Verslag behorende bij het processchema: Ureum, Staatsmijnen-proces met totale recycle

(1)

Verslag behorende bij h~t processchema van

.

-..

..._

L. m..

..

,,~l1[. . .ltr onderwerp: ··· ···..··· ·Urt~

(2)

,

t

f

r

..

f

,

Voorwoord.

Dit verslag geeft allereerst een al-gemene beschouwing van verschillende facetten van de ureum-fabricage. Aan-dacht wordt daarbij besteed aan de betekenis en de eigenschappen van ureum, de tegenwoordige productie-processen en de theoretische achter-gronden daarvan.

Daarna wordt het processchema uit-voerig besproken. Dit schema is een toepassing van het Staatmijnen-proces met totale recycle voo~ een productie

(3)

2'.

Inhoud.

blad

I. Ureum. 3

11. Theoretische beschouwing van de ureum-synthese. 5,

111. Ureum-processen. 11

IV. Keuze van p~oces, productiegrootte en plaats van

de, fabriek 16) V. Beschrijving van het Staatmijnen-proces met totale

recycle. (verklaring van het schema) 19 VI. Keuze van de synthese-condities.

VII. Stof-balans. VIII. Wa rmt e- b a l a n s

IX. Temperaturen en drukken i n de apparaten. X. Omschrijving van de apparaten.

24 28~ 3:4 38 39

Lijs~ van gebruikte symbolen. 42

Literatuurlijst. 43

Flowsheet. 45

Overzichtstabellen: ureum-processen 17

massa-stromen 30

warmte-stromen 3~6

vereiste warmte-overdracht 37 temperaturen en drukken 38

(4)

- -- - - -- -

-resonantie hybride I. ureum.

Ureum ,

c~ga2,

wor dt beschouwd als een tussen ...

NR2

'

de volgende structuren:

- e

0 _

_ Ig"(t) _ ~ _ (t) 10 ,_

Hq~·'C:NIH ~ .. H'N' C'MIH -·....--~..- HIN~ëI NIH

H ff H H

H

R

Het is een witte reukloze stof met de volgende eigen-schappen: Smeltpunt smeltwarmte resonantie-energie verbrandingswarmte oploswarmte in water spec. warmte bij 20·0

d20

n~O

_J' o osbaarheid 132',7·C (on t l e di ng) -5,78 tot -6,00 CaljMol 41 Cal a5'31 cal/g -57,8 cal/g 0,3 20 cal/g• •C 1,3;5 1,484 en 1,602

in water: temp, ·O g/lOO g 01'1. s.g . verz.op~

20 52,0 1,146

40 62,5 1,165

60 71,5 1,180

80 80,0 1,193

100 88,0 1,204 Ureum wordt hoofdzakelijk verwerkt in kunstmenst (va s t en als oplossing), in veevoer en tot kunstharsen. De kunstharsen zijn meestal gebaseerd op ureum-formaldehyde. Het verbruik voor de verschillende toepassingen is op het volgend blad schematisch weergegeven. Dat blad gee f t ook een overzi~h~

van de enorme groei van de ureum-productie in de laatste jaren.

en

De verschillende toepassingVvan ureum stellen èl k hun eigen eisen aan het biureet-g ehalte van de ureum. Biureet,H

2NCONHCONH2, is een giftige stof die door verhitting uit ureum kan ontstaan.

(5)

(6)

.- - - . _ - -

-4~

Toepassingen van ur e um. (lit. 19) .

1954 Europa 1958 320.000 tij 130.000 t ij 1954 480.000 tij Wereld 1958 1.300.000

veevoe r , biure etgehalte

~

prills.

?

kuns tharsen, biureetgehalt e :(0,1.

%

kristall ijn .

pr ills of oplossing . 1 - 2

%

kuns tme s t , bi ure e tgehalt e

Pronuctie van ureum . ( naar geg ev en s uit ljt. 19) .

1

16 14 Wereld 2 4 6 Europa 8 1950 ' 52 ' 54 '56 ' 58 ' 60

(7)

5.

11. _{Theoretische beschou}_wing _{van de ureum-synthese.}

De synthese van ureum berust b~ _{alle processen, die}

tegen-woordig toegepast worden, op dezelfde reactie. Ret ureum wordt daarb~ gevormd uit NE) _{en 002 via het} ammoniumcarba-maat, volgens de reactie :

"NH₂ 2 mI3 + 002 ::;:= 0::0 'P1..~4 ammoniumcarbamaat + ureum

Omdat dit de enig _{e manier is die nog technisch teegepast} wordt zal ook maar alleen deze synthese hier besproken wor-den. Eerst worden de twee evenwichten afzonderlijk besproken, daarna de totale reactie.

(lit. 18), gasfase, ga s f a s e . log P_x waarin .. P x p ....NH2 H_{et evenwicht 2} :mI3 + 002 :;::::= o~

.

0- mr

4-W_{e beschouwen het evenwicht tussen een gasfase (NE}

3 en 002)

en een vaste fase (carbamaat)._Het _{evenwicht is dan bivariant;} de evenwichtsdruk wordt dus bepaa.ld door de gassamenstelling en de temperatuur. Figuur 1, blad 6, geeft de relatie tussen de evenwichtsdruk en de temperatuur _blj_~een _{stoechiometri~8che} gassamenstelling. Voor niet-stoechiometrische gassamenstel-lingen is de evenwichtsdruk te berekenen met de formule

I 2

=

log _{P - 0,27644 - J.log} _x.y

=

de evenwichtsdruk,

=

de evenwichtsdruk, die b~ _{de heersende}

tempe-ratuur zou ge l den als de gassamenstelling stoechiometrisch was,

x

=

mol. fractie 002 in de

(8)

(9)

6. ' 0

..

,

I

,

"'"

Ilo...

"»

_!I

.

t--60

"-

~ Co& t--"'H~.,,'" ....~ ... eo , _I\.. _~

,

20 10 0 o

.

~ J 0 J

..

et J t ft o U .~

'"

~

"

.

_~ o u -40 6. '0 ,... ,.a. 1110 ' 7' 1&$ /

,

~ ~ lol V ","'..);,: .:( 1= Co.

==

I /'t1,% zO t -I/ CO, t -1111111

rr

, /

'.

,

I ~ ~ 10

.,

:to

.

..

It

•

lt 1 ~ It 'I: <ti ~ t cJ Ir :I ft 0 .; ril 0 to e •• '1:_~. 4.

P"s

.

z . (cir: ,~) . '1' .,7S "C p,,'85"r,., g ó

-I \.

W

I

-~ IVH-x. c ~ j V" \ Co& I _/

,

II1

_-

_~ liJ WH%. =5

I

v

eo&

-

~ VI

I."

IQ I.

v

0,3 1,$ e o ~ 1,8 J: iel .1

..

It

"

. ~ t ct

n

· _s.

6 ç e ir . '8). P) ) Jd "'i ! ". 'T'" '7S"C. "'M.sVc_<:C)~,,5 H ...O~o... • 0 Doo,,-a .., . ·J·7 ~ll 300°. ~ooo ~ p. P.S.l.C!.

. /

V

/

v

J

/

30 2000 60 40 50 l~ J '-GIl :/

t

iS U 11 ~ 10 llt

..

,. a o u

P"s.

1· (~ir. /IJJ. o 5 3 6 'T',,'55-c (!o+'

---t--

/1NH_a.: NHJ/ - - -- - - - . . . _7Col .

(10)

7

·

'",0 160 1 00 10

..

7 6 5 , ,; '-4 , , , - -

----

-.

-

- -

...

-

.

-

---_,-,."_, , I , , " I , I

/

4

, 5

,.,

o ~

..

,1 ~'S' 8 . (Jo;r. ,a_J. Cpmerking-en:

1. ~m3/cc2 en R₂C/ G0_{2 hebben steeds} _b0_{t r e k k i ng op ne voening}

en ziin steeds opgegeven al s molaire ver-houd inp-'e n.

2. _{De conversies z}itn _{steeds u l trred ruk}_t _{als molaire verhou}_c_i.nrren

(11)

8.

Bij de synthese ven ureum is natuurli~ een aflopende reactie tussen Na en CO

2 gewenst. Daarom moet men b~ een bepaalde

gassam.ens~elling

en temperatuur

dèwerkd~

in

d~

reactor

steeds hoger kiezen ~an dè evenwichtsdruk, die b~ die con-dities hoort.

Behalve, dat de reactie aflopend moet z~, 'is het natuurli~

ook vereis$at de reactie snel verloopt. i\!i-~~_.?J geeft een kwalitatief beeld van de relatie tusse~e reactiesnelheid en de temperatuur en de drQK. Uit metingen van Frèjacques en d , Ivacheff (lit:-18) -is-~eb leken dat de reactiesnalheid ongeveer evenredig is met P • Bij atmosferische druk verloopt de reactie langzaam.; boven leO'atm. en 150·0 evenwel

onmid-dellijk. Een tweede eis b~ de industriele ureum-synthese is ?~ ('< b

dus, dat er bij hogere temperatuur en druk gewerkt wordt. ( ~ Bij de vorming van carbamaat uit gasvomnig :mi) en' CO

2 treedt evenwel nog een complicatie op; vooral bij het gebruik van een buizenreactor. Het gevor mde carbamaat zet zich n.l. als een harde, stevig vastgehechte, laag af tegen de wand. Deze laag belemmert dan ten zeerste de afvoer van de reactie-warmte ( reactie is exotherm). Oplossingen voor dit probleem

zijn het werken i de vloeistof-fase ~vloeibare FR

3, of inert

oplosmiddel}, of werken boven het smeltpunt van carbamaat (153·0). In het laatste geval wordt het reactie-mengsel wel zeer corrosief.

