Bereiding van Boriumtrifluoride

1

, -,

=

_i--I (])

18

(Ij

J

+'

f;!:

c'.l (]) I j 0 .p _t<î t<î

.

-

s.:: 0"\ 0 ..-.r! ~ :: 0 .... ' (-< .-' ,.., ra 0 0 .r! i--IC'\J (f) ~.q. (f) s.:: ()'\ .r! H..- _Ei :: (f) s.:: I 0 C()

,

j

0

~

~ :~~ _.p r-';";

·

r0 ~ (]) • ;:r::; [f) ra cn

'§

_m

re s.:: ~ ~

·

0 ü

.

J

~ ,5~ Pl (--:::, •

·

H ,...., • • \ '~ )-::: I \

\

..-0 ..- ..-I

L

11 1 1 1

I

r

.--.1 _

... __ .

r

~

:

(1")

-: a) *~ 1.·O • • rlt. A,.G...

....01 •

• ) '.~l • • • A." •• ,...

.a

6 • . (ln8) ') ' - ' _ U.I. 1.11'.* . . .. 1118

')

M,.-

u.s.

I.l&l

.

au

"lUIl 1e.

f)

-

Pa,"

_U.8. 1.'1'.111

_{r.b ...}

l""

a)

o

.

_•

_1.~.BraUft,

'.r.

2 ...

_(1'1')

t)

....

v.a

•

1.000.tOe .lUI. 111"

l!J11i ....

lori.trltlllOl"t4e .... rdt p'brulk\ al, _ _ ty.ato ... pol .... t. . . ".J~~

...

1JI

De . . .

kle . . . dil 'b .... l.laC ftD "oppanOl-, ·l t " po1,-l d y l _ . . . ", .

kl.ta.

...

. .

lhM_ J

ala laltaly \or

41-"

f t (Oioa

un

?el.

Ook 'bij Ill'rerllll'- .n .. 1, . . . . 1111 ... oti.a . . a . . . ~.

ot

cleh7dn'do" ..

'bnlbD . ... 'blj .... l .' . . . ta • • ~t

...

JIn la b.-' .1~11jkt dat het borh1llft..-l4e la de t

rijk • • ,laa'. la CU' , , _ ... DdUl' 4.' .... _ .

t.

or ••

'-ft

....

/

.

....

.,. ia ... Ilftll ... , _ etaat in de I . . . . ." ftII b.t p ... t.o4~ .., . '

.r.

la . . " nerD wlj ... l . . l . . . . ht_ . .

_i&'

tot ... t f t . ... .... Ut!oó

lap . . tot u a l . p .

_a

and .... . .

tt

...

Bet U I.' ~ ala _kl,,_

la

s. •••

eyabe ....

a . . 1C1G daa' wat 4it lutv.ft ... t e act " '. i j

,

'

'-.

I . . . . ij

Al

1 • • it j\lin . . . .. kM A10la l. MIl belaJl1rijke .t.sYMh!' , A l l . . .

_\ie tras ....

-"~ftdl • •

. . . . . ba aa"l • • _ ua "ljna . . . .al ... " ~l.in

.

'

.J1it._llDai

all ... _ ~ . .. lelt.

ut

u ...

ft . . t I ... Ar.

I . ,

rt..t .. appen.

10.111' . . . t.k. P.loh ... _ . . . kg

a.

re ,i

,

"

..

- I

-Anee ala: 1r..1 I ' • ' • •

1Bs

,

.,

••

u • 1r..1 0 eaI.

lal!!

phyallOh. oo .. ~.~., ftIl ~ft

,

I".

hlud . . Iarl0' t) .... _ •• .,.olpnde phy.l.ohe Ocmd .. " , . ,

10

1,..-,.

-

Al':

,

!

:

.

1

,

7.

101' - 0,001108'.

e

.

....

101

~.

-

117t.'

•

1

,

78 lOl! - 0

,

011110 , • 8

,

0131

O.latt" . . . ft M.noor ops

.. 1."'

:

-

la

o

e

tookplUlt(71O

_>S

..

10100

frlp.drulu 11/.,

lOC Pyl • .

,

818 -

l~A'

•• a

,

H9 - O.IOMI t

cI,a" •

1

,

81

. . . klnl

"?aft

4. 4\ ... b.r,.1AW!!!!'Jl04- u1' _ )i' ...

at'-,v.

A. Volc • -'hod. (1) ba _ . .

'la

b .... id_ door •

.,tle ...

rhtt'tlal ftft tHMtrS1ibtl"

-

aDhT 1 et kaltultorluatl l"i4. - g .lW8Telnul' .. ols-a • r.. l . .

_.eU,j

... -.0.

. 6

o •

I

1\.

6

aso. ....

0

b.ft 111j'" door I.traetiollft ... d",i11.'" _ het 81l'.

f

.

-

10)

1. aln

t . . . . l"rijd . . . ".

, DIt ••

..-ode

I"4t . . l ,"pp._ .. 1. b .... l.ln«..-tho4. ft" . . . in

h..-

la-... torlua _ hld . . . _ . daft het

i'.

tn

1, ' ~ ... ij . . . . 4001' hH pa

• l p _1 ••

t.

l.lden clGor •• n roodlloel. • )'t-bat.. pwld

_et

lao.:

a ..

