Fabrieksschema voor de bereiding van terephthaalzuur

" f (

..

l

I

V E

F'

A

n

E v a R S LAG B R I E K R E I D I n j~. ~

,

b e h 0 S S C H E

r-

G V .h N IJ 0 n t f 0 .., . ~,..' ... -~ , f ''',--I'" ',J

j

_l~

' ;'

Jre

_~ )-.~;:::. ~

' .,'

- ~.:" ~ • , ' , ' ~,

-. 'I

r e n d e b i j h e t h'. A V 0 0 r d

e

'

r

E R E P H T H A A L Z U U R

_/

0 r t

.

.

.

-1

-INLEIDING.

De

bereiding

van Teryleen of Dacron

kunnen

we

ons

gesplitst denken

in

drie

onderdelen:

a

.

de

bereiding

van glycol

uit

de

ruwe

grondstoffen

.

b.de

bereiding

van terephthaalzuur(TP).

c

.

de poly

-

estervorming van

glycol

en TP tot

Dacron

.

·

Dit

verslag,

evenals

het fabrieksschema,

zal slechts het

tweede

punt

betreffen

.

Het eerste

en

derde

punt zullen T

f

e slechts

terloops

behandelen

.

De bereiding

~

glycol kan

in

het groot

op

verschillende m

a

nieren geschieden.De

laatste jaren

is de productie

van p;lyc61

uit

aetheen,dankzijde

gro-te vlucht,

d

ie de

aardolie

industrie

heeft genomen,

het

bel

a

ngrijkste.

Vele FI

I

..

T

en BIOS

rapporten zijn

er na

de

oorlog

samengesteld

over

dit

onderwerp

.

De polyestervorrrdng

Y§d1

TP

met

glycol, of,

algemener,van TP met HO-(CH2)n-OH,waarbij n kan

va-rieren van

2

tot lO,

wa

s al

voor de oorlog bekend en

is,ongéveer terzelfder tijd

als Nylon,ontdekt

door

Dupont(Carothers

).Da~-_r

Dvpoy

!t in

l'~ylon

de meeste

toekomst zag,ont

r

tikkelde

hij

dit

verder.

Tot

het be

Q

'ir. van de

oorlog liet men de

Teryleen bereiding

verder

rusten,toen

de

verdere ont

-Tfikkeling

terh

a

r

'

d

g

enomen

n

erd door

de

Calico Prin

-ters

Ass.Ltd. (~hlnfield

en

Dickson

'39-_'

41),die

voor

deze

onderzoe~ingen

een

team vormden

met

onderzoe

-2-De door

_hen

ontwikkelde

methode,met

een

groot

a~mtal

varianten erop, die allen slechts 1n de

-tail verschillen, is

de enige

,die

op het ogenblik be

-kend is en

aan

de

eisen

voldoet

.(

Br

.

Pat

.

578

.

079,

Ned

.

Octr

.

60828 en

60842,U

.

S

.

Pat

.

2.4~5.319,

2

.

534

.

028,

Zwit

.

Pat

.

27l

.

566,etc

.

)

De

katalysator kan zeer

uiteenlopen, zoals

HCl, p

-

tol ueensulfon

?lJ.ur,

kamferS1,üfonzuur, als Tie

zu1

-yer TP

gebruiken

.

Bij

het

gebruik

van climethyltere

-phthalaat voldoen

zeer

vele

mets.-'

tl katalyp:

!toren,

, L"""

1

zoals

Na

,

Li

,

K,

Pb,i,S,Co,i\.g,Cu,Sn,Hg,Ca,Be,Zn,Mo,Cr,Fe,

~~::.

I,J:

~~.

pt,

Pd

erJ

Sb

.

,Ir"

tifl~>

MOGELIJ}~E,

INDUSThIE.:.L

'rOEPi .. SBARE

. BEREIDINGSWIJZEl.

VAN

'rp.

Als

uitgangs

produc

t

nemen

~re

ruwe xyleen

.

