Bereiding van Azijnzuur

~,

.[2[J

, I I . (c.~.~~~ t. lC.~~~" I .,

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

o

IJÎ

I

1

Hoofdstuk I.

Ov~rzicht van de Technisch toegepaste bereidingsmethoden. :pe bereidi,ngsmet}ioden van azijnzuur kup.nen in een viertal groepen worden verdeeld. (1) (2)

a) fermentatie v~ alcohol.

'~) destructieve, destillatie vElD. hout.

c) voornaamste

~f~thétische

methoden.

d) , ov~rige methoden.

_..

W.ij 2iullen de'ze m,ethoden in het volgend,e kort bespreken

en de voor- en nadelen van de diverse methoden J),agaan.

a) De Fermentatie van aetllylalcoho1.

(3)

(1).

• ~'" 1 .

Dèze ferméntatie, 1;>~e'staat in een bactericide oxydatie van '

aethyla1cohol.'Voor deze ferméntatieworden b~cteriën van het

genus,acetobaçter toegepast. De literatuU+'op dit gebied

V'er-' . , ., I .. •

meldt voornamelijk; Acetobacter séhuezenbachii, Acetobacter

èurvum

ên'Ac:t~tobacter orl~~sti

})e methode

sta.~:p

bekf!nd onder

'de

naam

van'sD:elaz1jn.methode. D~ze naam drukt reeds uit, dat

zjj

vÇ)oral wordt toegepast voor de bereidj.ng y~ verdunde

op-I .

'l.osaingen van ~jjnzuur ~ De

ma.x:imwn

conèentrat.ie van het product:

is ca. 8

%

azijIÏzuur! pe methode wordt voor de bereiding van i

ij$azijn'wel toegepast. maar is voor de bereidlJlg daarvan op

grote séhaa,i minder

'ge~çhikt.

De

~imum ëapa~iteit

is

onge-veer 10 ton per dag ~ Voor grotere prod'~êties is de methode

m:i.nder ec.onöm1.sch' dan, .de k~talyti$el1e o~ydatie van

aethylalco-hol en aceetaldebyde~ Öok voor kleinere capaèitel.ten is .de

methode minder geábtUltt;. omdat in verpand met het, voorkomen

van':i,nfectie

v~

de

ier~entatiekU,pen

het proces nogal

ar-be~ds~ntensief zal zijn~

b) Destructieve Ciestiilatie van hout.

.

,

.

,1>e vloe;lstof, d~e Qjjde~e destructiev~ destillatie var",:,

kregen' wordt,

bev~t. 5 ...

6

%

,~zjjnzuur

(en andere zuren als mie ...

ren~uur en propionz~ur),'2 ... 8 % methanol, 2

%

teer, 2%

hout-diÊin'ennog tal van

~dere

produétent (1) Dit is ook

afhanke-lljk van de. houtsoorten, die, 'aan de destructieve destillatie

worde~ onderworpe~l' .Lootho'Q.tsooI.'Ven geven dj,kwijls hogere

op-bre~gf::r(;en aan azijnzuur en metha.r.i.ol~ dan naa:ldhoutsoorten. Ook

de opbrengsten van de~e prod'Q.cten variërën, sterk? bijv.. 2 - 8 %

az.ijnzuuren 1 ....

3

%

methanol (8)

(9)

(10) (14)

(13).

De

af-scheidtng van ~zijnz~~ uit deze, oplossing kan

OP

2 manieren

.

.

'

geschieden;

1) Via ee~ onoplosbaar metaal-ac.etaal (4) (1,) (11) (5)" Dit

~---~----~---~--- - --~I----~I'=·~ • I ' ; ) '.'

.

. . .' .

..

.

," .. " • • ' . I , .

·0·· .. ··

" j

o

. , 2 ' ..

irrjjw'E:>l llet. ggedkoopste. m:i,ddel is voor de praaçipitati<h De

•. kosten per' vadem hout bedroegen (:i:n 192~) $lt40

(5) ..

Voo!:

. dezepraecipitatie kan plaats vinden,: moet. d$ oplossing eerst gezuiverd worden van té~r, wat doorsed~etltatie kan gel;leure.n,

en van

t>ploabare t'ler, wat door déstillati~ gebeurtli Na

neu-tralisatie Van: de gezuiyeI:'d,e öplósa;ing wQrdt door destillatie .. :ee.I:'st . 'methanol géwo~en en ~aa.~na wordt . ~e oplossing

drt>ogge-dampt .• Door destil;l:a~;1e 'van' het zout met zwavelzuur ~ gevolgd door. een J:'ecti'f'içat:i,e .kUnnen .ijsa~

_(99f5

%) en verdundere

"oploi:u~ingen wordehgewonnen (11) .• 1>e methode wordt niet meer toegepast en,.. is·Vera.rongen.door:de. d:i,.rect~. winning van het azijnzuur door rectificatie van het dest:i,llaat verkregen blj de de,struct:i.eve dest.i~lati~ ~ De kosten v~n deze· methode zijn

Veel..g~r:i,.nge~ : , . . dan. 'voQr, . . ' d~ ee~s-ç'e . me1:;hode ~ (5)~, ~ .

2>

.Directe w.inp.,~Àg~, Voo~ de winningvrul azijnzuur volgens

. . . ' , 1 . ' . .' - '

... ,de~emethode :~I? .evenee,ns. d'eve~wijdéring

van

vèel organische . ' bjjmengselen';'odig

~

Daarop

m'oetd~

bog volgen een' concentra ...

,

'b~e.

,trap

d~"v~~tiuntie' ~plose~~g,

De."

çoneent~atië

door directe

. .

rectificatie is n:i.et economisch t$~gevolg~van

het

ger~nge

vers.ehi1 . ~n samenstelling tussen een. .QplQ$s!ng

van

azijnz/Uttr

e.n

.de.daarm~de in evenwicht ~ijnde dampt Men zou dus zeer lange

rc:ict1fiêat~ek:olommen ,met . ,een groot .aantalsehotel~ nodig

heb-'bE:m.~ Voor deze concentratie zijn een. drietal processen ontwik-keld (6)~

()() . $uida-prooes.. ~e:r;bij wordt in de ~ectifiQatié; tevens ge-" . 'ltiktijdigege-" winping

vB:D-

met~o~,ee;n ,,,retlllX" van houtolie

tQegepas·t· _.

.(5) (7)

(13)~ ;oez~t~oert _{, ...} hét a~ijnzuur, als bo-demproduct;, mee af,; D,e s~~e.i4:Lng v~ de~e houtc>lie " d:ie d.obr vaQ~uindes~il).atie ~ p1t:lats Vinden.; is

veeleenvou-• . ' " • f"

d~ge~ dan de·scheidi~gyan wat~r~

ft» :Brewster~PrOcês .• Hie~bjj

.wordt

gebruik gemaakt van met

wa-='

""ter'niet lllengbare oplos~ddelén~' Het a~ijnzuur wordt uit de;fElrdtmde oplossing gé~omien 'door ext.ractie met deze óplosmiddelen" .(

i5)

~

.

o

hme~-proèea, en.varia.nt~n da:aryan,.

:n:i.t

prOCes is WEll het .meest elegan~.e<:"an d,e d:t;'ie, .. ÖIli.dEl:t geçoncentreerd azijnzuur

direct a,ls _, k~telppoduc:t; _. :,' verkregen wQrdt,. Daa:etoè wordt

gebruik ,se~a~t .vap.. ee.ll met we:t;er niet méllgbare

"entrai-nêr~l,. , . D.e rec:ti!~capie ~ol·omp.ee.f1i , ~, b:ij di~ proces een dub-bele fllllc1iie,.: :(l,l het onderste ,deel vindt de laatste

con-ceJi.t~eri;r,l.g pla~ts. dOQr directe rectifièatie, terwijl hét bov.en,stc;l, deel

vfin

d.e· kolQm werkt alaeen

a.x~tropj,sche

destillat;le .. De rtent~ainertJ" me(iJstal butylacetaat, voert het water als t'opproduct mee af' (15)~,

.~ " .

o

o

VQQr de bereidir+g van .ij~az.ijn door 4es~Irqç~i~ve

Çies.t;i.l;ta-t,1e, 've.:n

hout. '~S' het, du~delJjk; ,dat, !J1èn over

,grç.té·

h.,?ev:ee,l,.:Q,eden

v~ de ge~çh~~te. hou1;;f;l90rtep- moet J.tutmen b~:u:~Ç~kk~P.~

Voorname:-:U,jklt9m~n .in aa~erk~g; . b.elUtep-, berk.e:n .e~ yq:pe$out ,'0or N~~

"

.

derland kgmt ,deze ,~~;I!~.,j,.dingsmethoà.eda~O.Q~, l1l.et, ;in .aanmel!-·

king .. :. Zij,k.:~n s~echts .r~D,dabel . ~ijn, ;VQo~ pÓ~i'jjltè .l,.andep., .. ~oals"

1:>.ijv~ Rusland, (waa;r: ; , . ~E!er v.eelondeJ:z()~k . oPtUt .. gel.?;i.ed

verrioi:l.t

is);~.Cana4a~. Zwede:Q. .e~~I!.J)e aaP,YQE!I,' y~ hQut, van, e1ll;@s .zal,

dQc,>r ,de vrac;b.t~QsteI?. net,proces m;tnder,~~nd.abel Iqélken'i' .'

... '. ' Otach.öon .. iIl' ];let . ~lge~een" bij ,d~ -çe9.:@isçhe bereiding van

a2;ijn~u.~ de

/naeü.'u.k

'sverk . 4.~gt ,ppde$ynt;b.~r~:i:sçhe JIle~hoden ~s

tQ~h .de bereidingu1t ,hö.u,t ~og steëd·$b~;l;angrijk". DOQr ondel':''''

zP.ékingen op h.et geb.~ecl vSJl ,de.

wj,.np.i:ns

vançheJItj"caliën, op

wellt tEt:cr~in .vooral ,~ de Sovj~t .... U:p.:i:.e .v~e~L

. werk

is verricht?

h~e;et lllèn:geV.onde~,d,at . de" opl)reng~rt1enaan2iienlijk groter :kun~

n~nzijn,

dan d:i,e, .

~jj d~. ~e$t:t;uctieve de~ti.ll~t:i.~,

. verkrE;1gE,Jn, ,

;J)af#!~~e ~ men d~ d~structieve <iesti~lat.j.e u1tvoeJ;'~n~. onder

doorle~den yan een' stro,ont. j,.n~~t gaf;!' (16), .o~ in ~egenwoord,~g ...

