Verslag behorende bij het processchema: Acroleïne

\

..

..

H"THOUDSOPGAVE

EIGENS CHA1?PEN VAN I-IE'l' ACROL:iI"':E ;rE CHNI~ CHE 3Efill I DINGBN

ECONOiVlIkiCBE AB2ECl.'EN VAN .\.CRO LEIl'T.E

DE PLAATS VAN DE i ABBI EK

TüELICH'r I NG BI J DE :rEl\EHi:~'G

b

i j lagen:

LIIJ:'EJ:i'k r UURLIJ 8 T

bI z

, 1

b

l z

.

1

bl

z .

₃

b

l z

.

4

blz

.

4

blz

.

₇

b

lz

.

8

blz

.

9

b

l z

.

l O

0

1

z

.

1

2

IJ

_

I

111

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

--

1-EI

GENSCHAPPEN

VAN

HE

T

A

CR OLEINE

.

-

---..

• \

..

(

A

cr ol e ï n e

,

for

mule

CH

,jCHCHO

m

ol

g

ew

.

5

6,

is

h

e t eenvoudigste

on

verzadi

gde

al

dehyd e.

En

kele

g

e

g

ev en s zi

j B:

K

ook pun t

51

,

9

C

b

ij 73

6 mm

H

g.

S~e l tp unt

8

7 , 7

0

C.

d

2 c

0

,

8

42 0.

n~

1,4

007

•

H

et acroleï

ne

vor

m

t

m

e t wate

r ee

n

aze

otroop

,

die 2

,7

ge

wic

hts-p

r oc en t en

wa

t er

b

evat

en

ee

n k

ook punt

h

e eft va

n

52

,2

0C

bij

760

mm H

g

.

M

e t

m

e thano l

word

t een azeotroop

g

e vormd , die 15

,5

g

ewi 8h t sp r oc en t en

m

e than ol

b

e va t e

n

ee

n k

ook p un t heeft van

51

,4

C bij 760 m

mo

De acroleïne

-water-

met hanol

azeotroop bestaat uit

8

5

,

7 gewichts

-procenten acroleï

ne,

0,9

g

e

w

i ch t s pr oc e

n

t e n

w

a t e r en

13,~

ge

-w

i ch t s pr oc ent en

m

e than ol

e

n

he

ef t ee

n k

ook pun t van 51

,2

C bij

7

60 mrn H

g

.

.

H

e t acroleï

ne

hee

f t

ee

n

st

e rk pri

k kelende

g

e

u

r

.

H

e t ver

wekt

ook

bi

j zeer la

g

e

c

once n t r a ti es

e

r nstige

sli

j mvliesirritaties

.

H

e

t acroleï

ne

is

zeer

re

ac tie

f

.

H

e t h

ee f t

e

e

n

ster

ke

neigin

g

tot

p

olym er i s e r en

(h

et

po

l

ym

er i s e e r t

s

pontaan)

,

cycliseren en

oo

k

vele a

dditiere act ies ve

rl op e

n

g

oed (1, 4

,

5

,

3

6)

.

~~Qli~I§QH~_~~g~l~lN~~N~

1

.

Tot 19

34

w

erd het

a

cro l e ïn e i

n k

l e in e

h

oe ve e lhe d en

g

ema a k t

d

oor

g

l

y

c er ol t

e

d

e hy

d r a t er

en ov

er

K

H

S0

4

:

C

H2

(

OH) CH(OH )

CH

₂

(O

H)

--~

C

R:,=

CHCH O

+

z

n,e

D

e o

p bre ngst w

a s

n

i

et

h

og e

r

~an

4

8

%

.

We~

is er in 1929 een

proces v

oor

g

es t e l d,

w

a a r bi j

g

ly c er ol i

n

d

e

g

a s f a s e over

F

e o

f

Li

f

os

f§te

n

w

er

d g

ed

e

hyd

r

a t

ee rd ,

b

i

j e

en te

mperatuur

va

n

3

00

-

600 C. De

opb

r eng s t

w

a s

h

i e r 75

%

(13)

.

Toc

h

ware

n

proc

es se n waa

r

b

i j

u

i t

g

ega an wer

d

va

n

een waarde

-vol product als

g

ly c er ine

n

i et rendabel, toen de v

raag

n

aar

acroleïne

st

ee

g

.

2

.

Om

s t re eks 1934

w

e rd e

n

ee

n

a

a ntal

processe

n

vo orge ~t e ld ,

w

aa rb i j

p

r ope e

n w

e

rd

ge

o

xy d

e e

r d

tot acroleï

ne m

e

t

~g~04

al

s

k

at a l

y

sat or

.

H

et

p

r

op e en

w

er

d in

ee

n w

a r

m

e oplossi

n g

g

e a b

-sor

beerd,

(15,

1

7)

of

ee

n

H

g

S

04

0

p

l os s i

ng

w

er d vers

proeid

i

n

e

en

p

r opee

n

s

t

r o o

m

(2

3

) .

H

e t re

nde me

n t was e

ch

ter

s

l e c

ht

s

e

nk

e l e

p

r oc en t en en er

_

w

er

d

en

v

e el

b

i jpro

duct

e

n

g

e

v

or

m

d

.

H

e t

a

cr ol e ï n e

w

er d dan

ook

n

ie t l

a

ng

vol

ge

n

s

d

e

z

e

m

e t

h

od e

b

ere i d

.

3

.

Va

n af 1

9 38

v

er s ch ene n

v

e el

octrooi

en

o

v er d

e bereidi

ng

van

a

c r ol e ïne

d

oor

f

o

rm

a ld eh

yd

e e

n

ac

c e e t a ld eh

y

d e te condense

-re

n

(1

8,

1

9)

.

A

l s ka

tal

y

sa to r

w

e rd voor

gesteld

silicagel

of

A1

2

0

y

e l

(14

), l

oo

da

cet aa t ,

N

a silic

aat

e

n

~n

f

osfaa t

(20)

o

f

een

silic

a

ge l,

g

e ïm

pr

egn

e e r

d

m

e t 5 - 1

0

g

ew

l ch t s

p

r oc en t

va

n

ee

n

base

nvorm

en d

o

xide

.

.,

•

I

---~--- -( [•...;

.

2

-zoals Mg , Pb, Zn of Cdooxide. De reactietemp. is 280 - 32 00C .

Al g eme e n vindt me n periodieke regeneratie van de kata -lysator nodig. De regeneratbe gebeurt me t lucht.

De temperatuur is 500 - 550 C.

(3)

.

Bij de reactie komen 12 Kc a l / mo l acroleïne vrij (25). De afscheiding van het product gebeurt in een systeem van 3 destillatiekolommen.

In 1942 begon Degu s s a (Deutsche Gold und Sil ber)u:ts.talt) de productie van acroleïne volgens dit proces .

L

h.l(t~_î

4

.

De thermisc he ontleding van diallylether bij een~empe ­

ratuur van

550

Q - 600 C.

He t eerste octrooi hi er ove r dateert van 1943 en na de oorlog we r d de pr odu ct i e volg ens di t proces ter hand ge -nomen door Shell Chem. ;C7,.

CH~=CHC H20"CH2CH ::CH2 St'5~: CH

2= CHCHO + CH2 CHCH

₃

cllo \ l '-j It l \\<.c, cl{~ r,:) I ~ ï . )Q.

rro

p~ -E.' ~

De omzetting was 90

%

.

De diallylether is een bij p r od u c t dat on t s t a a t bij de be -reiding van allylalcohol uit allylchloride (24).

Tot 1950 werd op deze manier 240 ton per jaar acroleïne gemaakt. In 1950 is de fabriek echter gesloten, omdat

dit proces in economisch opzicht ni e t meer kon concurreren met het prop ee n pr oces .

5

.

He t propeenproces:

Hier wordt ga s v orm i g propeen geoxydee~; me t een me n g s e l van zuurstof en water damp. Over dit proces is zeer veel onde r zoek verr ich t do or St a nd a r d Oi l Dev. Cy. , de Shell Ch em. Cy. , de Des t i l I e r s Cy. , B.P .N. en de Ca rb i d e and

Ca rben Chem. Cy. .

Al s mog e l i jke katal y satoren zi j n voorgesteld Cup op een dra ger, Ag of Cu se l e n i d e s op een drager of koper chro-maat, moly bd aat , sulfaat, wolframaat of vanadaat, Cu 0 op een drager, Te oxyde en bij mengsels. Al s dragers zijn voorgesteld Si C, puimsteen, silicagel (3) of asbest. Als promotors , die aan de katalysator kunnen worden toe -gevoegd heeft men Cd 0, Ba 0 (3) B.I2 of ~, Se damp en organisc he chl ori des (3) voor gesteld. De opbrengst aan acroleïne is 50 tot 60

%

van bet propeen. Een reactie-temp. 250 - 45 0 C, druk 1 - 10 atm.

