Litteratuuroverzicht: Dimethylbutaan

'--""'II!<=~---:---" - - -

-~

.

L it t e r a t u u r - 0 v e r z i c h t

Het 2.2. d:i.rruith:Tlbui aan of neohexaan kan op twee verschillenc1e manioren ees;rnthetise:)rd '''Torden:

' le door isomer isat ie

20 door al~J1atie van koo lwatfJl'stoffen mAt een olefine De a1ky1atie kan katalytisch of thermisch gebeuren.

[~J

•.

De ieomer is.atie VR..."1 hoxanen tot neohexaan is beschreven in de vo 1gende patenten:

a. W. Kruse en C. Nyzewander (Stand. Oi1 of Indiana)U.S. 2.406.728. Deze g~bruikf.ln A1C1

3 als katalysat~r. Uit he~ ·oatent blijkt, dat er moe11i,jkheden ~i.Jn om Ren stable1e SlUI'l'1e te vormen.

Een opbrengst wordt niet ge:'1oernd. De opbrengst kan verhoogd worden door recyclen.

b. R. Burk en H.P. Lankolman (stand. Oil of Ohio)U.S. 2.381.434. Deze isomeriseren met A1Br3 als katalysator. Ze zeggen, dat een

aanzienlijk deel V8n het reactieproduct neohexaan is.

Er valt uit de patenten te concluderen, dat het isomeriseren van hexanen tot neoheXae..l1 nic)t al te fraai gaat.

Daarenboven heeft de al~Tlat ie het gro te voordee 1, dat een koolwaterstofgas o;lJ.gGXet kan worc\-:,n in cc·n motorbrandstof.

Het b1i,jkt, dat de alkylcring in vere;elijking met de isomerisatie veGI f,rotere oJ:)brenESsten gsc:ft t .o.v. het uitgangs -materiaal. De alkïJlatio kem het vooràelir:;st uitgevoerd worden door

isobutaan te alkyleren met aetho :m. Immers om isobutaan en aetheen te verkr ijgcn gaat 1;len uit van aet.h..a~, propaan en butaan. Deze gassen hebben als sasyormigo brandstof niet veol waE;rde on ze komen voor in raffinaderijgas en aardGas.

De katalytische e.lk;rlatie is tot nu toe noe; maar alleen op lab. schaal uitgevoerd. Als katalysator wordt gebruikt AIC131 AlBr3 en CO 2•

Het neohexaan producten.

ontsta;~t voor onc;pvo,.:r 10-20;~ naast al1.dere De thermische alky1atie geeft (:>':'11 grotere opbrengst aan neohexaan.

Vo~gens het patent van F.E. Frey en H.J.Hepp (Phillips Petr. Co.)U.S. 2.209.450 is 40% van het ontstane reactieproduct

neohexaan. Een groot voorë'tG~l vnn het thermische al1cy12ren is nog, dat de al1çy'latie oven zichzolf controleert. We krijgen n.1. te maken met po:1ymer iaat ie en al1qlatic re ac tie s ener zij ds, die exotherm z:tjn en krakingsreacties, dio ondotherm zijn~anderzijds. Loopt de tempe-r atuutempe-r do r he t po lymer isercn en alkylcren zo sterk op, dat er

krak~g beg:im:it op te treden, cJan loopt de temperatuur door die krakiwg weer achteruit.

. Uit liet bovensta8J1.de vo 19t) \701, dat thermische al1çy'lat ie van isobutaan en aetheen het l?;tlnstigste proces zal opleveren.

Deze alh.-ylatie is in de praJ<:tijk uitgevoerd door de

,Phi11ips Petr, Co . en is bcschrevEm in nat. Petr. News 32 R 234 (1940 ) door R.C. Aden.

Het bleek, dat ho[!;c3 àl'u}c en hoge temp. (';unstie; waren voor het rendement van de alky18.tie 1.'!at betreft de opbrengst ae.n

neohexaan.

De eigenschappen en tOQpassingen van het neohexaan worden beschreven in de Refiner 18 4~!0 (1939). Het wordt gebruilct vanwege

zijn hoogoct a 8..ngehalte (95) en zijn oiG:nschap~ om - iso-octaan vluchtiger te maken. Een mengsel van 60~ iso-octaan en 40% neohexaan geeft een ui tstekende vl iegtu igbenz me. De bere iding van het voor de a1kylering benodigde aetheon ["8schiedt door kraking van aethaan en propaan. Deze thermische ontleding geeft eon groot aantal

reactieproducten. De hoofdproducten zijn waterstof, metharm en ~theen. Er worden })2'aJ.:tijJccLifcrs r::ogGven door H.C. Schutt in

Chem. Eng. Proe;ress 43, 103 (1947) . Voor dit fabriekschema zijn dàza cijfers aangehouden wat betreft de invoer V811 de kr2.skoven en de

ontstane r e 8.C tiepro ducton.

