigd zijn, zijn niet wezenlijk anders dan die bij autobussen. Een voorbeeld van een motor die voor dit doel is aangepast, is de Caterpillar 3306 DITA engine [38]. Om de ontsteking van methanol te bevorderen, wordt gebruik gemaakt van gloeipluggen. De compressieverhouding werd van 14,5 (bij diesel) opgehoogd tot 16. Naast enkele noodzakelijke additieven werd chemisch zuivere methanol gebruikt. Opvallend is, dat er geen katalysator werd gebruikt. Deze motoren werden toegepast in Kenworth trucks die in Canada in het kader van het Canadian Methanol-In-Large-Engines (MlLE) programma dienst deden in lange afstand transport. Ondanks de geringe voorbereidingen (geen uitgebreide testprogramma's) waren de resultaten veelbelovend. De gestelde doelen, het bereiken van gelijk vermogen en koppel, werden bereikt. Koude start (tot -30°C) leverde geen problemen, warme start verliep niet altijd even goed. De brandstofconsumptie van methanol was, op basis van calorische waarde 5% hoger. De uitstoot van roet, CO en NOx waren aanzienlijk lager dan die bij diesel, maar de uitstoot van organische componenten voldeed niet aan de emissiestandaarden. Aangezien het bereiken van zeer lage emissies in dit geval niet het doel van het onderzoek was, is hier verder geen aandacht aan geschonken (een katalysator had bijvoorbeeld nuttig kunnen zijn).

•

Het onderzoekt geeft aan, dat het gebruik van methanol in zwaar transport zeker mogelijk is, maar dat de staat van ontwikkeling nog niet zover gevorderd is als bij bijv. de stadsbussen.

•

IV.3.3 Personenauto's met een dieselmotor

•

Ook in personenauto's kan de dieselmotor aangepast worden voor het gebruik van methanol. Een Volkswagen Jetta [9], voorzien van gloeipluggen en een CR van 22, geeft lagere emissies dan zijn dieselequivalent (behalve qua formaldehyde, uiteraard) . Bij lage snelheid voldoet de uitstoot aan de TLEV (Transitional Low Emission Vehicle) specificaties.; het overall gemiddelde zit hier wat betreft de uitstoot van formaldehyde nog net boven. Zie ook tabel 4.

• 18

•

•

• •

•

• •

•

• •

• •

Tabel 4. Emissies van een Volkswagen Jetta (dieselmotor) rijdend op zuivere methanol en diesel veroeleken -E>' Diesel (turbo) component TLEVM100 (g/mile) standaard (g/mile) (g/mile) 0.1 0.125 0.01 NMOG(1) CO 3.4 0.4 0.3 1.0 NOx 0.4 0.3 HCHO 0.015 --0.004 0.08 0.12 0.02 PM (2) 1) Non Methane Organic Gases 2) roet/aërosolen De efficiëntie zou 7 tot 22 % beter zijn in vergelijking met diesel. Opvallend is, dat het koude-start rijgedrag (dus niet het starten) bij -30 oe beter is dan dat van de diesel- en benzinemotoren. Er worden geen brandstofspecificaties genoemd.

IV.4 Gedissocieerde methanolmotor Deze Otto-of dieselmotor maakt gebruik van het feit dat methanol in gedissocieerde vonn een hogere calorische waarde heeft dan in ongedissocieerde vonn. De methanol wordt in een refonner gedissocieerd en vervolgens in de motor verbrand. De dissociatie reaktie levert twee mol H2 en één mol CO: CH30H ------->

2 H2

<2>

Deze dissociatiereactie is endothenn. Een lage druk en hoge temperatuur bevorderen de dissociatie. Om de dissociatie van methanol snel te laten verlopen werkt men in de praktijk bij een temperatuur van circa 300 oe en een druk van 1 á 2 atmosfeer met bijv. Zno als katalysator. De wannte die benodigd is voor deze reactie kan worden onttrokken aan de uitlaatgassen die met een temperatuur van 650 oe uit de cylinder komen en nonnaal gesproken slechts dient ter opwanning van het universum. Op deze manier wordt afvalwannte opgeslagen in chemische energie. Wanneer als gevolg van deze wannte-uitwisseling alle methanol verdampt, levert dit theoretisch (op basis van de calorische waarden van vloeibaar en gasvonnig methanol) een brandstofbesparing van 5% op. Het hergebruik van afvalwannte is echter niet de grootste winstpost van het gedissocieerde ten opzichte van ongedissocieerde methanol. In de lagere vennogensgebieden van de motor kan het gedissocieerde methanol verbranden met een veel grotere luchtlbrandstof verhouding ("lean bum") en benut dus beter zijn verbrandingswannte.

19

•

eo +

•

• •

• •

•

De verbrandingswarmte van vloeibare methanol bedraagt 19956 kJ/kg en van gedissocieerde methanol 23845 kJ/kg (Lower Heating Values). Op grond van alleen de calorische waarde zou een brandstofbesparing t.o. v. methanol van 20% mogelijk kunnen zijn. In de praktijk blijkt dit slechts 3-7% te zijn [2]. Eén van de redenen hiervan is dat het H2/CO-mengsel een groter volume per massaeenheid bezit en er daardoor voor compressie meer vermogen geleverd moet worden. Ook heeft het H2/CO-mengsel een grotere warmtecapaci tei tscoëfficient. De goede verbrandingseigenschappen van het mengsel worden ontleend aan de hoge brandsnelheid van H2 (280 cm/s) die slechts weinig wordt beïnvloed door de aanwezigheid van CO. Het verhogen van de compressieverhouding (tot CR=14) verhoogt de thermische efficiëntie. Het nadeel hiervan is dat exotherme bijprodukt-reacties een grotere rol gaan spelen. Ook wordt de emissie van de verschillende afvalstoffen groter. Ford is één van de autofabrikanten die zich heeft bezig gehouden met de toepassing van gedissocieerde methanol in auto's [3]. Basis voor het onderzoek vormde de theoretisch maximaal mogelijke efficiency van 22% in vergelijking met M 90 (dus 0.9*(20%+5%)= 22%). In hun onderzoek maakten zij gebruik van een mengsel van CO en H2 in de verhouding 1: 2 omdat het dissociatieproces buiten het doel van het onderzoek viel. De testresultaten waren niet direct veelbelovend. De belangrijkste problemen die genoemd werden zijn: - hevige terugslag bij hogere toerentallen - bij (koude) start kan de vloeibare methanol niet verdampt worden door warmte-uitwisseling met de uitlaatgassen

•

- een grote reactor is waarschijnlijk het efficiëntst in brandstofverbruik, maar warmt langzaam op, neemt erg veel ruimte in beslag en vermindert de efficiency als gevolg van haar eigen gewicht. - het optimaal gebruik van gedissocieerde methanol vereist het gebruik van een micro-processor met veel feedback-sensoren.

• • •

Er bestaan (nog) geen reactoren die methanol volledig dissociëren tot een mengsel van CO en H2 met hooguit zeer kleine hoeveelheden bijproducten. Een onvolledige dissociatie geeft niet alleen een verlies van efficiency, maar geeft ook een verhoogde uitstoot van schadelijke stoffen çn bovendien kunnen ongedissocieerde methanol of water problemen veroorzaken doordat zij bij condensatie verstoppingen in leidingen kunnen vormen. Een tegentrijdigheid hierin is, dat de aanwezigheid van een beetje water juist wel de kans op terugslag vermindert. Bij lage vermogensbelasting blijkt de dissociatie in een reformer het hoogst. Naast de eerder genoemde mogelijkheden tot lean bum bij deze lage vermogensbelasting (en dus efficiënter) schuilt hierin waarschijnlijk de kracht van het gebruik van gedissocieerde methanol. Voor hogere vermogensbelasting kan dan gebruik gemaakt worden van 'normale' methanol als brandstof.

• 20

•

r - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - -------

•

• •

•

Het Japanse JAR! (Japan Automobile Research Institute Inc.) heeft al wel een systeem ontwikkeld waar een dieselbus op zowel gedissocieerde methanol (bij laag vermogen) als methanol in normale vorm (bij hoog vermogen) rijdt [28]. Deze testbus is voorzien van bougies als onstekingsverbeteraar , een dissociatie reactor, twee verschillende toevoermechanismes en de nodige electronische regelapparatuur. De dissociatie reactor die hiervoor ontwikkeld is, dissocieert methanol echter niet volledig: de hoogste conversie die gemeten werd bedroeg 83%. De gemeten thermische efficiency bleek slechts 3% hoger te zijn dan die van ongedissocieerde methanol. De gerapporteerde emissies zijn hoog: hoger dan die van diesel. Dit is waarschijnlijk het gevolg van de onvolledige dissociatie en de lage staat van ontwikkeling van het complexe meet- en regelsysteem. Overigens kan methanol ook in CO en H2 worden omgezet volgens: CH30H + H20

• •

<3>

Deze reactie levert slechts een verhoging van de verbrandingswaarde van 13%, terwijl de dissociatie 20% oplevert. Ook het reformeren van methanol met lucht levert een lagere thermische efficiency. Bovendien geldt voor het reformeren met lucht en stoom, dat zij een hogere uitstoot aan schadelijke gassen geeft. De kans op roetvorming is daarentegen wel kleiner. Zolang een geschikte dissociatie reactor niet beschikbaar is, voelen de meeste autofabrikanten er weinig voor om het onderzoek in de toepassing van gedissocieerde methanol te continueren.

• • • • • 21

•

-------> C02 + 3 H2 (stoom reformeren)

• • • •

• •

•

• • • •

•

V BRANDSTOFSPECIFICATIES (keuze voor low-grade methanol specificatie) Zoals reeds eerder is vermeld, is er in het onderzoek naar methanol als (gedeeltelijke) vervanger van benzine of diesel altijd gebruik gemaakt van commerciëel verkrijgbare, chemisch zuivere methanol. Alléén op grond van verbetering van de eigenschappen van methanol, of een mengsel van methanol en benzine, is onderzoek gedaan naar mogelijke andere specificaties dan de chemisch zuivere. Er worden in de literatuur weliswaar suggesties gedaan omtrend specificaties voor low-grade methanol, maar concrete testprogramma's ontbreken. Zo houdt men zich van de kant van de methanol producenten bezig met onderzoek naar de gelijktijdige productie van methanol en hogere alcoholen. Dit blijkt niet alleen een betrekkelijk goedkope manier te zijn om hogere alcoholen te produceren, maar zou ook haar toepassing kunnen vinden als brandstof. De aanwezigheid van een kleine hoeveelheid hogere alcoholen in de methanol zou bijvoorbeeld in een methanol-benzine mengsel het apart toevoegen van een cosolvent overbodig maken. De aanwezigheid van hogere alcoholen kunnen ook koude-start problemen verhelpen bij het gebruik van "MlOO" . Samenwerking tussen methanol producent en autofabrikant zou dus wellicht kunnen leiden tot een specificatie voor een -goedkopere- fuel-grade methanol dan de huidige A-of AA-grade. In onderstaande tabel wordt voor elk type toepassing van methanol de meest gunstige specificaties weergegeven. " demethanoI voor de d"lverse mo t oren. tabel 5 toegestane veron trelmgmgen m % water Motor % hogere alcoholen MlOO 0.5 - 1 2 0,3 5 FFV Dieselmotor 0.3 2 Gedissocieerde methanol motor -

Opgrond van de in de inleiding genoemde criteria kan nu een keuze worden geformuleerd. Hieronder volgt een kort resumé van de voor- en nadelen van de verschillende motoren naar aanleiding van de opgestelde criteria.

MlOO voordelen: nadelen: FFV: voordelen: nadelen:

Diesel: voordelen:

22

erg schoon, gunstig rendement, koude start problemen, invoering flexibel, minder last van koude start problemen, invoering op korte termijn mogelijk emissies iets groter, rendement iets lager dan MlOO laagste emissies (geen roet), in bussen betrekkelijk makkelijk in te voeren

•

•

nadelen: Dissociatie: voordelen: nadelen:

•

•

hoger rendement ontwikkeling in een pril stadium, dissociatie gedeelte is erg moeilijk, alleen gunstig bij lage vermogensbelasting, zuivere methanol nodig

Als 'de snelheid van invoering' het belangrijkste criterium is, biedt de FFV de meeste perspectieven. Als het echter gaat om een methanol te kunnen ontwikkelen die kan concurreren met benzine, heeft de MIOO de meest progressieve brandstofspecificatie en daarom zal in het fabrieksontwerp deze specificatie gehanteerd worden.

• •

•

• •

• • 23

•

laag rendement bij bussen en zwaar transport

• • •

•

DEEI 11 FABRIEKSONTWERP VAN FUEL-GRADE METHANOL J

• •

•

• • •

• 24

•

• •

• •

• •

• • • •

VI INLEIDING FABRIEKSONTWERP De opdracht voor het tweede gedeelte van dit fabrieksvoorontwerp is het het bereiden van een fuel-grade methanol uit aardgas. De specificatie van de fuelgrade is bepaald in het eerste gedeelte van de opdracht en wijkt in zoverre van de A- en AA-grade af, dat zij maximaal 1% water en 2% hogere alcoholen mag bevatten. In de meeste huidige methanolfabrieken wordt synthese gas bereid door middel van stoomreformering. Hierdoor bevat het synthesegas voor de methanol productie een overmaat waterstof. De energieconsumptie van dit proces is als gevolg hiervan hoog (34-38 GJ/ton product) DSM heeft een proces ontwikkeld waarbij het synthesegas bereid wordt via katalytische partiële oxidatie met zuustof in plaats van via een stoomreforming [39] . Het synthesegas bevat een ondermaat waterstof. Door C02-correctie wordt de gewenste samenstelling van het synthesegas verkregen. De energieconsumptie van dit proces bedraagt 28 à 29 GJ/ton [40]. Doordat een zuurstoffabriek benodigd is voor zuurstofscheiding uit lucht zijn de investeringskosten van dit proces echter aanzienlijk hoger.

In dit fabrieksvoorontwerp wordt de methanol bereid via een gecombineerd proces. De reformingssectie bestaat uit zowel een stoomreformer als uit een partiële oxidator. Hierdoor kan direct de gewenste verhouding van het synthesegas bereid worden. Een voordeel van het partiële oxidatie proces en het gecombineerde proces is, dat zij een grotere productflexibiliteit hebben. Door gebruik van een ondermaat waterstof in het synthese gas kan een een mengsel gemaakt worden van methanol en hogere alcoholen, dat ter vervanging van lood als oktaanverhoger in benzine wordt gebruikt [31,32,40]. Voor de simulatie van het gehele proces behalve de zuurstoffabriek en de destillatiesectie is gebruik gemaakt van TISFLO, een simulatieprogramma ontwikkeld door DSM. De ruwe vorm van het proces was hierin reeds aanweZIg. De werking van TISFLO is gebaseerd op het oplossen van een aantal vergelijkingen met even zoveel onbekenden. In het besturingsprogramma van TISFLO, MEDA, wordt elk apparaat als een een aparte module beschouwd, die kunnen worden samengevoegd in een grotere module. Er zal worden nagegaan of de in dit proces geproduceerde fuel-methanol economisch bezien aantrekkelijk is ten opzichte van benzine. Vanwege de uitgebreide literatuurstudie in het eerste gedeelte naar het gebruik van methanol als autobrandstof zullen in dit tweede deel niet alle aspecten van een "normaal" fabrieksvoorontwerp even sterk aan bod komen.

• 25

•

•

•

VII UITGANGSPUNTEN VOOR HET

•

VII.1 Exogene gegevens

• •

ONTWERP

VII.1.1 Capaciteit De fabriek heeft een maximale capaciteit van 2284 ton per dag of 834 kton per jaar bij continue productie en volledige bezettingsgraad. De te verwachten capaciteit bedraagt, bij 8000 bedrijfsuren per jaar (en volledige bezettingsgraad) 761 kton per jaar.

VII.I.2 Specificaties van grondstoffen, hulpstoffen en product grondstoffen:

•

aardgas:

•

- LHV =46.43 GJ/ton - er is uitgegaan van de volgende samenstelling van het CRt :88.5 mol% C2~ :6.4 mol% C3Hs :2,1 mol % CO2 :2.0 mol% N2 :0.9 mol% - er is aangenomen dat het aardgas geen zwavelhoudende componenten (meer)

bevat.

•

zuurstof: belangrijkste

- 99.5 % zuiver - wordt in zuurstoffabriek bereid uit lucht. Het bijproduct dat hierbij ontstaat is stikstof.

product:

•

methanol (fuel-grade)

•

• 26

•

- bevat 1% water - het ontstaan van hogere alcoholen zoals bijvoorbeeld ethanol en dimethyl-ether is niet meegenomen in de berekeningen. Overigens ontstaan deze hogere alcoholen wél. Er is aangenomen dat dit minder dan 2% is en hoeven daarom niet door middel van destillatie verwijderd te worden. - de vorming van wax-achtige componenten, alsmede van aldehyden en aceton, is verwaarloosd.

•

•

hulpstoffen

katal ysatoren:

•

- reformerreactoren :Ni/A12Ü3 - methanol reactor :Cu/ZnO/A12Ü3

lucht:

- 15°C, voor luchtkoelers en voor de brander van het fornuis

•

VII.2 Endogene gegevens

•

VII.2.1 Fysische constanten De molecuulmassa's en de standaard vormingsenthalpieën van de in het proces voorkomende stoffen zijn weergegeven in tabel 6.

•.

• •

•

Tabel6 Mfof "98 - en molecuul massa's van gebruikte stoffen. mOf298 1) M (J/mol) (g/mol) -74520 16.04 CH4 -83820 30.07 C2~ -104.680 44.10 C3Hs CO -110525 28.01 CO2 -393509 44.01 H2 0 2.02 N2 0 28.01 0 O2 31.96 -241818 H20 18.02 -238.660 (1) 32.14 CH30H CH3 0H -200660 (g) 32.14 1) Smith & van Ness, tabeZ4.4 [42}

• VII.2.2 Veiligheidsaspecten

• 27

•

• •

• • •

•

In onderstaande tabel zijn enige fysische eigenschappen weergegeven die van belang kunnen zijn in de veiligheidsbeschouwing. Tabel 7: Fysische aspecten wat betreft veiligheidsaspecten waarin - MAC = Maximaal Aanvaardbare Concentratiewaarden - Tk =Kookpunten - T zo = Zelfontstekingstemperaturen - Tv = Vlampunten - Emo =Minimale ontstekingsenergieën - rhürel = relatieve dampdichtheden ten opzichte van lucht Ontleend aan: Stuurgroep Chemiekaarten [42 J stof

Tk

T zo

Tv

(mg/m3 ) CC)

CC)

CC)

Cf4

__ 1)

-162

537

brandbaar gas

CO2 CO

9000

-605

--

55

-79 2) -191

H2

--

1)

-253

400

H 20

- - 1) - - 1) - - 1) 260

100 -196 -183 65

---455

N2

•

MAC

O2 CH3 0H

Explosie- Emo grenzen (vol% in (mJ) lucht) 5 :'16 0.28

--

rhorel (--)

0.6

-12 -75

0.1

1.5 0.97

4-76

0.01

0.07

--

--

--

--

--

-

--

-5.5 -36.5

-0.14

0.46 3) 0.97 1.1 1.1

brandbaar gas brandbaar gas

11

1) niet vastgesteld 2) sublimatietemperatuur 3) dichtheid stoom bij 100 °C

• VII.2.2.1 Methanol

• •

•

Zowel vloeibaar als gasvormig methanol is licht ontvlambaar. Vanwege de brede explosiegrenzen is een met methanol vezadigd luchtmengsel over een groot temperatuurgebied licht ontvlambaar. Ook een mengsel van water en methanol is brandbaar. De ontvlambaarheid van methanol verdient dus speciale aandacht met betrekking tot de veiligheid van de fabriek. Water is, in geval van brand, uiteraard ongeschikt als blusmiddel. Wel kllnnen bijvoorbeeld kooldioxide en halonen als brandbestrijders gebruikt worden. De opslagtanks voor methanol moeten worden uitgerust met een inwendig beweegbaar dak. Om een explosief mengsel te voorkomen bevindt zich een inert gas tussen de twee daken. Daar methanol bij verbranding geen zichtbare vlam geeft, zullen branddetectoren extra belangrijk zijn.

28

•

• •

Methanol is biologisch afbreekbaar en leidt uiteindelijk niet tot ophoping in het milieu.

•

Methanol is giftig voor de mens. Er moet dus worden voorkomen dat in geval van ongekukken het vrijgekomen methanol niet in contact komt met drinkwater. Vloeibaar methanol wordt volledig geabsorbeerd door de huid en het maag-darmkanaal. Methanoldamp wordt voor 70-80 % door de longen opgenomen. In het lichaam wordt methanol voor een groot gedeelte omgezet tot formaldehyde en mierezuur, wat zich vervolgens in het lichaam ophoopt en uiteindelijk kan leiden tot blindheid. De lethale dosis bedraagt 30-100 ml/kg lichaamsgewicht. De reukgrens (15001900 ppm) ligt ver boven de MAC-waarde (200 ppm) zodat speciale detectieapparatuur voor methanol noodzakelijk is.

• •

• •

•

Overige stofTen Koolmonoxide is zeer giftig voor de mens. Daar koolstofmonoxide reukloos is, is ook voor deze stof detectieapparatuur noodzakelijk. Kooldioxide is zwaarder dan lucht en kan zich dus aan de grond ophopen en daardoor verstikkend werken. In zuivere zuurstof verbranden veel stoffen die in lucht niet brandbaar zijn.

Stuurgroep Chemiekaarten[43 J, p 635 Ullmann [44 J, band A16, p 476-477, 482-483

VII.2.3 Materiaalkeuze met betrekking tot corrosieaspecten De methanolreactor is vervaardigd van laag gelegeerd molybdeen-staal zoals algemeen in methanolsynthese wordt toegepast. Voor de overige apparatuur is gekozen voor roestvrij staal.

