De fabricage van Blankiet (Na2S2O2)

( - f~~~' ~. 1:. I I I .' I I , ' .' " .'u· .' ,

..

,.

-

'.,

-.. .i/ ~ ,. .. Ii-.."" F.L. STE~KlS. Inleiding:

Het ·Blankiet is het Natrium700ut zwaveligzuur: _H2S20A• De zouten

met: hydrosulfiet; hyposulftet,

van het dithionig- of hydro-van dit zuur worden aangeduid di+'hioniet. N Sr O

° ° °

\1 \\ij Structnurformules: a- ~O J Na-S

t6

of Nq-S-O-S-Na

( ,T. Meyer) (Binz)

Chemische eigenschappen:

a) in de warmte ontleedt het zout (in waterige oplossing): 2 Na2S~04 + ff₂₀ ~ 2 NpFSO?i + 2 Na2S203

De reactietemperA.tuur ma~ daarom mAximaal tot 50 0C. stijgen. b) Het Na₂S₂0

4 2aq nxydeert in vochti~e lucht:

Na2S204 + 02 + _H20 -7 Ne.J-TS07; + N~HS04

Het watervri,ie zout is echter veel stabieler, vooral als het

gestabiliseerd is met Na2003' Na3P04 e.a.

Toepassing BlanYietc

De toepassingen van Blankiet berusten allen op het reducerend vermogen van het zout. We noemen o.a.

het bleken van zeep, olie, lijm enz.,

het bleken van textiel. reductie van Indigo tot Indigowit, enz.

Bereidingsmethoden~

Voor de bereiding van Natrium-hydrosulfiet zijn o.m. de volgende methoden in de literatuur beschreven:

1. De bereiding van Blankiet uit NaR en S02 in watervrij

org. onlosmiddel.

2 NaR + 2 S02

~

Na2S204

+ _H2

?

(Lit. 1)

2. De bereidin~ van Blankiet door reductie a) 20% Tiel b) Si-verbirldingen c) mierenzuur d) Fe van NaHS0 3 met: (Li t . 1 & 5)

2.

De bereiding van 11lankiet d'oor electrische reductie van NaHS0

3

2 NaHSO~ + 2H + 2

e

-7 Na2S204 + 2 H20 (Lit. 1 & 5) 4. De Hydrosulfiet-bereidjnr: door reductie van bisulfiet met

r

2 }T8 HSO", + ')Na(Ho:) + F

2SO",'"-7 N82~?o4 + Na2S0₃ + 2H~O + (He) of 2 Na(HO') + _{2 802 '}.-, l'T8₂S')OA + (TIg). (IJit. 1,5.12 & 14).

5.

De bereiding VAJ1 Blal1kje+ l l i t Zn ~11 S02

a) Zn + ? S 02 ~ ZnS 2

°

4 b) ZnS

20.t1. + 2 }TROF ~ NR2S')04 + Zn(OH)')

"Ri j de k~u'7,e van het te beschY'iiven prones ~mlJ en o.e fl"ethoden 1, 2 pn :- pI 1jrect uit-, dap""" zi.i alleen (1) labor8.t0rium-8chapl ziin t0er:rerv_{'st en Jj"'"'en +nr>h"'j} ~che "''''!"1"Y'0C> h<"'hr-oy..

VIi' 7.'lll~n J"'V'e+"'Y1 k';nncn tl'f18~'n rnp+hrt'lp 11 0Tl ~. TTit 0P

'P,;OS1"'3r-n0"Y'-!-:pYJ bli'kt dat r'l" T .S. hpt ",,1 eC+"Y'cch8J11~sche n"Y'OCOS (;1) wpl jn p;1.nt rl~:mt- f"ehpd hppf'+. 1"1'-'01" 08+ 7'.' SiTl'1S 10'2:t:) 1eze meth0de

heefT 1 pter v2T~n, d~'!?r zi.i +r>crmi 8rh nj P-!-: """(:)no.pbRl v'as.

Diis hppft doo-r ?i,in onrJerzop1r {'"p+"Y'acht meer _{inter~ss'" V00"Y' dj~}

n:>:'0ces te l{vleken. LTii hp·"'ft- o.i t nV>0CPS semi-technj sch onder7.ocht

~n geeft pnkele r-i ch+] iinpn ('rn neze meth0de 0prr1"0 0t-t pchn-i sche

schapl tep te nassen. ~0 ;nf01"m_{atje 1s pebleken, dpt} h~ het hnidi?;e ondp-rz{'ok bpt-reffp'Ylde dit -rr0C8S 0p het lab. voor chem. TechYl. te Dolft, de methode va'1 D-i -is wper ';s verl!"1ten. Men js bezip- een mepr O'eschik+e method e tI" ontwi lrkelen, maar dit werk is n0,IY i TI het beO'instadiurn; (Yl" techni Rche schaal zj in 1"1.OP' reen o-eP-8vens bekend.

Een en ander hoe-ft tet p"evolp dRt wp hp+; nroces beschreven heb

-ben, vol~ens d~ Zn-S02methode.

Deze methode is on het n,g'pnbl ik hi } de Blankiet-fahri.cage in àl

-gemeen gebruik.

Het Z~n~-S02 ~roces.

====================

In zijn disse-rtatie schreef Dijs, in 1950, dat or dat moment de

C~os- en BiosraTlP0rten betreffende het Zn-SO proces de beste en meest ui t.p"ebreide bronnen ziin. In de li te~atuur na 1950 heb

-ben we niets IDUlnen vinden, dat on een verbeterjnp: of verande

-ring van di t proces wiist, zodat we als uj_tgangspunt de hierbo

-ven vermeldde rapporten p"enomen hebben.