(3)

.

De omzetting in de react or is slechts 10 tot 20

%

,

zodat de recirculatie zeer belangrijk is. Carbide Carbon a~dchem. Cy. en de Sheil Chem . Cy. werken volgens dit proces.

Een gr o t e moe i l i jkhe i d was hi e r aa n v a n k e l i j k om het acroleïne in een behoorlijke zuiverheid af te scheiden uit he t reactieproduct. Veel octrooien zijn hierover ver -schenen, (24) . Vooral door B.P .M. is hier veel aandacht aan besteed. Algemeen wordt extractie met vloeibaar pro -peen voorgesteld (28 en 31) , ge v ol gd door het uitkoken van de zuurstof. Te n s l o tte wor d t een extractieve destilla -tie toegepast

(3).

I

3

-Het acroleïne vo

n

d

vo

or

de tweed

e

w

e r e l d

oo

r l og sle

chts o

p

zeer beperkte s

chaal

toe

passing

.

K

l e i n

e

hoeveelh

e den

w

a r en

nodig voor

d

e

b

er e i d in

g

va

n propionald

eh

yde

en ook werden

k

l e i n e

h

oe v e elh ed en acroleï

ne

toe

gevoe

g

d

aa

n g

a s s e n die

schadelij

k

vo

or d

e

g

e z

o

nd

h

e i

d

zijn

.

Als de

ze

gass

en

do

or

e

en

le

k

o

ntsna

pp

en

w

or d t

m

en

g

ewa a rs c huwd d

oor

de scherpe a

cr

o-leïne

g

e ur

.

In

1942

be

gon

de

D

ui t s e fir

ma

Degussa de produ

ct ie

van

acroleïne op

g

r ot er e schaal

.

(20

ton per maand)

.

