Συστημική Προσέγγιση στην Ολοκλήρωση Συμβατικού Διυλιστηρίου με Βιοδιυλιστήριο

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζεται μία μεθοδολογία για την ολοκλήρωση βιοδιυλιστηρίου με συμβατικά διυλιστήρια. Αρχικά γίνεται ανασκόπηση ενός υπάρχοντος βιοδιυλιστηρίου και ανασκόπηση των παραγόμενων προϊόντων. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκε ενδελεχής μελέτη στη βιβλιογραφία με στόχο την αναγνώριση συμβατικών διεργασιών που οδηγούν στο σχηματισμό των ίδιων προϊόντων. Με αυτό τον τρόπο δημιουργήθηκε μία υπερδομή που συνδυάζει τις συμβατικές με τις βιοδιεργασίες. Για κάθε διεργασία έχουν συλλεχθεί στοιχεία σχετικά με τα ισοζύγια μάζας και ενέργειας. Επιπλέον έχει υπολογιστεί και το περιβαλλοντικό αποτύπωμα σε όρους CO2-eq. Οι διαθέσιμες τροφοδοσίες βιομάζας είναι τέσσερις (4), υπολείμματα ξυλείας και καλαμποκιού, στερεά αστικά απόβλητα και κραμβέλαιο. Αντίστοιχα οι συμβατικές τροφοδοσίες είναι τριών ειδών : πετρέλαιο, φυσικό αέριο και άνθρακας. Τέλος, αναπτύχθηκαν δύο συγκεκριμένα σενάρια για την παραγωγή αιθυλενίου και αερίου σύνθεσης. Στα σενάρια αυτά υποτέθηκαν συγκεκριμένες δυναμικότητες το χρόνο για κάθε προϊόν και οι διεργασίες συγκρίθηκαν σε επίπεδο περιβαλλοντικού οφέλους και κόστους (λειτουργικού και παγίου).

The project outlines a methodology for the integration of biorefineries with conventional refineries. The process invites a conceptual design of processes considering the processes as black boxes with input and output streams. The implementation takes the form of a synthesis model that is generalized with process and intermediates as appropriate to the case. The implementation features four (4) biobased (woodchips, corn stover, municipal waste, plant oi) and three (3) conventional (crude oil, natural gas and coal) feedstocks, fifty (50) different bio and conventional processes (fermentation, gasification, anaerobic digestion, transesterification, reforming, refining, hydrocracking, catalytic cracking, dehydrogenation, synthesis, etc.) , sixteen (16) intermediate chemicals (ethanol, methanol, naptha, glycerol, syngas etc.) and eight (8) final products (ethylene, propylene, propylene glycol, acetone, butanol etc.) The model identifies the optimal integrated flows and synergies in terms of energy production and consumptions. The synthesis model performs screening over multiple production routes subjected to economic and energy restrictions including the impact of LCA aspects.