De •

I liJ.

--+ •

.,~

•

8

8t.~

.(.t.

800' 0)

. . " ... 0 " hn

la Oa

0011 ... luebtle

-,,-Ia

0. ..

dit . . . " aalet41nc __ ... ,lal

-n.

de bul.. door oatl.cline op to\l4ere pl . . . . ~

'.lnrbe14.1Mpal1q".1l h-' pas

alf.

r.~ D~',

Ua

.el..-... t.tte .el..-... l •• hti,. atot, dl. bij -l"C . . .

"'"*

heeft.

J

I

·

·

•

1 _ --

- -

- - " - 8

-let p . ba au 400 .. bft ln .loelapaa' ... l p Sl

tot

18 "&lP.

...'t •

.

doC)l", • • •

ill.tt.

alft , . loh.14_

t.

ftft hn

.I's-htt ,ebni'tt hi ... dan d. sut ... il\l..thode on .... (1)

se--d.

I

.

1r ... Ol. , •• ft ...

anbo

aan, ontwlkk.ld

uit

4. 10 juin

=

ft-dtnclrij.. "ftIl

btt

_t

c:tool'

boo ..

.-r

ot en

bo ... at _ , Ha

tluo ..

id. _ , . , Mhaa4el ••

Mb. cl.~'.'OI'

,

bi."'.

SOa ...

011 . . . ' ... 80 •• Bij krijp bijaa • t l l - " , l ..

. . . o,b .. _ , "

'.0 .•.

borax

.t

bon.'

bij .erhl"t.nc

tn

180 • ,.pC. Bet ,"oord . . l ftB . . . afthOde bcw_ •• _ . . .

t.. ..,

w.

hl

CM

laOe

-öe

h.bb . . dat ... hard en elani.oh la f t etu. hop

"'lun ....

,lOb aed. br.~.

Bie ..

ba ik hn

al.,

h.l ••

al . . . . . . . . , .1' . . .

a_Ilo"

,.nu,

WIl

,~-_' . . . . , (4) . .

po" • •

,0.

t.

aak ••. " , ideaal 1.

wo .. ""'...

e

"

-"..::-::-.

-', -".'.'

.. nott.

,

Dl. uit boor,wr ia ' f t . . . . bij !QOOC.

D. Baldeeohwtel.. (e)

1lO_

al . . . 1 ftft de ... p _ _ e " • .

-=

.

t i j h_ft ma het pro . . . laacl . . drop

ft, ...

Luisao, al. 1

... tllOh wij 'ftft

8t

••

,BBP. en • dt. bij llft

natte pro...

on,at....

U.

I

I

~

j

-j

:"

]

... ter,

p"'''''''

hij MIl

"en

Ilet h.ll . . . plat_ (ale töenlal). •• - , ...

_

-1

0 '

diaeo.tma uit

t.

W.",II.

Bft .... 141&

-

bena.' ult

eaO.Jao.

ot

Ha

..n.otl.oh . . .

1 - '

eao-I ., ..

• beetje

CaC".

la.

0111 DR

1Il_

oplo . . . ia . . 80. _ •

'.-ua

t . wi ___

De

alak 1. ook .. oor cle gl •• tabrltap , . pbrulJca..

Prooe.dwr t

10

-

ao

alll.

-tllP.

s 100 - 110(/ 0

Toual (7) • •

A

fvoer

BF

:3

-

3a

-Re

actor vo

lren

s

Baldes

chwi

el

er

-- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --

-..

I "

I~

"BOs •

IS

SOa

.

r.OB

--+-

ar.

+

IS

lis

BO ..

11 ... t .. ijst •• n •• n 1'I"aot11Ch lul,"" produot

tt.

0.3 •

so.)

.et • •

opl» ... ..,.

t.ot

to "

nA .e t.heori. 'berekend op ~,.

a.t

nacl . . 1 la. clat el" t.t. Itt. ~1 •••

ln hft ... elsuv. doch ct ••• hoeT •• lh.ld la, cloo .. cl. CII'lnDdt"' ...

coe4 ,.

k1 ...

_., t ....

_er.

tot 1

à

& ••

a.t lÛeel .. orelt ult..,.o . . . tn . . ft paloto ... t, waarin . . n het ftww l t .

-lUUr

.1'1

boorsuur ..,pl08t tft ."....l'uur GoMll'lU inbreac' ~. 48 . . . . tt . . .

. . . . , doo .. _eDC. hi ... in dlreot

.'s

p. ontwijkt

.n

1'ft .... llU1U" 1"01'114 _ .. ft •

• n belancrljk .. oorcle.l ... 0 d ••• methode ie, dat •• ft het

lPa

_der .lk.

ce-" ... t. druk 411'.ot _n

.n ....

r.n.

a&ftlep ..

at ..

an de 4ruk .... cle pe1, . ... tt ••

. . . " " .. het bS.j'9'.pbrulkt wordt.

ni.oh. b .... 141ftl 'ft.n B'8 op 10 . . noml.oh 0C.lijk. wija •• la het ook aoo4la. ltjk: . . til eo.aige ' ... 11 . . . . n COed. aui ... wincaethod. ftJl het ' .... ora_ , .. oetut t.

k.nn_

.

