Bereiding van monochloorbenzeen

/

,..

t

J

j

J

- - - -- - - ----'---.-.-. ...,. ~

te Bereidin[; van monochlocrbenZE;tin_, .

Inhoud:

Inleiding . 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 . 0 0 ob~z o/ ~ E.igenschapp en .~hy~3i sche c onst anten en gebrulk. b) Overzicht der mogelyl<e bereid ingsrlothod en. c) l\euze vun het proces.

d) Grootto V.:.in de proà uc tie. e) llr üIld 8 toff t;;n •

.beBcl1ryvine; van het proces 0 0 . 0 . 0 • • • • • 0 • • • • • 0 blz 0

t

Mater iaal en w armtebd.l.:.-n6en ,dimensicner ine der app araten • . . . . . . . . . . . . . . . . t 1z. 8

Berekeninp:, v Cl.rl abn condensor . 0 • • • • 0 • 0 • • • • • • • tlz.

/6

Li tteratuuropgave •••.••.•• •. . . 0 • • 0 0 • • • 0 • • 0 0 0 blz 0

U

-

.

-

. -.

-

.

-

.

-

. -

. -

. -

. -. -

. -

.

-

.

-

.

-Inleiding.

Monochloorbenzeün is een kleurloze,vluchtige en giftige stof. Het verspreid teen a.d.n[,eni::lJIle amandelgeur 0

L' e d amp is br and baar .

Men ge bruikt l~e t monochlocrbenzeen al IJ op losl'!lidd el en by de bereiding, van pLenol, aniline,L.Lo'I. ,kleurEtoffen en nog andere organisct .. e producten.

~LY8i8che conEtanten :

Smel tpunt : -4~

.r

grJ.ad CelciuE 0 hookpunt

.

l~P ,0 n n

0

\ erd amp ingsv:ar!ilte

. 7Fo

0 ,~ hc al . per 1,6'

Spec. warmte

.

.

o

,

Z

1\C a.l

_/

r,g • graoo C.

Monochlocrtenzeen is onoploebä.ar in water; het vorTIlt rr.et water een binaire azeotroop by 90,::> graden Co roet 71,e

'f

CeE~Cl.

Overzicht der mogelyke bereid lnrsmethod en.

te bereid ing van monochloe;rber;zet;n kan ge schiod en op twee, essentieel ver schillend e, r:1::.Ln ierGn.

1) Hot chloreren van benzeen in de vlceibare fase ,met gas-vorroit; Chloor en met Ferrichloride als k<.l.tal yeatoro

a) Bet chlor6ren va.n benzeen roEit, zuurotof 6n zoutzuur in de dampf aBO.

.

1.

.

Mt / ~ Q/ (11 H ~ ~ ~ é ol

...

~ QI

~

~ I) -.. -.t: III

"

~ (: . ~ 4.> Ol I. ~ ~ 0 ~ Q/

..

~ ~ ~

C=

~ ~

"

r-'---~ f~----~

___________________________________________

J

Q

•

.

...

,

." ~ ~ 4-41 ,al

-

_~

Hl

';;t

,

~ "z ~ ~ ~ ~

I

•

3,

j) Oh.i.. orertn iNd e v 106 ibar e f [lse .

06HS + Cl~J ~C6B." (; 1 + hO 1.

Dit proces kan men doen verlopen ladingsgewys,dan wel continu.

1

Een voordeel van de/eerste werkwyze is de~rote eenvoud . L .. J!W(j'I/V' '

1e continu werkwyze' is echter' ~conoJnJ8èfl~I) en doze is dan ook /v-aangel,l,ezen vcür de moderne industrie, waar moncchloorl::enzeen op grote sclw .. al 'Aord t geprod Uc eord.

Nevenstaand blokschema geeft V~n dit continu preces een indruk.

te scheiciinE, der byprcducten:de Lichloorbenzenen,is tevens aan

-gegeven.

Le rnoeil~'kheden by dit proces zyn voornamel :yk : 1) re bestrydin[ Va.n àe corrosie.

2) Beperking Van de hocvetU" .. eiè der byproducten.

Le corrosie worGt tE:gengegt.i.c.l.n,dc.or' de da.mpen beven hun dauwpunt

te houden, terwyl dad.r,wd.d.r het àauwpunt bereikt wordt,zoveel

mogclyk gewerkt wordt met kera..misch materiaal.

2) Chloreren in àe dd.:npfLl.o€ met lucht en zou.tzt;.ur.(tl) .

FeactievergelykinL :

CSh6't Hel T' lip CF ~ CO'b.''' Cl + H20.

Lit proces is het eerst toegepast dcor de tr.F.haschig G.m,g.H.

te Lud wigchafen.

het proces is zeGr geEchikt als onderdeel var: eer, phenolfabri ek,

aan~ezien het voor de productlÏ18 Vc.l.n !'Ilonochloorbenzeen benodigde zoutz\.Jur, terUE:,[';Ciwonnen ,'jordt by de h~'drolyse Vcl.n het monochl co r-benzeen tot phtnol, volgens :

tevorming VLl.n phenol uit benzecm komt dus feltelyk neer op de directt oxydö.ti8 Vd.n benZeGL éTIet luchtzl..iurstof.

te gewenste reactie vinèt plaats by ~~O graden C. , onder atrnosfe

-riscLe druk,met d.lfJ kLl.t~1~:6a.tor Ab:

ce

..cu0-Fe~;a' of A12Q -CuG-CoO.wengsel.(P;)

Gok de Vc.lgt.:rrlb rGéi.ctieE hLUrlCin cptrtden

s

\

",-o -c ~4~

-~ Q/

....

---D

ct ,~ r \~ r ç r-(\ 0

;;

'v

;

-

_]

L

t

~

.

,- -I

I

1 ..:c ~ I 't ..,

...

ft I ct !!

.,

co::--.... -~~

L

~

L

~ ~ l:

+

I

L_

-

'

~ 0 0 .... :.., 4< l ~ ... ~ " 0

'"

~ ;

Le Ciieec tt:: OXJ'd dotie Vc..l.r: benzeen tot CQ~ verlocp talleen by hogere temp er a tLur •

1e vorming v UrJ Als men ecLter dank l1n me n de

öichlcurb:,nzenE::r" vinàt ecLtGr werkt bJ' oen benzeenconversie d iCIlloorl monccLlocrverl"loud int; te conversie Van het zoutZL.ur iE byna 100~ •

ElI tyd plaa.ts.

v cm" ongeveer 10'1, beneden ~jÇ[1-~oud en

/ I "\

" - - - J

JO

.

VCGr eEn schema en een nuoere bescl1ryvin[ van àit preces zie men 1:1z .

.6_

heuze van het proces.

t.oals gezegd ,ir::. Let dd.mpfd.HeprCC6s zeer geschikt als onderdeel van ebr. phenolf .:l.br iek, gez ieL à (; ze er ec onomi scLe werkwyze, w a~by ::Jen in feite gebruik maaht vaL èc directe oxydatiE; van benzeen.

bovendien kan,door et::n g,06d gE::bruik Van vidJ'r.'ltevii~belaars,etc.,

het proces co"'. uit Vvd.rr:lt6-eccncrr;isch cCLPur:t eccno:,iLsch worden g,6V cerd •

Hierteu:.movet lct .... i..I.n 0e vry h080 investeringskosten,speciaal voor

de zoutzuurvt::rd d.:np <..lpp ~·atLiur .

Le corrcderende eigenschappen van het riCl kun.nen ook hier voor

een bt::langryh deEd v,orden beutreden,dcur het gebruik van kera-misch materiaal, als porceleinE::n en jSlazen PJ''Pen,raschig ringen,

etc. G$ootte der productie.

In dit versla.g wo/dt eet: fabriE"h besprokon,welk6 geschilçt is

voor dE:: v~ng V-ln ~.OCO hg.benzeen per uur,re productie van monocloorbenzeen bedraagt dan 144,0 .hg. per uur.( Conversie 1O~)

teze produc tió is afgestemd op de litteratuureegevens, betreffen'l e de phenolfacrieh Vi'1n de firma Lures i-'lasticf:i ( Chemicale Inc. North Tonawanda N.l.. in de 'V,~. (4) .

