Verslag behorende bij het processchema: Propyleenglycol door directe oxydatie van propeen

~

l'

, .

:~

, t 1 .

~.~

\ , , " Î ;t ~~ ·'<I·~ ~ _{" "i.} . 'l 'I y

...

~" , • ~ i

DE PRODUCTIE VAN PROFYLEENGLXCOL

DOOR

DIRECTE OXYDATIE

VAN PROPEEN

,OPGELOST IN ~EÈN . VLOEI STOFPHASE

~ .MET ~ ZUURSTOF '

'r

..

'

PRO p. Y LEE N G :11. Y COL·

Verslag behQrende

b~j het pro~essche~a

van

LIM SENG KOEl

,". ... I. lNLEIDING • • • • • • • • • • • • . • • • • • • • • . • 1 1 ~ - Eigens.chappen • • • • • • • • • • • • • • • • • •• 1 2. Commeroië1e Toepa~singen • • • • • • • • • • • • • • 1 ". Productie • ;, • • • • • • • • • . • • • • • • • • • 1 11. INDUSTRlELE :PRODUCTIEMETHODEN • 1.-Het Chloorbydr~ne-proces ~ • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

2. Door direct'e oxydatie van koo1w9-terstoft"en •

3~ U~t glycer~den • • • • • • • • • • • • , • • • • • • • • 3 . 3 4, Uit s~ker~ • • • • • • • • _{• • • •} • _{• • • • • •} 5. Het Bari~peroxyde-~roces • • • • • • • • • • • • • 4

6. Door' oxydatie van propeen met z~urstofhoudend gas • ~

m!

KEUZE VAN HET PROCES ~ • • • _{• •} • e·· . . . - . • • • è. • •

5

'Tv.

BESCHRIJVING'VAN HET PROCES. • • • • • • • • • • • • 6

1. D~

2. De

3.

De

vorming van,de propy1eenglycol •

zuiver~ng van de propy+eeng1yço1

, "

• • • • • • • • • •

• • • 6 • • • 6

terugwinn~ng van het onomgezette propeen in het

restgas • ~ ~ • 9

4. Het starten en het ver+oop van het gehele proces.

9

5. De vei+igheid • • • • • • • • • • ! • • • • • , • • 10

V. F~S VAN DE FABRIEK,. ~ • • •• ' • • •

VI.· BESCHRIJVÏNG 'VAN' HET ;E>ROCESSCHEMfo. •

• • • • • • • • 10 1+ 12 • • • • ·e • _{• •}

..

.

.,

.

.

·

. .

.,

_{• • •} 1. Massabalans • ~ 2 ~ Energiebalans _~ • • • • ~ • • • • • • , • • f! ! ~ 14

3!

Be~chrijving van de appàr~ten _{· . · · . . . 15}

Reactoren • • • • • • • • . • • • . • • • • • • 15 Tanks • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 15 A. B~ C~ D~ E. F~ G.

H.

I.

Bezinkvat ~ ! • • • • • • • • • • • • • • • • • 15 Drogers • • • • '! • • • • • • • • • • • • . • • • 16 Verdampers • • • • • • • ~ • • • • • • • • • • 16 Schotelkolommen • • • • • • • • ! • • • • • • • 18 Warmtewisselaars • • • • • • • '! • • • • • • • 19 Compressoren

i

~'~,

. . . ,

'! • • • • • • • • • ~ 21 Pompen !i' ., .. • ~ • • • • • • • • • • • • • • • 2:1-'~ VIT. LITÉRATUUR • • • • .... !ft • • • • • • • • • • • '! • • •

23

25

FOTOCpPIE TE~ING PROCESSCHEMA • • • • • • • • • • •

---I " ,., ti.. ,.

,-1.1. Eigenschappen (lit.l)

Nomenc1atuu.r: Propyl~e~gly~ol of 1.2-propaandiol.

Molecuu1formu1e: C

3HS02•

St~uctuurformule: CHA~ CH,-

CB2

./ I I

OH OH

Propyleenglyco~ is een stab~ele, reukloze, ~leurloze vloeistof

wet een zoetachtige s~aak. Z~j'is volledig mengbaar met water

en de meeste org&D,ische oplosmidde:!-enj,

De c~emische eigenschappen liggen tussen die van etbylalcohol

en glycerol. Hier~oor werd propyleenglycol gedurende de tweede

wereldoorlog zeer bel~grijk als vervangingsmiddel van

etbyl-~lcohol en glycerol. (lit.2) PharIIlàcologische studies hebben

in 1932 duidelijk de ~age t9xiciteit van propyleenglycol bewezen.

(lit.3;4;5} Verder geeft propyleenglycol geen corrosieve moei-lijkheden.,

1.2. Commerciële toèpàssingen

êE~~!f!~~~!~_Y~_S~_~~S~§~E~~~~_!!~!~~~!~: (lit.6)

!3oortelij~ gewicht- 2oo

è: .

i;63?"~ 1;940

kooktrajèct: 18Q 1 ~J,O ' C

azijnzuurgeha~te: 0,01%

watergehalte;, 1% .

kleur: 1,5 APW eenheden

Hoofdzak~lijk wordt propyleenglyco:!- gebruikt als anti-vries en

:i.ndustri~le koe~oplo13sing.(melkinr:i.cht:i.ngen, brouwerijen,

voed-selopslagp].aatsen in schep~n; treinen en vliegttLigen)

Propyleenglycol is een component van bydraulische- e~

remvloei-stoffen en een tussenproduct voor weekmaker~ en resins.

_Omdat propyleenglycol voor inwendig gebruik mag worden toegepast,

wordt zij verwerkt in voeding~mddde1.en, pharmaceutische pro~

ducten en cosmetica. ' ,

And.ere toepassingen zijn: als oplosmiddeZlti,nl;1.UD,l9ctant,

conserverin-gs~ddel.(aromá·s, tabak, inkt, crème~, tandpasta, sh~poo, lip-,

penstiet),. '

De verdeling van het v~rbr~ van propyleeng~col in 195Q wordt

gegeven in tabel I.l.(lit.?)

1.3~ Productie

Propyleenglycol wei'c;i in 1931.vo~r het eerst op commerqiële bá.sis

gepr-oduceerd door Carbide' and Carbon Che!piçals CQmpany :i:n South

Charleston(US~).

Evenals b:i.j de prOdUctie van etbyleenglyco:!- werd de grond~tQf

(propeen) via 'de chloorbydrine 9mgezet in ~e g~col~ ,

Door het_tekort aan glycerol gedurende de tweede wereldoorlog

~~eeg de productie vanprppyleenglycol in de USA tot meer dan

-..

'

'.:

1 miljQen pounds per maand. (lit .2) ,

In 1950'werd propyleenglYCQ~ in d~ USA geproduceerd door vijf

fabrieken en'be~èi~te de jaarl;Ljkáe productie de 85.QOO.OOO

po.lmds.(1it.8) D~":pritls bedroeg $ 0;175 per pound in zg. t~­

car :Q,oeyeE!lheden, Tabel I~~.(1it.,9tlQ) geeft het verloop van

de Am.erikaan~e pro<;luctie. na ~950 a,an~., • , "

De twee g~ootste producenten waren de Dow Chem~cals CompaQy en

de Carbiq.e ~d C~bon CheIil:i.cals Comp?JlY.. Zij fabr~ceren de

glYcol evenal~ wy~&tte C~e~cals Corpqra,tion vanuit het pro~

py1eenchloorbydrine. . '

De Celanese CQrpo~~tion of ~erica produceert de glycol door

~d.ratatie van propyleenoxyq.e, verkregen uit h.et Qxydatieproces

vçm natuurlijke" koolwaterstofgàssen. "

E~I Ot ,du Pont de Nemours & CompaDY Inó. prqduceert een gering!,;'

p~J;.'c~ntage alf) bijproduc~ vàn de k~talytische hoge druk

·pro-cessen voor de bereiqing van hogere alcoholen uit cocosnQot~

Qlieg~yceriden. t· 152 ·1· '.". "',;."0. .. ~ (,Ct·

t

9""' . (c;::

n~ !~~~~~ij'~:~e d;e~:lä~~~a~~~~t~~

op'

clÎt

g~:~bïfWzr~rl:'~'ri~t'?~~ll')

Dpw Che~cals Comp~

Hoechst Ohèmicals '

Împeria+. Ohem1cai ~nduátr~e$

f?hell Cheilu.'cals '

Petrochemicals Limited

Bell Chemical'09mp~

Carbide and Oarbon Comp~

Oelanese OorpQrätion of America, Che~cal D;Lvis;Lon

Fa11ek Prbducts Oompany rnc.

Harrisona and Orosfield(Canada) Limited

Maokim :j?roduqt s' Comp any _ :tnc " "

Nat:i..onal Dil SUpp:j,.y Comp?DY

W:Ll1~a.m D~Neuberg Compan;y Inc"

Roäentha~ Bêrcow Company I~c. S~epard ChemicalCorporat~on

Wasbine'!"N at-.Sands _{~. .'" , . .. ~ . ,} Iné '

Tabel l~l. D~ verdeling v~het gebr~ van propy1eeng~col

-

..

