De bereiding van vinylchloride

,/ /

.

'

, I R•.r<r

.

Voncken Noordeinde 5 Delft.

De bereiding van vinylchloride. vinylchloride z1Jn:

62

,5

0,3 kcal/kg "0

5735

kcal/mol -13,8°0 0,983 4-22 vol .% in lucht relatief laag, nl. O, 13$/ l b

Vinylchloride is bij normale temperatuur en druk een gas met een prettige, aetherische reuk; het is brandbaar en niet zeer giftig. Vinylchloride wordt voornamelijk geb r ui kt als uitgangsstof voor de bereiding van polyvinylchloride, een polymeer dat veel toepassings -mogelijkheden heeft,

Polyvinylchloride is een zeer veel toegepaste thermoplast; het wordt zacht bij 80 °0, is goed lasbaar en is bestand tegen zuren en basen, echter niet tegen organische oplosmiddelen ( ketonen en esters ). Vinylchloride wordt ook gebruikt voor de fabricage van vinyon, een synthetische vezel, die een copolymerisatieproduct is van vinyl

-chloride en vinylacetaat. Vinyon wordt in de industrie als filterdoek gebruikt.

Enkele eigenschappen van moleculair gewicht

soortelijke warmte verdampingswarmte kookp Wl t

(760

mm Hg) soortelijk gewicht explosiegrenzen

De prijs van vinylchloride is

II

.

!~~~~~E!~!~_~~E~!~!~~~~~g~~~~_~~~_~!~~12g!~E!~~~

Er zijn drie technische bereidingswijzen van vinylchloride. A. De onttrekking van HOI aan dichlooraethaan met Na OH

é',f'. c Hl- M I-I~!-( A f .

, e<- '~ +- ~ ~ t:: -= c,~ ".. ,v~ ~ ~D

B. Het thermisch kraken van di c hl o o ra e t ha~n bij ongeveer 500°0

C l (.. At 4 C H",-~ H -I- r-t'ee

....a - C -q: - -~

O. Directe additie van HOI aan acetyleen He.

=

c. f.I 1'-!-/

ce

...,

C H .....::: C 1-1

_ _ _ __ _...-1.- _

2

A.

De methode om vinylchloride te bereiden door onttrekking van Hel

aan dichlooraethaan is verouderd en wordt tegenwoordig eigenlijk nog

alleen maar op laboratoriumschaal en in oude fabrieken toegepast.

Met NaOH wordt bij een temperatuur van 60°C HCI aan dichlooraethaan

onttrokken.

Dichlooraethaan wordt bereid door additie van chloor aan aetheen.

B. Een veel toegepaste bereidingsmethode is het thermisch kraken

van dichlooraethaan; het dichlooraethaan wordt daar töe in een

buizenoven tot ongeveer

50

0

°C

verhit. Het mengsel dat uit de ov en

komt bestaat uit vinylchloride, HCI en niet omgezet dichlooraethaan ,

naast een kleine hoeveelheid polymeren. In een rectificerende absorber

wordt het HCI verwijderd; het vinylchloride wordt in een destillatie

-toren gescheiden van het dichlooraethaan en de polymeren. In een

tweede destillatiekolom wordt het dichlooraethaan gezuiverd van de

verontreinigingen ( hoge polymeren ) en dan teruggevoerd naar de absorber en de opslag.

C. De derde technische bereidingsmethode van vinylchloride is de

directe additie van chloor aan acetyleen. De reactie vindt plaats in

de dampfase; droog HCI en droog acetyleen worden over een mercuri

-chloride katalysator geleid. De katalysator bestaat meestal uit kool

-pilletjes geimpregneerd met mer c uri chl or i d e. Omdat de reactie exo

-therm is moet de reactor gekoeld wo~den; de reactie moet namelijk

verlopen tussen 160 en 250°C. lie t niet omgezette acetyleen en het

ontstane HCI worden in een destill atiekolom ges che i d en van het

vinylchloridej in een tweede destillatiekolom wordt het vinylchloride

gezuiverd van de bijproducten 1,1 dichlooraethaan en aldehyden .

He t vinylchloride wordt met een kleine hoeveelhe id phenol ge s t ab i l i

-seerd voordat het wordt opg e s l agen.

111. ~~~~~_!~g_h~~_E~22~~~

Bi j het vergelij ken va n de dri e pr oc e s s en komt bij proces A het bezwaar naar vor en dat hierbi j het vrijwe l waarde lo ze NaCI ontstaat zodat de helft van he t chloor, dat gr onds t of is bij de be r ei di ng van dichlooraethaan, verloren gaat.

De beide andere proces sen hebben di t bezw&~r niet. Een keuze tussen

pr oc es B en proces C is mind er ev id ent .

