De bereiding van 2-4-6-trinitrochloorbenzeen

~cj·-.. e 1 ~:Jl11Ó .. l ~ I"uj'Jorr ;J o~~11JrJ.

_

....

,---•

li

t -

,

-

-~

'l r :r' &NlttN YOORIlMD1'ANK

\

~TQIPKOLOM f'A~IlIc:r\OOCM(MA Mei IJlI

r

:

...

-1-Fabrieksschema voor d.e bereiö.ing; van 2-4-b-trlnl trochloorbenzeen

Df3~l I: Fa.brieksschema voor de bereicUng van monochloorbenzeen.

Naam

A.J.J .v.Ginneken Datum: Mei 1951

De bereidi~ vall...E::-4 -t)-trlni tr0chloorben~e en (picry'..cr:loride).

ficry1chloride wordt bereid lllt rnonochloorbenzeen door nitratie in

drie trappen.Eiervan zijn 5.8 "cJeide eerste trappen Vt:l.b.lt uitgevoerde

en ueer bekende !,rocessen, imners het Z--4-d.ir..i tl'ochloorbenz,C'E'n is

een belangrijke ~rondstof voor de beremding van een grote verschei

--:'enheid. van kleurstoffen (vooral zw&velkleurstoffen) en voor de be

-reiding van }.-ikrine ZWJ.:!:' (hydrolyse, p;evolgd è_oor invoeren van d.e ëter -de nitrogroep) .De invoering van ~e laatste nitrogroep in pikrylchl

o-ride vergt veel tijd en een ho~e temperatuur.

eok pikrylchloride is een grondstof ~cor de bereidin~ vcn kleur

-stoffen, doch de bt'ltekenis e:cv&n voor de industrie is steeds ;",;ering geweest.De interesse voor deze stof neemt ~chter in de laatste tijd

toe.Hoe groot de behoefte der indus~rie aan deze stof i6,i8 op het

ogenblik nog niet te bepalen.

Een fabrieks8ch8ma, <'i.at dè bereiding va.n pikrylchloride beoogt I is ëtaa p-om in c'1..rie onderdelen te scheiden. Deze ;:.ijn uchtereenvolgens: de be

-reiël.ing ven rnonochJ.oorber.zeen uJ. t benzeen, de bereiding van 2-4-di

-nl trochloorbenzeen '.Ü t :;1onocJ:üo:)~:,èjc.'nzeen en de 1Jerelding van pl

-l\:rylcülorlde uit 2-; 1_ (3.1 ni troci1locrbell.z.een.

Voor de beide laatste onderdelen wordt een schema ontworpen G.oor den

heer L.Stu?t~, zodat wij ons in he~ volgende ~ullen beperken tot de

T!lonochloorbenzeenfabricase.

Methoden voor de fabricaGe van :-:lOnochloorbenzeen en verantwoording

der gemaakte keuz~

A. D~ verschillende processen:

l)Het oudste en ;J:leest toe:;eput:te ~(iroces voor de 'üereiding 7c..n Iilono

-chloorobIlz.een is dé.t, ;'Ib.é".rbiJ vloeibaLr uenzeen 1n ij zeren of met lood

bekledc"léte ij ze:::,en vE'."Gen WOl"ü t b'b 'Jnloreerd. :';H:::t chloori7,ü s. Ve tempera

-t""J.ur ligt "tus;:,eIl

:J

ü

en Go c";l'v.ó.tJn C. of ho.€Ser, naarmate een ;;rotere

O{,0ren!,ss t U6.n é'.iciüoorosnzenc; n ell Ida lychl'Jo!'(J9:tlL,enen als bij

r,roduc

--

... , / \

r

-2-ten worden verlangd.De katalysator heeft in de meest~ gevallen ijzer of Fee13 als basie.

Volgens

ae

re8ctievergelijking:

06E6 + _{01 2}

=

C6H5CI + E01,ontstaat naest het monochloorben -zeen een aequivalente hoevedlheid chloorwaterstof. Dit HCI wor~t in een absorptie-installatie in w&te:e opgenomen. Het aldus verkregen verèund

zóu~~uur is een bijproduct bij dit proces.

2) De chlorering langs boven~el1oeF.èe ,'reg kan ook. continu ge achieden. Boven het oudere,hoewdl nog steeds toegepaste batch-pro<idé r.eeft deze

•

~erkwljze belangrijke voordelen. (5) .Het beginsel hierbij is,dat het

mengsel van benzeen en chloJ~ in re~ctie wordt gebracht bij zijn kook -temperatuur. De reactieWb.I'mte ·I.rorl~.t "l.n condensors afgeuoerd.Bij di t pro-ces zijn de afdelin~~~,waarin reepectievellJk gechloreerd en gefrac -tioneerd 1.1ordt secombineerd.Het monochloorbenzeen 'vordt ge~soleerd, zo -dra het is f:'evormft en alleen zul ver benzeen v:ordt aan ("te in','rerking van chloor blootgesteld.Benzeen wordt tegelijkertijd gevoerd in het chlo~

rerlngsvat en in d~ fractioneerkoloD.Het benzeen in het chlorerings -vat r:ordt op zijn kooktemperatuur verhit en chloorgas vJordt ingeleid.

Het gedeeltelijk gec~loreerde benzeen wordt in de de9tillatiesect~e

1

.

.

gedestilleerd, waurbij het benze--:n condenseert en in het reactievat v!ordt teruggevoerd. Het monochloorbenzeen ~Ü t de fractioneerkolom

wordt

geneutraliseerd en gedestilleerd op ae bij het reeds genoemde batch-proc&dé ~eDruikelijke wijze

(15)

.

Dc;ze continue \verkw~.J ze ondere:::heiä.t zich van het batch-procédé, doordat het percentage dlchlo0rbenzenen,dat ontstuat,hoger is vanwege de hogere reactietempere.tuur.Het proces rlord.t daaro,n slechts toegepast,wanneer de gevormde dichloorbenzenen een markt hebben. (:;).

3) De oxychlorering van benzeen

met

chloorwaterstof en zuurstof is

-een proces van veel late:!:' dtil.tum (l93!~) . Deze fabrlcagemethode steunt op de reactlevcirgelijking:

06H6 + HCI ,. ·~02 = C6H5C1 /+ H~·.

til. f. IJ ,t...~

fc..t

#- · h I.l1 l

De uitvoering g;eschiedt kat,::..ly isch ir. ~.e d&.inppr..ase bij normale druk en een te::l;:€ratuur, die beneë.en 300 gre..d.en C. moet liggen.Meestal wordt f;ewerkt bij 230 ,,::;re..den C .hf:e!1 .':C ~ slechts gU n tot een omzetting van

10~b der E.l.!i.mvezige hoeveelheiü "oenzeen in 1i1onochloorbenzeen zonder een

ü.ichl~or- -monochloorbenzeen ve~houd .. ing van 1 op 10 te overschrijden. Het zoutzuur wordt voor o!1~eveer 95~ omgezet,ter~ljl men door een goede

') !

-3-temperatuurcontrole door het t:'ehele ke.t8.lysatorced de verliezen, ver

-oori.sakt door oxyctatie V[M~ benzeen, }:8.n houden be.'1eden 2~i{, van het omgezet

-te benzeen.

( De katalysator heeft de samenstellin2;: _{A1 20}

₃

- OuO- CoO ofwel A1₂0

3

-/' I

, Cuo-Fe203 (U.S.P.l ,963.7Gl) .De zuurstof wordt door gebruik van lucht

...

.

\

in het proces gebracht.

B.Verantwoording der gedane keuze:

He~ hierboven onder 3) genoemde proces werd tot op heden toe alleen

gebruikt bij è.e bereid.ing van phenol (F.Re.schig) .N'u worclt bijna geheel

de wereldproductie van chloorbenzeen (701~) verwerkt bij de fabricage

van phenol,zodat me~ de chloorbenzeenfabricage en de phenolfabricage

nauwelljlcc gescheiden kan besc!1.cuwen. In de tot nu toe toegepaste

pro-cessen volgens 3) is de rüonochloorbenzeenfabricage sterk gebonden a.an

de bereiding VLm het phenol. De gehele p~1enolbereiding is bijna een

doorlopende IIcycle" .Het is dus voor ons van belang of de nader te

----.,.

- - - -

----noemen voordelen van de oxychlorering niet een gevolg zijr. van deze

innig~ binding met de ;,J~. '"':l0L'Jp.reidins. Vol:!,p.ns opgEl.ven die de li tera

-tuur verstrekt (35,pag.?11) is a.it echter niet het geval.

Volgens dit, door ons gekozen proc8s,maakte de Durez Plastics ano. chem

-icals,Inc.,N.Y. in

1940

het zesde c.leel (15.000.000 Ibs per Jaa.r) van

de J as,rproductie der verenigde staten (90. vOO. 000 Ibs) El5m phenol.

Het is nog niet te zeggen, welk proces voor de bereiding van

monochloor-benzeen het meest economisch is. WG.nneer ,"ij bedenken, dC.t nog onlangs

(1947, li t . 8) in d.e vereniE:;de staten een zeer ,;,rote fabriek werd gebouwd

(G1yco Products CO.,Inc.,of Brook1yn,N.Y. )welke we~kt volgens het oude

batch-proces, dan moeter. wij sceptisch staEéll tegonover de voorclelen, door

de voorà.tanèers van het continue ox~!chlorer'ingsproces genoemd.

Deze laatste zijn veor e811 deel ~e1~~en in de continuiteit van het pro

-ces zelf ::net behulp van de moël.erne a.utomatische regelappa.raturen is de

gehele fabriek door slechts enkele personen te bedienen.De grondtstof,

het benzeen, behoeft niet,zoa1s in het chloreringsproce3 met chloor

wètervrij te zijn.Het proces la&t verder een zeer economisvh verbruik

van trandstof, stoom en koel\~lf,tpr toe.

Hiertegenover sta~n echter d~ ernstige corrcsieproblemen,zoals deze te

\

\ ver~!lachten zijn in een proces, dat zoutzuur gebruikt in zowel vloeibare

--als gasvormige top.stand.Tot ~e oylossing van deze corrosieproblemen

--1:_

leidt o.a. de toepa.ssing van grote h013veelhedc;n porselein in de vorm

van pijpen en Raschig ringen,1--~rrcx ~lazen buizen en bekledingen van

torens (12).De llle.teriae.lkosten lif;=--13il dus hoog.

