Bereiding van hexachloorcyclohexaan

<Ptt!,. \- '-I'

~

~ CMtsrtec..tU~ ~~

~.

~, AA'~'A~~tL~ \r1fuv' ~

rt1ft.k

~ M:c.k ~~ ~ U ~t- ~t.MVt~~ .a..:~~ ~

-

~

ho:) U f

nu.

L

,t.:tLt, ~ ( I t~r ~

:

~(,L.it+~ ~,·1

_--

_--

_-

.

~-f~~

7

~~ ~c-""'fc<~t"~S~~

VU- 4

~~

~r. lW~t"'-lu ~1'At ,

2u:- crY ..

~

r

1

8·

-i'

~

"'Nv\j(.

~ h~i

"Ld_MIv.yJ-. f., '1

Lr

0 .J

~

• (

~

~M- ~~.

~et..~DÀ

~~ f\wJ.A~.

t~ ~. ~/t ~

-

f,r-t .,

kV'M

~

tvWA

~

~·cLk

.

fd

'J .t.\J,

r..r--~h(""1°,,,-L ~ /'n,,~kr,~.

,

f'i

l-1..1

~

\

Uvu

~.\..

fV;: .

.J,

t\!iw~

)

~~tM.. ~

-V~~~~~~

L",

lrW\A.o, ~.~ ~ !~ \~~

r-v

~

~ VI... ~\..rLI-L

-L

~lA. ~ lh7I'A-

t

w..

kvvuJ

{i~4...~uM 4

M

~~

vLI~·

~ "'l.) ..

(....k

oL) t0t-~ ~~ ~ rÁ....

~tAV!ML ~~

~

~~à'f4,

. .,)

t-ev~-..; t/~ ~~"" ~~ ~

;vuÁ'

~

----'J"-.

... ' ..

FJJ3RIEKSSCHElU.

"BEREIDING VAN HEXACHLOORCY CLOHEXAANIt

G.Roovers. B.G.Linsen. , , ,. ,:,! .' ; '. ! , ' November 1956. ,-.' ':,' . ...

,..

..

.

" Inhoud. HoofdstukJ.I •

"Eigenschappen en toepassingen van HCH." Hoofdstuk II,

"Verbruik en productie van HOH." Hoofdstuk 111.

"Bere1dingsmethoden en keuze van de tevolgen werkwijze." Hoofdstuk

!I.

-"Beschrijving van het proces. tI

Hoofdstuk V.

"Materiaal en Warmtebalans." Hoofdstuk VI.

"Berekening en beschrijving van de apparatuur.."

!.

Reactor.

(~

B. Loogtanken en Afscheider I. Q~ Filter en Afscheider 11.

12.

Filmverdamper • '

{I€.J

E. Regenkoeler.

l.

Koelt rommel. Hoofdstuk VII. "Litteratuur." blz.l ,'blz.2 blz., , blz.4 . blz.4 ' bl,z.9· , blz.13 blz.14 blz.14 blz.l8' blz.21 blz.22

..

--1.

DE BEREIDING VAN HEXACHLOORCYCLOHEXAAN. Hoofstuk ï Eig~nschappen en toepassingen.

Hexachloorcyclohexaan (C6H6C16.H-C-H),ook wel benzeenhexa-chloride genoemd, is de laatste 15 jaren technisch van groot belang geworden.

In 1942 werd door Thomas en Leicester (Litt.l) ontdekt, dat H-C-H een insectidcide was. Door Van der Linden was toen reeds aangetoond, dat er 5 isomeren geisoleerd konden worde~, terwijl Webster bewees, dat er theoretisch 16 mogelijk waren, waarvan er 5 in de practijk bekend waren,

nl.«,jS-f' S en E -hexachloorcyclohexaan.

H-C-H is een zeer stabiele stof, welke uit warm gec. salpeterzaar gerekristalliseerd kan worden.

Alle isomeren van H-C-H zijn in zuivere toestand kleurloze kristallen, welke practisch onoplosbaar in water, maar goed oplosbaar Ui verschillende organische vloeistoffen zijn. De oplosbaarheid bij 20oC. in verschillende oplosmiddelen bedraagt, uitgedrukt in grammen per 100gl". oplosmiddel:

(Litt.l) Oplosmiddel IX

la

t-

~ aceton 13,9 10,3 43,5 '.11,1 benzeen 9,9 1,9 28,9 41,1 chloroform 6,3 0,3 24,0 13,7 aether 6,2 1,8 20,8 35,4 ged.water 0,001 0,0005 0,001 0,001 - - - -

--

- -v.,.,,,,"",-~;:'_::;;~ ~~r_

De smeltpunten en dampspanningen p van de 4 isomeren zijn:

«

158 0,02 0,06

i

0,33

~

ja 309 0,005 0,17

I

0,58

r.

112 0,03 0,14; 0,48

Ó 139 0,02 0,09! 0,34

~======b-~= __ ~_~~J-~=---~~--~~---~

De isomere~ z1Jn in zuivere toestand reukloos en hebben een bittere smaak.

Door Taylor en Bovingdon (Litt.l) is de dodende werking voor

4

isomeren nagegaan. Taylor gebruikte als proefdieren ratten en Bovingdon een bepaald insect,nl. de korenworm.

Zij verk~binnen 5 dagen een sterfte van 50% met de

_ _ en ... " .... .. _",'_~'.-k .. --w-H. À 10 ~f,l-, 0). a,S.sx G li~ >

lOl U '9 ""

èl ejaj~f $lIJ 81 ,nmSV,""il"B

.f1Sbl0WS

a

ae a'sJ:lcdT "lOOD sbiobl:j 09'8[Ü tbnooJ8è.~H.s.s ~9~adeW 1~1~~9j .~9 ~ 'Hl 'c1.HVî:,;!3H t119'I.sw : •• _I$X'~floJ:o.x.O'IoolrloBxBH- !t na

'Q~[.L'S.·W ,Îoots e1a.i:d".sjt:: 'lses

:tm1i b~gei3 111.sJ elrI:ils'le~

ai: nt.i:s H-:"'-~;. W1V

"""""".,.""lqotto .doa1:.t:i..8'l~ .!:nlew t

~.CII-~I"'Giln.s~'IO ebgeLUrbçri9v rÜ

04i~L,t,~~.~J. 'lev nl: .:0

os

t . ..i: cf .0 le l'~ a.B~blaJpi;I.J[ç:<1

.f'I9-mfH.S'I;§ tIl jJi'::';'1u8~ji!1

~Hf~UIlq ~S ;,trr.r..;qJ leD1B ~o ~----:,",-'-'-.-' -" .. $1:. (l .. ~.tl,J) fiotgrfÎvoii 119

919· 'lol'l..sT.!Lf3SJ::;;<~BIl nS'I9ImC.&J!::'

bl:.iS.Sqs'o L~H) neb;§filvo8'

~e flee tle~s.b t...: H:'llnIcf ~.~~.

";~ta}~lVl:tnleeveorla j ~io j,!)~~, 9uwdD~~Olf:

,. ) : PX~Ht­ o\J-t,(-~ ~ () t . 2 ~~'--~'" -~----~'----r--Taylor Bovingdon

grammen/kg gew. relatieve

gewichtshoeveelheid

0( _{1,7 900}

la

geen dodende _kracht geen dodende _kracht

~

0,19 'I 1

1

1,00

~

5500

D.D.T 15

j j

Wanneer wij bovenstaande tabel bekijken zien w~J, dat het ~- isomeer het meest werkzaam is. De werkelijk ge-bruikte hoeveelheid , .. isomeer bij de proef van Bovingdon was 0,4mg per kg graan. Wij zien dus, dat een insecticide, dat bij een dergelijk lage concentratie en tegen zeer verschillende insecten gebruikt kan worden, technisch van

zeer groot belang is.

Het streven zal dus moeten zijn, een H-C-H product te maken met een zo'n hoog mogelijk gehalte aan ~- isomeer.

Behalve additieproducten van benzeen be~at het meeste handêls

H-C-H ook nog substitutieproducten. Deze laatste

veroorza-ken een zeer onaangename geur, welke zal worden overgenomen door de gewassen.

Het is dus zaak, dat H-C-H vroeg in het groeiseizoen wordt gebruikt of goor gewassen, die geen voedsel leveren,b.v. ka-toen. Een andere toepassing is nog de verdelging van ziekte-overbrengende muskieten. (Litt.l)

Hoofdstuk II Verbruik van H-C-H.

Bij het Centraal Bureau voor Statistiek werden geen gegevens over de productie en export van ons land verstrekt, aangezien deze door de diverse bedrijven geheim worden gehouden.

Om tot een benaderd exportcijfer van Nederland te komen hebben wij op aanraden van het G.B.S., aangenomen, dat de export van insecticiden naar Algiers vrijwel geheel uit

H-C-H bestaat. In dit land wordt, nl. de meest H-C-H gebruikt. Wij komen zodoende op een exportcijfer voor Nederland van pl.m. 5000ton per jaar. De invoer in Nederland is pl.m.

1000ton per jaar. Wij hebben dus een ~e'van

4000ton per jaar.

Van de totale oppervlakte van Nederland wordt: l.OOO.OOOha voor bouwland,

60.000ha voor boomgaard, 80.000ha voor tuinbouw gebruikt, (Litt.2) dus totaal l.140.000ha.

Voor lha is ongeveer lOkg H-C-H nodig per jaar. Wanneer w~J

nu stellen, dat pl.m. 10% van de bodem ofwel 100.OOOha met H-C-H wordt behandeld, is de Nederlandse behoefte pl.m. 1000ton per jaar. Wij komen zo aan een jaarlijkse productie

; . ~ . ,~. -\ c~-:2.L t ' ' 'H:: tE

"

',.t~~:~~w ~~J;8',~i.$.llt l:>isd leó.sj SJ'J:l.8Jd:H13V00tLW :,~,~ t:$)t,WtiJ

',';"

~~4~tl~~2{'le~~,&g;:·.a.t flm.s~:»"I$W jSS3lii J~fi 'lssmo.a1;>

. • <içl>~~~v ~áp·ii': $:1 'r

ia

"I9SmOa 1: • ' \ <).[ J ti ü;) 9 ve

. \ .. .t ~)~,$~~~éf8

•

.l<;~6&it~i;~.i$.tJ\Ó " Ll6.tE

t

UJ .1i,3 B'1:~ :~V; 'I eq , 1lUll1!Po;.~~'

f::Ç:':~~',·.J': "<'::;:'~~~t· ·'Iia.:t1'!1$~:I\"~i,,:a'l&1190.aOO 9~el È'~; l:3c:'It'1.b 'l;::,::,,~}:',"'Mi~-<,t,

;YFr~~',: :.,,~;/' . $11 ',a~JI~Qw .runf hilJl'Ide6 n':l;Î:)08id e.Ç>llell:~tt~~~'~~V/,:~;,:;'l,',:~,