De grootste opbrc;ngst aan aetheen wordt b,-:;re ikt bij lage

druk en hoge temp. resp. 1-2 atm. an 14310 F. De invoer is gas afkomstig

uit eon :raffinaderij.

-- -- --- - ---_._-

--De kr aakoven

Zoals in het litteratuur ov~:.:r ZiC}lt is aruwegevenb moet de

pyrolYf'e van de gassen plaatsvinden bi.i eon temp. ven 1430 F en een druk

van 1 tot 2 atm.

(3

De krakint; vrorèt uitgevoerd in een buizenoven. Daar er zulke

hoge temperaturen optreden, mooton de buizen van spec laaI materiaal gemaakt worden. Het chroomnikJcelstaal 316 l::an o8.,e-Tvoor gebruikt wordE::~.

V01'gens Schutt is de maximale diameter van de buizen 4, 5". Anders kr ij gt men te ho Ce insta.llat ie en ondG~~houdsko sto:q.·

Voor de e igenli.ike kraakoven kan eon voorverhitter geplaatst

wor den, da2r hie:1"vo or buizen van eoe èkoper ma.&er ia8.1 gebrtl !kt kunnen worden.

Deze voorverhitter vervrarmt de gassen tot 500 F.

We nemen voor de pyro1yscoven ecm oven, die 11 000 B.t .u.;sqft/hr

verhit en veronderstellen, dat die warmèe in zijn geheel wordt oPGenor.len.

De buizen worden 30 ft lang.

re

opceno:':en warmte dient voor het opwarmen

der gas sen en vo 0 r de kT akine.

De s.V!. Yén de gassen is vo 1[,,:ns schutt gemièdeld I, 2. Om

10. 783 lb reactiegafJ ven 5000 F tot 14310 F te verhitten is dus

10. 783

x

1,2x931= 12.000.000 B. t .l1../b.r nodipo

De krakingsreactiee zi\jn ze'-.:r cecompliccc->rd. Om iets van de

warI":1tehoeveclhe id te kunnen zegcen, be,rekenen we alleen de beno c1 igde warmte

voor de kraking Vêl..n aethe.a.n, propeen en propaan; di t zijn de drie

voornaaaste componenten, die c;okraakt worden.

Invoer omzetting reactiewarmte/lb mol benodi~A~

b i,j1400C • ., warmte-32.56 1b mol C 2H6 10% 13.000

43

.

62S

37. 15 lb mol C 3H6 40% 3.500 AO.OOO 96. 4 lb mol C 3H8 88i~ 37.400 3!173.400 totaal 3. 296.028

De reac t iEiwarmten zijn ontleend aan Meyers P. S. en Watson K.ri.

(Nat. Petr .News 38 R. 439 (1946).

De totalE; hoeveelheid wal'mte, die nodig is in de krakingsoven

befu~aagt : 12.000.000 + 3.296.028 : 15.296.038 B.t.u./~ Hiervoor is dus

no6ig: 15_{,296,028. 1390 "'qft}

11.000 0

De oPP. VEn 1 buis is: 30 .. 3.14 ~ 4.5 12

Het totaal 8.antal beno c: icde b'1.Îzen voor de verhi tting bedraagt:

1390 - 39 buizen

30 ~ 3. 14 x 4.5 - - - - ---_. ---.

12

!Jen kr ijgt e::hter ook te ma}~Gn met het drukverval in de buizen.

Voleens Schut.t is een r;unstige drllJc V001~ de krakine circa 50 psi, bij een

einddruk van 30 pS' i . Het drukverv8.1 in een bu is vo or een gas me t een hoog

Reyno lel' s gotal "yordt gegeven eoor de voor dit geval genlodificeerde

vergelijk~ van Fanning (nc Adams) dp_ Oe0235f W ) l~B

èL- D 4, 8 1000)

.. " 1.. is de to tale aequi vc;,lente lengte J is ge 1 i,jk aan de lengte van

een

buis plus de lengte

van

een buis, cUe hetself

_ó

le drukverlies heeft als

D.et drukverl ies, dat optreec1t in 60 bocht Vml 180 , die tweE': buizen

onàerl ing verb indt.