Op de bovengenoemde voor- en nadelen kan men moeilijk de keuze der

be-rei(Ul1gs~7iJ ze baseren. In ons geval, Wi •. ar de ox~rc~lorering als de te

vol-gen weg werd gekozen,is dezt ~ebbse6rd op de ~kr~ der in beide

pro-cessen gebruikte chlorerl::'f;BE;rond.stof. wat di t laatste betreft is het

) I

Re,schig proces zonder tt';r~J fel voordeliger, immers: enerzij de i 8 zoutZ\lU.r

aanmerkelijk goedkoper dEn cbloor (Prijzen in de U.S.A. im

1949

per

~~~.

Kmol chloor

3, 75

dO~.lar en per Krr:ol HC12,- dollar) ,msap enàerzlJds

J J

f\

j \vordt bij gebruik van HOI &18 c;rondstof een yeel hoger

o::lzettings-percentage van de chloortevattende uitg&nGsstof bereikt.Bij het oude

proces ontstaat zoutzuur €ü6~ijproö.uct, ëtat een laGe waard.e bezit en

dat men in sommige gevallen slechts teru~,~int, omdat men daartoe

ver-plicht is. Vanwege de ~ro€iende belt:...n.:::;rij kheièi. van orgc.nische

chlore-ringsprocessen en de on-r,-."Tii:.keliL1f'-; VUn apparaturen lvoor de terugwin

-\

nlng van chloorvn~terstof)ve.n eenvo'.ldige constructie (Op

koolstof-en Tantaalbasie) ,ondervindt de zoutzuurfnbrlkant een stsèds heviger

concurrentie van de chloreringsbAd.rijven,die HCl als bijproduct in

grote hoeveelheden afleveren. (In de verenigde staten was in

194

7

de

pro-ductie van bijpro~lct zuur ree~~ 4~; v&n de totale ~l·oductie!).Het

gro.otste deel van de kostpr:'j 8 van zoutzuur lif;t 0.&n 001 ... in de

nood-zaak om de corroci <'~ te1:.6dtrij è..en. Deze ma&kt ~:8Et'be.re materialen voor

vervoer r.,80dzakeliJk.Met ('ie steeo.S voortechrijdenéJ.e ontwikkelinf, van

minder kostba~e,gemakkelijk te bewerken en corrosiebsstendige alliages.

Tenslotte moeten wij 1:.ejenken -vooral :1ok voor ons land- dat de prij e

van chloor mede 'J;OFëtt be})u8.ld d.oor à.e vraa::::: nab.r NaOH,onclat de

produc-t

tie daarvan ~et die v~n chloor fek.op~el~ is.De toenemende vraag naar

chloor in de organisch-chemische indus'i:;rie r-,;aat niet g"spoard met een

I

---7

!'

evenzo ?;l"'o'te ~oene.!i1e van het; NaOR-verbruiJ:. ::e~ verc"..ere pr:'j sstij ging

!

L

van chloor, zoals è.ie

1949

18 ingezet, is daaroLl te vert~!S,chten.

Het leek ond. d,abrorn-de huidige econor.lJ..flche oJ:lstanè.igheden in

uanmer-king gêr..omen-bett~r een zoutzuurvdrwerkende, da.n earl chloorverwerkende

(en zou.tzuur lev8Y>t;nè.6) ff),riek tt" :>ntv.c:.:·;:: (''1.

Als bijkomstig voordeel van geheel anderen aard noemen wij nog het

feit,dat wij -gezien het instructief doel, dat aan de verveardigin~

-van dit ontwerp ten grondslag li'S,t- geen platgetreden pD.den l:::e!1.oefden

te bewandelen.

De i:1onoehloorbenzeenfabl'ie:\. \,rere ontworpen ten behoeve VE.n de proël.ue

-tie van 2-1_{t- 6- trini tl'ochloorbeIlzer'n. De f~.:.:;:;riek, welke monochloorben}

-zeen tot o.eze stof vert=reri,:t ie ontwo:cpen voor een ehloorbenzeemver

-bruik v.:.~ 225 ton per m&b.nd. De oro{.uetie VEJ.!'.. de cloor ons ontworpen

chloorbenzeenfabriek be(:'!'flb,gt

775

ton per maand, hetgeen de helft is

van de productie, Yl&.armee c.le Durez Plastics and Chernicals L~ 1940

haar phenolf&Lr:cage i::~ette. De overmal:.i.t (ongeveel'

525

ton per mac...nd)

welke dus bereid worL1.t is vo':)r 'Ie verkoop bedoeld.

Monochloorbenzeen worclt vo)ri:iet f:'roctste deel verwerkt bij de fabrl

-eage van phenol en <la8.rn8.E!.S-c bij die van DDT ,aniline, zwavelkleu!"stof

-fen en geneesmi~delen. Vooral 66 bereidin~ van DDT neemt onder de

la.atstgenoemde proàJ).ct.en se:' ~':t":!.i.:l::ri2 " t~ y.1L2.tS in.Door de schaarste

aan chloor en benzeen mP-é l·~t ;:,."', <",i02', ':Jor ~:.et ée1zoen 1951 in Amerl

-wore:. t door deze SCI1H".rC: e :~êtroffen. De g~ scr..6.tte behoefte ab.n insec

-tioiden ligt voor 1951 üo.,. vrij Wb.:" tlOi;er d.an het verbruik over 1950.

De 1::: p.langrlj .kheièl. V~n de L:.e i~o ": ~,3t:::-i et 2.k 1'101' cl t c:ni O.elij k gell1u8tre~rd

d.oor het verbruikseiJ f~r ov.:::r 1j::;0 d.e verenité'lle st6.ten. j)i t was name lij k

53.000.000 lbe.

/ e n cier kunstziJà.e- en .P2:.:~.;?,ticlnëu.strieen te kunnen voldoen is hier te

lande door

,::.e

ets.at smij.nen Y'ee:'i f' een Di fC'.1.\':e ;')~enolfabriek geproj ecteerè.,

Het bovenst; . .:mde dier..c sJ eer.,,:~; 0:;1 uan te tonen, d&t een overproductie

van 500 ton chloorbenzeen pt!' ma ç .. i1 0, alle 3z,ins verant\.voord is. De vra.ag

naar monochloorbenzeen neèr;~t no;:~' steeë,g ~~terk toe.

\'lordenbeinv1oed è.oor (.e co.pt:.ci tt-:!i t Vu-D he-G bec.ï.rij f en WL~e.r dus de

meest economische productiecL: .. p&ci tel t 116'"(; is door gebrek aan r~'egevens

nl&t te bel.~ntwoorden.

Beschrijving, van het proces

A.Inleiding

r .... -

---,

.-~

..,---.,..~ ~'P.

.ot-"";"'

_~~ \. ....:: Mak-liP r--!lenze". Storao8 C. HS Cl ---4----~_i' HzO

t

-.!:~~ ~ (S~Ä~~~ . ~ ~fun Htot E)\c;hónc)er Uquid "ooor Monochlorohnz,,,. andwaf,r &nz~nt1

----.--Acid Acid Recovery

btroctor Column P~noI Sc.rubber

.

Ph.nOI b.t.radol: (

"

-b-Zoals reeds gezegd wordt ~e ~oncchloorbenzeenbereidlng,zoals deze in

di t ontwerp wordt behandeld nog niet los ye.n de phenolbereiding ui t

-gevoerd.Hiernaast is het scheilla voor de phenolbereiding gegeven,waur

-van ons proces de eerste trap is. Deze Gehele pileD.oLJ8l"'uilUng !,6scl,iedt

continu en het benzeen en :'1'"'+- ~outzuur 0..oorlopen een ~ringloop door

het gehele :Jroces heen. Or:) è_e chloor-cenzeenfabricage als a.fzonderlijk

Geheel uitte licl1ten V;é..ren vele toevoB6ingen en veranderingen nood

-zakelijk.Alleen van de binne!1. &c; rode lijn voorkomende apparaten' wa

-ren gegevens uit de practij:{ ceschjJtoaar.

B.Beschrijving

Vanuit de benzeenvoorrl.1.e.dtank stroomt het benzeen in de benzeenverdam

-per. De benzeenê.amp (80 i;~2<:"·.'.E n C. ) rl'Ordt vervolgens in de dampoverver

-hitter op 290 gre.c1en C. verhit . Jeze dampoververhitter is door midc'cel

van een stenen r:l1.l1.).r in twee " ... E,len verd.eeld, zod.at hij tevens

gelegen-heid. biedt om de benoclic.;;ë ... e hoeveelheië. lucht, well'~e door een pomp wordt

ingezogen op

1:>0

graden

C

.

te verh1tten.De buizen,waardoor het benzeen

stroomt zijn volgens (13) befubriceerd van een legering van Si,Cr en Al.

In de zoutzuurverdampers,waarvan er vier in serie staan, wordt de be

-nOdie;de hoeveelheic1. 20)~ ZOU'Gz'~"_r Verè}l:-::f'·t .BiJ dez.e concentratie vormt

zoutzuur een constant ko~~end.·:ler:c;se1, wé'.~·rbij de samenstelling van de

damp óe1ijk is aan d.ie Vû_l1 (1(; v10elstofJi:'e Jwoktempere,tu'...lr is 110 gra

-den C •• Het zuur stroomt in serie (!()or de vier verdampers en de damp

ontsnapt door met rULJber (,e%:11;:;6:) r-ijplei(~ingen.Als zuurbestendig mate- .

riaal voor IIe zoutzuurVerèJl!:1.pere ~~omen in ue.nrnerJr.ing:Karbate of be

-l-cleè.e tegel.Bij ("i t la.f',tste materiEtë.l heeft men als c..chtereenvolgende

lagen: staa.l-p1asti c-v.rarmte-isoleren.ä.e sto~fen-zuurbestendige tegel.

Deze uitvoeringsvorm is ec~t~r wat antiek in vergelijking met het veel

moderner materiEl.b..l karba."ce.Dit r.~e.teriaal,ê.at door de Nat.Carbon Cy. ,Ine.

wordt geleverd is bestendig tegen kokend zoutzuur in alle concentraties.

Het is een vrij broos materlD.a1,doch voor ons doel is dlt geen bezwaar.