•

• • •

29

•

• •

•

• •

• •

• •

•

VIII BESCHRIJVING VAN HET PROCES Het proces kan worden onderverdeeld in vijf secties, namelijk respectievelijk de voedings-, reformer-, methanol-, spui en stoomopwekkingssectie en de destillatiesectie. In de voedingssectie wordt de aardgasvoeding gemengd met een gedeelte van de spui en vervolgens verzadigd met water. In de reformersectie wordt dit mengsel met stoom en zuurstof omgezet in synthesegas en ontdaan van het meeste water. Het synthesegas wordt in de methanolsectie gedeeltelijk omgezet in methanol, dat wordt afgescheiden van de onomgezette gassen. Een deel van deze gassen wordt teruggevoerd naar de reactor. Om ophoping in de methanol sectie te voorkomen, wordt ook een deel gespuid. Deze stroom wordt deels teruggevoerd naar de voedingssectie en deels in de spuisectie verbrand om warmte op te wekken. De ruwe methanol wordt in de destillatiesectie op de juiste specificatie gebracht. De in de reformersectie benodigde zuurstof wordt in een zuustoffabriek uit lucht geproduceerd. Het proces schema is weergegeven in bijlage 6. De destillatiesectie en de zuurstoffabriek zijn hier niet in opgenomen. De massa- en warmte balans en de stroom/componentenstaat zijn bijgevoegd in resp. bijllage 2 en 3.

VIII.1 De voedingssectie De voeding (5), ontzwaveld aardgas, wordt aangeleverd met een temperatuur van 25°C en een druk van 58.5 bar. Het aardgas wordt gemengd met de procesrecyclespui (175) en naar de waterverzadiger geleid.

VIII.2 De reformersectie In de waterverzadiger (T5), een gepakte kolom, komt de voedingsstroom in direct contact met heet water, dat bovenin de kolom verneveld wordt. De met water verzadigde voedingsstroom (15) wordt vervolgens voorverwarmd tot 450·C in de reformer gas-gas warmtewisselaar (H10) en gemengd met extra stoom. In de stoomreformer (R25) wordt een gedeelte van de voeding omgezet in reformergas en naar de tweede reformer (R35) geleid, waar na menging met zuurstof partiële oxidatie plaatsvindt onder invloed van een een katalysator. Er ontstaat evenwicht. De warmte die bij deze exotherme reacties vrijkomt maakt dat de uitgaande stroom een hoge temperatuur heeft. De zuurstof benodigd voor de partiële oxidatie is afkomstig uit een zuurstoffabriek en wordt op de procesdruk gebracht met de zuurstofcompressor (H20). Dit comprimeren geschiedt in vijf trappen. Tussen elke trap wordt de zuurstof tussengekoeld met behulp van luchtkoelers. V oordat de zuurstof wordt gemengd met het primaire reformergas wordt deze

30

•

• • •

•

• • •

stroom eerst voorverwarmd door warmtewisseling met rookgas uit het fornuis (IDO). Deze uitgaande stroom wordt langs de stoomreformer geleid om daar de endotherme reacties te laten verlopen en koelt vervolgens nog verder af door warmtewisseling met de ingaande stroom naar de stoomreformer. De stroom wordt gesplitst in twee delen die beiden naar een watercondensor (T55 en T65) worden geleid. In beide condensoren wordt een deel van het water van de processtroom afgescheiden. De warmte die afgevoerd moet worden om de beide proces stromen tot het dauwpunt van water af te koelen en het water te laten condenseren wordt gebruikt voor verwarming van ketel water (260) en voor de reboiler van de destillatietoren (315),resp. het water benodigd voor de waterverzadiger (210). De beide proces stromen worden weer samengevoegd (100), gekoeld door warmtewisseling met water voor de watervenadiger (201) en nogmaals naar een watercondensor geleid (T80) alwaar bij een lagere druk de stroom wordt ontdaan van bijna al het water. Het water dat in de drie condensoren wordt afgescheiden wordt gezamelijk verpompt naar de waterverzadiger. Het synthesegas wordt met behulp van een compressor (C85) op de juiste procesdruk gebracht. De temperatuur van de stroom uit de partiële oxidator kan worden geregeld door instelling van het zuurstofdebiet. De temperatuur van de zuurstof kan door het instellen van het debiet van de kortsluitstroom bij het fornuis (H30) geregeld worden. Het vermogen benodigd voor de zuurstofscheiding en compressie alsmede voor de synthesegascompressie wordt geleverd door de stoomturbine (M125). Het vloeistofniveau onder in de waterverzadiger kan worden geregeld met het debiet van de uitgaande stroom.

VIII.3 De methanolsectie

•

• • •

Het reeds op procesdruk gebrachte synthesegas (125) wordt gemengd met een deel van de onomgezette gassen (167) uit de methanolsectie. De methanolsynthese vindt plaats in de methanolreactor (R90). De warmte die hierbij vrijkomt wordt overgedragen aan hoge druk water (185). In de methanol gas-gas warmtewisselaar vindt warmteuitwisseling plaats tussen de in- (135) en de uitgaande (140) stroom van de reactor. Het hoge druk water wordt in de methanolreactor volledig verdampt. Deze stoom (190) condenseert weer tot water door warmteafgifte aan de rebioler van de destillatietoren. Er is aangenomen dat voor deze water-stoom kringloop geen extra water benodigd is. De productstroom uit de methanolreactor wordt, na warmtewisseling met de ingaande stroom naar de methanolreactor naar de ruwe methanol scheider (T 1(0). Hier worden methanol en water gecondenseerd en aan de onderzijde van de reactor afgevoerd als ruwe methanol. De condensatiewarmte wordt gebruikt voor voorverwarming van de luchtstroom naar het fornuis (300) en voor voorverwarming van het ketelwater (255). De gasstroom uit de ruwe methanol scheider wordt deels teruggevoerd naar de methanolreactor via de recyclecompressor (Ct05), waar deze gemengd wordt met het "verse" synthese gas (125). Het vermogen voor de recyclecompressor

31

•

• •

• •

wordt geleverd door de stoomturbine. Het overige deel van de gassen, de procesrecyclestroom (170), wordt deels teruggevoerd naar de voedingssectie (175). De rest, de processpui (180), wordt verbrand in de spuisectie. Het vermogen voor de recyclecompressor wordt geleverd door de stoomturbine (M125) Op verschillende hoogtes in de methanolreactor zijn thermokoppels geplaatst. De temperatuur in de methanol reactor kan dan worden geregeld door instelling van het debiet van de hete water stroom; dit is echter niet in het proces uitgewerkt. Het vloeistofniveau in de ruwe methanol scheider (f100) wordt gereguleerd door instelling van het debiet van de ruwe methanol stroom (160).

VIII.4 De spui- en stoomopwekkingssectie

• • •

• • •

De processpui (180) wordt naar het fornuis (F145) geleid en verbrand met extra aardgas (310) en lucht (305). Een eventuele spui afkomstig van de destillatiesectie (vanwege waxachtige producten) kan hier ook in verbrand worden. De warmte van de rookgassen wordt achtereenvolgens benut om de zuurstofstroom (175) voor te verwarmen en om hoge druk stoom op te wekken (265). De stoomstroom die zo is ontstaan (230) wordt gedeeltelijk naar de stoomreformer geleid, afhankelijk van de hoeveelheid die hierin benodigd is. Het overige gedeelte van de stoom wordt in een turbine (M125) geëxpandeerd waarbij electriciteit wordt opgewekt. De stoom aan de uitgang van de turbine wordt vervolgens gecondenseerd met behulp van een luchtkoeler en door een pomp (P135) weer op druk gebracht. Nadat een make up waterstroom is bijgemengd wordt de waterstroom voorverwarmd door het achtereenvolgens door twee watercondensoren te leiden (T100 enTSS), waarmee de waterstoomkringloop rond is. De hoeveelheid electriciteit die de stoomturbine moet leveren wordt bepaald door het benodigde vermogen van achtereenvolgens de zuurstoffabriek, de zuurstofcompressor, de synthese- en de recyclecompressor. Het vermogen benodigd voor de pompen (P60, P120 en P135) is in de berekeningen verwaarloosd. Het door de turbine te leveren vermogen kan worden geregeld door de hoeveelheid te verbranden aardgas in het fornuis. De hoeveelheid stoom benodigd voor de reacties in de stoomreformer wordt geregeld door debietmeting in de voedingsstroom naar de stoomreformer (20). De grootte van de make up waterstroom (252) wordt geregeld door debietmeting van de stoomstroom naar de stoomreformer (25).

• 32

•

•

•

•

VIII.5 De destillatiesectie Van de destillatiesectie is slechts een schatting van de energiebehoefte gemaakt voor het voorverwarmen van de voeding en van de destillatiekolom; de procesbeschrijving wordt daarom achterwege gelaten.

• •

• •

• • •

• 33

•

• •

• •

• •

•

•

IX PROCES CONDITIES IX.1 Thermodynamica Berekeningen in TISFLO zijn gebaseerd op een stelsel vergelijkingen met even zovele onbekenden. Het kiezen van een thermodynamisch model hierin is niet nodig. Daar waar reacties optreden wordt gebruik gemaakt van evenwichtsconstanten. Voor simulatie van de destillatiekolom (in ChemCad) is het thermodynamisch model van Margules gebruikt, daar dit model een vrij nauwkeurige beschrijving is van een methanol-watermengsel bij de gegeven druk.

IX.2 Aannamen bij de berekeningen Bij het doorrekenen van het proces zijn de volgende aannamen gemaakt: - In het gehele proces zijn geen andere stoffen aanwezig dan methaan, ethaan, propaan, koolmonoxide, kooldioxide, waterstof, stikstof, zuurstof, water en methanol. - Er treden geen stof- en warmteverliezen op van het proces naar de omgeving, behalve in de luchtkoelers en in het rookgas. De leidingen en de reactoren worden perfect geïsoleerd verondersteld. - Aan het uiteinde van de stoomreformer, de partiële oxidator, de methanolreactor, de waterverzadiger, de drie watercondensoren en de methanolreacor is de evenwichtssituatie bereikt. - Het isentropisch rendement van de pompen, compressoren en de turbine bedraagt 0.70. Helaas is dit in de berekening van de laatste versie van het programma niet meer meegenomen, waardoor zij beschouwd zijn als ideaal isentropisch (rendement 1.00). - De drukvallen over de apparaten, alsmede de samenstelling en conditie van het aardgas, zijn overgenomen uit de versie van TISFLO zoals die ons is aangeleverd. - De benodigde hoeveelheid vermogen voor de pompen is verwaarloosbaar. Deze aanname is mede gedaan omdat in MEDA, het besturingsprogramma van TISFLO, geen pomp doorgerekend kan worden. Tevens is aangenomen dat de (energie-)kosten voor ontzwaveling van het aardgas binnen het totale proces niet relevant zijn.

•

• • 34

•

• •

IX.3 De reformersectie

•

IX.3.1 De Stoomreformer

•

In de stoomreformer worden onder invloed van een katalysator methaan, ethaan en propaan met stoom (gedeeltelijk) omgezet tot koolmonoxide, koodioxide en waterstof. De reactievergelijkingen voor omzetting van methaan luiden alsvolgt:

•

~H· 298

=205.8 kJ/mol

<4>

~rH·298

= 164.6 kJ/mol

<5>

en Voor hogere alkanen geldt: <6>

•

•

<7> De reactie enthalpieën van vergelijking <6> bedragen resp. 346.4 en 498.6 kJ/mol voor ethaan en propaan. Voor vergelijking <7> is dit resp. 264.1 en 375.1 kJ/mol. De reformerreacties <4> tlm <7> zijn allen endotherm. De water-gas-shiftreactie daarentegen is exotherm 1): ~rH·298

• •

<8>

Vanwege het endotherme karakter van de reformerreacties zal het chemisch evenwicht van de reacties <4> t/m <7> meer naar rechts verschuiven bij hogere temperatuur en lage druk. Door warmteuitwisseling met de stroom uitgaand uit de partiële oxidator is de temperatuur in de stoomreformer behoorlijk hoog (710·C). De druk in de stoomreformer is 57.7 bar. Een lagere druk zou weliswaar de evenwichtsligging van de reformerreacties gunstig beïnvloeden, maar daar staat tegenover dat de benodigde compressiearbeid later in het proces hierdoor zou toenemen.

• • 35

•

=-41.2 kj/mol

•

• IX.3.2 De katalytisch partiële oxidator

•

In het bovenste gedeelte van de reactor vindt de volgende verbrandingsreactie plaats: L\rHo298

•

• •

= -519.6 kJ/mol

De temperatuur kan in het bovenste gedeelte van de reactor als gevolg van de sterk exotherme reactie erg hoog worden. Om de temperatuur niet boven ca. 1200 °C te laten uitkomen zal in de praktijk voor koeling extra stoom in de partiële oxidator worden geïnjecteerd; dit is in dit ontwerp niet meegenomen. Vervolgens worden de gassen over een katalysatorbed geleid waar methaan wordt omgezet volgens: L\rHo298

= 205.8 kJ/mol

Ook de water-gas-shift <8> vindt hier plaats. Als gevolg van reactie <10> daalt de temperatuur van de gassen tot 970 uitgang van de reactor.

<10>

oe aan de

De overall reactie die plaatsvindt in de partiële reactor kan als volgt worden weergegeven: CI-4

+ 1/2 O2 <---> CO + 2 H 2

L\rHo298

= -36.0 kJ/mol

<11>

en

•

<8> Aan uitgang van de reactor heerst evenwicht.

•

De hoeveelheid zuustof die naar de partiële oxidator wordt gevoerd moet zodanig groot zijn dat de juiste verhouding van enerzijds CO en CO2 en anderzijds H 2 wordt gegenereerd. Dit wordt uitgedrukt in de zogenaamde R-verhouding, die alsvolgt is gedefiniëerd: <12>

• •

Voor R = 2.0 geldt, dat het mengsel precies stoechiometrisch van samenstelling is voor de methanol synthese. De hoeveelheid zuurstof die wordt toegevoerd is zodanig, dat na reactie in de partiële oxidator de R-verhouding ongeveer 2.05 bedraagt. Voor beide reformers wordt een Ni-katalysator gebruikt zoals dit gebruikelijk is in reformer.

• 36

•

•

•

IX.3.3 Koolafzetting

•

Naast de reacties die genoemd zijn in bovenstaande twee paragrafen treden ook de volgende reacties op : 2 CO <---> C + CO2 <13> ÓrHo 298 = -172.5 kJlmol C~

•

<---> C + 2H2 <---> 2 C + 3 H2

ÓrHo 298 = 83.8 kJ/mol

<15>

C3Hg

<---> 3 C + 4H2

ÓrHO 298 = 104.7 kJImol

<16>

ÓrHo298 = -131.3 kJ/mol

<17>

CO + H2 <---> C + H20

• •

•

<14>

C2~

en

•

ÓrHo 298 = 74.5 kJ/mol

Reactie <10> wordt de Boudouard reactie genoemd. Koolafzetting bij lage temperatuur kan plaatsvinden volgens de reacties <13> en <17> en bij hoge temperatuur volgens de reacties <14> tlm <16>. Om te voorkomen dat er daadwerkelijk koolafzetting plaatsvindt bij hoge temperaturen wordt in de partiële oxidator de verhouding stoom! koolwatersstoffen gecontroleerd. Deze SIC-verhouding wordt alsvolgt gedefiniëerd: SIC = [H20] I (

[C~]+[C2~]+[C3Hs]+[CO]+[C02])

<18>

Een voldoende hoge SIC-verhouding en de aanwezigheid van het gevormde H2 voorkomen dat de reacties <14> tlm <16> en <17> optreden. Koolvorming en -afzetting zijn wel mogelijk via de Boudouard reactie <13> boven 700 °C []. De reactiesnelheid van deze reactie is echter laag [39].

IX.4 De methanolsectie

• in de methanol reactor wordt het synthesegas (koolmonoxide, kooldioxide en waterstof) over een katalysator omgezet tot methanol. De evenwichtsreacties die hierbij optreden luiden alsvolgt:

•

~rHo 298

= -90.1kJ/mol

<17>

C02 + 3 H2 <---> CH30H+ H 20

ÓrHo 298 = -49.0 kJ/mol

<20>

CO +

ÓrHo 298 = -41.2 kJImol

<5>

CO + 2H2

<---> CH30H

en

• 37

•

H20

<---> CO2 +H2

• • •

•

Daar de optredende reacties exotherm zijn is het van belang reacties te laten verlopen bij een zo laag mogelijke temperatuur, waarbij de reactiesnelheid nog voldoende hoog moet zijn. Een hoge druk bevordert de evenwichtsinstelling aan de kant van methanol. De methanolsynthese vindt plaats in een zogenaamde multibuis reactor (ook wel Lurgi-reactor genoemd). Zoals de naam al zegt is de reactor onderverdeeld in (parallelle) buizen waar het syngas doorheen wordt geleid en de methanolsynthese plaatsvindt. In de buizen is de katalysator (Cu/ZnOIAI 20:,) aangebracht. Koeling in de reactor vindt plaats door warmtewisseling met water, dat om de buizen heen kookt. Het temperatuurprofiel in de reactor is redelijk vlak. De temperatuur in de reactor kan door variatie in debiet of druk van het water goed gereguleerd worden, maar wanneer de waterstroom onverhoopt wegvalt is er wel kans op een temperature run-away, waardoor de katalysator sterk zal deactiveren. De procescondities in de methanolreactor zijn overgenomen uit het ons aangeleverde model in TISFLO: in- en uitgaande temperatuur 220 en 260 °C; druk 79.3 bar. De (koolstof) conversiegraad wordt als volgt gedefiniëerd: ([CH3 0H] uit - [CH3 0H]in)

•

• • •

è;; = ([CH4J+2*[C2H6J+ 3*[C3H8J+[COJ+[C02J+[CH30HJ)in

<21>

De conversie graad per pass in de methanolreactor bedraagt 0.155. De omzetting van koolmonoxide vormt hierin de grootst bijdrage. De conversiegraad is zo laag vanwege de grote hoeveelheid methaan dat zich nog in het mengsel bevindt. Bovendien bevat de productstroom nog een aanzienlijke hoeveelheid synthesegas. Het product, methanol, wordt samen met het water door middel van condensatie van de gassen gescheiden.Ter voorkoming van een te grote methaanslip wordt een gedeelte van de gasstroom (96.7%) na hercompressie teruggevoerd naar de reactor. Het overige deel van de gasstroom wordt voor 33% teruggevoerd naar de waterverzadiger en voor 67% naar het fornuis. Naast stoomopwekking dient deze spui ter voorkoming van ophoping van inertia zoals stikstof. De conversiegraad van het totale proces bedraagt 87%. In de bestaande processen is dit hoger.

IX.5 Destillatiesectie

• •

•

Daar het in TISFLO niet mogelijk is op een relatief eenvoudige manier een destillatietoren door te rekenen, is dit gedaan met behulp van ChemCad. Hierbij is aangenomen dat het water-methanol mengsel geen (opgeloste) gassen meer bevat. De ruwe methanol bestaat dan uit 73 mol % methanol en 27% water. Het topproduct bevat 99% methanol en 1% water. De aanwezigheid van bijproducten is niet meegenomen in de berekening vanwege het ontbreken van onvoldoende gegevens hierover. Zoals reeds eerder vermeld mag de fuel-grade methanol maximaal 2% hogere alcoholen bevatten. Aangezien in de huidige methanolprocessen maximaal 1% aan hogere alcoholen als bijproduct wordt geproduceerd, zal het uiteindelijke product nooit meer dan 2% kunnen bevatten. De

38

•

• • • • •

•

•

• • •

aanwezigheid van bijproducten is niet verder niet meegenomen in de berekening vanwege het ontbreken van onvoldoende gegevens hierover. Voor de schatting van de energiebehoefte van de destillatie is uitgegaan van één destillatietoren die opereert bij een kolomdruk van 1.5 bar absoluut. Volgens gegevens uit Gmehling [45] beschrijft het thermodynamisch model van Margules bij deze druk het binaire water-methanolmengsel het meest nauwkeurig; dit model is dan ook gebruikt bij de berekeningen. Om de energiebehoefte van de reboiler laag te houden moet de recycleverhouding klein zijn. Gekozen is voor een recylcleverhouding van 0.77. De destillatiekolom heeft 38 ideale trappen ofwel 64 trappen bij een schotelefficiëntie van 0.6. De energie benodigd voor de reboiler en het voorverwarmen van de ruwe methanol (totaal 69.8 MW) wordt geleverd in de vorm van stoom van 3.0 bar dat door warmtewisseling met de methanol reactor is opgewekt en door condensatiewarmte afkomstig uit de watercondensor T55. De bodernstroom bevat nog ongeveer 3% methanol. Een deel van deze bodemstroom kan zonder zuivering worden gebruikt voor de waterverzadiger. Het overige gedeelte moet eerst gezuiverd worden voordat het hergebruikt of geloosd kan worden. De warmte die vrijkomt bij condensatie (ca 35.9 MW 170·C) van de productstroom dient in dit ontwerp "slechts ter opwarming van het universum". Bij verdere uitwerking van het ontwerp zou deze warmte echter wel benut kunnen worden, bijvoorbeeld voor voorverwarming van het synthesegas dat uit de laatste waterverzadiger (C85) naar de syngascompressor wordt geleid. In dat geval bedraagt de netto energiebehoefte van de destillatiesectie ca. 1.0 GJ / ton product. Ter verkrijging van de A- of AA-grade bedraagt in moderne destillatieprocessen (met een midden en lage druk kolom) de energieconsumptie 2.2 GJ / ton product [45]. Zowel de midden als de lage druk kolom hebben 85 schotels en een refluxverhouding van ongeveer 1.5. Het verschil in energiebehoefte is dus aanzienlijk. De hogere energiebehoefte voor de A- of AA-grade wordt voornamelijk veroorzaakt door het geringe percentage ethanol dat toegestaan is voor deze grades (0.001 massa%).