~>~~~:iq~~

"":J

I:J~~ ~~~l::"':~JJ~:~~~:!lf:90js~

..

e

,i,~~~;:: ~BM','·',';;'ll"f

:"é~·'·lttf#~. 'ê:tatie4 ä'sd ' d ' " J

~1i;,~~~~~~ ·~~1~~b~~mj ~~!~~:~~J.;;f::w~.d'

.9. Q,::,:tî9,iHF:

;;~;"/~,' ',~D~~W:; as(}xl~e.t$~~):l!Jd rü ~eoïv :i-~,-:' JnD ~jLBns ~"

(-,)/ :_~ ,~"d~efl.èiWi?! J:;elt~9(jV nee'.:\ Edb ris" c> , " . , , . , 'IOO~ 10' il"~ Lr'ir'l'rtlÁ"

~,~,~,~";,,:,~~,,,,-$~~fi~;~'>!fî~!~~~~';

9b

~~~l ~~j'f~)~~~J;~;:n~~!9~:n9~:Ér9~~li~r~vór~';,~:f~f

,.,.

~~ft,~, " " ( : . : 5 ; , ' ,

rÎi;-l~Méa ~~~~~:::8j:~:::lf!~::~:~~

%;'~;~~±~~a~.$s 't.hl$-U:~'la;.' ,,~1 a.rw J:).SV j'10ep.3 ü0 s.i:JOIJbQ'lq"

~~>::':" . , ':' .#iëb:U9if~: tJ.€fb;tpw~ ülisd$~ Il9vtl"Ibe'j 93'l:jV ib eb '

;~;~:~;:~~.,.(!~~ "9"bAa.tf.è'~.':' ~SV 'Is"! t .to.;hOqX9 .. , 1 ~D.s.i1sd ="", ,"',' ",tl, . . . . !'

?l-;;,4;,,~,"~~1',;ja:.b , t~~l11$~~~;:. ~

e .(,-.:,)

jen MV .l~, ::'1n.,';.6 q 0

t

\Llja:tlJèI'.à'~:":;?

}'/~:' ;. ' ,',.~tb' !eafie~ .ttl)fili:\t'ffV S'le1?à1A 'l.G.fln f19L·j:::J,LJ:::·98f1.Î:'

f:r,;:,:. tlf.l~è~ 'H-o~If ~il~,$ • .ál:Ä~;P .lll j b'1 o\>, DH:S.i j 1 L ~~ I .;:t , •

'i.i, ,',

,n;$~,~ __ .r'1é~pf $:Q~i::"1$1 &lo\l'ioqxe Ll98 C û ab.lf90bOS .'J,1 t'~ '~tJt<~I:T~:~t~;\I"lif

',' ,'~.!q'$.t~&ál:l:~i,t;t1 til: "J:9cvnl: sG • 1,~.s!~ GJ'\J.i' Utl~Il:'

?4SV'$ ,'"' ):> nee Bvb il90l18J: ~ 1::

• '1B.B t

",:O~{,i}!l.sÜIiJod '100V .BH

,.lee.

000. J

, >~{ t_b'IS.s13;.lTIOod ~1 oov FitOJ.:..,. j

'<'. 'w-.uOdr:Ü.u3 'lOOV Brt'J(i~: .t.a

•. ~noo.Of>I.l LEsjoj ~.l!l: (S.J\tlJ):

c,.~$~W ,~~,t .,'i~,~ijj()n H-O-H ,~)10J. "L .. C~V,7 ::".0 al: ;sf:U:~·;:::t~la1~;'ii

i~.~:~d~.~~. 1~~1~)n$bQd sh MV ~Ol . l i . ,;e, Jsh

. ',' ,,~Àl.lq'}s;j~jOd~{/i~~~1'l9bef1 eb al: t"'':''.:, ibj;}c:

,·,.i~ióiJli~~ ~$à~&;ir~~tr,n~e :î1JSs as l1èlliO:; :,.:.,,; .TEst

3

van 5000ton.

Er zijn in Nederland 5 bedrijven, welke H-C-H produceren. Het lijkt ons dus verantwoord, een fabriek te ontwerpen met een capaciteit van 1000ton per jaar.

Wanneer wij continu werken" en het áantal werkdagen per jaar pl.m. 300 is, komen wij tot een productie van 3,3ton per dag of 138kg per uur.

7.

De meest economische ligging van de faP-!iek is in ve~È.~nd

. met de kleine

~rQgtl91;i.e

bij

een~en~EW

raffinaderij of ?

een zoutwinning, zodat het H-C-H als bijproduct gemaakt

I~en.

HoofdstukIII 7 .\.ru..-! i,v, '. , ' Î

-Bereidingsmethoden en keuze van de te volgen werkwijze.

A.

Matthews en Faraday hebben voor het eerst H-C-H gemaakt.

~.

Q

i

Q

Zij gebruikten hiervoor benzeen en chloor en voegden een 1% NaOH-oplossing toe. Als stralingsbro~gebruikten zij

de zon.

Het nadeel van deze methode is het lage rendement en de vele bijproducten, die hierbij ontstaan. (Litt.3)

Hierbij wordt koude benzeen als een film of sproei regen in contaktgebracht met gasvormig chloor onder invloed van ultraviolet licht (Litt.4).

Bij deze methode wordt benzeen en=JTloeibaar chloqr

samen-gebrac~t bij een 'temperatuur ~~oC~ die door middel van

~jskoelin1P wordt bereikt. (Lit{~5J

Benzeen wordt bij deze methode in contakt gebracht met gasvormig chloor onder invloed van diffuus licht, terwijl er o~derende katalysatoren aanwezig zijn,b.v. NO,N0

2,NOCl of N0

2CI.(Litt.6)

Bij al deze methoden is het gehalte aan~- isomeer in het eindproduct 14-16% maximaal. Bij de door ons gekozen methode, welke een variatie is van B, wordt dit gehalte verhoogd tot 30-50% door gebruik van liëht met een golflengte van

4900-5800 A 0 • -~~-~<~~<

DJ. t hoge gehalte aan

r-

isomeer geeft een sterke voorkeur aan de door ons gekozen werkwijze.

In het kort komt deze hierop neer:

»enzeen en chloor worden samengebracht in een pijpreactor van Borosilicaatglas en in deze reactor blootgesteld aan bovengenoemd licht. Het chloor wordt hierbij vQor 97%

omge-zet. Het ontstane Hél en het overgebleven C1 2 worden met 5% NaOH uitgewassen. De overmaat benzeen wordt van het reactieproduct door verdamping in een filmverdamper geschem-den. Bij deze methode ontstaat bovendien, volgens de litte-ratuur, practisch geen enkel bijproduct. Het is een combina-tie van litt. 7 en 8.

---"

, '," .~. '- . . " . , ' :.: .... ,. ' -t':;- C

"":,,,";::~e~GO~~1-q S~~,$1l1sw ,uevtl-xbs'J ~ bfU~I.'IS,'

"~':'~:~~'!i:èt:fxs~o,:$;U',':1iit~osl' nee ,b'loo\.dI1B'l9V 8Ul> a UU\>lit ,

, ' , - ' ' ':'~ .. ' :: <,'~/~;:lBBt î:sq no:t'OOOl llBV' ~19J, ',,'J;Ji>~,I:.,'c;P

:'", '~~·~~~î!~li~~.~$.;J'ttB.s ter.{ I1S .• .L19}"I3W u.tr.i:;ta-Qu'

·';::'::t,t1li,~êt;e:.\f ~f*~~&·),lq Hes 't o.t t lw ,-.: fIlOJi t 8.i:

ooe" ,.

'~U"*,"""'''t,

"',~ ;,,> . " .:': .. ', '1JJJJ '19(' 'O,lf8~.t

' , • • _ ~,' . , " I • J:~: .. ~ -;"\ .' : . . . - , . 1 . êi .\.. '

:,:~<J~'$á"XeV ,:qi'.l!J·t.~,t${Î.Sl SD .cr.sv ~tIl7'",j-J e,rlua..tm:(n:tGio~;)nli:á~~,

';~,c~1Q':'tt~ê:~l,*Î~}~~1l~Hf_ !tes t..td 91j'~JJbo'Iq, '~:~~,f~~t.td als H-8-H jen j ,SDOS ,~ ... ~&:~~+

, , " ';--,~; >';lÎ~iil~,,~'

sj.Lsfieg .i &11 al f19)onJ'su{ eS~9!:1,?'j:JS

eb tlH .l.s,611~.i:Xf;Jj: ~oi-,fl.!. ~$,Ûfj,(i~1~.f.}jt1l:l'/{t

J-b'loW tti .i1f'.V al :)lJ.8.i:'l.&\t:,4.<,i",~;'\'!l"'fl;.r(.i~P:

" !les ii'SID jrlo.i:I :'fBV }.lL1J'109cl ,"",' ___ ','.:,s"

. ". ".'teOv .$11\e:j:Ei

ii~s.

Itlsen 'I$smoa,[ -"\-.

::"" . .ss thnh:9\'l r:~SO);:37c~: 8LlO·

.', . 1::':" :'laSn qO~Le1:~'\ s:s:eb Jmo).! ,'IJ' 'lO~'\·~.o'::.Jl11

~~QBe"lqt.tt{ ~S~,~*, ;rlO.s'Iá9~.!Iem.sa .o:s.0-row 'looido.

~.s:fl"s#-$$l\,jo~-ii:~'~\tO.s91; essb til fIe asI3.t.s.6oJ:.Ji,-. ~~:jQiJ.;, :~.~o··~te, <tQOV ej;n~~~n J 11: ow '10 Q Ifio j sIr. j fi~ 1: I 1O.\li'i ~QJ:\.~ ,'.··\f.~ ,,n$'bTèl~ Snr ,?~~Ida;§"I9VO Jeri HS 18H eüsja,\ti.t\fÎJ~t9

".tEHi

.cr.sl'à':Pj:ow··;~~$tn;ad ;t.SSOJ'I9YO el; .ü9aa~wêat

. -.'6~'à'$1j :teqawb!t~'vti1$~l .nas i!i: ~IÜqfJ.sj'~Icc,v ~r oob ;to:t1t>.j~~,t;fá;.t'~~~al'!X-';~,

'~4l!$'fi a,à;a:g.r~1Î'(~1;j)fl'3VOd J."3.s.ta j IfO s.Gor:l;Yeill

, .-acrttfmoo..aas ',..:::' -",~ .... -.' .". ,_. al -,..- . -.. j~t;>.:jo..ubö1:1,lt.l:d ,-" -' . Ielin6

, ~:,

..

4

Hoofdstuk IV Beschrijving van het proces.

De reacties, die in de reactor plaatsvinden zijn:

A.

_C6H6 .f 3C1₂!:9 _C6H6Cl6

-I-(~ c~

. ' - -

