Enkele beschouwingen over een te bouwen fabriek ter bereiding van diaethylaether

1( I ",' ,

i

j

8NK.c;Id B3,:::CE0U,;nm~N l:'r~i, iJN TJ ;)!,JU,j'EH F~1.3LI11{ T~:::, J3Ji~:JliJING VAN DL1.J'.rEYL:">~J:I=...;ï.l.

;Jj .. i.~...;HVAJ:TING: He::. een bekflo ,::te wee ___ ·, ave van het DTincipe van de voor Cie é~ethsrbel·<,;i~i.n~ Le}(~ZCn wer'kVlijL;ê, vol Ct een ove'::"zicht v&n ce reeds be.':'_ ta~,nC:;e l'G..è)l·icat;eme·~hoden.

De ~edane keuze ~or~t ~em0tiveerti, w~arna een meer

uit-v~eri~e beschl'i~vin~ vol~t van ~~ t G bouwen fabTiek. I. :Je

"'D~e-"""'~---r-~-<---""",~~--'",: t1 t V) lL enG een G. e:::. bekend e

II.

~orc:;t uit k~a2kba2sen of uit cokes-ovenbaS2en.

Di t aetheen worè.t 'oi;) een zO,J.é;'.ni<.- e dl'uk en teÏÎ!)eratuur in zwavelzuur ~e&b20rbeerd, JGt een hüo~ pe~ccntage ü.iaeth~ l:.ulfaat ont,-;taE.t. Het ab~oi'.9tieIIlené..sel worc3.t daarna illet C::e. a~ __ n h2t . i et.h .. l:..ulfa~Át e"uivalente hoe -veelheL, ~.:.~o~e 2,; (;oho:. beh8.Y:.deld: .

Et₂SO 4 + EtOH - Et₂ü + ztw:;o 4

:Je l'euet:i.e)Io: ucten .iOl". en Lesc.!':eiden .. vaarm:: het mono -aethyl::.ulfa2,t ten (,(::)le te~'u ;.evoel'~ 'liordt na~ü' de ab-sorotie~or·n ~ en ten Ja1e ~ euruikt WO~Jt ter beteiCin[

<-van de beno~.i .. \~e 11()'::!v(;;\,::lhci.~ 2" 00ho1 . • BeknoJt ~ve~ ~ieht v~n

van ~liaech.

12.ê"TI1er'

.

A. Gron ::.·u ):C~ en.

Voor' ue o81'eiuin; van ,<i(;;.2~~:"._ 1~_e"~:"21' (.2.c,t iflen vl'ij-:;;el steeûs ui G vun: 1) J-'..et~leel1 O~~ aet~ eenhoud"".{l c; .:..assen,

\.;.,.llG .. i~, i_i.::sLt~~ ,~~i.J_ect, l-.:.ct~ij \,Tia

2-tC vlL., 1 G'.!.. (;J:-~J 1, he t L. 810 emê e .:)l·O ó,uc t \,Jl'~ t ve:".']u·et:. en.

2) ... ..;tt,j'.;.t1.e.Jr_Jl.

Het 2.etheen k8H in ''.... ,J i:;; ho·:;v2\;lhe".c.r.. ',:o1',:"en veü:r'e&en ui t de b . .'8.cJ::_c 8.:è".;.en del .:2 ~lJ'.8U:~.~.i:",.,.::._~:L·i,~ en lÜ t c::o~.;::e~:'­

avc' l12,aS;3 en. ..'1 ~ 2: 1:: en [~.: t. 1:' n~. ,_ "c v~ :n; el 0 ~J in.

JÜcoh.Jl best;,.:.n:.. V'jOl: _2 :,,~Jul'!e" o'~.:.:ei..linc. WOl'Jt Lomenteel op v8r~chillen e manielen ver~re~en.

jê

':)u,· te methode 1.,'" vO v:3r<...; : tini.... vankJ:)lhyc1l.c...ten. Len r:lOJeinel'c ;LethoJe t:aat Lüt Vc:,l1 aetheen, J,·,t [eabsor -bee_<' \.:Ol':...~t ~.n "".c v~l.?v.Ul' , v.'r-1:::.I'na Ge z,,2velz.u1'e oethyl -este: ~ verzee)t vn.::.'d~n. ~Je~:e 'oe. eicïin;,. van (-.t'lcohol \iaS va

n-',ie~e e oen()· .. i~.e Lr'~t,:: ho,:..veelheó8~'. Z."C,V(,;~_z:;,ur en de hObe }co2ten aé.L1 ret..ènE;~ at:i '. ver'lJonden, v::,·oet.. .. el' .3:)::,- ns:v .. \'ielijks

ecoIlo;r,ic. eh ve:c2.ntvvo.ord.

Door Je vele aan~ebrachte vel.~ete~in~en in het z~ velzuur-proces, is oij ee~_J0 ~eDouwde ~abriek te~en,~or&it de

Y":O:.. t )l .. i:is van (,C; zo veI'kre:..,: aleoh')l ·OC;\.~LÜCènc. la~'er

~ ~ ~

dan 'Iie uit djJcII.sel_I"J .. ccten.

'.1:01' ill.u.,tl!:.:.t:i.e: in ~"C 'J. ,:. .~>. • . ~.n lS:46:

i_ij:: Jei ,,:;tllon V; ... l : 1coh01 V:' . .!:l heG Z',;è.wGlz' .. mrp., aces: $ 0,37 ., '- v"-·_".~ F.lc.lhol uit L1':.811 $ 0,87 J -' ~ v-·", ", C)l'l-,l ,'~. '·n·1 < c ··e 1 ':1 ,·"a ·tuc'..::en

... e '")J.:-L~.-, è ... _ ..,:. .. L '. v.:.. L. •. ,.u .... 1;,...; •. _c-... ...;.:; ... t.. . . . O .. ..L ~'-" •

Toef iE hs~ ~e~r de vla~<.- o~ d8~E faSrick~n ~ul'.el1 blijven l'enuelen, 8.ê]_1l",E.zi>211 ut:: 8.1c8J}Ol.Q.~1·eiu.ing lJ.lt koo10~.noxy.9..~ en

\i2.t e.:._ tc)f C;:i.~ (;11e1'- ':('o O~2 eh) " u e e.:., s bel t::,l1t:. 1'i jkr.:;.:.' ·.:ord t ,

2 "OOI

\

/"

\1

_,I ' . T t.l. ~I 3 4 '. _. ---0' .,'

-

I

\,

-I

I

-

-T -7-\ i _, / I' \ - ï . I I • ---1, ; • I • \ /5) _+-4'" I / / \3 ~ 11

1~

~

~

'I

I';t

-

-

~

~

•

.,

_.

--,'-" -

-

1

'

-

r

-- I ;r:~ l lj-J, I I 12 r-! .~- ~ L - _ - \ - S _I ! : L 16 20 ,.q" ... 'Q-.- '-:: 2\ '\ \ _. / 18/ - :

>ij!,> e,IEKAIQ",

AETHERBERE\D\NG APRI:'" 1950

- - - -- -- - - -- - - -

.

...

2.

Ter i1lu2~r'a~ie van het z, vl=uu_p_oc:~ n8eruen V1J hier

een be:ceic1in,_ van :·'1.c,)}}ol ~lOOI h.I,101]8e v .. ~ mOllo-en ,::;

jaethyl-sulfelst, ,_GV~")J;;l('l 0001' 8D..:,)i·C'·ui,:; ven [;.e·~h88n j.n z\iavelzuur.

Voo!.. J8 .':lb~,o.::.~)':i,.:: mad\:t,."::i.l .n,i"'c 28va1 ~:eb:CLülc v&n

96-l00~ _{H2 3C4} van ~0-50JC, w~crin onJer een ~ru~ van 400-500

1bs/sq,in,acGheenhoutisnd krsLk~L~ met 25-50~ aetheen wordt ~eperst . Er vordt nu meer 6an ~ O;; VEn het 2etheen 0PLelost.

}e~' I:l01ecuu1.:rii::;üL1 i::o ~.8.1l ~_~~on,~;.;n 1,3,mo10cuul a8theen, W8.uY'van 2/3 In ,e 'VOTl!i VSI1 ,1Ic~etl1:{lsulla8t .

.0e ~evorEl(ie (]2.:;'CelS \,orcîen ('2.8.rn3. met ove:unaat Ylater ve:,:.'zeept,

~,:~Lrdoor alcohol Jnt~na8t en vei'_;u.t?-d,

.:t

60;/~ H?S0:;1; ove.r:bli.jft (5)

1n een en~\el ~ev2.l WJI'Clt '::lco1101 Lat :êtethec:l1 en \,ate.'.oCd!lD

beroi,'i mot behul' ,{"'n' ' - ' -.À l v ~-'-.J..J \ie.;" J::.(.I~...; ')\i'("~"'l.,·;"'''''''t ... ~-~. __ c._C.J _ _ _ l,('-=1<',,,l""':>"1-or C: .. v , _ • . __ ~,'.L.V (?:. / ) (4) J; Ten.31otte ko..n men alcohol Jok no,' ms.];::en dool' uit te ,aan van

acetyleen, vn:::'.é' r-aan V([).t ej_" '.l.!:·d t _

ectc:.

d e e.ra (kwikzou ten' al s

kata1~l.3dtOr-) V/E, 1·n:..: het ,-(;Vo:C;ll~~e aceetalóehyde tot [;,lcohol teere,.Llceel·'.). ',.'-Ol'cJt ;lkt\:c<·GeJ'.to;~ ::.nSt~~enwoorl, i 2,heic; van een

nikkelkat2.1J~~tor.