Door mij is methode B gekoz en , dus het the rmisch kraken v~n dichloor

3

In Nederland is acetyleen een vrij dure grondstof; immers acetyleen

wordt bereid uit calciumcarbide; dit ontstaat in een electrische

oven bij 2000°C uit CaO en cokes. Electriciteit is in Nederland, waar

geen gebruik kan worden van waterkracht, betrekkelijk duur.

Aetheen daarentegen is in grote hoeveelheden voorhanden als

neven-product van de petroleumindustrie. Het is dus aan te bevelen om een

vinylchloridefabriek in de buurt van een olieraffinaderij te bouwen.

Opgemerkt moet worden dat soms een combinatie van proces B en proces C gebruikt wordt om vinylchloride te fabriceren.

IV. ~~_g~~2~~~_Y~~_~~_!~~~~~~~

Bij het bepalen van de grootte van de vinylchloridefabriek is

uitge-gaan van de veronderstelling dat vinylchloride een zeer belangrijk

product van de chemische industrie is. Polyvinylchloride nl. heeft een groot aantal toepassingsmogelijkheden en wordt in steeds groter hoeveelheden geproduceerd. Hoewel er andere polymeren bestaan met betere eigenschappen, wordt polyvinylchloride voor allerlei

doelein-den gebruikt, omdat de prijs betrekkelijk laag is.

In de literatuur (2) worden fabrieken met een jaarproductie v~n

50.000.000 Ibs genoemd. In verband hiermee en in verband met een

redelijke grootte van de apparatuur werd een fabriek ontworpen, die

30 mol vinylchloride per uur ( 1880 kg/h ) produceert.