Karbate ketels zijn nie~~ iE fél.bricage : daarom wer0. een stalen ltetel

met bekleding van ke.rbate te?;els ul tgelcozen.

De verï!l".rrlinp; in de zoutzUl)'~\·êrdb.r:lper8 ge 8chiedt met oververhitte stooe

in instekende stoompijpen. De warmte-o',~er~~:rl-\cht van karbate is te l(lein

om een aanvaardbare constructie toe te laten. Tantaal heeft een veel

betere warmte-over·:'!.:''''Lci'lt en is bij uitsta:'..:. f;eschikt voor het onder

-7-Daarom \'1erden de verhi tt ingspiJpen va.n Tantaal gedacht. Berekening leert I dat men per leetel 2)1· pij;:>en moet aanbrene;en van de getekende

grootte.Deze worden geleverè. door de Fansteel netall.corporation.

Om de v~rda.mpingsinstallatie te zuiveren van opgehoopte onzuiverheden stroomt een kleine hoeveePv::iè. z.uur vé.n de vierde verdamper continu in een voorra.adtaw-;:.Het zich hierin bevindende zuur wordt eens per dag

g_{eneutraliseerd en af 6 evoerd}.

De zoutzuurdamp ,benzeendaI:1}":. en l'lC:nt k.omen teza.men in de è.ampmenger.

Dit 1e een verticale sta.len toren,bekleed Qet karbate.Van boven naar

beneden is de toren ver~edld in vijf afdelingen als volgt:

a) open ruimte I war.rin è.e zoutzuurcia.mp en de lucht tangentieel worden

in-gevoerd.

b ) pakking van porseleinen rirJ.;-~,er~J steunend of een porseleinen rooster

c) open ruimte I waar de benzeendanp d.e da.r.1pmenger binnentreedt d) pakking als beschreven onder b)

·e) open ruiDte, van was.rui t het :i1en;ssel v&.n henzeendamp , zoutzuurdamp en

lucht wordt af?~:evoerd naar (e convertoren.

Het él.ar.J.pmensel, dat de convertoren binnentreedt heeft een temperatuuE v&n

208 gra~en C:Van de vijf convertoren,welke p~rallel z~ geschakeld zijn

,

,

er steeds vier tegelijJ::.: in werklng', zoo.at men er een in reserve heeft

om vernieuwing van Ö.6 l\.F~ta.lysutorvulling r.1ogellj~: te maken zonder het

proces te behoeven on~erbreken.

is exott.erm en de con

-vertoren zijn zó ontworpen, ciat à-:l vrijJ.;:omená.e reactiewe.r!Jte kan w or-den &fgevoerd door midQel van luoht,die in een gesloten circuit door de convertoren wordt 3ePOi.l}it.:Je rUit,lte in d.e convertoren is verdeeld in cellen, waarbij de 0611en beurteling's open zijn en gepakt met kor-reIs anor~8niech katf-tlytiec}l mt:.teriaal. De lucht stroomt door de open ruimten tussen de kLtalysator 8n ~oudt de te~peretuur in de convertoren op 230 8-'raden C. Bij hoger t<·::per(1.tuur neemt het percentage dichloor

-en poly:chlobrb-enz-en-en in het rb':cc:1:it:·proè..uot toe.Een temperatuurcontro-letoestel in aangebracht. Di

t

laat c;'e voor de :":oeling benodigde lucLt

koude toe in de pomp, zodat steeds buitenlucht wordt ingezogen,ter~ijl een equi valente hoeveelheicl. hete luc'1t c: ... e convertoren aa.n 4e top kan

verla-ten.

De katalysatorbereiding ~ordt beschreven in (13,pag.17-18).De basis ervan is: _{A1 20 3-Cuo-CoO ofwel A1203-CuO-Fe203}·

---, ! i i - - - -- 3

-De hiernavolgende uateri8,alba1ans laat zien,dat ongeveer 10% van het benzeen reageert onder vorming van monochloorbenzeen (12) ,lj~ onder

vorming van dichloor;J~r.zenen en

*

promille onder vorming van poly

-chloorcenzenen,terwijl ongeve8~ 1/5 ~ van het benzeen wordt geoxideerd

tot CO en CO₂ (11·). Zonder dç vert>oucUng van monochloorbenzeen en di-chloorbenzeen ernstig te verhn~drtn ~ar. men het omzettingspercentage niet laten stijgen. Ter vooriw;ün;-:; van oxidatie in te grote omvang zijn in de ui tvoer van de conve;:,toren 1\:.0 ::Jldioxléle controle1.u's aange

-bracht,welke een ala.r;n~:...]a:A.: in wer_l':in~; stellen,indien de

koolzuur-concentratie in het reuctie}Jrol~ __ uct l-oven Gèü bep&L..10.e waarde stij gt.

Het reactiemengsel wor6t door Crote geisoleerde stalen leidingen ge

-voerd naar Qe partiele condensor. Dit is een stalen toren, van binnen met steen belleed en Bevuld met ~~schlg-rlngen.I~ de top zijn aange

-bracht een koperen buis voor afvoer van de gassen en koperen

verdeel-pijpen voor ~1et benzeen (en water) , è..at men i n de toren terug laat stro-men, teneinde de opstijBsnè_e gassen vrij te waasen van chloorbenzeen.

In de boder:l is een porseleinen pijp ae.n::sebr..:.;c1:t , welke het condenSB.at

(water, ben~een, chloorbenzeen en poljjlc:-.loorbenzenen) afvoert. In het

condensa".t bevindt ZiCI-l bijne, al het water met daarin opgelost de

0-vermae.t Hel en verder ever.veel benzeen (in f<;ewicht) als m

onochloorben-zeen. Van deze toren waren alleen de afmetingen gegeven.Hoe de schel

-ding zich precies afspeelt weten 1t!ij niet.Het systeem,dat uit vele

com-ponenten best&&t ;1,

V.

lijl\.. Stellen r:ij

maakt een enigszins eenvoudige berekening niet moge

-de toptemperatuur op ongeveer

70

~raden

C.

(benzeen

,.

i'

- - -, ... _ .. p-,---~,_ ....

vormt met water een azeotropisch ment;sel, (lat lwokt bij

69

,

2

gra.den),

dan l!.e.l het ga.s 1 dt'..t over cle top gaat behalve benzeendamp en inerte

gassen ook een,zij het relatief kleine,hoeveelheld water bevatten.De

\

Ir

li teratuur laat zie}) hierover ecllter niet ui t . De bodemtemperatuur zal

, j1 0ngeveer 60 Graden C. moeten z.ljn,omö.at men wil voorkomen, Qat de po

-"I

L

'I lychloorb er .. zenen , en wel het ~Jee st de hoogst gechloreerde benzenen, gaan

stollen.Men kan op deze f;'.t:;.r.nawen een warmtebalans voor de toren baseren,

en men komt dan tot è_e conclusie, da.t men ongeveer twee :naal zoveel

koude refluE moet nemen als er benzeen(en water) over ~e top gaat.Het

lijkt het meest waLrschijnlijk,dat de refluxverhouding geregeld wordt

op à.e toptemperatum~ van de kolom. Deze controle ls in het schema aan

-gegeven.

De gassen,die over te ~op gaan ~evatten benzeen,8tik8tof,zuur8to~,

- - - _ . _ - -- - - -- - - -...

--

9

-k991B8R8Ki~8 en kooldioxide (de hoeveelheid wnter laten wij buiten

beschouwing. oièl is een sepe;:::'ator aani':9L.:":;, d.ie het water scheidt van

het benzeen, voord_at cUt ":;ee"!:' ir. het P:::':)06S worè.t teruggevoercl). Deze

gassen ,'roI'den geleid 0.001' C ~~Yl condensor, alwaar het benzeen condenseert.

Deze condensor i s geheel Va.~l l~oper vervB.arëUgd. Het benzeencondensaat

wordt vervolgens in een koeler ge~oeld en vloeit ~Qn in een tank,

van waaruit een deel in eLe tor'en terugvloeit een de rest in een

sep-.-tor. Hier wordt eventueel bHnwezi,~ 'N8.ter aff;sscneiden, \.'!aarnc. de over

-r.:laat benzeen weer naar cis VOOY'"!:'él.é:.I.c.tnnlc wordt gepompt.

"Het gas, dat ä.e condensor verlab.t bevat nog een aanzienlijke lloeveel

-heid benzeendamp . Het worèLt ir~ een koeler zo laag mogelij k gekoeld,

waar·-bij een ,z)."Jot deel van het 'ue.n~.:eell in de condensor terugvloeit .I-.i:et

ui t deze koelel" ontwijkende, nos steeè.s Lcnzeenbeve. ttende gas wordt .. :'3.n

door een pomp naar dt: abso!';: J~.~,·'-inr:"chting gevoerd. De?e absorptie

-inrichtin~ wor~t latp~ ~5sproken.

Het bodernproduct van de partiele oondensor (benzeen,chloorbenzeen,

dichloorbenzenen, polychloorbE r:.zenen, water en dae.rin opgelost ee:!

klei-np hoeveelheid Hel) wordt gevoerd naar ~e separator.De wateri~e laag

wordt hier van de organisohe laag ~escheiden.De groot4te hoeveelheid

HOI wordt dan dus tevens afgcvOdl'(1..Een stool!1spiraéLl in de separe-tor

houdt 6.e temperet1l'1.r' V8.n de org'anieche laag op ongeveer 60 craëten, zo-dat geen stolling van antele bij procl:~l.cten k&~'.. OF t:-eden. Men zal hier