B.Aetherbereiding.

In onóer-staanue tr::,ûe1 wor-,jen e VOOl'nahmste

be~eiLin~2)rJces~en wecl'Le~ev~n. ett.er

-LIT.

1. Aetheen +

H₂0 damf'

leidt de v0ein~ bij

2~OQC en 125 a t.OVS1' de kataly:::ntor

(6)

~. idem

3

.

Aetheell + sto'Jm 2:1

4.

Aetheen

5

.

Alcohol 6. Alcohol

7.

Alcohol 8. Alcohol

9

.

Alcohol voeJing + kat. in

6a~pvorre bij 3~O­

::550·C en 2J B.t. v080inL over de kat. bij 100-~jOo C.en ca. 25 at. aetheen + :ateLi:ce op1os=in~ nel' kat. bij 1),~\-300° C en 20)-400 at. (voor r-1" '~c 2"f'- 2?:('''o C ) -... 2 lo..J 4 v ... ' , J • &lc + E 2SO 4 bij 130-135 C en

aether ~ordt aftedest.

Al c • 0 ver c. e kat. 'bij 220°C.

daxf' over kat.l bij 300" C ~ 8.etheen. lJi t

bij 50-40)OC over kat.2

damp over

kat

.

biJ

200°C. or",' ,-,eo._ "ll' ..J...-f.' . !6Ui'en on t\/:-: t e~:' .' e 1'::' ei of 1. 2. al~ er t e ~einig water is, krijgt

men aet.i1:,le~'ter.

::8en1;:[;[1:., op

)'.J lyrnel"i' ':'tie

Procer" aan naU',ie C.renzen 2.ebono.en. (7) (4)

(10)

(16)

niet altijd Loede (9)

:;: .. en~ eIllen ten.

(13)

Pro () •. eva ~;o

Bt

2ü l' end • 97~6

10. Alcohol damp Goor reactor bij

2:JOQ C druk 1 a t . kan:~ 0 p vo rming van C_2H2 en CH 3CHO

3.

Bij de mees~e dezer 9r~cessen zlJn vrij hoge temperaturen

en drukken noo:1:6a}:elijk, w2.arQoor aan de appal'aturen speci

-ale eisen gestel: wo~den. Het rendement i3 bovendien l~ng

niet altijd hoog, daar uitLaande van aetheen vrij veel alco

-hol ~evormd wordt en uitgaande van ~lcohol óe omzetting niet

volledig is. Het klassieke zwavelzuurploces heeft daardoor

tot op de dab van heden st nd LehouGen. '

Talloze variaties werden in Ge 'oop der jaren aangebracht.

De LroIidstoffen zijn ,~'U:3 2.1co1101 en z,teT1\: z'iÏ2velzuur.

lil de eers~e trap worót monoae~h;]sulfaat cevormd en ~ater;

C2HS OE + _{ECSC 20H} -- _C2H_S0. _{::i0 20H} + _H2C

Bij ve~hittin~ reaGeert het monoaethjlsulfaat met een tweede molecuul alcohol:

C p 0" ,', r) H C Lr C) H ,.., I,f 0 ,.., -I P "

2~.l.5 ..)v2l) + ,2u _{S -,--- v2}h _{5 v2.r5} + _-.l.2VU₄

Van Alphen meent cU.-tt in l'let t,-;eheel é.een intenneèiaire vorming

van monoaethJl:::mlfaat ]laö.ts heeft, ter'vd jl maxL.ov aa.nneemt,

dat het belantrijks~e aandeel in de ;ethervorrein~ vordt gele

-verd door diaetrlJl::ulfa:it, ;38.t :aet (:lco1101 rec:",.:..eert: (~) (11)

(C2H50)2 S02 + C2H50H- (:J2H5)20 + _{C2 H5}lJ..;ü_{2 0H}

Gen werkt bij 125-140°C en atmosferische of iets verhoobde

druk (IC) (18)

Naarmate ethe.:::' over'kor:l~c voect E:cm meer ,11cohol toe.

~chter wordt niet alle z~Qve!zuur teru~gevol'ffid, omdat web8ns

vel e nevenl'e:· cti e;c ,)G~ ont;. taat. .JOOl' concur.reI'2nUe rea.ctie s

worden ondel' .:neer b,lu0hyàen, ~;:etonel1 en viny12.1cohol Gevormd.

Het zuur wordt ~oveniien veróund.

üm óeze vel'dun;lint.. te~en 'ce c:.aan vond men een methode aarbij

men aan het men,-,sel van ulcohol ~n z'.,-c'veli,uur benzine of

benzeen toevoegt, ë~at met wace.l'Veen menbsel met minimum-kook

-punt vormt. ~en verhit zodat ~et a~eotropiJch rneng2el ontsnapt,

en 6us het water Ce urende ~2 2e'~her~~0~uc~ie ve~wijderd wordt. (16)

Men gaat b.v. uit van 100 021en alcohol en 150-170 delen zwa

-velzuur en voeb'c zoveel b~n~~een eoe, dat 0.9 170 celen zuur.

+ 70 delen water :,,~n\'l€l ,iö i6ijn. l4--'Id~~ ~ ~ ~ J

Äls het zuur minoer weGer 02V2.t, zal de a. the:cproéil~ctie veel

grote_ worden, illa~r ~e tempe~~tuur ~tij[t dan tDt 140-145Q

C.,

waardo or ook veel ~'.ethee:n \,'or-dt ~ .:::vormd. Al::: Ci e tempel'a tuur

laGer ä2,n 125 ' CI':or'dt, zal \:.e cJ.cohol niet meer ontleed worden,

en zal het zuur meer dan ': ;:lJleculen ·,.:ater bevé1.tten, via:·:rdoor

de eether wesr l~n~zamer _e)rJCuceerd ~al worden. Het proces

is dus aan n~uw~ ~rdn~en Lebon6en. (16)

Vanwege ue ho~e lwsten aeUl de reconcentratie VG.n het .~uur ver

-bonden, hee:(t men .JikwijL:; _ etr;~cht, zov/el bi j de "lco1101 uit ~,etheen bereidin_o ~ls bij de a~ther uit alcohol bereiding,

[ebruik te IT.8.ken vun verl~Lmcier zuur. Een koos l1iel'toe een sterk

-te van c~. 70~ (juist het cencentreren van 70-tot 95~ is het dure)

Het bleek nu echT,er noo:J.:-,8i<eli~k bij ho-:..e drukken en tempe

-raturen te ~aan werken. (19) (20). .

Zo verkreeL: '-men LÜ t _' etheen met 60-75;~ 1 ·zuur bij go 0 C h::)Qf zakeli

Jk

!éÜ coho 1. Te:." .:ij 1 een men" sel alcohol

de verhol.l.din~ 1:1 verk:L'e.:..;en \ve.:cd bij een temper--c:;,tuur

100°C. en een druk van ca. 50 at.

en 50-100 at.

aether in

ho[er dan

Soms voebt men '. e niet _ewen::ote component op/-,ettelijk aan het

I •

III.

4

.

Gebruikt men zuur van 10-70~~, dan zijn voor de pether~ereiding

temper&turen van 20J- 230P C. vereist .(lD) (22)

~en É.ebruikte ook wel de zw~vel~ure sludge, afkoill3tis van de

petroleumrai'finadei'ij en (3) .

Bij een andere w~r'kwij~e wordt monoaethylsulfaat met water ver

-hit en de aethel' c,ie clas.rbij ,--eVJ1'mÜ '".:ordt, ai~::destilleerd. Het achterblijvende menLs_l, be8t~ande uit mon02ethylsulfaat,

z',iaveL~uur, 2.:1cohol en 'Natel', ',:ord t cefractionneerd, waarbi j

,je oaarui t teruGgewonnen 81coh01 weer rllet ver'se monoc:..ethylsulfaat

'ooven 1800

C wordt verhit, "c,~_, v:ijl men de Gevol: mde r ether voort

-durend airiestilleert. (24)

ZuiverinL van cie setlIer VOOi' narcose- Goeleinden.

~enst men aether voor narcose ~oeleinden, dan zal het verkregen

technische pro~L1.c:t ao.l1ziE:;nlij}::: C8düvel'\3. ;;iOeten vlOl'Gen, om patholobi?che effecten te v8~mijden.

Wij beven een 'oekn:"i.9te opsoml!1in~ ven:1 enkele voor: cie zuiverinG

toeGepaste metho~en en zullen ons in usu vervolLc Elechts bezig houden met IITecbni~':cJ1e ;:-,_e·c.i:ler''' .

1. 2.

3

.

4

.

5

.

6.

7

.

8.

,las met ,,',ratel' en be :::::..a:;" é.e' LL 8..' e vi ji' c~o.[en boven 50% NaOR

of KOR, 0a,1'n& do~tillatie vo10 t (25) .

ZuiverinL van ~lcoholen en \iater: behandel ~e eether met over-maat ste,:,:'k Z;'c,V, L .. Lu1' en c'e~=tilleer uirect (26).

Verwij~erin~ va~ dldehyden: behandel de 2ethe~ eet een oplos

-sine::, van een E.1'jlh'yc~l'ox.ycie (b.v. I'esorcinol) in een oplos

-middol c-.l"-. b.v. ae'~hyleen,-lycol (27) .

