Synthetische smeerolie bereiding

J

-~.

, I I .. I I - - -

-S Y N T HET I -S C HE-S MEE ROL I E BEREIDING

-~ - & . - , . :

---

_ _ ~ 0 ' " · \ ' ' ' ~/ ,.-~ c U

-

.... ~r -..;:_ii :: E

·

l

r

!

-

J~

-/ r -I I~ -i· .sy,.Uu~c."~ S ... ,..ll ..

De Bereiding van synth~~isceh srue3rolis door polYlL3risatie van a~the~nr In13iding:

Ds ontwikkeling van hat mod3rn~ transportmiddel (auto's~ vli agtuig!'.tn e.d.) heeft srtoe ge13id, dat ds 9i san aan de hiervoor

banodigd3 SIDeernliddelen ru~t de j aren hoger zij n geworden.

E~m gevolg hiervan is g3wee st ~ dat men i s gaan z03ksn naar

beJrsidingSII13thod~n voor steeds beter3 6nl3eroli 3n~ dan dis ~ w31ke konden word3n verkregen door destillatie van ruws aardoli,.

Da huidige stand van zaken op dit gebied kan a.v. in kort3 tr3kk3n worden we~rg3gev3n:

1) Men kan half-synth3tiscàà Slll3"roli3n bsr3idan uit de "natuurlijkIf

~

.~ door destructisve hydrogenati3.

~.yV"2) .Men kan vol13dig-syntheti scah b,r3id~n door 0~3fin3n-polym3ri satis

~ ~) Man kan de natuurlijke eIDe3rolisn verb,t3ren door m3nging m,t

1J~ volledig-synth3ti SCh3 f;roduct3n (bl;mding) '!!in/Of andere chsmi SCh3

V

/

producten ("doping"). ...

~I 4) Men kan volledig-eynthetiscàà Sllleermidd31en bereiden niet op

0/-

kOolwaterstoffen-basis (est3rs~ siliconen~ fluoorvarbindingen enz.)

Kauz3 van grondstof in verband mat d3 aan een smesrolie te st311en cSi ee~ '];sn gosds smeerolis mOdt voldoan aan de volgend3 3i sen:

~~ a) e3n laag "pour-point" (g@8è:e r ... ieeOei'ti3i"r~-nA~ J

b) een goede v1scosit3its-ind3x. /

c) 'en goed Slll'!!irand v3rmogen.

d) een goede stabilitait onder d3 g~bruikBconditi3s.

G3b13ksn i s ~ dat een goede vi scosi t3i te-index (V. I.) bij ~en olie aan

-g3troffen wordt wann3~r de 01i3 b3staat uit nmo13cule-aggregat3n"~ dis mechanische an3rgi3 kunn3n opn~m3n zond~r dat zij daarbij worden uits,n-getrokk3n of -gedrukt.

re

"olieli_{ruolecu13n moet3n in verband hiermsdo} ~,n speciale structuur bezitten nl. zijn opgsbouwd uit ~sn csntrala koolwaterstof, waarolll~,n langa KW-bt!ms ligg~n g~grosf;S3rd (sn mst ds

\

cantra13 KW. zijn v5rbond~n). '~,:m and.:tr~ mogslijkh.eid is dat ds molaculsn t.~ ~ijn opgsbouwd uit 'seJn aromatischs of napbtsnisceb ksrn, die vsrbonden

~ lS met ean lang~ k3ten.

lrum,rs dan zal oor6i kt wordsn, dat ds mol~culen door ms cbani sch~ 3nergts ,van sIkaar maar m03ilijk zul13n kunnsn worden afgsschoven. Bovsndisn

L

\ veroorlovsn d'3rgelijks structursn sen Z3er dicht3 nad3ring der KW-k,tens

\ tot het ts smsrsn meta.a.lolJl-ls rvlak ~ zoda t m~m kan v~rwachtem dat d, di S~iJ­

i

siekracbt,n tuss3n w3taa.l en sm,ermiddel Z3sr ,ff,cti,f zullem zij n. jHi,rdoor zal h3t "01i,ruol:5cu13" in staat zijn zich "vast te hecht3n" laan h~t metaalo~~3rvlak, zodat ook bij zwaard,r, drukksn de oli,film i tuss3n bv. d, lag3rs sn "n as zalblijv~n b3staan. Di t betsk3nt dat (h3t Bmsrsnd vermog~n der oli~ g03d zal zijn~

Hst g03d, sm,srmiddsl ruo~t ook s,n gOSd3 stabili t,i t bszi tt'3n~ d. w. z. niet I of ui t3rst ruosilij k , vat-baar zij n voor oxydati3 of

V3r-ni!lltiging (bv. door hog3 t;;)lli~3ratur3n) sn liefst g3sn afbraakproduct,n VOrnl,n.