IX.6 De zuursttofsectie Het vermogen dat benodigd is voor de scheiding van zuurstof uit lucht wordt geleverd door de stoomturbine. Volgens Ullmann [44 J, band 20,p 392 is dit 0.4 kWhlNm3 oftewel 11.9 MW bij een zuurstofproductie van 369 mol/s. De zuurstof die door de fabriek wordt geleverd is voor 99.5% zuiver; van de overige 0.5% is aangenomen dat dit alleen stikstof is. De zuurstofcompressor bestaat uit vijf trappen. Tussen de trappen wordt gekoeld met luchtkoelers. De drukverhouding in iedere trap bedraagt 1.4.

• 39

•

•

• •

• •

•

x WARMTE EN MASSA BALANS Via simulatiepakket TISFLO wordt inzicht verkregen in de massa en energieinhoud van de diverse stromen in de fabriek. Volgens de wet van behoud van energie en massa geldt dat de ingaande energie gelijk is aan de uitgaande energie en dat de ingaande massa gelijk is aan de uitgaande massa. In het simulatie programma is dat eenvoudig na te gaan. De modules waarmee MEDA werkt, zijn schematisch weergegeven in bijlage 7. Van deze wijze van representatie is gebruikt gemaakt bij het opstellen van warmte en massabalans. Dat betekent dat warmte overdracht plaatsvindt via twee modules. In bijlage 2 worden de diverse modules uit MEDA voorgesteld door blokjes waar warmte- en massastromen in en uit gaan. Deze modules hebben zowel de officiële code zoals die is gebruikt in de flowsheettekening (bijlage 6) als de code die door MEDA wordt gehanteeerd (kleiner lettertype en cursief gedrukt). De reden hiervoor is dat de representatiemethode van MEDA een duidelijk en overzichtelijk beeld geeft van de diverse stromen. Stofstromen worden weergegeven door een ononderbroken lijn terwijl de warmtestromen worden gerepresenteerd door een gestippelde lijn.

X.I Massabalans MEDA geeft van elke stroom de massa, uitgedrukt in mol per seconde.

• •

•

In tabel 8 zijn de in- en de uitgaande massastromen weergegeven en opgeteld.

. en Ultgaande warmtestromen T a bel 8 . massaba Ians met gespeCI lceerde lllmassa ingaande stroom apparaat massa uitgaande stroom (kg/s) (kg/s) T5 + H70 [1] EAP220 + EHF400 16.03 5.59 T5 + H70 [2] EAP220 + EHF400 0.63 F145 + T80 [1] RBG401 + EHF5(J2 F145 + T80 [2] RBG401 + EHF5(J2 47.25 Zuurstofseh. + compr. + koeling 11.76 41.05 M125 [1] ECT404 Hl15EHF402 37.59 50.82 T100 [1] ESl204 33.65 T100 [2] ESl204 122.31 122.06 TOTAAL

•

• 40

•

• • • •

• • • •

•

X.2 Warmtebalans MEDA geeft van elke massastroom de enthalpie inhoud. Zij hanteert de volgende enthalpiedefinitie: elke stof heeft een enthalpie van nul bij een temperatuur van 298 Kelvin en een druk van 1 bar. Omdat in de fabriek een aantal reacties plaatsvindt zullen in de in- en uitgaande massastromen ook de vormingsenthalpieën meegenomen moeten worden. In tabel 9 worden de inen de uitgaande warmtestromen weergeven. . en UI't~gaande warm t es t romen tabel 9 . warm teba 1ans me t gespeCI'filceerde lllenergieinhoud ingaande energieinhoud uitgaande apparaat stroom (kW) stroom (kW) T5 + H70 [1] EAP220 + EHF4()() -72852 T5 + H70 [2] EAP220 + EHF400 -75089.8 8390.3 C85 + Cl 05 ECTl02 + ECTlD3 -75089.8 F145 + T80 [1] RBG401 + EHF5D2 -4849.1 F145 + T80 [2] RllG401 + f:HF50'2 Zuurstofseh. + compr. + koeling[1] 18177.8 Zuurstofseh. + compr. + koeling[2] 143.6 buizen door Tl00 EHFlJ9 -653315 Correctie warmteafv. R95 10182 -498729.2 M125 [1] ECT404 M125 [2] ECT404 26568.1 H98EHF450 58220 4432.5 Zuurstofseh. + compr. + koeling -147369.5 H115EHF402 -301339.5 Tl00 [1] ESL204 Tl00 [2] ESL204 63069.6 3279 T80 ESL142 T55 ESL136 5780 TOTAAL

-786089

Het verschil tussen beide stromen is kleiner dan 2%. Door een onvolkomenheid is een correctie opgenomen voor de warmte afgifte van de R95 methanolreactor.

•

• 41

•

-772055

• •

XI ECONOMISCHE EVALUATIE

•

XI.1 Kosten

• •

De totale kosten KT van een fabriek per jaar kunnen worden opgebouwd uit de volgende kosten [49]: <22> met KA : Algemene kosten KF : Fabricge kosten De volgende onderverdelingen kunnen nog plaats vinden voor deze fabriek: <23>

•

•

met Kp: productievolume-afhankelijke kosten KI: investerings-afhankelijke kosten KL: semi-variabele kosten Ka: indirecte productiekosten of plant overhead Voor KI geldt: KI =Kv + Rf

•

<24>

met Kv: verzekeringskosten Rr: jaarlijkse afschrijving Voor Kv geldt:

•

<25> met ~t:

•

kosten van de gebruikte katalysator Kloon: loonkosten Konderh.: onderhoudskosten Dus kunnen de totale kosten berekend worden volgens:

•

KT = KA + Kp + Kv + Rr + Knt + ~oon + Konderh. + Ka

42

•

<26>

• •

Deze acht verschillende kosten zullen hieronder worden berekend.

XI.I.I KA : Algemene kosten

•

Marketing-, research- en administratiekosten worden gerekend tot de algemene kosten

KA"

•

Hiervoor wordt genomen: 5% van de omzet (152 Mfl; zie verder). Dus KA is 7,6 Mfl. per Jaar.

XI.I.2 Kp: Productievolume afhankelijke kosten

•

De grondstof die gebruikt wordt, is aardgas. Aardgas kost fl. 0,23 per Nm3. Dat komt neer op fl. 7,27 per GJ (0.03165 GJINm3). Deze fabriek heeft een aardgasverbruik van 29,14 GJ per ton geproduceerde methanol. Er wordt jaarlijks 761 kton methanol geproduceerd. De productievolume afhankelijke kosten komen dan op 161 Mfl.

• XI.1.3 Kv: Verzekeringskosten

•

• •

Voor de verzekeringskosten kan in het algemeen een bepaald percentage van de omzet genomen worden, meestal 1%. Dat komt neer op 1,5 Mfl.

XI.1.4 Rr: Jaarlijkse afschrijving Om de jaarlijkse afschrijving te kunnen berekenen moeten eerst de investeringskosten berekend worden. De totale investeringskosten kunnen worden opgebouwd uit de volgende deelinvesteringen: 1.

2.

•

•

3 4.

I B + IH kunnen samen als het fixed capita! IF beschouwd worden. Er zijn een aantal verschillende methodes om te komen tot een investeringsschatting. De keuze van de methode wordt over het algemeen bepaald door de hoeveelheid aan parameters (bijv. apparatenkennis) die vooraf bekend is. In dit FVO is gekozen voor een stapmethode.

43

•

IB : Investering in proceseenheden (64%) I H: Investering in hulpapparatuur (16%) IL : Investering in know-how, start-up kosten, licenties, enz. (14%) Iw: werkkapitaal, voorraden, cash, terreinen (6%)

•

•

• • • •

Hierin wordt de fabriek opgedeeld in een aantal stappen waarvan afzonderlijk de kosten bepaald kunnen worden afhankelijk van een aantal parameters als druk, temperatuur en materiaal. De stapmethode die hier gebruikt wordt, is die van Zevnik-Buchanan. Deze manier van investering berekenen heeft een foutmarge van 40%. In het uiteindlijke kostenplaatje zullen deze twee grenzen ook meegenomen worden. Zevnik-Buchanan baseert haar methode op het feit dat de investering in proceseenheden bepaald wordt door twee onderdelen: 1. 2.

proces capaciteit procescomplexiteit

Hiervoor zijn de volgende te bepalen parameters nodig:

1. 2. 3. 4.

procescapaciteit (P) het aantal functionele eenheden (N) uit het fIowdiagram een complexity factor (CF) Plant Cost Index (Cl)

Een functionele eenheid is een apparaat met bijbehoren, bij v . een destillatietoren met pompen, pijpen en instrumentatie, die onafhankelijk van het proces gemiddeld even duur zijn voor eenzelfde capaciteit mits gecorrigeerd voor procescondities zoals druk en temperatuur, materiaal enz. Deze werkcondities worden uitgedrukt in de complexity factor volgens: CF

=2 * 10(Ft + Fp + Fm)

<27>

temperatuurfacor, bepaald met figuur 111-16 uit [49] drukfactor, bepaald met figuur 111-17 uit [49] materiaalfactor, bepaald met tabel 111-18 uit [49]

•

IB kan dan berekend worden met de volgende formule:

• • • •

<28> Hierin is de factor 1.77 is in 1993 de omrekeningsfactor van dollar naar gulden en m de degressie-exponent. Deze bedraagt 0,6 voor een capaciteit van meer dan 4,5 kton per Jaar. De capaciteit en complexity-factor worden per functionele eenheid (i) bepaald. De Plant Cost Index Cr = 358,2 [50] In bijlage fI staat een tabel met daarin de benodigde parameters voor bovenstaande berekeningen, met daarin de complexity factor, capaciteit en de bijbehorende investering per functionele eenheid. De investering in proceseenheden (64%) is 392 Mfl. De totale investeringen komen dan op 613 Mfl. De jaarlijkse afschrijving wordt berekend volgens de rechtlijnige afschrijvings methode. Deze is eenvoudig omdat hij niet afhankelijk is van de technologie en geen invloed heeft op de cash-flow. De jaarlijkst afschrijving Rrwordt berekend volgens: Rr =(lB + I H ) / afschrijvingsperiode

44

•

<29>

•

•

Voor de afschrijvingsperiode is 10 jaar genomen. De restwaarde in deze methode is verwaarloosd. De afschrijving per jaar is nu 49 Mfl.

XI.I.S Kkat : Katalysator kosten

•

De katalysatorkosten zijn fl. 4 per ton geproduceerde methanol [48] Dat komt neer op 3 Mfl. per jaar.

XI.1.6

•

manuren k ton product * stap = CO.76 k: N: C:

• • •

bedrijfsvoeringsfactor aantal stappen in het proces productiecapaciteit

De bedrijfsvoeringfactor voor een continu proces bedraagt 1,7 in 1986. Door een productiviteitsstijging daalt deze factor met 6% per jaar. gecorrigeerd voor 1993 is k nu 1,1. Het aantal stappen bedraagt 8, te weten: l.

2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

synthesegassectie watercondensoren en ruwe methanolscheider methanolsynthesesectie zuurstofscheidingssectie pompen warmtewisselaars destillatie bumer + turbine + stoomsysteem

De productiecapaciteit bedraagt 2283 ton per dag. Het aantal manuren per productie per stap moeten vermenigvuldigd worden met de productie per dag en het aantal plaatsen, dan krijgt men het aantal functieplaatsen (1,47). Voor ploegendienst moet deze waarde vermenigvuldigd worden met vijf om het totaal aantal functieplaatsen te bepalen. Dit wordt gedaan om reserve in te bouwen in verband met afwezigheid door vakantie of ziekte. De kosten per functieplaats worden geschat op fl.350.000. Hiermee komen de totale loonkosten op 4,1 Mfl. per jaar.

• 45

•

Arbeidskosten

De arbeidskosten in een proces zijn opgebouwd uit het aantal gemaakte arbeidsuren vermenigvuldigd met de kosten per arbeidsuur. Gebruikt wordt gemaakt van de Wesselrelatie [49]

•

•

Kloon:

•

•

• • •

XI.l.7

Konderh.:

onderhoudskosten

De onderhoudskosten zijn semivariabel maar worden voor procesevaluaties in de petrochemische industrie doorgaans als vaste kosten beschouwd, aangezien er dan met een percentage van de investering kan worden gewerkt. De onderhoudskosten bedragen 4% van de investering Ir en komen op 19,6Mfl.

XI.1.8 Ko: indirecte productiekosten of plant overhead Deze kosten worden bepaald door een aantal verschillende onderdelen die te maken hebben met o.a.: terrein, toezicht, kantine, brandweer, opslag en personeelsdienst. Volgens Hackney(SO] kunnen de kosten hiervoor berekend worden door 1,5% van de investering If en 45% van het arbeidsloon te nemen. Dit komt neer op 7,4 + 1,8 =9,2 Mfl

• •

•

XI.2 Opbrengst De prijs voor chemisch zuiver methanol bedraagt fl. 260 per ton. Om fuelgrade methanol echter te kunnen laten concurreren met benzine is een prijs van ft. 200 per ton nodig. Dit komt op een omzet van 152 Mft. per jaar.

XI.3 Winst/verlies

•

Hieronder volgt tabel 9 waarin de verschillende kostenposten staan, waaruit kan worden afgeleid dat deze fabriek verlies maakt. In kolom drie en vier zijn de kosten berekend op de grenzen van de investeringsmethode. In kolom drie zijn de investeringen 40% lager uitgevallen en in kolom vier 40% hoger.

•

• 46

•

• •

•

•

Tab e1 9 V erschill ene d k ostenpJaatsen 1 en d e op'brengst. kostenplaatsen 40% lagere investeringskosten 7.6 7.6 KA 161.2 161.2 Kp 1.5 1.5 Kv 49 29 Rt 3 3 Kkat 4.1 4.1 Kloon 19.6 11.8 Konderh 9.2 6.2 Ko 255 224 Totaal opbrengst 152 152 103 verlies 72

• • •

• • • •

•

41

40% hogere investeringskosten 7.6 161.2 1.5 69 3 4.1 27 12.1 285 152 133

• •

XII SYMBOLENLIJST C

•

Cf.i

Cl CF

CR

Erno

FFV

•

Fm Fp Ft óHof,298K

~rHo298K

• •

IB

IH

If IL

IW k

KA KF

Kr

•

K kat KL Kloon

Ka Kanderh.

•

Kp Kr Kv

LHV M

MAC

• •

Mx MIOO N n

P p Pi rhOrel ~ Tk

Tv

•

Tzo T

48

•

productiecapaciteit [kg/dag] een complexity factor per apparaat [--] Plant Cost Index [--] een complexi ty factor [--] Compressie Ratio Minimale ontstekingsenergieën [rnJ] Flexible Fuel Vehicle materiaalfactor [--] drukfactor [--] temperatuurfacor [--] Vormingsenthalpie bij 298 K [KJ/mol] Reactieenthalpie bij 298 K [KJ/mol] Investering in proceseenheden [fl. of Mfl.] Investering in hulpapparatuur [fl. of Mfl.] Investering in proceseenheden plus hulpapparatuur [fl. of Mfl.] Investering in know-how, start-up kosten, licenties, enz. [fl. of Mfl.] werkkapitaal, voorraden, cash, terreinen [fl. of Mfl.] bedrijfsvoeringsfactor [--] Algemene kosten [fl. of Mfl.] Fabricge kosten [fl. of Mfl.] investerings-afhankelijke kosten [fl. of Mfl.] kosten van de gebruikte katalysator [fl. of Mfl.] semi-variabele kosten [fl. of Mfl.] loonkosten [fl. of Mfl.] indirecte productiekosten of plant overhead [fl. of Mfl.] onderhoudskosten [fl. of Mfl.] productievolume-afhankelijke kosten [fl. of Mfl.] totale kosten [fl. of Mfl.] verzekeringskosten [fl. of Mfl.] Lower heating value massadebiet [kg/sj Maximaal Aanvaardbare Concentratiewaarden [mg/m3 ] auto rijdend op x% methanol auto rijdend op 100% methanol het aantal functionele eenheden uit het flowdiagram [--] aantal stappen in het proces [--] procescapaci tei t [kton/jaar] druk [bar] procescapaciteit per functionele eenheid [kton/jaar] relatieve dampdichtheden ten opzichte van lucht [--] jaarlijkse afschrijving [fl. of Mfl.] Kookpunt ["Cl Vlampunten rC] Zelfontstekingstemperatuur rC] Temperatuur [K]

•

•

Q ~

• •

• •

• • • •

• 43

•

wanntestroom[kW] koolstofconversiegraad [--]

•

• •

XIII LITERATUURLIJST [1] [2]

[21]

Hirota,T., "Study of methanol reformed gas engine", JSAE Review, March 1981. Brinkman, N.D. and R. F. Stebar, "A comparison of methanol and dissociated methanol ilustrating effects of fuel properties on engine efficiency experiences and thermodynamic analysis", 1985. Uit: "Fuel methanol - A decade of progress ", SAEPf-36. Adams,T.G., "Fuel economy improvements through the use of dissociated methanol". Uit: "Methanol: an alternate fuel", ASME, vol 1, New York, 1986. Varde, K.S., "Mixture tempreature of air-atomized methanol and its effects on combustion in a DI diesel engine". Uit: zie [3]. Miller, S. P. and G. L. Savonen, "Development status of the Detroit Diesel Corporation methanol engine", SAE paper 901564, 1990. Miller, S. P., "DDC' s production 6V-92-TA methanol bus engine", SAE paper 911633, 1991. Uit: "Alternative fuels in the nineties, SAE-SP 876, 1991. Neitz, A., "M.A.N. Methanol engines for use in buses", uit: zie [2]. Havenith, C. and H. Küpper, "Performance and emission characteristics of the Deutz glow plug assisted heavy-duty methanol engine", uit: zie [7] Breutsch, R. I.and K. H. Hellman, "Evaluation of a passenger car equipped with a direct injection neat methanol engine". Uit: "Alternative Fuels for Cl and DI Engines", SAE SP-900, 1992. Othmer, D. F., "Methanol: Fuel for automobiles", Chem. Eng. Progr., Oct. 1985. Decker, G., Heinrich H. andU. Kammann, "The Volkswagen multi fuel conceptA concept for flexible methanol/gasoline operation, developments and results". Uit: proceedings "IX International symposium on alcohol fuels", Firenze, Italy, 1991. Weide, J van der, Dekkers, H.J. and A deVoogd, "Flexible fuels optimized on methanol, Engine management and emissions". Uit: zie [11]. Kollmann, K. et al., "Mercedes-Benz experience with mehanol-powered pass enger cars". Uit: zie [11]. Shin, Y -G. et al., "A feasability study for a flexible fuel vehic1e". Uit: zie [11]. Suga, T., "Further studies of methanol fueled vehic1es at Honda". Uit: zie[ll]. Nohira, H., ''Toyota's activities of methanol fueled vehic1e development". Uit: zie [11]. Namba, N., "Development of Mitsubishi flexible fuel vehic1e". Uit: zie [11]. Stokes C.A., and K. J. Stewart, "Will methanol compete with improved gasolines on a cost-per-mile basis?". Uit: zie [11]. Telefonisch contact met Dr. Heinrich Volkswagen, Wolfsburg, Duitsland, 16-3-'93 Belgen, M.H., "The role of methanol as an alternative motor vehic1e fuel", uit: "Methanol: An altemate fuel", American Society of Mechanical Engineers (ASME), 1988. Othmer, D.F., "Alcohols: Fuel for automobiles", uit: zie[20].

[22]

Waring, P. et al., "A new multi-fuel carburettor for the conversion of methanol,

[3]

•

[4] [5] [6]

•

[7] [8] [9]

•

[10] [11]

•

[12] [13]

•

[14] [15] [16] [17] [18]

•

[19] [20]

• •

50

•

•

• •

[23]

[28] [29]

•

[30] [31] [32]

•

•

[33] [34]

[35] [36]

•

[37]

[38]

•

[39] [40]

•

[41] [42] [43]

•

[44] [45] [46]

• 5/

•

gasoline or gaseous fuels". Uit: proceedings vue Symposium International sur les Carburants Alcoolisés, Institute Français du Pétrole, 1986. "Califomia Exhaust Emission Standards and Test Procedures for 1988 and Subsequent Model Passenger Cars, Light Duty Trucks, and Medium Duty Vehicles", State of California, Air Recources Board, California Code of Regulations, Sacramento, 1991. Yoshida, Y. et al., "Use of dissociated methanol in heavy duty DI engines with spark plug", 1986. Uit: zie [22]. Bechtold, R.L et al., "Ford methanol FFV performance/emissions experience". Uit: "Methanol fuel formulations and in-use experiences ", SAE-International, October 1990. Ohta, T., "Research and development of flexible fuel vehicles at Nissan". Uit: zie [11]. Supp, E., "Convert methanol economically", Hydrocarbon Processing, July 1984. Paggini, A. et al., "Implementation of the methanol plus higher alcohols process by Snamprogetti, Enichem, Haldor TopSf/Se AIS "MAS Technology" ". Uit: zie: [22]. Telefonisch contact met dhr. Baksteen van VROM, maart 1993. Krumm, H., "Minderung der Kohlendioxydenemissionen - eine Herausforerung an zukunftige Kraftstoffe". Uit: proceedings "Motor und Umwelt - Mit welchem Kraftstoff in die Zukunft?", A VL List GmbH, Graz, Oostenrijk,I991. R. Nichols, "Why alternative fuels? Where we are today: where we might be going." Uit: proceedings "EFOA fourth conference", Brussel, 1990. "Luchtverontreiniging, emissies voor het wegverkeer, 1989 en 1990". Kwartaalberichten milieustatistieken, CBS, jaaragng 8, n03, 1991. Battista, V. et al., "Review of the cold starting performance of methanol and high methanol blends in spark ignitted engines: Neat methanol". Uit: Alternative fuels in DI and SI engines", SAE SP-840, 1991. Richards, B.G., "Methanol-fueled Caterpillar 3046 engine experience in on-highway trucks", uit: zie [37]. Stamicarbon, "Methanol via partial oxidation of natural gas", april 1987. Lathouder, H.C. de, "Methanol bereiding via partiële oxidatie van aardgas", ProcesTechniek, 43 nr 1, 1988. Courty, Ph. et al., "CI-C6 alcohols from syngas", Hydrocarbon Processing, November 1984. Smith, J.M. and H.C. van Ness, " Introduction to chemica1 engineering thermodynamics", 4th ed., McGraw-Hill, 1988. Stuurgroep Chemiekaarten, "gegevens voor veilig werken met chemicaliën", 6 ed., Alphen aan de Rijn, 1990. Ullmanns Encyclopädie der technische Chemie, 4. Auflage, Weinheim, Dld., 1982. Gmehling, J. (ed.), "Vapor-liquid equilibrium data collection: Aquous systems", suppl. 2 p26, Dechema, Frankfurt, Dld., 1988. Thiagarajan, N. et al., "Minimum energy pure methanol", Hydrocarbon Processing, March 1984.