-Wij moeten er voor zorgdragen, da~deze reactie plaats heeft onder dusdanige condities, dat er alleen additie plaatsvindt. Zoals al eerder in Hoofdstuk 111 is opgemerkt, zal bij onze werkwijze nagenoeg geen substitutie optreden. Het handelsproduct benzeen bevat gemiddeld bijna 1% tolueen. Dit laatste zal wel aanleiding geven tot ~~ituti~ en wel:

~. Yh~Cs~~~i;c ;:~~f~=:~~~?CCl3

+

3HCl

~al. ~~

Het uiteindelijke reaetieprodl~ct zal bestaan uit :

1. benzeen, omdat wij uitgaan van een grote overmaat benzeen om als : ~ warmtebuffer te dienen,

b oplosmiddel voor H-C-H te dienen.

-2. H-C-H. 3. _C6H5CCl 3 (trichloortolueen) 4. HCl.

5.

Chloor.

Het HCl en Cl₂ worden hieruit verwijderd door behandeling

met een 5%-NaOH oplossing. Er zullen dan de volgende reacties optreden:

NaOH

+

HCI"'" NaCI

+

H 20

, -,

f\Ar1-r,..Á~ ) _{2NaOH -I- Cl 2--.. NaOCl}

J..

_{NaCl -I- H20.}

\ (

;t~"-?

l Nadat de overmaat loog door bezinking in( 2)- afscheiders (zie

, I - tekening) verwijderd is, wordt de H-C-H verkregen door

ver-*"

,,\!,

damping van de benzeen in een filmverdamper.

~otuJ~~'"

}...

Het eindproduct bestaat ui t :

I;')J" (0:,,4[4 \t ") \i.)~fltlJ ! '":LÀl.l"'" ~l. t, • \\\,1\L~ f~ ~,l,t.\tll cl 98,6% H-C-H (30-50%1- isomeer.) I

.%

benzeen 6,\~ 0,4% trichloortolueen.

. Hoofdstuk V Materiaal en Warmtebalans.

Materiaalbalans: (Alle hoeveelheden zijn berekend per uur)

~1,,~ . i' '!'" " ~ . ~-~~~ :', ," \ . ~7_i<-" ". ;' ~,;". ,'." .-.'-',- .' ',. " . . .~ ,'-"

..

'

~ .• '§S2Q;1~~:,j;~tt flsvl!li!yt. . .i:'1 C18_ae~~

~:~t~

.•

~~ttlW!Hf.3.€lIq 'lQ\tOS9'! 3iJ Hl al,b

. ' . . : ~li! l\$#~a~ [.;;;;s .t.oMllo-iqeid"::.,.n9'l

.,tiU;lm1:QV'ÓtHi'ctIll~·@'jé1l$V n..'3S5~ lu ti:w j,:~,hI'lO " '- .• ae~i;p::~~t/r.t$'l.'I1!Óe 1tmS\'l ;! :

.n~"Lb et ·a~';"l!î0.~v~ _... , ';. .J:ebb .i:ruaolqo

d.

:C"

~i:.r~i1na~:(lf't;~~{~:reb t .t't<T'I9V J' i!J'19 lri

.

$bd~~lOY~:~t.t~b à~.rLul!:

-' . . . '.:. ~-~. -~

,~ \

:(."l:e$mOel ... \~è-Oç:) E-:)..,.H

, , .tfS9SI1ScI ~~M.fJi.!!iSj'ff.i'l.Sjf LIe. ):;:-;.81'1.,;9 j1.>11 ".- '., .

_e.:ï~,~~j'~&

llebecUS9v-aorl 91:111.) " • ~:~ __ ~\~ I:>.",: ,:.' .

0~; ;f,~ll"

..

t '''''.J ..,/ .. ~ .. ~ .c' ~. ~~:. .I ~ .' ~ "

• f~

..

: , :~ ,

.

:,;.7-~....:".~ ... I<T _ _ . _ _ _ ~:-"'. ~

,

• ~~;1 ~' _, • ~~;)lOÜt' r ":'.,"

.

\. _,

-.

J L • ;:'1~! }~ v

.

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

.

• HO oS i,~ -~;/ - 2 - - - -.. - .",_._ .. .'J -!,~ .

'"

I, .~ ---~ ·1_, " 1 , ' '"' ~-_.-'-. - --L.i .L: , t \ 1 ~ f,..'-J j G .,,' t P ! ' . ; , ' . ) , '. •. ~ l~ . .'~> ·,Ii ::;. ':. (: 0 "~'''._''''~,'' I . ~/j(

r

:~._~-I ) r, ... '

l

.' ' . .-I,'~-lJSi3l~f$ ;:f.ar:l _ - .. i!!>-,.,"' ... _"'~

I

_j

Verse benzeen 0,3kg.C6H5CH3• 41,7 n • C 6H6• 4 Materiaal Balans. 11 I 167,3kg.HCH. 1112,6 n-%~6. 0,6 ft .C 6H₅CC1₃• 20,6 ft .NaOH. Reoyo1e b§?nzeslll. 1111,3kg.C6H6 • 22,7 n .HCH. 167,9kg.HCH. 1114, 1 ~ • _C6H₆• 6,6 ti .C 6H5CCl3 -0,4 ft .HCl. 3,0 f t . C1 2• ... Chloor 110,Okg.C1₂• 900kg. ·~--1.---~ 5%-NaOB. . . -880,Okg.NaOH .. - 6,4 ft .HCl. 3,0 ft • C12-O,~ " .HCH. 1,5 ".C6U6-F-~m~ __ ~--~ 20,Okg.NaOH. 167,3kg.HCH. 1112, 6 ~6H6-0,6 n .C~5CC13. 144,6kg.HCH. 0,6 ft .C 6H5CCl3• 1,3 ft .C6~6"

..

• •

5 " ' " " i G ' - - - = ~~ W"' .... ""-7~, ~_ ... -"---Invoer :Afvoer Verse benzeen • _• H-C-H 167,9kg C6H6 1114,1 1t 0,3kg C6H5CH 3 C6~CC13 0,6

"

41,7 ft _C 6H6 , Ii HCl 0,4 ft

---

_42,Okg

_I

_{C1 2} 3,0 11 Recllcle benzeen

.

• I 1111,3kg C6H 6 22,7 11 H-C-H

---

I 1134,Okg , Chloor 110,Okg

Totaal l286,Okg

!

,lTotaal . 1286,Okg

:;§. Afscheider or .~

o

~ ._-- -- . -'L"~_' _O<O:Rv=_ Invoer Afvoer H-C-H 167,9kg Vloeistof 1 • • C6H6 1114,1 ti HCH 167,3kg _C 6H61112,6 n C₆H 5CC13 0,6 n HCl 0,4 11

Cé~ï3

0,6 11 C1₂ 3,0 11 5%-NaOH 900,0 nA NaOH __ ~Q.!.Q_~ __ 1300,5kg Vloeistof 2 • _• NaOR 880,.Okg

I

HCl 0,4

_"

C1 2 3,9

_"

HCH 0,6 n C_{6H6 1,5}

_"

--- _885,5kg I--~.o--~o~--.~

____ o

____

o~. 1

-Totaal ~o

___ .

2186,Okg Totaal . 2186,Okg .

-Q.

Afscheider 11 Invoer HCH C6H6 C6H5CC13 NaOH Totaal 167,3kg 1112,6 ft 0,6 11 20,0 "

1

l300,5kg Afvoer Vloeistof 1 HCB 167,3kg C 6H6 1112,6 11 C6H5CC1~ __ ~~~_: Vloeistof 2 NaOH 1280,5kg 20~O 11 Totaal

I

1300,5kg I /

benzeen:11819kcal. Reactie: 53593kcal. HCH • _• 120

_"

_•

...

-

HCH

·

_• 120

_"

.'

Chloor • _•

_{o _}

316

_"

_• Chloor

·

_{• 312}

_"

.

" Benzeen: 11819

_"

_•

Ir

. 0 w. _Q_:S:: L _::I._lL ~ r-T--.r-:S"-:l:_._~ '\ :r. _1 __ 1> O .

...J

..

Koelwater: 46094kcal. _, _ ~ .. _::s __ :a __ ~<4Jo~'""" HCH : 1062kcal. Q N aOH : 600 ". 'NaOH:26565kcal. Benzeen: 13686 ".

" . '"_~_~~oL.oa->l...o= "'- .. ~~ _ _ -=<ao'-~~--....A:o_ *

-I' ~~'~"'~~' .-~~ stoom

_.

:147864kca1. n 12- ,HCH 1059 Product,

--1

Benzeen: 13692 • n • • 927kcal. .

l

_",

- -- - ---- .-- _~ ~~ .,. _{Product: 5873kca1 •}

--

Ben

--

~ HCH ~t -- --, - -:-r::::.r:..,...-.~ ... _~-:::a;.-Koelwater: 4946kcal. 0 " "*" ... -~~~~~"....,

l'

~

'

-

-"%=oç>",,Lo~'~~'=~-'l ~oelwater:119i14kcal. I < . :- ~~-=&.;~o..$.:.:::&o-~-.:" .. :~; ... "a:.="ft __ ~l Warmte Balans.

..

6 D.!., Verdamper. Invoer Afvoer , ~ -HCH 167,3kg Recycle: ; , C₆H₆ ll12,6 " HCH 22,7kg C6H5CC13 0,6 11 C6H6 1111,3 ft

---1134,Okg Product • _• HCH 144,6kg ; C₆H 5CC13 0,6 ft C6H6 1,3 " i

---I

146.5

"

, Totaal 1280,5kg Totaal 1280,5kg Warm4iebalans. Physische grootheden: s.w. ben21een 0,41 kcal/kgOC. s.·w. H. C.H. 0.211 11 0.115 n s.w. C1₂-gas reactiewarmte VerdampingswarmteC 6H6 107,4 kcal/gzmol. -- --94 kcal/kg. s.w. C₆H₆-gas 0,3 kCal/kgOC. verdampingswarmte HCH 70 kcal/kg.· kookpunt C₆H₆ 80°C '

-Alle berekane grootheden zijn kcal/uur.

!o.

Reactor.

temperatuur invoer temperatuur afvoer

Warmte inhoud van de invoer t.o.v. oOC.

·1153kg benzeen: 1153 x 0.41 x 25

=

11819 kcal/uur 22,7" H.C.H : 22,7 x 0,211 x 25

=

12g n

110l,OUC12 : 110,0 x 0,115 x 25_= ___ ~:_----~----12255kcal/u Reactiewarmte :

145,2kg H.C.H. per uur

=

499grmol/uur

499 x 107,4

=

.53593 ti

Öotaal t 65ij48kcal/u

Warmte inhoud van de afvoer t.o.v.O C

167,9kg H.G.H.: 167,9 ~211 x 40

=

1417kcal/uur lIle,l ti' C

6H6 "" rest llle,~ Ix 0.41 x 40

_{__}

_=!~~~1

_{____}

_~

_{_____}

_{1915á __}

_{! ___ _}

.~> v~:~~,., " :!"~\' ~~·i~· ''-'.

,----_ ... .;; ...

~~~~<.--~-_

...

