Fabrieksschema salicylzuurfabricage

~: 1

..

...

J.

F.

HAR

R Y V A

N. " F A B R lEK S C H E 11 A. ( I d. 'Taa-"'-'-... IJ· t <) ' 2 .. )

-

l

-

;f---+--

I

~

- I ~ I G"rut' Pit,. ),l~,l..!.!".!_ _ Af' I \ ) ,! •

["MB!

'52 otIIwtRP·· 5AUCYLZUURfAOOC~ J.fHAAAY'tAA ·" -- --- - . ---.~,

Fabrieksschema.Salicylzuurfabricage.

In de val-"::li teratuur worden trv'ee processen aangegeven voor de bereiding van salicylzuur.

Ia. Katalytische oxydatie van o-cresol.Als katalysatoren worden genoemd o.a. V20B en pyrovanadaten op silicagel als drager,

in aanwezigheid van Cr-, Al-, Zn- of andere amfotere hydro-_

xyden of hydraten.

Een gedeelte van het vanadium moet minder dan penta-valent

zijn.

De cxydatie geschiedt in de gasphase.De o-cresol damp en het zuurstof houdende gas, bijv. lucht word erJbver de kataly-sator geleid.

b.De synthese van Kolbe.C02 wordt onder de druk: van circa

4 atm.geperst in gesmolten Na.phenolaat.Temperatuur circa 1800_C.

Er vormt zich natrium-salicylaat.Het reactie mechanisme is

waarschijnlijk als volgt:

0

0 No... 7'

t/)-

0-~C)t t.J c...

" I +- t.01... I~/

_ ö H

---~

()-c..ÓOlUo...

-Door aanzuren met mineraalzuur (verdund zVv"avelzuur of zout-zuur) verkrijgt men ruw salicylzuur, dat na drogen, door

sublimatie gezuiverd wordt.

Van deze twee Drocessen Yierd het laatste gekozen om de volgende redenên:

a. Voor de beriJiding v.:J.n betl'el:::Lelij.k grote hoeveelheden sali-cylzuur, is het van. belang dat Elen ovel' grote hoeveelheden grond stof be schikt.

Dit is met Let o-c1.'e801 niet het geval.IIet FJ::'oduct WOJ:dt uit steen::ool teel' vorkreGen en zou bOvc:ldien nog gescheiden coeten worden van zijn isomeren.

b.Bovenstaande scheiding in de isomeren !J.aeJct de kostprijs

van het o-cresol relatief hoog.

P henolbere id ing •

:Sj.j bestudering van de verschillende in de praktijk ge-bruil:te 1)2'OC8 s sen komt [.'1e11 de volgende principe stegen:

I. I,.1en voert in de benzeen.l:ern een substi tuent in en vervangt

daze groep in een tvwede berrerl'::ing do o::c de hyc1roxyl-groep,

a. VoelvLücliL~ '·:lordt in de lJre-l:tijl': als sl1bsti tU8l1.t de sulfol1.--Zl1::ce Grpep gebrlÜJ::t.

Het sulfol1.eren is eon in ei8 )l:'aktijl: veelvuldig voorkom0n~1

·oroee s. In een l'eactieruünte (sulfonator) vlord t benzeen

on-der roeren en bi;j verhoogde temperatuur ve:cmengd met 1000

%

zwavelzuur, dat ver.kregen v/ordt uit H2S04, d.1,84 en oleum.

~ ~~\ so~H

--~~ \ \\ ~ 14_L

O-~/

b.Als substituentl:e-n men oo}: het Cl-atoom gebruiken.

Ook het g;hloreren is een in de praktijk algemeen toegepast

proces.

Men on.derscheid t :

1.Chloratie bi,j laGe temperatuur.

- 2

-De reactie tempel'atuur is hier

gedeel te van het benzeen word t

zeen.

350 tot 500C. Slechts een

omgezet in monochloor

ben-Men scheid t hot benzeen, monochloorueilzeen en poly

chloor-producton -ioor fracti ol1.ering.

b. Chlora tie bij een temperatuur van 1000_{0 onder dru...l{:.}

In. dit )!TOCes '.'lord t practisch alle benzeen gecllloreerd.

De re3ctio-]roducten worden eveneens verder door

fractio-nering gescheiden.

