Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Heat integration design of alpha methyl ester sulfonate production process
Year (A.D.)
2020
Document Type
Thesis
First Advisor
ไพศาล กิตติศุภกร
Faculty/College
Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)
Department (if any)
Department of Chemical Engineering (ภาควิชาวิศวกรรมเคมี)
Degree Name
วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาโท
Degree Discipline
วิศวกรรมเคมี
DOI
10.58837/CHULA.THE.2020.1068
Abstract
แอลฟ่าเมทิลเอสเทอร์ซัลโฟเนทเป็นสารลดแรงตึงผิวที่ผลิตจากเคมีชีวภาพจากน้ำมันพืชหรือไขมันสัตว์ ซึ่งเป็นสารลดแรงตึงผิวที่มีคุณภาพดีและมีคุณสมบัติใกล้เคียงกับโซเดียมโดเดซิลเบนซีนซัลโฟเนท โซเดียมลอริลอีเทอร์ซัลเฟต และโซเดียมโดเดซิลซัลเฟต ที่เป็นสารลดแรงตึงผิวที่ผลิตมาจากปิโตรเลียม เนื่องจากแนวทางการใช้พลังงานเชื้อเพลิงของโลกเปลี่ยนแปลงในอนาคต จะส่งผลให้ความต้องการใช้เมทิลเอสเทอร์ในอนาคตมีแนวโน้มลดลง งานวิจัยนี้ได้ศึกษากระบวนการผลิตแอลฟ่าเมทิลเอสเทอร์ซัลโฟเนท เนื่องจากเป็นสารเคมีที่ใช้เมทิลเอสเทอร์เป็นสารตั้งต้นในกระบวนการผลิต ทำให้เป็นโอกาสที่จะชดเชยการใช้เมทิลเอสเทอร์เป็นพลังงานเชื้อเพลิงที่ลดลงได้ ซึ่งในกระบวนการผลิตแอลฟ่าเมทิลเอสเทอร์ซัลโฟเนทเป็นกระบวนการผลิตที่คายพลังงานความร้อนออกจากกระบวนการผลิต จึงเห็นโอกาสในการนำพลังงานกลับมาใช้เกิดประโยชน์อีกทั้งเป็นการช่วยลดต้นทุนในการผลิตของเเอลฟ่าเมทิลเอสเทอร์ซัลโฟเนทได้อีกด้วย โดยมีวัตถุประสงค์ของงานวิจัย คือ เพื่อปรับปรุงและพัฒนาประสิทธิภาพของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนโดยการออกแบบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเครือข่าย ศึกษาและวิเคราะห์ผลการออกแบบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเครือข่ายและความเป็นไปได้ในการลงทุนโดยใช้โปรแกรม Aspen plus และ Aspen energy analyzer โดยผลการสร้างแบบจำลองพบว่าการใช้น้ำเป็นสารหล่อเย็นในกระบวนการผลิตจะส่งให้พื้นที่รวมของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนน้อยกว่าการใช้อากาศเป็นสารหล่อเย็นและแบบจำลองดังกล่าวสามารถผลิตไอน้ำจากกระบวนการผลิตได้ 25,000 กิโลกรัมต่อชั่วโมง ที่ความดันของไอน้ำ 3 บาร์ สามารลดปริมาณการใช้เอททีลีนไกลคอนได้ 11,085 กิโลกรัมต่อชั่วโมงโดยใช้เมทานอลในกระบวนการผลิตมาแลกเปลี่ยนความร้อนแทนและสามารถลดพื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อนรวมของกระบวนการผลิตเหลือเป็น 394.70 ตารางเมตร
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
Alpha-methyl ester sulfonate is made from oleochemicals with better surfactant properties comparing to sodium dodecyl benzenesulfonate, sodium lauryl ether sulfate and sodium dodecyl sulfate from petroleum-based. As the trend of fuel consumption changes, biodiesel may have reduced in demand. In this research, the production process of alpha methyl ester sulfonate from biodiesel has been studied. As the production process of alpha-methyl ester sulfonate involves several chemical reactions at a high-temperature condition, the energy used in this process is considerably high. Therefore, the objectives of this study are to increase heat recovery of the alpha-methyl ester sulfonate process and to find an optimal process condition subjecting to product properties. Models based on Aspen plus and further developed with the Aspen energy analyzer program have been carried out to evaluate the efficiency of a heat transfer process. A heat exchange process has been proposed to reduce energy consumption and to recover the heat lost with additional heat exchanger network. In addition, this work has studied process conditions with different coolant conditions. Simulation results have shown that with proposed heat exchanger network, the heat transfer area of the heat exchangers can be reduced by about 8.65%. Meanwhile, the process can generate steam about 25,000 kg/hr at 3.5 bar and reduce mono ethylene glycol in the process about 11,085 kg/hr.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
ชอบทำดี, กฤตวิทย์, "การออกแบบการบูรณาการความร้อนของกระบวนการผลิตแอลฟ่าเมทิลเอสเตอร์ซัลโฟเนท" (2020). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 3726.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/3726