De

b

e l ang r i j k s t e

t

oe pa s si

ng

w

a s

d

e o

mzettin

g

tot diverse

~~de:.e che~ische gro~~~ t offen,

zoals

~~~~~~e_~~~_~2El~~~~ :

Ih

t

,a at

Vla e

e

n

addi tLe pr od uct

v

an a

c r

ol

ei

n

e

me

t

d

a

a

r na

a

f

-s

plits

i

ng

v

a

n

de

g

e

a

dd e

e

rde

g

r oep

.

-

hxdrogeneren tot propionalde

hyde

:

-

-

--

_.

--

--

--

-

-

-

-

--

----

-CH

₂

-;::.

CHC

rI

O

+

H

_2-,,--

CH

3

CH

2CH

O

pro

p

io

na

ld

e}:J.y de

gID~~~~1Dg_J~J_Qlyl~ï1g!~~~1 :

2

C

H

;2

:-:-

C

HCH

O

+

H

?

- 7 Ch,

:'?

C

HCH(

O

H)

e

H( O

H) CH

=C

H

d

i vi

nyl

gly

col

.r

~,g.9}j.ll-.!!1.§j;_.ê_.!!1.!!13>EJ..9lc_j;.9j;_]_E1~j;È.Y1_.Pl.!1_~2_E~:2

H C~N

2

CH

₂

C

HCH

O

+ lUI _.-~

3

""=:.c./ +

2

H2

₀

~;I"- d~-.J'll.§.9j;l-.§-

.!!1~j;-l.l..Y2I.9Z.1_P~_~.9~_.P.Y!~~..?J2-E~

:

CH

₂

C

HCHO

+

H

2

N1iJH

2

(

hy

dra

z

i

n e

)

---7>

E

-

>

NH

+

H

2

0 + ~

.

(4

,

5

,

30)

.

Na

1945

w

e rd ee

n

z

eer b

e lan

g

r i j ke toepassin

g g

e v ond

e

n in de

bereidin

g

van

m

e th i on i n e

,

ee

n am

i n o

c

a r bon z u

ur

dat d

e

gro

ei

bevordert

als-hët-wörd~-~oegevoegd

aan va

rkens - ,

honden

-of k

ippenvoer .

M

e

n laat het

a

cr ol e ï n e rea

geren

met meth

ylmer

captan :

CH2

=

CHCHO

+

CH

3S

H

- --'>

C

H

38

CH

2

CH

2

CH

O

( 3-me r c

a p

t opr o

p i

o

n

a

l d

.

)

met HCN gee

ft d

i t

:

2

_-

h d

_y

_ro

_xy-

4

_m

_e

₀

eh_y

1

_m

_e

_r

_c

_{a p t}

_o

b

_u

_t

_{y r}

_o

_{n l}

. .

_t

_{r l l}

_.

dat

~e hyd r ~i seer d

wordt tot een racem

is ch

m

engs e l va

n:

CH~bCH

CH

C

H(I'1H

;;)

COOH

CiLE iLTIIONINE)

W

el~i

c

h~ ~ndt

ait

p

r od uc t oo

k

eens toepassing als

v

e r s t e

r-k

ingsmiddel

voor

m

e ns e l ij

k

voedsel

.

N

og

steeds is

d

i t metheonine de belangrijkste t

oepa s sing van

I

a

crole ïne .

M

en verwac

ht

in

d

e toe

ko mst

ee

n

belan

grijke

stijging van

a

cr ole ïne

pr

oductie ,

omdat 2 ni

euwe

toepassin

gen

zijn

g

e v

on

-den

:

1.

Het

n

i e uwe

p

r oc e s ter bereidin

g

van gl

y

cer ine

va

n

Sh

el l

D

ev

.

Cy

.

H

i er bi

j w

o

rd t a

crol e ïne

met

i

so pro pyl alco ho l

o

m

gezet

in a

ll

ylalcohol

en dit geeft me

t

HO~glyc erol , ( 3 ) .

2

.

De bereidin

g

van pol

ymeren

.

~

Vo

or

het

g

r oot s t e deel verkeert dit n

og

in

e

x per i men t ee l

stadi

um

,

maar

d

e vol

gende

t.o

epae s Lnten lijken

i

nte ressa nt:

a

.

C

op ol

ymeren

v

a n

acrole

ïne

en onverzadi

gd

monomeren met

ee

n

ei

ndsta ndi g e me

thy l e engr oe p

,

zoals st

yreen

,

•

4

-acrylnitril, vinylacetaat, me t hy lm e t a c c ry l a a t , buta -dieen enz. Al s ka t a ly s a t or kunnen organische peroxiden of azoverb i nd inge n worde n ge br u i k t . .

Primaire alcoh olen kunnen dienst doen al s stabilisa~or .

b. De acroleïn e en derivaten kunnen bijvoorbeeld dienst doen om extra "c r os s l in ks" te vormen in polyvinyl -alcohol of alk y dharse n. (functie als inwendi ge week-make r s ) (9) .

c. In combinat ie met pen t a e ry t h r i t ol vormt het acr ole ïne 3,9 di v inyl sp i r ob i , een waard e v o l uitga n gsproduct voor polym e r i s a ti e met alcoholen:

CHCHü + CH2"o:E~~H~ OH_, CH:CHC-He"iCp~" _-'l"'r~\ -~-'J ~".. 1~'

7 ~ ':) 0 'Co 2 r, CHCDr1H_ ~I-II'.tol

CH 'OH/' H OH - z; ..., - ti) "1H2~U.l llV~_~ ~\ .

De

~n

d s tatia i

ge

vinyl groepen

r

e~ge ren

dan ve rd e r me t alcoholen.

Na 1945 is het acroleïne dus door de me thi oni n e bereiding een commercieel be l a ngr ijk prod uc t gewo r d en. De pri js is van

ongeveer f . 20,-- per ki l o ge d a a l d tot f . 2,38 per kilo in 1956 (3) . De hu idige pr od u ct i e van ca. 720 ton/jaar stempelt het acroleïne nog we l tot een che misc h pr od u c t van onder-ge s chik t be lang , maa r wann e e r de vel e mog e l i jk he d e n op het geb i ed van de polymeren industriëel ontwi k keld worden, zal de pr od u c t i e snel stij ge n. Hoe we l niet ge s p e c u l e e r d mag

word en op ee n hausse in de kipp en , varkens of hon d enf ok k er ij, bi e d t de kun s t s t off en indus t r i e voldoe nd e t oepassings moge -lijkh ede n voor het acr ole ï n e om in de kome nd e vijftien jaar

een verdu bbeli n g van de we r e l d p r od uc t i e te ve r wa cht e n.

Na 1940 he b ben dus dr i e pr o c e s s en voor de acroleïnebereiding opga ng gema ak t en wel:

1. de thermisc he ont l e d i ng van diallylether.

2. de condensatie van aceetaldeh yde en formalde h yde.

3

.

de oxydatie van pr o p e e n .

He t is geb l e k en da t he t di a l l y l pr oc e s beslist economisch niet concurrere n kan t egen de be i d e an de re processen, ge -zien de ervari n g e n van Shel l Chem. Cy.

Ho e we l de laatste jaren de aandacht sterk valt op het propeenproc es, vooral do o r de ve l e research die de olie -ma at s cha pp i j en heb b en verricht over di t pr o c e s en wel be -weerd wordt dat di t pr o c e s het eni ge rendabele technische proces zou zijn (5), ge l ov en wij t o ch da t de bo uw van een fabrie k, die werkt vol ge ns het condensatieproces, verant -woord is.

t

I (3) •

is

d

e

p

r od uc t s ame ns t e l l i ng

:

!

r.

-

5

-Hiertoe

v

er ge l i j ke n wij de divers

e as

pecte n v

an

h

e t c

onden

-s

a t i e proces

e

n het propeeno

xyda ti epr oc e s :

1.

d

e

uit~ang sp r odu cten :

vöör-fie t-c änQënsä~lëproc es

heeft men aceetaldehyde en

for

malde hyde nod

ig .

D

e

w

er e ld p r oducti e

van

ac

ee ta l de hyde bed

r oeg i

n

1955

5

20

.

000

to

n

pe

r

j

aa r

(5

) .

D

e

k

ostp r ijs

is

-

F

0

9

0 / k g

11.

H

e t f

ormald e h yd e

w

e

r d in

1

95 6

in ee

n

hoe ve elh~ id

van

800

.00

0

to

n g

ep r odu ceerd

(

5).

D

e

k

ostp rij s va

n

ee

n w

a t e r i ge

for

maline-o pl o ss ing v

an

3

0

%

b

ed r aag t

f ,

2, 3

8

pe~ J~:!-}- Qy

•:....~.\...(...-~'\'~'"l.

Propee

n ma

akt

ongevee

r

een

vier

de d

e el

v

a n de

k

r a a kg a s s e n

uit.

Ove

ra l

waar k

r a akinst a l l a t i e s

z

i j n ,

he

ef t

m

en dus de

besc

hi kki ng

o

v e r p

ropeen .

D

e p

r oducti e i

n Am

e r ika be

droeg

i

n

1

955 1

.40

0 .000

to

n

(5

) .

D

e

k

os tp r ijs

i s -F 0

35/kp;

*

W

a t

de u

it

g

ang sp roducten

b

et r ef t s

pringe n

de vbor

delen

van

he

t p

r op e enp r o ce s

in he

t o

og: P

r opee n is

g

oed k oop e

n g

e

-m

akk e l ijk

te k

rij

gen

a

ls m

en

d

e acroleinefa

brie k m

a a r in

d

e buurt v

an

ee

n k

r aak ins t a l l a t i e

bo

uw t .

2

.

H

e t proces:

Bï3

- aë-ëöndens ati e k

an

een o

m

z e t ting van

3~

%

bereikt

worden, bere

ke nd o

p ac

eetaldehyde

,

en va

n

!

1

%

berekend

op f

ormalde hyde.

(

zie

b

l

z

.

9

)

B

ij

h

et

p

r opeenp ro ce s

is

de( ~ ~z e tt ing

1

0

%

bi

j

een pro

-pee

nconcentratie

va

n

25

1a

