De bereiding van Pentaerythritol

/' ._ te 4 i~ t i· I

i

,

I

j

.

.

PENTAERYTHRITOL. FABRIEKBSCHEMA

DOOR

A.BEZEMER. .° 1

I Inleiding.

11 Bereiding van Pentaerythritol.

111 Afscheiden van Pentaer,ythritol uit het reactiemengsel.

IV

Zuivering van Pentaerythritol. V Beschrijving van het schema.

VI Berekening van de voorwarmer voor de voeding.

---

----

--

---

- - -I.

r

I ,. 1 I Inleiding.

Pentaer,rthritol is een vierwaardige alcohol met de formule

C(CH2OH)4·

Het is een kleurloze verbinding met smeltpunt 2600

o.

Het vindt toepassing:

Ie in de industrie der explosiva, waar het dient als grondstof voor de bereiding van het tetranitropentaerythritol, dat een sterk brisante werking heeft.

2e in de lak:industrie voor de bereiding van harsen, weekmakers, lakken e.d.

Het wordt bereid door condensatie van formaldehyde en aceet-aldehyde, in tegenwoordigheid van een alkalisch eondenàatiemid-del.

Deze methode van bereiding werd reeds aangegeven door

Tollens en Wigand 1) die deze verbinding voor het eerst

beschre-ven.

De bruto reactievergelijking hiervoor is:

&H_2CO + 2 CH

3CHO + Ca(OH)2 --+ 2 C(CH20H)4 + (HCOO)2 Ca

KcLeod 2) geeft voor deze reactie het volgende mechanisme weer: pentaery-throse CH2- C~OH H_2CO I ) CHO bydracylalde-hyde pentaefrythritol CH(CH₂0H)2 I ~ CHO

_,

~ dioxylsobutyraldehyde

WYler 3) beschrijft de laatste trap als een reductie van

pentaer,ythrose volgens:

0(~OH)3

-

&ro

+ 2 H ---J.

CC

CH₂0H) 4

waarbij de waterstof afkomstig is van de reactie: 2 H200 + Oa(OO)2 --+ (HCOO)2Ca + 4 H

In overeenstemming hier mee voerden Fujii 4) en Walker

5)

de condensatie uit aet minder dan de theoretisch benodigde hoe-veelheid formaldehyde.

Hierdoor verliep de condensatie slechts tot aan pentaery-throse; dit werd geïsoleerd en gereduceerd met waterstof bij 1600

o

en

5

atm. druk in tegenwoordigheid van Raneynikkel als kataly-sator.

Bludworth 6 ) gebruikte voor de condensatie een waterige

oplossing van een mengsel van aldehyden, verkregen door

oxyda-tie in de dampfase van een mengsel van lagere koolwaterstoffen,

die slechts

5

%

formaldehyde bevatte.

Principiële afwijkingen van de hierboven geschetste

metho-de komen niet in metho-de literatuur voor.

In meerdere of mindere mate ontstaan bij de condensatie bijproducten die bestaan uit polymeren van pentaerythrol en an-dere polyhydroxyverbindingen.

Zijn deze in grote hoeveelheden aanwezig, dan belemmeren ze de kristallisatie en zuivering van het pentaerythritol.

De hoeveelheid van deze producten variëert van minder dan

5

%

tot meer dan 15

%

.

Dit hangt samen met de wijze waarop het proces wordt

uit-gevoerd.

Is het af te leveren product bestemd voor explosiva dan

leidt men het proces zo dat weinig bijproducten ontstaan, daar

deze de explosie vin de nitro-verbinding vertragen.

Voor de bereiding van harsen e.d. vormen de bijproducten geen bezwaar, deze worden met het pentaerythritol mee veresterd.

Het dimeer neemt onder de bijproducten een bela.ngrijke

plaats in.

Prödinger

7)

noemt

~

verklaring voor het ontstaan de

re-actie:

HO -+

Hier reageren dus twee moleculen pentaerythrose met één molecuul van het dimeer van formaldehyde.