. .. ~ - .

Anti''':'vr:1.e~ 'en' ;:i.ndustr;~.~~ 'koeloPlosf:!ingen

. • . . ' - - I , ';

R~à:t.ne en weekmake:ps

Rem!"'leIl hydr~t4ische vJ,oe~stoffen

Tab~ Voed;i.ngsmidde1en Ph~~çeutische middelen Cosmetica Inkten Diver~en '~ - 2 ~ hoeveelhe~d ;t.n' . miljoenen pounds 3~.Ç) 16.6

l2;?

7~1 6~1

3,3

2,5

1-0

,

. 6~4 85;0 .' '" ~

;..

Tabel L~2~ Het verloop van de propyleenglycolproducitie in de USA

Jaar -, ' ~ ,

1951

1952

1953

1954

1955

~i~qen,pounds

89

91 6û

51

70

De productie daalde nä

1952,

toen etbyleenglYcol ~n toenemende mate

yer~ijgba~~werd en propyleenglycol niet meer als vervangings~

middel voor etbyleenglycol als anti-vries hoefdè te dienen~

Sinds 1954 is echter het verbruik yan propyleenglycQl in de pharma-ceutisèhe ... industrie, de voedselindustrie en in het bizonde:tt de

Kun$ts~Qffen indu~trie sterk toegenomen.

11. INDUSTRIELE PRODUCTIEMETHODEN

=================================

LI.l. Het Chî6Ór~yciriné':'pr6cés ~ . (1i t ~ i -én 'j,2· t/m 25)

, , '

Het proces.bestaat uit de volgende trappen~

a. de vorming van het chloorbydrine. C1₂ + _{H20 .... '..} HClI. + HOCl

CHÄCH=CH . + HOal 50 o~ . CH_xCHOHCH₂Cl + CHÄCHCICH_OH

/ ' . . . - ,.IC 90

%)

,.

,.1(10 %)~

, ,~, ' . . " ' 0 " ' . ' '. :', .

Bij een temperatuur van 50 a.wordt gasvor~g propeen door een

verdunde waterige oplossing ~~ bypochlporzuur g~le~d.

b~ a~ c9nvers~e ~n propyleenoxyde.

?,

CH~CHOHC~91 + bàse '.. CH.3CHC~H

:ë~ de hydratatie onder hoge dr~ ,van, h.et· 9EYdE;} ~

CH'7,CHCHè- verd... CH'7,CHÇ>.HCH

_a

OH R

~ \ -,-~ zuqr vU,.IvrlvIl " v U

. 0,

II.2. Döor directe Oxydatie van

koolwaterstoffen-D~ partiëJ.'~ '~~datie in de gasph~s'e' :;an 'al~fatische

koolwater-, ~toffen; ,zoals propaan ea butaan, geeft een product dat onder

andere propY:Leenoxyde beva~.(lit.26,27,28) ,Dit oxyde wordt

af-gescheiden va,n de 9-D-dere comp'Qnenten en v!3ryolgens tot pro- , 'py leenglycol geh;Ydrateerd.

II.~. Uit,glyceriden

Bij de katalytische hoge druk bydrogenering va:p. cocosnoo:bO:L~e

glyceriden (:J.it.29) voor de ·b.er-èidi.ng van hogere alcoholen:, is

glycerol dát. ~ls b;ijproduct w9rdt gevdr~~eniet erg 'stabiel' onder

de. reactieconditie~.Een deel ervan wordt verder gehydrogeneerd

tot propyleenglycol.

-11.4 Uit suikers

• • ' ' ; ; ' , . : T ~

Su;kers, glueos~, $orbitol, ~ucrose en melasse z~jn geschikte

grondstoffen voor de bereiding van polyalcoholen, waar9nder ook

propyleenglycol.(:Lit.30;3l,32,3~) De pO:Lyalcoholen worden verkregen

door katalytisch~ hoge dr~ hydrogener~ng~' .

-:

II.S. Hèt ~ar_iumperG.Rde-proces

Lange tijd heeft:men-gezQcht naar een proces; waarbij propeen

~oor directe oxyqát~e in propyleenoxyde kon worden omgezet.

Van de verschillende q~tg~v9nden ~ogelijkheden bood de oxydá~~e­

methode met bariumperoxyd~ de meest~ pet$pectieven én deze methode

~o.uà~s~ndu~tri~el pro~es eèonomi$ch w~ar$Chijnlij~ wel rea+i~eer­

baar zijn; wanneer intu~sen geen eenvoudiger proce~ is Qnt~eld,

waarbij met e. en goede opbrengst propeen ,met zuurstqfhoudend gas

wQrdt gepxyde.erd tgt het oxy~e. (zie lI.6.) .

De oxydat~e met báriumperóxyde gaat.als volgt; (lit,34)

BaCO.;

BaO +.

ia?

"

-~ .. ~ CH3~CHOH-C~OH

II.6~ Door Oxydatie

van

propeen met zuurstofhoudend gas

.. . . . . , ' ~ ... ' . ". . (" ,.-. ,-- . '

JiIet princ:ipe V?Il het proces is á+s vo~gt:

1. Het propeen W9rdt'in een v+o~istof opgelost en in deze toestand

~et zuurstofhQudend ,ga~ g~9XYdeerd. Het op~osmiddel moet onder

de react:j.eomstandigheden i;n.ert zijn yoor zuurstof.(bv"benzeen)

2.

De kat~lys~tor is mangaanpr9pion~at.

3 .. De oxydat~e v~nd.t p+aat~ b~j hoge temperatuur en onder hoge

q,ru;k" (T> l4<? .0 en p~ 2+ ata) .

4~ Ter voorkoming··van ve.pqere Q.estructieve oxydatie en v~ de

vorming van polymeteri wordt.· het in water goed oplosb~e

reactieproduC.t ~ne~ver~jó;e~d dOQr c.qnWw~ extractie, met

water. .. . è ~ .

5. Db.or d:e ~euze v~ gunst1ge react1eqm~tandigheden wordt het

~n water ppIQsb~e. propyleenoxyde tegelijkertijd gehydrateerd

tot de glyco+ ~. .

6. De re~ctie wordt ge~n~tieerd door een kl~ine hoeveelhe~d

~sobutaan of een ang,e-re V'er~~digdé koo~water$t9~mét drie of

m~er koolwaterstofatom~n. Hi~rqoor 1.s het mogelijk bij lagere

témper~turen de reactie te, doen verlopen.

-

,-"Wsnne<?J; me:p. uit de ~ogelijkè:productiemethoden een ke~emeet

~~en,dan zullen in ~erste instantie de p~ocessen genoemd Qnder

11,2.,1[,'3.,11.,4. niet in àaI;UD.e+,k;tng ko.meIi~ Bij deze drie pro- '

ç~ssen. ~ordt ,q,e propyleenglyco~r na,m~J.~jk als, nevenproduct

ge-wonnen., terwijl het hier de bedgel~ng is een processchema te

ontwerpen voor propyleeI;Lglycoi él.ls hoof'o.prop,uct ~ Bovendien is het

~edel~jk goedkope propeen'dat in vQldoende grote hoeveel~eid

verkrijgbaar 1s,

--4.e

mee~t gescru.,kte, grondstof. , '

Het bar~~peroxyd.e~proces is ook n;tet zo aantrè~el~j~. Het

we,rken met peroxyden eist bi~ondere veilighe:!.dámàatregelen~ Tevens

is de regenerat~e van het peroxyde omsla.chtig en verb~uikt veel .

warmte. '

Vai?- .. de'twee overgebleven proceSsen iE!

de

directe selectieve

o~<!at~e: van propeen, gevolgd doc:;>r hydratatie van het oxytde en

de

e~r~ctie van de gevormde glycol in één reacto~ verreweg het eenvoudigste. Voor de byÇiratatie en extractie van het gevormde propyleenoxyo.e is echter zeer veel water nod4g, waardoor de

glycoJ.conc~ntratie· in het reactieproduct zeer ~~ein wordt ; "

( ca.; 1,5%) De stoom,kosten voor de verd$Illping van llet wat~r kan

met behu+p ~an multiple effeèten Weliswaar gereduceerd worden,

ma,ar cie i~vestering~Qsten van de zuiveringsinstallatie zijn

toch nog ~9.og, De onvolledige cqnversie (~q.~8Q%) bij de oxydatie

ma~t hét 'econq~isch niet verantwoord he~ niet.9mgezette propeen

in het restgas dat onder hoge druk staat, te spuien. Voor de

afscheiding van h~t propeen uit het restgas z;tjn dure

koelin-stallaties nodig.

,Het chl90rbydrine~proces dat tot op heden voornamel;tjk is tqe~

gepaa"t, V09r Çl,e ~roductie van propyleenglycQl, geeft een hoger.

rendement, per k110gram grondstof. En door ~e hogere

glycol-, concentraties (C8,. 3.0%) in het ~uiverder reactieproduvt is bij

~:t~~~C:~h~:rÇ~~e:~~~;~gt~:~;:~~~e~ae~e~~~~~~:~~~~:es

?

reactieproducten geztP. verd wprden.