~e:l~lvan

Qen

höogkOke~de.

mine:r;>aleolie·

(i~) .Ó.2)~.

Ook het

.ult-. . . . ' , ".. ." .

voeren _. vandE,J.ontl.ed;tng·met _{' , ' .}Q.ververhit.te stoom, na. ~. ee~

voo:rbè-:Q!:lnd~ling met zu.'U1'· g~e:tt ,hoger~ :pen<iem~ntèn (18)·~ H1~ruit

blJjkt; . _.

wel,

~~ _{. ,}

t .

vöo~ b.()srjjke: 1and.en." _. die Q:llsover goedkQop _{. . '}

hout be~c~kken~ deze methodell nQg een, conç:urreJ;'el),de po.siti,e

ku,nnen ~emen;t

, '.

o

o

4

Het aç~etaldehyde wordt

uit

~çÇJtyleen ver)tregen dOQ~

hy~atatie, waarb~ mercurizo~ten als katalysatoren worden,

. .

toegepast. Dit

is

~,ijw~l steeds merëtir~sulfaat inzwavelzu~

~l.ie.~,. Vàn dit próce's dat ontdE!ktj,séloorE:ut$cherov (1..9)

in

l884t b~staa.n. eeD groot a~tal vari~te:r:l (20). Deze ~ullen

nog later b~sp;ro:k;en WQ~d,en, zodat

m.er

V'o~st8.a.n,wQrd'!ï _{, ,} met het _,

no~men ervan., De hydratatie.;..reactie

vmndt

plaats pij

at:Ql.()sf~-~isçhe dl'uk,,( :aij de reaç1;.ie ltÇ>m~ veel warmte ~jj (l.) (~),.

DaB.+'dQor is $en zó,rgvuldige, wat'mt.e-éç()~Q~~ en temper~tuur.

'cö:ntr61e,nód;J.g,. daal.' ~ders ,het r.endement y~ de ~eactie

~ , . . . .

st~rk açhteruit. ga;3.t, ,Onder. gunstige omstandigheden is het

r.endement

95- 96

%

..

:paarbij is .de conçentrati(;) VB:n de

açeet-aldehyd,é

oplossing,

die verkregeIl wordt?

nog

sterk

van

.dt;t

u1tvoeringf:jmethodé' a,t'hankè~Jjk~. 2;ij kan variër~:il, van 6~ 20% .. ,

Zjj wordt dool:' recti.fiëatie gezu:i;verd .. en geCQ,neentreerd tot

99,5 %.

,?) '.

tJ~t ,a.~thllalc~hol (1)

(2).

:Dit

procei3 wordt j.n ö,e

Verenigde sta te.n, van .Am~r~ka op' grote ~è~aal tQègepast,. omdat

men daar over grote hoeveelheden a~cóhol bes~hikt, waarvoor

geen "Voldoende afzet bestaat. 1)Çl.ardoor n~emt in de Ver~staten

deze: bereidingsI!lethöde. een coliçur;!?e~en.de postit~ein.

De,al-cohol,

wordt met lucht gemengd.J:>]j een d:J:'~

van

.25

p.s.i •. over

een katalysator ,gele::i.d. Als katalysa.tor wordj meestal

Ag-ms-'.

taal tOegepast., De reactie verloopt bij een témperatu~ van

470 ""!' 48,0 Oen j.s

exothe~m.

Het

r~:ndement

i$ hoog, namelijk

, . '

95

%'.

De conversie pèr ,1,paS$" over de katalysator is evenwel

slechte 25 - 30 %! Dereactie~assen. bevatten ~us nog een groot

perèentage aethylalcob,91~ V~or de terugW~ng daarvan en de

isöle:r:aiïlg van het gèvQl'Me aceetaldehyde :,. wQrQ.en gassen

ge-• . s . ' r ' ,

Wl;a.ssen met koud w~ter., zodat een ternair mengsel va~ water'!"'

alçohol en aceetaldebyde wordt verkregen~ Dit mrbet dan nog

gerectificeerd worden~ De nevenpr'oduçten van de reactie zijn

. '~ . .

voor het

overgrote deel gaevorm1g

,en

bestaan uit methaa:b.,

koollnonoxyde.~ kooldioxyde t á.ètheeh en acetyleen·~ Bij de ee;r:ste">

. " . . ' ~ . - " " .

rectificatie·van het ternaire mellgsel wordt alt? topprQduçt _{. . . " -..}

~en meligl;3el van a.l.coholen~n aç~etá.ld~hyda verkregen, dat

dOOr een tweede r'eetj..f!ëatieill de _{. -} çomp9nenten _{. .} wo~dt 'gesplitst.

Deze w.orden :i:èd<;I,' apax't nog gezuiv.erdt wa~na de alcohól

gera-circuleàr<l: w9rdt:~

Het ~s duidelijkt (Îat ~e ber~~ditlg vanaceetaldehydevol-;

geneJ deze

methode:

nauw v~rbonden i.s aan het al~ of niet.

aan-wezig zijn van .()verschott~n,a~ ~e.tbylalçohol.!, Dat men in dé

Verenigd.$ Staten over deze over;schotten 'besQhikt blijkt uj,;,t

Äetteit. dat men da~r aetheen bereidt dOQr dehydratatie van

aet;hylale.ohÓl, tarwijl ~Nederlandpreeié.s het omgekeerde

o

o

dat .in de èokesovengassen voorkomt. Voor· Nederland bezit de bereiding ;:volg~ns deze .methode dus geen attraètieve punten~.

De oxydatie vanaceetaldebyde was; Qór.spr.Qnk~lJjk een

Ilbatchl~-proë6d~ (1) (2) t dat werduitgevoérd in,:, met

alumi-Ilium . gevoerde ~ . stalen t,anks~ . Hierbij we~d· ~gaanaçètaat of cobaltacetaat ala katalysator .. toegepast_~ J)e~e' katalysatoren ·di.enden tev~i1s voor.eenveilige ontleding van het perazjjnzuur

dat ontstaat~ De'oxydatië vond.plaats .metlucht bij een tempe-'ratuur van 65~ Oen' drUk van' 5 atm. Daarbij ~erd 94- 95 %ig

azijnzuur verkregen." ,dat· do()r·reçti1'icatie nog'kan WQ:t;'den

ge-èoficéntr.eeJ!dé~ '. '. ' .

In moderne installaties geschiedtèle o:xydat.ie continue.

Dezel~de katalysatoren ·worden~ dàarbij toegepast;. ])e reacti.e-:-omstandigheden' zjjn 'nagenoeg, . dezelfde , als 'die b.ij het' I1batch"

procédé~Dit laatste met uitzondering van de druk .• Vooroxy-datie wor(it ook V1e~ZUur~'9oftoegepast:!lHet rendement van de ,oxydatie is zeer goed: ,95 - 98 %Y

De oxydatie kan ook

zo

wordetlu,itgevoeJ!d, dat een meng-sel van azijnZuur en azijnzuuran.bydride VerkI,>egen wordt" Deze mogelijkheid maakt het proces economisch me~r aantrekkelijk •

.ofschoon de hiervoor beschreven $ynthetische methoden het meest worden toegepast, verdienen toch enige andere,

me-. tme-.hoden nog de aandacht,,' .. ',

. ~). Bereiding uit metJ;lilalcohol en CO. Deze methode i~

vQoral de laat st·a jaren naar voren gekomeIl;4! Zij verdient het

inée~tde aandacht in combj,.nat~e met de beIle1ding van methyl-alcohol uit een gasme;p.gsel yanH_{2 en} 00, welke Op haar beurt weer samenhangt met de bereiding van synthetische, koolwater-~ .

stQf.fén uit dit gasmengsel.;, _.

_.

_.

Hieruit bl:ijkt

r,esds

dat de bereiding 'ttart azijnzuur Vol-gens dit proc'édé 'niet 'zeer geschikt is oiD. zelfstandig te wor-den u:i,tgevoel,'d" Dez'e m~thode, zal slechts grote:pe toepassing gaan Vinden$. indien~e, bereiding van syntheti'sche benzine op grotere fichaál'zalworden _{, .} toegepast~ VOOl.' Nederland ,~al dit

'" - , \.

in de ~aste toekomst _. , ;.'ze~er ' .niet het gevalis. " . t .

J3jj de, bèreid:i;Iig, van az.ijnzuurvo3:-gens ' dit procédé paste men aallvankel?jk,kataly'sator~n op basis van phosphorzuur toe (21) (22)

(27)

(28)

~'.

v;aarbjj een poreuze drager zbals amorfe kool of ailicag~l, wer(fto~gepast. _, ' , Later QÇ>k kata:lysatoren als l3F, of meeralg~nieen" 'haliQ.en, 'va~ amphQt.~r'e elementen of van elementen, _.

di'~' ~enz~ákke

_{. . . .} base' vormden ~ (24) (25)' (26). , . Deze

katalysatoren,hadden~v~nwel alle 'het nadeel, dat er veel nev~npr,oducten ,;(~~~~w~terstot'1'en) gevormd werden .. indiën men bij de berèiding

n!e't

'uitging van ',2;uiYér CH,OR en CO, ma~

. ".~.\ ~ , • " . , ! ' , ' , ' . , ' , "":" . :-

'.

" .

'A, .