Wyler

8)

meent dat de reactie van pentaerythrose met

for-maldehyde verloopt onder vorming van een instabiele verbinding

die op twee manieren ontleden kan, zodat zowel pentaerythritol als het dimeer kan ontstaan.

De reactievergelijking hiervoor is:

(rH2~H) 3

C - ~ -

°

-

_CH20H

OH

instabiel. De ontleding kan plaats vinden volgens:

H (CH20H)

3

-

C -

T -

_{0- CH20H} ---+ (CH₂0H)

4

-

C + HCOOH of OH H 2 ( C H2

°

H ~ - C -

f -

° -

_{C H2}

°

H ~ _{(C H2}

°

H) 3 - C - _{C H2 -}

° -

_{C H2} • C • (: C _H20 H)) OH

I •

3

9)

Voor het trimeer geeft

Mertz

de formule: fH20H

(CH20H) 3 - C - CH20CH2 -

f -

CH20 CH2 - C (CH20H) 3

CH₂0H

11. Bereiding van pentaerythritol.

De condensatie wordt uitgevoerd in waterig milieu. Het formaldehyde wordt toegevoegd als 30-40 %-ige oplossing in wa-ter. Aceetaldehyde soms als gas 10, 11, 12) soms als 40-50 %-ige oplossing in water 13, l4} doch meestal als het ca. 98

%-ige vloeibare handelsproduct.

Om bijreacties te vermijden is het nodig dat de oplossing van formaldehrde nagenoeg vrij is van methanol 14, 15, 16).

Wyler 14) heeft aangetoond dat verhoging van het gehalte aan methanol meer bijproducten doet ontstaan.

Als condensatiemiddel wordt meest kalk gebruikt, maar ook natriumhydroxyde, bariet, magnesia, natriumbicarbonaat en soda

zijn bruikbaar.

Corbellini en Lancini l71 hebben een onderzoek ingesteld naar de invloed van het condensatiemiddel op het verloop der reactie. Hierbij is aangetoond dat kalk de gunstigste eigen-schappen heeft, zowel wat betreft de snelheid als het rendement van de reactie. Bovendien is kalk het goedkoopst. Toch wordt ook natriumhydroxyde in de practijk gebruikt 10, 15, 18, 19, 20, 21)

•

In de tabel op blz.

5

wordt een overzicht gegeven van de toegepaste molaire verhouding der grondstoffen, gerangschikt naar opklimmende reactietemperatuur. Tevens is hierbij de reac-tietijd aangegeven en het rendement.

De meeste auteurs voegen meer formaldehyde toe dan de theo-retisch benodigde

4

grammoleculen per grammolecuul aceetalde-hyde. Dit is noodzakelijk daar formaldehyde verbruikt wordt door de kalk, terwijl tevens een overmaat formaldehyde het ren-dement gunstig beinvloed door het tegengaan ~er bijreacties.

De hoeveelheid formaldehyde die men gebruikt ligt meestal tussen 4 en 5 grammoleculen.

Jackson en Jones 13) gingen zelfs tot 8 grammoleculen f. or-maldehyde per grammolecuul aceetaldehyde. De overmaat formal-dehyde werd na de reactie terug gewonnen.

De hoeveelheid kalk neemt men meest op ongeveer 0.6 gram-molecuul per gramgram-molecuul aceetaldehyde. Theoretisch is 0.5

....

grammolecuul nodig. Men werkt meest in een concentratie van 1 grammolecuul aceetaldehyde op 40-50 grammoleculen water.

Maakt men de oplossing te geconcentreerd dan heeft dit een ongunstige invloed op de reactie door de vorming van

bijproduc-,J

"

.

ten. Een te verdunde oplossing heeft het bezwaar dat men in een later stadium onnodig veel verdampen moet.

De temperatuur van de reactie wordt gevariëerd van 20-aOoC. Lage temperatuur voorkomt nevenreacties, maar brengt een lange reactietijd met zich. Hogere temperatuur maakt echter de kans op nevenreacties groter.

