Proceschema elthyleen

111 j~_

-..

• I I _ _{2. •}

,~lt~·

,

-.

J

.Jt

",

I ". PROCES.SC:HEMA-ETHYLEEN

Juli 1960.

l • • " • • J' .E :Naber. '" . 1 : .' "

/

f ,. ! " • INHOUD Inleiding Ethyleenbereiding

Beschrijving van het proc.es

Opmerkingen bij het processchema

( ) Mat~iaalbalans

Warmt eba lan s

Apparaten en dimensies " I Lite"ratuur

·0

·

• •

·

•

·

·

·

· · ·

· · ·

· · ·

· · ·

· ·

·

·

·

·

· · ·

·

·

·

· · ·

·

·

·

_·

1

·

·

· · ·

2.

· ·

·

·

·

·

·

8

·

·

·

·

· · ·

10

· · .

·

· ·

·

11

· ·

· ·

·

·

·

14

·

·

· ·

· ·

·

18

·

· ·

·

·

·

• 22'

- 1

-INLEIDING

Vooral na de Tweede Wereldoorlog is de produc tie van ethyleen sterk

geste gen. De toenemende vraag ging gepaard met een sterk verbeterde procee voering.De groei van de ethyleenproduc:tie zet zich no'g st,eeds voort en wel zOdanig,dat verwacht wordt,dat omstreeks 1975 ethyleen het meest

geproduceerde chemische product zal zijn.

De grote vraag naar et,hyleen vindt zijn oorzaak in. het gebJ:'uik van

ethyleen bij de produc tie van kunststoffe.n al,s styreen en polyethyleen. Vooral het laatste produc t heef't een snel toenemende :toepassing

gevon-den.De groe isnelheden van de ethyleen-en polyethyleenpr oduc tie zi

Sn

dan ook vrijwel gelijk.Ethyleen wordt verder gebruikt voor de bereiding van ethyleenoxyde,dat momenteel nog het voornaamste ethyleenproduct is, als tussenstap naar stoffen als ethanolamine,ethyleenchloorhydrine en

o

et,hyleenglycol.And'ere belangri jke ethyleenproducten ziJn ethylale:ohol,

ethylch~oride (voor de bereid ing van te tra-ethyllood) , ethyleendichlor ide en diethylether.

o

In 1960 werd 2, 65xl0 6 ton ethyleen geproduceerd.Het groot,ste deel

hiervan komt voor rekening van de Verenigde Sta'ten,nl. ca.2,OxI06 ton.

30% werd gebruikt voor de bereiding van ethyleenoxyde ,25% voor poly-ethyleen ,21% voor ethylalc:ohol en 9% voor ethylbenzeen( tussenproduc t voor de bereiding van polystyreen) ,om de belangrijkste producten te noemen.

De tegenwoordige productie van ethyleen geschiedt vooral door het

kraKen V8.l!lJ. aardoliefracties,waarbij propyleen als bijproduct wordt

gevormd.Daarom is de winning, van propyleen een steeds belangrijker factor, bij de productie van ethyleen.

Ook de ontwikkeling van de kunststof polypropyleen heef't hiertoe bij-gedragen.Bovendien is propyleen de grondstof voor dé productie van ac eton,non-ionic s? oxo-alcoholen, glyc'erine ,epoxyharsen, glycolen en cumeen.

Andere bijproducten van de. ethyleenproductie uit, kr'aakgassen zijn ben zeen, styreen, toluenen, butadiEien, iso,bu tenen,propaan, water stof en stookolie en methaan als energiebronnen bij verbranding.

Het, veelvoud van mogelijke process.en voor de bereiding en winning van ethyleen is dan ook in belangrijke mate bepaald door de opbrengst van de bijproducten.

Met, de keuze uit vele mogelijke grondstoffen en uit enkele procesvoe-ringen zijn dan de belangrijkste factoren genoemd,die een rol spelen

2

-ETHYLE~EEREIDING

De' bereiding en, produc tie van ethyleen is een. complex van stappen,da t te verd elen, is in:

a,. Grond.st of •

b.Bereiding van het ethyleenhoudende uit,gangsproduct.

C,. Zui vering van het. ui tgangsproduc t en sc heid ing in zi jn comp0nenten.

~

d ~Reuze van het toale proe,es.

Ad' a.

Als. grondstoff'en voor de bereiding van ethyleen dienden aanvankelijk kooksovengas,raff'inaderijgas,ethaan en propaan.Hetzij direct,hetzij, door

kraking, vormden deze produc ten een bron voor olefinen.De bereiding '~an;

olefinen' Ult steenkoolproducten kon echter niet belangrijk worde'n,daar

o

steenkool door zijn C :H-verhouding veel meer een bron voor aromaten vorm'

Veel beter leenden zich de aardolieproducten voor' de. produc tie van olefi·

nen'~Werden aanvgnkelijk ethaan en propaan gebruikt,.door de snel

stijgen-de vraag naar ethyleen kwamen ook stijgen-de anstijgen-dere fracties van stijgen-de aardolie

o

in aanmerkjng.Vrijwel alle aardoliefrac:ties kunnen tegenwoordig gebru.ikt, worden voor de productie van ethyleen.De ethyleenindustrie is dan ook

voor het, overgrote deel een petrochemische industrie. Ad b • .

In enke Ie ge vallen vormd en enkele in.dustriegassen he t uitgangsproduct voor de winning van ethyleen. als bijproduct.Zo komt ethyleen 'in klein percentage voor in kooksovengassen.De grote vraag naa,r ethyleen heert

proc:essen noodzakelijk gemaakt,die afgestemd waren op de vorming van

ethyleen in hoge perc'entages.Het meest geëigende an daarom tegenwoordig vrijwel uitsluitend toëgepasteproces is de"kraking van aardoliefracties, Het kraken in het algemeen is t.e verdelen in katalytisch en thermisch kraken.

Het ka talytisch kr'aken berust op d'e vOr,'ming en omzettine: van

carbonium-ionen.De omz.etting geschiedt o:a. door dehydroR;enering tot aromaten,

pOlymerisatie,condensat;ie en aromatisering.Ole:einen worden, in lage

percentages gevormd t,.o.v. paraffinen.Het aromaatgehalte is hoog.

Daarom word tl),et katalytisc,h kraken vooral toegepast voor de bereiding van hoogwaardige benzines.Alleen vroeger diende het katalytisch kraken als belangrijke bron voor olefinen.

Thermisch kraken berust op energietoevoer,die afbraakreacties

veroor-zaakt, zoals splitsing en dehydrogenering via vri.j e radicalen.Andere

optredende reac:ties zijn de opbouwreacties door polymerisatie ,alkylatie, condensatie 'en cyclisatie.

- 3

De thermische kFaking levert een grote haeveelheid olefinen op.Dit is dan ook het meest gesa.hikte proces voor de bereiding van ethyleen.

Een vergelijking tussen gemengde en gasfase kraking geeft een dui~elijk

voordeel voor de gasfase kraking.

De theoretische achtergrond van de krakingsprocessen is in de litera-tuur uitvoerig beschreven.

De kraking geschiedt bij hoge temperaturen,nl. ca.SOO °C.Belangrijke f!ictoren zijn hierbij een lage druk(bevordering van de dehyd.rogenering)

en een korte verblijftijd(verhindering van polymerisatie)~Daarom

word t de voedingsstroom veelal verdund met stoom, terwijl door turbulente stroming in de verwarmingsbuizen de warmteoverdracht wordt bevorderd.,

Door snel afkoelen na de kraakoven word t poly~erisatie tegen,gegaan.

De bereiding van olefinen uit aardoliefrac ties door t.hermisch kraken

kan op vele verschillende wij z,en geschieden,afhankelijk van de te,

kie-o

zen grondstof en de uiteindeli jke gewenste samenstelling van het

kraakgas.

o

Voor het kraken van zware fracties worden voornamelijk 3 processen toegepast,nl. het contact:-Coking-,.het Höchster-koker- en het

Sand-erae kerproe es. De' eerste· twee proc essen b.erust en op warmteoverdracht

tussen voorverwarmde kookskogeltjes ~ de voeding.De t.g.v. de krakjng

gevormde' kool zet zich af op de kookskogeltjes,die. g~regenereerd

worden • .tlet ::3and-crackerproces gebruikt heet zand in een gefluîdiseerd bed ,met regeneratie en gelijktijdige voorverwarming.