D~

t brengt met

~ic~

dat

m~Ii veel app~aten nQdig ~eeft en v~el hulpstoffen. (chloor voor

de chlorer~ng; ~oda, ka~water. pf SO voor de bydroly~e) ,

In vergelijking met 'het 'nieuwe oxyda~;e-procea zqllen Z9wel de

~nvesteringskosten; de ~osten van de hulp~tQffen en ,de bedrijfs~

~osten v~ ~t' ~drine~proces hoge~ z!jn.

Het i~ ui.t de voorga~de beE!chouwing gerechtvaardigd te con~

~l~derenj dat het nieuwe pxydat~e~prOces dat ze~er het

bydrine-prOCes van z~jn plaats zal verdr~ngen. het best~ proces is,

Dit pr<;>ces wordt dan oo~ voor het hierop vQlgende fabrieksont~

werp geko~zen.

De te ontwerpen fa.briek krijgt een prod~ctiecapacitei.t van

5600 ton/jaar'. Deze grootte. kOIll:t pve~e,en'- met, de gemiqde:J,.de omvang

van de bestaande fabi'ieken." , ! : ': '

Bij een bedrijfstijdvàn

aóoo

uur/jaar (3~5 dagen!jaa:r;) ltQmt

~e~e productiecapaciteit' Qvereen meet e~n pro~uct~e ~~

IV, BESCERIJVING VAN BET PROCES

==!=:=:===:===:===============:

Een illustratie v~ ~e~e beschrijv~ng v~ndt 'men op de'laatste

pag;na.

Men

kan~et

proces dat continu verloopt drie

~t~dia

onderscheiden:

1. De vorming van' de propyleeng~yco~. . ,

2. D.e zuivering van de propyleenglyco~.

3. 1?e terugwinning van het onomgezette propeen in het restgas.

[Vil.

De vorming van de pr~YleenglYCOl (11t.35)

D~, :t'E!~ctie3vindt plaats'iD(t;~~'~dent:Leke

hoge druk rèacto:r:en

yàn 17,5 m dié parallel me1fe1kaaJ:' in verb;nding staan. In é.ike

reactor bevindt zich

3een waterlaag van ~ met daarbov~n een

ben~eenlaag van 10 m , waar~n het propeen wordt opge~ost en in

deze toestand wor~t geoxydeerd~ De druk in de ~eac~or beàE~ag~

58 ata en de te~peratuur houdt m~n tqssen de 2~O en 230 C ..

De reactoren worden door mi,dde+ van een zu1g~rcpmpressor (1)

gevq~d met 800 kg/u~ propeegg~s, dat v~ak boven de water~a?g

bij .een temper~tu~ van 220 C wordt ingevoerd. .

Met de ~mpul$compressor 2 wordt vlak onder de be~zeenlaag

1300 kg/uUr lqç~t, ver~ij~t met 400 kg/uur ~uqr~tof; ve~deeld.

De temperat~ur

Van

dit verdunde ~uurst9~gas voor de oxydatie

is ook 220 C. 3

Voqr de ~dratatie en de e~r~etie wordt

50

m

water d~t

50

kg

mangaanpropionaat bevat; per uu,r via een verst~ve~1n f~jn~

verdeelde vqrm boven d~ben~eenlaàg ingespoten. Met dit water

wordéntegel~jkertij~ de reactoren gekoeld. De temp~ratuur ván

~t water 'en dus ook ~e yan de reactoren wordt gèrege~d met

de 'w~mtewisse~aars

_A.

_{. ,}

_.

De onderste waterlaag die de reactieproducten bevat, wordt

çöntinu ~getapt. Hierdqor blijft het niveau van de waterlaàg

~onstant~ . ,

Door het OPlo.ssen van benzeen in het extractiewater neemt de

hoeveelheid benzeen in de reaetoren af. Om dit verlies aan te

vullén, voegt men met. pomp 4' benzeen toe. . .

Met de pompen 5 en 6 worden de g~condenseerde water-en

benzeen-damp ~t t~ lIl; resp~ de gecondenseerde propeendamp uit

tarik IV in de ~~~ctoren teruggevoerd. .

Een byP9th~tisch beeld van het reactiegebeuren in de reactoren, dat ~t de gevonde~ r~actieproducten kan worden verkrege,n,'

wOrdt weergegeven in tabe~ IV!l.

IV.2. De zuivering van de propyleeng~ycol (l~t.45,46,47,48)

Ani~~~e 'berek'e~ing'en . volgens d:e gangbare rekenmethoden (0, ai de

tr:Lal. çmd error metho<i.) ·tonen á.an, da~ de zUivering in,.drie

etappen dient te gesch;ed~n.

a. Het QQncentreren van het reactiemeng9~l dat l,4

%

pröpy~een~

glycQ~ bevat, tot een 10

%-

oploss~ng. ,

b. De verwijdering van de re~t van het water.

c. De rectifîcatie van de ruwe propyleenglycol. _v

-'f

"

·

,~1 _{Tabel IV.l, Een bYpoth~tisch beeld van het reactiegebeuren}

",

.

I

gew. hoeveelh. t:erbruik :verbruik verbruik verbr. vorm. react:Le

·

D~ b~J.l3.D,grijkste mogelijke reac,tj,.es ..

%

product propeen 'zuurstof water warmte warmte warmte

I " . ~

kg/u kmol kg

/4

kmo 1 , kg/u kmol kg/\lllonOl kcal,1nol kcaJJo.ol kcal/u _,

.

-1. PROPYLEENGLYCOf, 0 47,0 708

9,3

/ ' \ J. I' L" '1 "" r I ; a~ "CH

₃

CH;:CHa

+

t

Ö₂ " " , 1 " ' . . CH"r-CH':'CH2 + ,7 !cc al/ gmol 390 _9" 147 4-,6 . ~--~:.- ,~ " ,- , :1;.67 9;3 453 35 b~ CH3-C~:fH2 ~ B20 ,~ CH.,-CHOH-CB20H ₊ ~2 _kC8,4,/gmol

-

' ' ,0, - - ' . " ... , ." " CH

3-CH=CHq +

i

02

*

H20

...

CH3~CHOH .... C~OH + 49 kcal/ gm,01 436 119 455000

: ~ ,

" - 2i Aziänzuur en mierenzuur

17 4 261 2,5 10e 2,6 :167 5,2 63 98 546000

CH3-C~CH2

+ 2 02

. ,- ~ HC~.()H _,t CH3~COOH +21Q kcal/ gmol , ~ 209 ll6

.

-

, _-. , .

-- ,

-2~ Aceton 4,4 68 . l,~ . ,

-

_{CH3~CH=CH2 ~}

_i

_{02 .}

_•

_{CH3.-CO~CH3 t 61 ltcal/ gm,Ql 45 lt. 1 '16 0,5} 427

₅₉

67000 ' , , ~ , " • , f " ,'-1

-

Jf~,O:xy den lB~O 270 ' 6~0

,"." "" i " CH3~CH=C~ T 4t 02 -' ~ ., 002

+-

3

~O +489 kc all glllol I 94- 94- 978000 ~ 83 2,0 289 9;0 -iQ4 ~5.8

-

. ~

,.

I i 5. Alcoholen , . ,. , ... . 2,7 42 . O,B CH3~CH:;CH2 ot-

i

02 "

...

CHt:!0H-CH::~~ + 40 kcal/gmol 33 0,8 ],3 0~4 442 60 32000 I ·

-'-

' '. • f'!' . . . , -- . , _.~. -~ 6. Aldehyden _{1?8 28 O~4} .~ .. ;.-:

- CH3~CH=C~2 +02 '

,.

HOOH + CH3~COH + 70 !ccal/gmq~

16 0,-4- 13 0,4 134 ₂₈₀ 28 ₄₀ 28000

-

,

.

.. r' 10' 'f":' I! " " , .:.0

,Iri .'

.. ~ ' .. 1 -:: " (

-

~,: :,' .'. )

z.

Po~ymeren I 7,0 106 0,6 8Q 1,8 32 ;. , .

-I;·

..

' yo~rnam,elijk ~-prppyleênglycql (BQ

%)

en tr~prppyleenglycol(t5

%)

-

4 t<.

-

_, \ 8. Diversen _{.. : '1,7 27 0,4 15}

_0,3

₁₃ 0,4-.. _- , _I -i - _TOTA;AL 100,0 ~5L0 770 1B;3 690 ~1,5 50 2,8 12106000 - .. ~ - 7 - 0', ~ ' ... .. - - -

-:.

.

.'

. 'I ~- ~"

ad. a. Het cÇ)ncentre:çen van het reactieproduçt tot een 10.% ~

'. .. oplossing' geschiedt in meert;r'aps URob~rtH.; verdamperp. .