Vele auteurs beginnen het proces bij ca. 200 C en

verwar-men tegen het einde van de reactie. Dit geeft nog een vrij lan-ge tijdsduur voor het proces. Beter is het direct bij holan-gere temperatuur te beginnen (ca. 400 C) en deze temperatuur te handhaven.

De grondsto~fen moeten hiertoe worden voorverwarmd; de reactor moet worden gekoeld daar de condensatie exotherm

ver-loopt.

-

Cl:

'

Op deze wijze wordt de reactietijd verkort tot twee uren. Daar de temperatuurlverhoging slechts gering is, treden weinig nevenreacties op.

Dit is van belang daar de zuivering moeilijker wordt, naar-mate meer bijproducten aanwezig zijn.

In vele octrooien wordt nog melding gemaakt van het ge-bruik van katalysatoren. Hiervoor worden o.a. gege-bruikt:

glycerose, dihydroxy-aceton, glycol, glycerol 22) die het eerste deel van de reactie versnellen, koperoxalaat

3,

a), ko-peroxyden, koperpoeder, platinazwart 3, 8, 20, 23) voor de om-zetting van pentaerythrose in pentaerythritol, boorzuur en si-licagel 24}. De aangegeven rendementen variëren van 40-90

%.

Hierbij dient te worden opgemerkt dat vaak niet aangegeven wordt of dit betrekking heeft op ruw of op zuiver product.

Gemiddeld kan gerekend worden op ongeveer 60-65

%

zuiver product.

De kalk wordt meestal verwijderd door deze neer te slaan met zwavelzuur en het gevormde gips af te filtreren.

De rest van de kalk wordt vervo~gens verwijd~rd met oxaal-zuur.

In het Paraxol-proces 25} werd volstaan met de verwijdering door zwavelzuur. Het bezwaar hiervan is dat betrekkelijk veel

kalk in oplossing blijft, met als gevolg afscheiding van cal-ciumzouten bi

1

het verdampen.

Burke 26 verwijderde de kalk met soda waardoor calcium-carbonaat neersloeg en natriumformiaat in de oplossing kwam.

SpilIer 27) gebruikte ammoniumcarbonaat. Hij zag bezwaren in het gebruik van zuren, aangezien dit zijns inziens penta-erythritol verloren doet gaan door reactie met nog aanwezige aldehyden onder vorming van cyclische acetalen.

~~-

---5

I !

Auteur Temp.

_°c

reactie-_{tjjd H2CO} Kalk _H20 rende-ment in% Tollens en Wigand 1) 20 1-2 mnd. 5 1.6 402 62.5 Stettbacher 28)

_--

_{3 w.k. 5 1.5 398 60.9} Wyler 14) 20-23 2-7 uur 4 0.65 76 90 Wyler 23) _{20-23 20 uur 4 0.75 80 80} Wy1er 8) 20-30 48-72 u. 4 0.72

I

75 80 DEGUSSA 19) _20-30 ! _I 4 0.45 ₃₅ 80 !

Hubacher en Matheson29 ) 20-30 I 12 uur 4 0.47 I

43 i 87-98 , I i I I DEGUSSA 15) 28 I _{26 uur 5 0.6} i _{70 88} I ; Wyler 30) i I ! 30 I }3 uur 4 0~72

_I

84 72 ( , Wyler 31) _{30 2}

I

_{3.8 0.74} I i 56 I uur I

--I _!

Jackson en Jones 13) 30

I

2 uur _15.8 0.8

I

69 I 70

I

30 2 uur i _{8 0.8 69 82} • Rhein-Westf.32) 33) _{15-40 4-5 uur}

I

! _2.4 0.6 ₅₅

I

74-80 25-40 4-5 uur

I

_3.9 0.6 45 74-80 Cox 34 ), s)urlin 35), 18-40 6 uur 14.2 0.5

I

56 80. SpilIer 27

_-

_i I.G.Ludwigshafen 21) 30-40 )6 uur I 4.5 0.64 44 44

••

&.

