Processchema: Bereiding synthetische zeep: dodecylbenzeen sulfonaat

l

_::'

,

f

(

PROCESE,CHCNf.A.

Bereiding

synt h8tische ~eep:

DOD

B

CYLB

ENZEEN

SU

LFONA

AT

.

.

"_... Vl.OUVI Bdan Gwan. Choors t r:iat 11 .

D

E

LFT

.

.

-".

..

.

I

r--

-

-

-

-

-

-

-I

.

. . . _tor

-L

I I , I

, i

LJ

, ~ - 1-10'''_

J

I I I l -r- ~- - ~ .--- -- - . - --I

----

--6

-

-

~

,

~'

-

i

C

-

-o

-,",: L 7 '> : --. ,"" - . .:. I' ---:.-__t--"'_

k

"

-:-

-

----Q- - -w.o- . .o.... , J

- - -

-

-

-

-

-

-

- - -

---l

I

NHOUDSOPGAVE

1.

I

n l e i di ng.

2

.

Dodecylbenzeen (DC

B) a

l s grondsto

f.

3

.

DCB~sulfon~at

al

s

synth

etische zeep

.

4.

Pl

a ats

v

a n de ze

ep f

abriek.

5.

Be

s

chrijvin

g

v

an

de continue

s

u l fo ne r ing

Vdn

DC

B

.

6

.

C

on

s

t r uk t i e

ma

te r iaal .

7.

C

a paciteit

v

an

de t

e

b

ou wen z

eep f

abri ek.

Uitvoerige m

at eria al- e

n

wa

rQ te b

al an s.

8

.

Bereken

in

g

a

p paratuur.

9

.

Pomp c

ap aciteit

.

10. Samenv

atting

v

an

d

e

v

oordelen

v

an he

t t

oeg e pa st e p

ro ce s .

(lit. 1-9)

I __ _ _ --.--1. _

I

NLEI DING

Tot da synthet is c he ~epen behoren ~ila v8rbinding an,di e een

-,ïéL3akt ieve Ne rk i n " hebb e n cm die niet behoren tot de ::lk:",l i zout e n van vet zur en.

Men ond er sc h e i dt de syrrthe t Lcche vL.smidde len in väer gr-oej.en

1)

d.n i onogen e

2)

kat io n ogene

3

)

niet io no g ene

4)

amf ota r e

De ze di f fe ren t iat ie beru s t op de hydrolyse v~ n de wasmidde l e n in wate r .

De an i o n oge ne en de nie t i on og e n e ~~s~iddele n ~i jn de belang

-rijk st e, hoereI d2 katio n ogene g r ce p 3.9.n het op' : omen is. Om een indruk

t e kr ijge n VE,n de j.r-ctu ct Le Vim ie dri·:; belan;T i jks te syn t het ä s che zep e n ,

volgt ond er st a ande t au el Groe }. cl.n i on oge n e kationo g ane niet io no g e ne Productie

93

,0

~s

0

, 5

%

6

,

5

%

Toepa ::; sing wasm1::ue len ins ectici d en

Eomu lgat o re n (lit.6)

De pr oduct Le van syn the t is che zepen omv.rt voor het gr oo ts t e ge de elte de an i on oge n e gr oe)e n,omda~ de z e l a atst e goe dk ope r i s in ver -ge l i j k i n g tot de an d e r e gr oep e n .

De an i on oge ne sy n t he t is c he wasmi dde le n ku n ne n we e r onderver

-deeld wo r d e n in de volgende gr oep e n : 1) :a.l k y l s u l fa t e n

2

)

secund aire alkyls u l fa t e n

3)

alky l s u lf onate n

4)

alkylary ls u l f o nd t e n 1) Alkyl sulf aten

Deze wo rden bereid :: o or veres t erin g van vetalkoholen met

zwave lz u u r . De ve t alkoholen worden meesta l verkre gen door hydrogeneren van vet zuren en esters on de r hog e druk. Gro te hoeveelhe den vet zuren wor d e n door de pe t r o l e u m industri e gele v e rd. In deze indu strie worden paraf f i ne n geo x y de e r d , waar b i j me ng se l s ver-kr ege n 'Horde n Vhn vetzur en,

alk o h o l e n en en ketonen. Uit deze meng se ls wor de n de vet ~uren afg ez on d e r d en gez u i ve r d.

-2

-2)

Secundaire Alkylsulf aten.

In feite zi j n de ze i so mere n Vd n de vet al koholsul f aten de bereiding daar e n t ege n gaat uit v~n hcoó mo le c u la i r e olefinen

-

CH

-

C

H

-6S0

7 H

)

De benodi gde ole f i n e n na rd en verkreg e n doo r ther misc h kr:~ken v~n aar d -olie fr acti e s en do or poLymer-Lsa't Le v.m iT op e en f rac t i e s.

3)

Alkylsulfonaten.

Door UV-be str~ling i s het moge l i jk om paraf f i n e n me t een mengse l v~n S0 2 en C1

2 om te zet ten in sulf o ch l or ide n. De ~e Nard en door neutrali s atie omg e z et in J.lky l s ulf onate n :

u

v

RCH

_2CH

3

+

S0

2

+ C12---~.~ RCH 2CH 2~0 2Cl

+

2H

CI

RCH

2CH2S02Cl + 2I;aOH ~ RCH2CH 2S0

_3N

a. + NaCl

Tijdens de la atst e we re ldoo r l og werden ~l ky l s uf o nat e n in gr o t e hoeveel -heden gepr-oducee r d in Du i ts land ond e r de nà8.ID "mer soLat e n'",

4

)

Alkyldryl sulfon~tcn.

Hier to e be h oren mo no- of di nu cleai r e sy st e men, die een of meer

~lky l r est e n en ee n (s U l~ o n ~uu~groe~

~~

H(CHj)2

V V

S

0

3

Ha

diis o propylnafth~le e n­ sulfon a at (Ne k al)

bevatten, bv, :

Û

~

C

12H

25

"-

I

SO

Na

dodecylbe n~ee nsu l f onaat

De al k y l naf t ha l e e n su lf o na~ en hebb e n niet vold~an de verwacht e was

-ak t i v i t8i t ,dien teng evolg e zi jn zi j geheel verdr ongen door de dode c yl -be nz e ensu l f o nat e n.

Te gen woordig worden al kylbe n ~ een su l f ona t e n in grote ho e ve el-heden gepr odu cee rd en zi j ove r t reff8n ue pr odu c t i e cijf er s van alle and e re sy n t he t is c he ze pen.

Do or inschak eling van de moderne pet ro le um industri e in de fabric age van gr o nds t of fen vo or synthe t ische zepen i s de pr i j s van dez e gr o n ds t o f f e n aan merke li j k ged~ald , hoewe l een byzond er go e d e waswe r kin g word t geh~ndhaaf d.

-

3-Het is d~arom niet te verwon der en, dat de pr o du c t i e van

dodecylbenzeen sulfonaten, zowel in de U.S.A. al s in Europa, blijft

stijgen. U.S .A . Ja ar 1955 1958 Europa... Jaar

1

955

1956

Pr odu c t i e ~'55 00 0 t on 15CO 00 0 ton 770 000 ton 90 0 000 ton (lit.5) (lit.6 ,8)

Synthetische wasmidde l en kwamen in Nede r lan d voor het eerst op

de markt in 1952 met een ~fz e t van 2500 ton. In 1958 wa s deze hoeveelheid

gegroeid tot 18.800 ton, voor de z.g. heav y-du t y was mi dde l e n. Bij deze

vergelijkingen moet men ~e l bedenken , dat aan ~askrac h t di t kwantum syn

-thetische wasmi dde le n ge l i j k sta~t me t 31.000 ton zelf werk enà e was midde l e n.