V.

~~~2g~~jy~~g_Y~~_h~~_E~22~§~

Zuiver dichlooraethaan (99,8% zuiver), afkomstig uit een

dichloor-aethaanfabriek, wordt uit de opslag gepompt en door een met silicagel gevulde droger geleid. Een tweede droger staat parallel aan de eerste en wordt met hete lucht geregenereerd, wanneer de ander in gebruik

is. Het drogen van het dichlooraethaan is een voorzorgsmaatregel,

die genomen dient te worden, omdat bij het kraken van dichlooraethaan

HOI ontstaat. Het HCI vormt met het water uit het dichlooraethaan,

dat wellicht enigszins vochtig is, zoutzuur. Er wordt gewerkt in een

roestvrijstalen apparatuur, zodat zoutzuurvorming moet worden voor-komen.

In een verdamper wordt het dichlooraethaan verdampt;idecvardamper

r. / .\ / J

/

.'~ \ / ; ::.:- , 4

dichlooraethaan naar de kraakoven ge l e i d . De ingangstemperatuur is

170°C. In de kraakoven wordt het dichlooraethaan bij een temperatuur

tussen de 4800 e n

510°C en een druk van 6 ata gekraakt, waarbij HCI en vinylchloride ontstaan; tevens kan wat polymeer gevormd worden, echter minder dan 5%. De omzetting is 50%. Verhoging van de

tempera-tuur geeft weliswaar een grotere conversie, maar er treedt dan tevens

koolvorming op, bovendien is er dan veel polymerisatie waardoor er

monomeer verloren gaat. Bij een temperatuur van ongeveer 500~bedraagt

het verlies door polymeervorming ten hoogste enkele procenten.

Over het reactiemechanisme van het kraakprocédé worden in de

litera-tuur geen gegevens verstrekt. Omdat het dichlooraethaan thermisch

gekraakt wordt, is het vermoedelijk een radicaalmechanisme.

Het gasmengsel, dat bestaat uit dichlooraethaan, vinylchloride en HCI

wordt tot 200°C afgekoeld in een koeler. Deze koeler is te beschouwen

als een stoomketel waarin stoom van 150°C geproduceerd wordt. Deze

stoom kan niet direct in de vinylchloridefabriek te nutte gemaakt worden. In een ander deel van het bedrijf kan deze stoom misschien wel gebruikt worden. Een andere mogelijkheid is dat de stoom kan ge-bruikt worden om lucht te verhitten; deze hete lucht kan dan gege-bruikt

.worden bij het regenereren van de dichlooraethaandrogers. Bij het

star-,ten van de fabriek moet evenwel VRn elders hete lucht betrokken

wor-: den.

De gassen, afkomstig uit de kraakoven, worden tot 200°C afgekoeld; in hetvolgende toestel vindt dan een belangrijke bewerking plaats: de scheiding van HCI van het vinylchloride en het dichlooraethaan. Dit gebeurt in een rectificerende absorber. Hierin vindt afscheiding plaats van het HCI, dat over de top gaat; het dichlooraethaan en het vinylchloride verlaten de absorber als ketelproduct. De

dichloor-aethaantoevoer dient als directe koeling en als absorptievloeistof.

Onder in de absorptietoren wordt het mengsel van dichlooraethaan en vinylchloride op kooktemperatuur gehouden, doordat het uit de kraak-oven komende gasmengsel door een rij buizen onder in de absorber geleid wordt. Op deze wijze wordt bereikt dat zo weinig mogelijk Hel in het ketelproduct achterblijft, omdat de oplosbaarheid van een gas in een vloeistof kleiner is naarmate de temperatuur van de vloeistof

hoger is. De partiaalspanning van het HCI wordt naar -boven toe dus

5

Over het stelsel dichlooraethaan-vinylchl oride-HCl zijn in de lit

era-~

tuur geen gegevens te vinden; onder andere is niet bekend of het'een

azeotropisch mengsel ~s of niet. In literatuur

(9)

wordt noch dit

stelsel, noch die van dichlooraethaan-HCI , vi nyl chl or i de-HCI of

dichlooraethaan-vinylchloride vermeld.

Aangezien HCI de eigenschappen van polyvinylchloride ongunstig beïn