Enkele processen voor de bereidjng van ethyleen samen met acetyleen

zijn :het Vlamboogproc es ,het ::3achsseproees ,h.et S~B.A~ -proc:es ,het Höehster

hoge temperatuur pyrolyse- en het ~astmanproces.Het .Vlamboogproe,es

berust op het voeren ~an de voeding door een vlamboog. Het ~lectric~­

teitsverbru~k is hoog.De andere werkwijzen berusten op

een'autother-mische kraking.Hierbij wordt de voeding gemengd met zuurstof en gedeel-telijk verbrand in een speciale brander.De rest van de voeding wordt' dan geïnjecteerd in de hete verbrandingsgass,en en daarna snel afge-koeld.

Verder wordt, voor kraking gebruik gemaakt van reeuperatievè ovens,d~e

een efficil3nt. werkend systeem van regenera~ie vormen,met afwisselend

'.. opwarmen en doorleider: yan de voeding,.Bekende proc~essen zijn:het.

Koppers-Hase he-Wülffproe,es en het Ugiteproces.

Ook wordt veel gebruik gemaakt va~ Moving-bedproeessen m.b.v. stenen

kogeltjes,die voor' de warmteoverdracht zorg dragen en de gevormde kool opnemen,waarna regeneratie en voorverwarming volgt. Tot deze

processen behoren het Pe?b.le-heater- ~n het ThermofÓlr Pyrolytie Graeking

4

-Buizenovenproces,bv. het Shell-pyrolyseproces en het Kelloggproces.Hier-bij wordt de voeding in gasvorm gebracht,gemengd met stoom en vervol-gens door. een serie buizen in een oven geleid, waarbij kraking optreed,t. Er zijn verschillende ovens in gebruik,die verschillen in. de

intensi-teitsverdeling van de warmte over de buizen in de oven,en door de

wijze van inbrengen v~n de brandstof en de plaatsing van de b~izen.

Ad c .•

De zuivering en scheiding van de door kraking verkregen gassen bestaat in grote lijnen uit de volgende st.appen:

Verwijdering van de grDotste hoeveelheid H₂0.

Afsc'heiding van stookolie.

Afscheiding van de C₄

t/m

Cg-koolwaterstoffen en. verdere splitsing

in C

₄

!?,.-:§ln'C₅

t/.m

Cg-koolwaterstoffen.

o

Afsc heiding van de C₃-koolwa terstoff'en en verdere splitsing in

propaan en propyleen.

o

Vloeistofafscheiding voor comprimeren. Acetyleenverwijdering.

H₂S- en.C02~verwijdering.

Drogen.

Afscheiding H₂ en CH

4•

]'rac:tionatie van ethyleen en ethaan.

De volgorde waarin deze handelingen plaa ts vinden en de daarvoor gebruikte apparatuur is.afhankelijk vam de samenstelling van het kraakgas,de vereiste zuiverheid van de producten en het te kiezen sc heid ing'sproc es.

In het algemeen is een gasmengsel als hier bedoeld te scheiden in zi jn componenten door destillatie,absor-ptie,adsorptie en chemische absorptie.

Aan de hand van de boven gegeven handelingen zal in' het kort worden aangegeven welke van deze methoden het meest toepassing vinden in de industrie.

De verwijdering van de groot st,e hoeveelheid H₂0,die in de gass.troom

• is gekomen door verdunning van de voeding,gesc:hiedt, veelal bij de

eerste fractionatie,waarbij de stookolie wordt afgescheiden en. H₂,O.

(met de andere stoffen) over de top komt en via een condensor en vloeistofafscheider wordt verwijderd.Deze afscheiding van stookolie gebeurt steeds door destillatie,hetzij normale,hetzij open

stoomdes 5 stoomdes -tillatie.

De: afscheiding van de C4t/m Cg-koolwaterstoffen wordt veelal bewerk-stelligd door destillatie,waarna door nogmaals destilleren de C5t/m"

Cg-fracti~ _{wordt gescheiden van de C4-fractie.Deze fractie kan dan'}

nog in zijn componenten worden ·gescheiden,hetgeen gebeurt door extrac-tieve destillatie, vloeis.tof-vloeistofextractie en door chemische

absorptie met H₂S0

4,Of ammoni~kale koperacetaat-oplossingen.

De afsplitsing van de C₃-fractie kan gebeuren door destillatie,of door

absorptie gevolgd door trapsgewijs strippen,waaEna de scheid'ing

tussen propyleen en pr opaan door dew:tillatie volgt. M

dIt,c

'vA--1

Vloeistofafscheiding voor comprimeren geschiedt vaak in cyclcmeri. Verwijdering van acetyleen kan gebeuren door absorptie,bv. met di-methylf'ormamide, en daaropvolgende terugwinning, of' door selec tie'-ve .

() hydrogenering.Dit gaat meestal met een Co-molybdaat,of

Ni-Cr-katalysa-tor in eeR vast bed.

o

H₂S en CO₂ kunnen worden afgescheiden door wassing in een. gepakte

kolom met een verdunde NaOH-oplossing,een Na2C03-oplossing,of met

ethanolamine.Wanneer H₂S en CO₂ in voldoend grote hoeveelheden aan-,

wezig zijn. wordt absorptie toegepast gevolgd door terugwinning. Het drogen wordt veelal uitgevoerd door het mengsel te leiden over een vast bed van silicagel,bauxiet,of geactiveerd A1203 •

De verwijdering van H

2, en CH4 kan worden gedaan door destillatie,

absorptie of adsorptie.

De splitsing van ethyleen van ethaan gebeurt veelal door destillatie. De genoemde scheidingsmethoden kunnen ieder voor zich weer op vele manieren worden uitgevoerd.

Destillatie gebeurt steeds,behalve wanneer dit anders is aangegeven, door frac tionatie.Afhankelijk vam de gewenste scheiding worden dan verschillende drukken en temperaturen toegepast.

Het belangrijkste deel van het proces is de afscheiding van H₂ en CH

4 en de splitsing van ethyleen van ethaan.Dit kan dan nog door toepassing van hoge drukken en lage temperatuur,middelmatige druk en lagere

tem~eratuur,of iets verhoogde druk bij nog lagere temperatuur.

Verschillende economische f"á,c toren bepalen de keuze uit dezè::~drie

mogelijkheden.

Het verwijderen van H2 en CH4 door absorptie gebeurt met een aromätische fractie,of' met een propaan-propyleenfractie.

Adsorptie wordt uitgevoerd.met actieve kool,wanneer H

2 en CH4 moeten

- ' '-..;;.,'

..

} ' , ',"," r .... t -r. r . ~ .. \,:;. rvo

...

' ,.

.

~ ., ". " . '.! " ., .. '':"' .:. .. 1" iWl,...:'" , , v r r • ~. ol- .. '. ( . ' .

..

... ,

..

, .J.' f r , ç. . ~ .... , \.. ,. : " ..t ._., r ' ,_ :":'; • . 't ) 0, ~. Io,j . . . . ,... ,

.

-

~ ° , \! , 0 ',.tV J, : "", , .... ~ I

.

, " -,"". , .~ 'I.. : L C' . . . . , ou f, !. ' [ _',. t". ... ..i. _ , ° ° : ~ ~ , ,~.( ,

..

..

r:.. ;,-0' . -:-

....

--, r ,0 r :.:~ .... !

".

~r' -... , ~. " i"": -Ci .l r. ( , .'

-

.

.. "'f ,

..

-;.' '.: "., , u ' f , \ ,c t i ' ' ..

,

! '0 ... ; , ! f: . '," ~ '. , ; , . , o 'u·' r. ;r I ( r. r "'0' -( . ( r~ • 0 0 f~: ,.J '

.'

r"'" 0' '" ,; :r r ,

Cc

,', 'J ('.:" • ~; . l ' , C," ~ .. ,

:,~~~:t

,1 .. !"~,.. _{, , (} . ...: ~. --. i, , " '.'

f'

,.'

, ' . '

_{. V'.}

~~/'

o

o

6

-De keuze van de toe te passen methodieken voor het gehele proces

berusten ïn de eerste plaats op e~onomische overwegingen,die voortkomen

ui t de samenstelling van het kraakmengsel.Deze samenstelling is weer bepaald door de keuze van de gronds tor en de kraakmethode.

Ad de.

De keuze van het totale proces zal in versc:hillende stappen worden toegelicht ,nI. :

Grondstof. Kraakmethode.

Zuivering en scheiding.

Het is duidelijk,dat als grondstof één van de voorkomende

_.

aar~olie-fracties zal worden gebruikt. Welke dit zal zijn is zeer afhankelijk

() van de prijs en verkrijgbaarheid,de mogelijke opbrengst aan ethyleen

en bijproducten en de benodigde investering.

o

In de literatuur zijn enkele tabellen te vinden,die op basis van een bepaalde ethyleenproduc tie een vergelijking gevel?' tuss.en versc hillende mogelijke fracties.Hieruit blijkt,dat lichte nafta een zeer

aantrek-kelijke voeding is. Opgemerkt kan nog worden,dat een volledig verant-

_.

woorde.' keuze van een grondstof moeilijk is en door vele fac·toren wordt

bepaald.De keuze van lichte nafta als grondstof is dan ook gebaseerd

_.

op enkele,niettemin belangrijke factoren,als boven genoemd.