'0

, . ' " , , I •.•. .' , ' I ; . "1 " ' I • \' " , . ~ 6 , . '

,:.wechtst~ee'ks van de ,reaçt:l:ega~sèn~ie ve:rQ~gen wel;'den bjj de

be;rf)~dingvan C~{)H uit CO en H2' Deze· gasS(;ln'bevatten nog veel wate,rsto:r~ De toegepaste ;katalYsato;t"en waren niet

vol-q,oe.tl.4e selectief", De" ;apit~sh ,Ce,lanese Ltd,,~ is ér ~n geslaagd

katalysatoren ~.", te vind~n, d,j.e ,isolering

Van

het methanol . I uit de teaètie~assen,van de,metli~ol ,bereiding onnodig maken

zon-,der dat ,dit aanllèfiding, gee,tt tQt 'belangrijke vorming van

kool-waterst9ffetlal.s nErvenp;roçluct~n

(29).,

De reaètie wordt dan

i.l:1.tge.voel;'d i,n te'gep.woörd.iglîe,id van H20 e~ eenjQdide van een

, ,\ ,Qarbç;o.ylvormend. metaal'" ,zQals N;t", COo.t':Fe, :pe ruwe

metbyl-. ' . ' "'.'." "t, . '

, "

alcoho~" :verkIt'egen, u:i.twate~stot en- k,oo:LUlQn()~e ka~

in

dit

, ,", pro9.e~ ,.zQ~dè~'.verdere zuiyer~ng ,worden tóegepast~. Een ~-CO

mè~g$eJ.~, volUD;leve.l!'houd~g 2:

1,

wQrdt ojj SlOo 0 en '00

atmos-• "teer g~leid, ovêr een; vast· kataly.sator:bed,~, kat~ is

Zno,

Cr20~

en, da~ila'worden de rèac'!:ïiegassen direct.geleid door een

op-.,lQs~j,D.g'; di.;~ N~~2:bf3V~~ bij :e~n telI1pera.tu~ van 170 '!O"

175

0 _Q~

·)fen', 1$an ald~~ ,een. ,tQveral1tl _rendeme;nt. V~ ₈₀

%

_bereiken,

" ' ' " # ) ,J)?sydát~~

van

natuur~eg~ssen (30). Ook deze methQ ...

, . de ie voorna~e,lijk v~;: b~,la~g.,: VpOr lande:Q.; wa~ .men over grote

" ·noeveelheden:natuurljjke ,gassen

beschikt,!

,Deze brongas~en

be-, ' ' Q ,

' l " , : ; " " . , ' ,v,attenp~opa..an ~n b~~~~,~ .waa.ru~tdQOr QJÇydatteazijnzulll.' ~n

, ," , , een groot aant.al, andire, ,verbindl.ngen ~!3n worden verkregen

, I , ' I :

'0

,

.

. ,(30).!' ' ~, ' , ,; , :", :.~, , \ , ' : ' " ',1" !:' . . , '" . ,;d~)· ',{)y-erige. ,methode~, (1) ~, .. ,

1) Hyaro1y~é,

vaD.

hout:~ ,<?8),,' Met behulp van verdl.lnd . zwayel~uur' ~n

A12'(SOl,)j

als ':ki;rta];.yséilto~

kan

hieru:i.t een:op~

lQSs:i,.ng \VQI'd~nverkt'egeri'; 'Cl,ie l2-'15%az~uur en 6 ~ 8

%

ItO.e:Nin.zU-t1:t' 'bevat ~

De

'wimiirtg

van

azijnzu,uJ:. uit deze verdunde

<>plçSssing is' evenwel' ;moèilljk~ ,

, ; ' 2) ~:i.tàethYlal.c'ohol;';(59).:rn

aen

oplÇ)ssing, die CO~

baltacetaat

'en.

s'pórenald~~éle''bErvat?

kan aethylalcöhol

m.ët

b~h'l~lp

van

lucht:·

di,rect

wbrdeh'

ge

oxyd,eerd. ' . t

ot

azijnzuur.

Dê' beide

laatáte,méthodeh'

zijn technisch nQg niet

van

belang!, ~' . _, '

• • ." • • • . ' . . . I ' • ; ~ " •

OnsJ"ilzièhs·koIIi.t 'dus voor dé'-qechnische bëre:i,d:i,ngvan

azjjri.zUur het meest'1na:anmerking' debe;ceiding door oxydat~e

vaD. açeetà.ldehyde.' 'lie'i;;welk

',weer

'~~rdt· verkregen door hydra~

tat~eva.n ~cet;rlêeri.!i " , ' , , , ' .'

., .

/

o

o

?

Hoofdstuk lIii

De, bereiding van. ae~etaldehyde uit acetyleen .•

a) Historische Ontwikkeling .. , (20) (:;2) (36)

. Door Nieuwland enVogt (20) . .is van de histor1sehe ontwik-

,

keling v~ dit proces tot aan het begin'van de 2e wereldoorlog

een 9verzicht gegeven.

Het proces is reeds

lang

beken4_ Het principe ervan is

ontdekt door M.HutsçheroV' (1884) (litt~19),f D.e .. ze. onderzoeke1(s)

: ontdekten daarbij ,oo~ reeds:; dat t.ijdehs de reactie organischel

kwikhoudende:tussenproducten werden afgescheiden. Voor de

be-re~ding op laboratoriumschaal vonden Erdmann en Hothner (1896) een methode; waarbij ,acetyleen, onder roeren, in een warme

op-'. . ' .

lossing van mercurisulf'aat en verdund zwavelzuur wordt geleid.

Hun methode is eigenlijk de basis gebl~ven v~ de proeessen,

die tegenwoordig gebr~ikt worden vQor de technische productae

van aceetaldebyde.

O~schóön

dus

het

prinCipe van de bereiding reeds

lang

be-kend was~ vonden de proCessen tot 8:an 1910 weinig toepassing,

wegens het' ontbreken van voldoende a.fzetmoge]jjkheden.

Men was bovendien nog op en~ge technische moeilijkheden

geatU1t"

1) Het acaetaldebyde was niet:.gem,akkelijk te verwijderen uit

de zure~plossing. Daardoor konden ongewenste condensatie

en polymerisatie' producten ontstaan~

2) . De kwikzo~t .... katalysatorén werdën snel gedesactiveerd,

zo-wel tengevolge van de reductie tot kwik als doo~

omzet-ting ~n zeer onoplosbare organische kwikVerbindingen;

z:~g. :"kwik-drabtl '!

Bij:la alle van de talr.ijke oçtroo:i,schriftèn ~ betrekld .. ng

hebbend op dit proca$,behandelen het overwinnen van deze moei-lijkheden.

Voor het overwinnen van het' eerste prObleem, heeft men

V$:r;'schill$nde ui,tvQeringsmethoden voorgesteld~ volgens welke

hetaeeetaldehyde uit 4e zwavelzure oplossing verwijderd kon

worden~, D$zemethoden waren bijvoorbeeld: vacuumdestillatiè,

waarbjj door de. lage, temperatuurcondensat~e en polymerisatie

zou worden voorkomen (41); additie van ~en .indifferent zout;

fixtractie; en afdesti11eren met stoom~ Geen van deze methodes

is eve.nwel tot, een technische ontwikkeling gekomen.

net Consortium f'Îir Èlektrochemische Indti~trie 'blijkt de

eer~rt!e te zijn:; die octrooi verkreeg vQo,r t.

en

technisch toe-,

paste, een methode; wáarbjj áceetaldehyde ûit de oploE;lsing word1

afgevoerd door een stroom overmaat açetyleen (:;7) (38) (40)

(42). Deze laatste Ihèthode is gebleken succesvol te zijn en zij

QC-o

o

8

.trQ.ois~~1ften, di~ in de jaren

1920

-1930

op dit gebied we:t' ....

, den aangElVr.aagd t ,behandelen de vervrljdering ,van aceetaldehyde

'doo; 'een stroom,' 'overmaa t .

acet!l~,e~

en

y~riëren

daarbij tempe'"

;ratuur, di.-Uk

t ëoncentratie van het ~uurj aard van het zuur"

ontwerp én werking 'vim

d~i

apparatuur'. Bij de

pro'è~ss'ên

van

dit

type

word~n

de

gà.ss~h,,'

die

hetreact~evat

verlaten;'

zod~ig

,

gekoeld,,'

dat'

de . grootste hoeveelheid waterdalJlP~ die zij bevat ...

'ten, ebridënseert'. Da~na. ~'ordt bij lagere' te~peratuur 'het

. , . . ' . . . ' 1 . . - ' , . r . • . . , ' 1 '" " . r • ~. • • aceetaldehYde ûit het gas gewassen., De Qvermaat, aèetyleen

• • r . ' • • : , ' ' . ' . ' . _ t • :... • • i ' I " " . , , I \ , ' .

-wordt daarna teruggevoerd naar het reactievat.~

, De Verwijdering

iTàn

'äceetàl.debyde ûit' 'het' reactle;tat'

" • ~ > ~ • • • • • . . ' • . ' , , ' ~ I , . t , ; ' " , " " •

hangt nauw samen met de overige rea<.ltie-omstaz;tdigheden ~

Aan-• . , . ; ' , : . t . . ' ~~'. I t ~ '-, I/ . I ~ .. ~ j ~ I " . " , , ' , : . . . .,-5 ~ : .. ' , ... '. ' , .

vailkëlijk werd de hydl.'atatl.e-réact1e namelijk in de koude uit~

~ , ; . " • \ ' ; ' t . ' 1 I , : j 1: ' . \, :._ '. " , . , . .. : ,.:. , : ' , ' : • p' " ' . ' , "

gevoerd in' een iliilieu van

45

p:r;ocentig zwavelzuur. !Cengevolge '

vari aèze'hogë4'zutirgr6.äc1.:treedt'evenwel.eeIi belangrjjke:poly~,

• " • , • . " " , . : , . " • " > • " \ '" . : • 1 ; " .' • ~. , ' ' . , . , : ••

iIiêrisatièvan liet aceeta:ldehYde'op~ Daarom is men l.ater d~

re-á:ètie

(:gàe:n' uitvoeren,

in

een', minder zuur' mil1~u ~ maar voor hei

. ' : ' J . ' I I ' " ' . • • ." " , ' . .~.: ) . ~ ~ • • . : ' j " ' ' . . • ' • ' . • t ; ' . , . . , . , .

verkrjjgèil vàn een voldoeride reaëtie~élnelheid, bij verhoogde

tè'mpex-atuur ~",

Zo;

'is ~ de' oritWikkeiingst~eds

iD.

èie' rie'hting' van

. . • . , " . i • ~' , . , , : . ~. ; " ' . . • .: • ~ . r . ' • ,; .' r ' ' " •

gèringerê~uurconc'entraties' geg~1! T~genwoordig bevat het

mi11eü ' Óa~:

à...;

10 !

%

zwave

i

zuur' èn '~oI'cit"

de

'rè~ctiè

'

u,itgevo~'I'd

bj{8$ó '0

~9'7°C. (38) ~ , ," ,

. ~', . _ . . ' , • . : ~ • I : i: \ " , I . ' . ' • .