-vloedt (HCI is een weekmaker voor polyvinylchloride) moet de hoeveel

-heid HC1 in het ketelproduct zo klein mogelijk zijn. Welke eisen in

de praktijk gesteld worden, is niet bekend.

In het bovenste deel van de absorptietoren is een stukje gepakte

kolom aangebracht om eventueel spatten tegen te gaan.

De vloeistof wordt vervolgens naar een destillatiekolom geleid, waar

het vinylchloride gescheiden wordt van het dichlooraethaan .

De HOlstroom, die de top van de absorber verlaat, wordt eArst met

ammoniak gekoeld tot -20°C. Eventueel meegevoerd dichlooraethaan condenseert en wordt naar de ab s or be r teruggevoerd. Vervolgens wordt het HCI tot 10°C verwarmd, en dan naar een HCI-absorptietoren gevoerd.

De voorverwarming van de koude HOI-stroom dient om ijsvorming in of

bij de absorptietoren

te

voorkomen.

r

Vanuit de destillatiekolom waarin vinylchloride en dichlooraethaan

gescheiden worden, wordt het vinylchloride naar een opslag gevoerd.

Phenol wordt ~o~s__wel toegevoegd als stabilisator.

Het dichlooraetha3n wordt in een tweede destillatiekolom gescheiden

van de hoogkokende polymeren; het dichlooraethaan wordt dan gekoeld

tot 25°C en vervolgens gedeeltelijk naar de opslagtank teruggevoerd,

gedeeltelijk naar de rectificerehde absorber geleid.

VI. ~~_~~!~!~~1È~1~~~_~~_~~~!~~~1~~~~

Het opstellen van de warmte- en materiaalbalans kan slechts globaal

geschieden, omdat in de literatuur slechts welnlg gegevens te vinden

zijn over dichlooraethaan en vinylchloride bij de heersende tempera

-turen en drukken.

6 I

i

·

mol.gew . soort.warmte kookpunt 1 ata kookpunt 6 ata verd. warmte dichl.aethaan 99 0,3 l 'i ' .' -83~7 1700 7623 -vinylchloride 62,5 tcat'~9 0,3 , -13:8 .300 5735 /(cU~ HOI 36,5 6,7-+ 0,00084•T -8 5° 0

!

( Het p,T verband dichlooraethaan vinylchloride

'

)

- r -kL-~ --4_I- .~_I

r

, ~(ht)

I

!

7 I t /- - --' óf '--,,> ~ molenstroom 63 mol/h

De berekening van de warmtetoevoer of -afvoer werd uitgevoerd met de betrekking<1 H= Cpo T

±

(eventueel) de verdampingswarmte

De warmtetoevoer, nodig in de ketels van de destillatietorens werd berekend door sommatie van de enthalpieën van de toe- en afgevoerde hoeveelheden.

Verdamper (B) : ClT=170-20=1 50"C fiIol en s t r oom 63 mol/h

AH= 63.0 ,3 .99 .150= 790.000 kcal/h Kraakoven (0) : aT=500-170=330°

~H=63.0 ,3 .330.99=617.000 kcal/h

Voorkoeler (D): ~T=500-200=300° 30 mol dca, 30 mol HCI, 30 mol vc ~H= 30.300.(0,3 .99+0 ,3 .62 ,5) +36,5 .6 ,7= 496.000 kcal/h

Ammoniakkoeler (F): ~ T=30-(-20)=50° 30 mol HOI AH=6,7 .30 .50= 10.000 kcal/h

Voorverwarmer (G): 6 T=l 0-(-20 )=30° 30 mol HCI

4:çI=6,7.30. 30=6000 kcal/h

Nakoeler dichlooraethaan (N): Cl,T=83-25=58° 290 mol dca

4H=0,3 .290 .58 .99= 500.000 kcal/h Vinylchloridekolom (H)

D=30 mol/h L=60 mol/h R=2=L/D dus ~=90 mol/h

Q=90.5735=516 Mca l / h

Enthalpie F (30 mol vc+290 mol dca van lOOD)

--~- - - --- - -

-Enthalpie K (290 mol dca van 170)

H~=0,3.170.99.290=1465Mcal/h

Enthalpie D (30 mol vc van 30 )

H,=0,3.30.60.30= 16 IvIcal/h

H;:+Q'=Ht>+ Q+HÁ;

Q'=1080 Mcal/h Hoge polymerenkolom (K) R=3 1=3D=3.290 IT=L+D=1160 mol/h Q=1623.1160=8850 Mcal/h

Enthalpie F (290 mol dca van 170 )

HF=290.0,3.170.99=1465 Mcal/h

Enthalpie D (290 mol dca 83 )

~~290.99.0,3.83=720 Mcal/h Enthalpie K verwaarloosd Q ,+H_F

=

~

+r(

+Q Q'=8105 Mcal/h - - -- - - - ' - - - - -Warmtebalans:

Toevoer van warmte

B 790 Mcal/h C 617 Hin1080 Kin8105 G 6 10598 Mcal/h

Afvoer van warmte

D 496 Mcal/h F 10 Huit 516 Kuit 8850 N 500 L 3 10375 Mcal/h

- -- - - --_ .---_._ . .,.... . I

J-/

ç

'

I I ( i

Jo

\ ',. f " ' ,

