De bereiding van methyl-aethyl-keton

I

I

I

~

I

I

l

1 I I .J. { I J.v.d. Spek

D

S

BEREIDING VAN METHYL-AETHYL-KETON

Inleiding

Tot omstreeks 1920 werd methyl-aethyl-keton (M.E.K.) niet op commerciële schaal geproduceerd 1).

Voordien kon M.E.K. uit acetonolie, die bij de pyrolyse van Oa-acetaat bij 300 à 40000 ontstaat, gehaald worden door destillatie Voorts bestonden er vele organisch-preparatieve methoden, waar-bij M.E.K. als onbeduidend bijproduct ontstaat.

In 1919 en 1920 verschenen artikelen 2},

3),

waarin de bereiding van Tir.E.K. behandeld wordt uitgaande van butanol-L

De eerste stap is: a. OH

3

-CH2-OH2-OH20H ~~>~ OH

3

-OH2-OH =OH2 + H20 Katalysator bij de reactie kan H

3F04 op puimsteen zijn en de

tempera~uur varieert van 280 - 40000. De verdere werkwijze voor de M.E.K.-bereiding komt dan overeen met de beschrijving in ar-tikel

4)

waarin naast de bereiding van sec.-alcoholen uit kraak-gassen i.h.b. de bereiding van M.E.K. uit sec.-butylalcohol

(S. B.A.) beschreven wordt.

De reacties waarom het hier gaat zijn: b _. OH ₃ -O'H ₂ -OH =OH H₂ 2SO _oP 4- OH ₃ -OH ₂ .. -ij

_è

-OS~,

H

_ OH / 3

3

Het zijn deze regcties, welke tot nu toe, voor zover ons bekend, gebruikt worden om NI.E.K. in de techniek te mÈlken.

1h;;;.l4

1) Chisto~; Ind. Eng. Ohem. 27 -- 278 (1935) 2) King, J. Chem. Soc. 115 - 1404 (191'9) 3) Newman, Can_Chem~ J. 4 - 47 (1920)

r

-2-Voor ons fabrieksschema zullen wij dan ook deze Drocedure

vol-gen.

De belangrijkste grondstof zal dus het buteen-1 of (en) het bu-teen-2 zijn. In de aardolie industrie kunnen beide stoffen ge

-vormd worden bij het h.-raken (zowel bij thermisch kraken) bij het Dubbs-proces, als bij het katalytisch kraken).

Door destillatie kunnen wij uit het kraak-gasrnengsel de C

4

-frac-tie isoleren. Indien wij dit wensen, kunnen wij gasolie zodanig

kraken, dat propeen en de N.-butenen in grote hoeveelheden

ge-vormd worden. In verband met bovenstaande zullen wij als

grond-stof aannemen de C

4-fractie bestaande uit N-butaan en isobutaan (2%), buteen-1 en buteen-2 (70%) en isobuteen (28$).

(Volledigheidshalve moet hi.er ook nog vermeld worden de vrij

recente publicatie 5) over de selectieve polymerisatie - n.l. dimerisatie - van aeT.heen tot de N-butenen.

Er

kan een opbrengst van ca 75 % verkregen \vorden bij ;rebruik van cobalt op kool

als katalysator. Het proces bevindt zich in het proefstadium).

Toepassingen van M.E.K. zijn te vinden in 6). Het

meest wordt de vloeistof gebruikt als oplosmiddel.

Als

oplos-middel is het de f!p.lijke van aceton, maar het is minder

oplos-'---

- -

-baar daT' dlt in water. De weerstand tegen vocht, de geringere dampspanning en overeenkomstig hoger K.P. geven M.E.K. een zeke-re voorrang boven aceton.

Als oplosmiddel wordt het gebruikt voor vetzuren, asphalt, plant aardige oliën, synthetische lakken als cellulose-acetaat, alkyd-hars, phenol-formaldehydhars, pOlyvinylacetaat, poltvinylchlori-de, polystyreen enz.

De byzondere betekenis ligt wel bij het bekleden van oppervlak-ken. lU.~ MJ, ~t

'it.