Ve,:,:'wijde::,'in[: V2.n j)èi'oxy(~en: "oehandel de aether met

C~C12' NaRSO 4..' N~üH + KLlnl' ;, Ag₂C enz. (~.3). .

Iaem: maéLk ;:..éorulk ve.n FeJÖ

4 en d[wrns KLn0.1 + KOB (29).

Idem: men percoleert aether door een cupro-~e~binding,

zoals Cu 0 (30).

I _{.,em: men} 2 _Gac~ t ' _{Ul"C van z'-...urS1JOiVI'lJe} ' co • • _{'_} 1 _C') h ] _{0., waarUl} ' t _me t

behulp van ZW2.ve 12uur )eI'O xy~~, e- vri j e aethel":,:OI":l t berei d (31). Ra er , de e"~her ~ch te.:::eenvols,ens met 0)10 S sint.~en van NaR':::O

Na

2C0₃ en water, frEctioneer, en 0roog over

v

~~

t

NaOH.

(l~

~

.

IV. IV10 ti ver in", ' er- keuze.

ile keuze van de door on? te vol~en weI'kwij~e (2ie I .) wordt

gemoti veerd onder meer aaD ~e hand van Ce volLen(e opsoGmin[

van de VOOT- en nadelen van het p:coces.

~

J

Voordelen. 1. 2.

3

.

4

.

5.

Het is een continue-pi'oce;.:.

BI' zijn been extreerrl hOL:e tempel'cl.turen en drukken nodig.

Het rend.went is ~oed.

Er vordt ~een van buiten aanLevoerde alcohol 81e ~ron~ tof

~ebruikt, waardoor vele moeilij heden me~ 2ccijnzen komen

:;e vervallen.

Het bedrijf is volkorr.en f'.e)~ibel; dec::,_ ewenst is alleen aether

te maken, of alleen ~lcohol , 0, beide tebelijk.

J-irJfPY

7.

6.

2r i :.:.. been moeilij~ce :3cheidintc V2n ~~cohol en aether nodig.

De kataly~8tor iE soedkoo}. Nad;.:len.

1. Verlies ê1.an z',:avelzuur è001' ;::;ü? vorming.

2. Dure reconcentratie v .. n het zwavelzuur.

q,

//3

.

C)r1'08ie '::'~OJl' het .wwave~~uur~,

( 4. De alcohol noet Loeu '. elJ.Too,--U ïlOTGen.

De ged2ne keuze liLt VOOi' de hand, als we mede in ove11

weging

nemen dat het )T0Ce2 tot de m~dernste behoort (1?47) en als

we de' genoemde ~oor-en nadelen ver~elijken met die der andere

TAB E L.

Ja3.rpI'oductie Import Export

van Nederland in tonnen

1948

40J

1

135

5.

Beschouwen we Je processen, Ule op~22om0 zlJn in de tabel aan de hand van boven2taande criteria, dan zien we namelijk dat alle proces:::.en, öie ui tcaf:n van aetheen en daL;.! u.i t direct

aether maken, zeer hOLe tempel"aturen en drukken en c3.ikv/ij12

dure katalysatoren nodig heb'ben, tel'wijl de rendementen vaak

Q laag zijn.

\ ,De proces2en ciie uitbaan Vë.:Yl :'lcJhol hebben het nadeel van

. de accijn~ op alcohol en van tie dikTIijlE lage rendementen,

terw~jl ze boven0ien de nadelen vun het gekozen proces dragen

al:::: oe eücohol Ul -c e.etheen en zwavelzuur :::. emaakt wordt, het

-geen meestal het ~eval zal zijn.

V. Vaststelling van l:.e ,:Tootte der' pI'O~:uct';e.

1 Gezien Je bel~nGl:iJk~~e t?epa33i1}-~'- _eo~~~en van t~~~nicche

'. lLr'nether, n.l . 1n Ge l"UD berln:.nu.:;;r'18 en Dl J ~ (; berelc.llnb van

~)..r explosivs. k2.n a: n~~n:::n-:en \vor<.en, ~L,:.t el:' een tüen~[:len~;e vJ?aas

~ na2~ a~ther zal zl~n. ~ok ~oor ~eG2~lan g0~dt 0~t. In dit

~

. veroane. k,:~n ,', enoemu -,:oroen c..e '\;e~ e:c ln : ebrulknemlnt,' van de

~~ '

-

~'

".. muni tiei:abriel~en aan G.e EembI'l.'.g.

1

Bezien wij echter de cijfer~ van in-en export, van de laatste jaren, dan blijkt ~ns lanC ech~er voor de 2f~ct van ~e te pro

-duceren aether op het bui~enlan6 aanbew~zen te zijn, omdat-in Ne0erlanó rui~schoot~ vo100sn,e voor ei~en pebruik Le]ro~uceerd

wordt. (zie bijgevo8_s Ge tabel)

Wil concurrentie met ~oeakaop prouuce~en~e landen mo~elijk zijn,

dan ~?;al de ko::;t~':I'ij.~ zo 1lJou elijk beneöen óie van del,e landen

moeten libben ( het i~ zeer ~e _{vreas of 5it momenteel in Bede.'}

land moLelijk is). 3e c~ouwen we ~e U.S.A.:

1946 kost)rijs nlcohol

8

8,37 pel cal~.on;

je kostprijs van Ge aether wordt ca.145-180%

uaarvan, dus

$

~,54-J, 67 per gallon.

Gezien de bestaanCe Nederlantice e~~ortverhoudin~en, wordt ge

-dacht aan de bou'\r van een .... ['ebi·iek VO!Jr tecJ~ni::::c.he r:èether, met een )ToQuctie van 0,5 ton per dag. Cp de k02tprijsberekening wordt nie~ nader in~eLaan.

Ui tvoe.i;,.er besclu'ijvin", vs.n '.e te bJu~en ~eth8rf2briek.

Eet benoc!.L.( ~ .. ~e 2.,,,,Jûheen '...'ordt vel'kret en uit ~ de licht te fri .. ctie

kraakf • a:.;;::: en 0.: uit coke -JV"l1, i:. .• IJlst iJe.hul ') van het H.'J ;J81:,;orber

" .

~, ~

é

(';.,

2 ) ( -;., -:>; ) - ) ..

-'::' -'- 0 C c; ~, '. ... ./ ./

Dit i een'I'océdé Ylaal'iJi~ öoor continue, g:ei:'I'~LctiJnneerde kool

-~d~orDtie uit een )-6~ aE:theen~evattend men~iel V2n waterstof,

llietha~n, kOJl~onoxyde, 8etha8n:,ae~heen en kieine ~oeveelheGen h:) ere kOJlv,'ate::.'::tcLfen een êOéetheenfrc·ctie l,:,an Vlor:;en veI'lcregen

met een zuive~heió van meer dan

SO%

.

De Eypel'sorber installatie be' .. ·tacd LÜ t de a(i~,org'l:;iel(010m 1., een liftpijp, een ko01-reactiv~tor en een voorraadtoren 2.

De 20:orotiek01offi bevat een ~~elsectie aan het boveneinde en een

3tri; ,in~8ectie aan het ondereinde. ~e aÓEorptiesectie liLt daar

-tussen. Verder Ü, 2.~;:.n.'.v .. -ic ee.il 'Dl'ê,.nuer 4. 0:.':. de reactivator 3.

te verhitten, een blower die het [22 leveL't 1at 0e k001 door

è.e l.i::?tpij] nB,cr ·boveno13..::~st, een a:,ntal cycloons 5. ~m het

.~tO.L te ve:rr:,'ijder'en ven I~e uittreclcl1':,:e [f·ssen, een conden~]Qr 6.

VOOI' het cOJn\:E::noer-en van. Ce :::toom, "ie met het .~)l'O(luct ,:l.f'É.:,evoerd

wordt en een ~apdrouer 7.

Je voeCin ~ assen die onuer eeu ~ruk vaYl 5 ~t. vun b.v. een

demetLani~ei komen, treden an~eveer in het mluaen van de aJ~orp~le­

toren in. Z., oevreLe~l ZiC~l na,.r boven in te Lenstroo .. :cont8.ct met actieve kool , tie bene02n:aarts door ue toren ~troomt . Bij de telll'),~.:Céiti).ur v'.n circ8. 14JQ

F., ",:''C, r:':lee de voeöing intreedt ndsor

6

.

