Bereiding van glycol uit aetheenoxide

- - - --

- - --

-..

,

.

.

'<" r"- '. , . , t . .. . ~>. ~ ';

~;'

. . ' J " ......

BEREIDING VaN GLYCOL UIT AETHEENOXl~E

c.

Sijp

Oostsingel 51

, . . - - - -- - -- - -

-o

-1-Keuze van het procédé.

Er bestaan verschillende mogelijkheden voor de bereiding van

glycol, uitgaande van aetheenoxyde:

a) Gedurende de oorlog paste men in Duitsland een methode toe

(1), waarbij aetheenoxyde met vijf tot zes maal zijn ~ew~cht

aan water werd gemengd. ~it mengsel werd door

warmteu1tw1sse-12ars voorverwarmd en kwam daa~na in een reactor, waarvan de temperatuur tussen 1800 en 200 C. werd gehouden. De gemi~delde reactieduur was ~~n uur, de druk 15 atm. Nadat het react1emeng-sel in de warmteuitwisselaars tot 80°C. was afgekoeld, werd het

geleid naar een multiple-effect verdamper. Deze verda~per

lever-de een product, bestaande uit 90-92{'0 glycolen en 10_8~o water,

hetwelk aan vacuumdestillatie in vier kolowJnen werd onderworpen,

met als topproducten achtereenvolgens water, glycol, diglycol

en triglycol.

Het reactieverloop wordt als volgt weergegeven:

9

H

20H + CH2/ 0 CH OH CH

2 2

(diglycol)

waarbij het glycol eerst is ontstaan door hydratatie van

aetheen-oxyde. Het diglycol is in staat verder te reageren met aetheen-oxyde onder vorming van triglycol:

CH20H-CH2-O-CH2-CH20H +

g~~>

°

--+

CH20HCH20crI2cH20CH2g~,

De I. G. Farbenindustrie A.G. fabriceerde aldus in Ludwigshafen

per maand 2000 ton glycol, 200 ton diglycol en 50 ton triglycol. b) Met een eveneens in Duitsland toegepaste methode werd aötheen-oxyde in glycol omgezet door hydratatie bij 22 atm. en 200 C. in een lang~, smalle reactor ( 14 maal zo hoog als breed) met zes maal het volume aan water. De reactor is met ijzeren Raschig_

ringen gevuld, de contacttijd bedraagt 30 min. Een stoomspiraal

onder in de reactor blaast stoom naar boven bij het in werking stellen van de installatie, terwijl een koelspiraal in de top

bij normale werking de reactiewarmte afvoert. Hierna wordt weer

ingedampt tot de vloeistof nog 15~ water bevat, waarna men in

vier kolommen destilleert met als topproducten achtereenvolgens

water, glycol, diglycol, triglycol en tetraglycol. Wenst men

diglycol te maken, dan wordt het aetheenoxyde verdund met 5~~ glycol in plaats van met water.

De l.G. Farbenindustrie leverde in Gendorf (2) een nroductie

af, bestaande uit 81~ glycol, 8,5% diglycol en 1, 47b""triglycol. c) Een van de vorige twee verschillende methode is die, waarbij

aetheenoxyde en stoom met elkaar in contact gebracht worden in

e~n ijzeren kolom, gepakt met stalen Raschigringen. Door

verande-r1ng van temperatuur, druk en voeding kan dezelfde installatie

voor de bereiding van diglycol gebruikt worden.

Anorgana G.M.B.B. Werk in Gendorf (3) fabriceerde aldus 1000 ton

glycol per maand.

d) Een Amerikaans octrooi (4) spreekt van de hydratatie van

ae~heenoxyd~ .tot gly?~l ie aanwezigheid van kleine hoeveelheden

tr

₇

chloorazlJnzuur blJ 60 C. De reactieproducten zijn glycol,

o~

-2-bij 1000C. gemakkelijk verdampt kunnen worden. Bijna zuivere glycol blijft achter. Sporen HCI worden geneutraliseerd, waarna destillatie een verdere zuivering bewerkstelligt.

e) Een bijzonder elegante methode wordt bestudeerd in

(5).

Indien het ons gelukt de hydratatie van aetheenoxyde in de damp-phase over een vaste katalysator uit te voeren, dan zijn de moei. lijkheden bij de zHivering van het door ons gevolgde proces over·

wonnen. Tussen 150 en 2500C. wordt met zure katalysatoren als phosphorzuur, alumini umoxy de , silicagel of thoriumoxyde geen

glyco~ verkregen, maar wel met zilveroxyde op aluminiumoxyde

als drager ; de opbrengst hangt af van de ouderdom van de kata-lysator, ze bedraagt Ca. 80~.

f) Volgens (6) };:an aetheenoxyde gehydrateerd worden do,or het te mengen met zoveel water, dat het reactieproduct 10-15~ glycol bevat. Verwarmg behoeft er niet te worden, de reactie speelt

zich af bij 10 C. Volledige hydratatie van het aetheenoxyde

treedt op in aanwezigheid van 0,1 - 0,5 g. zwavelzuur per 100 ml,

waterige glycoloplossing. Het reactiemengsel wordt geneutrali-seerd, ingedampt en gedestilleerd.

De werkwidzen a en b worden uitgevoerd bij 180_2000C. en 15 atm. resp. 200 C. en 22 atm. Het gehele reactiemengsel dient dus op deze temperatuur gebracht te worden, terwijl bovendien een apparatuur toegepast moet worden, welke bestand is tegen deze drukken. Bij werkwijze c worden geen temperatuur en druk vÖrmeld ,

ech~er wordt in (7) een analoge werkwijze besproken bij 50 tot

100 C. en een druk, voldoende hoog om te aanwezigheid van een vloeibare phase te verzekeren. Werkwijze d lijkt op het eerste

gezich~ aantrekkelijk, maar toch wordt de reactie nog uitgevoerd bij 60 C. en in aanwezigheid van kleine hoeveelheden vrij duur trichloorazijnzuur, dat niet meer te regenereren is.

Een geperfectionneerde uitvoering van werkwijze e is zeer aan te bevelen, maar met zilveroxyde als katalysator en een opbrengs1 van 80~ is ze duurder dan werkwijze f, welk proc~d~ tenslotte gekozen is, omdat het aetheenoxyde hier prac~isch volledig in

'

glycol wordt omgezet, een temperatuur van 10 C. wordt gebruikt, een goedkope katalysator in de vorm van zwavelzuur wordt toege-past en de druk omstreeks ~~n atmospheer bedraagt.

Qpslag_v~n_aethe~n~~d~ ~n_z!.a~elz~1l!:..

Het aetheenoxyde wordt opgeslagen in een tank van vloeiijzer ( ~acht staal.), ~elke ~~~ -14 C. wordt ~ekoeld met een koel-spJ.raal, waarJ.n ZJ.ch lt;yr'Ol als koelvloeJ.stof bevindt. De hoe-veelheid vloeistof in de tank w~gemeten met een van een stalen huid voorziene vlotter in een stalen buis met een wijzer welke de bewegingen van de vlotter weergeeft. Bij de opslag ,

van aetheenoxyde dient rekening gehouden te worden met

bijzon-d~~e voorzorgsmaa~~egelen. Sporen ammoniak, alkali of chloride

zJ.Jn zeer gevaarlJ.Jk, daar deze een explosieve polymerisatie kunnen veroorzaken. Om deze reden dient men een tank bestemd v-oor aetheenoxyde, van te voren met gedestilleerd water te

was-sen.

ve lengte van een tank bed

₂

aagt 225 cm, de doorsnede 92 5 cm ve inhoud is 3,142 • 46,25 • 225 • 0,001 = 1512 1. Van' deze· tanks dienen er omstreeks vijf aangeschaft te worden.