--~"".-.,-

...

f''"

: ". ,

.... ,.. .

'Ie vlA; ·l~ ."" __ -.,"""";".*,,,,~-",~--~~---.~--~ . ":. t ... ~ .. ,~ •. " " ~\1~'tSS . ti .1!f;;\, ,r1'

.fr

' ·~,t·~ ~ _ -... ~ .... 6:';~ ... --" "~l1a\~!

"4:tO:

• •

~

.t

.,'.

ft·

~,·.L

.' <!

o~!, ----~

.. .

·~~~~r:~~~"

~,~~ 5 .=....,.~, ... ~~ " .... ,;-.. . ~, , ~\ "",J"' :.

._--I .,... ! ., ~jJI( t Ydl " u~~;.q.t

"

Cl t.e ~""'~--""'r"-~.-.. I tol : -g>ic t :.:,:55:1 , " <,."..&..

-ee.ta

... .. ü C·, (' . . v ~ ,..0(,1-. ... ;J ..11'"' 'l90V.nl: 'l90vl.s '!90vl . ...'5 ,JD fl.BV liSJ)x i2c\oJ: xr~.LU jB'~I'! • • .a:$'leov Dj

7

~. Afscheider I.

Inlaat temperatuur productiestroom

" "5~-NatlH opl.

Uitlaat

_"

Omdat de productiestroom slechts kleine hoeveelheden HGI en Gl

2 bevat, zullen wij bij de volgende berekening de reactie-warmt.e van het RCI en C1₂ met NaOR verwaarlozen, alsmede de mengwarmte van de NaOR opl. met de benzeen.

Warmte inhoud van de invoer : 167,9kg H.G.H. 1118,1 " benzeen 900 "NaOR • • 167,9 x.0,2ll x 40= 1417kcal/u. : 1118,1 x 0,41 x 40=18337 " • • 900 x 1 x 25=22500 " 42254kcal/u. Warmte inhoud van afvoer :

l67,9kg H.G.H. : 167,9 20 "NaOH : 20 1112,6 n benzeen :1112,6 885,5 " NaOa : 885,5 x 0.211 x 1 x 0,41 x 1 x t

=

_{35,4txkcal/u.} x t~ 20,Ot " x tX=456,2t~ ft x t~=885,5tx n ---I397t kacl/u x

Daar de in- en uitgaande hoeveelheid warmte gelijk is, is 42254 = 1397 tx. De temperatuur van de afvoer is dus : De warmte inhoud van de afvoer is dus :

H.C.H. NaOR Benzeen NaOH

Q.

Afscheider II. Warmte inhoud invoer :

1062 kcal/u • 600 n 13686 n 26565 n 41913 kcal/u. 167,3kg H.G.H. : 167,3 x 0,211 x 30

=

1059 kCal/u 1113,2 n _C6H6 l1113,2 x 0,41 x 30

=

13692 n 20 n NaOR : 20 x 1 x 30_= ____ ~QQ

____

~

__ _

o ;50 C.

Warmte inhoud uitvoer:

14351 kcal/u. 14351 kcal/u. D. Verdamper. n .-"_

0",,-"

:~)

. ·-'.i .:..",",'J ".'.' t-< - 1~ . ~ ... î".::' -• SJ\l.so:A

saOI

tI OOd ti 680(1 h ~a(i:E: .~~---~--~----I10.s~1 lJ99::119!1 liO.s~!. . ..:~ ;,:,-i':;.;: .1 I -rebiêrltia1A:.'!),:;':·' .. --- : - - _ ... , ... ~~: -~ .. ..,.. '·:·.l .. ·.,~

'160VfiL b.tiortn:±

:àJim'Ï~w;iè'~.-u\Ls$~ eao~,- <::: O~ X

ti S~~~.;t -

=

O~ X

liS ,0 x ê ~ \,d1 : • H.O .t) ~~:t.v.t;I.{,

1..fl.0 x S ~ ( l l i : àH~~ .' S.tç:~lI : ft OQ&'

=

O( Je ~~~-~--~~~~~ I z C)S: . : HOsJ.l \1 . OS

.

.i1\Iso~ J:ë{,pl, i ':.y\laoll - 1(:( f:.l l ; " . - ~ "I3GvJÜJ f/ . i ~ . ,. ~~'-h . . .

8

Warmte inhoud toevoer :

167,3kg H.C.H. : 167,3xO.211x30

=

1059kcal/u. 1113,2 " C6H6

+

rest:1113,2xO,41 x30

=

13692 " Door stoom in te voeren :

1112,6kg C6H6 ~w~~~n van 30-S0oC. - 1112,6xO,41x50

=

22808kcal/u. " C6H6~verdam:pen -- 1111, 3x94 111],3 =104462 " 1111,3 ti C6H6

(ci

am1> , opwarmen van SO-120oC 1111,3xO,3x 40

=

13336 n

167,9 "H. C.H. (QI!warmen vap. 30~90oC

167,9xO,211xl60

=

5669 " " H. C.H.'.,_ver~~. ,,' ~.:)X 70 \1 Ll.:_v4O'v'" .-~ ! ~ 22,7

=

__

!2ê2 ___

~

__

Totaal

Warmte inhoud afvoer :

1111,3kgC6H6 1111,3xO,41xS 0 22,7 "H.C.H. 22,7xO,211x80 = 36451kcal/U • 383 ft

--146,5 " Product --146,5xO,211x190

=

5873 " Door koelwater af te voeren :

1111,3kg C₆H₆ afkoelen van 120-S0oC.

111I,3xO,3x40

=

13336kcal/u. 1111,3" C₆H₆ condenseren 1111,3x94 =104462

_"

22,7" H. C.H. afkoelen van 190 ... ScP C. 22,7xO,211x110

=

527 22,7" H.C.H. condenseren 22,7x70 ~ Regenkoeler. Temperatuur invoer • 800C . • 0 " afvoer : 25 C Warmte inhoud invoer :

1134kg beBBeen : 1134 x 0,46 x SO Warmte inhoud afvoer :

1134kg benzeen: 1134 x 0,41 x 25 Door koelwater af te voeren

;E.

Koeltrommel.

o Temperatuur invoer : 190 C.

" afvoer: 300 C. Warmte inhoud invoer :

146,5kg product 146,5xO,211xl90 Warmte inhoud afvoer :

146,5kg product 146,5xo,211x30 Door koelwater af te voeren :

"

-

-

1589

_"

Totaal

=

41731 kcal/u.

=

11624 ti 30107kcal/u. 5S73kcal/u. = 927 ft 14!t751kcal/u. 147.S64 ti 162. 615kCal/u. 42.707kcal/u. 119.914 11 162.621kcal/u.

.... .. ' " " p.Ig.grl

, ,o!1\!$ó)1'[Sci.Sol ; .' . . . _ _ 'l!'llt- .... ~ . . . ~_,.;.. .... ,~ t ~"-.' . 8 .IJ\ls~~r~~aê ·IJ n

_·S·,rat;

t~

=

₌

.F~4"è

..

-~i' 1· -:.' ~:'-::~. ": 'J. ~ • 'Ia18bJLfl9~èH.::r ' . . :~_' :'-,,"~-i--'. _t_'-_'~:':':~"I"~~'S • 'I S OV Jll't,uiU'# .s't~qsttêT '1 9 ov'I,ti' .. ';'R"i" '18ovn,i bl.{bduJie.~h:rrl'aW,

x u~, t ',' X ;\':''::'1 : f(a$.t:::~d ~~erJ: ~/f'

: '18ov'ia kllIodrtl':eifJIM:e~ /.

cS

x r~. ~(. j.', ~(J:j: : rtee~tià~,'~'.lIf.f\{'It :'. l L ) ' L J ( \ ' es 1:.13 'I9:j:~Wr'9'Q:ll ;~GOO' _{. - -' '. " . 'r~-c. '.- .} Ob

_

.•

1~fl1~d1~-t~Jiif

':,,$

'1 80V al

"~~~#$~9~r1è~,

'isovl;s . ft 1,-,], '1 ,) ovrd: biredáJ:$ . .t:nr:t..sW

oe

Ix ,I _~ ~~ t -~~ ~~ ~ 0 ~'1 j 0#(; (l:tq altft iqP I .; ~ 'l90V't.s tbyothlt's1m'isW'

Or~XLL: t (jX( t clt\I ;to..rJJSo'1q.~~l~,a.~!

'

: H;J "1 Jl.: \. ~. J 'U1~;~$~{;l~Q)l;> 'tÖ:o(l' .

.---9

Hoofdstuk VI. i/I-, J...-

t,,,,J

(J'\f'.~('..L.l 4 ~'lA,J " J

Berekening en Beschrijving van Apparatuur. ~t"~~. /;, .I l'-~ 11,\1

_ _ ? l" J ""- ).J F t)\< ,(

'-A.!.

Reactor. Cl,., V\\

(l,\,~tLe-

'

~A.. ·~t l,tr""t

ct(

- , t {;. \,t-~

~eerste inst~kiezen

wij een reactor

va~~o~o ~~icaatglaS,

uitgevoerd in 10 pijpen van 5meter ofwel 5 '.lusseii>vàn" 16meter.

~ Wij nemen pijpen met een inwendige diameter

vaD.

3, 23in~ (8, 2cm.) en een uitwendige van 3,4linch (8,1cm.) (Litt.8 en 9). \

, Het zal uit de berekening moeten blijken, of de" door ons )ge---~~ I kozen dimensionering goed is. ~ v,", j..t~rr.:~L\,h ë~,t{l-kc..~~"t·,/

De reactor wordt gekoeld via een regenkoelsysteem.

Als belichting hebben wij gekoz8n, zoals in Hoofdstuk 111 reeds opgemerkt, licht van 4900-5800A (groen) (Litt.7).

Hiervoor wordt aangeraden :

ê;= tlSylvania 40 Watt green", gemaakt door de "Sylvania Electric products, U.S.A. "

È,: "Type XL.40W/11;' geleverd door

ttDeutsche Philips GesellsBhaft, Hamburg"

Ie Berekening

oe

Waterfilm:

I ~J.S "", ot

+~) Bij deze"berekening gaan. wij er van UJ. :

~"~-' _,f a: dat er geen water verdampt

-ff.

~L ~.'"

~: ~~~h h~;e~O~!r~!e~ij~f;_ ;l~

;m

valt,

~----

/.'7'

gelijk verdeelt. ~

In figuur 1 is G - kgwater/secondek.

d

=

dikte van de waterfilm

1

=

lengte van één pijp.

Wij weten, dat Re = ~~_!~1~_

.

Hierin is 4m de hydraulische

~- ~

diameter.

Voor as geval wordt Re dus :

t

G dxL

~ ~---x

4

--L---~!~~---

=

Re -

---

2 G

L~ Dit is d~§Üf~fo~ule als word~egeven dQ.Q..r ~.13.

Uit de warmèèbalans van de reactor weten wij, dat er aan warmte 46094 kcal/uur do~et koelwater moet worden afgevoerd.