Grondstoffen.

te vcornaamste grondstof VCGr het bereiden van monochlccrbenzeen is het benzeen.Tevens moet eniG 33r zoutzuur gesuppleerd worden, om kleine verliezen te dekken.

Benzeen kan als volgt wora er: gewonnen

Cl) Uit cokesov eng:.1s of by de V.atergasbET6iding.

b) Ui t aard olie b_J' kr akings en reformingsproces sen.

ad a) •

Het gd.6,dc1t uit de COk6S0V6nl::l or..t"" ykt,wordt il': wastorens behan-deld met ebn wasolie( een ~ardolie met een dichtheid tussen 0 ,620

en 0 ,S7~ g/cTIt:, waarna. d eor destilla.tie de zgn." lichte olie", w aar irl z lch he t benZ6br1 bev lnd t, v C\.n de v, aso1i6 word t gesche id e1'1.

\

I •

Het wassen va.n het gü.s gesct~iedt by:.:>O graàen C.

Le aldUB verkregen lichto ol.i.e wordt door destillatie in S trappen in eeri aantal fracties,Viatl;('onder eE:;n zeer zuivere ben-zeenf'ractie,gescheiden. (Ziede nevenst8.C1r.de fif,L.ur) •

ad b) •

BY he t kat dl yti BCf! kr <.iken en by de re formint:;sproc es sen in de

p etroleu:i'ind ustr ie kan men ar omati Eche kool water stoffen ver-k:tJ'gen ui t p araffinon en n!-lphtenen.

te afscheióinf, van benzeen f,8schiedt doer e;efract':'onneerde destillatie,gevolgd doer azeetrcpiscl1e destillä.tie ,met

byvoor-beeld :v1ethanol , om

oe

6cheidin8 Vä.n benzeen

en

paraffinische kool~ater8toffcn mo~elyk te maken.

te aldus gewor,nen b~nzeer! iiiordt gewassen met Zwavelzuur en weer gedestilleerd .

,be sctrr yv inè;; van he t proe es.

Een beechryving, VU.rl het prcces z,11 worden gegeven aan de han:; V(;.l.n rlüver~btd.J.nde schets.Le by dit verslag behoreme tekening geeft de bier bespro.k6n eém}a:óden w·eer op schaal l:PP'.

Benzeen ( 10.000 1.8 pelt uur) worcti.ct verd::unpt in verdamper ( 1) .met

r\ condenserende stoom vam 1~':0 grclden G.ten in de cververhitter(,~)

mbv.condenserende dowtherm Van 400 gr::J.den C. overVErhit tot 270 grad en

c.

re dti.lTIp arriveert èa.r: in de dar:lpenmenger (ë) ,waar zy word t gembngd met lucht (PIlO Lg, per uur) ,voorverwarmd ir. (4) tot 100 grn.Cen C.en zoutzt..ur-'1:ater dd.l11p (2::40 r.g per uur) :"00"

BC1-" . . ~ lJOgr.C. Lezoutzwro a..1:lp wora t gevoltmd Hi ~!-" zcutzuurverdarnperB (~) . teze verdampers z~n stalen k6tels Vè1n::' meter diameter en 1,F lL hoog. ~y zyn bekleed mot bEn laagje plastic en een laag zuur-varte steen .

• , f Ell..e verd amp br i ö voorz ien van aclü l' an tcl.lium ba..j one t -typ ever -' .' warmir:gselefJE-nten.

\ \ .