-

nt

~ ~Ht~J_ /,

Een aardige toepassing in dit verband is het in de mottenballen

leggen van overtollig oorlo~smateriaal als vliegtuigen en machi-nes met polyvinylomhulsels (cocons). Ook bij opslaan en versche-pen van coHQsiegevoelig matèriaal'is 'dit doelmatig.

5) Cheney fJ.G~, I!!d. Eng. Chem . .11-2580 (1950) 6) Shell dhem. Co. , Methyl-Ethyl-Ketone

I

r

- - - -

-7

l

_.I

-3-Andere toepassingen zijn:

Plakmiddelen van synthetische harsen en rubber; i,insecticiden uit t''''e chloreerde K. W. en M. E. K. ;

extractiemiddel (bleken van oliëm; katoenzaadpigmenten)

raffinage van minerale olie; ~

in de kleurstofindustrie als oplosmiddel voor kleurstof} g

e-bruikt voor élr~kken op cellulosederivaten (anthrachèr1onderi-vaten op acetaatzijde) en alswolontvettingsmiddel.

Enkele physische grootheden:

MOl.gew. Zuiverheid Sm.P. Kook? s.g. 20°

M

.

E

.

K

.

72,10 99% -8f,40C 79,60C 0,806

i

oOe

Aceton 58,08 99% -95 56.10e

0.792

i

oplosbaar- Oplosbaar- Azeotroop lVerdamp,shel-

_,

heid in H 0 heid van Hdo ~eid //

(in gr/10g cc) in oplosmi d

i~~\

Opml): S"tv.

([fr /100 cc) , p. . '

rIl.E.K. 27,0 12,5 73,5 0e 88,70 \ 4,6

Aceton 0 0 C>O

-

-

_7,7

De productie in de U.S.A. henroeg in 1949 55.000 ton IVI.E.K.,

waarvan 3400 ton geëxporteerd werd.

In dat jaar kwam in Engeland, te Stanlow, een fabriek in be-drijf met een capaciteit van 5.050 ton l'".E.K. per jaar.

1

In verband hiermede kan een daling in prijs en hoeveelheid van fe uit de U.S.A. geëxporteerde M.E.K. ontstaan:

1948 3650 ton 1.1000.-/ton

1949 3400 ton " 930. -/ton

In 1950 was volfens 7) de productie in de U.S.A. gestegen tot

63.500 ton M.E.K. (55.000 ton/jaar voor oppervl.-bekleding).

J 2.0 ~ I 100 ,i. ~ 01 '-P)

C

-.-113>;,

-/ (' / 1 / / / 7)Chem. Engineering 57-(12)-28h (1950) / "11.0 i 100 • So i I 1 4 0 À 7f-ocJ. V.S.-ft. / 1Y1;fC b ,bS.

-4-Prijsniveau in de loop der jaren:

1933 12,5 dollarc./lb

1939 6 ft "

1942 9

_"

_"

1951 1 1

_"

_"

De koers is ongeveer

f.

3,80, dus de prijs is in Nederl. geld:

f.

0,42/10 bI.E.K.

= f.

0,93/kg III.E.K.

Over het Nederlandse ver:)ruik staan geen ei j fers ter besehi,kking.

Wel is het bekend, dat geringe l'oeveelheden als extraetiemiddel

bij 't winnen van para~ne uit minerale oliën wordfngebruikt,

te-za~en met ben7,een en tolueen.

Ondanks de snelle produetietoename is de vraeg groter geworden en

kan er nog steeds van een I,fl. E. K. -tekort gesproken worden.

Behalve in de U.S.A. (6 fabrieken) en in En~eland (1 fabriek) ,

wordt Tl.E. K., voor zover ons bekend, niet op commercie·le schaal

gemaakt.

In verband met het bovenstaande lijkt het ons gewenst, een fabriek

op te zetten met een maximale capaciteit van 13.000 ton, d.i. de

®

@

-5-Zeer schematisch 7.al de fabriek er als volgt komen uit te zien:

Gedeelte I zal door de Heer F.L. Koorengevel uitrewerJct worden.

r

'

1.

i

O

ï C - - - - I I . .

~

I

-

"'

, ~.