De •• werd ... oftden ln

"ft

Allertkaaa. patent .... n 1oY.1938 . ... i1l .1.04 ... Cl)

•• p:

1_ Borl\UJlbalO«Mlid.-. . te .. ste1 •• 1 kan dOoI' een

-et ••

l U.,.U. ft,. wder

worden "..,...ljd •

. . . .... 1I:rljct nu •• n IooNRulhalopnld., wu.J'Ult door .... rhtttinc het . . hal • • •

ir-... in ir-... ljh.lcl pneld kan wo ..

'*'.

BljY. Ca'a, ZnJ-_a eM . ... npn htJt water utt IP • • 3 aq. Het bHt. sljft . . .

dal_·

llhalos.nid.n. De ont.taDe ... btnd1n~ ontleden

toe ••

Au het ,.b.ydroli ... r4. Ir. ... o.st men dal Od'a '0. _ .... rhlt O'p enC ...

luie..

let 1' • • 1_ .... rhit lIlen op ~ 2rd'C.

C.

(B'.la

~

Ca'-

+

a

B'a'"

B.t hi.r 0IIt et.n. Oa" kan w .... ,ebruikt word_. W. krijsen hl.1" natuurlijk . . 1

e l , ... U ... an B'I bij do ... hlttlng op 110°0, _ ar beh.l .... water ook en

wel-aie

81\

"erdwljnt.

Verell.lkt.. T h

4.

cu ...

JI.thocletl.

~---

-

---

--

3-llnl oa op p'oott •• hnlaohe "haal . f t fabri.k te bouw.n.

M'"

sullen •• lnaanea

.. ol

at.ea

met Hft

_.i

teohn1eoh. &ppllpatuur. bij... e.n

pro

ettabrl.k

~

VolC.' ,.«w.n_ ult het rlatrapport 144 he.tt _ • .. oor el. b.,..ldlnc . . .

oppenol C uit .. lnyl1aobutyl •• a .n J)ropun 0.8 kC B'a DOdtl p.r 100 kit OJ'!)8ml 0

Ol 0,8 ,.

De oppUlol fabri.k t. Oppan v.rvaardlgt 'Yolpna cl.

,Oc"ca

uit Cl •• rapp.OI"t

XXVI, 800 ton oppanol (polyiaobuty1een) P" _anel • • aanoor 8Odl" ... 1 1 . . . ,,_

'I. hobbo one ma tct dOll ,.atold 0IIIl MIl • • lt.ohnuch. plat op t • • • llen

.. oor" 'b.r.iding n.n 100 xC Bre per U h. ot per

da«.

en wU1.n dit 10

"M-alaoh en 10 la her 1IlOg.l1jx b .... ld.n.

'I. hebben ... olgen ... oor d. cU ... -'boden o ... nroC8a. d. ko.t_ f t . . .

Voftdatott.n . . . transportkosten, ot het .. oord . . l h.ott om de erond_otten t.

lul ... " ot het .indproduot, clo b.nodigde apparatuur lft .. erband .et

.tllOhI"l.,.-lnc.

arb.iels10on enl.

AanCeal.n er 'ftJ1 .nk.l. t. lebrulan

ruw.

en C8aui ... rcl. erendatot.t ... 18"

ottloi.le marktprijl.n lijn, sljn d.ze prijl.n door ... r,elijking met d.

tl.tD-haad.llprljl'" ,.,ohat.

Methode A lcoaat al.t in .a . . erkinc voor • • t.eohl'llaeh. b .... i41q ca4at ....

...

at

UP, (uit

R',

IfeIO&

en lOB) _.t.a be .. 8id . . ... W

"Om

uit boorluur eR

. . at er .... 1 HaSO .. verbruikt wordt. t . . . . a biljkt h.t .1n4proc!uot aoelU.jk t.

aui .. er_. ao&l. r.e48 ... «even ia. Dlt la • • typlaoM laboratorlu..thocle,

waarbij dur. pooMnott.ft «"ruikt w01'40. V.rele .. , . . . a

ct.

~.1. l'.ni.8 ....

1.t-dilll tot .... 1 &ppar-atuUJ".

Ook cl. methocl. oruS.r 8

ceao

dal. aodaftic 11jkt .1j al" 1 ... 1. Glldat ook

de lulv ... lnc ... n het 81\ hl.,. d. crot. aoaiU.jlch.14 la.

»-tho" C la aeB ... rbttt.rlnc 'ftIl . . t~ B, .ar blijft OMul ...

Ir_

all . ....

r81l.

Jt1e\hoda J) laa.tt .. 1 . . . oord •• l wel alg ... r'bruik ... n ... 1IU\1 ... _ar al. -4eel

•• a c;root ... rbruik .. &ft BorillilproduGten, 4i. hler

t.

1 . . 4. cluur

-s.ja.

1» M''''''

-

&

-We h.bb.n , .... lotte ou. k ••• bepallld tot •• thod. _, d.ar "., . . . . 11I1Ter

p-ondatotten aoet.".orden lnlfioerd. Bet pa wordt onder hoC' dr\ak .rpi ...

etua .aall.nlijk. koat8ll op oODlJd".a.t. arb.id word.n b.apaard.

I1j het prooea ... n crond.to1'ten tot .ind.produo~ ie ".t.nll apparatuur ....