, ' . _Iilen veeg t é1U':1l de v loer v erd é1mp er s toe l€e~ hg p er uur l!"f HC 1 .t...Nl

~~~

\J

.{,I->

ik

terug[;6wonnen'(ïS.'-ae-phenclf.J.brikage $1!"60

r~g

per uur' 33«

ceL

.

1e aampen wottcien,zoalEl gezegd ,gemensd in de è a'11penmenger (3) • Lit is een kolom,gedeeltelyk gevuld met raschig ringen en even-Gens behlebd mer zuurvé1ste bakctebn.

De temperé1tuur v.J.n het uittredende dampenmengsel is r~o gr C. Aangez ien 0 e gewenste reae tie temp er atuur ~;::O gr (;. is, moe t de

I reu.c tieVvd.I'mte vaL de ex otherme chloreringsreac tie gehe el v·,ordon

/ af'gevo6rà.

L i t ge schied t in v ier re ac toren (6) •

~l

rc,.j/\l'

1(\,·

-

·t"!,,,

t

h,

'\,)[" '.' lIL,' i \ , , ' , ~) j " '\, l \,'. (d 11 ~ "" \,,(! ~ ~ r

/

L;

2

0 k

12.

u

(l~

L' L ,(r 1\'(Lt..J.

I

. \h{

k.{

L.( J ' l L! , ' ( ( ... ,., [ t I l ' . I "

"

0#

-+> <t

r--=---~

I • I

•

\,

tf·

/

~l,

t,

V\J*

\. t6ze reactoren zyn vervé.i.c..l.rQigo

vd.n

/

v~)

.\

~en

zyn Van een

cel-vormige constructie.

~CV~Q~'

Le cellen ( ~~ stuks.20 by 8,1':. by 0,4 dm.) zym om de andere gevuld met de vaste kat,;.ljs<.l.torrnasea,waa.rdoorhecn het gasmengsel

ge-voerd wordt.toor de niet ebvulde cell'uimten wordt lucht .geblazen,

(

t;'fllO

~ p er uur) om de reac tiewarmte af te voeren.

reze lucht wordt by de phenolfabrikage webr gebruikt om de

reactie-componenten vcor te Verv.armen.

te temperatuurregelint Vu.n de reactoren is van zeer groot belang, aangezien l:et gevJ.é1r voor oxJJ rJ.tic V.:;t.Y!

ue;

LJenzeen tot CO en cu:,:; niet denkbeeldig is.

liet

c

ce

gehalto van het eindproduct wordt automatisch gecontroleerd Het reactiemengsel bestaat ui t benzeen,monocl11oorbenze6n, waterd a.J'I!)

7

_{Dit dampenmengsel ver.l}en inert gas. _{c ..} ,ü de reactor door- geisoleerde stalen buizen

~_-? en wordt naar een partie!~ c<::ndensor gevoerd.(7).

Lit i6 een vertikale kOlom ,ge-vuIê.- mct 1" raschig ringen.

ln deze kolom condenseren het rnonocbloorbenzeen en de

polychloor-, '1 benzenen,he t water en enig benzeen, terwyl de rest v cm de benze en

. (" el.ls damp de kolom verla.at.Vloeibare benzeen van "'~: gr.C. wordt

I~{(\' ~"'--boven in de kolom teruggevoer~] . . _.

I !iet bodemproduct .,ordt gescl!eiden in een wa.ter en een benzeenlaag in de a.f'scheider(s a) en geinjecteerd met ccn JO"Î NaGB oplossing, IJ '

wa.arna in(Sb) cpnieuw de waterigE:. en de b("nzeenlaag worden geschei-den. te loog wordt teruggevoerd nau,r de injector.

~L\Ç

-',..0

te benzeer. en de [se VOrmè8 Bubstitutieproducte n worden daarna door \ t';-'Il een destillatie in~") trafpen gescheiden ( tolommen 9 a en Q b).

I ('t\ " Le condensatie van de benz66nd dJnp ,die de purtie16 ccndensor verlaat

~l'

\~

....

~~

_____ vindt voor S'1:'\f) plaats in de " totale" condensor (JO).

Het bas,dat"créze condensor v6rlaat,be\at nog ongeveer 11:'\

molfr

benzeen.Het v.orà t dacl.rorn d(;ür een adscrpti6Ketel (1180 of 11b )

gevoerd , waar .r~et benzeen d eor ac tieve 11.00* word t cp ge nOffi(:;n.

Le toelaatbarc bedryfst;yd pcr kerel is ongeveer vier uur.

Nel. die tyd kan de geadsorbeerèe benzeen dcor steo~ van de kool

worden af[eà.reven en na. cündE::nsatie var: üet v,ater worden gescheiden in (

lel

.

te in(9~,( 10) en (1~;) té:rut,gewonnen benZE;en,viOrdt terugeevoerd nJ.ar' de benzccnop ëlag.

'9

-.

-.

-.

-. -.

-.

-.

-.

-.

-.

-.

-.

-.

-.

-.

-. _.

-Materiaal en warotebalc.lnS6n,à.imensionering der apparo.ten.

beac tie ;

C~H6 ~ 1/2 Or' ... hCl ~ C6h8::. Cl + H2v.

7E 16 3 f, ,F- 112,8::. 18

Met de oxyöatie Veil. hu: bunZé;ton tot GO en (;()~) zal geen rekening

werden ,gehouden,by het ür;btclJen Van de ffiéJ.tcriaal en warmtebalansen

l:);Y' een goecie ternperatuurre8eling treedt deze oxydat';'e in elk geval

slechts ir; geringe mu.t8 op.

*"

Le dampen en eassen worden deer het hierboven beschr~ven J systeem gevoerd,met behulp van een centrifugu.a.lpomp,met

een huisdiameter van 000 mm. ,wel}.e acr.ter de koolad-60rptieketels staat opgesteld.teze pomp ZOrgt dus voor een kleine onderdruk in het systeem.

I

.

I .

I

.

I j

f.

~

Hoewel de n~uVlkeur'lge gegevens hierover ontbrek~n, is. aan te nemen, dat de vorrllng van pcl~'chlocrtenzenen zekelt klel.ner l 8 dan JDQ 1.g.

poly per 1000 hg benzebn,lndibn !Den de reactie in tegenviccrdigheid

\ van een grote oVermaat benz6Em uitvoerdl..(4) .

i

Lat wil zeggen,da.t ongeveer

lO

r

van

de

b6nzeen reageert

tot

mono-; chloorbenzeen.

', BCl worà t toegevoerd in stecchior:wtri sclle hoeveelheid, berekend op

I de omzetting van 1000 1\.[,. benzeen per Gur en lucht wordt toegevoerd

in een overmaa.t vu.n cnÉ:,évC;br l~)~~J • (4) •

by de balanöen zal ook met de vor:ninG van de klelne hoeveelheid

p olychloorbenzenG n geen r eheninf; word 6rI gel-..o\.:c (:; n.

al.atcrld.<.l.lbeÜ.;illS over hGt gehele proces.

Le procuetie vvorèt. getaseerc: op de verwerking van JO .000 1.g. benzeen

p er uur. Iliervan re age ort JO'1

=

JOOO i~g,p er uur.

Benodird hCl 36 ,f. .1000 = 46S kg.puur .

. ~

Lit zoutzL.ur wordt toegsvoegd alG POep HCl/ V·.ateruê1l!Ip mengsel. Biervan is dus nod ig,: JOO,. 4 6~

=

P340 kg/uur.

~..,C

Met het zoutzLur word t 0 ,e~~Z40

=

1872 kg/uur water toegevoerd.

"

benodigde zuurstof: 16.1000 = PO" kVuur.

~ 7f:

1PF'f ov errnu. ;. t ~"'F ~ t.

sa::ten :

4(b

kg/uur.

I;it komt overeen met ~?lJO kg/uur lucht invoer en 19JO kg/uur lucht

uitveer uit de reactor. 0evormd monocl:1cortenZGE;n 1'11 a te r 1 du.l b u.l...ill6 . T .• ~ . stof C6H6 .' lucht 201 HCl kg/uur JO ,000 ~ 1 J.O 144~0

112 ,f.. JOOO

=

1440 hel uur.

E

UIT

stof C6h6 C6h" Cl water e;aEsen kb/uur 9000 1440 }? J.OO 19 J.O 144-RO reactietemperd.tuur : %:::0 gr.

<...

"\

r

I

-

.

-10.

Balansen oVer de d.t'zondérl:tké apP.J.raten. 1) luchtvccr v 6rwaI"'::),er.

Hierin moet ~lJO kg/uur lucht woraen opgewarmd van PO -JOO gr.e.

~e nod igd e warmte : ~ 1 JO .0 ,~:f.. SO

=

4-2200 ~c all uur. Verwarmend medium: condenserende stoom ~àn lH.1 gr.e.

verbruik : 4-2.200

=

80 kg! uur. ~ES

Totale warmteoveroraclltscoefficlent : U = ~o hcal/MP ,~. gr.e. '\-~

Log.temperatuur i gemiddelde: 49,6 gr.e. benodigd 0fJbJGrv~cl.k du~ : 4~~.~:>00 = ~?S,4 l~ .

7:0. ti 0 ,6 Gegeve!]s a.t-p aratuur :

l~e 1" pypen • Liwneter pypcnburdel : !l'00 mrn. Lengte

_"

: ~-'OOO mmo

lucht deer de pypen. 2) EenzeenverdJ.Wper.

HiErin mOet 10.000 K[/uur b6nzeen verdampt werden.

Benodigde warmte: JO .000 '0 AZ,.€{) Ç~)

=

1198.000 ,Kcal/uur verv.armend medium: ötoom van 120 gr.e.

verbruik: 1198.000

=

:-)~~60 kg/uur.

!"f:8

Tot al e U : 110 0 h c all ~M:~ • uur. gr • C •

O'v/l/,vv1

~temperatuur

gemiddelde :,,410 gr.e. !;)enodigd oppervlak: llPS.OOO = P7,?ir1:' .

1100. ll()

u-ef-,evens dfJP ar..:i.t uur :

l~e 1" p:>Pén. Diameter pypenbundel : ~OO mmo

Lengte " : :='600 mmo

benzeen deor de pypbn • 3) BenzeenovGrverhitter.

Hierin waren 10 .000 kg/uur benzeen oververhi t van 80 tot 270 gr.

e.

Benodi[de warmte: JO .000 • 0 ,30 • lS::O

=

r:::'70 .000 hcal

I

uur.

- - - - -

-~---/1

-

.

\. erwar:nero med ium Condenserende Ciowtherm van 400 gr.G.

verbruik :"'70.000

=

0()~0 Kr/uur.

~?1 ~/4 H PJ'pen in ~ pabbes. Liameter mantel : 700 m:;].

Lengte p yp bnbuna ei : ?780 mmo

... venzeen in de pypen •

hieric wordL~)::40 .KtJuur: _~)O% hUl verdampt ( te:-1pcratuur: 1)0 gr.G.

benod

i

gd

_

~~_a.r::ite~r;AQ

.0

.

6~

.. ÇJO - 1870 • ."40

=

1l4-;

-

~

~~~

Kcal/ uur.

--

----"

"6

rw arming : L.I. ec tI' i scll\ - - - ---, - .-.-.--- -_ _

--/""-Appd.ratuur: ~r Tar,talium bajonet-type electri sche

v(rwd.rmings-elementen, verd eeld OvCl~ v 1. tor verd dmpcrs.

Pi ) I 0 ac tor en.

Hierin reageren 1000 hg/uur bEmzeen tot :nonoctl.loorbenzeen.

b,r zyn vier reactoren.te volgende beschouwumgen gelden voor

1 reactor.

.l:\ot;lend mod ium

__ .• _v ____ ~ .• ___ _ Lucht v,-"n ?O tot 127) e;r.C •

verbruiZ:. : ll(;~~r-O

=

3080 l..g/ uur •

o

.:'~-'--TI7

Tot,üè U : ~o hcal/;'l!-' .uur. u .C.

LO!:,:;, temper.J.tuur ge:niddelde : 144 sr.C.

b(modigd oppervl ak

Vol urnE., n è ar.Jp Gn:

116 • ~'~o = ~W ,4 ~) .