'" Ofs'choóli 'du.s nog 'steeds" zwavelzuur in'

he't nd ..

lieu' wordt

toegepast; he'eftllet ' 'oncierzo~k 'van het proces

'l?i.1Óh

tÓ~h o'Qk

uitge~trekt nàar'

de

t'oepa~sing

van

à.rid~r~'

zuren

in

combinatie

Ifiet de

:inerèür1e~zouten·Van't:i:î.e z~en~ ~én'heef't' o~a~ 'phosphO~"':

zuur en' 'enkele'sul1'orizuren voorgest'eid~ l)eze èombinaties be:"

zitten 'evenwel'.ilie'ti' v~ldo~nde vo~rcie~en 'boven de' óè)mbinàtie .

zwavel$u~-merciu.r:isul;raat,om de hogere kosten te

J:'echtvaar-digen (20)

.;De

ha,lQgeeIizuren ~ijnongesçhikt gebleken~,zowel

vanwege hUil. vlüchtighe~d.~ als om de ina.ctiViteit vari. dê

'corrês-ponder,endE) merèur;i..zQuten .•

V~r$chillende oètrooienbesohrljVen het geb;t>uik'van zure

sulfaten en phosphaten van alkalimetal.en'

inde

katalytische

opl,ossing.' Deze zouten hebbeIi.deneiging om aceetá.ldebyde'ge-makkelijker uit 'de. oplossing vrjj te maken;, maàr verlagen de :

op;Losbaarhe;d

van

aoetyleen en, vett~agen aldus' de ' reactie ~',., ,

E.en, voldoende· katalytische, a'ctivitel.t. in,

een'water1geoplos-,sing

van

nl:itrj"umbisuJ..faat;: ,kan ali,eenver~eg~ll wordèn 'als' de

9plq~s,ing, als een, .f'ilJP : gedistribueerd wordt over een inert

materiaal en ',daarb.ij i~i' para:ldebyde

dan,

'nog 'het;:,' \"'oornaamste '

product :(p9),.' ", .. ,", ',\ , ' / ,', , ',' ,,'

'Door ,to,evoeging van in water, op~sbare 'vloeistoffen aan

ele o.ploss~ng;, worden. de, oplosbaa.'1;.'heidvan het acetyl.een én

g~wo9nlijk,

_. ook

de

snelheid

yan., ..

d~,

réaçtie ,ter.grQot;'Men heeft

.~.~.'

..

f •

9

.

,

,', ' :z;uur,vormt namelijk ,met acétyleen

v1nyl ....

en aethi.lydeen aceta-ten én, alcoholen vormen a.cetalen onder deze omstand;l.gheden" ' · m a a r d e z e 'producten hydrQlyseren onder vorming van

aceetalde-b,yde 'lbn tég'e~w.oordigheid van ~ waterige '~ur~:n

(31)

~,' Het netto ...

,~1'.fèÇt iaverhóg1ng vä.nde' oploSbaarheid

van

acetyleen~Het

• • , ~' ... ' , " . J 1

.

_. ~ " ..

.

,' ' . , . ," ' , ) : " , ' .. , "

.

,

.

" " " _{i , '} . " '" ! ' • " r • , I . ' , , , i • • . I ~ , " , \ f , . .

o

,i$

nog

de vraag of:dèvoordelen" di~ aldus verbonden zouden

zijn',

aan.

de toevoeging' van orgallische vloeistoffen aan het

katalytisch ,medium, z'oudenopwegen tegen de' moeilijkheden, ver-bonden aan de a,fscheiding' en,'de zuivering

van

het

aceetalde-hydê,~, Daarbij die~t nog; in het oog te

worden

gehouden. dat steecis, ca.' l-'l~5 %';azijnzuur als bjjp~o<illct ontstaat, z.odat de react,ievlQeistot tOQhsteeds a:zjjnzu~,' zij het kleine hO(;l-,veelheden' bevat. \, \ , ~"" " ~" , " :. ,

; ,

.

, " ' . ; ' : '

'Ve;r:-schillénde lIiodifiCà~îès van hètp:roces zjjn eveneens voorgesteld'

om

hèt verli,es,

aan

katalysator te verminderen, of

om

,deè,f:rèct:J,.".ite~t'

yän

d~ katalysator te ''Verhogen. liogsteeds niét volledig vepklaardé: nevenrea.çties'resulteren

in

het

prae-"clpiteren van ëen' niet ~ctieve dr~b{ voornamelijk bestaande "uit '~:ijn verQ.~,eld' kWj,k gemen~d mèt onoplosbare organisehe

kwik-vérbind+ngén~" ;P~ze 'hèvenreactiés zijn' sterk afhaIlkel,ijk van de

reactie"':omstandighed,eh'., _{. . '}

Een"

zeer, bela.ngrijke façtor _. is ook ge-'blekende zUivering

van.

l1~:tacetyleèn.

In

m.et gezuiverde

toestand bevat dit gas ~teèdi3H2St PH3", AsB3 • Deze rèduce-ï.'en de Hg-kà.talysator ~' Dit.' komt' :het, best tot uitdrl,lkking in enkèl$

getalle~

over de'

b,oèveelhèd~n

kwikkatalysatoI'" die bij ,de ver'schillend(;l processen. geregeneraerêL 'dienden te w,orden

, (3l)i: Aahv@kelijkviei'4,per ton aceètaldehyde 60..,. 80 kg ~ik­

katalysator Verbril~kt,'waarvan'

50 '-'70

kg geI;'egenereerd kon

worden~':pe _{. I .}zuivering van, aCetylèen' maalt'lie' het mogelijk deze _• hoeveelheden teredu~H~:ren tot ,ca ~. 25 kg verbruikte katalysa-'torèn ,1 kg katalysato~"di~nièt 'geregenereerd kan worden.

" Na het ~n.vQere,n van de' a,cetyleen-zuiv:ering heeft men ge-tracht,. om de J;'eÇl~c'Çiè'v:ari'de'niè~ëuriv:erbindingen, die toen

nog'

plaats' vonç.t,te, vo.orköni~n ,door t()evö~gi~gvan

oxydatie-middelen. Voorgésteld _{. . '} werd~n ~Fërri-~: . Ch+'oiJli-, Va.na.di-, Man ..

. . .,

gani-, Ceri-' en Cup:ri~,o~~,en '(43 '!" 49) .. OOk de eleètl'Qlytische

oxydatievaIlkwik direct·~n. de,kätal;rsator .. oplossing wordt in verschillende' oêtrooien', beschrev,en., , . . . ! . .. - . . " , . . _ . . . . . . ' !i1 het . . . verleden was het . ' . . . nood~akel\11t de' nkW~-drabn uit: het r~?çt~eVat te verwijderen

(3nte regen.ererén, , hetg~en' ~e:n Ui tgebx-eide 'apparatuur vereistei

'Tegénw()Ql'd1g'1~'<ie

uitvgering

van

h~t'proCés

vrijw$l'steeds

~o" dat aan de kàtalYèa1for Oplossing' een' h99veelheid Ferr;i-sulfaat wordt 'toegevoègd. Deze höeveelhe:j.d is een veelvoud

van

de hoeveelheid mercUrisulfaat. d:ie de oplQssillg bevat., Dan vinêlt vrjjwel geen r'eduetie van"dè inerCur.:i verbindingen

':'<' •...

o

I'

; , .

, , 10

meelt' p;Laats" maar d,a.art;mt~gell, we.i lang~ame redUcti~ van d~ ,

F~~ri":'Vê~bi:p.dii1gen.

Deze'

laat~ten kunn~n' eïte.nw~á ve~l éènVQu~

di$~~' ger~gene~eerd w~rderi. a~t i~

gebleken

dat

"de

hgeveel~'

heid gevormd Ferro óngev~er ~venr~dig is'me-q dE:}'hoeveeihe:J.d

. i, ~. . I ' ~ , ' ; : . : ' , ' \ ' • '; " . t • • • ' . . . , •

az]jnz:uUi;,

die

ali3

nevenproduct bij

de reactie 'ontstaat

(50).

• I • : , ; . " ~. . ' , ~ ' \ ' : • ' ï : : " " ; ,; I • , ' , ' " • , . " ' : , , . , " It'. , . . .

De'teèimi~ch~ m~elliijkheden;'onder:"b~den

bij de bereiding

. ' r . ' I '. . ' ,~: \ , , • " • ' , ' ~ , ~' • I

Van

açeetaldehYde uit acetyleen ~n ~ter,

in

zu~e oplossingen

van

merc~iz~utë~"eve~~is,b,ij' ~dere m~~hQde$, ~a~~~'

de

~e~'"

açtie,wordt

uitsevoèrcl'i!l dè'vloei:Pare

pha.se; hebben

t~t 'ge~

~,II' • : l , • • , • . ' , ~,:. • • : • I ' . " : ' , : a ' , I

volg gehad, ,da t~èn, P?g~~~~eD: ll.e~f't, a~gew:end~, om ,de .synthese

~D, d~ ga$prulSe te~oen y~rlope~,

' " . , "',

I~' " •

: . ,':" :.., • t' , • . : . ' • ' . " . I r , . , • '. " : . : . ,'. I . I., ... ~ •

..Bij d~ ~~e ave ~:~aly'sa t,01;'~n,

<U.e

m~p. ~ daél.rvoor heel't

t

oegEt~

past,·

was

~ e.~n .v.$n.lpe~atu~~

van,

200 -2509

q

nodi,goIIl

~en

vol-doend snéll$ r~aé:t.~e

te

lp:-jj'gEtn~; ~evElns, was de el;"varingmet

" . , . ' . " ,'" , . . ' . , " " "

deze

proce$i3'Etn" d.ät·ee~ grote.: ovè:pma,at stoöm o:r'an4er verdUn ....

ni:~gsmi44el' rio~ig .~~

,Qrii

~<?~ming vàn c.~Il<l~n~atiè~prO<liidtén

tt)

itQor~~men('~Ö)'

.. '

~a~d.oÓr'

iE,!'

'4.é'

v~r~~gE,l~op+Q$à·ing ~van'

a«eet:"

~ , , 1 , • ' • l " . ' , ' ' ' .. : I , " , • ; \ : \ " ~'.; , • • [ • " . ' " , ' ; . I ~ • • • • ' . . ' • ~ •

a~dehyde sterk ve;:t'dun4 en 'bovendien )lQg verontreiilig4 met

~ .' . ' " , .; , ; : , ... ~'.' .. . i ' I , ' , ' • \ , ' ' : ' " . ' , '. ' ; . : . ' ~ •

cQl?-densa.tie-produçten. D:i.t ;i.s een. e:rn:stig,nadeelvan d~ pro~

" , .. ' " . ' ' _ • • : . , " , " : " . " ' ; :. ! . ' ; " , ' t , \ ; ' ., • , : , ' , ' . . "

Oei3~en

Van

di;'tï t;yp~.

