De bereiding van acetyleen uit aardgas

1

Faculteitsbibliotheek TNW

JüiJá;U¡aan 136

262S BL Delft

Laboratorium voor C h emische Technologie

<2o3J

Verslag behorende bij het processchema

va n

A .... .GH AVEL AND •.

onderwerp:

DE BEREIDING VAN ACETYLEEN

UIT AARDGAS,

I I . M o g e l i j k e B e r e i d i n g s w i j z e n 3 I I I . P l a a t s v a n de F a b r i e k 6 I V . H e t u i t t e v o e r e n P r o c e s 8 V. M a s s a b a l a n s 12 V I . Warmtebalams 14 V I I . A p p a r a t u u r 15 V I I I . M a t e r i a l e n , w a a r v a n de v e r s c h i l l e n d e a p p a r a t e n z i j n g e c o n s t r u e e r d 1+5 I X . L i t e r a t u u r M>

1

-B e r e i d i n g van A c e t y l e e n u i t a a r d g a s .

I I n l e i d i n g .

A c e t y l e e n h e e f t de f o r m u l e HC = CH. Het werd i n 1836 v o o r h e t e e r s t geïdentificeerd d o o r Edmond Dave en i n 1892 door Morehead en W i l l s o n b e r e i d v o l g e n s het zgn. v l a m b o o g p r o c e s . I n de m e t a a l b e w e r k i n g i s d i t gas een z e e r b e l a n g r i j k e p l a a t s gaan innemen door de z e e r hoge v l a m t e m p e r a t u u r v a n h e t a c e t y l e e n - l u c h t - m e n g s e l . H e t gas werd een s t e e d s b e l a n g r i j k e r bouwsteen van de

chemische i n d u s t r i e , z o d a t de p r o d u c t i e v o o r a l s i n d a 1930 i n omvang s t e r k i s toegenomen.Deze v e e l v u l d i g e t o e p a s s i n g van a c e t y l e e n i s v o o r a l t e danken aan h a a r g r o t e r e a c t i v i t e i t t e n g e v o l g e v a n h a a r d r i e v o u d i g e b i n -d i n g . V e r r e w e g -de g r o o t s t e h o e v e e l h e i -d a c e t y l e e n w o r -d t op h e t o g e n b l i k i n de V e r e n i g d e S t a t e n g e p r o d u c e e r d ; i n 1960 n l . 200.000 tOn per j a a r , waarvan 85% bestemd was v o o r de chemische i n d u s t r i e , en de r e s t e r e n d e 15% v o o r de m e t a a l b e w e r k i n g . Zo werd v a n de 200.000 t o n b i j v o o r b e e l d 55.000 ton v e r -w e r k t t o t v i n y l c h l o 0 r i d e : HC1 + CH = CH > CH - CHC1. De r e a c t i e v e r l o o p t i n dedampfase b i j een t e m p e r a t u u r v a n 150 - 250° C i n de aanwezigheid van een k a t a l y s a t o r , z o a l s k w i k c h l o r i d e op k o o l s t o f .

de industriële p o l y m e r i s a t i e .

30.000 t o n a c e t y l e e n werd g e b r u i k t om met blauwzuur ( HCN ) a c r y l o n i t r i l t e l e v e r e n , d a t h a a r t o e p a s s i n g v i n d t i n de a c r y l v e z e l s , s y n t h e t i s c h e r u b b e r s , p l a s t i c s e n z . 15.000 t o n a c e t y l e e n werd met a z i j n z u u r t o t v i n y l -a c e t -a -a t v e r w e r k t b i j 180 - 200°C over een k -a t -a l y s -a t o r , z o a l s c a d m i u m - , z i n k - o f k w i k z o u t e n op k o o l s t o f : 0( HC=CH + CR^ COOH — » C H2 = CHOCCH^. Ook v i n y l a c e t a a t h e e f t een b e l a n g r i j k e p l a a t s i n de p r o d u c t i e v a n p o l y m e r e n ( v b . l a t e x , t e x t i e l , e n z . ) g e k r e g e n . De c a p a c i t e i t v a n de i n d i t v e r s l a g b e s c h r e v e n f a b r i e k b e d r a a g t o n g e v e e r 3 t o n a c e t y l e e n p e r d a g p e r f a b r i e k s -e -e n h -e i d ; g -e w o o n l i j k z a l m-en d-e p r o d u c t g a s s -e n v a n 5 bran-d e r s bran-d o o r 1 z u i v e r i n g s i n s t a l l a t i e voeren, zobran-dat bran-dan een p r o d u c t i e v a n ¿+0 t o n / dag b e r e i k t wordt; d i t l e v e r t een j a a r p r o d u c t i e v a n o n g e v e e r 12.000 t o n , a f h a n k e l i j k van h e t a a n t a l d a g e n , d a t de f a b r i e k s t i l g e l e g d moet worden o a r e p a r a t i e s t e v e r r i c h t e n .

3

-I -I M o g e l i j k e B e r e i d i n g s w i j z e n .

A c e t y l e e n k a n b e r e i d worden v o l g e n s : 1. C a r b i d e - p r o c e s .

2. Vlamboog - p r o c e s . ( K u e l s ) .

3. Parljd.ë'le - v e r b r a n d i n g van methaan met z u u r s t o f ( S a c h s s e ) .

k. T h e r m i s c h e k r a l i n g ( W u l f f ). a d . 1. B e r e i d i n g v a n a c e t y l e e n v o l g e n s h e t c a r b i d e - p r o c e s . a. De b e r e i d i n g v a n calciumcarbide,CaC£> v e r l o o p t a l s v o l g t : 3 C + C a O — » CaC2 + CO - 111 k c a l / m o l . r e a c t i e t e m p e r a t u u r i s 2000 - t o t 2200°C. de 111 C a l / m o l . worden g e l e v e r d d o o r een e l e c -t r i s c h e vlamboogme-t e l e c -t r o d e n v a n p e -t r o l e u m - c o k e s . b. De v o r m i n g v a n h e t a c e t y l e e n i s a l s v o l g t : C a C£ + 2 H20 - * C a ( OH .1 + C2H£ + 32 C a l / m o l . De r e a c t i e w a r m t e moet s n e l worden a f g e v o e r d om p l a a t s e l i j k e o v e r v e r h i t t i n g en daarmee e x p l o s i e v e o n t l e d i n g v a n h e t a c e t y l e e n t e voorkomen. Men o n d e r s c h e i d t h i e r d r i e methoden om a c e t y l e e n t e b e r e i d e n u i t c a l c i u m c a r b i d e n.1. 1°. c a l c i u m c a r b i d e w o r d t i n w a t e r g e b r a c h t ; d i t ' t meest voorkomend. 2°. w a t e r w o r d t b i j h e t c a r b i d e gevoegd.

3 ° . de z.g. droge methode;hier worden g e l i j k e ge-g e w i c h t s h o e v e e l h e d e n w a t e r en c a r b i d e b i j e l k a a r gevoegd. a d . 2. B e r e i d i n g v a a a c e t y l e e n m.b.v. een vlamboog o f H u e l s - p r o c e s . H e t methaan i n a a r d g a s o f k r a a k g a s d o o r e l e c t r i s c h e tthtlading-en g e d e e l t e l i j k * omgezetjin a c e t y l e e n b i j

een r e a c t i e t e m p . van 1600 C:

2CH^ » + 3 H2. - 96 k c a l / m o l .