De niet beadso~becrde lichtGre ca~9anenten bestaan vooln&selijk

ui t 8.~e:L'~3t~_ , meih·:l.an, err kO!JLjlOn~:;:~rde; zij c.:8..an door naar boven en \V01'aen aIceVJeru :1;:: re, t[c:: , '~.:~:,t c~L:' bI':,',l1U~::to-' ~ebruikt \,'oI'dt. Het 8.etheen L&2.t ~net ,Je ko,~,l na2.r beneden, naar (1.e strip.,in(.sectie,

hier wordt ~e ~e~peratuuI van Ge kool oPLevoerd tot 5l0°F. door een Dowtherm verh~ttin~2installatie. Bij dE~e temQeratuur desor-beren de ';:cc2sen van de kool. Ze iF.an teru::.c de ~orêl1 Ll en worden

da<?~r ai'geta)t, jui.3tûoven .::e :3tri J.,_)il1,· o8tie, ter':i j l een kleine

hoeveelheid ~ient ~l~ reilux. Ga~2en ~ie nOL niet direct desor

-beren worden no~ met stoom V· TI IO.t. verwi}deld. ~e kool ver

-laGt (;.e toren aéi.ll het o8nE>:1enein~~e en \'1or.dt met beIL:I ij van cir

-cl.,'..12.tie:o.::' weer n2.aI' 'boven :... et:C·:.fl.--'.t-·or-teel'd , waal.' ze v:orot bekoeld

tot 120°F. Om een o)eenho)ic_ v TI te fijn poeCcr in :e kolom

te voor~oillen, ~aat een seol van b~t niet 6e~~:o_beerde gas door de kool naar boven en -Joelt zo ~lle ueeltje~ vart een bepa21de

~ijllh~i(~~ee, (tie in ~~-,1 cycloon ' .. 'ol'den éL:cc;cheidell. :Oe aetheen -"':1'1".C"ClE GlC (ie cL ';Oc.._ 'cJ..tê1C)10m vei·l3.'-~T, ','.'ordt,. o~.l :.'e toom ~e

c)nc.ë:n;:;er·en =li'." c..eb.l:'l'.ikt .: .c"" VOOl' je; la8.t'.:-cc de:.oT)tie, via een c~'cloon cev02.L.~ n3.<:,1' een _;_).::1.C;Ol1 . ..-;l1'::;r, i.~ie bc:·taat Llit een .

met I.ashiGrine;en ~ c:vi.LJ.e cu·1.inder en een ör·l.:))el '\rn,. cr. VIJ de

vullin. ___ -.:o:ccit ·,/2.te.:. .. -..-J 2 _. l'CH:i', .,cl'wijl hc:t ... l. (.:: _ v .. n onóe.r'en af cioor

de vullin .·CTOO(~lt e'l '1)'~C;_~ . "'.0"1 t '-8 (~e r:ru "Do _{l VéJl1-} cr

• _ . 1:.' . . ~ ~.. J...._ ~ . . . . ~ '.~- '-'--:- • • ",... ...t ~- ~.o.../.t. ... .. - -::":J heeft men ~.;"l. Ovl' .. __ ~-r , d~;.t nc\. veJ'·;~',·.ûl,----O. l .' Lle-:; ,,'8.terc,."'uo.

A1l_e t:Jt nu~oe ·be. Cl:ll'CVC.1 t~I .. ' Lell,\3l1 ' 'i:;onê.el1 on(~er' 5 ;ct. -druk,

die CJn'tè.üt ,.e.h·nL2Il vi'JI'dt COOl' I'", lLti2v8ntielen in de

';;.fvoer-6c:.clGioinben. In U.e c!.8-cheen;,.I"v::'(;l' ;::.i-:, C l.:'~:' Jok een .1 __ e'-'~LJ,cl;ieventiel en wel na de ~enO(3;L"e:<[':.)eic:o~1i __ .'J1:~Ol'. lIet volc.811r:,c.: deel van de

a,);;)aratuur, ,,:,t be::: t 2at lÜ t : e Edlicac _{eldro. er 7. en het 'buffer}

-v~t 8. staat onder een dr~~, jie ~ n ~ ~ier~n tussen 2T en 5 at. He t bu:L'f er'v2. t ' i:3 ·;~u,s ::Ó21l". e' c:lJ:c.:~ e l:~ ·:JIn '0 i ~ eventL1,E.l e , <" 0 j __ ing van

de hyp_r2orbsI' o~ d2 ~sther~~oriek de~e beiJe 0~len niet Cirect

Ge~co.,,;:peL te heooen en ook O.il ~ek.:::i' te zijn van een constante druk in de hy)e~:orber en een cDn~t~nte setheel1aanvoer naar de acther

-fc:.briek. In de 1eidi11.; 'Lussen hetuuife~~ vat 3. en mernbraanpomp 9.

iG n.l . weer' ee"l ICl'lLJ,8tievcnci'ê.l ~. e:~ cl~[lh?l~; , .~2"t een constèlnte a2.nvoerc.~.ruk Vf8.8..r'bol~bt .Ll2."'.r : ~ )om;?, dus een constante . etheen

-voeding. ~Jmp :'. voert het 'etheen naar de a,:Oi'9'~ietoren 11. Door deze bU.b'ole- cs'J t':lren i.:o:c,~t het bas met behulp van membraan

-pomp lO. L'-~'nié;L.·e]Öm.pt , in tc~el1,:tr'JOll~ met het v::-.:.n 'Doven, door' 2 duple,c-;om~-::en in.::.evo~~·u2 men~3el vs,n z .. avelzuur en monoaethyl

-;~ L'.lf ;:', a t . In de:6e t ,)l'en he er::; teen ":1.1' L1;= v~:.n 2 J 2. t . en een t erme

-rat~ur, uie van benc:en naar baven toeneemt van j J tot 70°0.

Z

34)

Onl~el' ceze om;::;tan, i::.,hec.en tree teen vloi:;te l'eactie 0) vraarbij

in hooldzaé:tk óiae~hJl' ullaat on i;< taat:

02H4 + _{H2 30 4} -- _{02:I5 H.3C 4}

02 H53SO 4 + °2 H4 - (02 H5) 2 00₄

Het rondoomoen van het za' ceschiedt om een lcvel1Cite~ cont2ct

in de koiom~te krij~en.~~e ~ew~n2te temperEturen in het apparaat worden beI'egeld. door ··"ater'I.'l;;.n'tels wa:~,rin naar keuze koud of warm

water k2.n \voru.en gevoerd. ',[ordt e.e è,.I'll.k in de ':;oX'en ve.r'hoogd, dan

laat éen reductieventiel de overto1,liLe ~~hoeveelheid ontsnappen naar ·~.e Te2tL8.~:leidin6. Het, eV:)j'm6c c1iaetl~~-L l'lfaat, J2.t nog circa

20~b [T,ono2.et.h~'L:ulfaat bev~.t ~,~'-ol'dt via een, do~r een ,::,lott:i\bed~ende

2.f s11ü ter af· .81c:.t en naaI' OUT .. er'vë,t 12. Van hler vvor'u t he v ~l1enl!;sel

~aor een ~sniri~u~~slp089 en een r~t~~eter ~ev8eEd na2.r een meng -1::smer-t j e 13. '.,.f::'S.r het ".-:orea ~::;menC:.:.d met de. 20an het k"T,ntum è.iaethyl

-::ulfaat) eCllliv,~,lente ho eveelhe-::i':. ,:,ro~e dlcohol. :UeL,e-;.lcohol wordt

in een .. nc.e:c' del,:;l . er fabrie' bereid en gedr·oo[.d en ',;ordt vi a een dUiJle:.~·como en een :::'ot"iITletel' eveneen~ in het men,.1;:,:Lertje toegev Jerd.

V0~uit-" (1e~ mcn·1.<:c:mer- ,aé'-t (8 vloc;io"o ',- naa:c c:e l~e2.ctor 14. waE,.r zij

g;

~renfe ~;_~;~;r l~~inuut 0)

±

140 v 0. wordt Lehouden, met b

I

.

I

7.

In de reactor vindt de volbende reactie 9la8ts:

(C₂H_{5 )} 2:30

4 + C2H50H - -C2 H5 0C 2 H5 + C2 H51L30 4

De dr'uk in het apparact ' .. 8.::: not stee,:3 20 at., c:ioch wordt nu door een reductieventiel afbelaten tot circa 6 at.

D.oor deze rt.1kve.I'mincerin~ ver-ó.2.:!l.pt (ie ! ether, zodat een flash

-kamer 15. noê:i; i s. De aetterd2.Dlp en het mono ethy12ulfaat worden

nu 62::. cheiden in kolom 16 . . Ji t is een met :,8.shicringen Gevulde

toren waarin de aether de [;elegenheL, krijLt volle,,'.ib te verdam

-pen. Om op __ eloste re . ten ê.;.ethe.r' te ver::ijderen is aan het "lbene

-deneinde 0e1' kolom een reboiler 20. aan~ebracht. De aetherdampen

verlaten de top v~n de tOren en worden ~econdenseerd in condensor

17. en de vloei",'Co-':' dordt gekoe:.L. tot ca. 20~ C. in koeler 18.

Daé..:.l'na kC-.n v .i1i~ de r2i:ctcl.I'llk van 6 at. cJ.oor een redu.ctieventiel

\iOrden afselaten. :)e s.ethe2: lwmt nu ':'n het vool'r2.advat 19. V'J Jr

-zien van een ter~~vloei~oeler om verliezen door het ademen der

t,,~:lk te vo or'l:omen. In J. i t VéLt ',.o1'CH öe aether ond er stik::, to:':

be-waard; aan de ,:::tik. tof'toevoel' i"" teven::: j e neiL,chaé:tl verbonden

cie ue Gruk a,,~nbeeft . G::'e ce · ui1rc :0:' moet h~bben 08 de druk van'

de aethe_laag te overwinnen. Het morroaethy1s~lfaat tenslotte dat

de 2cheiLinLctoren via een vlotterkra2n verlaat, komt in vat 21.

vanwa~r het ten ~ele retourneert via een dup1e~pornp naar de

ab-sor)tiekolom en ten iele na~r een anóer deel van de fabriek ge

-voerd wordt. 31' ,iordt da~,.r door hydr-uly:...'e c'e 'beno':iè,ue alcohol uit vel'vaarói~d, ~erwijl het L~, rvan overblijven~e zuur ~erecon­ centrcerd wordt en ~aGrna teru _Levoerd nasI' Je absorgtieko1om.

Materiaalbalans

Input: 475 kL.

680 kg.

2>30 kg.