Het is (rekenkundig) gebleken; dat de ver~ere ve~d~ping van de

rest 'v~ het w~ter,9pdeze ~j~e gepaard g~at met grqte verliezen

van de propyleenglycol~ Het dampmengsel van meer geconcentreerde

oplQssingen bevat een hoger percentage äan glycol,~è bovendien

een relatief hoog molecuulgewicht heeft.

aantal

kmpl/u.

glycol in dm:p.li> ~ dampspann~ng :glycol x aantal kmol/u

dm:p.ps~~nnl.ng water water' in damp

=

,~. . (partl.e,al). . '

mol.rnactie glycol in vIst. x dÉmipsp.zuiver glycol x aantal kmol/u

ïD;9I."f'raçtie water in vls1;. x dampsp~ zt4ver wate:ç' .water in damp

f

diW.Z4I dat het aantal ~ol/u,glycol in damp evenredig is met de

v.er. hOUding. tusse. n de IIlOl.:f.D.8,c.ties van glycol en wate.r in de

vloei-stof, bij verdamping bij ~ dezelfde drulc van ~enz~lf'de

hoeveel-heid water.

~et aantal effecte~wordt hierobepaald door d~ (grote) wa:mter

~nhoud van de voeding (T~ 220 C en p ?

5a

ata).en de optl.male

capac~t~4t pe~ verdampe.~~ Deze overweg~ngen le~den·tot de volgende

keu~e: een ontspanningsver~amper (I~ en

. drie "Robert" verd~pers (J;:;ç.,III;LV)

De gegevens van dez~ verdampers ~:i-jn.1j~y~;utien i.n t~b~l VI .. ,3.E.l.

9P pag~n$. 17. . . '

ad. b. Voor de verwijdering van de rest van het water zonder grote

. verl~ezen aan glYCOl wordt een methode toegepast die

beschreven. staat in de U~S~ patent 2.510.548.

De opstijgende ~p; ontwikkeld bij de verdamping van de glyeo+~

qplossing, wordt-in contact gèbracht IIlet een bepaalde hoeveel~

he~d terqgv~oeiende water. y in een schote+kolom (scrqbber)

D~V water wordt ~n dit proces verkregen door de conden~atie vän

q.e damp uit verdamper IV. Met centri.fUgaalpompen (7,8,9) wordt

~ t t'reflUX" wat~r bij. topdamptemperatuur in de kolom i:p.gevoerd.

De u;t de k910m tredende ~uivere wáterd~p (> 99;9 %) dient tel~

~e~s ter verwarming van de volgende verdamper ( of ~ebo~+er van de

v9lgend~ kQlom), waari.n.de temperatuur én d.i>uk.lager zijn~ Door

to.ep~ss~g

Vt;m.

dit ve.rdampingssy~teem blijft het stoomverbruik

beper~tvverl~est men geen glycol.

De ~nst~llatiekosten en etoQmkosten bepalen hier, dat het ver~

4~pen in dr~e trappen het gun~t~gst is.

De ~ell:ze van de drukken en hiermede. ~ok de temperatuur ~n de

yerdampers en kolommen wordt mede be~nvloed doo~ de temperatunen

en drukken van de voeding uit verd~Ber IV en de vloeistof uit

t~ V voor het tlsc.rubbenU. .

De gegevens van g,eze t'des1ïillat:ieverdampérslt

, staan in tabel VI.3.E~2.

C?P pagina 17 en 18.. ~ ~.

ad. c. DE) k!3-talysat.or t mangaanpropipnaat, slaat 4,n de laatste verdamper

. . - ., yII neer ~ Al vprE;1ns de ruwe propyleenglycol wordt

ge-~ectific~~rd, wordt d.:i.t zout daarom eerst in een bezink.;vat

af-gescheiden.

Daar prpp.y:t,eeng. lycQl " evenals. glycerol, Q;j hoge temperaturen

gedeeltelijk: wordt ~fgebrokèn'\br~ne k~eur:), _ geschiedt de

rectificatie onder vacUUlD.. (ko~Qm V:J:I: p

=

50 mm Hg)

Verder wordt yerwezen naar ~abé.l. VI .. 3.'.E.2,. op pag~n!3- 17 en 18.

-:

I

-IV_;; 3. De terugwinning van het onomgezette propeen in :het restSàs

D~ terugwinning van heypropeen berus.t op ~ondens.at~e doo~ koeling.

o..1.t .49;50) .

Wil men meer dan 80

%

van het in he.t gas. aanwezige prspeen ,

conqense.ren, dan moe~ het gas ge~oeld worden tot

-43

C. Bij

deze tempe.I:'atu.ur beeft propee.n...een dampdruk van 1,2 ata! De

hoeveel4èid propeen 1hnr·li:tet~restgás bedraàgt 4,an :,

58,0

122l'~'2

x 36 0,7

~mo+/uur, d;i~

30 kg(uti+'

Allereerst kan mes het gas ~n condensor B kpelen met gewoon.

koelwate.r tor ,,+0 C. . . o. ; .

ln verband met het vr~espunt van ben~een (5 0) ~aat de volgende

koeling ;n condens.PD C met freon slech~s.tot? 0.

De condensaten van deze twee condensors worden in de reactor

i;eruggevoerd via het èuffervat IIr~ - . ,

Tenein~e .ve.~s.toppingen te voor~9~~n, moet,met drogers ~et nog

aanwez+.ge water en ie~benzeen ~n het gas worden geadsorbeerd.

li;iertoe. 'dienen de twee parallelgesch,akelde torens gevuld met

sili,cagel, waarvan tel~ens slechts één in bedrijf is, terwijl

de andere wordE geregenereerd. De regene:patie g~sc~edt met

stQom van l70 C gedurende ca.

i

~ur ~ De droogtprens b,ebben ieder

een b~drij~st:ijd van 8 ure.n. _ '

Het gas ~at uit'de drQogto~en treedt en waarv~ deotemperatuur

door de adsprptie van water en ben~een t~t ca~ 10 0 ~s gestegen,

wordt voorgekçeld in ~oel~r D ~et het ge~xpandeerde +estgàs uit

koe::j.er E. . .' , ,

Grafisc~ (lit.51) kan men vin~en, dat ~t re~tgas na isen~

,:h6~:P&~~h~ e::Kpan~:lie van 5e tot l e.ta een temper~tuur kr~jgt van

In ,de. +aa~~te koe6e:p (E) vindt de eig~nlijke condensatie van 0

prqpeen bl.J ~ 43 C pla~ts. A~s ~oel~ddel ~ent freon van-53 O~

Om het propeen als gas'~n de reactoBen te:pug t~ voeren wordt

het door warmtewisselaar F totolOO ·0 verwaJ:'md~ (kritische

temperatuur van propeen i~ 920)

IV.4.

Het starten en het verloop"van het sehele proces

Vóór het starten van het proces wordt"'d~ drukregelaar of

ont-luchtings~lep R zod~ig ingestèilid, dat de drqk in de reactoren

\ tussen de 56 ~n 60 ata. blijft, M$t stikstof wordt dan de druk in

~ het gehele systeem op 56 ata gebracht. ~

'\ '7 Nadat 9-e reactoren ied,er gevuld worden met~m3 wateJ;' van 220 00 ,

~

/ dat

6

~g

mangaanpropionaat bevat,

en,me~

5 mbenzeen evene .. ens van

~ 220 Ot wordt. 425 ~g propeen en ~QO ~g 1sobutaan in elke reactor

ingevoè~d! .

Onder deze o~standi.gheden kan het proces een aanvang nemen, op

de wijze zoa:t,s het h~erboven werd beschreven. ,

De voeding van de fla~h-verdamper en daarmee duso~ v~n de

zuiveringsinstallatie, geschiedt continu uit de vier p~alle~

gesch~e,J.de hoge dr,*' tank~ 11 die als bufferyaten, dienen.

Jlloqrdat de verdampers in wel?l$:~ng if:pedèn, worq.en zij evenals

~ank V, ge~~d met water en word~n z~j op ,de juiete temperatu~

en druk ingesteld,~

Het condensaat dat lP-t de roestvrij sta~ pijpen van de eerste

yerdamper

ElI)

treedt, bevat de gevormde vlucht~ge Qrganische

stoffen etl-.Q~~zeen~ UitdiiJ men~~ wordt

!ei

benzeen

terugge-wonnen 'en-het aailvullen-~mLde benz.eenhpeveelhe.id in de re.actoren

gebr\,\;I.~~, ! voor .

I "

I " ,

'-De cQndensaten uit de ~.§ingpJ.Jpen van verdampers III,IV, V en VII ~n uit condensor L word~n direct a+s recycle na~ t~

+

gevoerd, , terwijl de in cong.~nsor G gecondenEleerde damp uit verdaI!lper IV o . vià de bqffert~

V

ge~eelte+ijk als recycle n~ar tank'

I

wordt gevoerd en gedeel~elij~, wo~dt g~brUikt' voor :qet "scrubbentt van .de k-o+.~:qnne:p. V, VI

f

VII. , .

Het nltmgaanprop:t,onaat' dat uit het bezinkvat wordt afgetapt, k~ na.

e~n ~~We z~v~r~ng weer worden gebr~t.

IV • 5_ •. J?e veiligheid

'1

De expl,os'i'e6r~ni~~ van propeen in lqcht ~:iggen bij 2;2 - 9,7 %.