Met w a t e r moet h e t g a s o n m i d d e l l i j k a f g e k o e l d worden t o t 150°C. Met water wordt h e t a c e t y l e e n ooK uitgewassen. De s a m e n s t e l l i n g v a n h e t p r o d u c t gas n a de vlamboog i s :

C2H2 1/f a 1 6 %

H2 Zf6 a

50%

C H Z f

25 a 28%

De v l a m b o o g w e r k t met een s p a n n i n g v a n 7000 v o l t en een s t r o o m s t e r k t e v a n 1150 Amp.

a d . 3. B e r e i d i n g van a c e t y l e e n door partiële o x i d a t i e van k o o l -w a t e r s t o f f e n met z u u r s t o f , h e t . z g n . S a c h s s e p r o c e s . A l s v o o r b e e l d van deze k o o l w a t e r s t o f f e n wordt methaan genomen: CE. + 2 0 , — * C 0 , + 2H20 + 133,9 c a l / mol ( l i t . 2 3 ). 4

2 2

2CH^ — » C2H2+ 3 H2 - 95,54-cal / mol. Of v o l g e n s ( l i t .1 2 . ): k5 CH^ f30,25 o2- * 8 c2H2* 3 , 5 C 02 *25,50 co +5^2+28H2O. H i e r w o r d t de n o d i g e e n e r g i e v o o r de v o r m i n g v a n h e t a c e t y l e e n g e l e v e r d d o o r g e d e e l t e l i j k e v e r b r a n d i n g van h e t g a s . 0 De r e a c t i e t e m p e r a t u u r i s o n g e v e e r 1500 C. H e t r e a c t i e g a s h e e f t ongeveer de v o l g e n d e s a m e n s t e l l i n g b i j g e b r u i k van methaan: 8 v o l . % C2H2. 25 " " CO. lf " " CO-_2*

5

» " CH^. 58 " " H2.

5

-Het a a r d g a s o f a n d e r m e t h a a n - r i j k g a s w o r d t met een be-p e r k t e h o e v e e l h e i d z u u r s t o f goed gemengd en g e d e e l t e l i j k i n een s p e c i a a l o n t w o r p e n b r a n d e r v e r b r a n d . De v e r h o u d i n g CH^ : O,, = 1,0 : 0 , 6 . l e v e r t het hoogste rendement.

S p e c i a l e b r a n d e r s h i e r v o o r z i j n ontworpen d o o r de

Ba-d i s c h e A n i l i n unBa-d SoBa-da F a b r i k e n t e L u Ba-d w i g s h a f e n ( B.A.S.F. ) en d o o r de Sociêtê B e i g e de l ' A z o t e ( S.B.A. )

ad. i f . B e r e i d i n g van a c e t y l e e n d o o r t h e r m i s c h e k r a k i n g o f W u l f f - p r o c e s .

D i t i s een r e g e r a t i e f - p r o c e s met een b l a a s p e r i o d e van 65 s e c , een gasperiode van 45 sec. en een s p u i t i j d van

15 s e c .

De r e a c t i e t e m p e r a t u u r met CH^ i s lif50°C.

De w a r m t e o v e r d r a c h t v i n d t p l a a t s d o o r een v a s t m a t e r i a a l . Ook h i e r worden de r e a c t i e g a s s e n s n e l gequenched.

Het h a n g t van v e l e f a c t o r e n a f , w e l k e van de g e b r u i k e -l i j k e k p r o c e s s e n e c o n o m i s c h h e t g u n s t i g s t i s .

De p r i j s van de g r o n d s t o f f e n , de t r a n s p o r t k o s t e n , de p l a a t s van de consument, de b i j p r o d u c t e n en v o o r a l de p r i j s van de b e s c h i k b a r e e l e c t r i s c h e e n e r g i e z i j n h i e r van g r o o t b e l a n g .

Ook kan de z u i v e r i n g van de p r o d u c t g a s s e n v a n v o e p a a l d e b e r e i d i n g s w i j z e van b e s l i s s e n d e b e t e k e n i s z i j n .

I n h e t algemeen z i j n de b e r e i d i n g s w i j z e n v a n S a c h s s e en W u l f f h e t meest r e n d a b e l .

I I I P l a a t s van de F a b r i e k .

B i j h e t b e p a l e n van de p l a a t s van een f a b r i e k moet r e k e n i n g gehouden worden met de v o l g e n d e f a c t o r e n :

a. t o e v o e r van g r o n d s t o f f e n . b. t o e - en a f v o e r van e n e r g i e . c. a f v o e r van p r o d u c t e n .

N a t u u r l i j k gaan de g e d a c h t e n i n de e e r s t e p l a a t s u i t n a a r h e t Noorden van ons l a n d met h a a r g r o t e a a r d g a s r e s e r v o i r , maar een v e s t i g i n g i n de b u u r t van een r a f f i -n a d e r i j , waarva-n me-n goedkoop methaa-n b e t r e k t , i s ook m o g e l i j k . B o v e n d i e n z a l b i n n e n k o r t h e t a a r d g a s o v e r een g r o o t d e e l van N e d e r l a n d worden g e d i s t r i b u e e r d en h e t i s de v r a a g o f h e t n o o d z a k e l i j k i s h e t f a b r i e k s c o m p l e x d i c h t b i j de a a r d g a s b r o n t e p l a a t s e n . Omdat h e t a c e t y l e e n m e r e n d e e l s bestemd i s v o o r v e r w e r k i n g t o t a n d e r e s t o f f e n , z a l men de a c e t y l e e n f a b r i e k om de hoge t r a n s p o r t k o s t e n t e v e r m i j d e n g r a a g b i j d e a c e t y l e e n -v e r w e r k e n d e f a b r i e k hebben.De p l a a t s -van deze z a l o.a. weer a f h a n g e n van de e i n d p r o d u c t e n , a f v a l g a s s e n en a f v a l w a t e r i n v e r b a n d met l u c h t v e r o n t r e i n i g i n g en w a t e r -v e r -v u i l i n g . Ook kunnen -v e i l i g h e i d s e i s e n een r o l s p e l e n omdat a c e t y l e e n z e e r e x p l o s i e f i s .

A l s z o w e l de a c e t y l e e n - a l s de a c e t y l e e n - v e r w e r k e n d e f a b r i e k n i e u w gebouwd moeten w o r d e n , l i g t h e t v o o r de hand d i t f a

7

-b e e l d i n de -b u u r t van D e l f z i j l , waar men z o w e l o v e r haven-f a c i l i t e i t e n b e s c h i k t a l s ook de zee i n de b u u r t i s v o o r h e t l o z e n van a f v a l w a t e r .

Een g r o n d i g e s t u d i e z a l e c h t e r n o d i g z i j n om de g e c o m p l i -c e e r d e v r a a g n a a r de p l a a t s van b e v e s t i g i n g t e beantwoorden.

g e d e e l t e van de n o d i g e warmte t o e t e v o e r e n . H i e r d o o r i s m i n d e r z u u r s t o f n o d i g en h e t r e a c t i e g a s m i n d e r met k o o l -d i o x y -d e v e r -d u n -d .

De r o o k g a s s e n vande a a r d g a s v o o r v e r w a r m e r hebben n o g v o l doende warmte om ook de z u u r s t o f , b e r e i d v o l g e n s h e t p r o -ces van L i n d e u i t de l u c h t , ( l i t. 2 ^ ).nog t o t 600°C. t e verwarmen.

De h o e v e e l h e i d z u u r s t o f w o r d t met de h a n d g e r e g e l d n a a r de k l e u r v a n de v l a m i n de b r a n d e r , d i e d o o r een k i j k g l a s t e

z i e n i s .