.-Vo 1gens perry blz 825 is de ze laatste ge 1 i5k aan 75D.

L :30 ..

ti

D

=

30 .... 6. 25 D W • J:07A3 lb/hr

~

=

70 micro"poises (Schutt)

Voor ~ geven iTeyerr, on WatRon voor de pyroJ:yse van zuiver propaan onder dezelfde reactieomstandigheden als onze kraking 0.095

lb/cuft. Voor onze berekening zullen we 0.09 lb/cuft nemen.

Voor de 39 buizen, die voor (le verhitting nodig zijn, kr i,i gen 1','e dus:

4

~"~.~

\

~:

v

~

...

/

AF.

~~~~~~

X

V/~

l '

4.5

~

I

û~I.!Y.k\{'"

/-'"

(10783) 1.3 ( _ _ _ k . . . ) ( 1000) 0.2 x 70

o:ö9

x (30 ... 3.25])) x 39 I .. ~ ~

.

~"

AF.

70 IJ si ,

De beginàru..1<: yrordt dus 30 ... 70

=

100 psi. De vereiste druk

van 50 psi voor het kraJ.~0n zal dus ook '''el bereikt l'7orcJ':;n. Precies is

dat niet te zege;~n, ël[c'r eigcnli,jk b'.lis voor buis nae-:eg'~é.l.,n moet worden, hoe de conversie }J18.ats Yinc1.t bij de in clie b3paalde buis heersende temperatuur. Dit naf,Ci.::'n van buis voor buis is o·::k nodig Olil te zien of

er wel C;enoeg ruimte: is voor de conversie. Deze drie factoren; drukverval verwarmine-soPJ!o ,:ln het benodigde volume r,lOeten alle dri~~:li..ik aantal buizen r~ovQn.

:oe

ze dr ie gl'OO tho dnn hangen natuurl i5k onclerl ine; Sar,1en.

Iets over de conv(jrsieruimte te zegsen is moeilijk. Gezien

h'et feitenmateriaal van Schutt 8n watsonj11eyers mO '.m we V"el aannemen, dat bovensta8.l1de" oven het 1.'.'el 28.1 (loen. Onpeve8r 2/3 van h3t aa.l'1tal

buiz$n zal in de directe veThitti."'l~"SZOne moeh,m ligG~m.

H e t k o e l s ; y : s t e e m

De gasnen, àj.G uit de kraakov8n koraen, moeten snol

afgekoe.ld worden, à8.é'c)'· a110flrs de o'·'br:Jnrst. aan aeth'tTleon achteruit gaat.

1

,,-

_

J Dit afschr iJ.~ken ['"cbeurt in eon tO:::'0n, ',"a81' Ol1c;uj'in ('tG eloe iende gasson

I~nv'- komen on boven in \ •. ratergesproeiè wordt. De toren is ~7e(kelteli.jk

.. I opgevuld met rascl-lig r Îl1C3n. We y.rillen de gassen koelen van 7750 Li tot 'lJ 400 C met koelwater Vém 300 C. Het l<:oelwater \70rdt afgevoerd bij 800

c.

\1.1

Het nadeel V8n hot gebr1'.ik v(m~ator is, dat cJaprdoor de v.rarI:lte van de

~~

lcraakga.ssen ni(:;t p;orccenerecrd 1:an wor_::'en. Als er met. (·';.:'n hoogkokende

koolwaterstof g"okoeld worc't, is 1narmte reg·:meratie ~nof.cli,ik. :::en kri.igt dan ec hter een onz'üvor (ler géUl uit de af scllr iktoren door' de ontlo d ings producten van de afschrikolie.

i

~

Aangezien de warmte toch verloren gaat, is er eon zo goedkoop mogelijke koelill(\" VEill hr:=~t. af:-:c}1ri.l(water nodig. Daal'o:n 1tTordt eon regC:Y'J(or~ler peko?;~?n, è1'Ï.t) Yl0t ZE-",v'8.ter r,-c)}::ocld \"orc1t.

Berekcninn;, van de hoeveelheid afschriJr't!ater, dat nadir: is 01".1 de

1aaaJ::gassen

,;ru:J.

775

0

c

_{tö't4ö"0_.Q. af'}

_t

_e

_koelen.

