I '
1
1
-r
Keuze va.n het proces:Aanname: De fabriek zal in West-Europa geplaatst worden.
Bestaande processen:
---,---
---
- ---.-.
".-"--"---Proces Grondstoffen1--4-
- ---
···-·--·-- · - -.----·---·
---·_-·
... ---
..
-.. _
.. -
---.. ---..
- - - 4 1. 2. 3.4.
5. 6. 7.Kraken koolwaterstoffen aardolie Dehydrogeneren butaan en buteen aardolie
aetheen uH - e.a.rdol ie
Lebedey proces alcohol u it(e:raan ... kolen (e:asfabricage)
Gistingsproces graan
Aldolproces uit kalk, kolen en waterstof of alcohol +~. Reppe proces kalk, kolen en waterstof
WCH efspl Hsine; dichloorbutanen .aardol ie + CIa.
Vinylering acetyleen IkBlk en kolen + weterstof.
L-~ 8. __________________________ ~ ___________________________________
J
2.
4. 5. 6.7.
8.
Reectiescheme!s.C%-CP'2-CHa-CH3 -
(
Ala03
-C~03
,600°C.) CH3-CH= CH-CH3+Ba
~
(Al
a
Ü:3 -~ Ü:3 , 6.500 C.) CBa
==
CH-CH =-= CRa + 211a en CH3-CRa-CH~ C~ - -...CHa
= CH-CH =CRa + ~.2G,a Hl; OR - . CP'2
==
CR-CH = CRa +2Ra 0!Sr a a n - . CH3 -CHOH-CHOH-CH3 -~ CBa
=-
CH-CH-=
C~ + 2~ O.2CH3-CHO ___ CH3-CROH-CJ-l.-:: -eBO +Ra ..
CH~-CHOH-C~
-C~
OH ----.C~-CH-CH=C~ +2~
O.. +~
2Ra EO+HC
==
CH - -HOCR.;: -CE C-CRJ OH ~ HOCRa -CEd -CRa-CR:.
OH - ...CHa
==
CH-CH=
CRa + 2Ha O.Ch3-CH= CH - CH3 + CIa
~
C~-C_IfCl-CHCl-CH3
(BaCIa ,hoe:er:., T)C~==CH-CH=C~
+2HCl.(CaCL,
NB..
Cl) ..Ba
2HC
==
CH .. , .. C~:a.CH-C==
CH --~ C~ =CH-CH=C~ • Toepassing!?" :1
en
2. I~ de U.S.A.3. Op e:rote scheal in de U.S.R.R. 4. Op kleine schaal in de U.S.A.
5.
Op basis ven alcohol op e:rote schael in deU.S.A.
Op basis van acetyleen op e:rote schael in Duitsland.
6. In Duitsland.
7. Door de Shell in de U.S.A.
8. Op kleine scheel in Duitsland t i.idens de tweede Wereldoorloe:.
Bespreking der processen.
Bii de keuze van een proces moet men allerlei factoren in beschouwin~ nemen, waarbij die der kostpri,js wel de belane:ri,jkste rol speelt. Voor een verantwoorde keuze zijn een 9:rote ervaring en de beschil(kine: over uite:ehreide ge~evens vereist. Meestel kiest men het ?roces met de laae:ste kostprijs, van welke keuze sieehts ef~e~eken zsl worden, indien andere ar~umenten van
door-slae:gevende betekenis zi.1n, zoels:
~. andere economi sche o'Verwee:ine:-en (~ro"dstoffenpos i t ie 'Van ret land, deviezèn-' bezit).
b. pol it ieke are:umenten (st reven naar aut!lrkie, oorlogsvoorhereidine:-, heden in of met het ~rondstoffenleverende land).
. '~ , f r,.
- 2
-~. moe:el i.ikheden der diverse processen (overschakeline: op andere producten, verbet er ine: der apparat u'.lr, verhoe:ing der rendementen).
,1
{
Bij de bouW' van een chemische ind'.lstrie rekent men er in het ele:emeen mee,L~
det de gehele febriel { in viif ;aer afe:eschreven :"loet zijn. We moeten dus der
J,Y;" { redelijke zekerheid hebben, -' det de-~ron'
ds
tof~leverinE: gedurende minstens vijf
" jaar e:ewaerhorf!:d is, zowel wet de leverine: els de prijs betreft •
.
t
~ Voor West-E'.lropa v9.1 t ons op:n~'
p
f~.Y
~.\
Het is enm asn aerdol ie, de leverlne:: e:esch iedt vnl. "en overzee en de f'abrice e:ecl""
_,.}
l I" ven vloeihare koolwat8rstoffen vcle:"ö'ns het Fischer-Trop,lsch proces e:eschiedtI
p;f'"
ti-jtj
~,r
nog r.iet op e:rote schsel. De lenden ve.n herko"11st leiTE:'en de 01 iemaatschappijen steeds e:roterE'! moeilijkheden in de "'ee:, als b.v. natione.lisetie èer beilri,jven en hoe:e belastingen op uite:evoerde ruwe olie.De zetmeelhoudende e:rondstoffen voor e:istine:salcohol zijn d'.lur en schaars. Kalk en kolen zijn in voldoende "'late 9.~l1Wezip:.
De proaesen "), -1,. en 5 met als e:rondstof alcohol 'l'Torden i n de U.S.A. en Rusland toegepast. Door de grote overschotten aan e:relen eldaar is de e,l cohol zeer goedkoop. Toch blijkt uit de literatuur dat in 1914 de in de U.S.A. uit but een verkree:en b'.ltadieen drie :naaI zo e:oedkoop wl\s als de uit alcohol ver-kregen butadieen. Het rendement van het. Lebedev proces is lae~ (50 ~ 60~), de investerin~skosten zijn echter niet hoog, daar het [-roces slechts uit êên trap beste.et. Processen ~) 4 en ]5 op basis van alcohol zijn in West-Europa
dienten~evole:e economisch niet verantwoord. Men zou eventueel de ~oedkope uit ap.theen verkre~en alcohol kunnen ~ebruiken; deze is echter slechts in heperkte hoeveelheden eanwezi~.
Het t.hermisch kraken van koolwat.erstoffen als b.v. naphta en lichte olie geeft zeer lage rendementen een hut.9.dieen. De bij de krakine:; ont.stane C4-fractie kunnen we op butadieen \erwerken, waar~oor het vol~ende ~eldt. Bij de hutaan-buteenprocessen zullen we de fabriet voor butadieen dicht bij de kraakinstallaties moeten plaatsen om te hoe:e transportkosten "oor de hutaa~buteenfrectie te ver-mijden. Ive zijn den echter afhankelijk van de productie van de plaatselijke
kr9.aki~stallaties. De installaties in Pernis, een van de e:rootste in West-Europa,
leverde in 1950 30.000 ton propa- en butagas. We zullon in de naaste toekomst
I ".I'
niet op een ~rotere levering kunnen rekenen. Bovendien kunnen de kraakindus
-trie~n hun butagas weer e:ebruiken om door alkyleren benzine te bereiden. Het dehydro~eneren ven buteen-l ZElet vlot en met eer. e:oed rennement, rr.aar buteen-l
I
is in beperkte hoevE'!elteden vE\rkri,i ['haer. Butear. -ts ~oldoer:r1e aen"l'ez io-, :naar dehydroe:enerin~ hiervan is kO'3tbe~r. Door extra kreken ken men de buteenprocluctie opvoeren, echter men hlUft ~fhenkp.li.ik ven de aanvoer van tuwe olie en de vraag: naar benzine. het een en ender maakt dat men zeer afhankelijk zal zijn van de productiecapaciteit van de kraakinstallaties, de plannen van de oliemaatschappij en van de leverancier lift de ean~oer en prijs 'Van de rU'."I'e ol ie. De uithreidin!!:s-moe:elij1cheden zijn beperkt.
Beschouwen we nu de processen met els e:rondstoffen kalk en kolen of wel acetyleen. De g-rondstoffen z i,jn in West-Europa op vele ple.atsen il1 voldoende mate aanwezi~. We hebben tot onze beschikkine: het Aldol- en het Rëppeproces. Het Reppeproces verbruikt slechts één derde ugel van het voor het Al~olproces
benodigde acetyleen, dear in het eldolproces ook no~ a~nzi.enlijke hoeveelheden alcohol en butanol worden ~ev.ormd. Dus besparine: aan electrische ener~ie en
e:rondstoffen. Dus ook kolenbespari!"!':, echter niet zoveel, daer de methenol en formaldehydebereiclin~ kolen 'verbruikt en kolen verloren e:ee.n als
CC2
bij de methanolbereidine:. .Het werken met ecetyleen cnder druk heeft zich in de laatste 10 jaren sterk ontwikkeld.
met het Rtppeproces kunnen we in dezelfde installaties door kleine wijzi-gingen s.ndere producten ITisken als tussenproducten voor pillyamiden, dicll.rboxyl-zuren, meerwae.rcliS!:e alcoholen, stoffen als tetrahydrofuran, fropar!':Ylalcohol, caprolactam, adipinezuur, hexamethylteehdismine,
0
-hutytolacton, pyrrol idon, JIf -vinylpyrrolidon, 9crylzuur, vinylphenolen, polyurethanen, vinylcyclohex~9n, benzoëzuur, propanol, prcpioneldehyàe, hexadieen, butaandiol (oplosmiddel' etc.i
);V
..
i
-
~-Hoewel het R_~fleproces sI echts kort geleden ontwikkeld is, biedt dit ruime moe;eli,jkheden. Voor de bereidine: van acetyleen zullen we misschien niet hng meer afhankelijk zijn ven cerbid. In de U.S.A. worrlt nu al op enige pleetsen volgens het Wulff-proces e cetyleen economisch gewonnen uit aardgas door krakine;. Voordelen van het Rèppe-proces.