De toe te passen kraakmethode moet uit de vele mogelijkheden gevonden worden door productiegegevens en door de vereiste producten.ln. het algemeen zal een bedrijf de methode aanpassen aan een door hem gewenst product,of aantal producten,i.v.m. eigen verwerking,spreiding van het

bedrij~,marktgegevens,etc ••

De toenemende aandacht voor polyethyleen en polypropyleen en de tendens tot spreiding van producten,vormen hier de basis voor de keuze van een krakjng,afgestemd op de vorming van ethyleen en propyleen.

Van de mogelijke kraakmethoden vallen dan ook de autothermische af,

.

"

die voornamelijk ethyleen·,.en ac etyleen opleveren. Verder vallen de

processen af,die afgestemd zijn op zware oliefracties.De recuperatieve

methoden leveren ook no,,; ~Tote hoeveelheden Rcet'Tleen . _..--:..

De moving-bed- en fluid-bedproc".essen· Zij§.beaoela:-vo-o-(\t.lex}-bë?:~~ __

voedingen. Zij geven bovend ien voor lichte

~afta ec;onomis"ê:fr~elen,

door lagere opbrengsten aan bijproducten,dan bij de buizenovens.

--~ . ..

Deze laatste methode zal worden toegepast.

o

o

7

-R_{2,S en CO2 en wateró}

De hoeveelheid ~eetyleen in het kraakmengsel van de buizenoven is

gering, zod~

iJ'

terugwinning ni et loont. Daarom wordt gehydrogeneerd met

in het mengsel aanwezige H2"over een ~Ni-Cr~kataly~tor ,die recent is

en goedkoper dan de gebruikelijke Co-molybdaatkatalysatoren.

H_{2S en CO g zijn in nog veel,seringer mate aanwezig,zodat wassing plaats}

vindt als kwanti~atieve afscheidjngsmethode.Hiervoor is een goedkope

9 wasvloeistof gewenst,zoäat een NaOR-oplossing wordt gebruikt. 4 . , - . - _ _ _ _ . _

De verwijdering van water "ter bescherming van compressoren gebeurt

in cyclonen~De _{volledige verwijdering, voorafgaande aan d.e}

C5-afsc;hei-ding,de H

2-CH4-afsplitsing en. de ethyleen-ethaanfractionatie geschiedt

door drogen over een vast bed 'van silicagel,bij verlaagde temperatuur.

De afscheiding van de stookolie,de C_{5t/m C9- en de C4-fractie gebeurt}

door fractionatie. De C

3-,C2- en

H

2-CH4-afsplitsing kan nu nog gebeuren op de eerder

aangegeven wijzen.In de literatuur aanwezige vergelijkjngstabellen,

-gebaseerd op fabrikagekosten van ethyleen,leveren een voordeel op ten gunste van de fractionatte.De recente ontwikkelingen in de indus-trie bevestigen dit.Daar de hoge drukfractionatie het meest toepassing vindt,wordt deze hier ook gekozen.

')i'

.

.

.

;: ... . __ .l"'~ ~-... ~ .• r ,~ , J ' .. I .. r . f! r ~ .. ,

.

~ . r

.

_{. ' \ '} ""' ... _. " ; -. C ' -.. ; ,OP . . . ~ - J t ... - ... Á ~' . ,

.

.' , 1

\-....

.... ~. , .,

_'.r

t ' . .,' ~ ;1 , ..

..

r, .-. _J '. 'L ....: , ~ _U "[

,

r :. r -. :

..

, ...,,...". " 'j,\'" '"" ... ., J ll"J :Û~'·.::.·" u ' . , ~ .... " " PIT

..

.

)

.- : ,r .'

··à'';(·,~,r. r '-' _. ' .. 'Of -., . . J.'

o

o

o

o

-.

8

-BES:;HRIJVING VAN HET PROOES

De voed ing word t ,na gemengd ~e Zl Jn met s oom, in een buizenoven /

er-warmd en vervolgens gekraakt bij '780 00 • en 1,65 ata.Het, kraakmengsel o

komt vervolgens i:ij een La Montstoomketel,waar het afkoelt tot 344 0 ••

Na een warmtewisselaar te zijn gepasseerd,waar afkoeling optreedt tot 2:15 °C. , komt- het mengsel in een. destillatiekolom, waarin een

flash-destillatie plaats vindt m.b~v. open stoom. Het, aantal schotels is 20,

de bo.dem-en toptemperatuur zijn resp. 205, °C. en 95 °c., terwijl de werkdruk 0,80 ata is.

Het bodemproduc t is stookolie.Het topmengsel word t gedeeltelijk

ge-c:ondenseerd,

w~

_.

een. gedeel te van het condensaat als reflux dien't

.

en de rest wo,rdt gevoerd naar een fractionatie,.voor de splitsing van

de C₄-van de C5_Pl~s-fractie.E.erder is in een vloeistofscheider een

sc'heiding uitgevoerd tussen water en de koolwaterstoffen.

,-b-=-?

Het, gas na de partiële condensatie word t via cyc'lonen voor de

afschei-ding van vloeistof,en

warmtewissela~J1,in ee.lrll~apscompressie

ge-

?

comprimeerd tot lL,6 ata en heeft

e~itein~ke

temperatuur van 0

'7 °O.De in de cyclonen af gescheiden vloeistof' wordt gedeel

teli~.

k

afgevoerd ,de rest gaat naar de 04-C5 1 s-fractionatie. '

~ -pu

Het gasmengsel komt nu in een de$tillatiekolom van 20 se:hotels,me een bodem-en toptemperatuur van resp. 83 en -17 °C. en een werkdruk van 11,4 ata.

Het bodemproduc-t,dat uit 04 en 05-PIUS bestaat,wordt weer naar de

C4-C5_plus-f'ractionatie gevoerd.

Het topproduct wo,rdt t.b.v. de reflux partieel gecondenseerd.Het

reste-rende gasmengsel komt via e~'il warmtewisselaar,elil.'neènelr00rv6J;,warmer in

, .. (.... 0

de hydrogeneringsreactor.Rier wordt op 180 O. en 10,5 ata over een vast bed van Ni-Cr-katalysator gehydrogeneerd.De levensduur van de katalysator i.s ca. 3/4 jaar • .Hegeneratie geschiedt bij 400 °C. met stoom en H

2•

De acetyleenvrije gasstroom passeert nu enkele warmtewisselaars en komt dan in de waskolom voor de verwijdering van eventueel aanwezig

H₂S en CO₂.Na hier met verdunde natronlQog te zijn gewassen komt het

mengsel via een. warmt.ewisselaar 'in de drogers,. waar over een gepakt

silicagelbed bij

O~

wordt gedroogd.

Na de droging volgt comprimering tot 36 ata.

In een dest illatiekolom van 4.0 schotels wordt nu de 03,-frac tie als bodemproduct afgescheiden.De bodemtemperatuur is 77 °C,. ,de toptempe-ratuur -35 °O.,bij een werkdruk van 35 ata.

<"I; '>

..

'-' -; r " ... r; f' ~, , ' , .[1-,V 11"- , ... I~~"~'''' 1J_·,,i,. .. · u ' t r • • ~ .... .... ..;. ... lw· ,,- , , . r ~ , f < J J..; •. _{.... V}

.

' _... .

_

.... ~

..

,..

.

.,. ~~ ,:' .... ' ...

.

:,;,;,.

....

.1 ;~_ •. ' .. ,. '.. "". "

.

, r· ~'. .. ,.A, •• • t' "-,..~ J,. f"". V... .. '" _I (

.:i ..

~>:. r 1'1':~' " ~ _ J

.

, ,

.

" f' " ..:. . J .• .' . >J , U " .. " -~!."' ' .. ,.".;: "":: ~. f • ..-\ ~ .. .... ... ' - i U .. " - '! ... ",

..

~ ... ' ... " 4-\. _j"::~ . . _\.~V-.' \. f v ) : .~ J ~:J f~ .'t» ). ~ • ' C:;.J .. " ....' ..

-.

. , 0 , J '1 .' V' , .. ,... •• _ '4 '~. _ .... r C'" I:) u.ë • V ... · .• '~ rl~ ,

(l~A .. ·,f;~.'.;.~:~ f~~"r_:~~o:,;~: '"'t1~ _{:.; ... ,.,.~"...u~}.~'-~} .... ;,;1 .. :., .... :~ .. _{~.J.._."""} r ~

rn .~ . ' J. . ' .... ... ... ....