Vloeibare synthetische af'waami.d d e Len wer-d en ec h te r r e e d s geintroduceerd in 195 0 met ee n omzet van ruim 15.0 0 0 ton. Deze hoeveelhei d gr o e i de tot ca.

28.00 0 ton in 19 5 8. (lit.36)

De pr i jze n van syntheti sche wasmi dd e l e n hebben in de meeste

landen we i n ig sc h omme l i n g e n onderga an in tegenstelling tot de U,S .A . (lit.8,

10 )

Toep assingen.

Niet alleen wo r d e n synth eti sche ze~e n ge b r u i k t op huishoudelijk

gebied en in de wasi nd u s t r ie , do c h oo k in ande re indu striële technieken,

zoals textielbewerki~; en le ier f abr ic ~ge. Als emulg ator en en bevochtigers

~i j n deze synthetidche zelJen gesch ik t voor de landbouw als oplosmiddel voor

insecten verdelg ers. Door de uits t e k en d e emulge r e nde werk i ng in wat e r voor

pigme n t e n en an de r e va st e sto f fen , si jn zij zeer go e d bruikba ar in de verf

-en pi g me n t industrie, &n in de rubberindustrie. De cementindustrie ge b r u i k t

ook synthetische zepen om betere pore uze mat e r ia le n te make n.

Verder wo rde n sy nthe t ische zepen geb r u i k t

1) in schuimblus apparat e n

2) al s vertr ~ger s bij có ros ie do o r adso rp t i e aan metaa l op p ervla k ken

3)

in de au t omob ie l i n du s tri e: : doo r t o evo e gi n g van in olie 0

flos-bare sy n t he t is che ~ef e n aan smeero l ie n worde n deze la atst e in

-

4-De ane l le gr oe i van de produ c t ie va n sy n t he t is c he wasmiid~ l e n

wordt voor een beLangr t jk dee l ver-o oz-z uakt do or Lns c ha.k eLdng vari de i'et r c 1 e u m

industrie na de t wee d a we r e ldoo r log. De voorielen hiervan worde n geillustreerd

in een st e e d s af ne mende 2r i j s va n da ruwe gr o nd s t o f : dodecy1be n zeen.(DCB)

2C

.o r l <, +> 0 q} ~

₁

₆

u A en or:> 0.-1 ~ c, 12

1949

19 5 0 19 5 2 - - - -- - --it>-t>- jaar (lit.2 4)

Van 19 4 8 tot en me t heden is de fr i j s van deze KW steeds ge d aa l d,

ze l f s in pe r i ode n van gr o te schormel ingen in de olie en vetlJrij~en.

DCB wo rd t door de pet r o l e um in du st ri e geleve rd al s een heldere en kle u r l o z e

vloei stof.

tu..l/-I""Z'''<.-('

De Na -z ou t e n afgele id va n DCB(he bben ee n ge l i jke of betere wa s

-akt i v i t e i t dan an de r e sy n the t is che zo~en, die OF de mark t wo rd e n gebracht.

Als emul g ator 2n en al~ bev o c hti g er s ku n ne n de DeB su l f o na t e n

concurreren met de duurste produ cte n . Dit feit maak t DCB byzonder ge s c h i k t

al s ruwe gr onds t of , omd at de af nem e r de gele g e n h e i d kr i jgt , VBn een en dezelfde

grondstof, een ver sc h ~idenheid van pr odu c te n te rn~ke n voor ver schillende

-5-DCB ALS GRONDSTOF.

DCB wo rd t niet in Ned e r lan d gem ~ak t en moet ~o r d e n ge i mp o r t e erd.

Dit pr o d u k t en in het algemeen de al k y lbe nze n e n kunnen al s volgt wo r d e n bereid :

1) Volgens de Friedel

&

Crafts synthese, uitg a ande va n een alkyl

-halogenide of ee n alko h o l , ter~ijl een me t~al hal o ge nide als

kat alys ator fungeert bv. wat e r v ri j AlC1

3 (l i t. 14,1 5, 1 6) Bij de al k y l e r i ng van benz een met hoogmol ecul ö.ire al k o h o l e n

word e n ook mengk~t. ge b r u ik t . (lit.17 ,18 , 19 )

2

)

Voor de bereidin; van DCB,wordt de alky l e r i n g met olefinen het

meest toege pa st, omd at dez e bereidingswijze het go e d k o op s t i s en tot de beste rende menten leidt.

De olefin e moet minstens 10-15 C-atomen bezitten, ter wijl de dubbele binding cha n het einde van de keten ge l e g e n moe t zijn .

Deze olefinen wo z- den verkregen door kat .l;o l y me r i s a t i e va n

pr o p y l e e n. (lit.20-23 )

Fysische eigensch ö.pv en vÖ.n DCB.

De still atie van co mmerci ele DCB volg ens Eng l e r geeft de volgende resultaten : "I ,. \ .-\ -be5in de s t i l lat i e

5

%

10~'b 5~~

9

0

;10

97% eind de s t i l lat i e kookpunt. 27 70 C 287°

C

2880 C

2

95

0

C

3

09

0

C

3210

C

32 80 C BTujlb. BTUjlb.oF

"

Soort.g e wicht bij 150 ,) C

gem.mo l .ge w.

an i l i n e ru n t

kleur (volg.meth . van S~ybo l t )

broomget 9.l

viscositeit bij 200 C bre kingsindex

ve r d a mpi ng s warmt e bij 525 ° F soort.warmt e vloeistof bij 100°F

" " " " 525 °F 0,874 7 kgjl 24 6 80_,)-

c

2

6

0,1 6 13

C

f

1,4 875 95 0,45 0,75 (li t. l ,2 4-27)

-6

-Producent

en

v

an

DeB.

I

n onderst

a

a

nd

overzic~t

vol

gen

e

n ige

ma

a

t s c ha

lP

i j e n

d

i e DCB

f

abrice

ren

m

e t

~e

vrij

g e gev e n p

r o

d

u ct i

e

c

a l aciteit

.

U.::i .A .

1

J

r cd u c t.ie c

a n

e.ci

t

ei

t f

'er

,ja ar .

Oronite Chem

.Co

.(Stand .Oil

of C

al)

.

M

on sant o Chem

.Co

.

Shar

I

Jless

p

r-od

,

"Ne

al ene

"

(Cant

.

Oi l

Ca)

Atl

antic

Refining

"Basis

AB

"

Shell

W

ood River

N

ationi:l.l

AnJ.1ine

Tr

inid

ad

Le~sehald

Indoil

Eng

eland

.

Shell

Shell Haven

Grange Chsrn

.

Ltd

.

(Gr

ange mouth)

M

on san

t o

Chern

.

Co

.

15

0

.000

ton

.

25

.000

t

on

.

3

0

.000

ton

.

1

0

.

0'JO

ton

.

In Nede

rl

and

heeft Shell

-Pernis

de

p

r o

du

c t i e v

an

DCB

g

e s taakt

.

:)

-7

-n

CB

Srr

LFONA

hT

A

LS

S

YNTHETI SCHE ZEEP.

Su l f on e r i n g va n alkylb enzeen.

Sy n the t is che zej.en gebas eerd or ar omat ische ko o lwater s to ffe n ku n n e n een gemakke l i jk uit g angsmat eria al vormen voor het invoer e n van hydr o f ie l e gr oe~en in tegens tell i ng tot de me er inerte al i fa te n.

\

De la atstGenoemde kanme n äel i swa ar eveneens sulfoneren do c h de comrlexite it

van de reactie leid t tot ~eve npro du ct e n en be moeilijkt de zuiv e rin g.