Het eerste gedeelte van het proces is continue.

De grondstoffen, die in de reactor k0men, zi~:

a) Zinks.to:t: (met 90 - 92% zuiver zink).

b) Vloeibaar 802

•

c) Wate~

Van de opslagblUlkers komt het Zinl{stof pneumatisch naar een

0rsla~at boven de reactor. Hpt Zinkstof-luchtmengsel ontmengt

zlch ln een afscheider. Het Zinkstof, dat snel ontmengt(s.g.=6), valt in het "pslagvat; de lucht verlaat de afscheider via zak

I _"-".

Via een transportschro8f, mot een re~plbRre snelhe;d, wordt

het Zn-stof continue jn e8n "slurri~vf1+''' gpvoerd. waar h~t in water wordt p:~sl]snendeerd.-COntjriu~wor(lt dpz~ sl"Y'-rie

nqR~ de ~oactor sfp evo8rd.

H~t. !'eactievR.t best8.~t-t: 1"i teen rondlonenn_e, wijde buis, waar-tussën een-Koeler is ~epla~tst, die de reactiewarmte ~fvoe-rt.

De proc~stemnerptullr is

7)5

C. en 'TlRP' m8ximAPl t.ot 50 C.

stijgen. Ben grot~ sll1rrienomp pompt de vloeist.of zeer snel dror de reactor (recycle). Continue wordt een gedeelte van de

ZnS?Oä-oplossina Af~evoerd. In de reactor wordt vloeib8pr S02

toegevoegd,

Reactip: Zn + 2 S02 ~ ZnS₂0

4•

Contr~le op het proces:

1. De kleur van de oplossino: (kiik.çrlas).

3

~ Neerslag van on~ereap'eerd Zink (bepaald in een afgetapt monster).

3.

De temperatuur.

Regeljng van het proces:

1. De SO toevoer (afsluiter).

2. De Zi6.kstoftoevoer (rerseling snelheid transportschroef). ) . De watertoevoer (afslniter)

~ De koelwatertoevoer (geregeld door de reactie-temperatuur).

De uit de reactor aflSevoerde ZnS?0.1. -oplossing komt in een

Pi??

maire ontvanger. Dit vat dient

om

terugzuigen van de vloeis 0

te voorkomen, om oneffenheden in de reactie uit te bAlanceren, terwijl het tevens de druk stabiliseert.

De oplossinp, loopt door een 3cheiblerfilter I (huidelfilter), waarin df'> vast.e stof (verontrei"rligingen i.n het Zinkstof,

niet-~ereageerd Zink enz.) pchtorbljjft. De filter bezit een terug

-looplei.ding voorzipn van kj :ik-p:las. Bij het hegin V8n dp filtratie loopt het filtrRRt donr deze leidin~ terug. totdatl de ou]ossing helder is.

JlTu "teomt de orJossing in het ZnS

2(\-opslagv8t.

Or d;t ·punt is het contim1e 'nro-ces :--e8ind.;éd. D;t vat m0et eeYJ.

producties+roo"'" VRn 1 1111r y.TtnYlen opvangen. Dez'" hoeveel"YJ.eid

worr1 t nn verder hptch,c;rpwiize "lrervrer11::t.

ut

t hpt orslqgvat kom+ (lp. 0Dlnssin: i.,., een l~ . .:!::.. Hier wordt

28% N"'('P" t.()pO'f'>~Tnprrr'l on "\.-.o+, <;j-nC:?0t, ".]""1"<"'"'7,P+ ~-n h.pt T'~P?~?OA. "Q"'ac+i_'"'· '7,,,,C' ?("\ + 2 "ixTaC"Y: ~}Tq?C:2(ît1 + Zn( OT-J)~

('n d("lz~ wi;7,Ç\ vo!'kTii~pn w'" "'en 18-2°% lITa28~0~-0nI0ssing. die

no.Cl" -;n; 8+ l'li~t ,'i tkris-+;allj soe~t. '

De' ·~~ncoS+"'!"'J.Tlerp+ul1r js ~O-")5° C. Pet in de Y"coJm,an+el cir~p­ lprpnQp ~"pt0':' voert de rPR0ti ~,~prT!1to Af.

TJ et p'Pvnrm~ 0 ZY1 ( CT-!)? wGrd t danr'1P. in een fi 1 te~ne:rs (pla-l:"e and

fram'" type) efeef41 't'ree .... d. De knek wordt. y,-:....,~pwasspri met water. p~t Zin11::oxyde wnr(lt. v00rnamelijk 8en de !'ubberindustrie verkocht,

,

-De heldere NA2S204-0plnss)n~ ~nmt in np NR?S-tank. Fier. wordt Na

2S toegovoepo. zoda+ de zware metalen (Fe, Ni enz.),

d~ ~ aFlnwezi.cs zijn in het Zn stof. als sulfiden wordpn

neergesla-gen. Dit rH~erslag v17o:rdt in een ScheJblerfilter- 11 afe-efiltreerd. Ook hier is ,"eer een terngloo:rlejding aanwezig om te controleren of de vloeistof helder is.

Hierna gaat de onlossinf naar een 11.itzoutvat.

We voef~n toe: vast NaCl en C2~ OH

(93%).

-

,

Hierdoor kristalliseert het Na?5_S20A 2aq zo goed mogelijk uit.

Na 1 uur roeren laat men het zOut gédn,rende 1 uur neerslaan, waarna de bovenlaag van de vloeistof (1/3 deel) wordt afgede-canteerd.