~ \. ("lit." 52,53) Dit, wil zeggen" dat een.propeen,..,.;zuuns~of~mengSe1 , ~ exp+osief i~, ,wanneer de m91.verhoqd1ng propeen/zqurElto:e tu~sen

~/ :\.1. en 54

%

ligt. . ,

, In dit prÇ>ces ~s de ,.,b.~e:Y'~,el..Aeid ~uurstof' r,e~at~ef gering, De mol ~ verhouding propeen/zuurstof in de reactqren var~eert van 90 ~ot

114 %. '

Ter y6or~o~ng yan BXP~osieve menge1El in het restgas~ moet het zuurstqfgehalte ~er~n rege~atig gécontro~eerd worden. Het moet bElneQ,en de lO

%

blijven. ' .

V PLAATS VAN DE FABRIEK _L _____________________ _

---~---~ .1 I ..

De. plaats van de fabri'ek ii:3 p,iet'

aan

veel beperking~n onderhevig. Wel moet in de omgeving van de fabriek veel koelwater beschik-baar zijn. En in verband met de transport-kosten van propeengas,

zou het verkieselijk. zijn de fabriek heer te' zetten vlak bij een olieraffinaderij, waar zich een propeenzuiveringsinstallatie

bevindt. (OOk gunstig i.v.m. gelijksoortige koelinstallatie in het proces) Het transport van het eindproduct propyleenglycol naar de fabri~ken,(voornamelijk resins- en weekmakers-fabrieken) waarin het verder wordt verwerkt, moet gemakkelijk en ggedkoop zijn.

-Deze bescgr~jvingvan het processchem~, 'welke àls toelichting dient van de tekening OP de laàtste pagi.ná, omvat :

1. ~~E:_!!!~êê~2~*~~.

Hierin staan v.ermeld :. alle sto~stro~en ~et de s~enstellingen,

alle warmte'stromen tlitgedruk;t in enthalpiën; 1?enevens de

"

temperaturen e~ drukken in het gehele"proees.

2~ ~~E:_~E:~E~!~2~~~§.

Dit ~s een specit,içatie van de h9~veelheid warm~e die in het

proces wordt toegevoerd en van de hoev~e1he~d warmte die van

het proces wordt afgevoerd.

Het gehele proäes wordt hierbij als een afgeslo~en systeem.

beschpuwd~

:3. ~~!!_2~~~~!ÛY!E:6_!~_9:~_~E.E~~~~~·

Hierin worden aard en grootte van de essent~ële apparaten

weergegeven.

..-VI. 1. 'MASSABALANS

No. dr~ tömp. warmte prop' een '. t! 1 ucht,tt, , water benzeen

~~

str. ata ,0 _{inh.kW kg/ulkmol kg/u kmèl kg/u Ikmol kg/u kmql E: lu}

'-'

1 1 25

o.

800 19

--

--

'

..

--

--

-~

--

. ~-2 ,58 220 90 800 19

--

--

-~

--:;

58 220 45 400 9/

--

--

--

--

--

--4

58 220 45 400

9/

--

"

--

-

--

--

--5

+

25 0 1 ~ ~IIIIII! 1700 Ei'(?5

--

--

--

--

700 6 58 ~20 100

--

--

1700 575 .~-

-- -- --

700 7 58 ~20 50

.

--

850 287~

--

...

~,

-- --

350 ~, 8 58 220 50

--

.. 850 ~87,.1

--

-- --

' ,

--

_.:550 9.A.A _{1 82 2750}

--

--

--

--

_{41765 2:?20}

--

--10 1 25 0

--

--

--

--

8235 458

-- --

--I --I .A. 58 272 1375

--

--

--

25000 1389

--

--

--12.A. 58 7~ 1375

-- --

--

25000 1389

-- --

-

...

13.A. 58 2~~ 56?5

--

--

--

--

25000 1389 - " ' ! ~ '~

...

JA

_{.A. :;,8. ,215 ;>635}

---

-- --

_'-. ' 25000 1389

--

--15 l. ~5 0

--

--,

--

--

....

-

1800 23

--16 58 25 0

--

--

--

--

--

--

900 11.? 17 5e 25 0

-- -- --

,"

--

--

--

900 3,.1'

--18

58 220 985

aOo

~ "LB(!)~ i/'

,

~e _:.., '648 '~1\'" ~6 2,340 30 "I !} -!... •. 19 58 220 985 100

af

I ₅₀₅ 18 648 _{36 2340 30 l~} 20 ₅₈ 220 1970 290 _{5 1010} 3f) :1.296 72 4680 60

lO

21 58 40

lO

200L _{5 101Q} ,6 0,9 0,05 13 0,17

lO

22 58 7

-

5 200 -~~

Wï6

:?6 0,125 qoo~ 2;~ O,O~

4-0

.

23 5'~ 1;0 _-5 200 _{5 :1,010} 36 ~~

-

--

--

:j.o

24 58 5 .. ' 7 143 3 Lfo 1010 36 ~r

--

--

10 25 58 -lI-3 !:"'15 30 0'1 1010 36

--

--

-.-

--

10 26 1 ...,6:? ~20 ₃₀ Of _{1010 :?6}

--

--

--

_....

-

].0 27 1 -25 -10 30 0 1010 36

--

~ ~-'-! _-- 10 28 ,58 40 60

-- -- --

, , 1295 72 4667 60

--29 58 7

--

~-

---

-- --

,

o,S

0,5 _{+1 0,:t.6}

-30 58 40

6Q

_~--

-- -- --

1296 72 lI-678 60

--31 58 40 30 ,'. ~~

--

--

648 36 2339 30

-- ,-32 58 40 30 '

-- --

-

_--

_{64:8 36 2339 30} ' ' 33 58

-

5

-

8 57 1°

--

--

--

-- -- --

, ,

--:?4 58 ~43 ~17 113 -;? 2, ~-

--

~~ _~- ~~

--

--35

58

-43 .... 25' 170 4.?

--

--

--

--

--

--

" 36 58 100 10 170 4.?

--

--

--

--

--

--

, '

37

58 100 _{5 65} 2~

--

:""'!~

--

..

-- --

~~i 38 58 100 5 85 22 ..

--

-- --

--

--

.~ ~ -" - 12 ~

Vervolg MASSABALANS

No. druk tömp warmte pr.glycol water benzeen vl~st. rest,

str. mmHg C _{inh.KW kg/u kmol kg/u kmo 1 kg/u kmol kg/ti kg/u kmol}

59

58jc760 220 5980 ï,Ba8 9-;$4 _~9-9'i.39 1~87 900 11/ 348 78 40 58xj60 220 5960 36a 4,S4 ~49'75 1387 900 IJ:" _{348 78} 41 ~x'i60 ~20 11960 737 9,69 ~9950 2775 1800 23 696 156 42 _{2710 140 5640 7~0} 9'60

,

, ~1770 2320

--

'':.o.

--

--

156 4p 760 100 2690 ' 722

9 ..

51 30470 1690

--

( ~ .... -:"--

--

156 44 ₃₅₅ 80 1200 713 _9~37 18300 1018 ~- , " 156 45 149 60 240 693 9,~J, 5700 p18

--

--

--

c '~ 156 46

₇

60 .lOO. 369 695 9,15 p700 205

--

~~

--

:\.56 47 355 80 150 698

_9,

~:'7 1800 100

--

--

.. ₁₅₆ 48 1501 60 ~O 701 9,23 5 028 _{~ '.} " .

--

--

156 49 50 60 20 69E!

9 16

,

. 5 0;28

-- --

. - ; , 101 0'7 ,

,

. 50 _{50" 116} 4Ç>5 1390 18,30 :LO _°.54

--

_"

....

. I

-

--

' . -: 2 54- 50 116 100 , . 1~90 :\.e,~ 10 0,54

--

--

--

2 52 50 116 50 695 9,~S 5 0,28 ~~

--

--

I 53 50 11.6 50 695 9;1~ 5

o

,

,.

28

--

--

--

I 54- 2710 140 6320 ₇ 0,091 _{8:!-80 455} l~OO 2p 696 ~ 55

2710

i40 12~0 _{7 0,09 e160 455 1800 23} 696 -~ 56 760 100 8040 8 O,le :Jl.300 630

_---

-

--

--57 760 100 980 8 0,10 11.300 630

--

-

~

--58 355 80 8550 9

o

,

12 , 1217Q 672

--

--

--

--59 355 80 770 9 0,12, 12~70 672

--

--

--

--6q

₁₄₆

60 8740 20

o

,

?6 , ~2600 700

--

.,..~

--61, 760 60 310 12 0~1,6 7570 42q

--

--

--

"

--

..