S

o

'

:{

1: I e.. LI

I

~ObJ

;[:'

~

...

r L_. rl,-SVo'1 i / ' . / I-~

r

l

"

! r ! (

q

~ ~> ij(.

H

t.1<\

•

De bereiding van M.E.K. uit S.B.A.) het gedeelte 11 zal in het

/ hiern~ volrende behandeld worden .

-ó-Stofbalans van deel lL van de M.E. K. fabriek.

- -- -_._--, r

@

\

.

"fl°

lIJ / 0'64 • /171"

---

_. i Î<JHe" :

I"

J

i>k·

Jfz / b fl,J;, IJ!,! ft t9 /).t lh/hl-I'1EK lj:f 16/JI- 184 , 33} 0 jiJ/ HEk - - I ,IJl' /))' /b/hl-S

1311-r

-

;~

:

'

K

\

®Yrv!V~

~/

fl\

L .' \ (ij) 1/~/t<i~ l't,.,Lt:r -i : .fO/ OYh

:_--

j

.. 6/6./ .' f "'t"""'Uf. /hl- : SGIt

Korte beschrtjving van het proces

Er wo~dt 42R5 lb/hr 99%-ige S.B.A. verwerkt. Hiervan levert

deel I van de fabriek 3515 lb/hr; en 770 lb/hr wordt, na de

destillatie H weer i.n het proces teruggevoerd.

- )

S.B.A. wordt uit voorraadtank A door een centrifu

-gaalpomp naar wastoren B gepompt. Hier valt de vloeistof over

platen naar beneden en neemt uit opstijgende gassen (die van

de separator F komen en die bestaan uit 94 _{lb/hr H2}, 16 lb/hr

C

4Hp' 176 lb/hr liJ.E.K. en 45 lb/hr S.B.A.) 176 lb/hr M.E.K.

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

-

-7-Er v~rlaat dus ~~n vlo~1stof b~staand~ u1t 4300 lb/hr iBA ~n

176 lb/hr NEK wastorf"!n B'.

Bovenaan wastor~n B tr~;;;-dt ~~n gasv~rlies or. van 94 lb/hr H2,

16 lb/hr C4-H3 tl!n 30 lb/hr SBA. De gass~n gaan naar ~~n tweede

wastoren K, waarin H20 ov~r Raschlgringf'n naar b~neden stroomt.

Bened~n loort 70 %-1ge SBA (30 lb/hr SBA ~n 12 lb/hr H20) weg

naar ~~n ontgasser en wordt vervolgens teruggf"!~ompt naar deel

I van df"! fabr1ek naar ~en SBA-water destillatie. Aan de

boven-zijde van wastoren K ontwijk~n

94

lb/hr H2 en 16 lb/hr C+H8.

Deze ~roducten mo~t;n gecomrrlm~erd, gtl!scheidtl!n f'n dan verkocht

worden.

Wij v~rvolg~n nu w~er d~ w~g van d~ vlo~1stof uit

wastor~n B (4300 lb/hr iBA I'"n 176 lb/hr MEK). Door een

centri-fugaalromr gaat de vlo~1stof via d~ warmteultw!sselaars

cr

naar

de r~actieovens D waar dl'" reactie rlaats vindt:

C-2H5CHORCH3 ~ C'2H5COCH3 +- H2

Vervolgens zullen d~ dam~"'n, dil'" ontstaan zijn, t.w. 3546 lb/'Jhr

MEK, 820 lb/hr SBA, 94 lb/hr H2 en 16 lb/hr C4HS,

cr

weer

1':'as-seren; daarna de cond~nsors E, om tenslott~ in sI'"r.ärator F

grotend~els als vloeistof ,(3370 lb/hr MEK ~n 775 lb/hr SBA)

opgevangen t~ word~n.

Wat nog als gas aanwl'"zlg is (94 lb/hr H2, 16 lb/hr C4H8, 176

lb/hr NEK ~n 4-5 lb/hr SBA) gaat naar wBstorl"n B, waar wij hll!t

wasproc~s teeds gl'"volgd h~bb~n.