1"-.1n. De

hulp.tott.n

worden luh.r b .. e1l1, _ beboett

BPa

nl.t . . . ,. plUl .... ,

te

Voor d. b.,..id1,.. .,a. boor.uur en t'lllorINltonauur pan •• uit f t n Yrlj 1.1

-... crond.totren,

om

d.

'genoerkotta 10 .. eel . . el ijk

t.

beperk..

h.e

p'cmd-aton.n .ijn teehntaoh borax, vloeispaat en ol . . . (GO ~

ao.,) •

•• at.11ft GIl. t _ do.l OJI 100 Iq .ul .... r Bfa p8r d . . te her.li • •

-R_ot l..,erplljld.n,;en:

'"

Bet ren" ... "t t.o ... ~, ia

.S ,

I

Oa,. +

I

BaSO. + IS

SOa

~

;

0.80. • 8

ao.

.r.OH (I) 11ft rend ent 11 10 ~ t.o ... ~

f ...

0,

+

1

u.

so• • •

"0

~

He~

•

t ...

sc.

(3)

Bet renet • • nt ia 71 ~ t .o... ltora.

IeIOtt •

61

I~,

•

100

Bre • •

BaSO

.. -

ft Cal. •

18

80_{3 •} 80 ... 0.,.10 aq • At 11j ....

ot

1.

Cl)

_{, .... BSOe'}

_:

_pw.

_Be

_.

_'"

_•

_•

_:

1

o.

100 kC Ir. t. aak." b theoretl.oh nodlc:

11

s 61

kc

•

91,3 IrC

.ut ....

r . . . .

eB

!:

s 100 • "1 Ir, BSOa' (100.) terwijl ont.tut:

~

x 204 • UI kc .,80.

(100 .)

h t r.td..at 1. as

•

•

clUa nad!l: 518

kc

aso.'.n

•

s 418 .. 104

kc . . . .

a .otl. (a): VOlI'" de r •• cttevergell.1kinc (a) hebben ... th.oretl.oh DOelter

~

z

I

x

18

kc-

101 kC

lul

...

81" Cda

.n

~

x

~

x

98 )cg • aH kg 100

~C

. . . ..

- - - _ . -

-• 313

q

c.aao..

Kft renet_.t ta 90

~,

dus IIOdl«

18

x "11

Kc

80e •

.u

ka

~

f t 4tt kaat

ft.,..

_en

ut

~.

100 _ 01__ (00 ,) • '1'10 kC ol . . (10

st.).

Hierin sit 4_

~

x '170 kC • 108 kl aul ... !'

S.

8Oe.

Yer4.r no4tc

~

x !03

tc

lui".er Cda • 116

tc_

"voM.-n.l j . ho .... 1h.14

T'l"Ontr.lnl«lnc

iJl Tlo.lapaat 1. 10 _. dan 1 • • 1" . . .

JUHtlC .t.. 300

kc

Tlo.lap ... t_

R . . . t l . (IJ):

w.

h.bb.n nodle 104 kl

Ba".

Ilmo.

.oet . . . .

ult • • ft TU

Ij

si.

lil

JE

aaa

t,ltoI"u

(10 all) •

Ut

kc

boIIII

f t

~

a

i

x

~

x

es

kC

Base.

(100 ,,) • • ti

Uaso.

(100

~)

' ... 19K

a

la•

(thWfl&sohl

B1j reutl. (I) wordt v.r'bJ!'ulJÄ; JU'" kc

a,

80 ..

lij reaoti. (8) wordt ",.'bnikt • k,

Ba

so.

••

Dq per cIa« hMb. w . . . . "erAbot Taft 119 Itl 1\80 ••

Vit MO . . . . oh. crrern«ln«_ IOU . . . teehnilob. plant h.t beat.

t.,..

ts.aer. YOllen. r . . . t1. (I) h.bb.n

w.

noeSle 308 kc 01_ (t\O ~). lltel'ftft 1r01'.~

al het

SOa ...

brulk\. aaer houd." • • 8ft . . . ohot ftD lof. kC ,SO •• WaftnMl' . .

nu f t . d •

.ue

KC

S.

sc.,

dl. bij reutt.. (1) oat.t.aft . . .

kC

.al' de

.o.ut

.... ",.l.uul'lab .. l.k

.wreft

om ol . . (60 .) t . _ . a , h01:l1l.1\

w,

O'f.r lat kC lalO •

... ' - ; " V aft d. las

la

80. hou4e1l •• "el" M k l

a,

so.

totaal ",.r.ohol 178 kC

Ba

so.

V.r·bJ'Ulk ",001' reaot1. (I) , .

ka

llaao..

])a. het

pl'O_o.r.a "er

dal 111

kc ..

lOt

2e!!!:kg:

w

.

h.bb_ oyenro,eft 0IIIl

.1_

'-houclerut. gondRot TOOI' d. be ... i d "

bij--

8

..

Door yerhl"lnc oMllleä het 1. I kP en 81'., het olltwtjkende SU-. Dft

."1"

naar d. absorpttetnrlohtlnl terup:geYoel"d "ordeR, '.rwijl het . . . lIIet 01 . .

_ ge. et SeN kunften .,rden ln nucwaultemnlUl" en WSO .... ole: .... 4e verlelijktlIl:

I.'