De al ge me n e sulfonering sverg elijking luidt

-RH

-

Or

.~

+

Hi e r na vo lgt nog neut r~l isat i3 met een water ige oplos sing van alk al i -hydroxyden, so da , ~mon iak of een org an i sche bas e

). .~. \... ""...: '. \. +

SO

__

H

) Theori e van de su lf on e r i n g ·

1) volg en s de om1eg ei ngs me c h an i sme , rraar b i j intermediair een ar y ls u 1 f onz u re ester ontst a at :

+

+

H

+ (OSO~OH+ )

L.

1- _

-8

-2) alge meen word t nu aangenomen dat de su l f one r i ng volgen s een

ionen-mech ani s me verl ooft. Hierbij word t het best~ an van een

HSO: ion veronder stel d uit

:>

sa

,

+ H+ ho _HSO+ ) "4

3

RH HSO+

..

-VU

...

RS0

3H

H+ + 3

...

, R-"SO₎,H

...

+

Deze l~atst e vergvlij king be l aal t Je snelheid van de

sulfonering :

k' (RH)(

sa

3)

(

H+ )

Het besta an van het HSO~ ion is niet zo vreemd, deze kan worde n ;

)

ge da cht uit de spli ts i ng van pyr ozwave lz uu r :

H S O

-::=~

....

~

HSO+3 + HSO:

t

-2 2

7

'"

es

Langs Gpect r ogr~f iGche weg is hi e r u i t het HSO; ion aan ge t oond.

Bij de su lf one r i ng is ook het ong ehydr ate erde H+ ion belangri jk,

da arom heeft me n een b8pa Bl de concentratie aan H

2S0

₄

nodi g.

Sulfoner ing van DeBT

In het fabric a g e proces van su lf onat e n is de sulfonering het

belangrijkste onderde el.Het sul f one r illGspr oces bepa dlt de kwal i t e i t v~n het

wasmidde1 , de kast e n van het I,r o ces en d.e benodi g de app ar-at uur ,

In de su l f one r i ng s r ea c t i e ~i j n de vo orna~rn st e pr ocescon i i t ies af hanke li jk van:

1)

de re 3.ctie tempere::.t uur

2

)

de re i:l.Ct i e ti~d

3)

de sterkte va n het gebr u ikte zu ur

4

)

de hoeve elh ei d ove rmaö.t ;,;uur

wor dt geve ris

t

,

Deze reactieconditie s be ~ a l en de vol g ende gr o ot hede n

1) de snelheid van de reactie

2) de omzetting sgr~ ~d

3)

de kleur en geur va n he~ eind~r oduk t , dat door de afnemer

'I .l\~'l -. \ t'-. \,J\.,t"\: . , -,l \ \..

-

- -- - - -_.-

-

-

-9-Sulfonerin

g

met $0

3

.

De techni

sche

uitvo

ering

v

a n d

e

s

u l f one r i ng met S03 is mogelijk

ge

worden d

oor

toc p ~ ssing

v

an g

e s tab i l i se e r d 803

.

SO_

.

werd re

eds

l

ang

gebruikt in

labor~torium ex~ariillenten,

w

a ar

een

effec-;I

tieve sulfonering ge

wenst

is,

z

on de r een overm

a at aa

n

H?SO~

in het sulfone

-... 1+

rings

product

te krijgen,zoals dit h

et g

e va l is bij het gebruik van oleum

.

A

angezien

vlo

eib a ar

S03

a

l s

o

xy dat or

k~n

o

ptre den,

is het ge

woonlijk

nodig

dat het S03 wordt v

erdund

om de oxyd

ati e

te b

e verke n

en

z

i j r ea c t i e s te ver

-mijden, zo

als

disul

fonering

.

S0

2

is byzonder

g

e s c h i kt

a

l s ver

dunner,

d

a ar

het tegelijkertijd voor beide

stoffen nl

.

S03 en

DeB,

a

13 o

plosmiddel

fun

geert,

terwijl het verder een

l

age

viscositeit en een

la~g

kook

punt

heeft

.

De techniek om met 803 te sulfoner

en

is

e

ve nwe l bijzonder moeilijk, dit is

te

w

i j t e n

aa

n de

vel~

nevenre

acties, d

i e

k

unne n o

ptreden.Soms

kunnen deze

re

acties

ge

paard

g

a an

met ex

plosies.

Sulfonering

m

e t 98 tot 100% H

2S0 4•

Sulfonering met H

2S0

₄

verl

angt

e

en

grot

ere

verhoudi~5

aan zuur/KW

en een langere re

actie

tijd.

Maa

r

m

e n moet met overm

a at z

uur voorzichtig zijn

,

omd

at

nevenre

acties

kunnen o

ptreden e

n deze kunnen de kleur v

an

het gesu1

-foneerde

p

r odu ct b

einv1o eden.

ook andere re

acti es

kunnen o

ptreden

bv

.

R

-<

}

S

0 3H

+

+-',

sulfonen

disulfonzuur

.

In het algemeen

w

or dt er

m

e t

20;/0

- oleum

g

c su l f one e r d

,

omd

at

dit goedko

per

o

.~

+

- - -- - - - -- - - - -- - "- - - "

-1

0-Continu of di s con tin u pr o ces.

Indi en een fabrie k ont wo rpe n word t ,moet er een keuze wo rde n

ge ma a kt tus s e n een cont i nu of een disco nt i n u pro ces. De mo t i v e r i ng van de

.0 ke uz e is afhanke l i jk van de omstandigheden. In het alg e meen heeft een dis

--,

.

continu pr o ce s het vo or d e el, dat het een zeer flexi be l proces is ; er kan

sn el en gemakkelijk ov erg e sc hak e l d ~o r d e n op een and er pr o ce s." De beno di gde

apparaten zi j n eenv oud ig.Bi j een continue werk wi jz e , kri jgt een pr odu k t van

mee r constante samenstell i ng , ter wi j l de regeling va n het pr o ce s gemakk e l i j k

is. De reg ela p par at e n ~i j n ech te r duu r , maar voor de be di ening he eft men

mi n de r pers onee l nodig, De tot al e fabricagekoste n ne men ec h te r af bij to

e-name van de produ c t ie ca pacit eit, di t in tegenste l l i ng tot het discontinu

pr o c e s :

discont inu

continu

~ ~~~ pr od . ca;~c i teit

Bij de syn the t is che zee~fabricage vor de n de disco nt inue pr oc es se n het meest

to e gepa s t met een :rendemen t van 98~'~.

De continue zeepbe r ei din g i s echte r aan t re k keli j k er gezie n de gr o te toena me

in de pr odu ct ie van de synthe t ische zeren.

Een an dere ove rweg ing , om de co nti n u e werk wi jz e te pre fe reren bove n het dis

-continu pr o c e s i S, dat de twe e hoofdbezwaren van het laat st e pr o ce s kunnen

wor d e n verme d e n. Dez e moei l i jkheden ~ijn

1) pla atse l i jke overver hi t t ing van het reac t ie mengsel en dus een

een slech te sulfonering

2) de aanwe zig h eid van een duur koe lsys t eem. (lit.3l,3 2)

He t gro te vo or de e l va n de continu8 ~e rkhi jz e best aat hier in ,da t men do or de

gr ondstoffen in kleine hadveelheden kan l~ten reageren, doo r ze al s het war e

eerst te ver d u n n e n. Door dit ~r in cipe toe te ~ass e n, zo u d~ n gr o te ver a n d eringen

- - - -

~

--~-

-11-P

LA.A'l

;S

V

AN DE ZEEPFABR

IEK.

Het op zett e n van de fabri e k h3 e ft vaak een gu ns t i g e aan - en af v o e r mog elijkheden van di ve rse j.r-ouu cte n nodig.