Is c~) de S.W. van een [as voor 1 mol,

~tDrc.1en als een functie van oe ~bsolute temp_

c TI .:: fiJT.. ET oW C T ~

De hoevee ll1e id ;rarmt~ (: ie v~ ij ;comt b i,i afko cl ing tot T 2 is clan ,,'l"î T..J. ~/=j cpdT

=

J (a .. bT .. CT 2 )dT . / .// T 2 T 2 / / , / ./ / Q.

=

a (Tl

C

I

~

i-Véh~~

··'

----08n kru1 cp uitgedrukt 'il3n 1 mo 1 gas v an ~l

5

P<::r uur ,~orden de vOlg€-mde hoc~Ye'....:lhec1:Jm, ['"aseen door de toren gevoerd:

14 hp;lno1

₁₁

₂ 15.5 kp,no _{1 C3}H₆ 4 !±.8 ~g}!101 CH 4 -; .0 Kgno1 C3H8 73.2 _bemo 1 C ~4 1.9 :kLgmo1 C 4H6 13. 9 hgmo1 C₂H 6 1.9 kemo 1 C4HS

De11tt:el'atum-p:eeft 0001' dr. àive:cse r"assen de vo1r:onde waarden VHn Up

,

H

₂ : Cp

=

6.5 .. 0.000977

-(Parks G.S. 8~ Huffl'1ann H.W. Free Enerp,ies of some

Orr,~an io C ompounCis. Nei~'-Yo:rk 1933) CH

4 : Cp

=

~.4 .. 0.0178T _ 0.0000041,T 2 Cp: 2.7 .. O.0291,T _ 0.0000090 T 2

C

=

1.~7

..

0.0~185

T _ 0.0000138 T 2

Tl

Deze 0r:ie C'O' s worden ;~:J(':evEm ('oor :

S'Oencor H.:.r. en F1mman'an G.W. J.A.C. S. 64 2521 (146) 0.000011376 T 2 - C 3H6 C _p : 2.974 .. 0.0450T-0.0000175 T 2 C '0 ..

_..

8. 25 .. O. 05 76 T -Cp. 2.357 .. O.0725T - 0.000022145 T 2 Cp .. :2.047 .. 0.0643 T - 0.0000198 T 2

Deze laatst,:') vi()!' Goo"'::'t,:)l i,ikfC! \,"ar;',1ten worden {!cé.::CVGl1

door Sp 'l1ce-r H.~,r. J.A.C.S. §.1. 1860 (1945) . We vL':1clon zo acttereon -o

vo1g~?ns voor de rGspectir-?voli.iko Q,' s ~Ji.i af2co01ing van 775° C tdJt 40 C

H 2 ,;a 73.178 :,:rrmo 1 CH4

..

440. ,128 kgr101 C_2H4

-

-

967. 996

_ke

mo 1 C 2H6

-

-

2:13.318 kpT!lol C3H6

-

-

316.565 kgrno1 C3 H8

=

119.785 }<:E?"no1 C 4Hó ;a _{49. 994 kzno 1} C4HS

=

--2.Q_'!.?): ..

?

k(l'mo1 2. 851.977 J>::railO 1

Een mor;olijke VéJ'~;"'~ iG V8n 10~ mae.1-:t, dat or in de afschriktor on totao,l 2.f500.()OO kC Ca'l;lr::.r uu:r afrr8VOf'rd mo;;:ten v'!Orden. Door deze warmte sti,ip;t het l:oQlr·é',~e:r in temp. van 30°C tot 80°C. Per

- - - .

---'-....,...",-o-.z:,-6

Ji

e r .9... k e n i.4 e; r e Pa e n k 0 e 1 e

!..

De eisen te: stc,llen a~ de r~e8B:koel("lr zijn èe volgende:

a . 50.000 1 r.rator per U1Xt' koelen van 80 C tot 30 C.

b . Als koel"'atpr mOi;t zf'm"'ater r.:obruL:t I!-·orèc-)ll. De temp. Vl"'ill hl;'t Z0ç)mat€?r v(ly'ir>;:;:'.:"t Vl":'.1 ste:'.:"k. Voor onze bereken ing n,;men we de zomertemp.

Deze stellen Vr6 op 200C (deze ~':2l1 l1stu1l..rl i,jk \~~el hoger zijn) . Al s

e ino temp. nemon me 400_C.

De 2.500.000 kp: cal z1ül·-:n "~e afvoeren in 20 0enheèen

rer-enkoelers. Elke koelor apart m02t c1us 125.000 ke cal. per uur afvoeren of wel 2500 I '''at.rJX' Koc-Ir:m V811 80°C tnt ~OoC .

De hoevee l11.e id z~d,at'-'r, Cl ie àaa:rvoo~~~ no él in: is:

=

644~ k~ Z08=ater

s.w. Vél ... '1 pen O. ge:-- mol~:S k"u',:(jnzo')t al)10sf'linf~ bedraagt 0 . 97 (Pf':rr~" blz. 57,7)