~)~ • 144

tiy intrede reactor: 0 ,010 lie / sec.

by uittrede " : () ,0('l0 ft

gernidè bId : 0

.ro'"

~/ sec .

~~~_~ __ ~_~~~ ___ ~_ccr.stT'?rr:_~!.lt._E?~PiJerv l~ : 1B.0 ,4 .. PO = 0f. MP .

o

Porositeitkatalysatormassa : r:;O~

. . ---~---.-_ .. _---_._--- - ~--_.---....

-

.

1,; a.rnp s~e lbe id dus 90~

=

1E ,8 dm/ sec,

46

!,Je lEjngte VJ.rl de reacter is 40,4 :; 0

,e

1 M,

(" !:.(

----~._---...

Q:::Vus

: S, 1

=

19

,e

lc'I; • P C\ , b '

6) Parti61e en tota.~_e condensor.

, t '.( I ,.' !.,c -I

" v \ '

/2

Het is mogelyk,o;TI met behulp v""n enthalpie en materiaalbalansen

te komen tot een di::1GDr;ionering Vc1.l1 de ft totale" condensor.

Onderstaande figuur brengt de m.J.ssastromen en de temperaturen

op de verschillende essentiele punten in beeld.

De temperaturen V3.n de topd3.r.1p Vbif!l de kOl.Oén en V<.J.n het uit de

ft totale" condensor tredende [?;as,velgen me~. een seert "lry~

error" method{j uit de enthalpieb.üa.ns oVer het gehele sYBteem.

1'e samenstell.ingen van de voed ing en ,van he t bod erlprod uc t

weruen im::1ers bekend verondersteld , benevens de temperaturen

van voed ing en af'loop.

'Voorts wordt verondGrstel.o ,dj.t het bodemproduct op zyn

kook-punt wordt afgevoerd en het topprcDuct(benzecndamp met inert)r

op zyn dCl.uwpunt, (.i!eest effic lente SCheiding) .

11.141 ;~

_ _

Cb)./~.

f

l~

1/u .

~iJ

e6

;,/6 C611'5"~1. ~o ---_. > : tJooo

,f,ik.

.

: /'77"11 '" J.../oo I1

M

r Ol. :

Ij

(0 'J 12.30

-g

1

1..«

..

0-..: 19/0 I ' ! [~---

1

-=~

-

1,.,../6.

6

~J,

4/

....

1,4

i

~

?

(2b)./!.·

IJ/t/o"!?

C6~-C.e. .' /'7''7'P '" r - - - , !7{ 0 : ~ / a " ' I

19

~ 5' ..

cl

hnthalpie balans over het gehele s~steem.

(nulpunt entl1alp ie by 0 gr.e.)

'

.

/3.

.benzeen: 0000 o,4~.60 Ç'4.60,2~.1~Q) = ]F';::O.OOO r.cal/llur •

C6H~ Cl 1440 ( 0' ,30 • 12 ~.' 7f1:. "I"; 0 ,18. 0e)

=

1Ç)l.000

"

~Water ~ 100 ( 1, 100 1:;'<: 0

_o

_{,4 El, l~O ) = 147~ ,000}

"

, L . -Gas ₁₉₁₀ (!) ,:::'!i" r>20 = 110.000 1I

•

• 8äznen = ?~04.000

_"

Bodemproduct.

t)enzeen ₁₄₄₀

_,a

,4 Z, • ç.t ."

=

~e. ~OO hcal/uur •

1440.0 ,30. P4 ,~

=

41,000

_"

Water ~J100 ,911 ,r::.

=

108. "'00 11

=

::>08.000

_"

V él..Yl he t gec ondensGerd e topproè uc t word t 6~eF kg/uur af gevoerd, by de gemiddelde conóensaattemperatuur van ~p E;r.C.(~orizontale condensor) (~ie blz.2S).

Le tempE:ratuur,wd.a.rby het restgas uit de ti totalen condensor

ontwykt,is 30 gr,1:l, De by aeze temperatuur behorende gassa.'TIen-stelling is : 07~ h.g.benzeer: op 1010 kg. inert gas.

Massabalans vcor de benzeen:

_ _ _ _ ._.w~ __ ~_._"_ ... _____ .. _.~_. ___ . __ .. _ .. _ ._ .. __ . _ _ _ _

In: 9000 kg;' uur

benzeen : 6i"e~.O 4 ':t fI:.')

, ' - '. . I

=

147?00 hcal/uur.

g7~(0 ,47, ::0

e

1,4

=

groaO

_"

inert ga.s: 1910

,a

,:C;n

.

zo

=

14200

_"

samen

₌

Pi"Z"'OO If

,vlet het koelwater mGeten dus in de "tc;tale" condensor worden afgevoerd :

hGt zal nu blyken.d .. "t di t inderè ... dd onder de gegeven

o:TIstandig-l.Lcuen , 6t Geval is. (-hIz. .. V.).

Le "totaleH ccr,densor werkt c:us onder de vol[,ende condUies

I ner t gas : 1)1]0

hU

UUr

lYltred e temperatuur : 7~

,G

bI'.G. dampen op dauVvpunt. Ui ttred e temperatuur :' ZO gr. C.

I

..

I

I .

I

.

- - - -- - -- - - -

-Partiele cond

e

nsor

Intre

d

e temperatuur total

e

condensor: 74,5 gr.C.

Partiaalspannin

e

van

d~3

b

e

n

zeen

640,0

ffiDl.

H

g

.

" 11

het

in

e

rt : 1

2

0,

0

11 11

molen inert

67 Kmol / uur.

molen benze

e

n dus

:

640,0 =

3

6

0

,0

Km

ol

/uurc~

12

0

,0

inert : 67Kmol/uur= 1910

K

g/uur = 1940

:rv~3/uur-:.

benz

e

en:360

"

=28100

"

"

• /~

tot

a

al :

=1027

0

12210

_"

_•

_{- 1}

₂

₂₁₀

_{_ 3,4}

_M

_3/sec

36

0

0

f

By vulling met

I II

raschig rin

g

e

n

"

ongeveer 1,5

1

,/

s

e

c.

is de to

e

l

aa

tbare dampsnelheid

Doorsned

e

kolom dus

:

M

= 2,26

M

2.

Diam

e

ter kolo

n

:

17

0

0

m.mi

Afgevoerd

w

or

d

en 7560

Kg

/uur ben

z

een.

Terugg

e

voerd in d

e

kolo

m 'N

o

r

d

e

n dus

28100 - 7560 = 20540 Kg/uur

benzeen

" " " 11 Terugvloeiverhoudin~

dus : 20540

7

5

60

+

1910

= 2,17.

K

oo

l

ad

s

orptie

a

pp

a

rat

e

n

C

.

)

.

A) de adsorptie

:

Het

g

as, d

a

t d

e

to

-f-

a

l

e

c

on

d

ensor verl

a

at,

w

ordt door

e

en k

e

tel,

gevuld met

a

ctieve kool ,

e

e

vo

e

r

d

j

Dampt

e

mp

er

atuur by intr

e

de :

JO

gr.

C

.

P

a

rtia

a

l

s

p

a

nnin

g

v

an

de b

e

n

z

e

e

n

by

die temperatuur: 118,24 mm.H

g

.

11 11

het inert " "

11 :

641,76

"

"

Benzeen: 12,5

Kro

ol/uur

inert

: 67

Km

ol

/

uur

=

=19

975

10.

K

g

/

u

"

ur

=

3

10

M

3/

u

ur = 0,086

M3

/sec.

=l':i,tO " c=

0,464

" .

totaal:

0 , 5 5 0 "

Xoela

a

tbare

ga

s

s

n

e

lhe~

(l_

door het

k

oolbed

:

30 ft/mini=0,155

rYr;

s

e

c.1

Benodi

g

d d

o

orstro

m

in

g

sop

p

erv

l

ak dus : 0,52Q _

0,155 - 3,54

M

2.

Poro

s

iteit va

n

de koo

l

: 50

%

Opp

e

rvlak

dwarsdoorsne~e

v

an

de k

e

t

e

l dus

:2 •

3,54 = 7,08

M

2.

Diameter = 30

00

mm.

(. . . ' ( 1 '

?

Cont

a

cttyd

:

1

3

sec.

1 \i\\\,,,-~I),fl - .

/

Hoo

g

te koolvulling dus: 1

3

•

0,155 = 2 met

e

r.

i

/

Inhoud: 2

•

7,

0

8 = 1

4

,16

11

3.

,

---_._--~

-Benodi

g

de hoeveelheid kool per ketel is

d

us :

14,16

•

540

=

7650

Kg

.

Adsorberend

vermogen :

10

0

Kg kool adsorberen 55

K

g

benzeen.

~

Bedryfstyd

dus

:

7650

•

55

=

10

0

•

975

Adsorptiewarmte

:

25

Kcal/Kg

benzeen.

-

1

4-

uur.~----

---_.----.

Er moeten

dus

word

e

n

afgevoerd

:

25

•

975

=

2

4400

Drukval over het koolbed :

By een lineaire

snelhei

j

van

30

ft!miF~.

is

de

dr

uk

val

2" water per foot bedhoogte.

)11<) (~~4 éJ-/~ ~~.--iJ.

Rie

t

dus

:

2

•

2

•

2,56

- 0 0325

t

0,3

0

5

•

76. 13,6 - ,

a

ffi.

B) De regeneratie

De regeneratie van de kool

geschi~dt

met

stoom

van

over het bed

Voor

de

regeneratie van 10

0

K

g

k

oo

l is

5,9

K

g

stoo~~rt+--~

Benodi

g

de

stoo

m

~us: ]~59

•

519

=

45

0

K

g

stoom

.

Regenera

ti

e

tyd

:(

1

u

ur.

.

'.

Per

uur

komen dus vry

450

Kg

s

toom en

4

•

975

=

3900

Kg

benzeen

•

C) De condensatie

By

de conden

s

atie van deze

dampeh

k

o

m

en

vry

45

0

•

540

=

243

.0

00 K

cal/uur.

3900.

94

=

368

.

000

"

totaal: 611.0

00

K

cal/uur.

Koelend me

d

ium:

water

van

20

tot

40 gr

.

C

.

verbruik:

blI~lJoo

=

305,500 Kg/uur

20

Totale warmt

e

overdrachtscoef

f

icie

n

t U

Log.temperat

u

ur

gemid

ct

eld

e

: 50

gr

.

C

.

Benodigd

o

p

pervlak

dus

611.00

0

=

49 • 700

g

e

g

e

vens apparatulIT :

377 1" pypen.

Diameter mant

e

l

len

g

te py

pen

Koelwater

door d

e

pypen.

900

750

=

70

0

Kcal/~2.uur.gr.C.

17,8

1'12

.

rnm.

"

.

.

~:

De

met

een ste

r

retje

g

e

merkte

gege

vens zyn

a

fkomstig

uit

)

litteratuur (5).

I

•

- - - -- - --- .- - -

--

---Berekening van de

11

totale

11

condensor.

De topdamp V

8n

de partiele condensor

wordt door

de horizontale

condensor

A gevoerdi

By beschouwingen

over

de

condensatie

van de

benzeendamp

in de

totale

condensor

mo

et men

rekening houden

met

het feit,dat het

warmtetransport door de gasfasa mede

bepaald

wordt door

de

dif-fusie

van de benzeendamp d

oor

het

inert

gas

.

Het is in dit

verband nuttig,hiet kort

d

e

analogie

tussen

stof

-en

warm

teov

e

rdr

ac

ht,

8

ls opgesteld door

Chilton

en

Colburn

,te

resumeren.

De grooth

e

d

en,welke

d

e

warmteoverdracht bepalen,kunnen

op een

bepaalde

maniet

tot

zogenaan:de

"

kengetallen

11

worden

verenigdi

Deze kengetallen zyn

dimensiloze

g

roeperingen van een aantal

stofeiegenschappen.

Er kan

nu,voor

(~en

bepa

a

ld

stromingsbeeld,een

verband

worden

opgesteld

tussen de k

eng

etallen,wel

ke

de

wa

rmteoverdrac

h

t bepalen.

Zo geldt

voor turbulent

e

stro

m

in

g

in of langs

pypen

:

I " I ( '\ 'I

d

jH

=

tA

Z;

(

V 11) /

p~

û

j

(!

)

Hierin

is jH het

kenget

a

l

v

an

Chilton

colburn v

e

o

r

de

warmte-/

overdracht.

(X.t.'

= warmteoverdracht

sc

oe

ff

icient (KEal/

sec

.

r

2

.

gr

.

C.

)

-IJ

= ef

fe

ctieve diam

e

t

e

r

(~)

/\

= warmtegeleidingsvermog

en

(

KF:

:

ü/

sec

.

j;

.

gIJ

.

C.

)

V

=kinematische viscositeit

(M2/~ZC)

(V

=

dichtheid

(lCg/,.{v~3)

~

=

soortelyke

warmte

(5cal/K~.~.C.)

V

exil>

---x-

=

=

snelheid medium

V

l

/sec.)

-Kengetal

van

Nusse

lt (Nu)

~:

"

"Prandl

(Pr)

"

"Reynolds

(Re)

O

p

analoge

wyze kan men

e

e

n

ken~et8l

voor

d

e

stofoverdracht

vor

m

en.

/. ! /

"

,

)

IC;;)

ff

jD =

f~!'(v~

'

(l/

.

~)

Dit kengetal

van

Chilton

Colburn voor

de stofoverdraeht

dus

een algemeen

verband

tussen

de

kengetallen,welke

de

overdracht in een turbulent

stromend medium

bepalen

•

.

~

=

stofoverdracbtscoefficient

(

9

= diffusieco

ef

ficient

(

~

~

Kengetal

van

Sherwood

(Sh)

~

=

tt

"Schmidt

(Sc)

.L

=

tl ti

Reynolds

(Re)

yb

geeft

stof

-De zogenaamde Analogie van Chilton-Colburn zegt nu,dat

voor

geome-tri~h

en dynami

sc

h

g

elykvor

m

i

ge

gevallen

,

gei

n

t dat

:

(3) •

M

et andere woorden: de

ma

t

e

,waarin

de stofov

e

rdracht plaats

vindt,

en de mate,waarin de warmteoverdracgt plaats

vindt,z

yn

niet

b

onaf-hankelyk van elkaar.

Uitgewerkt levert

(3)

het volgende verb

a

n

d

tussen k en

k

=

eX.

W

y gaan n

u

over

tot het in detail bespreken van de gevolgde

reken-wyze,w

a

afna de b

e

rekening van d

e

totale

condensor

in tabelvorm

w

ordt gegeven (Litt.j!).

A~~~mene

__