Als wij het water~in temperatuur laten stijgen, hebben wij dus nodig :

, 46094

5x3600 kg water/sec.

Bij een gemiddelde watertemperatuur van 18oC.

is~ =lO,6xlo-4Nsec~

Wij vinden dus voor Re :

46094

2 x

---. ,,5~ x 3600

--5-~-1~~6-;lO:.-f----

=

966

- ' "

~~;~;i,~

." ..,

:~:;:.~~ltf/

.

.stQJ:;J;teiri:>'ft~. :~~a_?'I Hee t,J:W fiSS9L:t! .?j:j ~jt

i-::''':.:'l'S:\t.$I:IIOl ·~v:i1taut:.'ilQW10 'la;:tam~ fiSV il'2J(j llq ol at '.

:~·f~~,;iJ,.il;i{S,<·i1Sv -t~1t~ati.Jb 9~.tbw)w,al 1199 ,iem fiSqtl:q

X:~<:./ .{€ •. Ite:,,8 .. ji.Gl'21 {.m(}'~8} .b.n.i:l~t( H.sV 9~ .

,

~.~.I.'.;.f .. ",~.·· ~·~à;·~.an(r~Ó"b~\~b 'I~;:tra~';tlld ,1,z.Jeoro ~L:r.i:Il'ni2l"lad· aD

. ". ..'<'" .j.: .. ~ ... , .... :~;,~ci. .\,,"j, ·::'·~ir:;;··:,· . .8.i: bee"?, ~~ .. ;ll.i:'letlO ,.'j ~Et.l

~'.~{";.;--,: -. :', ~ - ,. - -,; . ~}

fe. ....

'.

.iD$·.ja;~el;apXa$-g~r.r n~.le .alv dSO;,9:g j.b'1~~ .. '

i'.:~.i

.... :.; ...

~.~··

::1·

>lWa~~:~~a(~~~~~i)Il~~~~~_g~l-·~~~~e1d<>u

..•.•

. 'ti<i'f;-jf/·.i '" .. "~.f· .• ·· . : n.J .Dil'! 9 Bl1.GS ;t., c, '" .,;)" Y:~1t'i.l:1Ii'

f;t~~,<'-· :'. :' . =

-... '. et> 1'.oob~~mi)~ ~ uneé~~ ;t;t.s\-! O~ JÜi1SV. .

·fl .A~iiJ,sit()ubo'lq OI'l . .LdI3 .s1:.a.svl~e'!< .. , . ..··:;'lo:ob b'l':ivele8 t:rl\\<!O~

•

.n

9~"":'

.• l},'l1id~1l"t-l.e.dBa.d6a9D aqll.I:i{q ·srlo·artueGff .

. . '} -"; ~

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

: mIl: Î 'i .)-j n\i\'

~.::t<

... .

·.:'#'~iJ .(!,$:t .'l~. ,~~~~ ~I1I[i9}je'I9d 9S8.0 tIe

l1~;:~L.:·

.

,c.~· . ' . ."1~~'l$::Yt'""t9:tlBW n8133 -re j'.bb =!!

~

F~,:,:,;.".,.~\t~q:.~é; q().~~*'1t'J$-.t.Bw.léo>f ;ten j.sb

:E:

·f;';.:c ;'" ' 7 '·:q.t!q ~è~~.'ÎJ9'#M~< S».ldU 'revo J'i!);S

~< .. ;:.~~ '.:~ .. ', ',,' ~__ , .::!' . .," - . "~~ _~~,,~~ j',"- .,J . . . ~~;.':~~ .' ... ' .~~_., !t,·:},.~\; -,,. .. }~:);:~ .dI99b'l8V J-l[,JlJ

a

~.:,.,~., ~ . "-"''"' .. -•. ~<"""''''"'""~;~~.''' .' ~9

" '.

_{."lobJ:1o:)ea\"l::J:;w,":·; ... 0 al'} ,.:~:tJ:l1:ej.mi eb IU3V:<Jj,Ül

=

_b it~\

... .,

~:\:(;

',. . '.. , ,

.~[..(Cj .ftee fiSV &J>1'81 == J

r~~:~:,~::-' Kt

t~~: . r

;~).-.;"

f;:.,'.c

~

tI

~

r(\:

....

.~.[

..

~·i.f~· ~~~~:~~!'!S,&$~

Jb'IOW al,E,

t:.,·;-''$t~wtms 'Ie j~:fJ t &.tW'-7A~;Jew 'Iojose'1 eIJ

(~:U· ,t:~~;!~:~V~~!:tTI:~=~!~O~JJ~ ~ !~:~:~~

r '. -',' " 'zo '.

~

Î;~Y,}"

'.

. '...

. '.'

' ..

'~.P9.~.'a

\'lE> J,sw

~li

f~

',.:::. >.'

; . .' . . 00~~x~

'~a~ojjt<l.

(}pt

~ ~~ ,á~'""v ~"nj'<"'9qr.1e

,te:, ).';

r,i(~" ' . " 0 : 8.: '!OQV

JK·:.

-~"-~

_____

tgQ~:~-

/ '

.;: ' . ' , . <:,~~~)~~~~~,; ;;, OQó(

ze:_

·'---f--o-;~;-ä:~;~·~-~·-·-1b

Bij deze Re wordt,volgens Litt.13, ~ bij benadering gegeven door :

=

65 ( ____ ~ ______ )1/3 2LDo

Hierin is G

=

1b/hr (waterstroom] L - ft (lengte van één pijp) D o

=

uitwendige diameter in ft / 2

°

~= waEteoverdrachtsco§fficient in BTU hr.ft. F. In ons geval is : G

=

--5---46094 kg/u.

₌

_5--i-O;454 46094 lb/hr. L

=

5m

=

_(5';305--

5 ft. Do

=

o

_, 087m

=

_.1. ___ _0,305

o

087 ft.

Ingevuld in de vergel~jking voor geeft dit:

~ __ ( 46094 x 0 305 x 0,305 1/3

~ 65 x

---5---i--Ö;454-i-2-i-5-i-ö;087)

()( ::: 845 BTU/hr. ft 2• oF = 4121 kcal/u.'m2•OC. 2e Berekening benzeenstroom :

~

tI 15°C.

c:

400C T Volgens de bestaande loopt de temperatuur van ons ~n

47,

5~C~Tl ~:~~~;e~;n~:~l g"~~_ ~~t~I~~~:e

47,5 0C. Bij onze berekeningen nemen 550C. wij aan, dat in de volgende

4 secties de temperatuur

C

111

55 °C. lineair afneemt tot 40°C. (fig.2 ,rr'

25

°c.

Wij zullen voor sectie 5 de berekening uitvoeren en de bereke-ningen van de andere sec.ties in een tabel samenvatten.

Physische Grootheden :

gemiddelde tem~eratuur van de stroom in sectie 5 :44oC.

~

=

4,7xlO- ~sec/m2 ACH =0,15J/m. C.sec. 6 6

=

0,082m = 0,087m ° = 1970 J/kg. C.

; ,-" ., t' ;.

di

fiev9làa;§ 'ófÜ ïe,b1S&i~{f

t

j; ct ))

t;:

I • J J 1 L...

c:

\1

. ,

"

" f ,~ ( --_._-..,.~-;:--- ). èà ';::. :'h • 0'"' u S ,

·L:; ,{

(moo'! Ja'19 ';;\'1) 'lLÏ\ái ~ (qt,.i:q il8~ fiB-, 8J·~".ili.l) jl .. ~>

-1.,.' • .... • • ! j . . . . tt

u 1: .i~ I 'I 8> " 'l ïli.8 ..:.. O"\'.I;};l·:)\I' LU - ~'V. .

Jl .• t j ~e ..t Q 1'1

:uic.

0 a j' ct:.J J-~'~ 'l':" V (' 8.inl:IBW

=

jtj: .• :' ,', .~ ~eC0~ ~=ti-ö-x--( _{C t ,} • j'î --~~:::-~

=

' , J ' " t l) ·,0;;1 (' d', ... .... t::' r··O

.'"

OY

,. Cl .J Ol' .~~IO

ëS

-/' _!.., :\.·t+~;l:S':ttr1W·'9batt~'lS0V~ä

.

~IIlfte}I'3'led ab .• ff~jJ:$~Mm$á ;.reosj l1ee H! . . :-. ' .. ;-~, .. .... -_., . mS80,O

=

o m.1'SO tO

=

J~ .~:;~ \~" O\~l lil! , ' : 'i.

.r>

G • A glas

=

847kg/m3

=

1286/3600 kg/sec. = 1,17J/m. oe.sec. 11

V _{oor een ron e} d _P~JP ·· i R / - ' · _{s e = ---.} v • Di • H' _{~er~n ~s} . . _{v -}- _I---~~ G _{x --}1

~ 4~D~ ~

Wanneer wij dit substitueren in Re krijgen wij :

Re

=

4G 1 D' ~ ~Di~- x ;,- x ~ 4G --- = --~----" 1TDl.j .•

In sectie V is dus Re

=

--177X-!~ê§L~~QQ---~---=4

_{22 x O,Oo~ x 4,~ x 10}

=

11796. Voor de verblijf tijd t van onze vloeistof in sectie V vinden wij :

t =

-~-

_v

=

~-!~Q~-!~ --!Q-!-g~L1-!-~L70ê#~-!-ê11 ~

125sec.

Lj-U Lj- x 120ó 3000

Bij de berekende Re behoort,volgens

Litt

16, een

jH

=

43 • . - oe.Di ('IJ.

en

)-1/3 -_ 43 J_H- -~-- --X~-of IX

=

~~

x

(~-g~

)

1/3

x

43

=

Dl. .A 0,15 (4,7 x 10-4x 1970)1/3 ö;öB~ x

---ö;I5---oe

=

144 J/m2 •oC.sec. ~ Berekening uov.

Om uov te berekenen betrekken wij alle

od,

op het uitwen,tdig

oppervlak. Wij gebruiken hiervpor de formule, welke wor~t gegeven door Litt. 10,n1. _ ~1;...- _ Do - -TIr- x ---1

+

!L!2!_

Do log

~r

~glas uov 0(. (, Bij ons is : Do = 0,087 m Di

=

0,082 m

0(.

=

144 J/m2• oe. sec. 0(,

=

4798J/m2• °C. sec. ~glaS - 1,17 J/m.oe.sec. Ingevuld en berekend geeft dit vmor

" " ....

hl(Qn:L~W~I:ihli

_{. t .} "

• .ru

.v. ~.

--... _ ... _-... =

;,1 i-~

...

(\1-( L:::.~)

-41--<:'

1}~~~\lieWo~1:jJ:

.tè'à

~;:~.

elLs t.l:1"

91i~W t~~~<ïO'I. $b 'I\JqVi:elL

:.'". ~·i/ , . . • ' '" ,

-'.:,:~:~- ~.~.

.