Bij het proces ondor a. '.'lordon minder polychloorverbin din-gen gevormd dan ol1.dor b .

c.ln sen van de modernste processen wordt monochloorbenzeen geproduceerd uit benzeen, zoutzuurgas en luchtzuDxstof.

Het proces is l:atalytiscl1.

Als :.wtalvsator kunnen genoend wOl.'den o.a. 1.Cu012 op ~uirnsteen •

2. Verbindingen van Ole!:lenterl uit do dorde en achtste groep van het poriodiek systeem.

De substituonten, sor,'el de sulfonzure groep als het Cl-atoof:l, ':rarden in do techniek 0ll de; volgende lilanieren ve±vc1l15en door de hydroxylgroep.

o..Door sawcnsl;J.elten met een base, bijv.NnOH e:d Ca (OH)2.

De temueratuur is circa 3500_C.

b. ln pluÊtts van de zuivere basen kan l:1en 001: verhitten

on-der druk met bijv. een 10~:; waterige oplossing van de basen.

c. In lüaats vnn sterke basen te gebruiken kan men de

substi-l

tuent ook katalytisch ve:cvangen l:1et stoom.

In de patent literatuur worden vele katal ysatoren aangegeven, -,vnaronder: oxltden, h~{droxyden of zouten van

Al, I.:fe, Th, Ti, Zr en Cu.

11. De laatste jaren ZlJll ook onderzoel::ingen bedaan over de

dir(~cte oxyd.atie van benzeen tot phenol door middel van

zuurstof o

no.

er invloed van katalysatol'en, o. a.: J2, oxyden

vnn Os ,Ru, V, Cr en ]10.

Dit proces ~:O!llt niGt in aenmerking daar het nog in het

~pl:J.nt stadiuo ver.keert.

IILHGt modernste pl"oces Ü3 do bereiding van phenol en aceton

door oxydatie van C~~een.

Dit proces i s vooral geschikt voor de productie van grote

hoeveelheden phenol.

De keuzen uit de hierboven genoemde processen viel

0 1) het chloreren van benzoen bi j lage temperatuur gevol;d

door vervanging van het Cl-atoom met behulp van een wate -rige Na OR oplossing bij hoge temperatuur.

Dit proces lijkt voor Nederland zeer geschikt om de vol:sen

de l~edGnen:

a. In Nederland \vord t tegelijkertijd met de NaOH bereiding door electrolyse van NnCl, grote hoevoelheden cllioor ge

-prodnceord.

I1 _{VOlgG,lS illCO·,'IOl'li.10n j.nformaties \'iordt de hoeveelheid naOR}

IJ aangepo.st aan de hoevGelheid c.b~oor die men verkopen kan.

Op het ogenblik "7erkt men niet op volle capD.ci tei t daar men niet zo veel afzet voor het chloor kan vinden.

b.Het procGs is niet-katal ytisch,hetgeen het proces en de apparatuur eonvoudiger maakt.

Gozien de betrelJ:elijk geringe hoeveelheid phenol, die in

Nedel"l::::.nd per jaar verwerkt wordt is dit punt van veel be -lang.

r

...

- 3

-Marktanalyse.

In Nederland wordt geen salieylzuur geproduceerd. De behoefte aan deze binding is enkele tientallen tons per jaar.

Hieronder volgt een overzicht van de invoer van salicylzuur gedurende de laatste paar jaar:

1947 1949 1950 1951 24: ton ~~3 ton 26 ton

70 ton (Ter waarde van

f

202.500.--) Aan Me-salicylaat werd ingevoerd:

1949 1950 1951

2~;, ton 60 ton

81 ton (Ter waarde van

f

390.000.--)

1--!<.Jt,A.~

~.-D

,!v~

Het salicylzuur word t voornamelijk gebruikt in de volgende , \ v~ branches:

~ ) voo~onservering

/ ' 2 ₃₎ cat _{re mtoffen} u fabricage

,

J

/

4) (wintergroenoliti), dit is een oplossing van Me-salicylaat.

Jvrl

\

.

~,

,

" Op deze cijfers is de capaciteit van het ontwerp gebaseerd.

I

\

~

Gerekend is op een productie van

±

180 to~jaar.

Voor wat betreft phenol vertonen de cijfers het volgende beeld: 1949 1950 1951 760 ton invoer. 640 ton ft 1000 ton It

De prijs van het phennl bedraagt aan de grens

f

3,50 per kg,

de marktwaarde is nog hoger.