.

5)

B

ij he

t p

r op eenp r oce s

m

oe t

d

us m

eer g

er e c i r c ul e e rd worden

e

n d

it

v

r a ag t ee

n gr

ot e r e a

pparatuur

.

De sa

mens tell i ng van h

et reactie

product b

i j het

p

r ope en

-.

p

r oc e

s

in

g

e

w

i c

h t

s

pr

oc

e

n t e n ,

k

an zijn:

Acroleine

63

,

09,

CO

?

1

8,73,

Ve

rzadi gde

alde

hyde n

10,

54,

CO

3,0

5,

Zuren

1,

29,

-N

i et carbon

ylver b i nd i ngen

0

, 59 ,

Polymere pro

d ucten

0

, 1 ,

Sluitpost

2,61

.

B

ij

he

t co

nde nsat ie proces

r

Acr ol

-

e i n e

65,4,

W

a t er

2

1 , 7 ,

Crotonaldeh

yde

7,

6,

CO

2

1

",4,

CO

1,4,

T

e e r pr od uc t en

2,5,

,~po r en

H

2,

propion

alde hyde

en

m

e than ol .

H

i e r ui t valt

a

TIe en

t

e c

oncludere n, d

a t

d

e opbren

gst

bij

h

e t co

nde nsati e proc es i

et s

g

un s t ig er is en dat de

versc

heiden heid aan b

i j pr od uc t en

b

i j het propeenproces

groter is

.

3. .D~

ka

taJ..Y~ll_"t0.1'_a.9_tj.'yj.J!!i_t.:

.

Bij het propeen

proces m

oe t elke

10

uur

g

edur e nd e

15

mln

.

g

er eg en e r ee rd

w

ord en .

.

.,

D

i t betekent

e

en

v

er l i e s van

2,

5

%

aan productletlJd,

terwijl de c

i j fers

v

oo r

het condensatieprocédé betrekking

heb

b

en

op e

en

v

ol c ontin u

p

r o c e s

.

(z

ie b

l z

.

7

)

.

*

v

ol

gens

e

en

i

nlic

h ti

g

v

a

n

d

e

a

fd

.

c

he mie e

n

ph

a

rma c i e

v

a

n

--

--~-r '"

6

-4

.

De scheiding:

EI1-fiët;pröpeenproces is he t ge wi c h t s pe r c e nta g e acroleïne

in he t gasmengsel dat reactor verlaat 1 tot 3,~ ~ (~)

en bij het ge k oz en condensatieproces

6

,9

%

.

(zle olJlage

I

)

Om deze reden is de scheiding bi j he t oon d e nsa t i e p r oc es al

gemakkeli j ker

(2

8)

.

Ook l iggen de koo~punten van de stoffen in he~ reactie

-me ng s e l beh oor t ijk uit elkaar: acrolÖïne 52 ,5 C, cnto

n-aldeh~de

104

,5

C, acöetaldehyde

20

,2

C, f ormaldehyde

-

19, 5

C, water

100

,0

C.

Bij de producten van he t pr o p e en pr o g e s bevindt zich echter b.g . propionaldehyde, kookpunt

4

8

,

8

C en aceton kookpmnt

56 C en dit ge ef t eenmoeili j ke scheiding.

Bov e nd i e n moet bi j he t propeenproces veel zuurstof uit het reactiemengsel worden verwijderd om polymerisatie van het acroleïne te voorkomen (36, 38).

He t blij kt da t voor de afsc heiding van acroleïne uit he t reactieproduct nod i g zijn:

a . bi j he t condenstatieproces : één kleine ontgassingst or en

ert drie destillatiekolommen, waarvan één werkt me t 1 adm. overdruk .

b. Bi j he t propeenproces:

1 wa s t or en, waa rb ij wa t e r word t gebr u ikt ,

1 absorptietoren met vloeibaar propeen als absorptiemid -del ,

1 vat waarin de zuurstof wordt ui tgek o ok t + ontgassing, 1 destillatiekolom,

1 destillatiekolom voor extractieve destillatie bij lage

druk

(10

°

mm Hg ). (

3 )

•

De scheiding bij het condensatieproces is beslist veel

eenvoudi ger.

Re s ume r e n d kr ijge n vlij als y oor de len .

propee n proces: go ed kop e ui tgangs p r od u c t e n .

conde nsatieproces: iets kleinere reactor,

kl e i n e r e en goedk op e r e scheidings

-in s tallatie.

Bi j de be t rekk e l ijk kl e ine productie , die een acroleîne

-fabriek zal hebb e n , zijn de investeringskosten toch wel

zeer be l a ng r i jk , ook al omd at ni e t precies te zeggen valt hoe snel de vraag naar acroleïne i n de naaste toekomst

za l stijgen. Da a r om is het condensatieproces gek oz e n ,

\

- - - - -- ~--- - - ~

7

-DE U

ITVOERING

VAN HET CON

DENSATIEPROCES .

---

---(zie blz

.

9

)

blijkt te zijn een sili

c agel ,

deeltjesdi

ameter

0

, 17

mm

(

%)

..

D

e wereldproductie v

an

acroleï

ne

bedraa

gt m

omen t e e l

720

ton

per ja

ar

.

G

e z i e n de

v

e r wa cht ingen voor het product ne

men

wij

een productie va

n

120

to

n p

er

jaar

=

13,701

kg

per uur

.

D

e acroleïne

-

water

a

zeotroop

bevat

2

,7

g

ewi c h t s pr o c e n t

e

n water

.

De dro

gi ng

van deze azeotroop is

m

oe i l ij k (22

,

29)

.

E

v ena l s

D

eg us s a producere

n

wij da

n

ook acroleïne dat

ca

3 % water bevat

,(S;

Het e

indproduct

heeft nu

d

e vol

gende

samenstelling in

g

ewi c h t s

-percentages

:

acroleïne

94,7

water

4

, 1

a

c e e t a l d e hyd e

1,2

j

De beste

k

a t a l ys a t or in de pra

ktijk

gei

mpre gneerd m

e t

10

Cf~

N

é\Si O

,

(4)

.

Deze

w

ord t dan ook

g

ek oz en .

~

Als uitga

ngsstoffe n

w

or den

een

30

%

-i

ge

formaldehydeoplossing

i

n

wa

ter

ee

n

aceetaldeh

yde

dat 2

%

water

b

e va t

,

g

eb r u i k t

.

Van een for

malde hydeoplossing

daalt het formaldehydegehalte bij

het

b

ewa r en

,

o

mdat p

olymer i s a t i e optreedt of oxydatie tot

m

i e r enz u ur

m

e t luc

htzuursto f

.

H

e t bli

j kt

ec

hter

dat een

30

%

-i

ge

formalde

hydeoplossing

voldoe

nde

lang bewaard ka

n

worden zond

er

dat het

g

eh al t e noö

me nswaardig v

era nd e r t

,

m

i t s de te

mperatuur

h

og e r b

lijft

dan

7

C

(7)

.

De explosie

grenzen

van acee

t a ldehyde m

e t lucht zijn

3

,97 -

5

7

%

.

H

e t aceetal

dehyde m

oe t

d

u

s

bi j

v

oor ke ur on

der

stikstof bewaard

worden

.

Het nad§el van

h

e t proces zoals het do

or

De~~ssa

ie ontwikkel

d

,

is

,

datona

J50

---

uur de katal

ysator

~j

uur

g

e r

ö

g èn

er

eé r a

.

moe t· wor d en

bi

j

550

C

,

te

r wijl

de reactiete

mperatuur

289 C is

.

In

d

e eers

te

plaats

g

e ef t dit ee

n v

e r l i e s aa

n

productietijd van 16

%

en in de

t

weede

plaats vraa

gt d

i t extr

a

bedieningspersoneel en regelappa

-ratuur

.

~: '-

W

i j hebben da

arom g

eb r ui k

g

emaak t van een Amerikaans

oc

t r oo i:

"I \\ C'-"

de reactie

g

e be ur t i

n

ee

n g

ef l ui d i s e er d bed en de ka tal

ysator

-, Y--\ \,

w

ord t continu gere

genereerd

(30)

.

\

De katal

ysator w

or d t

in e

en c

ycloon

af

gescheiden

van het reacti

e

-.

')'

product

,

me

t

behulp v

an h

e t e luc

h t

in

d

e regenerator geblazen

e

n

'; '<

i

n

een twee

de

c

ycloon

a

f g esc heiden

en t

oe

gevo

egd

aan de rea

ct or

-voeding

.

H

oewel

bij dez

e wer

kwijze

du

s

extra nodi

g

zijn tw

e e

c

yclonen

,

twe

e dosee.

rwiele

n

En

e

e n regenerator, zijn de v

oord elen

g

r ot e r

:

16

%

productieverhoging en een eenv

oudi ger

reactor

.

D

e afsc

heiding

van

h

e t

p

r od u ct

:

h

et

rea

ctieproduct

wordt

g

e c on

-denseerd

,

ontdaa

n

va

n

z

i j n n

i et condenseerbare

g

a s s en (CO en

C~)

en i

n

een

d

e s t i l l a t i ek ol om

g

e s pl i t s t in ac

eetaldehyde

+

a

cr oleïne

a

l s topproduct en

f

orma ld ehyd e

+

w

ater

al

s

bodem

.

Ook wordt wel aceetal

dehyde

a

f gedestilleerd

e

n

w

ordt

het

a

c ro l eïn e

ge

ëxtraheerd

met x

yleen

i

n

n

e gen

trappen

(3)

.

W

i j kieze

n

de eenv