1. De ~rondstoffen zijn in ~iest-Europa in voldoende :nate ae.nwezig.
2. De grondstoffen behoeven niet -over e;rote afsta.nden e;etransporteerd
te
worden, dus lage transportkosten.3. Het acetyleenverbruik is ~ering t.o.v. det in het Aldolproces. De acetyleen zal ~oedkoper zijn, als men met waterkracht opgewekte electrische energie ~ebruikt. Det is op verschillenàe plaatsen in West-Europa e~nwezig.
- 4. Het kolenverbruik is gerine;er dan bij het Aldolproces.
tV" j. , 5. Door overschakelin!1: op endere producten kunnen we het bedrijf ongevoelie;
It.Á~J-V
l
/r"
y
voor con.junctuurinvloeden meken.~j-' .6. Het totaelrendement is hoger den hij het Aldolproces.
'P'
J,t~~
Nadelen va.n het Rappe-proces.1. Het is op het o~enblik noe: duurder dan de bereiding van butaàieen uit huteen-,
-'-e::a s.
2. De investerine:skosten zijn ho!!er dan bij het Aldolproces. Losse opmerking:
~
M
po-l-'';:'"~
J
vI'
In 19SO heeft men in het !':ehied rond Bakoe in Rusland -dus ~e midden van de olievelden- een productie ven 250.000 ton synthetische rubbArV~eraamd. Rierven zou 101ó uit qp,theen bereid worden, 3010 uit acetyleen en de rest uit alcohol. Misschien mo'e:en we dit uitlee;e:en als een aaowi.izing ten e:unste van de niet op aardolie berustende ·processen.
Keuze: Op [rond van de voorgaande bescho~ingen kiezen we het R'ppe-proces voor de bereièi.n!! ven butadi.ëen.
~
Reactieschema.DA rutadieenbereiding uit !!ewerkt door Reppe e:eschiedt vole:'ens het onder-steande schema.
I. CH
=
CH + 2~ CO - C~ OH - C==
C - C~ OHI '.f + 24 KcU/Mol (react.ie in vloeibare phase)
+ 5R Kcal/Mal (reactie in ge.s0hase)
Ir.
IIl.
IV.
De katalysator is een mengsel ven Cu~ • CG~ en Bid Ü:3 op sil icae::el als drae:er. Druk is 6 ata. bij een ree.ctiete!!1peretuur van ca. 1100 C. Acetyleen is aanwezil!': in een :3 tot 5-voudie:e overmfJ.st. Tusserproduct bij deze rea.ctie is propergyl-alcohol (C~Ol:l - C
=
Cl:l), het condensetieproduct van ~~ met 1 molecuul ~CO.C~OR - C - C - CHdOH + 2Ra - C~OH - CP'2 - C~ - CR20R
+ 69 Kcal/Mol.
De katalyse.tor is een mengsel ven Cu, Ni en Mn op silicagel als dr!3e:er. Druk is 200 - 300 atm. hi.i een react ietemperetuur van 40 - U~Oo C. Waterstof is aanwezig in een 20 tot 80-voudige over!!1e.at. Tussenprodu~t bii deze reactie is buteendiol (C~ OR - CF = CR - Cb2 OH). .
C~OH - CR..a - CH2 - C~OH - - - CRa - C~ - Cf~ - C~ + B:a0
I 0 1
De katalysator is H3fO. in een 0.3)6 hoeveelheid oplossing. De oplossing wordt onder een druk van ca. tuur Ve.n 280 - 3000 C. door een drukt oren gevoerd.
+ 0 Kcal/Mol.
in de 05-40% buteandiol-100 atm. bij een
tempera-CRa - CF"2 - eRa - c~ --- - CP'2 :IlO CR - CH
==
c~ + R-d O.I o---~J - ca. 60 Kce
1/
Mol.De katalysator is een mene:sel van H;tF04J N!31:lRGf207J Na(F03 )2 (MerldrelPs zout) en Na(Fû;)3 op kool els dr8e:er. De re9.ctie Q:eschiedt in de e:asphe.se bi.; 1 eta en ca. 2900 C.
:or
I
:"')-
\-De dehydratat ie va n buhandiol ken ook in Mn t.rap uit !?:evoerd worden. Ggsvormig butaandiol wordt onder dezelfde omst~ndie:heden als in trap IV !?:edehydret eerde De omzett in!?: ven het tussenproduct tetrahydrofuran is echter niet volledi!r en evenals bi,i trap IV wordt het onomgezette tetrehydrofuran teru!!;!revoerd. Het e:rote voordeel van de dehyóretetie in 2 tr!'lppen is d9t nu het butaandiol uit de 35~oplossing niet efgescheiden behoeft te worden, daar trap TII goed verloopt in deze oplossine:. De tetrahydrofuran-ws.ter 9zeotroop
(6% ,,;at'erj destilleert na ontspannen over en de e:rote hoeveelheden weter en de weinie: vluchti!re verontreiniC!'in~en ':erdwijnen als bode!'!lproduct. De warmte-eco
-nomische voordelen schijnen op te we~en te~enover de meerdere instellatiekost.en. Product ie.
De jaarl ijkse product ie buhdieen is geraamd op 10.000 ton. Dit komt over-een met over-een synthetische rubberproductie van ongeveer 13.000 ton per ,iear,
wanneer tenminste elle bute.dieen met styreen gepolymeriseerd wordt. Deze hoeveel-heid is ruim 1,5 keer Nederlanà's consumptie.
~en
,jearreken~nd
op3~5
-!
dag, e:eeft dit een productie ven 1,14 ton buts dleen/uur. ( cortf '1'1 v !:led!'"!)fJ
, .
Rendement trap IV
=
93 ";Q - 1,61 ton tetrahydrofurenj uur. Rendement trap III = 96 10 - - 2,14 ton butaandiol/uur. Rendement trap II = 95 % 2,16 ton butyndio1juur. Rendement trap I 9~ Jb --- 1,62 ton formaldehyde/uur.het rendement in t.rap I e:ebaseerd op acetyleen is zonder terue:winnine: van het spuie::a8 '75 - 80% eh met terue:winni.ng one:e'Veer 92 %.
Butyndiolberei.ding. Trap 1.
Conversie. In de mene:kete1 wordt de voeding: semene:esteld uit 40~ie: form?ldehyde (F.A.), een teru!1:Voerstroom VRn een waterige oplos sine: van FA en propargylelcohol (?A), een redeelte 'Van de rUl/Te butyndiol (BYD) oplossing uit de 2~. hete afscheider en e~n bepaelde hoe,'eelheid verdunnit'!~sweter. Met NaHC03 wordt de pH op 5 in!resteld. De teru~oer vfln BYD doet de reactie 'beter verlopen en de terue:voer van FA en PA is duidel ijk. De oplos sine: wor:'it ne. ver-warming tot 700 C. en filtratie door een poreuze laa~ boven in de reactiekolom
g:evoerd. De filtratie ven meege~'oerde katalysator is nodie: om verstoppine: ven de toren te voorkomen. De kolom is e:eheel i1:evuld met 1.<:atelysator. De ruimte in de deksels is e:evuld met Raschig rine:en. Het ~ezuiverde acetyleene:as (A) wordt in 2 trappen met weterringpompen tot 6,2 eta <!:eco'11Frime~rd en met terue:e:evoerd A na. watersfscheidinf! in de kolcm ~evoerd op 4. verschillende plaatsen. De
invoer e:eschiedt met behulp van rerliaal~gerichte van gee.tjes voorziene pijpen. De druk in de kolom is ti ata, de rertiaaldruk van A one:eveer 5 eta, dRar bij de reactietemperetuur de w9.terig:e oplossine: een druk van ongeveer 1 ats heeft. 80ms wordt bij de bovenste invoer ven A noe: stoom e:einjecteerd. Dit e:eeft de eventueel benodigde warmte en vermindert de ko.ns op ontled1.ng. De reactietempe-rat.uur is ca.
uo
o C. en me e: niet hoe:er dan 1200 C. worden, daar dan A-polymeren gevormd worden. De ree.ctiewarmte wordt ope:enomen door de enthe1p,ieveranderine: van g<:.s en "loeistof'voeding en deor de verdampingswarmte van water. Immers op de plaatsen van koude A-invoer moet een bepaalde hoeveelheid vrater verde.mpen om de stoom partiaa.ldruk te leveren. De tempera.tuur velt ook te re~elen !'let de concentre.t ie van de vloeistofvoedinf!:, met de A concentratie van het circulerende gas, met de hoeveelheid circulerend e:as en door het al of niet injecteren ven stoom. De reactieèru1<: 'Ven ti ate. ,"ole:t uit rie ,"ole:ende overwe~i.n!ren: Voor een voldoende katalysatorwerking is mi.~stens een A partiaeldruk van 4 eta nodig, terwijl een pertieeldruk ,"cn 6 ete ~e.en voordeel meer [eeft. De stoompsrtiaal-druk is cs. 1 ata.De
mini~um werkdruk is d~n ~ sts. 2 Weterrin~pompen 1n serie comprimeren slechts. tot maxi~aal 7 at.a. Drukverliezen in leid~ne:en en in het ree:elventiel op 1 eta. aannemend e:eert dit ons een werkdruk van ce .• ti ata. De40'tO-i~e FA opl. moet verr.und 1'l0rcien, dF9r anders de reactie boven in de kolom
te heft i~ zou verlopen. De "space velocity" , de meest e:unst ie:e vloeistofst.room voor katelysatorbevochti~ine: en het zoeken naer de ~rootst moe:eliike omzettine:
~
1
1
/
I
alleen water, daar dit later weer afges~heiden moet worden hetgeen veel warmte kost, mear een rredeel te van de ruwe RYD-opl. zelf' en een wateri!re op!. van PA en FA, die vS.n BYD zijn efgedestilleerd. Beeft men echter E'en goede toepassing voor propanol, dan verdient het aanbeveling om PA niet terurr te voeren maar te
hydro~eneren. Het rendement e.en BYD wordt echter verlae!!'d. FA moet zo e:oed
mo~elijk van BYD gescheiden worden, daar dit de activiteit ven de in trap 11 te
gebruiken hydrorreneerketalysetor vermindert. Tevens verhoorrt het het rendement
~ebaseerd OP FA.
