Schema van een D.D.T. fabriek

j .á

SCHEMA VAN EEN D.D.T. FABRIEK. J.P.For~lin

&

J.A.Meijs.

1950.

INLEIDING.

Dichloor-diphenyl-trichlooraethaan werd voor het eerst in 1874 gesynthetiseerd door Zeidler.l) Het is echter pas sinds 1939 van belang geworden door zijn werking als insectenverdelgend middel. Dit werd gevonden door Mttller van de Geigy A.G. Zwitserland.2) Sinds-dien heeft het grote bekendheid gekregen en is de productie enorm toegenomen, vooral als gevolg van de tweede wereldoorlog<

Voor de meeste insecten is D.D.T. een zenuwdodend con~étvergif. Voor mens en zoogdieren is het practisch onschadelijk.

i/'

De fabricage van D.D.T. verloopt in principe op dezelfde

manier als in 1874. Men la.8t chloral en chloorbenzeen in tegenwoordigiuti:' heid van geconcentreerd zwavelzuur met elkaar re8.geren. Er ontstaan

hierbij een aantal isomere condens8.tieproducten. Het p,p' dichloor-diphenyl-trichlooraethaan is de gewenste stof met ve~lit de krachtigste werking als insectenbestrijdingsmiddel. Bij een juiste uitvoering van het proces is een product met 75

%

p,p' te verkrijgen. Meestal wordt het technische D.D.T. dan niet meer gezuiverd omdat het voor het gebruik toch verdund wordt, gewoonlijk met talk of zetmeel. of opge-lost in minerale olie. Het verschijnt dan onder allerlei fantasienamen " in de handel, zoals neocid, gesarol etc.

Behalve gec. zwavelzuur kan men ook chloorsQlfonzu~rr als condensatie-middel gebDliken. De rendementen zijn dan evenwel lager en de kosten hoger. 3)

" Î . Technisch kan men grote hoeveelheden D.D.T. volgens het

i

V

.

.if-

rw"

proces van Brothman continil bereiden. 4) Men maakt dan tenminste 30 ton ~~'.~~j per dag. Wi~ hebben ons tot doel gesteld een voor Nederland geschikte

"

VI" -

f\.--

D.D. T. fabriek te ontwerpen. Volgens gegevens van het Centraal Bureau

. /"..J>

voor de Statistiek ~edroeg de invoer in Nederland in 1949 ongeveer /'

~ ~ 120 ton D.D.T. 100

%

met een wparde van f.310.000. Het werd

voor-~

..

~

namelijk geimporteerd uit de Verenigde Staten van Amerika. De eigen

1

'

wr

productie in Nederland was gering. (Organon,Oss)

rr

Wij mogen verwachten dat het verbruik aan DZD.T. voorlopig nog zal

I

Een toenemen, terwijl misschien een ontwerp voor een productie van een halve ton e;eringe export mogelijk is. per dag is zeker (Indonesie). gerechtvaardigd. Dit is evenwel een te kle1ne hoeveelheid om in een geheel zelfstandige fabriek te kllnnen worden ondergebracht. Gezien de grote hoeveelheden chloor die verbruikt worden, en zoutzuur dat vrij-komt, lijkt het ons aangewezen dit bedrijf aan een bestaande chloor-fabriek te koppelen. In ons land is dit dus met name de Koninklijke Nederlandse Zoutindustrie.

Naast het hoofdprodact D.D.T. ontstaan als bijproducten dichloorbenzenen, HCl

d en afVéJ~velzU11r. Het HCl hetwelk een weingg alcohol en zeer wenig foenzeeit- vat kan als 36 J~ zoutzuur worden

verkocht. Het is mogelijk dat het afvalzwavelzuur nog is te gebruiken voor de superfosfaatbereiding.

De productie van D.D.T. komt dus neer op: a) Chloorbenzeenbereiding.

b) Chloralbereiding. c) D.D.T. condensatie.

d) Verwerking van de bij a) en b) ontstane gassen.

a) en d) worden behandeld door J.A.Meijs. b) en c) door J.P.Fortuin.