oudi ger

destillatie

.

H

e t aceetaldeh

yde

+

acroleïne wordt ver

der g

e s pl i t s t in een

destillatiekolo

m, ma

a r ee

rst w

ord t een

t

g

ewi c h t s pr oc en t van de

- 8

-.

....

..

hoeveelheid acroleïne aan hyd r oq u i n on e ( OH

Om

)

,

toegevoe g d om poly merisat ie van he t acroleïne t i jdens de des

-tillatie en het transp ort te voork omen (3) .

De concen t r atie van het wateri ge f orm a l d e hyd e leverde aanvan

-ke l i jk veel moe i l ijkheden op, omdat formaldehyde bi j hoge r e

temperatuur gema kk el ijk poly meriseert en dit ga f verstoppingen.

Deg uss a voerde de destillatie ui t bij 1 atm. overdruk en dit

voldeed goed (3, 4, 8).

Bij de gas s e n (CO +

C

9

;}

die na de condensor wor d e n af g e l a t en ,

zit ook nog ni e t ge c ond~n s e erd acroleïne en aceetaldehyde.

Da a r om worden de ga s s en me t wat e r ge wa s s e n, zodat alleen CO +

~ onts na p pen.

~k word en buffe r t an ks ingevoer d, over a l waar ditnDdlg is.

(zi e' .' de .- t e k e ni::ng ) . _ .

Ev e n a l s in (30) word t de mol - ver ho ud in g formalde h yde : aceet

-aldehyde 2 : 1 ge n om en. Re acti et emp e r a t u ur

2

89

0• Reg e n e r a t or t emp e r a t u u r

539

0• in de bu urt is , de bu u r t van een electrischel I goed moge l i j k ben u t kan he t geb r u ikt e koelwater~·~u verwarm i ng va n een geb d

De plaats van de fabr i ek wor d t be pa a l d door het volgende in

overweging te neme n :

1. He t waterverbruik in he t pr oc e s is ho og, omdat veel ko

elwa-ter moe t word en gebru ik t .

2. Pe r uur moet 47 kg van een 1 %-ige formalineoplossing worden

afgevoerd.

3

.

He t aceetaldeh y d e ~8

%

)

mo e t bij voorkeur onder stikstof

be wa a rd word en. Het ve r vo e r is du s be trek kelij k duur.

4

.

Bi j dit proces is de wa rmte -e c on qm i~ be l a n g r i j k.

Pe r kg acroleïne wordt ongevee r 1,7~ xwu energie toegevoerd

en er komt -1 ,.76 .cwu vrij . Al s één kwu f", 0,10 ko s t betekent

dit dat per kg acroleïne f . OJ18 aa n energie wordt toege

-voerd en er voor f , 0,18 vrij komt , terwijl de prijs van

he t acroleïne f . 2,55 per kg bed raag t .

Daarom moe t de fab riek da ar ge bo uwd word e n wa a r :

1. een af voer water in de buur t is (d e s n o od s een gr o o t riool) ,

2. de wat erv o orz iening goed is,

3

.

er een fabriek van ace e t a ld ehyde

4. de mergie voor zi en i ng goed is (in

cen t r ale) ,

5

.

de vri j komen de warmte zo

He t eenvoudigste is dit als

kan word en voor de cent rale

·

...

9

-TOELICETING BI J DE STOFBALANS .

---Bij het opstellen va n de stofbalans werd gebr u ik gema ak t van de

volgende geg e v e n s :

a . de pr od uc t i e is 13,798 kg/uur aan acroleïne (zie blz. 7),

b. het rendement van aceetaldehyde is 77 - 82

%

en van formal d e

-hyde 72 - 79

%

(Lit

4),

c. er ontstaat ca 10 gewichtsprocenten van het acroleïne aan

crotonaldehyde (Lit 3),

d . op 175 gewi cht sd e l e n voeding di en en 5250 ge wi ch t s d e l e n kata

-lysator te worden ingebracht (lit. 30) ,

e. het eindproduct bestaat uit: 13,7 kg/uur acr ol e ï n e ; 0,1 5 6

kg/uur aceetaldehyde; 0,604 kg/u ur water,

f . ca. 35

%

vaB het aceetaldehyde reageert per pass (lit 3) ,

g. Beneden 300 C is de directe ontleding van formaldehyde te

verwaarlozen. De oxydatie vind t boven 2000C in alkalis ch milieu

gem akk e l i ~k pl aa t s , volgens CH₂₀ + 02 C_O2 + H₂₀.

Boven 325 C wordt de reactie

2CH

20 + 02 ~ 2CO + 2H20 bepalend, (lit 7) ,

h

.

De sa me n s t e l l i ng van de aftap uit de absorben is 0,9 -

1,

2

~

acroleïne en 1,6 - 2,1

%

aceetaldehyde (lit

8)

,

i . er gaa t practisch ge e n alde hyde bij de on tga s s i ng ve r l or e n (lit 8) ,

j . het topproduct van de eerste kolom bevat 48 - 42

%

acroleïne

en 42 - 48

%

aceetaldehyde (lit 8) ,

k. het topproduct van de tweede kol om bevat 30 - 34

%

formaldehyde

en 3 - 5

%

crotonal d e h yd e .

Het bodenproduct van de twe ede kol om bevat 0,4 - 0,6

%

formaldehyde en 0,3 - 0,5

%

crotonalde hy de (lit 8),

1 . het topproduct van de derde kol om be v a t 97 - 98

%

aceetaldehyde.

He t acroleïne word t opzi j af ge t a pt , (lit 8 ).

m. De mol v e r h o ud i n g formalde hyde : ac e e t a l d e h y d e in de voeding

:i;,s 2 : 1 (lit 30).

n . ~eg evens over de rege ne rat i e l ucht en de samenste l l i ng van het

reac tor-.F;as (l it •750)

De massabaTans werá nu i n het kor t berekend als volgt:

liëf- iënderneüf-5erekend-op-äëëëfäfáëUYdë-ën-öp-forma!aehyde werd

op 78 % ge s t e ld (b) . Er we rd ui tgega an van een 30 %-i g e formald e

-hyde o p l os s ing en aceetald e hyde dat 2

%

water bevatte.

Hi e ru i t we rd de voedi ng berek e nd.

De omze tting pe r pa s s van aceet a l d ehyde we r d ge s t e l d op 37

%

(f) .

De massa teruggevoerd crot onalde hyde werd ge s t e l d op 1/10 van de

massa terug gevoerd formaldehyde, (k) .

Me t (d) en (m) kon nu de r eactorvoeding en de samenstelling van

he t t eruggevoerde formal d ehyde en aceetaldehy de worde n berekend.

Uit (n) volgde dat circa 0,65 0 kg teer per uur we r d ge v or md.

Het verlies aan ac ro l e ï n e bij de scheiding we r d ge s t e l d op 1

%

.

Di t ga f de ho e v e e lh e i d in de reactor ge v or md acroleïne .

Er we rd ge s t e ld da t door het forma ld ehyd e en het ac e e t a l d e h y d e in ge l i jke ma t e aan de vorming va n de teer ~ (C~?)n' we r d bijg~­

dragen en dat de daar bi j ontstane zuurstof, ge z l~ n (g) , volledlg

•

•

l

I

10

-..

aantallen g molen CO en CO 2•

De directe ontled i n g van form a ld ehyd e we r d verwaarloosd (g) , evenals de vorming va n pr op i on a l d e hyd e en methanol.

Nu was het uit de reactor tDedend gasmengsel te berekenen , als ook (c) in aanme rk ing we rd gen ome n.

Het volume aan lucht die in de regenerator we r d geb l a z e n, werd

gest e l d op 0,07 va n he t volume reactorvoeding. (lit 30) . Dit ga f ook de samens telli n g van he t r egeneratorgas.

De hoeveelheid waswater we rd ge s t e l d op 20 I/uur. Met (h en i) gaf dit de balans over de absorber.

Me t behulp van

G)

werd de ba l a n s over de eerste kol om berekend . Ver-volgens werd me t behu l p van (k) de ba l a n s over de tweede

kolom opgema a kt en met behul p van (e en

1)

de balans over de

derde kolom .

Polymer i saties van het formaldehyde of acrole ïne werden verwaar

-loosd.

Bij het opstellen van de warmtebalans werd ge b r u i k gemaakt van de volgende geg e v e n s : 0

a. De vormingswarmte bi j 25

C

en

I

atm. ui t de elementen i s : CO -2 6, 4 1 5 7 Kc a l per mol

CO 2 - 9 4, 0 5 18 Kc a l per mo l

formaldehyde -27 ,7 Kc a l per mol

ace e t aHehyd e -39 ,76 Kcal per mol

water -5 7, 7 9 Kcal per mol

(lit 9) . (l i t 6) . (l i t 9) . atm. is: per mo l per mol per kg per kg bij 1 Kca l Kc a l Kc al Kcal (lit 9) .

250C en 1 atm. in cal/Oe. g mol zijn:

waarde n bij 6,96 6,965 8,87 4 8,45 15,8 8 ,0 2 5 7,017 c, De Cp N2 CO CO 2 formaldehyde aceet ald e h y de water zuurstof b. De verdampingswarmte wa t e r 9,7 1 7 2 aceetaJdehyde 6,5 acroleïne 123 crot ona Ld, 123,5