-62 760 60 60 2 0,0.3 1530 85

--

--

--

--

, 63 760 100 1~0 2 0,03 1530 85 -~

-- -

-

--64 760 60 70 .3 0,04 1700 95

--

--

--65 355 80 110 _.3 0,04 1700 95

--

--

--

--66 150 60 70 .3 0,04 1800 100

--

,

--

--

~-67

₇

60 +00 2520

--

--

, , 3530 196

--

--68 760 100 310 -~ 3530 196

--

--

,., 69 355 80 2530 ., ',600 200

--

--

--

--70 355 80 230

-- --

3600 200

--

--

--71 150 60 2500

--

--

I 3595 200

--

--

--

--72 150 60 150

--

--

3595 2pO

--

--

--

--,73 5°' 150 10 --1 " _O--Gl

--

--

--

--

--

₁₀₀ , , 'b" 74 159 60

--

_f--"5"

O;07'D

--

--

~-

--

~~ 55 ' ...

--x Deze xx Deze

stromen bevatten ook\nog ~~ kg/u katalysator en 14,5 kg/u glycol.

~tr90m bevat 50 kg/~ katalysator en 29 kg/u glycol.

VI.2.ENERGIEBALANS ~ . ' ~ . . .

-

: -IN

VJ\J

Co~pressor .+ Compressor 2 Warmtewisselaar A (2 x) Reactiewarmte , Condensor B Koeler C ' Koeler D Conden~9r E Warmtewisselaar F

Afvoe~ koude st~kstof

Winst door e~~s~e

CpndensQr G WaEmtewisselaar H . . . . I · Warmtewisselaar K VeJ:'damper V Condensor L Verdamper VlIr Conden~or M· , ,

-Afvoer warmte topproduct ffvo'èr warmte bodemprÇ)duct Afvoer warmte organ:Lsche

stoffen , " Totaal ~2~!~~~~!!!~1. Gebruakte ee~eid : KW Standaardtemperatuur' .: 25 oe Nauwkeur~ghe,id : 5 ~ ~G%'

?

_dD

'90 ~ 100

'f'~

8520

2400 10

35

10 70 40 2510 345

---UIT ,1900

+5

10

25

5 8230 ~350 305 50 10 1230 .---

---14130

WvJ

Î

V

VI • .'? Beschrijving vàn de apparaten

A~ Reactoren I en I1

---~-~---Type : cy:.d~ndI'~sche -hoge druk reactor Inhoud ; ~7.5. m.?

DiÇlIlleter : 110 cm Hoogte ; 1750 cm

Diameter flensopeningen: (globale w~~den)

invoer propeen : invoer ttluèhtn _:

invoer water : invoer benzeen :

~nvger reflux wàte~ ~ b~nzeen :

invöe~ reflux propeen : uitvoer restgas :

ul, tvoer reactieproduct ': Bizonderheden: 2,0 3~5 5;5 1?5 2;5 ],,0 4,5 60

,

cm

.

cm cm cm cm cm cm cm

De luchtve+,deler b~vindt zich op een hoog-pe yé.n699 cm, de propeenverdeler op eèn hQogte van 615 cm en de waterverstuiv~r

op een hoogte v~ 1125 cm,

-De ande~e f1ensop~n~ngen worden ongeveer op d;e plaat~en aan~

g,ebr?cJ;l.t,~ ~oals ~ op de teken~ng ~taat aangegeven~

:aeJ;'.n;~e~\!~.:y,~ d:e, waterlaäg wo~dt geregeld met de ~tapafs1uiter

van de reáct:Leprodqcten en he~n~veau van de benzeen1aag wordt geregEjild met pomp ~. ~W:-r. 7pc('Fi d:~,; 1 aanvu,ll:i:ng van ben~een _ zorgt.

De temperatuur - en d:t'~regeling we~d reeds eerder besçgr;.even.

, ' .

B.

Tanks

De gegevens van de~ebuffert~s worden in de volgende tabe~

weergegeven.

Tabel VI.3.B • . .

I

-: No~tarik I ,-- II- III IV ~

.

_V

I Reservoir voor 1, uur i-u~ 'zt;"uur 1 . ~-uur 1 ""11 -;if. uur

!Type

I " cylin~. cy:j.indr .. cylindr. cy1ind~ r;ylind,r.

: Diàmeter _.3 lil 15

.,

m

_0.96

m

_0;49

III l m

. lJengte ₆ m 4;0 ~ 2,00

m

0,60 m 4 m

Bizonde~heden

-

hoge dr. hqge

dr:

hoge dr.

-Inhoud ₅₀ m-' _{6,7 m}j _1,5 Iq/ _Q,~5

rIl

3;~

m3

m I1

-

-- ... '

-c.

Bez:l.nkvat . .

Bij- een verb4-ijft:i,.jd van 2i uur heeft <ti.t vat een vÇ>lume van 2 m~

Diameter : 1 III

Hoogte : 2;5

m

Met behulp van eèn. sdlpttenpomp wordt het mangaanpropionaat afgetapt. .... 15 '.

, A J~f~ ~? rvwI~+' --:. :,

I !

D. Drogers

Baplpdruk van benzeen bj,j - 43 oe : 1,23.3 mm Hg

Maximale hoeveelheid benzeen in. de d~p, welke toelaatbaar is ;

1;233 ~6

°

00100"7 km 1/

58 x 760 x / = ; . 0 u

Aanwezig ; 0,026 kmolju~

Te adsorberen; O,027-'kmol/u _ 2,1, kg/u

Dampdr~ van wáter "i~ ., 4.3 °G ; 0; 0688 IIlID. Hg

Maximale toelaatbare hoeveelheid wáter in de damp :

. .' 0,0688":; .. _. . .

j'-58 x "769_;

f.

.36 .., 0,000055 km.ol u

Aanwezig : 0,007 km9~/U~

T~ adso~beren : 0,006945 kmol/u =@,~26 kg/u

Capaciteit droger: 2,226 kg/u

~ ~

~

DroogmiddeJ: : Silicl;ige. met een adsopPiiie"capaci tei t van _,

_.

Bij een bedrijfstijd van 8 qren ~s n9d~g;

2'226 ' 8 x

6

04 ~

445

kg gel .

,

. '

.~\

-çl~'

I(

r

t

0,04 kg/kg -.-' . J .' Ct\-v<A~ J /'..rV'. , Bij een schijnbare-dichtheid van 700 kg/m3 , geeft dit met een

reserve van 50

%

i,v.m. het niet bereikE?n van evenwicht; een

inhoud van: 1'. _, 5 x l l i -_{700 -} u· _, 954 m3 _.

piameter droogtoren : 0;75 lIl,

Hoogte droogtoren : 2,15 m

E. Verdampers

Verdamper

I

is een ontspanningsverdamper, z.g. flash-verdamper,

waarin de yerdamping wordt teweeg ge,bracht door het aanzienlijk)

verlagen van de druk, van de voeding. De stroomsne~heid wordt van

300 cm/s~c verlaagt tot 5 cm/sec. De ~laat, wa~op de verdamping

plaats.v~ndt; heeft een oppe+vl~t~ v~ 3000 cm ; d.w.z. eén

cUameter v:an 70 cm. •. ~_ab?llarisch worden de andE;lre '-gegevens van

deze verdamper, eve~~~s.die van de andere verd~pers wèergegeven.

De verdampers 11;111 en IV z;ijn z.g. t!ltobertff-verdampers met

·v:e~ticl:l.le· p~jp1;>\lD.Çl.Eil+' en ;tnwendige circulati~ enyj.oeistofaf"", Î

.sê,!!eiding.~ De nivea4reg~g geschiedt met de aftapá!sluiter,) ;

van de vor~ge verdamp~r; de dfük en daarmee dus ook de~emperä­

tuur wordt geregeldmét·

èen"

àfslU1 ter in de topdamp~eiding.

De

verdampers

V,VI,VlI

en

VII

zijn verdampers IIlet vert~oale

'pijpb~delen uitwen~ge ci~gulatie en vloeistofafscheiding. ~

Het ni veau~nrde bijbehorende kolom wordt geregeld met. de aftap~' ~

?fs~uiter van dezelfde :mglQm. De hoeveelhed:en damp vpor de ver- "

warming. en de tem:peratuur ervan 'b'epa?-l t de temp~ratuur en dr,*

li:n~·de:. ~ol.Qmmen en de verdam~e~,s" '

--De verdampers

V

en

VII

wordön resp" verwarmd met :

7- 4180 kg/u stoo~ v~ 130.0 en 610 ~g/u stoom van 170 00 , __

Zie verder tabellen.

Tabel VI.:?E.l. Gegevens vandee verdampers I; II, III en IV •

_.

No 0: verdamper 11 l I l ·

..

IV· ·1

Temperatuur in 00

lQO

lS,O. 60 140

Druk j,n mm Hg - 760 ~55 =1-4:6, 27+0

Gew.

_%

gJ,.ycol in 1;7 2;'~ _{3,7 *,4}

Gew. : "

_%

glyco~ \l:I. Ot 2,3 3;'1 10-'1 .

.,

17

.

,

.