"_NH2 ,,}'!H2

He t evenwicht c=o ~ c=o + H₂₀ • - - - -... ' O- NH_{. 4} ' mI₂

Di~ evenwicht heeft de volgende nevenreactie

,

o

-m

₄

+ H20 :::;::=:: C=O

' O- NH₄

ammoniumcarbanaat.

Deze carbanaat-vorming treedt evenwel alleen maar op beneden 60·C. (lit. 18). Omdat de synthese bij hogere temperatuur moet plaatsvinden (i.v.m. de eisen voor de carbamaat-vorming7, kunnen we deze nevenreactie verder buiten beschouwing laten.

(12)

(13)

,NH₂ ,NH 2

De reactie 2 :NH

3 + CO2 ~C=ü_'O-:NH4- ===C=ü + H20 •

':mI₂

Voor deze reactie zijn de volgende variabelen op te stellen : Temperatuur,

druk,

verhouding _lTIff_{3/ c0 2 in de voeding,} verhouding H

20/co 2 in de voeding,

reactietijd, doorzet.

De invloed van al deze variabele zal nu achtereenvolgens nader~eschouwd_worden.

Invloed van de temperatuur.

De conversie stijgt met de temperatuur _{tot een maximum en}

neemt daarna sterkt af (fig.

3,

_{blad 6).} _Er~ _{treedt een}

maximum op, doordat bij een bepaald temperatUur _de

disso-ciatiedruk van het carbamaat gelijk wordt aan _{de werkdruk;}

de eerste reactie is dan niet meer aflopend. Invloed van de druk.

De conversie neemt toe met de druk, al wordt _{de invloed}

van de druk steeds kleiner; zie fig, 5, blad 6.

Invloed van de verh.NH

3!C02 in de voeding.

Een overmaat NE

₃

_{doet de conversie van CO}

2 toenemen en evenzo

bevordert een overmaat CO_{2 de conversie van WH}

3 ~zie fig.7,

blad6].De _{opbrengst aan ureum, betrokken op de totale}

hoe-veelheid voeding daalt evenwel (zie fig.4- en 7)

Invloed van de verh. H

20jC02 in de voeding.

Uit figuur 8, blad

_7,

_{is de invloed af te lezen van de F}

20/C02

verhouding in de voeding, bij verschillende _{temperaturen en}

NH

3/co2 verhoudingen. Om de werkwijze van dit diagram aan te

geven is als voorbeeld er in getekend: _H

20/C0 2

=

1,55, NH

_3/c0

₂

=

4-,2, T

#

180·C _{; de conversie is dan 50}

~ _{'betrokken op CO}

(14)

(15)

- ---

--10.

Het is natuurli~ duide1_i~

dat de conversie daalt met een

stijgende H

20/c0 2 verhouding.

Invloed van de reactie-t_iP.

Figuur

_9,

_blad

_7,

geeft een beeld van he verloop v n de

reactie tegen de tijd, bij diverse _tempera~en. _{Onder de}

smelttemperatuur van het carbamaat (153·C) _{verloopt de} _.

reactie aanvankeli~

z er traag, doordat ze plaats heeft

in _{de vaste fase. Het water dat b}

ij _{de reactie ontstaat zal}

evenwel lang amerhand het vaste carbamaat _{oplossen, zodat}

de reactie steeds meer in de vloeistof-fase _{gaat verlopen.}

In die fase is de reactiesnelheid _{veel hoger. Het ater}

erkt dus enigszins als katalysator en het reactieverloop

heeft dan ~ok _{het karakter van een autokatalytische}

reactie.

Boven de 180·C heeft de opbrengst-curve _{een maximum. Dit}

maximum is _{hoogstwaarschijnl}_i~

het gevolg van nevenreacties die dan gaan optreden.

Invloed van de~doorzet.

Verhoging van de doorzet _g_{e ef t -} _b_ij _{constante reactorgrootte}

- een afname van de conyersie door verkorting _{van de}

reac-tieti~ ~ _{zie fig. 2 en 8).} _D

e opbrengst heeft als functie

van de doorzet een maximale waarde ("zie fig. _4).

Conclusies ten aanzien van de reactievariabelen.

,

t\~...i[ ("

Temperatuur

: groter dan 150·Ct.v.m. de snelheid van de

carbamaat-~orming

en qndér de 180·C i.v.m. nevenreacties

~zie _{fig. 8).}

Druk : boven de dissociatiedruk van het carbamaat _b_ij _de

heersende temperatuur en Nfl

3/ C02 verhouding. Verdere

ver-hoging geeft steeds zwakker wordende stijging _{van de}

con-versie (zie fig. ~). _{Dus zo ver verhogen tot de st}

ijgende

conversie in balans is met de stijgende _{compressie-kosten.}

NH

3/C0 2 verhouding : Een toename van deze verhouding doet

de conversie van CO

2 stijgen, maar de ureum-opbrengst

(16)

(17)

.

---

-11.

bepaald.

• _d

houding wordtYdoor de wijze van bedrijfsvoer~ng_en _oor

economische factoren. Een rol _{bij deze keuze speelt ook}

het probleem van de corrosie. _{Een hoge}

Nfl

₃_{/ C0 2 verho}

u-ding verz akt n.l. het sterk

corrosieve karakter van het reactie-mengsel.

e .

H

a/co

_{verhouding: Deze ver}

houding _{is allen 1n het spel}

2 ₂

t .

bij processen, waarbij het carbamaat

dat niet omgeze 1S

als een waterige oplossing _{naar de reactor teruggepompt}

wordt. Het is dan steeds _{aan te bevelen, het}

water-gehalte

van de voeding zo laag _mogel_i~ _{te houden.}

Reactieti~ _: _B

ij de bepaling van deze _ti~ _{moet men een}

op-timum _{zoeken, tussen de conversie}

en de grootte van de

re-actor (investeringskosten).

Doorzet : _afhankel~~

van de vereiste productie, _{de gekozen}

reactie-omstandigheden

en de toegepaste wer~_ize _(geen,

partiele,

f totale recycle.) •

111. _{Ureum-processen.}

Ureum is voor het eerst ge1so1eerd _{in 1724 door}

kristalli-satie uit urine; de eerste

synthese van deze stof werd

uit-gevoerd in 1828. Die synthese _{werd gevonden}

d_{oor W5hler en}

berustte op de isomerisatie _{van ammoniumcyanaat}

:

NH_40CN _~

CO(NH

_2)2·

Historisch gezien is deze synthese _{van groot belang, omdat}

het de eerste synthese van een _{organische stof was uit}

an-organische grondstoffen.

Daarna zijn veel synthese-methoden

uitgewerkt en in 1870

ontstond de methode, waarop _{nu alle technische}

ure~

processen berusten, n.l. de dehydratatie _van

ammoniumcarba-maat. Deze werkwijze werd evenwel

pas in 1920 voor het eerst

in een commercieel proces

toegepast; n.l. door de l.G.

Far-benindustrie. De tegenwoordige _p

r oc es s en zijn alle variaties

op _{dat eerste proces. Deze processen}

zullen hier nu nader

besproken worden. Daarb_jj _{komen alleen de processen}

(18)

(19)

~- -

-12.

sprake, die nog op grote schaal toegepast _worden. _B~ _deze

processen wordt evenwel _{niet het To}_yo _- _K_{oat su - proces}

besproken, omdat dit prpces tot _~ _{toe nog nooit buiten}

Japan toegepast _is. _M_{et dit proces wordt 16}

~ van de

wereldproductie bereid (lit. 11).

_om

een duidelijk overzicht te geven van de verschillende

processen is de beschr_ijving _{ervan zo veel mogelijk}

gesys-tematiseerd. _K

arakt er i s t i eke grootheden zijn daarom in

tabelvorm samengevat. In verband met de snelle _ontwikkeli_ng

van de ureum-industrie zijn _{in deze tabel (blad 17" alleen}

gegevens vermeld uit _vr_~ _{recente publicaties. Daarnaast}

wordt van elk proces een schematisc_he _{flowsheet gegeven.}

In die flowsheets is van de processen alleen _{maar de}

werk-wijze _{weergegeven bij toepassing van}

to~tale _{recycle, omdat}

het pércesschema _{ook een proces beschri}

Jft _{met t tale}

re-cycle.

De nu volgende _beschri~n_g

van de processen kan dus

be-perkt blijven tot een korte toelichting _{op de flowsheets,}

met een eventuele vermeldin_g _{van eigenschappen, die niet}

uit de flowsheet en de overzichtstabel _bli~en.

Inventa-proces.

N_{i et omgezet carbamaat worit ontleed in NH}

3 en CO2• Deze

twee stoffen worden _afzonderl_\~

naar de reactor

terugge-voerd. De scheiding gebeurt in de gasfase, _{door absorptie}

en de sorptie van NE) met een onbekend absorptie-middel. M_{on t e c a t i ni - pr oces .}

H_{et terugvoeren van NE) en} _C

O_{2 gebeurt hier in vorm van}

een ammoniumcarbamaat-oplossing

in water. De

carbamaat-ontleder is hier n.l. gecombineerd _{met een z.g.}

carbamaa.t-condensor. _D

e z e a.pparatuur bestaat uit twee gedeelten.

In het bovenstuk wordt het niet omgezette _carbamaat

ont-leed door drukverlagi_ng

en temperatuurverhoging. Daarb_ij

ontstaat gasvormig NE en CO , dat afgevoerd _{wordt via een}

centrale _pi~,

die boven het vloeistof-niveau uitmondt.