-De vloeistof wordt m.b.v. ~~n simrlex~omp naar tank G

getrans-rorteerd. Uit d~ze tank kan d~ vlo~istof, via een centri~ugaal­

romp naar d~ lI!erstl!'! dl!"st11latl~kolom H gl!'!T'omrt worden. H1er

~ordt MEK, T'lus een gl!'!r1nge hoeveelheId 11chtere fracties als

aceetaldehyd, C4-H8 en H20,

(9&,J

%

MEK, 1,5

%

r~st) gesch~id~n

van SBA en noogkokendl" condensat1erroducten.

770 lb~hr (99%-igl'") SBA wordt naar tank! teruggeromrt.

3369 lb/hr MEK (98,5%-1g~) gaat naar een tweede

destillat1e-kolom L om eep.. z~~r zu1vl'!r e1ndrroduct te verkrlJgtlln 8).

Tenslotte vang~n w1J 1n tank J 3320 lb/nr 99,5%-1gtll MEK op.

De fa~rlek heeft dus ~en carB~1teit van 79500 lb/atmaal of

29.10 lb/jaa.r d.i. 13150 ton lv':SK/jaar.

Enkele ond~rd~len van h~t rroc~s nader beschouwd.

D~ ov/!!ns.

De reactie die rIaats vindt is ~ndotherm.

C H

5

CHOHCH3 2 ... 0 _ C2H

5

COCH3

+

H:;>

2 k .. -t.. ly\ 0 - I~

1/

De vormlngswarmte van !-:EK 1s

66,~

kcal/mOl

(g~gte.vl".n).

))f;L

D~ vormingswarmte van SBA ls als volgt berekend:

C2H

₅

ChOHCH₃

+-

6~ 02 - 4 C02

t

-

5

_H20 + 633,2 kcal. 4- C

+

5 H~/.+ 7 0::>1.0' .. _{4- CO2} t _{5 H20}

+

720,1 kcal. CS) ""tG.) -:t.G...J 4(94,45)

t

5(63,37)

=

1120,1 kcal. 4- C

+-

5 H~. t ~ 021 .. - - C..,HkCHOHCH 3 CS) l<:;J '-.GJ '-../ 3) Patterson, U.e.F.-

2331489

-

(1943).

Î

--~.

-De vorm1ngswarmte van SBA ls dus : 720,1 - 636,2 kcal.

=

: 31 ,9 kcal/mol. De reacti~ h~eft warmt~ nod1g en wel:

-31,9 kCéa.I/mol

+

66, ~ ..Kcal/mol - -15,1 kcal/fnol.

Totaal warmt~eff~ct:4300 lb/nr SBA ~ 1950 kg/hr - - 26,4 kgmol/nr D1t wordt omg~zet voor 31% ln M~K. Er r~ag~ren dus 21,4 kgmol.

Benodigd~ warmt~ is dus :21400. 15,5: 324.000 kcal/hr of 1.265.000 BTU/hr.

Er zijn twe~ ov~ns g~bouwd in v~rband m~t d~ continult~1t van

h~t iroc~s. n~r ov~n ls dus voor d~ r~act1e nodig 642500 BTU/hr.

(Er ls in h~t bov~nstaand~ g~~n r~k~nlng g~houd~n m~t h~t f~1t, dat d~ r~acti~ nl~t bij kam~rt~mn'l waarbij het warmt~eff~ct

berek~nd is, Y~rloo-nt maar bij 4~0·G'~ Uit g~gev~ns ontl~~nd

aan d~ ~raktljk bl~~k h~t v~rschil nl~t groot; l.r.v. 15,1 kcal/mol

war~n nodig 17,5 kcal/rrol.)

Dat hl~r nad~r is ing~gaan or het warmt~~ff~ct staat i.v.m. Ó~ r~c~nt~ rublicati~ in Ch~m. Engineering 7). Hl~rin

komt ook een vloeidiagram voor van d~ ber~iding van YSK uit SBA. Het v~rschil m~t ons iroc/!'s ls, dat nl~r ~~n ko~ling VB.n

Uil! reactor mo~t rlaa~8 vlndl'"n in l'laat8 van v~rhittlng, terwijl

d~ rAact!eterrr. toch d~z~lfdll! ls, n.l. ong~v~~r 450°0.