• •

[47] [48]

•

[49] [SO]

• •

•

• • •

• • 52.

•

Perry, R.H. (ed.), "Perry's chemical engineers' handbook", 6th ed., McGraw-Hill, 1984. Avontuur, R.A.M. en J.C.J.M. Goossens, "Methanolproductie volgens het LCM-proces van ICI", FVO nr 2872, TU Delft 1991. Montfoort, A.G., "De chemische fabriek", deel 2, TU Delft, 1991. Chem. Eng., p204, March 1993.

•

• • • •

• •

• • •

•

•

BIJLAGE 1. FYSISCHE EIGENSCHAPPEN V AN METHANOL, BENZINE EN DIESEL Dichtheid (~m Octaangetal (RON) Cetaangetal Energie-inhoud per liter (MJ/l)

Methanol 0.79 110

(super) Benzine 0.75 .98

Diesel 0.84 - - -n.v.t.

0-5 15.9

11 32.4

40 36.3

•

•• • By/fljt

Iv

•

•

•

•

•

•

•

•

zuurstof

T80

~I I

_ ___ JI

R25

",-,

105

~201,

P60

H70

IS-

WflTr;R. YfR2FiDlGéR

t1S ZUU~STDFC()"'PRe.ssOR. R25 $TOOMR.eFOIU1fR. R.3S PFlR.il6 a: OX/DflTM

iSS

recyclestroom

water

'WIlTE{{(()N!:>ffVSDll...

,65

I-{ /lTl3R(ONJ)f;JJ5oR.

T8v

WFrr-eR.l'DNn EN.5oR.

(S15

:sr)! t3A<;COMPR.7JSSOp"

Rq,s-

/1eTHANOLfU;F/CTOt<

,10D R.u.W'l3 ME1HANDLSCflE(DfR.

C1DS"

f/.[-<:· YCLF (Ott

H 1<.5"

STooMiURBI/JG

PIlESSoP...

F 1'1-5"

FoIUJ{,(IS

•

•

•

•

•

•

•

P105

•

•

sloom noor • reformer®

-@-4- water

F145 Tl00

r-_L=J~

,

HI15

r

Tl00

\

H3D

ruwe melhanol

PROCESSCHEMA SYNTHESE VAN (FUEL-) METHANOL VIA GECOMBINEERD PROCES T.W.A. de Blok

Fabrieksvooron lwerp 3029 Juni 1993

E.I. Ollen stroomnr.

0

temp.

Oabs. druk in bar

'~-'">" , ..I ,--

.. ~ .... '

I

(jQJ8 T55

T80 ... -"' ...

{{fe At

•

,

--,

,

,',

I ... (

I I

.. " ,

...... L ...

•

•

•

• •

BIJLAGE 3 MASSA- EN WARMTEBALANS

•

Stroo micomponen tenstaat 5 stroomnr. 10 waterstof 0.000 0.183 koolmonoxide 0.000 0.115 0.790 1.271 kooldioxide stikstof 0.231 0.415 zuurstof 0.000 0.000 methaan 12.450 13.021 1.693 1.694 ethaan propaan 0.833 0.833 water 0.000 0.002 0.000 0.015 methanol M totaal (kgis) 15.997 17.549 Q totaal (kW) -1014 -1012

• •

• • •

• •

• •

stroomnr. waterstof koolmonoxide kooldioxide stikstof zuurstof methaan ethaan propaan water methanol M totaal

15 0.183 0.115 1.270 0.415 0.000 13.021 1.694 0.833 45.051 0.015 62.59 19639

20 0.183 0.115 1.270 0.415 0.000 13.021 1.694 0.833 45.051 0.015 62.598 56148

25 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 3.462 0.000 3.642 3012

30 0.183 0.115 1.270 0.415 0.000 13.021 1.694 0.833 48.513 0.015 66.423 59161

35 2.350 2.513 11.306 1.270 0.000 10.170 0.002 0.000 38.75 0.000 66.36 112701

45 50 60 4.534 4.534 4.534 0.837 14.904 14.904 14.904 2.750

70 0.836 2.750

75 0.000 0.000

85 3.69 12.154

16.626 0.566 0.000 1.681 0.000 0.000 39.53 0.000 77.841

16.626 0.566 0.000 1.681 0.000 0.000 39.530 0.000 77.841

3.057 0.104 0.000 0.310 0.000 0.000 0.941 0.000 7.998

0.011 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 6.352 0.000 6.363

13.558 0.461 0.000 1.371 0.000 0.000 32.23 0.000 63.47

18289

80004. 43495

40

16.626 0.566 0.000 1.681 0.000 0.000 39.53 0.000 77.841

3.068 0.104 0.000 0.310 0.000 0.000 7.294 0.000 14.363

(kgis)

Q totaal (kW)

8025.4 2314.4 -12419 34570

• • • •

•

• • •

•

• • •

stroomnr. waterstof koolmonoxide kooldioxide stikstof zuurstof methaan ethaan propaan water methanol M totaal Q totaal (kW)

90 95 3.697 0.000 12.154 0.000

115 120 105 100 0.000 4.534 4.534 4.534 14.904 14.904 14.904 0.000

13.523 0.461 0.000 1.370 0.000 0.000 0.183 0.000 31.388 2529

16.580 0.566 0.000 1.681 0.000 0.000 1.125 0.000 39.39 4844.1

stroomnr. waterstof koolmonoxide kooldioxide stikstof zuurstof methaan ethaan [propaan water methanol M totaal Q totaal (kW)

125 4.534 14.904

16.580 0.566 0.000 1.681 0.000 0.000 1.125 0.000 39.390

0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.031 0.000 1.032 -2448

16.579 0.566 0.000 1.681 0.000 0.000 0.094 0.000 38.35 7707

130 135 21.059 21.059 25.30 25.307

145 140 17.085 17.085 10.756 10.756

155 160 17.081 0.005 10.752 0.005

165 16.526 10.402

59.94 17.204 0.000 48.69 0.000 0.000 0.151 1.392 173.74 10102

46.26 17.204 0.000 48.69 0.000 0.000 5.752 28.07 173.82 11908

44.819 17.198 0.000 48.59 0.000 0.000 0.157 1.440 140.03 13572

43.36 16.639 0.000 47.012 0.000 0.000 0.152 1.393 135.48 189.38

0.034 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 32.052 0.000 32.086 -73814

59.942 17.204 0.000 48.693 0.000 0.000 0.151 1.392 173.74 10457

16.579 0.566 0.000 1.681 0.000 0.000 0.094 0.000 38.35 2150.4 1319.0

46.263 17.204 0.000 48.693 0.000 0.000 5.752 28.076 173.82 24605

1.444 0.007 0.000 0.100 0.000 0.000 5.595 26.637 33.793 -46557

• • • • •

• •

• •

•

• •

stroomnr. waterstof koolmonoxide kooldioxide stikstof zuurstof methaan ethaan

propaan water methanol M totaal Q totaal (kW)

stroomnr. waterstof koolmonoxide kooldioxide stikstof zuurstof methaan ethaan propaan water methanol M totaal Q totaal (kW)

167 170 16.526 0.555 10.402 0.350

175 0.183 0.115

180 0.372 0.234

185 0.000 0.000

190 0.000 0.000

195 0.000 0.000

43.36 16.639 0.000 47.012 0.000 0.000 0.152 1.393 135.48 2394

1.457 0.559 0.000 1.580 0.000 0.000 0.005 0.047 4.553 6.365

0.481 0.185 0.000 0.521 0.000 0.000 0.002 0.015 1.502 2.101

0.976 0.375 0.000 1.059 0.000 0.000 0.003 0.031 3.050 4.265

0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 26.68 0.000 26.68 -53409

0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 26.689 0.000 26.689 4810.1

0.046 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 39.43 0.000 39.48 -88682

200 0.000 0.000

201 0.000 0.000

202 0.000 0.000

205 0.000 0.000

210 0.000 0.000

215 0.000 0.000

220

0.046 0.000 0.000

0.000 0.000

0.000 0.000 0.000 39.43 0.000 39.48

0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.0000 0.000

0.000 0.000 0.000

0.000 0.000 0.000

0.000 0.000 0.000

0.000

0.000

0.000

0.000 0.000

0.000

0.000

0.000 0.000 45.05 0.000 45.05 -86032

0.000 0.000 45.050 0.000 45.050 -86102

0.000

• •

• • •

• •

• •

• •

•

stroomnr. waterstof koolmonoxide kooldioxide stikstof zuurstof methaan ethaan propaan water methanol M totaal Q totaal (kW)

stroomnr. waterstof koolmonoxide kooldioxide stikstof zuurstof methaan ethaan propaan water methanol M totaal Q totaal (kW)

230 0.000 0.000

235 0.000 0.000

240 0.000 0.000

245 0.000 0.000

250 0.000 0.000

252 0.000 0.000

255 0.000 0.000

0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 41.095 0.000 41.095 35767

0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 37.634 0.000 37.634 32754.

0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 37.63 0.000 37.63 6186.8

0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 37.634 0.000 37.634

0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 37.63 0.000 37.63

0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 3.371 0.000 3.371

0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 41.095 0.000 41.095 -101849

260 0.000 0.000

265 0.000 0.000

270 0.000 0.000

275 0.000 0.000

280 0.000 0.000

285 0.000 0.000

290 0.000 0.000

0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 41.095 0.000 41.095 -95858

0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 41.095 0.000 41.095 -83508

0.000 0.151 11.614 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 11.765

0.000 0.151 11.614 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 11.765 143.6

0.000 0.151 11.614 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 11.765 5496.7

5.975 36.276 1.203 0.000 0.000 0.000 7.457 0.000 50.911 130721

5.975 36.27 1.203 0.000 0.000 0.000 7.457 0.000 50.911 125368

•

•

• • • • •

•

• •

• •

stroomnr. waterstof koolmonoxide kooldioxide stikstof zuurstof methaan ethaan propaan water methanol M totaal Q totaal (kW)

295 0.000 0.000

300 0.000 0.000

305 0.000 0.000

310 0.000 0.000

5.975 36.276 1.203 0.000 0.000 0.000 7.457 0.000 50.911 6091.1

0.022 35.893 10.795 0.000 0.000 0.000 0.443 0.000 47.153 -710.6

0.022 35.893 10.795 0.000 0.000 0.000 0.443 0.000 47.153 1196.3

0.031 0.009 0.000 0.488 0.066 0.033 0.000 0.000 0.627 -39.59

•

IN

M

•

Q

Voorwaarts M (kgis) Q(kW)

Retour

Blad A

recvc e

M (kgis) Q(kW)

,IJ ~L..-

16.03

Methaan

-71072.3

T5+ H70

f-

fE--

.-

5059

EAP 220

-75089.8

+ EHF

~r--

62.42 19639.6

---------------

,IJ

~L..-

•

HlO

fEl I I I I I I I

foEL-

•-

EHF

L.!..!~

62.42 56148.3

•

--- - ------- -

r--'---

stoom 3.46 3012.92

~

I

~I-

Uit stoomproductie unit H150 blad C

-,

,

RSP 120

I

------ --- ------

~

•

R3S . zuurstof 11.76 54%.7

77.78 182893

I uit H30

RSP 130 '---,--

-- -------------, mantel R2S

5477.54 80004.3

I I I I

r--'--

•

•

I I I I I I I I I I I

'--r--

66.00 112701

•

R2S

~

•

•

---\~

--,

1------ -

----....

------

EHF

~30.--

----

~~- -1

I I I I I I I I I

1.50 2.10 39.4 -88682.3

UIT

M

Q

•

V oor-

IN

•

M

waarts

Q

M Q

,IJ ,--'---

HlO

I

I I I I I I I I I

I

'""""r-

• •

TL EHF

14.35 8025.46

----- ---- -----,---

T55

~ter ~_

I

r--

•

• •

M

0

UIT

M

Q

I

I I I I I I I I I I

1---

_....I

Retour

I I I I I I I I I I I .I I I I I I I

-----r -

I dettill. V ---t W tI ~IESL naar EHF419 I blad D I I I I I I ----------- 1---- ,~ I I ----' J----I I I I T65 I I __ ..J -I-I

f\':l.C;

-1'2419_1

~

5780

--=r-

63.43 35470.0

8.03 2314.43 31.44 4844-.14

w'-\tet.

---------

ESL

138

-r-

-------- -----

~

•

H70

I I I I I I I I I I

L:.._ -

-

32.03 -73814.8

-.J

•

EHF 140

~.----

39.47 2150.4

- - - - - - - - - - - - - - -,IJ

,-'-

•

T80

---water I I

--•

3279

:;..

38.47 1319.02

------

L __

ESL

----- c..-l. .L----4

1.03 -2448.47

•

Voor-

IN

..

M

Retour

UIT

w~~rtc;;:

Q

M Q

M

~J

M

Q

Q

C85+ C105 8390.29

vermogen

-

I

--31>0

Eer 202

ti

+

Eer

~-

•

173.98 10102.3

--- -'--

H90 --- -

~

ti

135.24 2394.44

EHF

-.J...02----"

•

173.98 104579

-- -

r

-'--

R95

•

-

RSM

I~r-

naar EHF431

•

41.05

blad B

174.08 119082

-- ~ '--

H90

I I

_..J

ti

•

EHF

LW_

174.08 24605.0

--,---l' - -

Tl 00

139.79 195.75

EHFl19

, ,

. . . . . . . . -........

bladC --........

ESL

r - - ~-

I '-I. I" 1 1

1 1

•

33 .65

product stroom

naar

,.

I

I

, , ,

_._--------

-".

-301339 63096

•

Voorwaarts M

IN

M

•

Q

Retour

M

Q

-2772.5 lucht

•

-4849.1

....

REG

--.!!!.J_

3'.3 130721

•

-- - -------- -- \

-~

H30

,--I I I I I I I

•

L __ ;.

•

-r EHF

-

H30 ... .1

I

..

zuurstof R35

t

11.76 5496.70

EHF ~

I I

50.82

125368

•

-- - ------- -----

\

,-- -

H115

....

'--.I ~ I I

I

Naar stoomunit EHF421 blad C

EHF 402

~.--

,--

rookgas

-

50.82

-147369

zuur-

•

----...,....--3> stof-

18177.8 I

11.76

alleen zuurstofgedeelte

143.59

I

••

lucht

zuurstof scheider + ...,....-------:::-!' stikstof compressit + koe-

-

~

•

Q

F145 + T80

methaan

47.25

M

-f--

- --3:>

0.63

Q

\

I

UIT

4432.50

•

•

Voorwaa.rts

IN

M

Q

Retour

M

Q

I

buizen R95 :>

L- _ _ _

EHF 431 L--..-

26.66

•

Q

water

Uit RSM 201 blad A

•

UIT Q M

BladB

M

4810

---------- -- ---

lIJ

~L..-

H98 destill. - - - - f---; warmte

•

-58220

EHF

J5fL...

f------

?l; hh

-53409.9

•

• • •

r----

'---------

~

'---------

r----

• • •

-

I

• IN

•

M

Q

Voorwaarts M Q

Retour

BladC

UIT

M Q

M

Q

r---

41.05

water

-101849

-

buizen door

r---~

:

•

Tl 00

van ESl204

blad A

EHF

~.--

I 41.05 -95858.9

•

---------------

,IJ

~I--

BUIuit T55 blad A

--~

•

ZEN T55

EHF 420

'--,--

41.05 -83508.8

•

--------------'--

H1l5

-

Uit H115 blad A, EHF402

I1..- _ _ _ >

•

1--

3.46 3012.92

-- ------------

37.59 32754.9

EHF ~ 421 -r--

•

naar R25 blad A

r---'-

M125

- - - - - - - -::

•

Eer 404 L-~

correctie R95 wannteafgifte: 10182

• 122,31

• •

26568.1

-772055

37.59

-498729

122.06

-786089

• •

BIJLAGE 4 INVESTERINGSGEGEVENS

•

apparatuur stoomreformer part. oxidator zuurst. sch. + compr. compressoren methanolreactor

•

• •

•

• • • •

•

TK

watercondensor 1 watercondensor2 watercondensor3 flash er bumer + turbine + stoom systeem destillatie kolom aardgasverzadiger Totaal

materiaal 60 RVS 60 RVS 30 RVS

P

Ft

Fm

Cf,i

1008 1268 458 398 558 578 578 363 398 2198 408 548

Pi

0.129 0.176 0.03

0.18 0.18 0.15

0.2 0.2 0.2

6.46 7.2 4.8

Ib per aj>p. 1901 37.9954 2246 46.7801 345.6 10.1511

Fp

bar

80 RVS 80 molybd. staal 50 RVS 50 RVS 50 RVS 80 RVS 1 RVS

0.019 0.048

0.19 0.19

0.2 0.4

5.13 5.49

4982 5011

53 .8309 57.nl

0.052 0.052 0.013 0.019 0.343

0.16 0.16 0.16 0.19 0

0.2 0.2 0.2 0.2 0.2

5.16 5.16 4.n 5.13 6.99

403.2 1814 1123 5011 921.6

11 .9752 29.5263 20.2555 54.0174 26.6253

1 RVS 60 RVS

0.021 0.046

0 0.18

0.2 0.2

3.33 5.34

950.4 1786

12.9155 30.244 392.04

• • •

BIJLAGE 5 OVERZICHT SPECIFICATIE APPARATUUR A,pparatenl"Ijst voor reactoren R25 R30 Apparaat

nummer: benaming type

• abs. druk

kat.partiële oxidator reactor met katalysator

R95

stoomreformer reactor met katalysator en warmteuitwisseling 57.7

methanolreactor reactor met katalysator en warmteuitwisseling 79.3

54.6

450 710 Ni/AI2Ü3 raschig ringen 4mm

697 970 Ni/AI2Ü3 units met honing graad structuur

220 260 Cu/ZnOI A12Û3

RVS

RVS

laag molybdeen staal

(bar)

•

temp("C) minimaal: maximaal: vulling:

•

materiaal:

•

•

• •

• •

• • •

• • •

•

•

• •

• •

A.pparaten Ijst voor k oIommen en vaten Apparaat T5 T55 nummer: waterwaterbenaming verzadiger condensor aardgas gepakte gepakte type kolom kolom absorber desorber 58.4 abs. druk 52.6 (bar) temp CC) minimaal: 23 140 maximaal: 245 282 vulling: metalen metalen raschig raschig ringen ringen 50mm 50mm RVS materiaal: RVS

T65

T80

TlOO

watercondensor

watercondensor

gepakte kolom desorber

gepakte kolom desorber

ruwe methanol scheider flashvat

52.6

51.5

77.3

282

40

30

57

66

102

metalen raschig ringen 50mm

metalen raschig nngen 50mm

RVS

RVS

RVS

•

• •

• •

• • •

A.pparatenr'IJSt voor warmt eWlsse1aars en ornUls H20 HlO ap~tno: tussenkoelers verzadigde benaming voedingszuurstof compressor verwarmer luchtkoeler gas-gas warmte type wisselaar lucht verzadigde medium pijpenzijde voedingsstroom secundair zuurstof medium mantel zijde reformergas capaciteit, ui tgewisselde warmte(MW) 36.51 temperatuur in en uit CC) - 15 pijpenzijde: 235 - 450 -40 mantelzijde: 468 - 282 abs.druk(bar) pijpenzijde: 58.2 1.0 resp. 2.9,4.3, 53.2 mantelzijde: 7.8, 17.6 en 55.6 aantal 1 4 RVS RVS materiaal

apparaat no: benaming

H90 methanol gasgas warmtewisselaar

type

T.E.M.A.P 60 inch shell 1) syngas (voeding) methanolreactor

•

• •

H70 heet-water verwarmer

in fornuis

gas-vloeistof warmtewisselaar water

zuurstof rookgas

secundair reformergas

5.35

2.69

50 - 500 1898 - 1829

70 83 - 66

55.6 1.1

71.0 52.0

1

1

RVS

RVS

F120 H115 ketelwate fornuis spuisectie r verdampe r in fornuis

medium mantelzijde

product methanol reactor

bodemproduc ketelwate t r destillatietoren rookgas lage druk stoom

capaci tei t, uitgewisselde warmte(MW)

94.48

58.22

medium pijpenzijde

•

H98 destillatie reboiler

H30 zuurstofverwarmer

119.28

H130 turbinewater condensor luchtkoeler

onder: zuurstof boven: water

stoom uit turbine

spui en aardgas te verbranden met lucht

lucht

129.98

91.92

• • •

• •

•

• •

• • •

•

temperatuur in en uit CC) pijpenzijde: mantelzijde: abs.druk(bar) pijpenzijde: mantelzijde: aantal

materiaal

48 - 220 260 - 102

110-110 135-130

122 - 500 1829 130

79.8 77.8 10 (5 parallel x 2 serie), schatting 2)

1.5 3.0 1

64.0 1.1 1

RVS

RVS

RVS

1898 - 130

116-130 15 -

1.1 1

0.6 1.1 1

1) Perry,11-15 F""fJ , grootste standaard warmtewisselaar voor hoge druk toepassingen 2) Ontleend aan FVO 91 Avontuur/ GoossensftfJ .