d . De kookpunten bij 1 atm. zijn:

formaldehyde -19, 5 ~C ace e tald ehyde 20 ,2_0C crotona l d. 104 , 5_0C water 100,00C acrol e ine 52,5 C

---

- - - -

- - -

- -- -

-e. De soortelij ke acroleïn e cr ot o n a l d e hyde aceetaldehyde water warmtes z~jn bi j ,Ooe : Cal/go C 0,511 0,7 0,522 1,0

Cal/g mol.oC

28 ,6

49 22,9 18

(lit 6) .

f . De oploswarmtes in water van:

formaldehyde 15 Kca l/g mol.

aceetaldehyde 4,48 Kc a l /g mol .

(lit 6) .

g. Bij de reactie komt ongeveer 12 Kc a l / mol gev ormd acroleïne vrij (3).

h. De vormin gswarmte van CH?n = -1 0, 1 1 -5, 4 67 n -O, 0 03 04 T +

- 0, 0 0 0 553 n T Kc al/mol . (lit

9)

.

i . CH 2n kan bestaan ui t : n = 6 7,84

%

n tot 10 15,14

%

n tot 15 30,74

%

n tot 17 52,24

%

n t ot 20 88,04

%

(Volgend uit l i t 10).

,

Bij ge br ek aan me e r geg e v e n s werden de volgende aannamen gedaan:

A. Voor alle gassen mog e n de op ge geven Cp waarden bi j elke,

in het proces opge g e v e n temperatuur en dr uk wor d en ge br uik t .

B. De onderlinge be ïnv l o ed ing va n de componenten uit een fas e

is te verwaarlozen (Alleen het opl o s s en van formaldehyde

en aceetaldehyde in water we r d in rekening~bracht) .

C. De opgegeven soortelij ke wa rm t e s mogen tot het kookpunt van de vl oei s t o f onve rande r d word en eebr u i k t .

D. De voedi n g en höt waswa te r wo r d en stee ds bi j 200C ingebracht ,

de luch t bij 10 C.

E. Er vin dt ge en warmteoverd rac ht i n de leidingen en cyc l o on s

plaats.

F. In de condensors van de destillatiekolommen wordt alleen ge c ond e n s e e r d en ge en ga s of vloeistof afgekoeld .

G. De katalysator zelf neemt nerge ns warmte op en staat ner g e n s warmte af.

H. Het warmte-ef fect van he t opl ossen va n acrole ine en crot

on-aldehyde i n water wor d t ve r wa a r l oo s d.

warmtebalans vrij

Bovengenoe mde aannamen zijn speculat ief .

Nu was, uitgaande van de ma t er ia al b a l a ns , d e

een v o ud ig te berekenen.

- a eJ llh-q~·....v~a.~~a·~tJ,E~l~~I~~~q~~~El~:ta~~~p.s!iO E~ S·'lj-e1.

- --- ---, -t i

c

:=:!

_-- 1- -;-C -+ -r- f -_ . _._~~-­ i

..

-., i ~ . !

!

; f'--· -~: . :

----1

-

-F-+

I.

:;.

I .

12

-Gezien (i) werd ge s t e l d: n

=

20.

Dan volgde uit (h) voor de vormingswarmte van teerproducten : - 696 Kcal.

In verband met de corrosieve eigenschappen van formaldehyde

vooral, wordt de voor de reactor qhroom-nikkelstaal ge br u i k t .

(Staal met (16 - ?3~ Cr en 7 - 20

i

%

Ni en een C gehalte

! kleiner dan 0,1

%

.

Het staal moet ook kleine hoeveelheden

CO, Si , Mo en W bevatten) .

Alle andere apparaturen en leidinge n worden van Al ge ma a kt (lit 14).

De volgende apparaten en leidingen werden nu gebr uk t . Achter de leidingen is steeds tussen haakjes de diameter inwendig ver

-meld:

V

ia

leiding 1 (~55 mm) en pomp ~6owordt de formaldehydeyoeding

in leiding

5

5

.

(~~ mm) ge br a c h t . Pomp J60 i s _{een Viking D}

54

_F

pompje met een iia me t e r van 70 mmo

Via leiding 2

(

35

mm) en pomp

aS

(Viking D 54 T met een diameter

van 70 mm) wordt de aceetaldehydevoeding in leiding 51 gebracht .

De leidingen 53 en 54 komen samen in leiding 3 (75 mm) die naar de verdamper 4 leidt.

Hi e r i n wordt reactorvoeding verdampt en opgewarmd tot 1200C.

De verdamper bestaat uit een buis (85 mm) die ovÖr ~

x

3

meter omgeven is door een ma n t e l , waarin stoom van 150 C en 4,8 5

ata wordt ge br a ch t .

Via leiding 5 (85 mm) wordt het gasmengsel in de voorverhitter

E

geleid.

Deze voorverhitter bestaat uit een buis (150 mm) die over

4

x 1,5m voorÖien is van een mantel (175 mm) waarin Dowthe rm

A damp van 271 C en 1 ,35 ata wor~t ge l e i d. De reactorv oeding

ve rlaat de voorverhitter bij 250 C en komt vi a l eiding 7

(150 mm) in de reactor 8.

Het was bekend dat de ve r bl i j f tijd van de gass en en de reactor

0,6 sec moe s t zijn en dat het volume katalysator t .o . v . het volume gas verwaarloosd kon worden (l i t 30 ). Hieruit we rd en de

afmetingen berekend.

De reactor is 1000 mm hoog en heeft een diameter van 285 mmo De reactor is vo orzien van twee afneembare kopp en , di e 150 mm hoog zijn. De stand van de afsluiter va n de Dowthermle iding naar de voorverhitter wordt geregeld op de temperatuur in de r eactor, zodat de reactor steeds adiabatisch werkt.

Vi a l e i d i n g 9 (175 mm) komt het uit de reactor tredend e gas

" I_I , ,. \Î ~~..'- - ' I -,(,,),..

.,

"

[

,

n

\ i

>

\ 13

-De afgescheid en kata ly s a t or deeltjes die

een gemidd e l d e diameter van 0,175 mm hebben (Lit 30) komen in de opslagtank 11 met de

afmetingen:

(

I

'

-- -( ') \' :

(

I I -,

x

Met het dos€erwiel 12 wordt de ka t a l y s a t or in de luchtleiding

15 gebracht (40 mm).

He t stofvri je gas (aa~ de cycloon word t een _tg~A1 e werki ng . .

toeg esc hreven) verláä t --cyc l ü-ün-l ö-vI a--ae-- l e i d i n g 22 (200 mm)

en kom t i n de con de nsor 23. De z e he e ft een diameter van 300 ~

en een lengte va n 1000 mm

+

twee afneembar

Ö

koppen. Het gas

-me ngs e l wordt gekoe l d met wat er da t bi j 20 C wordt ingebracht,

i n 11 passes va n 1000 mm in 7 bu~ z e n (12 mm) de condensor do or l oopt en de co n de nsor bi j 70 everlaat.

De niet ge c ond e n s e e r d e ga s s e n worden via leiding

6

4 (6 mm) naar de absorber 26 gev oe r d bi ~ een temperatuur van

98

C,

De vloeistof wor d t bi j 98 C via leiding 25 (75 mm) afgevoerd.

De absorber 25 hee f t een diame t e r van 100 mm en heelt een ge

-pak~e sectie ~Raschig ringe~ van 6 mm) v~n 150 0 mm ~ engt e)

Gezlen de ge r lng e hoeveel held aldeh yde dle ge8bsorbeerd moet

worden en ~e hog e kookpunten van ac r de ïn e (52 C) en ac eetald e

-hyde (20 ,2 C) .za L dit zek er voldoende zijn. Het CO + CO

verlaat via leiding 27 (G mm) de absorber. Het bOdemproáuct

komt door leiding 28

(

p

5

firn) in de opsla gtank 29 (lengte 1100mm ,

diameter 700 mm) .

De voeding va n kolom 31 wor d t door l eiding 30 (~5 mm) inge br a cht .

met behulp van pomp 6~ (Vi k ing F 54 F, diameter 90 mm) .

Kol om 31 is een sc h o t e lk ol om me t 35 schotels. De voeding wordt op de 17e schotel ingebr ac ht. Di t is vrij wi l l ek e ur i g aangeno -me n . êlleen is beken d dat d~ derde kolom, waar aceetaldehyde

(20,2 C) en acroleïne (52,5 C) wordt ge s che i d e n, 45 schotels

telt (lit 8) . In deze kol om wor d t aceetalde hyde + acroleïne ge s ch e id e n van wat e r + formaldehyde.

Het aantal ben od i gd e scho te ls zal wa a r s c h i j n l i jk iets kleiner dan 45 zijn.

De schotelafs tand is 45 0 mmo De lengte van de kol om is 16.20ümm ,

de diameter is 400 mmo R =

3

.

De ga s s en verla~en de kol om via leidin g 32 (57 mm) bij een tem

- - -

-- 14

-'~

"

.

In de con de nsor 33 wordt gecondenseerd tot vl o e i st of van Ál oC.

De conde nso~ is 1500 mm lang en heeft een diameter va n

(

25

0

)rnn

.

De conde nso r i s vogrzien van twe e af nee mbare kopp en. He~e l­

~at e r wo~dt bi j 20 C ingebrach t , gaat i n(2) p asses van 1500 mm

.ln IJ,;. bu Lze n (12 mrn) door de condenso r en verlaa t deze bij 300C.