Het resterende deel van het volume wordt nu, met het

neergesla-gen zout, op een Neutsche filter gebracht. Deze filter bezit een roerder ~n stooIDf'miïr

\r

t. De helft van het volume wordt direct afgezogen. Aan-i ëtresterende oplossinf (+ zout) voegen we 25% NaOH en vast NaCl toe, _{om het Na2S20Ll. kristal te} sta-biliserÖn. Daarnp breneen we de inhoud van dé Neutsch op 60 - 65 C. De dehYdratatie is na enkele minuten volledie-.

Reactie: Na2S204 2~,q ~ ~Ta2S204 Oar + 2 H₂0

De wprme moederloog wordt nu qfpï:>zop.-en en het zout wordt na~e­

wassen met koune alcohol (o3~).

De alcohol-vochtige-Blanki pt-krj si;A.lJ.:>YI ',rf")1"'den y)'1 ~nel on

n1a-ten van ~en vAcuuni~an-dr(wer '1"] tp."pspreid. Viif uur droeen( onder

vRcTwm) bi; 80 - 900 C. J S vo 10 oende. De aJ conoldamnen worden

pecondenseerd e"l ,,:e1{oe1_{d en naar de opslHg V8n hp.t ruwe alcohol}

eevoerà.

De rrOP'e Bl!:>,nkie+'-krist~ülen worde!" nu no~ p.:ehomogeniseerd. Ze komen dsari;oe eerst in een zepf. Llke batch wordt afgewogen in een weegvat. In een mjxer l~orde!" 5 bAtches gemen~d. Hier worden

toegevoeg~: ~% Na2CO~ (sta?ilisatie Kristal) en zoveel NaCL,

dat het ultelndel~k -Blanklet een gehplte van 90% Na

2S20 heeft. Uit de mixer valt het gehomogeniseerde Blankiet in een v~orraad­ tank, vanwaar :bet via een transportschroe:f in kleine vaten wo"tdt verpakt.

'De opslag van het ruwe alcohol bestaat uit een mengsel van

alco-hol, water en verschillen<ie opgeloste zouten (afkomstig van de Neutsch, uitzoutvat en de droper). Ter afscheiding van het zout en van een gedeelte van het water wordt deze oplossing eerst aan een Batch-destillatie onderworne~. Het destillaat van de Batch wordt opgevanf,en in een Y~T~aadvat (n~ te zijn gecondenseerd).

En van hieruit wordt ~et in~evoerd in een continue destillatie-kolom. Na con<ienseren en koelen komt de zuivere alcohol

(93%)

:in een onslagvat. In het hierboven e;eler,:en meetvat worden de v0lumina af~emeten. die resn. naAr het uitzoutvat en de Neutsch moeten. Sllpnlet; e van 07)<'0 alcohol zor~t voor aqnvulling van het

Beschri -;vin~ der Al'J2"'T3te!1_.

We znllp-n nn een kort 0verzjcht n"('ven v1"n de te p."ebrujk~n

aPPRT'p,ten.

Z~-stofR~schni~er:

- - - -··--lif8.teria~ 1 ~ stapl.,

Innollfl: 1 SO 1 ..

V00rzi0n van ~ zq~fil+ers,

Aanvoer: ?'50 lrrr • ZjY1lrRtof/llur.

Voorrp~dvp,t Zi~kstof:

-- -·---~Jf8te·T'-; 1"é11:- _Rtn_{a1 .}

~()('\ 1.

Trhollr'l ~

/IT"nQrYle ZY'-~::d:""'T"~ ' ) r r - 1rp-. I""",.

(!a!'8c"Ï ~e'; +: ~O(1 x h

=

18(\(\ h.,.. Zn-s+of,

~q~~cjtp-i~: 18(1(1 7 -:?r:;(l

=

"nr. Slllrrjov8t: -),Tateriaal: I[1'8li+, 100 1 •. Inh011Jl: P~r U11;:' 11 11 ?eactievat: InvreT': ;?h') 11~() AfvoOT' = 1400 k-f':. jrf". lr

r ·

Z-inkstnT" water slnrri A.

'- - F j ) Cjrcnla+ipb,,~s van stpal met rllbb nr ,o:pvoerél.

T~n[>"+ e : 1 4. 00(1 J'rull.

D,,(yrsne(lp: ?00 mmo

b) Yoeler )np-t V? A r08stv'Y';; stA.len koplb"~ ZPTI en

s+a.len 1':'1')1"] m~n+'o 1.

JJenp+.e: f'.000 mmo

1t:;1 vop-lbn::1ze!l r:1.et inwendj["~ diametAr: 20 mmo Doorsnedp koelp-r: 5t:ï0 mmo ()

~remnpra+l1'p'svArschtl knplwp:+;~r:? l ' C. TTno10Y1r1 ()nnprv12Y

=

tHJ m •

c) Centrifl1F-':8R.I n0mT' van V2A rnostvr;i staal.

C~pRciteit ~()O m3~lur,

2000 omw./min.

De caT'!1,ci tpi t V8J'l dp f!pholl? re8c+or b~dr8,agt 600 1.

Bi; de gep"even T)l')mrcp,naci tei t wordt de inhoud per minnut 8 1/3 x rond.D"epomnt. De pomp loopt op volle toeren en wordt niet geregeld.

S-balpns Vqn de Reactor . r---... -.. --- _.. _... --.. ~ -- -- .-uit: I in: SOO S 1n S62~= 7,8125 K.€,Té.t. S in S in 1.1"1. : Zn in : '0n 'in

Het geb""u~k'te Zn-stoT hpstp~t: ,,;t

?O vn;. ve-ro"1.+T'pinirri"1..rr. -:-'eac'tje: Zn F:"se: Wqrmt~-effect: 0 + ~rl 0e'; b~.p.r ~1[:' eIJ. 818 K. ~. Q ::-: 818 - ?('i1C:;) = 188 IC. ;. = 114,9226 K.cel/m01. Ppr Ullr: 'i,SHi v.mr")l ZnS')OIl

o

7 IIA,O')?~ x 1nnn x ~.a::;16

=

1a::;7,Of8 V.c~IA'uT.