met een zeer ;:.;(":;."in5'e hoeves::-e-L'_ stoom l-:.unr.en volstaan, daar de separa

-tor gevoed wordt met hf;t warmè: "uQü.e,nproä.uc~ van de partiele oondensor.

De organi sche laag VlOl"J:C verv..:l,:;el1E 1::-1 ë.-,~ ne11 treIl su tor met lO~;

NaOH-opl. gen~utr[,liee~.rd. De rnater:LaE'.11x·;.l&rJ.s leert, è.B:t ::'le"!:'voor s:!.eohtr. een .;eringe hoeveelheid looS ÜOl3.l~~ zul ::ijn. Een PH-controleur in à.e

afvoer-leiding regelt deze hoeve8lhei6..

De destillatie geschied.t continu en ir~wee trappen.De eerste lwlom

levert benzeen over de ~:)p 1 a.a t wor"lt teruggevoerd in (:"e voorraadtank en

in

ete

tweede .kolom word.en de §;'eorlloreerde benzener: ,ç;escheiden in het

monochloorbenzeen en de dichloor- en polyo:üoorbenzenen.

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

- - -

-

-10-Materiaalbalans

(alle

hoeveelheden

pe:n

unr;

gr

.

betekent

graden

0.)

In:

577

Kg. HOI

(=1

5

,

8

Kool

.

)

2308 Kg

.

_H2

0

2885 Kg

.

20ib Hel 2) ~a!!!p~egg~r

_

In:

577

Kg

.

HCl

(110

gr

.

)

2308

11

water(110

gr

.

)

9525

11

benzeen

(122,

? Kî.lOl,

290 gr

.

)

678

1

11

2395

J

ti

zuurstof

,

(

stikstof als lucnt 150

In:

15483

11

(20

8 gr

.)

9525 Kg

.

2308 Kg

.

~7" k ../. j g.

678

11 ~II

15483

11

benzeen

water

HCl

~'.lurstof stiks~Jf 4)~a~t!~le_cQn~eSDQr_

In:

8454 Kg

.

benzeen

1378

11

monochloor'0enzeen

180

11

dichloorbenzenen

11

11

polychloorbenzenen

G4

ti

koolzuur

3!~ 11

HCI

373

11

zuurstof

2594

11

'

_'

later

2395"

stikstof

154.83

11

eit

:

Uit

:

els damp

Uit

:

577

Kg

.

HOI

2308 Kg

.

water

2885

Kg

.

(208

gré'c~len) 0'1" ) r:,.. •

577

Kg

.

zoutzuur

2308

11

'.VaDer

9525

11

benzeen

678

11

zuurstof

2395

11

stikstof

Uit: (230 ;;r. )

5454

Kg

.

benzeen

1378

11

chloorbenzeen

(12,25

Kroot)

130 11

dichloorbenzenen

I I 11

poly

chloorbenz

enen

6

1_t- 11

koolzuur

34" HOl

373

11

zuurstof

2594

11

water

2395

11

stikstof

1~)1J.33

"

a)top

64,

Kr

:

;

.

koolzuur

373

11

zuuEstof

2395

11

stikstof

7°76

11

benzeen

b)

·oodem

.9908

Kg.

1378 Kg

.

monochloorbenzeen

180

11 -

dlchloorbenzenen

11

11

polychloorbenzenen

3)-1-"

HCI

259~!· 11

water

1378

11

benzeen

5575 Kg

.

15483 Kg

.

5)Condenso~r,behorend

bij

de

pBrti~le

condensor

In:

_o"lL _. K _g.

373

11

2395

"

7076

11

9908

11

koolzuur

zuurstof

stil:stof

benzeen

Ult :a)naG~ absorpt~e-inrlchting

64

Kg

.

koolzuur

373

11

zuurstof

2395

11

atikstof

822

11

benzeen

o)n8.&r

koeler

6254

Kg.

benzeen

6254

11

9908

11

•

-11-6)

~b:ê..0EPli~-inE.i2..hli!l§;_

In:

Uit

:

a)

top abeorptiekolom

64

Kg

.

k

oolzuur

373 11

zuurstof

2395"

stikstof

In

:

In:

64

Kg.

373 11

2395

11 822 f1 3654 11 1378 K2:. 180 11- -11 11

34

11

2594

11 1379 11

5575

11

koolzuur

zuurstof

stikstof

benzeen monochloorbenze eTl dicrlloorbenzenen polyclüo orbenzenen

HOl

water

benzeen

1378 Kg

.c

hloorbenzeen

126 11 P-dichloorbel1zeen

54

ti 0 - 11 11 ti polychlooroenzenen

0

,

7 K,?;

.

HOI

10

Kg

.

water

1378

11

benzeen

0, 8 K~5· Na0H1 _1o_'

NaOH-opl

.

8 Kg.water

J

P

-2966,5

Kg

.

9)~e~s!e_d~e!il1~t~e~o!o~

In:

1378 Kg.chloorbenzeen 126 11 p-dichloorbenzeen ~4 11 o-dichloorbenzeen -' 11 11 polychloorbenzen~r. 18 11

we.ter

1378

11 benzepn _ _ 1 ... , ...

5

Kg.

NaCl

2966,5 "

41 11 benzeen (verlies)

---b)

bodem

2873

Kg.

731 Kg

.

benzeen

(opgelost

in olie)

731 Kg.

3654

"

Ui t

:

a)

we.terige

lae,g

2584

Kg.

'.'rater

33,3 Kg.HOl

b)organische laag

1373 Kg

.c

hloorbenzeen

180 11 dichloorbenzenen 11 11 polychloorbenzenen 0,7 Kg.HOl 10

Kg

.

water

13( 3 K~;.

benteen

U:"t

:

Uit:

1378 Kg.chloorbenzeen

126 11 p-dichloorbenzeen

r;4"

o-dichloorbenzeen îl 11 po1ychloorbenzeen 18 11 vl'ater ~378 11

benzeen

_~I ... J ...::.? Kg. NaO 1 !.lu;:::;6 r:; 11 ~"I ,-, , . / a)top 1378 benzeen 18 Kg.

v'ater

b)bodem

1378 Kg.chloorbenzeen 126 11 p-cUchloorbenzeen ~4 11 o-~ichloorbenzeen

i1

11 polychloorbenzenen _ _ _ 1 ... , ....

'5

Kf;. !iaCl 261

7,3

K

g;

2957,7

Kg

.

5575 Kg

.

1396 Kg.

1570,5 "

2966

,

5

Kg.

In: -:-12-1378 Kg.ch1oorbenzeen 126 11 p-dich1oorbenzeen

54

IJ 0- 11 11 11 po1yc:'-üo 'Jrbenzenen _...:1;.;..1,...:,5 Kg Ne,Cl 1570,5 11 11)_B~n&e~nyoQrraadla~_ In: (benzeen)

van part. condensor 6254

KC.

van absorpt1e-inr. 731 11

van eerste destill.137S 11

vers toe te voegen 1212 11

952:; IJ

!"l

Uit: a) top 1378 Kg.monoch1oorbenzeen 1378 Kg. b) bodem 126 Kg.p-ä.ichloorbenzeen

54

IJ 0- 11 11 11 po1ych1oorbenzenen 1,5 Kg.NaCl Ui t : (benzeen)

192,:2

Kg

1570

,

5

Kg

.

naar benzeenverèl.Etmper

9525

Kg.

I I

I .

i

--13

-Berekening va.n d.e abeorotiekolo::'1.

A.Beschrijving van ~e absorptie

Over de top van de part iele condensor gaat een gasmengsel,bestaande uit

benzeendamp en inerte gassen (N2, 02,J>(':{, _{CO 2 )} . Het benzeen woro.t ln de

condensor tot condensat~e ;-;;ebracht en vervolgens in een warmte-ui twis

-selaar afgekoeld, tot kf:l.,merte:n"eratuur.Een d.eel ervan wordt nu

terugge-voerd in de top van de kolom, tervrijl d.e overblijvende hoeveelheld weer

in het proces wordt teru~~evoerd.

De ga,ssen, wel'~6 u~ t (!.e ;::onc'ie:J.30r ontvliJ}:en hebben een temperatuur VB,n

ongev€pr 80 graden Ce1t:Jiue en 06v8,tten nOf:; een grote hoeveelheid ben

-zeenà.amp. Zij "rorden in e en '~'arrnte-ui t1;i s8elaar, welke werkt als een

teragvloeikoeler,met water gekoeld tot 2C gr&den C. of lager.De vloel

-bare benzeen, welke hierbi~ ontstB&t,vloeit terug in de condensor,

terwijl de inerte ga.ssen met d.e overblijvende

cenzeer.:a.mp

ontwijken.

De hoeveeiheid benzeen, vlel]\'ê) Ïüel"'in nOt; aanwezig 3. S 'vordt terugge

-wonnen door absorptie met een C,ac>rvoor C'e schikte we,solie (een petro

-leumder:tiJ.laat). Eën pom~ voert dG oenzeenhoud.encle ;.o'aSi::en in de ab

-sorptj,ekolom in tegenstroom [,le'': koude ~,bsorptie-oli~,we1ke boyenin

deze I<:olon wordt lniSevoerL1..Het benzeen lost in o,e wasolie op, terwijl

de inerte

gBseen

&&n de top v~n d~ze kolo~ ontwijken.

De benzeenrijke Qbsopptie- olie wordt vervolgens in een warmte-uitwisse

-l.s.ar door de hete ui t d", 8'tripkolo;a :;r,.oLlenëLe vr6.so1ie voorverwarmd en

gevoerd bovenin de stripkolom.Hierin wordt het benzeen uit dA wasolie

:?;edr't"Vè:ll 60:)1" directe [~toom, '," elke onö,erL', d.e 1):01 om , !'lus in tegtil1stroom

sóperHtor ,'sc scne L~en.:Üe !)enz,een ',vorö,t Vé..l1 .':..1 erlü t weer 2. ,"-',e kringloop

wordt' {":. de ,-[aPErte-ui t\':lsselE .. ó..r é.oor Qt'; ui'G è..e ab801:'~j~i f:':'~olom treclend.e

koude benzeenrijke olie [ekoeld.Deze koeliub worCT no~ voortgezet in

een }Ç.oeler, waF .... rna. ëi.e ·,v8.801ie weer ~:,evoel'o nOl'dï: 1ü Cl,;', 'CO}.- van de absorp

-tiekolom.

B Bel'e:<:enlnFj.

~~---~ ~.~

~ï

1000 Jt71J .

__

._-,--f _/"

v

i

<

40

f ---

_r-

_/

/ '

v lot)

ro

_/

.zo

10 0.10

~

~ 0.08 t.::: ~ ~ 0.06 L. lil a. til c: 0.04 11/ N C til III ] 0.02 -l 11 >-/ v I I

/1

tA~ ) ~

hl

_~ V/~i/

/

V

1{1

_r,",

I1 - -._-~ .- - --1---_. 1