Een zwavelzuurtank bezit dezelfde afmetingen hiervan behoeven er niet meer dan twee aangeschaft te worden: De bekleding bestaat

\ 0

~'.

-.til'

~?Y'

.

~

:

'JJ

0""

~_vI'/

V

_o·

(

u

"_

-3-uit gietijzer, gietstaal, 18-8 staal of Hastelloy B. Al deze

1

'I

IJlaterialen zal de doorslag geven zijn bestand tegen bij de beslissing, welk materiaal 95-100,b zwavelzuur, de prijs

ten-, \ slotte gebruikt zal worden.

\ Het water, dat ten deleafkomstig is van een verder uit te voe-ren destillatie, zwavelzuur en aetheenoxyde worden gemengd

? in een men~ka~r. ~e la~tste twee stoffen worden naar deze

,;;? mengkamer vervoerd door .r.iil ton Roy pompen, welke in staat

/~ zijn vloeistofhoeveelheden af te leveren met een nauwkeurig-heid van 1)~, terwijl de slaglengte geregeld kan worden van nul tot de maximale lengte. Lilton Roy proportiepompen zijn eveneens beschikbaar, waarbij de grootte van de verhouding

geregeld kan worden door de slaglengte aan één of beide pomp-zijden te veranderen. ~aar er in ons geval 16 maal zoveel aetheenoxyde als zwavelzuur verpompt wordt, wordt er de voor-keur aan gegeven twee pompen te gebruiken.

7

Verwerkt worden 668 kg. aetheeno~Jde per uur, d.i.

668000 /(1,965 • 3785,4)= 90 U.S. gallon per uur.

In catalogus no. 146 van Milton Roy vinden wij voor de plun-jerdiameter

1i" (

3,8 cm.), voor de slaglengte 4" ( 10,2 cm.) en voor het aantal slagen per minuut 58. De pomp is 62 cm. lang, 45 cm. breed en 37,5 cm. hoog.

~e zwavelzuurpomp verwerkt 42,15 kg. zwavelzuur s.g. 1,84

per uur, d.i. 42,15/ 1,84 • 3,7854 = 6,1 U.S. gallon. Dezelfde

catalors geeft voor de plunjerdiameter van de zwavelzuurpomp 7/16" 1,11 cm.), voor de slaglengte 3" (7,62 cm.) en voor het

aantal slagen per minuut 74. De pomp is 49,5 cm. lang, 31,8 cm. breed en 27,3 cm. hoog.

Beide pompen zijn Milton Roy Simplex pompen met electrische aandri jving.

De bekleding van die delen van de apparatuur, welke met het

. verdunde zwavelzuur in aanraking komen, behoort weerstand

1

te bieden aan de inwerking hiervan. Als hiervoor geschikte materialen kunnen o.a. gebruikt worden methyl-acrylaatplas-tiek, duralon-plasmethyl-acrylaatplas-tiek, I~Iilroy roestvri j staal, Hastelloy C en Hastelloy B.

~-

-

)

Globale berekening van koeler 1.

-/

Het is niet bekend in de literatuur, welke warmteontwikkeling optreedt bij het mengen van aetheenoxyde en water. Nemen wij aan, dat de temperatu~ .bij het mangen van ~etheenoxyde,

water en zwavelzuur st1Jgt tot 40 C._L dan d1ent een koeler geconstrueerd te worden, welke-in staat is het reactiemengsel te koelen van 400 tot 100C. . ~.,I,-L--..

In totaal af te koelen 7810 kg. wate~5 kg. zwavelzuur en 668 kg. aetheenoxyde per uur, dus ~570 kg. reactiemengsel

~ .te voeren 8570 • 1 • 30 kcal. = 8570 ,. 30 • 1000/252,2 B.t.~ W1J koelen met pekel, bevattende een 25~-ige oplossing van

natriumchloride in water. De koelv~oeistof treedt de koeler

b~~enometee8:,temperatuur van -20 C ( _40F.) en verlaat deze

b1J -5₀C.( 23₀] . ) . Het reactiemenesel wordt hierdoor gekoeld

van 40 C.(104 J!'.) tot 100C.(500

F.).

Voor de warmteoverdracht geldt de volgende relatie:

Q = U • A • ~ t , waarin m

Q = totale hoeveelheid over te dragen warmte i~ Bt u U = de overallescoëfficiënt in

2B.t.u./uur).(ft ).~OF)· A = verwarmend oppervlak in ft

u

' 0 ' 0 0

t ₂

=

100C.

=

50 ~. Reactiemengsel t, = 40 C.

=

104 F.

t;~:-=2öoë~-:-=4°;'---PËKZL---t;TT:-=5öë~-:-23öF~

________________________________________________________ In bovenstaand schema zijn de begin- en eindtemperaturen de koe~v+oei~tof en,het,reactiemengsel af te lezen.

,

" "

,

van (t 1

-t

2

)-(t

2- t1 ) , " iI t 1- t2 (104-23)-(50 4)

- - - =

27/ln 1, 5 In 81/54 In , " t ₂-t₁

U, de overal1

₂

sgoëfficiënt, stellen wij gelijk aan 100

B.t.u./uur.ft • F. Het verwarmend oppervlak à wordt nu:

8570.30000 252,2 A = 100.27/1n1,5 2

=

153,1 ft •

.Je pekel neemt de warmte op, welke door het reactiemengsel

wordt afgestaan. ~eze warmte is gelijk aan Gewicht pekel per

uur maal s.w. pekel maal temperatuursstijging. De s.w. van een

oplossing van 25~ natriumchloride in water is 0,805 B.t.u./lb.~

Er volgt dus:

8570.30000 8

252,2

=

Gpekel • 0, 05 • 27,

waaruit berekend wordt:

Gpekel

=

46900 Ibs/uur.

Het s.g. van de pekel is 74,22 IbS/ft 3 , dus het volume aan

doorgestroomde koelvloeistof bedraagt per

3uur

46900/74 22

=

631,9 ft •

Wij voorzien de koeler van

i"

pijpen met inwendige diameter

0,282". Heeft de vloeistof in zijn geheel door één pijp te

stromen, dan bedraagt de lengte hiervan

631,9

3

_,

1416(0,141)2

₁₂

=

1457000 ft.

De vloeistofsnelheid wordt in dat geval 1457000 ft/uur en het

Reynoldsgetal He = ;JVr

/r,

waarin

v

=

buisdiameter in ft

V

=

gemiddelde vl0

₃

istofsnelheid in ft/sec.

r

=

s.g. in IbS/ft en

~= viscositeit in lb/sec.ft.

van de koelvloeistof wordt:

0,~~2

• 1.457000 • 74,22

11,25 = 225900 •

.Nemen W1.J aan, dat de pekel een Rey'noldsgetal bezit van 4000,

dan wordt het aantal pi jpen 22590074°9° _

5

i

r

en het verwarmend

oppervlak per pijp 153,1757

=

2,686ft •

Het oppervlak per ft. pj"jplengte aan de binnenzijde van de

pijp bedraagt 0,0748 ft~, zodat de lengte van één pijp van

de koeler wordt 2,686/0,0748

=

35,9 ft. ~aar dit aan de lange

kant is voor een koeler, maken we er een koeler met zes

windin-gen per pijp van, waardoor de lengte van één winding 6 ft.

wordt.

Het corrosiebestendige materiaal, waaruit de koeler bestaat,

kan b.v geleverd worden door The Duriron Co, lnc. Ohio

(U.S.A.).

ils ~lliage wordt aanbevolen "Duriron", bestaande uit 14,5% Si,

0,85'fo 6, 0,50ro _Mn, 0,08~k> _{S, 0,20'1}0 P en 83,gafo ]'e. Ook die delen

van de tanks, de afsluiters en de pijpleidingen, welke met

, ç

o

vervaardigd worden •

.0e _r~act~.r!..