Deze hoevPpl~Djd wnra~ dorT' de kopJnr qfpevoe~d.

Primair8 ontv8np'~r:

~~FltpriFlf!.J :

SchAiblerfilter I:

V?A roe8+vrij stpal,

1nnn 1.

a) Pomr-ca:,aciteit: 2non J./qnr,

b) F~lte-r:

~~ateriaal: 'TI?A !'nps+V1"i5 stpal,

Ftlterdrek: zwaR.r katn~n.

GInbale urnottp-berekenjn~:

Devloei~tof bevat + 1% v~ste stof. Voluens Ljt. 16, 17 pn 18

i s de capaci tei t

V

all

de fj 1 t~r. bi.; een opl nssin.ç; met weinig

vaste stof: 1000 ] . vl.st./m fj lter/hr, Rl1im genomen hehben we

voor 2000 l ./uur dlJ.s 3 m2 filter nodi rr.

10 filtervlakken (500 x 600 mm.)

=

3 m2 •

Door samenplooien van het filter is de lengte 1/3 van de

werkelijke doeklengte.

Per dag moet de filter

2

à

3

maal schoongemaakt worden,

van-daar dat een reservefilter nodir is.

-Materiaal: V 2A roestvri j staal,

Capaciteit: 2000 1.

Hier is het contjnue r""'oces teneinde. Het vervolg geschjedt

bat,ichPjewijze.

LOOP"VRt: Materiaal: V 2A roestvrii staal,

Inhoudvat: 3000

1.,

CaDaciteit: Ba~ch van 1 uur,

Vprbliif+'i.id: 2 uur.

Gezien de verbl~jftijd van 2 Ull-r stellen we 2 vaten van 3000 1.

parallel op; elk uur wordt AAn v?t p'evuld.

Toegevoegd wordt 1250

Kg.

NaOH-onlossinr (28%).

Yvarm'te-effect: (nt. 15)

Reactie: ZnS₂0

4 + 2 NaOH4 Na2S20Lt + Zn(OH)?

Pas e : a" art a'" aq

Warmte-effect: 818 470,23 11"6 663

Q = (1146+66~)-(818+2(~70,2~))= sn,SQ v.;./mol

=

Per uur: 3,513 TT.mol ZnS

204

r:

=

12~08 x 10nn;~ 7:.t:;13 -= ~')"?1,'7 K.cGl/hr.

K.j./mol.

12_K.ca ,08_{1/ mI)} 1 _•

DA?;f' wqrmtp moet dNi:r het jn (je:> 1<oelmRntel

drculeren-de wate~ worden a~~evoerd.

Rendement:

vet rendement van de omzett;n~ ;s t.o.v. het ZnS 0 = 92%.

801, ve:rl ies noor ontleilinrr _ryf nn,,~ptting in andere2 ptoducten.

Filterners:

q) CentrifuR;Ralpomp.

CauaC'iteit: ~OO() 1./15 min.

=

12 nOO l./'Jur.

b ) Filterpers (plr-l,te a:nd f''''''Prle tY!le).

r~a+e"Y'iaal: nlpten en ramen van staal,

frame ven gietijzer,

filterdoek van zwaar katoen.

Ti.ids c hema : 1 5 min. fi I treren ,

10 min. uitwassen,

~~ min. schoonmaken.

Pe'" batch van 1 uur wordt

toegevoegd: 200 K~. uitwaswatpr,

a f eefj-Itreerd:350 Kg. Zn(OH)2

Globale grootte van de Pers:

Per batch: 350 Kg. Koek is 130 1. Koek (geschat), d.i.

26 ramen (500 x 500

mm

.)

met een maximale koekdikte van

1 cm. aan beide zi,iden.

Lengte pers: 26 ramen x 20 + 25 nlaten x 30

=

1270 mm.

Gezien de ieder uur

Materi8.al: met rubber r;evoerd staal.

Capaciteit: 3000 1.

VerblUf tijd: 44 min.

Verlies aan _{lTa2S204 : 2%}.

verbli jftijd 1,,:an men met 1 tank volstaan, die

een batch van 1 uur productie verwerkt.

ScheibIerfilter 11:

~ateriaal: als I.

Capacjteit: 2800 1./6 min.

=

28000 1./uur.

Vaste stof: 1/3

%

(gesch?t)

Capaciteit:

~OOO

1.

jm

2juur (Zi.e

I).

Nodig: ~2 m filter oppprvlak (ruine 0vermaat~

8 platen (100nx2000 mm.)

=

32 m •

Per uur is de7,e fi1t:pr r) r.inuten in p-ehruik.

Uitznutva..;.t:

~~ateriaaJ : V? A roestv:ri,i stElal Verbl iif+iièl: 7) "11"'.

Ti.~àschpm~: rpC'evoeO'en:Na6l + alcohC'1:15 m:tn.

Hneren: 60 ffijn. neerRla~~: 60 min.

Decanteren: 15 ~in.

TY'RnsnoY't YlRar 'Heut'lch: 30 min.

CanFtciteit: 5000 1. ('BRtch van 1 uur)

rrne"evoegd worden ~er Bpt~h:

1~OO r~. VRPt ~q~l

1400 ". C2H50H(97)~)

VprJ.ips Ra~ ~02820~.