-m/

c

rA

I

V

I I

V

I

V,

~ I I

:

I

/

I I

lYl

ra

v

~

~ f - -t I Q I

t7

I N I ~~/A I I

II

I I

,

I I I

V

0

'-00 0.1 0.1 0.3 0.4 X = Lbs. Benzene per Lb. of

Benzene-Free TreOl'ting Agent I

-I -I

I

---

14

-de con-densor verlaten 20 grac1ln C. is.Men zal trachten deze tempera

-tuur zo lc..ag mogelij~,. 't(c' houden en in è.e ','/inter zeker een la~,:,ere con

-densEltleteT:1peratuup kunnen bereiJ"en.Deze condensatietemperatuur is

van groot belang, gezien d.e damps~;c.nrJ.1n~~scurve vah benzeen (zie figuur) .

Hierui t i s het g:ehal te aan benzeenëJ.amp in 6.8 gaSBen, die ë.e l::oeler ver

-leten ber:lakkel1.j V: te bC::'-G~:enen en d.i t L: ehç;.l te wordt door de heersende

temper8.tuur sterk bej.nvloed. ]\;len (~L.l }wblwut'er kiezen, waé~rV8.n d.e tem

-peratuUl' zo lu,a,.q :nogelijk is. ,ianneol' wij 20 gracten C. als temperatuur

arulüemen van de ui t de koeler trel!..ende gassen hebben wij dus ong'nnsti

-ge omstandigheden gekozen.

dampspanning va.n benzeen bij 20 ~ra<"'.cl1 C. is 7:5 mm.H'S en di t is 0.U9

tevens de partia.f ... lspannin~; v8.ü 6.e hl {~et fjê?s tts.nwezige benzeen. Wij

mogen dus zeg~:en vol~:e118 t5e vret van Dalton:

Hoeveelheid inert Sas:

>,::!

,

65

Kmol/u'U.r (=2832 Kg/ u'~lr)

Hoeveelheid ben::eendamp: (75.98,65/685)= 10,8 Kr!lolhmr (=10,8.78 kg=82EKg)

Volumen va.n het gaS:109,5.22,4-1.293 . .3J,jl/273 cu.ft ./uur = 93000 cu.ft./uu:

Benzeengehalte in vol.procenten: 10,3.100/(98,7 + 10,8)

=

9,87%

Voor de absorptie v&n Cl.in benzeen ai t het ga.s ka.n m~n twetl methoden

toepb.ssen:narnelijk l;1.d.sorptie a'="l1 &ctieve l:ool of absorptie in een W'8S

-;

vloeistof • Aan de hanel. van Cie hiernal.i.st gegeven figu'Jr zijn (ie beide

methoden Qet elkander te VèY',~~el:j;;:çn. In een áüsorptiekolom moet de

toestand steeds

z6

ziJn, d~t de De1'klijn links van de evenwichtslijn valt

en beschou~ing ven dd fiGuur n&~~t ~li~~~iJk,dat,~anneer men een gas

hana.e1en, 'cotè.at de concentrél.tie C.S lei{-.:: \,\'l.1.E.rc'.e Y2 heeft bereil:.::t, het

niet alleen m08s1ij\ i~ ~it te doen Det een veel kleinere hoeveelheid

actieve ~:o '.:1 o.&n olie (ui t,~e:.l~'..:.::t L: '8:\'1 cr: t choeveeJ.r.e:'.en) , maar tevèns,

dat, in het p;eblel:, 'V&ê.:.l' (.e concentn·,ties laa.,~: ziJ.::;., El8~1 :;~et actiêve kool

een veel grotere arij7~~(e krae~t voor de ~bDorptèe ~ezit.k~t andere

woorden: zo'vel wat de absorptie sneL·\E:lcl.. betref',~ lÜS ':rf>·t het &bsorbe

-Nu zijn eçhter (i.eze voordelen ve.n Tjet':r g·t:;i'Ticht, n(;,E.rrnate de concentra

-tie van het benzeen in bet ::;t:.s lag-er is en men (Ï,eze hoeveelheid vol

-lediger wil ter1J,;:;"'in:len. heIl heert gevo!l.d.en, fiat voor hop;e cr;ncentraties

-/ '

i

t~ ~~ V

-1)-- - -~~~~---::---...,.,...

,;"-'tIC!

absorptiene'G zich brengt het gebru,l}Z~ VE!.!l w0_Holie i, och meer

aanbevelens-wa&rdi~ ~aken.Voor ~Ls8en De~ ePD la~g bb~zeen~ehalte zal men in het

al-gemeen beter actiev2 ;:001 1,unneD r:;eörui}:en.

In het onderhavige geval lbiJna 10 vol.io 'oenze~n) werd het het best

ge-oordeëld de terugl:rillninf; uit te voeren door absorptie in wasolie •

Bij ~e berekening van de ubsorpti~koloo stuit men o~ edn ~root gebrek

aan ~e benodigde gesevens.De cegcven8,di~ men vindt zijn alle bepaald

in het laboratorium en wa:Arschijnlij~ niet =onder me2r toe te passen

zo ffoed Dogelijk ~ebruik maken indie~ de t~eorie ons niet in st&Rt stelt

op ~ndpre wijze achter 0e [~zochte sroütheid te kooen.De noodzakelijke

&[',rramen zijn velerlei en 1"4)j zullen trachten de zcrechtvaar\.Ugà.heid

daar7Rn aan te tonen.Een ~nk~le l~teratuuropgave (32) geeft ge~even8

welke op f&brieY.:se:-,'.-aring berustdn. ,;i

J

zullen de à.o or ons berekende

'n l men Ce "':>crekenin,::,: t~-Jeore-::;i8C:::\ o.c·,zetten, dan zal wen allereerst ~

vloeistof aRn~e6ft,die Dat elkande~ i~ eve~~icht zijn.Deze lijn is

niet b~~end.Echt~r,vQ~,~enB Sherwoud (2l,p&~.17~) lF benzeen in ~e voor

in ons geval rr:et volo,oenê,~ nEcutIT~;'t:i.)]:·5.,:':-:~e12 (ie ·;iet VO.J.1 Raoul t Jlo·:en toe

-voor het systeern benzeen-wl:!.solie stet:L:'ti 1.'wrd,t, f"}::volgd .• Als c1.rukgrens

voor de Ivet van Raoul t n6dmt r:ien Lierblj meestal

50

lbs/ sq. in. en wij

blijven llier ver onder (1 l:1.tlll. ) .

y/x

=

1-/

t

,wB.;.,.rin (verg.2)

y

=

de Qolfrhctie v~n ; __ .. ( .... i. l.e

x

=

ft ft 11 11 11 11 It vloeistof

~iij willen nu e~n ve:'f:eliJ~ün:..;, '.lie :' (het fLé-nttl wolen benzeen per mol

zeenvrij e olie) . \,ij };-,unnen d&t..rtlbe s~::rijve!1:

"j. = Y /(1 + Y :) en X = x/(l + x) . Verder \'ferken wij onc".er 1 atm. druk}

zodat

t

=

7óO lTIJl. en stellen \'.ij ~-:'e ';':E:-'r.:;Veratuur constant op 20 graà.en

L

.-....-_ ...

• t

". 'r h·: .' -. . " " '.' -.-+,:, T .. iT:h~~Ht:j-';-_i :ttlltrr:!fJ:'Jm.:8:ITCfI:i:f:i ffi-:lll::HIT-!1r ~ f,B·f3tfTF Çl:::.Tfm if.i1'~'jl E[t.fPIh'T"f'JHtitt itlHiji' ' j ,~~r,j:Utftä 'L' ~d:W-'tl:t:l1.\",:m'é1:~::I+~i;t',:;~::n"t,1m~·<·r

"'1 (·"j.,Itt..-:·:(·" H· .~:. b'-: p-.,-... :,,"'-i,,; "'±+:·tF·~·· ::;:;'0fJ-i Rii:lht+ ,·-;r·,·t·I~'-f;'rr'I;:j:g· ~t

ft

,

·'ti"Ul· 'p:::' 'j±! ,~1: . .:TH f14 :HH+ ·:·th >·'im,.; . tri ~1:i::P' . I±lli IE}'

: "I, '1: 1 t::~.:.!+'" j" po.:" I.~< [:;::,' {:T ',~, ~W ü;:"_j:j] 1'1.11m~lIf~~f~$:i f13:' :'f~' ~ ~J ~:tI.

8]

t

t

,:~t' -- ~-t-**

':.

~ fl ~

[Hfi' ".

N ~ t~:ff t ' ~

'mIE '.

l.\ . . ~.-,,(.H·P:'-:_'.@p:..:'''''·, 4t~Zi·~~·"":"~Ü:"".f§~;:I~ :~:::.;:.~-:. : .. ~.-.'t -~':': ~.:Tt -.·t· '.Jo.'.' ~..j.,; ... -::~r:J1:.· ','.·~_.r'~I· ' ".f:i~u~

Ft

]~~;:"

±ij'

.'~

~lrgai

f{cl f. J

§~g @~ }~1 f$t

l

mHillfllif~

frl{

"1~

-' W+l I tWfti r

mi:

,Wl

tV

ftillfhr·

ft

~

m+ -;

~j:1

,:d

[Rt·tl-tttr-k

Ëtt

~~;mNw.Jlllttmtm

.- '

_".'

...

·.'·~l·-'+--Hlfi ."-'fh"'~." _{.'"b." ....} .. ' ,\ "~-.' " :I:"~'" .. H+tJfl

'!

·-t"t1nffi _'l""}t"

ffitf'

~'ltîf:;+lH' *'+-:-J'1t _{1:;:1."" ' .. ' '·[:i't·} ~'] J..'~·j.j:ni"' !1 _{t '+1:1",.,-t: tf>Tf.'H·}1 ~rf-;r.:·;I-':;·~] _{'+<:r'T ..} ti'j'-i.l"-1~ _;:p: 'm:

" ' j c . , " . . ti' till,;·r.;: cr,., 'r;-' elL 'Ir", l ' l n . , a 04', t ,.,1: ' 1 + " ,. -"H- n .. r.; ,.L,4.·' - - - , j ""+ J __ • lJ.~--r:"d- ,0".

I __ f';-... ~ . .f~JiH;':.·.:::. ~.~ ·q:rt .c1:::+ L-'·~.i.I~:.,;. _{:ë:thH 8·,::::1")} "I-,.-!I:t .. ':-.... .:.::." t.; ... _n.· i'·.·-.. ~J.-1· "i:l~' [tj:<":: 1",-+' .-r.:1 ... + E ,-'rr' 1 .... ·,1 ' .. : . • · • .,...!,~~t':t:'· t· ~+:t!-.... '+j-. '. ":;':'t' '.:-, .... J.~:.+·++d·l·..i:t...':..: c:.!J"':

;ri+:t+J#tE:

l

'~ ~'. ~rj~r?~~J) ~:r(:~~,~~nJ

gt11wIJmi

rI-tff7è

:nUi]:~j: ~·tH

~imr~

i

illi~i

mtwlhm~fn~·~~~:' ~

m

#+

t!NHB·

P:

k~MIT;mTI ~tHmf.

I

M!;

, , . ,

"

. '.

[t'

:j~' ""~ •• ;'!1"~1'1I:" ej::'+Ltl:d·W+l:'+.· V1"m n :' l"'rtl-i:n r~'i-Fr-:H -!.;,'m-' .-' ,,"·'Ht1 .'; .'. ~"'.i.:t~f' Ho-t··,- ~"'HB3::i' hJt ~-;:I. fH=F!R'-l-.· 11+ .h--. - . ,

p.,

:c'. .. '~t-

-

.·u ~"':'

·l'·

r [:?=~ m:ü "·lt:)' ),":.î:r+; Ji~'!'r:P--:;f'·l:>::ty:;ti[P [.l;t[;j Fl.~ .. , .. :: 'fu.:r:.:i,J:liYÉ23. t.'l.Trr::21.'Ii~·i!:iF~ rJ. . ~·f~tl· -':1J

J,

$";·c.:j1tt±i! 'cT EE.: ,+i· ti.), tllifRE.dUiii:·' ~.~t'!'..:i.-4$

~"""+'-'-'h --.--::·I-'c--,.L . . . ~.~ . -- " .. --.-f.'-':;~ '~:";b:t:Êl~tT, I:tF~I+!:H ;-;, .. , -. ol fï.-:Lf \tt.(:'~i, ,. rt,,' . ,tir::' rt+-t·