Door koeling van deze afvoerp_~w _{in het tweede} _g

e dee l t e van

de kolom, condenseren de g_{a s s en en meegevoerde waterdamp}

tot een carbamaat-oplossing. _D

ze oplossing wordt naar de

reactor terug gepompt.

(20)

(21)

IN"

t! NTF1. (J. ,.T. ~,). _{'3 .} ",U_{s •}COl C0:t ti ...,. S op". "". _:t c, _C!:t

...

... CL Cl. W f# I-", "'#4~, c:o~ , Ha 0 I 0pl.. ,.... MONr6C:RTiA//. ç i ir, 1). R CP46.-OpL.

0 ..

HEprlFR PECHiNE.!:J' (Li r, ~). s OLiE ZO"r - 01..1 S _ ....---;---I!-'---...,.---+---, ItEIIIoaro. c, C0:l, CFlIt8F1I'f"",r-SU,lt'l.!S """'3 R

(22)

- - -- -- - -

-14.

Penchiney-proces.

Ook bij dit proces wordt het niet verwerkte FR_{3 en C}O₂

als een carbamaat-oplossing naar _{de reactor terug}

ge-pompt, maar B4e~ nu niet in water ma ar gesuspendeerd

in een lichte paraffinische olie. D_{e ze olie heeft, naast}

de circulatie van het carbamaat, _{nog andere functies;}

n.l. warmtetransport en koeling in de reactor en

ver-mindering van de corrosie. Het gasvormig NH

3 en C02uit

de eerste carbamaat-ontleder (Cl) wordt in de zout-olie

reactor tot een c8.rb8Jll8.a.t-slurry. Dez~ _{reactor werkt bij}

60 - 95·6 (lit.3) en 5 - 7 atm. (lit.8)~ _{de slurry bevat}

35 - 40% aan carbamaat (lit.2). He t NB

3 en CO2 uit de

twee-de carbamaat-ontletwee-der (C

2) en het niet gebonden ga s uit

de zout-olie reactor wordt teruggepompt naar de eerste ontleder.

Chemico 2,5:1 - proces.

Van dit proces zijn bizonder we~n~g details gepubliceerd.

De gegeven flowsheet is overgeno~en u_{i t een artikel in}

Petr. Ref. (lit.2); een toelichting op die flowsheet ont-breekt daar evenwàl.

Het _{proces wordt met en zonder rec}_ycle _uitgevoerd. _Z_onder

recycle _{heeft het proces als} _g_{r oot voordeel de lage}

pro-ductie aan gassen per ton ureum; n.l. 0,26 ton NH

3 en 0,13

ton CO_{2 (lit.3).}

Chemico 6:1 - proces.

In verband met de uitzonderlijk _h_{oge NH}

3-overmaat is in deze

installatie een speciale destillatie-kolom opgenomen voor

het afscheiden van niet verwerkt WH

3• Deze kolom is tussen

de reactor en de carbamaatontleder in geschakeld~ De kolom

werkt bij _{ongeveer 17 atm. (lit.3).} _N_{aa s t de hoge conversie}

heeft de NH

3-overmaat als voordeel, dat de warmte in de

reactori erdoor opgenomen wordt, waardoor geen speciale

koeling nodig is.

(23)

(24)

/5. "'s

Op.L. _OpL_.

op.L.

ulUi"fOf -OpJ.. ut ~ " R Q o ~,. "

.

c_I 111 SRS ~ ti CONO; 1/1 _{rio ....} ,'IJ 1'1ER """"U""'J"'Jllfr6A, CRR.6"..""T. ""ER NM~ eo_z NH!j

""

_ot

..

R C _~IlR 19C 0 lA S

..

~ CO₂ NHl Nk₃ yJ~ Hf!!flr .. ,.

J2fa

Ico . . . .~ LIC . . . .~ \ov"'T6~ (!RIl,6RfOf"'RT S TI9RTSH!jNIfFAi.

(25)

s_{t aat smi,~en-proc e s .}

1.6.

door absorptie en desorptie van CO_{2 met} _~_[&A

(monoethanol-amine).

NH

₃ en CO₂ _{worden afzonderlijk dan naar de reactor}

teruggevoerd.

proces

De eerste carbamaat-ontleder van dit is te verdelen in drie

secties. In de bodemsectie wordt het niet omgezette

carba-maat ontleed. Het NB

3 en CO2 dat daarbij als gas ontstaat

wordt in de middensectie weer gebonden tot carbamaat en,

in water opgelost, naar de reactor teruggepompt. Over de

top de kolom ontwijkt zuiver WH

3 '

dat als vloeistof naar de

reactor teruggevoerd wordt. Dit proces is dus enigszins te

beschouwen als een combinatie van het M_{ont e c a t i ni - en het}

Chemico 6:1- proces.

IV. _{Keuze van proces, productiegrootte en plaats van de fabriek.}

Bij _{alle processen wordt het carbamaat, dat niet pomgezet is}

tot ureum ,ontleed door verwarming en expansie. Het NE) en

CO

2, dat daarbij ontstaat kan nu volledig, gede eltel~~ , of

in het geheel niet gerecirculeerd worden. .

Het g_{e brui k van geen of een} _gedeeltel_j~e _rec_ycle _{kan grote}

voordelen bieden, als de ureum-fabriek gekoppeld kan worden

aan een fabriek, die het niet ver wer kt e

NH)

en CO_{2 verbruikt.}

Er is dan dus een integratie vereist in een groter gehee l .

Bij gebruik van totale recycle vervalt deze behoefte aan

integzatie. _H_{et ureum-proces wordt dan tot een afgerond}

en zelfstandi_g _geheel.

De opdracht is een processchema uit te werken voor de

fabri-cage van enkel maar ureum. Aan deze opdracht wor dt dus het

best voldaan door totale recycle _{toe te passen; er ontstaan}

dan helemaal geen biWroducten.

Een keuze uit de diverse processen met totale recycle

-is nu gedaan aan de hand van de overzichtstabel op blad 17.

Gekozen is voor he t s_{t aat sm\~en-pr o c es .}

"'"

Bij dit proces kan voor de constructie van de reactor _....~wo n

(26)

(27)

- - - -- - -

-17.

(28)

- - ---1

I

S'yn~ese~ type reactor

koeling van de reacto~

materiaal van de reactor

ol. verh. NH~COJ in de voeding

temperatu~in de reactor, ·0

druk in de reactor, atm.

druk in u~e lste car .-onb tI de er, a m.t

temp. in de Zde carb.-ontleder, ·0

druk in de 2de carb.-ontleder, atm.

ton .

Verbruik:-NH

3, Iton ureum

002' ton/ton ureum

hoge druk-stoom, ton/ton ureum ton

lage druk-stoom, Iton ureum

koelwater, m' per ton ureum electriciteit, Kwh/ton ureum

Prill-proces: watergeh. ureum-smelt na verdamper,% Hoogte van de prill-toren, m.

coating van de prills

Resultaten: conversie to~ ureum, mOl.% 002 p.p.

biureetgehalte prilIs, %

kristallijn,

%

watergeh. prilIs, ~edroogd,

%

gedroogd, %

Diversen: levensduur van de reactor

6

wereldproductie in 1959, 16 ton/jaar levensduur van het reduceerventiel

• _{gem. kosten van} ₁₀₀t_' _/d-plant, ₁₀6 _$

N.B. De cijfers in de smalle kolommet j e s geven de brorr vam

de vermelde gegevens aan, doo~ te verwijzen naar de

(29)

---- -~-- - -Ft M_t S₀ S:_p Set 1₀ lp 11; ,,~C₀ ."JCr (,:C -'C 0 " J!' v, 6,:1 6,:'1 2';5:1 2,5,::1 A ₃ A _3' A

,-

A

,.

A _:1 A

,-

A

:;;

-

,

j, 1r 2 1f 2 ." 2 lf 4 w; 4 lf _4-

-

;:

-

}

Pb ~O C-N

,

C-N 2 C-N 2 C-I'. 2 Vulcan-a11iage 4 Ag 3 Ag ₃

2 1 3 1 2',.5 3' 2-5 3: 2-5

;:

2.-3 4 2~): 4 2~;" 4- 6 6 2,5 2,5, 180

,

175 2. 175 2 175 2 115 2 160 4 160 4 160 4- 180 180 180 190 190 190 210 3 170 2 200 2 200 2 20C 2 170 4 170 4 170 4 280 ;: 280 3 240 2 240 2 190 200 200 200 41

,.

20 2 20 2 20 2 3',5 4 3,5 4 3_2,0 _2,0 ₂,5_,0 4 90 _~,- _{90 13 90} 1,-100 LOO IOC ='1 2 1 3i 1,2~3' ~ 13' J,2

l'

q58

,-

0,66 3 1,28 3' 0,82 3 q5€ 2 J,14 3: _0,₅₇ _{2 058}

;;

0,5,9

3 ;

q6o. 3-q76

3

0';17

₃

1.75

3

1,1.0 3 0;76 2. lJ+7 3

_°l3

2 1,0 6~ ₃

cas

3,

013

1 3;

9

5'- 3 2,18

,-

q48 3' _{q59 3} }2)421 ~58 3 2,60 :3 1,70 :): ±,70 3'

-

3 ],22 3' 1,43 3

-

-110 3 103

,-

113 3 12J. } 140 21 93 3 170 :3 7'5 3 .) IJ ~ .1

I

190 3 145 3'

:no

3 2;'0 :3 160;21 170

;:

215;

:5

190" 3; t 0.5 8 <0.8 7

<

q,

2. <~3 2 <~ 2 <1 4 <1 4 <.1 4- 0,5 2' 0,5 2 0,5 2 0,5 2 6D 8 44 3 3'5 ~3 35 ~3 35 1:5 k 8

-

_3'

_

.