-

.. .

r, .+ .,e. , .. \: , r ,.. ... J ... "'. !~ - C .•..• J .,1 " ~

.

, r ,', - .. '. ... 10.. . . . . t.. ... ) _ : .. -~ .. ...: •. (1·.:- .:,.\ .. i

'.'-.

, c:: r. _1 '

, : . .cc.

p~: I' ... ::-o:I c ....

..

" V _L ... ,....

..

.... '.\J .. .., > U

. re"'_,

" ., -, t • " " \,.' .' , f }~ .''1 . .. -., '-# -..I L . v ";,,,,, :'"\

.-

..

-~ ; ~, ! .

...

,...." c. .". ~,

J'.~

\' J \ , '~. 1,'" ",:"3 ~ '

..

r

..

.... _, -

.

,.. ... ,~ r" '. .. "'- U l>.i

.'

,,-... J r ),,' ... ., ... ,...., ~ r, \.. ... ..,.; .J. ... ...,

..

r-,~\.: J"

o

o

. I

o

o

- 9

-De C

3-fractie wordt verder gefractioneerd in propaan en propyleen.

Het resterende gasmengsel wordt partieel gec,ondenseerd t.b.v. de reflux

en gaat verder naar een

drOger.H~ ~olgt

koeling tot -110 oe.,

. - ,- S~u.r,LU

waarn~ e~ in~ aparte~oeis'!?9.- afscheider~elIll _H2-rijke fra~tie

~s (g9> wo,~ a~esch~en~De vloeistof wordt ontspannen en komt in' .

een destillattekolom van 40 ~chotels ,met bodem-en toptemperaturen van 3" '}

o ..

resp. -110 en -130 C.en een werkdruk van 8 ata.

Het. bodemproduct bevat de C2;-fractie,die in een destillatiekolom 'van 65 schotels wordt gebracht met bodem-en toptemperaturen van resp.

-40 en -60 °C. en een werkdruk van 8 a ta.·

Het topproduct van de H

2-CH4-destillatie passeert een warmtèwisselaar,

.1

wor~

t gecomprimee,rd

en"

gedeel telij

~.

tE;lr,uggevoer:d als reflux,

~aarbij

het dezelfde warmte'wisselaar passeert.De rest. wordt. afgevoerd als CH

4-rijk gas.

Het, topproduct van de C₂-fractionatie is ethyleen.Dit wordt via

com-pressie en ontspanning op een. serie van lage temperaturen gebracht,

7di~voor~

bereiken

v~ d~~~ve;e~st~ tempe~~uren

in het proces

worden gebruikt~Hierna wordt het ethyleen afgevoerd als product.

"IHè1;bodemproduct bevat ethaan.necdrculatie volgt en wel naar een

aparte buizenoven,waarbij na menging met stoom op 810 °C. en bij 1 ata wordt gekraakt.De kraakgassen worden gecombineerd .met de kraakgassen uit de naftakraakoven en volgen verder dezelfde weg.

10

-OPMERKTNGEN BI J EET PROCESSCEEMA.

De productie van ethyleen is het, doel van het schema.Geen aandae:-ht wordt daarom besteed aan de verdere verwerking van de bijproducten met inbegrip van het gebruik van eventuele warmtewisselaars.

Zo wordt slechts de ethyleenhoudende stroom gevolgd.Het, met betrekking tot di t schema vrij uïtgebreide karakter van de 'dan nog noodzakelijke bewerkingen met ethyleen als eindproduct,maakt het noodzakelijk

hierin een beperking toe te passen.

De weg,die de "ethyleenhoudende stroom gaat wordt daarom gevolgd tot

en met de comprimering,die vooraf gaat aan de

c

_{3-afscheiding,zoals}

in het voorgaande beschreven.

Hieronder volgt een overzich't van de sameIl:stelling van de kraakgassen,

() die uit een lichte naftavoeding ontstaan,ontleend aan de literatuur.

Component Nafta-oven Ethaanoven Totaal

gew.% van gew:% van gew.% van

Q

naftàvoeding ethaanvoeding naftavoeding

H₂ 0,7. 3,0 1,1

eH

₄ 15,6 3,0 16,1 Ethyleen 24,5 40,8 29,7 Acetyleen 0,3 0,2 Ethaan 6,1 41 7' ,8 5,4 Propyleen 20,8 2,

_°

20,7 Propaan 1,6 2,1

()

But en en 13,6 1,4 13,8 C5-plus 14,2 1,8 14,5 Stookolie 2,6: 2,6

11

-MA TE RI A!. LBAIANS

Deze is ontleend r~ een ter besc:hikking staand scherna van eeD! recent

gebouwde fabriek.

L

sj

De in het verkleinde schema aangegeven stroomnummers (omlijnè met. een

_.

cirkel) zijn in de hier bijgevoegde tabellen terug te vinden,alsmede even tueel bij de w'lgend e opmerkingen.

Qpmerkingeg,

In de tabel wOTden dE? volgende

c

₁- methaan

C₂ .:.ethaan

c

₂

.::et.hyleen

aanduidingen gebruikt: 05-plus: .:: 0'5 t/mCg-frac tie

M

=

moleculairgewicht

c~ =acet.yleen

0;

-propyleen

'0

Mg' - gemiddeld moleculairgewicht

nNf3/u :- gasvolume in m3 per uur

o betrokken op 1 ata,O

c.

" C 3 .:.propaan c~ -butenen

De samenstelling van het noemde sc:hema ontleend.

Kg/u - kilogram per uur

aan het.

ge-Kgm/u - kilogrammolecuul

'(~l/h

'

gasmengsel~

kraakovens is

per uur~

ld-

k.'u-I...J11i~CI/j

kj

13 - De hoeveelheid reflux bij de eerste destillatie is uitgerekend'1f~\

. m. b. v'. de warmt.ebalans: over de gehele kol.om.Hierui t . vOlgt-

;;;-~;rd:e)k.J:

t

-voor R van ca.l. Genomen wordt R

=.

1, be·trokken op de af'gevoerde

hoe-veelheid vloeibare koolwaterst.bffen,stroom 12.Hieruit volgt dan weer de balans voor het topgas.

9 ~ De hoeveelheid waterdamp in de stroom is uitgerekend m.b.v. de

( ) dampspanning van water bij 38 °O,die ongeveer 1/3 is van de

totaal-druk.De hoeveelheid H₂0 is afgerong op 150 kgmol/uur;

..

14 - Hiervoor

~eld

t dezelfde methJ<?de als boven

besc~reven. [~v-6 I~

16 - Aangenomen is }lier,dat alle. waterdamp verdwijnt als condensaat •

. 18 - Er co'ndenseert 'een hoeveelheid b11:tenen en C₅-plus ,die

overeen-.. komt met de in het literatuur schema gënoemde waarden.

23 - Bij -31°C en .. ll,4 ata kunnen de volgende berekeningen

worden~

gemaakt:

~~trIl0

. ' ~) , 'J •• • ! .l'-' -,' ,<')~ l t.. . . J]:)A. I . ~ •

o

0

12

-Component. Ydamp (22) F _{x'reflux (23 )}

-H2~ 0,168 Cl 0,216 84,0 0,030 C ₂

=

0~003

I

C 2- 0,321 16,5 0,.22'5 C: 2, 0,,11;3 10,0 0,131

C3'-I

0,120 215 0,,557 0;3 0,006 2,0 0,034 C'4-

_t

°

,.002 ! 0,9 0,026 Totaal

_.

0,999 1.,003

De samenstelling van de reflux is hiermee dus vastselegd.F is de

fugac~it.eit in atmosfeer,waarmee x wordt uitgerekend volgens:

x, .:. f.!.y

F

, waarin P de t.otaaldruk is.

(De hoeveelheid reflux kan hier niet met de warmtebalans worden bepaald

)daar de hoeveelheid toe te voeren warmte ip de kool<"pot nog

bepa~ld

moet worden.De hoeveelhejd reflux k8.n dan berekend worden m.b.v~ de eif'

venwic htsgegevens voor de temperatuur van de topplaa t.Door stee.ds

bepaalde waarden voo~ R te kiezen kunnen op dezelfde wijze als boven beo

oo:hreven de x-waarden worden uitgerekend.Die waarde voor R,die een totale x-waarde van 1 oplevert is de juis.te.Deze blijkt nu ca. 0,3 te zijn. Hiervoor ge ld t dan het vo 1gende:

C;omponent _Ydamp F

Ix

.-J

,Hz 0,129 i

1°1_

0,211 110 0,22'

I

IC -_{. 2}

°

,

_OÜ2 0,147

I

D'e x.-waarde is weer op de reeds

Ic -

₂ 0,297 23

aal!llgegev~n wijze berekend.