Maar bij het ontwer~ e n van een sy nt h eti s c he zeepfab r iek mo e t er ook re kening geh ou d e n wo r d 8 n , dat er ee n gr ot e ~oe vee lhe id af v al zu ur (ca

80%

H

2S0

4)

wordt gep r o d u ce e r d , die zeer gesch ikt i s voo r de ku ns tmes t industrie. Da arom zal in de omge v i ng va n de ku n s t mes t ver we r ~ en d e indu stri eën een fab r i ek van sy n t h e

-tische wasmidd e len de Iliee s t aangewezen plaat s zi j n .

BES

CHRI JVING V

AN DE CONT

INUE

S

ULFONER ING V

An

DCB

.

Ee n syn t he t is che wasmidde l van

85

%

sul f onaa t en

15

%

su l faa t al s sa men st elling zou ku n ne n ~o rden geprodu cee r d. Di t kan wo rd e n toe ge p ast in de textielververij, voor het rei ni g e n va n kled i ngs t u kke n etc. en in de fruit- en

gr oe n te n ver werke n d e indu stri e . Spe c i f i cat i e van het pr odu ct

.

,

(

, I I _I,

i

i('11 \, I" 'Ij< i ' i(' pas ta

4

0

"f io

7

J{

0

, 5

%

1,5

7~

4

5

~of ca.

0

,9

meta l e n vat en met pl~s ~!~ binnen be kl eding. soort.ge w. verp akking niet ges u l f on ee r d wat e r 'v oo r k omen akt ie ve sto f Na 2S0

₄

N

a

Cl

-1 2-Bloks chema

t

W8 er

(

4)

(6

)

(

1)

(

3)

~ r _{su l fo-}

(

3+)

_{homoge- ve r dun-}

₍₅₎

-

afsc he i

.J:I.,)

(

2)

_-

_{nator. nisator.} r ne ro der . ,It af va lz u u r

(11

)

blek~r.

...

(9)

n

eutra----+-

'---tJO lisator.

.

₍

₁₀₎

(

8)

ol e um DCB

Sulfonat or . NaOC1- op l . loogopl.

;

---'';1₀

.

.

-,.

\."

De sulfo ne ri ng geschiedt bij 500 C met 20% ole um

(1

04

,

5~ H

~

S04

)

en

een zuu r /KW gewi chts verh ou di n g va n 1,02 (mol .verh.

2

,65

)

.

De su lf onator i s gevuld me t 75~6 ge 3ulf on e er d pr od uc t , dat zeer goe d

word t geroe rd ; te r wij l de reactie mass~ homogeen is.Nu wordt ole um en DCB in -gele id. Door de ui twe~dige koeling en door het ro e r werk , ~orde n de grond

-stoffen ver d u n d en 8e dis~e r gee r d, vo or dat zij beginnen te re a g ere n. (ver du n n i ng voor het zu u r en di eper si e voor de DCB)

Deze werk wi j~e ve r ~ek e rt, dat de react ie en dus de temferat uu rs t i jging ove r

de gehele massa wordt ve r d e e l d. De reactie warmte wordt uit eindelij k doo r

koe lwat er afgev oe rd. Plaatsel i jke over verh itting wordt zo verme den.

Gezegd wordt , dat eel< grote concentr atie aan reactanten een slechte kleur

ge v en aan de gesulfonea rde mass a en dat disulfonaten ~o r de n gevo rmd.

Omdat de reac tie warmt e snel en gOèd afgevo erd wor dt , kan de werkt e mperat u u r

hoge r worden gekozen zo n d er dat bijreacties optreden.

Homogen isator .

De gesulfoneerde ma ssa komt vi a een over-Looj. pijp in een tweed e

)z

1

ta n k of homogen isator, In deze tank krijgt i e d er massa deelt je de gelege n n ei d

\

.':'-"'~

..," ~\

-,

-1

3

-Ver dun n er an ~fsche ide r .

Bi j gebru ik va n 205~-018 um en een zuur /KW v2rh ouding va n 1,0 2, nee mt de ste rk~e v~n het ~w~Ve lzuur af tot 98%. Hoewel er re ad s een ont me n ging op

-tree dt bij de z e zu u rs te rk te , is het noodzakel i j k om het zwav e lzuu r verder te vtr dunn an t ot

80ft

,

om een zo vo l l e iig e mogel i jke sCDeid i ng te kr i jge n , van

het su lf oll zuu r /H?SOA mengsel . Door de~e ve r dun ning t oe te passen i s het mog e

-- r

lijk om een sulfon~uur mengs~ l te krijgen, dat na neu t ra l isat i e een fr odu c t

gee f t ,waar i n de verh ou ding Na-su lfonaa t /Na -s u lfaat var i e ert tuss en 65/ 1 5 -88/ 12.

Het ver d und e sulfonzuu r mengsel moet flink worden geroerd, ow plaat se l i j k e

gel st r u c tuu r te breken , die gevormd wordt tuss e n sulfonzuur en wat e r .

De temperat uur gedurende de ver du n n i n g wor dt gehandhaafd op max.50o -6 0o

C,

aangez i en hog ere te m~ er at ur e n nevenre a cti e s, zoa l s hyàrolyse in de hand werken. Word t het zwave l z u u r be ne d en 8050 ver dun d, dan zal het ~rodu c t ge e n hogere

opbreng st ge ven aan wasaktie ve stof, maar de be zllkingstij d word t kle i n e r . He t gr oots t e na d e el va n het ver d u n n e n is de verh o o gd ~ corro sie van de roest

-vrije stal en ket e ls , terwi jl eveneens het gesul fo nee rde pr odu c t in kleur ac h t e r u i t gaat . He t blijkt dat een ver dunning tot 60% H

2S0

₄

corrosie veroor -zaakt wel ke hond e rd maal zo hoog i s al s die bij verdun ni n g tot 801~ H

2S0

₄

•

He t af va l zu u r (8 0;~ H

2S0

₄

)

is gesch ikt vo or de l andb ou w. Zi. j -:vo rd t geb r u i k t om

anorg ani sc he ku ns tmes t te maken.

Toe p as sing van een centri f u g e zou in fr in c i~ e moge l i j k Zl J n om een

goe de scheidi~; te v8rkrij g e n Van het su lfo nz u u r /H

2S0

₄

me ng s e l , maar het geb r u i k van ee n ce ntrifu g e, .ro rdt nog niet co mmerci eël t o e ge p a st.

De uitz on derlij k e hoge kosten [~an onderhoud en re~arati e maakt di t niet

uoge l ijk.

Neutralis ator.

De neu t ra l isa t ie van een du l f o n z u ur mengse l Ho rd t be~erks te l l igd

door een wdter ise lo og oplos sing. Dezelfde geddchte ngang al s bij de sulfonato r en verdunner wo rd t ook hier gevo lgd : pluatse l i j ke temr- erat uursstij ging wo r dt

verme d en do o r het verdunni ~~s~rincipe toe t e ~a s s en .

Neut ral i sa t ie me t een soda opl o s sing he eft ~ls voordeel, dat de af t e vo er e n neutrali s ati e warute de helf t kle i ne r is, dan bij het gebr u i k van

een loog oplossing.

--14

-Een gr o ot nade el is gel egen in het feit ,dat du on t~ ikke l i ng van CO

2 aan l e i d i ng geef t tot de vorming va n schu im , welke moei l i jk te bre ken is.

Bi j het neut r-a.Li sere n .ror dt ee n werk te.nj.eratuur- van max i maa l

7

0

0

C.

ge han dhaaf d , om ge l v orm i ng te voorkomen. Hoewel het in het algeme e n

gewe n s t is om een pas ta te maken met een zo la a g mog e l i j k wat e r geha l t e,

wordt toch ee n 50-60~ water ige 3usDensie gemaakt . De re de n hiervan is, dat de suspen si e nog bi j 50°C. te ver~om~en is (ca. 20 pois e bij 500 C, met ee n

wat e r gehal te van

50%

).

Bleken.