+

!

.":'~

.. '

.. ,,',:'

.

~:'htt::-'; <1=l=!:;::li;:,. c.:-:~tr::ti. ~.f{l ':L. lt,iJt:F~, _lnIF,:B"

.. . , . . ' .':1

go"

tTft-C:-':+:"';'4!I p'. ~tPc~ "~h2 f~

'TI

~tt ,;!f'· .;+rg:~il tnl!:':Jb-:"t::.! ''',g .. r-lg:;:-T "'-'-1+' 8:':.ti;' P:iUtJ:·, r--:;='=wr; E:: .;Lp:".''h ':T~ttt·I;'··· .'J+$.,..

- . : ;;: .~. ::.,.:':" ,:F-:é:::"~;.:'=~"::: __ '::Î".ë: ~~;.",;:' ~/,.;~;g."F';~~ti:;·,:;,·;r> ~J~ it.:~·~~-f:~~":~h:1: . ' .

F-Y· ..

'~:'f:'~'.~~<t~'~.t'":~tt'·,t~.'~

t

i.

t:-.

-0-'

f

i

t

s

o

'

in

'i - .-rC

• . ,

f

,}

p

"-·-i·

.-f,-

~t

:+.

,~re;"

fee:'

':ë~~ :;t

~

;

:'

li

l

·

"

~

~

-,+" '-+~~c

+~tF

èif"'

1!T

,.·,;t@"

.

I .. ~ i

Jr--t-

,

t

f' ·· ..

t,·è.

'~:' F " ' è : . . ' .. : .. '~~ :~ .. ,~ "i~ .• -:-"'~ 'r-

f

1--

',--1:.' ,./ ..

r:[--"i

-.- -,

_.

j'l

_,

-.

_,1--~-.:. _1--...

-1'-- --'[:-

_- _.+---_[ -.-+-, ---.- f" ... _,

··"t ... · .. --:-...

_.. ·-;"'-r·'·r·',"-_{. ,} t-r'-~.---'-++.'--L' '-""'._::1IiJ ,. I ... ~-- '"~F _{, ..}

.. · .---..

.

r--.. ~.f-:-_[ """.-- - " [ - '

---r-

_.l + ••

+--

-t· ... I -..j.,.,...,.. _{i. ,:} .•. '.

'-++

.

I I ! I " , ~ , I.. J " - !'i. ... f ..: C.~'.' " : : . e i . t · L;.};

~ --r---.. . ._::: ... ,4.

" r

. J - _ . - . - . . I .. ·

s:

Jij -- '-"~., t· . (-" l • [.c ! . ,,:c:

, t , 1 -.~ . , . .. [ - ' . I . - . . ·'1 ... ! ( ' . t: 1

r

!

-

"1 ..

I.

+.

-t

::-r---,~

·

--1-

"C ..

- .. "-- --,

I.---

.\&

"--r-·l-

·---r·~

..

---j : ' , {"-'" t

,eLf-

--C' -

T'':

"'l'" .: j'

···'t~-

~

.. --

~.l=

.--j'". _,

'-r

, . - L - .1 _I - 1 _I . .

-~

I ' 1 --1-1----'. 1

-f-.--

- ' - t - _.

rij·.··

.

I t

J"

'.. '

.

--r--_f r' I, .• f ~I'- ' I... i ! I · t . I I . ' I • . '., . I . : . ' !

'.' ".

....

_1'-

-

..

L __

,.t

•

..

L , __ L .. _ t.. t, .... --·--t..--· - .... " . . . . -t ... ,·,-t---

r't

... _.

-'T

c"

-'1 .... -· ---,.- --.

'1"--"

---~

.... -

..

t.---.. ---- .. ···--1':"' ... c--r ... , ----,.r .. '.". '.' --'-.1--' .. -1'-'-I I 1 ... ",- 1 ,' - ' I " . [ I I I . ' I · , 'T .,..-..-, : .,..-..-, ~i·. ,- I ,.,

I !

j;': ' I ,~ I . . f~ r' : , ~ . L - re . _ . ,[ ... T:

:'±.

<.,'.+ - . . I ' t\- I- [ _ . " - - - I' r .X ' I 1 . I F ' " . [ . . -. . ' - r ',' " I. ;!C' ,. . L ' ". . ... L - I ' . . . ï -- , . L -- I ' ' . . f t -- , ..

r

' I -. " . ,+',

rT

1:.

-"'~

.. - ...

J,.-- -

,-

.-:

-+ .. ....

Ï .. :..._. -.L,.ft

-'~~~

.

:

:,

. "T .•

;.,t-·-T·-~-f

'- ...

Je-=-_

r-.. /:...-....

t

i·L.-c

-;"';---'

~,,-i-·~

..

~

L-,

'''-'11-:" ... ,-r:-- .. ,.

4~----

.c...:-l-,

-.,~.!.--,- -t·~

.. · .-;-lls:c-r----.:t-

-+r .-, --

"l~-':

. , ..

.f-._-

--h:·..:

I 1 1\1 r f· . 1. '!.di .

l'

I' 1 1 1 C l ' · I . 1 T ' .. - , I ... . I ! I , ':l;: " I ' !-.'. ~: _~" ,: .' I r' . ' . 1 " 1- . ." 1 " . • I ,.. I" I:~· .... ' ..

m

-

I

ti

L

I L ....

1

i'

...-,

""j-:. -r----""'- --:-C--.--- --- --c; ~T ;'n--.' T--r--- .. - '5i1 -~·r--'---'-!.!. - , -

+--

'

1.'"

t

-~ ~

--r

ïli

:~ ~t-;r+"

]

!;;.

+ ._~ ,~'-

+

"

~

--

"';;:

_.++_c--·j-~r '~t,

,

,"-"1-

'~,-

J-fi

.~;.!. . ..:l-~. ~.~:._'.

'"- ..

J ___

:::--~~,!

,.:

,c; ',;' ";I,i~1:f±i

.--.

.-::"t=::, ' .. '

1~"M

Li :,,,

~~., ~!~~<

'

:~:·';Wt-::' '{~l

TIj.t::"'

c ~!!C'B~;~:~f?~~iL'<_~~llli', ~

..

'= ;7~ëX

, ' , ' . ' ... .. , . ", :, ,i" , ;r , '--n'r :::5i;' . ~. T>-' l'j·L:.':'", .,.:.~ H<! t". ·teTp, ,: llib.;... ';,1:;":,' :;;-,fi-'-"+r-'-i.' T+t':~'j;::!·,+:i:!

--: , . " '!t":" " . 1 ,.'~ .,.; ~ .:', ~.:~,'.; ... ' :,:,; " -~:;_ i ):>:-0.:. r :--". ;;:r, ~:;:. C:".'~"'. Wl 2:, '~.0

ri't

:P";-C'i~:;±2:h:r . .tt!:; .. · 'i,: ~::4 +::1' :+:,"" ':_;::':"'c ~

1

t

':.' ,.,.'

<:-: . : ..

;~'.

:

..

L\ ! ~{.

:llf<

r"F:3if::

![ffl':n

~J~:~ ,l;·'i~....:::..,.::s~~:tLt~:D,

j:;iP::: .

.-J lj.Hf.±2~*j.

tt:::rg

i ~I.rt:·:. ft.·.ff ~.~~ Mt~ ~tE~ln:Hr. ~.~·:i .:u Hfj 1r1.iM'·'t:p.~:

J.A.tFIDi.

mlW.~.~;-

t

'l

:~+'::: ':i~;:c':'Tn1=~"

'-"j' '" "~--'-'-++:~"·T~i",., ·'.t :;: .... ii':::;1."d. '.!b· ,i.·~· Jt:'~-t':'"8';1.-. ·~::-rt.i~.r;E.:p:;:::-: 'fif.,·t':f1=t+:;-tf:;;~:-' I-:';;:~:" -:l'!'~-'.:; Li'".i+11·j:ti-tjff:nt+"~JJ-3:-::. :['t -:-:~,. '-'- ,+ c~ ,I ' '. " ' l iiiI" . : ~:;';." c,;-::,.,.,rLtt~;:'Ä.' ~~t -F·X,.: Y.i ,'+I .. , f,; ... Jëfc; ':1'1 1".,_, I i. ~::;it-! F'!':'~ .. <tt "'2 H* rr. tHj:. j[1:I' 1:T;:,:;~Jl.j.j :"',' ;'C: " . ~'··r -;.;;:

.,.r -- -;

':'1:: ,1') ,-·i· '.:1,. 1'1·t: .i: ~. -- I J":'H'" t"" h~ ." ;:.:'-.--;; t'T !', ~~n

;

:'! ;';--', -iij}-td

;rS@!E.

';\II·~G' f.":+>'· +-.f'H.. ~1: Hoj t>I+'... ". ·-"t-tri.tt:,;·tI:-' ::J" .. ,,\-rl.i ~?:~m;g-f:~ -fj:l ~.:-ti::'~?: Pi, ~):i:'.t :;:'Tt7..;:,l,::,·ft:-.:;,~ .ci!~ q:,::. t,è -~

- +·--·~l' O"~~"f-'':'- ,.~~C~.: ~:

.. ' ..

~. ~:·l:·~

'. ,:;

'~~i:r::~ ë: r

, ,t f+1i =t%.tW·:,",·~,:j· ~;?~TIfI:t

fJ'!±.

"ttt.;~~~. :01 :~':<lf4 7:~02.:-+:-1:?~]'fi

j:=:.::1if'

3?

::':

P:';' " :::"!'::'::: ;-;

. ""," . f ' , ,<!\-, r',·:·· .: 'i.:~i"".h:"rT:i 'j,i"-:-,ft.. ~:tJ:;!.~±i:::J' i ri"" 1"1+ c':-.... ~J;:~l=:,' :t~i" L~i:<""·'!'T""r, ~j:H~:' ;"1" ... --.+ .... -,.:~"""',., ... f H:'C;" , ):. _,c:,.!:·:·, :':.~.', ';:'~:l:' ....

" .~ o r ' · cl-:'. ,. .. +'- I ' .~:-:~:: . ' - ,1' . ".,.\ i.~ti .;'~.:':'~: . ' . · · · · . ' - f •. .... :': .. '- f..~',~~~"",,_ .,.. . -f-r- ;-;-~ ":"""":·1·:~·:: -.-- 1 - j ' " , - . , - :~ 1.+ ,+~'·r,~, ~~ .. +. ':l:<. ~" ~~ ~::i- ,*. ::.::-;~.:' i'I.J.o!~,;.:::!+l 'O;~ '

l : r e •••• ; :'::, '. i'. !( ... .J' i •.• "'.il·'R., -T:ij';:Ft· h:~:::i::·m :'lt ~. ". 'Iif·

:0.

t:i ;:.,tf~C::::···t ;, ic_{!' .t::".,.} t:fJ'~'·':--I'4. _{Ir!· ';:'1"" .. Ur}

t"l·

~:;$:i}i:Ii1~ l:lH:P'I~;"~ _,ii' ~

H f " ~ t·::: ,:r:F.Dlh ,'''''~~~~T

;":in:,:V':

:~Y1'~. ,;:-._: - .ty'. ~~m <!.

ij ... ,", 'I.'" .. ,.~ l:l..:, ..;..._,-1- ... '-I ''-1.', ,.,,1,.- ·',1 I ',····,···'-h··,.. i·q...j,· .... ·' .. i-,' ::!~-:r" '·d··~··r+- ... ~+::::-,J_,.__ +i-:-+._\r-I'-'I#'~ ._. _ 'j~+. . ... ..,.. ... ~:._;,::i> .. ,:. ..•• !.~-'-;' ... ,:'; . . . .

,.,.,.; .. ,,~. ':',,~' .,.i 'I -~ '+-.. ". 'H-ff .. r. ";';~C!Hi' • t·, ... '.... ·rJ:±±+Il.-,'-. ilir .. ·J!i·.'t ...i~.; . . UJ.1-''-.·n.' ... ·ttÄ 1.1.:.... ':' .. '''.':.f:!.:. ·.J.'i .... +'.' .,.lll ... ~1ti~;

-

'-:~~" ~'';::~.':--~:': C " " " " : ' I·

I·'l'" :.: ~;:~t"t.. ti:j"! .. 1t;::m·'tTHl:~j::' rtiilU: .. '·I.fj:L1B'~·,"· "1" ft· .-t.±.w+--(:tt:t."1:,~ . .1,t .~. ,i ·-~-,~-11

....

:ti rxD"J rrt't·, .' 1:,-::' ' .. ' ;;.,~-J' .. b~' •. H+·i,-H:diil ~~ 11:;: ii:;':~;. ':.'l:'i [M:' ':::1~ ':! ~.f+'. :;i:r~t~~ ot.fi.t '. iH . ·f·,'td.:il:d.-=r Jl}.t·:?±~ U:t:t ~ji f;k~:'---r ;Jt~:r~,W,I~ttl.Hfl}'i:i-, ::, ·fi1±!jj'J~~+ \1 ritti-1 I; n n~:'

"

~.-lj:I::t(. 'E:j ~~",,"l->l::~~~~ ::i!I'..:+t ; " :t;;:;.j

t

L

~>r·

.. '

i bd ~l~:;ê~ ·t$~i~§1f!m Ift;:tJfp Liff'f .f:;:i~~}h~+srFHi±~#r!f§.l.f~r"-:"~1EP~ ~t@.':lfF~~ Q:$'f-mY!fHrfF~f.§c,Iff::tR~~: ~;:; ;+f:+;i~'iP$1>} frtrk'f·~~1tiiJt nkt lr~8\;' '{t~:;,

",;i.

·

·=.t~

>

~~

;:

L -:' ',;

lJe .

;~':: ~;~

i~

:l: :~1tl#~t·~

I!

~~ît~

r;I~i~~~

~

j( t~it j.lijJÊ

~ ~

Jj

t~~-

=t:~

±

ti

h