In Nederland beperkt het verbruik van phenol zich voornamelijk

tot:

1) perspoeders. 2) lakharsen.

Op het ogenblik wordt in Nederland geen synthetische phenol geproduceerd, doch er is een fabriek in aanbouw van de

staats-mijnen, voornamelijk in verband met de voorgenomen bereiding

van poly-capro-lacta~m.

In dit ontwerp is rekening gehouden met de capaciteit van

± 1200 ton per jaar.

Bereiding van het salicylzuur. (zie schema).

Het proces is discontinu •

Vloeibaar phenol (smpt.40,60_{C) en 4b% NaOn oplossing (in twee} procent overmaat), vvorden gevoerd in de menger.Ha 2 - 3 uur is alle phenol in phünolaat omgezet.

Door perslucht word t de phenolaat-oplossing il5l de reactor ge-drukt. Er zijn tViee reactoren, die afwisselend in gebruik zijn.

...

- 4

-De reactoren zijn vervaardigd van Ni-staal.

De verNarmingsbuizen zijn op het oppervlak gelast.

In de reactor wordt de oplossing verhit met 30 atm. stoom tot 150°0.

De druk in de reactor is 20 - 30 mm

Eg.

Na 4 - 4-~ uur is al het water verwijderd. Daarna wordt 002 ingeperst onder een drQ~ van 4 ~

4t

atm.De temperatuur wordt· op 15000 gehouden.

Na 24 uur wordt wederom de druk verlaagd tot 10 mm Eg. en verhit tot 180°0, om het phenol te venvijderen.

Daarna word t weer 002 ingePörst tot een druk van 4 -

4-l

atm. bij een temperatuur van 180 O. De 002 druk moet nu constant blijven. Hierna wordt eventueel nog aanwezige phenol onder vacuum afgedestilleerd.

Het mengsel wordt nu gekoeld en daarna wordt water toegevoegd. De totale d uur van al deze bevverkingen is 4 dagen.

De Na-salicylaat oplossing wordt nu gepom~tnaar een ontkleu-~ings tan}r. Hier wordt de oplossing opgekookt met norit.

Via een filter komt het ontkleurde mengsel in een neutralisatie tank. Hier wordt het salicylz~ur,dooraanzuren van het N

a-salicylaat _{met 40% H2S04 , afgescheiden}.

De temperatuur wordt hierbij op 60°0 gehouden. In een centrifu

-ge worden de salicylzuur kristallen gescheiden van de vloei-stof.

fiit de moederloog scheidt zich na afkoelen nog een geringe hoeveelheid salicylzuur af. De vaste stof uit de centrifuge be staat voor 90% uit salicylz uur en voor 10~~ uit water.

Het salicylzuur wordt bij 600

e

gedroogd.

Na het drogen volgt sublimatie om het salicylzuur te zuiveren. De laiing van de sub lima tor is gelijk aan de hoeveelheid

sali-cylzuur, verkregen uit een reactorcharge.l'l..~&at: l 0, eN.y.l.<..bLi ... a.tu ..

{.1

Het sublimeren geschiedt bij 15000 en 20 mm lig.druk.

Het vullen van de sublimator vergt 2 uur, het ledigen 2 uur en het sublimeren 24 uur.

Er blijft een vrij grote hoeveelheid (10 - 15%) salicylzuur als residu achter. Dit is bedekt met een korst die verdere sublimatie verhinderd.

·

-...

5

-'Berekening van de sublimator.

De sublimator bestaat uit twee stwrken: a) het verwarmingsgedeelte.

Het salicylzuur ligt hier op 12 boven elkaar liggende

platen. De verwarming van de platen geschiedt door

mid-del van st/oom, die door buizen stroomt gelegen in het

inwendige van iedere plaat.

De platen zijn vervaardigd van gietijzer met een

samen-stelling van: 2 - 4)~ Ni, l;;G Si en 3~1~ C (waarvan 2,4%

grafiet. )

Het gietijzer wordt om de van te voren gereedgemaakte

stalen verwarmingsbuizen gegoten.

b)Het gedeelte waar de salicylzuurdamp afgekoeld wordt.

Dit gedeelte is een grote horizontale holle cylinder,

aan het uiteinde a~gesloten door een afneembaar deksel.