G0zien "'et f'ê'it, 08,t de formules veo:r. do wa.:..~:11teoverdracht in En.czelsc eel1}1'~o0n ?:i-.in nit,<"!',:)c-'1;-ukt, mf)0ti~n wc noodgcdl."ol1:sen ook t ot die

eenheden overrraa. n .

,

,

W~ krijpon dus V00r een repenkoe18r :

5225 lb afsch,:,i}~"ratE'r: bPt:rintAmp. 176g F, eiYldtemp.860

g

14.300 lb z,~,p,"at"'Y> : b'"',....'i.~t<?TI!'. 6P _{F, e iY'C<tenp. l04 F}

Wo mllen 2" s+,p.l,-:n b~-1 iZ0n r"ebrn iken. Vo ~.o:cnB Per r:'.r bl z. ~ "14 heeft

re

2" bu is no 40 de vc 1gende

afmE,tingen : " inw.

=

8.067"

I

u i t,:r. ":: 8. 37 "

0:0-0. i~r.··.

=

0.0233 s0.ft

Omtrek : 0. 62 ft

De lengte van lS,cm buis van bocht to t bocht nemen we 10 ft De I?;anc: der bereke::J.ing ven deze r8c~nkoeler zal nu zodanig zi,jn, dat van bocht tot bocht nagegaan I·'or dt, "rat het t,~mperatuursverloop is. Een

dergel i.ik gedeelte zal v0ràer aan[';:·~o1.1.id ~TOràen eloor flbuis".

b y ---

a

x

(

)

---

J

--- .- -_.--<.

-Stel het ,'\"ater- kOJ':lt in Gcn b'üs met 8:;;n temp. y en

gaat eruit met een t8Tl1J'. a • Het ~,,=or:;l'~.r8.ter lrO!'1t cro1J met Gen t8mp. b en

verle.at de buis weer met een t 'mp. X.

We ma}cen nu de vo lr:-ende aannamen:

a. BO~.TE:n de buis heerst de nn iforme t<3mp. b en onde'Y> de bu is èle un iforme tel1T!1. x. St:r.ikt gonomen p'eldt sl0.chts voor de, 10 !Jllis, dát b daax u

ni-fo::,:,me grootte heeft. Het water, dat

er

afvalt he,:ft echter aéUl bàide u ite inden der buis niet de ze lfde temp., da.ar

y

"

a • Maar daar de

verschillen tussen b en x steeds klein zullen zijn, zal de nauwkeur ighe id

door deze aanname n iet veel vsr8..nèurc: v.'ol'cJGn.

b. Tussen twee boven elkaDl' l i[' ('nc1_{e hui7. ll. blijft} (Je temp. V2n hE.t

koe lwatEr constant.

e. Er trec'dt geen V(r(2"mpü:~g van he t koelwater" op.

Voor één buis kunnen Vle nu twee vl'rcc'li,ikingen opstellen: 1. war"mtetoevoer por uur • v.'armte2.fvQ(:r per uur

r - - - -- " - -

-7

2. Wa..rntcov~re2ng per uur:

11-(y -a ) x 5225 :

7'

x 6.2 x 4 t gcm.

De over-all

werr

!l

teov

f~

rg8.

np;

scoè·ffic

iënt-.i_ bestunt hier uit

de overgan~~8n: sproe iWé.ter na::?.!' buis, warmtege le ic1 ing bu is, hu is naar afse!'r tkwater en ocn vervu ilin['sfaetor.

o

v e r fj a n g s e o e f. S II 1',2 e

J.,w

a t e r - b u i s

Voor de OVCl'g8.n€:;seoëf. Vé?<ll "'o's.ter, dr~t over ecn

tele buis stroomt onc'el' invloeë vc:n ëe zwaartekracht wordt (~oar

Drew en Bays (Ue Adarus blz 205) de va 1gende formule gegev8n:

w

,

,.(;.

Gr

I~:) ~J

hor

izon-Me A&ams

/..,

₌

_{W is de hoeV6E::lLeid water, die over een buis stroomt} in lb/hr 2 1

1 i s lengte van een bu is

Do is uitwendige diameter

Deze formule ge ldt voor:

-~Me-<

2100

~

/~is absolute vicositeit in lb/hr/ft