"

'

'

or ' , . . . : ~ ~ ' . . , ' _ : / ' . • ~ • t • I , " . , • , ' . . ' , ;

~~ aantal,oQt~ooie,n b~schrijft, de ~eaçti~

van

acetyleen

met:~rtoomf:

waa;t'a'an lucht

~:r

zUUr'stO! is 'toege''Voegd', waa:t.door

g'edéeiteiijke

'Qf

iroll~dige'

öxyda:tietot

a~z~ur

plaats

~indt!

• . ' , " I • • ' t " ) ' , ' . • . . . . ,

14,ellve;r.-onde;L'stelt. dat

de

zUllr~tof de VQJ:'ïn;i.ng van

conden-à$.tie.~prod.uct'en'

remt'

èn het:

ieven van'

d~

kataiysat'or

;ter

lengt

(20):~, ' " , . ' . . , , ; : ' , " , ' " : ;,'

Het. ,is nog:

twij.fè,iacht~g

'Qf

de~~ 'Synthe~e

,in,

ciÉt

gasphase.

bij hoge t~:mperátu~;kuÎme'n c'oncurre~en met de pro(;essen, die

de.

vloei~·to+pha's'e.' ~oepassen',;' '~ ~ijna.itharis

nog

niet

tot

een

indU:st:r:iële

'o~tw1kÎteii~g g~k'(;)Jnen; OQ~

in de

literatuur'

~a

1945

wordt' over' een

~lidust~'iële 'toep~saing'

van dèze'processen

gee~

mèldiD.g

ge~aakt'. ,-" . ; '. ' , " . , . ,

l)e~e 'gasPhase"p~d~èssen ~en

wéllrLèht wel

vaD.

bèlang

zijn

voór

'detQèpàs~'in~

-ian

açetyl~~n,

in

gassSrl,

,waà~in

het'

sle~hts

in

kleine

èonbent~~~:~ir.H~· v~or.komt (~O),'t

' ,

.: ' " " . ; " , . . . ; " . ' .

.

.,: , ' " , , ' , ~'. . . . : ,

.

. , ' , ' . , I

I !

o

o

Hoof<Îstuk 'II,. '=-:

b) Beschrijving van de e;eko2ienuitvoeringsmethode~

*

11

Wij zullen nier een'körte samehvatting'van het proces

geven.

Eén uitvoeriger,be~ëhrjjving wordt gekoppéid aan de sam~:Jl­

$te'lling van de'materiaalbalans! Ot.~chqon een groot aantal

ootrQoien betrefiènde, dit' proces zijn verl'ee:nd,~ is het toch

QnmogeJ.ijk eén 'berekening op basis van deze octrooien te maken. De verstrekte 'gegevens' ointrE!nt samenstellingen,;'

reactie-om-standigheden, appàrá~u~ "enzovoorts zijn' daarvoor veel te vaag'.

Voor

de berekening zijn ~'dàa~om uitgegaan van de gegevens

QVer in 'bedrijfzijri<Îe 'of geweest 'zijndè fabrieken" zoals deze

gepUbliceerd zun'(50)

(51).

Wij heb~en dan het voordeel om te

kunnen prof!tere~ van"dè'ervaring, diè men heeft opgedaan in

,deze .fabrieken'voord~'bereiding van aceetaldehyde

op

grote

, ,

schaal:~,

in

beknopte vorm zijn' deze gegevEi:nsook gepubliceerd,

in' de nieuwe 'uitgave

van

Uilmann.·s Etlcyc.lopaediader.

Techni-schen Ohemie:,

de~l ~;

blz.' 4. Het bliJKt overigens dat

de~è

'

reactie .... ·omstandighedel!- veealcombinaties zijn van de in ver ....

sGhillende QctrooieZl' vermelde omstari.dighed~n.~:

De bereiding v~ aèeèt~ldehyde vindt plaats d~o~ leiden

van aGetyleèli ineen katalysator oplossing~ Bij de continue

uitvoering van h~t proces, wordt het acetyleen d66r de

kataly-sato:t' .... QPlos~ing geleidt :Oe~e katalysator-oplössing vult dan

de reactiekolom tot • - • ' • , • '

een

.hoogte van ca. 8 mi!' ""I' ' ' " A Er wordt een over-' . ' • . I

maát aC'etyleen van 8Q,

%

toegepast om het gevQrmde açeetalde~

hyde ~ö snel' ,mogelijk üit Çi.e rèaçt;iekolom aft.'e voeren, De

re-ac~ie vindt plaats bijatmoaterische druk,

De

teIll1?eratuur van

de ka,talysator-óploss:i,.ng ~al \~iCh moeten instellen als gevolg I

van een evenwicht,,' Bij. de d<?,or" ons, gema;::).k;te keuze v~ de

over-maat acetyleen en de toevoe!,'

van

S,upplE!tie water, npd:ig voor

de reactie; zal de temperatuur van de kolom z;icll. ongeve,er in ...

stellen op

85° C. Bij

het starten van het'proçes is ,het .nodig

de katalysator-oplossing tót aeze temperatuur te verwarmen"

Dit kan gebeure~ door sa.men met acetyleen stoom .in de

reactie-:k;olom te blazeh~, A.ls de temperatuur

85

0 0 is g,eworden. wordt _{,. .}

d$ stQomtoeVQeraf'geslQten~ J)ania gee.nve~dere koeling()f

verwar:ming van d~ :reáè~ie-kolom itleèr nodig<\ ,"

De katalysat<,>:r;~oplqssiIlg, bevat 8 -.10 % ~wavelzuur en per

liter: 40 gr.jjzer, .leO gr sulfaat, 0,6 sr kwiksulfaat~

In

de

,iVeree '. opl9s~ing,· d;è contiil.~ onder in de :k:QIQlll wordt

toege-voerd, is alle'jjzer ;in'de vorm van Ferri aanwezig" Tengevolge

van nevenreaëties heeft,. tjjdens het proç~s, reductie tot Ferro

plaat~~ De oplossing moet dusookço~i!inu uit de kolom worden

o

o

' j , .

boven uit d~ kolom~

1n

de afgevoerde en

te

regenereren

kata-'lysator-op'lossing .is 90 % van het :ijzer ~ de :F~rro-vorm

aan-wezig'.

De react:t.egaJ;l$en worden bovenû:tt de kolom afgevoeX'd en

da~na allèree~st gekoeld tot 60° C~iDaarblj condenseert een

zeer groo~ gedeelte vfill:dewaterdamp, die de gassen bevatten ..

Dit condensaat, dat. ,ook ca '2 % àceetaldehyde 'bev.at" wordt

te-ruggevoerd naar de·reaë~i$l"!ko~om. Tene:t,nde, te Voorkomen dat

het èond'ensaat meegesleept wo:r:'dt naar d~,.acéetaldehyde

ab-sOI:'ptiekolom, wor4-en d~ gass~n na çle koeler nog gevQElrd door

een kleine ~oloI.ll, die gevuld is met Rashig-:r;ingel',l.ji. Ook het

lJ.1e.r nog a:t~escheiden condéns~at wordt teruggevoerd naar de'

rea,ctie-kolom.

De, ·gs.,ssen worden daa:r;-na onder ~nçle aceetaldehyde ab ...

sorp.ti~kqlQm gevoerd el;! :in" het o~.derste deel~ va~ deze met

R~shig-r,il;lgen gevulde, koloIP.~ gewassen met water~ dat afkom""; stig is van de uflash't kolom van het acetylee;n

zuiverings-syste~m.

_{. . '} :pit heeft. ,een temperatuur van _{. .}

Ca~

300

C~

In

het·b.o-venstè deel vçm de B:ps.örp.tl..~kolom worden dé gassen d,aarna nog

, , • ~ j. •

gewassen met vers w~te~. Dit. moet bij voor}{eur een ~9 laag ,

• f . "

mogelijke t(!3mperatuur ,hebbelJ.!! Voor de bereken,ïng is aangenomen,

dat de temperatuur. van dit water cq.1t

15

0 C :l.s. ;De ac~etalde­

hyde Op19ssin~, d:i:eonder uit de kól,om wor4t afgevoerd naar

de opSlagtankS" b~vat 15% aceetaldehyde.· ';revens, bevat deze

oplö~sibg nog geringe hoe~veelheden az~zuu:r en crQtonaldehydé,

die, ais ne:venprodllcten. ontstaan, en acetyleèn~, .

De gasse~, diebQve:q. uit.de a"Qso.rptieltOlom worden

.afge-vóerd~ 'bestaan in l1.oofdzaakuit élëetY~een~, Zij bevatten voorts

hog inertê gassen eh k~e~ne .hoeveelhede:n~ièt~geabsorl>eerd

aceetal~ehyde!l Het grootste deel van dé~e.gassen

wQrdtiterug-gevoerd naar de reactie-kQlom. Ong~yee:r

10

%

van de gassen

wQrdt g~zonden naf\·r ·het aç~tyleen zuiver,iIlgs .... syt~em.

Di1! if3noodzakeljjk omdat ,de inerte gaS~en, die dagelijks

a~ het. sy~teem, sam~n.met het verse acetyleen? worden

terug--gevoerd, ,ook weef' DlOe"ten wQrdenverw.ijdel;'d~ ,Dit geb~~t dool;'

het ace:by:leén o.:nder :<4'ukop te lossen in watér.!" De inerte _{, .}

g~s-sen zijn daarin, vee;t minder oplosbaar dan acetyleen. Zij hebben

bovendien ,nog e~n kieinere.part:l.aa.ldrUk~ Voor deze bewerking

worden,de gasaen eerst,n~g.gewassen met eeP. verdunde NaOH

op-lossing ~ om evehtil.~:ele. andere verontreinigingen als azijnzuur

en cl:'otonaldehyde. t~,VerwijdeX'en..

Uit de oplossing van acetyleen wordt, .door de oplossing _. . ~. ~... .' . .

te ontspannen tot.lO,at~., de groo~f3te hQeveelheid acetyleen

, weer. teruggew'?lUlen. :pit ace:t;yleen wo:pdt sa:men m~t .het directe

"recYClegaaP teruggevge~d naar de reactor. ,Niet alle acetyleen

komt bij het ontspannen ,van

_.

'

de

.()ploS$~ng weervrjj., D.a.aro.m wordt

o

,0

13

.