o De con;entrat ie methanol (M), dat in de FA-opl. wordt ine:evoerd en door een
Cennizaroreect ie kan ont staan, rrae: niet boven 4~ komen, daar e.nders de ree.ct ie-~nelheid veel te klein wordt. De terue:~evoerde FA en PA stroom moet dus eerst van
M
e:escheiden ~orden.Terwille van een bijne volledi~e omzettine: in niet al te 1an~e tiid wordt
de reactie in 2 torens in serie uitgevoerd. In de torens druppelt de vloeistof in gelijkstroom met het e:es o-ver de keta lys!'tor. Een tegenstroomprincipe heeft het voordeel dat per t i..idseen.heid meer FA \tordt omP.:8zet, ":1.138r het zeer belane:-rijke nedeel d9t er "en in ~e re<Jctietoren een drukverschil ven eni!?"El atmosphe-ren ken optreden. Dit is bi.i eAn A-reacti.e onder druk ni?t e:ewenst. Het vloei-stof-rrBsmem:sel uit de lee toren - wordt. in de le. kete efscheider bi; ca. - " 0 1000
c.
gescheiden. Bet ~as en de vluchtie:e componenten worden ~ekoeld tot 30C.
en in de le. koude ~fscheider wordt A ven het condensaat ~escheiden.A
wordt terue:ge-voerd en een ~edeelte gespuid om te voorkomen dat de inerte ç.:assen (~, ~ ,·co
en CaG ), die met versA
binnen~omen, zich ophopen. De vloeistof uit beide af-scheiders, zonodie: op~e'}Te.rmd tot 300 , wordt nu in :iE! 2e kolom ine:evoerd. Deze is volkomen gelijk aen de lee De vloeistoffen van hete en koude afscheider worden nu gescheiden gehOuden.Destillatie. Beide vloeistofstromen worden eerst onte:ast· bij 1 9te. en 900 C. in
kolommen ~e"uld met. haschie: rinf':en, voorzien ven teru!l:Vloeikoelers. Opa:elost A ontwijkt. Hierdoor voorkomt men eventuele explosies.
Dit
A
en het uit de kri.ne:loop afe:eblazenA
kan elders in het bedrijf ~eer ~ezuiverd, geconcentreerd en weer als vers A inge,Toerd worden. Dit verhoort het rendement ven de trapI
tot ca.92%
.
De ruwe BYD opI. uit de 2~. het e afschei.der be"',et noe: niet gere", geerd FA,
PA en een weinie: M. Ne. splitsine: in 2 stromen ,,'ordt de ruwe BYD-opl. I?:edesti
l-leerd onder 2,o ata i~ een kolom met 35 schotels en refluxverhouding 3 : 1.
Top- en bodemtemper~tul1l". zijn resp. 1230 en
no
o C. FA, PJ\, hl en een gedeeltevan het weter worden over!redestilleerd.
De dest illat ie moet onder druk :>:eschieden, daer anders FA slechts
o:eneelte-]
lijk overe:edestilleerd Vlorc:t . Hoewel FA een ç.:as is' hij normale o'1lst8ndie:heden
heeft een oplossinQ:' in n<!Jter de typische ei!!:e~,schep rJqt hi; een vacuumdest.illatie (het res inu e:econcent reerrler wor~t. Pas bij verhool!;de druk en dus verhooe:de
tem-pe!,,-,tuur destilleert FA over. BU deze tel1ppr9turen ontleden wer;;r::~hi.inl i.jk de eventuele rcl::rneren en hydr,"t fln. De BYD-opl. al s hode!Tlproduct wordt ont spe.nnen tot 1 eta, de. ontstane de~p ~ekoeld en àe oplosslne: n'-'9r de neutrplisetie ~e
voerde
De 2 1 iegende verdampers ond'?r 9an de BYD-kolom zijn in "doorloop " ("onee throu~h") uitgevoerd en niet in "omloop". Hierdoor worot voorkomen d!!t
het enigszins temperBtuur!evoelige BYD, det anders vele melen zou kunnen cir-culeren, ontleedt of condensatieproducten geeft.
Het destillaat wordt na ccndensetie eveneens ontspannen en gemengd met de ontgaste vloeistof uit de 2g. koude efscheider. De bij het ontspannen ontshne demp wordt in het ontges~olommetje in~evoerd. De ~loeistof uit de koude
afschei-der beste~t '!.rotendeel s uit Iv! en wat er, wal?rnae st een w'eini!?; FA en PA.
Deze opI. ?Tordt nu bi.i 1 8tm. gedestilleerd in een kolom met ~4 schotels en ~efluxverhoudin~ 1 ~ 1,5 :: 1. T09- en bodemtel1feratuur zijn resp. 640 C. en 100 C. l ( en een gedeelte van het water destilleren over en het bOdemproduct,
Elen opl. ven FA en PA, wordt. teru~g:evoerd near de "loeistofrnen1!=tank. In een 3.§!.. kolom ven 10 schotels en met kleine refluxverhouding worrlt de waterige M-opl.
gespl itst in een 1<!-dest illaet een een wet erig residu. Top- en bodemt.emperatuur zijn resp. 650 C. en 1000 C. liet
g~zui
verde M kan weer gebruikt worden voor de FA- ra.bricage.I
~'.'
Neutralisatie en Filtratie. Bi,] de verhoo!1:de temperatuur heeft het F.A. !1:E'!rea-I?;eerd volgens Cannizaro. Door het hierbij ontstane mierenzuur is de RYD-opl. zuur reagerend e:;eworden. TerwUle van de hieropvole;ende hydro!1:enerine:; moet de opl. !eneutraliseerd worden tot pH C8. 7. Met een doserino.:spompje wordt nu een NaOH-opL geinjecteerd. De neutralisetie vindt dan !=lae.ts in een mene-ka:nertje gevul d met haschie; rine:en. Neutra liso.t ie "'let NeOR !1eeft de '\'"01 e::ende nsdelen: NaOH bevordert de condensdie van FA tot suiker9chtiEre producten, die de
vole-en-de r8e.cties kunnen storen. l~~OH heeft de nei!1:ingo om het ope:eloste kiezelzuur in een :noeilijk te filtreren en slecht bezinkbare toestenn te brene:en. Te e:rote elk91iteit bevordert schuimv0r:nin~ in de BYD-tanks. De hoeveelheden zij~chter
klein en deze eenvoudi!r€ neutralisatie is ~i.sschien toch noe: te prefereren boven de vri,j o.:ecomp1.iceerde hewerkin!t met. een speciaal voorbewerkt MgO.
De oplossine:: bev!:l,t, noe: kiezelzuur, dat uit de ketel:rsator:nass!l, ls mee!1:evoerd. Dit neerslag: zou het katalysat.orbed 'Van de hydroo.:enerine:; verstop:cen en moet dus verwijderd worden. In ~ bezinktan'ks in serie (in ieder is de bezinlctijd ca. 1 uur-) lse,t men het e:rootste deel \'9.n het neersla:;: bezi.nken. De ine:edikte pulp uit de 3 tanks wordt in een rilterpers !tafil t reerd. Het ril tr9st wordt
gecombi-neerd met de "overflow" van de laetste bezinktenk en in een Schell1erfiHer e-e-filtreerde De BY~orl. ken nu e:ehyc1ro'<:eheerd worden.
3tofstroom.
~~i..2t2..f1. In"'"oer FA is 1 ,d2 ton/uur s.ls 40fr-opl.
40
'
~
FA opl. met 1~.
2% 1'. heeft e'en d200 C = 1 11 ft/cc. In de mene:tenk 3,0,5S
,?
O,~ 2,35 ""'ordt !<e"l1en!':d: m0 40iO FA/uur m3 ~5~ rw" BYD-opl.! uurm3 20/0 FA-207,) PA-opl./ uur
m3 water,/uur
---12,0 m3 voeding/ uur.
,
'{Van niet alle oplossine:en is de dichtheid bekend. Deze V9r1.eert van 1,0 - 1,1 g/cc.
De
verschillende concentraties zijn dan oole slechts ~loheal ~ee:even.Voedin~: ca. l3~ FA
16% BYD
0,5~ PA
Ne de I,ê.. converter is de FA-concentratie in de \.'oedine: "oor de 2e. converter ca.
5%.
Ne de 2e. converter wordt de vloeisto~stroom ~escheiden in resp. ca. 11.8 m3/uur uit de hete sfscheider en
C!'J. 0.1 m3/ uur uit de koude !?f'scheider.
3amenstelline: ven de hete-afscheider vloeistof is O"~9V99r:
35'fo BYD
1% FA
O,5~ PA.
De koude afscheider e:eeft vnl. 1: + weter.