In ons geval is

4

1'

=

4 x 14.300 ::; 2860 20

2000 - 2.4 x 1 cent ipo ise 11 2. 4 lb/lu~/ft ) Ferry

400C -2.4 x 0.656 eentipo ise :I 1.57 lb/hr/ft) blz. '789 en 797

De grenzen worden dus:

~

• 1120 en g§.§Q. 1820

G.,", 1.57

De formule is dUB tOAbasba2.l':

I

~

h

=

65

~

_~_

~

1/3

1-

Do~

-

(14,30"':'0--"---h

=

65

X!

~37

--

-

-i

=

997 B. t. u./(hr )(39 ft) (F)

12 )

De buis heeft de vo 190nde afro:e tingen:

i

inw.

=

2.067"

I

u i tw.

=

2.37" diktebuis ':. 2.3'7" .. 2.06'7" _ 0 154" _ 0, 154 ft 2 ' 12 gE.,m. buisdiameter

=

2.067" ... 2~37" ;: 2.22" 2

He t \!rarmtege 1e i cangsvermo gcn van staEl is 26 B. t.

u.1

(hr) (sqft) (OF per ft) (lA:c Adar.:w b1z 380)

De term voor de warmtec8 leiding worc't (us:

0,154

12

26 -' X 2.22

• 0,000526

8

War m t e 0 v e r

6

a n g v~, te ko e 1 e n w a t e r n a a r b u i s

Voor deze warmteovGrgong ge,~ft Perry op

160(1 .. 0._{012 tf)(V s )0.8}

1Jlz.977 de vo 1gende j5 ,j·iJ

f

i

formule ~

h

•

----

-

----0

_(Dl)

-

_•

2---

----

;' V".., :;.,' () . d "t /

tv- /

,~

tf • de gemidèe1de filmtemp. is geli jk aan (t .. tw) 1/2

Als t de temp. V2n het water is en tw de temp VLn de wand

V s

=

water snelhe id in ft/sec .

n}. • de inwenè ige d iametnr in in.

Voorwaarc~e voor het gebruik v.':n dezs formule is, dat het water een

turbulente stroming ht:eft.

DG _{"7 / 2100} /Vt

D •

G

•

inw.

diameter van de buis

hoevee lhe id water per uur

doorsnede in 39 ft 2.067 ft

-

-12 G. 5225 0.0233 30~= 2.4 x 0.8 centipoise • 1. 92 lb/hr/ft ) Perry 80~ 2. DG 4 x 0.35 centipoise • 0.84 lb/hr/ft) blz. 789 en 797 2,067

_x

~ Bij 300

?-:

12 0,0233 IS 2010 1,92 Bij 80° DG

~

=

4600

I

·

De ene lhe id V B ste Llfn we op 1 f t l sec.

I De gemi c3c'e lde f iam temp. :

,.t

y

-

- - - - -

_I~

tf

1 .. tf

De p:emidc3elà.e filmtemp tf

=

_ ..

2 als tf 1 (~e filmtum. 8.8n het

rè.chterui teinde is EJn tf2 2

de filmtemp. aan het linkcruiteinc1e. b + x '

De temp, om de buis neLlen we ---.-. De wanc:temp, stellen we

b oio x 2

=-~o;;;..." a

2

2 Voor tf ₁ vinden we dan:

b

ot

x

..

a

2'::'2

:t

a 2 tf 2 != 1/8 b ... 1/8 x ... 3/4 Y

=

1/8 b oio 1/8 x oio De fi1mtenp. tf; tf

=

1/8 b .. 3/8 a .. 3/8 Y + 1/8 x 3/4 a

~~-~----~---9 We kunnen deze gemiddelde wa8rde zo berekenen omdat _-

,

_{' .} b en x n iet veel van elkaar ver'Echillen, evenals y en a.

Voor de overgangsco($f. :'c-r i -ignn we:

160 {1 ~ 0.012 tf)(Vs)O.S h

----~---~---

_-

_(Dl)

0.2

=

160 (1 ... 0.012 tf) 1 0.8

0.2

2

=

(139.2 • 1.67 tf) B.t.u./(hr)(sqft)(OF) y e r v u i l i n g s f a c t o r

De uitwendige vervuilingsfactor voor het zeewater is volgens

perry blz. 981 2000 B.t.u./(hr) (sqft) (OF)

De inwend ige vervu il ingsfac tor bleek, nadat de he le