Deonts t aÏië vloe istof wordt ged e el t e l i j k in de kol.om terugge

-voerd (R

=

3) en gedee l t e l i jk via l eid ing 44 :~ 5 mm) door pomp

6~ i n kolom 45 ge br a cht . Pomp 6Z een Vik ing D ~4 F (diameter 7Omm).

De ke t e l 34 is 500 mm l ang, heeft een di ame t e r van 200 mm en is

voorzieg van twe e afnee mbare kopp en. Er word t verwa rmd me t stoom

van 150

C

di e in 20 buizen (25mm) van 500 mm l e ng t e de ke t e l door

-loopt. De ont sta n e damp wordt door l e iding 35 (57 mm) i B de kol om

gebr a cht . Het ke te lp rod u c t heeft een temperatuur va n 99 C.

Dez e kol om i s eve n a ls de andere appar atuur e~ lei d Ln gen : voo r z i e n

van de nod ige regelap par at uur. (temperatuur - ,volu me-en niveaureg.)

He t ke t e l pr od u c t komt in de ops lagt a nk 36 (len gte 11 00 mm,

diamet er 700 mm) 'en wordt door pomp 61 (Viking

F

54

F

,

diameter

90 mm) door l e idi ng 37 (75 mm) in kol om 38 ge pompt .

Kolom 38 is een schotel ko lom me t 30 schotels (aan geno men ) .

De vo e d ing word t ingebrac h t op de 15e sch otel. De schotelafstand

is 450 mm, de diamet e r is 350

m

m

e

De kol om is 14,4 m lan g an

we rkt on de r 1 atmosfeer ovÖr d ruk. De topt emperat uur i s 115 C,

de bodemtemp e ra t uur is 120 C (li t 8 ).

De damp verla a t de kolom do or lei di n g 39 (86 mm) en komt in de

con g e ns or 40 waar wo rd t gecon dense e r d tot een vl oe i st of van

115 C (li t 8).

De conde nsor i s 15 00 mm lang, heeft een diameter van 300 mm en

heeft ~w e e afneem bare kop pen. Er wordt gek o eld met wat e r dat

bij 20 C in de con dens or komt , i n 9 passe s van 1,5 m, de conde nsor

door l o opt in 13 buizen (12 mrn) en bij 70°0 de condensor ve r l a a t .

R :;:

2.

De af geta pte vloeistof word t in de ko e l e r

5

6

verder afgekoeld tot

220C.

De koe l e r best aat uit ee n bu i s van 20 mm di e over 5 x 3000 mrn

. . t I · ko e l wat e r van 200C wor d t

vo or Zl en lS va n oe e n man e , waarl n

gevoerd , dat 10 C wordt opge warmd.

Na

de koe l er wordt druk af ge l a t e n en vi a 5l

(

3

5

mm) een buffe r

-tank 58 (lengte 2200 mm, di a meter 700 mm) wor dt de forma l d ehyd e

-opl ossing door l eiding 55 teruggepo mpt met behu lp van pom p 651

(Vi ki n g C 54 F, diameter 75

m

m

)

.

De ket e l 41 va n kol om 38 is 500 mrn lan g en heef t een diame t e r van

450 mmo De ketel i s voorz i Ön van twe e afneembare ko p p en . En wo rd t

ver wa r md met sto om van 15 0 C die de ket e l doorloop t in 90 bui zen

(25 mm). De damp wordt via leiding 42 (8 6 mm) in de kol om terug

- 15

-Het ketelproduct komt in opsl a gtank 43 (l e ngte 1100 mm, diameter

700 mm) waar het wordt gök o e l d van 1200 tot 600C met behulp'

van koe l wa t e r dat bi j 20 C de reactor binn e n k omt , in een gebog en

buis van 20

0meter lengte en 25 mm diameter de tank doorloopt en

deze bij 80 everlaat.

Voor

d~

~oeding

in kolom 45 wordt ge br a c h t , wordt eers t 27,4 gr am

hydroquin one per uur toegevoegd om polymeris a t ie van het ac ro l e !ne

te voorkomen.

Kolom 3 wordt gege v en als een schotelkolom van 45 schotels (lit 8 )

maar het bl i jkt da t in ons ge v a l de diameter dan te klein wordt

(1 50 mm) , zodat we een ge pak t e kolom nemen. DeR.E .T .S. = 250 mmo

De totale pakkingshoogt e wordt dan 11,25 m. We nemen 8 pakkings

-se c t i e s va n 1 ,5 m, met daartusse n herverdelers. De to t a l e kolorn

-hoogte wordt 14 m, De voedi n g wordt ingebracht onder de eerste

pakkingssecti e van de top af en de acroleïne wordt af getapt boven

de 2e pak ki n gssecti e van de bo d e~ af. De pl a a t s van de voeding

en de zijafta p is ge s cha t doo r mid de l van de tekening in l i t 30.

De damp komt doo r óeidi ng 46 (36 rnm) in de condensor 47 , bij een

temperatuur van 21 C (l i t 30) en wordt ge c onden s e e r d en gekoe l d

tot 20

c

.

De conàensor 46 is 1000 mm lang, heeft een diameter van 17 5 mm en

is voorzien van twee afnöembare koppen. De condensor wordt gek o e l d

met freon 12, dat bi j - 5 C de conde nsor binne nk omt en in 10

buizen (25 rnrn) van 1000 rnm lengte de condensor doorloopt.

Ret aceetaldehyde ga at door l eiding 48 ( 3]) rnm ) naar opslag

-tank54t (lengte 100 mrn, diam e t e r 700 mm) en wordt met behulp

van pomp ' 5' (Vi king D 54 F, diameter 70 mm) teruggevoerd .

De acr ol e ïne komt dogr leiding 49

(

3

5

mm) o i n d e koe l e r 50 waar

wordt gek oe ld van 54 e (lit 30) tot ca 22 C.

De koeler 50 bestaat ui t een bu i s (75 mm) die over 2000 mm

ongeven is door een man t e l waardoor ko e l wa t e r stroomt van 200C. De ac r oleïne komt dan in tank 51 (lengte 1100 mm, diameter 700 mrn)

waaruit wordt afgetapt.

De kolom 3 wordt verwarmd me t een stoomspiraal 52, die in de

kolom is aa ng e br a c h t . De spiraal telt 5 wend inge n, diameter i s

200 IDID, hoogte van de spiraal 200 mm, diameter spiraalbuis 16 mm.

De kolomdiameter is 300 mm. 0

Er wordt verwarmd met stoom van 150

c

.

0

De temperatuur van he t bod emp ro d uc t is ca 100 e (kokend water)

en di t bod emp r od u c t komt in t a n k 53 (le n gte 1100 mm, di ame t e r 700 mm) waaru it het kan worden afgetapt.

De lucht V00t; de regener ator wo rd t in verhitter 14 verwarmd van

100e tot 150 e . .

De verhitter 14 besta at ui t een buis van (40 mm) , ~ie over 2000 mrn

voorzien is van een ma n t e l , wa ardoor st oom van 180 C wordt ge

-lèid .

Vi a leidi ng 15 (40 mm) word t de luch t met behu lp van pomp ~$ in

de re generato r gebl aze n me t de ka t a ly s a t o r d e e l t j e s uit cycloon 10. Pomp

6'

is een Ro o t s Bl owe r , size no.

33

,

me t de volg end e afme -tingen:

- - -- - -

-16 -I , ->, i e..:» ',

-De regenerator 16 is een bu i s (100 mm) met een lengte van 2500 mm, die veorzi e n is van twee afnee mbare koppen.

De

diameter wordt be pa a l d door ervan uit te gaan dat de

stro-mingst oe s t and in de regenerator dezelfde moe t zijn als in de

,r e a ct or . Door nu de hoe v e e l h e d e n per uur doorgestroomd gas in de reactor en in de reg enerator te vergelijken , wordt de diameter ge v ond e n.

De regenerator wordt gek oe l d met lucht van 100e die in ee n

bui s (41 mm) van 4,7 m lengte , die in 15 windingen om de

regenerator gewikkeld is , langs de regenerator word t ge l ei d .

He t regeneratorgas + kata ly sa t or ga a t via leidin g 17 (50 mm)

naar cycloo n 18, waar de ka t a ly s a t or d e e l t j es worden af g e-scheiden. {5o.:," ,-" .: r: ' .. -ot>' .- c t:» I ,<

.,

St" ~

"

'y

Ook aan de z e cycl oon wordt een ideale we rk ing toegeschreven .

De ga s s en verlaten via leidi ng 21 (50 mm) de cycloon. De

ka t a ly s a t or d e e l t j e s komen in opsla gtan k 19, die de z e l f de

afmetinge n heeft als opsla gtank 11, en worden via dos eerw iel

M A T E R I A A L B A L A N S KG / UUR

I

·

I •

!r============l=~:::=l==

====l=;::::=r~:~;::r=;=;:=r=;~;:lr;:::=:r;:;~1r~=;=~r;~;=~~=~~:=l==;~;==r=~::=l=~~;::r;:::=lr=~~::l==;;;:=r=====r:

11 Product : ding I Recycld tor I

s~l