~~~

van

~!'iken

:

.

Als in- em uittredete

m

peratuur van het damp

e

nmengsel zyn gegeven,

weet men tevens de samenstelling by in- en uittrede

.De

·

ze is immefs

uit te rekenen met behulp van de

partiqalspannin

g

van de benzeen

by in- en uittreèe.

Men

verdeel

t

de con

de

nsor nu in een

aantal

temperat~,,;_urintervallen,

gelegen tussen begin

en

eind te

m

peratuur.

Daarna berekent men voor elk int

e

rval de hoeveelhei

d

gecondenseerde

benzeen en

d~larmee

de hoeveelhei

d

warmte q,welke in dat bepaalde

interval moet worden

afgevoerd

.

Voor begin en eindpunt va

n

elk interval berekent

men

daa

r

na het

product van de plaatselyke totale

warmteoverdrachtscoefficient

U

e

n het dryvend temperatuurverschil

t,met behulp van de

vergely-king

,

welke geldt

voor het

w

armtetranspo

r

tevenwicht in een vertikale

doorsnede door het

beschouwde

punt.

Deze vergelykin

g

luidt

:

(X~(Tg-Tc) +

KgeMd.l.(Pv-Pc)

=cX.l.;>

_{(Tc-tw) = U(Tg-t}

_w).

(5)

Hierin is

:

[~o

=

warmteoverdrachtscoefficient van het gas aan

tXl'~=warmteoverdrachtscoefficient

aan de waterzyde

;hd..

=moleculairgewicht van de

benzeendamp

.

~

=latente

warmte

v

an

de

benz

e

en by de beschouwde

IJ

=gastemperatuur.

~-condensaatfilmtemperayuur.

i

n

het gasli

c

haam.

de

condensaat-zyde.

gastempera-tuur.

i~=watertemperatuun.

fv=p

artiaaldruk

van d

e

benz

ee

n

!c.=partiaaldruk

van de

benzeen ean

het o

pp

ervlak van de

'. I

I

1 .

I

•

waarin

een

warm

teov

e

rdra

c

htsco

e

fficient,g

ed

efinéeerd volgens

r

• k. (6) •

Mm

·p

gf

.

dichtheid

van het

ea

s.

gemiddeld moleculair gewicht

.