Na het asseren van de __ tr~.e..dj; het reactiemengsel met

emperatuur van 10 reactor binnen. ~e reactor is in

totaal 7m. hoog en bezit een diameter van 2m. De vulling bestaat

uit Raschig-ringen over een hoogte van 6m. De i~oud van de

gevulde ruimte bedraagt 3,142 • 1 • 6

=

18,852 m • Boven op de

reactor bevinden zich een veiligheidsklep en de aanvoerleiding

van de reactievloeistof. De intredende vloeistof wordt met een

sproeier gelijkmatig naar alle richtingen verspoten, zodat

een gelijkmatige daling over de gehele kOlommtreedt.

Uit 668 kg. aetheenoxyde ontstaan 668 • 62,07 44,05

=

941 kg.

glycol per uur, waarvoor nodig zijn 668 • 18 44,05

=

273 kg.

water per uur. Blijven over 78AO-273= 75q7 kg. water per uur.

~e uit de reactor tredende vloeistof bestaat dus uit

75'7 kg. water

ge1 kg. glycol en

42,15 kg. zwavelzuur per uur.

Wij hebben hierbij aangenomen, dat het aetheenoxyde volledig in glycol wordt omgezet.

Een van de belangrijkste vragen is die van de grootte van de

reactiewarmte. Deze is te berekenen uit de verbrandingswarmten

van aetheenoxydeoen elycol, welke in de vloeibare toestand

bij 1 atm. en 20 C. resp. bedragen 302,1 kcal.~uol. en 281,9

kcal./Mol. J.)e hydratatiewarmte van aetheenoxyde wordt dan aldus

gevonden: 2 C 2H40 + 5 02---' 4 CO2 + 4 H20 T 2 • 302,1 kcal. 2 C2H602+ _{5 02---' 4 CO 2} + 6 _H20 + 2 • 281,9 kcal. C 2H40 + H20 )0 C 2H60 2 + 20,2 kcal.

Bij de verwerking van 668 kg. aetheenoxyde per uur komen vrij

-~~~-.

1000 • 20,2

=

306325 kcal.

44,05

Stellen wij de temperatuur, weÓke zonder koeling in de reactor

bereikt zou worden, ~elijk T C, dan geldt:

306325 =\T -10).x8570 • g,987 , waarin

0,987 de s.w. in cal./~. oplossing. C. van de verdunde

glycol-oplossing voorstelt.

Uit het bovenstaande volgt: T = 46,20C.

Voorzien wij de reactor van e~n koelspiraal, dan is de koeling

minder effectief dan wanneer wij enkele pijpenbundels over de

gehele breedte van de kolom

OB

verschi16ende hoogten aanbrengen.

Wordt met pekel, welke van -4 F. tot 23 l!'. verwarmd 'gordt, ge-koeld, terwijl de reactievloeistof van 115°F. tot 50 F. gekoeld

wordt, dan wordt t _ (115-23)-(50 4) _ 710~

A m - 115-23 - E •

In 50 4 _{. 0}

Nemen wij U= 33 B.t.u./(uur).~t2).( F.), dan wordt A gevonden

uit

306325 • 1000/252,2

=

33 • d • 71. A=. 517ft2 •

.Deze globale berekening leert, dat, bij gebruik ~an~drie

pijpen-bundels, het ver\varmend oPDervlak per bundel 172 ft. wordt.

De bundels worden aangebracht op 1m. afstand van boven, 1m.

2van

beneden en iri het midden. 3ij 1" pijpen is de lengte per ft

verwarmend oppervlak 2,904 ft, dus de totale lengte van één

bundel is 2, 904 • 172

=

501 ft.

=

153 m. Bij een kolombreedte

van 2m. worden pijpen toegepast van maximaal 1.95m. lengte,

zodat het aantal buizen per bundel 153/i.1,95 = 154 bedraagt.

o

o

, I

beneden de ruimten tussen de bovenligf,ende buizen de

onder-liggende buizen geplaatst zijn.

Indien wij een reactiekolom met roerder gebruiken, met de

aan-voerleiding boven en de afvoerleiding beneden, dan bes~~a~ de

kans dat een hoeveelheid onomgezet aetheenoxyde voortlJdlg

afge~oerd wordt. Tenein~e dit te v:rmijde~, vullen.~ij d~ kolom

met Raschigringen. Hierln stroomt ae vloelstof gellJkmatlg ..

naar beneden waarbi j de hydratatie steeds verder v:Jortschrl. Jdt.

';:';e hydratati~snelheid is in de literatuur niet bekend; wij

nemen aan, dat deze zodanig is, dat alle aetheenoxyde in glycol

is omgezet, wanneer de vloeistof de reactor verlaat •

.Je Raschigringen kunnen b. v. geleverd worden door ]'uchs

-Letsehert Sohn, Baumbach (WesterwaId, Duitsland), zij leveren

het z. g. Acidur Steinzeug, hetwelk bevat 63,410 Si02 , ,30,87,/0

pijpaarde, 1,44;" Fe?O.v 0,98,0 li~gO, 2,59~o K?O en 0,3970 Na?O.

Het is bijzonder gescnikt voor zure vloeis~offen, de rin~en

bladeren niet af en zijn zeer sterk, waQrdoor het volume van

de vaste stof van één ringetje relatief klein gehouden kan

worden. Zij zijn voldoende sterk om weerstand te kunnen bieden

aan een 6 ill. hoge stapeling, hetgeen de aanleg van

tussenlig-gende, zuurbestendige steunplaten in de reactor overbodig

maakt. Uit voorzichtigheldsoverwegingen kan men in het onderste

gedeelte van de kolom wat dikkere ringen aanbrene;en.

l'vIen zou b. v. ringen kunnen gebruiken, welke 5 cm. hoog, 5 cm.

breed en 0, 5 cm. dik zijn. Sta~elt men deze zonder regelmaat,

dan bedraagt het gewicht per m vulling 500 kg. en het aantal

5800 per m3 met een totaal oppervlak van 95 m2 per m3 vulling.

Het ~olume van de vaste₂stof van één ring bedraagt 3,142 •

(5/2) • 5 - 3,142 .(4/2). 5

=

35,35 cm3. Het volume van de

vulling per m3 wordt ~800 • 35,35

=

205 dm3. ~e totale inhoud

van de gevulde ruim~e is 18,852 m3, waarvrul na aftrek van het

volume van de ringen nog overblijft 18,852 _ 18,852.0,205

=

14,987 m3.

Het gezamenlijke gewicht van de ringen is 18,852 • 500

=

9426 kg. ~e reactor wordt door de vulling dus 9,4 ton zwaarder.

Een zeker vloeistofniveau in het onderste gedeelte van de

1

I

kolom dient gehandhaafd te worden door een contröleapparaat,

dat het niveau constant houdt, daarbij de hoeveelheid vloeistof

regelend, welke de pomp, die tussen de kolom en de

neutrali-satieketel is geplaatst, naar dit laatste vat zendt.

De neutralisatieketel.

-Dit apparaat is 2.40 m. hoog en heeft een diameter van 2 00 m

De inhoud is 3,142 • 1 • 2.40

=

7,540 m3. De ketel is vo~rzie~

van een roerder met twee armen. Belangrijk is zoveel kalktoe

te voegen, dat al het zwavelzuur geneutraliseerd wordt en

f geen o~ermaat aan kal~ achterblijft, zodat de pH

=

7 wordt.

r?

~he

Brlstol Company, Ylaterbury, U.S.A. is in staat automatische

~ ~H contröleapparaten te leveren, waarvan er een schematisch

- op de tekening is aangegeven. ~e toegevoegde hoeveelheid kalk

wordt hier gecontroleerd door een electrisch registrerend contröleapparaat.