_:5

-

₃ k 4 k 4 k 4

-

3

-

3

-

3

-

} 45 2 45 2 45 2 _7i8 ₃ 78 ): ₅₀ ~2 ₅₀ ₂ 70 70 0,8 tL2 <1 _:3 <1 _3' <1 _:5 <1 3~ <1 3 <1 2 <1 2 q5 P.2 <0,0 5 3 4)P5 3' <0,05

;;

ûp5 3, 06 tL2I <_{0 3 3'}

,

_<gil _3' <q3' 3' <q5 3 ~q5 3 <q5 3 <0,,5 3 0,2 ₃

-

_

.

_

.

_-

-oe 2 00 2 co 2 10-15 j • 4 ce _3' 0 0 3 0,7 2 0,5 2 0,5 2 0,5 2

_I

I

>_{1m 3'} >4 j 3 >_{4 j 3'} >4 j 3 14-18 m. 2,5 3 1,8 ₃ 1,8 _{3 1},8 ₃

_I

2,0 _{:3 2,5} ₃ ~,8 3; 2,0 2 Mont e ca t i ni . F = Penchiney. S = staatsmijnen. 1

=

Inventa. C = Chemico.

-0 ="once through"- proces.

-p = proces met part. recycle.

-t = proces met totale rec.

- = recycle - proces.

r

IJdaarnaasz nog 45 m3' aardgas nodig.

~inc lu s i e f koeling.

(30)

(31)

-.; '. \,\

, ,1 " .; , "

~-

-18 •

Het gebruik van Cr-Ni-staal _{is hier mogelijk dankzi}

:i een

speciale be_strijding

van de corrosie met zuurstof (zie

lit.20) •

Het verbruik van de diverse totale recycle-processen blijkt niet veel te verschillen (zie blad 17). _Het koel-water-verbruik is bij _{het staatsminen-proces wat hoger,}

maar het electriciteitsverbruik

ligt gunstig ten opzichte

van de andere processen.

Bij vergelijking van de prill-processen _{geeft het} staats-mijnen-proces als duidelijk _{voor ee11, dat de prill-toren}

relatief laag is en dat het niet nodig is, de _{prills te}

drogen of te coaten.

De kwaliteit van de prills is uitstekend; _het

biureet-gehalte staat het g_{ebrui k voor kunstmest en veevoer toe}

(zie blad 4). Verder kitten de prills niet _{aaaeen en}

kun-nen dus zonder meer opgeslagen of vervoerd_e _worden.

,, '

Tot slot wordt nog gewzen op de lange levensduur _van_·fte _.

reduceerventiel en de relatief lage investeringskosten.

Productiegrootte en plaats van de fabriek _{zijn aan elkaar}

gekoppeld en worden hoofdzakel_ijk _{bepaald door economische}

facto~ren. Bij _{het gekozen proces is vooral de aanvoer} van de grondstoffen van belang (NE

3 enCo2). Het afvoeren van

de ureum weegt hier minder zwaar door de goede kwaliteit

van de prilIs. _M_{e n kan deze n.l. zonder meer bulk}

vervoe-ren per trein of schip; met de prills van andere processen

gaat dat minder goed, omdat die dan neiging _{hebben samen}

te kitten. _B_ij _voor_keur _{wordt de}

~eum-fabriek _dus _g_ebouwd

in associatie met een industrie die NB

3

en CO2 kan leveren.

D_{e vele economische factoren die de grootte}

en de plaats van een fabriek bepalen _z_\~ _{voor een buitenstaander niet}

te overzien. Daarom is de fabriek, waarop _{het proces schema}

betrekking heeft, maar vereenzelvigd _{met de} _{u~reum-fabriek}

die op het ogenblik in aanbouw is bjj _{de staatsmijnen in}

Geleen. Het is een fabriek, die net als het processchema,

het staatsmj_,men-proces

toepast met totale recycle. De productiegrootte van die fabriek wordt 200tld.

(32)

(33)

v.

19.

Behalve in Geleen kan men zich de fabriek ook id Delfizijl geprojecteerd denken. In de toekomst zal daar n.l. ddor de Staatsmijnen een chemische industrie opgezet worden, die gebaseerd zal zijn op aardgas. Deze industrie zal hoofdza-kelijk kunstmeststoffen gaan produceren (krantenbericht van 19 jan. '61).

Het proceschema zal dus een beschrijving geven van het Staatsmijnen-proces met totale recycle voor een productie van 200 t j d•

Beschrijving van het Staatsmijnen-proces met totale recycle. (verklaring van het schema). Deze beschrijving zal gegeven worden aan de hand van het processchema, waar dit verslag bij hoort. (x)

De grondstoffen voor dit proces moeten zeer zuiver zijn.

~

Zuiver NH

3 wordt als vloeistof van elders betrokken. Meestal zal het nodig zmjn om deze vloeistof eerst nog te filtreren, om er de laatste resten olie en katalysator uit te verwijde-ren. Daarna wordt het NH

3 via stroom 1 ingevoerd in de in-stallatie. In een buffervat, V-I, wordt het samengebracht met zuiver vloeibaar NH

3, dat afkomstig is uit de recycle-sectie. Vanuit dat vat, dat een druk van 20 atm. heeft, wordt het NH

3

vervolgens in de eerste reactor, R-l, gepompt op een druk van 200 atm.

Het 00

2 mag maar maximaal 2

%

aan inerte gassen bevatten en

O~~ tot O~

%

aan zwavel. Om aan deze laatste eis te voldoen zal het meestal nodig zal, om de organische zwavel-verbindingen uit het gas te verwijderen. Daarna zal het gas gedroogd moeten worden, omdat het vochtgehalte niet hoger mag zijn dan 19 watefM3

in verbamd met de compressie die volgen zal. Het is ook mogelijk

om het gas met een hoger vochtgehalte te comprimeren, maam dan moet een speciale compresso~gebruiktworden, waarbij tussen de opeenvolgende trappen condensaat afgetapt wordt.

He t zuivere, droge 002-gas wordt nu aangevoerd via stroom

3.

Om corrosie in de installatie te voorkomen wordt hier zuurstof aan het gas toegevoegd. De vereiste hoeveelheid zuurstof hangt (x): zie de fIowsheet op het vouwblad achter in dit verslag.

(34)

(35)

20.

af van de reactie-condities an het zwavel-gehalte van het

002. De hoeveelheid is in de groot orde van 1 - 3 vol.%van

~Jhe t 002. (zie lito 20). ~

.

)."J\:

_{Het 0° 2 wordt vervolgens gecomprimeerd tot 200 atm. en als}

I

l

.~ vloeistof in de eerste reactor geperst (stroom_","",-_--,

4).

•

De eerste reactor, R-l, wordt dus o.a. gevoed met vloeibaar NH

3 en vloeibaar CO2• Het NH3 is daarbij in overmaat

aanwe-zig. In deze reaetor heeft de eerste trap van de synthese plaats, n.l. de vorming van het carbamaat. Die reactie

ver-loopt onmiddellijk en volledig en is sterk exotherm. Om de

reactie-warmte goed te kunnen afvoeren wordt hier een buizen-reactor gebruikt. De hoge doorvoersnelheid in deze buizen-reactor is geoorloofd, omdat de reactie bijzonder snel verloopt. De tweede trap van de synthese, de ontleding van carbamaat

tot ureum, verloopt langzaam en onvolledig en vereist een

veel langere reactie-tijd. Om daaraan te voldoen is de tweede reactor, R-2, uitgevoerd als een autoclaaf. De bedrijfsvoering is zo, dat in deze reactor geen warmte toe- of afvoer nodig is

(zie Wa r mt e - ba l an s ) .

Het reactie-mengsel (stroom 6) wordt nu ontspannen van 200

naar 20 atm. en verwarmd. De bedoeling daarvan is, om het niet omgezette carbamaat weer te ontleden in NH

3 en 002 en

om de overmaat NH

3 te verdampen. Dit gebeurtfi in O_la. De

dampen uit O_la worden in O_lb weer afgekoeld en vormen daar-door weer carbamaat. Dat carbamaat lost op in het water, dat door O_lb gecirculeerd wordt. Dit water neemt tevens de reactie-en oploswarmte van het carbamaat op reactie-en geeft die weer af in

de koelers W-2. De overmaat NH}, die gasvormig overblijft, wordt gefractionneerd in de kolom O_lc en vloeibaar afgevoerd

("stroom 10).

e

Me t nadruk moet er evenwl op gewezen worden, dat de

construc-tie van C-l, zoals hier beschreven en in het schema aangegeven, naar eigen inzicht is; er is n.l. geen uitgebreide puhlicatie gevonden over de inrichting van dit apparaat.

(36)

(37)

21. via C_la + ,NH₂ 0=0 (n - 2)' NH 3 ... 0-1TJ! 1 - ',.;;j4~_ .

tin R-2

,NH 2 (1 - p) 0=0 +

I

'O-NH4; tin O_la (1 - p)(2 NH 3 + CO2)

~

in 0-1b ,NH 2

(1 -

p) 0=0 "'O-NH₄ ,NH₂ P 0=0 + P H"O + 'NH '2 2

~O_la

ureum-oplossing (stroom 13) wordt opgelost in water (stroom 7) e-i? \ .( . \ ...,,-..., ,\. " '" (n - 2) NH 3 (stroom 1) De carbamaat-oplossing (stroom 7) en het vloeibare NH

3 (stroom ~ worden nu ieder gecomprimeerd tot 200 atm. en teruggepompt naar de eerste reactor. Het is daarbij

, vereist, dat het NH

3 b~s.~~st geen 002 meer bevat, omdat

and~rs carbamaat-vorming in de compressor optreedt, waar-door deze kan vastlopen.