Om een z o h o o g m o g e l i j k rendement aan a c e t y l e e n i n de b r a n -d e r t e k r i j g e n moeten h e t a a r -d g a s en -de z u u r s t o f z e e r goe-d gemengd worden; d i t g e s c h i e d t i n de mengkamer v a n de b r a n -d e r ; -de z u u r s t o f komt met een o n g e v e e r -d r i e m a a l zo g r o t e s n e l h e i d h i e r b i n n e n dan h e t methaan. B o v e n d i e n w o r d t de goede menging nog b e v o r d J d d o o r een l a a g j e R a s c h i g - r i n g e n op h e t b r a n d e r b l o k .

I n h e t b r a n d e r b l o k v a n v u u r v a s t s t e e n b e v i n d e n z i c h 250 | b u i s j e s v a n 8-10 mm. ( l i t . 1 1 ). De g a s s n e l h e i d door deze

o p e n i n g e n i s a a n z i e n l i j k g r o t e r dan de p r o p a g a t i e s n e l h e i d ^ v a n de v l a m i n h e t m e n g s e l .

De g a s s e n branden o n d e r h e t b r a n d e r b l o k met een temp.

v a n 1500°C. en worden na 0,01 t o t 0,001 sec. s n e l met water a f g e k o e l d t o t 80°C. met 100 s p r o e i e r s i n twee r i j e n . De k o r t e t e a c t i e t i j d i s n o d i g omdat b i j 1500°C. k o o l s t o f en w a t e r s t o f s t a b i e l e n z i j n dan a c e t y l e e n ( l i t. 7 ),zodat o n t l e d i n g h i e r i n z i j n e l e m e n t e n m o g e l i j k i s .

9

-B i j de v e r b r a n d i n g o n t s t a a t

3

evenwel 3 g r . k o o l s t o f p e r nr b r a n d e r g a s ( l i t . 7 ), waarvan 1/3 met h e t quenchwaterwordt meegevoerd n a a r een o p s l a g t a n k , waar h e t r o e t g e d e c a n t e e r d w o r d t en h e t w a t e r v a n 80°C. l a t e r

"K weer g e b r i i k t g a a t worden. Met een

n i v e a u r e g e l a a r w o r d t voorkomen, dat gas v i a de b e n e d e n - o p e n i n g de b r a n d e r k a n v e r l a t e n .

H e t gas w o r d t n a a r een met R a s c h i g - r i n g e n g e v u l d e g a s k o e l e r g e v o e r d , w a a r h e t g a s t o t 30°C. wordt a f g e k o e l d en weer een g e d e e l t e r o e t w o r d t a f g e v o e r d met h e t k o e l w a t e r n a a r een t a n k ; ook h i e r w o r d t h e t r o e t weer g e d e c a n t e e r d en h e t w a t e r w o r d t a l s k o e l w a t e r i n de b r a n d e r g e b r u i k t . Om h e t r e s t e r e n d e r o e t u i t de g a s s t r o o m t e v e r w i j d e r e n

w o r d t h e t gas d o o r een met met m e t a l l u r g i s c h e c o k e s g e v u l d e r u i m t e g e v o e r d . Omdat h e t r o e t r e g e l m a t i g v e r w i j d e r d moet worden h e e f t men 2 r o e t a f s c h e i d e r s n o d i g . B i j h e t r e i n i g e n w o r d t h e t warme q u e n c h - w a t e r ( 8o°C. ) van de brander ge-b r u i k t en t e n s l o t t e met open stoom t o t k o k e n g e ge-b r a c h t . H e t gas ¿át de r o e t a f s c h e i d e r v e r l a a t , w o r d t met een com-p r e s s o r gecrom-com-pimeerd t o t 8 aim., waardoor de temcom-peratuur s t e r k s t i j g t . Om h e t gas weer a f t e k o e l e n i s een warmte-w i s s e l a a r n o d i g . Om h e t a c e t y l e e n n u v a n de a n d e r e g a s s e n t e s c h e i d e n w o r d t N- m e t h y l - p y r r o l i d o n ( N.M.P. ) a l s s e l e c t i e f a b s o r b e n s g e b r u i k t .

-s o r p t i e k o l o m v i a de t o p . H i e r i n i -s de v e r h o u d i n g H,,:C0 o n g e v e e r 2; d i t a f g a s i s dan goed s y n t h e s e g a s v o o r de b e r e i d i n g van m e t h a n o l , h o g e r e a l c o h o l e n en k o o l w a t e r -s t o f f e n . I n h e t a b -s o r b e n -s w o r d t v r i j w e l a l h e t a c e t y l e e n o p g e l o s t en i e t s k o o l d i o x i d e . Na de a b s o r p t i e k o l o m , d i e met R a s c h i g - r i n g e n g e v u l d i s , w o r d t h e t a b s o r b e n s met de o p g e l o s t e g a s s e n n a a r een s t r i p p e r g e v o e r d , waar h e t a c e t y l e e n en v o o r a l ook h e t k o o l d i o x y d e v a n h e t Ï.M.P. g e d e s o r b e e r d worden. D e s o r b e r e n o f s t r i p p e n g e s c h i e d t n l . d o o r d r u k v e r l a g i n g e n / o f t e m p e r a t u u r s v e r h o g i n g . Daarom w o r d t i n een o n t g a s s e n de t e m p e r a t u u r v e r h o o g t met h e t quenchwater ( 80°C) van de brander.

Om de t e m p e r a t u u r v e r v o l g e n s op 80°C t e k r i j g e n wordt een w a r m t e w i s s e l a a r g e b r u i k t en w o r d t h e t N.M.P. met h e t nog g e a b s o r b e e r d e a c e t y l e e n i n een a n d e r e o n t g a s s e r

g e b r a c h t , waar met b e h u l p van een wateringpomp een o n d e r d r u k v a n 0,2 atm. wordt v e r k r e g e n . B i j deze o n t g a s s e r i s een

a t m o s f e r i s c h been om de d r u k i n d e r d a a d op 0,2 atm. t e k r i j g e n . OM de m o e i l i j k e r d e s o r b e e r b a r e p o l y m e r e n van a c e t y l e e n van h e t N.M.P. t e s t r i p p e n , w o r d t de v l o e i s t o f t o t 100°C v e r -warmd en onder een d r u k van 0,1 atm. de polymeren o n t t r o k k e n met c$Le s t o o m - e j e c t e u r s en twee mengcondensors.

T e n s l o t t e w o r d t h e t N.P.M. t o t 25° C a f g e k o e l d , d e g e l e g e n h e i d gegeven om de z w a a r d e r e s t o f f e n t e l a t e n b e z i n k e n en g e r e -c i r -c u l e e r d .

H e t b i j de e e r s t e twee o n t g a s s e r s o n t t r o k k e n a c e t y l e e n w o r d t ook t o t 25°C a f g e k o e l d en onder i n de ©tripper

11

-g e v o e r d a l s s t r i p -g a s .