Nemen wij aan, dat de juiste hoeveelheid gebluste kaJXis

, ,

o

u

Bij 10oC. lossen op 0,1964 g. CaSO per 100g. water, dus in

8528 kg. vloeistof lossen op

0,196~

• 85,28

=

16,75 kg. CaS0

4•

Neergeslagen worden 58,54 - 16,75

=

41,79 kg.CaSO

luur

.

als filtreerapparaat gebruiken wij een raamfilter 4met platen

van 60 bij 60 cm. en 2 cm. dik. De koekruimte tussen twee platen

is 6.6.0,2

=

7,2 dm3. Per uur wordt omstreeks 35 dm3 CaS0

4

afgefiltreerd, zodat het aantal platen

35/7

,

2

=

5 wordt.

Wordt met CaO geneutraliseerd, dan komen daarbij vrij

42,15/98

;.18 = 8 kg. water/uur, zodat de na het filtreerapparaat volgende

opslagtank ontvangt:

7547+ 8

=

7555 kg. water,

981 kg. glycol en

16,75 kg. CaS04/uur.

De indampapparatuur.

De volgende bewerking is het indampen van de waterige glycol-oplossing tot deze 75,'0 glycol bevat • .Dit geschiedt onder

vermin-derde druk. In het algemeen bespaart dit weinig of geen kosten,

vergeleken bij indampen bij atmospherische druk, ondanks het

feit, dat minder warmte nodig is om de vloeistof tot

kooktempe-ratuur te brengen en wel, omdat de verdampingswarmte stijgt bij

dalende temperatuur, te~vijl bovendien een zekere hoeveelheid

energie nodig is voor het onderhouden van het vacuum. Wij willen

echter desondanks onder verminderde druk indampen en wel, omdat

het temperatuursverschil tussen de vloeistof en de condenserende

stoom groter is, hetgeen de warmteoverdracht bevordert en dus de capaciteit verhoogt en omdat goedkopere lage druk stoom gebruikt

kan worden.

Het vacuum wordt verkregen met een jet-condenser • .Deze bezit,

vergeleken met een oppervlaktecondensor, het voordeel van een

snelle warmteoverdracht en dus een grote capaciteit, daar bij de eerstgenoemde condensor damp en koelwater rechtsstreeks gemengd

worden. De constructie van een jet-condenser is vrij eenVOUdig,

waardoor de kosten van dit apparaat eveneens laag zijn.

Het is nu de vraag of met één verdamper volstaan kan worden,

of dat meerdere effecten gebruikt zullen moeten worden. Tot het

laatste is besloten en wel aan de hand van de volgende berekenin~

waarbij slechts één effect gebruikt wordt •

.ue voeding bestaat uit 7555 kg. water, 981 kg. glycol en 16,75

kg. CaS0.1.7uur • .ue samenstelling van de vloeistof in de verdamper

is dezelrde als die van de eruit komende oplossing. De afvoer

bestaat uit

941/3

=

314 kg. water, 941 kg. glYCOl en 16,75 kg.

CaSO luur.

Wordi bij 0,2 atm. gewerkt, dan is de hierbij behorende

kook-temperatuur van de verdamperinhoud 650C, welke temperatuur aan

de oppervlakte van de vloeistof heerst.

Nemen wij aan, dat de warmte, nodig om het water te verdampen,

gelijk is aan de verdampingswarmte van het water alleen, gan

wordt gevonqen, dat de verdampingswarmte van water bij 65

c

.

559,9 kcal./kg. bedraagt . In iedere 8536 kg. binnenkomende

vloeistof zijn aanwezig 7555 kg. water en 981 kg. glycol,

zodat per Ull-r verdampt worden 7281 kg. water en glycol. De voor

deze verdamp~ng benodigde hoeveelheid warmte is 559,9 • 7281

kcal • .De ge1D.J.ddelde temperatuur van de vloeistof is die,

overeen-komend met de erboven heersende druk van 0,2 atm. vermeerderd

met de kookpuntsverhoging, veroorzaakt door het gewicht van de

vloeistof zelf. Nemen wij aan, dat laatstgenoemde

kookpuntsver-hoging gelijk is aan die, veroorzaakt door de h~ft van de hoogte

van de vloeistof, dan wordt de extra-vloeistofdruk 90 • 1,08 •

-o

1

~ .

.

~

')

~

, ,

p

0

' , ( ' ,

u

u

hoogte 180 cm. bedraagt. Het s.g. van de verdamperinhoud is

1,08 kg/dm3. g/

De gemiddelde totale druk wordt nu 0,20 + 0,097

5

0,3 k cm2,

hetgeen overeenkom'ét met een temperatuur van 76 C •. Voor de

-ger-warming van 8536 kg. waterige glycoloplossing van 10 tot 76 C.

zijn nodig (76-10).8536 • 4,15 • 0,239 kcal.

Het verwarmend oppervlale van de verdamper wordt berekend uit

(76_10).8536.4,15.0,239+559,9.7281

=

0,1. 0.1,488. (94-76)A,

waarbij gebruik gemaakt wordt van stoom van 60, ö cm. Hg.

A

=

528 m2.

ve mengwarmte is verwaarloosd, deze bedraaet voor 941 kg.

glycol, verdund van 10~" tot 73vol'i" in totaal 1923 kcal. . .

Bij gebruik van 111 pijpen wordt de totale lengte van all e p~Jpen

528 • 100/9 • 2,9 ft en het aantal pijpen bij een pijplengte

van 5,5 ft. 528 . 100/9 • 2,9 - 3093

5,5

-

,

dus zou de verdamper veel te breed vvorden. Daarom wordt tenslot~

besloten een triple-effect verdamper t e gebruiken, waarbij de

eerste verdamper met stoom verhit wordt, de tweede met de door

de eerste ontwik\:elde damp en de derde door de damp, welke door

het tweede effect geproduceerd wordt. Dit verlaagt de

stoomkos-ten, maar verhoogt de kosten. van het apparaat. Bij de

vaststel-ling van het optimum aantal effeceten moet rekening gehouden

worden met de arbeidskosten~e kosten, de stoomkosten

en de waterkosten. Telt luen deze kosten bij elkaar op en zet

men ze uit tegen het aantal eff ecten, dan komt een kromme

te-voorschijn, welke een minimum vertoont. Voor diverse

voedings-methoden vvordt een dergeli jke kromue gemaakt, waarna uit de

ligging der minima een conclusie getrokken wordt.

De voeding van het eerste effect wordt vo)rverwarmd door de

stoom, 'vvelke van ~~ effec~.afkomstig is, zi j treedt het eerste

effect binnen, stroomt door het drukverschil naar het tweede en

komt tenslotte in het derde effect, waar de laagste druk heerst.

Met een tandradpomp wordt de 73)~-ige glycoloplossing uit het

derde effect gepomt,de vloeistof passeert een raamfilter,

ten-einde neergeslagen CaSO af te filtreren en wordt vervolgens in

een tank opgeslagen. De 4gecondenseerde stoom wordt afgevoerd

naar de bij het effect behorende condenspot.

Kleine hoeveelheden, neergeslagen CaSO_á moeten af en toe uit

de effecten verwijderû worden. Zij wor~en daarom voorzien van

een conische bodem, afgesloten door een kraan. Onder deze

kraan bevindt zich een ontvanger, welke bij normale werking

via de kraan met de verdamper in verbinding staat. Het CaSO

zakt naar beneden in de ontvanger, welke periodiek geledigd4

wordt.

Ieder effect wordt voorzien van een drukmeter en een kijkglas

daar het uiterlijk van de kokende vloeistof indicaties geeft '

aangaande het kookpunt. Deze kijkglazen worden nat gehouden

door een kleine hoeveelheid vloeistof erlangs te laten stromen.

