طرح توجیهی تولید بوتیل الکل یا بوتانول سال 1400 + کامفار

جهت سفارش مطالعات بازار و طرح توجیهی تولید بوتیل الکل یا بوتانول سال 1400 با نرم افزار کامفار به صورت فایل word و pdf ، جهت اخذ جواز تاسیس و وام و تسهیلات بانکی ، این مقاله را مطالعه نموده و سپس با ما تماس بگیرید ضمنا میتوانید فایل طرح توجیهی تولید بوتیل الکل یا بوتانول را که آرشیوی و مربوط به سالهای گذشته میباشد ، صرفا جهت مطالعه از انتهای همین صفحه دریافت نمایید.

 

بوتیل الکل (C4H9OH) یا بوتانول به چهار ترکیب آلی نرمال بوتانول ((n-) butyl alcohol) ، بوتیل الکل نوع دوم ((sec-) butyl alcohol) ، ایزوبوتیل الکل و بوتیل الکل نوع سوم ((t-) butyl alcohol) گفته می شود که همگی دارای فرمول شیمیایی یکسان هستند اما ساختاری متفاوت دارند.

 

---

آشنایی با طرح توجیهی بوتیل الکل یا بوتانول

---

 

بوتیل الکل (Butyl alcohol) با فرمول شیمیایی (C4H9OH) مایعی است بی رنگ ، شفاف و قابل اشتعال که عموما به عنوان یک حلال آلی کاربری دارد. این ترکیب دارای چهار ایزومر ساختاری است و عموما به عنوان حلال در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد.

معرفی

بوتیل الکل (C4H9OH) یا بوتانول به چهار ترکیب آلی نرمال بوتانول ((n-) butyl alcohol) ، بوتیل الکل نوع دوم ((sec-) butyl alcohol) ، ایزوبوتیل الکل و بوتیل الکل نوع سوم ((t-) butyl alcohol) گفته می شود که همگی دارای فرمول شیمیایی یکسان هستند اما ساختاری متفاوت دارند. ساختار این چهار ترکیب در زیر نشان داده شده اند:

نرمال بوتانول

هر کدام از این الکل ها کاربردهای صنعتی مهمی دارند.نرمال بوتانولحلالی است برای رنگ ها ، رزین ها و سایر پوشش دهنده ها همچنین جزئی از مایع ترمز هیدرولیک است. مقادیر زیادی از این ماده به استرها تبدیل می شود که کاربرهای فراوانی دارند ، به عنوان مثال بوتیل استات به عنوان حلال رنگ استفاده می شود و دی بوتیل فتالات به عنوان پلاستی سایزر مورد استفاده قرار می گیرد.

چهار ایزومر عنوان شده در محصولات مختلفی مانند مواد آرایشی بهداشتی ( مانند مواد آرایش چشم ، پایه ها ، رژ لب ، محصولات مراقبت از ناخن ، محصولات بهداشتی و اصلاح) و در تولید دارو برای آنتی بیوتیک ها ، هورمون ها و ویتامین ها به کار برده می شوند.

بوتیل الکل نوع دوم

این ترکیب در حلال ها و استرها به میزان محدودی استفاده دارد و بیشتر آن به متیل اتیل کتون تبدیل می شود. متیل اتیل کتون حلالی مهم در تولید پلاستیک ، الیاف و مواد منفجره است.

ایزو بوتیل

ایزوبوتیل الکل نیز همانند نوع دوم در حلال ها و پلاستی سایزرها کربرد دارد. استرهای این ماده در طعم دهنده های میوه ای مورد استفاده قرار می گیرند.