3,

%.

}T_a hf">t neprs' a~:n dpC"8'1+pY'en wc> 1'1ot hovenste '1ee1 van de 0D

-JORR-inD" ~:f (1/ "5 V!">n hp-+: ..,rf'\l umr.». Vl.t: nn('>l ["::'0+ "'aRY' r<>t: ,,~­ flla["v"'t VFlY' r1.P Y'"",,,", pll"',,1-.--1 .

1/.11? -"--'10Rts'"'Y1 '2; "'T!">~"'Y1 -n~"Y',9J] "'1. 7C'r1P.t e l k 1l.11"Y' neJi y ... + r-rovnld 1{Rn

worn"'n.

Wf">ut:sche ~i1+0Y':

~~*e"Y'i~al: V?A stpq].

F:i lt:PL'''1eojl1f1: T;YlY1"nr'lf'\p _{l ,}

rp;;o schPTP!:> ~ 1j1~ 1 +r1=Üi ~ + dph'rdratati e:

TJndi cr"'!n VM (1"" fi1tr->Y':

CPYJpcj+,,-it: bmr-"Yl hot f-ilter: 2n('(' 1.

~(\ 1"'li TI.

10 rrdn.

De rl'">lft v-an h~t v-nl1..1me v'nrd+ rlirect 8f,cr_8Z0ETPYl. AFlIl (lp tW0dl'"> h81ft V8.n het "in,rebY'8,c'iLte vo]nmp vop.o.;enwe :;"pr Bptch +Ol?:

2n0 K~. NaOH-op10ssjYlf (2~%) '7n Y{f. VA,St NR0,l.

Daarna deh~T3ra+eren we door verwnrminf'" met 5 Rtm. stt oom

tot 60

à

6t:1

c

.

(enk"'le mj n. on dpze tpm-ppratFur hOlIden).

"De afgezogen wprme vlc'lf=dstof wordt lTekoeld. (Anders te

veel alcoholverlies bij de lageodrplr) .

Vloeistof koelen van 65 t0t 2S C.

:?er nur: 875 V:g. water: 40 x 875 x - 1

=

35.000 K. cal .

435 Kg. alcohol: 4n x 4~5 x 0,59

=

19.402 K.cal.

Q

=

4t:1.400 K.cal.

Tenslotte waSsen we na met 755 Y..g. koniie alcohol. Het

ge-zamenlijke fjltraat van de IJentsch komt in het opslagvat voor

de ruwe alcohol.

Verl iezen: B~ dehydratatie: 1%

Achtergebleven in de m0edprloo~: 2%

" " " " wasvloeistof : 1%.

Droger: Materiaal: _V2A roestvri,i staal.

Type: Vacuum kame~droger. 0

Droogtijd: 5 uur l?ij 80 tot 90

c

.

Capaciteit: "1 nur batch" rer droger.

10 pannen (1050 x 1050

mm.)

geven met een laagdikte van 30

mmo

een volume van

333 1

.

We schatten het volume per bF1+ch van 500 Kg. Na2S20A op 330 1 •

. (s.g. + 1,5)

Het vacuum wordt onderhouden door een wRterstraalpomp.

-De afg;edampte alcohol wordt gekoeld.

Stel: Y..ristallen bevatten maximaal 20% alcohol.

Voor 5 drorrers

iÖ

d::lt ner uur: 100 Kl!'. alcohol.

We koelen tot 25

c

.

Q

=

100 x 20~ ~ 20.500 K.cal/uur

100 x 0,59 x 55

=

'3.211.5 K.cal/uur

Totaal 23.745 K.cal/unr

Verwe~l:Q._~'yan h~t droge zr:mt:

a) Zeef: I

=

L120 1. Materiaal

=

staal.

b) Weegvat:I

=

300 1. (éapaciteit van Eatch van 1 uur)

t'Iateriaal

=

aluminium.

c) Roterende menger: Canac"iteit van 5 batches

=

2500 Kg.

Toegevoe~d wordt: 2% Na₂C0

1

=

50 ~. +

aanvullinf NaGI tot Na2 S2-0A (90%)

=

',± 80 Kg. (max.)

Een mixer van Startevant met een capaciteit van 6000 Ibs. heeft

pen doorsnede van 9' - 4" Materi8.al

=

staal.

d) Opslaf-Vat onder de menger: I

=

1700 1. MRteriaal

=

staal.

e) Verpakkin,çr,: vat met een capaciteit

=

150 Kg. (+ 100

1

.)

T'1'E1teri~:tal = i~zer (binn,:mkan+' is vertind).

-Alcohol huishöudin~.

.. .. ~

De ruwe alcohol wordt ongeslarren in een opslagtank J11et een

ca~acjteit vqn 6000 1.

Elk 11.ur wordt de inhoud. Hft:revoe"Y'd naar het Batch-destilJ

8.tie-ann~:lJ:'H?T •

"'Ra~cr,.-destilla~ie.

- _ _ _ _ )' Voedinp" ner J.. utl~: 21:)51 I<::rr. "!~ter,

1 005 Ij qlcohol.

058,04. " znut<">n.

~pt 7.011t ",Tordt n-i pt T'1e'">.o:~8l~llTrl d0n~ (lp. ontwi:ikenn.e

JO

d~mp (v0oTH1, n.~~r de tO"Y'e~ ~evuld ~R met ryaRnhjp"rj~rren).

Hp"t ZOll.t .... ~eroorz,~R l~i; pen 1rno 1rnun+sver"l-J.0""i.np: ; n de ketel, dip wi.; h:L-i dp7.e h,,+('h-r'leq+;llp"t-ie h" i~pY} bes('l .... ""wiY'''"

,-

])a.mPYQad

~;:;~~17;~~:~~

.