Op de cylinder is de vacuum leiding aangesloten. De druk

is 20 mmo

I1 Het verv,rarmingsgedeel te.

De sublimator is berekend op een capaciteit van 400 kg ruw

salicylzuur per dag. Br blijft ±

15%

residu achter.

Salicylzuur heeft een s.g. van 1,443.

Het schijnbare s.g. is niet bekend, doch dit werd geschat op 1

Volrune van 400 kg salicylzuur is dus 400 : 1

=

400 dm3.

De grootste weerstand voor de warmte stroom vormt de

salicyl-zuurlaag. Hoe dunner deze laag hoe klei~er de weerstand,

maar hoe groter het benodigde oppervlak.!

, De geleidbaarheid van het salicylzuur i~ niet bekend.

De dikte van de laag werd aangenomen. (1 cm)

Het benodigde oppervlak wordt dus 400 : 0,1

=

4000 dm2.

Dus per plaat een opp. van 4000 : 12

=

330 dm2.

Genomen werd een afmeting van 4 x 9 ft 2

(±

335 dm2) per plaat.

De dikte van de plaat is 2 inch, en de afmetingen van de

doorsnede van de venvarmingsbuis 1 in. inwendig en 1,25 in.

uitwendige diameter.

Het verwarmend oppervlak wordt dus bepaald door de

hoeveel-heid te sublimeren stof.

Verder mag de bovenkant van de plaat niet warmer worden dan 1550_{0 (310°F.), daar zuiver salicylzuur smelt bij 15900.}

Het is te verwachten, dat de temperatuur aan de bovenkant

van de plaat practisch gelijk is aan de temperatuur van de

gebruilrte vervvarmil1gsstoom, hetgeen hierond er aangetoond zal l,'V'orden.

De benodigde warmte om 340 kg salicylzutrr te sublimeren is

te berekenen uit de sublimatiewarmte van het zuur.

Deze warmte staat niet opgegeven in de literatuur, daarom

is ze hier berekend met de formule van de Clapeyron.

Q.J4 Q subl.

=

dT

.

T x(V

g -

Vs)

In de literatuvx werden de volgende gegevens gevonden:

p(mm !fg.)

8,2 14,5

0

...

- - - -- 6 -Hieruit volgt~ dp

_.

6,3 _9,063 mm Hg.= atm. =

---dT _{10 760} Mol.volume: 760 x 22,4

=

1175 1. 14.,5

Het vol.van de vaste stof wordt verwaarloosd.T = 4230

_K.

0,063

Q

--- =

---760 423 x 1175 423 x 1175 x 0,063

Q

= --- =

760 412 l.atm.= 39,5 Btu/mol.

Mol. ge\'licht van salicylzuur is 138.

Dus Qsubl.= 1~~~ x 39,5 = 286,1 Btu/kg.

Sublimatie warmte van 340 kg sal.zuur = 340

x

286,1= 97480 Btu

Dit is dus de benodigde warmte per dag in totaal.

Warmte afgifte per plaat en per uur: 97489

1 12x24

=

338 Etu.

I Berekening van de over~}.ll-coeff. (U_{o )} per plEl.at:

1 \ Nu is

u

=

o Do 1 + 1,151 Do Do d l

)

Do = D·

₌

dl..

₌

ki

=

k2

=

hi

=

---log---

+ ___

-",/ k· _{J. - Di k2 ·}t

ui twetndige diameter van de verviTarmingsbuis = 5/4 in.

inwendige st " t t ft = 1 in.

weg van de warmtestroom door het plaat materiaal.

therm.geleidb.van het buis materia.al

=

30Btu/br.ftOp

.. .. . . " plaatmateriaal

=

24 Btu/hr.ftOF.

overgangsfactor van stoom op de buisrand in Btu/hr.sq.ft~!

Voor d werd genomen de helft van de

dikte van de plaat= i in.

Nusselt heeft een afleiding gegeven van het geval dat stoom

condenseert aan de buitenkant van een horizontale cylindrische

buis. In ons geval vindt condensatie plaats aan de binnenkant.

Bij benadering is nu aangenomen dat hi voor beide gevallen

dezel ida is. 3 t

hi

=

0, 95 (

Y..f

ft

gLa) 1/3

~,w

kt = therm·8eleidb.van de condeswaterfilm op de buiswand • in

Btu/hr.ftOF.