Om

hieruit TP

te

maken, }{unnen

Tie

twee

l'regen

volgen:

scheiding

oxidatie

a

.

rU'l"

Te xyleen

~

p

-

xyleen

•

TP

oxidatie, scheiding

oxidatie

b

.

ruwe

xylèen

~p-toluylzuur -TP.

a

.

De

belangrijkste scheidings

wijze,die bekend

is

om

p-~Jleen

te verkrijgen

,

is beschreven in

het

BIOS

-rapport 1146

.

Hierbij wordt

de ruwe xyleen eerst gedes

-tilleerd

,

waarbij

de

v

olgende

fracties

worden

opgevan-gen:benzeen

(7

00

-

1000),tolueen(lOOo-1300),naPhtha

(

1300

-1370),xyleen(70%,137~1380),terwijl

er een residu van

2afo

overblij

ft

.

Dit residu

wordt

in een andere kolom

gedes

-ti11eerd,waarbij

we

de volgende fracties krijgen:

tolueen(lOOO

-

130o),naphtha

(

130o

-

l37o),xyleen(5ü%

,1

37o

-138° ),

napl

-tha

(

138

0

-1

43

0),

o-xyleen

(14

3°

-150°

)en sol

vent-naphtha

boven

150

0

,terwijl

~e

een teerachtig residu van

,

.

-3

-Uit de xyleen-fracties kristalliseert bi j -550C in 6

à

7 uur onder roeren het p-xyleen uit, dat door centrifugeren. afgescheiden wordt.Uit de

moederloog kunnen eventueel nog na verdere verwerking

0- en m-xyleen afgesche iden "florden •

Hebben we op deze :,'1.1 ze p-xyleen verkregen,

dan stas.n er verschillende !,egen open om dit te oXJ'-ëte

-ren tot TP. PriLc ipiee 1 k1 YlYjen

,re

twee methoden onder -scheiden,die beide k,--.talytisch zijn~te y,'eten:

a.ox;,rdatie in dampfase

b. oX'jdatie in de vloei2tofi'ase.

J..lhoeflel er voor de dampfase oxydatie in de literat'uur zeer vele voo:r'schriften beschreven staan,

l'Taarvan de meesten e;eoctrooieerd, verschillen ze onder

-ling in uitvoering riet zo erg veel.Meestal is de

kR.talysator het punt van ond8rscheid. V!e willen enkele

Nederlardse octrooien roemen.

Het

r

.

0. 3~::. 404 Ie icl.t het p-ryleen of een

andere di-all<:ylbenzeen, tezaT,;en met lucht, in de gerdchts

-verhou~iLg van 1:25 over een vaste contact-massa,bestaande

uit A1

203en V205+iets KOR op infusorienaarde bij een tempertltuur VG-.n 3800tot 420°0.

In P.0.36254 van de Selden Co. hebhen we als

kat

.

V205,~aarhij

tussen 3200en 450°C een mengsel van damp er. lucht irJ de verhoucUnr; 1: 15 (voor tolueen )over -he5n ll'ordt geleid.

[ .0.62757.van de B. P.lvi •• Hierin rÎÜrdt gewerkt

met een e;asvorFlige kataly2 ator, het HBr .De dillflp wordt

met lucht en HBr(de hoeveelheid HBr is de helft van de

,.---~ .

__

. - - _ . -- -~-

-..

-4

-gevoerd, fiaarbij de t 2mperatuur afhangt van de te

oxy-d2ren stof.De contacttijd,die tussen de I en 3 minuten

varieert, is vrij groot, terrfij 1 het reYJdement van 90% uitstekend te noemen is.Alhoewel 5510 van het HBr terug

-gelfOy'nen l'iordt ,maakt deze teru.gy,iny,ir:f?' en de grote hoeveelheden herlorligd HBr dit proces,ondanks het hoge rendement,miLder ao.ntreklcelijl .

In het 1 .(,.64P,24 VL~n de StaatsM:i:iren staat

eer, l'ierlnii.-i ze beschreverJ ,1:a[~rbij geoxydeerd l'rordt over

een contactrnassa van

V'c:'ü.s+

10~~ Sn0₂ op puimsteen.raast eorl vri.4 hoog rend'3Elent(80~;),is de grote activiteit van

de kat. en een product,dat voor nagenoeg 100% zuiver is,

eerl groot voordeel.

b.Bij de oX'Jciatie in de vloeistoffase 'Nil1en

Tve in de eerste plaats het U. S. Pat. van Dupont noemen,

ln Ned.ceoctrooieerd onder No. 67858.