/P.

logarithmish

gemiddelde

van

de

druk van het inerte

gas

in het

gaslichaam

en

a

a

n het opp

'·;

rvlak van de

condensaatfilm.

Om vergelyking (5) te

kunnen

toe

pa

ssen,is het nodig een a

a

ntal

grootheden

,

w

elke er in voor

k

om

en

,

eerst

t

e ber

e

ken

e

n,uit bepaalde

stofconstante

n

.

De

besproken

functies

van

kenge~aJlen

ko

me

n hierby te pas.

De grootheid

t(,·o

bepaal t

m

e

n

in

principe met behulp

van vergelyking

(1) •

.

!u

iQ.-D

J

i

}

)/

:\)0

.

JH

=

C

À

/ '

(

V~/\ ~eD

Voor

water

is

een

en ander ver

e

envoudigd tot

e

e

n

grafisch

verband

tussen

de

snelheid

v

van het

water

en de

gezochte

o<~·o

,

voor

een bep

D

a

lde temperatuur

en diameter

.(Li

tt

.: ,

blz.835).

Het

voor

doorstroming beschikbare

p

p

pe

rvlak vi

n

d

t

men

uit

waarin

:

at=

N

_{t • at'}

T44

.N.

;'1-(

;f,

i

t

a

t

=

o

p

pervlak in ft.

Nt~

aantal

pyp

en

.

n

=

aa

nt

a

l pa

s

s

es

v

an h

et

koelwater

.

De snelhei

d

volgt d

an

uit

/

,waarin

}Vv

·

de volumenstroom in ft

3

jsec

at

voo

r

stelt.

Het

··

wer

ken in d

e

Amerik anse

ee

nh

ede

n is

noodzakelyk

,

in verband

met

de te

gebruiken

g

rafiek.

De aldus

gevonden

ex:,'/

w

or

d

t

èe-t:-c'o'C1

'.:!'1.

op de bui

tenzyde

van de pyp,

door

ver

G

enigvuldiging

met het

q

uotient van buiten- ne binaaadiameter

van

d

e pyp

:

",/. =

r../ . I . 13uD.

(/'-(. D (/'-'-=>

-BiD

.

Op soortgelyke m

a

ni

e

r

kan

men

in

princi~e

de

~o

uit vergelyking (5)

berekenen met

behu

l

p van ver

ge

lyking

(1).

Een

grafische ver

ee

nvoudi

G

in

g

krygt

m

en hier

weer

door

ditmaal~

jH'= jH uit te

zetten

,al

s functie van Re

.

I

I

I

.

I

I

.

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

---De aldus verkregen grafiek

~ft algemen~el~g~idAwant

hy

geeft een verband tussen

dimensieloze

kengetallen

.

De by

dit

verband gebruikte Re dient echter nog nader

gedefiniee

_

rd

te

~,dat

wil zeggen, dat de formule voor

Re

:

20

Re

=

D

•

v.

f>

~ e

voor het beschouwde geva17w

g

nader dient te wo

'

rden uitgewerkt

.

We

kunnen voor Re

schrv

v 811.:

Re

=u

De

•

çi

r

as

,

W

::

1

arin

çzf

:

de stofstroom in

kg/uur voorstelt

.

de te construeren condensor heeft de volgende houw

·-r~

JJ-ït T

~))

'-1 r

Door de plaatsing van vertikale schotten is de stroming van

het gas rond de p,pen

geometrisch

niet precies

bepaald

.

Men

betrekt

Re

nu op

een

hypothetische

stroming

loodrecht op de

pypen.

Het doorst

_

romin8soppervlak

v

lOrdt

d~":'rby

gekozen ter h

D

ogte van

de pypenry

met

het maximale d

o

o

rs

tro

G

ingsoppervlak

,

hetgeen

over-eenkomt met

he

-

t mid

d.

en van de

warmte'v'lü

'.s

elaar

.

Voor dit oppervlak

geldt:

waarin

a

_s

=

,

I .D • • C

.B

.

'p

t

.

144

(7)

.

i

.

D.

=inwendige

diameter

van de

mantel

in inches

.

B

=schottenafstand in

inches

.

p~

=steek van de pyp

e

n in inches (Rng

.

:pitch)

C

=kleinste

afstand

tussen twee pypen in inches

.

,.- ',> ~

'1

'

/\

I

~

/ ~~

\~

'

... :J

--

,-

-)

Dat de factor B in formule

(7)

voorkomt

,

is te danken

aan

het feit

dat

men

de l

e

ngte van het doorstromingsoppervlak betrekt op de

schottenafstand

B

.

De effectieve diameter D

wordt

gedefinieerd

àls: e

De

=

4

~

.j:

..

p

t •

0

~ 86 P

t " d '" 0

,nodi

g

om het

getal

v

a

n Reynolds te v2êW;

-~

d

0

2

/4 )

(-

1

iL )

(De=4

.

vrY.

oppervlak

)

,

.

Voor

d

e

aldus

bepa

2

1de

Re geld

t

het

grafisch

verband tussen jR' en Re

•

.

Nadat men Re

heeft bepaald,vindt

men

dus

grafisch

jH,en daarna

0<0

uit

(8)

,welke

formule direct

uit

(1)

volgt.

De factor

Kuit

v

e

rgelyk

i

ng

(5)

vindt men

doot

toepassing

vergelyking~n

(4) en

(6).:

van de

In een iets

andere

vorm

geschreven levett

dit

Cl1J

1

2;6

M""

rr~7//9).

Om

Kg

te vinden,moet

men

de waard

e van

de diffusiecoefficient

Volgens Gilliland (Li tt.

t9 )

,is deze

gelyk aan

:

g

=0,0166

waarin

:

= totale druk in

atmosferen

.

=

absolute

temperatuur in

graden

K

elvin.

k

e

nnen.

en

V

_b

=

moleculaire

volumina van conde

n

serend en inert

gas

.

Moleculair g

e

wichten

van

condenserend

en inert

gas

.

Zie ook litt.:

Ji

.

blz 344)

.

Na

invullen van de

aldus

ber

ekend

e

grootheden

,

kan men

(5) gaan

toe-passen

do

(Tg-Tc)

+

Kg

.

M

d

.1.

(pv-pc)=

eXio

_{(T c- tw) = U ( Tg-tw).}

De

werkwyze

hierby is

,d

at men een

condensa~tfilmtemperatuur

aanneemt,

(T ).Voor deze temperatuur

zoekt nl

B

n Pc op en ber

ek

ent men pgf. en met

fo~ule (9)

Kg

.

.

Indien T

goed gekozen

is,moet bl

yken

,na invullen van (5),dat lid 1 en

11 van vgrgelyking (5)

gelyk

zyni

Als dit klopt

,he

eft men

t

e

vens ·de

waarde

van

U

~t

=

U(T

_g

-t

).

w

. .,Ifegevens conà ensor

ct

Liamet~r md.l1tel:: 11; 1/4 inch.

170 PYPE.m,:3/4 f I . l~/lfl"driel1oekige steek • .Koelwater doer de pypen in 1 pass.

Inwendig oppervlal. van een pyp : a

'=

0 ,~~6e inch .

t 2

OP1:.ervlak per meter lengte: O,oftS4 M .• per pyp.

sJot tenafstand : IE inch

,-. ,

1 •

voeding van de totale condensor

:

360 Kmol/uur bemzeen op 67 Kmol

per uur inert gas,by een temper

a

tuur van 74,5 gr.C.

8 temperatuurintervallen v n 74,5 tot 30 gr.C.

Interval

:

pruk

mol

cond.warmte warmte

I

warmte

totale

C

:

benzeen

be

n

zeen benzeen

ongec.

inert

warmte

gr

• •

:

in mrn Eg

i

Kcal/uur.

benzeen

!

I

Kca1/

u

u Kcal/u. Kca1/u

-

-

-

640,0

67

360

-

-

-

-

_I

74,5/74,1

1

632,0

_"

332

208.900

3

890

238

i

213

.028

i I I

1

472.066

74,1/73,°

1

609,3

_"

270

479.0

0

0

1

6950

516

!