RVS

• • •

• •

Apparatenlijst voor pompen en compressoren apparaat No: benaming:

C15 zuurstofcompressor

type: le verpompen medium: capaciteit (kg/s): abs.druk IN: (bar)

centrifugaal zuurslof

UIT: temp.

•

• •

•

IN: UIT: vermogen:

CC)

• •

C85 syngascompressor

CI05 recyclecompressor

centrifugaal synthesegas

11.75

38.40

centrifugaal recycle synthesegas 135.25

resp. 2.1, 2.9, 4.3,7.8 en 17.6 resp. 2.9, 4.3, 7.8,17.6 en 55.4 15 50

50.5

76.5

80.0

80.0

195

40 102 6.19

30 35 2.2

-

-

-

waler

(MW)

tussenkoelers

4

apparaat No: benaming:

P120 waterpomp

M125 stoomturbine

P135 water pomp

te verpompen medium: capaciteit (kg/s): abs.druk IN: (bar) UIT:

water

HP stoom

water

26.66

37.49

37.49

3.0

63.0

0.6

0.6

64.2

135 130

500 116 26.56

15

-

-

-

IN: UIT: vermogen: (MW) tussenkoelers

temp.

CC)

•

P60 water recycle pomp

•

•

~I(J5e 6-

•

F(0 W S {!Aenta.-

•

ft eDit-

•

•

•

•

•

ZUURSTOFSCHE IDE + COMPRESS IE

,

~.~ EHF 118

~

! T

RSP120

EHF 130

EHF420 + DESTILL.

EHF 132

ESL 142

I

L ___ _

J.

_I

I

~

~

•

•

•

•

•

•

• EHF 402

~

-

-

-

-

•

jG

2 421 3 EHF 421

EHF 500

I..-.r--..-r--JI

METHAAN

•

• 'J

•

•

•

ECT404

EHF420

RBG 40 1

EHF419

EFG205

2

3 EFG206 EHF 450 EHF 431 ECT203

. kopfout

I! 111 IJ

,

RSM201 EHF 202 UCG201 ECT 202

EHF252 ESL 204 UC

4C

Bi//a atL(,( tVt?êr ?~0r'a/tvUlAY...... • ******************~****,****1:**********************~************************ -7 .

* User name: * File name: * Directory:

*

•* •

• •

• •

• • •

Queue: Server

Description: LPTl Catch June 11, 93

STETEjHPIII 3-2-10A PRTSERVER-STETE 6:04pm

****************************************************************************** * H H L A TTTTT * H H L A A T * A H H L A T * HHHHH L A A T * H L H AAAAA T * H H L A A T * H H LLLLL A T A * * ******************************************************************************

• ** •

HLAT (11)

M

M

EEEEE DDDD D D E D D EEEE D D E D D E D D EEEEE DDDD

MM MM E

A A A A A A A

* MMM * MMM * M AAAAA M * M M A A * M A A M * * ******************************************************************************

•

project: TUD1CP1

HCM900 Helpmodel Combining Models (HCM)

11-Jun-9 18:05:09

listing of models

• •

• •

•

• •

• •

• •

test hem 001: 002: 003: 004: 005: 006: 007: 008: 009: 010: 011: 012: 013: 014: 015:

091: 092: 093: 094: 095: 096: 097: 098: 099: 100: 101 : 102: 103: 104: 105:

UCG202 EAP110 EHF400 EHF116 RSP120 RSP130 EHF118 EHF130 EHF132 UCG136 ESL 136 ESl138 EAl150 EAL152 EAG136

016: 017: 018: 019: 020: 021: 022: 023: 024: 025: 026: 027: 028: 029: 030:

EHF140031: ESL142 032: ECG001 033: ECT202 034: UCG201 035: ECT203 036: EHF202 037: RSM201 038: EHF252 039: ESL204 040: EHF431 041: EHF450 042: EFG205 043: EFG206 044: RBG401 045:

106: 107: 108: 109: 110: 111 : 112: 113: 114: 115: 116: 117: 118: 119: 120:

121: 122: 123 : 124: 125: 126: 127: 128: 129: 130: 131: 132: 133: 134: 135:

EHF500 EHF402 EHF421 EFG421 ECT404 UCG302 UCL404 EHF502 EHF420 EHF419

046: 047: 048: 049: 050: 051: 052: 053: 054: 055: 056: 057: 058: 059: 060:

061: 062: 063: 064: 065: 066: 067: 068: 069: 070: 071: 072: 073: 074: 075:

076: 077: 078: 079: 080: 081: 082: 083: 084: 085: 086: 087: 088: 089: 090:

136: 137: 138: 139: 140: 141 : 142: 143: 144: 145: 146: 147: 148: 149: 150:

151: 152: 153: 154: 155: 156: 157: 158: 159: 160: 161: 162: 163: 164: 165:

166: 167: 168: 169: 170: 171 : 172: 173: 174: 175: 176: 177: 178: 179: 180:

•

project: TUD1CP1 UCG202 User Calculation module Gasses (UCG) 11-Jun-93 18:05:10 page NATURAL GAS TOEVOER +1%H2 FOR DESULF. & LHV CALC. # # METHANOL # AKSAPI HLLK HGLK version: 280193 user: HANS HCM900 nr: 001 test hcm KNM3/H 7RBG815 41mode A* 51NGP 34.7200* 61LHN 399020.* 71NGP 0.000000 81HSN 0.000000 91 0.000000 INDEX bar 51.6200* 62 42DP 0.000000 52~OB 0.000000* 72LHN 744328. 82HSN 0.000000 0.000000 92 NATG.BAR 8RBG824 43DP 0.000000 53PNG 26.0000* 63LHN 19461.4* 73LHR 49560.1 83HNT 0.000000 93 0.000000 NATG. 'C 7RBG401 44DP 0.100000 54TNG 4.85000* 64LHN 124312.* 74LHN 845.111 84 0.000000 94 0.000000 kj 44ECT202 9RBG815 45Q 0.000000 55MCO 6185.24* 65LFH 33699.0* 75LHR 340.279 85HST 0.000000 95 0.000000 44ECT203 46Q 2205.05* 66 0.000000* 76GJT 0.000000 56MCO 29.1474 86 0.000000 0.000000 96 grC 1UCG414 47T 0.000000* 67STO 814.344* 77GJT 23.0004 57 26568.1 87 0.000000 0.000000 97 72UCL404 0.000000* 68 95518.4* 58 0.000000* 78GJT 0.000000 98 48PRH 0.000000 88 0.000000 72UCG302 0.000000* 69 0.000000 99 29037.1* 59 0.000000* 79CO~ 49LHN 181n.8 89 0.000000 71UCG118 0.000000* 70 0.000000* 80CO~ 500XC 345.n4* 60 -26568.1 90 0.000000 00

# #

• •

• •

• •

• • •

•

FLO~ gmol/s 03EFG206 nr: formula: RecH2 1 90.9235* H2 4.1193* 10 co 10.9286* 11 C02 6.5890* 3 N2 0.0000* 2 02 32.5096* 31 CH4 0.0012* 32 C2H6 33 C3H8 0.0000* 0.0000* 34 c4H10 0.0000* 36 C5H12 0.0000* 39 C6H14 0.0934* 15 H20 0.4806* 231 CH30H

2

0.062428 0.002828 0.007504 0.004524 0.000000 0.022321 0.000001 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000064 0.000330

01= 3 NatGa 4 1+4= 5 90.8611 90.861 0.000* 4.1165 4.116 0.000* 17.948* 10.9211 28.869 6.5845 14.831 8.246* 0.0000 0.000 0.000* 32.4873 779.291* 811. 778 0.0012 56.360* 56.361 18.900* 0.0000 18.900 0.0000 0.000* 0.000 0.0000 0.000 0.000* 0.000* 0.0000 0.000 0.000* 0.0933 0.093 0.4803 0.000* 0.480

145.645* 0.100000* 145.545 2.10067 0.001442 2.09922 76.500* 76.500 76.500 29.99* 29.99 29.99 temp. T C fr.gas/molw. 1.00/10.3 1.00/10.3 1.00/10.3

total gmol/s enth. H K~ pres. P bar

880.745* 1026.29 -1014.74 -1012.64 58.500* 58.400 25.00* 23.00 1.00/18.2 1.00/17.1

nr: formula: (C & F in gmol/s; H in K~; P in bar; T in Kelvin) 001 42DP = 0.0 @ MODULE BEREKENT: @ 71NGP: Procesgasflow uit KNM3/H vlg.Gasunie in [gmol/s] 002 43DP = 0:0 @ 04C : Aardgassamaenstell. uit ~obbe = stroom 04 @ 72LHN, 76GJT : LHV procesaardgas in [k~] resp [GJ/ton] 003 44DP= 0.1 @ 83HNT: LHV Nat. gas totaal naar branders [k~] @ 84HST: LHV Stookgas totaal naar plant [kYl, incl.FH gas 004 45Q = O. @ 77GJT: Totaal stookgas per ton prod. [GJ/ton) @ 78GJT: TOTAAL ENERGIE PER TON PRODUCT [GK/ton] 005 46Q = O. @ Omrek. Proces Nat. Gas [KNM3/H] vlg Gasunie (51NGP) naar [gmol/s]: 006 @71NGP =(51NGA /(22.414 * 3.6»* 1000 @ Berek. Nat. Gas samenst. uit 52~OB, de ~obbe index, stro 04: 007 @04C01 O. 008 @04C02

•

vap

O.

• •

• • •

project: TU01CP1 HCM900 test hcm 009 @04C03 010 @04C04 011 @04c05

UCG202

User Calculation module Gasses (UCG)

.015631 + .000035 * 52WOB)

* 71NGP

= (.557968 - .010234 * 52WOB)

* 71NGP

=

O.

012 @04C06

(1.087538 - .004155 * 52WOB)

* 71NGP

013 @04C07

= (-.493916 + .010726 * 52WOB)

* 71NGP

+ .002968 * 52WOB)

* 71NGP

014 @04c08

(-.13903

015 @04C09

(-.035113 +

.00076 * 52WOB)

* 71NGP

016 @04C10

(-.001890 + .000056 * 52WOB)

* 71NGP

017 @04C11

( .008762 - .000155 * 52WOB)

* 71NGP

018 @04C12

O.

019 @04C13

= O.

020 @04P

53PNG

021 @04T

•

• •

024

= 54TNG +273.15 @ Lower Heating Values van de stromen [kW] : 72LHN = 241.8*04C01+283*04C02+802.3*04C06+1427.8*04C07+2044*04C08+ 2657*04C09+3252.6*04C10+3870*04C11+675.6*04C13 @<--Nat.Gas 73LHR = 241.8*01C01+283*01C02+802.3*01C06+1427.8*01C07+2044*01C08+ 2657*01C09+3252.6 *01C10+3870*01C11+675.6*01C13 @<--Rec.Gas 74LHN = 72LHN / 04F @ <-- LHV Nat. Gas [kj/gmol]

025

75LHR = 73LHN / 01F

022 023

Recycle H2 [kJ/gmol]

026 @76GJT = 72LHN * 3.6 / 48PRH @ <-- LHV proc. aardgas [GJ/ton ruw prod] @ Berekening Totale Lower Heating Value stook-aardgas [kW]: 027 76GJT =«72LHN + 49LHN) * 3.6) / 48PRH 028

77CKW= ·79COW + 55MCO + 56MCO

029 79COW=«8.9 + 18.7) / 525)*500XC * 1000 030

•

@ <-- LHV

80COW = -77COW

031 032 @77GJT = 83HNT * 3.6 / 48RPN @ <-- Stookw. per ton ruw prod. [GJ/ton] 033 @78GJT = 76GJT + 77GJT @ <-- Totaal energie per ton ruw prod [GL/ton]

•

• •

034 035 @01c01

. 01 * 05F

@ <-- Haakt 1%H2 in aardgas

11-Jun-93 18:05:10 page

2

• • • • •

• • •

• • •

•

project: TUD1CP1 EAPIIO Elementary Addition of Ph as es (EAP) # # # # AARDGAS VERZADIGER MET IJARMTE UIT HET PROCES # # # # # # # HCM900 nr: 002 test hcm mode 41 G* bar 42 dP 0.200000* kIJ 43 Q 106755. kIJ 44 -Q -106755.

grC 51 01T grC 52 05T

AKSAPI HLLK

11-Jun-93 18:05:11 page 3 HGLK version: 010291 user: HANS

23.0004

61

71

81

91

245.214

62

72

82

92

53

63

73

83

93

54

64

74

84

94

45

55

65

75

85

95

46

56

66

76

86

96

47

57

67

77

87

97

48

58

68

78

88

98

49

59

69

79

89

99

50

60

70

80

90

00

FLOIJ gmol/s 05UCG202 nr: forrwla: v.pin 1 liqin 2 v.p: l H2 90.861* 0.00* 90.86 10 CO 4.116* 0.00* 4.12 11 C02 28.869* 0.00* 28.87 3 N2 14.831* 0.00* 14.83 2 02 0.000* 0.00* 0.00 31 CH4 811. 778* 0.00* 811. 78 32 C2H6 56.361* 0.00* 56.36 33 C3H8 18.900* 0.00* 18.90 34 C4H10 0.000* 0.00* 0.00 36 C5H12 0.000* 0.00* 0.00 39 C6H14 0.000* 0.00* 0.00 15 H20 0.093* 2500.00* 2500.09 231 CH30H 0.480* 0.00* 0.48 .. _-------- --_ ...... _--- ---_ .. .... _-total gmol/s 1026.29* 2500.00* 3526.29 enth. H KlJ -1012.64 -86102.9 19639.6 pres. P bar 58.400* 70.000* 58.200 temp. T C 23.00* 150.00* 245.21 fr.gas/molw. 1.00/17.1 0.00/18.0 1.00/17.7

liq:

4

0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

---------0.000000 -0.000061 58.200 245.21 0.00/26.9

out:

S

90.86 4.12 28.87 14.83 0.00 811. 78 56.36 18.90 0.00 0.00 0.00 2500.09 0.48 ----- ..... _-3526.29 19639.6 58.200 245.21 1.00/17.7

•

project: TUD1CP1 BHF400 Elementary Heatexchanger and Flash (EHF) EXCHANGER HEAT FROM SYNGAS TO HCM900 nr: 003 test hcm grC 41mode A* 51T=01T 136.000 61 71 bar 42dP 1.00000* 52T=02T 150.000* 62 72 mol/s 43F=01F 2500.00 53 63 73 Kg/s 44F=OH 45.0786 54 64 74 kW 45Q 2693.74 55 65 75

# # # # # #

•

•

46-Q

•

• • •

• • •

•

81

91

82

92

83

93

84

94

85

95

66

76

86

96

47

57

67

77

87

97

48

58

68

78

88

98

49

59

69

79

89

99

50

60

70

80

90

00

in:

1

0.58* 0.05* 1.92* 0.01* 0.00* 0.05* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 2497.39* 0. 00*

out:

2

0.58 0.05 1.92 0.01 0.00 0.05 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2497.39 0.00

-----.-- -- ----------

•

11-Jun-93 18:05:11 page 4 HGLK version: 230692 user: HANS

56

FLOW gmol/s nr: formula: H2 10 co 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4H10 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H

-2693.74

# # AKSAPI HLLK

total gmol/s 2500.00* 2500.00 enth. H KW -88726.7 -86032.9 pres. P bar 60.100* 59.100 temp. T C 136.00* 150.00 fr . gas/molw. 0.00/18.0 0.00/18.0

•

project: TU01CP1 BBFl16 Elementary Heatexchanger and Flash (EHF) pROCESGAS VOORWARMING # # # # # # # # # # # # # # # # # # AKSAPI HLLK HCM900 nr: 004 test hcm grC 41mode A* 51T=01T 245.214 61 71 81 bar 42dP 1.00000* 52T=02T 450.000* 62 72 82 mol/s 43F=01F 3526.29 53 63 73 83 Kg/s 44F=01F 62.5906 54 64 74 84

# # # # # #

•

•

• •

•

• • •

91 92 93 94

kw 45Q

36508.8 55

65

75

85

95

46-Q

-36508.8 56

66

76

86

96

47

57

67

77

87

97

48

58

68

78

88

98

49

59

69

79

89

99

50

60

70

80

90

00

FLOW gmol/s nr: for"'-lla: H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4H10 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H

05EAP110 in:

1

90.86* 4.12* 28.87* 14.83* 0.00* 811. 78* 56.36* 18.90* 0.00* 0.00* 0.00* 2500.09* 0.48*

out:

2

90.86 4.12 28.87 14.83 0.00 811. 78 56.36 18.90 0.00 0.00 0.00 2500.09 0.48

---------- -------- --

•

11-Jun-93 18:05:12 page 5 HGLK version: 230692 user: HANS

total gmol/s 3526.29* 3526 . 29 enth. H KW 19639.6 56148.3 pres. P bar 58.200* 57.200 temp. T C 245.21* 450.00 fr.gas/molw. 1.00/17.7 1.00/17.7

•

project: TU01CP1

RSP120

# # # # # # # # # # # # #

Reactor Steamreforming + Partial oxidation (RSP) S TEA M R E F 0 R MER # # # # # # # # # AKSAPI HLLK

11-Jun-93 18:05:12 page 6 HGLK version: 151190 user: HANS

HCM900 nr: 005 test hcm

• ,~

•

, ~

6'

•

• • • ••

41 mode bar 42dP KlJ 43Q grK 44dTR H20/C 45Sc 06 H20/n 46Sn 05 comp 47n 05 ratio 48CO 07 bar 49KP 07 ratio 50SRM07 FLOIJ gmol/s nr: forllM./la: H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4H10 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H

gmol C* 51MM 07 ratio 2.00000* 52SRA07 gmol 102889. 53MA 07 KJ 0.000000* 54lHV01 KJ 2.65328* 55LHV07 KlJ 0.000000 56-Q grC 2.00000* 57T=06T

346.820 61

71

81

91

84.6729 62

72

82

92

837.162

63

73

83

93

794392.

64

74

84

94

843742.

65

75

85

95

-102889.

66

76

86

96

452.102

67

77

87

97

710.000* 68

78

88

98

0.304163

58T=07T

0.399794

59

69

79

89

99

2.62073

60

70

80

90

00

02EHF116 1

90.86* 4.12* 28.87* 14.83* 0.00* 811. 78* 56.36* 18.90* 0.00* 0.00* 0.00* 2500.09* 0.48*

02EFG421 2

0.000* 0.000* 0.000* 0.000* 0.000* 0.000* 0.000* 0.000* 0.000* 0.000* 0.000* 192.101* 0.000*

3

90.86 4.12 28.87 14.83 0.00 811.78 56.36 18.90 0.00 0.00 0.00 2692.19 0.48

---------- ---------- --------- ... total gmol/s 3526.29* 192.101 3718.39 enth. H KlJ 56148.3 3012.92 59161.3 pres. P bar 57.200* 62.959* 57.200 temp. T C 450.00* 499.98* 452.10 fr.gas/molw. 1.00/17.7 1.00/18.0 1.00/17.8

4

0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000*

5

6

7

0.000000* 90.86 1165.82 0.000000* 4.12 89.92 0.000000* 28.87 256.90 0.000000* 14.83 14.83 0.000000* 0.00 0.00 0.000000* 811.78 667.71 0.000000* 56.36 0.07 0.000000* 18.90 0.00 0.000000* 0.00 0.00 0.000000* 0.00 0.00 0.000000* 0.00 0.00 0.000000* 2692.19 2150.81 0.000000* 0.48 0.00 ---------- ----- ... ---- -- .. ------- ---- .... _--0.000000* 0.000000* 3718.39 4346.06 0.000000 0.000000 59161.3 112701. 80.000* 80.000* 57.200 55.200 615.03* 615.03* 452.10 710.00 1.00/0.0 1.00/0.0 1.00/17.8 1.00/15.2

• •

• •

• • •

Reactor Steamreforming + Partial oxidation (RSP) o X IDA TIE PAR TIE l E ----------------------------- AKSAPI HllK HCM900 nr: 006 test hcm gmol 41mode E* 51MM 07 909.874 61 71 81 bar ratio 42dP 0.500000* 52SRA07 137.648 62 72 82 KlJ gmol 43Q 0.000000* 53MA 07 1854.08 63 73 83 grK KJ 44dTR 40.0000* 54lHV01 843742. 64 74 84 H20/C KJ 45Sc 06 75 2.11972 55lHV07 n9046. 65 85 H20/n KlJ 46Sn 05 0.000000 56-Q 0.000000 66 76 86 grC c~ 47n 05 5.00000* 57T=06T 696.645 67 87 77 ratio 48CO 07 0.031908 58T=07T 970.000* 68 78 88 bar 49KP 07 7.40262 59 69 79 89 ratio 50SRM07 2.05660 60 80 70 90

project: TU01CP1

FlOIJ gmol/s nr: formula: H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 c3H8 34 C4Hl0 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H

07RSP120 1

1165.82* 89.92* 256.90* 14.83* 0.00* 667.71* 0.07* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 2150.81* 0.00*

•

•

•

total gmol/s 4346.06* enth. H KlJ 112701. pres. P bar 55.200* temp. T 710.00* C fr.gas/molw. 1.00/15.2

91 92 93 94 95 96 97 98 99 DO

02EHFl18 2

0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000*

3

1165.82 89.92 256.90 14.83 0.00 667.71 0.07 0.00 0. 00 0.00 0.00 2150.81 0.00

4

0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000*

5

0.000* 0.000* 0.000* 5.374* 363.385* 0.000* 0.000* 0.000* 0.000* 0.000* 0.000* 0.000* 0.000*

0.000000* 4346.06 0.000000 112701. 57.100* 55.200 615.03* 710.00 1.00/0.0 1.00/15.2

6

7

1165.82 89.92 256.90 20.20 363.38 667.71 0.07 0.00 0.00 0.00 0.00 2150.81 0.00

2249.02 532.11 3n.n 20.20 0.00 104.78 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 2193.66 0.00

----------

----------

0.000000* 368.759 4714.82 0.000000 5496.70 118198. 57.100* 54.600* 54.600 500.00* 615.03* 696.64 1.00/0.0 1.00/31.9 1.00/16.5

5477.54 182893. 54.100 970.00 1.00/14.2

---------- ---------- --.-.-.-- . . ---.----. ----------

•

11-Jun-93 18:05:13 page 7 HGlK version: 151190 user: HANS

RSP130

•

project: TUD1CP1 EBFl18 Elementary Heatexchanger and Flash (EHF) OXYGEN PRE HEAT # HCM900 nr: 007 test hcm grC 41 mode C* 51T=01T 50.0000 61 71 bar 42dP 1.00000* 52T=02T 500.000* 62 72

# # # # # #

• .,

• •

•

43F=01F Kg/s 44F=01F kY 45Q

• •

•

11-Jun-93 18:05:14 page 8 HGlK version: 230692 user: HANS

81

91

82

92

368.759 53

63

73

83

93

11.7785 54 46EHF402 5353.11 55

64

74

84

94

65

75

85

95

56

66

76

86

96

47

57

67

77

87

97

48

58

68

78

88

98

49

59

69

79

89

99

50

60

70

80

90

00

FlOY gmol/s nr: formula: H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4H10 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H

-5353.11

05RSP130 in:

1

0.000* 0.000* 0.000* 5.374* 363.385* 0.000* 0.000* 0.000* 0.000* 0.000* 0.000* 0.000* 0.000*

out:

2

0.000 0.000 0.000 5.374 363.385 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

---------- ----------

•

AKSAPI HllK

mol/s

46-Q

•

# #

total gmol/s 368.759 368.759* enth. H KY 143.592 5496.70 pres. P bar 55.600* 54.600 temp. T C 50.00* 500.00 fr.gas/molw. 1.00/31.9 1.00/31.9

•

project: TUD1CP1 EBF130 Elementary Heatexchanger and Flash (EHF) REFDRMED GAS COOLER - STEAMREF. WARMTE LEVERANCIER # # # # AKSAPI HLLK HCM900 nr: 008 test hcm grC 41mode B* 51T=01T 970.000 61 71 81 bar 42dP 0.900000* 52T=02T 467.979 62 72 82 mol/s 43F=01F 5477.54 53 63 73 83

# # # # # #

•

11-Jun-93 18:05:14 page 9 HGLK version: 230692 user: HANS

91 92 93

Kg/s

44F=01F leW 45Q

64

74

84

94

65

75

85

95

56

66

76

86

96

47

57

67

77

87

97

48

58

68

78

88

98

49

59

69

79

89

99

50

60

70

80

90

00

46-Q

•

•

•

77.8298 54 56RSP120 -102889.* 55

FlOIJ gmol/s

nr: formula: H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4H10 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H

102889.