=

dichtheid van de waterfilm in lb/cb.ft.

versnelling tengevolge van de zwaartekracht in

ft/hr

2 •

lengte van de buis in ft.

absolute ~iscositeit in lb/r~.ft.

afgevoerd condenswater in lb/hr.

. 0

Nemen we s'toom ,van 310

F,

dan is:

kf

=

0,409

Btu/hr.ftOF.

t

p

=

56, 9 1

bi

c b • ft • 2

~ ; 416,9 x 106 ft/hr •

B~rekening

LH

voor I ~ '\ r -~

I

I I ' _ _ -1-____ -4 - 7 -1 "9laat: ! j t, ! -',\ \ ' t , "-_....

Stel we nemen 15 bochten, dus de buis loopt 8 maal heen en

weer. 4

~

=

16 x 4 : tgoL

=

Sin'" 9/8 x

t

=

7

,

1111.

Hieruit volgt: sino(= 9,9993.

L:a:=

64

o

,

9903

=

64,6 ft.

Berekening van w.

Conuensatiewarmte van stoom (3100B)

=

902,6 Btu/lb.

Hieruit volgt voor VI per plaat: 338

-9-0-2-,-6-, ,-

=

0,374 lb/hr. x 56, 9~~x 116, 9xl0 6x64, 6 1/3 ;;. " \ - ) =T 30440 :JB tll/hr • • 0,34 x 0,374 \'---...---/ ' : .. / ftOp

.

u

_o = 1,25 - - + 35L~-10x12 1 1,151x 1,25 12x30 1 Log 1,:2 5i<o1+--12x24

De eerste term in de noemer is te verwaarlozen ten opzichte

van cle and ere trree dus:

u

= o 1

--- =

257Bt~hr.ft2oF. 01°0038

+

0,0035 Q ;= Uox A x t. A = t =

vervv"al.·mël. oppervlaI::.

338= 257 x 36 xL1 t •

temp. verschil v. cl. stOI:lIll en de

boven-kant van de plaat.

338

.d i = _{257x 36}

₌

_0,037

°

_F.

ho O. ,h.ie r-JS

Hieruit volgt dat de temperatuur van d~too~10oF mag bedracen.

Nu moet nog als cOY'_d.itie gesteld worden, dat het

temperatuurs-verschil tuasen be~in en eind van de -gervvarmingsbuis, van

iede-re plaat, niet gro~er zal zijn dan 10 F.

Blijkt het verschil groter te zijn in dit geval, dan zal bij

iedere plaat op meerdere plaatsen stoom ingevoerd moeteh worden.

Stel het aantal stoof"ünvoeren per plaat is

in.

Vinden Yve bij de berekening van n een getal kle iner dan 1,

r

" •

-- 8

-Stoom (310°F)

·

_·

P= 77,68 lb/sq. in.

stooln (.:;OOOF)

_·

·

p= 67,01 lb/sq.in.

AP mag dusmaximaal 10,67 lb/sq.in zijn.

Berel'::ening van de stoomsnelheid .

w = 0, 374lb/hr. _dbuis

₌

_{1/12 ft.}

.,,- 1/

_{... - ",}

:)

_I.J:..L11 ..o·'G _.

Vol. van 0,374 lb stoom

=

0,374 0,1785

=

2,096 cb.ft.

r -

0,1785 lb/ft 3 • 3' 0-:

Stoomsnelheid: 2,096

=

382

7\ x (1/2-4-:) 2:::-_{x- n}

n

ft/hr.

Er ViY1.J:l.-G i.n (!r:;. stooqpijp laminaire stroming plaats irulien

Re kleiner is dan 2100. R = rvd

rrJ

'YJ

=

0,0354 lb/hr.ft. R= 0,1785 x 382 x 1 161

---

=

n x

12

x

0,0354 n

De stroming is uus in ieder geval laminair want n is een geheel positief' Getal.

Lengte pijp is 64,6 ft. Hierin zitten 20 bochton. 1bocht is aeqivalent I:let 6

174 ft. 32 x'l} vI

p= ...