-

.

.

'.

1

553.560

73,0/71,o

i

568,0

.

_"

-

199

543.360

·

9260

940

l

1

445.310

71,0/68,0

1

515,6

_"

142

434.0

0

0

i

9900

1410

: I i _{I i}

6810/65,0

!

468,0

_"

107

260.400

7500

1410

:

269.310

:

65,0/60,O

i

388,6

11

₇₀

_287.340

₈₂₀₀

₂₃₅₀

₁

_297.890

60,0/45,o

i

225,

0

_"

28

I

342.800

9800

7050

359.650

45,0/30,0

;

118,2

11

12,5

:

_129.950

₄₄₀₀

₇₀₅₀

_141.400

totaal af te voeren

warmte

.

.

2752.214

r-K

oelend medium: water van 10 - 3

0

gr.C.

verbruik: 2752.214 = 137611 Kg/uur. =304.000 1b./uur.

20

at=Ntéat '

ft

2

•

,c

144.N.

at = 170

•

0,286

144

•

1

2

= 0,318 ft

•

v- 304.0

00

= 1,35

ft3/sec.~~.

36000 62,5

v =

_{I v}

at

ft/sec.

_{v = 13}

3

5

0,

18

= 4,24 ft/sec.

O!t'o~

900

rX.(~

=

9

00

_•

0,620

= 745

0,750

•

4,88 = 3625

_A

_{e~/1M&.é ;#71..}

•

_p~

Dus de totale warmteoverdrachtscoefficient a

a

n de waterzyde

A-io

=

3625.

/(t..d/4~ /I1"L pc.

Wy vervolgen nu

m

et de berekenin

g

v

a

n de overdrachtscoefficienten

voor warmte en stofoverdracht aan de cond

e

nsa

a

tzyde.

& •

tnt

1

~~emÀ

I

-

::~

--r

~8

----

=~

---

B

I

·

c.

WcA/1

f

,

}~",

~

'h:.tG

i

;,

f."

a

174 ,

r-

0 ,

~

0 f, 0,0

~

i

0 ,0

~

3

4-

t

1~

)

'-

,

7-=0:--:, 0:-:00-:0=-,

-!

:

-

!"

-

~

-;

O

~

.

o

=-

o

=-

o

~

4 80 j

I

I i : . [ 711 ,1 0 ,~~06 ('1,0 l~

!

0 ,0??4 : 1120,000 i 484.000 I !

I

97P.OOO

7ee,ooo

l

I 4f() , i 73,0 0 ,~96 0 ,0 111 I _{0 ,07: FO} ! ti 10

7~~

.000 , ?6e ,rnn

I

,

j i 71,0 0 ,~~~ 0 .0 lil

I

0 ,07 f{) 74t:.

r-:I! r.: ,nno ; 20

e.ooo

1

1 68

.e

0 ,P0f' 0 ,0 1rt _{0 ,0770} p,r{) 434.000 l(iO .000

I

~ 10,000 117,000 I ...,1l:0 ,., 1('1 fi~ ,0

o

,:;>00

o

,0 1~ 60 ,0

o

,Ree

o

,0 Ir- I I

o

,0381

o

,0't97 1~r:. _{V '} JOr.>.: ,-.

I

4~ ,0

o

,};76

o

,0 17 30 ,0

_o

_{,f' F-7}

o ,0

10

o

,04 fZ j 17~) ,000 [ ~~) ,400 L.--_ - - - ' -_ _ _ - I -_ _

-l_

0

_

,

_

r.:

._

p

_

7

_ L

1~

?

1,000

j

3~.

600

;;~~

r

~~r

-

~

: r

~~

-

'

r

T

_c

--

I

~t

-

r

t4t

-74

,r.

0 ,!":-:S

I

432

~

3

-

1

:e

't"

70

'

.o

-"~-

44

'

~~

-"~

i4

-

~

;

~O

"

"

u

W~~ _{I ' , .}

!

I

I

'

I

74,1 0 ,f;:~e 1 414 130 ,f

i

6S ,F 4F ,7 1l\7nfO I I 1,1 73 ,0

~~37'

IZ74 P6 ,1 i f4 ,0 46 ,0 14-

l~OO

I

I 7"1.0 : 0 ,f'7F

I

719 !

~)3

,e;

I

!"8 IJ f'0,0

1~~P~7!"

I

P6FO 6S IJ i

°

,C{J"

I

P7Z

i

20

,6

l

49 iJ ' "0 ,Z lL"400

I

"em

6~

,0 0 .,66S ! P?S

I

IS

,4

1

42,0 ! 40,P 9!"fFO 11 lÇ140

I

I

i 60 ,0

!

0 ,flro i ~)07

I

11:; ,11! 32,0 ! 4 f. ,4 67700 ld. r.{) ,

I

:

I

I ' I i I

î4f',0 ; 0 ,roo

I

1e;0 1 11,7 1 1e.o

i

23,7 ! 2F\?00 l 770

I

,-1

3_0

_

IJ

--,-

t

_

l

_

,

_

o

_

p

_

~

.1_

1?4

_L ___

'"

~~

~_

J!

2

~

1

__

~~

_

,0

J_

"

__

~

_,

]O

L __

~~o

_

J

I

o

,900 0

,e

JO o ,000

r.

,810 ('1

,pao

0 ,90 6 0 ,907 Cl.010 ('\

,

("l('\('\ _, 0 ,911

o

,910

o

,810

!

I

o

,820 ; i

o

,sP

1

!

I I ,

o

,8~7

!

!

('\ ,e

1('1

I

o

,870

!

i

o

,em:;

!

Le voor de bórekening van Re benodigdó effectieve diameter De volgt

uit formule (7a) • s

te

=

0 ,0]4 M.

r

et voor ~ü berekening van Gsbenodigd doorstromings}9Ppervlak vplgt uit

7) a I D

ct

B 1l~,2F. 0,'Cl7F.. I!)

=

0,2F4 f t = 0,02~6 M .

c •

=..

..

=

ó) " ~ 0,

s P • J4-<Q 0 ,937. 144

t

-•

EI

---

--

---

---,-

q

I

Punt T

~t

U

At) gEm totale , k=

I

~

t At) ge

c

~ warr.lte ; U

tgt

gr • C.\ gr. C •

I

Kc all .ïi • g G. _

fr1

~

-I .t\C a.l/ u. ' 1 74," 170

-

;0

i

14P;rf:O- - -- - ---.. --~---W_4-,c:;-

..

i

142 , 6"""

I

~

13 .0 2e t l,42 !

i

4~

, 1 74 , 1 6S ,f.

I

1 143 ,0 60 I - ~:- ,7 I 14~?,r~O

i

47r;.06C 3 ,Z2

i

r, 146 ,0 173 ,0 64,0 I: 141,~OO ~ 14~ ,0

:

I 137 • 0 Z S : F ~ 3 , ,..:: EO 4,04- I 4 Q ,0

I

'

~

e

,

o

113 2. c:; 7P;

i

FO IJ I 122.963 I 44~, 2 ID 3 ,60 ~O ,~~ \ 140,0 ,11F.400 1 FO ,3 \ 111;. APF

i

~69.3 ID ~ ,34 4: Q ,8 42 ,0 0'" ,ef.O I i 4Ç" P S 1. 67F \ 207 .~70 l 3 ,64

!

47 .e ~ I 4~a 1 ,4 _ 48.800

i

3"'9. Ef.O i 7,SF i

:

:

3::

,7

17 ,6~f. I 14 1,400 i E ,00

!

7 1,0 6S ,0 6f. ,0 32 ,0 67,700 €OIJ ; 40 ; 1 4~ ,0 IS IJ PF ,900 '20 ,0 30

IJ

lP ,F 9 ,4 JO ~=---:-=----+--_--':=----'----'---

---I

q 1 T gem

- -

I

c tgem ! ---i---69 ,3 10 JOO 11300 ~ 1,0

I

6870

!

