University of Oulu

Arizona Chemical Oulu site Lean Odorous Gases (LOG) system optimization

Saved in:
Author: Vainionpää, Niklas1
Organizations: 1University of Oulu, Faculty of Technology, Process Engineering
Format: ebook
Version: published version
Access: open
Online Access: PDF Full Text (PDF, 4.6 MB)
Persistent link: http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-201606232580
Language: English
Published: Oulu : N. Vainionpää, 2016
Publish Date: 2016-06-27
Physical Description: 164 p.
Thesis type: Master's thesis (tech)
Tutor: Ojala, Satu
Reviewer: Ojala, Satu
Laitinen, Tiina
Simanainen, Hannu
Pirnes, Vesa
Description:

Abstract

The aim of this Master’s thesis was to acquire information related to lean and concentrated odorous gases along with examining modern treatment options. The main problem with the current LOG-system at Arizona Chemical Oulu is the accumulation of a rosin-based material, which fouls the pipeline. The experimental part of this master’s thesis therefore concentrates on investigating the origin of this problem and on minimizing the amount of the accumulating material. The measures and suggestions related to minimizing the amount of the accumulating material include the optimization of scrubber operation and the development of other aspects regarding the operation and the construction of the current LOG-line.

Solubility tests were conducted to investigate the dissolution of the rosin-based material in fatty acids. The amount of the solid material passing through the scrubbers was measured with a specifically designed filtering collection system. In addition, pH measurements were conducted to find out the minimum liquid changing intervals for the scrubbers using caustic scrubbing solution.

The solid rosin-based material that accumulated in the main LOG-line did not dissolve into a 50% caustic solution even at 70 oC. However, the material did dissolve into fatty acids already at room temperature. According to the results of the conducted solubility tests, the dissolution velocity of the rosin-based material in fatty acids increased with increasing temperature. Accordingly, one of the main reasons for the accumulation of the rosin-based material, that passes through the scrubbers, is therefore unsuitable washing liquid. Because of this, a design of piping changes, that would enable to change the scrubbing liquid of the caustic scrubbers to fatty acids, was initiated. According to the conducted filtering system measurements, another reason for the accumulation of the rosin-based material seems to be nitrogen- and steam cleaning of pipes. Additionally, reaction products and the temperature of the scrubbing liquid circulation seem to have an effect on the amount of the accumulating material. According to the conducted pH- and concentration measurements, the washing efficiency of the scrubber on the distillery side of Arizona Chemical Oulu remained at its maximum for 8 hours with the contemporary operation capacity. This can therefore be considered as the minimum scrubbing liquid changing interval for an 8% caustic solution. This test was not repeated, as the design for the piping changes, which would enable to change the scrubbing liquid of this scrubber to fatty acids, begun after the test. After verifying that caustic consumption in the scrubber on the refinery side of the facility was low, design of the piping changes required to change the scrubbing liquid to fatty acids was initiated for this scrubber as well.

see all

Tiivistelmä

Tämän diplomityön tavoitteena oli laimeiden ja väkevien hajukaasujen tutkiminen sekä nykyisten hajukaasujen käsittelymenetelmien kartoittaminen. Työn kokeellisen osion tarkoituksena oli minimoida nykyiseen hajukaasulinjaan kertyvän kiinteän hartsimaisen materiaalin määrää tutkimalla ongelman alkuperää ja optimoimalla hajukaasupesureiden toimintaa sekä kehittämällä hajukaasulinjan operointimalleja.

Kokeellisessa osiossa tutkittiin hajukaasulinjaan kertyvän hartsimaisen materiaalin liukoisuutta, määrää, alkuperää sekä syitä siihen, miksi materiaali läpäisi pesurit. Pesureiden läpi pääsevän hartsimaisen materiaalin määrän mittaamiseen kehiteltiin suodatusperiaatteella toimiva keräilylaitteisto. Keräilylaitteiston avulla analysoitiin tukkeutumisongelman aiheuttavia ilmiöitä. Tämän lisäksi määritettiin pH- ja konsentraatiomittausten avulla lipeäpesureiden nesteen minimivaihtoväli.

Liukoisuuskokeiden tulosten perusteella hartsimainen, hajukaasulinjaan kertyvä kiintoaine, joka ei liuennut 50%:een lipeään 70 oC lämpötilassa, liukeni rasvahappoon jo huoneenlämmössä. Liukoisuus kasvoi lämpötilaa kasvatettaessa. Suurin yksittäinen syy pesureilta läpi pääsevän hartsin määrään vaikuttaisikin olevan juuri epäsopiva pesuneste. Tämän vuoksi linjamuutosten suunnittelu lipeäpesureiden muuttamiseksi rasvahapolle aloitettiin. Keräilylaitteiston avulla toteutettujen keräilykokeiden tulosten perusteella toinen suuri syy pesureilta läpi pääsevän hartsin määrään olivat typpi- ja höyrypuhallukset. Lisäksi pesureilta läpi pääsevän materiaalin määrään vaikuttivat reaktiotuotteet sekä pesureiden kierron lämpötila, joka vaikuttaa pesureilta poistuvan kaasun lämpötilaan. Pesureiden läpi pääsevän hartsimaisen materiaalin ja pesureiden jälkeen kerätyn lauhteen määrä kasvoi pesurin nesteen lämpötilan noustessa. pH- ja konsentraatiomittausten perusteella mäntyöljytislaamon puoleisen lipeäpesurin tehokkaaksi pesuajaksi 8 %:lla lipeäliuoksella määritettiin noin 8 tuntia mittausten aikaisella tuotantokapasiteetilla. Kokeesta ei järjestetty useampia toistoja, sillä linjamuutoksia, jotka mahdollistaisivat pesurin nesteen vaihtamisen rasvahapoksi, alettiin suunnitella pian kokeen jälkeen. Hartsijalosteen puoleiselle lipeäpesurille syötettävien kaasujen koostumuksen sekä pesurin pienen lipeän kulutuksen perusteella alettiin myös tätä pesuria varten suunnitella linjamuutoksia pesunesteen vaihtamiseksi.

see all

Subjects:
Copyright information: © Niklas Vainionpää, 2016. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.