Bij nad~!'.., beschouwing blijkt hi~r ~/I!n oxyda~ier.roc~B til! verloren: 02H5CHCHCH3

+

l

O₂ - C2H5COCH3 +-H₂₀ ... '5"31:.ke.~l.

I

~\

.

' ) " ••

\.,,-t

)-r':

(1 n ons gevul la er

sT'rak~ v~n

e~

n zui

ver~

j.ehydrogener:.i ng .• ) .

V j ~ Er worden dus g~en kost~n aan stookmat~riaal gpcpaakt,

r);A.((I- rr.aar t"er. koelinrichting is nodig ~n oov"!ndl~n ~.Jordt h,..t

destll-latlprroc~6 lastiger vanw~g~ de grat~ ho~v~eln~ld H20, di~ v~rwiJderd mOl"t word~n.

H~t ls ni,..t duiJ~lljk, waarom h~t de,..l van d~ fabrl~k, na d~

reactor zoveel Oi ons scn~ffia lijkt. We mogtn n.l. geen of

rH!inlg H2 verwachtl"n ~n toen is ~r e,..n ararte wastor,..n voor

aam/ezlg.

D~ to"'gpvo~rd~ stoffen b~staan uit: 4300 lb/br SBA+

+

176 lb/hr ~.t[EK.

H~t SBA wordt voor 81% omg,..zlI!t.

Na de rl"actie bl"staan d~ -nrodllcten uit:

nl~t omg~zl"t SBA

re,..ds aRnw,..zlg MEK gl"vormd RElf 04H8 H2

, ,

, ,

520 lb/hr 176 , , 3370 , , 16 , ,

44~~

lbÎÈr

(Opm.: De gering,.. hOl"ve~lh,..id H20, die bij d~ reactie, tegelijk

met O~HS, ontstaan i8, t.w. 5 lb/hr, is hi~r in de stofbalane niet genoemd, maar bij h,..t ontstane MEK lnbegr~ren. Dit laatste bevat tocn al wat H20, afkomstig van het 99%-ige SBA).

Totale warmt,.. noaig ner oven: ~

4~76 lb/hr

=

~kg/hr stof. -'11/_~ J&...-' . ,,_

"-.'

Voor verdamring:

®

1016.t23)~TU/hr

(La t. VI! rdamrw. SBA'

(95..%)

7

:.

134,5 cal/

g)

'. " Y.EK ( 5%)::106,Ocal/g

Voor v~rhltting tot de reactietemperatuur:

4.1016.0,355.(450

-95)

Voor dl'! rel!actie (ui tg~rekl!')nd:642500BTU/hr)

gegevl"n :

- 540.000 BTU/hr

~55.000 BTU/hr

_ ~ ç; 0.0 0 0 BTU /hr t~45000 BTU/hr +

-9-Wanne~r W~ h~t ovenrendement or 60% stellen, dan ls d~ hoeveelh~ld

warmte, die ingevo~rd moet worden: 3~00DOO BTU/hr. /

Aangezien fabrieken als d~ze in de buurt van ~~trol~umraffinade­

rijen word,m orgfD zet vanw~gl'" d,.. grondstoffen, wordt dan ook

ge-stookt met propaan- ~n (or) butaangas. 150 lb/hr propaan geeft

d~ verlangde warmt~ bij verbranding.

De warmteho~v~elheden in de Ovens werden hier genoemd

om te verg~lijken m~t di~ van de b~rekende warrnteuitwisselaars,

waar de warmteuitwis6~llng 221000 BTU/hr b~draagt.

De warmteuitwisselaars.

De voeding voor de ovens (1016 kg/hr) wordt nier van 15°C tot

95°0 (net K.P. van h~t menesel) opgewarmd.

q-p

(SBA)

=-

0,637 cal/g.C' (20-100°C),

<rp (MEK) ::' 0,550 cal/g.O (20- gO 0 cr)

Cp (gemidd.)= 0,680 cal/g.C

Benodigde warmt~ is dus (r~r wB.rmttl'ui tWisselaar) :

Q

=

4.1016.0,6150. {95-15} BTU/hr:· 221'000 BTU/nr.