07RSP130 in:

1

2249.02* 532.11* 377.77* 20.20* 0.00* 104.78* 0.01* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 2193.66* 0.00*

out:

2

2249.02 532.11 377.77 20.20 0.00 104.78 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 2193.66 0.00

---------- ----------

• • •

•

total gmol/s 5477.54* 5477.54 enth. H KW 182893. 80004.3 pres. P bar 54.100* 53.200 temp. T C 970.00* 467.98 fr.gas/molw. 1.00/14.2 1.00/14.2

•

project: TU01CP1 ZHF1J2 Elementary Heatexchanger and Flash (EHF) EXCHANGER HEAT FROM SYNGAS TO FEEO GAS # H 1 0 1 # # AKSAPI HllK HCM900 nr: 009 test hcm grC 41 mode B* 51T=01T 467.979 61 71 81 bar 42dP 0.500000* 52T=02T 282.058 62 72 82 mol/s 43F=01F 5477.54 53 63 73 83 Kg/s 44F=01F 77.8298 54 64 74 84 kW 46EHF116 45Q -36508.8* 55 65 75 85

# # # # # #

.' •

46-Q

•

• •

•

• •

•

91 92 93 94 95

36508.8 56

66

76

86

96

47

57

67

77

87

97

48

58

68

78

88

98

49

59

69

79

89

99

50

60

70

80

90

00

FLOW gmol/s nr: formula: H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4H10 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H

02EHF130 in:

1

2249.02* 532.11* 377.77* 20.20* 0.00* 104.78* 0.01* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 2193.66* 0.00*

out:

2

2249.02 532.11 377.77 20.20 0.00 104.78 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 2193.66 0.00

---------- ----------

•

11-Jun-93 18:05:15 page 10 HGlK version: 230692 user: HANS

total gmol/s 5477.54* 5477.54 enth. H KW 80004 . 3 43495.5 pres. P bar 53.200* 52.700 temp. T C 467.98* 282.06 fr.gas/molw. 1.00/14.2 1.00/14.2

•

• • •

• • -.'

• •

project: TU01CP1 UCG1J6 User Calculation module Gasses (UCG) algemeen HCM900 nr: 010 test hcm 43EHF116 41mode F* 51NG 3526.29* 61 0.000000* 71RF bar 3EHFl18 420P 0.100000 52ZUU 797.859* 62 0.000000* 72

•

0.000000

91

0.000000

0.000000

82

0.000000

92

0.000000

0.100000

53

0.000000* 63

0.000000* 73

0.000000

83

0.000000

93

0.000000

440P kj 45Q

0.100000

54

0.000000* 64

0.000000* 74

0.000000

84

0.000000

94

0.000000

0.000000

55

0.000000* 65

0.000000* 75

0.000000

85

0.000000

95

0.000000

46C grC 47T

0.000000

56

0.000000* 66

0.000000* 76

0.000000 86

0.000000

96

0.000000

282.007 57

0.000000* 67

0.000000* 77

0.000000 87

0.000000

97

0.000000

48

0.000000* 58

0.000000* 68

0.000000* 78

0.000000

88

0.000000

98

0.000000

49

0.000000* 59

0.000000* 69

0.000000* 79

0.000000

89

0.000000

99

0.000000

50

0.000000* 60

0.000000* 70

0.000000* 80

0.000000

90

0.000000

00

FLOIJ gmol/s nr: formula: H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4H10 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H

02EHF132 vap

1

2249.02* 532.11* 377.77* 20.20* 0.00* 104.78* 0.01* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 2193.66* 0.00*

vap

2

1834.05 433.93 308.06 16.48 0.00 85.45 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1788.90 0.00

vap

J

414.971 98.180 69.703 3.728 0.000 19.334 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 404.757 0.000

4

0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000*

5

414.971 98.180 69.703 3.728 0.000 19.334 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 404.757 0.000

---- ------ ---------- ---------- ---------- ---------total gmol!s 5477.54* 4466.87 1010.67 enth. H KlJ 43495.5 35470.0 8025.46 pres. P bar 52.700* 52.600 52.600 temp. T C 282.06* 282.03 282.03 fr.gas/molw. 1.00/14.2 1.00/14.2 1.00/14.2

0.000000* 1010.67 0.000000 8025.46 80.000* 52.500 249.90* 282.01 1.00/0.0 1.00/14.2

nr: formula: (C & F in gmol/s; H in KlJ; P in bar; T in Kelvin) 001 420P = 0.1

= 0.1

003 440P = 0.1

•

4.41969 81

11-Jun-93 18:05:15 page 11 HGLK version: 280193 user: HANS

430P

002 430p

•

AKSAPI HLLK

004 45Q

= O.

005 46Q

= O.

006

71RF

007 02F

51NG / 52ZUU 71RF * 03F

•

•

project: TUD1CP1 ESL136 Elementary model Separation Liquids, S Y N GAS CON 0 E N SER ~ A TER A F S HCM900 nr: 011 test hem grC 41 mode G* 51T=01T 282.007 61 bar 42dP fl 0.500000* 52T=02T 140.000 62 43dP2/3 KJ 44Q

•

• •

• • •

• •

•

10 11 3 2 31 32 33 34 36 39 15 231

71

81

91

72

82

92

63

73

83

93

-18130.1

54

64

74

84

94

18130.1

55

65

75

85

95

0.650869 56

66

76

86

96

47

57

67

77

87

97

48

58

68

78

88

98

49

59

69

79

89

99

50

60

70

80

90

00

gmol/s formula: H2 CO C02 N2 02 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 C6H14 H20 CH30H

FLO~

nr:

11-Jun-93 18:05:16 page 12 HGLK version: 151190 user: HANS

0.010000* 53T

45-Q RFmol 46 2/01

•

flash (ESL) C H. . - - AKSAPI HLLK

total gmol/s enth. H K~ pres. P bar temp. T C fr.gas/molw.

05UCG136 feed

1

414.971* 98.180* 69.703* 3.728* 0.000* 19.334* 0.001* 0.000* 0.000* 0.000* 0.000* 404.757* 0.000*

gas

2

414.895 98.172 69.454 3.728 0.000 19.326 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 52.241 0.000

gas

3

liq

4

414.895 0.077 98.172 0.008 69.454 0.249 3.728 0.000 0.000 0.000 19.326 0.007 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 52.241 352.516 0.000 0.000 ---------- ---------- -- ... _------ ---------1010.67* 657.817 657.817 352.857 8025.46 2314.43 2314.43 -12419.1 52.500* 52.000 51.990 52.000 282.01* 140.00* 140.00 140.00 1.00/14.2 1.00/12.2 1.00/12.2 0.00/18.0

•

project: TU01CP1 ZSLll8 Elementary model Separation liquids, flash (ESl) SYNGAS COOlER-CONOENSER # # # # # # # # # # # # # # # # # # # AKSAPI HllK HCM900 nr: 012 test hem grC 41 mode H* 51T=01T 282.032 61 71 81 bar 42dP fl 0.500000* 52T=02T 57.3925 62 72 82

# # # #

•

43dP2/3 KJ

• • •

•

•

44Q

0.010000* 53T 44EAP110 -106755.* 54

• •

• •

91 92

63

73

83

93

64

74

84

94

45-Q RFmoL

106755.

55

65

75

85

95

46 2/01

0.601603

56

66

76

86

96

47

57

67

77

87

97

48

58

68

78

88

98

49

59

69

79

89

99

50

60

70

80

90

00

FlO\J gmoL/s nr: formuLa: H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4H10 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H

02UCG136 feed

1

1834.05* 433.93* 308.06* 16.48* 0.00* 85.45* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 1788.90* 0.00*

gas

2

1833.99 433.92 307.28 16.48 0.00 85.44 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 10.17 0.00

---------- ----------

•

11-Jun-93 18:05:16 page 13 HGlK version: 151190 user: HANS

totaL gmoL/s 4466.87* 2687.28 enth. H KlJ 35470.0 2529.71 pres. P bar 52.600* 52.100 temp. T C 282.03* 57.39 fr.gas/moLw. 1.00/14.2 1.00/11.7

gas

l

1833.99 433.92 307.28 16.48 0.00 85.44 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 10.17 0.00 -- ........ _---

liq

4

0.06 0.00 0.78 0.00 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1778.73 0.00

----------

2687.28 1779.58 2529.71 -73814.8 52.090 52.100 57.39 57.39 1.00/11.7 0.00/18.0

• •

• •

• •

•

project: TU01CP1 ZAL150 Elementary model Addition of Liquids (EAL) test EAl deelmnew ---------- AKSAPI HLLK HCH900 nr: 013 test hcm mode 41 A* 51 61 71 81 OP{BAR} 42STR3: 0.001000* 52 62 72 82

• •

•

•

91 92

43

53

63

73

83

93

44

54

64

74

84

94

45

55

65

75

85

95

46

56

66

76

86

96

47

57

67

77

87

97

48

58

68

78

88

98

49

59

69

79

89

99

50

60

70

80

90

00

FLOW grnol/s nr: formula: 1 H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4H10 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H

04ESL136

04ESL 138

liq

liq

1

0.077* 0.008* 0.249* 0.000* 0.000* 0.007* 0.000* 0.000* 0.000* 0.000* 0.000* 352.516* 0.000* ~---------

•

11-Jun-93 18:05:17 page 14 HGLK version: 190692 user: HANS

2

0.06* 0.00* 0.78* 0.00* 0.00* 0.01* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 1778.73* 0.00*

liq

3

0.13 0.01 1.03 0.00 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2131.25 0.00

------.-.- ----------

total grnol/s 352.857* 1779.58* 2132.44 enth. H KW -12419.1 -73814.8 -86233.8 pres. P bar 52.000* 52.100* 51.999 temp. T 140.00* C 57.39* 71.18 fr.gas/rnolw. 0.00/18.0 0.00/18.0 0.00/18.0

• • •

• •

•

• •

• •

• •

project: TU01CP1 EAL152 Elementary model Addition of Liquids (EAL) ..... _------ AKSAPI HLLK test EAl deelmnew HCM900 nr: 014 test hcm mode 41 A* 51 61 71 81 OP{BAR) 42STR3: 0.001000* 52 62 72 82

11-Jun-93 18:05:18 page 15 HGLK version: 190692 user: HANS

91 92

43

53

63

73

83

93

44

54

64

74

84

94

45

55

65

75

85

95

46

56

66

76

86

96

47

57

67

77

87

97

48

58

68

78

88

98

49

59

69

79

89

99

50

60

70

80

90

00

FLOIJ gmol/s nr: formula: H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4H10 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H

04ESL142

03EAL150

liq

liq

1

0.0010* 0.0001* 0.0221* 0.0000* 0.0000* 0.0001* 0.0000* 0.0000* 0.0000* 0.0000* 0.0000* 57.1984* 0.0000*

2

0.13* 0.01* 1.03* 0.00* 0.00* 0.01* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 2131.25* 0.00*

liq

3

0.13 0.01 1.05 0.00 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2188.45 0.00

------ ... _-- ---------- -_ ... _-----total gmol/s 57.2217* 2132.44* 2189.66 enth. H KW -2448.47 -86233.8 -88682.3 pres. P bar 51.470* 51.999* 51.469 temp. T C 40.00* 71.18* 70.38 fr.gas/molw. 0.00/18.0 0.00/18.0 0.00/18.0

•

project: TUD1CP1 ZAG136 Elementary model Addition of Liquids (EAG) OPTELLEN SYNGAS DEELSTROHEN # # # # # # # # # # # # # # # HCH900 nr: 015 test hcm mode 41 A* 51 61 71 DP{BAR} 42STR3: 0.020000* 52 62 72

# # # # #

•

• •

• • •

• • •

•

11-Jun-93 18:05:18 page 16 HGLK version: 230692 user: HANS

81

91

82

92

43

53

63

73

83

93

44

54

64

74

84

94

45

55

65

75

85

95

46

56

66

76

86

96

47

57

67

77

87

97

48

58

68

78

88

98

49

59

69

79

89

99

50

60

70

80

90

00

FLOIJ gmol/s nr: formula: H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4H10 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H

03ESL136

03ESL138

vap

vap

1

414.895* 98.172* 69.454* 3.728* 0.000* 19.326* 0.001* 0.000* 0.000* 0.000* 0.000* 52.241* 0.000* ---- .......

•

AKSAPI HLLK

_--

2

1833.99* 433.92* 307.28* 16.48* 0.00* 85.44* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 10.17* 0.00*

vap

3

2248.88 532.09 376.74 20.20 0.00 104.77 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 62.41 0.00

--------- ... --------- ..

total gmol/s 657.817* 2687.28* 3345.10 enth. H KlJ 2314.43 2529.71 4844.14 pres. P bar 51.990* 52.090* 51.970 temp. T 140.00* C 57.39* 73.69 fr.gas/molw. 1.00/12.2 1. 00/11. 7 1.00/11.8

•

project: TUD1CP1 ZHF140 Elementary Heatexchanger and Flash (EHF) EXCHANGER HEAT FROM SYNGAS TO HCM900 nr: 016 test hcm grC 41mode B* 51T=01T 83.0237 61 71 bar 42dP 0.500000* 52T=02T 65.5580 62 72

# # # # # #

•

# # AKSAPI HLLK

11-Jun-93 18:05:19 page 17 HGLK version: 230692 user: HANS

81

91

82

92

mol/s

•

43F=01F Kg/s 44F=01F kW 45Q

3345.10 53

63

73

83

93

39.3891 54 46EHF400 -2693.74* 55

64

74

84

94 .

65

75

85

95

56

66

76

86

96

47

57

67

77

87

97

48

58

68

78

88

98

49

59

69

79

89

99

50

60

70

80

90

00

46-Q

•

• •

•

FLOW gmol/s nr: formula: H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4H10 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H

2693.74

03EAG136 iD:

1

2248.88* 532.09* 376.74* 20.20* 0.00* 104.77* 0.01* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 62.41* 0.00*

out:

2

2248.88 532.09 376.74 20.20 0.00 104.77 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 62.41 0.00

---------- ----------

• •

• •

total gmol/s 3345.10* 3345.10 enth. H KW 4844.14 2150.40 pres. P bar 51.970* 51.470 temp. T C 83.02* 65.56 fr.gas/molw. 0.99/11.8 0.99/11.8

•

project: TUD1CP1 ESL142 Elementary model Separation Liquids. L~ TEMP SYNGAS COOLER-CONDENSER # # # # # # # # # HCM900 nr: 017 test hcm grC 41mode G* 51T=01T 65.5580 61 bar 42dp fl 0.000000* 52T=02T 40.0000 62

# # # #

•

43dP2/3

1.00000* 53T

flash (ESL) # # # # #

AKSAPI HLLK

11-Jun-93 18:05:19 page 18 HGLK version: 151190 user: HANS

71

81

91

72

82

92

63

73

83

93

KJ

•

•

• • • • • • •

•

44Q

-3279.85

54

64

74

84

94

3279.85

55

65

75

85

95

0.982894

56

66

76

86

96

47

57

67

77

87

97

48

58

68

78

88

98

49

59

69

79

89

99

50

60

70

80

90

00

45-Q RFmol 46 2/01

FLOII gmol/s nr: formula: 1 H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4H10 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H total gmol/s enth. H Kil pres. P bar temp. T C fr.gas/molw.

02EHF140 feed

1

2248.88* 532.09* 376.74* 20.20* 0.00* 104.n* 0.01* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 62.41* 0.00*

gas

2

2248.88 532.09 376.71 20.20 0.00 104.77 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 5.21 0.00

gas

l

liq

4

2248.88 0.0010 532.09 0.0001 376.71 0.0221 20.20 0.0000 0.00 0.0000 104.n 0.0001 0.01 0.0000 0.00 0.0000 0.00 0.0000 0.00 0.0000 0.00 0.0000 5.21 57.1984 0.00 0.0000 ---------- ---------- ------- ... -- ---------3345.10* 3287.88 3287.88 57.2217 2150.40 1319.02 1319.02 -2448.47 51.470* 51.470 50.470 51.470 65.56* 40.00* 40.00 40.00 0.99/11.8 1.00/11.7 1.00/11.7 0.00/18.0

•

• • •

•

•

• • • •

•

•

project: TU01CPl

ZeGDOl

Elementary model Componentensplit of Gasses (ECG) AKSAPI HLLK

HCM900 nr: 018 test hcm mode 41 A* 51C.09 42 52C.l0 RC 02/01 43C.Ol 0.000000* 53C.ll

ll-Jun-93 18:05:20 page 19 HGLK version: 200789 user: HANS

0.000000* 61

71

81

91

0.000000* 62

72

82

92

0.000000* 63

73

83

93

44C.02

0.000000* 54C.12

1.00000* 64

74

84

94

45C.03

0.000000* 55C.13

0.000000* 65

75

85

95

46C.04

0.000000* 56C.14

0.000000* 66

76

86

96

47C.05

0.000000* 57

67

77

87

97

48C.06

0.000000* 58

68

78

88

98

49C.07

0.000000* 59

69

79

89

99

50C.08

0.000000* 60

70

80

90

00

FLOW gmol/s nr: forllXJla: H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4Hl0 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H total gmol/s enth. H KW pres. P bar temp. T C fr.gas/molw.