Vole:ens dit octrooi laat men verdund salpe

-terzuur or der drlllc reaLerer, met p-XiJleen of een ander

p-dialk~Tlbenzeen bij verhoogde temperatuur, hi.ivoorbee1d

1500 -2100C, rJr-è' rb ij r.let salpeterzlu1.r ü::nT,:ezig is in een

verhouding tllssen 2 en 10 delen 100fb HNO;) op 1 deel

ber1zeenderiv,,~at.J:a e:m vo1rloend lange reactietijd

scheidt het TP zich 1Jj.t de zure restvloeistof af.

ge schied t disc orlt irJu en ._~ ist I:Og al vee 1 controle.

Het rend::;nlent is é);:;/) TP en 10;~ p-tol'L1_J..-1zuur ...

Een l-:atals-tische oxydatie van p-XiJleen tot

TP is beschreverl ir: het BrItse Paterlt 623.836.

ge-

-5-oxydeero neet lucht onder atmosferische dr'nk in een

geëmailleerde of roestvrij stalen t.mk in

tegenYfOOr-digheid van Co-oleaat als katalysator.Het TP slaat

y1eer en ](ar: contiru of discontinu vervri,ièlerd worden.

Het re2rslae; oev:"t 90/ TP,tenJijl het rerdement 77

%

is.

De or,z1.1.:l.verhecl.eIi van het neerslag besta~in in hoofdzaak

uit p-toluylzuur(p-T~),die we door recycling voor een

groot d?el i~ TP kUlnen omzetteD.~e krijgen zo een

over-all rendement vnn orgeveer 90~.

ruwe xyleen tot eeIJ vleYJgsel valJ toluylz1..1ren met erop

volgende scheidil.g door destillatie,open,zonder de

isolatie van p-~Jlcen als zodanig.Dit principe is

neergeleGd trI het P.P.l' .• octrooi C3.GB7.

lIier1,:t,j "oren het menGsel van ~Jlenen in

de vloe istoffase part ~.ë9l ge oX~Tc.l eerd tot de overee

n-komsti~e toluylzuren.ln twee trappen wordt hier het

p-TZ uit afgescheiden, door destillet:.ê.IL(jn _

--_.

_{--_ ... _ - - - - . -} fractioneren, _...

_

_...

_{_._}

_{--_._,-}

-hetgeen mOf,e li.~ k is, c1a.r de koc.kpunten va.n de drie

iso-0 iso-0 iso-0

mere zuren (o-TZ:259 ,m-TZ:263 en p-TZ:275 C)voldoende

ver uiben liggen voor een scherpe scheidin~.

Het zo verkregen p-TZ kan dan verder

geoxy-deerd worden op één der reeds genoemde manieren in

de vloeisof- of dampfase.

DE

KEDZE VAN

liliT P.H.OCE,s

.

Uiteraard der zaak is de keuze van een te vol

-gen proces afhankelijk van een groot _,antal f actoren,

waarvan zeer vele,zo niet de grote meerderheid,niet op

chemisch-technologisch,maar op finantieel en economisch

. \

- - -

--6

-terrein lig~en,welk gebied voor het grootste deel bui

-ten de beschouwingen moest vrorden gelaten.Dit maakt de

keuze dus al zeer moeilijk en betrekkeli,jk weinig ge

-fundeerd,daar de vele aspecten niet afzoncterli,ik beoor

-dee ld knnr:en vlOrden, maar in het grote verband beschouwd

moeten worden.