~~~

tili

~;T

....

p:..o~

h;;~

t

~

fff~~mi~~~

~~

m

~!;:iU~a:

j~

~i j':~

l

t:"i~~t·

,~

qtBE

I

:

~fiè

'·.iC; '.>i

'=-:Th~

p

-16

-r

=

75x/

(

6a5x

+

760)

(verg.3)

guur c;etekenê .• (lijn I)

Deze lijn le 0.U8 opgesteld Ollel.er nr'nnE'.me va.n 0-=,[~,L TE.nte tenperatuur en

('.ruk.Het drukverval, (;,at wij late:c nog- zullen berekel:cn, is ongeveer

20 er:1. water en

",..:j

"Jog-en 13.15 ,,'.;'ul':" (us ZOi.cJer n06mensw&ûrd1g-e fout conct&nt onderstellen. Een t~mperctuur;rudient in de toren zal alleen

ont8t&an, iocr~at bij het op~osbe~ van het benzeen I I I de olie warmte

vrij komt en verder dO:JT' c'":.e wrij viq;. :)1 t temperatuurverval is, zoals in

~ practijk blljk~ v~~ ~e grootte- orde van slechts enkele graden Celsius.

Te ~eer daar de o~lossin~swarmte van benzebD in l~asolle niet beken& ie achten wij het geree~tvahr~i~d",~t te~perat~urverval te verwa~rlozen.

3ij definieren nu:

X2 ! idem in de bln~~ntre~~nd~ vloeistof

Yl en Y2 respectievelijk ~0 wahrden v&n y voor ~et in- en uittredende gas.

Kmol

=

10,26 Kcol.

is (x~ _c;;.

=

0) en verder

Hieruit volgt namelijk: Y2

=

O,O~i.lO,2/98,ó5

=

O,OO~I)~·8

sorptie 6t~;Jrui;;:t :~al ~vorden vG 8T;. "lj be}:/aleü éLt;ze hObveëlheili. als volgt:

De lijn II,~le d~ pUDt~n (xl,Y:) en (~21~2) verbi~:~ z~l de werklijn

lijn in het ui~~rste ;eval rb~en. ln ~it r&kkpunt zou da~ te drijvende

y

=

0,1096

te bepalen. (cien vindt :x

=

1,74

en ~e dBBrbiJ ~~Lorende hoe

-veelheid olie

=

10

,

26/1

,

:l~

=5,86

Kmol olie/uur)

De keuze va.n d8 te gebruiken ho~v~Al~eid olle hBn&t nu nog af van de

-18

-Wij willen dus de hoeveelheid olie zó ldezen,ä.at qk==1,3 ofwel q=l,3/820.

Hoeveelheid benzeenvrij gas per uur in cu.ft.= 98,7.93000/(10,8 + 98,7)

=

33800

....

Hoeveelheid benodic;c:'e olie ~n KS. per uur:=(83800.1,3/820).(O,875.1000/J3,3)

=

3300

De waa.rde van x,die hiermeoe overeenkomt is dus == 95.10,8.260/100.3300=

== 0,808

De werklijn ligt nu vast.Hij is in de grafiek getekend als ds lijn 11.

De verge1:jkin6 ervan luidt:

(X- X

_{l )/(x2}

-

X

_l)

=

_{(Y-Yl)/(Y2-Yl),}

ofwel:

x

=

(303y -

4,4)/

l

04

(verg.4)

Alvorens nu de berekening te kunnen voortzetten moeten wij ,volgens

de theorie van de gas- en vloeistoffilm,uitmaken af één van teide fil

-men a.ls de controlerende weerstand w~g '.'iOrè.en ba SChOl.l.wd en zo ja, welke.

Algemeen wordt voor ons geval de gasfilm ale controlerende weerstand

beschouwd, vooral orno.at J.e oplosbae.:r·heid van ':>enzeen in wasolie zo groo't

ie (21,pag.175). '.lij willen trachten deze verwaarlozin~ te rechtvaar

-è.igen en maken daartoe gebruik va.rl d.e laooratoriumexperimenten v&n

Spi vey (32), ëiie vonel_. dat in een aantal gevallen, waaronder wij volgens

(32,pag.40) ook

het

onze Dogen ~ekenen,geldt :

Je_{l = O},71.Vlo,4/ZI0,7

wa~trin

= (le coefficient voor de vloeistoffilm ___ .~_.