03ESL142 vap

1

vap

2

vap

3

2248.88* 0.00000 2248.88 532.09* 0.00000 532.09 376.71* 0.00000 376.71 20.20* 0.00000 20.20 0.00* 0.00000 0.00 104.77* 0.00000 104.77 0.01* 0.00000 0.01 0.00* 0.00000 0.00 0.00* 0.00000 0.00 0.00* 0.00000 0.00 0.00* 0.00000 0.00 5.21* 5.20907 0.00 0.00* 0.00000 0.00 ---------- ---------- ---------3287.88* 5.20907 3282.67 1319.02 -203.575 1522.60 50.470* 50.470 50.470 39.98* 39.98 39.98 1.00/11.7 1.00/18.0 1.00/11.7

•

project: TU01CP1

ECT202

# # # # # # # # # # # #

•

• •

Element Compr. expand. Turbine (ECT) SYNGASCOMPRESSOR # # # # # # # # # # # # # # AKSAPI HLLK

HCH900 nr: 019 test hcm mode mol/s 41 A* 51 01F

fr 42 fr 43 kW 44 kW 45 kW 46 kW 47 kW 48 kW 49

11-Jun-93 18:05:20 page 20 HGLK version: 220191 user: HANS

3282.67 61

71

81

91

50.4700 62

72

82

92

500.000 63

73

83

93

11.6563 64

74

84

94

80.0000* 65

75

85

95

bar RP

-H

1.58510 52 01P grC 0.700000* 53 01T molw 6185.24 54 01F bar -6185.24 55 02P

H

0.000000* 56

66

76

86

96

-H

0.000000

57

67

77

87

97

H

6185.24

58

68

78

88

98

-H

-6185.24

59

69

79

89

99

1.34813 60

70

80

90

00

eta H

Cp/Cv

• •

• • •

• • •

50 01F FLOW gmol/s nr: formula: H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4H10 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H

03ECG001 in:

1

out:

2

2248.88* 2248.88 532.09* 532.09 376.71* 376.71 20.20* 20.20 0.00* 0.00 104.n* 104.77 0.01* 0.01 0.00* 0.00 0.00* 0.00 0.00* 0.00 0.00* 0.00 0.00* 0.00 0.00* 0.00 .. _---- ........ ------_ .. --

total gmol/s 3282.67* 3282.67 enth. H KW 1522.60 7707.84 pres. P bar 50.470* 80.000 temp. T C 42.00* 102.34 fr.gas/molw. 1.00/11.7 1. 00/11.7

•

project: TUD1CPl

UCG201

User Calculation module Gasses CUCG) = REC.FLOW I SYNTH. FEEDFlOU # # # # # # #

# # # # INPUT RECYCLE VERH.

AKSAPI HllK

ll-Jun-93 18:05:21 page 21 HGlK version: 280193 user: HANS

HCM900 nr: 020 test hcm

•

• • •

• •

41mode bar 42DP

A* 51NG

3731.92* 61

0.000000* 71RF

0.967481

81

0.000000

91

0.000000

0.100000

796.262* 62

0.000000* 72

0.000000

82

0.000000 92

0.000000

43DP

0.100000 53

0.000000* 63

0.000000* 73

0.000000 83

0.000000 93

0.000000

44DP kj 45Q

0.100000

54

0.000000* 64

0.000000* 74

0.000000 84

0.000000 94

0.000000

0.000000 55

0.000000* 65

0.000000* 75

0.000000

85

0.000000

95

0.000000

46Q grC 47T

0.000000

56

0.000000* 66

0.000000* 76

0.000000

86

0.000000

96

0.000000

48.2120

57

0.000000* 67

0.000000* 77

0.000000

87

0.000000

97

0.000000

4.00000* 58

0.000000* 68

0.000000* 78

0.000000 88

0.000000

98

0.000000

49

0.000000* 59

0.000000* 69

0.000000* 79

0.000000 89

0.000000 99

0.000000

50

0.000000* 60

0.000000* 70

0.000000* 80

0.000000

0.000000

48REC

FLOU gmol/s nr: forrwla: H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4Hl0 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H

52ZUU

02ECT202 vap

02ECT203 vap

1

2248.88* 532.09* 376.71* 20.20* 0.00* 104.77* 0.01* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00*

2

0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

vap

3

2248.88 532.09 376.71 20.20 0.00 104.77 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

4

8197.23* 371.37* 985.27* 594.04* 0.00* 2930.91* 0.11* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 8.42* 43.33*

5

10446.1 903.5 1362.0 614.2 0.0 3035.7 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 8.4 43.3

---------- ---------- ---------- ---------- ----------

• • •

total gmol/s 3282.67* 0.000000* 3282.67 13130.7* 16413.4 enth. H KU 7707.84 0.000000 7707.84 2394.44 10102.3 pres. P bar 80.000* 79.900 80.000* 79.900 79.800 temp. T 102.34* C 338.71 102.34 35.27* 48.21 fr.gas/molw. 1. 00/11. 7 1.00/0.0 1.00/11.7 1.00/10.3 1.00110.6 nr: forrwla: CC & F in gmol/s; H in KU; P in bar; T in Kelvin) 001 42DP = 0.1 002 43DP

= 0.1

003 44DP

= 0.1

004 45Q

= O.

005 460

= O.

006

•

007 71RF 008

•

04F

= 01F

* 48REC

= CAlCULATED

@ dit

geeft een gegeven vrij, waardoor een andere relatie kan worden toegevoegd. In dit geval wordt @ de ratio of flow (RF) in EFG205 vrij gemaakt en de recycle verhouding hierboven bij 8 toegevoegd.

90

00

•

project: TU01CP1 ECT203 Element Compr. expand. Turbine (ECT) SYNTHESE RECYCLE COMPRESSOR.a.80 BAR # # # # # # # # # # HCM900 nr: 021 test hcm mode mol/s 41 A* 51 01F 13130.7 61 71 fr bar 42 RP 1.04644 52 01P 76.4500 62 72 fr grC 43 eta 0.700000* 53 01T 30.0000 63 73 k\l molw 44 M 2205.05 54 OH 10.3190 64 74 k\l bar 45 -M -2205.05 55 02P 80.0000* 65 75 k\l 46 M 0.000000* 56 66 76 k\l 47 -M 0.000000 57 67 77 k\l 48 M 2205.05 58 68 78 k\l 49 -M -2205.05 59 69 79 Cp/Cv 50 OH 1.40959 60 70 80

# # # # # #

•

• • • •

• • • •

• •

FlO\l gmol/s nr: forrwla: H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4H10 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H

02EFG205 in:

1

4UCG201 out:

2

8197.23* 8197.23 371.37* 371.37 985.27* 985.27 594.04* 594.04 0.00* 0.00 2930.91* 2930.91 0.11* 0.11 0.00* 0.00 0.00* 0.00 0.00* 0.00 0.00* 0.00 8.42* 8.42 43.33* 43.33 ---- ..... __ ........ _-- .. - ......

tetal gmol/s 13130.7* 13130.7 enth. H KW 189.386 2394.44 pres. P bar 76.450* 80.000 te!Jl>. T C 29.99* 35.27 fr.gas/molw. 1.00/10.3 1.00/10.3

AKSAPI HllK

11-Jun-93 18:05:22 page 22 HGlK versien: 220191 user: HANS

81

91

82

92

83

93

84

94

85

95

86

96

87

97

88

98

89

99

90

00

•

project: TUD1CP1 EBF202 Elementary Heatexchanger and Flash (EHF) SYLOOP INTERCHANGER SYNFEED(COLD)SIDE H 2 5 2 + H 2 5 3 # AKSAPI HLLK HCM900 nr: 022 test hcm grC 41 mode F* 511=011 48.2120 61 71 81 bar 42dP 0.500000* 52T=02T 220.000* 62 72 82 mol/s 52EHF252 43F=01F 16413.4 53T 102.025* 63 73 83 Kg/s 51EHF252 44F=01F 173.759 54T 260.000* 64 74 84 kW 45Q 94476.9 55 65 75 85

# # # # # #

•

•

46-Q

•

• • •

-94476.9

• • • •

91 92 93 94 95

56

66

76

86

96

47U

1615.37 57

67

77

87

97

48A

1256.00* 58

68

78

88

98

49UA

2028906.

59

69

79

89

99

SOIT

46.5654

60

70

80

90

00

FLOW gmol/s nr: forrwla: H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4H10 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H

05UCG201 in:

1

10446.1* 903.5* 1362.0* 614.2* 0.0* 3035.7* 0.1* 0.0* 0.0* 0.0* 0.0* 8.4* 43.3*

out:

2

10446.1 903.5 1362.0 614.2 0.0 3035.7 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 8.4 43.3

---------- ----------

•

11-Jun-93 18:05:22 page 23 HGLK version: 230692 user: HANS

total gmol/s 16413.4* 16413.4 enth. H KW 10102.3 104579. pres. P bar 79.800* 79.300 temp. T C 48.21* 220.00 fr.gas/molw. 1.00/10.6 1.00/10.6

•

project: TU01CP1 RSM201 METHANOL HCM900 nr: 023 test hcm mode 41 C* bar 42dP 03 0.000000*

# # # # # # #

• •

• • •

•

43dP kU 44Q grC 45dTM 46dTS bar-2 47KPM

Reactor Syngas to Methanol (RSM) SYNTHESE REACTOR # # # # # # # # # # # # # # AKSAPI HLLK

51

61

71

81

91

52

62

72

82

92

1.50000* 53

63

73

83

93

48037.1

54

64

74

84

94

3.00000* 55

65

75

85

95

3.00000* 56

66

76

86

96

0.001139 57

67

77

87

97

{1}

48KPS

72.6784

58

68

78

88

98

49SRM

4.00986 59

69

79

89

99

60

70

80

90

00

50

FLOU gmol/s 02EHF202 nr: forrwla: feed quenh 2 1 syng. 3 reac. 4 H2 10446.1* 0.000000* 10446.1 8474.89 10 CO 903.5* 0.000000* 903.5 384.02 11 C02 1362.0* 0.000000* 1362.0 1051.20 3 N2 614.2* 0.000000* 614.2 614.24 0.0* 0.000000* 2 02 0.0 0.00 31 CH4 3035.7* 0.000000* 3035.7 3035.68 32 C2H6 0.1* 0.000000* 0.1 0.12 33 C3H8 0.0* 0.000000* 0.0 0.00 34 C4H10 0.0* 0.000000* 0.0 0.00 36 C5H12 0.0* 0.000000* 0.0 0.00 39 C6H14 0.0* 0.000000* 0.0 0.00 15 H20 8.4* 0.000000* 8.4 319.20 231 CH30H 43.3* 0.000000* 43.3 873.56

---------- ---------- ---------- .- --------

• • •

• •

11-Jun-93 18:05:23 page 24 HGLK version: 070590 user: HANS

total gmol/s 16413.4* 0.000000* 16413.4 enth. H KlJ 104579. 0.000000 104579. pres. P bar 79.300* 120.000* 79.300 temp. T C 220.00* 29.32* 220 . 00 fr.gas/molw. 1.00/10.6 1.00/0.0 1.00/10.6

14752.9 119082. 77.800 260.00* 1.00/11.8

•

project: TU01CPl EBF252 Elementary Heatexehanger and Flash (EHF) SYLOOP EXCH. HIGH TEMP.SYNTH.EFFL.(HOT) SIDE # # HCM900 nr: 024 test hem grC 41 mode B* 51T=01T 260.000 61 71 bar 42dP 0.500000* 52T=02T 102.025 62 72 mol/s 43F=01F 14752.9 53 63 73 Kg/s 44F=01F 173.759 54 64 74 kIJ 46EHF202 45Q -94476.9* 55 65 75

# # # # # #

•

•

46-Q

•

• • •

•

• •

•

AKSAPI HLLK

ll-Jun-93 18:05:24 page 25 HGLK version: 230692 user: HANS

81

91

82

92

83

93

84

94

85

95

94476.9 56

66

76

86

96

47

57

67

77

87

97

48

58

68

78

88

98

49

59

69

79

89

99

50

60

70

80

90

00

FLOIJ gmol/s nr: forrwla: H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4Hl0 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H

04RSM201 in:

1

8474.89* 384.02* 1051.20* 614.24* 0.00* 3035.68* 0.12* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 319.20* 873.56*

out:

2

8474.89 384.02 1051.20 614.24 0.00 3035.68 0.12 0.00 0.00 0.00 0.00 319.20 873.56

---------- ----------

•

# # #

total gmol/s 14752.9* 14752.9 enth. H K\.I 119082. 24605.0 pres. P bar 77.800* 77.300 temp. T C 260.00* 102.02 fr.gas/molw. 1.00/11.8 0.98/11.8

•

project: TUD1CPl

ESL204 Elementary model Separation Liquids, flash (ESL) CRUDE METHANOL AIR CooLER-COND. # H 2 0 4 + V 2 0 3 # # AKSAPI HLLK HCH900 nr: 025 test hcm grC 41mode G* 51T=01T 102.025 61 71 81 bar 42dP fl 0. 680000* 52T=02T 30.0000 62 72 82

# # # # # # #

• • •

•

• •

•

•

•

92

0.120000* 53T 46EHF203 -70966.7 54

63

73

83

93

64

74

84

94

45-Q RFmol 46 2/01

70966.7 55

65

75

85

95

0. 919956 56

66

76

86

96

47

57

67

77

87

97

48

58

68

78

88

98

49

59

69

79

89

99

50

60

70

80

90

00

FLOW gmol/s nr: forrwla: H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4Hl0 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H

02EHF252 feed

1

gas

2

gas

J

liq

4

8474.89* 384 . 02* 1051.20* 614.24* 0.00* 3035.68* 0.12* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 319.20* 873.56*

8472.75 8472.75 2.135 383.86 383.86 0.165 1018.38 1018.38 32.820 614.00 614.00 0.237 0.00 0.00 0.000 3029.43 3029.43 6.256 0.12 0.12 0.001 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000 8.70 8.70 310.493 44.79 44.79 828.768 ............ - ....... ... ... _---- --_ .. _.. _--- -------- - ... total gmol/s 14752.9* 13572.0 13572.0 1180.88 enth. H KW 24605.0 195.752 195.752 -46557.5 pres. P bar 77.300* 76.620 76 . 500 76.620 C temp. T 102.02* 30.00* 30.00 30.00 fr.gas/molw. 0.98/11.8 1.00110.3 1.00/10.3 0.00/28.5

.... ' ..

•

91

43dP2/3 KJ 44Q

~---

•

ll-Jun-93 18:05:24 page 26 HGLK version: 151190 user: HANS

•

project: TUD1CP1 ERF.31 Elementary Heatexchanger and Flash (EHF) STOOMPRODUCTIE MET SYNTHESE ~ARMTE(Qkoppeling werkt niet) AKSAPI HLLK HCH900 nr: 026 test hcm grC 41mode B* 51T=01T 130.000 61 71 81 bar 42dP 0.001000* 52T=02T 135.002 62 72 82 mol/s 43F=01F 1481.08 53 63 73 83 Kg/s 44F=01F 26.6817 54 64 74 84 k~ KOPPFOUT 45Q 58220.0* 55 65 75 85

# # # # # #

• •

46-Q

• •

•

• •

• • •

10 11 3 2 31 32 33 34 36 39 15 231

91 92 93 94 95

56

66

76

86

96

47

57

67

77

87

97

48

58

68

78

88

98

49

59

69

79

89

99

50

60

70

80

90

00

FLO~

nr:

•

-58220.0

11-Jun-93 18:05:25 page 27 HGLK version: 230692 user: HANS

gmol/s formula: H2 CO C02 N2 02 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 C6H14 H20 CH30H

total gmol/s enth. H K~ pres. P bar temp. T C fr.gas/molw.

io:

1

out:

2

0.00* 0.00 0.00* 0.00 0.00* 0.00 0.00* 0.00 0.00* 0.00 0.00* 0.00 0.00* 0.00 0.00* 0.00 0.00* 0.00 0.00* 0.00 0.00* 0.00 1481.08* 1481.08 0.00* 0.00 .. _------- ---------. 1481.08* 1481.08 -53409.9 4810.13 3.001* 3.000 130.00* 135.00 0.00/18.0 1.00/18.0

•

project: TUD1CP1 KBF.SO Elementary Heatexchanger and Flash (EHF) STOOMPRODUCTIE HET SYNTHESE WARHTE(Qkoppeling werkt niet) AKSAPI HLLK HCH900 nr: 027 test hcm grC 41mode A* 51T=01T 135.002 61 71 81 bar 42dP 0.001000* 52T=02T 130.000* 62 72 82 mol/s 43F=01F 1481.08 53 63 73 83 Kg/s 44F=01F 26.6817 54 64 74 84 kW 73UCL404 45Q -58220.0 55 65 75 85

# # # # # #

•

•

46-Q

•

• • •

• •

• •

91 92 93 94 95

58220.0 56

66

76

86

96

47

57

67

77

87

97

48

58

68

78

88

98

49

59

69

79

89

99

50

60

70

80

90

00

FLOW gmol/s nr: formula: H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4H10 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H

02EHF431 in:

1

0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 1481.08* 0.00*

out:

2

0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1481. 08 0.00

---------- ----------

•

11-Jun-93 18:05:25 page 28 HGLK version: 230692 user: HANS

total gmol/s 1481.08* 1481.08 enth. H KW 4810.13 -53409.9 pres. P bar 3.000* 2.999 temp. T C 135.00* 130.00 fr.gas/molw. 1.00/18.0 0.00/18.0

•

project: TUD1CP1

EFG20S Elementary model split Flow of Gasses (EFG)

# # # # SPLIT OF PURGE GAS AND SYNLOOP RECYCLE GAS

•

• •

• •

• • •

•

•

HCM900 nr: 028 test hcm mode 41 A* 51 bar 42dP 0.050000* 52 bar 43dP 0.000000* 53 71UCG201 44RF 0.967481* 54

# # # # # # # # # #

AKSAPI HLLK

11-Jun-93 18:05:26 page 29 HGLK version: 170590 user: HANS

61

71

81

91

62

72

82

92

63

73

83

93

64

74

84

94

45

55

65

75

85

95

46

56

66

76

86

96

47

57

67

77

87

97

48

58

68

78

88

98

49

59

69

79

89

99

50

60

70

80

90

00

FLOW gmol/s nr: formula: H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4H10 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H total gmol/s enth. H K\.I pres. P bar temp. T C fr.gas/molw.

03ESL204 vap

1

8472.75* 383.86* 1018.38* 614.00* 0.00* 3029.43* 0.12* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 8.70* 44.79*

vap

2

8197.23 371.37 985.27 594.04 0.00 2930.91 0.11 0.00 0.00 0.00 0.00 8.42 43.33

vap

3

275.526 12.483 33.117 19.967 0.000 98.514 0.004 0.000 0.000 0.000 0.000 0.283 1.457 ---------- ---------- -- ........ _--13572.0* 13130.7 441.350 195.752 189.386 6.36565 76.500* 76.450 76.500 29.99* 29.99 29.99 1.00/10.3 1.00/10.3 1.00/10.3

•

project: TUD1CP1 ZFGl06 Elementary model split Flow of Gasses (EFG) SPLIT OF PURGE GAS AND SYNLOOP RECYCLE GAS # # # # # # # # # HCM900 nr: 029 test hcm mode 41 A* 51 61 71 bar 42dP 0.050000* 52 62 72 bar 43dP 0.000000* 53 63 73

# # # #

• •

•

•

•

44RF

• • •

•

AKSAPI HLLK

11-Jun-93 18:05:26 page 30 HGLK version: 170590 user: HANS

81

91

82

92

83

93

0.670000* 54

64

74

84

94

45

55

65

75

85

95

46

56

66

76

86

96

47

57

67

77

87

97

48

58

68

78

88

98

49

59

69

79

89

99

50

60

70

80

90

00

FLO\J gmol/s nr: formula: H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4H10 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H

03EFG205 vap

1

275.526* 12.483* 33.117* 19.967* 0.000* 98.514* 0.004* 0.000* 0.000* 0.000* 0.000* 0.283* 1.457*

vap

2

184.602 8.363 22.188 13.378 0.000 66.004 0.003 0.000 0.000 0.000 0.000 0.190 0.976

vap

3

90.9235 4.1193 10.9286 6.5890 0.0000 32.5096 0.0012 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0934 0.4806

---------- ---------- ----------

•

#

total gmol!s 441.350* 295.704 enth. H K\.I 6.36565 4.26499 pres. P bar 76.500* 76.450 temp . T C 29.99* 29.99 fr.gas/molw. 1.00/10.3 1.00/10.3

145.645 2.10067 76.500 29.99 1.00/10.3

•

project: TUD1CP1

RBG401

Reaction Burner of Gasses (RBG) # # # # # # # # # # F 4 0 1 # # # # # # AKSAPI HLLK

# # # # BURNER OF AUX. BOILER

11-Jun-93 18:05:27 page 31 HGLK version: 090792 user: HANS

HCM900 nr: 030 test hcm

• •

41 mode 0* 51 bar 42dP 0.060000* 52 molfr 43Fr02 0.020000* 53 Frloss 44HL 0.001000* 54 kIJ 45Q 129.690 55

61

71

81

91

62

72

82

92

63

73

83

93

64

74

84

94

65

75

85

95

56

66

76

86

96

47LHV01

29042.7 57

67

77

87

97

48LHV02

100647.

58

68

78

88

98

49LHV03

0.000000

59

69

79

89

99

50LHV04

129690.

60

70

80

90

00

46-Q

• •

• •

.' • •

•

-129.690

FLOIJ gmol/s 05UCG302 02EFG206 nr: formuIa: Nat Ga 1 PrfGa 2 H2 0.0000* 184.602* 10 CO 0.0000* 8.363* 11 C02 0.7002* 22.188* 3 N2 0.3218* 13.378* 0.0000* 2 02 0.000* 31 CH4 30.4011* 66.004* 32 C2H6 2.1987* 0.003* 33 C3H8 0.7372* 0.000* 34 C4H10 0.0000* 0.000* 36 C5H12 0.0000* 0.000* 0.0000* 0.000* 39 C6H14 15 H20 0.0000* 0.190* 231 CH30H 0.0000* 0.976*

01EHF500 air

3

0.00* 0.00* 0.51* 1281.41* 339.79* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 24.58* 0.00*

1+2=

4

184.602 8.363 22.889 13.700 0.000 96.405 2.201 0.737 0.000 0.000 0.000 0.190 0.976

stack

5

0.00 0.00 135.76 1295.10 37.64 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 413.69 0.00

---------- ---------- ---.------ ---------- ---------tatal gmol/s 34.3591 295.704* 1646.29 330.063 enth. H KlJ -39.5863 4.26499 1196.32 -35.3213 pres. P bar 58.400* 76.450* 1.180* 58.400 temp. T C 24.96* 29.99* 50.00* 26.90 fr.gas/molw. 1.00/18.2 1.00/10.3 1.00/28.7 1.00/11.1

1882.20* 130721. 1.120 1898.30 1.00/27.0

•

project: TUD1CP1 ERF500 Elementary Heatexchanger and Flash (EHF) SPUI GASBRANDER ROOKGAS KOELER # # # # # # # # HCM900 nr: 031 test hcm grC 41 mode 0* 51T=01T 1898.30 61 71 bar 42dP 0.010000* 52T=02T 1829.85 62 72 mol/s 43F=01F 1882.20 53 63 73 Kg/s 44F.=01 F 50.9116 54 64 74 kW 46EHF118 45Q -5353.11* 55 65 75

# # # # # #

• •

46-Q

• • .J

• •

• •

• •

11-Jun-93 18:05:27 page 32 HGLK version: 230692 user: HANS

81

91

82

92

83

93

84

94

85

95

56

66

76

86

96

47

57

67

77

87

97

48

58

68

78

88

98

49

59

69

79

89

99

50

60

70

80

90

00

FLOW gmol/s nr: forfl'lJla: H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4H10 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H total gmol/s enth. H KW pres. P bar temp. T C fr.gas/molw.