De eerste keuze,wa~rvoor we Besteld werden,

was het al dan niet als zodanig afscheiden van het p-xyleen.De voordelen van de afscheidin~ boven de par-tiele oxydatie tot TZ zijn oae de volgende:

l.de hoeveelheid lucht,en,wat belant;rl.iker ls,de hoe

-veelheid p-~Tleen,die uiteic1eli,jk geoxydeerd moet l,~or

-den, is veel gerinper dan de hoeveelheid r1.1.1N xyleen,

die geoxydeerd moet worden tot TZ, mr. dezelfde hoeveel

-heid TP te verkri v " ip:en, nl. ca. 15;;'

2.als bijproduct kri,igen Vle in hoofdzae.k een mengsel

van 0 - en m-xyleen,eer; uiterst belangrijke grondstof,

zm,vel voor benzlne als voor de aandrijvinc; van

straal-motoren.

3.tot 'l'P slechts een oXJc!.atie trap.

hls voorde len van de p[~rt ie le 0::-7da t ie tot

TZ willen we de volgende roemen:

l.de zuiverheid van het

p

-

TZ

is [roter,en dus ook van

het

Irp,

hetfeen zer 1)8 lanFTi.r~ is, en het 8.2.Ylt8.l bS'l.!Ter

-kin,r;en om het z'Lüver te Lri :i ... en, is vee I kIe iner .

2.het totale r cmc1el"".er:t,oJ.ls verlrreE~erl TP uit ruw X"Jleen,

1

is aarizielli,F

---_.

.', ['Toter,lJl . ll,25,; terren 10.:.

con-r

I

I

-7

-ti 1 U, teruij 1 de afscheicHng van P-.iQ,' leen zehee 1

dis-

=----continu olacts vin~t.

4.r"i'een voorafç-at>-ncle dl.'h'bele dest i l latie,("'8volC'c door

r:efractioreeréle 1<:ristallisc~tie .I'a2..rbi5 zOllden we, no.ast

een uitgebreide koelinstallatie,de beschikkirr moeten

hebben over eon rr_ oot aantal (bi u l onze bep'y'ote _ . nrodl1e t ie 60 )centr'ifu<~es. :'~eh[.lve ho[:;e aanschaffinp:,s- en onderl101..'ds -kosten, 7,o'Ll, ook de c)ec1ieniw' van ne centrifl.<'es .,anzien

-lijk r,eer Elan-uren vere,cn, d.an de bedi eni:r "',- van de 070/

-dat ie kete Is bij de p:.~rt ie Ie oxyo.at ie vergen.

~ls bijproducten krijgen we hierbij 0- en

m-'I'Z.Gezienhet rrote tekort irj de 'wereld aan phthaal

-zuur (anJ:1yci_{r id) , en g'ez lsn het fe i t, d.:.t een zeer groot}

deel van de proc1'\,lcti ::; r~iervan toch al verkregen wordt

door oxydatie van o-~Tleen, z,.l er dU 2 voor het o_rrz

een roed af 7.et fi'ebied zi j n voor verdere oxydatie.

Het ~-TZ is tot nog toe veel minder 7evr ~~gd,

doch in de tOG":or.,:,t z:J.l (-i t zeker een afzet ,0'sbied vin

-den.Te wi~zen er slecht s oo,dat er in 1951 een cctrooi

openbaar serr~akt i3,d~t de bereiding beschrijft van ve

-ze ls uit de polyester v;;;.n tetra-methyleenr,;lycol en

i sophthe'.alzuur. (Er . Pat. 655.377 van de :!ingfoot Corp.

Ve 1.11SA. ).

Op Grond van de bovenL;enoemde overwegingen

werd besloteTl de partiele oxyde.tie te kiezeL.

De o)çd<... t ie van p-TZ tot T P ste lde ons voor

de keuze :vloeistof of dampfase • __ ls we de dampfase me

-thode van de S.l,~. (N.O. 64.R24 )nemerl,dan hebben Ne:

--9

-oxydatie.

2.100% zuiverheid zonder ingewikkelde apperatuur en

veel tijd eisende zu.iverin:,:.

3.reactie veel sneller, dus een veel grotere productie

per uur.

4.katalysator gaat niet verloren en hoeft niet

afge-scheiden te ~oreJ! •

5.temperatuur va~ de reactie beter te regelen.

~ .. ' 6.continu.

W

.