1---:--:;--g x D'l.

ft.pijp, dus 29 bochten met 29x6=

32

x 0,0354

x

382

x(64,6

+

174)

p= 416,9 x 10 6 x (i/12)2 x n

Z

=

0,0375 x 1/n2 • Pffiax=10,67 lb!sq.in.=lfJ41 lb/sq.ft.

n 2

=

0,0357/Hli41.in is dus veel kleiner dan 1. Dus 1 s-coomaanslui tiYl..g per pl~(.'.t is voldoende.

Berekening van het koelelliygedoelte.

Het koelvat is een grote holle horizontale cylindrische ruimte, afgesloten door een afneembaar deksel.Deze ruimte is a.3.I?gGsloten op Vé'.c\:l.ll!:1.Druk 20 mmo

Over de ei.genschappen van het salicylzuUJ:gas is niets b e-kend in de li teratuu.r. Het is dus niet moge11;jkom de warmte-overgangscoefficient aan de binnenkant van het vat te bepa-len en daarom oole nj.ot de wand temperatuur,

Het enige vrat hier te doon. vO.l t is, aalli"lemelijk te maken, dat de grote van de cylinder voldoende is om te voorkomen

dat er salicylzuurdamp wordt afgezogen in de vacuum leiding. ,

Het sublimatiop\JJlt van salicylzuur ligt bij 76°0 (1690F) De eis is dus, dat we op een zeker verticale doorsnede

van de cylind er, ter plaatse L, de ter-:pel'ntuur kleiner of

gelijk is aan 169°F, en wel moet dezo doorsnede liggen voor de ac.nsluiting van de Vo.Clll'L:l leiding.

Als de lengte van het koelvat tot dG vacuum ao.llslLütil1g is hier genomen: 9 ft.

~,--~--- -

-

-9-Het koelend opp., gereke:nd tot d.E) VaCl}Jl.rn aansluiting, bedraag:!:.

dus:

3,14 x 10 x 9

=

282,6 ft2•

De totale warmteafgifte per dag is te berekenen, deze bestaat uit:

1) De vrijkomende suhlimatiewarmte ad 97480 Btu.

2) De warmteél18ifte van de kristallen, wanneer zij afkoelen.

rle zullen als maximum temp. van de kristallen na afkoelen,

aannemen, het sublimatiepunt van salicylzuur. ( 169°F ).

In de literatuur z~1n alleen enkele waarden voor Cp aangegeven

bij lagere temperaturen dan 3100F.

0,1668 0,2168

°

,

2755 166,7 2~t:v CJLc _ , 1 2Ç{o ,. ' . J ' ) , 0

Door extrapolatie vinden we voor C bij 310°F een waarde van

: 0,35. De vrijkomende warP-lte bij aflcRelen, bedraagt dus:

340 x ( 155-76 ) x 0,35

= 37200 Btu / dag.

0,252

De totale waa~e af te voeren warmte bedraagt dus minimaal:

97500 + 37500 = 135000Btu / dag = 5600 Btu / bI.

Het logarithmisch temp. gemiddelde over de beschouwde lengte van het koelvat bedraagt:

(310 - 68) - (169-68 )

t= - - - == 1610

F.

242

?,303 log

-r-ï-

_{_0}

Als temp. van de buitenlucht hebben we dus 6SoF aangenomen.

Q = k x F x t. 5760

°

== 0,82 F. Do / Di = practisch 1. t == 25

x

282,6

Ten opzichte van het totale tömp. vE)rschil tussen binnen-en bui-tenkant van het koelvat ( !~! F ), is dit dus te verwaarlozen.

We vinden dus voor de overall co.ë:fficient:

Nu

is:

1

Q

=

U

_o x

A

x t.

Zal het koelvat goed functionneren, dan zal de minimaal benodig. de overall coëfficient een ,,'!aarde moeten hebben van:

__

p

§Q

Q

_

_

=0,123 Btu / hr sq ftOF.

"

;

-10 ...

Daar hi volkomen onbekend is, stellen we h1 = ho

I

n.

;;"{e veronderstellen dus, dat hl kleiner is dan

hO,

want voor

n nemen we slechts positieve waarden.

Dus:

U_o =

ho / (

n+l ). (verg. 1).

De minimale "'vaard_{e voor Uo bedroeg} 0,123 Btu / .hr sq.ftOF ..

De minimale wnarde voor l~ moet dua zijn:

ho

=

0,123 x ( n+l ) (verg. 2}.