.

m \""1:-3C tO

=

12

4e . Berekening Watertemperatuur t (zie fig.2) en uitge-wisselde hoeveelheid warmte. x

Volgens litt.lO wordt de uitgewisselde hoeveelheid warmte gegeven door :

Q = 0 x U ov x ft x At.

i

De factor ft is een functie van :

R

=

i;-:-ii-

en S

=

i~-:-iî

(zie fig.2). Wij zullen bij de volgende berekening zien, dat tx voor sectie

5

gelijk is aan l5,74oC. Wij vinden dan voor R - 10 en S

=

0,022. De hierbij behorende factor ft

=

1. Dit is voor alle secties het geval.

Omdat. wij met kleine temperatuursverschillen te maken hebben zullen wij voor het gemak het rekenkundig gemiddelde van de temperatuursverschillen nemen •.

Als algemene vergelijking gebruiken wij :

opgenomen warmte

=

afgestane warmte,

of G _{x (t x - tI)} x à.w.

=

_{Uov xTDo} x L x ót.

G

=

9219kg water/u. t l

=

15°C • . s.w.= lkqal/kg.oC. Do

=

O,087m. L

=

lOm. UoV= 88 kcal/m2.u.OC. ~ t

=

1~Z_=_~11_~_i~l_=~X)

Deze waarden ingevuld geven:

_ 40 - 15 ~ 47 5 - t 22

9219 x (t x - 15) x 1 - (

---2---

L---X ) x

7-

x O,087xlOx88 en ~ t

=

28, 38 •

. De uitgewisselde hoeveelheid warmte is dus:

Q = A t x "71"Do x L x U_ov

Q = 28,38 x

'1-

x 0, Oe7 ,-X 10 x 88

=

6818 kcal/uur.

De resultaten van de bedekeningen van de secties IV, 111, 11, en I zijn gegeven in dab el 1.

-SI

f . <

····\'~1~JJ!:;1~jé

, ','::"&~h ~ê (S\lj:.t)~Ul) ,X:t 'IujJ~.s1:e~~8j;9J.s~ 2i!îln$,~~~.~~:>:k.,."

", " , • ed:m'lh\<1 .Pi f['..J.9~lv SJon 9b19:aS~~,;,:,,:.;,:',,;:·

= ç,

ns"

s1:jc,ci/î fles al

~~.

'" ==

e

4$

-~j~:-~*

=

H

/

.~. ltt~~îi~~l",~e~",ó

9J)fF,,,J.OV'ó tid

'R,'~WV ~a;bÈf.~;~li-!v

t.i:W .D 0

~

Y t

<:

1 . IS!:! a 1:

~

t

lI~a~"~i

itljl .l·: jol <I_Ocsl 9hIIS'!oded (,j:-.·,3.i:n eC .SStJi~:

.1Bv~·; d 8Li as.i:j~f)e( ttJ'

, ' ,g~li,$1l'1' $~: 4$U;t4!ja'Itnre'luyj.s'lsqil:~;J fjiLlGl}! j.eJn:~î;

.:_v{@.!$b~.tm&3.'i\"t,pnmitui)Jie'l .tan :H.6;,)j~} j ad 1:QOV, tt:~; "~"'>:\"

' .

f'

.1l9m9n,,~<li lii03ï8V~'Uf; "

•...

p~~

',.

l~,

,t.Lw

n~:nasrI,d9~ ,~!fLUit, le~n9v 9«~~·:,,,.;~;;\1:

, " . . ' q :,~ \ • . " ! . ' ~ .7.1

, >",',',

~M~ '~~$i\'i.s

=

eà=m'"l,sl:i Iî9lliOH9'bqO ' .~, ~~.,\.;.~{,

.lIl.a .,';','.:{'.: ,; l:'";~}; • v • IJ iI S III \1.8:) j{ 88 =VQtfl;.';"~~;~ié;'.~' ~. __ i, .ê.f.,1 ',,"~ (~!=_..bXl_~_1!~_:_~11

=

,·:.~·ff Ll.uvè:gfil

=

I x· (~I ... 1l~I11.rrextUil~)c.: eI) Ü.sv .1 Istip.a fil'

~C/~

V;'

gem. I

~

/ 2

I

temp. ! Nsec m

I

Sectie benzeen \ I I---=~~==~~~ ~~~~ ~~--t-=--. ~. ~~... 4 ... l V 44 lij 4, 7xl0-

~.!

IV 51

I

4,3

J /1 1 111 59 II 3,9 " 11 . 66

~

3, 6

~

r 1

50:1

4,4 13

J/m.

~.sec._l

__

~rkg. OC_~.--ll~

M

0,15 1970

1

0,15 1970 J lP 0,15 1970 .,i', 0,15 1970

,

, 0,15 1970 i "---...-f---~-.l....--~=--=~=~ _ _ _ _ L_ _ _ _ _ _ ~~., ~.~ i(;-,?

Uit de tabell zien wij, dat de totaal afgevoerde hoeveelhe~d warmte 46116 kcal/u. is. Er moest, volgens de warmtebalans, 46094kcal/u. worden afgevoerd. De dimensionering van ons