خواص فیزیکی و شیمیایی ایزو بوتانول

نام ترکیب: ایزوبوتانول

نام آیوپاک: ۲-متیل پروپان-۱-اُل

نام های متداول:ایزوبوتیل الکل / ۲-متیل – ۱-پروپانول / ۲-متیل پروپیل الکل / ایزوپروپیل کاربینول

شماره CAS: 78-83-1

فرمول شیمیایی: C4H10O

جرم مولی: ۷۴٫۱۲۲ گرم بر مول

شکل ظاهری: مایع شفاف – بی رنگ و بی بو (اغلب دارای مزه شیرین)

دانسیته: ۰٫۸۰۲ گرم بر سانتی متر مکعب

نقطه ذوب: ۱۰۸- سانتی گراد

نقطه جوش: ۱۰۷٫۸۹ درجه سانتی گراد

میزان حلالیت در آب: ۸٫۷ میلی لیتر در ۱۰۰ میلی لیتر آب

فشار بخار: ۹ میلی متر جیوه در دمای ۲۰ درجه سانتی گراد

ویسکوزیته: ۳٫۹۵ cP در دمای ۲۰ درجه سانتی گراد

نقطه اشتعال پذیری: ۲۸ درجه سانتی گراد

دمای خوداشتعالی: ۴۱۵ درجه سانتی گراد

ترت بوتیل

این ترکیب نیز به عنوان حلال و خنثی کننده اتیل الکل کاربری دارد. در مقادیر کمی نیز در طعم دهنده ها و عطرها نیز استفاده می شود. یکی از کاربردهای ترت بوتیل افزایش عدد اکتان بنزین است ، این عمل در گذشته انجام می شد اما از آنجایی که بخارات این ترکیب سمی هستند ، امروزه در تولید بنزین از آنها استفاده نمی شود و در بسیاری از کشورها ممنوع شده است.

تولید بوتیل الکل

تولید بوتیل الکل سالهاست که از طریق تخمیراستون – بوتانول – اتانول (ABE) صورت می گیرد. باکتری استفاده شده برای این کار عموما کلستریدیوم (Clostridium sp) است. تخمیر ABE در دو مرحله انجام می شود : در مرحله اول لایه های آلی به استیک و بوتریک اسید تبدیل می شوند ، در مرحله دوم اسیدهای به حلال های ABE تبدیل می شوند.

با این وجود تولید بوتیل الکل از طریق تخمیر به دلیل محدودیت هایی زیادی از جمله بازده پایین محصول ، انتخاب پذیری نامطلوب و سمیت ، همچنان محدود است. برای فائق آمدن به این مشکلات هنوز مطالعاتی در حال انجام هستند

ایمنی بوتانول نرمال

استنشاق بخارات بوتانول سبب سوزش پرده های مخاطی می شود و در غلظت های بالاتر بوتانول به عنوان نارکوتیک عمل می کند. بوی ملایم آن سبب نمی شود که پیش اخطارهای ایمنی معمول را در کار حمل ونقل و دست زدن به حلال ها نادیده بگیریم.

تاریخچه ی تولید بوتانول

تا اواسط دهه 1940، عمدتا از طریق فرایند تخمیر با استفاده از فرایندی به نام ABE به وسیله ی باکتری کلستریدیا تولید شد. فرایند ABE در انگلستان در سال 1912 برایتولید استونتوسعه یافت. از استون برای ساخت جنگ افزارها در طول جنگ جهانی اول استفاده شد. در سال 1927، فرآیند ABE برای تولید نرمال بوتانول به کاربرده شد تا رنگ اتوموبیل برای صنعت خودروسازی تولید کند. با در دسترس بودن نفت ارزان و معرفی فرآیندهای پتروشیمی جدید، فرآیند ABE به علت ارزان تر بودن فرایند های پتروشیمی، رها شد.

بیوتکنولوژی مدرن و تکنولوژی تخمیر پیشرفته همه این پارامترها را تغییر داده است. با پیشرفت های علمی در میکروب شناسی و زیست شناسی و پیشرفت چشمگیر در تکنولوژی فرایند های زیستی، فرآیند ABE در حال حاضر به لحاظ اقتصادی معادل با فرآیندهای پتروشیمی بسیار بزرگ تر به لحاظ حجم محصول است

بازار جهانی بوتیل

سالیانه بازار انواع الکل وبوتیل فروش های چشمگیری می کند اما اگر مشتقات بوتیل پیشرفت های چشمگیری داشته باشد فروش بوتیل های ایران در بین بازار های رقیب بالاتر می رود .در پیش بینی های انجام شده تا سال ۲۰۲۲ بوتیل به پیشرفت اقتصادی بالایی در مرز ۵.۵۷ میلیارد برسد.