We volgen nu de volgende procedure:

We substitueren voor n enkele positieve gehele getallen ir

verg. 2 en berekenen dan achtereenvolgens de minimale ho ~ die

vereist is om al de vrijkomende warmte in de sublimatmr af te

voeren. Uit deze ho volgt een bepaalde wandtemperatuur.

Deze vinden we nl. uit de verg.:

t

=

( t - 68 ) = 5600 / ho x 282i6.

Nu berekenen wewde werkelijke hovoor deze gevonden t_VlJ uit de

verg. : hU __ 0 0 __ :: 0,47 ( 3

?

DO

i

f

flg Ll t C_p

J1:r

0~,25 - - - ) ( verg. 3 ). 2

Ij

f

lef' kf

neze verg. is afgeleid door Nussel t.

Zo12.ng ho,berekend lli:t verg.3 hoger is dan ho uit verg. 2,

is de sublimator i n staat zijn werk te doen.

Nu zoeken we naar die waarde van n, waarbij de twee waarden voor

h ten naaste bjj gelijle zijn ..

Z8doende vinden we, bj'; welke verhoudL'Ylg van ho en hi de

subli-mat0:r niet goecf' meer fl.lnctionneert. Is de gevonden waarde va.

n, waarvoor dit hst geval is, vol!loende hoog, dan is de

suhli-mator in ieder geval ruim berekend voor zijn taak.

c _p

₌

s.w. in BtuoF.

/lij

f

=

absolute viscositeit in lb / hr. ft.

;r

Iet

::. ther!!lische geleidbaarheid in Btu

/hr

sqft OF.

=

(J ::. uitzettingscoëfiicient /

OF.

..

--~---~ .

•

-11-De uitkomsten van de verschillende berekeningen worden hieronder in tabelvorm gegeven~ n 1 2 3

r

t

0,.0655 0,0682 0,0701

IV]

f 0,0484 0,0465 0,0460 1~ 0,0153 0,0148 O,01~5

c

P 0,,237 0,,237 0,237 hO (vg .. 2) Ïlr\ (vg. 3)

tv,

Ll t

(6~ ~

0,246 0,3~8 148 80 0,369 0,.362 122 54 0,492 0,232 107 39

Uit bovenstaande tabel blijkt,dat de sublimator goed werkt indien

de verhouding ho/hi niet grster word.t dan 2,d.e wancltemperatuur mag

dus niet lager zijn dan 122 C.

Literatuurverwijzing:

Salicylzuur:

Pharmaz.Ind. :~419-21.

Pharmaz.Ind.~217-219.

NUOVB Riv.Oli! Vegetali Saponi:36,.34,146-147,156-158.

Journ.Am.Pharm.Assoc. :18,14-17 Jan~)lU.S.Naval Ac.

Ind.Chemist Chem.Manufacturer:~,73-80.

Journ. Am. Pharm.Assoc. :1.8,1.4-17Jan. Norman E.Woldman.

Rev.gen.mat.color:32p100-2(1.928).W .. J.Hale"Edgar C.Thritton.

Rocniki Chem.1.,43 6-45 (1927). W .. Bryd.

C.hem.and Ind.M,.104G-9 (1931) • Gilbert T.Morgan.

J.Am.Chem. Soc. :67,1033-4 (1945). Henry Gilman,A.H.Hanhein •

.§1,20f39-92 (1945)

Dent. Apoth. Ztg.QQ.,1209 (1935). C.A.Rojahn ..

Patenten:

...

Brit. :103.739.Apr.1.8,.1916il05 .. 613 .. Apr.19.1.916;10S.739;298.142;492.3' o~

460.282; 384.558; 638.196

U.S.:1.265.378;1.284.468;1.380.277;1.909.355;1.909.354.

Garm.:73.279;78.708;575.955;624.318;688.196;76.441.

Fr.

:635.717

CIOS!D.iII-25;XXVIII-29

FI.AT:.744.

BIOS: 664 ;1246.

Phenol"

Phalrnl,

J.

:~,460-2 (1931). VI .G.Adam.

Industia Chemica ~.§.,,6247-51 (1931) ,G. Malvano ..

Oil and Gas J.:34

ê

n=44,75-6(1936) D.R.Straies.

Jahrbuch der Org. hemie Jg.18.

J .Ind.Eng.Chem. :~t279-80(1920). Kirk Brown ..

Ind. Eng. Chem. :l.Q..,.1066-70 (1924) .D. H. Killiffer.