G,zisn het f;dt dat aTomatisch;, oli,n koolvorming v3rtonsn an oij ontlading Ook condansati';,roductan rust Z3ar hog.3 ruo13culairg3wicht,n kunnsn gaven (w3lk3 wsli swaar §,osd olJlosesE in de aronla ti schs olia ~ doch d;, vi scoei t,i t inconetant do::m zij n) t3rwij 1 ,iJara.ffinsn vsal onschuldiger

~

-l

I

~

I I I L..

~

afbraakproduct3n lsv3r3n bij ont13ding" is d3 b3r;,iding van synthstische

sms,ro1ie op zuiv3r paraffinischs basis w31 d3 meast aantrekke1ijk3.

Derg31ijks paraffinisch3 koo1wat5rstoffan mst de gswansta structursn· (dus mo13cu13n bestaands uit c~ntra13 KW. + 3romhe3ng3gros~esrds 1ang3

k3tsns) kOIll3n w31i ewaar voor in de Bllie3ro1i 3n di3 IIiSi\ ui t aardo1is vsrkrij gt

doch mssetal nist in vo1do~nd3 lüats oru t3 kunnsn zsgg3n" dat dszs olisn

aan de hoogste 3i S3n voldoen. Het zal dus zin hsbbsn om vo11~dig synthe-tische olien" di3 door hun bijzond3r3 structuur b3paald3 gunstige sigsn -scha~psn in hogs mate bszittan" ts gaan b3r3id3n" hetzij om ze in extrsme

g3vallsn als zodanig t3 gsbrul.k3n, hstzij om door b1;:mding de gawons sm~3r­

oli 3n erm,s te kunn3n v3rbst3ren.

Voor de hand ligt wel " dat d~ vol13dig-eynthstiechs Bllis3roli3" di' d3

bov3ngsnosmd, typiechö structur3n zul13n bevatten h3t b3st b3rsid zul13n

kunn3n word3n door ~olym~r1satie van ol~fin3n" waarbij scht3r dient t3

worden opgem3rkt dat ni3t slk wi11ak3urig olefine bruikbaar zal zijn.

1 Bobuteen bv. 1 ,id t tot polym ;)r3n van d3 volgende structuur:

c

c

c

-

è-o-o-o-c-o-é-c-c-o-O-O-C-O-c

C

WJ;lisNaar is de V.I. d~r s1ll33rolttfracti,;, hoog (110-1::"0) doch door d3 korte.

zijk~tJ;ne aan w33rezijdsr. d3r hoofdk,t,n wordt hst contact tuss3n mo13cu1,

5n m3taa1oPP3rv1ak b3mo3i1ijkt , zodat h3t SIIi3r,nd v,rmog3n g3ring zal zijn. Polym3risati3 van e3n v~rtakt ol,fine als bv. 6-m3thyl-h3pt3,n-l zou l :.üdan tot d3 vo1g3nds structuur:

- 0--0--0

--O--O--C--C-c

éb C C ,

c

, , _, I

,

C I , C C

D3 3indstandig3 msthy1grospsn gsv3n nu aan13iding tot stsrk, v1SCO~~~

to;-mams (onguns ti g-pour-poin

tl

-

.

Duid31ij k is dus dat d3 vsrtakt3 ol:;,finsn ni3t tot go·,de sm33rolisn zul13n leldsn. r3 k3UZ3 d5r grondstof is dus b~~3rkt to d3 onvsrtakt3 olefin3n,

an w3l di3, w3lks S3n 3indstandig~ dubD::lIl~ binding ·bsvatt~n.

Z~n bsv3stiging van dSZ3 g~dachta vor~3n nog d3 volg~nds voorbs~ldsn:

a) oct3sn-l g :)sft polymer.':m van d3 v olg3nd3 stru~uur:

H-C=OH8 I (o~

_,

)5 CH~

-CH =-CH· _ t Çj (CR )5 I Çj CH₃

-c--c--c--c--c--c--c--c--c

c

c

-C--C+-C--c--c -

_,

I I Ol ~.l. ,. I

c

V.I/110. Pourpoint - 401_F. G03ds sru3r3nd~ ;;1 g::mschapP3n V.I. 140 p.p. + 101F. Go~d 6IIi3rsnd v3rruog,n.