Als tyre warmteuitwisselaar kiezen we een'~~nmalige

cyllnderdoorgang voor de rtl'actiegassen (die uit de oven komen)

en een driemalige buizendoorgang voor de voor te warmen

vloei-stof (die naar de oven Waat).

Er zijn zev~n bulz~n:

i

/

0,5".

Berekening van de sn~lheid v van de vloeistof in de buizen:

1 c16 kg/hr/buis

=

177,5 1. vloe lstof/hr/buls.

Bfnnonorp~rvlak

van .en

0,5"

buis - 2

i

~ 1,23 cm; r

=

0,64 cm;

0

=

1,27 cm

v

=

17

6

! 5 dm/nr

=-

14000 dm/hr

=

.

4600 ft/hr.

d, 127

Het s.g. van de vloeistof:

~

=

O,g0 kg/dm3"::2- 0,30.2

6

2 3 lb/cu.ft.

-=

50,5 lbfcl.l.ft.

(

, 327)

De viscositeit ~ SBA (120~F)

=

1,2 centlT"o1ses.

De blnnendiameter is: D ~ 0,5"

=

0,0417 ft.

We kunnen nu voor de vloeistof het ReynoldSgetal bereken~n, dat,

willen we een turbulente stroming krlJg~n, groter dan 3200 mo~t

zij n. Re ~ D(ft) • v(ft/nr) • Re . / centirolses 0,0417.4600.50,5 - 3360. 1,2.2,42

...

-10-w~ will~n nu h~t R~ynoldsg~tal b~,alen voor de r~acti~gass.n.

Bij de reactie ontstaan 1n totual:

94 lb/hr H2 - 21,3 ~gmol _21 ,3.22,4.ill m3/hr ; - 1000 m3/hr

m

16 lb/hr C4H&.0,132 kgmol ---

=

3,5" 3546 lb/h:'"' ~;1~K -?2,4 kgrr.ol ---

=

1050 , I 320 l1/hr

s

eA

-+5,04 kgmol --- ~_=~2~'~7_=--~zÎ ~230,5

m'

hr P~r warmteultwlsselaar: 22S0 m3/hr

=

- 2 - _ - 1140,3 rn 3/hr

Van het cylir.dl"'rlichaam ls

4

=

gn (bul tendiarn.:3,625") ( bi nnI'! ndl am.:S, 00" )

DwarsorJ:'f"rv:}.akt", (blnnl'!nzlJde)cylinder(p~gll): -

--=-

50,30 Bq.in. Totaal dwarsoppervlak (b1ntenZijdP~ van de

bl.llzfI'n

=

3.7.3,14.(0,313) - - -

=

6,50 eg.in. VrlJe doorlaat voor 6.~ gassp.n is .:

4

3,30

sQ21n.----. 2,S3 dm

Berekening snelh~ld VRn de gassen:

v'f

=

1.140_jOO dm/hr

=-

403300 dm/hr

-2,3 132500 ft/hr

=

11,2 m/sec.

Berek~ning van dfl' vormfactor ~ ~

=

vrije doorlaat inch

tot. omtrek buiz.n

!!:

=

~ 3,80

=

1, 1

3"

~,&4-De

=

4m

=

4,52"

=

0,376'

{ cylinder: -bui z.*n:

7. 3,

-14.0,625 - . - .'

-=

22,OS" 13,

76"

o ::-

33, 54"

i

D~ V1SC061t~lt v~n d~ da~r:

b~.~EK (600 F)

=

0,02 cf'!ntllo1s~s .

Het

s.g.

van dl"' damr

P,;

GfI'middeld mnl.gewicht is: 46(~ol%).72(MBK) 1C(mol%).74(SBA) 44(mol%). 2(H2 ) 100 ~/:- 4-1,4.492 :: ~~ - 359.1092 Re ~ O,376.132aOO.0,052 - 54000 '/ 0 02? '>

---

,

... (,;. h : warmtt"'ovt"'rdrachtscot"'fficlt"'nt. D - dlamett"'r ln ft.