':;1r;-~ t~~: ._~-

'~-=

~

_~~.

~

,>T0+;0r ?t:;t:;1 r::F.0 18 ; 1'11,(:,7

alcnhol ! 1an~ ~A.n A6 ~~.~7

.

----

----

--

--~---t1t:;4~ 1 (\(\,() i 185,04 J₁ -= 1 , ,1.5 tT2 = 0,25 <111.8: lop" 4546

₌

().4.34~ x = We destilleren af: ln x x 1 ,?fJ 1,111') - 0,2'5

=

-= 0.t:;?116 x

=

T ₁ •1154.f) x 44 __ - 1~69 x 1 ,11:)46 - 1~6a T"'0J-frectie fl,7hh 1 , ~o

=

Q.z.~:1~ 1,000 4546 _{_.} - _, 1369 _{.. ---}

=

_.. ?-177 _---r- Kp. alcnhnl-water mengsel. 4 ~.-.---._' . . ---,--~--

.---r---

.

.:Q.P8t111.§at~

Re

.

p"ew.

%.

r,~ K.!'1.01 ' mol-fractie

-_._---- _.

62f-alcohol 1~8~,6t1 46 A3,17 0,3?5 watpr 110₁

₃₆

_LI~

_{18 ~~.z.12 Q.z.~Q2}

I

__ ~_l. __ 3177,00 100 109,36 1,000 --- --- - - _._--- ._ .1 Diame+:er Kolom (

~

)

-f~

₌

Volumedanrp x _?73 T x 760 _n x _-1f

22 4

_:..1.: _ _ . __ _

-

X Sd 3t

3600

t

I

~

Volumedamp is 109,36 K.mol/nur.

T = maximaal 1000 C.

P = 760 mmo Hf!

Sd

=

max. 1 m./sec. (aanr,enomen).

jI

=

l:!~§§=m~

Bij een darn:'1snelheid van max. 1 m./seC'. nemen we pen Kolom

-hoogte aa"Yl van 1_g}.!.

Warmte-effect.

//

a) Condenseren na de batch-destillatie:

Per u_ur: Q = :2000 Kg:--alcohol = 2-000 x 205 = L1-10.000 K.cal. 1200 " wat~r = 1200 x

539

=

646

_---

_----

.800 "

1056.800 K.aal/uur

b) Boiler!

Eveneens moet rond 1.100.000 K.cal/uur ingevoerd worden

door de stoom om de onlnssin~ tA verdampen.

"Ta de condensor komt het rtestillaat jn ReP opslaJl'V"tt (Ca!).

=

4000 1. , can. 1 unr) . B8tch-dcs+~11a+in-annarpat, Condensor en

onslR.pyat worden in durln on.o-esteld. Wprmee:r 'b ei; "'!:vl'" i;(,psto ₁

(! °8+"; 11e~",-L kgn lr)pt: "lnr ere> rrerej:ni rrd worden (zoll+oplossinp; ~;d t

de ketel). Uit hpt opslarrvat 'tromt de alccl'1ol, via een kleine

verwar"'1l">r. die de vIneistof C'p koo1r_{tem-neratullr hopnt, jn een}

contiYJl'e dest,j llatj e-koloffi. Dar:r VTI"> twee OpS1RS'T8t~Yl hebhl">n,

heeft de voedin'-" een constante sgmenstollin rr •

Continue dest:illatie: , 'V.I'" _{_} . • -

-t

fY

.

-e-~".ë,,~,t.. · .~,ff I '---1'(. .-m_ --o-I·- -1 ,mo_ --l- --fract~ -l'-e_ -V 0edinp": alcohol ---1c:rS-5-;04- ''1:121:---- -J. 6 -, Lt 3,17 j O, 3g I) ,water 119_~ ' 37~- 18 66,1? 0,605 3177 ,00 i 100 ' 109,36 1.000 - - - ---r--- -- -- - - 1 -Destil- alcohol 1 9S0 ,/1.3 03 t1h _43,05 I 0,839 laat: I water 14Qz10 7 18 8,28 !

°

2161 i 2129,53 100 51,33

_I

1,000 : --- - 1-

-_

•.. I 1 I Ketel- : alcohol 5,21

.,,-

46 0,12 I 0,002 pro- water 1 0~2 ,26 ~ q9~ 18 _{2J~1..._} 2.J..998 duet: 1 OLl? ~ïf1 100 58,03 I 1,000

Vnor de concentratie

van

de alcohol in destillaat en ketel+

nroduct hebben we de februikeli :ike praktljk-percentages aan

-genomen.

Gezien de mengwarmte in het systeem alcohol-water, kiezen we

de Ponchon-methode om lr)et aantal theoretische schotels te

be-rekenen.

Hierbij nemen we aan:

1. dat de kolom adiabatjsch werkt,

2: dat de druk in de kolom constant is.

Volgens L't. 20, tekenen we het W-x diao:ram van pen menssel

van aethanol-water (damn-en vloeistof-tak).

De voeding met 62t gew.

<

alcohol, komt op kooktemp. binnen,

pv.nt F lür,t dns on de vloeistofli jn en bli xfi1

=

62t. Verder

iJf{~'

%

li~OH

"L"""~~L" I

"3'

1.00

i \

\.J

De nonenli jn door F geeft nunt LIO' waar?:i j rle x

_n

UiTI sni.idt,

d~ t pllnt Mo is de mi ninmlTI reflux. We nemen eeYl ~ej'"l1.1x-'Çprj1ou­

dlng van o:!'1rseveer t1 aA.TI, en constrllereY1 Iq zortA.nlP' dA,t ~

onge-veer ~ is. Het sniinl lnt van ~:TP met de x

K lijn ['"eeft }let nunt N.

r~ en N zijn de no] en -in nYlZ~ 9TPÎiek.