16)

I

,Skarblom en M nsson 40 2 uur . 4.3

--

100 58. Spence en McKeever 36) 40-44 2 uur 4·5 0.57 45 74 Wyler 37) 38) _{30-50 1-2 uur 4 0.78 78 88} Burke 26) ₄₅

---

_{5 0.6 40 65-70} Paterson 12) _{45-50 3.5 uur 5} {0.65 _{69 80} Meiszner ).8) _{50 <2 uur 5.2} 0.85 _{0.4 33 88.5} Schurink 39) 40) _{50 3.5 uur 5.6 0.68 64 56} . Paraxol 25) _{55 2-2.5 u.} 4.8 0.63 46 62 Cox 20) _{30-60 8 uur 4.5 0.72}

_--

₅₁ I Aaronson 41) _{60 2 uur 5 0.6 55 37} Fuchs 24) _{60 2 uur 4 0.5 40 90}

Skärblom en M~nsson 16) 60 18 min. 4.3

--

100 61 42)

80-85 2.5 uur 4.2 0.5 19

Owens

--De hoeveelheden zijn aangegeven in grammoleculen per grammolecuul aceetaldehyde.

I

•

111. Afscheiden van Pentaerythritol ui~ het Ieactiemengsel.

Na het verwijderen van de kalk moet het reactiemengsel worden ingedampt ten einde het pentaerythritol te kunnen isole·

r.en. Het indampen geschiedt meest in vacuo, om de vorming van

bijproducten te vermijden.

Cox

34, 43)

achtte ook het verwijderen van mierenzuur,

ontstaan uit het calciumformiaat bij het neerslaan van de kalk, noodzakelijk, daar dit zou kunnen reageren met pentaerythritol.

Daartoe voegde hij een verbinding toe die een azeotroop

vormt met mierenzuur (b.V. isobutylalcohol) en verwijderde op deze wijze het mierenzuur door destillatie.

Spurlin 35) behandelde het reactiemengsel met stoom,

hier-bij werd het gevormde pentaerythritol-formiaat ontleed en

des-tilleerde mierenzuur over.

. WijIer

44)

voegde voor de verdamping waterstofperoxyde toe; dit oxydeert de verbindingen die aanleiding kunnen geven

tot de vorming van stroperige bijproducten, die de kristallisa-tie van pentaerythritol kunnen belemmeren.

In een volgend octrooi

45)

beveelt deze auteur aan de po-lymeren te extraheren met behulp van tributylfosfaat.

Mertz 9) dampte-het reactiemengsel geheel droog en loste

het verkregen product op in een secundaire of tertiaire alco-hol met

4-6

koolstofatomen. Op deze wijze werd pentaerythritol

gescheiden van calciumformiaat. Bij volledig verwijderen van

de kalk komt dit dus niet in geding.

Door gefractionneerde kristallisatie werd uit deze alco-hol eerst zuiver pentaerythritol afgescheiden. De rest van het product was nog bruikbaar voor de verwerking tot harsen.

Hubacher en Matheson 29) behandelden het reactiemengsel

met aldehyden of ketonen die acetalen vormen met pentaerythri-tol. De acetalen werden geïsoleerd en door hydrolyse weer

ge-splitst.

Burke 26) en SpilIer 27) die de kalk met alkalische midde-len verwijderden, concentreerden het reactiemengsel in neutraal of ~ak alkalisch milieu. Als voordelen hiervan worden genoemd dat het concentreren in ijzer kan worden uitgevoerd en geen stroperige bijproducten ontstaan.

De meeste auteurs dampen het reactiemengsel in tot

begin-nende kristallisatie, in vacuo onder een druk van 500 mm Hg en een temperatuur van ca. 800

c.

_7,

_{10, 12, 13, 16, 21, 22, 25,}

36)

•

IV. Zuivering van Pentaerythritol.

De aard van de zuivering hangt nauw samen met de wijze

waarop het proces is uitgevoerd.

- - - _

.-

-7 moeilijk, doordat eutectische verbindingen gevormd worden ~et het pentaerythritol 46).

Filbert 47) sublimeerde .. het ruwe product en kristalli-seerde daarna om' uit water.