I

°2 0,118 15 0,089

t

C 3- 0,223 4,,1 0,620 C 3 0,.012 3,5 0,038 C -4 0,007 0,.9 0,,089 Totaal 0,999 1,005 :

21 - Deze stroom kan nu met Ris gelijk aan 0,3', betrokken op de hoe-veelheid afgevoerd gas, gemakkelijk uitgerekend worden.

M. h.v. de warmtebalans kan: de bodemstroom door de herverdamper

?

-o

o

13

-De ac:etyleenhydrogenering geschiedt spec:ifiek en wel met waterstof

uit het gasmengsel,zoals verder uit de stromen te zien is~

De hoeveelheden H₂S en 002:,die uit,ge~assen moeten worden zijn hier

ot:

nihil, of' erg klein en zijn niet in de massabalans opgenomen.

De wastoren staat ,'eigenli: jk. in het proc'es, omdat deze hoeveelheden

sterk kunnen vari~ren,afhankelijk van de voeding.Met de toegepaste

hoeveelheden gas en de te gebruiken snelheden en apparatuur komt een te circuleren stroom van NaOH-oplossing overeen van 11.800 kg/uur. 25 - Aangenomen wordt,dat verzadiging met wa,terdamp optreedt,waardoor-met de bekende dampspanning van water en de druk in de kolom een afgeronde. waarde wordt gevonden van 300 kg/uur water in de ultgaànde gas stroom.

26' - Hetzelf'de kan bij 7 oe gedaan worden, waaruit een. waterhoeveelheid in het gasmengsel volgt van 95 kg/uur.

27 - De beide drogers

VerWijderen~aanWeZige

waterdamp.

o

o

14

-WARMTEBALANS

De bijgevoegde tabel geert de warmtebalans voor de in het schema

gewoon genummerde apparaten'.Deze, nummers zijp. eventueel eveneens terug te vinden bij de volgende opmerkingen.

Qpmerkingen

De gebruikte aanduid in gen hebben de volgende betekenis:

Tl, - ingangstemperatuur

~2 - uitgangstemperatuur

dH - verschil in warmte-inhoud voor het aangegeven

tempera-tuurtrajedt, in Kcal/kg

H warmte-inhoud in Kcal/kg

Lv - verdampingswarmte in Kcal/kg

,óm - massastroom in kg/ uur

d~ - totale hoeveelheid toe of af te voeren warmte in

Kc:al/ uur' x' 10-5, _,

verdampingswarmte in Kc-al/ kg vermenigvuldigd met de

massastroom in Kg/uur x 10-5

Totale warmte-inhoud in Kcal/uur x 10-5

Zijn de berekeningen uitgevoerd m.b.v. _{enthalpiegegev.ens,voor H2}

is over alle temperatuurtraj ec ten gebruik gemaakt van de soortelijke warmte,die 3,50 Kcal/kg bedraagt.

Daar waa~ in de tekst of tabel 2 waarden zijn aangegeven, gescheiden

door een streepje,hoort de eerste waarde bij de vloeiE?tof,de tweede bij het gas.

la - Aangenomen is,dat de voeding bij 82 oe kookt en e,en Lv heeft van

83(Maxwell).De 'bijgevoegde stoom komt binnen op

~

~,\

~~..----?>

1 - Het sc he ma uit de li tera tuur g.ee:f--t-een totale hoeveelheid toe te VOET

ren warmte aan van

195xlQ~~ur.Uitgerekendis

hoeveel hiervan

...

--nodig is voor het opwarmen tot de kraaktemperatuur.De rest wordt dus gebruikt voor de kraalQ:'eactie.Nemen we als voorbeeld de volgende

reac tie: CH_{3 -CH2,-CH2,. geef t CH3 • plus CH2=CH2 '}

dan blijkt,dat hiervoor een energie nodig is van 60 Kcal/mul. <. Er zijn 553 :Kmol voeding/uur,wat een tc>tale benodigde warmte zou

opleveren van 332xl05 Kcal/uur.Hogere koolwatersto:f:fen vereisen

~ echter een lagere energie en bovendien komt warmte vrij bij de

o

15

-2' - Hier, word t een totaal toe te voeren warmte gegeven van. 23XI0 5 .Kc:al/u:ur.De stroom komt als gas binnen,met stoom bijgevoegd op 110 oe.

3 - Voor acetyleen is gebruik gemaakt van een soortelijke warmte van 0,53 Kcal/kg.

4 - Hier is voor ac:etyleen dezelf'de waarde voor de soortelij ke

warmte toegepast.De in het mengsel aanwezige stookoliefractie

conden-seert bij 280 oe

~et

een Lv van 86.

55 - De ingangsstroom 5 geeft de absolute warmte-inhoud weer,waarbij voor wa.terstof en ac etyleen gebruik gemaakt i s van de gegeven

waarden voor de soortelijke warmte en een ba;sistemperatuur is genomen van 38 oe.

De ingangsstroom 6 geef't alsdT het verschil tussen bodemingangs-

~ç

temperatuur van de stoom,die

OP~~iS

genomen en de

toptempera-tuur in de kolom van 95 °e.Als inkomende warmtestroom wordt nu genomen het verschil in warmt.e-inhoud tussen 110 en

d~et deze stroom niet __ m~e a~~_~e wa~mteba~ans en is weggelaten,

om de berekeningen te vereenvoudigen.

---~----6 - D,e condensa tie van atoom word t aangenomen te beginnen bij

95 °e.De laatste waterdamp condenseert bij 38 °e.Voor de warmte-

?

- - - -- . 0

balans wordt nu een gemiddelde condensatietemperatuur van 66 e

genomen(de in de bodem van de kolom ingevoerde hoeveelheid stoom doet niet meèaan de balans).

Voor de condenserende C₃-t/m C₅-plusfractie wordt aangenomen,dat de

condensatie bij 38 oe optreedt.

o

De over de gehele kolom berekende warmtebalans geeft een kloppende

waarde bij een R van 1 t,.o.v. de afgevoerde stroom 12.

Voor acetyleen wordt een soortelijke warmte van O,43~ Kc-al/kg

genomen. Bij de ab solute warmte-inhouden van de uitgangsstromen ZlJn

die van. H

2, en acetyleen gelij'k aan nul ,door het aannemen van 38' oe

als basistemperatuur.

9 - De eerste c'ompressie levert een temperatuurstijging, die gegeven wordt door de formule:

T2, .:.

,

waarin P2 de bereikte druk,Pl de begindruk is en

K

wordt gevonden

" " _'" V , _{.. J'\..~} " .- - t"À '~T ( ' o ... ~ ~ "' - ~ Il..r' ~ .. __ '.' U 1 I , ~ ... ' r· I ) f"" i ' ," :-, . . . . .. • .0.-0.-I""f,"'t r -~. ç . • "·-·T;:-" _ . ol i . ~ " _{,J ' f} ,:"

.

./ "'"(-.. r J 1 ;.i . .1

r ,';'

" ,

.

, ; _,; r· ." ,,' .. ,t..~_' ' l , Y

-.

- ~ i ' 1 (~J \ . "

..

- r r ~ .. :. ,. .. ~t .. r..' .. J ,J

..

t f ~.G . " , [-.l 0" ". _.Jo. r ~~r:~ .. ~} _ .. ,...--.--.# r~"'"' .. ';: ... I .~"': \,., " " J ", ;

.

~I V .,. _~ .... r I'" ... ,.0 .V " .J. -o,.\"" c !; \

.

• r, -) , , ' !

...

• t. ~ r" " . ~ r t "

.. '.

r r j, ~ ("::.J ;.~'" •.

.

" f i · · . "

...

, , ' ; .... "'<f ...J.~.1, .... I~_ 'V 1 J _ r. • •• "1 • " ' "l .l

o

o

o

o

. ~

15

-/ '

p~'.

welke hier een, waarde 1,162 oP.1evert7rs'o,065,P2' is 0,275

en:. Tl is 3S °C. T

2, is dan 107 oe. / ..--- ..

10 - Voor ac etyleen geldt een' waarde voor de soortelijke warmte

van

°

,43 Kcal/kg.

~

11 - Bij de tweede compressie wordt gecomprimeer"d van 0,27,5 tot

1,40 ata.Bij een begintemperatuur van

6~Gn;~ert

dit volgens de'

genoemde formule, waarbij dezelf'de waa-rde voor .K. geldt, eem

tempera-o .~

tuur op van 1430.

12 - Voor ac:etyleen wordt een soorte'lijke warmte van

°

,43 Kcal/kg

gebruikt .Aangenomen wordt ,da t stoom bi j 110 oe condenseert.