----~---, - -- - - -(" \' 1 j ~ I I 5

'

]

H. .~ V ,T, 7 " """t " I , ~ ? \ . ~;. ~ .~

b

'1,1 - , I I ... )! JJr "1'"'-- - - - -I \'j /

'---r

'

---~--~~ • ( L:

o

I - I

t

I

, ) --'1 r , "

~

, -1

~

~

~

1-1 \ 1 - I #' 1 "., ...,. 1 ,) \ ,I

"-"'/

t

I pek el ~ I

Chlural synt hes e & 0.01 ccndensat Ie

JPFORTUIN

JUNI 195:),

/

-

l

-J

DE BEREIDING VAN CHLORAL.

-.

Inleiding.

Bij chlorering van aethylalcohol wordt chloralalcoholaat

gevormd. Dit is een oude synthese van Liebig welke zou verlopen volgens;

Het is een eindvergelijking. Men neemt aan dat de reactie via verschiliI

lende t !lssenproducten verloopt. 5) Hierbij spelen aethylhypochloriet

en aceetaldehyde een belangrijke rol.

In het begin van de reactie wordt chloor slechts langzaam

door aethylalcohol opgenomen. Om de totale reactietijd te verkorten

maakt men daarom in de techniek ge brclik van él.ethylalcohol waaraan

tevo~ren reeds een hoeveelheid gechloreerd reactieprod11ct is toegevoegd.

Men kan deze werkwi j ze ook verwezenli jken door !net meer reactoren in

serie te werken. De reactie kan dan ook continu verlopen. 4) Soms wordt

ijzerchloride als katalys~tor gebrQikt.

Uit het gevormde chloralalcoholaat is met sterk zwavelzuur chloral vrij

te makem, dat d~n kan worden afgedestilleerd.

De hier beschreven installatie is ontworpen voor een productie

van 335 kg. gedistilleerd chloral per dag. De grootste moeilijkhei.d in

deze fabriek is de corrosie van de apparatuur. De materialen moeten

bestand zi jn tegen chloor en ZO'ltzuur bij hogere temperat'.lUr. Geschikt

zijn eigenlij:c slechts tantaal, lood, karb8te en zuurvpste steen.

Tantaal kFm wegens de hoge kosten vaak niet worden toegepast terwijl

steen niet bestand is tegen snell e wisselingen in tempera~Qur.

De gewenste Célpaciteit is te klein om een continue werkwijze mogelijk

te maken. Er is daaromr:igebruïk gemaakt van een discontinu procédé

met een reactietijd van ± 60 ~ur. In de literatwlr zijn enkele gegevens

bekend over de technische bereiding van chloral.6)

Beschrijving installatie.

a) Ruw chloràbereiding.

De chlorinr'.tor 2 is een verticaal staande cylindrische

vloei-stalen tank met conisch uitlopende bodem. De tank heeft een lengte

van 2,50 m en een inwendige doorsnede van 0,80 m en een inhoud van

1250 1. De tank is inwendig met lood bekleed en uitwendig geisoleerd.

In de bodem is een geperforeerde loodplaat aangebracht ter verdeling

V8n het onder ingevoerde chloor. Dit chloor wordt door een loden

leiding via gassnelheidsmeter I toegevoerd.

Het deksel van de chlorinator bevat een toevoerleiding voor alcohol

uit de 1000 1 grote tank

3.

Verder een karbate afvoerleiding naar de

scrtlbber

5.

In de chlorinator is een thermokoppel aangebracht voor de

t emperat'lursaflezing ti jdens de reactie.

Onder de chlorinator is een met lood beklede stalen tank

4

van 1000 1 aangebracht, waarin het reactieproduct na afloop van de proef

kan worden afgelaten. De tank

4

is door middel van loden leidingen

verbonden met de raw chloraltank 6. Deze is inwendig met lood bekleed

en heeft een inhoud van 25001.

De .3:asafvoerleiding van de chlorinator voert naar de scrubber.

Di t is een vat van dezelfde grootte en constru.ctie als de chlorinator.

De sCYl~bber is evenwel met Raschigringen gevuld. De scrubbervloeistof

wordt gecirculeerd :tn een systeem bestaande uit de scrubber , de

koeler

7,

een centrifugaalpomp en een omloopvat 8. Voor de koelpijpen

en de leidingen lijkt karbate het aangewezen materiasl, terwijl de

centrifilgaalpomp geschikt van steen kan worden uitgevoerd, daar deze

slechts koude vloeistoffen verpompt.

Het ga~ dat boven uit de absorber komt wordt gekoeld in de koeler 9

(karbatepijpen) en afge'loerd naar de absorptietorens bij de

3

-b) Chloraldestillatie.