Wat b3tr3ft d3 norrual~ o13fin3n m5t 35n 3indstandigs dubb313 binding is sr 5chtsr nog 53n b3,P3rking nl. dat h3t lt~rond.mo15cu13" ni3t t3 k13in mag zijn. Pro~33n~olyru~risati3 h33ft bv. nooit kunn3n l3id3n tot P%Oduct3n ID3t 3en V.I. hogetr dan 70-80. lv13n kon w:sliswaar d3 V.I. Ok-'\103r3n door enks13 ~~3n

styrssn t03 t3 v03g3n aan ds grondstof, doch d, stabilit3it der v3rkr~g3n

olisn was dan onvoldo3nd3 (h3ti:.;'3nb3brij~5lijk is; 1113n v3rkr3,g wesr 33n aromatisch karakt3r).

l

M3rkwaardig3rwijz~ vormt nu a3thy13an 33n uitzon~3ring op bovenstaands

"rsgsl". Dit g33ft nl. polym3r3n, di3 onl3v5~r ~sz31fd~ structuur hsbb3n

als di~ dsr oct33n-l-~01ym3r~n. ~.I. 110, pp. -40'F.).

Hi~rdoor wordt d3 kSUZ3 dus W':Jar iets v3rruimd ;,m , resuruer;md, kan dus gezegd word~n :

Wi l man 3sn goads smeerolie b:;,r3id.:m door polymarisati3 van ol~finen

dan kan wan h~t bast uitgaan van: 1) aathyl,sn

2) olf)fin:m mat 3indstandiga dubb313 binding ~m niet te klein M. G. (bv. Cs 3n hog3r). (04 t/m C7 zal msn lisv·,r raSarvar3n voor

and3r3 d0313inden als benzin3 , rubb3r ) •.

Da bov~n~eno3mda hoger3 o13finsn ZlJIl practisch all;,sn in grot3ra

hoev331hadsn ta verkrijg:;n door kraking van de bijna uitsluit3nd

\ r3chte k3tsns bsvattanda Fisch3r-Tro~sch-~raffin3n. D~ praffin~ uit 1 aardoli3-dsstillatie is natuurlijk ook ta kraken, doch dit zal niet tot

_ \ ~en grondstof ljiden, di~ oV3rw~g3nd uit rachte 01:::>fin3n zal bestaan. 1iJl3n zou dus ui t kunn:;n gaan van F. T. -paraffim" wars h3t ni 3t dat hat

F.T.-proces nog st33ds ni~t als 3conomisch verantwoord b3schouwd kan

wordan an tot dusv~rrs al133n is t03g5~ast in 3sn autarkisch g3bi ad

onder bij zond3ra om standi ghadsn (oorlogstij d)\

D3 kaUZ3 zal dus val13n o~ a:;thy133n dat oVt;ral t3r w~Jr31d in grota

h03v3elh3d3n, v~31al als bijproduct, wordt verkregen.

'1:sn st 3Un voor de za k5uza lllOgS nog zij n h3t f'3i t , dat d3 snie3roli 3 op asthyle3n-basi s ' ,sn zaar gunstigs stabili tsi t hS3ft t.o.v. oxydatis en

d3 3v~HJ.tue~ü 0'pg3noman zuurstof g33n acht3rui tgang in aigenschapp3n

bstaksnt, doch 13iö.t tot h3tzij ni"Jt-corrosisv3 oxydati3firoduct3n als vatzur3n (die zalf goede em9~rnlldu~J.sn zijn), h3tzij tot door

0-I::>rugg3n v:;rOond.3n mo13cu13n V3..n h.,t ty~,,:

11--CH--CH--Q

,

5

I

,) , ,

·1--'::~:J,·--0h --:i I wslb com~laÁ"n ze~r eta-bi 31 zij n

3n aV3nS3ns gosda em~ermidd~l~n zijn.

H3t .tJroc~s dar brugvorming :;n aangro~i~tot grotsr~ lllol~cu13.comj;)13xen

duurt ~chtar ni~t ong3dafini~;jrd voort. Ho;, grot3r d~ ollivang ~ordt

das t~ k13in~r wordt d3 reactivit3it t.o.v. zuurstof. Hi3rdoor zal d3 aanvank31ijk stijg~nd Vi6cosit~it bov~n 3~n b3~aald3 gr3nswaarde ni~t m3~r v3rand~r5n.

Vastst311in d3r -roducti3 an K3UZ3 van h:)t ui t "an 'emat3riaal

-Iri v3~band m~t hat g:;,schatt~ ~n33rolièv3rbruik in N3d~rland _60.000

ton ~ar jaar} hoogwaardig:, inb3~r31J3n) lij kt 5an producti s van 500 ton

J:.I3r maand aan 33n, tot d5 hoogvvaardig5 t5 r3k5n3n s!ll53rolia, wll

v3rantwoord. Di t b5t3~3nt 105:· van d3 tota13 b3ho3ft3 in .N5d,;,rland,

waarbij dan g33n r3k3ning is g5houd3n mat export.