\-J:

;.

'

Jtff

t:)O/ tJ

o

I ~tJl ~ I : ~,_.__..." :

(

OI ( v"J .t) / ..-I ..,/ --"\ - I

-9

Temperaturen en drukken: -i n uit druk

Verdamper 20° 170 ° C 6 ata Kraak oven 170'" 5000 6 Koeler 5000 2000 6 Absorptietoren 2000 40° 6 1000 Koel er van HClstroom 40'" _200 6 Verwarmer _200 10'" 6 V1Dylchloridekolom 100'-' ₁₇₀30°0 6 Hoge-polymeren-kolom 170'" 83 0 1 2000 Nakoeler L> 250 83 1 Literatuur:

---1• F.Billmeyer Textbook of polymer chemistry 1st ed,3 11 (1957 )

2. W.L.Fa i t h e.a . Industrial chemicals

-- ,",

l

ed,798 ( 1957)

3.

P

.R.

Groggins Unit processes in organic synt h es e s

5th ed,300 (1958)

4. J.A .Lee Ma t er i a l s of constructi on for chemical process

industries 1st ed,425 (1950)

5

.

R.L.Leighon The chemistry of engeneering materials

4th ed, 535 (1942)

6. C.E . Schildknecht Vinyl and related polymers 1st ed,386 (1952)

7. R.B . Seymour Petr. . Refiner ~, 136 (1953)

8. R.N .Shreve The chemical pr oc es s industries 1st ed,764 ,909 ( 1945)

Handboeken:

9. L.H .Horsley Azeotropic data

10. T. E. Jordan Vapor pressures of organic

11. Int. Critical Tables

1st ed (1952)

compaunds 1s t ed (1954)

_1 I__~

,

q

11---

0

I

! l

t

:

~--t

~ •

3

:)

4'

-

y

I

- -, 1 -' -, I ,1;'\ \J '-'I <:» 1 -I I

c

- g-

---;;;/..~ ---~ ~-_ .. a.e- ~

'J .

..

.

. I

,

-

r

Juni1151

BEREIDING VAN VINYLCHLORIDE _ 1 1:20 RKVONCKEN

l

.

-' Q I I Di

~ ~--, ilichle.r••thi an.ta", t vocr

....rkHl.r ~... -, \

-

,1

L

-

\

I / /

~

I

1 I IL...~"""""=·"" II

../

1

J

j

.J D~ b9r 9 1 d l~ ~ 7a~ 71~y lc hl ur l d9• .? *2: ::::z,~ R.!;'. vc --ck en :J31f t .

,

/

De bereiding vun vinylchloride .

1. Inleldl!'.'!.

~=:"

-Vinylchlorlde t s bi,; norrna'le temperatuur 13::'1. druk een gas met een

prettige aetherische r~uk; het is brandbaar en niet erg giftig .

Viny lchlorlde wordt voo r name'lt j k g eb rut kt uls ui tg.rng s stof voor de

bereld1n g van polyvlnylchlor1de, een polymeer dat steeds me3r toe

-pass1ngsmogell jkh9d ~n blijkt te beZitten.

Polyvinylchloride t s ge::'1 t.her-m o p Last , ~Ji'? geb rlJ l .r t wordt in de

vorm 'ra'.", bui z er; of platen; h~t wordt wesk bij P.oo , t s goed Lasbuar

en be st ar.d telen ze re!'. '?:r. bas en, echter m et t:"'~c>" or guru ëche

oplosmlddelen. De prijs i s relatief laag.

'Ti nylcbl o rt do wordt o o k :Iebruil~t 'roo r de t'abri cage va~. vi nyon, een

synthetische v ez e l , die ee:1 c o po Lyme rt sat t epr-c duct is vo.n 7inylcl1lo

-r1d~ er v1nylacetaut. Vinyor wo r d t i~ de industrie als filterdoek

gebruikt.

Enkr:üe ei gen sc hup p e ri 'r u"'. vt nyl ch.L o rt ds zt j r.:

moleculair gewicht 6~, 5

soortelljke wa r mt e 0,3 kcul/kg °C

verdampingswarmte 5735 kcal/mol

kookpunt -13~R

soort31ijk geWicht 0,9°3

4-22 vo1% in lucht

11 Lndustrt é'Ie b~re i dlV'egSt:12 t h od ~·r. va":'. 7iV'ylc111ori d":.

Er Zij"l drie t ec hrt s ch o bers ld i r.=:swi ,i z en. 'la"" vi nyl ch'Lo ri d e

A. De crt t rekzi ng van HCI a.:1Y'. di ch.l.oo r a et.huun met l\Ta OH

... 11{ _ C H'L th .~/ ~ J.r.. !( /1.-1

c- ...ce _~ +- ~ L =- C...

ee + '/(~ r- )(.0

B. Het t h e rmt sch kraker var ~li c h l oo r a e t h a:J.:"l

~ ~ r

~...u -C~ t ~ (!=-Ca ..,... ~

7

2

1)e ser ste method e wor d t t:ZsI'y'ou rd 1 z e1gerü 1.jk nog al le en mau r op laboratoriumscha al e!1_ tn ve r ouderde f'ubri ek en geb rui kt , Me t NaOR

wo rd t b1j een temper atuur van 60° aan dlchloornetho.an HCI ünttrok

-k sn 1I'. met hano L-mi Lt eu ,

Dichlooraethaan wordt ber el d door additi e 'lan chloor aan o.e t he en.