5353.11

# # AKSAPI HLLK

05RBG401 in:

1

01EHF402 out:

2

0.00* 0.00 0.00* 0.00 135.76* 135.76 1295.11* 1295.10 37.64* 37.64 0.00* 0.00 0.00* 0.00 0.00* 0.00 0.00* 0.00 0.00* 0.00 0.00* 0.00 413.69* 413.69 0.00* 0.00 ... _------- - ... _------1882.20 1882.20* 130721. 125368. 1.120* 1.110 1898.30* 1829.85 1.00/27.0 1.00/27.0

•

P"J.", TUD'CP' .... "

'l"'n'.,y ,••1"'h.n9"

WARMTE VAN SPUIGASBRANOER ~AAR HCM900 nr: 032 test hem grC 41mode E* 51T=01T 1829.85 bar I 42dP 0.010000* 52T=02T 130.000* I mol/s i 43F=01F 1882.20 53 Kg/s 44F=01F 50.9116 54 kW 46EHF421 45Q -1192n.* 55

# # # # # #

• •

•

• •

. '

•

•

# # AKSAPI HLLK

11-Jun-93 18:05:28 page 33 HGLK version: 230692 user: HANS

71

81

91

62

72

82

92

63

73

83

93

64

74

84

94

65

75

85

95

56

66

76

86

96

47

57

67

77

87

97

48

58

68

78

88

98

49

59

69

79

89

99

50

60

70

80

90

00

FLOW gmol/s nr: formula: H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4H10 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H

1192n.

02EHF500 in:

1

0.00* 0.00* 135.76* 1295.11* 37.64* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 413.69* 0.00*

-----_ ... _--

•

# # # #

61

46-Q

.'

Fl.,h ("F,

.nd STOOMGENERATOR

out:

2

0.00 0.00 135.76 1295.10 37.64 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 413.69 0.00 ----------

total gmol/s 1882.20 1882.20 enth. H KW 125368. 6091.18 pres. P bar 1. 110* 1.100 temp. T C 1829.85* 130.00 fr.gas/molw • 1.00/27.0 1.00/27.0

•

• •

i I

I

project: TU01CP1 BHF421 Elementary Heatexchanger and Flash (EHF) # # # # # # STOOHPROUCTIE UIT SPUI GASKETEL # # # # # # # # # # # # # # AKSAPI HLLK HCH900 nr: 033 test hcm

bar 42dP mol/s 43F=01F Kg/s 44F=01F k\.l 45Q 46-Q

•

• • •

grC C* 51T=01T

41 mode

1.00000* 52T=02T 2280.53

41.0838 54 46EHF402 119277. 55 ·119277.

56

• •

• •

71

81

91

62

72

82

92

63

73

83

93

64

74

84

94

I

65

75

85

95

I,

66

76

86

96

500.~00*

I

47

57

67

77

87

97

48

58

68

78

88

98

49

59

69

79

89

99

50

60

70

80

90

00

FLO\.l gmol/s nr: formula: 1 H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4H10 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H

02EHF420 in:

1

0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 2280.53* 0.00*

01EFG421 out:

2

0 . 00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2280.53 0.00

._-------- ----------

•

I

121.742 61

I

53

11-Jun-93 18:05:29 page 34 HGLK version: 230692 user: HANS

total gmol/s 2280.53 2280.53* enth. H K\.I -83508.8 35767.9 pres. P bar 64.009* 63.009 temp. T C 121. 74* 500.00 fr.gas/molw. 0.00/18.0 1.00/18 . 0

• • • •

•

• •

•

• • • •

I

project: TU01CP1 ErG421 Elementary mod~l split Flow of Gasses (EFG) # # # # SPLIT OF PURGE GAS AND SYNLOOP RECYCLE GAS # # # # # # # # # # AKSAPI HLLK HCH900 nr: 034 test hcm mode 41 C* 51 61 71 81 bar 42dP 0.050000* 52 62 72 82 bar 43dP 0.000000* 53 63 73 83 71UCG201 44RF 0.084235 54 64 74 84

11-Jun-93 18:05:29 page 35 HGLK version: 170590 user: HANS

91 92 93 94

45

55

65

75

85

95

46

56

66

76

86

96

47

57

67

77

87

97

48

58

68

78

88

98

49

59

69

79

89

99

50

60

70

80

90

00

iI

i FLOIJ gmol/s nr: forrwla: H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4H10 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H total gmol/s enth. H KlJ pres. P bar temp. T C fr.gas/molw.

I

02EHF421

02RSP120

01ECT404

vap

vap

val>

1

2

3

0.00* 0.000 I 0.00 0.00* 0.000 i 0.00 0.00* 0.000 I 0.00 I 0.00 0.00* 0.000 ! 0.00 0.00* 0.000 0.00* 0.000 0.00 0.00* 0.000 0.00 0.00* 0.000 0.00 0.00* 0.000 0.00 0.00* 0.000 0.00 0.00* 0.000 0.00 2280.53* 192.101 2088.43 0.00* 0.000 0.00 ---------- --- ....... _--- ---------2280.53 192.101* 2088.43* 35767.9 3012.92 32754.9 63.009* 62.959 63.009 500.00* 499.98 500.00 1.00/18.0 1.00/18.0 1.00/18.0

•

project: TU01CP1 ZCT.O. Element Compr . . expand. Turbine (ECT) SPUIGASBRANDERWARMTE STOOH iTURBINE # # # # # # # HCM900 nr: 035 test hem mode mol/s 41 B* 51 01F 2088 143 61 fr bar 42 RP 0.009522 52 01P 63.0190 62 fr ! grC 43 eta o. 700000* 53 01T 500.600 63 kW 80UCG202 molw ,i 44 14 -26568.1* 54 01F 18.0150 64 kW bar 45 -14 26568.1 55 02P 0.600000* 65 kW 46 M 0.000000* 56 66 kW 47 -14 0.000000 57 67 kW 48 14 -26568.1 58 68 kW 49 -M 26568.1 59 69 Cp/Cv 50 01F 1.34813 60 70

# # # # # #

• • • •

•

•

FLOW gmol/s nr: formula: H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4H10 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H

03EFG421 in:

1

0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 2088.43* 0.00*

out:

2

0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2088.43 0.00

---------- ----------

•

• • • •

total gmol/s 2088.43 2088.43 enth. H KW 32754.9 6186.82 pres. P bar 63.009* 0.600 C 500.00* t~. T 116.09 fr.gas/molw. 1.00/18.0 1.00/18.0

# # # # #

AKSAPI HllK

11-Jun-93 18:05:30 page 36 HGlK version: 220191 user: HANS

71

81

91

72

82

92

73

83

93

74

84

94

75

85

95

76

86

96

77

87

97

78

88

98

79

89

99

80

90

00

•

project: TUD1CP1 UCGl02 User Calculation module Gasses (UCG) 11-Jun-93 18:05:31 page 37 NATURAL GAS TOEVOER +1XH2 FOR DESULF. & LHV CALC. # # METHANOL # AKSAPI HLLK HGLK version: 280193 user: HANS HCM900 nr: 036 test hem KNM3/H 7RBG815 41 mode C* 51NGP 34.7200* 61LHN 399020.* 71NGP 0.000000 81HSN 0.000000 91 0.000000 INDEX bar 143773. 92 51.6200* 62 0.000000* 72LHN 0.000000 42DP 0.000000 52WOB 29037.1 82HSN NATG.BAR 8RBG824 26.0000* 63LHN 0.000000 542793. 93 43DP 0.000000 53PNG 19461.4* 73LHR 28.6983 83HNT NATG. 'C 7RBG401 0.000000 0.000000 94 44DP 0.100000 54TNG 4.85000* 64LHN 124312.* 74LHN 845.106 84 kj 9RBG815 0.000000 45Q 0.000000* 65LFH 33699.0* 75LHR 286.983 85HST 0.000000 95 0.000000 55

# #

• •

0.000000 56

46Q

86

0.000000

96

0.000000

0.000000* 67STO

0.000000* 76GJT 1UCG414 814.344* 77GJT

25.4218 87

0.000000

97

0.000000

0.000000* 68

0.000000* 78GJT

26.7817 88

0.000000

98

0.000000

0.000000 99

0.000000

0.000000* 66

grC

• •

•

• •

24.9557 57 2UCL202 76865.4* 58

47T

48PRH 49

0.000000* 59

0.000000* 69

0.000000* 79X

0.000000

50

0.000000* 60

0.000000* 70

0.000000* 80X

0.000000 90

FLOIJ gmol/s nr: formula: RecH2 1 vap 2 H2 0.077593* 0.077593 10 CO 0.001912* 0.001912 0.004921* 0.004921 11 C02 0.003759* 0.003759 3 N2 0.000000* 0.000000 2 02 0.011472* 0.011472 31 CH4 0.000000* 0.000000 32 C2H6 33 C3H8 0.000000* 0.000000 0.000000* 0.000000 34 C4H10 0.000000* 0.000000 36 C5H12 0.000000* 0.000000 39 C6H14 0.000060* 0.000060 15 H20 0.000283* 0.000283 231 CH30H total gmol/s enth. H KlJ pres. P bar temp. T

C

fr.gas/molw.

• • •

0.100000* 0.011099 76.450* 30.00* 1.00/7.3

0.100000* 0.011099 76.450 30.00 1.00/7.3

01RBG401 01= l Nat Ga 4 1+4= 5 0.000000 0.0000* 0.0000 0.0000* 0.0000 0.000000 0.7002* 0.7002 0.000000 0.3218* 0.3218 0.000000 0.000000 0.0000* 0.0000 0.000000 30.4011* 30.4010 0.000000 2.1987* 2.1987 0.7372* 0.000000 0.7372 0.0000* 0.0000 0.000000 0.000000 0.0000* 0.0000 0.000000 0.0000* 0.0000 0.000000 0.0000* 0.0000 0.000000 0.0000 0.0000* 0.000000 0.000000 76.450 29.86 1.00/0.0

34.3591 34.3591* -39.5863 -39.5863 58.500* 58.400 25.00* 24.96 1.00/18.2 1.00/18.2

nr: formula: (C & F in gmol/s; H in KlJ; P in bar; T in Kelvin) 001 42DP = 0.0 @ MODULE BEREKENT: @ 71NGP: Procesgasflow uit KNM3/H vlg.Gasunie in [gmol/s] 002 43DP = 0.0 @ 04C : Aardgassamaenstell. uit IJobbe = stroom 04 @ 72LHN, 76GJT : LHV procesaardgas in [klJ] resp [GJ/ton] 003 44DP = 0.1 @ 83HNT: LHV Nat. gas totaal naar branders [klJ] @ 84HST: LHV Stookgas totaal naar plant [klJ], incl.FH gas 004 45Q = O. @ 77GJT: Totaal stookgas per ton prod. [GJ/ton} @ 78GJT: TOTAAL ENERGIE PER TON PRODUCT [GK/ton] 005 46Q = O. @ Omrek. Proces Nat. Gas [KNM3/H] vlg Gasunie (51NGP) naar [gmol/s]: 006 @71NGP =(51NGA /(22.414 * 3.6»* 1000 @ Berek. Nat. Gas samenst. uit 52IJOB, de IJobbe index, stro 04: 007 @04c01 O. 008 @04C02

•

1.35995

o.

89

0.000000

00

• •

• • •

project: TUD1CP1 HCM900 test hcm 009 0I04C03

UCG302

010 0I04C04

=

011 0I04C05

User Calculation module Gasses (UCG)

.015631 + .000035 * 52WOB)

* 71NGP

.557968 - .010234 * 52WOB)

* 71NGP

O.

012 0I04C06

(1.087538 - .004155 * 52WOB)

* 71NGP

013 0I04C07

(-.493916 + .010726 * 52WOB)

* 71NGP

014 0I04C08

(-.13903

+ .002968 * 52WOB)

* 71NGP

015 0I04C09

(-.035113 +

.00076 * 52WOB)

* 71NGP

016 0I04C10

(-.001890 + .000056 * 52WOB)

* 71NGP

( .008762 - .000155 *

* 71NGP

=

017 0l04C11 018 0I04C12

O.

019 0I04C13

O.

= 53PNG

020 0I04P 021 0I04T

52~OB)

=

024

54TNG +273.15 Ol Lower Heating Values van de stromen [k~]: 72LHN = 241.8*04C01+283*04C02+802.3*04C06+1427.8*04C07+2044*04C08+ 2657*04C09+3252.6*04C10+3870*04C11+675.6*04C13 Ol<--Nat.Gas 73LHR = 241.8*01C01+283*01C02+802.3*01C06+1427.8*01C07+2044*01COB+ 2657*01C09+3252.6 *01C10+3B70*01C11+675.6*01C13 OI<--Rec.Gas 74LHN = 72LHN / 04F Ol <-- LHV Nat. Gas [kj/gmol]

•

025

75LHR

•

028 82HSN

= 63LHN

+ 64LHN Ol <-- hulpbrander + hulpketel nat gas

029 83HNT

= 61LHN

+ B2HSN Ol <-- Totaal Stook-aardgas

•

022 023

= 73LHN

/ 01F

Ol

<-- LHV Recycle H2 [kJ/gmol]

026 76GJT = 72LHN * 3.6 / 4BPRH Ol <-- LHV proc. aardgas [GJ/ton ruw prod] Ol Berekening Totale Lower Heating Value stook-aardgas [kW]: 027

030

• • • •

031 032

77GJT

= B3HNT

* 3.6 / 48RPN @ <-- stookw. per ton ruw prod. [GJ/ton]

033

78GJT

= 76GJT

+ 77GJT Ol <-- Totaal energie per ton ruw prod [GL/ton]

034 035 0I01C01

= .01

* 05F

Ol <-- Maakt 1%H2 in aardgas

11-Jun-93 18:05:31 page 38

•

project: TUD1CP1 UCL404 User Calculation module Liquid (UCL) MODULE USER CALC. GAS, START MODEL FROM PROJ. 'GENERAL' HCM900 nr: 037 test hcm

# # # #

•

• •

• •

• •

• •

41mode bar 42DP

A* 51 0.100000

43DP

0.100000

44DP

0.000000* 61

0.000000* 71

52

0.000000* 62

53

11-Jun-93 18:05:32 page 39 HGLK version: 280193 user: HANS

81

0.000000 91

0.000000

0.000000* 72PRH

95518.4

82

0.000000

92

0.000000

0.000000* 63

0.000000* 73QDE

-82130.1

83

0.000000 93

0.000000

0.100000 54

0.000000* 64

0.000000* 74COH

12350.1

84

0.000000

94

0.000000

45Q

0.000000 55

0.000000* 65

0.000000* 75

0.000000 85

0.000000

95

0.000000

46Q grC 47T

0.000000

56

0.000000* 66

0.000000* 76

0.000000

0.000000

96

0.000000

0.000000* 67

0.000000* 77

0.000000 87

0.000000 97

0.000000

0.000000* 68

0.000000* 78

0.000000

88

490ES

30.0038 57 44ESL136 -18130.1* 58 45EHF450 -58220.0* 59

0.000000* 69

0.000000* 79

0.000000

89

0.000000

99

50

0.000000* 60

0.000000* 70

0.000000* 80

0.000000

90

0.000000

00

kj

48QDE

FLOIJ gmol/s nr: formula: 1 H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4H10 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H total gmol!s enth. H KlJ pres. P bar temp. T C fr.gas/molw.

04ESL204 Liqln

1

LiOut

2.135* 0.165* 32.820* 0.237* 0.000* 6.256* 0.001* 0.000* 0.000* 0.000* 0.000* 310.493* 828.768*

2

1-2=

3

0.001808 0.000140 0.027793 0.000201 0.000000 0.005297 0.000001 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.262935 0.701825

2.133 0.165 32.792 0.237 0.000 6.250 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 310.230 828.066 .... _------- -----._--- -------- ... 1180.88* 1.00000* 1179.88 -46557.5 -39.4263 -46518.1 76.620* 76.520 76.520 30.00* 30.00 30.00 0.00/28.5 0.00/28.5 0.00/28.5

Liqln

4

0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000* 0.000000*

3+4=

5

2.133 0.165 32.792 0.237 0.000 6.250 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 310.230 828.066

---------- ---------0.000000* 1179.88 0.000000 -46518.1 90.000* 76.420 50.00* 30.00 0.00/0.0 0.00/28.5

nr: formula: (C & F in gmol/s; H in KlJ; P in bar; T in Kelvin) 001 42DP = 0.1 002 43DP

= 0.1

003 44DP

= 0.1

004 45Q

= O.

005 46Q

= D.

007 008

•

AKSAPI HLLK

0.000000

006

•

# # #

72PRH

D5C13

* 32.042 * 3.6

86

0.000000

98

0.000000 0.000000

•

• • •

•

• •

• •

• • •

project: TUD1CP1 UCL404 User Calculation module Liquid (UCL) HCM900 test hcm 009 7300E = -64000+ 4800E 010

74COH =-(64000 + 490ES + 4800E)

11-Jun-93 18:05:32 page 40

• • •

I

project: TUD1CP1 EBFS02 Elementary Heatexchanger and Flash (EHF) # # # # # # WARMTE VAN SPUI GASBRANDER NAAR STOOMGENERATOR # # # # HCM900 nr: 038 test hcm t i grC I 41 mode C* 51T=01T 15.0000 61 71 bar 42dP 0.010000* 52T=02T 123.207* 62 72 mol/s 43F=01F 1646.29 53 63 73 Kg/s 44F=01F 47.2338 54 64 74 kW 46EHF220 45Q 5457.74 55 65 75 46-Q

• •

•

•

• •

•

•

11-Jun-93 18:05:33 page 41 HGlK version: 230692 user: HANS

81

91

82

92

83

93

84

94

85

95

66

76

86

96

47

57

67

77

87

97

48

58

68

78

88

98

49

59

69

79

89

99

50

60

70

80

90

00

03RBG401 in:

1

0.00* 0.00* 0.50* 1281.42* 339.77* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 24.60* 0.00*

out:

2

0.00 0.00 0.50 1281.42 339.77 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 24.60 0.00

---------. ----------

•

AKSAPI HllK

56

FLOW gmol/s nr: formuia: H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4H10 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H

-5457.74

# #

total gmol/s 1646.29 1646.29* enth. H KW -710.688 4747.05 pres. P bar 1.180* 1.170 temp. T C 15.00* 123.21 fr.gas/molw. 1.00/28.7 1.00/28.7

• •

•

i

project: TUD1CP1 EBFtlO Elementary Hea i exchanger and Flash (EHF) # # # # # # STOOMPRDUCTIE UIT SPUI GASKETEL # # # # # # # # # # # # # # AKSAPI HLLK HCM900 nr: 039 test hcm grC I 41mode 0* 51T=01T 50.0000 61 71 81 bar 42dp 1.00000* 52T=02T 121.742 62 72 82 mol/s 43F=01F 2280.53 53 63 73 83 Kg/s 44F=01F 41.0838 54 64 74 84 kW 74UCL404 45Q 12350.1* 55 65 75 85 46-Q

•

• •

•

• •

• •

92 93 94 95

66

76

86

96

47

57

67

77

87

97

48

58

68

78

88

98

49

59

69

79

89

99

50

60

70

80

90

00

02EHF419 in:

1

0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0.00* 0. 00* 0.00* 0.00* 0.00* 2280.53* 0.00*

01EHF421 out:

2

0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2280.53 0.00

-- ------ -- ----------

•

91

56

FLOW gmol/s nr : formula: H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4H10 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H

-12350.1

11-Jun-93 18:05:34 page 42 HGLK version: 230692 user: HANS

total gmol/s 2280.53 2280.53* enth. H KW -95858.9 -83508.8 pres. P bar 65.009* 64.009 temp. T C 50.00* 121.74 fr.gas/molw. 0.00/18.0 0.00/18.0

•

• •

,

project: TUD1CP1 EBF419 Elementary Heatexchanger and Flash (EHF) # # # # # # STOOMPRDUCTIE UIT SPUI GASKETEL # # # # # # # # # # # # # # AKSAPI HLLK HCM900 nr: 040 test hcm grC 41 mode C* 51T=01T 15.0000 61 71 81 bar 42dP 0.001000* 52T=02T 50.0000* 62 72 82 mol/s 43F=01F 2280.53 53 63 73 83 Kg/s 44F=01F 41.0838 54 64 74 84 kIJ 74UCL404 45Q 5990.06 55 65 75 85 46·Q

• •

•

• • •

• •

•

11-Jun-93 18:05:35 page 43 HGLK version: 230692 user: HANS

91 92 93 94 95

-5990.06 56

66

76

86

96

47

57

67

77

87

97

48

58

68

78

88

98

49

59

69

79

89

99

50

60

70

80

90

00

FLOIJ gmol/s nr: formula: H2 10 CO 11 C02 3 N2 2 02 31 CH4 32 C2H6 33 C3H8 34 C4H10 36 C5H12 39 C6H14 15 H20 231 CH30H total gmol/s enth. H KlJ pres. P bar temp. T C fr.gas/molw.

01EHF420 in:

1

out:

2

0.00* 0.00 0.00* 0.00 0.00* 0.00 0.00* 0.00 0.00* 0.00 0.00* 0.00 0.00* 0.00 0.00* 0.00 0.00* 0.00 0.00* 0.00 0.00* 0.00 2280.53* 2280.53 0.00* 0.00 --------- .. --- ....... _--2280.53 2280.53* -101849. -95858.9 65.010* 65.009 15.00* 50.00 0.00/18.0 0.00/18.0

•

•

•

•

•

•

•

•

• 923419

•