Als b3st3mming zou d3Z~ 01i3 bv. vnl. d3~b13nding~kunn5n krijg3n.

Wat h3t uitgangemat~riaal b3tr3ft, 'Hordt vnl. g!dacht aan da asthy133!l

-fracti3, di3 d.3 N3d~rlandsch~ Koolv3r3d31ingeindustris varkrijgt bij d3 zuiv3ring van h~t COk~8ov~nga8 door 6~fractionn53rd3 cond3nsatis

.:Jn di;, tot dU8v3rr3 nog sl~chts 6.:;;d,,;;)lt:)lijk .,-wordt b3nut (nl. voor d3

~

I

l

I

..

-~- -- - - -4

All,;~n d3 Staatsmijn':)n al , zoud3n voldo:;,nd~ ruW3 a3thyl~3n kunn3n

l3v3r~n voor d~ voorg3nom~n productie van 500 ton p3r maand. Di t i s

a.v . globaal ui t t~ r3~3n;;)n: (aan d~ hand van cij f 3rs I. ont133nd aan ~3Il

door rr. W. vaT! Kr5v ~13n g~houd3n voordracht t3 f:slft (~O lvirt 1947». In 19~9 was d3 tota13 ~roducti3 d3r S.M. 900.000.000 cbm coke

s-oV3ngas ~er jaar. G~dur3nd~ d~ oorlog nam w31iswaar d3 producti3 capaci-t3it af, doch in v~rband ill~t d~ in uitvo3ring zijnd3 r3constructi~- sn

uitbr3idingsplann3n kan dit cijf3r voorlo~ig w31 worden aang~houd3n. ~ gas13varing aan d3rd3n b3dro3g in 1939 ca. bO.OOO. OOO cbrufj aar; is

sindsdi;,n uitg-;,br3id tot 120.000.000

oman

~n zal nog word~n uitg3br3id. Wordt dus aang3nolli3n dat door d.3 S. fJ.. in ;,i g3n b~drij f oa. 700.000.000 obm OOk3 sov~mgas wordt v 3rw:Jrkt, dar: zou dus g3r3k~nd kunn3n word.en ofi ong3v33r ~ 0.000.000 obm a3 thy133n .tJ~r j aar, aang3zi :tn ha t cok3 SOV 3n -gas ca. ~,S~ a3thy133n b~vat.

Bi tgaand" v an d~ in d;; 1-'rak tij k b~k:md.3 r3la ti s , dat 100.000 cft

cok~sov3ngas _ 5G'80 cft a::;thy13~nfracti3 , di3 ca. 44, 51~ a3thy133n (g3midd"ld) b,vat kOiLt li.3r:. tot d~z~lfd.1 h03v~31h3id.

Imm3rs: 700,000.000 A 5780.,44,5 :: :t 30.000.000 cbwfjaar.

100.000 i00

Wordt nu aangsnomsn, d.at vanw3gl d~ alcohol, a3ther, en

dichloor-5..:sthaan~r3iding hi.,rvan sl.;jchts de h$l~t bsschikbaar zal zijn voor

ds sm33roli3b3r~iding dan betek3nt di t nog 3,n hO:lv.~:;;ll:.e.id van

10.000.000 obm/jaar of 900.000 Obm/mnd.

Dit is iÖ8 x 900 .. QQQ = 1125 ton Mthy190n/ maand

22 .4

Uit C1os-rapport~n is wsl g~b13k3n, d&t bij d~ ~~@roli~b~r~iding uit

a~thyl~~rl r:'HJ.èt;,ru~nt5n kunrJ.~m word3n b~haald van ca. 76%, zodat dQ g3schatt~ hO~V631h3id a,thyl'sn voldoends zou zijn voor ,sn maand9

-lij ksa productie van 0.7 x lIS 5 ~ 780 ton.

J'Uid::-lij k is dus, dat vol~~c:nd5' c§;rondstof voor ~~n .t:-roducti3 van 500 ton ,t)3r maand b~ 6chi k·öaE r i s.

-\ ,

I I

l

I

..

Synthetische smeeroliebereiding.

---De smeeroliebereiding uit aethyleen als grondstof is een proces, dat nog niet veel toegepast wordt. Het gebrek aan hoogwaardige smeerolie noopte de Duitsers tijdens de oorlog hier-toe over te gaan. De meeste gegevens, noodzakelijk voor de bouw van de synthetische smeeroliefabriek, zijn dan ook ontleend aan enkele CIOS en BIOS rapporten.