Friedrich en BrOn 48) voerden de scheiding van pentaery-thritol en het dimeer eerst uit na het nitreren.

In een Brits octrooi 49) meent men pentaerythritol züiver te kunnen verkrijgen door concentratie in vacuo bij 800 C. Bij lagere temperatuur wordt het product minder zuiver verkregen.

Wordt het proces zorgvuldig uitgevoerd met methanolvrij~ oplossing van formaldehyde, korte reactietijd en niet te hoge temperatuur, dan worden slechts weinig bijproducten gevormd en kan volstaan worden met omkristalliseren uit water 7, 16, 25,

50, 51)

De oplosbaarheid van pentaerythritol bij 00 C is 6 g per 100 g water, bij 800 C ongeveer 70 g per 100 g water, bij 1000C 98 g per 100 g water.

V. Beschrijving van het schema.

De bereiding van pentaerythritol is beschreven in het schema van C.W.Bruin. Het proces is gebaseerd op een productie van ca. 7 ton per dag. Dit levert 108 ton reactiemengsel waar uit het product moet worden geïsoleerd •

. De~e 108 ton worden via een voorwarmer naar een continue ééntrapsverdamper geleid.

Het verdampen geschiedt in vacuo onder een druk van 500 mm Hg bij een temperatuur van 800 C.

De voeding wordt voorverwarmd met de damp van de verdamper. De verdamping wordt zó uitgevoerd dat een begin van kristalli-seren optreedt. Hiertoe moet dus per dag 90 ton verdampt worden, zodat 18 ton oplossing overblijft waarin 7 ton product.

Deze oplossing wordt naar een continue Swensson~Walker kristallisator gevoerd die in tegenstroom met water wordt ge-koeld. De kristalbrij wordt aan het andere einde afgetapt en gecentrifugeerd in een continue Bird-centrifuge.

De moederloog wordt uit het bedrijf verwijderd. Deze kan eventueel afzonderlijk verder worden geconcentreerd, waarbij het verkregen product verwerkt kan worden tot harsen. De kris-tallen worden naar twee oplosketels gevoerd en daar met behulp van water en stoom opgelost tot een 40 f~ige oplossing. Beurte-lings wordt de ene ketel gevuld en de andere leeg gemaakt. De oplossing wordt weer naar een kristallisator afgevoerd. De kris-talbrij wordt gecentrifugeerd, en de kristallen gedroogd in een Raymond-drooginrichting met behulp van hete lucht. De kristal-len worden afgescheiden in een cycloon. Teneinde ook de kleinste kristallen af te scheiden wordt de lucht afgezogen door een zak-filter. De moederloog van het omkristalliseren wordt terugge-voerd naar de verdamper.

1

VI • .IBlerekenihg ,v:an de voorwarmer voor de voeding 52 }.

1

t s• v •

';'7/:;7;:;/:;/ /::;:/:;:ï;::;,/:;:/ /::;:ï:;::,/;:::;/::;:/ ,:;:'1:;::/;:;/ ::;:/ /:;:/;::;/::;:/ /::;:/:;::/;:::;/::;:/ /:;:/:;::/;:;/::;:/ ï:;:' /;::;'/::;:/

/:;:/:;:7;::;/~/

7 t f t s

,

//7/7///////7/////7//7//////////'/7//7//7//Z

tt

s • v •

Gegeven is de begintemperatuur van de voeding_ot _l :20oC.:

6SoF. Devvoedinp; wordt verwarmd door stoom gan 80 C-176°F.

8indtemperatuur van de voeding t2:750C:I6~ F.

-tS.V.-tl:{ht)l=lOSoF. t s•v .-t2=(Qt)2:90F.

( Ä t ) m_ ( 0 t ), - (~ t ):2 _ 3 9 9

°

F - .ó T

(~t

)1'

-

,

-In fo(ót)2

Voorts geldt ongeveer:

3 .