Ind • Eng • Chem. : 20 ,114-24 (1928). W. J. Hale ,E.C .. Bci tton. . .. J. Ap:?lied Chem. :~3 64-9 (193;2J .1f. J . Ushakov ~N .O.Zelinsld,I.

Southern Power Bnél Ind. : 62,rt-10,94- 9 (19'1'1) .. F.C .. Smith.

J . Ors. Ghem. Ind..

:L

675-7.

rr

.

1.1. Vorohzhts OV.

G 293-300 (1939)

Anon.Ncn~' Eel. (t).m.éh8m.Soc. )1,'3~92:t-2(19/W).

C;hem. Eng. : .54 "n=9 ,1 (~2-4 ,.140-3 (19,j:'1 ) • Jam0S 1'4 .. Loe. Ind • EnG. Chorn. : 42, l,jA 6-55 (19 RO )

Patenton:

·

~3 "t '2°0 30()··7.~7/1 C)/13,!l1C! O·70·!l0r.. (~;'(" 10':è 1:''-'/1 '104 <::'20'l')h 62h)·1·r.:;6 " 6<1 -- I .""'''~ .. )(~:. _ C)bO.J,J:i:. '-, '.-:- l :r {J. . ... /O , ':-J.:.",J. U.':U, u . OO:,:, '-... ~ , ~L).'..Jt , f~.J .·(V J

U~J'60~ h) 7 ·~~a ~~9.~07 n~r

• • f , ~., r "). (.... I!..) , 0 {:.".1 • I;; 1:-.1' ,D.) • ( .-,0 ~ •

U

.

s.

:1.607.618;1.735.327;1.806.798;1.821.800;1.884~710;1921.373 "

11·925.321il. 936.567i1. ?5g.35Ril.961.8.34;1.966.281;2. O~5.~17·1.88!~710

.320.454,1.210~726,1.21o.14~,1.227. 894;1~274. 961;1.274,394! 1.301.909 ;1. 308.757; 1.309.633 j l .• 312 .127 i1.466 •. 991 ;1. 547.725; 1.835.055;1.833.485;2.281.485;2.328.920;2.334.483;2.329.070; 2.367.731;2.311.777;2.409.045;2.415.101;2.440.233;2.439.812· 2.439.812;2.456.597;2.157.996;2.485.476. ' Germ.:575.955;588.649;624.318;

-12

-Vervolg patenten

;

Germ

.

:485.310;730.236. Pr. :693.341;720.720;720.721;730.462;756. 863;756 .. 814. U.SSR:28 .. 219. BIOS:t$t,560,664,507,937,1246.

CIOS :x:a-l.02 ;XXrr-14ar~III-25.

FIAT:768;768 (suppl.n =1).

-..

" • ' . ~ ~. -0

-13

-Aanvull!në •

bij .de ·berekening van ·h .. inde verwarmingsbui-s, vinde-nwe ·een waar- .

tie vatl. .. ~8440 Bti:1!hl: •. ft;()F • .

-De·ze. .waarde is .. zeer hoog. en niet waarsc.hijnlijk.Een verklaring hier

-voor is,dat de stoomsnelheid in ons geval zeer geri~g is. (382 ft/hr)

qe kunnen de stoomsnelheid dus wel verwaarlozen. 20

Voor h_{i is nu.} een waarde genomen van 8000 Btu/hr.f~ F.

(Nomografisch bepaalt,zie:.William H.Mc Adams,Heat Transmission,bl z.

269. ) •

Len.gte stoombuis ~64.6 ft. ') C)

Diameter stoombuisJ/12 ft.OOD. :1/4 • • 1/12(--. 64,6=O,~S53 ft~.

Qsubl. =338 Btu/hr. plaat. ...

~ ~=hi. F. (ts-~iJ~.

308=eooo. 0 ,300. (t -tw).

(t _s-"ty,)=O,960F. s ~ ~

Het temperatuursverschil is dus ~Daar het plaatmateriaal

tJ.i t gietijzer be sta-at ~ is r1 : ',varmtegcle idingscoëffic iënt zeer goed.

(+ 25 BttJ}{hr.ft. F. J.

-Detemperatuur aan de bovenkant VD.n de olao.t zal niet veel verschil~

o -"

lan van die van de stoom(ca.2 F)