De ruvve aethyleenfractie, welke van buitenaf aangevoerd wordt,moet allereerst gezuiverd worden. Een zuiverheid van 96~

is vereist voor het verkrijgen van een smeerolie,welke voldoet aan de reeds genoemde eisen. DE zuivering wordt verkregen door de gefractionneerde condensatie van het gasmengsel. Vervolgens wordt het gas in charges in een autoclaaf geleid, waarin het onder

druk bij een bepaalde temperatuur, afhankelijk van het gewenste eindproduct,gepolymeriseerd wordt.

Een en ander zal uitvoerig behandeld worden door de Heer Droog. Hieronder zal de raffinage van deze oliecharges uitvoerig

behan-deld worden.Deze raffinagesect~r is als volgt te verdelen:

~~ 1) Katalysatorverwij~ng.

~

\J

2) Verwijdering der lichtste bestanddelen uit de olie.

3) Raffinage van de smeerolie over Fuller's aarde.

~) Terugwinning van enkele belangrijke producten. sub 1.D e olie, welke aangevoerd wordt uit de polymerisatie af-deling, zal allereerst katalysatorvrij gemaaktworden. De kataly-satorAICl wordt in twee bewerkingen eruit gehaald.

De scheidirlg in olie-en katalysatorphase is echter niet zo

gemak-\

kelijk, daar er vrij stabiele complexen gevormd zijn (Al-olefine

\ .,( complexen). Krijgt men niet vlot een scheiding in de twee boven-~~ genoemde phasen, dan wordt wat methylalcohol toegevoegd. Door

L het in twee delen uitvoeren van deze katalysator verwijdering

JP.

is het mogelijk deze volkomen te verwijderen. In het eerste deel

n~ · wordt na phase SCheiding verkregen te hebben de hoofdmassa verwij-,~Q// derd met behulp van centrifuges, terwijl in het tweede deel

hoofd-~ zakelijk de stabielste complexen ontlee~d moeten worden, weer met behulp van methylalcohol.

Het is gebleken, dat tijdens de polymerisatie het AICl 3 zich gedeeltelijk splitst ,waardoor wat zoutzuur gevormd kan worden. Dit zuur is een ongewenst bestanddeel.Daarom wordt in het tweede gedeelte van de katalysatorve~vijdering tevens wat CaO stof

toe-gevoegd voor de neutralisatie van dit gevormde zuur. Na deze be-handeling wordt de olie gefiltreerd door filterpersen.

sub 2. Wil men aan de eisen van een goede smeerolie voldoen, dan is het noodzakelijk de lichtste bestanddelen uit de olie te halen. Deze beinvloeden nl. het vlRmpunt van de smeerolie. Haalt men ze er niet uit, dan verkrijgt men een verlaagd vlampunt.

l

1

I

I L \

De scheiding in lichte en zware olie v!~rkrijgt men door

stoom-destillatie onder atmosferische druk.

sub 3. Het bodemproduct wordt tenslotte nogmaals geraffineerd

met Fuller's aarde.Hierdoor haalt men de verschillende

onzuiver-heden,die nog in de olie mochten zitten, er uit. ER rest dan nog

de filtratie, waarna de olie opgeslagen kan worden.

sub~. In deze fabriek is het van belang om de volgende producten

terug te winnen:

a) Onomgezet aethyleen.

b) Olie, meegenomen met katalysator.

c) Methanol.

De polymerisatie van aethyleen gaat niet voor loo~. Er blijft

altijd nog wat onomgezet aethyleen in de autoclaaf achter, dat

teruggewonnen kan worden.Het gasmengsel,dat uit de autoclaaf

ge-voerd wordt ,bevat naast aethyleen nog andere gassen tijdens de

polymerisatie gevormd,terwijl ook nog wat olie meegesleurd kan

worden.Het geheel wordt daarom door een gaszuiveringsgedeelte

gevoerd.Dit gedeelte bestaat uit drie adsorptietorens.

~\In de eerste toren wordt water rondgepompt,in de volgende loog,

r

V~

.

terwijl de laatste toren dient om eventueel meegesleurd loog uit

~~U het gas te halen.Het op deze wijze gezuiverde gas wordt tenslotte

V

teruggevoerd naar het eerste deel van de fabriek.

De eerste reactor en de centrifuges zijn eveneens met deze afdeling

verbonden,zodat de hierbij vrijkomende gassen eveneens

terugge-wonnen kunnen worden.

De katalysator,verkregen door centrifuge~van de olie wordt

ver-~ volgens naar een tank gevoerd,waarin het met water gehydrolyseerd

I -\ wordt ,lvlen verkri,igt tevens een scheiding in een oliephase en

\ water-katalysator phase.Deolie,hierbij verkregen,kan men weer

gebruiken.Het is weer bij de hoofdstroomte voegen of naderhand

verder te polymeriseren,waarbij goede smeerolie voor de spoorwegen

enz. verkregen wordt.De filterkoeken,verkregen na filtratie van

de tweede bewerking om de katalysator te verwijderen,worden nog

geextraheerd met lichte olie om vastgehouden olie terug te winnen.