In de destilleerketel 10 wordt sterk

zwavelzunr ontleed en vervolgens chloral a De tank is

van staal, inwendig met lood bekleed, inhoud 800 1. In de bodem van

de tank is een afvoerleiding aangebracht, toevoerleidingen bevinden

zich in het deksel. De verwarming van de vloeistof in de tan~ geschiedt

door een spiraal waardoor hoge d~lk stoom wordt geleid. Het lijkt

verantwoord om als materiaal van de spiraal hier tantaal te kiezen.

De hogere kosten zullen door de langere houdbaarheid van het tantaal zeker worden vergoed.

Op de ketel is een stalen kolom 11 aangebracht. Deze kolom

is inwendig met lood bekleed en voorzien van Raschig-ringen. De

damp-afvoerleiding (karbate) is aangesloten op een condensor 12. Ook deze

condensor is van karbate te maken. De grootte van deze condensor is

doorberekend. Het gedestilleerd chloral wordt opgevangen in een

i~t lood beklede tank 13 van 200 1.

lVlateriaFJlbalans.

Aangenomen is een reactietijd van 60 uur. Het rendement

gedest. chloral is 62

%

op chloor en 78

%

op alcohol.

De productie is 335 kg per dag of 837,5 kg per 60 uur.

Ruw chloralbereiding. Invoer: 670 kg alcohol 2600 kg chloor Chloraldestillatie. Invoer: 1400 kg ruw chloral. 1780 kg geco zwavelzuur

Verloop ~ het proces.

a) Ruw chloralbereiding. per 60 uur. Afvoer: 1400 kg 850 kg 800 kg 97 kg 12G kg Afvoer: ruw chloral chloor chloorwaterstof alcohol verlies 837,5 kg gedest. chloral 400 kg chloorwaterstof 194~,5 kg afval zuur + verlies.

Per uur wordt 43,3 kg chloor onder in de chlorinator gevoerd.

De chlorinator is gemlId met 650 1. alcohol 96

%

en het partieel

gechloreerde product~ dat bij de vorige keer in het absorptiesysteem

is gevormd.(~ 350 1.) De reactie is exotherm zodat de temperatuur in de

gei soleerde chlorinator langzaam zal oplopen tot het kookpunt. De

ontwijkende gassen, chloor, chloorwaterstof en alcohol stijgen op in

de scrubber, waar ze met kOllde alcohol worden oversproeid. In de

sc~~bber vindt verdere reactie plaats, zodat tenslotte "uit de scrubber

ontwijkt: 850 kg chloor en 800 kg chloorwaterstof totaal per 60 uur.

Aannemende dat de koeler deze gassen koelt tot 20'0. dan is uit de

dampspanning van alcohol te berekenen dat met de gpssen 97 kg alcohol

mee afgevoerd wordt. De reactie in de chlorinator is beeindigd wanneer

de vloeistof een soortelijk gewicht van 1,5 bij 60'F. heeft bereikt.

Dit is na 50-60 Ull r het geval. Dan wordt de inhoud van de chlorinator

in de onderstaande tank afgelaten. De vloeistof uit het

absorptie-systeem wordt dan in de chlorinator gepompt, verse alcohol ~oegevoerd:

650 1. in «e chlorinator en 200 1. voor het absorptiesysteem; waarna

de volgende reactieperiode kan beginnen.

b) Chloraldestillatie.

De destillatieketel wordt per keer met 280 kg ~lW chloral

en 356 kg 98

%

zwavelzllur gevil.ld. :Er is gerekend op twee keer

destil-leren per dag. Het ruw chloral bevat 30 1b HCl, dat bij het opwarmen

van de destilleerketel eerst ontwijkt. Het opwarmen moet dus

voor-zichtig en langzaam geschieden. Daarna destilleert het 95-97

%

zuivere

chloral over. Kookp'.lnt 98' C. bij 760 mmo Dit wordt gekoeld en

opgevan-gen in een kleine tank van 200 1. en vandaar naar de D.D.T.condensatie

y

-Zuiver chloral heeft de neiging om te polymeriseren en kan dus niet

in grotere hoeveelheden opgeslagen worden. Ruw chloral polymeriseert KiR

niet, hiervan kpn men dan ook wel een buffervoorrar:l.d aanhouden.