Vinylchloride ka n ook bereid word cn doo r di ch'Loo r-aet.huun thermisch te k r-aken, he t dt ch l oo raethunn wordt dn nrt o e tn een buizenoven

tot 400°-450° verhlt; het me~ gsel va~ d1Chl oo r o. e t haan, vlnylchlorlde en RCI wordt in e3n rectlf 1c erend e abs o r b e r g'9sc h e i den van

HeL

;

het vinylchloride wordt in e?n des t i l la t ie t o ren gesch e l d en van

het dichloornetho.an; in een tweede kol om wordt het dichlooraetbo.o.n gezuiverd 'Ta"'. een kLetne hoeveal.het d ver-o nt r etm gi nge-t (hoge p

oly-meren) en dan te ru z_{- - ""'::....-}cev oe.rd na ar de absor ber en de opsl ag.

De derde t'9ch~i sc h e me th ode i s d'" di re c t e add i t i e vu:".. cbloor aan

a.e thy n , De reactie vi ndt p.la.its 1n de dampfa s e; dro og HCl en droog

o.c'9tyleen wo rden over een mer cu rl ch lo r l de- ka t a l y sa t o r geleld.

De ko.to.lysator besta~t meestal uit koolpilletjes, geimpregneerd met mercurlchlor1de. De reactie is exo t h e r m, zoda t de reactor ge

-koeld moet wor-d en ; de r eac ti e moet nu me.li j k verlo p en bij 160-250° . He t ctç e tyl e_'9n en !ICI , dat Y'...!:..et omg ez et is, word t ge sch et d en van

het v1nylchlorid e in e~n dest i l la t iekol om; in een tweede de stillatle

kolom wo rd t het vlnylchlor 1d e ge zulverd va~ de bljproducten 1,I cl1chlooruetha.m en aId ehyden .

111. ~eu ze 'l~.m het proceQ.•

De eerst e met hod p (A) heeft het bezwaar dat als bijpr oduct re t vrijwel waard el oz e NaCl on t s taa t , zodat de helf t van het chl oo r verloren gaat. Daa rom wo rd t in moder n e fabrt eken deze methode niet

~

mesr Q:ehru1kt.

\\1;' "'--' ,,': .lx.Jr/toe-

be~de

andere pr -oc e ssen zi. t.j n onrre- v eer - 'ge.lt j kwau rdjg- , Doo r mij

is d~ f abrt ca.gemet hode B geKoz e!', dus het thermisch kraken van dlchlooraethaan.

I.

I

In 't-,Teclerl and i s acet.yl.e en eon vri j du re gr on dstof"; immers ac e t yl e en

wo r d t bereid ult cal c i um cu rb lde ; CUC₂ ontstaat bij 2000° uit CaO

en C; deze hoge temparut.uur wo rdt in esn e'lect ri sch e oven be r ei d,

Electriciteit is i r; Nede rland , wair ge?!'. wa te rk ra ch t benut Ka!'.

wor d en duur.

-_ r I ' " " ~1- \I ' I t .... \{LLl n~" > -lil \.;'-' i'-Jt..r.)J. \-' ll", (,... b«.LIj.! )).2)

IJ '[

boL

,6

\..J. ,!-s -({~. l.J() Li .~,:"0 ·0, I .--;?> Cti I (' 1< r I(\,.1.( , I ...~\. .: f( , • • I,.1\; c.,.... .( t : I ( ( • : I t..~ .1 ,I \ r l 'f • \ < (

-~.\

,

fJ.

lt., .,

-r

, v - 1: c' t' , -\....

-- -- --

- -- - - -- - --

-- -_..-- . ..- -3 ~'. , I \ !I \l~.\ I' '.'.

Aet.heen daîre~t'?:e~ i s i~_ grute no ev e e.Lhed en vuor hund en als neven

-pruduc t va!'. de pet rol eurm ndu st ri e. Het h eaft du s 'Te 31 vo o r d el en om

e?~ vi ny.l.chl ori d ef'abrt ek in de bU1.H t van e3n o l i eruf'ftnud ert j

t e bouwer:.•

IV. De ~rootte van de fa b r iek.

Bi j het bepalen va'''. d'" grootte vixt: d'" f ab ri ek t s ut t g egaan va n de

ve r o nd ~r st el11ng dat Y1nylchl orlde een ste1ds bel angr ij k er pr oduct

wo rdt , welke ve r on d e r s t el l i n g gebaseerd t s op het feit dat po l y

-'11nylch lori de st eed s me»r to epa s sl ngsmc gel i,ikhed er. b l i j Kt te be

--

-zi tten en dt ent eng evo l.g e i!'. st evds g r ot e r ho ev ee.l h ed en gep rod uc ee rd

wo rd t . In de l i t e r at u u r (6) ~order. fabr ieken met eJn jaarp roduc t ie

va n 50.

o

a

e

.

000 Ibs geno ernd, In verbunö

m

erme. en i!'. v eiba nd met

e?n r eds-Lij k e g r o ot.t e 'Ta", d'" ap parut uu r -.'lerd een fabriek ontworpen,

di e 30 mol Vinylchloride per uur (lRBO kZ/h) pr od u c ee r t .