-tf=tsv-4~t,waarln At-ts~-ts

Hieruit volgt: tf=~t s l ~ts

Voor water kan ongeveer aangenomen worden 53 ) ,dat de

weer-stand van de inwendige film ongeveer gelijk is aan

4

de

weerstand van de uitwendige film,zodat voor de buiswand

geldt_{:t s}

=

_{ts v}

-t4riT.

Hieruit vinden we:

t s :176-S,0:16S,OoF

tf: 176-6,O:170,OoF

Voor de totale \varmte-overdracht geldt:

Q= U.A. T

Voor de berekening van de"overa11coêfficient" U splitsen we

de warmte-overdracht in drie trappen:

1. Warmte-overdracht van stoom op buiswand.

2. Warmte-overdracht door de buiswand.

I·

ad.l. Overgang damp naar buiswand.

Hiervoor moeten we berekenen de overdrachtcoëfficient ho. De hiervoor geldende formule is:

3 À

?

2

i-(lèf • • f · g) waarin N • Do. ~"'f • ót 9 hO

=

warmte-overdrachtscoëfficient in BTU/(hr)(sq.ft)(deg.F) k

f

=

thermische geleidbaarheid van het condensaat b~ de tem-peratuur tf in BTU/(hr)(sq~ft)(deg.F per ft)

À

=

condensatiewarmte in BTU/lb.

g

=

versnelling van de zwaartekracht in ft/(hr)(hr)

N

=

aantal buizen.

D = diameter van de buis in ft. DO = buitendiameter.

=

=

absolute viscositeit van de condensaatfilm b~ tf in lbs/(hr)(ft)

Met behulp van tabellen vinden we de volgende waarden:

k_f = 0.393 À. = 1000

=

60.8 = 4.17 _• 108 5/₈

"

=

= 0.052 ft = 0.75

=

--,8 . '

.

0--0 F

Nemen we voor N de waarde 15 dan vinden we:

h

=

0.725 • (0.3933• 1000 • 60.82 • 4.17 •

10~

t

t }3:5

o 15 • 0.052 • 0.75 • JS·.6

ad.2. Overgang door de wand.

H~ervoor hebben we slechts nodig de thermische geleid-baarheid kw voor roestvr~ staal b~ 1760 F:

c kw = 25 BTU/(hr)(sq.ft)(deg.F per ft). ad.3. Overgang wand naar voeding.

We moeten berekenen de overdrachtscoëfficient hi • Hiervoor geldt de formule:

h D . D G 0.8 c )ü 0.4

h.

=

warmte-overdrachtscoëfficient in BTU/(hr)(sq.ft)(deg.Fj 1.

D = binnendiameter in ft.

k

=

thermische geleidbaarheid van de vloeistof in

BTU/(hr)(sq.ft)(deg.F per ft)

G

=

massasnelheid in lb/(hr)(sq.ft)

~

=

absolute viscositeit bij de temperatuur tm.

cp = soortelijke warmte in BTU/(lb)(deg.F)

D

G

Hiervoor vinden we:

=

til ~ 0.0417

= 486 .000

en nemen aan: /-'-'

=

O. 86

cp

=

0.54

Vullen we deze waarden in de formule voor h. in dan

l

krijgen we:

h

i

=

0~O:18

• 0.023

(0.04l70:8~86000)0.8 (0.56.38~·86)0.4

=

457.5

Voor de "overallcoëfficient" geldt (berekend op het binnen-oppervlak ) :

u .. =

1.

1

De gevonden waa_{rden voor hi , kw en ho hierin ingevuld}

krijgen we Ui = 144~; BTU/(hr)(sq.ft)(deg.F)

Hieruit blijkt dus dat onze beginvoorwaarde onjuist was, want ho is niet gel~K aan 4 _{hi •}

Berekening van nieuwe wand- en filmtemperaturen kan uit-gevoerd worden met behulp van de vergelijking:

At _ l;h

A T' -

€

l/h Anders geschreven U A T

=

h A t

Splitsen we de wandtemperatuur t _s in twee temperaturen

ta en tb resp. voor het buiten- en binnenoppervlak dan valt deze vergelijking uiteen in drie delen:

a. b. Do ho Ui 6 T

=

D. _{(t sv - ta)} 1. 314:~;) ~

3)9

.