Op ,srond van dsze voorde len, w~;'<lrtep"enover als

I

nadeel bv. de dU"lwdere aDperat1..1.ur staat, werd besloten

te oxyderen volrens het octrooi van de staats kijnen.

BESCHh:IJVn.G V.l.Ül E:.;'l' ,sC.Ei:S1.U1.

De productie van het schema is begroot op

10.000 ton Teryleen per jaar,hetgeen overeenkomt met

een dagproductie van 87,5 ton.Ter vergelijking noemen

we de cijfers voor de in 1953 resp.1954 te openen fa

-brieken(de eersten op niet semi-technische schaal) van

Dupont in Amerika en van de I.C.I. in Wilton,Engeland,

te weten 35.000.0cO Ibs . en 5.000 ton/ju..ar.

Om deze prodl1ctie te bereiken hebben Vle per

dag 170 ton of 1600 kp;mol. r1.'vr-X'Jleen nodig.Eierbij

ver-onderstellen we,dat de samenstelling van het xyleen alg

het volgt is: 15;:p-, 6S;.jm-, 10/Go-xyleen en 10% aethY.Lbenzeen.

Deze hoeveelheic~ stroomt via een warmte 1.7

is-seL,è.~r,V·Ja<3-.r de teup.tot CD.. 11000 stijgt,in de oxydatie

-kete 1.Daar de oX'Jda tie 30 uu.r d1..1urt, hebben we Der dat:

dus 30/24.16CJO=200C kE"DOl. xyleen, die zich in de lretels

-10

-100 kp:mol. xyleen (10.6U0 kg. ) is,dienen Vle dus te be -schikken over 20 v;:;.n derr:elijke ketels .Hiervan laten

we er per d.J..g dl12 16 af ,dus iedere anderhalf uur wordt

er een ketel Ieee; gedrukt .

De ketels,~ie van roestvrijstaal zijn,worden

zowel met een spiri-cal ir.wendig als met een mantel

uit-wendig gekoeld.Dit is nodig,om de crote hoeveelheid

re-5

act1ewarrnte (ca.S.10 kgcal/ketel,uur )af te voeren en

1 _0

de temperatm:r op 15 G t è kunnen h2.ndhaven.

Per ketel hebben we 10,5 kg Co-linoleaat als

kat. nOdig,aequivalent met 1 kg Co.

Voor de oxydatie hebben we 50 m3, per ton-uur

r\..(.cht

nodig.De blower heeft, om hieraan te kunnen voldoen,

een capaciteit van ca. 11.000 m3/uur.

De refluxcondensor dient om de meegenomen

xyleendamp te condenseren uit de lucht overmaat.Tevens

voert de lucht ongeveer 10;; van de reactiew,~rmte af. Het mengsel vC.n 'l'Z,waarin zich o.a.,door de

oxydatie van het in de ruwe xyleen aanwezige aethy

l-benzeen, ook benzoë zuur, acetophenon, mierenzl~ur etc.

bevindt,gaat rechtstreeks La het aflaten van een

oxyda-tieketel naar de batch-destillatie.