~as met 92% aetheen

;·,,reveLmur lJJ::;

menL~e1, bestaande uit: 267 kg. mono28'~hy13ulfa&t

9 k[. diae~hjl~ulfaat

'/ ktS. :ücohol

Output: 82 kb' re' t[,F.'.s l:let 53,510 8etheen.

1)53 k;. menLsel, uest~2nde uit:

1083 kg. tiiEet~ylsu1fa2t 267 kL. monJL8thylsulfaat 3 kb' alcohol. Reactor. Cl"c .. ote."",."t ... so .. pti.e..) ~ 0 'I.

InpLJ,t: 1353 kg. meng;3el , oe3'Lacnde uit: (I' C '" ot Co M Co '" t

1J<33 kg. ([i2,8 t,h>/12ulfaé;.t ~ , ".

267 kg. monoae~hj1Gulfaat

::; kg. alcohol

al coho 1 100;0

Output: 1674 k~. men[sel, bedtaande uit:

500 kc, ' 9.ether

1118 kg. mono é.,et!:.< L:ulfac::,t

4:3 k,:. . : ü·J::thyl:l.1.1faat

13 kg. <-lco,hol

0cheidinL,'31: 010[Jî..

Input

=

Out)ut reactor-Out~ut: 5JG k~ aether 1174 kg. mens:...el, 11_{,10 kg.} 4~' kC. 13 kg. 'oe~::t2:~:n( e uit: monaaethy12ulfaat) viaethyl_u1fact ) alcohol ) h " _lelVG~ ~~ ~ _~c0~t 2~ 8~ _{. ~, ~} teru~ naar de absorptie -kolom.

8.

VII. Berekenin~ van het luchtverhitteI'tje dat Ce hete lucht

levert om de Eilica~elkolommen te drofen.

/

~ 1 2ilicabelkolom is 0,30 m h o o g t e " 1.00 m

S.G. silicagel (droo~) 39 lb/cu

doorsne~e kolom 0,762 sq ft .

=

0,982 ft .

=

) ,28 ft .

ft.

Gewicht 2ilica.,e1 ~ Cu~ 0,762 x ~ 2~ _ , _'-' . ' x 30 7 -- 07 j , - ' G 1b •

Alf;' men met c.r0t.-en dool'':'''2.at tot 20~.;' vocht, kan Cie silicatel

du::: opnemen 1' ,5 lb ',;ater. Je h~,i ty van he t H=r\:Wx1'p T,'· .'"g x .. ; ..L. etheen l· c::.

-

.

Voor }?':J kan !21en nen~c:n ce vel.,[:.,·i_de d;:l.m9'~;ruk van water bij

20·C -~ 17,535 Dm. H

=

18 x 17,5::,5 28

x

3,5

x

76J Het silicagelkJ10~~etje Per da~ 100 100

=

0,0042 _1bH2ü/1b Eas ·u. (.Jr'o~en: 13,5 0,0042 100 (1) ... K eL

H,,

)

is .J • • 4.t.

=

4620 1bgas x - x 2 x 6,75 x x 2j

=

475 kg gas SO 96 92 = 1045 1b

(Aannemende dót: rendecent a~'o19tietoren

" rea.ctor perc. 11-t~ Le a,:tlleen

31' moet (us ~~n ma~l in de

4

d~ren Jill. e ch~ke1C worden.

Het si1ioa[e1 bev::'.t (L.n ('LW: 17,55 lb ~ra-cer = 16)/;

Dro&; i n;~. van 13~ water bevr~ttend cilicag,el.

"

Stel de ~emidde1de droo~te~pe1'atuur is 140 F en de temperatuur

van de in~evoerde lucht i s 30Q"F.

Dan is voor verda~pin~ nodig:

17,55 x o,454 x 563

= 17800 BTU 0,252

563

(0,454 cal./ g. is de verd~~pinb·.warmte van

... eter bij 140"F.)

]e (e~ol.p'"ie'::2.rmte voor ::ilic Cel met lJ>0 vocht is 47 13TU/1b (6)

·.Jus voor de öe:-JI'ptie noc"iL 47 x 97,5

=

4580 BTU.

Om het Eilicsgel o~ te warmen v n 67 to. :00°] is no~ig:

97,5 x (300 - 67) x 0,2 = 4:AO BTU

Voo .. u: in totaal no~iL:

~iY-~

~

v'f:k\

_~~

/ 17800 + 4580 + 4j40

=

26920 BTU.

~ / Stel het ren~crnent van de alm (e '.ucht toeEevCJel'öe ymrmte

is 45%. ~an is no~ib:

~ luO

1 ~ ~ x 26;20

=

60.000 BTU

stel deze c2ro_óin§, LG c~üedt in 24 uur, d,-U1 is per uur nodig

I I

I

.

I

I

.

I

I

I

-!

-9

.

Je kunnen de~e luchtverhittinG uitvoeren door 0e lucht door een

buis te leiden, waarin ~ich een stJornpijp bevindt met vinnen.

(Lie tekeniné:;) .

I ~too~ J2n~eer me~ de hi eronaer vol~en~e afmetinben van

LV.t kt

j

, .,,:!:rè'! '~~,'''''''' de COO:C2neo.e V8,n het a~)paraat f lxeert, kan men

~~ ~ de lenLte berekenen.

L""ht

lj-/J

Binnenpijf Vinnen

"

Buiten pij;J Binnen pi~p Vinbreé;d te Vindikte nJrT,in8.8.1 11 \/an:..~dikte 0,203" " 0,113 l ' Ir< ,..., ,2 = c, ( mmo I mmo Of precie;.:,er: 11 11 uitw. ~

2

,

d

75"

~unddikte ) ,203 inw. ~ 2,469

opp. met'aldool':'neö.e

0 ) ). inw. JOJl'.n-2:.,e uitw. 0IJP. inw. opp. 1,704 sq in. 0,0::;322 sq ft . 0,735 sq ftjft . .),647 "

"

"

UltYi. ~ 1,050" w:::.m:"dikte 0,11; inw. ~ 0,824 OP). ~etunl~lar,ne~e opp. inw. door~ne:e ui t ','i. 0 IJ P • inv;,. op.:.:;. 0,333 SQ in. ), )0:':71 sq ft . 0,275 SQ ftjft. 0,2158 " D00rsnede 1 vin = 12 ,7 x 1

~

12,7 mm2

~~el he~ aantal vinnen op IO~ ~an i s de totaal

dJor=.nede IC) x 12,7 = 127 mm = 0,1=7 SQ in .

IvIen kan de len[te van het "p'p8.1'ac~t CJ.Uf' ruVl 'ber ,.kenen met de

,_' 0 r:r.ul e :

3l 0" F

t

stoo "",, _{vió.2..rin: Cl}

₌

₂₅₂₀

U

=

2 - 10 (~omi{deld ~t = 25~, - 20 2,) log 253/20

=

dus 2500

=

6 x À x 92,2 hieruit volgt: A

=

4,51 SQ ft. èLJ.s à e zijn. 6) (perry blz.lOOO) 92,2 ' F. (~

)

0, t "I ~

Ä

10.

?recieze berekening.

stoo_ lI.C1'F _{NJci~ voor Je ~ro[ing is, dat 2500 BTU}

per uur overcedr8gen yvordt op de lucht,

~odanic, d~t de~e een temperatuur van

300°F. krijgt.

De

hoeveelheid lucht, die hiervoor nodir i8:

Jeze zij

X

.

démgeldt,

X x ó t x tJ;,;r~ =2500

,;i8.arin: a. t

=

aanî;'al ;raden F., dat de

I

'.

lucht op[e~armd wordt

=

300 - 67g

F.

J . J. = GooY'-'celi,jke VVB,rmte van

lucht in }:TU/lboF

J

=

voor lucht van 67°F. en

lv.c."" 'I:F'--- ~_ ~t=t~IOF 20;,b vochti~~~hei(~, 0,239.

(.O~e>te,kt",

.. ,t

t

X x

(~

,=!O

-67)

x

O

,2

~9

=

2500

llO°F

X

=

44,8 lb/hr

De dichtheid van de lucht v&n 67D

F

.

en 20~ vochti~heid, is 13,4 cu ft/lb

Dus moet c'ool'gevoerd ',forden 44,3 x 13,4

=

De benodibde hoeveelheid stoom.

De condsnsatiewarmte v~n Dit is : 497,7 x 0,454 0,252 Dus is nodig 2500 = 8'35 BTU/1b

=

=

2,79 lb ::-:toom per uur.

600 cu ft/hr.

0,167 cu ft/2ec.

497,7 Cal/kg.

De vrije ruimte wa, rdoor de lilcht 2~roomtheeft een doorsnede van: 0,03:22 - 0,00371 - 0,333/144 - 0,197/144

=

0,02583 sq ft

Je omtrek van de~e vrije openin~ is:

1T x 2,469 +rf x 1,'05 + 2 x 10 x 0,5

12

=

1,756 ft.

Je hydraulische straal De is : 4 x 0,02583

=

0,058~Jft.

1,756

De lucht5nelheid onder aan het apparaat is :

0,167

=

6,45 ft/sec.

0,02583

Het Reynoldsgetal voor de nOL koude lucht onderaan is:

=

0,0538 x O,167/0,02~d3 x ~60J x ),)751

1 . I

11.