Een sterke lamp verlicht het binnenste van ieder effect.

In het bovenste gedeelte van elk effect worden spatvangers

aangebracht. Oncondenseerbare gassen in de verwarmingsstoom

worden af en toe afgelaten in de effecten zelf, waar ze meteen

weggezogen worden.

In totaal worden 7241 kg. water/uur verdampt, dus gemiddeld

2414 kg/uur per effect.

-u

-9-No. effect Toevoer Afvoer Mol. fractie water in de

Water Glycol Water Glycol Vloeistof Damp

1 7555 981 5141 973 0,947 0,999

2 5141 973 2727 956 0,906 0,998

3 2727 956 314 941 0, 530 0,98 5

Er verdampt ook een hoeveelheid glycol en wel~lobaal) :

In het eerste effect 2414.0,001.62/18

=

8,4 kuur

In het tweede effect 2414.0,002.62/18

=

16,8 kg~uur

In het derde effect 2414.0,015.62/18

=

120 kg. uur.

Plaatsen W1J een dephlegmator boven de eerste twee effecten,

dan condenseert er teveel stoom, willen wij een redelijke

hoeveelheid glycol condenseren. Daarom leiden wij zonder meer

het dampmengsel van effect 1 in de stoorabuizen van effect 2 en het dampmengsel van effect 2 in de stoombuizen van het derde

effect. ~e gecondenseerde stoom van alle effecten wordt

toege-voegd aan het water, dat nodig is voor de hydratatie van het

aetheenoxyde, zodat geen glycol verloren gaat.

Noemen wij het aantal molen water in de damp van het derde

effect P en het aantal molen glycol Q, dan is:

18p +62Q = 2414 en

P;Ó? + Q) = 0,98 5 waarui t volgt

aantal molen"water in de damp 128,2

11 11 glycol" 11 11 1,9

Wordt gedephlegmeerd tot een mol.fractie van 0,998 in de damp,

dan is de samenstelling van de vloeistof 0,900. Worden B molen

vloeistof gecondenseerd en blijven A molen damp over, dan is

a +B

=

130, 1

0,002a +0,1B :: 1,94 , dus a

=

113 I,iol. en B = 17 l.~ol.

Gecondenseerd worden 2414 - 113 • 18

=

380 kg. vloeistof/uur, waarmede bereikt wordt, dat de dephlegmator nu slechts 16 kg.

glycol/uur uoorlaat. "

In het water, dat aan het begin van het proces wordt toegevoerd,

bevindt zich dus reeds 16 + 16 + 8 = 40 kg. glycol/uur.

Het raamfilter.

De oplosbaarheid van CaSO_á in water bedraagt bij 80°C. ongeveer

1,8 g./ l, zodat in de afvóer van het derde effect nog opgelost

zijn 1255 • 0,0018

=

2,26 kg. CaSO/uur. Neergeslagen zijn

16,75 - 2,26 :: 14,49 kg.CaSO /uur,4waarvan een deel in de

ont-vangers onder de eff ecten

te~echtgekomen

zal zijn, b.v. 7 kg.

per uur, terwijl de rest, 7,49 kg./tl1..rr, in suspensie gebleven

is. Worden weer platen van 60 bij 60cm. toegepast met een ko

ek-dikte van 2 cm, dan is bij een koekruimte van 6.6.0,2

=

7,2 dm3

één plaat voldoende. Twee raamfilters worden aangebracht,

ten-einde de een in werkine; te stellen, wanneer de ander gereinigd wordt. Het waswater van het neerslag wordt weer in het

verdamp-systeem teruggevoerd.

~e tandradpomp perst de nog warme vloeistof door het filter in

o

o

( ,

u

-10

-De destillatieap?aratuur.

Een centrifugaalpomp pomp de voeding van de eerste destillatie

-kolom door twee warmteuitwisselaars, waar de voeding eerst door

I

het ketelproduct verwarmd wordt en vervolgens door stoom op kooktemperatuur~w t gebracht. :0e hoeveelheid van de voeding wordt door een '.R C gecontroleerd en geregistreerd. De top

-dampen, welke pra~tisch uit zuiver water bestaan, worden in de

condensor gecondenseerd en afgevoerd naar een opvangvat; de

m a t u u r van het condensaat wordt geregistreerd door een

• • , welke werkt op een regelklep in de toevoerleiding van

oelwater. Zen deel van het condensaat wordt door een centri

fugaalpomp naar de topschotel teruggevoerd, de hoeveelheid

hier-van wordt gecontroleerd en geregistreerd door een F.R.C. De rest

van het condensaat wordt door een andere centrifugaalpomp

afge-voerd naar de tank, waarin zich het water bevindt voor de

hydra-tatie van het aetheeno~rde. Een L.L.C. handhaaft een constant

niveau in de opvangtank van het topcondensaat.

Op de topcondensor is een jet-condenser aangesloten, welke door

injectie van stoom en water de druk in de kolom op 228 mmo Hg

handhaaft.

Voor de berekening van de destillatiekolom is de methode van

llic Cabe en Thiele minder geschikt en wel, omdat de moleculaire

verdamyingswarmten van glycol en water, resp. 11,84 en 9,66

kcal./T,iol, teveel verschillen • .0aarom vlOrdt de methode van

Ponchon toegepast. f i.

In een W-x diagram wordt de enthalpie W in kcal./-kg mengsel

uit-gezet tegen de mol. fractie

x

•

.Je enthalpie

W=O

wordt vastgesteld

bij

OOC

,

zowel voor glycol als voor water.

Be~ekening_van_d~ vl~eistoflijn.

:Je destillatie wordt uitgevoerd bij 228 ~. Hg.

Bij d@zedrUkkOOktZUiVerwaterbij69,3c. enzuiVergIYCOlbÎ'"

160,6 C. D~ enthal~ie van water bij 6,9, 5 ,Co bedraagt 69, 5 kcal.

/l{g. ::: 1,2

51

kcal • 71dOl •

In International Critical Tables kan menvgor de S.W. van glycol

de volgende waarden vinden:

Temperatuur

°C

.

°

- 11, 1 2, 5 5, 1 14,9 Stellen 'vVl J C ::: a + 19bT ,9 + cT , 2 0, 544 0, 571 0, 575 p 2 ::: a + b. 273 + c. 273 2 ::: a +b.287,9 +c.287,9 2

=

a + b. 292,9 + c. 292,9 dW ::: C dT, dus p dan Cp in cal./ g. 0, 544 0, 537 0, 552 0,556 0, 571 0, 575

worden a, b en c gevonden uit

a ::: -0,065 b = 0,0015 0,00000268 c

=

(WL)~~bC6~C :::

J

~60

,

6(a

+

bT

+

cT2)dT

:::

-0,065(433,6-273,0)+ ' - ' 2 2 3 3 0,0015 .'2. (433,6 -273 )+ 0,00000268. 1/3. (433,6 -273 ) ::: 129,2 cal/ g. = 8,0 17kcal/r.iol.

Voor de enthalpie (WI)~ van een vloeistof met samenstelling

(, _'HL ) _T x = _{x ,VL T} (,. )water

+

( 1-x. ) ( _WL ) T glycol + QT x ' waarin QT de x

men~varmte voorstelt.

T T

(WL)~IYCOI

=/

cpdT = / (a+bT+cT2) dT

=

a(T-T

o) +

~b

(T2_T~)

+ o 0

1/3.C.(T3_T~)

.

Dus: (W_L)

~

=

x( W L) ;ater

+

(1-X).t -0,06 5( T-To) +

~

.