I toren I t?ren: ding I :.:: : I I I dem I 111 I dem I af- I toren I ding I laat / 11

111

1

1

1 vo e - f' ui.t I v?e- / uat- I kolom

I

V~e-

I

=

I

I

11

1

I

l I l / t a p 1bodem I r ege - l rege-l ::

/1 I I / di 1reac-

1

di.ng

I

laat

I

I / dang

I Voe- I I / :

I

111

1

I

nera- / nera-I 11

11 1 \ I ng / tor. / I

1

1

kol om

1

ding

1

1

I I 1

1

1

tor I tor: \\ 11 I /

I

I

1

I

/

/

111 I 11 / /

1

:

I

/

I I I 11

l~---~---4---~---~---

__

-L L

-~---1t---~---~---~---~---~---~---r

~---_-~_---~---~

11 I / / /

I

I

I / I / I

I

I 1 I 11 11 Acr ol e ï n e I - I -

1

-

113,837/0,206 /

-

/13,

837113,8371

-

I - -

1

-

0,136 / 13,7 01

-

/

-

1

_

:

_

11 11 I I / / I / / I / / / I / 11 IlFor ma l d ehY d e I

9

, 3 07 /39,355/48,662139,8241

-

1

139,

824:

-

139,824/

39,

8211 39, 355

0,

₄

₆

₆

1

/

/

11 11 I / I I / 1 / I I I / 11 11 Ace e t al d etwde

'13,836 1

23,27 6137,112123,47610,412 /

/2

3,476123,47611

-

1

-

-

123,276 0,044 1 0,156 0,412

1 I

I:

11 I / I I / I I / I 11 Wa t er

1 24,050

I

8

8, 3501 112 ,

400

/ 117,7

66

120,000 I

1137, 7661 4,672 \133,563

1

₈

_{7,8 80}

₄

_5,683

₀

_{, 470 3,59}

8

1

0

, 604 20,00

0

0,836

I

11

11 I I I 1 I I I I I / 11 11 Crotonallebydel -

1 3,935 1 3,

935\

5,735\

-

I -

15,735 10,050

I

5,

685

3,925

1,76

0

, 050 /

I 11 11 I / I / 1 I I II CO

1

I - J -

/0,425/0,

425

10,425

I - / - 11 -

1,760

1\ 11 2 J I I / / I / / 11

::

eo

I

I

:

i

0,39

6: 0,3 9610,396:

:

i

_

0,180

"I 11 I / / I / I / I I 11 Te er I : - / -

/0,

650/

-

/

-

1

I I

/0,650

\\

I1 / I / J I I / / I / 11 IIKataly s a t or I

//2

547,31

2

5

47,31

25

47,31

1

I I /

/2

547,3

....

11 11 I / / J / I / I 11 I1Stik st of

I

1

-

,

-

I - 1 / / I

1

/15,9

68

15,

968

I:

11 / I / / I J I / I / 11 \\Zuurs to f I I

1

1

I

:

I

1

-

I /

'

4, 832

2,707

11 I1 / / I I I I I I J / 11 11Hyd r oquin on e I - I - / - - I - / - 1 -

/0 027

I - / - - _ _

0

027

_

I _ _ / _ 11 11 / I I

I

I / I / ' I / , 1 I 11 11 I I I / / I / I / /

l

/

/

11

1~==========

==J======J======J=======h======b ======b===== =~======~=====d=======L================== ==_========

==

===

b

==

=

===~====

==

====

=

==

l=

====JI

- -- - - ~ - - - - --- - - - -- - - -- - - ---~---

--...

•

Ia WARl:ITEBALA.NSEH (in Kc a l / uur ).

IF======= = = =~ === == === = == ====== ~F======= ==== ~ === === === = = =====~

11 Verdamp en . 11 Voo r v erhl tter reactor. 11

:

~---~--

--'-

---

T

--

-

---

~~---r---r---~

:

11 I in I uit 11 I in I ui t I1 I1 I I I1 I I 11 Ir -- - -- - - -- -, - - -- - - T - -- - -- ,~ - - - ---- - -~- - - -~ - - - --- ~I I1 ° ' I 11 I I 11 11 Vo e ding ?O C 1-46962 8 ' 11 VoedLnz 1200C'-36 6698 ' 11 11 ' 0 ' 1 11 b iJ I , I1 11 Damp 120 C I I-3 66 6981 Damp

2

50

C l ' -36037~1 11 117 t ' 10293O' 11 Hl t I 102E6 ' 11 11 {,a rm e I + 1 11 ,arm e I+ , j! 11 1~ --- -- - - -- -~---- ----+- ---4 ~--- - -- --- -- ~- --- ---~-- ---- ~I 11 I I 11 I I I1 11 I -36 6698 ' -36 6 69011 "_-;,'564:~

.

-3564 3?

'

11 " UJI • _ .. . ," . "

"=

============J

====

=

=

==l

===

===JL=============l=======L====:=JI

I~==== = ========== = = === ======== ~F == ==== = ==== = = = == = == === ======~I 11 ( ° 11 • 11

11 Reac tor gee n kat. ) 286 C. 11 Voor v erhl t t e r lucht . 11

\

\--

--

-

-

-

--

----

ï-

-

-

-

--

--

·

T-

-

--

---,

~

---

-

--

-

---T

-

-

-

----r---

11

11 I in I ui t I1 I i n I ui t 11 11 1 1 11 I I 11

II

- - - --- - - - ,-- - - --- - T---- --...,r- - - --- - 't"-- - - r-- - - 11

ti I 1 ti I 1 11 11 Damp 2~0 0C

1

..;.

".';56432

!

1I Lucht 10°r, I -78 1 11 11

°

1 '/ ' I 11 0 I 1 1\ 11 Damp 286 C , 1-3 5 64 3211 Lucht 150 C I I +632 11 11 Warmt e I - ! 11 Wa rm t e 1 +710 I 11 11 I _ . I 11 1 I 11 I~--- ---~--- - --- -+--- ----~--- - --- + -- -- -- - ~ - --- --~, 11 I ' 11 I I 11 11 I - 35 6432 1-3 5 6 4 32 :1 : +632 I +632 \\

1

~==== ===== ==

=

~

=

=

====

==L=

==

=

=

==~======

==

=

=

===l= ======L======~

11

=

=

=

==

=

=

===

===

==

=

=

==

==

=

====

=====

11

====

===

=====

===

=

====

=

=======

=

11

:: Regenerator 539°C . 11 Con d en sor van reactor 98° C . \\

11 - -- - - --U-- - - - - 11 11 1 . I .

t

~I I . 1 .

t

11 11 I a,n 1 Ul 11 . 1 a,n I ui 11

n

- - - --- - - ---{- - - -- -t---\t-- -- - - - ---

-+-- -

- -

--t--

---',1₁ 11

°

1 I I1

°

I I 11 11 Luch t 150 C I +632 I 11 Damp 5§9 C 1-35 57 3 6' 11 11 I 6 6 I 11 1 I 1657 11 1\ Teer I - 9 I 11 Gas 98 C , 1- 11 'I Gas 539 °C I 1- 3832 I1'Vl o e i st o f 980

e

l . 1-450 91 511 11 I I 11• I I I1 11 Warmt e I 1+3768 11 Wa rmt e I 1+ 96836 11 :~---,--- ---t---ll---+---t---\\ 11 I I 11 I J 11 11 1 - 64 1 - 64 'I 1-3 5 57361 -3 5 573611 11 . I 1 11 I

I

11

II

========

==

====,==

=

=

==

=

=

! =

======!!:

=

==

=

=

===

==

==

=

:!=========

====

=

=1

1

,

..

IF=========================== =~ ============================1/ 11 Wa s t or e n

·

:

i

11 I~--- -- -- --r- --- ~-- --- -~-- ---~I I1 1 in 1 uit 11 11 11 1 I 11 11 I~--- --- - ---~ - -- - - - ~-- ---~- - - ---- --- - --- -- --- - ~I 11 1 1 11 11 I1 Wa swat er 200C ' -64 2141 11\ '1\ 11 Gas v oed ing 98

P -

1657 ' 11 11 1 1 . 1 I I1 11 11 Gasuft1aat I / 11 11 11 200CI I -1 3 31 I1 11 11

'

I

11 11 11 Bodempr oduc t / 1 -64 54 0 11 11 11 I I 11 11 Ir-- --- -- -- r-- -- -- ~ ---- -- -~- -- -- --- - --- - -- --- --- ---~ I 11 I / 11 11

\I

I - 65871: -6 58 71 11 U

Ib========

=====~=======~====== =~==================== ===== ===d

l

F

======================== =====F== ==========================1

- '

11 11

\I

Kol om 1. 1I Kol om 2. lil, II--- - - - ---- - - t- - - -- -t- - -- - - - -~--- --- - - -- -t- -- - -- --r - - -- - -'""',1 lil I in I uit 11 I in I ui t 1_1\ I~--- ~ ~ ~ ~ L---~I 11 I / 11 1 1 I1 11 · / / 11 · ' 6 I 11 11 Voe di.ng 1-5154 5 51 I1VoedLng , -4 7 4 48, 11 11 Ketelwarmte 1+ 309271 '11,Ke t e 1wa r mt e : +2 0,6f 51 1 11

11 Topp r oduc t , I -4 3 91 6 11Topproduc t I / -32 9 92 911

11 Cond en s or : 1+3 4 03 6 :ICondens or 1 1+2 0255?t,1

IiKe te1pr oduc t

I

t-47 4 648 \\Kete1prod u c t

I

1-14082511

I₁₁~- --- -r---~- -- ----~--- ---~- ---r---~I_{I / 11 1 I 11} 11 1-484 52 8/-484 52 8 11 I -2681 97/ -26819'Z1I 11 I / 11 / / 11

I

b=============~=======~=======~=============~:======~======d

l

I

r =============================w============================, 1

11 Kol om 3.

n

Pr od u c t condensor. 11 '~---l---~---lr---r---~I '1\ I in / ui t 11 / in , u i t 11 Ir---L---~--- ---~---L_-

__

---L---~I

\

1

.

1 11.

0

I 1 U 11 Voedlng -4391 6 1 Damp 52 C I -3923 I 11 \1, Ketelwarmte +1 6041

l

Product 200C

I

1-4168

il

:l

Topp r od uct 1-2 600 4 Wa r mt e I 1+ 245 11 11 Con de ns or 1+11 2 9 2 1

I

\

\

11 Ke t elpr od uc t 1-11 32 9 I \ 11 11 Zijaftap ,- 1834 11

I '

11

I

₁₁

~---r---i---~---~---r---~l

_{I I 11 I ' 11} 11 / -2787 5 1-2787 5 11 / -3923 1 -3923 JI II 1 / 11 / 1 11 I~= ============h====== ~= ====== =~======== =====b=======b= == :==dl