De luchtsnelheió bovens2n het apparaat is:

422 0,167

x

=

9,28 ft/sec. 293 0,02583

Voor de hete :ucht bovenaan is het Leynoldsgetal:

0,05_8 x 9,20 x 3600 x O,0521

=

=

1770

0,058

Om nu de filmcoeflicienten te be,/alen in de stoompijp en erom}

voor de boven-en onderkant van het apparaat, beschouwen we een

ring boven en onders',n van 0,1 ft. len(te en berekenen daarvoor

h i en hO . ,,---.,-- - -v Ft

,

_.

0

.

'

,_ .. ~_._ .. "" - " ï \ . f

Vol~en2

een :':'oI'::mle uit het boek van Jacob

~

(Heat Truil~fer, blz. 677) ~eldt : ~

),

_ 3/

\

3 / f

I

À K L . 1:)" .. V/ ' /

~

tri - /2.

V

-"';;3~f/~H"::":'-( -t ,-.-t-s)- ..

voo~ CG iilmcoe:"icisn~ van een gtroQ~nde damp

in een vertica~l st~un0e pijp.

~effiiddel~e filRcae~ficient over een zekere

len~te v~.n 'e pijp.

= .ve cr' t, neL f :.,ctor ( te bel'ekenen uit het

:,eynolcl ;;,[etal)

s J.r'l;eli~k Le\iicht conden'c:aat. latenie ,:Ermte dsI' (affip

·:;hel..I,i ,chc Lelei,'baé1.rheid van c~e film vL:cJ, iteit van ,'e film.

ho 0:':, te v~"n het 'be~..:.chouwde :::tuk ~üjp.

te:T.peT" tULU'VeJ: -chi 1 tU8.:!en l'e film en de Hand

6ich~heid van e damp

:nelhei~ van ~e damp

Alle stoom gaat door ~e Goven te rin~, jus 2,79 lb/hr.

Het volume van de~e stoom is 2,79 x 4,914 = 13,7 cu ft .

De vrije dJor~neè,e is 0,'J0371 ~:c:. ft .

13,7

Dus :..e snelheid V

v is:

0l,00371

=

~700

ft/hr.

Het lieynol,:ts&;etal is 'JV jJ

I'

=

0,824/12 x 3700 x 1/4,914

J ,042

=

1260

Hiel'ui t i~' de weer:-:-'c8.nC:sfc:;ctor te vinèen met öe formule :

16 16

f = -'He dus f = 1260 = J,0127

o

Voor tf - t s Kan men door ::;c~attinL, eel1 waar!: e van 5 F aannemen •

.oe anQere 'benoèii~de wa8.I'-:en z~jn in t",bel1en te vinden n.l .

~ = 62,27 lb/cu ft À

=

~_5 BTU

I

lb K

=

0,>~4 ~';TU/ft.hr.F ~

=

0,42 1b/ft hr H

=

IJ, 1 ft

I

v

=

0,204 lb/cu ft

,

I

1

"7

12.

Al deze wa'.:rden invullende, krij[t men:

~---' -h.

=

3/2 lboven 62,27 x 895 x 0,3942 x J ,204 x 37002 3 x 0,42 x O,1 x 5 x 2

=

3/2

\l

244 x 106

=

3/2 x 6,25 x 102

=

935 nTU/sq. ft. hr~F

Op de~e1f e ~ijze krij~en Ne een h. •

l ,

-beneden

Je stoom::::nelheià heleiu;.8.1. onde2-'~lan ,:tellcll ':re ,elijk [c'.an

°

en

op 0,1 ft hooLte i~ ~e ~l2 v01ct te be~ekenen: ~ .

q = UA~t = 6 x 0,1 x:;,2158 x 253 = 32,8 J':rU/hr

Dit \"IOTdt i:",levej:d (toor con'-:ien.,'atie V[ln:

32,8/ 895

=

0,0366 lb/hr ~toom.

= 0,1805 cu ft/hr .

. 'Je stoom::,ne1heid is (:US op'), 1 ft van " e ond er-kant :

0,1805 0,00371 - 43,5 ft/hr I.

I

1

Ge~idde1d over de on' er2te J,l ft dus: ~ x (4~, 5 + 0)

=

24,25 ft/hl'

Het Heynoldsgetal i2 rU2:

2e

=

0,824/12 x 24,25 x 1/~, 914

=

3,0

5,04-2

~e weerstand~fcc~OT iS'U2 f = 16/d

= 2

Voor tf - t _s wer0 ~e8chat 200p

Verder zijn alle ~2arGen de~elfde ~1~ voor h. •

lboven lJUS h. l- . oeneden

=

3/2 2,27 x 895 x

0

,394

x 0,204 3 x 0,42 x 0,1 x 20 x 2

=

3/2

\1

41

,

3

x

104

'

=

3/2 x

74,5

=

112 BTU/sq. ft. hr~F x

24

,

25

Vol,-,enE l,:arco en Brown ( blz.l06) is de fi1mcoefficient voor

gassen die stromen evenwijdiL aan een vetticale wand:

k L x V x

P

0,75

hl)

=

0, 055 x

L

x ( )I ) k 1 V (>

fI

=

=

=

=

=

ther~i~chc ~elei~baaTheid

l.enGte va.1 ,je v/~;,nd // B:.m de f:trorninL::-~richting

[as:: nelheici

dichttei' van het ba~

Vi2cositeit van het LUS

I •

I •

I

13.

Be2chouwen we weer stukje~ pijp vun 0,1 ft 1enLte boven en onderaan het apparaat, dan is L

=

0,1 ft

Voor de berekening van ho moeten Vl2 invullen:

boven :l)us _hO boven k

=

V

=

f.

=

1'=

=

=

=

0,0182 9,28 x 0,0521

0

,

OS8

0,055 0,01 ( x BTU/ft. hr~F 3600 ft/hr. lb/cu .ft. 1bjft.hr. 0,,)182 . ( 0,1 ' 3005 ) 0,75 0,1

=

4,06 J3TU/s<l.ft.hr~F x 9,28 :x: 3600 0,058 0,01 x 405,8

Voor de berekening vsn h moeten we invullen: °beneden k

=

0,0138 BTU/ft. hr~F V

=

(,45 x 3é/)0 ft/hr. f

=

J,0751 lb/cu.ft. ~ = 0,044 1bjft.hr. x 0,0521 -t ) 0,75

nu

_{I S ' )} h

=

°

_, 05~ _{::> x} 0,₀0138 _,1 ( 0,1 X 6,45 _:)X _,044 3600 X 0,0751 )0,75 beneden

=

0,0076 ( S960)O,75

=

0,0076 x 492,9

=

=

3,74 BTU/sq. ft. hr~F Jacob (Heat Transfer, blz. 554)

~ filIJtcoefficienten te berekenen,

beefc een ~ndere formule om deze

n.l .

?trn

/~/k~

~~.