Op een k l e i n e a f s t a n d van de bodem, waar de c o n c e n t r a t i e v a n h e t a c e t y l e e n h e t g r o o t s t i s , w o r d t h e t a c e t y l e e n ( 99,8% ) a f g e v o e r d . D i t z g n . B.A.S.F.- p r o c e s v i n d t h a a r t o e p a s s i n g b i ^ : d e v o l g e n d e commerciële i n s t a l l a t i e s : S o c i e t a I t a l i a n a S e r i a A c e t i c a S i n t e t i c a M i l a n , I t a l y 20.000 t o n / j a a r . SIC E d i s o n V e n i c e , I t a l y 20.000 u Monsanto C h e m i c a l T e x a s C i t y , T e x a s 20.000 A m e r i c a n Cyanamid L u l i n g , L o u i s i a n a 25.000 Monochem G e i s m a r , L o u i s i a n a 20.000 A q u i t a i n e C h i m i e Pan, F r a n c e 15.000 Kyawa N i i g a t a , J a p a n 5.000 Rohm e t Haas L a P o r t e , Texas 10.000

V. Massabalans.

In: U i t :

1( f i g . 1 . ) 2 3

S t o f . kmol/hr. kg/hr. kmol/hr. kg/hr. kmol/hr. kg/hr. CH. 4

83,76 1324,0

8 , 3 133,0 .C2H6 C3H8 3,48 104,4 0,98 43,2

• V l O

°2 0,18 10,3 0,89 28,5 57,8 1850,0 0,6 19,2

co

2 7,3 321,5

co

48,6 1360,0 H2 103,1 206,2 K2 2,6 73,0 2,6 73,2 A _1,3 52,0 _1,3 52,0 C2H2 15,1- 393,0 ° A 0,6 16,8 C3 \ 0,2 8,0 V 2 0,2 10,0 0,09 4,7 C6H6 0,2 15,6 C

_IA

16,8 H20 5 0 900 Tot.kmol. 89,29 _61,7 239,6 Tot.kg. 1537,3 1974,4 3530,0 In: 1537,3 + 1974,4 = 3511,7 kg/hr. U i t : 3530,0 kg/hr.

/

In het beschreven proces volgens Sachsse wordt per uur ingevoerd ( l i t. r en 7 ):

89,3 kmol/hr. aardgas - 89,3 x 22,4 = 2000NnrVhr. aardgas. •z.

61,7 kmol/hr.zuurstof = 61,7 x 22,4 » 1380Nnr/hr. zuurstof. In t o t a a l ingevoerd: 94,38 kgat/hr. koolstof (C).

Ontstaan : 15,1 kmol/hr. C^.,. Rendement (naar C) : f ?1^1 x 100% =32%.

13 -Door v e r l i e z e n b i j de k o e l i n g en de z u i v e r i n g van de p r o d u c t g a s s e n g a a t wat a c e t y l e e n v e r l o r e n , z o d a t u i t -e i n d -e l i j k 14,31 k g / h r . C2H2 g e p r o d u c e e r d w o r d t . Nu rendement op C b e r e k e n d : ^ f f ^ P x 100% = 30% ( l i t . 6 ) . P r o d u c t i e p e r dag : 14,31x26 x 24 =8950 kg/dag. P r o d u c t i e p e r j a a r : 8950 x 300 = 2500 ton/dag.; -H e t v e r s c h i l i n de h o e v e e l h e i d van i n - en u i t g a a n d e s t o f , z o a l s u i t m a s s a - b a l a n s b l i j k t , k a n o.a. o n t s t a a n z i j n d o o r d a t h e t a a n t a l 50 kmol/hr H20 n i e t j u i s t i s .

D i t i s t r o u w e n s ook maar een g e t a l , d a t aangenomen i s o p g r o n d van de verdwenen h o e v e e l h e d e n w a t e r s t o f en z u u r -s t o f .

V I . W a r m t e b a l a n s

Stroomnummer Warmteinhoud Stroomnumraer Warmte i n h o u d

t o e v o e r s t r o o m a f v o e r s t r o o m

1. ( f i g . 1 ) 728 kw 4. 3950 kw

2 . 309 , , 6 . 53 >>

i n b r a n d e r 2.900 ,»

3.937 kw. 4.003 kw.

H e t v e r s c h i l t u s s e n de t o e g e v o e r d e en a f g e v o e r d e warmte k a n

v e r k l a a r d worden door f o u t e n i n de gegeven v o r m i n g s w a r m t e n (AH^) van de r e a c t i e - en p r o d u c t g a s s e n .

15 -V I I . De A p p a r a t u u r . V o o r de b e r e k e n i n g h e e f t men de v o l g e n d e g e g e v e n s n o d i g : C V o o r h e t i d e a l e g a s vanO - 1200°C. C i n cal/gr.°C. ( l i t . 19 ) . Po P F o r m u l e 0°CJ L

25

100

2oo

300 400 . 500 600 700 800 900

1000

1100

1200

blz.

°\

0,5171 o,5321 0,5353 0,6700 0,7587 0,8435 0,9216 0,9926 1,057 1,114 1,164 1,209 1,248 1,283 684 C2H6 0,3943 0,4186 0,4943 0,5946 0,6870 0,7687 0,8411 0,9051 0,961 1,011 1,054 1,092 1,125 1,154 C,Hn 0,3702 0,3985 0,4821 0,5870 0,6782 0,7565 0,8243 0,8836 0,936 0,981 1,020 _{1,055 1,085 1,111} c4 10 0,3731 0,4007 0,4812 0,5826 0,6717 0,7479 0,8136 0,8710 0,9207 0,9639 _{1,0014 1,0342 1,0626}

1,0876-c o

2 0,1953 0,2016 0,2188 0,2378 0,2533 0,2662 0,2769 0,2859 0,2935 0,2998 0,3052 0,3097 0,3137 0,3171

683

co

_{0,2485 0,2487 0,2497 0,2530 0,2582 0,2643 0,2706 0,2765 0,2819} 0,2865 _{0,2906 0,2942 0,2973 0,2999} C ( s ) 0,1532 0,1720 0,2213 0,2776 0,325 0,361 0,389 0,410 0,425 0,436 0,448 0,461 0,470 0,478 ïï2 0,2484 0,2484 0,2491 0,2514 0,2555 0,2609 0,2666 0,2723 0,2776 0,2825 0,2867 0,2905 0,2938 0,2966 H20 ( g ) 0,4441 0,4454 0,4515 0,4634 0,4776 0,4930 0,5092 0,5260 0,5429 0,5590 0,5741 0,5884 0,6020 0,6147 H2 3,392 3 4 4 1 9 3,453 3,468 3,474 3,435 3,504 3,532 3,569 3,613 3,660 _{3,709 3,761} 3,812 °2 0,2184 0,2193 0,2231 0,2301 0,2377 0,2447 0,2506 ot2555 0,2595 0,2619 0,2658 0,2684 0,2706 0,2726 C2H2 0,3857 0,4032 0,4470 0,4890 0,5200 0,5456 0,5679 0,5882 0,6068 0,6238 0,6392 0,6532 0,6658 o,777l 698 C2H4 0,3485 0,3711 0,4369 0,5197 0,5920 8,6538 0,7070 0,7535 0,7944 0,8303 _{0,8617 0,8894 0,9134 0,9345 693} C6H6 0,2266 0,2499 0,3192 0,4005 0,4675 0,5217 0,5663 0,6034 0,6347 0,6613 0,6840 0,7034 0,7202 0,7347 701

F o r m u l e 298°K. 300 400 - 1 7,89 -17,89 -18,63 - 1 9 , 3 0 "19,89 - 2 0 , 4 0 C2H6 - 2 0 , 2 4 -20,26 -21,42 - 2 2 , 4 4 -23,28 - 2 3 , 9 8 C3H8 - 2 4 , 8 2 - 2 4 , 8 5 -26,36 -27,62 -28,66 - 2 9 , 4 9 V l o - 3 0 , 1 5 -30,18 - 3 2 , 0 0 -335*51 -34,73 - 3 5 , 7 0

co

2 - 9 4 , 0 6 - 9 4 , 0 5 - 9 4 , 0 7 - 9 4 , 0 9 -94,12 -94,17

co

- 2 6 , 4 2 _{26,41 -26,32 _26,30 -26,33 -26,41}

c

0 0 0 0 0 ₀ N2 0 0 0 0 0 ₀ H2 ° - 5 7 , 8 0 - 5 7 , 8 0 -58,04 -58,27- •58,49 - 5 8 , 7 0 H2 0 0 0 0 0 0 ° 2 0 0 0 0 0 0 ° 2H2 54,19 54,19 54,13 54,05 53,93 53,79 C2H4 12,50 12,48 11,76 11,14 10,60 10,14 ° 3H4 C6H6 45,92 19,82 45,91 19,80 45,35 18,55 44,85 17,54 44,42 16,71 44.03 16.04 - 2 0 , 8 2 -21,17 - 2 1 , 6 5 - 2 4 , 5 3 -24,97 - 2 5 , 5 0 - 3 0 , 1 2 -30,58 - 3 1 , 0 9 - 3 6 , 4 2 -36,94 - 3 7 , 2 6 - 9 4 , 2 2 -94,27 - 9 4 , 3 2 - 2 6 , 5 1 -26,64 - 2 6 , 7 7 0 0 0 0 0 0 - 5 8 , 8 8 -59,06 - 5 9 , 2 1 0 0 0 0 0 0 53,63 53,46 53,30 9,76 9,45 9,21 43,71 43,44 43,23 15,51 15,10 14,82 1200 1300 - 2 1 , 6 5 _{U i l ,}