+

a

BaSOt

+

a . .

~

I

~

.

a

SOa.P.OJI

" .. plljld.q •

.t

r . .

nt.

(I) lut ofta Ilen, dltt we in dit ~.l de _bb.l.

hoe-. hoe-. hoe-. lh.ld .wa.ebU'UJ" ... erbruiken •

-I

I

Op blz. 9 is

medegedeeld,

dat na

toevoegen

van de berekende

hoeveelheid

_mmmm

zwavelzuur

een mengsel ontstaat, dat 27,6%

. ! Y.u"

H3B03 bevat.

Dit

ontstaat

volgens

de vgl.:

10, L(j . 'i

Na2~407~

H2S04

+

5

H20

~

4

H3b03

+

Na2~04.

142 06

xJ/j

·

y

Er is dus 4 • 61:84

~~

15,84

%

Na2S04 aanwezig.

100

Dusper 100 gr water is 56,6 x

%

oÏ 48,8

gr

H3B03 en 28,0 gr Na2S04

aanwezig.

~eeple hee~t

bij enkele

vond: per 100 gr water

23,5

0

C

28,5

0

We

zien dus, dat bij 23,5

0

Na2S04 ( bevat 28,0 gr kan

vJ

AA--

.-teml

-

d"ft-:ysteem onderzocht.

Hij

H3B03

Na2S04

8,9 gr

31,2 gr

10,6

47,3

;

de oplossing

onverZadi~ij~t

aan

bevatten 31,2 gr.) en dat 39,9 gr

H3B03 uitkristalliseert.

We

hebben dus een opbrengst van

~

• 100% is bijna 82%. Bij deze

werkwijze

zit men echter zeer

dicht bij de temp, waarbij de oplossing verzadigd is aan

Na2S04,

Men

kan dus beter bij een hogere temp.

werken,

wooral daar de

oplosbaarheid van H3B03 slechts zeer weinig met de temp toeneemt.

Lit

t

eratuur: Teep

l

e- Ind

ust

r

ial

d

evelopment of Searles Lake

brines. A.C.S.

\

A

-

9

-Beschrijving der fabricagemethode .

a) Eereiding boorzuur uit borax. ( ~: )

On zuiver boorzl,r,r te bereiden met ;een zo hoog m06elijke opbrengst,werkt men in zo geconc:entreerd mogelijke

oplo

~;

singen

.

IJ

et

bOchuur is namelijk nOE

tot een niet te verwaarlozen bedrag oplosbaèT(

77

b

),

Toch mo(-;t) om verontreiniging te veJ'v'.ijcieren,het ha- zout van het boorzuur e rst worden opgelost. ~u blijft, dat 1a-octoboraat bij~onder goed oplost.

lVien voegt dus zoveel zwave lzuuJt toe, dat Cl i t zout

ontstaat .Evenals een hoeveelheid water .1M filtrEert

men af om ve:contreininf,en te verv,i j deren.

Dan wordt de rest Vém heL; zwavelzuur toegevoegd.Het

boor~uvr slaat neer.

bij deze reacties ontstaat tevens een aecluivalente hoeveelheid l~atriurnsulü,at . Dit maE, uit de aard der

zaak niet precipiteren.De hoeveelheid toeF.evoegd

,

water v..-ordt dan oek zo berekend, dat bij de onguR stig-ste tempJ:)ratuur de oplossing nog onverzadi g-d is aan l',atriumsulf2at. bij verlEl.ging der temperatuur, om de

on

.

_. losba~. rheid VHn het boorzuur te ,re~"'mindL:;ren,n, emt

de oplosbaarheid van gl8.uberzout echter toe, waaro.ocr dit het boorzuur zeker niet verontrelnigt .

n~",r -A'~

De concentratie ve,n de oplossIne van het octobon at

~0

\,

\~

'

,

.i

~i

!

is 20

%

t.o.v . boroxi de • voegt men hi C j,' de ber ekende

~

,)rp)):

[a..

_,I

_;

~"

_;

h h z vee 1 zuur a<:n. toe, dan ontstaat er 27, 62%boor

-~ • I ' • • wa cc) J ,

11'-<

zuuroplossing •

De h:ristalisatie is gunstigeT, inéüdl deze oplos

-InDQ

sing verdunder is. JJi t bereihi; men door ~derloog toe te voef,en tot de oplossing 16-17;b boorzuur bevat.

-

10-Boven reactor 1 is een weegbak,wa,rin een be

-paalde h.h. borax worélt festort,afh8nkelijk VRn de zui -verheid der borax.E.v. 229 kg.ViEI een sluis komt

dit borax in een krumsslagmolentje en dan in cen

-

---'"'"

... -.. '-

-voorraadsvat • Vi<=: een sluis~komt het poedeL' in reac -tor 1,tezarnen rnet; de algerneten hoeveelheden geco zwavelzuur en y,:ater (2 m,,"etvaten) De omzetting vol -trekt zich en het octoboraat lost op,eventueel

ge-/1

holpen door een

verwamingss

"

irad

.

Door een ve~iel Ren Ge onderzijCi.e van de reactor

.I

./

wordt de oplossing afgelaten en met behulp van een

pomp door een filter(3) gererst.HEit fïltraat"ckomt

"tol!

in reactor(2)Hier voegt men zwavelzuur en wederloog

toe,dat in meetvaten is afgemeten.Het is gunstig om

I7We.