~i

~~~

/

Nu

=

0,590

'VEe

of : ho

=

0,530 x boven 0,01.'-.::>2

V

1770' = L~ ,52 BTU/sq.ft. hr.oF 0,1 0, :)133 ho

=

0,590 x - - - - x

V

beneden 0,1 2340

=

3,82 BTU/s~. ft. hr~F

De afwijkinben zlJn dup vrij [erin_"

De eerstèevonden wam:":' en 'dorden ver cl' bebruikt.

I

'Ä

.

!;~ af Jacob voor J.ei öe t ~unin '·tZ.ijn boek (blzi,. ',te dikte van een .221) een waarde vin bij een

,'I \ . - , - " -, . .,

" ''( '~ t:. ebeven 0.001 ;;nt.:, e.

I IJL,.

/

\'J,

'r/ij hebben de Qoor::ne~'e Al Le-~lxeerd op :

, \' 'r}\

/j

0' h 1 l , " I , ..J

-,'/

V/\

I x - =--- - sq.ft .

\ \

.

j)'Je

12 25,4:;1.2

7

~~O

da

n:

~/

I

I

.

I •

14.

vraarin h

=

filmcoefficient van het omrin~ende me~lum

k = therz:ü: cbe telei::oarirheid Vém het metaal

Voor h werd genomen: h

o Doven + h ob _eneuen " _{4,06 + 3,74}

=

---J ow

=

3,90 2 2 _{~ ; lAl}

s"

_{.n. k .. • F} 2y _o = 2 3,90/26 x 1/7)202

=

0,00224 ft

=

0,7 mmo

::.Je tSeY1:0men waarde van 1 mm. is ()Uè-:: niet slecht sekozen.

Verder leidt Jacob af de formule:

I ~ 9. waarin: I qo

e

o h k " ':0 ,'\ .0:.1 / =

=

=

=

=

=

= hky 0 " tanh (

·.;rarmte (':ie per ft len~,te van de vin,door (le helft

van de Vlet v~n de vin.af~evoerd wordt naar de o~­

beving. (P(~ ... "'.)

temperatuursverschil tussen 0e voet van de vin en

de orr;Geving

de f:il.mcoei·ficient van ele omcevinc

therci~che [eleiCbaarheiC metaal

hal ve vinc'ikte

vindoor"~neóe

Invullende de Vm8.1·:.ffi voor boven in de verhitter:

0,5 3,74 x 26 x -25,4 x 12 = \13,74 x 26 x 1/610 0,398 BTU/ft~F.hr

=

x 0,994 3,74 1/7320 ( - x .y,) 26 (~,5/25,4.12) ~ = 'VO,1585 '=

Evenzo kan men voor deze vraar,.i8 onderaan ue verhitter vinden:

1 Ci_o =

e

0 1/610

V

4,Q6 1/7320 4,06 x 26 x tanh. - - x _J/ L 26 1/610

=

V

4 ,06 x 26 x 1/610 x 0,994 •

=

~

0,1723 •

=

=

0,414 BTU/ft:F.hr

Volbens definitie iE 0e filmcoefficient ~elijk aan de ~oeveelheid

warmte die per sCl. ft. en per 0 F en per uur afteVoel'c~ wordt van de

I

I •

I •

15.

lJ

gem =

Voor het ~"tukje ab van ,;e buis 2:eldt de

'-' q I

filmcoefficient ~o

Voor het stukje oc beldt, dat 2

...2....

BTU

el>

a.Af[:oevoerc.1 ',;lOrdt Der uur peroF en door een

op per v 1. ak van

A'f

t

-jCI:::mm::.-::>

Over de omtre~en ~e dUE een Gemiddelde

fi1mcoefficient 2amen2tellen, n.l .

totale hoeveelheid aft:.evoerde warmte per uur per 0 F

buitenomtrek van de buis

h

=

(0,275 - 10 x 1/305)x 3,74 + 18 x 1 x 0,398 x 2 0,275 Dgemboven o

=

32,3 BTU/hr , F sq,ft ,

-

-(0,275 - 10 x 1/305) x 4,06 + 10 x 1 x 0,414 x 2 ~C'em b beneden

=

0,275 = 33,7 3TU/ hr ,0 F sq, ft , 1 Uboven = --/---/---/--- = 1 ho + D₁/ ) h + 1,151 Do k log D D. , -ix i 0 1 1 = - -- - - - = 1 1,05 - + + 1,151 x 1,05 1,05 log' -32,3 0, j24 x 935 1 - - - = 26,9 ETU/ sq ft hr

F

0, 0 .3 1 + o,ÇO 1 3 .. 0, 0 0 'i 9 Ubeneden= 1 1 1,05 _ _ T + 33,7 0,824 x 112 1

=

21,7 BTU/ 2q ft hr

F

0,030 + O,Oll'1.0,oolt9 26 0,824 1,151 x 1,05 log 26

=

1,05 8,824

zien we, dat bij de berekening van de

l

Uit deze gevonden waarden

filmcoefficienten h i

boven

en h, eni~e correcties toegepast

lb _eneuen '

moeten :.'Orden.

Bij h ,_ hebben we aangenonien tf- ts = 5°F., terwijl uit het

lboven

boven2taan6e volgt, (!at de weer~tnC van ~e conden~:;aatfi1m slechts

·

...

ciI'ca 1/30 is van de totale "eerst'nd. 0

- - - -

-

-

- - -

- -

---

-

- _

.

I

•

16. h. wordt dan: lboven

=

3/2 \ /1220 x 10 6

=

1602 BTU/s~. ft. hr~F U- wordt ~an 1 boven

=

26,6 BTU/sq. ft.hr~F J ,0310 + 0,0008 + 0,0049 De invloeà op Uboven i,,, du, 6eI'ing •

. Voor h. hadden \,'e aanGenomen in (;e formule

lbeneden

q

=

UAot

u

= 6, dit :;ol.dt nu

U

= 21,7

q

=

21,7 x 0,1 x 0,2158 x 253

=

118,5 ETU/hr Dit wordt [e1everd d~or con'en~2tie van:

118,5/895

=

),1325 lb stoom/hr

=

6,52 cu ft/hr

De stoom:::::nelhei0. \'iOT:lt àus:

~6§~

= 175,5 ft/hr

0,' 1

Gemiddeld over de onJerste 0,1 ft dus ~ x 175,5 = 87,75 ft/hr

0,824/12 x 87,75 x 1/4,914

Re= = 29,0

0,042

De weerstands:;:,:ictor is f = 16/29

=

0,55

De weerstand van de conc1nnsa3.tfi lffi i s + 1/4 van oe totale 'Neer -stand ; ó t

=

253 0 F, dus het te:nperatuur,::vel'val van de ~toom tot

ti e wané is 1'+ x 253 = 63 0 F.

Voor tf- t nemen we dus het beste + 30 0 F

s

-De vel'é:mdel'de W8.aI·~:el1 invull::;n~'.e in ', e formule vinden ..-Ie voor:

~

4'

h. = 3/2 98,9 x 10

=

149

lbeneden

-1

U beneden wordt dus

₌

_{24,2 ETU/ sqfthr}o _. F

0,02S7 + 0,0067 + 0,0049 Nu geldt: A

_

U~b~o~v~e~n~x

___

t_b~e~n~e~d~e~n~

_

2,3 log TI _beneden x Invullende: q

₌

24,2 x 253 - 26,6 x 20 A _{2,3 log} 24,2 x 253 26,6 x 20 • _{A = 0,925 sq. ft.}

.

•

I

•

17.

1 ft lengte van de binnenbuis heeft een buitenoppervlak (afgezien van de vinnen) van

0

,

275

sq.ft. .

Dus de lenste van apparaat moet zijn:

0

,

925

=

3

,

35

ft

=

+

1,05

ID.

0

,

275

De kleine stukjes van ongeveer 5 cm. lengte waarover geen vinnen aanwezig kunnen zijn, opdat Ce lucht [elegenheid

krijgt zich regelmatig over de vrije ruimte te verdelen,

kunnen we gevJegli~k alE veilibheid aannemen, en dus bij de lengte optellen.

1.

I

• 2.

I

3₄. _.

I

.

_5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24-. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38.

u

.

s

.

pat

2.428.119

f2

Van Oss - 'Harenkelmis en Technologie deel 11 1949 pag.602

Brit.pat. 394.375

Brit.pat. 349.674 en 349.389

U.S. pat. 2.474.568

Brit.pat. 368.868

Brit.pat. 389.133 Fr.pat.741.068 Fr.pat. 746.463

U.S.Pat. 1.d73.537

Brit.pat. 3~2 .756

U.S.pat. 2.179.092 Fr.pat. 721.159

Murai Yokoyama - Wa;,::cda ApI)lied Chem.Soc.Bul1

(~ie Chem.Abstr.36 322 (1942)

Hori Oike Hukusima - J.Ap.Chem.Soc.J8.pan 15.433 (1939)

Brit.pat . 4~5.963

~ios. rc}p. 766 blz

" " 740

': :0i e Chen:. Alls ·Cl'. 34. ,,·725 (1940)

J'r.pat. '182.760

-69.

U.S.pat. 1.668.0.67

?Karrer - Or~2nic Chemi2try 4e BnL .3e. blz. 116

U.S.:3.>. pO-t . 65.844 (~ie Chem Abi3tr'.40.7229 (1946)

U.3. pat. 2.178.166 U.S. pat. 1.S60.633 U.S. pat. 1.951.740 Brit. pat. 36J.492 Germ. pat . 679.J70 Pormatsiya 6 Nr.l 14(1943) U.S. pat. 1.961.987 Fialkov *iprianov -,2;ie Chem.Abstr. 38.L_{099 (1944)}

Lightman - Or~.Chem. Ind. U.3.J.R.4.294. 1937)

Zie Chem.Abstr. ~2. 2083(1938)

U.S.pat.

Harmse

-3ansdahl

2.121.C19.

--Ph2rm.~eekblad 7a.l0~5(1941)

- Horge' i'..po the1'::é:r-';:'oren. ~.lid s 4.:i.l 73 (1941)

~ie Chem.Abstr . ::8.1846(194<1·)

U.S. pat. 1.813.664

-U.3. pat. 1.355.255

Petroleum prooeesing April 1947 blz.300

" " Juli 1948 blz.635

C.bairoeri - Atti Conbr~ Naz.Chem.Ind. 296. (1924)

~ie Che~!l.Abstl·. 19.1402 (1925)

R.Kremann - :,;~on3.t~hefte deI' ëFiemie 1 ~06 blz. 1265.

Hougen and Dodte - The örying of bases

J. 'N. ~~d·,,,'5.ids 1947

Max Jacob - Heat Transfer

John ~i~ey New York 1949.

Bro'.n.1 and I'.larco - Introcuetion to Heat ~~ransfer

---,--- - - - -- - - - -

---!VIl O

}-

" 12..,

r

Ic, f r~ 0 .l /"

11

..

IJ

/1.-, J ,,,

Ti

Ot _{O;.Lr "}

5

....

O

l

/ ~,

Si

Ol/ Af\~)~.

I~

1

>

~6

-"" .1,

Q)

Ta,. ~i.r _ v

@)

L

__

~~~ <._V------.• --I ... I --·~n L - - " - /

®

I ( ... ",., - - - ,. ,I ~ , - -- - + -c-;

I/rr

y

'---~---- -_._--- - _. - - - -. _ _ .-

_._-

-WOHr A/ou" @) .--'~_.~ L L..-:---" . \ ~-IC I~~ _ _ I · '_, 6 _"./ ' B~Rt:IDI~G VAN

KAUUMTAN TAALFLL()R IOE

W. BOL

- - --~-~~-~ I I ~ I I.

-

J

-fteA.

r

~

..,...J.

~

;..

r

~

~.

'

2J.d

,

__

..,.;

~

~

j(,

T:.

F

1-

~

r

""'-.A-.1..:.A-t---

k

Lc~

-

v--{l--

t:..

~

/<

~

7:

7f

fWkM:e

~

~

~

~

J.<..

lv...

A

.

H·

fI~L-(A .

I

-f---~~- - - ,

I

'D.<

1,J,

~-A~~, L~

~ U·"-,,,~~~

.

!

*%:~~

i

~

k&H -fJTo."

Or

~

KlJ H

+

!>

N

I,

.