Ne ont~assing wordt ne BYD-opl. ~esDlitst in 5,7 m3/uur (terugvoer) en
6,1
m'
''3/
uur neer de BrD-ko1o'11. De rlesti.lletie e:eeft R,? m;t, 37% i3Y~opl/uur els 'hodernproduct en O,~ a 0,1 m:? 501b (FA + PA + t:)-opl.juur els nesHllaat. Het bodemproduct !1:e~t na neutrelisstte en filtratie naar de hydro~enering. Dit bevat dan ~6 ton BYD/uur en mi~der dsn 0,3~ ~CO en 0 02~ PA.Het destill'?9t wordt gA!!len'!.d '!let de ontg:este 0, 1
"l1~
vloeistof uH de koune efscheider. Dit ~eBt na~r de 2~. ~olom weer de ~loeisto~ ~~sp1.itst w~rrlt in 0,0 m3 20~ FA - 20~ PA opl.juur (teru~oer) els hodemproduct en 0,1 e 0,2 m37010 M opl./uur als desti.llaat. Dit lratste destillaat vrordt den in de
l'1ethenol-kolo~ Eesplitst in 95~ ~ als topproduct en water els residu. Aannemende dEt
beide teru!'.Voerstromen steeds ccnst0nt zi5n, den is het verlies e.a11 FA dus 7%
of 0,11 ton/uur. Dit komt dus door mechanische verliezen en door s.ndere reecties dBn die tot BYD.
~. iia.nneer hie~ver volumina. A. gesproken wordt is steeds bedoeld A bij 250 C. en 1 atm. ( l t . A '"' 1,0'12 g). Aane:enomen wor(~t dc.t de hoeveelheid PA steeds con-sta.nt b1i.ift, dus dat er e'Ven'\'"ee1 fA o~tstpet als riat er omg;ezet wordt in BYD. 0,93 x 1,62 ton FA/ uur rese:eert tot BYD. Hiervan 1,08 ton FA/ uur in de l§. reac-tiexoren en 0,4.3 ton FA/uur in de 2~. toren.
Î
7
-In de 1e. toren r"'se:eert dus 0,1'1 ton A/ uur of' 47i6 I'!1z A./uur.
In de 2e. t or8n rM !!'eert 0,18 t on A/uur of 172 m3 A/uur.
De hoeve~lheid '.lHei.ndel i.ik opgelost A in de vloeistof i5 ~oeil i lk te
b9pBlen~ deer de oplosbaarheid v~n A in rieze oplossin~en hij een temper~tuur
ven gO 9 1000 C. niet be~end is. In zuiver ~O hij 180 C. en 1 eta lost
100 cc A /100 cc Rd 0 op. Geldt de Wet ven Henry dan i s cl it bij 180 C. en 6 ata.
'i
t
600 cc A/ lOO cc~o
~f
cl m3 A/ m'.'> RdO. Nemen we dobael een dat eruit~indeli.jk
30 m3 A/uur is op~elost (b.,. 20 m3 A/uur in de l~. toren en 10 m3
j
A
in de 2~),dan zal deze 30 m3 A/uur \rijko"en uit beide onte:assers.
In de
Ie.
toren verdwijnt dus 4~6 + 20 - 156 m3 A/uur enin de 2e. toren 1'72 + 10 = 182 m" A/ uur.
'Ierwille '\en een behoarli.ik A rendement (ce. 92%) is het noodzakelijk dat
het spuha8 maximaal 85% A b"vnt en det de teruEWinnine: met 60 ~ 70'10 rendement
.
--
-
--
... ,..-~._,-..~eschiedt. Deze teru!!:Winnine: ken a.e. ook rreschieden door het. spuie:as
ver-scheidene melen door een
:WD -
FA-opl. te vO"lren, totdat het A% voldoende laa~is. Bevat het spuie:as mi!1der de.!1 85* A, de n zou de ree ct iesnelheid te 1{19in
worden.
Het verse im:oere:ss l)evet .~ vol. iO inerte !rassen. Beschouwen wij beirle
torens tesamen en stell'9n de in,oer Je mo/uur, dan moet dezelfde hoeveelheid
inerte ~assen ook gespuid worden en wel als 85~ A.
436 + 1'72 = 008 m~ -uur zuiver A rea~eert
0,04 x.x: m~ 'uur inert. ,
Hoeveelheid spuie:ss: lfg x 0,04 x rn~ uur.
Dit moet gelijk zijn e.en Je, - 608 m;)/ uur.
Je • 829 m3 9610 A/uur.
Hierbii is dus het uit beide ont~assers komende gas als spuigas gerekend en is
~emakshalve aangenomen dat oeze 30 m' luur oplTelost. is els 85%-i~ A en ook els
85~ig A uit de ont g:sssers l<:o!'!'t.
Totaal vrordt clus 221 m3/uur r:espuid.
/3 (J 0 -lfS{,
I
I
.--.J----~--~----~---
---
~
-
~
De circu1st.iehoeveelhaden ven beide torens worden ~escheiden ~ehouden en
bedragen in beide gevellen oe spuiing 800 m~/uur. Bovensta9.nd schema laat de
verschillende '1:9.sstromen zien. De invoer in heide kolommen is als "'01 rt te
berekenen:
8td invoer in l~. kolom: 800 + y: m3/ uur.
Dit bevat (0,04. y + 0,1-5 x 800) m3 inert/uur. ~
Uit de toren komt: (0,04 y + 0,15 x 800 - 0,15 x 20) m inert/uur
en (800 + y - ~56) m3/uur.
Dit moet 15% inert bevetten, dus
0,04 y + 0,15 x
BeO -
0,15 x 20=
0,15 (800 + y - 456).Y .. 595 m3juur.
In de 2~. toren wordt dus 234 m:1/ uur vers gas ine.:evoerd.
Het BYD rendement e:sbaseerd op 100;~ig: A zonder teru~inni~~ en zonder andere
verliezen is nu:
100 x 608 :
{go
x 82Çl = 7'7%.Een teru!!:Winnine: ven A uit het spuie:es met 70% rendement '1:eef't
0,70 x 0,85 x 221
=
132 m3 lOO%-i~ A/uur.Het BYD rendement op lOO/~ie; A met teru!2:Winning is dan:
. - 96
I
-..
8
-De beide gesstromen, die de torens binnene:asn bevatten ce. ÇlO% A. Door de l~. toren ge'?t. ca. O,ÇlO x 1,3Pi) x 1,0'72 = 1,01) ton 100io A/uur. Er rf'ae:el?rt 0,~7 t.on 100/Ó A/uur. Er is dus een 0-voudi~e overmaat.
Door de 2~. toren <:ëS!\.t ce. 0,00 x 1,IT%'4 x 1,072 = 1,0 ton 100%-;g: A/uur. Er resgeert 0,18 ton°'A/uur. Er is dus een .s-vQudi[e over:neat. De werkeli.ike
e;as'Volumina, die de torens pesseren zi.,in bij de rerctieo'llstandiQ:heden trer1l,ddeld cs. 300 en 240 m3/uur. resD. voor 1~. en 2~. toren.
De torens zUn 18 m. lan!': en hebben een diameter van l,5 m. De doorsnede is 1,77
rrf.
Dit !reeft dus resI=. !r8ssnelheden b'?reken(i voor de Ie!':!" tDrens van ca. 5 cm/sec. en 4 cm/sec. De ~loeistofstrool!l is 12 m3/uur per 1, 77 ~ of 6,7 m3jmf.uur en dit is juist de troede snelheid voor een !':oed !':ebruik ven de katalysator.het volume van de toren is 01,8 m3 en ~an het katalysatorbed ce. 29 m3 .~, Dit ~eeft berekend voor bejdp. torens een opbrengst van
2,16 x 24 x 1000 = 0,9 kg. lOO1t> BYD/l Her ketalysator x dag.
2 x 29 x 1000
r .
Deze waarde stemt troed overpen met de in de literatuur renoemde w9arde van
1,0.
Kata1yse,tor.Als katalysetor dient koperacetylide, Cu.d
Ca.
Da9r het in deze vorm niet bruikbaar is, is het op silica!!el 8.1s drager aangebracht. Dit. speciale siliae.gel behoudt zijn vorm zeer goed in de FA-oplossing. liet heeft een w9terabsorptie vanca. 110 ~. in een 100 cc. cylindertje ~evuld ~et de katalysetor. Dit is van be-lang daar de resct ie g:rotenc1!?els in de vloeibare phese pl~ats vindt. Men neemt asn dat er zich een soort verbinding: Cll:3
t;; •
n~li:3 vormt, waarin sterk gedefor-meerde en react ieve A moleculen 99nWez ig zijn. De nieuwe k'3tlllys9tor is Cu..a C2.jBi,c10:5/Si~ (~a. 12% Cu en :z.,510 Bi). /":::;: ...
Het B~Ü:3 werkt vertr9e:end op de vorming van qrpreen(( (C~ hete:een zich uit A vormt. lig: en Ja vertonen dezelfde werkine:. B~ 03 wer1tt-e-etrt~ ·~rett ie;er •
. i
De levensduur van de katalysator is ce.100
d9tren, waarna het Cu-~ehalte isef-! !eno~en tot ca. 8~. het Cu kan aen het oppervlak VAn de katel§sator nee~e:eslatren
worden els CuC ::::.C - C~ Oli. Deze stof en cupreen verle gen de act iviteit en geven verstoppingen. Cupreenvormine:: wordt versneld door metallisch Cu en het ~erkt auto-ketelytisch. BO''\1en al200 C. neemt de cupreenvormine: snel toe. Ook de pH beinvloedt de reactiesnelheid.
811ica[e1 worc1t ppe'3If speciele w1,ize hereid en in cylinderties 'VB.n ca. 7 mm •• ~ 4 mmo !?'eperst. Dit wordt gedrenkt. 1"l een creconcentr~erde Cu(N03 )2, Bi(N03 )3 en HN03 opl. Ne dro~ing worden de nitraten door ~erhitting ontleed en in deze vorm CuO/Bi:::03/SiÛ2 wordt de katalysator «reladen •
De e;ehele fabrice.ge luistert nauw.