0,00 15( T 2

_{_T~}

₎₊ 1/3 •

0,00000268.(T3_~r;

)} +

Q~

De enthalpieën van water worden in de stoomtabellen opgezocht,

die van glycol ~orden berekend op bovenstaande wijze, terwijl

de mengwarmte Q alleen bij 17°C. bekend is. Uit gegevens,

aan

Internation~l

Critical Tables ontleend, vinden wij voor de mengwarmte van 1/10 I\lol. glycol met 3/10 I/iol. water 0,00418 kcal., een energie, welke te verwaarlozen is t.o.v. de molaire

verdampingswarmte.

In onderstaande tabel zijn vermeld de vloeistof- en dampàamen

-stellingen bij 228 ~n. Hg bij verschillende temperaturen van mengsels van glycol en water.

mol.fractie water mol. fractie water in de

vloeistof damp Temperatuur vloeistof damp Temperatuur

1,00 1,000 69, 5 0,20 0,900 111,2 0,90 0,998 72,8 0,10 0,786 127,5 0,80 0,996 75,6 0,08 0,745 132,0 0,70 0,993 78,8 0,05 0,650 139,5 0,60 0,989 82,9 0,04 0,600 142,1 0,50 0,982 87,7 0,03 0,535 145,1 0,40 0,972 93,1 0,02 0,448 148,3 0,30 0,950 100,5 0,01 0,310 152,4 0,00 0,000 160,6

r.let behulp van bovenstaande tabel en de aangegeven wijze van berekening worden de enthalpieën van kokende vloeistoffen bij verschillende samenstellingen vastgesteld.

Samenst.vloeistof Beginkp. (WL);ater(WL)~lYCOl (WL)~ _{in kcal/Mol}

x

°

160,6 2,912 8,017 8,017 0, 1 127,5 2,302 5,909 5,548 0,2 111, 2 2,003 4,964 4,372 0,4 93,1 1,676 3,974 3,055 0,6 82,9 1,492 3,466 2,282 0,8 75,6 1,361 3,100 1,709 0, 9 72,8 1,310 2,970 1,476 1,0 69,5 1,251 2,815 1,251 Be~eke~ing_v~n_d~ da~liin~

ien analoge werkwijze geldt voor de nu volgende berekening.

Nemen wij weer aan, dat

( 0" '~G )x ('~T )water ( ) ("r )glycol .

T

=

x "G T + 1-x. tiG T ' waarln

(YiG)~ de enthalpie van de damp bij een temperatuur T en een

samenstelling x voorstelt, dan wordt de enthalpie van de stoom in de stoomtabellen gevonden, terwijl de enthalpie van de

glycol damp door berekening wordt vastgeseld. ~e enthalpie van verzadigde stoom bij 69,5 C. en 228 mmo He is 1,25 + 10,03 = = 11,28 kcal/i.> .. ol.

(;.

~""I

l/LL-'t"-

-I ' ,

o

Volgens Clapeyron geldt 1:' ~~ = Q • ':ri j willen nu de V'_V"

molaire verdampingsvrarmte Q berekenen uit V I , V", dp/ dT en T.

In de literatuur worden de volgende gegevens gevonden voor

de samenstelling van een p-~~ d,iagram y;an glycol:

I Temperatuur .vruk :remperatuur .Jruk

°c

100 120 130 140 150 rom. lig 14 39 62 96,8 147,9 0(" mmo :Ig v 160 218,8 170 316,2 180 446,2 190 615,9 197,2 760,

-Wij berekenen eerst de verdampingswarmte van glycol bij 197,2°

C. dp/ dT wordt gemeten in het p-T diagram en be draagt 510 • 0, 1 • 13, 546/21,7 kg/m2 graad.

1 kg. glycol neemt bij OOC. en 760 mmo Hg. in dampvorm het

volgende volume in 1000. 22,41/62 1, aannemende, dat glycol

-damp zich ideaal gedraagt.

1 kg. glycoldamp bezit bij 197,20C. en 1 atm. een volume van

1 470 2 3 3

62 . 22, 41 . 21~ m

=

0,62254 m •

1 kg. vloeibare glycol neemt een volume in van 0,0009 m3,

dus V ' -V" = 0, 6 224 5 •

Q

=

470,2 . 0,62245 • 510 ~ 13, 546 • 62 _ 13 53 kcal/Mol

21 , 7 • 426,

9

•

1000 - ,

In de literatuur wordt gevonden Q = 11,84 kcal /Mol.

Wi j willÖn nu de verdampingswarmte van glycol bi j 228 mmo Hg

en 160,6 C. kennen.

Uit het p-T diagram wordt voor dp/ dT gevonden

44, 5 • 5 • 0,1 • 13, 546 kg/m2 graad.

53, 5 . 0, 5

1 kg. glycoldamp bij 160,60_{C. en 228 mmo Hg neemt een volume}

in van 22,41 • 760 • 433,6 62 • 273 • 228 V'_V" = 1,9128 m3.

=

1,9137 m3, dus Q

=

433,6 • 1,9128 •

~j

:

§

:

~~6

;

9

1

~

t

~6~0

·

62

=

13, 57 kcal/Mo ï,'lij nemen voor de verdampines'warmte van glycol bij 160,60C.

en 228 .. mm • HO' b aan· •

1

3

,

57

₁₃

,

§i,84

=

11,87 kcal/l;1ol.

Tenslotte nemen wij aan, dat de damplijn rechtlijnig is.

W" .. "'"

Berekening van het aantal theoretische schotels.

- - - -

-

- - - -

- - - -

-.Je voeding wordt Gesplitst in een destillaat, hetwelk 99,9

mol/o water bevat en een residu met 0, 1mol,o vlater. Twee mate

-riaalbalansen over de gehele kolom leverenons de hoeveelheid

destillaat en ketelproduct:

:b' = .J + K en l!'x_f = .Jx d + KX_k ' waarin l!'=aantal molen voeding

per uur, ~

=

a~ntal molen destillaat per U1IT en K

=

a~ntal molen ketelproduct per unr.

,

-.

o

o

( 314 + 941 ) • 1000

=

;J -t- K

1ö

b2,1

( 3

~

8

+

g~;

1 ). 1000 0,535

=

D • 0,999 + K • 0,001 •

Hieruit wordt berekend: .J

=

17440 LOl/uur

K

=

15160 1/

~

:---,--

--

~(j

I

JJe condensorFc:n!:!~~ert

:119 damp tot

v10ei-,

j(J

_{[ stof op kookternperatuur. Een materiaalbalans}

~---~==~--~~~over de condensor levert C

=

E + D. ~e punten

t~ I tJL C, .3 en .J liggen in het Vi-x diagram niet op een

+

rechte lijn, daar in de condensor de warmte

d

1

Q' wordt onttrokken. Het ~transport omhoog,

f!> C _ 3 = L, ligt op ~~n rechte li jn met de punten

C en E, daar hier geen warmte wordt afgevoerd.

Sr geldt dus: C

=

3 + D n_~ l

=

n._1\1 , ViM - W.J C

=

E + IE x. ,

=

X_JJ

=

x.,.., I. ,Lu ;..J

=

Ql/n.:J • , d,w.z. , terwijl

JJe optimumterugvloeiverhouding wordt alleen

'K bepaald door economische factoren en staat in

nauw verband met de warmteinhoud van de voeding.

Voor verschillende warl'teinhouden van de voeding

behoort de optimum reflux bepau.1d te worden, waL. rna men aan de

hand van de kOlolnkosten(evenredie met het volume) en de

stoom-kosten tot een besluit komt. Hoe groter de R, des te meer stoom

er verbruikt wordt, maar des te kleiner het aantal schotels

wordt. Vii j nemen 11 = ElJ = 1/3.