Het is ~ogeli jk om aen ~an zie nl ij k e verb etering aan te brenge n in

de kleur vun de geneu:hral iseerde <:ec l-' past3.. De j.ast a wordt me t Na-hyp o ch lo r i e t

opl oss i ne behandel d. De hyj.oohl or Let opLo a si.n., wordt aan de ge ne u t ra l i se e r de

pasta toe gevo e g d, die juis t een pH=9 heeft. De be n od igde blee ktij d du ur t ca. 2 ure n.

CONSTRUCT IE 1~TERIAAL .

Het toe te pa s s e n cons truc ti e ~ate r iaal moe t bestand zi j n tegen

de ge br u i kt e chemic ali en, in het bijzon der te g en ste rk _H2S0 4• Voor opsla gt ank s sta é11

Voor su lf onat or staa l 316

Voor homo geni s ator staa l 316

Voor verdunner staa l 316

Voor neutr ali s at or sta al 316

- - - -- - - -

---

15-CAPACITEIT VAN D

E

T

E

BOU

WEN

Z

EEPFABRIEK

.

De te

ve r ~a ch t e n ~r o a u c t i e

is

ge

ba se e r d o

p

h

et

v

erbruik

v

an

10 Kg

.

zeeF pe

r

persoon

p

e r

j

a ar

.

Voor

Nederla~nd

m

e t e

en

bevolk

ing

van 12

.000

.000 i

nwoner s

~, b e draagt

de

ze

dus

1

2.

0

00 ton

p

a r

j

aar

.

"jI

du

s

gemoti

veerd .

----c-~-::-.;:: .";;-(5)

(6)

(

7 )

l

~ (

9)~

)

(8)

•

(1

1~

(

10

ton

pe

r uur is

(

3

) '"

.

IL....-.

_

---!I

(3)~

ca

raciteit

v

an

een

r--

-

-

~_._

..

-

-_._

...•_-•..

_

... • ... .... ..

-_

._

;---_

...-....

-

.

.

-stR~ïW

:

₍

1

)

(

2)

(3'l€)

(

3 )

(4)

(

5 )

(

6)

(7)

(

8)

(

9)

(10)

(1 1

)

'-~'._'-"'~ .. •..._.._,... .."- ..

__

. -~-- -""...

-

_._..."... "' -0' , .... .. ... . _ . ~. ...~="'":':"~:-:: .."'''= = 1==" .-

-D

CB

306

76

,5

1

₅

15 1

₅

15

1

5

2

0%- ol e um

~

.

3

12 ,:';

_

._.

_

..

_

.. ... ... ... ....",, ' ~ _..."...,.-... _· ._v. ,·"· ..··'_ ·._~· ·· _..-._..."...._~"~-, .-~.._..-. -'''..-,,_... ,...,...~...•-.~..._..._-_..

_

._._.-H

2

80

4

_

_

..-.

...

I

...

....- ..

..._..

--..._..,...._....2. ~. _3 4 ~8..

_

-

...---'.~2..

_

1U ,~!..

_'_

..~. ... "-"- '-~'*

2

10

,

'-

4

8

,

4

161 ,8

H

2

e

2,8

7,

4

).2,

41

5

9, 0

19,

4

4

0

,

4

36

4

47

8

3

2

450

r--'-- - - -..- .__...-

_-

_-

_f---I

_··

_3(:6

sul

fonzuu

_3°4

_,

_;

3

8 6

)76,2

₉

,8 I I ~._---

-_

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

-_.

__

...

..

_

_._-

-+---._._--

.

__

._

-

-I suLfonc at _I

400

40

0

--

-- -,.+ .-.-t--i

N

a - su l faa t

_, I

7

0

70

I

I

I I

-I

₄

or-NaOH

-

1

-N

a Oe l

8

-- -

---

-_.

__

.",,~... .~..,,_.~..."'...-..._._•.,,~_._,.

..-'

-N

a C1

S1G

,

4

!4

':JS!

,0 l)

tot

a al

30

6

31

2,2

6

1

ti

,.

I

j ₂

57

1

t , ₂₁

.

,

_,0

₅

_CJ4

₉₆₃

₄

_{0 1}

₀

₀₀

,0

,

,.

,

\.) z, IJ

_-

_--

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

..

-,--~_..

-

16-O

vsl agt anks.

DCB

3

06

k

g/h

SG

0

,

9

3

40

l

/h

8

160

I

/dag

2

o%-oleum

31

2

,2

11

"

1

,

9

16

4

,3

_"

39

4 3

_"

N

aOR-opl

.

504

11

"

1

,

3

3

88

"

931

2

_"

NaOel

-op l .

40

_"

_"

1,2

3

3

,

3

_"

8

00

_"

Wö.

r mt e b a lan s

.

De vol

gende W

él.r mte ge

gevens

zijn

ex~erimenteel bef ~ald

:

(l

i t .26 ,2 7 ,33 )

175 BTUjlb

.

z

uurrr.e n g s e l

.

2)

Neutr

alisatie wa

rmt e

1)

Sul~oneringswarillte

(

met

inb

e gri p

v

an

ver

dunnin

gs

war mte

) :

-

20 0 BTU/lb.

KW

,

indien

d

e

g

ewi ch t s h oe v e e l he i d

'L.

uur

/

KW

gelijk is

a

a n 1

,

02

.

BE

REKEN IN G

AP

PARATUUR

.

~i l 1 e n

w

i j

e

e n re

actie

co

ntinu

uitvo

eren,

d

an m

oe

t

e n de re

a ge

rende

p

rodu cten

met een const

ante

snelh

ei d w

or de n

aa

nge v oe r d en een ev

engroo

t

ge

-w

i c h t s h oe ve e l he i d re

actie p

r od u ct en

Na

rden

a

fge v oe rd

.

V

an e

s s e nt i e e l

b

e l

a

ng

- VI"

!. : ~

ve

r3chillende

r

e actie

ruimten

~f sp e l en ,

Ret

p

r oce s k

an z

i ch in

w

aarv an

de uitersten

z

i j n :

is nu

,

hoel

ang

de re

ag e r ende s

t of fen in

de

r

e actor

v

erb l i jve n.

Als de totale

v

o l ume stroom

~

is

e

n h

et

volum

e

V

an

de re

actor

V ,

d

an

i

s d

e

v

r

ge

middelde

verblijf tijd

~

1)

buis r

e actor

2)

i

deale

mcnger

Bu

isrea ctor .

B

ij

een bu

isre

actor

heeft de vloe

istof

over

al

in de doorsnede

on

geve e r de

zelfde

snelheid

(propstro~ing).

Al

le

vloe

istof

e

l e me n

t

e n bl

i j ve n

dus even l

a

ng

in de re

actor

en

de

tijd i

s

weer

~

=

Vr

_--.-.r1

"

-1

'(-Voor e2n twe e d e orde reactie , zoa13 al l e sulfona r i ngs re~ c t i es ,

ge:l.dt

A

+

B

"'R

De re actie sne l he id i s 3ve n red ig ~~n Je concentra t i e van

A

en

B

op t i jdsti f' t=o

"

"

"

concerrtr-at Le A=a

" :'3=b

" " t = t hebben x kmoL, va n A gered.3'ee rd met x kmo l. van B.

De concentra.ti e s worde n d~n re s r . (a- x) en (b-x)?w~ar d o or d3 ver g elij king wo rd t : of dCa- x ) dt dx dt d( b-x) dt k(~ -x )Cb- x). k(a- x)( b- x)

Na integr ati e volgt

kt 1 In

a-b

bt

u

a-X~

b-x

Vervang~ng van t doo r

t

geeft dus de~elfie omzet t i ng als in het discontinu

ge va l .

Ide ale mengel.'.