~én deel van het wate~,tQegepast voor de, absQrptie.

van

aceet-. aceet-. aceet-. aceet-. : I . , • , ' " , .. I . •

aldehyde uit de react~e-gassen en het overblijVende deel wordt

çpnieuw toegepast ,voo~ ,d~ zuivering 'Van d~":pe.9)clegassen't ..

. ' " , •. . , . . • , . ';',~).t'.'

De katalysator .... oplossing, die uit dé r~açt.i~~kolo~ wordt

• ' : . , " . . , . ' . " ••••. ~. t

áfgévoerd, bevat nog aqeeta;tdeh.yde, .. Dit ,moetvêrWijderd w.órden

. ' I ~. • • . ~ •

omdat het bij ,de regeneratie van ,de katalysator~oplo~sing aan~

. ;

. '

\

.

. .

.

. . ,

leiding zou geve,n tot he.t ,ontstaf:in van o:r;tgewenäte _.

bjj-produc-.... ' : ' . .

ten .• Daarom wordt dit aèeetaldehyde met bèhlllp van ~to()Plu1t

• • i • • . ~ ' . . • • •

de katalysatox-:-oploss41gverwijderd. De sto9mtoevoe;r,- vindt ,

daarbij zOdanig pi~a't!.s" dat 4e katalysator-,.oP:J.Q$sing de stI.'ip ....

per verlaaiJ mèt'

ee~ temp~ratuur

van 100° '0." De regene:['atie van

, .. . '. ' . .

de katálysato~'-~plossingvindt plaats door oxydatie met

30

%

' . • ~ , ' " I " : , , ' , ' . ! , "

~Ö3'. Daarbij w~r,dt, ~lè, ,Jr~~ro tot ,Ferri ge,oxyq.eerd. OII!dat

1iO

met Férrosul!aat ,bij lage temperatuur additiever~indingen vormt:

mget deze

regenerati~ b~ 95.~·

0 plaats

Vinden~,

'De,' bij' de 0Jo/da..- .

, ,

tie gevormde nitreuz~ gassen ontwijken niet voll~dig

en

spon-, ~ ( , I I ' . ' ".

ta~ uit de. katalysator-oplossing. _{. . . .} !let is nodig deze gat;3sen _{. .}

met behulp ván lucht uit de katalysator-oplQssing te

verwijdê-• L ~. ~ ,

·ren~ De nitreuze gassen WIJpden door absorptie in water

terug-, " . I . '

gewónnen~ _{· .}

De

_' daarbjjverkregen _{, ' . , .} sal.Peterzuur-oPl.Q$s~ng _{.. ..} j.s

even-wel slechts 20 ~. .Met, be,hv,lp. van 60 %igsalpetérzuur word~' de

èoncentratie weer op > !

30

%

gebraçht" • , •

De

ruwe

aceet.a~dehy~e-op~o$sing m.oet nog ~Qrde:n gerE)cti,..

fl.ceerdtf Dit i~ goed mogelijk _{. .} ~ in , verband met het grote verschil

van dè kookpunten .. Het aceetaldebyde wordt samen met het

ace-tyleen, dat in de aceetaldehy~e..,.oplossiilg aanwezig was" als

topproduct uit de kolom afgevoerd. _. " . aij het condenseren

van

het

til,'çeetaldehyde lost het acetyleen evenwel weer voor een groot , • " ' . < ", ,' • •

deel Op.

B

et, is da~o~,noodzakelijk om na' de destilla.tiekolom

, . . . • • • • • • ~ • • • ft

nQg eén nst;ripperkol.omltte plaatsen voor de scheiding van

ace-tyleen en

aceet~ideilYdè;,

Uit deze laatste kolQm' w'ord1ï aceet ...

· ' . ' . ... ~ " , . . . '

aldehyde alsbod~mproduet afgevgerd. Het wordt

:na

ko~ling jQt,

~ . . . . . . ' . . . " .

"-een temperatuu,r beneden het n9rma1e kQokpunt afgevoerd na~~

de opslagtankra.

••.. 1 Y":·" . • .• J!' •• '

o

o

Hoofdstuk lIj. ' r Ai Reactie-Sectie~ , ~ .

.

.

a)

Beschrjjying van.het proces.èn .lIiateriaà.lbalans.

De beoogde dagcapaeiteit

van

de fabriek

is

10.000 kg

a~ijnzuur van 98 gew.proce~te~! Voor de bereiding

van

azijnzu~,

door oxydatie van àceetaldehyde~ is het rendement 9a.

96

%

... '

Bij de ,bereiding

van

~ceetaldehyde, dQor hydratatie van

acety-leen, is het rendement

98 %.

Daarbij ontstaan als· bljpróductenr

;t';4 % azijnzuur, en 0,6

%

crotona1dehyd

_7,

betrot..fen op de

hoe-veelheid acetyleen, die wordt omgeze:t;'. De conversie van het acetyleen

bjj

de omzett~ng' is

55

%~

Uit

deze gegevens kan nU

worden bereké~d. hoeveel acetyleen dagelijks notUgis, om ten-slo'(;te de beoogde prod,uèt:l.e van' azijnzuur te bereiken.,

Nadi .; !LOO _{'. , g , %} ft

9ä"

100 ~

65·, .:: .

26" 98'00 4519 k . g eH" /, 2 2 da.g

De ,samenstelling in volumèproëenten van het; door ons

toegepaste~, acetyieengas wordt. aangenomen t;:tls:

'97 _,5 % C2H2 ,

0,5

%,

in~r.t (voornt N2)

2,0

%

waterd~p.

,

Voor de gewenste dagproducti$ is nodig~'

Dan

wordt tevens toegevoerd; , 4519 kg C2~ .~ 1?',~8 kgmol 2~ kg ine+.'t

=

55,2 kg R20 := 0,8 kgmQl 3.··-1

,.

kgmol

Bij een èonversie van

55

%,

zal dè o"Vermaat acetylèen .:.. .. t

dus zijn:

~.,.,

4519 ==

,6~?

kg 02H:2. '

Dit i~ de hoeveelheid niet ()mg~~et acetyleen, dat 'Wordt

ter~ggévoerd naal' de, reactor? nadat de r~actieprodu9tèn ui.t.

d~ verwerkte gassen zjjn verwijderd., Met het vers toegevo~rde

acetyleen worde~ teven~ inet'te gassen aan het s.~steem tQégê-'voerd!" Het terugvoeren van de overmaat aC}ety;lfJén~as kan dus

nietzo:Q,der meer gebe~.en, daar dan de inerte gasse~ ziçh in het systeem ~ou,den ophópen~ lie~,

inerte

gas" dat dagelijks wordt t~egevoerd, mo~t ook weer'"uith~t ."~ecycleffgas worden verwijd,èrd"ij Daarom wordt een gedeel.te v~ hét ,~.reeyclengas af-gesplitst en uit dat gedeelte worden de i~eI.'t.e gassen

verw.ij--çl~rd .. De boven vermelde p69?·kg C2lI2 bestaan dUs uit 2

gaS-stromen. Namelijk: ' a ) het, .. directe -~ecyOlegas.'~;

b) het r,gez.uiverde recYèlegas".

"

a) Via

het ndi1!ecte reèycl.egaatt wot'dt bétrokken:

.

-I ' • .. , " , , ' I ~ • . ; ' .

o

Daarmed~ wordt tevens.teruggevoerd naar de rE;lactor:

213

kg i n e r t .

?,6

kgJllo1.

114 kg aceetaldehyd,e ;:' 2.6 kgmol.

:41,5 kg HaP,,:: : =:2~3 kgmol~

j . , .

b) Via het ngezuiverde recyclegasn wOIi'd1i betrokken.;

, , 340 kg 02H2== 13,lkgmol.

Daarmecie wordt t.evensteruggêvoerd näar de .reaçto:r;';

0,1 kg

inert, "

. "I

, 9 . kg _{. 2}

':a;

Ó'

,=

0 •.. 5 kgmol.. :Qe ze :; gasstromen bév~ttetldU13·~ (1)

. ' ,

e2l6 kgO~2

,':

.1::

316,0

kgm01 C21I2

,236,1 kgine~t ,', ' d ,8,5 kgmol~e~t

114 kg àceetald,. ~ 2,6 kgmol aceetald ..

;105.;

?.

kg H20: :: .?,,9 ~gmo1 _H20

... , .. ' " : " ." .

-tota.al.:

,86?1,a},tg . ' . .'

1) Waterringpomp • ,

De gassenwQrdèn met èC?n: wate;t'I,'~ngpQmp geoomprimeerd tot

. .. " , , ; ' . ..

,

l~8 IiitEl." o~dat d~ d+'uk

van.

de \Tlo,e1stofkQ1r<?m d;n de reactor

ov~rwonnen moet word~n. Aangenomen w:ordt ;.dat dega$sen bjj

h~t veri~t~n v~

de' pomp

e~n t~~pè~~tuur

van

30°

é

hebben

en

.dat de gassen ;bjj die temperatuUJ:> verzadigd zijn. met waterdamp.

3Q , , . . ' , .

PH20 ,:: 31,.8 min, lIg" dus volume percentagE;l

lI

₂0

:m.

de gassen i~;

, . 2

1 ,8 1QQ. 2 ~2

%

r]t:.O !lP 1 8

=

,~ ~

fV , '. "

Er wordt

dan

D.a.à:r.'dereaètör g~vpe:ç<l;' (a)

.8216 kg C~H2' . ' .' =* .p16 kgmol C2H2

~:;6,.1 ;ltg inert ::;r 8,5 kgm.ol.ine:r;-'Q.

114- . .kg a~e~,tald ~. ==

'.a,,6

kgmol a.ceetald~

, .. 1;9

k,g ,HaO . :;:;

7

?

7

kgmol' H20 , totaal:· 8?05~1 kg , , . . . ',- . Toes;evoerq.:(l~ 8671 ~8

kg

A:f'gev:oer~': (~) 870;,1, kg . (p) _, ~3.,3kg . .:8705,1, k g , , '.7 2) Reactor.,' : " ! l'

13éhalve de kata1ysàto~-oplossing~ d1e wQ:l.'4t a1'gevoerd naar de katalysator-r~generatieatdélihg~ worden uit de reac ... tor alleen gassen afgevoerd~ De inhoud

van

de reactiekolQm

is

" , "

..

'. '.

o

0,

.' .,

..

;, ~gevol~wordt, in 4e gassen afg~voerd:

ex

)236,1 kg inert'~',

,fo):A11e bij de. additie reaC$iegevorlllde en

ingevoE!r-de aceetald~hide·.