14 - Bier treêdt ~omppessie op van 1,.12 tot 3,S7 ata.De K-waarde

van dit mengsel is 1,154 el!ll deze geeft bij een begintemperatuur

van 40 °c. een berekende waarde van 95 oe voor de ui tlaattempera-tuur.Aangenomen wordt een temperatuur van SO oe.

15 - De waarden voor ac etyleen kur:nen hier verwaarloosd worden.

Aangenomen wordt ,dat water bij sO 00 c'ondenseert.

1.'7. - Hier wordt gew.omprimeerd. van 3,S7 tot 11,6 ata.De K-waarde

van het mengsel is 1,160 en met een begintemperatuur van 40 oe

geef't dit een berekende waarde van de uitlaatte'mperatuur van 91 00 •

o .'

Aan.genomen wordt ·weer SO C.

IS - Condensatie van G5':'plus tr eedt op bij sO 00 en cond ensa tie van

03-t/m. 04- bij 70 °O.De waarden voor 03-- en 03-vloeistof' zij'n wel opgenomen,maar de hoeveelheden zijn te gering,om invloed uit te oef'enen.

19 - Ook hier is de invloed van gecondenseerd 03- en C3 te

ver-waarlozen.De hoeveelheid'

°

_{4- en. C5.-plus,die condenseert}

is

ont-leend aan ~et literatuurschema •

.

21 - De totale warmte-inhoud van de ingangsstroom 19 is voor H₂

ui tgerekend t. o. v. eeJm tempera tuur van -31 °

o

.Ac

etyle en i s te

verwaarlozen.

22 - Aangenomen is,dat condensatie ~an alle betrokken dampen bij

-31 00 optreedt.

2:4 - De tot,ale hoeveelheid met stoom toegevoerde warmte is bepaald met. de warmtebalans over de he],e kolom.Hierui t volgt met de beken-de verdampingswarmte beken-de hoevee lheid ontwikkelbeken-de damp in beken-de bobeken-dem •

o

o

17

-25 - E.en trial and error"-berekening geeft tenslotte voor de beide betrokken stromen in de warmtewisselaar een kloppende waarde voor de - hoeveelheden afgegeven en opgenomen warmte.Daarbij zijn de

uitlaat-temperaturen gelijk genomen.

.

.

27 - De hoeveelheid acetyleen t.o.v. de totaalhoeveelheid stof is

gering.Daarom.wordt de hyd~~gSWarmte verwaarloosd.

-',,; ... f .; "~; tir '..tLJ j. •• :;

..

_...

, •• J : .. ,

....

' t r ... _rl: (\: ... ,~ # .. \ ... ; • r .. . .'~ .., \.,. V ,..,

.

\ , • - I-~ ~ ~ f" ~ • IV ol .... - v I .~

..

.'

, , .-_{. )} . ,. !,

"

\

o

o

0

o

18

-APPARATEN EN DI~SIES

Een nummering wordt toegpast, zoals die ook in. het verkleinde schema

te zien is. Voor de berekening~ is gebruik gemaakt van de

warmte-balans.

Het volgende overzicht geeft de afmetingen van de apparaten.

L - lengte,H - hoogte,D - door~nede,alles in

mm.

1 - Naftakraker D - 6,000 H - 9000 L -14000 Voorverwar!!!;er D---2000 H 2200 L - 60.00

~

Ethaankraker

D -

2000 H - 6000 L 3500 Voorwarmer D

-

1000 H 800 L 1500

3 - La

Montketel D - 4000 H - 7090 L - 4000 Oververhi tter D

_-

₁₀₀₀ H - 15,00 L - 4000 Voorverwarmer D - 1000 H _{- 5000} L - 4000 4 - Koeler_ D 1200 L - 6000 Db . _u~zen D. _lnvoer D ringleid. D~ lnvoer Duitvoer Db 0 Ulzen D~ ~nvoer D .' t _Ul vo~r Db 0 Ulzen

D.

lnvoer D _uitvoer D. ,lnvoer D _{Ul voer}

Ot

Db 0 Ulzen D buizen Db 0 Ulzen Db .. _)Ulzen Aantal

-

100

-

600 500 5:00 600 50

-

170

-

30.0 50

-

150 -" 270 - 730 - 605 38 D _{Ul voer}

Ot

- l200 Drîngleiding- 700 300 D ' aanvoerpomp Dc:irc:ula tiepomp -300 Db _Ulzen ~ -100 Aantal buizen - 180 D _ - 500 c~rc;.pomp

~·C

-

~~«t;c..

rr·lA>

~

11.3 ~

o

o

.'

5 - Destillatiekolom 6 - C.ondensor 19

-D top-vo ed ings sc hot,el Aantal sC',hotels

Schotelafstand Ltop-voeding

Dvoedingsschotel-bodem Aantal sc.hotels Sc'ho te laf stand Lvoeding-bodem - 3300 14 - 600 - 7800 - 1200 6 600, ... 3000 Din 54.0 Duit - 1000

D~to.om-in

- 600 D - 1350 Aantal passes - 2 D. _ln - 10.00

L -~ Aantal buizen -~ _{'Duit - 1200}

7 - Vloeistofscheider

D -

1600 L - 2:500 Ver-zamelvat 1

_ . _

-8 - Vloeistof-afsa:heider 10 - Koeler 11 -,,12 - Koeler D - 12'00 L - 3000 D - 3'.000 H - 8000 D.. _{Clrcu alepomp} 1 t' - 250 D., - 1700 ln Duit. - 1500 ZIE. 'PAC;. 2.3.

no.5 met 4 waaiers,parallel.

D - 1100 Din 900.

L - 6000 Duit - 900

Aantal passes. 20

Db _Ulzen ~ 25

Aantal buizen - 600

Clark no.4 met 5 waaiers,parallel.

-D-I05.o L-6000 Din - 600 Duit - 450 Aantal passes, - 24 Db • _Ulzen 25 Aantal buizen - 504

o

o

13 - Vloe.istof·afsc:heider 14 - Derde compressie 2.0 -D - 800 H -15,00 D. - 4.50

ln

D 't- 400, Ulo .

l compressor Clark no.2 met 4 waaiers. _./

15, - Koeler 16 - Vloeistofafscheider 17 - Vierde compressie D -13i00 L -.6'0.00 D - 50.0 H -1200

Din. -

350 Aantal passes - 11 D .t- 250 Aantal buizen -880

Ul

1 compressor C;lark no.l met 4 waaiers.

. '

..

, ' 18 - Ko,eler·"· ... ·'· , . k , . • , 19, - Koeler· D ~1100 L -6000 D -1000 L -4000 D..

_ln

- 200 Aantal pass.es - 11 D

mit- 200 Aa'ntal buizen -660

D.. 200 Aantal buizen -525

l.n

D

uit-

ZOO

2.0 - Vloei stofaf scheid er D - 400

H - 900 '21· - Destillatiekolom 22' - Condensor 23 - VeI"'zame 1 va t

-24 - Reboile.r 25 - Warmt.ewiss,elaar D - 1250 Schotelafstand 450 Aantal sc;hotels - 20, D - 900 L -4000 D~ - 200 'm D uit- 15.0. Din - 2:00 ·D _·U i -_t 2 0 0 Aantal pa~ses - 1 Aantal bu~zen -440 D -1200 L -4000 D . - 300 circulati epomp D - 700 L -1000 D - 700 L -6000 Aantal passes. - 1 Aantal buizen -235

o

o

26 - Voorwarmer 21 -D -1000 L. -3000. Din - 200 Dbuizen 50 D - 2201 uit

2'7 - Hydrogeneringsreactor D -1000 Din. - 2'20 Aantal bedd.en- 3

Kat,alysator -4560. kg L -,60.00 D. t-2'20 Ul. Er is

~ rese~

»"

~

J.,)"

(

.

p-

, < (

? ,

~

~

f\w.~ ,~

tuJw.

(_

vU"lt4-~

J

J

28 - Koeler D -1000 Din - 200 Aantal passes- 14

L -60.00 D

uit- 150 Aantal buizen-49Q

29 - Waskolom D -12QO _{Din - 150 Diameter ringen- 25}

L -12000 D uit- 150 Aantal bedden- 3

D _pomp -300

30 - Koeler

_-

D - 65:0 Din. - 150 Aantal bui zen-2.15.

L _{-2000 D ~t-150}

UI

31 - Drogers D - 10.0.0 D. - 150 Aantal bedden- 2

l.n

L - 4000 DUi t- 150 '(

Er zijn twee drogers

~

.. en één in

reserve~De

vulling \)

bestaa t uit silicagel.Het volume is 3m3•De hoeveelheid is 1925

?

kg per reactor.De eerste reac..-tor haeft een werkingstijd van

-ca. 8 uur.

32 - Compressie

1 Ingersoll Rand Compressor.Aanzuigvolume is 1100 m3/uur:

L - 4000

H - 800

R - 4,2 (compressieverhouding).