Een ~edeelte van dA katalysator kan eventueel geregenereerd worden door voorzicht.ige verhitting: in een dreaioven, waarbij kleine '\1onk,ies optreden. Soms wordt de kAtalysator in de open lucht zeer l!!ngzaam verbrand. Gewoonlijk wordt echter het Cu teru~~ewonnen.
VUllen, starten en ledigen.
~
-~,
I,FI
I
'
:
,,
I ,I'
I,De ketslysator wordt 1.n de oxydevorm in de reactor g:e1aden op de wijze zoals in neven-staande schets 15 a9nl':e!':even. De vu11 inl! be-
Î
St9St a.h.w. uit vele evenwi;cli!!e katalysa-torzuilt jes. Experimenteel bleek dat de vloei-' stof'verdel in~ ~eer e:elijkmatitr was.De aldus verkre!1:en vulling: is zo stabiel, dat i~ :naendenlantr bedrijf practisch geen verande-ring optreedt. In ~ me~nden verzakte de 16 m. ho~e ~atelysatorzuil slechts enkele cm's. De eie-enl i.ike l<atalYS!l.torbereiding geschiedt pas bij het starten van ~e reactie. Alle lucht wordt uit de reactor verdreven ~et ~Lo ~"2 . Bi; een v 4 e,ta ~~-druk wordt 1JTater van '70 C. over de reector gevoerd en daarna. een ö~ FA opI., 1"aar-bij CuO gereduceerd ~ordt tot Cll:3 O.
I
-v
\
.
,.t'"
,)-/'
,
I
-.l~
(J',(j,."t.,
I
.-- 9
-De pH moet. boven 4,0 bl Uvan, daar anders Cu-formiaat ken ont staen. Dit kan
later zeer explosieve CUa
Ca
afzettingen geven. Bij 700 C. wordt nu een 10% AgO~ ~ mene:sel increvoerd bi; een druk ven ca. ó eta. A voert CUa 0 over in CUJ Cd.
n~Ha
•
Het ontstaan van deze edditieverbindin!!' bli.;1<:t ui.t het verhoogde gebruik
va.n A. Vanwe!!=e eventuele cupreenvormine: mae: de temper!)tuu!" niet te "sel sti.ie:en,
deerom 'Vordt het 10 A zeer lsne:zef'm op 9010 e:ebr!'lcht. De temperatuur bl i.ift beneden
850 C., zodat de BYD react ie noe: nlet "Jp.rloopt. Neemt het A 10 Va.n het !!,es in de
- 0
toren niet meer af, dan wordt de temperatuur opgevoerd tot ce. 90 C. en kan de
BYD-reactie beginnen.
Voor het ledigen wordt de toren met ~ en water gespoeld en afp:ekoelrl.
Ne. verwijderin!!: van de rleksels, inh.ten enz. wordt een e:9t e:ehoord door de
gehele len~e van de k9talysBtorzuil e~ deerne met toene~ende grootte mesvormige
schroeven een steeds wijder !r<)t !r.emaekt. Ti:idens deze operat ie wordt de
kataly-sator met , ater net e:ehouden. Laatste resten katalysator kunnen met een krachtige
waterstraal wordeh uitgespoeld.
In de reactietoren en vloeistofleidin!en zet zich een donkerrode film van Cua c..a af, dat van de katalysator is losg-eraakt. Deze film is werk:el Uk explosief
en wordt daa.rom weg~espoeld door rondpompen met. 1510 HCl (waerin 0,05% PA <).ls
corrosievertrager ). Het bekled in2:smat erie.al is V4A (hoogg:elegeerd Cr-Ni-stael).
Dit is bestendi!1: teg:en HCl en liCOOH (ontste.~1n bij de reductie ven CuO tot C%O
door FA) en heeft het !rrote voordeel det het de cupreenvormin!!: niet ectiveert.
Veiligheidsmaatregelen ~oor Acetyleen-Reacties o~der Druk.
Zeer uitvoerie::e onderzoekinr.ren zijn verricht over het werken met A. De
wijze ~an ontleding is bestudeerd els functie van druk, temperatuur, afmet.tn!ren
en vorm ven het appFlraat, e:assamenstelling, vochtgehe.1te, eventuele
katalysp.-toren, ontstekin!!:sbronnen, soorteil efsluiters enz. enz. Men mee.ldt onderscheid
tussen een ontleding en een detonatie. Bi1 de ontleding: is de snelheid van de
druktoename betrekkelijk lae!!:, ook de temperetuur stijrl niet verontrustend
en men kan een rit~elend e::eluid horen. Bij detoneties, zeer snelle ontledine::en,
ontstee't een drukq:olf waert.ee::en geen enkele grote technische reactie-apparatuur
bestand is. Bij een ontleding: heeft men berekend dat de !!l8.ximale druk slechts
10 8. 12 keer de begindruk kan worden. In dit q:e~e.l dus ca. 72 atm. De e:ehele
apperatuur is nu herekend op 100 stm. Ontledingen, die hii tijd en wijle kunnen
optreden, b.v. door ontsteking met CUJ Cg, hebben nu e::een desastreuze q-evole::en.
Detonaties zijn in de practijk niet voorcrekomen. Als ~eili!!:heidsmeatre!rel heeft
men de conlrroleapre.ratuur achter zware betonnen muren opo.:esteld.
In de weterringpompen wordt A e::ecomprimeerd door de centrifue::ale kre.cht van
een waterafsluiting. Alle bewe!!:ende delen staan onder water, waardoor !!:een
von-ken kunnen o~ersl88n
ot
pleetselijke oVRrverhittine:: door wrijving: ken optreden.Ook o~Arverhittine:: in de reactiekolom ~or~t vermede~ door een e:oede
vloeistof-verdeline:: en door e::asinvoer op verschillende plaatsen. Tevens worden slle grote
~rije volumina vermeden. De reactiekolommen zijn gevuld met ketalys~3.tor en
Reschi~ rine::en. Wijde gaspijpen worden over hun !rehele 1ene::te o.:evu1d met nauwe
dunv.rendige buizen. Bochten \'.'orden opgevuld met haschig rine::en. De maximum pij~
lengte ( , 100 Mm.) die ongevuld blijft is 300 mm.Alh .,: r;i ~,~ -è,hsch"-~r\"r,, G'J"" A J c.-; t'"'\ , I "\ ~ ~:::., c; "u; cl YYJ e. t 1"",\ t{::lc. hip , ... I· ,.., Re.. V\ •
Apparatuur. .., ~ 2>
. De verschillende "'pperaten zijn .in het. schema aane::egeven. Hun afmetin!?:en
zijn grotendeels uit de verschillende rapporten overgenomen en ome:erekend op
onze stofstroom. Wegens practische bezweren i~ niet alle apparatuur op schgel
een~e!'!even zoals b.v. pompen en de A-drosrers, die \'l~k voor de Irasinvoer in de
kolom zijn aange~even.
In het schema zijn op verschillende plaetsen schematisch door een cirkeltje
voorraad- en buffertanks aan!'!egeven.
Onder ean de BYD-destillatiekolom is in het scheme. slechts Mn van de 2
benodi!!de horizontale 'verdempers e9nc:-e!!.eVe~. De waterrin!!:pompen voor het
circu-lerende 2:es zijn er in vrerkeli.;k.1,.eid twee, parallel 2:epleatst. Ook de ~erse !!as-invoer voor de l~. toren wordt. door 2 parallel e::eplaatste pompen gecomprimeerd.
Ook is niet aange~even eventueel reserve apparatuur. Zo zal b.v. voor een
I •
10
-Buteandiolbereiding. Hydrogenering.
De 37% BYD-oplossinf!: w·ordt I')U na ,'oorverwerming: tot 400 C. boven in de
hydro~eneertoren e:epompt.. De reactie1.::olom is !reheel '1:evuld met de ketalvs1?tor.
De vloeistof druppelt in !rel ijkstroommet de wB.t.erstof over de k~talysator.
Tef!:enst.room heeft e:een voordee], deer de B2 t.och in veelvoudif!:e overmaat ean
-vr9zif!: is. De reectiewe.rmte "Torot deels g:ebl~uikt om de in~e~oerde vloeistof op te warmen en ".rorot voor de rest opl!eno!!len door de circulerende
Ha.
Te ho~etemperatu'.lr doet te veel butanol ontsta!>n. De omsta!'1(Hg:heden (300 ata en
40 - 1200 C.) en katalysator zijn zo f!:e~ozen dat er zo min mOf!:eliik
nevenpro-cessen, zoals de o~zettin!1" ~en huteendiol in hydroxybutanal, optreden. Voor een
goede bevocht ie:in~ V6 r. ele ke.talys!>Tor z i.in "lOf?ist ofverc1ee lbodems aene:ehr6cht.
Is een hOl!f"!re vIoAistofdoorvoer gewenst, der. ksn een O'edeeltE! van· de BAD-opl. teru!rf!:evoerd worden. Er zijn echter' !'"renzen gesteld aan de cap9citeit V9n de
reactietoren. Met toenemende BYD toevoer en een daer~ede ~epaard [a~noe !rrotere
::irculatiehoeveelheid V0n H2 ontstsl'l,n O'l'"otere dr'.llITerschillen in de toren.
Dit verschil ken "'1G.xi_m~9l 17 atm. zijn. Bi'; een diameter ven 0,8 m. geeft dit
reeds een kra cht van 88 ton op een doorsnede ve n de Ir:at alysatorz'liL
Afhanke-li.1k van de vorm ,en ele ketalysstorc1ran-er zullen bij pogere druk:\'erschillen
breuken in de lcahlys9.tor of treden. a.t~~j verouderen ven de lcet91ys9tor neemt OOl{
het. drukverschil toe. Is dit CB. l'7 '-r:l9n wordt de toren opnieu"1' O'evuld. Het
vloeistof- gas mengsel ':9n ca. 1100 C. loopt onder uit de kolom eerst noor een
warmteuitvrisselaar in te~ensbroom met de ha voedin!?;, wordt den gekoeld en wordt
in een hoge drukafscheider e:escheiden. De vloeistof wordt ontspannen, '.V'earbi,j
eventueel een weini!': opgeloste ~ k"'n vrijkomen, wat naer de i'1veer van vers ~
wordt gevoerd. De ruwe BAD oplossin!': wor<lt nu naar de destillatie I!:epompt.