~~f apparaat is dus goed.

~~~~ Iverder zien wij, dat de totale verblij~~ijd 616 seconden

~t~~~~ L~ (pl.m. lOminuten) is. Dit is in overeenstemming met de door

"'t~.~"~·'

de litteratuur geadviseerde verblijftijd,nl. 8 à 15 minuten.

~~ I~~ De eindtemperatuur van het koelwater is 200C.,zodat de _

j aanname in het begin van de berekening, dat het water gemid+

deld 180 _{is en 5}0 _{in temperatuur stijgt, goed is.}

~ Loogtanken en Afscheider I.

Om het HCl en C12 volledig uit ons reactiemengsel te ver-wijderen, moeten wij dit mengsel in contact brengen met een 5%-NaOH-oplossing. Om een goede menging te verkrijgen, wordt

centrifugal:ü-. ,

arel'

arel

arel

01'er n. '''''. t v\ çJ. ~f~Ö èL,<J· è1,0 ~;,lt'O clt\l

•

• c~ fllS S , i . do

,v

VI

111"

rI

'1 '. ~ -,

nl'sriLsete-o.d Sb'18QVa.;:::t,sl,SJ3Jo.;t sb JJ3jj t Lj:'. ii9l~ .[ iadEJ ~f( j'lU

. ,au;.sLt:;;dgj'!iF!àweb$.l'ld~!OV tja::;Ofi1 ~la .E,l . .l:J\j.';3~)); dIId·fl:ed'ta'lSlf

äir.o I;i;SV :§fIl''I9rtoïs,l,lÓmlb su .i.;'l:::JG\l8~ L .'feb'ICli! .ii\LsQ}rl-:BO'~' +

... .... . .,:.' "jU',' ë~.i.Jb n! t,s.s~sqcr$ ~. nebI1oQ.sei aldbtl~ltl.r(h~\: 8Ü,doJ ~).o ),e,:,; t ~ hl Hels ~8l:n:éVJ ~'':

~ioob effj'em~.Il.t"mmajcaIisa'I~vo iLt al jll! .al i.l.-;.jJ.!.~j:A~:iq.lj'.~.ç~:);'I,"·(,1'~ .

..t:isJLiiti:m cL I B .. In t];t,J&1 tl:I{~'Iev efns',=-<3 -,-'l :;;c,'(j 'lH~;Ls'l$,;t\t t.(~$'1J.~'l"", .

", . a b ;tsb<m

,.aoos

.aiL''l·9 J,su leo;{ j"Sil ~L;\". L,::~.'Cn9qnu:rlf:au,j:9,($tr :~),>

. ';l)"lffiSa':~$j.sw j0djs,p' ,:Bnid~üiB'19d ef) .1l2V .' .t~·c JCJr.l nl 'EH'lÏ$ill1~ : .

. . .. -al; b$Q~;,.t;têti.~la 'IDl.lJB'lS,qruej .'.!.l {Je.. fIS af'o61'~J:tib~~:;"

.. :;\ _ ~ _ -.', . ' t ~ . ,....;~ . .. ;," ." , :'., \, ,~. \ _~De~~ri88~1:'-\._ [!~ __ iIe_)jp$:;l\.0.9Jl _ .... J., '"

"--'lev ·6~.rea~ü9I)l~'.i::tr>lSe"!ano J ij! alEn 110\-_18 119

IOH'.:taifrrio

··· .. ns$ \tem !leSf!9'IO ;jo~jnöb' ul .[$!?a!1Sfil J 1:h Cl \,' 118 JSOffi .,n'è'-ï8btf'.ll·

. ;tlrIOW .Iie~t.t'nh$v ei~11Sn9lij ("beo'S 1199 i!,(1 • ·)Li:aaolq9-'trosá"'~~c

:-r.,s.e~,.tr"'i.t'I..<J·.f1eo fi'Sfii:sleri'ioC' [18e r'l f·I;0)C.V9"·"c·v~: J.l:é:olcro-t-IttsVf s}:)"' ~;oT.jä 9D.i:sd H.sV ,jiÜ,;;'i.'.JÜll'l9~ e"~ • 'i;:~:; "j,c;v ~.; ,,; ~:, .. :.';::'i ,;s~ Jsm q1lloq

-LJ0i1'I9V 9~9G .~:f11c:uolqo-EO.8:. -~i. C,C! l " , : ' : . , : ' , , ' ; . i .. ::n ,~8è al .!lsm

• .i19jJ!Iorfe~ ~rL.6ja.riOo, .q9lJli9~91: ~"89 i.I.cv 1 -'_.L, 'l(HJ,D Jb1:0\1 ~!11:.ó

.!wmsn1.3· bt~·'3g.ttteBfI Lss :';L;c;8clçlu-L~'~;_ , . .'c,; !.l :\'s;hhsja ad

;g.:3ill ,118~t..i:·:nh:ev sj' 'I'ab1:9f;:OS'!!; GiJ l~l .. ':',;.f:':l~,:.l 3lJ90.B~n~e!110 "

. 1

, .. .(S.it:;lJ} namo)! ~~~C: eb Heb3 .. j J~'lfi s,j":X~Eija a~èb.~ i, :>:~Je8i !rrBb ,.,~nlaaol€io-HOJ3,,-~'~\.:'è 0;10081 f .:2~: :1:;.'~.'.,: lll)GlVi'Îáa&#t$.'t( ,'~.~

i;:~>,,">: a,j)l'18j"<f:~b "lIJLJ '~i .m.lqr .sü~ J..uD ,#.+lLuJ':~)·:u(j 9~lb:RÓ'Ç'~~ellit9" 'k(;::':1 \~.

i.{,~:~~~if,~9'trH .L!sfrrbw èd', j8'I9V'I9V 'rl.E;b 'j-rislb ~~o(;l 9iJ .!J jb'Im\fe~"\~1,, ~ç-".;r"\"" ... ,"

r";\"'tA~t-.~ iJ.d j.sbos: tfi9mo~e~qo' .l3lIi9n:)8 j9~ nJ

:fG

j!3V~ oul gewd'i'}19prJ;?W , (\>c'"

'h":{l;$$~~OQV.i. :S:~~'Ig sb J,:tÇ.1J ~oo.l e;6~eV s cc:moc;-DF'IDffBJ 1199 J~m' ,li ;tSV" 4,~/W .. ,~

}

:,. : " n 8 à"l*:~u::de:§ nl,.II jgV l1hl'leJ tn9~)'E)\'i lIJ.nJ jqmoq;q~ '~.l' t',!» .• 7 " .

, " .b'l9s119;g,mo. ' i ' ;

t~ ~ : lIG',m Ir fIS IilejBvRocl ~b ;J"V 1l8::':if11j'S~.s;

'sa":)

JJYi"cf t _, ,1,"':

'." .~.

De afmetingen van afscheider I zijn : 4iamtter : 0,5m.

hoogte : 1 m.

14

Als materiaal werd hier eveneens gekozen roest staal (18/8). Volgens de litteratuur moet de minimale ve ijftijd van de

I

oplossing in de afscheider 5 minuten zijn om een goede te verkrijgen. Wij kunnen deze verblijf tijd als volgt berekene~ scheidi~

oppervlak x snelheid

=

volumestroom.

De snelheid v

=

of v

=

Wij krijgen dus

o

x of t ':

o

x v = Qv.

-~-

=

Qv

OXL

-Q;-- .

De invoer in de afschei~~~/ 300kg/u. Wanneer wij aannemen, dat het s.g. pl.m. 0, kg/dm is, is Qv = l300/0,85dm3/u. of 1;00/0,85 x 60dm)/min.

---De invoerhoogte is 4dm, dus L is 6dm.

di:t geeft dls t

=

~35ö'o;~~ibÖ---

= 6,5 min. Wij zien dus, dat de verblijf tijd ruim voldoende is. De afvoer van de bezonken loog wordt automatisch met een vlotter geregeld.

~ Filter en Afscheider 11.

Om de resten ge~mulgeerd NaOR uit de oplossing te coaguleren, wordt de oplossing door een filter,gevuld met fijn borosili-, caatglasborosili-,gevoerd (Litt.8).

De afmetingen van dit filter zijn: lengte : 80mp.

diameter : 5cm.

De gecoaguleerde NaOH wordt dan in afscheider 11 v~rwijderd

op dezelfde wijze als in afscheider I.

De afmetingen van deze afscheider zijn : hoogte : SOcm.

diameter : 40cm.

Zowel filter als afscheider worden uitgevoerd in

~

staal (18/8) J ' , '

t .. .

u.,... '-

~ 'rnt~+

r (;')

+",t

e(

(IJ

~r'lhJ) ~(

• .J.

1h.

Filmverdamper_ \,~tt,,",, tVl t~ ~. ~ ... -

l.

j;).,cflJt.lw-trt<'-.

--=-;;....;;;;,.;;~i =-....;;..;;., ); 4..1 tJ, ~1t:i:,,,~!.,fk'vv./lrl,.! t Irt.-'"l"", "'!i\'t~}:~ t\~(J ~

De

oploss~n

J

van. HeH in benzeen komt via

ee:q.aiumini~

voo:r-raadt ank J.n CJde fJ.lmverdamper. ',,----,- .

: fit.i:~ I ·I.:JbleI1:"I(;l'.I.G n3V ~f$~~n.tj.9trils sQ,

f '.

'., ' . ,

" .wê,O 1:~.JalL6l:.Q,';l

;l"i ,"

:~<;.i{,,·,:'-i~·,ó • {tl 1 ',;;J"",ood ,;" i,'

I"

'(i~\~H~ Ï~:;Ja-'r~:~.;[,~e:~~'l

gSSO}19B Sfl99W)Ve 'b.Li

l:~lOl"', lB.B!~n~$sll1a.rA)t;'

:é'~'<;~~ i4~V tCljl[,.Fi'<:nev·:$i.sxn.tDlm sb ;Jeom 'lJJLj-S'lSjJ .. tI sb'el:ia~J:OV<, .. ,

:#.;.t:6:i:~~;ja eba:o~ .fl.(îfS mo ,wtJ:s IieJ'uiJlm

c:

'l9f,1;ji,~~!'i,8 ,-o,D .tij: j3rü?t3oJtlo.t"'i '

~~.g;#i;l{$ied j2?:Iov eLs bt.1J'it1lrj>I.8\i ss f~.b .ael! '1J:'; t, Hf oiH3:gti:'lj['I9V !~itl "}~:.;..;

.. ,

.,'/' " - . ~~ . -;~

1Hii'

.1Il0,,~;la~iO'J

:

j)19~le,," ~

.",.1")';'.0

;,1~~;,:

..

( 1 1 ' '- ~,ï ~,,\,

.;.' • . t ;:',' ~~ ,_r,~"j. . .,..~.:

',~ " _~a~:f~(J~._fi.!~~:!~§'_~~~~.;;.:!~.l~~~

=

v b.i:erl19uB ceL" ",,,,~\

',. ,," ; bC 1j ..~.~,; cl o .. ---r-

=

v 'Io ' .,' ----= V{;i

-

j X 0 IJ,· :._X\."') j _"to •

---Vr-

-

_" , ~.-" .'-., ,.\,.,: }' oftioC8 : 1

>:

n'J 1 ,.mDt : '; -é ' :.;,::~·;lD

fnellt l1irI~V II'te.b'là.!'io-als nl 11..6.0 J b'l OW,':; ,; : ~:dYî 6 9l.IJ~.tJ009;è '.. .

..ol 'l9td:9fba1..s lil :>l..:; 9sth! áb}les'sh!lP

:. fitl8' 'Isbler1DaÏ5 ,:2'011 ll,sV L1'9t3Jl,Lf9.riI1~ 'sU

• moOS ,J':'~oori

.moO·~ : 'l8J8:'i;.!31b ""-"~:";.'Z-_

tf~v;cr~-e.p"1 fIk iY190Va8diJJ .(leb'lO~l ~i9b.i:9.i;:::l3':l:.B aLG 'r$~ .Li:l ifYivOS

, (8

\61) ~J~}~ra

~. ,"

'~, .. ,-', ' { .

., --I': ',- :,--'"'

~I

.-!C-öv ÎIW1:flim-ul,s!lê$ sl,\1 itmo;l. .fie9~wecI [Ü Jr:_ .~~ ,f.W TJn~a;::O...rc:o eü ' o'I9'2Ill,ntn';-.':.: .t 1 JD [L!. ',;Ü!BJ'o,t1:J3'I. <'. ,._.~, ,~-.', _./.~; :'" ,,',. ~.- . , .: . .. ,.' ~., -1,: :" : , , , .. ~, ~ ",

.

-, " ' ,- ,

15

De

\îUG-'( . ~

}vv~ ~\t-~~

afmetingen van deze voorraadta~zijn : lengte : 1,75 m.

diameter : lm.

~-(i'''

eL{;l.c. v . ",'1. De dikte van de film op het verwarmingslichaam wordt geregeld

r".,\A door een filmdikteregelaar (voor details zie. tekenin.C)Q").

~ ~U ,,/\""

JV Het verwarmingslichaam zullen wij niet berekenen. Wij hebben

hierbij teveel variabelen, nl. Ie kookpunt

2e dichtheid Be viskos.teit 4e samenstelling.

De veranderingen hierin zijn niet gering. Wij zullen daarom de maten overnemen, zoals deze door het octrooi worden gegeven, nl. 13ft hoog (4m) en een diameter variërend van beneden naar boven van 3ft tot 2ft (O,913m - 0,6l0m.) Voor een eenvoudige schets zie fig.3. Wij zullen wel de koelmantel berekenen.

in koelmantel. '1 i! >~ a ... u

-\

~

\

: IfoOc.i' ... 4. 1 .... / \ ' ~ - b i ••• ur ___ 'cto. DC ~' ~---. e--. - ~J) .. I, '2.l-~-· :>- : 'c.---~6 1,18. ""---> W· . t d t R .;0. V. 4m 1J we en, a : e

=

~~~---

•

Hierin is 4m de

hYdraUl~sche

dia-meter. Deze is gelijk aan 40/S, waar-in 0 het doorstroomoppervlak is en S de wrijvingsomtrek.

Voor v kunnen wij schrij.ven :

G

-Ü-x;o-- •

Wanneer dit ingevuld wordt in Re

krijgen wij: G 0

/ ' x --- x 4

-3-Re

=

----9P~---_ 4G 4G

Re

,:8-·

-~:TD2~D3J

•

De af te v~eren hoeveelheid warmte is,volgens de warmtebalans,

l19.9l4kcal/u. Wanneer wij het water

5

0 _{in temperatuur laten stijgen,}

heb-ben wij dus nodig :

G

₌

119.914 -

_{5x3bOÖ- -}

6

_,

7k /' _{g sec.}

Bij een gemiddeld

4

watertemperatuur van 200C. is

':J/

= 10,09 x 10- N sec/m2 • Wij krijgen dus:

R - 4 x 6L7 -_

e - 16;Ö9-i-Iö=~-i-2277tI;I2I-~-I;i8I)- 3647 •

Bij deze Re hoort een jH van 14.

.. t: Al$:t ~!l.$jbB.S·r100V 9SSJJ ,'lt.",V . ' ~

..

'~" .

~';i':~~~A

...

eH

.;;I:::~B~~Wfll

~<,~;Bj:'.fl. anoa.tluB"tbilrt 'eti:_~ al lü'lsl:H 'f~~~W·,~e\ot- {fa$ >ftl:L9~:~_~ &&9\1 .'Jsjem

f;i(}: . tra Û 1islv'leqqQtllo()-tt.ä~QOO .• hui 0 lÜ

~:X;~

.. -

·.Jfs'ljmä~jLttvtl'I'" sb

e

1l,;~:~;: figvt1:"Irl~a &:.lW,;4~~~ v 'looV

~n:/·/:

_{' .. ,'. " .}

-~ '~~,~~~~

_{.. '}

~:~y,. f~ sH . rfJ:$ JJ~ 0\.,- IJ ~e~n::ti:1~~:j;6.'l e en~ W

,r'

-,

Jj"~ x _~_

x

~;':(t:1M GG:BL.t'l~

....

:r~

...

_-~-..;....', ·,.;:l~fI . ~ . ' / • . i '

~,~

_ _ _ ia'·

.~

...

:~\~iSi

-rea:iç;är

.t

.i_~

..

~;\:;

..

~t ··\~b·l&ffls:$:v9o!i.·' :tfè~$~V 9;t 'la aU "..." - t-SlLSLsdaJm$W'_~;{bè.ff9~lov o(a1: '

ié':.utsw . tlw 'laaEHl'sW',-.;lf\Iso){~le .ell

I

I

t

I ,

f

tItè';etlita fisil.ál T,.U,-i;t·j'IéqmeiJ" ril

oe-: ~l:A~rt· e,u-b

t

LW lIeó \ .~~ç~

f_"_" , ;':::;,' .. " ., i

.