1

o

o

•

22: -Literatuur 1. J .B.Maxwell 2. J.H.Perry 3. B.A.S.van Baaren c.s. 4. H.C.Reid-T.K~Sherwood 5. Lummus Nederland

N.V.

6. G.H.Davenport 7. W.E.Kuhn 8~ L.F.Hatch 9: F.D.Rossini,B.J'.Mair',A.J.

Data Book on Hydrocarbons,1950 D.van Nostrand,N.Y.

- Chemical Engineers' Handbook;1950 McGraw-Hill ,N. Y.

- Van nafta tot plastic ,1960.T.H.-Delf't. Voor literatuuroverzicht.

- ~he properties of gases and liquids,

1958. Mc Gra.w -Hi 11, Lond on.

- Ethylene Plan t-Scholven Chemie 0

- Ethylene,what you should know.

Pet,r • .Hef ~ 39 (mrt .1960 ) 127

- Where are petrochemicals headed? Oil Gas J. 56 (1) (mrt 1958) 95. - Petr. Ref. 37 (nov .1958) 214

Streiff- Hydrocarbons from petroleum,1953.

10. R.H.Snow-H.C.Schutt - Design of an ethane pyrolysis reactor.

Chem.Eng.Progr.53(mrt.1957)133M

11. W.Pratt-N.L.Foskett - Low temperature processing of light

hydrocarbons. 12.

Trans.Am. lnst • Chem.l!ingnrs. 42 (1946) 149

M. J:Barry-J .M.Fox-S. S. Grover- Ac etylene'-ethylene from naphtha.

13. G.M.Pascal 14. F.Asinger 15. K.A.Kobe-J.J.McKetta Jr. 16. R. J • Hen'gstebec k 17 • C,.H.Davenport 18~ L.Friend-E.J.Lemieux 19. H.C.Schutt-S.B.Zdonik 20. R.E.Reimeier-H.W.Fleming vhem.~ng.Progr.5Q(jan.1960)39 - Génie Chim.~(jan.1959)1-13

-:- Chemie und Technologie der

Mono-olefine,1957.Akademie-Verlag,Berlin~

- Advances in petroleum chemistry and refining, vol. 1,1958.

- Petroleum processing,1959.

Mc Graw-Hill

,N.

Y ~

Petr.Hef.39 (mrt.1960)125-144

- Perforated trays,reliable commercial performance at less, cost.

Oil Gas J.~(j'uli 1956)88

- Oil Gas J.~(juli 1956)171

- Acetylene removal from poly-ethylene grade ethylene.

Ohem.Eng. ProgT. 54,( dec,~ 19 58) 48.

- 24

-Verbetering pagina 19,nummers 9,10 en 11.

De aanzuigdruk wordt

0,6

ata genomen.De compressie tot de druk

van 1,4 ata kan nu gebeuren met één compr,essor.

Hiervoor is nodig een Clark compressor no.3,~et 3 waaiers,met een

1 engte van 1.500 mm en een ho.ogt,e Hiermee vervalt de koeler no.10 •

f .- ._-- .- _.- ---,---, ' ---,---, .

--I

p-- i I·

~

I'

I '. ! ' '"'1 I I: .

]r

I~~

~TA

ETHAAN 1- ~~~ .. ..,-!. ~.a.;'.à.~';"'"

-

,.... .,~ 10% NaOH I

J

I .

I

ur

\'

I

1--

L

I

-~

, " T \ 1

~_,

• •

'J-'

~

I

rrr!~

I ·

I

,_~_

Y.:

I~.

, , I

l4 :

_I

)~

:

:i~

-=: -

~

lij,

t'

LL~~

I 'I ,

~

, "

. J

""'..L I

.tJ

1

,

I

i Irl' _l';~

'~;...,...=r

:'~""'I

, _,

I

dLji

-:t[

J :

r, .,

_~:.-CL.

~.~I

,

t

_{L;~ . _} i_ ±

. _ _

Wf2

'-THYI ::::::',~

I

~--~) J.E:NABER. I ,---_. - - - - _ •. __ •• __ JULI ~~ ___ . 1:1CO:

•

Stroom , Component M

-I

Liohte

nafta

1 93,8. H2 2 ' Cl 16 02= ~6 C2- ~8 C2 30 C3- 42

i

C3 14 i C4- 56 C5

j.

83

1

Stookolie ~2~4

i

::~aal

-r-_-Il-_

l

_8~

M"

n

W/u

1

K6Iu

I

K~u

14336 15~, 90 + 400,00 553,90 38,9 1'385

I

2 4 5

_"

Kgm/ u

r

Kg/ u Kgm/ u Kg/ u

K"m/u

K~u

Kgm/u

n

Kg/u

I\gm/u

-I

92 1760 45,80 109,99 28l 1,08 3127111],69

I

781 '6,04 n25 152 1384 3515 137~ 70,00 50,60

'.

3,45

a

"4,71'i 4' ,30( 6,13). 400, OO~ 25,2 18410

1

t

.~

9

1

1,03 1476 49 , ~2 38 L O,9~ 5 0,1" 300116,55

1

~4~'

57,95 7870 t 51 '5 51

~

143

,

1

₁

71

,

31

~

11',831/ 1,28 136,1511 46 ,~ ,84 ~ 1806 5 0,20

J

885 665 34 ~5 8 300 1848 24,45

"

22,18 0,80 O,5?'!1 0,30 0,04 15,55 93,51 19,8 8440 t

Ir

33 381. 1446 ~159 152 1413 3540 1380 7500 23384 48,22 51,40 3,45 ~5,2311 42,60 6,17

:1

j

416,661 18564 663,00 915,30 18564!~563,OO

1

r

-25,5 26850 18 14851

j

I1

7

Kg/u

~

s

tro

om

t~

1 9

Kgm/u

Comp.

Kg/u

Kgm/u

Kg/u

Kgm/u

1

/1-

H2 -

~"4~

-,Q1.

r-

i43

...

71,'3l

1

1380 6,17 1380J 6,17 224 140

I'

Cl_ 1808 112,83 1806 112,83 C2-

t

33 1,28 33 1,28

I

C2- 3812 136,15 3812 136,15

i

Co

J

1446 48,22 1446 48,22 C3- 2172 51,70 2146 51,10 C3 154 3,49 150 3,41 H~O Totaal 1491 51'7 26,63 1335 23 ,83 61,70 1953 23,50 26Ó64 1079 ,66 2700 150,00 42'48

1

1592,97 155241 621,63 ~6 ,5 ~5,O 35684 13920 10

Kg/u

Kgm/u

-

...

,

-23364 929,66 23384 9"9,66 18 208.4 1 11

Kg/u

K"m/u

28 4 156 3174 0,60 0,08 2,80 38,20 13

Kg/u

Kgm/

u

+--h--

t

-!--. -- .ll---/..-13

2

i

78 1587

~.

:

~-~~

~~

,

1,40 78 19 ,lOt 1587 0,30 0,04 1,40 19,10 1 3360 41,68 16801 20,84 1680 20,84 80,6 940 80,6 470 80,6

4

470 14

I

15 16

K.y

-;;

hgm/

u

!

Kg/ u

- 143 1806

Kgm/u

~~fgm/

71,31 I 112,83 I 1,28 . •

u

+--=t-=

I

2160 120,00 33 3812 1446 2146 15

_{_.}

0 1335 1953 136 ,15 I, 48,22

j.

51,10 3,41 23,83 23,50

+

-540 30,00 I 540 30,0 2160 , 120,00 13364 I 501,63 540 ~O _{v ,} 0 18 2688 26,6 11232 18 572 0 0 17

-

.

Kg/u

Kgm/u

Kg/u

.

-143 71,38 ~ 1806 112,83 33_

r-_

h

,

_?,8

-~~~:

136,15. 48,,22, 2146 _ 51,10 150 _3,41 1335- f--23,83 ₂₀₇ -1953 ~3,50 ₁₃₃₀ 18

Kgm/u

r

T

-j

19 20 :L 21

Kg/

u

--,-

Kgm/ u

1Ig/

u

hf>",m/

u

Kgf

u 1-Jm/

u

Kg/

u

143 71,38 143 71,31 143 1806

11

~

,

83

_+-__

1861 116,28 1806

t

22 ..}3_

j

1

4

Kgm/

U

;it-.;;h:;::g/...:

u

:,..;

Kgm/~

~

u

~'

'ig/

u

Kg

m! u

:

71,31 138 68';75 112,83 55 • 45 -û , 1806 112,83

I

25

Kg/

u

Kgm/

u

138 68,75 1806 l H ,83

Kg/u

138 1806

Kgm/

u

Kg/u

26

J

t

88

,

7

l

M

33 1,28

~~

- - f - - _ û I, 28 ,,-::-:-3:,,3,-+_1:1,'.:::28 3812 136,1_5-11-_ _

1-_

4580 16B, 57 " 3812

ft---+--_

_

+--ï44~

48,22 =1t-:;-:-,-=-1-136 ,15 768 27,42 381'

.j...