---== :ie vloei stofsnelheid r-rf--fj;""'"a ...

r ...

.L-o-ns per uur per ft. van de

bevochtigde

Zl

=

de viscositeit van de wasvloeistof in centipoises.

horizontale

omtrek

Om

VI

te kunnen berekenen moeten wij thans tot

de

keuae van een toren

-vulling overga&n.Der.e keuze zal, zoals in het volgende nader zG.I wor

-den toegelicht,vallen op roosters met behulp van houten planken opge

-bouwd. Verlangt l:len in een d.ergelijke toren een gassnelheid va.n

3

'

.

per

sec. ëian wordt de torendiameter ongeveer ~~ ~t. en de horizontale be

-VOc::itigt .. e omtrek bedraagt voor deze vulling "370 ft.

VI = 3300/0,875.3,78

₅

_.

8₇0

=

1,15

k l ;:: 0,395

.

.

zl

=

2,5

J'fij willen nu I/kg vergelijken met JfK:k1.ln het volgende zullen wij k

o-men tot de keuze van kg =!120 (kl en kg uitgedrukt in eenheden, die deze

vergelijking :::ogeliJl{ maken) en daar l/k._kl

=

1/820.0,395

=

1/

324 is dus

de laat ste ;;ro otheic1 27;; var.. de eerste. Di t maa.kt het aanvechtbaar om

Qe g&sfllc als de controlerende te teschouwen.WiJ zullen dit echter

. H+· , I ' i:<;.;. , I \ Hei 11.; ! 11. Iti' '~ .. ' . fTit "

l

A 4-. '!j v r. ~ IJ: nl rtl iI-ji ]Ë~;·'i ';"7 lf; !J: ~:+ I ·iH ~± ' ni'i- ' " •. f',:: :'-~ :-::;~nTiTJ !4 " ~i H, " ~:n' ~ ; , " , '

~

'';-

--•

_I 1

)

I

.

-19-hiervoor lit;t in het feit, dat ',vaarden voor k

l niet met voldoende

nauw-keurigheid bekend ziJn.De verg.5~1~e~e~r~t~o~n=s~~~~~~~~~~~~~~ __ ~

gel', om de door ons verkregen waarc.e met deze 30~~ te corrigeren. Wij

blijven dan zeker binnen de nauwkeurigheid waarmede de verg.5 gelèt.

Tenslotte zal blij 1':en, dat onze werkwij z,e een 1'6 sul taat oplevert, cat met

het experiment goed blijkt overet;n te komen.

~nJ

Voor de berekeni.ngyde afmetingen der absorptiekolom maken wij nu ge-bruHc van de tetrekJdn8':

1

~1

G.'J

=~s

t

y - jT' V

Y2

(verg.6)

y'

=

het aantal ooIen benzeen per mol henzeenvrij gas bij évenwicht

tussen gas en vloeistof.

In het vervolg zullen 'Hij de x- en. y-coördinaten van de

even-wichtElijn van een accent (I) voorzien.

Kg

::: de "over all~ filmcoefficient in lb. opgeloste stof per uur per

Bq.ft.oppervlak voor een verschil van een lb.per cu. ft. tussen

de concentratie in het gas en die in evenwicht met de vloeistof •

(Bij onze bereJ~ening heèben wij dus gestelè. kC" :::K, )

het b·evoc~ti(Sè..€ oppervlak van de pakking in

sq.

ft~ per cu. ft . (Wij verwas.rlozen de E-\.f~1fv!':l:elijlmeif. van a met c.e oliesnelheid)

het opr.ervle.k VE-m de horizontale torendoorsnede in sq. ft.

a ₌

S :::

:L

= de hoogte van 6.e pa}:~ü~C in ft.

V

₌

het aantal cu. ft. benzeenvr.!.j p;HS per uur.

A

₌

aSl

=

het totale bevochtigde oppervlak in ~e toren.

De verg.

6

is eenvoudig een schrijf'wijze voor de bev1erlng,dat d.e

verandering van de hoeveelheid benzeen inhet gas, wanneer ,UIt in de toren een afste.·nd dt. aflegt,ever..reà.ig is f.1et a,S,è.e drijvende l~ra.cht y-y'

en dl. Wij zef;gen dae.rmee narnelij k:

G.dy

=

K aS(y-y' )df.,'.I!B.nruit verg. 6 oruni0.de~llij~~ volgt.

g

De berekening van d.e . ! l t et;rc.nl geechi~d t nu ale volgt:

Wij zetten in een gr~fische voorstelling (Zie hiernaast) voor een

vol-doend aante.l we.[..rdeH var~ y t.e bijoehorenêLe ::;:,oot:nec1en l;{y_yl) uit tegen

y en bepalen dan planirüetriscb. :::lGJ~ g'ezochte o·)!~;ervlalt.

De volgende te.bel licht c.l t toP:

I Y 0,00548 0,01 0,0 1

5

0,02 0,03 ü

,ot+-0,05 Q,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,1096 II x,x'

o

0,03~8 0,07 ,)~ 0,1130 0,1908 0,2680 0,3)!·óO 0, LL2L~ 0,5°20 0,5800 0,6570 0,7350 0,8100

o

III

".

"

0, 00J1~2 0,00688 0,010 13 u· , Ol __ hll>::; , 'v . / 0,02130 0,02600 . 0,03030 0,03310

°

_, 07-';::'0 _.J(~

o

,

01₊₀₈₀ 0,04360 0,04620 IV O , (J. Ol;ll. / 1 " - ' é~ û,00658 0,00212 0,00987 0,01395 ü,0187u () , 02 11.00 O,02S170 0,0:5690 0,04 240 0,04920

o

or~6)~·ü 0:00340 V l/(Y-Y') 122,5 152 123 101,3

7

1

_,6

~3,~

41

,

7

t' 33,0 27,1 23, 6 20,3

17,7

15,75

..

I

I •

-20-Kolom II wordt uit kolon I berekend met behulp va.n verg.

4·

van de werklij n. De gevonden x wordt ver'volgens g:eEUjbsti tueerd. in de verg .

.3

van de evem'licht slij n (x wordt (W.6 x I) en zo ont staé>.t kolom lIL

Het gezochte oppervlak blijkt te zij 11

9+

vierk. cm. , dUB

54

.

10

.

0,

Ol

=

5,4

eenhed.en. Om nu te corrit"-:eren voor de veri'lue.rlozing van de weer-stand der vloeistoffilm redeneren wij als l,rolS't : (zie figuur hiernaast ~

Ale wij deze laat ste weerstand in rel:enine: hadden gebracht, 6.8.n had-den wij niet,zoalB in he: voorgaan~e beschreven,bij zekere waarde van

y de grootheid. y-y I (=p in de figuur) berekend, maar wij zouden bij

elke y een lijn hebben getrok.~en oneler een hoeI\. ~ met de verticaal (zie

figuur) en ëLe afsta.:1ë:. q hebben bepaétld. Ui t d.e figuur ziet men, dat steeè.B q kleiner is dan p en clus i 8 l/q groter clan p.:)e integraal

zou dus een hogere '~ra.é:.,.rde hebben gekregen. Wij hebben ons voorgeno-men een correctie va.n .30i~ aan te ·~ren?;en en de7.e i s dus positief, zoa.8.t de integraal (= K.~A/V ) de v.r&E.:.rè.e

7,2

verkrijgt.

. b

Deze waarde ie in goede overeensterill!1ing' met wa:::.rden, opgegeven door Holl:l.ngs en Silv6r (Tr~.Inst.Che~::1.Eng.,121lJ·9,64,1934).r..ren vindt hier voor het algemene geval van

51;

terugwinning en qk=l,

3

:

KgA/V

=

7,3

.

De berekening van de lwlom hangt nu nog op de was.rde van Kg_

De paltkinS' ls als volgt: opgebouwö. l.Ü t roosters van houten planken,

welke op hun kant staan.De planken z~jn

6

in. breed en 3j8 in. dik.

Zij hebben een onderlinge afstu.ncl. van -i'3 in. '"ij kiezen c1e",e pakking

omdat hij in :5.8 }:Nl.ctljk vosr torens v&..n onze afmeting.'en gebruil{t

wordt en omdat de benodigê:.e ~_~;:;SeveüS ervan bekend zijn. (32)

Froefneningen Oj:. techniEche sch[...::~l jhti"G absorptietorenE van verschil

-lende grootte en c1.eze pakl;:in:s gaven Li.e volgen6.~ W[;E,rÖ8n voor Krr:

o

24,28,30,33 en

47.

(güssnelheic1 vé...n·3i't.per eec. ).})e auteur acht de

~e:n14?el~o \"s,nrPe va~ ~~ ~c~c~ikt voor he+ ontwer~en.ne verschillende

t") ... \...~""'- ... ".~ ': CA,. \Á .. Jo ..I t" r., "'"" 0 -". ~.. '-' ~v ... . , -..

rijen Dlanlcen Lloeten ~ onder een hoek ten oi:lzlehte van elkaar staan en

.

de 011e moet goed over de g~hele oppervlakte worden verdeeld.

Met deze waarde van K~ verlo~~t de ~erekening als volgt:

Vrije oppervlakte van de horizontule toren6.oorsnede: =

4/7

der totale. Voor een gassnelheid VEl,n

3

ft . per sec. geldt é~us:

S

=(7/4).

(

9.3000/.3

•

.3óoo)

=

15,1

sq.ft. en èe torendiameter - ~a40 ft .

a ~

24.8/7

=

27,4

sq.ft./eu.ft.

A

=

27

,1~.15,I.t =

413

L

,wat.-rin 1., áe hoogte vc.n de pakk1nf is,de ruim

-te tüssen de rijen planken niet meegere7..enè..

-f1

07'0 "" J oIo '.) -tJ. ..) 0/ -<?, otJ/ ~ I ') 0001 -(} ,) ocoo l-• ~I I alo J / I /0 !dD