R

=

B/j)

=

n],;/n.J

=

nZ/nl._I

=

:~Ll

-:

;

'

:c

=

lVlC

=

1/3 ( zie het W-x

IV_C - HE CE

diagram). C ligt op de clampli jn, y C

=

0,999 , dus 1.1 is eveneens

vastgesteld. CE

=

10,03 kcal, dus l.lC

=

3,34 kcal, dus WF-Wi)

=

=

1

°

,

03

+

3, 34

=

1 3, 37 kcal t ct. w • z. Q' / n D

=

1 3,

37

•

.1

n.0

=

17440 l..ol/uur, dus de door de condensor af te voeren

hoe-veelheid warmte is Q'

=

17440 • 13,37

=

233173 kcal/Uur •

.Jamp C is in evemvicht met vloeistof H. C+ H

=

E + G , C-E = M,

dus 111+ H = G. G, Lt en tI liggen op ~~n rechte lijn, CH is een

nodenlijn. Uit het y-x diagram ziet men, dat bij een YC

=

0,999

een AH

=

0,950 behoort. JJe terugvloeiverhouding op de eerste

schotel is H/.J

=

rl/lvi = hlG/CJH

=

64/201

=

1 : 3,14.

Twe~de_schotel.

G of- P = I + ll . G-H =.Ll1 dus E+P

=

I . Y G = 0,985 , dus xp =

0,528. hlet de damp I, YI = 0,902, is in evenwicht een vloeistof

S met samenstelling

Xs

=

0,203. De terugvloeiverhouding op de

tweede schotel, _R2

=

lH/lP

=

55/214

=

1 : 3,89 •

.Je voedin~sschotel~

.Je voeding:F splitst zich in een brutodamptransport rii naar

0

-14-F = lil + N . x_N = x_K = 0,001, waarna punt N vastgelegd is.

~e voedingsschotel is de derde schotel •

.t' + P + T = S + I , dus 1,1 + N + I - I.~ + T = S + I , d. w. z. NT T = S,

waarmee T op de damplijn vastgelegdis. YT = 0,516.

Vi erd schotel.

-Met damp T is in evenwicht vloeistof 0, de samenstelling van

deze vloeistof is

Xo

= 0,028.

Vijf de _schotel.!.

Q +R = UT 0 en daar Q - U = N, geldt N + R = O. YR == 0,062.

Met damp R is in evenwicht vloeistof Q,

x

_Q = 0,002 •

.Je_ketel.!.,

l:..ateriaalbalans over de ketel: U + K == Q en daar Q - U == N geldt eveneens: U+ N = Q , d.w.z.

xI(

=

x_N en n_K = n_H ' het verschil in warmteinhoud tussen

K en N wordt ui tgectrukt door WK - '{IN == 10,8 kcal/ritol, dus

Q == 10,8 • ·15160 = 163728 kcal/uur.

Punt U ligt op de damplijn op het verlengde van NQ, terwijl K

en U op een nodenlijn liggen • .0e samenstellingen van U en K

zijn niet meer precies na te gaan, maar

Xv

is zeer zeker kleiner

dan 0,001.

'-Het aantal theoretische schotels bedraagt dus 5.

Het resultaat wordt als volgt samengevat:

No.schotel ~ampsam. Vloeistsam. Enth.damp 3nth.vlst.

1 yc==O,999 2 y,,-=0,985 J 3 YI=0,902 4 YT=0,516 5 YR==O, 062

:Je warmtebalans over

xH==0,950 x_p=0,528 x G=0,203 xO=0,028 XQ==o, 002 de gehele WC= 11,29 _WH== 1,35 W G= 11, 40 W_p= 2, 50 "N_{I ==} 12, 12 _WG= 4,35 WT==15,45 WO== 6,86 "I'lu= _{. .Ll} 19,35 W_Q= 7,85 kolom, Temp_oC. 71, 1 85,6 110,8 145,8 160 n:l!,'{vl<' + Q == I'Tj)Wj) + _nKWK + Q I is een contrele

op de bovenstaande berekenii1gen. Vullen wij alle grootheden

in de bovenstaande vergelijking in, dan volgt:

32600.6, 50 + 163728 == 17440 . 1,26 + 15160 • 8+ 233173,

ofwel 375628 = 376427. Het verschil is toelaatbaar, slechts 0, 2~

:.Je da~~nelheid_ wordt berekend met de vergelijking

u == K

î{fi;f3-

,

waarin

v fA.

u == gemiddelde dampsnelheid over de gehele kolom in ft/sec.

o

== dichtheid van de vlosistofstroom naar beneden

~~ == dichtheid van de dampstroom naar boven.

Kv == constante, afhakelijk van de te destilleren componenten

en de schotelafstand.

t

i

wordt gelijkgesteld 3.8..n het rekenkundig gemiddelde van de

dicgtheden van water bij 69,50C. ( 0,9781 ) en van glycol bij

169 C. ( 1, 1081 ) , dus == 1,0431 kgjdm3 = 65,121 Ibs/ft3.

I'L stellen wi j gelijk asn de gernidaelde waarde van het s.g.

o

Het s.g. van glycoldamp bij 115°C. en 228 IDIT •• Hg is

62,02 , 273 • 228 0 000584

22, 414 •

388

•

760 , 1000

= ,

•

Het s,g. van waterdamp bij 115°C. en 228 mmo Hg is

18 • 273 • 228 • __ 0 000170

22,414 • 388 • 760 • 1000 ' •

i(

0,000170+ 0,00058 4 )

=

0,000377 kg/dm3

=

0,0235 Ibs/ft3.

Wordt voor de vloeistofhoogte op de platen 1" aantsenomen bij

een plaatafstand van 18" ( 45,7 cm.), dan wordt Kv = 0, 14, dus:

O 14 65,121 - 0,0235

=

7 37 ft/sec - 2 25 m/sec

u = , . 0,0235 ' • - , -.., •

De hoeveelheid damp, welke per uur door de kolom stroomt,

be-draagt ~,i

=

C - E

=

D

=

17440 LOl/uur. Stellen Vlij de diameter

van de kolom gelijk a, dan is

273 115 273

17440 • • 22'8"760 . 2? 4

<-

, . ,

0 001

= , .

2 25 3600

·

.rc

4

.a 2 ,

dus wordt de kolomdiameter a

=

54 cm.

Wordt de schotelefficiency op 70j~ vastgesteld, dan wordt het

aantal praktische schotels 10 • 5/7

=

7.

ûe lengte van de kolom is 6 . 45, 7

=

274,2 cm, dus 2,74 m.

het bodemuroduct van de eerste destil~atiekolom bevat nog wat .

CaSO Li' te~'wi,jl bovendien de mogeli ,jkhei d bestaat, dat er dil?lycol

en triglycol aunwezig zijn, hoewel het betreffende patent nlet

hierover spreekt. Om deze redenen wordt dit product nog aan een

vacuumdestillati

_ü

onderworpen bij 14 lIllil. lIg en bij een

toptem-peratmrr van 100 C. In principe is deze destillatie hetzelfde

als de vorige. Het topcondensaat wordt opgevangen in een vat,

een gedeelte wordt teruggepompt naar de kolom, de rest wordt

als eindproduct afgevoerd naar het glycolreservàir.

~al~tis~h~ ge~e~e~s~

Het gehalte ai:.:l.n aetheenoxyde in het reactiemengsel en in het uitgangsproduct wordt bepaald door het oxyde om te zetten in CH?ü.ElCH

2Cl met HCI, waarna de overmaat HCl teruggetitreerd

woï'dt.

Polyglycolen in het reactieproduct kunnen bepaald worden door

middel van een genormaliseerde destillatie, waarbij de dichtheid

van het residu gemeten wordt Hoe hoger de dichtheid, des te

meer polytslycolen.