Ol"

r

~?~k.- ~:

~

K

"

7:(

O'J

+

r

II~

0 -?

K

f

NI ( 0')

+

Y

Hl.

0

• I

- - - -

- - -

--

6

-~

~

j};~

,

~

~,

1

'1

N

4 f

Ta

b

Ó'} rr-tytP-wt cf, cf

~

7;.

0,

.

~

lI

l. ()

lL.;f,

1

,1

'1

N

- - -

--

2

-. I - I I - I

~

I

I

i I

i

r

I

t

[~~~ ~

I

I

I

I

_, I

16

₎

I

\

/

"

---

_ ...• / ~ .. ~> \

I

!~

(

f~

3

"

~V~

~

fl~o

1+

: i -~_._-<

..

'r

Á

-·_··

_~

~

x

_{_}

kT

_'~lJ f.!-> .. I ' I .

1-

._

..

---'---'--',

I

~

I

,8

J \ I \ ./ '. ./ .. -"1 ,,,,, ... r

-

/0-r~ ti~~

!

êJ)~~ ~;

LA-~tv1';" ~krrr~ ~

!

~

1.1

~.

.

I

!

?J-<.

L~a.A-~

Irok /1-

~

dJ.

~

~

.

I

;

Jl~~ty~.

t

~~

~

cL-,

~

e1t

~

cr-• I

_____

l

___

_

1

-I

I

~.

11

I

4 "-0/1_. I I _I !

i1·

IV1·;...rJ

t - ~Lr1-~~

~y~

'?

'/

Y

~

N

" " « -

k

r

~

C.

W

,

63~

-

W.

~.

cL

.3:.!.

(

I

J

1-J)

IObl.

~.

W

.tf3~

-

~

·

1a.-J~1/

IJ yl)J3 C W.ó!>..lk -

~

"ä~

'

f.

J

(

fep

·H

1

I n , IIO

1/

0 S

-J

A P -

p.

I? -

ó?

r

r

/

/

-

I

A

-1 - --.-.JL_

~~.

-P

(~A"

)

0

,

3:7

Y

,

3

S}

1 32.

J

o

o

o

_J1.J'f

S'O

~jr

rif!

3

t

6

I

71i:

1

<

)

I

---~._J

I

°

1

71.

0 0,

6,'

o

_/ 60D oJ S'.3

8

---~---

---A"r

v

....

~

tl...

J,.

h

~

~ t~/YYt

fJ~

~

4f~~

~e.LbM~cl

~~~

f

1

~

0,60

t'-'"'-(-l~~ ~ ~~~

r.

, I _..:~ i~ I I

.

•

I

O,fS ._-~,-10 1.0 30 fO 90 'C

--14~~~~~

r

'V'1L-.~..-'-\. J ~ ...

-

...

.'-I

W

ll,.J

-t...

-r

J~~

,

..

,--

~

~

~

-

_----

À

_f

_·-

_,·-

r-~--.--

_...

__

oI.

_.

_{_----_._--_.-}

s J O

o

e

r

_1-

_t

1

,0

₍₎

₁

_6yo

_{0,,0005'1 3 3'11..0}

I

,/0 5"s

60

_{0" 65"0} OODoS'o6 , _{. _ __3 t_~~_}

..

_______ ..

~- - ._- _{. - -} -_ ... S-O 6l~ _.1"0

_o

66/

0, DO 0 Y 5' I

y06"

I

I

6

0

_7-°

'f() ₀ 1

612.

~,ooo 'lo6 '1',/0

1--

_._--, .. - ...

-7-

0

,ft

30

0

,6

f

J..

O,oool'j

'17,0

,po

~j LO

.

0

,6

J

1.. 10, 00 _-() 336 ;,,'0 ~.._. . . . _ ... -._ .. ~ 0

1

Z

t

10 0, ,Oj ~,oooJoj

69

60 I I

7

Ij

Ol

1

0

8

O,OOO}.

J

S ff'lYo

J;

s-L

h

, c;tk~,.~ 3 ...,

~r'

, Nooo 7-000 rDOO 3000. r>"'-r .. r-I ,~I'" ,-1 ... '

r

·

-J f

1

f

f

I

f J

r

3c yo ("(j 60 tO JD j6 I(jD W~IJ C-: J

O-e

~

~

".:.Jl~_(;- ~CL.

~~

~

!

- -

- -

~J'{- - - - ._-

-

-

(

r--CUt

", ,

,.

{

'

)r---

~

o-.~

~

f~,

~

i

ch

~~1~a.--tk ~~

~

,

iX~

,

kLJ--L

i

~

.

( [ '

H.e1'~~~

~~~~tcL~

~

-, ~. i,'

:IJ

=- 1"lr ~ Cp:: '12.00

J

h

f ;

lOCO

~)

•

1z

,

À

...

.kt-

te.y~a

vf-

.i

0-

0wf--,t.

t~,-.­

.

fvt

~.

\ ~ :: c'/ Of) 11

'I

).. ;:

~

S"J

2-'R=~'.IOt"

IJ

I.-.. d. W

=

Ol 3

6.

Ol"

9

I.. [/

~

t.

I IJ

~

. ;

(

i

'I L (M)

.~,

0 011

t.

)

r

(.1)

0"

''I

IJ

17-

~J j~ 2. , _ I 1'7, \O,IY

I

<i~'3t

fOk)

J

!

~

w :.. "-'-

a.Lk-

~

~

i'---~--~-,~~--~---, I

I

LJ

o.-J.,r~

t··--

ïo

"'----+---=:...~---,,---+---i

IS" Jo I

,0

I I ólo j' I I

,-

I

-I - I

!

L+11

;'J.:.A-rl:.,J.~

·

o,..,/,

~

,,',

N '

,-tP"~

1

l~

kJ~.e-

i-

~

t'r~'

I

I

I I ! \ \ j !

i

I I

!

,

!

_I

A-1

rooo 1(000 io ---~--~'

-

-

---

Y

v

'bI<-

~

~H

,,<>-tL<

--r~

Jo

l~

~

~k ~~ , { . ~{~~~IV1.l-l '

"0

~-. I 1 I

\

Yk

1-

~

tRL

~

'J

~

dL.

~

kW

~

L

cU

:

~~.k-..~

,

~,

I , Stao...,..

-

-I

A~8

!

1'

~~~

)~r

~~

r~~--1.

h

.b

t; ,d.

_{s :'}

30.

r?

5" 0 :::. Ir f ç 0 (J

J

/~

l.

~

,

7J~ ~~

~

;"

k ç6/ r _

yo

/

y

=

/

6,

I tJ

C

'lJ~~~

~.

LJ-i.

~

-.... .b t J UA",

~,

h \ .

i.

,

)

0,

y

0 C [;w, = t~/ó ~ rX_{s '"}

'1)5'0

W

~..i'

yt lAr'V'"'- .:l ti . 0{ J = J 0,

r '

f

Y

r 0 = I i"' tJ r rn

lj:""',

u<

I> I;

=

I )(J r rrtJ .:: 13"

7

"

C t i ' lJïI1) ->

C\"w

=

3t

rPO

../) t = J S-O~I!.:!

=

Cl ()" ti

#

c.

ol ~ ;110 I I _ /'II,'!!2.

=

13 5 0 - /1 lJ""7TV /

..

A

-)

-Wa'~_ WI' "ln"j~ AC\. ~tl cJ..

_s

~

.

t~

~'JOc'C

'c

I) I\..\.~

é

c

IS" _30~

_'I

"

I(

J

SD~ 1;-0 $'00 _13,

f

30 J.

r;

ç

_j-'l

Ç"

'31Joo

i2/1.

>0

IJ,

rf fJl.V 10)000

_{9/ 6}

10

t, '-

_t

_Y"O

_$'9°

00 't, _y6

/

ctt-10 0 ol"" ~ u.J W~"-

'-~11-\~Dc.,

6<::, ~

J/~

3 (0'70 - _{fO, ;;} rs-yooo L/;/ 0 .> 2.,3

'!''1

P

2.2,6

s

32,0 _,9,3 :/3.1 ~" \ ~ 's" 30

r7

2. 000

3

1/

60

00

'Pvo oo

_.

tI) ;0

t

De

-'?>

f~b

{o cr~

r~{~

~

~PC ~ 10

9/

0 S" /I,

t

1!J: 0 1~-7i

- - - : - - -

- - -

Ct' Q -

-~

-

cl

_k

À

f

1L~'C,

--- -_.

-'-i

10 _~ClO 0 j) IHU OIS"O~- 1/300

_/

₁

3

₁

.r

.2.2_ 15' _{0,0011'1 0/ 5""}

_J

_{1- 13000}

_rf

₁₀ S"f, I 2,0 _0,00100 r- 0, Ij)

J

/'1,00

lbt

I> Q ()

b,

IJ

6j

J

11 _~,qOoJJ

r

()

60

_{6 I}

_t

_/;00 ,/

y.

y

l

_tIl

'I,

I

j

1

,1

i _{JO (),ooo3o/ 0/ 6 I~ /Ó1r- OO} i

!

Jr _{OIOoq1.3 0;}

₆

_J..I 2.010 0 I

y,

3

2

} 5"' --7 , ~ooIl6s-6 0,

6.l

cf

I

~o l..JS'~O ...

---_._-, , !

1

00

/

1

611()

,

;

o(Î

I 1 • , ,. k S"DD _-' I , , I

.I-

_'0

.tCJ JO 1(0 SOO

tJ.

"e.

- - -~