Oapaci te~ t :i.n ~W 5090 7060 . , 7'780

--Oppervlak :Ln me:: . 42,4 88,2 97,0

,

. ~~

U J.n . W/-,e::oC .,lIl. 3000 4000 4000

Gem.temp. vElrsch:i.l 40 20 20 ~~

Pi jpmater:i. aal st~al~) m.essing messing

--Pijplengte in Dl : ·1,5' 1',5 1,5

--P:lrjpdiameter in mpl 25~32 25~32 25'~32

--Aant~:!. pijpen , 300, ₇₅₀ 820

--Diameter. pijpb~del in m' l,~ +,3 1;5

--Diameter verdamper in m +,7 1,.7 1,7 1,0

Hoogtè verdamper in m 5,00

5,00

5'00

,

.

4,qo

Hoogte d~prul,.mté iillTJll ,3,25 3,25 3,25 2;50

Hoogte rl,l.iID.te onder r~sp •

9.

ampplaat, pijpbundel in m 0,25 , 0,25 0,25 1"50 _{J ,}

Diam. voedj,.ngaans:!.. im Dl 0,07 0,06 0,05 o,oa

DiaiD.. bQdemuitl.aans:J.,,:i,n m 0'06

,

.. 0,05

o

. , 03 I 0,07

D:tam. topd8ID.p~ansl. -in m 060

.,

. _°:,70 0;80 0,40

D;t~.

p.ámp

aansl. pijpb~fun m 0~40 0,50 0,60

--"

,

,

0,035 0;035 0,035

Di~. condens,aansl. :i,n m i

-

...

Tabel VI. 3.E.2. Gegevens vàn de verdampers V, VI ~ VII en VII·I ~ \

Nó. ve;r.-damper _{V VI· VII 'VIII}

Capaci tEli t in kW _{251Q 2210 2300 345}

Oppervl.* in m~. _{28,0 36;9 38'4 17,25}

~,- .

U in W/méOC _{3000 3000 3000 1000}

Gem.temp. vElrsçb,j"l _{~O 20 20 20}

P:l.jpmateriaal _{messing Immessmtig··· nre~rs±ng messing}

,

I • Pijpdiameter in mm 25 ... 32 25 ... 32 _{25 ... 32}

25~32

P:i.jp1engt~ in m _{--1,5 ·1,5 :!.,5 1,5}

Aa.p.tal pijpen _{23S ~l3 .326 147}

Diameter verdamper in m _{0,85 0'95 .}

,

_{0,96 G,6a}

..

Vervolg zie ommezij,si,e.

i-I •

VervQlg Tabel; VI.';~E~2. Verdampers V, VI, VII en VI~I.

D~~~voedingaans~.cm 2,8 -.2,3- , -1-8 .

,.

0,9

Diam.topdampaansl.cm 321'0 42 0

,

. 540

,.

30,Q

D:tam' .

,.,

dampaansl.pijpb. cm

3G,Q

₃₂

!q

42.0 7,0

DiaIil~ condens~ataansl~ cm 2,~ 2,0 2,1 0;9

No, verdamper V VI: VII _! VIII

F~ Schotelkolommen

Dè:b~rekening

en

'de geg~v~ns van de kolommen V, Vl,VII en VIII zijn

,,!ervat in de diagr~en VI~3.F.l t/m VI.3.F.4 en de 1:q,eronder vO+gem.".

de tabe+l! .

Tabel VI.'3.F. Gegevens van de kolommen V, VI,;, VII en VlII. _"

No.kololI1 Ti VI

-VII

VIII

Toptemperàtuur

oe

100 80 60 116

Druk ill mm Hg 760 ₃₅₅ 150 50

Gew. % glycQ~ in 10,7 15;L+ 26,8 86,7

Gew.

%

glycol tUt 15;4 26·8

,

, 81,5 99;l

~F(mol _{11eR~~e comn. )} 96,95 95?~5 90,9l 93,lO

x · _D .. _{99~99 99,99} 99,99 t .' 99,99 x_{K 95~35} 90,9~ 2 80

,

'., 1;4,1 R~ef1uxverhouding) _{0;76 O,~9 1,00} 1,00 ,

,

R/R+l . 0,43 0,47 0;50 050 ,

,

,,,,xtlR+~ in

%

43 47 50 50 I~q

..

_{1,0'f 0,9.6 0,96' 1,20} ·q/9.~l _{15,3 -24,Q -24;0 6·0}

,

_; Aantal theoretisch~ ~ch. _{3 3 5 9} Schote1rende~ent in.% ₆₀ 60 60 70 Almtá:J. werke+~jke sch,,! _{5 5} 8 ~3 SchQt~lafstand in _{~ 0,75}

_0,75

_0-60

,

. 0,4;5

Ra o'gt a ~oJ.om :in III. _{4;0 4~5 6.1 6 .. 6}

Silè:~heid dampstr. m/seè 2~60 ₃₇₅

,.

5,20 '

.

1 91

,

,

D~am. kolom :in III . Q,9Q 107

,

. _1;37

0,91

Diam. vpeding~an~l. Cl!l 28

,

. 2,3 1 8

.,

:J.;O

Di am , _{'. o'} topd~paanl?l. cm 320

,

, . 42 0 .

,

54,0 30;0

Di é.m , _{refluxaans1. cm 13} .

,

.1,4 1;5 0,9

Diam. bodemuitl. ClIl 3,0 2,5 2,0 1·0

,

.

Diam., aansl~reb9iler CI!l

I

';2;0 42,q 54;0 30,0

m

F _.

=

voe~ng; _, D ~ desti1aat en K ~ bodemproduct. _i

'$:; q = Quot:ient van d~ hoeveelh. wa:r;'lllt€h .nodig om 1 mol voeding

r---]8,-~---~~~---~---=~----~-=---~~-.... Gl ~ ~ Din 32 420lilm .... 00 0') • ~ o o

...

o o Din~3 97 Oll'lm o

..,

o • o ... o en o I') o 10

..

o ,.. o

'.

.

,.

G. Warmtewisseláars

W~mt~w:i,s~elaar

A

d4è met dovitherm van 260

°c

wor.dt verwarmd, is een

warmteWisselaar met 'twee vaste pijpP4.aten en een verticale

p~jp-bqndel. De dowther~ conden~eert o~ de p~jpen~ ,

De condensors C, D en E zijn g~Skoeler~, waari.n ook c9nde~sat~e

plaatsVindt. Het ~oel~ddel bev:i,ndt zich om de verticale pijpen ~e

aan

twee vast~ p~jpplate~ zi.jn bevestigd.

De warmtewi~sel~~rs

B;

G, L en M z~jn eveneens warmtewisselaars met

"Çwee vaste pijpplaten. Het koelmidde)." w~ter, stroomt echter door

~e pijpen. .

De warmtewisselaars F, H, K zijn dubbelpijpwarmtew~sse:t.aars met

êtoomverwarII4ng om d~ p~jl?~n. .

Verdere gegevens wçrden ts,be+larisch ~eergegeven;

Tabel VI.3.G.l. Gegevens van de warmtewisselaars At C, D en E .

No.warmtewisselaar A B D E

aapac~teit in kW 4260 .15 rIO 25

OppervlÇ3k :i,n UL~ _{42.6 15,8 3;25 10 4}

_.

,

Verwarmingsmiddel dowtherm

--

~

...

_-~

'.

KoeJ;miq.del

--

freon gas frepn

Hoevee:t.heid in kg/E!ec 14;64 0;Q9 9,~9 0;14

Temper§.tu~ :J.n ua-in 260 0

-

6,

-

5, 'TeI!lper~t~ur ~n

öe

uit

260 0

-

₂₅

-

_5:7

GeIll<t temp .. verschil ua 100 19 44 24

V in W/D).c:.°C 1000 _{59 70} 100

Pijpmateris,a+ gietij2!_ gietij~. gietijz. gietijz~

Pijp diameter in

_mm

25~,5 25-,5 25"'!",5 25~35

Aàntal pijpen lel lal 28 88

IleIlg"lïe pijpen in lil 3 0 .

,

.

2,0 1,5 1·5 .

,

Aantal l?asses Ij ,...;y,+ .... ~ _ge6n

--

--~

J:. (...,_.1, IJ ,-. \ , ' -.

• ' • I'

D:t$. wai'lIltewissel. m

0,90

_"

_.

0;65 0,40 O~60

DiaIh. aansluitingen cUJ,;

Verw./koel-middel in 60 0,5 4,7 0,6

Verwiî/~oel.,...middel _lll.t

_8,5

4,1

5,2 8,0

Voeding in 5,5 ! 2,4 2,4 2;3

I ,

Voed:i,ng vJ"oeistof uit _{·8.,5 ...}

o

_-.'

6 0;6 0,6

Vqeding gas u:i,t 24 \

2,3 21

~-

,

' , ,

,

..

Tabel VI.B.G.2. Gege1ilens van de warmtewisselaars E, G; L en M. " Warmtewisselaar B G 'L M Oapacttett in kW _{1900 832Q 2350 305} Opperv1alç im mé 28 ~o 27 6;9 I '

. l{oe1middel _{water w~ter water water}

Hoeveelheid in kg/sec _{li1'i4 100 28,3 1,8}

Temperatuur in 90· in _{20 20 20}

_çQ

Temperatuur in

va

uit _{~O 40 40 60}

Ge~. temp,! verschil

Vo

68 30 29 ~~

U in W/rn.CouC 1000 3000 20₀₀ 600

Pijpmat~riaa1 _{gietljze gietf;iz. gietfjz. Jiietfj~}

pijpd,:l.ameter in mm _25-=-32 25~32 _25-22 12~22

A~tal pijpen _{J.78 385 230 183}

Lengte pijpen in m _{2,.0 3,O 1',5 1,0}

Açmta1 passes _{4 1 2 5}

Diàm~ war~'\ieWisse1aar m _{O,aO 1 05}

,

_~

_o

,

_{85 0,52}

Diàm.aans1uitingen cm

.