Het circulerende gBS wordt na afscheiding van mee!enomen vloeistof vie de
kringloopoompressor en een afsc~eider voor olie etc. door de warmteuit.wisseleer
gevoerd en weer in de toren gebracht. Vers ~ wordt na co~pressie in de
zuig-leiding van de kringloopcompressor gebracht. Een zeer klein gedeelte van het gas wo~dt gespuid om het geh9lte 'inerte g~ssen (~) constant te houden.
Bi'; een !1;oed '\erlopen ven de react ie :'!lS I! de gehydro~eneerde oplosSÏ1g 'teen
res.ct ie ::,et Ja vert.onen.
WAterstofzuivering.
Ha
b.v • . afkomst ig uit een weter!'"as- of cokesfebriek, mag niet meer den0,001~ CO bevatten. Dit laatste bevordert nl. de hydro~ener!n~ tot butanol
en vere:iftirt de ~etalysator. Daerom wordt de R2 onder 200 8. 300 atm. door een
"voor"-reactietoren crevuld met d~zelfde katalysator e::eleid, we'3rbij het
CQ-!re-h~lte verminderd wordt van 0,01 8 0,05~ tot minder dan 0,001~ door omzettin~
in CF"" en CH;,;OH. De katal;.rsetor is genurende zeer le.nge tUd effectief. Deze
toren is niet in het schema s.engegeven.
Dest illet. ie.
De ruwe BAD-oplcssi!l?: worrlt nu gedestilleerd. Het rectificerende cr.edeelte
van de kolom heeft ~2 schotels en het oeel onder de "oedin~sschotel heeft er 10.
'Iop- en hodemtel'l'pere.tuur 'l i 'in resp. 92° C. en 104.0 C. De ruwp. BAIropl. be't"st
ca. 1 - 2~ hut·anol en "linrler dan 0,1;0 lichte voorproducten (butenal etc.).
De hutanol-water ezeotroop (62ï" butanol) destilleert over en splitst zich in
2 ls.e:en. De zwe.erste 1':"~h"rie::e h8e:: dient als reflux. De ccnèensdie ken
even-tueel zo uit e::evoerd worden de.t de 1 ichte voorproducten (zeer ~eringe hoeveel~
heid) en butenol gescheiden cPf':evan~en worden. Het "natt.e" butanol levert een
waardevol nevenproduct. het hodemproduct, een 38~ BAD oplossin?:, bevat nog
ce.. O,l~ van een niet-vluchtig residu wat bij de tetrahydrofuranbereidine: niet.
stoort.
$tofstroom.
vloeistof. Invoer BYD is 2Jlö_ton/uur (.5,'7 m3/uur ven een 37~ opl.).
,
De stofstroom wordt nu in 2 gelijke stromen f':esplitst. Ieder deel wordt op
geheel identieke wijze behe.ndeld. Uit êên hydro!!enerine:storen kO"'!1.t ca. 2,85
ven een 37~ BAD opl., ~Darin 1 - 2~ hutanol. Na gasafscheiding worden beide
mYuur. I
I
•
-
0·
11-vloeistofst romen weer se'TIen?"evoegd. Deze C<J. 5.? m'luur w·ordt '?'edest illeerd en
geeft als topproduct C9.. 0,1 ·m~/uur "natte" butanol. Bodemproduct is ca.
5,6 m~/uur ·ven een 38'lc BAD opl., w'3~rin one:eveer 0,170 nietvluchti!1:e stoffen.
Naar de tet rahydrofurenbereid ine:: wordt dan 2,14 ton BAq/uur gevoerd.
Gas. Volumina lid worden steeds eanp"egeven bij 250 C. en 1 atm. In êën reecti~
torën ree.geert nu 0,5 x 0,0952 ton ~/uur (volume ~ is 12,2 t/~.). In de toren
verdwijnt dus 590 m3/ uur. De oplosbaerheid von Ró in ~UNer ~ater bij 250 C. is
1,91 ml./ IOO mI. ~~O. Bij 0UÜ atm. en geldi~heid van de ~et ven Henry ~n bij
250 C. is de oplosbaarheid noe: te vprwaerlozen. De reactietemperatuur is veel
hoger. Gemakshalve wordt den ook met de oplosbe.arreid ~een rekening: gehouden.
Deze hoeveelheià zou na expansi.e toch vrij1romen en weer circuleren.
Het verse Ha bevet ë "\'"01. fo Nd (invoer is x m3/ uur). E~enveel inert g:as
moet dus ook I?:espuid ~-orden. Het circulerende ges bestaet uit '10% Rd en ~O% Ni:: '
Er moet dus 0,1 :Je m~/uur afe:ehlazen worden. De in de literatuur opgegeven \\faerde
ven 15000 m3 g:es/ uur die in de reacti€'toren worc1t ingevoerd, a.anhoudende
6s
~-_··-·--·1----·--··_···_-"'·-···.. --
·
...,
·
-
-
----
---·----1
I
(
~
..Q
-
Q.Q
--
l
\
!!
7 --L
1
I
r •
I
f~
.
I
~ J • J ( -uSO; /11/1/1
! \ J '7-, 0_____
_
_
.. J
~:
:
L _____I
leert nevenstaand schema ons dat. er
o5s m3 97 ,;; ~I uur 99.nf?:evoerd moet w,orden.
Zonder teru'!Winnin" "an het spuie:as en
zonder 9.ndere verl iezen geeft on~7dit een
Ha renderr_ent ven (590 x 100) : (100 x65.5)
-:: 93
%
.
het r.:a s, det boven in de kolom worrit ~e
voerd bevat.
71
jó I~. Dit is dus10050 m3 10016 Ik/uur. Er rea!!'eert
590 m3 100~ F2/uur. Er is dus een CR.
18-v oud i ere o18-vermaat. Dit ,... st emt l'h iëtCo~;rèèn%
~~t' de in enkele crevs11en vermelde
80-vou-die:e overmaat.
Het werkelijke e:esvolume det Mn toren passeert bij oe reactieo"tlstandie:heden 1.S
ce. 70 m3/ uur. De torens zijn 18 m. lene: en hebben een diameter van 0,8 m.
De doorsnede is 0,50 rIf?. Dit gee:f't d1.ls een '1:assnelheid herekenCl voor (ie ler!e
kolom van ca. 4 cm./sec.
Het volume van de toren is 9,0 m3• Nemen we voor het katalysl3torvolume
8,fi m3 aan, dan e.;eeft dit een opbreniSst vsn
1,07 8,x 24 x 1000 _ 5 x 1000 - ~ '_., 0 k 100 BAD,J.1it k t 1 t. d
!r. ;10 'I. er a a ysaor x ae:.
De productie per toren is immersO,5 x 2,14 ton BAD/uur. Deze w9arde stemt goed
overeen met de in de literetuur e:enoemde waerde van 3,0.
Ka te lysat or.
Als katalysator dient een Cu/NijMn meno:sel o? silicB[e1 als drager. liet Ni
versnelt de h~ldroe:enerinl! van C
==
C en C:z C bindi.ncren, het Cu ac:tiveert dehy-droe:enering van aldehyden, die ti~dens de reectie e:evormd kunnen worden,
(CRa OB - CH =- CH - CB.d OH ~ CH:3 OB - CRa - C&3 - CHO) en het Mn tenslotte
st.e-bi1iseert de structuur van de katalysator. De katalysator ondervindt ~een hinder
van de Ne.triu!ll%outen, die ne de neutr91ise.tie in oplossin[ zitten. Cu echter in
de vorm "Van CuC =. C - Chd OH uit de BYD reactoren vermindert de act hit eit. Ret
silicae;el wordt op Clezelfde wijze els ""oor de BYD katalysetor bereid en hehoudt
ook hiE,'r e;oed zijn vorm. Ar.rl~re dr9 gers zoals AlH 03 en Me:O e:even meer
bijproduc-ten. Bet silica~el rordt ~edrenkt in en he~proeid met. een ~econc~ntreerge
nitreat-op1oss\n~ van de versctillende met81en. Na dro~ine: en Yerhitti~[ op 550 in een I
~ etmosfeer wor~t óe k~tslys~tor no~ in de oxydevorm in de reactor ~eladen.
Na reductie zal de katalys!1tor lti,5ïu Ni, 5,210 Cu en 0,7% Mn bevetten. De
levens-duur varieert v~n 4-omeanden. Wanneer het drukverschil in de l(olo!TI te hooe: is
~ewordeJ1 en het butano1percentae;e hoven de17u is gekomen moet een nieuwe reactor
in ~ebruik worden genomen. Ree:eneratie van de katelys~tor is niet cre1uktj de
metalen worden terue:~e~onnen.
VUllen, starten en ledi~en.
De vullin[ van de rABctor f"eschiedt niet op een bi izondere vn.lze. Voor het
reduceren van de oxyden woràt bee:onnen met een N~-circulatie door de toren bij
50
"'è.
100 atm. De Na wordt door een electrische VOOT"Warmer (niet op het schemao
w
.
',e
..
-- 12
-heeft bereikt wordt voorz.ichtie: een weini2: R.a uit drukflessen toee:eleten. Dit
wordt voort!ezet totdat e:een . weter meer ontstaet en reen temperatuurssprong . 0
-meer optreedt. De reactor lest men nu 13fkoelen tot ce. 40 J terwijl de
R.a-hoe-veelheid ope:evoerd wordt tot de volle circulatiesnelheid. Nu wornt beg:onnen met de voedin~ van de BYD-opl.