berekening klaar was, vergeten te zi.in. ~~t;~~eer vele rekenwerk en gezien het feit, dat het aan het prin.v· s ~oe of af doet, is

de bereken ing niet overgemaakt.

Voor de over-all coëffic iënt H v melen we nu

...l...

H

9~7

• 0.000526 • _{139.2 ... 1.67 tf} 1 139.2 ... 1.67 tf H

=

1.28 • 0.003 tf tf

=

1/8 b ... 3/8 a ... 3/8 y ~ 1/8 x

H

=

139 2 • 1 67 1. 28 ~ 0.002

I

Voor één bu is worden de ve!'C;C' 1 ijkingen nu

I

·

1. 14.000 x 0.97 (x-b)

=

(y-a) x 5225

1

... --=--

₁₀₀₀

2. (y-a) x 5225= 139 2 • 1 67 1 8 b ... 3 8 ... 1 8 x

1.28.0.00318b... y + 1 8 x x6.2x tgem

Voor het bemiddelde temp. verschil Ll t gem. keon het reken

-kundig gemiè!c1elde genomen worden, d" r zov.re1 y en a als b en x noo it zo

veel in grootte kunnen ve::cschi1len.

Een correctiefnctor voor h0t gemiddelde temp. verschil is hier

niet nodig.

Bovenste,ande gTafiek, OVCl'génomen uit Mc Adams blz. 147, geeft

aan hoe groot de correctiefc.~ctor Y moet zi,in bij een dwar8stroomkoe1cr

b_{6 S1:.canoe} · , _{u 1} Ot'" _{een ou 18 :} °

x - b

x

=

y - b

(x-b) is in ons geval steeds lclein ten o~ozichte van (y-b). Altijd is

,-~---- - - -- - -

-•

10

Z::J2.

<

0.1.

y-b no èig Hieruit _is. vo1~;t, dat y 1.0 is, (lus de.t geen corrctiefactor

He t rekenkund ig teap. Gc:lic'c:e lde vl."or dt al s volgt bepaald;

b ~

x

b +

x

(y - ) .. (a - -~-4tm

=

2 2 ) 2 A tm

=

1/2 Y - 1/2 b + 1/2 a - 1/2 x 2. 5225 (y"- a)

=

x : 1113.6 .. 1.67 3a .. b .. x .. Z_~ ' ) x 3.1(a-b-x+y) 10.24 '" 0.003 3a .. B '" X .. vy 1. 14.300 x 0.97 (x-b) lil (y-a) ~ 5225 13871 x '" 5225 a - 13871 b Y

=

---~~---~--

5225 y-: Ox - Ob '" a ' 13871 O .

5225--Y ingevuld in 2 geeft de volf;cmde vc'rgc 1 ijkine :

P(x-b) :. 1113.6 .. 1 67 3a .. b .. x .. 3 C~- 3 Cb .. 3

ar

x 3.1(a,.b.,.k+üx-Cb .. a) 10.24 ... 0.003 3 a .. b .. x ... 3 C"x - 3 Ob ... 3 ,)

Dit g,.eft de volgende vierkantsvergolijking;

.. x 2 (0.003P' '" 0.009 P'O .. 5.01 0 - 1.670 _ 5.01 02 • 1.67)

x(10.24 pt .. 0.018 P'a _ 0.018 P'Ob .. 6.68a. - 20.04 Oa .. 3.34b .. 1113.6

-- 1113.6 0 '" 10.02 C 2b ) - 10.25 P'b - 0.018 pl _{ab .. 0.009 Ob'P' - 0.003 P'b}2 _{- 2227.2 a '"} 20.04 a 2 2", 20.04 aW .. 6.68 ab '" 1113.6 b - 3.34 Ob 2 .. 1.67 b 2 + 1113.6 vb 5.010 2b Wij waarden vOor P

=

13871 pt" 13871 3.1

kri.igen zo voor de op elkaar

a, b, x en y.

Ie

buis a ;a 860F 2e buis a

-

-

90'.2oF 3e b

=

68°F Lx:; 69.6oF y - 90.2o F a

-

-

100.6~F b

-

-

73.5 F 4e bu iw

-

76.0oF x -'7

=

107.2oF 7e buis a

-

-

123.90F

:s

-

-

82.3 0 F x

-

-

86.4 o F 134.SoF Y ;; 10e buis a

=

162.4oF b

=

97.2oF x : 104.2oF y

=

182.0o F 5e 8e b

-

-

69.6 o F x

₌

71.4o F y

-

-

95.0oF buis a

-

-

107.2oF b

₌

76.0g:F.

-

78.8 F x

-Y

-

-

114.6oF buis a 11 134.8oF b

-

-

86.4oF Ir:

-

-

91. 2~F