Het geheel wordt dan weer bij de hoofdstroom gevoegd.

Tenslotte rest er nog de methanol terugwinnig te bespreken.De

I

alcohol der complexen,wordt met stoom uit de reactor geblazen in een ,welke in vrij grote mate noodzakelijk is voor de ontleding

bUffertank,vanwaaruit deze naar een destillatie toren gepompt

wordt.Dit geeft een aanzienlijke alcohol besparing.

De beschreven fabriek is een discontinue.Alle processen

worden in batch uitgevoerd.Dit stelt bepaalde eisen aan de bouw

van de fabriek.Zo is het noodzakelijk om verschillende reactoren

te hebben,daar al de uit te voeren bewerkingen tijd kosten.Het

aantal benodigde reactoren is het best te bepalen aan

onderstaan-de materiaal balans.De grootte en het aantal reactoren zal bij

de beschrijving van de fabriek aan de hand van de FLOW SHEET

..

...

Uitgaande van 23.8,0 kg zuiver aethyleen verkrijgt men:

Opbrengst smeerolie/dag

7610

18·.100 kg

Licht destillaat

6,810

1·

.62.5

kg

Olie uit sludge 7,~~

1.76,

kg

Onomgezet aethyleen 2,7~ 6~, kg

Raffinage verliezen 7,110 1.69~ kg

CL}

I

'