Het kan zi j n dat de ve r e i s t e re a ctie tijd zo lang is, dat ee n buis reactor een gr o te lengte moet hebben . Di t kan zeer onp rak t is c he gevolgen heb b e n , zodat men d~n l ie ve r lange ve r b l i j ftij d e n me t gr o te volumina tracht

te reali s eren.

Indien in derbel i jke ketels vo o r een zeer goede en snel le meng i ng i s gez o rgd , dan wo zdt bij een ve r b lij ftij d"t , de omz ett i ngs gra a d la ger dan

bij eenzelf d e re acti etijd t, in het geva l van Je l a dings ge wijze reactie.

Door de guede meng ing is er k an s Of kor ts lu it i ng d.',v .z . een ge d ee lt e van de bin n e nstrome n d e re a g ere n d e stoffen ve r l~at de kete l vo or d a t dez e vol do ende

-1

8-Voor een ideal e menger , w~~r in de mengt i jd kor t is t.o.v. de verblijftijd,

zodat de samens te l l ing volkom~n cc nstunt is en gel i jk a~n de uitgang s

-conc entrat i e, vol gt uit de l.L:iterLl,:.l ba Lvn s

A

,B

A,B,R

o

0

_...

eb _{(A + B---+-R.)} Voor component A geld t waar i n r/J v volumestroom

V volu m.., van dE; re actor r

CA

_{= begi n conc entratie van component}

_A

0

CA

concentratie van component

A

op tijdstip t

C

B

"

"

"

B

"

"

"

k react i ec onst ante.

(CA

CA

)

~ kt 0

CA

C

_B

C

A

-

CA

= x 0

CA

a- x

)

_{waar b i j}

CA

C

_B

b

)

a en = C B b-x 0 0 x kt (a-x)(b-x)

Dit is du s de vergelijking van een ide al e menge r , waar b i j kor ts l u i t i ng op

_ _ _ - L -_ _

-19-Hoe groot moeten wi j de verblijf tijd of hat volume van de reactor compenseren

bij aan wez i g h ei d v~n kortsluitinG om tot eenz e l f d e omzettingsgra ad t e komen ?

voor een buisreactor kt = - 1

d-b In

b

a

~

b

a-

-x

x~

voor een ideale menger kt x

b(a-x)(b-x) (backmixingf ac t or ) ba-bx ab-ax x(a-b) (a-x )( b-x) In dus Is nu x a

=

CA

Xc _{, waar i n x de omzettingspercentage i s.} o c CA o dan wordt Hieruit 'volgt a-x b-x

a-b

CA (I-xc) o CA (M-x c) o

CA (I

-

M)

o x

(l-M)

c (l-x )(M-x ) In c c

M

-M

x

_c

M

-

x

c

-2

0-BerekeninG sulfonator en homogenis ator.

RH

Ma t e r i aa l balans. + H SO _ ...- - -RSO H 2

4

---,.-

3

+

DeB

2

0%

oleum kg/h

3

06

3

12 ,2

l/h mo l. g ew.

340

246

16

4,3

94,

4

begin concen.kmol/l

0,00247

0,00656

overmaat aan M

0,006

56

0,00

247

2,65.

en dus

x

=

0,95

t /t=

x(M-l) b (I-x) CM-x) log lVI- x

M

-Mx

1

2

, 303

0,

95

. 1,

65

=

1

,568

0,05 • 1,7 . 1,

082

.

2

,30 3

0,

2125

Uit een discontini ~ulfone ering s proces i s be kend, dat een totale volume van

2

200

gal l on in t wee uren 3esu l fo nee r d kan wo rde n me t een omzettings percent age

van

95%

.

(lit.

2

7 ,34 )

D

~vo or

een totüe volume van

5

04, 3

l i ter

5

04, 3

.

2

1,

0

uren.

220

0

.

0 ,5 5

De benodigde su l fo ne r i ng s t i jd bij een i d ea l e ~e n ge r moe t dan bedragen

De totale sulfoneringsvolume word t dan :

-21-Sul

fon ator.

Voor

de g

r oo tte v

a n de su

lfo nator

w

ord t

l/3 ,~an

h

et

tot

ale

volume

genomen

d

us 1/3

.

3

7 30

=

1

244

lit

er.

Dit ge

eft

in d

e s

u l f onat or

een

v

erblijf

tijd v

a n

1/

3 . 7,4

=

2

,

4 7 uren

.

Met b

ehul p

v

an de

vol

gende

for

mul e

i

s d

e om

zettincsgra ad

t

e b

e r eke ne n :

w

a arin

dus

tb/t=

xU,

1

-1

)

(l-x)(

M

-x)

lo

g

TT

- x

M

-Mx

tb/t=

2

,47

M

=

2

,65

x

0

,75

1

2

,303

v\_.1... \". I \, '1 .l

v-In de sulfon

ator

vindt

d

us

ee

n

o

mze tt i ng v

an

75

% p

l a a t s .

W

a r mt e ba lan s

.

Sulfon

ator

Voor d

e

om

z etting

v

an

7

5%

b

e dra agt

d

e

ont~ikk eld e

sulfonerin

gs-w

armte

2

00

•

0,556

•

306

•

0

,

75

=

25

5

20

kc

al/ho

Materia

albala

ns

i

i

"

i n "

k

g/ h

"üi t"

kgj

h

" n"o"••.•• _ _

-I .

neB

3

06

76,

5

20~0-o1eum 31~~,2

I

,....

- --- _

•...

_

..

__

..

_

._---_._.

-

---_._---

-J-H

2S0

₄

I

23

4

,

8

.

_-- - - --

..

_---.

_.

H

20

I

2,8

_ ._ -- - -- .

a

sulfanzuur ] 30/~

, 1

-tot

a al

618

,2

61

8,2

=~._

..

==."..:."-,=:;= -_._... ._- _- :.-

..

~ - ..

__

.- ..

--

22

-De reactie te

mperatuur

in de

s

u lf one r i ng s ke t e l bedr

a agt

50

0

C

,

d.

i t is even

-ee

ns

de

tem~eratuur

v

an

de

a

fg e v oe rde

p

r o

d

u c t e n na

ar

de homo

geni s ator

.

De grondstoffen

w

ord e n bij e

en

t

e m

p

eratuur

v

an

200

C in

gevo erd

.

Hierdoor ve

r

-minde

rt

d

e

a

f t

e

vo

eren

war~t 8

me

t

een

b

e drag

0

w

=

0

m

•

c

p

CT

2 -

Tl

)

,

v

oor de

v

ers

chill

ende p

r odu c te n

Sulfonzuur

=

30

4

,

1

0

,3

5

30

=

₃

1

93

kcal/h

DCB

=

76

,5

0

,3

5

3

0

803

_"

H

_2S0

-4

234,

8

0

,3

4

30

=

2

₃

₉₅

_"

H

₂₀

2

,8

I

3

0

84

_"

,~#".0 r »»

5

. ;

~-~

;-tota

al

_{6 475}

kc

al/h

' ij

ct

'

1

ç

~ L! (1 •

1

1

1

f

I

lcGet....Qk~, I";~C

\

1

0

00

mmo

1

,

8

meter

hoo

gte

Dus de netto

a

f te vo

eren

7

ar

mte

i

n

de

sulfo

nat or b

edrä agt

1

9

045

k

cal/h .

40"c.

1

w

i n d i ng is

d

u s

3

1 ,4

dm l

ang

en v

oor een ho

ogte v

an

14

00

mrn

z

i j n er

1

400/75

=

18

w

i nd i ng e n nodi

g

.

D

e

lengte v

an

de buis

w

ordt

dan

18 .

3

1 ,4

=

5

66

dm lang

.

2 Koelend oppervlakte A =

56

6

.

0,025 1,42

M

.

2 0

U

=

l

e OO

kc

al/M

•

h

.

C

.

AT =

2

0°

l

n

dus

0

=

1

000

.

1

,

42

.

