Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Nya produkter måste till om den svenska massa- och pappersindustrin ska behålla konkurrenskraften gentemot utländska producenter. Biokemikalier är en trolig framtida marknad för skogsindustrin, och den här rapporten fokuserar på möjligheten att investera i en mindre, lokal fabrik som producerar etylenoxid genom direkt oxidation av etanol.
Målet med studien är att svara på frågeställningarna; Hur hög grundinvestering kan tillåtas vid anläggning av en lokal etylenoxidfabrik? Hur förändras grundinvesteringen när vissa ekonomiska antaganden varieras? Hur mycket etanol kommer den tänkta etylenoxidfabriken att förbruka?
Utöver dessa tre mål diskuteras även integration av etylenoxidfabriken med ett vedbaserat bioetanolraffinaderi.
En skattning av den maximala grundinvesteringen har genomförts med nettonuvärdesmetoden. Kalkylränta, driftkostnader och marknadspris har varierats i en känslighetsanalys. Vidare har förbrukningen av etanol beräknats baserat på litteratur. Relevant litteratur om lignocellulistiska bioraffinaderier har även studerats för att kunna diskutera rimligheten i att integrera den tänkta etylenoxidfabriken med ett andra generationens bioraffinaderi.
Resultaten visar, givet vissa grundläggande ekonomiska antaganden, att en etylenoxidfabrik kan anläggas för 20,2 miljoner dollar. Känslighetsanalysen visar att grundinvesteringen varierar mellan 9,3–41,5 miljoner dollar. Etanolförbrukningen för den tänkta fabriken beräknades till 18,3 miljoner liter etanol årligen, vilket motsvarar produktionen av bioetanol hos Domsjö fabriker i Örnsköldsvik.
Driftskostnader är den variabel som bör undersökas närmare, samt teknoekonomiska analyser måste till för att fastställa den exakta grundinvesteringen. Konverterade massa- och pappersbruk kommer troligen att producera mindre mängder etanol i framtiden, och här har integration med en etylenoxidfabrik stor potential.

In order for Swedish pulp and paper industry to remain competitive against foreign producers, new products must be introduced. Biochemicals is a growing market, and hold potential to increase the value of wood-based products. This paper focus on ethylene oxide produced by one-step conversion of bioethanol.
The objectives of this paper are to economically evaluate a possible ethanol-based ethylene oxide plant located in Örnsköldsvik by answering the following questions; how big capital investment may be permitted at the construction of a local ethanol-based ethylene oxide plant? How does the maximum capital investment vary, if certain economic assumptions are varied? What is the probable feedstock consumption of the proposed plant? Integration of the ethylene oxide plant and a second generation bioethanol refinery is also discussed. The maximum capital investment was calculated through a net present value calculation. A sensitivity analysis has been done, where operating costs, rate, and ethylene oxide market price is varied. Furthermore, the feedstock (ethanol) consumption has been estimated based on literature. Relevant literature of lignocellulistiska biorefineries have been studied in order to discuss the feasibility of integrating the proposed ethylene oxide plant with a second generation biorefinery.
The results show that, given certain basic economic assumptions, an ethylene oxide plant can be built for a maximum capital investment of $20.2 million. The sensitivity analysis shows that the capital investment ranges from $9.3 to $41.5 million. The annual feedstock consumption for the proposed plant was estimated to 18.3 million liters of ethanol, which corresponds to the production of bioethanol in Domsjö Fabriker in Örnsköldsvik.
Operating costs should be explored further, and techno-economic analysis is needed in order to determine the capital investment. In the near future, converted pulp- and paper mills are likely produce smaller amounts of ethanol, and this is where integration of an ethylene oxide plant holds great potential.