₇₉

_{- 2 1 , 9 2} - 2 5 , 5 0 _{-25,64 - 2 5 , 7 2} -31,09 _{-31,16 -31,19} -37,43 _{-37,46 -37,41} -94,36 _{-94,41 - 9 4 , 4 6} -26,91 -27,06 -27,21 0 _{0 0} 0 - 5 9 , 3 6 0 -59,50 0 - 5 9 , 6 2 0 _{0 0} 0 _{0 0} 53,15 53,00 _52,85 9 , 0 2 _{8,88 8,76} 43,06 _{42,94 42,84} 14,63 14,52 _14,45 1400 1500

b l z .

- 2 2 , 0 0 -22,06 705 - 2 5 , 7 5 -25,73 -31,14 -31,06 -37,29 -37,13 -94,51 -94,56 704 -27,38 -27,55 0 0 0 0 , » - 5 9 , 7 4 -59,84 , > 0 0 0 0 52,70 8,67 52,55 _8,61 720 42,75 42,68 14,41 14,39

. V o o r v e r w a r m e r v a n h e t a a r d g a s : Om een z o m o g e l i j k rendement i n de b r a n d e r t e v e r k r i j g e n , 1 s h e t n o o d z a k e l i j k g e b l e k e n om de c o n t a c t t i j d t o t 0,01 a 0,001 s e c . t e beperken; d a a r v o o r i s h e t n o d i g om de g a s s e n a l t o t o n g e v e e r 600 C. v o o r t e verwarmen. V o o r d e z e b e r e k e n i n g nemen we aan d a t h e t gas v o o r 100% u i t methaan b a s t a a t .

De g e m i d d e l d e C o v e r h e t t e m p e r a t u u r t r a j e c t ( 20°-600°C.) v a n methaan i s 0,5 ( 0,5321+0,9926 )sX>,7624 cal./gr.°C. De g a s s t r o o m i s 89,3 kmol/hr.

Dus de t o e t e v o e r e n warmtestroom 0W S89 >3xl6xC!600-20)xO,7624

s 625.000 k c a l . / h r - 728.000 w. ATlK 850-600 , 250°C. I ^ 5 90oc > A T2=rl200- 20 -1180°C. ' 0v -2000 m3/ h r CH^ - |g22 = 0, 5 5 6 m3/ s e c - 5561/sec. S t e l : s n e l h e i d = 4 m / s e c . Doorsnede - - lZf dm2. A a n t a l p i j p e n v a n d i a m e t e r 50 mm =^^97 — PiJPe n» n A 0w _ 728.000 2 p p* " u T T T 10x590 = 1 2 V m • T o t a l e p i j p l i g g t e - 50 - 57 = TTT^™ =7 9 0 M* 790 u,x;?/u P e r b o c h t i g e p i j p : -H^j- = 11,2 m.

Dus 12 r e c h t e s t u k k e n van 1 meter. t - 1,4x57 - 80 mm. 2 l a g e n p i j p e n . 80 x 36 = 287 cm 3 m. ( = d i e p t e v a n o v e n H o o g t e v a n p i j p e n = 12 x 25 = 3 m. Hoogte v e r b r a n d i n g s r u i m t e - 0,75 m. Hoogte oven - 3»75 nt. De maximale v l a m t e m p e r a t u u r v a n een m e t h a a n - l u c h t m e n g s e l i s o n g e v e e r 1600°C.

Deze i s a l s v d g t t e b e r e k e n e n : CH^ + 2 02— * C 02 + 2 H20 .

1 v o l . CH. CA 2 v o l . O.uj 8 v o l N,,.

4 2 2 Vormingswarmte van CH^ = - 17,889 k c a l / mol.

H20 = - 57,80

c o2 = - 94,0518

De r e a c t i e - w a r m t e v a n genoemde r e a c t i e i s :

- 2.57,80 - 94.0518 + 17,889 = - 191,7428 k a l / mol CH^. Gevormde warmte = opgenomen warmte.

191,7428 k c a l / molCH. =(C p n x MG + 2.C „ . xMG +8.C „ xMG)AT 4 p C 02 pH.,0 p N2 =(0,3097 x44 + 2.0,5884x18 +8.0,2905x28)AT = ( 13,6 + 21,2 + 65,0 )AT 9 9 . 8 A Ï AT = 1900°K = 1627°C. De temp. v a n de r o o k g a s s e n b i j de o n d e r s t e p i j p e n w o r d t op +1200°C, g e s c h a t . B e r e k e n i n g v a n de b e n o d i g d e h o e v e e l h e i d ^ a a r d g a s ( methaan ) v o o r de v o o r v e r w a r m i n g : de temp. v a n de u i t g a a n d e g a s s e n w o r d t h i e r b i j pp 850°C gesteü 625.000 k c a l / h r . = ( CpCQ x 44 +2 « c p H 0 x 18 * 8. Cp N 28). 350x. r. (0,2769x 44 + 2.0,5092x 18 + 8.0,2666.28)350x = 90x350.x = 31.500 x x - 20 kmol / h r CH, j tl 1

, V'

1

2. Voorverwarmer van de z u u r s t o f .

0m ook de z u u r s t o f , b e r e i d v o g e n s h e t p r o c e s v a n L i n d e , op 600°C t e brengen worden de rookgassen g e b r u i k t van de v o r i g e v o o r v e r w a r m e r . Gem.Cp s0 , 5 (0,2193 • 0,2355 ) = 0,2374-cal / gr°C. 0M = 6 1 , 7 kmol O^nr. 0 - 61,7 x 32 x 580 x 0,2374 = 234.000 k c a l / h r = w =272.500 W. AT± = 700°- 600° = 100°C 1 ^ a 3 40 oc > ATp s. 850°- 20° = 830°C J 6v 309.000 p A =u x T l g = 10x340 = 9* ' ° m ' 0^ 1 3 8 0 ^ 0 2 = - 0,383 m5/ s e c . = 383 1/sec. S n e l h e i d - 40 dm/sec. 383 2 D o o r s n e d e : ,n - 9>6dm 9,6 A a n t a l p i j p e n 50 - 57 :0,197 = 1 + 9 T o t a l e p i j p l e n g t e - 0 t l ^ 0 s

576 m.

L e n g t e p e r p i j p : =. 11,8 m. Dus 12 r e c h t e stukken van 1 meter, t - 1,4 x 57 = 80 mm.

80 x 43 = 3440 mm.» 3,5 1. ( = d i e p t e oven ). Hoogte van p i j p e n - 12 x 25 cm - 3 m.

H o o g t e g a s t o e v o e r r u i m t e - =0,75m, Hoogte oven = 3»75m.