2

0

=

28

400

kcal/h

w

Er hoeft echter

19 045

kc

al/t

te

w

orde n

a

f ge v oe r d

,

hetgeen een hoeveelheid

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

~---

23

-Ho

mo g

eni

s

ö.tor.

M

a

t

e

r i

a a

l ba

l a

n

s

....

_

.. _..

_,

_-.--

_-

_{- -}

---I

_"in

_"

_k

_,-:;

_{/ h}

_"u

_{i t}

"

k

g/h

I A.O · ... .. ..."""" '-'-1 F-~

-

_

.. .. ,...

_

-ulfon

zuur

_i

₅₀₄

,

_:5

₃

_{8 6}

.

_-

....,~....~'. .. ,.-"..."...--1 ..

CB

i

₇₆

_{,) 1}

₅

i I

2

8

0

4 j

234

,8 2'10,2 ~...._~_.

__

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

t-.- _ ._ -2

e

_{- - _}

_{.. .}

__

._

- _

_..

_{_---}

_.

2

,8

7

,

4

-ot

a o..

l

...

.

1

.

6

18

,

4

6

'I8

,

6

....• ,.0"""~~,'.'-"...,...'.".,-,•.~-,..." ... o"h_ __•• •:; : ::~.::;;;;:::.::.:::.::...: '.", _.. ....,».-, '_I." " _ . ~ _ .·- ._~.._--, -s t H H D "iarmt e t étla.ns.

Ont

wikk el de

~arrnt8

in

de

homog8ni~~t or

b

edr a a gt 200

•

0

,55

6 k

cal /kgKW

d

us ,

20

0

•

9

556

•

(

7

6, 5

-

15)

=

6

. 84 0 k

c

a

l

/

h

o

h

oogt e

=

2

m

.

1

1

-<i..--- - -'-"'-'-'" 4lï"C.

L

_ t .sec. _~t.~~~ . \<;'"(. ~=

13

50 m

m

1

w

i nd

i n

g

i

s

42

,5

dm

.

la

ng

en

v

oor

e

e n

hoo

gt e

v

a

n

15

50 m

m

o

z

i j

D e

r

d

u

s 2

0

d

i nd ingen

nod

ig .

L

engt e

v

an de

bu

i

s N

ord

t

20

.

42 ,) = ~50 dm

l

ang

.

Ko

el end

op p. A

950

.

0

,0

25 =

2

,

5 7

M2

U

=

1

0

00

kc

a

l /

M

2

•

h

•

C

c

.

-

9

0 _,..

À T

_In

=

,

0

.

d

us

~

_w

=

1000

•

2,3

7 •

9

,

6

=

2

0

~

OO

kc

a

1/ h

E

r

hoef

t

e

ch ter

6 840 k

ca1/h t

e w

orde n

afge

v oe r

d

,

d

i t i

s een

ho

ev

e elhei d

w

a

t

e

r

v

a n

6

8

40

/

34

=

2

0

1

kg

/ h o

-2 4-Verdunn er. Ma te r iaa l balan s "in" kg/ h "u i t" kg/h stroo m

(

j )

st rO:JID

₍

₄₎

fa- o •0 . 0_ _ ._.~.--..._. --- - ---..

_

..

__

..

_ -

~. sulfonzuur

₃₀

₆

₃

₈₆

DeB

₁

₅

₁

₅

H

2S04

_{-_}

_{._--_._-_}

...-

1--._--_.-

2

10

,2

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

2

10

,2

H 20 7,4

52

,4

_{_.----...}

5

9

,8

~. _ . -·_._P--' · "·__· ..- .---tot a al

_ó7

₁

_,0

₆₇₁

_,

₀

•..

_-

-Warmt eba lans . De ~arm te, dio ~'i j komt bi j het verdunnen van H 2SÜ

₄

van

96

,4

%

tot

77

,

8

%

moet wor d e n bereke nd. + H₂0 ---."H 2S0

₄

•

H20 + AH 77,85~ AH = .AH

77

,

8

Wa.rmt e in h oud va.n de compone nten v6 6r verdunnin;

= 210,2

(-

3

75)

.

0

,556

3

5

.

0

,55

6

tot a al

_-

₄

₃

14 0 kcal / h o Warmte in h ou d van

7

7

,8

%

H 2S0

₄

:

..àH

77

,

8

=

2

70

(

-

4

2

0)

.

0

,

55ó =

-

6 1

75

kcul/ h. De hoeve elheid af te vo ere n warm te b~drsagt dus

4

3

14 0 -

6

175

=

3

6

965

kcul/h -

----

- - - -

- -

-

-•

De afmeting van de vo z- du n.io r i;O l~ d t cle:C:;êlfde;,-mornen als de suIf'onat o.r dus

(

rj;

1000 mn,

(

h 1,80 mot'=lr -) A 1,4 2

mt..

U 10UO kcul/h .M:': .o C.

A

T

= 26°,8

(

_Tl

_{= 35°} C ;

T

2

= 7° C)

In

O

w

= 1000

.

1,4 2

.

26,8 = 38 280 kca l / h

De warmte die af'gev oe r d moet "o r de n i s echter

37

000 kcal/ h , hiervoor is een hoeve e lhei d koelwate r nodi g va n 37 OOü = I 400 kg/ h o

28

Af~_3CheL~er

Mate r iaal bal a n s

"in"

kg

/h

"uit " kgj h

. . . ....;0__ ••

---atr oom (5 ) stroom (6) stroom (7)

f---- - - -- - - - -- -- -- -sul f onz.uur

₃₈₆

₃₇₆

_,2

_9,

₈

DCB _{15 15} li 2S0₄ 210,2

48

,4

161 ,8 H 20 59, 8 19, 4. 40,4 t ot a a l

₆

17

_,0

_{459 , 0 212,0} ~

Het vo l u me vun de alsche lde r kan '.Io r d. e n g e vond an , d.oor g.~bru1.k t(; mt.k en van de formu les ,welke vo or de sche iding vast -v loei s t of door sedime n tat ie gelde n.

~nal o o g aan de be r e k e n i n g va n het vol~me va n de comp r e s sie zone bij de

g3hinderde be zinki n g krijgt men:

A t

volume =

~z

waar i n _{A= in g evo e r d e massa hoeveel he id Q?S04pe r uur}

~~= 30o rt .gew . ingevoerde H

2SO ~

B

I C=

massa verhouding va n het

~ulfonzuur

me ngse l

t ot H

2SOiin de ontmeng ingszone.

~l= soort.gew~ van hot sulfonzuur mengsel .

-

26

-t

)

B A dt , + ~~ C c

(

77

,8~6

H

_2S04

)

•

•

vol ume

=

A t (>::

A

=

270 kg/h

«

'1.

=

1

,7

Kg/ l

B

/ C =459/212

~L=

0

,9

kg/l (s u l f onzuur mengsel ) 2 ure n, voor een

&;,

(~,t"{\'f' c

_I'

.i

_.'.'

, i. ...._{0 (~l}·l t J_,.d.t..7

-

,

Hier u i t volgt ,na su b s t . volume =8 09 t

Voor een di s cont i nu pro ces be dra a gt de bezinkings t ijd

opbrengst aan

85/1 5

ver ho u ding aan sUlfonaa t / s u lfaat .

Het vol ume van de afscheider wordt dan 009 .

2

=1

618

liter.

Afmet inge n vo or de afscheider:

I ! )

!

F si.n ec-en ent b on de n in v hor .en vve rt. coaec - F

(

Ka. -

C )

-~z.

=

vhor /v t ver . co s 0<.. m

v

=

be zinkings snel he i d dv hor. m dt dv vert. lJlg dt sin ~ F vver t / v 1 2 • 2~V • C_w• A

(

A2

opp. deel t je ) dv hor dt

C

w

•

A

2 m

.