Voor deze destillatie zijn twee kolomnen

aan-wezig,e1k met 50 schotels,die ieCer per dag dus 8 oxy

-datieketcls verwerken. 'Ne hebben dus drie uur om de ke

-tel te vullen en de charge over te destilleren,De ke

-tel wordt direct rr:et een oliebrander verhit.

~~~

De voorloop,die beneden 259 0

C

kookt,en die

o.a. acetopr...erlon(kPt .2020)en

benzoëzl..1urO

~

pt

.

2490)

bevat, wordt elders gevoerd,tota~l ca. 20~.

- 11

-o 0

De fractie 259 -275 C,die de drie isomere

TZ bevat,wordt opgevangen in een wachttank.

Het bodemproduct(ongeveer 5%),dat de zwaurde

-re bestanddelen bevat,kol-:ende boven 275 0 C,zoals de kat.,

wordt afgetapt en Gaat eV.:ntpeel radr de Co-terugwinning.

De fractie i35g0 -275 0C,Gemiddeld 50 kgmol./u·ur,

wordt van de vvachttaYJk geponpt in de fractioneerkolom

bij een temperatuur van ca.. 263~C, ongeveer het kookp'unt

van het mengsel.Deze ;zolom bevat 38 theoretische schotels.

','/e zullen op deze 1:010m nog nader terng komer;.

Het topproàtwt,42,5 kCmo1./uur,een mengsel van

0- en m-TZ,wordt afgevoerd naar de opslap,waar het verder

verwerkt kan worden,bv.gescheiden in de componenten door

fractioneren.

Het bodemprod'l;ct,7,5 kgmol./ulJr,is voor 99,5/~

p-TZ,met een kpt.2750C.

In de verdamper 'wordt het bodemprodlJ.ct ver

-dampt met de hete reactier;assen uit de reactor. ln de

men!3er wordt het aanr;e zogen en vermene;d met de lucht,

elie door het hete zO'lltm.engse 1 voerverhit is, vmardoor d3

°

temperat'lHl.r van het damp-l1...lChtmengse 1 350 C wordt.

Vele octrooien geven als hoeveelheid lucht

een ongeveer 15-vOl~die;e overmad.t op.Daar wij per 'uur

7,5 kgmol. =1 ton p-'I'Z laten oX'lJderen, hebben we per 'U.ur

3

i5 ton lucht of 11.000 m nodig.Deze waarde, waarop de blower ook berel'::end is, klopt vrij goed met de hoeveelheid,

die uit de literattnr volgt.Voor een dergelijke oxydatie

is J.l. 10 maal de theoretische hoeveelheid lucht Yiodig,

dus per mol. TZ 15 f!1.01 zuurstof of 75 mol lucht, hetgeen

•

-

12-Na de reactor wordt het hete gas(ca.420oC)

eerst gekoeld door warmteuitwisseling in de verdamper

en vervolgens in een koeler.

In de sublumatiekamers slai..',t het TP neer op

de wanden en wordt los e;eklopt met behUlp van vibrato

-ren,waarna het ~et wagentjes naar de opslag gevoerd

wordt.

ENIGE Niw.c.1G BE':;CEOU .. DlGEN OV5H DE FR..,.CTIONE.:.::RKOLOM.

~-;e kunnen aannemen, dat de voeding van deze

kolom bestaat uit drie componenten, en wel 15% p-TZ,

65::; m-'EZ en 20;; o-TZ, m.et als koolJ.:l'Ju.nten resp. 2750 ,

nc. r / 0 .~ .-90

GOO en;:::o •

Voor a11e3 c' i8nen 'Je te beschH~~'en over en

-kele phys ische crrootheden van de componen~ten. Voor de

berekening van de hoevee 1.he id vvarn,te, d ie aan de ko lom

rnoet worder toe~evoerd,hebben we de soortelijke w~

rm-te en de verdarrmin'T,S7Jarmte van de c omDonenten nod ig,

terwijl we voor de ber3~eni~g van het aantal schotels

de afhanl~elijl"heid V8.n de daJÎLpspanning van de

tempe-ratuur lEoeten \veten.

Irl de litaro.t11ur zijn alleen e:s!?:evens bekend