=

3310

=

-

740

=

ss

413S Mgt"'m.;' 41,4

K

~ tht"'rmlsch~ gt"'ll"'ldbaarheld in BTU/(hr)(Bq.ft)~F/ft). v ~ sn~lht"'1d van dl"' vlo~lstof in ft/hr.

~= s.g. van dl"' vlo~lstof in lb/cu.ft.

/" =

v 1 s COS 1 tI"' 1 t 1 nee nt 1 I ' 0 1 S t"' 8 "2, 42 .

~= Boortt"'l. warmtt"' in B1U/lb:F.

..

..

·~---- -- - - --

---Cl 0 0 K(SBA)(20-30C)

=

0,095 Bru/(hr)(sq.ft.)(F/ft) D

=-

0,0417' D. v .t?

=

R~

=

-

3360

C~ 0,6g;-Cal/g~C

=

0,630

BTU/lb~

F

=

1,27

BTU/lb

~F

- 0,536

,/"=

2,90 lb/ft.h:r IJ. lP 4.'i

h ::: C,0225.0,0~5 .( 3360) .~,27.2,90\- ::- 0,0513.664.4,33

=

14e

C,O~17 0,OQ5 ~

B~r~k~ning van d~ gas-fl1mco~fflcl~nt:

h/

=

-

0,0225.~~ (Dc;:t,/J,·t~)o.~

K~~FK) (650-7CO~F) ~ 0,030

BTU/(hr)(sq.ft)(F/ft)

D~

=-

0,376

DAV,e, -: Re,

=

54000 ~; C/~ ~ BTU/lb:F =-0, ?6s BTU/lb:F u,-530 ~:- o,o4e4

lbjft.hr

dJ

!

0.3 hJ- 0,0225.

g'~1~.

(54000)"·olO,56S.0,0484\::- 0,001so.6103.0,9737-, 0,030 / ::: .1Q..d Berek~nlng overallco~fflcl~nt

u:

U-1

t

D/i

+

l2...L.

hJ D~ %. D.t,.h h ,

=

10,7 h

=

14S DI: 0,0417' DJ.

=

0,0521 ' D~v:=- 0,0469' L

=

0,0104' - 0 COr 2' ...;....&..-~~- , ? 2 K2. (

staal) (

100-3000 C) ':: 26

BTU/( hr)

(

sq.

ft)

(cr

/rt)

U - 1 _ 1 -_ - 1 -1- Ö, 04

J

7.

0 ~ 0052

+

0 I 0417 -- - 0,09 356 -t 0,000 HS of- 0, 00 ~41 -TO;1 0,0469.20 0,0521.143 _ 1

==

~ - 0,09915

Berekening gt"middt"ld. ... t!"mr~ratlurv·t"schl1 A tm: 'r,(lnl&att~m-P"r&.tuur van het g.;.s) -:::

750°F

(l.~OO°C)

t~ ui tlaatterr.rl'"ratuuor vz.:: d.~ ,rl"alstot)

=

205 olF (Q5°C)

T~u1tlaatt~m~~ratuur van het Gas) ::: 450°F (230°C)

tl1nlaatt~mr~ratuur van d~ vlo~lstof)

=

60°F (15~ C)

At-=- (7:;0 - 20,) - (420 - 60)

=

~

-

4-53°F

m

In

(_5

0

-

20

5)

~

- - -

-,~ ,

I

-12-We h~bb~n ~~n 3-rasG-~armt~uitwloB~laar. D~ stroming is noch

rarall~l,noch t~g~n8trooM. H~t logarithmlsch~ g~midd~là~

temp.-v~r6chll mo~t ~~n corr~cti~ ond~rgaan.

Aan de h&nd van d~ grafi~k~n jn Ch~rn. Eng. Handbook, F~rry

-971

(1941) vind~n W~ voor d~ corr~ctl~factor:

0,96.

ó t~

=

0,96.453"F

=

435"'F.

Berekening van Orr~rvlakt~ van warmteuitwis8~ling

A:

Q : U.A • .ót1

m

221~00

=

10,1.A.435

A - 221~OO ~ 221~OOsq.ft

=

50,3 Sq.ft

-

435.10,1

-

4-39

Het binn~no~pervlak VBn iedere buis is !