20

-Toe t e v o e r e n warmte - 265-750 k c a l / h r = 309.000 W.

De t o e g e v o e r d e warmte-(0,2769x44+2.0,5093x18+8.0,2666.28)150°C.20 = 90.150.20 . 270.000 k c a l / h r .

E r z a l dus wat w a r i n g r o o k g a s b u i t e n de oven om g e l e i d moeten worden, omdat t e v e e l warmte w o r d t t o e g e v o e r d met

de genoemde h o e v e e l h e i d g a s . De h o e v e e l h e i d g a s , d i e om de oven heen g e s t u u r d w o r d t , w o r d t g e r e g e l d d o o r een

t e m p e r e t u u r r e g e l a a r op de a f v o e r v a n de opgewarmde z u u r s t o f -s t r o o m aan t e b r e n g e n .

De a f g e v o e r d e warme r o o k g a s s e n v a n £ 700°C kunnen g e b r u i k t worden i n een s t o o m k e t e l om stoom t e maken.

3«Brander.- V<^A*^-^v-vcp««*/w-w'

I n de b r a n d e r worden 1380 n r / h r z u u r s t o f toegevoerd en 2000m3/hr a a r d g a s , b e i d e op een temp. van 600°C.

D o o r d a t de s n e l h e i d van h e t 0^ - gas + 3 maal zo g r o o t i s a l s de s n e l h e i d van h e t a a r d g a s , a l s z i j i n de mengkamer v a n de b r a n d e r komen, wordt een goede menging b e v o r d e r d . Ook w o r d t de menging van b e i d e g a s s e n b e v o r d e r d d o o r een l a a g j e R a s c h i j i g - r i n g e n op h e t b r a n d e r b l o k van v u u r v a s t e s t e e n . I n h e t b r a n d e r b l o k b e v i n d e n z i c h een g r o o t a a n t a l b u i s j e s , w a a r d o o r h e t gas zo s n e l moet s t r o m e n , d a t de v l a m u i t de v e r b r a n d i n g s k a m e r n i e t d o o r d e z e b u i s j e s i n de meng-k a m e r meng-kan meng-komen.Ua 0,001 t o t 0,01 s e c . wordt water u i t

2 r i j e n van 50 s p r o e i e r s , 1 0 cm onder het b r a n d e r b l o k , g e s p o t e n en zo o v e r de g e h e l e b r a n d e r d o o r s n e d e een w a t e r g o r d i j n ge-vormd. I s de r e a c t i e t i j d g r o t e r dan 0,01 t o t 0,001 s e c , dan o n t l e e d t h e t a c e t y l e e n i n k o o l s t o f en w a t e r s t o f , d i e b i j d e z e r e a c t i e t e m p . van 1500°C s t a b i e l e r dan het a c e t y l e e n z e l f .

De d o o r s n e d e van h e t b r a n d e r b l o k i s 108 x 27,5 cm. en 20 cm. h o o g . De a f s t a n d van de i n v o e r p i j p - van h e t z u u r s t o f - g a s t o t h e t b r a n d e r b l o k moet 80 cm z i j n .

De p r o d u c t - g a s s e n worden t o t +^ 80°C a f g e k o e l d door water v a n i+0°C u i t een t a n k , w a a r i n het k o e l w a t e r i s gekomen van

s \ 'ft.

een g a s k o e l e r n a de b r a n d e r . De p r o d u c t - g a s s e n u i t de

b^''

*'

t't

b r a n d e r worden onder i n een met R a s c h i g r i n g e n g e v u l d e g a s k o e l e r g e s t u u r d en worden g e k o e l d met 80 t o n / h r

o_

k o e l w a t e r van 20 0 i n t e g e n s t r o o m van de t o p van de

22

-Dit w a t e r , stat i e t s a c e t y l e e n o p g e l o s t k a n hebben , word£ daarom weer i n de b r a n d e r a l s k o e l w a t e r g e b r u i k t . H i e r komt h e t b i j 80 C i n een andere tank. B i j deze temp. i s de o p l o s b a a r h e i d v a n a c e t y l e e n z e k e r t e v e r w a a r l o z e n . I n e l k v a n de t a n k e n i s een o v e r l o o p gemaakt om h e t r o e t , d a t b i j de v e r b r a n d i n g i s o n t s t a a n , n . 1 . -f 3 g r p e r m ^ ( l i t . 7 ) b r a n d e r g a s en met h e t k o e l w a t e r meegevoerd, a f t e v o e r e n .

Het r o e t wat ook n a de g a s k o e l e r n o g i n de g a s s t r o o m a a n w e z i g i s , w o r d t v e r w i j d e r d d.m.v. r o e t - a f s c h e i d e r s m.b.v. c o k e s .

Ongeveer êên d e r d e , d u s 1 g r r o e t p e r m^ brandergas,wordt meegevoerd met h e t quenchwater v a n d e b r a n d e r .

V o l g e n s ( l i t. 7 ) i s de s a m e n s t e l l i n g van h e t aardgas en b r a n d e r g a s z o a l s aangegeven i n s t o f s t r o o m l.rèsp. 3 . ( b l z . l 2 ) . Omdat h e t b r a n d e r g a s n o g a l i n g e w i k k e l d i s v a n s a m e n s t e l l i n g e n n i e t t e v o o r s p e l l e n i s hoe de v e r s c h i l l e n d e componenten z u l l e n r e a g e r e n , w o r d t de b e r e k e n i n g v o o r d e a f t e v o e r e n warmte o p g e z e t m.b.v. de v o r m i n g s w a r m t e s v a n de r e a c t i e -en p r o d u c t i e g a s s e n : 83,76 kmol/hr CH. xl,l8xl6x(1500-600)=l . z+23.26o k c a l / h r

T o t a a l opgenomen warmte v o o r

Vormingswarmte v a n h e t i n g a a n d e a a r d g a s : 83,76 kmol X - 22,25 k c a l / m o l X 1000 3,^8 X - 25,75 X 1000 C3H8 0,98 X - 31,00 » » X 1000 C

4

H

i o

0,18 X - 37,00 > » X 1000

co

2

o,$9

X - 9 5 , 5 0 X 1000

Zk

-Vormingswarmte vande uitgaande gassen:

8,3 kraol x - 22,25 kcal/mol

x

1000

-

_184.675 0,6 ,, x 0 , , x » ,

-

0

oo

2 7,3 >, x - 95,50 x , ,

- -

697.150 GO 48,6 ,, x - 29,5 x , ,

r

-

1^33.700 H2 103,1 ,, x - 0 , , x , ,

-

0 N2 2,6 ,, x - 0 ,, x , ,

-

0 A 1,3 _{,, x} - 0 , , x , , =

-

0 15,1 ,, x - 52,0 x , ,

-

+ 785.200 C A 0,6 , t x - 8 , 0 , , x , ,

-

+ 4.800 0,2 , > x - 4 2 , 0 x , ,

-

8.400 V a 0,2 ,, x - 0 , , x > ,

-

0 ° A 0,09 ,, x - 0 ,, x , , 0 C H 0,2 ,, x - 14,20 x , , _ ₊ 2.840

6 6

c

_0,7 ,, x - 0 , , x , ,

a

0 H20

t

50 ,, x

-

61,0 , , x , ,

a

-

3.050.000

-

4.564.385

-

2.075.195 Aan warmte komt v r i j :

-

2.489.190

wordt opgenomen •

-

2.041.819

B o v e n d i e n warmte a f t e v o e r e n v o o r v e r l a g i n g v a n temp. v a n 1500°C t o t 80°Cs CH, 4 8 , 3 kmol X 0,9341 X 16 x 1420 - 175.500 ° 2 0,6 , , X 0,2479 X 32 X ,, = 6.770 C 02 7,3 , , X _{0,2694 X 44 x , , -} 122.100 CO 48,6 X 0,2747 X 28 x , , = 530.000 103,1 , , X _{3,633 X 2 x » » = 1.062.000} N2 2,6 , , X 0,2730 X 28 x , , = 28.25O C2 ?2 15,1 , , X 0,5621 X 26 x , , - 313.000 C A 0,6 ,, X _{0,6857 X 28 x , , =} 1 6.340 0,2 ,, X 0,5000 X 78 x , , - 11.800 c 0,06 , , X 0,3997 X 12 x ,, r 408 H2Ö

50,o

, ,

X 0,5331 X 18 x ,, r 682.000 2.948.168 ,, 447.371 , , T o t a l e warmte a f t e v o e r e n : 3.395.539 k c a l / h r . - 3.950.000 W.