V. Beschrljvln7. van het pr u c es.

<2. . ._~

.Zut ver dt ch'Loo ra et.h a.m, aL~omstl z uit 9sn di ch'looruet.huanf'cbrt ek,

wordt u1 t d ~ upsl u g gepo mpt en du or e~n met sil1cagel gevulde droger

geleld. EeT', tweede dr o g e r st aa t parullel aan de eer st e en wordt

met lucht g ereg ene r ee r d t t j d en s het g eb rutk van de ar.d er, He t drogen

va n het d1 ch l ooraet haan 1s e~n\{roo r z o r g ~aat r eg el, die ve r b a n d

houdt met de vorming V:..1:". HCl 1~. de kra: ~J.;:oven en de c o r ro si eve

ei g en schappen va n het zou tzuur, Ja t orit stuat ui t vo ch tig (.11 chlour

-' .. '.' r

,, , / • clI (' I ; .

\ :

Ir e"~, ve r da mp e r wo rd t het dlch100 r aethacm met gebrulk:'.v a ri s to orn van

-;r..~-

-~coo v e rdumpt en v er vo Lrzen s 'n aa r d e l~ r aalCüven g evc erd, waar het

dt ch.l ooru et haun bt] ein temperatuur -ra""'. 4000_{- 4 50}0 _{en em dr uk van}

6 ata gekra:ü~t wo rdt i n HCl en vi nyl.cbLor rrte, De umz et t tng t s 50%

(11L7) .

'<'"

\- ,' #" ,

-(.'

I Het gasmengsel b e st aunde uit dt ch .L o u r a ethucn, vt nylcnl ori o o en HCI

' \ wordt tot 20eo afgekoeld 1"1. een koel er. Deze koeler t s te be s cho uwen

als een stoomketel , waurtn sto orn 'ran 1500 _{gepruduceerd word t . Deze}

stoom kan

rn

et direct in de Vi n y l c hl or i de g ebrut kt wo rd en, omdat in

\ -, , r \ ' . I~ , ....l •

\

{(\-' ,,\'.;~ " . , I~ \"r~l'_' • •1 '.: c ;: l, \~r» S

j 'r l. _. I () -t

-.

.

4

·.. ;

de vi nyl c hl o r rû ernori ek stoom -r o.-'1. 20Co no di g i S; 1!1 ee!1 and er deel

v0.""'. het bedrijf kan deze stoom wellicht wel te nutte gemaukt wo rden.

De hete gassen wor d on vervo Lgens geleid '1.t.nr eer-. rectlflcerende

, I abso rb er, Ht e ri n vindt afscheidi ng p'laut s van vh et Hel, dat over dr

top guat ; het öi ch.Lc or-ae t.huun 2"1 het vinylchloride verlo.ten als

vlo e l b u a.r ketelproduct d'? absorber. De toevoer 'run dichloo ruetho.a.n

'run 25° dl ent u.Ls di r ect o koeling . eV". als wasv'lo ot st.or ,

Orid er tr. d s ab sc r ptt eto r en wo rdt het msngse.l dt chl.oor-,...l.etha.:..l!l 9"1

.'

I .

vi nyLch l o ri d e op koo kt empat-utuur geho ud en doordat het ui t de k

raak-1\:.1.1.."- ~(t'Tt.' <.{t:....",

-oven komende gasmengsel door e~n 1'1.1 bulzen onder 1n d,?'a.bsor ber ~~L 7

't..

t',...

,/

geleld wordt. Op deze Wijze wordt bereikt do.t zo weinig mogel ijk

HCl ln het ketelproduct achterblljft, omdo.t de oplosbaarheld va.n

1

een gas in ecn vl o e l s t o f kLet ner t s na urrnat e de t ernp er-atuu r van

~ de vLo eä stof hoger i s, De pQrt1Q~ÜSpU'''l.-'':lng V~.LV'l. het HOI wordt nanr

bov en toe clu s grot er.

In het bcve-rst s Zl'?d esl t e Vu"". d·,:, ub so rpti et.o r en i s e'?~, stukje '\

gepukte kolom aangeb r-acht om eventue el spat t en teg en te gaa:l.

De vl o e i s t o f wordt vervoLg ens nair e0:1 de stt Ll at t eko Lom geleld,

waarbij het Yinylchloridc gescheid9n wordt vo.'1. het dlchlooro.etl1o.an. He t di ch.Lc o r a ethnun wo rd t in een t.w oede dr sti Ll.att eko Lorn ge sch et d en

van hoo gkokenrte polymer en; he t. dï c h'l. cu r a ethuun wo r d t dun gelweId

I" ~

tot '25° en ver vo Lg en s gedesl t e l l ,j k novr de o p s Lagtank t er ugg evo er d,

gede",ltelljl-: nanr de racti f'ac er end e ubsor ptt et.o r en g"'voerd.

VI. De warrnt'tb..~l1D.Y'.s e!'_ muter1 a:tlb ala~.s.

Het opst.el.Len va"'" de wu r mt e- en mate ri un.Lba.Lans kan slechts glo

-bau.I geschieden, omdat i r. de literatu ur s.l echt s 'Nel:llg geg ev en s

te vind en zijn over dichlooraetl1ua!l 8!l Ylnylchlori de, blj de heer