álldere_methode~ va~ reiniging van het gltcol~

Volgens 9) is het mogelijk de neutralisatie van het zwavelzuur

met kalk achterwege te laten d00r het mengsel, na het passeren :

van de reactor, door een kolom te zenden, welke een

anion-absorberende kunsthars bevat. n.ldus kan met "Anex" of ".Amberlite

1R-4" al het zwavelzuur verwijderd w:rden.

Het }!'ranse patent 10) spreekt van het opwerken van glycol uit

zijn waterige oplossing door deze oplossing met een ander

oplos-middel te behandelen, hetwelk mengbaar is met glycol en niet of

gedeeltelijk mengbaar met water. Hiervoor worden een alkohol,

ester of aether voorgesteld.

In een Russisch patent wordt v00rgesteld glycol te reinigen door

behandeling met poederkool. ~it zou slechts weinig

absorbtiemid-del vereisen, hetwelk bovendien door verhitting weer

--\..)

o

1. C.I.O.S. XXVII, 85, l .G. :b'arbenindustrie .ti..G. Ludwigshafen. 2. B.I .O.S. ~'inal Heport No. 360, Item no.22, Gendorf, l . G. 3. C.I.O.S. XXIV, 19, Item No. 822, ~organa G.M.B.H. Werk

4. 5.

6

.

7. 8.

9

.

9. 10. 11. 12, Gendorf.

U. S. 2, 472,417, l\lax Gonze to Sol vay and Ci e , 1949.

Ind. Eng. Chem. 40 , 389-92 (1948) • R.R~ Cartmell, J.R.

Galloway, H. W. Olson en J .hl. Smi th.

U.S. 2,255, 411,' Charles

.'1.

.

Cohen en Clayton lil. Beamer te

Standard .dlcohol Co.

U. S. 2,236,919 , to Shell ~evelopment Co.

W;j:±lianr H. lvlc • .ddams, Heat Transmission.

Brown, Unit Operations.

U.S. 2,409,441 (1946) , Floyd J. hletzger.

Fr. 850,~84 (1939), to Speas ~evelopment Co.

B.I.O.S. Final Heport No. 776.

Z. f. Ällgew. Physik

1 ,

9

(1948) , Bestimnlumg des Dampfdruck~

von Glykol-Wasser- Gemischen bei Temperaturen bis zu 150°C. von W. Hellwig.

13. Ind. Sng. Chem. 27 , 66 (1935) .

.J./ 10

~~:

IJ

-11 F-, Ir rt 1'1 I.J. /I Ij _I tt I , I I , I

r

I J .,--~E I. _I~;

:;-li

:t ;~ I -'+t-/ 1+ ~ ~ ;1 0,' It r IE

if

Ir

Ir IJ ~

il

~ }

Ir

Iti;; 1;*

ma

+f -++ 'i~

:r

H1t Lr ~:

Il

w.! r~l

il

~

i:

IJ ~!

li

:11 1I 11 H If ft

-mqtij

li

~' ~F*

'f

11 ~;~i .! 11Ii :~Ht1! 11 1!'lh~

liiTtii

t:rwq

'!ii

tf

i+

rml

1:;111 111:

I!

}1 '~ ~. ~ Ir rrl (

1

ij'jf

g

n

r, l-HF-I+H'i-I-f-H+l-H f ffH++tI1f-H f Hl +I I HIt Ittt iii ;; :1$ F. I1 H~

" tr

I~ fF --;.-!-:-:! ft w ;i-1 , -,

rm

r:'?~ Ilt _t'

l

f

~T I Fr tI ~ 11-' !-H~ H+t-tt++HHfttH ~ 111 ttt O,L ..L J IM , D-iH, 1+

ri

:j tè' ':~l ~ t! !~

d:

_!iI

I , _i1 ii,+ til _lill: ,

_iil,

_{i; .}

.ti;1 1 ; ,/1:1 _:r H lil :~+

ti

ti !1 Hl

!!

-J _!!!:

i!

_11r. ! I! rii il : / ijd: ~ lidHl'Hr' li I' :: I ili

Ir

f

:f~Hl; 'I~;! _i! H

Ir-rit f~ii [1 it ti

It-;j '~ _Î:!

_ti

I ~11 ~ll! ~, :; L;j! 11 / ~j

r;,

_:U

_~. Ir mt f!' ,1 r.i -! Iti -~ I~ I'~

+

II ~il 1:; Hl 11 ' Ir ~ J

:!

1+ ~ ,11

iia

I

il

11

I

l

..

_,J

~

~

_In

_I-It

:1\

....

_i

':ti Irt

1: ffi ft c'~ ~ I :c::+;c:.; Ob: :f ~I± Ol: F+q H-t ,L

~D t f.- '-t +;' _~ ..1;;. "'-:::.:~ !':--.. .~ \ ~ ',g ;t l-'

r

~ ....

~

1"T f,~ "... :ff~ H .H Itf +t f:j: P: ~ :!j: m:tt@ ~ ti +,. ':""'.;,w. ~ iJ t: _~ m

~7

f:t:i !=r ftt t+:t fCfiti ti _1'" I±tl :ji:t+ "ti' ct t f" f+ :..:t. R-i

,...

Tt ~ _$= :i+ ~ .. U. f' .~ ij ',., _f+ .,-1 ~± .~. "ft ~ i+ -rl itj: ~, .:.t H ftH Iter Hl m:r tt +=:tt ;;-" -,-''f .;-'- +!-,. 1W1i lî' ~ ...,.".

r

±

fF ltM: 1,i1. .t. rt: 'r .;..' _{~~ I:}

_r

_i

Im .. , tl _Ir

:l't

1 .c ..

tf

Ij =Ft H H 1.,-+ ~r ;.j: ,8= ::'::: ,~ :-..

+

:t::;::: 1'1= t;: .:~ +i-,;'.tt:; -;:

it

~f :':; ,::~!t;: , .... ~ ct :.:t i11 :". ₁₁ !j ~ lt 1+0.

ft

or.cm _{IE E'tI} '1" :+ 'H g 11: lt Itt '±

-,-*

.:~: .:;t: lit IR= ft f1 +.

:

.~ .. l'f

r,

fl m ~. ;~ y,

,I

r I'ct Irt- .~ ,+:

-~ _{-ti H;fl:i} ri I!~ :t. h _h

Irt _ti' 1+1 ~~ 1+1- _[4 +r Ir: _:: ;t: ±. 1t: . L te it, H+ If! .~ I+l ₁ F!- !~. i-;. f: ~~ _n~~ ~ ~1. t:!' ,. 1:1: _'" ::1' t H-t +t [:!' _{It t-~} te f:j:l g: :.j- ti-,°1" _1']: .01'0 +, 1+ fH '$ !tt tI,OLS Hit tti 111: ; t f<:~.

1

iJt

fffi'

11:, ~ ~: ~ c;:.c _{.:!l : +HF} 0

~~

0.1 _{0.1.- D,J 0.1{ ~.r ~,:o,n~ 0,6}

V

D,e 0,9

1.

.JJ.

1,0

~~

L

.1.:

,r I

7

r

\0"

FH

im

n:

I 111 lm

i!

I1 fti

fffifUIDn!l;!UnI

fit

NDD ~-immr"""""'ITImHIF~I,

a; (;

Hffimrn . .J rt:l41~ -- ~-I ~. -l(iJlJ ~

---

i- ,-

~

~._~

~

~

OID

~

IJo o 7° IL f~;:r:r.;: trr1, ttt 'ro ( ) \

, .

-I ~D 1_7° 1'0 _I,~

_o

_e.

..

~ I / . . . -. = ~r·t!. ________________________________________________ ~~ ______ ~~._.~, ________ .. ~~t~à"·K~t9S?~·~.