26 -De w a t e r d a m p s p a n n i n g b i j 80°C i s 355»lmm. k w i k ( l i t . 2 0 ) . H e t g a s d a t de b r a n d e r v e r l a a t z a l v e r z a d i g d z i j n aan wa-t e r d a m p . E r g a a wa-t n l . (239,6 - 50 - 0,5 )= 189,1 kmol drooggas n a a r de g a s k o e l e r . De meegevoerde h o e v e e l h e i d waterdamp i s d u s: l 8 9 , l ~XrS$P-zr-r- s l 6 4 , 8 k m o l / h r 760-355 ^ H i e r v a n i s a l £ 50 kmol gevormd b i j de r e a c t i e .

Dus 164,8 - 50 = 114,8 kmol waterdamp o n t s t a a n door verdamping van 114,8 kmol quenchwater van de brander.

H i e r v o o r was 114,8 x 539 x 18 -1^113.790kcal/hr n o d i g . ( l i t . 2 1 ) . Nu daas n o g a f t e v o e r e n : 3.395.539 1.113.790 2.28I.749 k c a l / h r = 2.660.000 W. K o e l w a t e r : v a n 4 0 - t o t 80°C. Dus AT = 40°C. N o d i g 2.281.749 = 57.000 k g H20 / h r . = 57 t o n H^O/hr. 40

Een n i v e a u r e g e l i n g i s a a n g e b r a c h t om t e voorkomen d a t h e t gas d o o r de o n d e r s t e o p e n i n g de b r a n d e r v e r l a a t .

4.Gaskoeler: Af te voeren warmte: c s4 8,3 kmol/hr X o,5580 X

16

x 50 s 3.710 k c a l /hr. ° 2 0,6 , , X 0,2210 X 32 X > >

=

212 ,,

c o

2 7,3 X 0,2102 X 44 x = 3.375 CO 48,6 X 0,2^80 X 28 X _», 1.690 *, * 2 103,1 X 3,2960 X 2 x

-

33.850 , , N2 2,6 X 0,2480 X 28 X _{= 907 »•} C2H2 15,1 X 0,4230 X

26

x S 8.300 C2H2 0,6 , , X 0,4030 X 28 X >, 338,5 C6H6 0,2 X _{0,2835 X 78 x , 1} _ 221,5 C6H6 189,1 kmol/hr. • 52.709 k c a l / hr.

Volgens ( l i t. 7 ) wordt 3 gr. roet per m . droogbrandergas afgescheiden. 1S9,1 x 22,4 x = 5450 m . droogbrandergas per uur.

273

\ va», het gevormd* r o e t a f g e v o e r d ; dus h i e r 2 x 5450 - 10,90 kgfc

0,9kmolj»?l*r r o e t .

Gas u i t gaskoeler i n t o t a a l : I 8 8 , 1 9 x 2 2 , 4 x ^ 3 x7 2 § = 4900 m^/hr. droog gas

B i j 30 C.« p ^2 0 = 31,8 mm. kwik

>ele

en 188,19 x ^ ¿ 7 2 = 8,28 kmol/hr H20.

Van 164,8 kmol waterdamp (80°C) ontstaat: 8,28 kmol waterdamp(308) en 156,5 kmol vloeibaar water ( 40°C).

Dus 8,28 x 0,4480 x 18 x 50 = 156,5 x 0,4480 x 18 x 50 = 156,5 x 18 x 539 = In t o t a a l a f te voeren: 3.335 kcal/hr #

30..

500 , , 1.507.000 , , 1.560.835 kcal/hr. 1.560.835 ^ » 7 0 ? 1.613.544 kcal/hr.

28 -K o e l w a t e r v a n 20°C - 40°C Dus AT = 20°C I.613.544 H o e v e e l h e i d k o e l w a t e r : ~ — 1 — - 80.627 k g k o e l w a t e r v a n 20°C - 80,6 t o n water. B e r e k e n i n g v a n de d i a m e t e r v a n de met E a s c h i g r i n g e n g e v u l -de g a s k o e l e r : Gt =T o t a l e dampstroom =5512,2kg/hr-5512,2x2,2=12.126,8 l b / h r . Lt= T o t a l e v l o e i s t o f s t r o o m =80.627 ,,=80.627x2,2=177.000. , , M

-

G

-««.. - ^Sftf =

<?6

=

M , G <g e m . x2 7 3 x 1 = 15 , 6 x 275 _ 0 > 5 0 Z f k g / m3 Q ^ 0 k x 0 t Q e z^ _ 22,4 353 2 2 , 4 x 353 = 0 , 0 3 3 6 5 l b . / c f . V W 5 " - V S ^ " = 0 , 6 7 . ^ , * f ^ F - opp. v a n de d o o r s n e d e . L t =F x l ) i _ k 177.000 x 0,67 = 9,8 „ t = F x g ] « « 12.127 A S ] G - 9,8 l o a d i n g ; 1,5 i n c h R a s c h i g r i n g e n ; o l'"Y §t - 620 g = 620 x 0,67 = 416 lB/hr f t 2 . ( > , iv l" , i Gt= 12.127 l b / h r . j\ f^ q - \ ; v F = | ^ = _ ^ f j |2 Z= 2 9 , 2 f t 2 ' D = y*?^*1* = V 3 7 T Ï = 6,1 f t . - 6,1 x 30,5 =. 186 cm. H o o g t e : 5m. . i 'v

5. R o e t a f s c h e l d e r s ;

Om de r e s t e r e n d e r o e t u i t de g a s s t r o o m v a n de g a s k o e l e r t e v e r w i j d e r e n , w o r d t h e t gas d o o r een r o e t a f s c h e i d e r g e v o e r d . Deze r o e t a f s c h e i

-d e r w o r -d t g e v u l -d met c o k e s . Het r o e t h e c h t z i c h aan -de c o k e s ; ook k a n h i e r nog wat w a t e r c o n d e n s e r e n , §(at k a n weglopen. Aan-g e z i e n h e t a a n Aan-g e h e c h t e r o e t r e Aan-g e l m a t i Aan-g d x p e r 2k u u r ) moet worden v e r w i j d e r d , h e e f t men twee r o e t a f s c h e l d e r s , d i e om b e u r -t e i n g e b r u i k z i j n en schoongemaak-t worden.

I n de g a s s t r o o m n a a r de g a s k o e l e r wordt + 10 k g r o e t meege-v o e r d . S t e l d a t 5 k g door het k o e l w a t e r wordt meegemeege-voerd, zodat n o g ongeveer 5 k g r o e t / h r i n de r o e t a f s c h e i d e r komt. Volgens ( l i t. 1 1 . ) i s voor 5 k g r o e t ongeveer + 2 m^ cokes n o d i g . A l s

men 1 r o e t a f s c h e i d e r Zk uur i n d i e n s t w i l l a t e n ^ z a l het cokes-bed o n g e v e e r de v o l g e n d e a f m e t i n g e n moeten hebben: 3 x 3 ï 5 . » . A l s o n d e r en boven h e t bed nog een h a l v e m e t e r o v e r i s , z a l

de a f s c h e i d e r een d o o r s n e d e van 3 x 3 m hebben en een hoogte van 6 m.