Na 22 llur destilleren is dereactie beeindigd en wordt het residu in

de ketel afgetapt.

t

D.D.T. CONDENSATIE.

-

_Inleiding.

O:hloral en monochloorbenzeen worden in tegenwoordigheid van

sterk zwavelzuur tot 1,1,1 trichloor-2,2 bis(p.chloorphenyl)ethaan of

D.D.T. gecondenseerd:

2 01-0

De reactie is ook l.lit te voeren met chloralhydraat of -alcoholaat i.p.v.

chloral en met chloorsulfonz'.lur i. ~J.". sterk zwavelzuur. Deze methodes

zijn over het algemeen minder goed.

Bij de condensatiereactie kunnen verschillende bijproducten

ontstaan. Naast het p,p'- ontstaan in kleinere hoeveèlheden ook de

0,0' en 0, p condens8tieprodllCten. Behalve condenserend kan het

zwavel-zuur ook s·üfonerend werken op de aromatische kernen. De sulfonering

neemt bij hogere temperatuur toe. Hij hogere temperatuur gaat ook

chloral polymeriseren. Een l age r c-:actietemperat1lur is dus gunstig, een

nadeel is echter dat dan te reactiesnelheid klein wordt. Het OI)timum

ligt bij 10-20' O. G·'Instig is ook een overmaat van een der reagerende

bestanddelen, meest:=ü neemt men 20 ~; overmaat monochlo:)rbenzeen.

De specificatie waaraan het technische product moet voldoen

is ~en minimum smeltpunt van 88'0. en een D.D.T.gehalte van~inste~

70 1~. Het smeltpunt van Ziüver D.D.'I'. is 108-109'0. ~

Het technische product mag niet meer dan 0,3

%

sterk zwavelzuur

bevatten, niet meer dan 1 % vl:lChtig en niet meer dan 1

%

onoplosbaar

in zware benzine. Analysevoorschriften voor technisch D.D.T. zijn

o. a. gegeven d'lor Forrest. 7)

Beschrijving installatie.

Op de hoogste verdieping van de fabriek zlJn tanks geplaHtst

voor zwavelzu,J.r, monochloorbenzeen en chloral. De zuurtank heeft een

inhoud van 1500 1. em is van staal. De chloraltank heeft een inhoud

van 200 1., de chloorbenzeentank is 600 1. Deze tanks zijn van staal

en inwendig met lood bekleed.

Onder de t anks bevinden zich twee reactoren 14. De reactoren

zijn met de tanks verbonden door l eidingen voorzien van

snelheids-meters. De reactoren zijn stalen cylindrische ketels met conische

bodem, inwendige diameter 0,8 m en 1,5 m hoog, inhoud ruim 500 1. Ze

zijn inwendig met lood bekleed en van een koelm8.ntel voorzien. Door'

de koelmantels circuleert kOilde pekel. De react oren zijn voorzien van

een thermokoppel en bevatten verder een sneldraaiende roerder,

aan-gedreven door een op de reactor gemonteerde electromotor.

In de conische bodem is een loden Rfvoerpijp BRngebracht die leidt

naar een Niagara filter 15. Filters van dit type worden geleverd door

de 1~ic,g8ra Filter Oorporation RIffalo N. Y. U. S .A. Het filter is tegen

corrosie bestendig te m~ken door het inwendig met lood te bekleden of

t e besp:ü ten •. Het model-nummer 120-30 is hier geschikt • Dit filter

heeft een ~ankinhoud van 212 gallon (, 800 1.) en een koekvol.ume (ma.x.)

van 325 dm •

lVIateriaalbalans.

Het doel is een productie van 500 kg 100

%

D.D.T. per dag.

Dit komt overeen met 670 kg technisch D.D.T.

Invoer: Afvoer:

335 kg gedest. chlor~Ü 670 kg technisch D.D.T.

645 kg chl00rbenzeen 2710 kg afvalz'lur + verlies.

2400 kg zwavelzuur

-S'-Verloop ~ het proces.

In elke reactor wordt 3 keer per dag een condensatie

uit-gevoerd. Per keer wordt de reactor ge"vuld met 56 kg chloral en 107,5 kg

chloorbenzeen. Dan wordt de roerder aangezet en zwavelzuur toegevoerd

met een snelheid van 50 kg per uur. Na vier uur begint het

reactiemeng-sel brijachtig te worden, waarna nog twee l.lur zwavelzuur met een snelheid van 100 kg per l.lur wordt ingevoerd.