Hierbij

w.ordt bUi.tén beschouwing gelaten .de .kleine hoeveelp,eiêi ~ aceeta,laehyde; die ,in de a'tgevoerclé kata .... ·

lysato~-oplossing nog .is o:pg~l<?st,.. BJj eeJ;l o.onve;rsie

van

55.

%

énee~:rend~Ine~t,V~h

98

%,word~ p~r'q.e.g;g~VQrmd:

7498

kg

aceeva:ldehyde * ~oegevoerd in de VOéd:ing: ,114 kg~ regegevQerd

I r , ' I , I • •

'j.n het CondE:lnsaat, dat bij .afkoelen vap. de rE;laç~iegassenoilt~'-l ,

~ta.at

: 125'

kg~

:rn.'

cl,~

. r'ê'a'cti:e-gassen llloet, dU$ worlien atgeVQerd :

, ' ... 7737'

kg aceetaldêhyd~!," ,

r )

Het gevormde azljn~uur. Uit 1,4 % vap. cle tota,al omgezette hoeveelheid ,acetyleen ontstél,at azijilzuurlt E+-,moet _{. ,}

,

" d ,p ... d' 1·.·4 451

9

60 , 1Ji6'k ·H,..,·ur

wor· en a.r.gevoer:

J;' .~'.

100

.i!'

26

:= ... ~g aZ~Zll

•

~),:a:et'

gE:lvormde

Crotopaldèhydé~ Uit

0,6

%

W,ll de

totaal. Qmgezette 4o.evee~heid; a.cetyleen ontsaatcrotonaldehyde ..

Er moet worden'

af$:ev~er4'~

Q,?6

·~·?dö2 '''~

==

37

kg

crotone.ÛJ.~

, ! ' , ','. e)

~e 'bverma~t ~è~tyl.een

=:

;;699

kg acetyl.een, In

he't' c'ónd~nsaatt dat' hi.erboven r'e'eda genoemd wOl,'d ~~ca. 2 kg

aóetyleen

opgelost .. "

Het

ga's,

dat 'de reactor verlaat, hêeft een temperatuur van 850 a.Het vÓluine-përoentag:e waterdamp in dit gas is dan;

lOO.

4~gQ6, .:::

57

%.Hi~rb~,werd a~gehom:en,

dat

de druk boven i,nde kolom niet 'yee~ ,hO,ger' dè;n 1 atmQsfeer is! .Met behulp van deze gegevens, k~ nu de samenst$lling van de 'gassen, die uit

. , ,

de reactor wO:r;oden afgevoerd worden 'berekend:

, 23,6~L

kg

inert = 8₁

5

nol. ~

"

'3699 "

kg' acetyleen;: 4.42,2 kmol.

7737

kg aceetaldi!, ==

175,8

kInol • '146

?J?

7862

. kg àzijnzuur =: 2,4 lçmol!

kg crot onsllcl.·ei; '0

,.5

bol. , , kg wate~ I!:i

'4?6

~? ,kmol.

totaaltl971.?,l.. kg '766,1. krool. ,

, .

Een

'onbèkende

:f~ê.tor

vor.IJlt ;nu

nog dehQeveelhEÜ.d ver$ ,

. ~) I " : _ . I i . .' ~ " , . , . . . . . . : • , ," : ' : ' I , .;. : : , . ' . ' . ' •

water, . die aan de re~ctie"'kQ19m moet vltordan töegevQerdtel,"

" . " . : : . '

vervang:j.ng van h~t, bij dé reactie" 'verbruikte water. Deze On-bekende kB.~ 'ál,s' volgt' worden bepa~ld, '

Toegevoerd

H20 in de gaas~n lB9 kg H20 Toegevoerd 'H2'O. ~ ·.è~n,deIl~aat .: 6427' _{kg H20}

6566 kg

o

o

"

Afgevoerd in ga~sen:

Verbruikt b~.vorming van azijnz~ur:

Verbruikt b~ vorming van aceeta1d.

met inbegrip

van

aqeéta1d~ waaruit

az.ijnzuur ontstaat:

\èrbruikt bij vorming van èroton-aldehyde:

" '

Nog' toe te voeren;tsuppietiewaterft:

7862 kg H2G 43t8 kg H20

3111

kg H20

9,4

kg

Ha9

11026,2

kg 4460;2 kg

M~t de

nu

beschikbare: gegevens kan de materiaa1balans

van de reacti~kolom wordens~engesteidit Détoe- en

afgevoer-de hoeveel.heafgevoer-den katalysator-oplossing komen daarin niet voor.

De~e" worden afzonderl\jk veràntwoordbij de bespreking van de

.

.

regeneratie van de katalysator-oplossing! " Toegevoerd: . :i,.n gassen suppl!,water ,condensaat'

..

' , . llgevoerd: , , , ' J

8905,1 kg'

'

in"gassen 4460,2'kg 6552 kg ~9?;L?3_kg

?) Koeler. en'. Condensaat stripper.

19717,1

kg

, In de koe+er worden de',' uit de reactor áfgevoerde, gassen

gekoeld' van 85{)' -

'60

0

C.,

Daardoor condenseert een groot dee 1

van

de waterdamp,'die,de'gassen bev~tten,Telieinde te

verhin-deren.,' d~t in de n~~t gecondenseerde gassen, nog condensaat

irórdt meegevoerd ,nàa:r:-" de' aceetaldehyde-absorptiekolom, worden

z~ nog gezonden door een met Rashig-ringen gevulde kolom.

l>ëi materiaa.'lbal~~s' wor,dt SJamengesteld VOOl: deze peide

apparaten'gezameliJk ..

~ de eerste door~èkèning werd aangenomen, dat in deze

apparaten all.eenH20 çondens~e~t_. 'Bij koelen tot 600 0

conden-seert dan zoveel,: dat' de gassen 'deze 'sectie verlaten met een

temperatuur _{. . .}

~àn

600 0 ènblj die

tem.peratu~

verzadigd zijn met

'

waterdamp,~ Er condenseert dan, ca., 6~50 ~g fi20/dag. Dit water

za~ nagenoeg in evenwicht zljn met de gasph?,s9,

Er

zal dus ook

a.Oeetalde~de ~n v90:r;~omen,-,

HOe

groot de concentratie van het áëeetaldehyde in:d*t condensaat zal zijn, kan niet nauwkeurig wO:r:-deil-berekend, omdat daarvoor voldoende gegevens over het

~tels'el aceetaldehyde-w~ter-iIü~rt ontbreken,. Slechts zijn enige

gege"ens ter bescJ:i.i~ing

v"Ppr

'het binaire stelsel:

aeeetaide-hyde,-water; bij eén druk van ?60 mm Eg (52)!i Tengevolge van de

grote hoeveelheid inert g?s, zal de concentratiè in de vloei-stofphase veel geringer zijn, dan in het zuivere binaire geval.

. I"

o

, .

o

i ' l t ' 18

Aangenomen'wordt daarom dat de aëeetà.1dehyde

concentra-tie in het· condensaat ca.-2 gewièhts~%is~ Dan bevat het con~

densaat: 125 kg aceeta1clebyde ~i: Wegens de zeer geringe

parti-aaldrukk~n

van

azijnzuur.en crotonaldehyde mag worden aangeno-méIl, dat de conéentratie'in het afgevoerde condensaat vrjjwel.

ilihi1 is en

mag

worden verwaarloosd~ In hët condenf;Jaat zal

worden' teruggevoerd naar

. de' constante H n.l .• ,' voo;r

2,0 )Ç 103 (53).

. . 0

de react~r: 2 kg C2Ra- .B~ 60 C is

tOêl'ä.ss1ng

van de

wet van Henry óa •

D.e máteriaalbalans voor deze sec1:;;ie kan nu worden

samen-gesteld 1 '. '" ; ." . . . ' ' . . ,

pGO

=

149

mmHg~

'dus:atgevoerd gas: bevat:

. H20 ' ., . . . , " .

149. , . . . . .'

760 .; '100 =: 19,6 %'H20 (mö1~%)

De overigebestariddè1en' samen 'zfjn 326,4 kgmól~. Deze

vor-men dus

80,4.'

%.~, Het. tot~a.l. aantal kgÏnolen is dan;

, . ' ,

100 . . .'

80# • 326;4 .= 406.~.2~.kgm91"

De ~ainenste11ing'van h.et gas) ~36~1 kg mert '!;!I

8.5

kgmo1~

,en de hoe"é'elhe1d,d1eper ,dag',

3697

kg acetyleen =.142,2 "

als gas uit de koeler wordt

afgevoerd: 7612 kg aceet;ald. -= 172,9 u 146

37

1435 kg azijnzuur == ltgorotona1d;::i 2,4 ft

0,5 "

79,7

n kg ~20=. ---~~- ---~---tot,aa1;13163 ,1 kg -e. 406,2

_mol,

In

het condensaat wordtafgevperd;

6421

kg H20

, 2 kg C2H2

1~5' kg ~:çeetaldehyde_

'totaal: .

, . ,

6554 kg

Toegevoerd: GasseIL'van reactor,: . 197171J.' kg.

, "

Afgevoerd: Gassennaa:i! aceetaldehyde absorpti$kolom;

Condensaat (naar reactor): totaal:

• ' r •

Absor.ptie van aceeta1q.ehyÇ.e •.

13.16~

,1

kg .

6,554

kg

19-?1?,1 kg

Voordat de stoIbala.ns van 'deze sectie kan worden bere~

kend, moet eer~t worden vastgesteld, hO$veel acetyleen aan

deze sectie wordt toegevoerd -qit het ~u~veringssysteem van

acetyleen. Dit acetyleen iE;l namel.ijk opge:lost in het wa ter,

'.

" .. '

.

, ;

.

,

o

o

19

De hoeveelheid acetyleen, die naar 'het. t:teetyleen zuive'"

pingssysteem wordt gevoerd, wordt bepaald door 'dehoeveel~eid

inert, ~e ui~.hét gas ;l1loetworden :verw:jjderd~, Deze laatste is

,gelijk aan de hoeveelh ... eid inert gas, die :in het ntreshlt _gas

aan de reacto:r.' wordt toegevoerd. D~w.~.

23

kg per dag~ Dat

betekent dat ca. één tiende deel van de gassen, die de aceet~

aldehyde absorber ve:r.'lat~n moet~ worden afgezonderd •.

Naar het a'ç~tylèe~-zuiv~ringE;lsy~teem wordt, .dan . gezonden

• , I · ' " •

(l)!