Het was ook mogelijk geweest, om de carbamaat-oplossing meteen naar de tweede reactor te pompen. Dat is even el niet gedaan, omdat de oplossing nu in de eerste reactor inwendige koeling geeft. De eisen aan de externe koeling

; ;;;t;: ~I :=81 al tic: .pill.l van deze reactor kunnen dus.

ver-minderd worden. \ 1 \.j.) \,' :{~\:\' • 'J'\ .:.• ~ ', , '

'

/

In het schematisch overzichtje van de gang van zaken, dat zojuist gegeven is, is verondersteld, dat al het carbamaat in O_la ontleedt. Dat is niet het geval. Daarom wordt een tweede druk-verlaging met verwarming toegepast in een volgende carbamaat-ontleder (a~2). De druk is nu gedaald tot 1 atm •• In deze ontleder wordt de oplossing gekookt waardoor, samen met het NH

3 en 002 - ontstaan uit carbamaat -ook een gedeelte van het water als damp over de top verdwijnt.

(38)

(39)

22.

Deze iopdampen worden nu afgekoeld

(W-.)

en weer gecom-primeerd tot 20 atm. (00=4). Hi e r door gaat de stroom over in een verdunde carbamaat-oplossing. Deze oplossing wordt nu, in plaats van water, boven in C_lb gesproeid om het daar gevormde carbamaat ook nog op te lossen.

Soms wor den er in plaats van deze t ee carbamaat-ontleders zelfs drie gebruikt. Ze wor den dan op dezelfde manier als hier is aangegeven achter elkaar geschakeld, waarbij de

eerste ontleder weer bij 20 atm. werkt, de tweede tussen 20 en ~ atm. en de derde bij 1 atm.

De ureum-oplossing bevat na deze bewerkingen nog maar een laatste restje carbamaat. Dit spoortje ontleedt volledig, wanneer de oplossing vervolgens ingedampt wordt in een Luwa-verdamper (L). Bi j deze verdamping treedt een

bijzon-dere moeilijkheid op. Omdat nagenoeg al het water verdampt moet worden is het noodzakelijk het ureum te smelten en als een smelt te verpompen.De vereiste temperatuur is ~~ 132·0. Nu kan ureum boven de ~1 0 · C overgaan in biureet, volgens

de reactie :

Deze nevenreactie is bijzomder hinderlijk, omdat een te hoog biureet-gehalte het ureum voor al zijn toepassingen onbruik-baar maakt (zie blad 4).

Door de vereiste temperatuur van 132·0 is deze reactie even-wel niet te voorkomen en he t is dus zaak het verloop ervan zo veel mogelijk te beperken. He t is dus vereist, om de

is

tijd aarin het ureum op 132·Cvzo kort mogelijk te houden, en om te voorkomen, dat de temperatuur ergens boven deze minimale waarde stijgt; daardoor zou de biureet-vorming maar onnodig versneld worden. Op gr ond van deze eisen wordt hier nu een Luwa-verdamper gebruikt. Dit apparaat bestaat uit een vertikale buis, omge~en door een verwarmingsmantel. De ureum-oplossing wordt boven in deze buis gebracht en daar door een snel ronddraaiende rotor tegen de wand geslingerd. De oplossing z~akt nu als een dunne turbulente film langs

(40)

(41)

?

23.

de wand naar beneden. Hierdoor heeft een zeer intensiexe warmteuitwisseling plaats, waardoor de verdamping snel en uniform kan gebeuren (korte verblijftijd en nergens boven 132·0). Bovenuit de pijp ontwijkt het verdampte water met wat NH

3

en 002' ontstaan uit het laatste restje carbamaat.

De damp moet nu eerst een kamer passeren, die boven op de verdamper-pijp gemonteerd is en waarin de rotor vanuit deze

pijp doorloopt. Me eg e s l eu r de druppels worden daar deer die

reter tegen de wand geslingerd en stromen dan terug in de

verdamper-pijp. De damp verlaat dan vochtvrij de verdamper. 1

In de pr~ektijk wordt) eze verdamping in twee trappen ui t- .)[i",\'A

gevoerd, waarbij de tweede verdamper onder een lagere druk

werkt dan de eerste. Hi e r ove r zijn verder evenwel geen

ge-gevens voorhamden.

De ureum-smelt wordt nu vanuit de bodem van de verdamper naar de top van de prill-toren verpompt. Dit moet zo snel

mogelijk gebeuren, omdat de biureet-votIning ma a r steeds

door-gaat. Daar komt nog bij, dat de biureet-vorming tijdens de

val in de prill-toren toeneemt met het biureet-geha~lte

van de ureum-smelt bij aankomst in de toren. Om dit transport nu tot een minimum te beperken is in enkele fabrieken de

verdamper boven op de prill-toren gebouwd. Deze oplossing van het probleem geeft echter weer moeilijkheden bij het hanteren en onderhouden van de installatie.

Bij het prillen wordt de ureum-smelt boven in de toren ver-sproeid tot kleine druppeltjes, die tijdens de val stollen

tot harde bolletjes. De gr oot t e van deze bolletjes wordt

bepaalt door de grootte van de ga a t j e s in de verdeelkop,

boven in de toren. Omdat het gewen s t is prills van uniforme

gr oot t e af te leveren worden te gr ot e en te kleine prills

uitge~~e~,~eerd ~~t _,~~Jl . een zeef en ssn al='h::'a:*== (Z)e:

jr). Dez~f'(prills wor de n weer opgelost (V-') en opnieuw

ver-~ 27

werkt (stroom ~). Ten slotte worden de prills nog volledig

(42)

(43)

VI.

.t. :...

24.

De damp uit de Luwa-verdamper bêvat nog NH

3 en 002 • Daarom wordt deze damp niet zonder me e r afgevoerd, maar eerst ge-condenseerd. De ge r i nge hoeveelheid NH

3 en 002 lost hierbij volledig op in het condensaat. De inerte gassen, die o.a. met de 002-voeding ingevoerd zijn, worden uit de condensor

(w-6) afgezogen. Door het afzuigen van die

_-

ga s s en bereikt men

- - - ._--_.

---~-tevens de gewenste onderdruk in ~~_~e !dampe r~ Daarna wordt

f

het condensaat uitgekookt in een desorptie-toren (D) en af-

_{- - ._}

_..

_-

_..

_{_}

_--

_p-

_{_}

_.

_-

..-gevoerd. Het vrijgekomen NH

3 en 002 wordt weer verwerkt. In de prak~ijk voegt men hi e r nog een absorptie-toren aan

toe, waarin alle gassen, die eventueel op de installatie vrij-komen, uitgewassen worden met het condensaat voordat dit. uit-gekookt wordt. Eventueel NH

3 en 002 uit die gassen wordt zo dus ook nog teruggewonnen. Die spuigassen zijn verder even-wel niet me e r in de beschouwing opgenomen en daarom is ook die absorptie-toren niet in het s~ma aangegeven.

Het hier gegeven processchema heeft enkel betrekking op de productie van prilIs. De ureum-oplossing uit V-2 kan even-wel ook gedeeltelijk verwerkt worden tot kristallen. Voor nadere gegev en s over he t kr i s t a l l i s a t i e - pr oc e s wordt verwe-zen naar de literatuur (lit.2,4,8).

Keuze van de synthese-condities.

De condities moeten gek ozen worden voor een ureum-productie van 200 t j d•

Temperatuur: 175·0, naar gegev en s uit lito 2, 3 en 13. Druk: 200 atm., naar gegevens uit lito 2, 3,en 13.

H20j002-verhouding: Deze verhouding moet zo laag mogelijk zijn. Dat is te bereiken, door te zorgen dat de carbamaat-oplossing, die van O_lb naar R- l teruggepompt wordt, bijna verzadigd is bij de laagste temperatuur die de oplossing moet aanneme~i dat is 50·0. De oplossing ma g nu 65

%

car-bamaat bevatten.

Reactie-tijd: Om een maximale conversie te krijgen is het nodig, dat de reactie-tijd lang gen oe g is voor de instelling

(44)

(45)

- - -

-25.

van het evenwicht. Bi j 175·0 is het evenwicht ingesteld na 20 minuten (zie fig. 8, blad 7). Deze lange verblijf-tijd moet nu realiseerd wor den door R-2 groot genoeg te maken. Om nu evenwel de grootte van R-2 niet onnodig op te voeren is het zeer gewens t , dat de doorzet door deze reactor minimaal gehouden wor dt . De doorzet is een functie van de NHyl00 2- v e r h ou di ng .

~a02-verhouding; . ,De ze verhouding moet dus zo gekozen

worden, dat

d

~

~à§t

!

~en

minimaal is. Dit heeft niet alleen X

.../"'-- - -"-'.. -....-~.'..--_...----., .', .- _.- '- ..._

-als voordeel dat de grootte van R-2 beperkt blijft,maar ook, dat de belasting van de compressoren en de recycle-sectie minimaal is.

Behalve de doorzet door R- 2 is ook de vereiste tempe r a t uu r in a_la een functie van NHy/a 0

2• Deze temperatuur moet n.l. zo liggen, dat al het carbamaat kan ontleden; d.w.z., zo dat

e

op het einde van de carbamaat-ontleding de evnwichtsdruk nog

~ro

ter-kleiner is dan de werkdruk, of eraan gelijk. De minimale tem-peratuur voor a_la wordt dus bepaald door de werkdruk (20 atm) en de gassamenstelling als al het gas ontleed is. Die gas~

samenstelling is nu een functie van de NH

3/00

2-verhouding in de voeding. Het is nodig, om bij de keuze van de _NHyla0 2-verhouding al rekening te houden met deze temperatuur, omdat een te hoge temperatuut' biureet-vorming kan geven. In de literatuur (lit.l§) wordt in dit verband 110·0 als maximaal toelaatbaar opgegeven voor lage drukken. Bij hogere druk

(20 atm.) ligt deze temperatuurgrens wat hoger.