~

'

1956 65,20 1447 48,22 509 16,98

1

1485 i 136,15 3812 _136,15

~'

4 9,50

T

112,83 1806 0,05 5186 123,05 2144 51 05 0 -, 3 24 . _72,00 2144 150 3,41 32 0 73 -:3ö3 _ , 8,88 118 2,68 185 4,20 118

T

.

~,97 48 0,85 .!.75 3 12 48 49 ,50 ' 1485 51,05 2144 2,68 118 3812 1485 136,15 38H 49,50 1485 51,05 ' 2144 51,05 144 _ 2,68 ; r 118

T

" ,68 118 27

Kg

m!

tl1l'

,

11'"' J 136, 49 , 51,

,

_,

_,

12.8241 71,63

r

1537

T'

3,69 1128 20,14 1080 19,29 223

~

~

,

:

.

00

."

'

.

"

I

'"

'

.

"

Ir

f

i ::::::

.

-19,69 11496 1451,97

t

1737 27,57 14 _{285 155}1 • ,54 9551 424,37-:dJ4716 fl27,17 9551 _ =08",5,-#_ 48

11

0,_J-', 85 _""-+,

I

_{._2;:~~~}48 0 _,85 _{~-,-_ 48} 300 16..§6 95

o

27,2 _{?'8, 1} 10580 _4,3

_o

62,8 625 25,9 12354 22,5 9505 37,1 2849

-.,.

421,81 22,6 9450 9851 4J8,4? 9646 22,5 9823

--"

-5,28 427,09 ~2J5 9568 9551

1

4'1,8

-~2J6 9450

:. _ e.,..."

I~d~

I

2-~THAANKRAK~~_'rt~ __ -iMQ_u_en~o~h. KO~LER

2a 2b 3 4

•

344

-215 Apparaat l-NAF~KRAKER

-.,. N~er _ _ la _ _ _ _ _ _ - 1b ~ C 20 200 29 200 782 Tg

C

200 780 200 8

i

""0---1f-c

3:-4;"'4

C

---

dH 5

Qx...

dQ dH stroom 1 1 3 3 5

---"::c-

o-mp-o-n-e-n~t-"*

-:

d

~H

:--

L

:-

Î"" Xl0-~

, I

d;

H~

:-'"-:

d

:;;

QO;- '!i~

aH

:;O

~

O

~Q.

~-:

d:':H

:"';;~

d

"

~

·

- , Lio~nafta 56-31 11.9 24.3 358 ~ H2

Cl

C2=

- C2-C2

Cç

C3 C4- I1

-

-

... uo--.---__

43 372 75 0.02 407 0.12 297 , 59 1.03 413 7.45 355 l! 75 0.03 435 0.17 319 -+.- .. 419 0.02 341 3U3 330 347 2.2 97 6.'1 0.1 75 11.3 85 5.1 75

-6.9 85 0.5 4.3 11.7 78 8U 39-47 0.77 dQ 0.55 1.75 0.02 2,86 1.24 1.52 0,1,' 1.10 2.83 1.19 , 5,3~ C5 Stookolie H20 Totaal

i

3.1

~

~94

27.4

~

0.13 295 1.21 0.90 227 8 57

-•

4.8 ?l 17.0

55

,ti ...

_{- 18~'?T}

n

-

...

-11

-215

-5-ina,an 110 5-;ONDENSOR 95 95 38 5-ingang 8-9-11(-1) 5-0 E ST 1 L LAT I J! IC 0 LO M

F;F====

l'

205

r

38 11

7-ui tgang

n

10-ui tgang [

- l r - - - -

+!_

H IHtotaa.'dH

,

d~

,

.

_{r ltg/u-S •• rg/U-v1st. TaH}

I

~

"I

d

..

[

H

lito

t

.

_H 38 9-ui tgang Htot • H 38 12-ui tgang H'

I

_Htot. 255 280 258 255 258 200 122 583 0.88 5'.56 0.il3 9.73 4.05 5.57 0.40 3.55 7.07 1.58 51, ~O '89 , '12 2.20 143 1806 33 381~ 1445 8172 154 1491 5127 7500 25 4 156 3174 33

t

t--

.--28

f

0'29f

1

0_•50 0,85 28 0,26 22 83 0.50 28 83 0.04. }24 84 0,49' 25 81 3 '85f

r

1

43,58 __

~

?

_

5

_

5

_

0

____

~,

~

_

B-

__

1_1

_,_

5

_

5

_

S~

, •16

1

11

-

_..

+

+

t

-t

...---lf---+--t

0.00 3.56 197 0.00 5.55 175 ~ . 59 185

-...

....

3.80 177 94 0.01 177 94 1173 89 0.07 115

t

.

50

Ir

t

114f

re

l

0.44

•

+-I

38 2.80 14.91 5531 , T

..

.j..

"il

-'

.

~5~ö""""

-,

-·.-

·..,

·

25"

.

""'S!'lÖ,..-

-''''

\

"--"~6·

--

.

4"'2

"""

T

,

..

Koeler 10 12 107 143 50 ' 40 9 9-14-15 aH 1 aQ

r,a;;H'--

"'T\

L~

v

-

,

,...

-+

dH

-0.24 28 0.50 r 51

•

19 22 0,7.9. 0.32 19 0.41 22 0.03 19 0.25 19 0.37 2U 0.54

~~

42 50 44 47

42

44 +

-~&-45 533

I

0.52,1 1.10 22 0 .01 1.50 17 0.43 17 0.94, 17 I 0.07 17 0.55 17 0.861 17 ,13,13: 41 1.9.5 KOEIER 15 80 40 15-15 Lv dQ 0.20 0.40 0.65 0,25 0.35 0.02 U, ~3 0.33 3.19 550 5.53

I

KOELER 18 80 40 KOELER 19

21-0 EST 1 L LAT ~,E KOL 0 M lIARMTEVISSELAAR

1F====

'"

24

22

_

JONOEN2--

~

.::

0~

R

ii-

:;:.

"

'

~-"II"""'-""'''''''

'i

i''

25

-17 - 180

r

VOORWARM!;R 25

-dH 35 82 25 22-22 25-~2 19-19 28-19 40 17-18 0.251

L!

aH 7 17-18 dQ , 0,17, 0.2.1 19 0,34

.

o

.84r

1~

0.53

0

.

35

~

17 Ot 251 67 0.47 22-11

0

,

"4

:

O.O~ 22-11 0.02 54

_,

59 0.41 19-8 0,131 1 53 I 78

_•

19-14 0.34₁ 4,18 2,03

I

I

I

7 83 -31 -31

~

1

~9~

_

;

i

~

n

~g;an~~~~k~O.O~k~O.t~~2

1

~

_

~

2

~

2

~

_

~2~3~

__

~

2~

2

-Ui

tg

.

H I-ltot.1 Lv d( dH Lv dl./. H Htot.

1

0.19 )

....

~

8

178 3,21

I

t--158 5.02

t

5 155 2,4 U 5 151 3.46 5 151 0.24 + 5 151 1,82

_...,....

+- [; , 103 0,64 59 ~ ,88 äi 80 92 97 1UO 97 0 .07 0

O

.

15

~

1

58

2 0.88 144 5 0.59 150 2 3,19 150 3 0.20 150 0 0.18 147

°

, .00 .85 .49 ,17 ,22 .18 ,07 83 20-uitgang H H_tot•

-,130 130 0.04 115 1.25 53 0.33 -31 90 90 90 180

r

.

2~ 22 l! ~,, -- OH d ~ dH

j

d

Q:

56 50 47 44 47

1

47 1.01 59 1 1.2 55 1,91 42 1.5 50 0.70 0.94 0.05 0.U2 58 U,8 47 42 0.9 44

I

44 0.0 47 42 O.O~ 47 0.45 L.01 1,91 1,00 0.94 0.06 0.02

,

ij

I

,

j

1

17 ,98

I

~ .BB!I

I

n;25 1

:

,

--

1----

,

.

~: k

·

d~-+-"

'

54

f

-f...~

I

11 KOELER 28 90 \1,0 24 KOELER 30 40 7 25_"5 dH , dr. 0.~4

0

.

06

28 0.51 5 0.11 22 u.84 8 0.30 ~5 0.37 5 0.09 2" 0.47 3 0.05 2~ U,03 :3 19 U,Ul 4 2,47 0.62

1

1

I