Het ledigen van de reactor rreschiedt eenvoudig door verwi,jderiJ'lP-: ven het
bode!Tldeksel, d9.or hier in tez:er.stelling met de BYD-katalys~tor ereen vaste massa wordt e:evormd.
Apparatuur.
De verschillende apparaten zijn weer in het schema aanger;:even. Afmetingen zijn omgerekend op onze stofstromen.
In het schema is slecht s ~~n hydrogeneer Ilset" aangef!'even, terwi.jl er 2 parallel in bedrijf staan. Tevens zal voor een continu bedrijf weer een extra
ree.ct ietoren nodie: zijn, die steeds kle.eT ste.at met verse katalysator. De torens
waarin de
H:a
wordt e:ezuiverd en de electrische ~oor111armer voor het starten van de reactie zijn niet aangegeven. Afhankelijk van de toepassing van het nevenpro-duct butanol kan eventueel de overdestillerende da~p gefractionneerd e:econden-seerd worden, waarbij lichte voorproducten van de butanol-water azeotroop gescheiden worden.Berekening destill~tiekolo~.
Het a!'lntel schotels van de destill!'lt iekolom waerin de wateri.!!'e !Ylethanol oplossi.ng: conti.nu gerectificeerd wordt za.l hier bepaald worden op de door
Ponchon beschreven wijze. De methanol die in deze kolom geconcentreerd wordt is grotendeels afko'TlstiR: uit de 40Jo-formaldehyde voedin!!' en ontstaat voor een klein gedeelte uit formaldehyde dat reageert vole:ens een Cennizaro reactie. Een gedeelte ven de methenol ken de koude afscheider noe: els d!'l""p met het terl.l~ e:evoerde acetyleen verle.ten. Dit 'I'Iethe'1ol wordt den door het water in de
wet.er-ringpompen uit~ewassen. Uit dit water ken eventueel methanol worden !!'ewonnen.
i-x doorsnede.
De destilletie worcit onder etmospherische druk uit!evoerd. De kennis van de L-G evenwichten bij 1 atm. is dus noodzekel i ik. De T-x doorsnede Vfln het.
~loeistof-oqmpvlek van het bim3Îre systeem Methanol-weter voor een oonstante
druk van 1 at.m. worGt opgesteld. Uit de door verschillende onderzoekers gedane waarnemin!!'en w'ordt nu zo goed ~o!!'el i.ik de "kooklus" geconstrueerd.
(Zie grafiek I).
Mengwarmte M.
Voor de berekening van de enthalpie~n van e:as en vloeistof voor de ver-schillende mene:sels 'Ilordt bekendheid ve.n de men!!'1Tar'TIte verondersteld. De e:assen
worden bij deze lage druk als ideeal aangeno!!len. Hierbij treedt dus hij :neng:in!!
geen warmte-effect op. Voor de vloeistof zijn bij 0 temperaturen mene:wermtes in
cal. per gram mengsel voor verschillenèle sa:nenstellingen bepaald. De menf!warmtes
moeten echter e:ebruikt worden bij ~e kooktemperDturen van de ~erschillende vloeist.ofmene:sels. In grefiek TI is de extre.~oletie tot de kooktemperatuur voor
de verschillende samenstellingen zo goed moe-eli.,jk uit~evoerd. Deze extrepolatie pretendeert niet neuwkeurig te 'Zijn. De tendens bestaat echt.er dat de mene:warmte met toenemende temperatuur afneemt. het 1 iikt onwaerschi,inlijk det bij deze
om-standigheden de men<r1'7armte van tek<.:":1 v~.!.~selt. Daflr bovendien de meng;orermtes rele.
-t i.ef zeer la€'! zijn is hun invloed op de entha lpielijn voor de vloeistof e:erine:.
De !teëxtre.poleerde waarden zijn bi'; de berekening q:ebrl.likt. Het is de
(niet-thermodynamische ) p:ewoont e om het warmte-effect vraa rbij bi.j men!!:Îng warmte . r i j komt positief te noemen. Bij de enthalpieberekening va.n de mengsels moet dan deze "posit ieve 11 menq:1.'lsr'Tlte negat ief in rekenin~ q:ebrecht worden.
$oortelij':e warmten.
De
cp's voor methanol en wat~r in e:as- en vloeistof toestand zlJn nodigvoor de berekenine: van de enthelpieen. Hun temperatuuraf'he,nkel1.ikheid in het
werk-gebied (ca. 600 - 1000 C.) is in e:rafiek IU aange",eve'1. Van de' cp van gasvormig
methanol is in dit gebied slechts één we~rde in de literatuur aRn~e~Aven.
Voor de
~
is een wearde eenp.:enomen die overeenkomt met,
.
'l'aarnemi~!!en
in andere temperatuurgebieden. Voor de cp 'Ven vloeibger methanol zijn slechts !ee:evens,,/
. .
.
I •
- l:z.
-van methen'JI bekend. Extrapole.tie van vele wearnemini<en v€.n verschillende
o1"1oer-zo~kers in een le~er temperetuurEebied ~ee~ echter eni~szins ho!!ere waarden.
Deze 2~. 1 tin met dezel fele helI ing !!,Aeft nu de bij de berekening gebruikte
wa~rden aan.
Berekeninp-: enthalpieën ven 12:"S- en vloeistof'mp.1"1~sels.
Voor de constructie ve.n het in de Ponchon-methode te !!:ebruiken W-x di.8Ere.m
moeten de
W
's
berekend worden. Daertoe ~orden eerst de W's ven de zuiverecom-ponenten bij verschillende temper~turen bepaeld. Alleen 9Dthelpieverschillen
zijn bekend. Gemakshalve zi.jn nu de W's van de kokende zuivere vloeistof zowel voor methe.nol els wa.t er crell.ik 0 q"E'steld. Voor een Ponchon-constructie maakt
tet geen verschil of de W-weerden voor de zuivere componenten t .o.v. elkaar
versch'liven. Alle W's worden uitEedrukt in cel. pe.r E zui.vere stof of per E
menEsel.
Vi OR lJ + pV. De druk in rle kolom. wordt constent verondersteld.
dWp=c • dU + pdV •
d
:
~
~
~
(~~)p
=(~)p~
Cp •De W' s van de gassen bij hun kooktempers.tuur voor beide zuivere componenten
worden uit de enthelpieen ven de kokende vloeistoffen ver~re~en door daarbij de
verdampine:swarmten op te tellen. In t abel I zijn de W's voor methanol en water
in gas- en vloeistoftoestend berekend.
f
tto
Voor iedere
5° C.
ver~chil isVerdsmpin~swermte: OH~OH bij
cpdT.
~e ~~middeld~ cp constent Eesteld.
04.1 C.
=
203,0 cell~; li:z0 bij 100.00c.
,. 509,~c81./e:.
f -g a s 1 - - - - -t O C.Cp
CRI/ I!: °C. 64.70 I 0,38 65° I I 0,08 I 700 0,08'~ , 7Ro 0,39 I I 80°o
:)05 i85°
0,~95'
-
.
0 90 0,40 ! 9 !Jo !°
40.5 I 1000,
0,4.1I
Tabel 1.--_
...
---
- -
---
--_._----,----lidO CH30H -~-_ .. vloeistof ._. ----WCH30HG t -. -.. _ ... _-.-
,
-
... ---",
c~1//?:. cp iVlCB30H L , 0 , c(31/ g C. cel/ go--
-263,0 260,1 265,0 267,0 268,9 270,Ç! 2'72 ,9 271, Çl 2'16,9 0,ó4 0,6t1,°
,
64.5 O,oR 0,655 0,66 0,663 0,6'(°
,
57">°
0,2 ~,4 6,6 9,9 1'3,2 15,.') 1 Çl ,8 2:) ,2 ~ e s vloeistof .. _-'--_ ... ----
---.-. .. _----,----cpI
W
~.L
OG t cp!
WH 0 . 0 ' u d , !. 0 ' 2 L l tcaljg C.!
cal
/
!!:.
ce.~!.5_'::.:.
cel/g.
, -t6~ 522 ,8 1 ,00 : -35,4-,165 522,9 1,00 ' -35,1 ,46~ 525,3 1,00 -:)0,1 ,465 527,6 1,00 -2~,1 ,t65 529,Q 1,00
1
-20,1
o
,17 5?: 2 ,2 1 ,005!
-1n
,
1 , '\ 7 R?, 4,6 1,005!
-10,1 __~~
.
~
_J~
~~~~
____._
~
__~
gg~
__
1
-
~~
Nu moeten de Vi' ~ ven de mengsels berekend worden. 13i.i ;.sotherme mendn!!' en
ide ..
le
ge.ssen wordt:
WG,t,x
E = (l - xg:) WCH30H(t,t + xg WH.,:lOG,t
en voor de vloeistoffen, indien de vernempin!!:swarmten ven de meng:sels niet
bekend zi~n
'RL t Xil
=
(1 - Xt) WCB OH + Xt Wf.L OL t + Mt Xi •, , .L :3
"t,
t ·»d , ,In deze formule moet vrijkomende meng:;wsrmte negatief b'::\schouwd ~orden.
In tabel 11 zijn nu voor 11 verschillende semenstellin!!en de W's van verzadigd
~es en kokende vloetstof berekend. Voor iedere s&MenstellinE is de bijbehorende
I
V'
I : i Tabel Ir. 10 CH30H!
1 OO-M::'·, CE tOC
.
x=I
100 c100
0,0
64,7
90
0,1
óti,~ :vl t , xJ'
W
-
..