 

---

درآمد ، هزینه و سود تولید بوتانول یا الکل

---

 

همانطور که در قسمت بالا به آن اشاره شد تولید بوتانول برای کشور یکی از حائز اهمیت ترین کارهایی است که کشور و تولید انبوه به آن نیاز دارد به همین دلیل صرفه اقتصادی مفیدی می تواند داشته باشد .

برای تولید کود بیولوژیک با ظرفیت ۵۰۰۰تن به سرمایه گذاری به ارزش ۷۰ میلیون دلار با نرخ برابری دلار با ۲۷هزار تومان می توانید این شغل را راه اندازی کنید .توجه داشته باشید حداقل سرمایه در گردش شما باید ۶۰میلیون دلار باشد تا به تولید عالی برسید .حداقل زیربنای لازم برای این کار ۴۵۰۰ متر مربع است

 

---

فرآیند تولید بوتانول یا بوترل الکل

---

 

نشاسته و سلولز در تولید اتانول

شکر چغندرقند و نیشکر؛ استخراج‌شده و تحت فرآیند قرار می‌گیرد. محصولاتی مثل ذرت ، گندم و جو حاوی نشاسته هستند، به شکر تبدیل می‌شوند و از آن اتانول تولید می‌کنند. عمده تولید اتانول ایالات‌متحده از نشاسته صورت می‌گیرد. منبع تأمین نشاسته هم عمدتاً از مزارع ذرت تأمین می‌شود.

منبع دیگر شکر در درخت‌ها و سایر گیاهان به‌صورت الیاف سلولزی وجود دارد. برای استفاده از سلولز، ابتدا باید آن را به شکر تخریب کرد و سپس شکر طی فرایند تخمیر، به اتانول تبدیل می‌شود. محصولات جانبی عملیات‌های جنگل‌داری هم، برای تولید اتانول با منبع سلولزی استفاده می‌شود. خاک‌اره، تکه‌های چوب، شاخه‌ها و ضایعات محصولات کشاورزی از موادی هستند که می‌توان از آن‌ها در تولید اتانول سلولزی استفاده کرد. برخی گیاهان نیز منحصراً برای تولید اتانول کشت می‌شوند.

فرآیند میلینگ

تولید اتانول عمدتاً در یک فرایند چهار مرحله‌ای انجام می‌شود :

- مواد اولیه که محصولات کشاورزی یا گیاهان را شامل می‌شود برای تسهیل فرایند خرد می‌شوند.

- شکر از مواد اولیه جدا می‌شود. به‌طور دقیق‌تر سلولز به شکر تخریب‌شده و یا نشاسته به شکر تبدیل می‌شود. این عملیات طی یک فرایند پخت انجام می‌شود.

- مخمرها و باکتری‌ها از شکر تغذیه می‌کنند و اتانول آزاد می‌شود. این فرایند تخمیر نام دارد و طی این فرایند کربن دی‌اکسید به‌عنوان محصول جانبی ایجاد می‌شود. بسیاری از نوشیدنی‌های بر پایه انگور و مالت هم با فرایند مشابهی تولید می‌شوند.