over de soortelijlT8 \'T2.rmte .Volp:ens Andrews,L~Tnn en

John-ston (J J.r::. Chei11. Soc. Ic 8 l;~7~ ' ~>'6 )bedragen d8ze voor het

temperatu1'r pebied van het sT:':eltpunt tot 35000:

o-TZ: 1,766+3,1.10-3 joule/Oe. ,~y m-TZ: ~3, 107+-1, 72 .lü-" Tl il '7 p-TZ: 1 ~24+-5 p, 10-0 11 11

_,

L

,

."

.

De relatie tussen de

..

• •

.

'

-Iö

-we uit de vgl.van Clayperon berekenen,als we de ver

-constRnt v8ron~er8tellen.

110eTPen rIe PIde atm.dr'l~k en Tl het kookpunt

bij die druk,en p;:;de clampspannine,behor3nde bij de t emp.

T2, terwij 1 ~lld-3 EO leculaire verdamoinp;s w[~rr~te is, dan

I n he t nand ' book of Phys i Ccs and ' new.,o ~ Oe druk I94B,

blz 1805,vinden we deze formule t erug met een kleine

correctiefactor voor de afhankelijkheid van de

verdam-pir.gs\varmte van d-s ter.1peratuur.Tevens is uit de hij dat artikel behorende ~rafiek de waarde van

Q

te vinden,

5,85 voor p-TZ,5,83 voor El-TZ en 5,82 voor o-TZ.

In de t qbsl op de volgende blz.hebben we de op de ze Y: ij ze berekende dampsparnin,ÇJ;en opge ,!even, ter -wijl we in bijead~de p-T [rafiej deze wa~rder hebben uit

-Ui t Q, volg't t .:;ves de verà amnir.r:swarJ',te, daar

(~=Lm/2,3RTI.voor p-TZ vinden we hieruit voor de mol.

verdampingswarmte 14630 cal/mol.,of 107,5 cal/gram.

De w.;.arden voor d beide andere componenten zijn naeer.oeg evengroot,in overgenste~~ing met de rerel

van Trouton.

t'iillen INe ru het theoretische aantal schotsIs

berekenen, dat voor eer; sche iding in toppro(~uct 0- en m -TZ en in bodemorofuct p-TZ Todi~ is,dan 2aat dat het een

R+-~~~~·.l.,-4i--~--~-'--~-,"--_·-+--- -~1- ~-+--~:.-:-I

"

.1-r":=-=-t.-,-,-.

.,.-._+-~:~~:=+

... :..;.-+-,-..;..--+! . _: -'-:"--

,--+

: i .: - i _e -:-1 I

t

.' 1 • , -t---~-_·-; I •. I T' --: ~-.. t ... ·~ I ---r--.. ! I I ~ .. J (' :;: .. r .. 1 . ,

..

,-_ .. I 0 4 ' " J... . I . ' i 1 I ' . -. i . -:-:-~ ,-_.-t-..•

---p_:T

c::d .... ;..' ~ _~". . / / " . . , I I --+ __ ' . _; ~ .. 1.. _ - j _ i I . -... - r· r _ _ l _ mI.ll...L...'

'~:

.i

ji

-:.w.JJi.l

1

j

j

~~.1_

J.t

_·c

--....;);)

I---~---~--- ~ -~~---

•

-14-D8Jnpsparming Temperatuur

D

!

-T

Z

m

-TZ

o-TZ

260 ,:)19,4 704,7 779,3 261 533,1 722,8 799,1 262 517,1 741,2 819,3 263 561, 6 760,0 839, 9 264 5 '76,0 779,2 860,9 265 591,1 798,9 882,3 266 506,6 E19,0 904,1 267 622,3 8:':,9,3 926,4 268 6':)8, Z! 860, 2 949, 3 269 654,5 REl, l 972,5 270 071, :=, S();j,2 _996,1 271 St:H, ë 925,4 10?-O, 2 272 705,7 94f!,,1 1045,0 J 1 273 723, 4 971,0 1070, 0 874 741,5 995,0 1095,7

..

275 760,0 1019,2 1120,4

We m~~en lU de volgende veronderstellingen:

2. de 1'tler:g-;'Jarrnte

is

te veri!/~·.2.r1czen.

3.voelbare wo.rnte l 1itvTisseling door de \rolom te ver

-';raarlozer, in "re l ' c:"e 1 i jJ:ir:p: Fat dt'3 latente i;varmte ~

4

.

cle conèensor is eeD

er:~elvoudige

condensor

,

d1.J.2

(18

het koolcp"llLt var, het mengsel op de voec1ir csplc"'-:!.t .

.

,

-•

•

.

,

•

-15 -kenen op analore c,ls e

( 2 clr1..l.k 1950 , bI z .181 )voor benzeen, tolueen, X:;Tleen.

Hierbij maker] ','ie de veroYioorstellins,dat d8 Vlet van Ra