'I'ijdens de reactie wordt door de mantel een koude pekel gecirculeerd

met zodanige snelheid dat de te~peratuur in het reactievat niet

boven de 15' stijgt. ~~

Na 8 uur is de r ctie beeindigd en wordt de inhoud van

beide vaten in het Niaga filter gepompt. In het filter wordt het

reactiemengsel achtereenvolgens gefiltreerd, gewassen en gedroogd. De gehele cyclus verloopt in 8 h. Het eindproduc;J is dan 670 kg technisch D.D.T. per dag.

Literatuur.

1) O.Zeidler. Ber. 7 1181 (1874) 2)Brit.Pat. 585,007-Geigy A.G.

3)Rueggeberg

&

Torrans Ind. Eng.Chem. 38 212 (1946) 4)Callaham 10 109 (1944)

5)Chattaway~ Backeberg;J.Chem.Soc.1097 (1924)

6)Bleloch .. T.Chem.Met.Nlining Soc.S.Afr.353 (1947)

-

{ .

-~

BEREKENING VAN DE CONDENSOR VAN DE

CHLORALD

E

STIL

~

IE.

Taak van de condensor.

~

/

---- --- -ne condensor moet het chloral dat de top van de

destilleerkolom ontwijkt, condpnseren en e e • Bij het begin van

de reactie in de destill eerketel ontwijkt eel HCl, W1J nemen nu

aan dat er geen HCl meer wordt ontwikkeld als het chloral begint

over te destilleren.

In ~ uur destill eert er dan 170 kg chloral over. De zuiverheid van

dit chloral is 95-97

%

.

Bij de berekening nemen wij aan dat het chloral

100

%

zuiver is. Dit chloral (kookpunt 98'C.) wordt gecondenseerd en

dan gekoeld tot 38 'Co

In verband met de eisen voor corrosie moet de condensor van karba.te

geconsrueerd worden. Dit materiaal heeft een hoge wa

rmtegeleidings-coefficient en is dus zeer geschikt voor dit doel.

Voor de grootheden die bij de berekening zijn gebruikt, is dezelfde

notatie genomen als in Mc Adams Heat Transmission. 2edruk 1942.

Ook zijn dezelfde eenheden gebnlikt. (Engelse stelsel) Constanten. Chloral.

/

Water. Verdampingswarmte À Specifieke warmte C

Thermische geleidbaarheid ~

Dichtheid 20/~

I

Abs. viscositeit: 158'F.

;r

1~0' F.

.JI

;.. .s:;. 97,2 Btu/lb 0,81 Btu/lb/'F 0,1 Btu/hr.sq.ft.'F per ft. 93,6 lb/cu.ft. 1,65 lb/hr.ft. 1,34 lb/hr.ft.

Specifieke warmte c. 1 Btu/lb

~ 2,32 lb/hr.ft.

/-~ 1,54 lb/hr.ft.

Karbate.

Abs. Viscositeit 72'F. 106'F.

Thermische geleidbaarheid

Thermische geleidbaarheid

Over te dragen warmte.

~ 0,36 Btu/hr.sq.ft.'F per ft.

I

85,0 Btu/hr. sQ.ft.'F per ft. 72 kg chloral per UlIT = 72. 2,205

=

158,8 lb Kookpunt: 98'C.= 208,4'F. koelen tot 38'

=

100,4'F. Condensatiewarmte: ~l

=

158,8 97,2

=

15430 Btu. Koeling: 0,81 • 108 Totaal:

=

13885 Btu. 29315 Btu.

Stel dat het koelwater op 68'F. wordt ingevoerd en op 79'F. afgevoerd.

Aan koelwater is &lS nodig:

29315

=

x lb water . 1 • 11

x

=

2665 lb wat er.

Karbate pijpen van 1" inwendige diameter zijn geschikt. De uitwendige

diameter is dan 1-&".

We nemen 5 pijpen en laten het water door de pijpen stromen.

Bepalend voor de keuze van het aantal pijpen is het Reynolds getal.

De sf;roming moet namelijk turbulent zijn; Re fj..m~ 3200.

Re

=

1).

v.

f'

I 7

~ ~ YJ~.r/6'~v):(';IC/.qb):I>tPcft/M.

p = 62,4 Re = 3950

De stroming is dus turbulent.