Bij de berekeningen, die nu volgen i.v.m. de keuze van de

NH

3

/ a 02- ve r h ou di ng , is de voeding van R-I steeds beschouwd als uisluitend samengesteld uit NH

3,a02 en H20 . He t carbamaat wordt daarbij steeds ge s pl i t s t ge da cht in__NH

3 en a02•(2 molen

NH

3 op I mol a0~). Deze rekenwijze is geoorloofd, omdat in B-I toch al het a0₂ kwantitatief omgezet wor dt tot carbamaat. De opgegeven hoeveelheden NH

3, a02,en H20 evenals de NH~ao2 en H20/a02-verhoudingen hebben dus steeds betrekking op een voeding, waarin het carbamaat omgerekend is tot NH

(46)

(47)

- - ,

-26.

Onderstaande tabel geeft nu een overzicht van de stand van zaken bij ~erschillende NH3jC02-verhoudinge~~

gestelde conversie, in ~C02 50 55 60 65 70 75 80

-

.

_{hcev ,} _,_C0 2 verelste in de voeding,tj d 294 267 244 226, 210 195 183

-niet tot ureum

~rwerkt _{CO2, t j d} 147 120 97 79 63 52 36 hoev. carbarnaat in recycle-opl., tj d 261 213 172 140 112 92 64

-hoev. H 20 in de_t ₁₄₀ ₁₁₅ 93 75 60 49 .1 34 recycle-opl., /d EGO/C02-verhouding 1,16 1,05 0,93 0,81 0,70 0,62 0,45 in de voeding f -NH~Oo2-verhouding 3,7 4,1 4,4 4,8 5,4 6,2 7,0 in de voeding ~ vereiste hoev. NH 3 in de voeding, t j d 420 423 415 420 438 468 495

-niet tot ureum

~rwerkt NH

3,

:f/

d

307 310 302 307 325 ~ 355. 382

"

doorzet reactoren 854 805 752 721 708 712 712 -_{verelS e}. t _{min. temp.}

in e_la, ·0 124 122 121 120 117 115 98

_1..

Bij het opstellen van dit overzicht is gemakshalve uitge-gaan van aangenomen conversies. Bij aanname van een con-versie is uit te rekenen hoeveel CO₂ nodig is om 200 t j d ureum te maken en ook hoeveel CO

2 daarbij niet tot ureum omgezet wordt. Als het CO₂ dat niet verbruikt is komt in de vorm van carbamaat terug in de reactor (aangenomen dat er geen verliezen optreden). Mol a i r gezien is de hoeveel-heid carbamaat in de recycle-oplossing dus gelijk aan de

u reu m hoeveelheid CO

2, die niet verwerkt is tot 8~.QGmGGt. Deze hoeveelheid carbamaat is dus te berekenen.

(48)

(49)

27.

oplossing. De hoeveelheid water, die samen met het

carba-maat i~ de reactor ge br a ch t wordt is nu dus ook bekend;

dit geef~ de H_{20/C02-verhouding.}

Bekend zijn nu de temperatuur (175'C), de conversie

(aan-genomen) en de H

20/ C02- ve r h oudi ng . Uit fig.B, blad 7, volgt nu welke NHylC02-verhouding nodig is, om de aangenomen con-versie inderdaad te bereiken. Uit de kennis van de vereiste

NH,/C0_2-verhouding volgt nu de vereiste hoeveelheid

NH,

in

de voeding en vervolgens de hoeveelheid NH

3, die niet tot

ureum omgezet wordt.

De doorzet van de reactoren is nu bekend, n.l. de som van

de hoeveelheden NH

3, CO2 en H20 in de voeding. Deze waarde

is minimaal bij een NH_{y/Co2- ve r houdi n}g van 5,4.

De vereiste minimale tempe ratuur voor C_la volgt uit de

± 2

formule: log Px

=

log P 0,276

3

log x.y

(zie blad 5).

Deze formule moet men nu toepassen op de ga s samenstelling

die er in C_la he e r s t , als al he t carbamaat ontleedt is.

He t ga s is dan opgebouwd uit de hoeveelheden CO

2 en NH3,

die in tot ureum omgezet zijn. Die hoeveelheden zijn

be-kend en dus ook x en y van de gegeven formule. P_x

=

20 atm.

Voor elk gevel kan nu duê P uitgerekend worden. Een gr a f i ek

als fig.l, blad 6, ge e f t nu de bijbehorende temperatuur.

de

(pp opgegeven temperaturen zijn uit een nauwkeuriger

dia-gram afgelezen). Het blijkt, dat de vereiste temperatuur

a \"'X,..1. "'l' v·f,-{ . ·.· r (

voor C-l maar

Zwak

afneemt _{bij stijging van de}

NHy/C02-verhouding. Bi j een verhouding van 5,4 is ninimaal 117·0

vereist. Bij de werkdruk van 20 atm. is dat beslist niet te

hoog . De temperatuur kan mi s s chi en zelfs nog wa t boven dit

minimum opgevoerd worden ,om de ontleding van het carbamaat

te versnellen.

Gekozen wordt dus voor de volgende Temperatuur R-2: Druk: NHy/00 2- ve r h . : H20/002-verh. : Verblijftijd in R-2: Conversie in R-2: a Temperatuur C-l : condities: 175·C 200 atm. 5,4 0,7 20 mi n. 70

%

C_O2 120'C voedi ng

(50)

(51)

28.

Bij de voorafgaan~e beschouwingen is evenwel - bij gebrek aan gegevens - de..invloed van de druk niet verekend. De gegeven berekening is dus niet geheel juist.

VII. Stof-balans.

Bij het opstellen van deze balans is aangenomen, dat er geen verliezen optreden.

Voor alle stromen is van elke component de doorzet opgege-ven in Mol/h en kg~ ; daarnaast is de totale stroom ge-karaktlBriseerd. in g/h. Deze gegevens zijn samengevat in een tabel op blad 30. De stromen zijn in deze tabel aange-duid met cijfers, die corresponderen met de nummers op de flowsheet.

Bij het omrekenen van

t/

d naar ~ol/h en kg/h is veronder-steld, dat de fabriek continu werkt.

Dit hoofdstuk zal nu verder de gedachtengangen schetsen, die ten grondslag liggen aan de tabel van blad 30.

a. Synthese-sectie.

De productie bedraagt 200 t/d ureum, dat is 139 Mol/h• Voor deze productie is het verbruik aan 00

2 ook 139 MOl jh . stroom 3 vervoert deze hoeveelheid als gas bij ongeveer atmosferische druk ~ stroom 4 zet dit vervoer voort als vloeistof.

Na het passeren van R-2 wordt er geen ureum meer gevormd ; stroom 6 moet dus de productie aan ureum al bevatten, d,w.z. 139 Moljh. Daar de conversie van het carbamaat ia R-2 70

%

bedraagt (zie voorafgaand blad) moet stroom 5 aan carbamaat bevatten l~g x 139 Mol jb

=

199 Mol jb . Van deze hoeveelheid wordt dus 139 Mol / h omgezet in ureum; stroom 6

beva~t

dus nog 199 - 139 Mol /h

=

60 Mol jh carbamaat. Dankzij het totale recycle-systeem wordt deze hoeveelheid carbamaat ge~eel terug-gevoerd via stroom 7; deze stroom vervoert dus 60 Mol jh car-bamaat. Het carbamaat is dan opgelost in water, samen met nog 30 Mol / h NH

3 (zie blad 31). Bij een beschouwing van de voeding van R-l mogen we deze stroom nu aequivalen~ stellen aan 60 Mol/h 00

2 met 120 + 30 MOl / h = 150 Mol~ NH₃ en water (zie blad 25).

(52)

I

(53)

29.

De totale CO

2-voeding van R-l bedraagt dus 139 (stroom4) +

60 (stroom 7) Mol /h

=

199 Mol /h . Daar de NH:lC02-verh.

=

5,4

(zie blad 27) moet de totale NH

3- voe di ng bedragen 5,4 x

x 199 Mol /h = 1074 Mol /h . De aanvoer via stroom 7 is 150 Mojh

stroom 2 vervoert dus 1074 - 150 Mol /h

=

924 Mol/h NH}.

He t verbruik van NH

i

voor de pr odu c t i e van 139 Mol jh ureum

bedraagt 278 - 1 Mo /h = 277 Mol /h ; er wordt n.l. 1 Mol jh

NH

3 teruggewonnen bij de vo~rming van biureet uit ureum

tij-dens het indampen en prillen. Deze verbruikte hoeveelheid NH 3 wordt aangevoerd door stroom 1. De stromen 5 en 6 bevatten de overmaat NH

3; d.w.z. 924 (stroom 2) + 30 (uit stroom %)

-- 277 (verbruik) Mol jh = 677 MOl /h NH

3•

~erder is nu nog bekend, dat de H_{20/ C0 2- verh . = 0,7 (zi}e blad 27). De hoeveelheid H

20 in de voeding van R-l, en dus in

stroom 7, bedraagt dus 0,7 x 199 (totale CO

2-voeding) =

139 Mol /h . Deze hoeveelheid verandert niet in R-l en wor dt

dus onverandert verder gevoerd door stroom 5. In R-2

ont-staat 139 Mol /h ureum en dus ook 139 Mol /h water.

b. Recycle-sectie.