9 =

1.25

74

1L

535

!

(t_{sv - ta)} Ui AT

=

_{hi (tb - tm)} 344'=" ,\ 39'.9 := 457.5 (tb - tm)

• 3Ç llt J c. U. A T

₌

kw / l t .4t _{ta tb}

=

»);)0 F. D

=

-~ 1.151

D.

log --2 1.

D·

1. Hieruit volgt t s

=

ln.~7.J2° F. tf

=

16l9.4° F.

Berekenen we bij deze nieuwe temperaturen weer de ho dan

moet in de formule voor ho worden ingevuld:

At

=

_{t sv - t s}

=

176 - 1&7 .. 1₂

=

8.8'

~f = 0.75 lb/(hr)(ft)

de overige waarden zijn dezelfde gebleven zodat we vinden:

3 2 8

t

ho = 0.725 (0.393 • 1000 • 60.8 • ~7, • 10 )

=

i~g~

15 . 0.052 • 0.75 • -~.a r

Voor Ui vinden we dan op dezelfde wijze:

u.

=

1. 1 - -I 1.151 • 0.500 log 0.62

6

+ O.500~ _.

=l

4

a

.

5

.'

457. 5

+ 12 • 25 0.50

o.

625 • ~.i14&7 _i.

Deze is dus practisch niet veranderd. Voeren we weer een controle uit dan vinden we:

ta

=

16is..::~ F tb

₌

_J65-.~5 0 F ta + tb Hieruit volgt t _s

₌

₌

161 •. 1\0 F 2 tf

=

..1.. 4- t _sv +

t

_{t s}

₌

169-.,):0 F

Deze waarden zijn in goede overeenstemming met de voor de berekening gebruikte.

Voor de berekening van de afmetingen van de voorwarmer gebruiken we de vergelijking: Q

=

U. A . Q T waarin:

Q

= totale warmte-overdracht. U

=

A = ~T= overallcoëfficient. verwarmend oppervlak. t _{sv - tm}

Q volgt uit de hoeveelheid te verwarmen oplossing.

Deze bedraagt 4500 kg/hr.

Kiezen we voor de soortelijke warmte 1.2 dan vinden we

Q

=

4500 X 55 ~ 1.2

x

4 = 1.190.000 BTU. U = 3:44 .. 5. A T =39.9,0 F.

A - 1.190.000

=

91.:6 ft 2

.

.

Het binnenopperv1ak van een buis is 0.1296 sq. ft/ft. dus voor 15 buizen: 15 . 0.1296

=

1.94 sq.ft/ft.

De lengte van de pijpenbundel wordt dan

~ _{1.94 =} L7 _{q. ,.} 2' _' ft _• 1l;; _{.u.ov een ac ma} ht 1· _~ge d _{oorgang =}

I ., 13 VII. Literatuur. 1) 2) 3) 4) 5) 6)

7)

8)

9)

10) 11) 12) 13) 14) 15) 16) 17) 18) 19) 20) 21) 22) 23) 24) 25) 26) 27) 28) 29) 30) Tollens, B. en Wigand, P. McLeod, A.

Wyler, J.A. (Trojan Powder Cy) Fujii, S.

Walker, J.F. (E.I.du FUnt de Nemours Cy)

Bludworth, J.E.

(Celanese Corp.of America) Prödinger, W. Wyler, J.A. Mertz, E.F. Burghardt, R.F. en Barth, (Heyden Chem.Corp.) Popovic, B. Paterson, T.R. (I.C.I.) Jackson, H. en Jones, G.G. (I.C.I.) Ann. 265, 316 (1891) Am.Chem.J.

22,

26, 37 (1907) U.S.P. 2.186.272 (1940) Jap.P. 153.925 (1942) Ch.Abstr. 3447 (1949) U.S.P. 2.400.724 (1946) U.S.P. 2.333.696 (1943) Mitt.Chem.Forsch.lnst.lnd. Österr.