-Y

-

147.5 F

volg-ende buizen de vo 1gende buis _a

=

95.0o

F

b • 71.4 oF x lil 73.5 0 F Y _],00.6oF 6e buis a

-

-

114.6o F b

-

78.SoF x lil 82.30F y

-

123.4o F ge buis a

-

-

147.5 0 F b

-

-

9d.2oF x

-

-

97.2oF Y

=

162.4oF

t{

.4--1

c/ ( ,

r-Onze eis W8,S het water te koelen van 1?6oF.(W9-kUnnen dan met

10 buizen V811 10 ft elk volsta2n, Dit 8.é:mtal zal in werkelijkheid groter moeten zi,in, da?.r de in"'enélige vorvuilingsfactor niet in rekening is

gebracht.

Wat de aannamen betreft het vo 1gende:

Voor de la buis is het gem. r ,.;kenkundig temp, vorschil :

1/2(86 - 68 - 69.6 + 90. 2) • 19.3

Voor de 1e bu is is ho t gen, 10 g tcnp. ver schil:

21, 4 - 1?,2

2.3 log 21.4

17.2

=

19.3

Voor de lO~ buis vindcm we respectievl'li,ik voor het r ekenkundig en log.

gereiddelde 1/2(162.4 - 97, 2 - 104, 2 ~ 182.0)

=

72.0 en

81.3 .. 62, ? • 71 8

2.3 log 81.3 '

62,7

De aanname V8n het rekenkundig gemidèelde is dus gerechtvaardigd geweest.

Wat de temp. correctie betreft, zien we, dat X voor de Ie buis is:

69,6 .. 68 7

90,2 _ 68

=

0,0

en voor de 10e buis: X 104, 2 - 9?, 2

=

0,08

• 182.0 - 97. 2

De teup. cor::octie kon (~U8 vurwau:'loosd worGen.

We krijgon dus voor de koelin[\ V2.n hCJt afschrikwater 20

batterijen regenkoelers, elk bE:!stc~2nàe uit. 10 buizen v,;n 10ft.

-12

.~aszuiv er i n s

Het uit de afschJiktoren kor:18nd gap bevat nu ook nog waterdamp. Het gas moet nu gecomprimeürd worden,. zoo.at de uiteindeli.ike 0ruk in de

absorpt:i..etoren 56 atm. bedraagt. Dit geschiedt in een drietraps cQ:mpressor.

Tussen twee trappen in wordt r.et C8,B gekoeld. Bij deze koeling condenseer..t

water. Verder die koo lwatersto ffen, wa.arvan de part iële spanning zo groot

----woröt, dat de verzadiginD'sdruk overscbreden wordt. Dit geldt voor de·

koolwaterstoffen.>C~. Ook de aanwezige aromaten condenseren.

\

Het gecöndeneeerde water dient om de gassen te wassen. Het

• neemt dan de andere geconderseerde componenten Irwe. Dit uitwassen gerochiedt

in een aantal 8crubbers. Eventueel kan het water aangevuld worden.

Voordat de gassen afgo};:oolc1 ,,!orden tot 3200, moet het water

~ nog ver\"Ti,iderd worden. Dit g(~beurt door de gassen over een bGO van silio@, eel tl? l eiden, waardoor hat gedr~~~d wo~dt tot een dauwpunt

<

-32°C. 0

Nadat het ~later verwl,JCi\~~à lfl, lq~.n h3t g8.smongsel tot - 32 G gekoE1.ld worden. Dit koelen geschiedt in twee' trap:pen. Voordat het in een verdamper van enn koelmachine korn.t, wordt het voorgekoeld D.oor het

vloe ibare isobutaan-aethesn mengsel u it de vrastoren.

De wastoren is guvuld ill8t raschig r inge~ Boven in wor dt het voor

'de alkylat ie b:mo cl igde ièohu taan gobracht. Het methaan en water sto f verdwB~nep~~t do kolom.

o~

.-.-.-.-.~.-.-.-.-.-.

•