We laten het chloral buiten om de pijpen stromen en delen voor de

berekening de condenso~ in twee st'lkken: de condensRtie sectie en de

koelsectie.

I ~

fo

\

V~Vv

'

/

Voorlopig nemen wi j de temperatl.lur van de wand op 140' aan. Dan is aan de chloralzijd~ t = 208,4 -140 = 68,4'

En de filmtemperat1lUr: tf = 208 -49 = 159'

-In de condensatiesectie moet dus, behalve de condensatiewarmte, ook nog warmte om de film af te koelen worden afgevoerd.

Dit is 51/108. 13885 = 5831 B~~. voor condensatie 15430 BtQ. totaal condensatiesect21261 Btu. in de koelsectie 8054 Btu,

De condensor werkt in tegenstroom. Het verloop van de temperatuur nemen we in eerste instantie als volgt aan:

.1

~'r----~

/o~v

"

We berekenen hierü t de log. gem. temperatu . .l.rsverschillen: voor de condensRtiesectie: 4 tm = 107,5 'F.

voor de koelsectie

In Perry "Chemical Engineers HEmdbook" is opgegeven voor

overall-coefficienten:

voor de condensptiesectie 60-300 wij nemen: 100 VOilr de koelsectie 50.

Het benodigde oppervlak is dan:

Ql = UI' A~Atm 21261 = 100 • 107,5 • Al

8054 = 50. 56 • A2

Al= 2,1 sq.ft. A2= 2,9 sq.ft.

Q2

=

_{U2· A2}·At_m Wij hebben 5 pijpen met 1" 1,3 sq.ft.

inwendige diameter, dat is per ft.pijplengte

De voorlopige lengte V8n de condensatiesectie: koel sectie condensor is: 1,6 EI.ft. ~Jg ft. , ft.

We berekenen nu de overallcoefficienten van de secties uit de afzonderlijke weerstanden.

Ul·Condensatiesectie.

Voor de waterzijde gebnüken wij de vergelijking van Colburn (Mc Adams

blz. 182)

!~w

-/;1;#)%

(J.o2.J

~.

wr...Gft.:

C!.

c:

~

.::

1~.l7JO.2.

~=

f +D.slfs-t)

/ / I

t;=

/(J(fI

/"liJ'

=

/..1y.

Hierin is G de massasnelheid, lb/hr.sq ft dwarsdoorsnede. G

=

97760.

I

.

I

.

1 • - - - - ---~·~.A _... ----~---g = 4,17.108 L

=

1,6 ~t= 68 -

cI-!-

-3 l.

J')

f1,

Jf? •

10

_

Vol! 10 -

1J-.t.

/. /3 / 6 L " /, 0 _ 1/ r. V"V'

De overallcoefficient UI voor de condensatiesectie is te vinden uit:

1 1

---':;u;"'-

=

~hw-+ 1 +

l.x

k.D/Di

De coefficienten h dw en hd zijn ingevoerd om de weerstand vande vl.lilafzettingen aé'ln de wangen in rekening te brengen. Wij nemen hier-voor resp. 500 en 2000.

1 C<iÓl + 1 + lL24 + 1 + 1

U

=

117 500 85.5/4 2000. 3/2 239. 372

. U]

₌

_'l0.

u

_{2 • Koelsectie.}

Voor de waterzijde blijft

hw

=

117.

Voor de chlOralZjde maken wij

ge0br.li:;

P

~

die

f'r~rm

u

lel: ~

- 4.. _ 0. 6

1

/ é

,

'I

r:.

~ aJ .... <I.2.#J.

V:>!~tj"l

L

Lf~Î

I/j

/I

/1

Deze form~le geldt voor vloeistoffilms die van een verticaal vlak aflopen in een laminaire stroming. Het criterium hiervoor is in dit geval

'I'"

bI

<

2000.

r

is de hoeveelheid vloeistof die per breedte-eenheid langs de wand vloeit.

T'

=

60

~ =145

/f

ha

=

116,4

Me Adams geeft aan dat ha t-lssen 50 en 130 ligt.

De overall coefficient U₂ wordt nll. gevonden ui t dezelfde formule

die boven is gcb~~ikt.

De factor _{h do} is in dit geval 1000. 1

=

u

=

1 57. + 1

500

+

85. 5/4

1/24 + 2000. 3/2 1 +

116,4.