2,

95 (1949) U.S.P. 2.240.734 (1941) U.S.P. 2.533.737 (1950) R.H. U.S.P. 2.401.749 (1946) Joeg.P. 11.067 (1934) Chem.Zentr. 1934 II, 3181 U.S.P. 2.011.589 (1935) U.S.P. 2.562.102 (1951)

Wyler, j.A. U.S.P. 2.152.371 (1939)

Kudsüss, H. en Hensinger,

w.

(

)

(DEGUSSA) D.R.P. 733.849 1943

Skarb1öm, K.J. en M~nsson,S.O. Zweeds P. 125.950 (1951)

Corbellini, A. en Lancini, A. Giorn.chim.ind.appl.12, 53

(1933) Chem.Zentr.1933 I 3698 Meiszner, J. D.R.P. 538.916; Fr.P. 702.416; Br.P. 357.783 (1931) DEGUSSA Cox, R.F.B., (Hercules Powder Cy) I.G.Ludwigshafen Cryer, J.; Owens, J.C.; en Lee, R.J.F. Wyler, J.A. Fuchs, W.M. Paraxo1 • Schrobenhausen Burke, C.E. (E.I.du Pont

de Nemours Cy) Spiller, G. (Hercules

Powder Cy) Stettbacker, A.

Hubacker, M.H. en

Matheson, A.M. (Niacet

chem. Gorp. ) Wyler, J.A. Fr.P. 744.377 (1930) U.S.P. 2.329.514 (1943) CIOS XXVII - 84 U.S.P. 2.534.191 (1951) U.S.P. 2.206.379 (1940) U.S.P. 2.501.865 (1950) BIOS Fina1 1217 U.S.P. 1.716.150 (1929) U.S.P. 2.373.717 (1945) Z.f.d.ges.Schiesz u.Sprengstoff-wezen 11, 182 (1916) U.S.P. 2.223.421 (1940) U.S.P. 2.360.186 (1944)

31) Wy1er, J.A. 32) Rheinisch Westfa1ische Sprengstoffe A.G. 33) 34) 35) 36) 37) 38) 39) 40) 41) 42) 43) 44) 45) 46) 47) 48) 49) 50) 51) 52) 53) Rheinisch Westfa1ische Sprengstoffe A.G. Cox, R.F.B. Spur1in,

H.M.

Spenee, L.U. en McKeever, (Resinous Products) Wy1er, J.A. Wy1er, J.A. Schurink, H.J.B. Backer, H.J. en Schurink, H.J.B. Aaronson, H.A. C .H.

Owens, G.R. (Monsanto Chem. Cox, R.F.B.

Wy1er, J.A. Wy1er, J.A.

Corp. )

Wy1er, J.A. en Wernett, E.A.

Fi1bert, W.F. (E.I.du Pont de Nemours) Friederich, W. en Brün, W. Soc.des usines chim.

Rhêne Poulenee

B1udworth, J.E. en Jeffries, S.B.

Lon~a, A.G.

McAdams, W.H.

Brown, A.I. en Marco, S.M.

U.S.P. 2.414.576 (1947) D.R.P. 298.932 (1919) D.R.P. 390.622 (1924) U.S.P. 2.372.555 (1945) U.S.P. 2.369.083 (1945) U.S.P. 2.381.855 (1945) U.S.P. 2.464.167 (1949) U.S.P. 2.486.774 (1949) Org.synth.Co11.Vo1 I 425 14 Rec.trav.chim.

22,

923 (1931) U.S.P. 1.678.623 (1928) U.S.P. 2.372.602 (1945) U.S.P. 2.407.920 (1946) U.S.P. 2.532.252 (1950) U.S.P. 2.532.253 (1950) U.S.P. 2.999.048 (1942) U.S.P. 2.358.697 (1944) Ber.

§2,

2681 (1930) Br.P. 606.954 (1948) U.S.P. 2.386.289 (1945) Zwits.P. 218.638 (1942) Heat Transmission.

Introduction to Heat Trans-mission.