2~;4 , kg inert ~ =

0,85

. ' , kgmol inert. ,

.. ,370 . kg acetyl.een .::;: '14~22 kgmol acetyleen.

13,2

ke; aceetald • .:;

0,3

kgmol aCéetald"

5,5

kg water

totaal;· 412?~·kg.

~ 0,3 kgmol water.

Wegens <ie geringereóplosbaarheid van acetyleen in water,

moet de zuivering wQrden uitgevoerdb~ verhoogde druk. De

zui-yèring

v~n:dt napl~lÏJ'k plaats dOOr. oplossen van aqetyleen in

viatêrli' .. Het ~nerte gas' is ~n water nog aanzienlijk: IIll,nder

op-losbaar, De gassénwo+,den met een waterringpomp' gecomprimeerd

tot 5 atmosfeer. ,Daarbij wordt een weinig water geçondenseerd",

Na de compre~~;e'hebbèn de gassen de ~amellstellj.ng; (2);

totaal; ·'370 kg' CaR2 231~ kg:' inert'

13,2

kg aceet:aldéhyde 2~O kg water 408,6 kg

In

dè pomp wOl;'di; dus afgevoerd;

:;?

5 kg HaO

C, )

ti

Waterr:t,ngpomp. . ; .

.

, Afgevoerd (2) (3) totaal,; 408~6 kg

3?5

kg .412;1 kg

De gaSl:Jen kunnen·npg"kleine.ho(:)veelheden

COat

azijnzuur

.of ,çro~.o:p.aldehyde pevatt~n~"He~ is bet~r voorzorgen te nemen

en deze kleine hoeveelheden .te vervrljdeI,' en.?: dan dat zjjziçh

zoude:p. .ophopen"De gassen wordend~arom gewaS.Sen met een

ver-dunde NaOH opl1ossing, (ca'

o?

5 gew!

%

NaOR)!'. Daarill wordt' dan

oolthe'P.aqee1;ialde;hyde'yastg~:noudeili . zodat d:iet verlox-en gaat •• Na d~ze wa~s~g bevatten de ga~s~n nog

370

kg C2R2

" ' 23?4 kg inert

2tO kg H20

totaal,;' ~95 .,4 kg

,r "~

..

o

o

20

Bij het in bedrijf stellen V?n de installatie, zt;l.l de ver-dunde loog-oplossing natuurlijk pok açetyleen" oplossen'; maar deze oploss.ing wordt, daarna gerecirculeerd. in :de" toren, ~odat

alleen verlies van acetyleen optreedt"tengevolge van,de af-:-"

voer, van de kleine hoeveelheid loog-oplossing, die dagelijks

naar het rio&1, , plaats vindt,~ Deze goeveelheid is bij de ber.e ... kening b~iten·beschouwing gelaten,! :

NaOR -- wasser: , , ' . " , \ TO,egevoer4 (2) : 408,6.J;~g~ . Afgevoerd (1) ,; ,

395,4

kg, aceetald. ' ,13,2 lçg , ' '408~6,kg '. '

Wij kunnen nu.ber.ekenen hóeve~l water min~~al nodig is, voor het oplossen

van

db

b(rvengenoemde

370

kg acetyleen. De absorptie vindt plaats in water van ca, :;00 C" Wij maken voor, dezè globale .,berekening 'gebruik . van de wet van Henry, Daarbij wordt aangenomen dat de constante~ Hl en H2,zoals deze·ver-meld zijn in (53) en

(54)·

voor' deze druk van

5

atm. nog .mogen worden toegepast! ..

D~ partiaaldrukken' zljil;Pinert

=

0,28 atm. P02H2 == 4,70 atm.;,

, .

demolfractie~ in de vloeistofphase zijn dan:

, ' : ' ,.,f;., '4 ,70 10-3 voor 02H2 ,=!I 'H' ',~ ;:= ' , : ."

3

== 3,22 )(

. ; ' " 1. . 1,46 :.10

v

', ',0'0' 1", '-I"n' er" 't' '::

L::

0; 28. '~6~ ~ 10-6"

oIO

'Ha" '7,72.

10

4

::;t

J,

;"I ,..

Voor het,oplosserivaiJ.

370

kg ,c2H2 (=: 14;2 kmol) 'is dus minimaal nodig:

':0'14.2' ' . ' , '

l? ..

?

,22 ::: 4400 kmol BaO. Dit is ca

79

m.

3

H~Q.

Daar;i.n zou dan

tevensoplossên~

4400.,

2

t62 • lÓ-6

~

0,016 kmol inert ~. Ö.4 kg.

De hi,erberekende hoeveelheid water is de minimaal: :beno-digde hoeveelheid'., ,A,angenomeÎl wördt dat in de praçtjjk nodig

zal zjjh 100 'm

3

water'~ ;;paárVä.n 'is 69 m

5

atkomstig van de tank waar het acety.leen

weer'

w'ordt '~rij gemaakt l door de oplossing te ontspanp.èn

totf

atÎllosfeér~ :J)e~~69

m? water 'zullên in het 'ongunstigste gErval' n.og'

70

kg' 'acetyleen bevatten, m~' overige

31 m:? water moeten' dagelljks , ge.supplee.rd w<;>rden .. Naar de atmosfeer wordt''afgévo'erd; 23,0 kg ineI,'t

1;0 kg CaH2 1,0 kg H2

_0:'

totaal; 25,0 kg.:

o

o

,

.

, \ , . \ I \. '. \ Acetyleen zuivering. Toegevoerd;' j,.ri gassen"

'vers wa:te~

van '1.11a6hl1 _'tank

totaal

Afg~voefdt , atmosfeer

~ar flash tank tot'aai'" .. , I ,

.

, "

kg

•

395,4-·

•

~ 31.000 kg • 69',070 kg t _.t : 25,,0 kg : lOO~AAP;4kg ,

.

t 100,.465,4 kg, " ' ! . '

De

h()eveelha~d

v?nlOO m3 water is te

g~oot,

'om ze dir'ect .... d'l

toe

tè'

pàsse~ V,qoP. llet ~i:tw~ssen van aCéetaldehyde, uit de

;-e-• ;-e-• ' , ' , .. j . , . . . I \ . . I \ , " . . ' • ' •

.. a~i!ieg~s~en,." .' . " ,,', ',' ;" ','

De o,pl9ssing wordt ,d~ar.oD,l eerst,on1;spapnentot een d~uk

• j ' . I . ' • . , . ! , . . . . , . . ,

van

_.

1 atmo~.fee~,~ D~, komt, he.t overgrote de.el VB.I+ he~ ace~yleen

.. , . , ' ." .

.

. . ... . . ' . " ' "

weer vrjj. _..

Dit

_{• .} gas wordt te.ruggevoerdnaar de _{. • \ . 1 . ' , ' " I .} reactor~ _{' , ' .}

,'. ' . '

He~ e?as. ,b~va,t: . 34Q., ke; C2;Ha

=

l~~l kgmo~~

. ;

.

\ . O,1,kginert • • !:' : , . ' _ ,9 ,kg, H20 ' " ) . totaal:

3.49,1 kg ,

.: , t. ~ " I': .

In de' lQQ m3 watej,;.,biwen,dus nóg o:pgelost:' 100 kg C₂

H2.

Dit water wordt gedeelte"lijk :,opnieuw 'gebruikt vQor de acetyleen absorptie an ten d.ele gebru~kt voor de absorptie van

aceetal-dehyde~

Absorpt~e vanaceetald.ehyde.

Uit de açaetaldehyde-abs,orptieko1om wordt als gas afge-voerd: acetylè~'n;,' :ine~t

_.

. en ee:n geringe hoeveelheid aceeta1de-. . ,

hydel! Er moet oök rekening worden gehouden met'hetacety1een, dat onder uit de toren opgelost in de'verdunde aceetaldehyde-oplossing wordt afgevoerd. Betrouwbare gegevens zijn ar over de oplOsbaarheid van acetyleen in deze oplossing niet bekend. ~angenomen wordt . dat 40' kg ,acetyleen O,tilost". 'nit, is. ongeveer

d~ hoeVêelhej..dd:Le zou oplossen'indien er water onder uit de toren wordt afgevoerd~'

Als gas wO~dt afgevoerd;

, . , '3687 kg acetyleen~

236,4 kg inert:;., ..

127,2 kg aceetaldehydè~

46,8 kgli20.

,',

~:> . ~~.: .

o

o

In gasvorm wordt aan de absorptie-kolom toegevoerd:

2~6.,1 k~inert!t 3697 kg acetyleen. 7612 kg aceetaldehyde. 146 kg azjjn~ur 11 37 ,kg crbtonaldehyde. 1435 kg HaO " totaal,; 13163,1 kg 22

Naar de opslagruimte voor heta.oeeta.ldebyde wordt afgevoerd:

7484,8 kg aceetaldehyde.

146 kg 'azijnzuur.

37 kg crotónald~hyde.

40 kg acet~leen.

Er

wordt daarbfjeen ca.

15

%

ace~taldehyde-oplossing

ver-kregen.

In

totaal dus naar opslag~uimte gevoerd: 49921

kg,

waarvan 42213,2 kg HaO. Van de nflashu k910m W,~rdt VÓOl' de

absorptie toegevoerd 31.000 kg HaO, waarin opgelost 30 kg

C2H2'~ In het bovenste deel van de kolom moet dan nog als vers

water'worden toegevoerd: 9825 kg (l~o C)~

To:.~gevoerd:

Gassen

Waswater :

van n~lashn kolom:

13163,1 kg. 9825 k~. ;1030

kg.

I ,'Afgevoerd t In op1pssing: 49921, kg. Gassen Totaal; 54018,1 kg. totaal; 54018',4 kg.

De. 40 kg acetyleen; die in het product z:ijn opgelost, ko ....

~en bij de destillatie 'Van de aceetaldehyde-oplossing weer vr.ij.

Zij worden dan gevoegd bjj de gàssen t die de

aceeta'ldebyde-ab-sorptiekolom verlaten. Daarna hebben dan deze gassen de

samen-stelling: 3727 kg CaRa

236,4 kg inert,

12? , 2 kg aceetaldehyde~,

46,8 kg B2

0.

totaal; 4137,4 kg.

Daarna wordt deze gasstroom gespl~tst, zoals reeds

be-schreven werd_ De grootste hoeveelheid wordt teruggezonden

naar de reactor, ;Een kle~nere zijstroom gaat naar het