Het eerste reduceer-ventiel (R-V-l) is vlak tegen C_la aan

bevestigd. De carbamaat-ontleding als onmiddellijk gevolg

van de expansie is dus te verwaarlozen, gezien de korte ver-blijftijd tussen het ventiel en C_la. stroom 9 wordt dus

identiek verondersteld aan stroom 6.

Aangenomen is nu, dat in C_la 70 % van het carbamaat ontleedt.

Deze aanname is vrij wi l l ekeu r ig , met als enig houvast een

gegeven over het Chemico 6:1 - proces; bij dat proces treedt

n.l. een ontleding van 76% op bij een druk van 17 atm. (lit.3).

stroom 13 omvat dus nog 30 % van het carbama at = 18 Mol /h

en verder dezelfde hoeveelheden water en ureum als stroom;:19.

Aangenomen is ve rder.inog, dat in deze stroom 150 MOl / h NH 3 en 25 MOl / h 002 zijn opgelost.

In O_la wordt dus 70 % van het carbamaat ontleed, dat is

42 MOl jh . Daarbij ontstaan 84 MOI /h NH

3 en 42 Mol /h 002.

Verder wordt ook het nog vloeibare NH

(54)

(55)

- - - -- - - .

1_ _

30.

Overzicht van de massa-stromen.

NH~ CO₂ ffi₂₀ Carb. Ureum TotaaJ

str Mol kg/h Mol kg Mol kgjh :Mol kg/h Mol kg/h kg/h ~

""1l

/h

11 I I

"h" 1 277: 4710 4710 2 924 15710 15710 3 139 6120 6120 4 1;9 6120 6120 5 677 11510 139 2510 199 15520 29540 6 677 11510 278 5020 60 4680 139 8330 29540 7 30 510 139 2510 60 4680 7700 8 611 10370 17 750 11120 9 677 11510 278 5020 60 4680 139 8330 29540 10 789 13420 13420 11 142 2420 2420 12 101 1720 139 2510 43 3350 7580 13 150 2550 25 1090 278 5020 18 1430 139 8330 18420 14 150 2550 25 1090 278 5020 18 1430 139 8330 18420 15 182 3080 41 1830 139 2510 7420 16 139 2510 2 160 139 8330 11000 17 5 80 2 90 170 18 147 2650 2 160 143 8810 11620 19 5 80 2 90 146 2630 28000 20 1 20 142 8~BO 8820:X 21 1 20 142 8750 8820:X 22 1 20 140 8510 8580:X .")

7-2,

-

2 240 240 24 2 240 240 25 1 20 138 8270 8340x 26 8 140 140 27 8 140 4 280 620 28 5 80 2 90 146 2630 2800 29 13'8 2'4-90 2

(56)

- -- - - -_ .

31.

+ 84 (uit

= _{611 Mol/h}

\

stroom 8 bevat dus 677 (totale hoeve stroom

9)

carbamaat) - 150 (opgelost in stroom 13) Mol /h

NH

3 en 42 - 25 Mol jh = 17 Mol / h CO2•

Al het CO

2 uit stroom 8 wor dt nu in O_lb weer gebonden tot

carbamaat en als zodanig opgelost in het opgesproeide water.

Aangenomen is nu, dat ook 30 Mol /h NH

3 in dat water oplost.

Om nu vervolgens de stromen 10 en 11 te kunnen bepalen is het noodzakelijk om eerst de kolom O_lc te berekenen.

Bij die berekening is van de overweging uitgegaan,dat de

stromen, die van een theoretische schotel afgevoerd worden

met elkaar in evenwicht zijn, ongeacht de toegevoerde

stro-men. He t gas, dat van de onderste schotel van C_lc opstijgt,

is dus in evenwicht met de kokende vloeistof die vanaf deze

schotel terugvloeit in C_lb, ongeacht de samenstelling van

de damp, die vanuit C_lb deze schotel bereikt.

De onderste schotel werkt bij 60·c (temp. van C_lb); in de top van de kolom is de temperatuur 50·C (kooktemp. NH

3). Het x-y-diagram is nu geconstrueerd voor het systeem NH

3-H 20 7

voor het tra~ect van 60 tot 50·C bij 200 atm. (punten zijn

.-,', /--- -" .

Ijl berekend volgens de we t van Ra ou l t met gegevens over de

I

dampspanningen uit het Handbook of Chemistry and Physics).

- _. -- -- __ .1.--r---'::::~~~--.:-.:..

x-~-diagram voor het

systeem NH3-H~9, van

60 to~ 50·0 bij 20 atm

,86 ,8~ - -- 1'8 2 ,88

.

~78 K.-~---

...- ...

,78 ,80 ,82 ,8i ,8() ,88 ,go ,131 ,(l~,9'6"· ,9,«1 { x ...---- , (MOL. ~)

(57)

-- - - -

-32.

De constructie van het vereiste aa nt a l theoretische

scho-tels is nu uitgevoerd volgens Ma c Cabe & Thiele, waarbij

begonnen is met de damp, die vanaf de eerste schotel op-gestegen is. Voor het topproduct is als eis gesteld, dat

het 99,5

%

NH, bevat.

De werklijn ge e f t nu als mi nima l e terugvloei-verhouding

,... " R

6;20 ( mi n .

=

(~)

=

0,17). Deze verhouding is

ge-R"_--nn_.n.+ 1 d x "_mln. _d

kozen op 0,22; dat is la

%

boven het minimum ( ~

=

0,18).

Uit de constructie blijkt, dat er 8 theoretische schotels

nodig zijn. Het rendement wordt nu op 60

%

verondersteld.

De kolom moet dus 13 schotels bevatten.

De terugv oelver ou lng lS1 " h d" " dus

°

,22; d.w.z. stroom 1stroom 11

=

0,22. stroom11 omvat dus 0,22 x 647 Mol jh

=

142 Mol / h

NH

3• stroom la omvat dan 647 + 142 Mol /h

=

789 Mol jh NH3.

Ook bij het tweede reduceerverntiel (R-V-2) is de

onmid-dellijke ontleding van het carbamaat te verwaarlozen. Als onmiddellijk effect zal hier een gedàeltelijke verdamping

van het opgeloste NH

3 optreden. De totale massastromen van

de diverse componenten blijven evenwel constant; dus

stroom 14 = stroom 13.

In C-2 is een ontledingspercentage van 90

%

aangenomen.

Van de 18 Mol jh carbamaat, die aangevoerd worden via stroom

14, wordt dus 16 Mol jh ontleed. Daarbij ontstaan 32 Mol jh

Wol NH

3 en 16 .L

/h

002• Verder wordt de warmte-toevoet in 0-2

zo ge r eg el d , dat 139 Mol jh water als damp over de top

afge-voerd wor dt . Dat is de hoevee l he i d water die nodig is voor

stroom 7. Doordat de oplossing in 0-2 kookt, worden alle

opgeloste ga s s en verdampt. Hi e ruit volgt dus voor stroom 15:

150 (uit stroom 14) + 32 (uit carbamaat)Moljh = 182 Mol /h NH

3, 25 + 16 Mol jh = 41 M_{ol J h} 00

2 en 139 Mol jh H20 . De

samen-stelling van stroom 16 is: 278 - 139 Moljh H~~ , 18 - 16 MöL/h

=

2 Mol/h carbamaat en verder natuurlijk l39JMol/h ureum.

Deze ureum-oplossing bevat dus ongeveer 80 gew.% ureum, wat

overeenkomt met de concentratie die in de literatuur opgegeven

(58)

(59)

-- - - - " -- -

-33.

Het carbamaat, dat met stroom 16 afgevoerd wordt, komt via

de absorptie-desorptie-sectie weer terug in de vorm van een

NH

3-00 2-mengsel in stroom 17. Bi j het indampen en prillen

van het ureum zal wat biureet ontstaan, waarbij 1 Mol /h NH3

vrijkomt. Deze hoeveelheid NH3 komt ook terecht in de

absorp-tie-desorptie-sectie en dus vandaar in stroom 17. Stroom17

( . ) Mol /h Mol /h Mol /h

bevat dus 4 Ult carbamaat + 1 = 5 NH₃ en 2

002 ( uit carbamaat).

stroom 12 is de som van de stromen 15 en 17. Als gevolg van

de condensatie en compressie is al het 002 we e r gebomden als

carbamaat en als zodanig opgelost in het aanwezige wa t e r . Deze

stroom omvat dus 41 (uit strooml5) + 2 (uit stroom 17) Mol /h

= 43 Mol/h carbamaat, 182 (uit stroom 15) + 5 (uit stroom 17)

- 86 (gebonden als carbamaat) Mol /h

=

101 Mol /h NH₃ en

139 M_{ol / h water.}

c. Verwerking van ureum-opl. (stroom 18) tot prilIs.

Aan het einàe van deze paragraaf zal blijken, dat stroom ~27

8 MOl/h H20 vervoert, waarin 4 Mol/h ureum is opgelost.:2.7

stroom 18, de som van de stromen 16 en ~, omvat dus 139 +

Mol Mol Hlo Mol Möl

+ 8 ~ = 147 jhvmet 2 1: /h carbamaat en 139 + 4

/h

= 143 ol/h ureum. Deze ureum-oplossing wordt in de

Luwa-verdamper ingedampt tot een ureum-smelt met minder dan 0,3

%

water (lit.~) ; het watergehalte is gesteld op 20

kgjh.