.

9 JaiiSl 'hj ;t ~:HliB .tb " , , > .,' '.!

16

In eerste instantie stellen wij de wandtem8eratuur 25°C. Bij een gemiddelde watertempeóatuur van 20 C. is :

.A

=

0,6 J/m. C. sec.

~~

=

10,09 x 19-4 Nsec/m 2

Co

=

4l90J/kg. C.

Verder behoort bIj een wandtemperatuur .van 25°C. een

"'?,.,

= 8,95 x 10-4Nsec/m2 •

D

=

4 x O/S

=

0,06m.

Dit alles ingevuld geeft :

~ Berekening~ benzeenfilm.

Bij de door ons gekozen wandtemperatuur van de filmtemparatuur als volgt berekenen:

t film

=

t cond .-

t

(t_{cond .- t wand )}

t film

=

80 -

t

(80 - 25 )=

250C. 'kunnen wij (Litt.ll)

39°C.

Aan het eind van de berekening zullen wij controleren, of de wandtemperatuur goed gekozen is.

Volgens Litt.12 wordt voor de condensatie van oververhitte benzeen de K gegeven door: '

~=

0,725

(~-~~~~-~-~-~~-~-)

* .

hx~x A T

Hierin is

aT

= _{t cond.- t wand enA W het enthalpieverschil}

tussen de oververhitte damp en de gecondenseerde benzeen vàn 80°C. Wanneer de gemiddelde temperatuur van' de benzeen-; damp 1200C. is, kunnen wij ~ W àls volgt berekenen:

~W

=

verdampingswarmte ~ _{(td-t c ) cp}

AW

=

94 ~ (120 - 80) x 0,3

=

106 kcal/kg. Bij de vastgestelde filmtemperatuur van 39°C. is :

/". =

840 kgf m"3

.A

=

O,llkcal/m.oC.u.

, =

4,92 x 10-4 Nsec/m2.

Verder is AT

=

55°C. en g

=

9,8lm/sec2• Dit alles ingevuld geeft :

106 x 840 2 x(O,11/3600)3x 9 81

*

~

=

0,725 (---4-i-4;92-i-rö=~-x-55--L---) x 3600

« -

402kcal/m2.oC.u.

3e _{Berekening Uov en wandtemperatuur.}

' : q:j

:'~~jj)

+

e.t.llYIsw8Grriqt.:::V'.L:lV

=

Vi

~

., ..

.

~~Jfw,ui~~f~~t9

't· (O.S - OSl)

+

~~

= W

~,:è~;:~EF~~

.;)'.

. . : .' ... ·<~:\)tit';:~J· ' . . ' > ij :. :,. ~:,.'~ • J. àt :~O~«t~,y~tijJjJ3'l$.qm9tmIl'l ei..I'3Jáe:3;täs~~Jt;tt.'·'

.•.. ...'

S

.".oo.~~~~~l~~g

:

:!'

····"l;~~\~!l~;

" " . ' • m\OeaJl

.r.

uI x

se

,f:- = ~ ";:/"'.';'.::ll1j:.'.

...

..~::8~:~: ::::~~U:~~9:: :;~~~~~l}dt,~~,\

"',:)~ i~sê t~-i-~-"---

)

~-

tV :

.~,;.~~t.~:t~,~·

.JI.O~ .S~l\J;.:;::,.;-jSO,i' - ) 0 . ' J . , , \ , ... ---... ---.---..!---___ _::-.·,~",~i!" .: .... ,~ -:j~j·a:'IeqmgjbllSW lIS

! 171u1ll'lol~~~,"i$:aiw t.i:~ fie.14.tM'lcfe·~~ u~)je)i~i<H;!d'

.; .. ~-:.~}-':.

Do = 1,121m.

Di

=

1,115m. °

~ = 402kcal/m2.u. C.

cc_o

=

235kcal/m2.u.oC.

~= 198kcal/m.u.OC.

Dit inge~d, geef~ een uov

=

1

-I-

--0(0

De condensatiemantel is gemaakt van alUminium.

17

Wij moeten nu controleren, of de gekozen wandtemperatuur goed is.

Wanneer de inlaattemperatuur van het ,water 180C. en de uitlaat-temperatuur 23°C. is, vinden wij:

=

lêQ=!êl~~~Q=g21-ln'57

Nu wordt het inwendig temperatuursverschil gegeven door :

~T.

J.

DTi

=

ï;ïi~~;-4~;

x 60

=

22,10C. 1,121.

De wandtemperatuur is dus 80°_22,10

=

₅₇₆₉0C•

Hieruit blijkt dus, dat de aanname van 25 fout was.

De gehele berekening wordt nu nogmaals uitgevoerd.met een wandtemperatuur van 60°C. Wij vinden dan als uiteindelijk resultaat :

a) 0( koelwater :

Re

=

3647, jH

=

14 en ~

=

257kcal/m2.u. oC. bI ~ benzeenfilm ~ 547kcal/m2.u. oC.

c) U_ov

=

174kcal/m .u.oC. en ~ T_ov = 60°C. twand

=

60° C.

Wij moeten nu nagaan, of de hoogte h

=

4m voldoende is. De hoeveelheid warmte, die afgevoerd moet worden, is 119,914kcal/u.

Nu is :

Q = 77 D x h x uov x .L\ T_ov

of __ Q 119.914

h 7.rD-i-U~;-i-A-T~v -2277-i-ï;ï2ï-iI74-i-bO- =3,3m. Wij zouden dus met een . ere hoogte kunnen volstaan.

c;

,)b Rekeninghoudend met een zeker vervuiling is een hoogte

," t 4m dus zeker goed.

_ Wanneer wij b.v. aannemen, dat de vervuilingsfactor . 0,6 x 10-3 u.mf °C./kcal. is, wordt Uov:

"";"';:'J;{~1:::,;:,,;0,,~:, "f", " > ' """,,", .... ~ r

·Î/~ ~

i;ol.O{j

f~f\

"

oTA --TI).

---"'"_ .... - =

_,,'1' û. t.1. -T~f!l o

;".;"1-~:.'~1)~: ,ï$vs~: ,~~~~va

'ls.ru j S'Leqme j ;j 1ba óJ W.cr.t

""!;<;;;~4l"~ss

~f~2;~;~c,;::"

'

- ,"- ,~~ i~ . '" (:.~~ .',<:. I, --':'~.:...

4.1 ;&b4t}t)~.hrv- Jfif~,,, ti sit~;ooci Slb' 10

:', " ~$;t: t~fi.'f~, ~~Mf b'l~ova23'lB slh .6JIlI'ISW

• • ~ ,~.~; .:~:;;;:~. < '.

- • • '.L, ,

.... - , :,..;

-è;v=

I~4 ~

0,6 x 10-

3

= 156 kcal/m2.u. oC. U_ov

=

18

Uiteraard mogen wij Uov zo niet corrigeren, omdat bij vervuiling

ook de-'~veranderen. Het is echter een goede benadering.

De hoogte berekend met de gecorrigeerde Uov is 3,8m.

~ Regenkoeler achter verdamper.

Wij zullen deze koeler berekenen op een zodani§e capaciteit,dat de benzeen kan worden afgekoeld van 80 tot 25

c.

Wij nemen een koeler van 12 pijyen van 3m of 6 lussen van 6m. Deze koeler wordt uitgevoerd ~ Alcoa-aluminium Nr 7072 (l%Zn) met een inwendige diameter van 0,078m en een uitwendige van

0,089m.

Aan de hand van de berekening zullen wij controleren, of deze koeler aan de gestelde eisen voldoet. Wij gebruiken dezelfde rekenmethode als bij de reactor. Ook hier is de correctiefactor voor Ö t gelijk aan 1.

I T2

=

25 0

C.

Tl - 350C. 350 11 ₄₄0

C

._--~_.'._~. ~-~~ ·~·-i~IÏ··

_J_._.

. - --- 53

44

0 0

C~~I-V~~·· -~ :~:

620

C ___

V _{_ _ _ _ ) 7}.0} ( VI~~~ 710

~

t = 230C. '111( 800 .. le Berekening 0<. waterfilm •

. De hoeveelheid warmte, die moet worden afgevoerd, is, volgens de warmtebalans in Hoofdstuk V, 30107kcal/u. Wanneer wij het water 50 _{in temperatuur laten stijgen, hebben wij dus nodig :}

G

= )

~~Q!Q~-- kg/sec.

7 x 3000

Bij een gemidd~lde temperatuur van het water van 200 is

~

=

10,6 x 10-4Nsec/m2•

Volgens het begin van dit hoofdstuk is lengte van één pijp is. Wij vinden dus

2G

Re = ---- , waarin L de voor

R~":

" J. J~

X ti"

_.

'J .

_J\\'I

_.-. --.--.- _{', .}

. . -.' -'~ - .

.. Bij deze Re mogen wij weer de formule gebruiken : ~

=

65 ( ___ ~ ___ )1/3 2LDo Hierin is : _{G - ___ ~Q1Q1___ lb/hr} - 5 x 0,4536 • L

=

---~~----

_0,3048 ft. Do -

_{- -O;30llS}

0,089 ft

_•

Ingevuld levert dit :

/ 2

°

=

863 BTU hr.ft • F.

~ Berekening 0( benzeen in sectie I

Wij nemen aan, dat de gemiddelde vloeistof temperatuur in deze sectie ;OoC. is. Omdat deze gemiddelde temperatuur

waarschijnlijk zal verschillen met de wandtemperatuur, stellen wij deze laatste temperatuur op 20° en zullen achteraf contro-leren, of dit juist is.

De diveese grootheden zijn :

?.Ief

=

5,61 x 10-4 Nsec/m2 A4t1

4

~w

=

6,47 x 10- n ~

=

0,15' J/m.oC.sec. Di

=

0,078m Do

=

0,089m cp = 1718J/kg.oC. G

=

1134kg/u. Voor Re vinden wij nu :

4G 1 4 x 1134[3600

Re

=

-7DI

x , -

=

2277i-o;o78i5;oIiïö=4

=

9162. Hierbij hoort een jH van 36.

Nu is : \ / 0(.

=

j x ~ x (:!.~p )1 3 x (1Z.)0.14 • H Dl. ~ .,,.... _ - 36 x __ 0 15 L __ x (_L ____________ ) 5 61xlO-4xl718 1/3 x (~L,A7--) 5 61 0,14

•

0,078 0,15 0 ~ =_!g§~L~g~~Q~~~~~

;. _ ' I " " '. '.':} . . _, . _.. ..

.

, . \'ulO.:... - ... --- x S ~\i D

'" (--...

,.~-)

cu

=

Ol: ü:' • ::..~ L • _ ••• ,",~. ~'"" "~1ó';1 's..i::toea nj: nee2".;Ju ~

.oç:

MV Et X C:\I( q~) X ~77 ;... lu x

ot:

=