Laboratoriomittakaavan Fischer-Tropsch-laitteiston jatkokehitys ja käyttöönotto
Siikasmaa, Miia (2011)
Siikasmaa, Miia
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2011
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201105249286
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201105249286
Tiivistelmä
Tämän insinöörityön tarkoituksena oli jatkokehittää Metropolia Ammattikorkeakoulun Myyrmäen yksikön prosessitekniikan laboratorioon insinöörityönä rakennettua laboratoriomittakaavan Fischer-Tropsch-laitteistoa. Tarkoituksena oli kehittää laitteisto, jolla voidaan tutkia hiilivetyjen valmistusta käytännössä ja joka käyttöturvallisuuden puolesta soveltuu käytettäväksi laboratorio-olosuhteissa.
Työn käytännön osuus koostui laitteiston suunnittelusta ja rakentamisesta, katalyytin valmistuksesta sekä prosessin ajosta. Laitteiston suunnittelussa käytettiin pohjana Kokkolan yliopistokeskus Chydeniuksessa pro gradu –työnä vuosina 2009-2010 rakennettua Fischer-Tropsch-laitteistoa. Myös katalyytin valmistusvaiheissa noudatettiin pitkälti Kokkolassa suoritettuja työvaiheita.
Suunnittelu- ja uudelleenrakentamisvaiheessa pyrittiin poistamaan epäkohdat, jotka olivat estäneet prosessin ajamisen (tiiveys, yhteensopimattomat osat). Kaasunsyöttöjärjestelmä muutettiin panostoimisesta jatkuvatoimiseksi. Lisäksi tuotekaasun poistojärjestelmä, joka oli jäänyt keskeneräiseksi, viimeisteltiin, joten laitteisto saatiin täysin käyttövalmiiksi. Tarvittavat varolaitteet asennettiin. Turvallisuusasioihin kiinnitettiin suunnittelu- ja rakennusvaiheessa erityistä huomiota, sillä työssä ollaan tekemisissä vaarallisten kaasujen kanssa.
Työssä asetetut tavoitteet saatiin toteutettua aikataulun sekä budjetin sallimissa rajoissa.
Laitteiston toimivuutta testattiin suorittamalla neljä koeajoa 200-280 oC:n reaktiolämpötilassa. Koeajot suoritettiin 10 ja 20 m-%:lla kobolttikatalyytilla. Prosessissa käytetty synteesikaasu tilattiin AGA:lta valmiina seoksena ja sen H2/CO-suhde oli 2,3.
Ensimmäisessä ja toisessa koeajossa tuotetta ei saatu. Kolmannessa ja neljännessä koeajossa syntyi pieni määrä nestemäistä tuotetta, joka sisälsi vettä ja pienen määrän raskaita hiilivetyjä, lähinnä vahoja, alkoholeja sekä rasvahappoja (hiililuku C20+).
Työn käytännön osuus koostui laitteiston suunnittelusta ja rakentamisesta, katalyytin valmistuksesta sekä prosessin ajosta. Laitteiston suunnittelussa käytettiin pohjana Kokkolan yliopistokeskus Chydeniuksessa pro gradu –työnä vuosina 2009-2010 rakennettua Fischer-Tropsch-laitteistoa. Myös katalyytin valmistusvaiheissa noudatettiin pitkälti Kokkolassa suoritettuja työvaiheita.
Suunnittelu- ja uudelleenrakentamisvaiheessa pyrittiin poistamaan epäkohdat, jotka olivat estäneet prosessin ajamisen (tiiveys, yhteensopimattomat osat). Kaasunsyöttöjärjestelmä muutettiin panostoimisesta jatkuvatoimiseksi. Lisäksi tuotekaasun poistojärjestelmä, joka oli jäänyt keskeneräiseksi, viimeisteltiin, joten laitteisto saatiin täysin käyttövalmiiksi. Tarvittavat varolaitteet asennettiin. Turvallisuusasioihin kiinnitettiin suunnittelu- ja rakennusvaiheessa erityistä huomiota, sillä työssä ollaan tekemisissä vaarallisten kaasujen kanssa.
Työssä asetetut tavoitteet saatiin toteutettua aikataulun sekä budjetin sallimissa rajoissa.
Laitteiston toimivuutta testattiin suorittamalla neljä koeajoa 200-280 oC:n reaktiolämpötilassa. Koeajot suoritettiin 10 ja 20 m-%:lla kobolttikatalyytilla. Prosessissa käytetty synteesikaasu tilattiin AGA:lta valmiina seoksena ja sen H2/CO-suhde oli 2,3.
Ensimmäisessä ja toisessa koeajossa tuotetta ei saatu. Kolmannessa ja neljännessä koeajossa syntyi pieni määrä nestemäistä tuotetta, joka sisälsi vettä ja pienen määrän raskaita hiilivetyjä, lähinnä vahoja, alkoholeja sekä rasvahappoja (hiililuku C20+).