~ _v h or • dv vert .= dt C_w • A • ~ 2

m

v .

V_ver

t

_•

Uit de ze la at s t e twee vergelijking e n is de bezinking s snelheid in prin cipe

op te los sen. Aangezien in dit gev a l van ver schil l e n de gr oothede n numeri eke

gegev e ns ontbr e k en is deze formu le niet toegepast .

•

-2

7-Uit empirische gegevens van discontinue pr o c e s s e n blijken,dat bi j

het afscheiden van H~S01uit een verdunde sulfonzuur mengsel, een bezinkings~ <- lf

af s t a nd van 2 me te r nodi g is.

Dus

1

==

2

,3

meter, bij D = 1 meter.

Dit geeft ee n volume van 190 0 liter.

Neutralisato r .

Mat e r i a a l balans

"in" kg / h

_"

_wW'

kg/h ~~ "

straal":' (6) stroom (8') str-o om- (0 )

' s u l fonzu u r

576

,2

DeB

₁₅

₁₅ H?SOL1

4

3,

l

II 20 _{-_. ---}

1

_----

9

,4

_..

_--

_{-_._-...}

3

64

478 --- -~ .-- - --

_.

- --

....

_

--_.-

--

-

- -

-

-NaOH 140

-

-

-

----_

...

_

..

-

...__... sulfona at _{40 0} Na-sulfö.at 70 tota al

459

,

C

504

9

65

Wa r mte ·balan s

Vrij komen d e neutrali 3ä.ti e rrar mte be dra~gt 175 BTU/lb.zuur mengsel ,

dus de ontwikkeldo warmt e i s 175 . 0,55 6

.

( 376, 2

+

4

8, 4)

G

40

3

00

kcal /h o

De afmeting voor de neutralis a tor ~ordt dezelfde genomen al s bij

de sulfonator: ~ == 1000 mm h 1,1:3 meter A 2,2 M2 2 U == 100 0 kcal/M • h • oe b T l n

=

20 0 De af te voeren warmt8 , ~ = 10 00 • 2,2 • 20 = 44 000 kcal /h o w

De hoeveelhei d koelwat er, die dG ontwikkel de wa r mte moet afvoeren

bedraa gt 40 300/ 25 == 161 2 kg/ ho

-

28-PO

MP

C

APACI TEIT.

De b

eno di gd e

h

oeve elh ei d k

oe lwa te r o

m de

v

ersohillende

ketels

af

t

e

ko

el en

be dr~agt:

762

+

201

+

1400

+

1612

=

3

975

kg/ho

SAMENVATTING VAN DE voormEL EN VAN HET TOEGEPASTE PROCES.

B

i j

he

t

gekoze

n con

tinue sulfoner

i ngsp r oca s i

s als g

r on dp r i n c ip e

toege ~ a st

:

he

t

vbb r

v

erdunn e n

va

n ds

ra ag~ er en d 8

pr

oduk te n .

H

ie rd oor

k

unne n v

e r me den w

orde n :

1)

p

laatse l i jke ov

erv Jrhi t ting

2

)

zi

jreacti es bv

.

d

isulfon

_.

_.,

a

t2n

)

s

le chte

kle

ur v

a n

h

et

v

erkr e gen pr

od uk t

4)

t

e mperatuur f

l ukt uaties ,

zoa

ls i

n d

i s c ont i nue

p

r oce s se n

5)

i

jsko eling me

t d

e daa

rb i j ?

e hor ende

dur

e koe

l i ns ta l lat ie ,

t

er wijl

vo

or he

t c

onti nu e p

roces h

et ge

bru i k v

a n wa

te r

a

l s

k

oe lmed ium

uit~tekend

is

.

Al

s

v

erdere

vo

ordelen

v

an

h

et

c

on tinue sulfo

ner i ngsp ro ce s

k

unne n

n

og

ge

n oe md

w

or de n :

1) l

age

b

e drijf sko st e n: een ma

n i

s

vol

do ende

o

m

d

e

i

nstallatie

t

e bed

ie mm

2)

l

aLg s

t r oomve r br u i k , o

mdat ee

n

k

oe l ins tal lat ie ni

et

nodig i

s .

/

..

" '

\ ' . GERAADPLE ~ GDE

L

I TERATUUR

1

.

An

ge w

.Che

m.

i i

(1

951), p

.

4

61

-46

7

2

•

.

Journ.ln

st.Petr.

~

(1

952),

~.69

3.

'

Stü

pel)

"

Synth

.

V

7a s ch-,R(3ini g1.lng smitt el."

(

1

9

55 )

4

.

Sch

wartz

~/ Perry &

Be

r ch :

"Sur- f' u

ce A

ct i ve A

gent s

&

De

t e rge n cy " vol

.I1

J , .

5

.

S

oap

&

C

hem. Sp

e c .

Ma

y 1

957,

p.

47

6

.

C~e m.Pro d.

Fe

br . 1

957,

p.

53

7

.

III

r

d

W

.

P

.

C

.

S

e ct~

V,

p

.9 7

8.

Me

d

.

V

.

N

.

C

.

1

.(1

957) p

.

162

e

n

p.22)

9

.

I

nd

.

Eng

.Ch

em

.J

an.1 9 59

_

p

.

42 A

.

1

0

.

ti ti ti..4&..

(1

95 4), p

. 1922 - 1925 .

rd

11. 111

W

.

P

.

C

.

Sac

t . V

p

. 1 35

1

2

.

S

08.I:'

&

Che

m

.

S

l'ec. Ma

y 1

957,

p

.

1

37

13

.

Ind

.

En

g

.Che

m

.

J

an

l

Sî 59, p

. l)

1

4

·

U

.

S

.

P

.

2

.28

3

.

1

99

15. Stü

pel

:

E

rd öl un

d K

ohle

.4.

(1

951),

16

.

B

.I .O .S.

N

o

.

11

e

n

N

o

.

42

1.

r

-

68

7.

17

.

U.S

.P .

2

.390 .83

5/6

.

l

S

.U .

S

.P .

2

.29 0

.

604

1

9. U

.S .P

.

2

.35 3 .282

20

.

Chem.F

abrik

Pott

.D.R .

P. 5

14 .

080;

5

4

-

f.

S

89

2

1

.

B

r i t . P

.

32

2

.0

05

22

.

US

.P .

1

.

995. 827

25

. lII

r d

W

.

P . C

.

S

ect.V, p

.9 1

24

.

S

oap

&

Che

m

c

Spe

c , F

ebr

.

1

9:5 7,

p

.53

2

5

.

K

i r k

&

Othm

er

~,

p

.6

12

2

6 . Ind. En

g

.

C

hem

.

Ai

(1

954 ), p

. 1

922

-

1930

2

7

.

Brochure v

an de O

ron i t e C

h em.Co.

:

Alka

ne .

28

.

E

.R.

Ale xan der

:

P

r L

nc

L

p

L

e s

of

i

onic o

rg . r

e action s

(

1

9

50) ,

r

-

2

52 .

29

.\j

l nd

.

En

g.

Che

m

,

A2.

(l

S57), p

.31

30

. IIIr

d;N.P.C

.

Se

ct e V,

r

-

1

09

31. Journ

.

Am

.

O

il . Chem .Soc .

i2

(1~ 5 6). p,

5

7

3

2

.

S

oap

&

Che m.S ~ ec.

J

an

.

1

957, p

.1 19

33

.

K

i r k

&

Ot

hmer

12

,

p

.

5

02- 50 3.

3

4.

III

r

d

W

.

P

.

C.

S

e ct e V,

p.

11

7

35

.

Ind

.

En

g

.

Ch

e m

.

11

(1

954), p

. 1

925

\.

..'.\. ~. '.,\,.\ tL\.. \;..~. \•t, ,...(.. , \,. v vv, \,.• ) ,,' i