,~de ~derloog voor ze in de reactor komt, te gebruiken

om de filterkoek uit te wassen.

d bO/'O. ,

Nadat het boorzuur la. Ko',llng zo veel mogelijk

is uitgekristalliseerd,worcit de oplossinf, afgelaten dcor een ventiel in de bodem der rea!iJtrcr naar een centrifuge(4)

"., o.f...

Eet wederloog stroomt in een vat.

De kristalbrij wordt in een drocgkast( 5) V2.n de

laatste resten vocht bevrijd.

IJ') 012.

Het zwavelsmIT en de w@derloog worden doo:r mmddel van perslCleht in de ffi(;etveten e;ebracht.

,

De prij s Vé":..n natriumsulfnat is zo 1[':2.g, dE.t het niet economisch ~er[mtwoord ze.l zijn,om dit zout,bij de

",dtl.

hoeveelheden cUe lüe:r' ontsté:&n , uit de ~derloog

te winnen.

. 1110 e ,

Daar de ~uerloog nog 75" boorzuur bevat, en de o}Jlossing in reactor Î: 27,62>') bor:rzuur bevatte, is

.

-

-11-de opbrenest 71%.

Tot deze methode werd besloten door :

1e.])e grondstof,die een tar~lelijk zuiver natrj_um

-product is)dus goedkoop mede ook in verbund met

~

het tr[ènSp ort.

V

1

.,

2e1)e grote op brenf,st.

V,v/

~<'j..

3e .Het zuivere product.

~/' De' ,oplossingen zijn allen practisch neutraal)

,,~1,

/

~·rl"

dus aé~n het materiaal der operaties word~ ge8rl speciale eisen gesteld.

De bereiding kost weini{' ti j ei. Jiet is Clus zeer

goed mogcJijk,om de h.h. boorzu'ur ~er week nodig,

, ,

b.v . in een dat; te maken)daé.:.r dit minder arbeids

I

I

-

12

-b) Bereiding boriumtrifluoride uit boorzuur en fluorsult·oarzuur.

/,

De hier te volgen werkwijze is comtinu,regelt

zichzelf en heeft dus bijnét geen toezicht nodlg.

ln een voorraadsbak bevindt zich boorzU\.:r • ..b:en aI~

gewogen hoeveelheid wordt in een vat b of bI ges~ort,

en opgelost in gec. zwave:: zUlrr.

In deze vaten kàn men b.v. de hoeveelheid die per dag

nodig is brengen.hen maakt een 20-25~~ boorzuurop

los-sing. Via een pomp \t':ordt deze oplossing in de reactor

Eeperst .Door een andere pomp komt het fluorsu11'OD

-zuur in de reactor.De twee vloeistoffen vloeien,om

goede menging te verkrijgen,overtwef schuingeplaatste

platen in het 2pparaat ;.

Voornamelijk hier vormt zich het boriumtrifluoride, dat via een koeler 8 de reactnr verlaat .

Het f-ev:ormde zwavelzuur valt n&aT beneden en ken onder

-aan ai'gelaten worden en naar een voorraad/tank of een

te Vlillen oplosbe,k voor boorzuur worden gevoerd.,

Door een

au

to

ma~~eËL11ateur

ta)

voorzien van

een drijver en werkend op d.e afvoerleiding v&n het

zwaveJ.zuur, wordt het vloej.stofniveau constEmt gehouden.

~

Om

te voorkomen, dat hF3 teveel in he~ zwavelzuur op

-L

'

L~ 1

'~

lost en om de reactie geheel te laten aflopen, wordt

~LJ-r/

~;

~~

het , zwavelzuur in de reactor met een ve:-cwann

ingsspi-P.lll

.

l raaI op 100\ 0 gehouden. Hiervoor

is~

slechts wsinig.

I ,J l'

((,;" t t "." warmte nodig, daar bij de reactie warmte vrij komt .

~ I'~

.. \lft:

~ Het g8s,verontreinigd met zwavelzuurnevels en

d~m-J.~P'

U JII-l ,C ~ na-rf, vwrdt door een koeler 8 op 40

0_{0 gekoeld.Ket een}

(Tv,!({l ~ .

Alt. /"' eenvoudig Cottrell ap:oarae.t

9

voorzien van een

trans-formator en een hoogspan:.ingseene:rator, worden de nevels

\

,

_.

-2

3

-4

92

+

C

T + C

De

vergelijkin

f

:

k

=

k,,)2 492

+

C ( T

)

3/2

P

.

t

.

u

./

lu'

,s

q

.

:t't

. ,

deg J:i'/ft

- T + C

492

ui . u;;::;;o;;w

dj.e bi:l:

1Fe

n bepaalde

t

emp

.

grenzen

jui

st

j.

s

(l

ucht

-

312

-+

414

o

F)·

T

=

abs.

te

mp

.

in

[ r e F.

a

=

constënte

(luc

ht

1,90)

C

=

constBnte

( "

225)

,IA--

= viscosi tei

t J.bjft

,

hr.

De

t

empe

ratmT

der luu

h

tfilm

is

104o-

~

.

20

.