- برای حصول اتانول با غلظت‌های بالا، طی فرایند تقطیر، اتانول از سایر محصولات جداسازی می‌شود. برای اینکه این اتانول توسط انسان قابل‌مصرف نباشد گازوئیل به‌عنوان ماده افزودنی به آن اضافه می‌شود.ذرت استفاده‌شده را می‌توان بعد از فرآیند، جداسازی نمود و برای غذای دام و طیور استفاده کرد.‌

میلینگ مرطوب

روش دیگری که برای تولید اتانول توسط تولیدکنندگان در مقیاس بزرگ استفاده می‌شود، میلینگ مرطوب است. در این فرآیند، یک مرحله خیس شدگی وجود دارد. پس‌ازآن تفاله غلات، روغن ، نشاسته و گلوتن جداسازی شده و برای تبدیل به محصولات ارزشمندتر تحت فرآیند قرار می‌گیرند. یکی از این محصولات شربت ذرت است که دارای مقادیر زیادی فروکتوز می‌باشد. این شربت به‌عنوان شیرین‌کننده در صنایع غذایی استفاده می‌شود. روغن ذرت هم محصول دیگری است که از محیط جداسازی شده و تحت پالایش قرار می‌گیرد. گلوتن تحت فرآیند میلینگ مرطوب جدا می‌شود و به‌عنوان ماده افزودنی در خوراک مورداستفاده قرار می‌گیرد

خالص سازی اتانول

در فرآیند تولید اتانول پس از تخمیر، نوبت به مرحله‌ی تقطیر می‌رسد. در این مرحله اتانول تا حدود 96 درجه خالص می‌شود. در این مرحله از چند برج تقطیر سینی‌دار یا آکنده با جنس استیل وجود دارد.برای به دست آوردن خلوص بیشتر از چند روش می توان استفاده کرد :

استفاده از غربال ملکولی: در این روش از غربال ملکولی برای به دام افتادن مولکول‌های آب و افزایش درصد اتانول استفاده می‌شود.

استفاده از پمپ خلا: در این روش با کاهش فشار نقطه‌ی آزئوتروپ شکسته شده و الکل خالص به‌دست می‌آید.

روش تقطیر غشایی: در این روش با استفاده از تقطیر غشایی الکل 99.96 حاصل می‌شود.

فرایند اصلی تولید الکل

در ابتدا دکستروز در مخازن با جنس مناسب ذخیره می شود. خوراک در مرحله‌ی بعد وارد مخازن تخمیر می شود. دکستروز در این مخازن تبدیل به اتانول می‌گردد. محلول تخمیری پس از فیلتراسیون وارد برج تقطیر می گردد. در برج‌های تقطیر خالص سازی الکل تا 96 درصد حجمی به وسیله‌ی این برج‌ها امکان پذیر است. برای خالص سازی بیشتر تا الکل مطلق از فرایند های مختلفی استفاده می گردد.

واحدهای جانبی

واحد فیلتراسیون ضروری نیست. اما فیلتراسیون باعث افزایش کیفیت اتانول تولیدی و تولید محصولات جانبی بسیار پرارزش می شود. تصفیه خانه پساب نیز یکی از مهم‌ترین واحدهای جانبی کارخانه الکل است. وجود این واحد برای اخذ مجوزات لازم از اداره محیط زیست بسیار مهم و حیاتی به حساب می‌آید. مخازن ذخیره سازی اتانول نیز باید دارای جنس مناسب باشد تا علاوه بر حفظ کیفیت اتانول، مانع آتش سوزی گردد.

 

---

ماشین آلات و نیروی انسانی مورد نیاز برای تولید بوتانول یا بوتیل الکل

---

 

مخازن ذخیره سازی ملاس

مخازن رقیق سازی

مخازن خیساننده

تخمیر کننده ها

مخزن نگهداری عصاره الکلی ضعیف         

برج تقطیر و جداسازی محصول

برج تخلیص الکل

مبدلهای حرارتی

مخزن نگهداری سوخت کوره

مخزن نگهداری اتیل الکل

خمره های مخصوص تخمیر (Dectation Vats)

بویلر (دیگ بخار)

ضد عفونی کننده (Sterilizer

نیروی انسانی مورد نیاز برای تولید بوتانول یا بوتیل الکل با ظرفیت ۵۰۰۰ تن ۴۰ نفر است