_•

. Koelmiddel in eIi u:i,t ₇ 20 11 2,8

Damp _{~ri I 7Q',8 70,0 5'7;0 30~O}

Vloeistof uit I

~~~.

3,9

2,1 1;8

Tabel VI.3.G.3 • .GegeN.'ens van de warmtewisselaars F _{C> '} j H en K.

WarmteWi 13selaar F H

.

K

C~pàciteit in kW _;...

35

90

40

Oppervlak ~n ,~

043 0,49 0··22

m _L

,.

Hoevee~h stoo~ in kg/ug:c, 58,5 117,0 67,0

TémperÇituur stoom

uo'

l30 130 130

Temp e:t; atuur condens,

Vo

. '130. _{130 130}

.Gëm" temp. verschil °0. 82 46 60

U in W/m~vO _{1000 3000 3000}

Pi jpmat er:j.aa~ :ijzer :ijzer ijzer

Pijl?diamete~ i,n ~ 32~.39 32 .... 39 32 ....

39

,A.aniïa~ l?ijp~n _{3 .3} 2

! Lengte p;jpen :in m, 1,5 2,0 1,5

Bui tenpijpdiam; in _zn:m 100-].07 100.".107 10.0--107

Stoomaansluiting in cp!. ~CJ ₅ 4

C9~densaataansluiting cm I

0,3 0,4 _- 0,3

•

H. eom"R~essoren

Q~!-~!:~~~~;:_! is een drietraps-zuigercompressór :

1 e trap : van :J.. ata, 25°C' naar 4 ata, 167°C,

l e koeling: van 167 oe tot 70 oe

2e trap ; ván 4 _{ata; 70}

°c

_{naar 16 ata, 236 oe}

2e koeling

.

• van 236

°c

tot 70 oe

3e trap

.

• van 16 l:!-ta, ~Qge naar 58 ata, 220 oe

56 kW 38 kW 66 kW 66 kW 61 ~W ~---~---~---~---~---~--~---~---~~-~~---'.

Totaal vermogen compressor : Totaal vermogen ltoelers ;

Stroom in limit\. :. 465000/~O'::; 7750

Toerentál :- 400

Omw.Jmin-Q~!-EE~~~2~~~ is een dr~etraps-impulscompressQ~;

Merk ,: C1ark Mu1ti-St~g~ Stanàard, Compressor No.

Ie trap'; v~ 1 ata, 25 oe naar 4 ata; 173 oe

l~ koeling: van 173

°c

tot 68 00

2e-trap : van 4 ata, 68 0C naar 16 ata, 235

°c

2e k~eling ; van 235

°c

tot 68 oe

3e trap ;, van 16 ata, 68°C naar 58 ata, 220 oe

183 ~W 104 ~W 1 70 kW 49 kW 78 1l:W 78 kW 71 kW

~---~---~-~--~---~---~-~~---~---Totaal vermogen compressor : Totaal vermogen kçelers :

Stroom : 1440 m3 Ju ~, 853' OFM Lengte compr~ssoi' : -120 c~" Di~. compressorhu;s ~. 60 cm Bi~. zuigbuis : 25 cm Diam. persbuis :, 15 c;m Ie Pompen 219 kW 127 kW

De pompen

3,

4 en 6 zijn verdringerpompen, de pompen

5,

~,

8, 9

en

10 z~jn Begemann centrifugaalpompen.

Tabel VI~3~I.l. .. Gegevens van de pompen 3, 4 en 6 •

~trÇ>om :i,n I/min 4-16 34-- 5

Zlligdrult in ata l 1 58

Persdruk :in ata ;,8 5S 58

Opvoerhoogte in m 15 11 ₃

toerental in omwJmiri 60 60 60

Grootte PQml? diam~-*' len§te 13 x 27 Lf,5 x 10 2;4 x 5

(in cm)

-Tabel VI,.3.1.2. Gegeven van de pompen 5,~,8;9 en 10. • No~ pomp . . 5 7 8 9 10 Stroom in I/min 110 25,5 28,.3 30,0 13,0 -Z~igdruk in· at a 5a 1 1 1 150/760 Persdruk in at a 58 1 I 355/760 • 150/760 50/760 Opvoerhoogte m ₇ 6 6 _{~ 7,5} Type L 1,5 L 0 Max,hoev.in l/min - _{150 50} Zuigbuis in

m.m

40 25 Pershoogte m _{7,5 7,5} Toerental omw/min 1880 3200 (bij max.) ,Vermogen- in pK 0-43

,

, 0,34 Di~~pomphuis' cm _~5 17 QÊ~~E~!~5

:

..

De pompen zi~n, even'~ls compressor 1, n;iet op schaal getekend. •

•

D

"

1. Curme G.O., B'.ohnstpn

'F:; .

"Glyéöiä", Reinhöld Publis1ûng .Corpor?iï:i.on, New York 1.952.

2~ Ro~hm L~S!, Am.Perfumer Essent.Oi1 Rev., ~;(lO) ,5~7 (1944)

3. Seiaenfe1d M.A •. , Hanzl~k: P.J.è , J .Pharm.,

44'

·l09 (1932)

4:

Hanzlik P.J ~, Ind·.Eng.Chem.; ~; 836 (1932) 5. Runt R" Iz:1.d;Eng.Chem"1 ~! 3Ql, 836~7 (19:32)

6. Marsden C~, "Solvents and ,Al1~ed Substanees Manual" t London i954.

7! Kern J .C~, Chem.lnds. Weelt, ~, (6); l6 (1951)

8~ U.S. Tar:.:l.ff Cq.ssion Report, f!Synthet;i.c OrgaI4c Chemicals",1950

9~ Ponder T.C~, Pet~Ref~ 40, no.3,·126 (1961)

1'" ,~,

+~~-t;:a~tch ~~F,~' Pet.Hef. ~, no.8, ~11

(1959)-11. Pa:l.nt, -Oil and CoJ,our 'Ye?I' Book, London 1963. 12. Us Patent 2,103,813

l3.

Us. ;J?{iteI!-t·l,589.359 14. u~ Patent 1?875,312 15. US Patent 2,547,766 16~ US Patent 2,623;909 17. B5:i.~ieatent 515~078

la~' Ger~àn Patent 416,6Q4

19. US Patent 1,641,710 20! ~S Pat~nt 2,23~91~ ~1., Frans Patent 847.406 22. USPátent 2,2ae.,~3l 23~

us

Patent 2,255,411 24. Bel,gisch Patent 448.518 25~ US ~~tent 2,325,576 26. US P~tent 2,477,Oa?

27.

us

Patent 2,482,284 28~ -Ws ~at~nt 2,~07,651 29. 'US Patent 2,109,844 _{: .} 30. Br~t..Patent 820,662 31. ~rit.Patent 842,74.3 32. D~ts Patent 1,066,567 .. 33! US Patent 3,011,002 34.

us

Patent 249,986 23 -I I I . I I I

•

"

J ol • • • w ,

,

..

"

35. US. P,a:t.en~ -2, 769 '.~~. (! I ) 36. Frans Patent _~.1,63.88Q 37. US P~tent 2,249,986 38. US Patent 2,565,087 39.

us

Patent 2,6~tS37 \ 40~

us

Patent 2,780,634 41. US Paten~ 2~780,635 42~ US Pat~nt 2,824,119 43 Brit. Patent 736;30~ 44.-US Pátent 2;824,142 45.

us

Patent 2,510,548 (l!) • . . , , - . ;. ' t ' -46. Brit.Patènt 575,335

47. Gartshore J.F.C., BlpS-Fina+. Rep'ort No.360, Item 22 (l945)

48. Dennis N.; BIOS FinalReport No .1059, Item 22 (1947) ,: 49. Robinson C.S~;

,"T?e

Recovery of Va:po:t's':', ~ew York 19-42.

50~r'B_rQ~ G"G:, "Unit Operation". Wew y01' l:.' 1~S'1

51.T~\.'es of T\'e.."ft'lC doy ,,,,,,,.,,ic o .... ä T~Qw\'S~o'"t ~opc.rt-le!s ','rerqQ,W\o", 'P.ess

52. Yeaw J., Ind.Eng~Chem., ~, :1.030 (19~9) Lo~c'oV\ i~60.

53~ JonesG.w.; CJ.1~m.Rev~ j ~, 1, (1938)

• Water+Mn-lIrop. - 1 0 recycle ... u. _{' -}

-

..

' - .

...

~ " ' '

.

.

r---_----, ,

..

.., ,

!

",t

I

!

I

!

I ) \ I f !