P

~~~~!~!~-~~-~~-~~~~!~~-~~-~~-~~~~_!~-~!_~~!_~!.

a) Loop van de olie.

Uit de materiaalbalans blijkt dat per dag 2~.275 kg

olie (1.090 kg katalysator inbegrepen) in ~affinage sectIe

aan-gevoerd zal worden. Deze Hoeveelheid wordt naar reactor 1, voor-zien van een roerder, gevoerd om in twee phasen gescheiden te

worden. Deze reactor moet per uur ongeveer 1300 liter werwerken,

zodat men kan volstaan met een reactor van 1 meter diameter bij 2 meter hoogte. Daar voor de scheiding der phasen methylalcohol gebruikt kan worden, voorziet men de reactor van een ref1ux systeem. Dit is noodzakelijk, daar men bij een temperatuur van

!'90° C werkt. Om deze temperatuur te kunnen handhaven is het ·

geheel voorzien van een stoommatel. Geschat wordt dat bovenge-noemde bewerkingen ongeveer twee uren zullen duren, zodat men twee van deze ketels moet hebben om de aangevoerde olie te ver-werken. Het mengsel katalysator-olie wordt vervolgens naar de

centrifuge afdeling

(3)

gepompt. Allereerst gaat het mengsel

door een Reineveld centrifuge, om vervolgens nogmaals

gecentri-fugeerd te worden in een

De

Laval centrifuge.

Voor het volledig verwijderen van de complexen

wordt het mengsel naar reactor (~) via een buffert ank gepompt.

Deze tank is analoog aan reactor (1), echter zit hier nog een

toevoerleiding bij voor het aanvoeren van c~ stof. Voor deze

aanvoer kan men gebruik maken van een gesloten transportschroet. Het op temperatuur houden geschiedt hier door het mengsel rond

te pompen door een warmte uitwisselaar, waarbij stoom als

warmte-bron gebruikt wordt. De temperatuur wordt weer op:t 900

C gehouden

Men voegt

3

gew.~ van de olie charge toe, zowel aan

methyl-alcohol, als aan CaO stof. Drie a vier van deze reactoren met

een inhoud van ~.50 1 zijn voor de verwerking van de olie

nood-zakelijk. Vervolgens wordt het mengsel door een filterpers

(5)

gepompt, vanwaar de olie in een opslagtank gevoerd wordt. Dez& olie zal dan in de lichte en zware componenten gescheiden worden

door stoomdestillatie bij atmosferische druk. In een

11

m hoge

kolom

(6)

wordt de olie gedestilleerd. Deze kolom bestaat uit

secties, afwisselend gevuld met Raschig ringen of een lege

sectie met bubb1B caps. In totaal heeft men

5

Raschigring secties

en , bubble caps secties nOdig om de gewenste scheiding te

ver-krijgen. Men gebruikt oververhitte stoom bij deze destillatie.

De

olie voeding wordt voor het invoeren in de kolom door twee

warmte uitwisselaars gepompt. In de ene uitwisselaar gebruikt men het bottom product als warmte bron in de andere gas.

i

I

.

.

...

1'

:--,

Perdag gaat er

1.625

kg over de top, terwijl

19.795

kg bottom produot de destillatie kolom uitgaat. De liohte traotie wordt

/

~ naar de polyme\!satie afdeling getransporteerd voor katalysator

b~reiding. De zware fraotie moet tenslotte nog met Fullert s aarde behandeld worden. Voor deze laatste raffinage wordt de olie in reactor (7) gepompt. Tevens voegt men weer 3 gew.~

van de olie aan Fuller's aarde toe. Na het filtreren van dit mengsel kan de olie opgeslagen worden.

b) Loop van de katalysator.

De

katalysator afgescheiden in afdeling

(3)

wordt met behulp van een transportsohroef gevoerd naar reaotor

(8).

Met water wordt het geheel gehydro1yseerd, waarna het

olie-~

katalysator en water.mengse1 naar een bezinkingstank gepompt worden. Hier verkrijgt men dan een sOheiding tussen olie en

k~ \~

water. De hoeveelheid olie welke· op deze Wijze teruggewonnen

I~ ~\ wordt bedraagt nog

1765

kg jdag.

\1 c) Loop dergassen.

~

De gassen die uit de

~olymerisatie

autoolaaf komen worden allereerst door afdeling (2) gevoerd. In de eerste toren wordt water gesproeid voor de wassing der gassen in de tweede

loog.

De

laatste toren dient om eventueel meegesleurd loog uit de gassen te halen. Het gezuiverde gas kan dan vervolgens terug-gevoerd worden. Ongeveer

645

kg aethyleen per dag wordt op deze wijze teruggewonnen.

De

gassen kunnen bestaan naast aethyleen uit lagere koolwaterstoffen, bovendien kunnen deze wat olie mee-voeren, Deze olie wordt in de eerste toren afgesoheiden en ver-volgens naar de opslagtank van reactor

(4)

gevoerd. Met het water wordt eveneens wat methanol uit het gasmengsel afkomstig uit reaotor (1) gehaald. Voor de winning van de methylaloohol uit reaotor

(4)

wordt deze na beeindiging vgn de bewerking allereerst naar een buffertank met behulp van stoomgeblazen. In deze tank wordt het gasmengsel geoondenseerd en op koo~­

temperatuur gehouden. Deze buffer is noodzakelijk om de destil-latie kolom een vrijwel constante voeding te verzekeren. Uit vier reaotoren wordt per uur het gas aangevoerd, zodat men kan zeggen dat om de vijftien minuten een nieuwe oharge aangevoerd zal worden, zodat 'de samenstelling van de voeding niet noemens-waard zal veranderen. Om de methylaloohol terug te winnen uit