Verder ontleedt in de verdamper het laatste restje carbamaat,

dat nog in stroom 18 zat. Daarbij ontstaan 4 Mol/h NH₃ en

2 Mol /h 002. Tijdens het gehele proces van indampen en

pril-len zal het biureet-gehalte oplopen tot ~0,6

%

(lit. 21);

dat is 50 kg/h. Om deze kleine hoeve e l he i d niet te hoeven

onderverdelen is bij het opstellen van deze balans

aangenm-men , dat al he t biureet al ontsta at in de verdamper. De ureum

smelt beva~ du s 50 kg/h biureet. Die hoeveelheid is ontstaan

uit 60 kg/h ureum, waarbij 10 kg/h NH₃ vrijkomt. De

samen-stelling van de ureum-smelt (stroom 20) is duà: 143 _ 1 Mol jh

ureum, 1 Mol /h water en 0,5 Mol jh biureet. De ga s s t r oom uit

de verdamper (stroom 19) bestaat uit 4 + 1 Mol /h NH_3, 2 Mol /h

002 en 147 - 1 Mol /h H

(60)

(61)

3;4.

stroom 20 woràt_~li:n. de prill-toren omgezet van een smelt

in vaste prilIs; stroom 21 is dus gelijk aan s~room 20.

Eangenomen is nu, dat ongeveer 3 % van de prills te groot

en 3 %"te klein is; dat is 2 Mol /h . stroom 23 en 24.bevatten

Mol Mol jh

dus elk 2 -

/h

ureum. stroom 25 = stroom 21 - 4 . ureum

= lj8 _{Mol/ h} ureum.

Het mmeum uit de stromen 23 en 24 wordt in V-3 in water

opgelost en teruggepompt naar V-2. He t oplosvat (V- 3) word't

gevoed met heet water uit de bodem van de desorptie-toren

(stroom26). Daardoor is he t mogelijk om in dit vat een 80

%- i g e ureum-oplossing te maken ; een oplossing dus, die

iden-tiek is aan de ureum-oplossing in V-2. (80 %-ige

ureum-oplos-sing is verzadigd bij 80·C, daarom is dus water nodig met een temperatuur tegen het kookpunt). Om deze oplossing te

kunnen vormen, moet stroom 26 gM0l /H water aanvoeren. stroom 27

omvat dan 8 M_{ol / h water met 4} Mol /h ureum.

di. Terugwinning van de laatste resten NH

3 en CO

2.-De gassen uit de verdamper (stroom 19) worden gecomdenseerd

in w-6 bij 0,2 a~. en 60·c. De massa-verhoudingen tussen

water NH

3 en CO2 zijn irn stroom 19 zo, dat het NH₃ en CO2

gemakkelijk in het condensaat kunnen oplossen, zelfs bij

de lage werkffruk. Verder ontwijken uit de condensor de inerte

ga s s en . Omdat deze kleine hoeveelheid ga s s en nergens in deze

stofbalans varrekend zijn, wordt deze gasstroom op nul gesteld. stroom 28 is dus gelijk te stellen aan stroom 19.

stroom 29 is volledig bevrijd van NH

3 en CO2 en bevat dus

enkel maar water. Deze stroom vervoert 1~6 (stroom 28) - 8

(stroom 26) Mol /h = 138 Mol jh water.

Stroom 17 voert de gassen terug na a r de recycle-sectie.

VIII. Warmte-balans.

Om gemakkelijk de warmte-balans te kunnen opstellen over

de apparaten, waain warmte overgedragen wordt, is de enthalpie

berekend voor diverse stromen 19s3!'8kel'lB: (6H). Het vereiste

(62)

(63)

--~-

---~4 HJ.·ngaande - ~AH t = vereiste warmte-toevoe.r.

stromen uitg. s r.

De enthalpiën van de diverse stromen zijn berekend vanaf

standaard-waarden bij 25·C met de formule dH

=

C(p).dT.

Hierbij is dus de druk-afhankelijkheid van H verwaarloosd.

Tevens is de C(p) meestal constant genomen omdat de

bereke-ning vaak over korte temperatuurstrajecten gaat. De gegevens, waarop de enthalpie-berekeningen gefundeerd zijn, zijn

samen-gevat in onderstaand overzichtje. De waarden zijn grotendeels

ontleend aan het Handbook of Chemistry and 19hysics (1959),

of berekend met gegevens uit dit boek en het artikel van

Fr~jacques (lit. 18).

De standaard-enthalpiën zijn berekend met de elementen als O-basis. NH' CO 2 H20 Carb. Ureum :5 ~H2 5 · C ' a -154,21 -79,634 L -15,82 -95,24 -68,32 -148,7 i-- ,} 3' .

,

'-6 Aq -19,32 -98,69 -150,4 -76.:,30 Q.'. _-11,04 _-94,05 _-57',80 arp)

,

a 19,3 L 25,15 18,0 30 G 8,88 _8,75 8,59

a = kristallijn; L = vloeibaar; Aq

=

opgelost in water

(ideale opl.); G = gas.

H · Mca l /K 1 a . Cal/M 1

A a.n / mO en ( p) a n 0 •

De resultaten van de enthalpie berekeningen staan vermeld

in een tabel op het volgende blad. Die geeft van elke

stroom de aggregatie-toestand van de diverse componenten en de temperatuur. De massa-stromen van de domponenten staan

vermeld in de tabel v~n blad 30.

Er moeten nu nog enkele opmerkingen gemaakt worden over die enthalpie-berekeningen. Er bleken geen gegevens voor-handen over de soortelijke warmte van al de verschillende

waterige oplossingen die im het proces voorkomen. Voor alle

oplossingen is deze toen gesteld op 0,7 Caljkg. Van de

(64)

(65)

-~-_._-Overzicht van de warmte-stromen.

Aggregatie-toestanden T àR' Str. NH 3 CO2 H 0 Ca. [ure'. ·C Mcal

/h

2 2 L

-

25 -14.600 4

-

L

-

25 -13.240 5 F s: L L

-

190 -44.850 6 F

-

L Aq Aq 175 -44.850 7 Aq

-

L Aq

-

80 -18.970 8 G G

-

120 - 7.800 9

L&G

-

L Aq Aq -44.850 10 G

-

50 - 8.540 10 L

-

50 -12.110 11 L

-

50 - 2.180 12 Aq

-

L Aq

-

100 -17.510 12 Aq

-

L Aq

-

60 -17.780 13 Aq Aq L Aq Aq 120 -36.420 14 G&Aq G&Aq L Aq Aq -36.420 15 G G G

-

100 -13.660 16·

-

I,. Aq Aq 100 -19.820 17 G G

-

109

-

.230 18

-

L Aq Aq 85 -20.850 18

-

L Aq Aq 105 -20.630 19 G G G

-

100 - 8.590 20

-

L 132 ~10.150 21

-

S 100 -10.940 26

-

];

-

₉₀

-

540 27

-

L

-

Aq 90

-

850 28 Aq Aq L

-

60 -10.170 28 Aq Aq L

-

90 -10,110 29

-

L

-

100 - 9.800 29 -

-

L

-

70 - 9.860

S = vast; Aq = opgelost in water; L = vloeibaar; G = gas; F = fluïde.

(66)

(67)

37.

waarna de warmte erbij geteld is, die nodig is om de

op-lossing op de j~ste temperatuur te brengen. He t gewicht van de oplossingen (in kg/h) is af te lezen uit de tabel van blad 30.

Verder is aangenomen, dat de expansies in de

reduceer-veh-tielen adiabatisch gebeuren. Daaruit volgt dan meteen:

6Hs t r oom 9 = AHs t r oom 6

AHs t r oom 14 = AHs t r oom 13 •

He t heeft constructief gr ot e voordelen, als in de

auto-claaf R-2 ge en warmte toegevoerd hoeft te orden; het inbouwen van warwa~mingsspiralen in dez~rote reactor is dan niet nodig. Om dit te verwezenlijken moet de

tempera-tuur in ~-l zo hoog oplopen, dat

6 Hstroom 5 :;:: AHs t r oom 6 .

Uit deze eis volgt voor stroom 5 - en dus voor R-l - een temperatuur van 190·C. Deze hogere temperatuur is geen bezwaar voor de carbamaat-vorming in deze reactor.

Ten slotte wordt hier nu een overzicht gegeven van de warmte-overdracht die vereist is in de diverse apparaten (+ ver-wa r mi ng:;: - = koe l i ng ) . Apparaat C_la C_lb C-2 D L P-T R-l W- l W- 2

W-3

W- 4 :· r

W-5

w

- 6

W

- 7

Mca l /h ... 6;3ó

-7.550

+2.940 + 80 +1.890

790 -1.960

-3.570

-7.55~ 270 -3.610 + 220

-1.420

80

(68)

(69)

XI. T"emperaturen en drukke!!...i.!1._.de apparaten. Apparaat Temperatuur Druk

·0 atm. 0_la ₁₂₀ 20: 0_lb _60-S0 20 0_lc _60-50 20 0-2 100 1 00-1 50 20-200 00-2 +20 1-200 00-3 SO 20-200 D 100 1 L 132 0,2 (lit.15) P-l 50 20 P-2 80 20 P-3 100 1-20

Il-4

100 1 P-5 90 1-2 p-6 132 1-6 P-7 60 1 P-S +20 1 P-T 132-100 1 R-l 190 200 R-2 175 200 Rv-l 175 200-20 Rv-2 120 20-1 Rv-3 105 -0,2 S-E -0,2

V-I

50 20

V-2

90 1

V-3

90 1 W-l 50 20' W-2 80-60 20 W-3 100-60 1

W-4

100 1 W--5 90-105 1 w-6 100-60 0,2 W-7 60-~0~ 1 100--60

De codes voor de apparaten slaan op de flowsheet achter in dit verslag.

(70)