WIet behnln van de evem"iC"ltf3tAhelleYl V8n VirschballT"J (Iit. 19)

constrtle:,en wp

n,.,t

T)l.m+ T,; (rlaP1p C is in evenwjcht mnt ,rloei

-stof IJ). r;_T is onze 1° nodenlii11. IJ verbj nelen we met T,'T.

Sni_;T'1.1Ylt

r"

_{met (je 0'8.stak} J1"oeÎ~ _{ons het 'TTolr"enè!.e è!.am-n1"1..1l1t (C'),}

hièr zopkpy! "[e "le+: "lr1 oe:is+'o-f'-nny:+ (T,' ) 'l-,ii "'TI'? ~

-o~) d"'7p VriiZ8 0nl'S+l"'11 ",,>,,,,., '''~. 111 r "4'"'1'11iiy)o,!".

'~:r 7;4yt 0"8 1/1 +j1r-r:''Y>n+'; schp p0. h f'+"l p '"<:)'YlWez'; 0 ' . De v(1eè!.ingsscho

-tel .; Cl è1 e fi-e--s'rn-0tey'v 9

n

'b"o'\';'?n'8f' 'ç-";.,l"'pï':-0Ï1:d---r! 1 ('. 'Y1 nel ""1'11

Hn

Sl'1i idt

T'll'-) - -, -

--..: '1. •

}!~men WP 8.1s schotel:-~f.f>'; ci0J'1.c'\'r ( f ) qaT' :

Si

.

7~ è!.nn 4.s het

"8.Yltal nr~,:.!~ sr;re8~cb:c':''''''ls ~ ~4:

=

y'

,

. ('

Practj schp voen in.o:sschlJtel: 1 _TX c:? x 11

=

_-15 _{- . - _} fH~hotel _{.. _}

-(vpn hover a~Cr-ereY-end)

De torufv1oei v~rholJ éJj 'Y1 re V8Yl 0(") o on rl °YJ.8or (Re): RO

=

'f5d

=

-:"

.

,7

_

Upm:snelhpid (w_{n )·}

VnlITPYlS v4'>"80r.hqJ1m (T;+. 1q) y.-o?,·,+ 1,pt n-'~('('+c<+", S'f\pcl-f'';,...,ka,

p-o-~'r; c1-,+ vnv., .. (1 P da;r''1'f\( J

T1 ~ Ir'!n'!". h"'"lTnYJ. .; 1i tlP k01 0m • Dri~:r .; s i.n OYl8

""~v81 (q';)c! pleo'!!('l' , j

=

1~~() r.ro/m) .

Als WP ~en nOY'malp ~"\lC1,Rt~:tfstê:l'l1r1 ('fT) aaYln0!11pn: '{

=

_tttî0 mm., dPTI

ITr>pft hi i _{0'" fn'Y'F111]r:>:} -0 t. 7 ( ) -(1 /! 7 / ";'U = 1,

1

.j

T)· .

=: 1 ~ 1 1. 7 i 0 · = 1,08 f'1 SPC. Wp, st~ll~n àapl"'('ffi d~ dpJ:1.:fn1c>lnn_{';d. nn 1 T"'!snc.} Yn.!l de h'\1om (8). ge 1 I'l'=f'r(e-Yormu] P:

~(~

+ 1) x .

2~3

x

Pn(1,-,.te vp'Y1 d~ yr,...,lom (H).

x _-Jt.---X22_' ._W11.

D

x -37)'00 t y

°2.4

~ x (-1~~ x

36""00

De

+.

ot a] e

hO (' IT+"R-T",-;

'1'n-X ~ (In I ft (11\

=

8001\ mrn.

(ft ('In ""1'1 .• r:>x+'Y>~ b('v"';, rl" hn"l.;-"ns('l,~-+;,..,l 0Y1. n'Y1è!.n'Y' rl,., nnd"':'fv""oteJ.).

''7armtr:>-pff'p('+; (0).

à) COYJC!ensor:

;Vr~ - V"1J

=

20(1(1 - 1rn

=

₁n_{(\(1 nr:'U/lh. = 1(\t:;1l. '2: Y.0}Q l!rr,...

De dnrr de c0nd~nsor af tp voer0D wq'!"~+e js dus:

Q' =- 21~C' X 10hh _,7i

=

_{?01'7.80tî K.cpl!nn.r.}

1)ez'-' warmtp j1 ( ' n t Y1el'" ]11)1' efpevo'-''Y'd worn?Yl

n

l~pt epD LI Tl - 1:;(\ a.r pen TT- 732 v . cal/m / r,

.

/1'11 ...

rypef't dit

/J.

een koelend tOl1n~Y'vla1-'" A V8l1 1=\2 m? .

I

-...,/

b) Boj L;:r:

17 _~-T - - 170 - (-';)71S) -= "'885 BTTT/Jb.

=

21t:;7,8 V.cal/Kg.

' K 'N - ,

De toP te voerf>n WFl1"mte bedrRa,:,;+ dus:

~

=

21~7,8 x 10~7~~7

=

2.2~8.000 ~.calf~ur.

~a de Condensor wordt ~e alcohol (q3~) no" verder gekopld tot 250 C. en dan tJnrrA.slH:CTc>n "in :rpt V8t voor zni verp alcohol ( Ca-naciteit

=

3000 1.). VAn hje~lit komt df' alcohol in een meet-vat (cap.