30

o=

90

o

F

21

We

krijfen dus

:

T

492

)

3/2

=

0

,

0129

•

492

+

225

15

50

)

3/2

=

550

+ 225

492")

=0

'

,0140

h i

=0,

0225 0

,

0140

•

1

2

(1

3500

)

0

,

8

.(

0

,

76)0,3

=

3

1,

9

0

,

2

15

Voor

h

e

t

a&ns

lac

f\étn

de waterzi;jde

kri j g'c

men

nog h8

hs

=600

U = 1

0

,

405

1

,

1

5

1

.0~,~4~0~5~--~0~,~4~0~ J---+--~1---~1---+ --~~T~- ~ +

~~--31

,

9

.

0

,

215

26

log

.

0

,

215

UI J

600

D

-W

Dus:

~~7A'-~~~~~_"~~~~~~_=-~~~_

=

1~

,

30

0

,

0614

+

O

f

000375

+

0

,

00

175

+

0

,

00

1

67

=

0

,43

'

.

30

:24

A

=

4731

-;i-175':"';,3'--~;::--

sq ft

.

Totaal dus

nocii

C

O,~·31

=

2

,

82

dus 3

p

ij

pen

.

0

,

159

De

fout

,

gema

a

kt

i

n

de filmtem~erht1.J.ren

is

zeer ger

i

ng

,

ter

w

ijl

bovendten in

dit gev&l de

1nvlo

ed

minimaal

is.

De berekening

Vé~.n

ho veréUldert echter

:

•

I

~

t

. t"

/

-Berekening.

Voor de berekening van een

BF3

koeler zijn te

we1n1g

constanten

van het gas bekend.

Da~rom

is

eerst

onderzocht, of de ontbrekende

constanten aangevuld

konden worden

met de gegevens van met BF3

verwante stoffén. Hieraan zijn echter grote bezwaren verbonden.

Ten slotte

werd daarom besloten

als

gas

lucht

aan te nemen.

We

hebben de volgende koeler:

t

,

___

--.:

-

:

.

:

.

:

--

:

-

:

-

:

.

:

-

:

--

:

-

:

--

:

-

:

-

:

-

=

--

==~--

t, "

~(r---'~

~.---

r.'

..J-'C==========::::J1t:" ,

~

Voor deze

warmteovergang geldt:

q

=

U

0 •

Ao •

.A

t

Hiervan

is q en

A

t direct te berekenen.

A

moet

worden

berekend.

o

Om U te kunnen berekenen moet men A kennen.

We

bepalen A nu

0 0 0

door een

geleidelijke

benadering: men neemt een

waarde

voor Uoaan,

berekent

~

corrigeert Uoenz.tot men de juiste

waarden

heeft

ge-vonden.

Af te voeren

warmte:

Per dag produceert men 100 kg of 220,5 Ibs,

gas. Dit

gas

heeft een druk van 1800-2000 lbs.jsq in druk

=

1800-2000 x 0,07 kg/cm

2

=

126-140 kg/cm

2

• De gemiddelde temp van

het gas in de koeler is 40

0 •

Men

kan nu uit tabellen vinden, dat

cp van lucht

b~j

130 Atm. en 40°6 gelijk is aan 0

,

298.

Dus totaal

af

te voeren warmte is:

gew. gas x cp x ( ti - t

_{2 )}

=

220,5 • 0,298 • 72

=

_{4731 B.t.u/24 hr}

---

-

----_.

Berekening gemiddeld temp.

verschil ~t:

Om

t

_2'

te berekenen moet men

weten,

hoeveel koelwater gebruikt

wordt. Om deze hoeveelheid te schatten is aangenomen:

dikte der waterlaag: 1/300'

snelheid v/h

water

=

1

ft./sec.

Dus hoeveelheid water: 2 • 1 • 1/300

=

0,0067

c

u

,

.ft/sec

J ;

:

578,9 cu.ft/24 hr

.

Door water opgenomen warmte

=

gew

water

x

Sw

x (

t

_{2' -}

ti' ).

4731

=

578,9 ( t

_{2' -}

54

0 )

t

_2'

=

62

o

F.

Bij het bepalen van het gemiddelde temperatuursverschil in de

koeler moet men bij zuivere tegenstroom het logarithmisch

gemid-delde der temp. nemen. Zeer dikwijls is

in

een

walmteuitwisselaar

'

..

niet het zuivere tegenstroomprincipe toegepast. Bawman, MUller en

Nagle hebben uit de gegevens van vele onderzoekers grafieken

voor de correctietermen, die voor de verschillende

geval~en

~oeten

worden ingevoerd,

gemaakt.

De grootte van de

correctieterm~voor

deze vorm koeler. Y kan uit

een grafiek bepaald worden met behulp van de grootheden

x _

t

_{2' -}

ti'

ti - ti'

ti - t

₂

en

Z

=

t" _ t"

2 1

62 - 54

We zien dus, dat X

=

₁₄₀

54

=

0,093

140 - 68

en

Z=

62

54

=

9

Deze waarden komen echter niet in de tabel voor. t

_2'

moet groter

zijn. Dit is te bereiken door minder koelwater te gebruiken.

Dus b.v. 1/3 der hoeveelheid koelwater. De temp. stijging in

het koelwater wordt dan 3

x

zo grout, dus t

₂

'=

78°F.