-L-,-
t
-
,
-
X
-
t
-
-rr--
t -=, C:--C-.-...,....-V'~-
;~
-
t
-
,
~
~
-81/!1:~
1!
cel/ e:. cel/go "--
t---0,0 : 0,0 64" 7 26~,0 -0,5 -2,6 71,05 291,5 80 0,2 ó9,;) 70 0,3 '1l ,0 ·5 : -1,7 -5,5 71,5 ~20,1 -2,5 -7,9 82,95 348,4 c.i0 0,4 13 , g _ : 500,
.1) 7!'ie
,
go,\
40
0,6
78, .5 , 30 0,7 81,9 i 20 0,8 86 , '-:>;:>1 I 10 0,9r
91,7 10
1,0
~OO
,~
..J
-2,8 -~,7 87,~ 376,4-2,9
,-11,490,5
404,0 -2,8 -12,2 92,8 431,1 -2,3 -11,7 94,95 158,3 -1,6 -0,8 9'7,0i
485,4 -0,8 . -6,6 98,75 ! 512,5o
,O ! 0 ,0iI
100 ,0I
5W ,3 --~. _____ I_. ___ .. ---~-_ .. _._---_.~ ___ ... ____ .. __ _In gre.fiek IV is nu het W-x rlie e:r11m e:econstrueerd. De E:9.s-1 ijn bI iikt prs_
e-tiseh recht te lopen.
Constructie t.er ~8.1inE: a!3ntel theo~. schotels.
Er zijn verschillende vereen~oudiqende veronderste1line:en e:edeen, nl.:
l) De kolom is ediabet isch, Alleen in de verdamper en in da condensor wordt
resp. wS.rmte toee:e\"oerd en o'1ttrokKen.
2) De schotels zijn ideaal.
:>:) Er treedt e:een drukverval op in de kolom. De werkel ijke verschillen z l,)n
van de orde van grootte ven mm's water en deze mogen ~Arwaarloosd worden
t.o.v. de heersende druk VAn 1 atm.
4) De toestand i11 de kolom is shtionneir.
De methode zal hier niet ~eheel af~eleid worden.
De constructie is in g-ref'Ïek IV aenféeféeVen, ter;vi,jl in de sc'be"!1stisch q'Aschetste
kolom met verdamper en cGndensor de correspon~e.r~nde ~as- en ~loe1stofstromen
z i.in 6!'lne:egeven.
Enie:e opmerkinC!en dienen echter e:emaakt te worden. De voedine: F splitst
zich bij de voedin.'!:sschotel (5) in een brutostoft rensport LAt (dest illsat)
naar boven en een brutostoftransport L8 (residu) na~r berleden. Immers door
iedere horizontale doorsnede boven de voedinl!;sschotel is de brutostofstroom
LA' ( dit blijkt b.v. uit een stofbalans voor het in de fi~. ef~eschermde ~e
rleelte). Eenzelfde redenerine: e:aat op voor het e:eoeelte beneden ~e voedir.~s
schotel. Hi.j de afleid; ne: wordt g-ebr11ik C!em8Akt '\'en het be!!'rip "phase" en
"pheseverg:elijkine:". 'lo verstaet Ten onder: F
=
A' + B'. de vole:ende 3verge-lijkine:en (n = [ewicht in ~rammen):
1..
n F '"' nA' + nB• (stofbalans voor totale invoer)
&..
nFxF'" nA'xA, + nB,xB, (stl')fbale.ns voor de 2,§,. cOr7lfl"'nent)~. nFWF
=
nA,Wh, + nB,-hS' (' ... ';rmtebalens).
De eigenlijlee 'Groducten zijn LA' en LR. lieke'1i!1!!: houdend met de 9.fq:evoerde
war'1lte r;"p, en de ingebrachte wer!l1te ~B '!.Tordén deze r~oducten nu 'Voore:esteld door
resp. A' -en B'. Eet enthalpieverschil A'LA4- is nu \'1(1 (de onttrokken warmte
~B LA'
per gram LA') en B1LB} is
LB
(dEI toe;revoerde warmte per e:re.m LB)' In deconden-sor wordt alle damp tot vloeistof van juist de kooktemperetuur trecondenseerd.
Verder stellen A' en B' dez,éllfde stofhoeveelheid en dezéllf~e snmenstelling 'Voor
als L • en LB' In het ~l-x diagram kunnen nu F, A' en B' niet willekourig- '!ekozen
worde~
,
daer de 0 betrekking:en vereisen de.t F, A' en B' op een rechte 1 ijn 1 iggen.1Met behulp van deze phBseverE:elijkin~ is rie constructie van het dia~r8m
verder duidelijk. We kunnen b.v. de phasever'!eliikin!!: opstellen:
GD .. LD + Af. Alle r'lempen en vloeistoff'E'n zijn van kooktemper~tu'lr en lh:e:en
du~ op resp. de damp- en vloeistofl
Un.
GD'LO
en A' li!!:e:en tevens op eenrechte lijn. Verder zijn GD en Lr. ":let el1{sar 1.n e\"enwicht (de schotel is immers
,
" ,
-I
- 1·'1
-voedin~sschotel is
A'
constructiepunt e~ ~oor de schotels beneden het puntB
'
.
Ook de verdemfler (verwamin tr 8:spire.al) .o:eldt ~ls schotel, dee.r immers GJ en LBmet elke!?r in evenwicht zijn. Ook in het productieschema e.:l>.ldt de verd~mper
els schotel. De condensor ~eldt glleen bi..,i partiële condens~.tie els schotel.
De refluxvArhoudin!,: R (~verhoudino- ~le.n de vloeistof LA-f':ldie ne conriensatie
in de kolom teru~g-evoerd "Tordt en ven het eindproduct LA' ) ken in de fi!!uur
I1 tr.A '
afgelezen 1""orden e.lS~A{A • Immers uit de phpsenvere:sli,lkin?: GA
=
LA + Pot p-nuit de overwe'Tio!!: dat
At
dezelfde hoeveelheid stof aS)r.treeft elsLA'
blijkt dejuistheid VBn deze betre~king-.
Om nu de construct ie uit te voeren rnr.et en v.,rschil' enne 1!8'!:Bvens beschikhesr zijn.
Nl.: Semenstellin~ destilleet is 95~ ~8thQnol (x
=
O,OR). Het' methanol in het residu is op lfo aen~enomen (x = 0,99). 3~T.enstellin~ voedi,,!!: is 70% ~ethanol(x
=
0
,
3).
De voedi~!!" komt op kooktemperetuur(71.6
50C.)
hinnen en li~t dus opde L-l ijn. Van de in- of s f'e:evoerde warmte is niet s bekend en dus ook niet van de ligging van
At
enS
'.
Nu trekken we ~oorF
de bijbehorende nodenlijn (in hetdiagram bijn~ semenvallend met de nodenlijn GDLE) en verlengen deze tot snijdin~
met x - 0,05. Dit snijpunt RIJ 9;eeft de minimum reflux een. Lie:t A' beneden RM
den zijn 0 < ) veel schotels nodi;z: om de node~li,jn door F' te passpren. iHj hebben
nu de reflux
1,5
meal zo groot genOmen (een erverin!!:scijfer). De lige:ine: venA
'
is nu bepaald, tJaarne de verdere construct ie uit!l:evoerd ke.n worden. De samen-stelling van LB
lie:t
iets beneden de 116.100%
zuivere stoffen zijn nooit te verkrijgen, daar de 2 uiterste nodenl :i.~nen vert iC6.al lopen en dan O<J veelschotels nodig zouden zijn.
Besul te.ten.
De constructie leert ons dit 8 theoretische scho~els nodie: zijn. De 'Vorm van de kooklus heeft een [rote invloed o~ dit eantel. »en "smalle" kooklus doet
de nodenlijnen sterker hellend lopen en vereist meer schotels.
3tofstroom: toevoer c~ .• 0,2 m3 '10% methanol-opl./ ullr. d ., 0,875 ~/cm3 bij 150. Dus 175 kg. opll uur. ,
Dit bevat 122,5 ke:. methanol en 52,5 kg. water.
Voor een scheidi.ng in oplosàn~en van 9.5~ en l~ moet 128,5 kg./uur els destil
-laat en 46,.1) k~./uur els residu ~ewonnen w'orden.
A'L is 448 cal/~.
De totale warmte'
~A
in de condensor onttrokkfm is dus:128,5 x 448 = 57570 kcal/uur.
B'L is 1258 cal/go
De
~otale
~ermte ~B e~n
de verdamper toegevoegd is dus:46,5 x 1258 ., 58500 keel/uur.
De gebruikte Reflux is A'GA 56,2 mm _ 0,001.
GALA 93,0 mm
Deze reflux is laeg, hetgeen overeenstemt met de literatu·Jr. Het bepfl.l~n ve.n de reflux wordt in hoofdzaak door 2 fs.ctoren beinvloed. Iloe lager de reflux hoe gunstiger voor de warmte-economie. Een e-root aantel schotels of een ~rote
àiameter stellen echter een grens aDn de uouwkosten.
Met behulp van de grootte van de stukken van de constructieli4nen in het ~-x
diagram en uit de bekende hoeveelheden A' (128,5 kg:./uur) en B- (1.6,5 ke:./uur)
zijn eenvoudi~ de stof transporten VAn de dampen en vloeistoffen te bepàlen.
Zo is GA (1 + 0,604) x 128,5 .. 206 k!!:./uur
GF 48, ti x 46,5. 176 kf!:./ uur
12,8
GJ 42,0 x 40,5"= 104 ke:./uur.
17,7 ..
Het e:em. M.G. ven de damp neemt ven beven neer heneden in de kolom
!["Technik formt unsere Welt - Eine enzyklopädische Darstellung", August Scherl, Bonn 1957 : [recenzja]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)