dit binair systeem wordt het mengsel naar kolom

(9)

gepompt. Deze kolom zal in het volgende uitvoerig behandeld worden.

~~!!!~!~_!~~-~!_~!~~!!!~~!!_!~!~~.

Zoals reeds gezegd wordt methylalcohol gebruikt voor de ontleding van de Al-complexen. Hiertoe wordt per dag 700 kg aloohol gebrui~. Deze moet na beeindiging van de bewerkingen uit de reaotor geblazen worden. Gesohat wordt dat 1400 kg stoom hiervoor nodig is. Deze hoeveelheid wordt dan naar de

Vanwege de warmte eoonomie is deze tank zo gebouwd dat het mengsel op kooktemperatuur gehouden kan worden. als vl&eistof. Hiertme heeft men in de tank een koelspiraal aangebraoht.

De

hoeveelheid koelwater wordt om dit te bereiken automatisoh

geregeld via een drukoontroller.

De

druk in de tank moet nl.

1 atm •. blijven. Wordt deze hoger. dan wordt meer-koelwater

toe gevoegd en omgekeerd. Hiermee wordt bereikt dat de vloeistof

op kooktemperatuur gehouden wordt. Deze temperatuur is 79. 6 0 C·.

Voor de bepaling van het aantal schotels in de

destillatie kolom volgens de methode variMo. Cabe en Thiele heeft men nodig:

1) Evenwiohtlijn van het stelsel methylaloohol-water. 2) Twee werklijnen.

3) q lijn.

Sub 1) Z~e grafiek.

Sub 2) Hiervoor zijn de volgende gegevens nodig.

x_{d •} ~ en R.

Sub 3) Daar de voeding bij kooktemperatuur ingevoerd wordt,

loopt de q lijn verticaal. loor de constructie hiervan

is echter nog een punt noodzakelijk nl. x

f •

Bepaling v~ bovengenoemde onbekenden.

x

_f: 70 0 kg methylalcohol/ dag

=

22 kg mol/dag

1400 kg stoom

=

78

kg mol/dag.

x_f

=

22.0 mo11o

~ X

d: i De samenstelling van de methylalcohol na destillatie

{)l , / '

moet 98 gew.1o zijn. Totaal 700 kg alcohol/dag dus

,( ·f/

.. ---

over top 21,6 kg mol/dag al~Ien

. . -'--:~,~ O,78kg mol/dag wat~r. ~:

R:

x_d

=

21,6 • 100

=

96,5 mol

10

22,38

Als bodemproduct wordt afgevoerd per dag

1386 kg water = 77 kg mol

l~ kg alcohol= O,~~ "

~

=

O.~

• 100

=

0,.59 mol

10

77,~

. Deze \V'ordt 3 genomen.

Bij gebruik ~an bovengenoemde grootheden vindt men dat

de kolom B theoretische schotels moet hebben.(zie grafiekl

Neemt men de schotelefficiency 0.7.5 dan wordt het aantal

werkelijke sohotels

H·

De schoteleffioienoy werd vrij

laag genomen. daa~bij toepassing

van

de methode voor Bet

aantal schotels, volgens Mc. Cabe en Thiele geen rekening

gehouden wordt met de ~~-eswarmte en met de

verdam-pingswarmten der componenten. Deze verwaarlozing wordt F. "o&.~

...

...l.IAt .... ~ow.. 6'".

..

•

,\,~l

.

0

\<'

~0

gecompenseerd door de vrij laag genomen SChotelefficiency. Tenslotte rest DOg te berekenen hoe groot de kolom moet zijn voor de verwerking van methylalcohol.

Hiertoe gaat men als volgt te werk.

a} Bepaling hoeveelheid opstijgende damp •

b) Bepaling van de dampsnelheid. c) B-epaling schotelafstand.

d) Bepaling diameter van de kolom. Over top gaat 21,6 kg mol.methy1a1coho1.

~

~

~

o,78kg mo1.water.

\~ ProductiejdagL= 22,38kg mol.

~

Ui~

R

=

i

volgt dat de hoeveelheid opstijgende damp per dag

J J

1\

~7

,lt: kg mol. is.

~} Voor de bepaling van de dampsnelheid gebruikt men de volgende

1,0;

fo:rmu1e: \.lf\ u

=

K

V

el - P2 Ij v

P2

P1 = P2

=

K _v

=

dichtheid methylalcohol. dichtheid methylalcoholdamp. Constante.

Neemt men de schotelafstand 1 ft, dan vindt men voor de Kv =0,08

Dit geeft: u =2 ft/~!!c.

Volume van de damp welke per sec. over top gaat is bij een temp. van 64" D C: b't

,rl-.Pa-d4:'x 22,4 x 106 x 337,4 = 21600 cm3/ sec. . 24 x 3600 x 273 '

Met behulp van de snelheid Van de damp hierboven berekend vindt men voor de doorsnede van de kolom 360 cm2 •

Dit betekent d~t de diam~ter van de kolom wordt: 1 7t d = 360 om • .

r-;-;-4 2/ rl-- V

:t

d= 21,.5 cm. . . . . 3

Er moet ongeveer .500.000 kg. cal/dag toegevoerd worden. Hiertoe wordt een spiraal onder in de kolom gebravht. Neemt men stoom van 1.500 C en gebruikt men een koperen buis,

dan blijkt dat men een 12 m. lange buis moet nemen, wat overeen-komt met een hoogte van 1/2 m.

Voor de destillatie van het binaire systeem.

methylalcohol-water moet dus een kolom gebruikt worden met de volgende armetingen:

Hoogte 3,80 m. Diameter ~.5,O cm~. Schotelafstand. 30,1 om.

Daar de diameter van de kolom vrij gering i~ gebruikt men in

dat geval geen bubb1e caps maar perforated plates.

'" ':'-" I " I A ... " " " i I i .. I .. 1.-" i , I i : I ;, " " " " " I I ' !

"" "

r

e

! ! , ", " -I :" ,I " " -, ,- ; ,-, , " """"'!! ' ""' ••

',E,

IW_i , i,","

I • v

t

1

.[

I L I T X RAT U U ft •

1) Bash, Stanley en BOlfen, J. Inst. Petr. Techn.

!!,

8'0, (1930)

2) Diss. A.J. Tulleners Delft 1933

,) C.I.O.S. XXXII. 107

4) C.I.O.S. XXXLL. 68

5) W c r en Mc.Cabe, me.ents of chem1cal lm&1neerlD&.

/

/6) Hausbrand, D1st1111eren und Rektif1zieren •