Nu wordt

X

=

0,28

en

M.T.D. _

Z ;

3.

We vinden nu

Y

=

0,93.

dus 4t

=

Y •

_{At log gem.}

(ti - t

2') -

( t

2 -

ti')

(140 _ 78)

-(68-=

ti

t

2

1

ln 14

°

78

In t'

t ' ,

68 - 54

2 -

1

=

32,2

o

F.

Dusát

=

0,93 • 32,2

:_~2~!_

54)

=

In

Me

Adams wordt een formule gegeven voor de berekening van

de hier gebezigde

-

koeler. Deze experimentele formule van Van der

Ploeg luidt:

h

=

60,5

CO,27(

1 - 0,0099 t ) Btu/(hr)(sq

f'tj(deg

F).

(D,)0,05

C

=

hoeveelheid koelwater per ft. in lb/hr

t

=

temp in

OF.

D'= som der diameters der pijpen in een vertiCale serie in inches.

Per 24 uur vloeide over de koeler 578,9 cu ft water, dus per uur:

578,9.

2~432

• 2,205 _ 1503,8 lb water. Om te blijven binnen

de hoeveelheden, waarvoor de formule geldig is, moet dit water

over 1,5 ft lengte der bovenste koelbuis vloeien. Per ft heeft

men dan 1003 lb/uur.

Uit een ruwe berekening blijkt, dat de inwendige weerstand

20 x zo groot is als de uitwendige. degemid

à

elde temp. der pijp

..

.,

J

het totale temp. verschil.

66

0

+

2

0

=

68

0

F.

dus d

e

r waterfilm

=

67°F.

Voor de koeling zullen we 1/S"buis gebruiken:Uitw.diam.= 0,405"

Inw.

diam.: 0,215"

Uit de lito blijkt, dat U in overeenkomstige gevallen meestal

ligt tussen 2 en 10. Stel nu U

=

5.

.

4731

Daar

q

=

Uo. Ao.At l.sA,,= 5.30.24

=

1,32 sq ft.

Het Opp van

!~n pijp is: 1.5 • 3i~4 • 0.405

w

0,159 sq It.

Dus hebben we 8 pijpen nodig.

Dan is dus D'

₌

8

.

0,405

=

3,24"

en h

=

60,5

1003°,27

.

(1

...

0,0

0

99

•

67)

:a

~~~_~lWLiQ'Jl!Sf~~F)

0

_3,24°,05

Voor gassen in pijpen geldt bij koeling de formale:

1000F en lAtm

=

0,046.

j'-lucht

dat

~

.

voor luc

h

t 100

0

F 130 Atm

Uit een nomogram is te bepalen,

;KIt

_TR

=

2,4

_{PR : 2}

gelijk is aan 1,05, dus onder deze omstandigheden

is~~

0,048.

v

=

gew./sec.

1'.

opp. inw. diam.

0,215/

12

x

220,5/

24

Re:

.

'Re

=

13500.

Pr

=

C

k

=

0,76.

R

_{e -}

- D _~' • V

.P __

• 3600

x

I'~

x

_{(0,108/12 )2}

x

3,14

0,04813600

Nu moet men k bepalen voor lucht bij de temp. der Iilm:

Euken kreeg door combinatie van de vgl.

t.

k

==

a

. / ' .

Cv

.

BtU/hr,sq ft, deg F'/ft.

met de vgl. van Sutherland voor de verandering der visc. met de temp

_

492

..

C

T

3/2

.

.

.

.,

\\y

-k :

k

492

~

C (

~

~3/2

Btul

/

32 T

T

C

492

hr, sq It, deg F., ft.

die binnen bepaalde temp. grenzen juist is (lucht -312 tot -414

0

F.

T - abs. temp in oF.

a

=

constante (lucht 1,90)

C : constante (lucht 225)

~=

viscositeit lb/It,hr.

De temp der 1uchtIi1m is 104

0 •

t

~~

.

30

0

=

90

0F.

We krijgen dus:

.

k

=

0,0129 •

1;~

:

~~;

.

(~~~t3/2

=

0,0140

h;

=

°

0225 0,0140 • 12 (13500)0,8 • (0,76)°,3

3

31,9

. . . . '

0,215

-

---Voor het aanslag aan de waterzijde krijgt men nog hs'

hs

=

600 (uit 1it.)

---

_u

-1:

o

_0,405

₊

_1,151

_0,405

1eg

·

U,Á05

+

61

1 3

+

6100

31,

9 •

0, 215

26

•

.

',0,

215

u

_o

=

15,30

w_= __ = ___ =

Dus nu is Ao

=

15,1

4

:

3

;0 • 24 : 0,431 sq. ft.

T t al

o a

z~Jn

""

d

us no

d"

~g

0,431

0,159

= ,

2 82 d

us

3

plJpen.

""

-De fout, gemaakt in de Iilmtemperaturen is zeer gering, terwijl

bovendien in dit geval de invloed minimaal is. De berekening van

h verandert echter: D'

=

1,22".

o

hO

=

592 BtU/hr,sq It. deg F •

U

_o

wordt dan 15,32 Dit maakt dus geen verschil.

Koeler breed 1 5 IOOt.

=-==-==-=----=~