1::3,f. f.4 10 4 f. , f. SP40 37,0 S9f.0 ' 2f. ,0 SOS4f

Het gemiddeld dryvend temperatuurverschil volgt uit de vergelyking :

~

t =

cvt

gem ,w::1a,rin ~ de totaal overgedragen hOf'vAel _

heid warmte voorstelt.

hieruit v c l e ; t t = 27"'2.214= 4f. ,2

gr

.e.

608411'

Ie gemiddelde tota.le warmteovercirachtscoef'f'icient vcor §ile gehele

con-densor volgt dan uit Q. _{P71::~. P 14 P, ...--::--'\}

-

-

=

l77~ Kc al~ ~r.C:J

34 ,2e 4f' ,2

-"-u

=

-

-

-=

A.t

~

Het beschikbare o.tJpervlak per~ iS

l by de gekozen gelJ"k aan 170 .0 ,1263,0 ,30 10

=

JO

(W:\

.

c ond ensor ( blz .2./)

P

Het voor de warmteoverdracht benodigde oppervlak

te pyPlengte zou dus moeten zyn : 3 ,4~8 meter.

is 34 ,28

tY\y

,

In overeenstemming met Kern.(!) nemen v;y een condensor met ~O ~ meer

oppervlak, v.egens onnauwkeurigheic Vélll de berekening in de laatst e

inter-vallen.

Le benodigde pyplengt6 wordt dus 34-~S l i p . 3428 = ~ ll!-f'. mm.

-•

•

.

.

•

•

•

•

Deze lengte,gecombinet.rd met dE:: &éJt;t:vens nau.st blz.2/, bepaalt de

groot te van de fI totale" c ond e !lsor •

Gegeven s c er:d ensor.

tiameter mUf} tel lP' 1/4 inch

=

~ QO mmo

Aantal p yp en 170 • lF/16 inch drieheekige steek.

Ui twendige diame ter ~

/4

inch

=

lP ,P mmo

Lengte p yp en ~ F 14~" mm.

. .

Schottenafstc1nd : lP inch. Aantal schotten ~

l'

(

.

::::..

~200 mm. )

hconomische aspecten V:JJ1 deze cc.,ndensor

.

(

g

en 7 ) .

Wat betreft de pypdia"l1etE.ir kJ.n v.orden opgemerkt,à at by kleinere

dia-meter de warmteoverdrachtsc,gefficienten omhoog gaLm.t i t volgt onmiddellyk

uit vergelyking 1 Vèl.n blz.I6, u.angezie n immers kleinere dia'lleters

gro-I

tere snelheid bHet VGur de Vvarmpeoverc.ira.cl1t etekenen. benodigde op,t:-ervlak is dus kleiner ,by

1

kleinere diameter errêh:iS)zyn de investeringskosten by kleinere diameter

l

kleiner . ~.

Hi er tegenover st3.é.l.t echter ,0 c.\.t nauwere p yp en moeilyker zyn schoon te

maken en tovenà.iön,dèl.t een grotere drukval optreedt.

(

V,at betreft de pyplengte geld.t,dêl.t ,voor een bepa3.ld benodigd oppervlak,

langere pypen economischer zyn dan korte pypen.

Zo 6eeft volgens Mc.Adar:J6

(

!J

~.3So) gebruik Vd.n pypen van .,is ft.

L!J.V.

e

ft .in een bepu.a.ld geVd.l een Y.ostenreductie va.n 24 ,,/ '.

hen en anJ er i s ui tgewerltit tot kw an ti tatiev e rela.tie s ( 0 blz •

.J

5'f' t.1

,

waarop hier echter niet nader zal worden ingegaan. 7

~

BY de op de voerga<.J.nde blClàzyden uitgevoerde berekening ,:!las het

nOodzakelyk om een bepaalde cendensor aan te nemen.Uit de berekening

/ -~.,....,...--....,,--r-:~

/ volgde dan à e v erei ste p yp lengte.

Het blykt nu,dd.t de aldus Gedimensioneerde cend ensor red el yk aan de

hierboven genoemde kwalitatieve voorwd.dl'den voldoet.

Berekening van de temperatuur VJ.n het condensa3.t.

Wy werhen met een horizontale condensor. Ht t condensaat wordt dus niet,

'?

als by een vertlb.kale condensor, tot W ,F. gr.C. afGekoeld.

...

--

---

--"

..--- --'- --~

-_.

...--- ~

Wy bereiken een Goede benadering van de eindtemperatL;ur V::Ln het

gelmeng-de condensaat door te bed6nken,dat de som Vd.l1 de enthalpieen van de

c ond ensaatp ort ie s van ct everschilIend e intervallen, berekend by de

bybehorende gemiddelde condensd.d.ttemperátuur,gelyk moet zyn aan de

-•

•

•

•

I '

•

,

!-

l

-

~t~~v

aï

---

~o;;n

--

-

-

t;enze

~~

.

g.'emi. dd

Gl

.

d~

.

I7f

.

enthalp ie

-

1

I per l.Ur ccndenEd.d.t Lcal/uur.

I

gecondenseerd tbmperatuu r (= Cl ,by 0 gr.C.)

. 74 ,F/74 ,1 28 ---

';---

~Ç1

-

:;

--

-I"

-

~

·

;~

---

..

-l

, I

I

~6 ,2 ; 1770 i , J 1 I

!

61,0

lS6~

I

i 74 ,1/7~

,

a

73 ,0/71,0 71 i

!

71,0

leE

IJ

12 JO i ! fE: 6

f'e

,a

I

f.~

,

a

I i I,

I

i SM .0/00 IJ I

.

I

I

eo

.0 14f-,O i

1

4"

.0 /30.0

I

37 37 ,0 4~ 1

lFi ,Pi 1Fi ,3 ]02

_ _ _ _ _ _ _ ,..-_ _ _ _ _ _ _ _ .•. _ _ _ _ _ . ....J._ .•• _ _ _ •. _~--_.

!\c all uur.

760 g

tota..l.l: 347 ,Pi totd.al :

lje ein~temperatuur VèJ.r' hot ccndensad.t is dus

T

=

7eO~

=

~}~ gr. C.

c gem.

Lit komt dus juist overeen met hetge6n op blcrlzyde was veroruH::rste ld,

wtl-a.rmee de berekening,die in f eite ge11ebl op een soort II try and erroT'ff

methode was gebaseerd, sluit •

Lestillatiekolommen.

Een nauwkeurige berekening Van de destlllatiekolom~en zal niet worden

gegeven.

Aangezien de berekening van de benodigde hoeveelheid koelwater in de

condensors ,van de benodigde warmte in de verdampers en van de diameters

van de kolommen na het bel': .. andelde geen nieuwe gezichtspunten meer biedt,

zal ook hierop niet nader worden ingegd.èll1.

te àimensionering van de apparaten voor warmteuitwiBseling geschiedde

ook geheel als op bladzyden

/0

totA~ is weergegeven,en wel onder

aanna..'TIe van een id eale scheid end e werkinG en E: en totale warmt. eov erdr acht s_

coefficient.

Verder kan worden verwezen naê.l.I' de by dit verslag behorenie t ekening.

.-r

I. ' I' •

.

"

•

'f \ " .LitteratLurcpgave.

I( R.h.hirk en t:.F.Othr.1er

Encyclopedia cf chemical technology Vol.3 (lr49) e1ë <17 .

p) p.H.0roggins e

Uni t proc esse s in oq:~anic syn the si s 4 • ed. 2,.,7 ~([) .

() R.b.~C • .I!ullin

C hem. 1 n t .• IJ r 0

cr'

8 S s 411 (1

r

11 ~ )

4) 'l.r,.L,live

';, ',~

.J..:...l. . •

l.illcrr..anà .v1et.hn6.47 nO. ll 770 -77F en 7eÇ .!(?~ (W<10).

F) 1/ •• r' r aL.L

U.S.Pat.l.Q€3.?bl (lÇJuni lÇ'ë4)

f.} J.h .,P erry

Chemie al Lngen8 8r s Hemd beük bI z. 004 ev.

7) L."-:..l\.ern

r'rccess i:eat transfer (10P'O) ?~'ç: -?:F~;.

8 ) L, • 1- • li i .L.l i l..i.nd

Ind Lng.CLem. p6 F 16 (lf-:A).

9) Me. Ad ê1ITl8 \\ .H.