3,14.0,0417

=

0,131

sqft/~

Lengte van él.n buis is: _~ ft.=:·

54,9

ft. r:cr;T31

De buizen zijn tw~~ maal U-vormig g~bog~n; l~ngt~ van het rechte

stuk: ~ ft ~ 19,3 ft

=

5,2~ m.

De l~ngte van d~ warmteultw19selaars ls dus ongev~er:

5,75

m.

D~ destillatl-.

Het ruwe MF.K,

3370

lb

Ihr

MEK

(81,3%)

775

lb/hr SBA(1g,

7%),

bevat behalv~ d~z~ b~stRnddelen nog kleine ho~ve~lheden

ver-ontr~inigingen als H20, ac~~tald~hYdYneth~rs (totaal 1%

laag-kokend~ beAtanddel~n) en 0,1% t.oogkokende b~standd~len (gerO-lymer1se~rde verbindingen).

Bij lange verwarmlngsduur tijd~ns destll1er~n zullen r.ol,meri-satie- ~n ontledingsreacties ortr~d~n, di~ de uiteindelijke

kwalit~1t van MEK onguBst1g b~1nvloeden. Aan het orlosmlddel

moeten hoge eisen van zuiv~rheid worden g~st~ld. In de eerste kolom H worden daarom MEK ~n d- léiagkokende bt"standd!"!l~n aller-eerst g~scaelden van SBA ~n hogt"!rkek~nd~ stoff~n.

In de tw~ej, kolom I word!"!n dan de laagkok.endfl' bestanddel~n van

MF.K gescheiden.

-In aanvulling o~ d~ kort~ b~schrijvlng van het rroc~s zei ver-m~ld, dat de ov~r dp. tor van kolom I gaandt"! stoffen t.w. 49 lb/nr

aeth~r, ald~hyd en H20 (7,~) ~n MEK-(25%> naar uitzouttank N gevoerd worden, waar met NaCl het systeem 1n tw~t"! lagen worat

gesch~iden, ~en rr.k,..llaag en ~~n ketonlaag. De ketonlaag kan aan d~stillatie ond~rworrpn worden in kolom L, waarbij nog wat

-..

-13-PhySlologisch~ ~ig~nschapp~n van M8K. 6)

De vloeistof h~~ft ~en doordring~nd~ g~ur. D~ damr irrlte~rt

bij hog~ conc~ntrati~s in d~ dam~kringslucht neus ~n og~n.

Dit is dus een go!!dfll waarsr.l1uwlng, want ontvlambarf' mengsel s van MEK-damp in dfll lucht zijn ni~t te v~rdragflln. HfIlt is betrek-kf'liJk wfIllnig giftig, ~aar mo~t toch secuur bfllhand~ld wordflln.

Teg~n huidaandoeningflln kunnen in dl'" fabriek hRndschoflln~n

gflldra-g~n worden. Voor een gOfllde v~nt11atifll van ov~rdfllkte ruimten in hfllt bflldriJf mOfllt word~n g~~zorgd.

Literatuur. 1 ) 2)

3)

4)

5)

6)

10:,,""-: .. <JI7) FV· / 8) fh~

CalltQR; Ind. ~ng. Chem.

gz -

278 (1935)

King, J. Chem. Soc. 11~ -- 1404 (1919)

N~wman, Can. Chfllm. J. - 47 (1920)

Clough, Johns, Ind. Eng. Chfllffi.

12 -

1030 (1923)

Chenflly c.S., Ind. Eng. Chfllffi. 12 - 2580 (1950)

Shell Chem. Co., Ml'I!thyl-Ethyl;zKfIltone

Ch~m. Engin~~ring

2I

(12)

236

(19

50

)

Pattt'!rson, U.S.p. 2337489-( 1943) LtP~M,'

Perry, Chem. Eng. Handb.-(1941) ' }

Badg~r, Mc. Cabfll, Eleffil'"nts ChI'"ID. Eng. (1936) l~,~

\1}