-s end e t emp ernt.ur en en d rui.ke-i,

De gegeve!'.s die va-i be l ang z tj n vol gen bt e r cnde r :

di ch l ,usth U:lY'. 36,5 ... 1: c a l / k 3 °

c~

__

··~ '

\ {

-8 5°0 HCl 62,5 0,3 -1 3,S 5735 lcc a l / mo l Vi!'.ylchlürlde 1 I ( 1 1

\ l

\1

L

U ,C, 99 0,3 83~7 76? 3 ver d,warmt e mol. ge~'l. ~ort,VJarmte koc kpurrt 1 Cl.t a

i (' r -r- ,-"

Hoge-polymeren-kol om: Vl nyl c hlor l d ek ol om:

- 915+120 0+1 6+ 51 6

-Q.' ::~~ ~ T'Jlco.l/h • ... '"...,~ i I

L

5 /"

De b er ek eru ng 'fa!l de war-mt eto evo e r of -a f v o e r ward uitgevoerd met

de b ct rekzi ng óH::.C tiT eV9~tue"1 de ·rerdamplnsswa~mte. De warmte -~,--I( <,.. ...

t o evoe r , rio d t g tn de ketels vtv: de d est i Ll a.ti et.o r en s, werd bere

-kend door sommatie '!a~. cl? e!'.thalple·ên vun d> tue;:.,. en afgevoe rde

hoevee1heden.

Verdamper : 63K O, 3" 9 9.c.(170 - ~ 0) -r-63 76?3 : 790.000 kcal/h

-I. ?

_ ' Oven : ' ..63"-0J3 >« ~O-l70+"-99 ::,498 0 00 kcaljh ,,(~ ,[c.{\, ;

~koe1er : 30"250"-(O,3,,99 ~? ,5"-0 ,3..6, 7 ) :: 4081001ccal /h

Koeler voor Hel absorpt letoren : 6,7 ..10><30 ~ 2200 kca1 /h

"t--'Tako eler dt ch .L our a et haun 0,3.. 290-58 ·9 9 500.000 kcal/h

.,r

-[G:"

,,~

JJli(::Jb

'l" L..

n

..

t!l/

~

>

~

Q' ~ 7? 0 +~ ~50 -1200 =

-

8370 Mcal/h

-De hoev e el h ei d dt ch Lco r-u.et haun riodt g 1~ de rectlflcerende ab so r-

p-t t ekoLcm wordt berekend door de totaa.I af te 'roeren warmt e gelijk t e stellen na.., de door de dlchlooraethaanterug'Toer op te nemen warm te •

Af t e voe r en warmte :

vlnyl ch l . 30~5735~30 .100-0,3·62,5

dt ch'lcu et.haun 30><7623 ..30 ><l GOA O, 3,,99

HGl 30.. 6,7><1 60+.50"8 4><1 0·r ( 200'-- 40)

Totaal af te vo er cn warmte: 57R60Ö'lcco.ljh

De dlchlooraethaan terug--roer !leemt op

(100- 2 5) ><0, 3" 99 ::. 2?30 kaal/mol (.1.8.0. .

dus d- dlchlo oraethaanteruIT'!oer 1s 578600:2230~260 mol d.c .o. .

I " r , r ,-\ r v- ,... \, i , c 1 . (' , UU' o 9. •

r - -- -- - - - - -- - - -~~~--- - - -- -

-,

~

1

2hJ

·

?lee

I ~ ; -20 : I i . !

i

1

4-

-

--

--

- - 1

~

;

i ~~

6

-

I

~

3+v

1 ' 1

.

-

~---

_

.

-

-

.--

.

-

-

_.

-

--.

---

-.

.

-

--.

L

.

~/

/

, - - - -- -- - -- - -

-..

7

3. R.L .Leighon The ch enn stry of eng eneert ng materHü s035 (1 9 42)

4. F. Bi11meyer 'I'e xtbo ok of po1 y me r ch cnn st ry V 311 (1957)

5. Schi1dkne cht\Vi ny1 and re1at e d po1 yme r s 386 (1952)

6. '.V.L . }'a i th e.a . Lndustri a'l ch erm ca.Ls, 798 (1957)

7~

jpetr

.

Reriner 32, 136 (1953)

A. J.A . Lee Ma te r l a l s of co~etruction for chemlca1 process

') 6ata 6 6 6 6 1 druk 777 (1950) ' 764,CJÇ)9 (1 9 4 5)

r.i

teratuu r

rH

.

1. Gro 9:7i ns: Unit p r o cosses in o rcnrn c synthe s e s

_=.;.2.

l

d

h

r

:

;

e

:

The chsrm cu.I proce ss

l~dus

trles

,_»:

, / Temperatu r en en drukker.: 1r. Uit Verdamper 200 ₁₇₀0 '7 -Kraak o ven 170° (' 450° ,..,~' )l:atrrkoel er 450° 20 0 ° Absorptletoren ~ 20 00 ,'40° ..J

i

c

o-J

{{~

-

d~

H

~f

ruo

m

--.-, 40° 25° HC1 abs~ rp t l e t o ren 25° Vlrylch1orlde~olüm 100° 30° 1~~

-

"

• Ho g e-p o1 y me r en-k ol om

l

fo°

! 83°. 200 ° 7 l'Takoel er >:<7;0 25° ,. .-'I i,( (:. , !(I I I••.;tl ,> '\ t . I t..1 \ ~ I, ', '. .... , ( . . . . \~ \\ \ ' , t ' I,.l" , «t industries ~25 (19 50+ 9. L.F . Fi e s e r&M. Fl e se r Orz a n i c chemlstry (1953) Handboeker.:

J'or-drm Vo.por pressures of o rgurne c ompounds

~~~

~v'" Int. Crlt. Tables

2

,

134 \ \ \ }L·a.... i'I

+

{

.

( .'.' (\-.. \, r "-I , \. \ -.: {, l \. v-, I ~ '(, vV--- \,\'-c I _ '-.' ...