1 3/2

De _{gevonden waarde van Ul} verschilt aanrnerkel i jk ·van de a,:mgenomen

waarde. _{U2 g}eeft een redelijke overeenstemming. (14 ~b afwijking)

.

De temperpt u.ur van de wand is nu beter t e benaderen: 1

h

=

117 1 + 1 500 + 1 2500 h

=

97 Q 1

=

97,2 • 2) 1 • ~ t tl t

=

76' F.

Temperatuur koelwater gem. 75'F, dus wandtemperatuur 151 'F.

De filmtemperatuur aFl.n de nhloralzijde wordt nu:

t

=

208)4 - 151 = 57,4.

t_f = 208,4 - (3/4)57,4.= 166'F.

De vloeistof wordt rul dus 42' in de condensatiesectie geko~ld.

De gecorrigeerde warmteverdeling is mI:

Condensatiesectie: 15430 + (42/108) .13885

=

d1_1S: koelsectie

20830 B"bJ..

8485 Btu.

29315 Btu •

Het ko~lend oppervlak wordt nu:

20830 = 70 • c1 tm. Al

8485 = 57 • IJ tm.A 2

De nie1lwe weergave van het tempera t1lurverloop is:

.tol,

y.

____

::

/

"

~

,

loo,,!

71

r

...

----L_

~

l ' - 6<9

Hienü t is voor de log. gem. temperaturen te berekenen:

4 tml

=

111' F •

.4 _{t m2 = 59},5' F.

Zodat het koelend oppervlak wordt: 20830 = 70 • 111 • Al

8485 =57. 59,5 • _A2

Al = 2,7 s~.ft. Ll = 2,1 ft.

A2 = 2,5 s~.ft. L2 =~ ~,ft

5

,

2

sq.ft. 4,0 ft. In de formules moeten de constanten VRn chlora1 rul betrokken worden op de nieuwe filmtemperatuur van chloral 166'F. dus 7' hoger.

Wij verv-:aarlozen deze invloed voor alle constanten, behalve voor de absolute viscosi tei t)hl.= 1,57.

Aan de waterzijde vindt vrijwel geen verandering plaats, zodat we

hw houden op 117.

Aan de chloralzijde kri jgen wij na substitutie VRn de nieuwe/ , ~t,

Ll en L2 : . Voor de condensatiesectie : -3 2. S ~V #

(

/0 .

1tD.

Y-IJ 10 . ,

1-

2._ /

~~:::

J. /3

~

,

2

. I,rJ.

SJ

7

Voor de koelsectie: ,fa.. 228.

~~---10

-ha

=

122.

De filmtemperatuur in de koelsectie is gelijk genomèn aan de

film-temperatu~r in de condensAtiesectie. Dit is vermoedelijk te hoog,

doch betere gegevens staan niet ter beschikking. .

Sllbstitutie van deze nieuw gevonden waarden in de vergelijkingen voor

Ul en _U2 geeft:

=

70

Hierdoor verandertAl dus niet. A2 wordt _{2,3 sQ.ft,L 2 1,8 ft. L = 3,9 ft.}

Een verdere verfijning in de berekening heeft wémnig zin. De nu

gevonden waarden van de overallcoefficienten zouden vrijwel niet meer

veranderen. Samenvatting.

De condensor van de chloraldestillatie van de beschreven

fabriek moet per uur 72 kg chloraldamp condenseren en verder tot

38'C. koelen. .

Bij de berekening is het proces van de warmteoverdracht

in twee scherp gescheiden secties'verdeeld. Aangenomen is dat in de

bovenste sectie de chloraldamp wordt gecondenseerd, waardoor dan

een chloralfilm van bepaalde temperatuur langs de buizen zal gaan

stromen. In de onderste sectie wordt deze film dan tot 38'C. gekoeld.

De condensor is van karbate te constrlleren, moet in tegenstroom

werken, en het koelwater moet dOGr de pijpen gaan.

Per tlUr is 2665 lb.= 1210 kg koelwater nodig. Invoertemperatuur 68'F.

(20'C), afvoertemperatuur 79'F.

De condensor moet 5 pijpen bevatten van 1" I.D. en l~" O.D.

lJijplengte 3,9 ft, d.a~s een totaal koelend oppervlak van 5,0 sq. ft.

Literatuur.

Mc Adpms Heat TrRnsmission.