-oul t zevo1e;d vmrdt) het,3een, öe ar] o..loge che])".. C or,st i tutie in aanmerkirlS 7,810n~en, Z88r ',raarschijI',liik is .I',/e kun~ en c'lan de vloeistof en c~2.mpli·:( en berekenen.

Op de tekonl!~ ~ien we de constructie,die voor

de berekening van het a~ntal schotels nodig is,dus de s amerste llir gSdriehoel: met de vloe is tof en cl arnpisothe r-men er de hulpfl[~l,ur n~et de stripping er, rectificeerlijn •

De in de fi[llUr Ol tstane driehoek ABC, cl ie voor

de ber81:eJ ir S v~n het crootste beh'.Ylf" is, laat een nau\"'l -l-::epY'ige c onstrl"c t le y iet toe, d·ar de str ,l.ppiI';g en rec -tificeerlijn bijna 8ar(~er,valleY rnet de li,~n xn=xv.De enige c onc lus ie, die VJe hieruit 1':"LmLen trekl"en, is, dat het aan -tal schotels vrij groot zal zijn •

ILJ.ro~!i.,er'c1 LSr:estapt van de berekerlin[ voor

drie c offinoLenter er OV8r~(:waan tot;en rrr ·'lfische bereke

-ning voor t \ree componenten volo:er's ~ilcCabe eli Thiele. (Ind.

~ns.Ch.17 605 I9G5).

,·.13 cOE:Jor:entenerden hiervoor !!el-::ozen p-TZ

en m-TZ.A1s deze gescheid~n worden,zal zeker het nog lager

dan m-TZ kokende o-TZ van het p-TZ gescheiden worden.

Vol[';ells Henc:stebeek(Trans .HR. lrJst .Ch.Eng.42

309 1946 ) virJclen we ds scur·el"1st8llirc van de voedine; als het volgt .De werkeli,il~e ternaire voedir,g d3nl::SYl we 13e -splitst ir, tViee deler" zl'iver o-TZ en een binair rnenf,sel van p-'llZ en Ft-'l'Z.~)it 18.atste besehol"wen we nu als de

..

. ~

r~---"~---

--16

-ding voor d~ berskenirf volgens ~cCabe er Thiele.

Uit ons ternair èiaçrram zier! .\;e,clL'.t deze voediH~ be,stD.at

uit lA,75~ p-TZ en 81, 25; m-TZ.

.-Daar het merc;sel op kookpunt in de kolom lwmt,

vir:,den Vie al s snij pw:t vox de striD,'iq~ en de rectifi

-ce jrlijn llet verlengde v::n de verticale lijn x

"'~ .

voeding.

we 8 aan. Of de ze vvaarde het

Als refl!erhOUdinf r'8ïrBn

economisc optirm.:Un. is, of (lat eey! andere "!aarde dit op-tinuJTl beter benadert, laten ... ve btliten be?chouivinc.

7:arn-.eer ·.'ie als crenzen aanr.elilen voor de top 1% p-TZ en voor ( a bodem 99,5~ p-TZ,dan vinden we, zoals

Vle v.it de ?rafische ber'j:~':,;r ir:3 zien, ~)8 theoretische

) schote 1s. I

r

De voedinc l:oT!t er op de dert iende schote 1 van 'bovenaf in,Houden we reker:iq:: met een nuttig effect vc.n

60%,da wordt het .... :rerke1ijk aantal schotels d'ns 64.

;·,e willen j u nog de afriLetinsen van de kol OT:.

weten. v;ie DeJilen

,

ar~

als plaatafstand 1, .5 ft

~

n

als

~­

diaJnater

~"J

A

lS

hoogte vinden we dan 2850 cm.

~e

capaciteit per uur is 50 kf,mol.(zie b1z.11)

w,',arvan bijna 827; of 41 kgmol.topprodtwt.Hieruit berekenen

3 3

Tre als volume damp per 1 ur 16600 m , of 160, 3 ft /sec. ,

Volgens Perry 1941,blz.1449-1450,vinden we als damp

-dichtheid 0,194 , als vloeistof èichtheid 65,2.

Als dampsnelheid vinden we r,u 2, 56 ft/sec.

Het oppervlak van de kolom r~oet dus zijn 160,3/2, 56= 62,6 ft 2 .Dit komt overeen met een kolomdoorsnede van

270 cm.

De totale hoeveelheid toef'evoerde warmte be

-6