=

1650 1.). dat. de volurnjna afmept, àje nodj{" zijn

voor het uitz0utvpt en de Neutscb.

/3

Per uur. Materjaalba18ns. Batchdestillatie.

~nlvan opslag~ wat';";e;;;;'::r:';';::'~2~5~5~1==;';K:;;'g;;;")';:". -g"";l~· :ti'-_';:": ;:;';D~e;;';"s;:;';t;-i;-:l;;-;-""";;;';;~~~a;";;t;"-'e~r --I--f191-~-36-

~.-ruw~ alcohol 1995 " ---- lqat: a]cohol, 1985,64

alcohol: zouten 958,04" I' Ketel- water I 1359,64 " Per uur .• I 5504,04 KLl". pr. : alcoholi 9,36 ft zouten

I

958,04 " i 5504,04 Kg.

I'Jateriaalbalfms. Continue destillatie.

~~J: Voeding: -wa-ter

I

1191 .36 Ke;. g;k~J: Destil- water : 149,10 alcoholl1985,64 11 laat alcohol! 1980,43

~

'

i

I Ketel- water 1 1042,26 i . pr.: alcoholi 5,21 , 3177,00 Kg. - 3177,00 ____ . _____ L _________ , ____ ... 0 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

"

11

Per uur. Alcoholbalans on 1000 berekend. _________ _

Od1..E: Uitzoutvélt: -"';.: Aanwezl.E: Gpdestil- I

j

Neutsch: IJ ' 'leerde alcohol:1 1980,43 Kg

i S'lppletie: I 23257 ti _ _ __ _ _ _ ' _?_O __ O_t1_,_O_O_Kp" • ______________________ ~g.9_4-,_ O~ __ Kp" Suppletie: 2~,57 (100%)

=

25,35 K~.(o3~) ~2H50H SRmenva+tjnf ZnS0 2-proces. - --- -- ---- I -- -- -- --

---Overziq!J~_ 0nb2:.e~51-t _ ~"}_V":"Y'l}_eznY1 ~_ : Opbrengst I

I Verlies: t.o.v. 802: ; --R-e-~a-c-t-o-r-. - - -- - - - 1-0% ---==--:::9":::0'="%-...

-

1

Loo,~at 8% 82,8% I Fil terI'ers 1% 82,0% Na?S-tqn~ ?% 80,4% TT-jtZOlltV..,t 3,3% 77,7% lITet1tsch 5% 73,8% Droger 1% 72,9% -Totale r~rdement: 496,04 K~. Na_2S20t

=

2,8')06 K.mol.

Gebruikt: 802

=

~OO K~.

=

7,8125 K.mol. ~otaal Rendenent t .o.v. 802 is:

2,8506 ~ d

7,812, x 2 x 100~

=

Z~~~~~

( \ ',---", ln: Reactor: Droger: Destillatie al~ohol:

Totale lVIateriapl balans.

GRONDSTOFFEN verbruiluer uur:

S

-

Ö;

-

·

- - --500.00 Y,.g. -TlT~2CO") Znstof 250.00 11 lITa?S ~ 1 uur . .. -- -_.--" .. _. i 6449,00

Ri

.

~Ta(\H 400.00 11 Alc0ho] (q~

NEtCl 73~. 00 11 WatAr (voor het

re-10.0DK;G:- --.

24.00 11

?5,")5 "

}Jr:)ODTT0,TI"S Der lmr:

- - -

-

- - -

-

-PPODFC':PTS can8~; tpi +:

l'Tq2 S20 11 ?:nO A.ctie-proces) 211_00,00 1196,04 ~JI 9 , 1 () 'Ko'. ti 11

De hj8r-bps-C'hre,T?'Yïfao"Y'j p_{lr hen.ft "'0n} 111.lr::-.2'.!'o_d_lH'_+J.~ _v!:m + _SOO Kf.

1)p da-=-=Lr_0~~~~~L0 (24 l1pr) j'i 10000 V",.

De .1.. _ _ . ~~ar-~"Y'oduc~je ___ . . _ . . _ _ . is ron~ ~nn0 +o~ __ . • _ . .

\ _~ 0,hernj '"'

[

?

j]

,

" "!"_,r [1] (1a2~_ ). ~Ol:; (1q'J8). (1° h.) • 333

11 • (jh-ris+jansnn-TTo:-:-tcn: , T .JY'rl. !'l.nd Ent:'" • Cr1em. (1q 22) [i!J

,

1126

'l. Dj~s: l)e berAi(Hn~C van Np.,+ril1m r-PT_r1 ""n S ulfi e+' (d;ss.19~1)).

6. Dlli ts octrooi h71.883 ( 17 -? - , 7;? ) 7. 11 11 '7nh.8r;o _{( '7 -t)-,} -~ _{1 )} 8. Bins F;nàl rpncyr+ !l0. 4?? 9. 11 11 11 11 _?71 1().

_"

_"

_"

_"

::260 11 •

_"

_"

_"

_"

880 12.

_"

ti I'

"

1~?7;

13.

Cios 11 11

"

XXlJTI, 85

H.

Fiat

_"

11

"

818

15. Intern. 0rit. ~ab]Rs V . 170 (10_?Q).

16. UllmRllu:' ,Afr4l(rY~ i'li' I , ~_oo (1~51)

17. EUt'~e"-t: ChPID. Zeit. 'l9. 1:;15 - 16 (1q~5).

18.

..

_"

_"

61

_,

7;7r::..

-

₇₇

_{( 107;7) .}

19. Kirschballm: Dpst;Jl;"'''' nnn 1Ie ki; i f j zieri;pchnip k.:: (1?40)

,

26'"

,

180.