De r o e t a f s c h e i d e r s z i j n opgebouwd u i t g i e t i j z e r e n p l a t e n (1 x 1 m) d i e i n de h a n d e l z i j n . Het g e h e e l z a l men op een b e t o n n e n f u n

-d a t i e moeten p l a a t s e n vanwege h e t g r o t e g e w i c h t . De -d e k s e l s z i j n afneembaar.

Om de c o k e s t e r e g e n e r e r e n en h e t r o e t a f t e vangen moet men de a f s c h e i d e r met w a t e r v u l l e n . Het w a t e r wat men h i e r v o o r ge-b r u i k t , pompt men u i t de t a n k met h e t q u e n c h w a t e r van de ge-b r a n d e r . D i t moet e e r s t z o v e e l m o g e l i j k d o o r d e c a n t a t i e van r o e t g e z u i -v e r d z i j n . D i t w a t e r met open stoom -verwarmen t o t k o k e n en h e t w a t e r met r o e t aan b o v e n - z i j d e a f v o e r e n .

30

-Om c o k e s t e drogen h e t e l u c h t v a n onder d o o r v o e r e n . Men moet voorkomen d a t l u c h t i n de a f s c h e l d e r s komt; daarom i s een a a n s l u i t i n g gemaakt om a c e t y l e e n g a s t o e t e v o e r e n a l s h e t wa-t e r i n de a f s c h e i d e r z a k wa-t .

6. Compressor: V o o r de b e r e k e n i n g v a n de t e m p e r a t u u r aan de p e r s z i j d e i s h e t n o d i g e e r s t K= ^ t e b e r e k e n e n a l s h e t gas van 1 t o t 8 a t m o s f e e r gecomprimeerd w o r d t : k m o l / h r C i n kcal/kg°C. C i n kcal/kmol°C. Cv K k m o l / h r x K è H4 8,3 0,5853 x l 6 = 9,38 7,38 1,27 10,54 Ö2 0,6 0,2231 x32 = 7,15 5,15 1,49 0,90 c o2 7,3 0,2188 x44 = 9,65 7,65 1,26 9,20 co _{48,6 0,2497 x28 = 6,98 4,98 1,40 68,00} H2 103,1 3,453 x 2 = 6,91 4,91 1,41 145,20 N2 2,6 o,2491 x28 = 9,65 7,65 1,26 3,28 C2H2 15,1 0,4470 x26 = 11,62 9,62 1,21 18,30 0,6 0,4369 x28 = 12,22 10,22 1,20 0,72 C6H6 0,001 0,3192 x78 = 22,35 20,35 1,10 0,22 H20 4,15 0,4515 x l 8 = 8,14 6,14 1,32 5,98 C2H2

7i55.

0,4470 x2S; = 5,81 3,81 1,53 11,52 198,1 0,4470 x2S; = 273, 86 G e m i d d e l d e K- 2 7

j ^ i

= 1 , 3 9 K- l = 0,39 en ^1- 0,281 K Wet v a n P o i s s o n : T l H T2 - 2 9 8 . 8 ° '2 8 1 l o g T2 = 2,47* • 0,281. 0,905 = 2,474 • 0,253 =2,727. T2 = 531°K =531 - 273 = 258°C. 198,1 kmol/hr x 22,4 x x | = 108l m3/ h r b i j 8 atm. 1081 x 8 = 8648 Nm3/hr =J^!g317 ~ 298.000 c f t / h r . - 4.970 c f t / h r . Te g e b r u i k e n 1 filark compressor N° 5

32 -7« Warmtewisselaar: k m o l / h r c p MG AT 8,3 X _{0,5853 X 16 x 228} 17.770 k c a l / h r . ° 2 0,6 X 0,2231 X 32 x , j = 978 c o2 7,3 X 0,2188 X 44 x , , = 16.800 > > CO 48,6 X 0,2497 X 28 x , , = 77.400 _{, »} ïï2 103,1 X 3,4530 X 2 X ,, = 165.200 t» N2 2,6 X 0,2491 X 28 x ,, = 5.740 » i C2H2 22,65 X 0,4470 X 26 X , , = 62.700 » , C2H4 0,6 X 0,4369 X 28 X ,, = 1.678 C6H6 0,001x 0,3192 X 78 TT - 6 > > H20 4,15 X 0,4515 X 18 X , , = 7.700 198,1 kmol/hr 2723, 3 kg/hr A T j = 258°C. - 30°C = 228°C. AT A T2 = 5 5 ° c "2 0 ° C = 1 5 °c ' ü A* $ L Ux fi'l'ig A =, o p p e r v l a k . 0w=. w a r m t e s t r o o m . U - warmteoverdrachtscoÇfficiënt. l g 355-932 k c a l / h r . = 79°C* - 20 W$a£°C, - 415.OOO W. AT-^g s l o g a r i t h m i s c h t e m p e r a t u u r s g e m i d d e l d e .

We brengen i n de w a r m t e w i s s e l a a r p i j p e n van 25 - 32. 0» 0785 i s het i n w e n d i g o p p e r v l a k van zo'n p i j p per m e t e r . 262 5 B e n o d i g d e l e n g t e aan p i j p : Q 0^3^ = 3340m. I n de h a n d e l p i j p e n v a n 6 m e t e r l a n g . A a n t a l p i j p e n : - 556 p i j p e n 25 -32. H o e v e e l h e i d b e n o d i g d k o e l w a t e r : ^ 1 9 0 ° ^ = 4190x15 = ^'^ k g / s e c = 3600 x 6,6 = 2 3 . 7 0 0 k g / h r - 23.700 1/hr.

A l s d o o r een p i j p 25 -32 8001. v l o e i s t o f per uur stroomt dan i s

R e ^ 10.000. Dus a a n t a l p i j p e n p e r p a s s : = 2 9 , 7 « 3 0 T o t a a l a a n t a l p i j p e n = 556 Dus a a n t a l p a s s e s : = 1 8 , 5 « ? 19. t - s t e e k - 1,4 x d = 1,4 x 32 if 45 mm. D... s m.t m = 24,5 D^ - 24,5. 45 =1102 mm. 2 x z P i j p = 3 2 , , 2 x s t e e k = 9 0 , , 19 p a s s e s x 10 mm= 190 ,, 1414 mm. - 1,42 m. - Diameter van w a r m t e w i s s e l a a r . L e n g t e w a r m t e w i s s e l a a r s 6 m.

34 -8. A b s o r p t l e - k o l o m : H e t a b s o r b e n s N - m e t h y l p y r r o l i d o n i s h e t meest g e s c h i k t , omdat d i t i n 1 v o l . 34 v o l . a c e t y l e e n o p l o s t ( l i t . 2 2 . ) H e t h e e f t b o v e n d i e n h e t v o o r d e e l , d a t h e t de p o l y m e r i s a t i e v a n h e t a c e t y l e e n s t e r k t e g e n g a a t i n t e g e n s t e l l i n g t o t a n d e r e a b s o r b e n t i a . B i j 25°C en 1 atm l o s s e n 34 v o l . C2H2 op i n 1 v o l . N-methyl-p y r r o l i d o n ( N . M . P . ) ( k N-methyl-p t . 202°C.) A l s H e n r y . g e l d t en T c o n s t a n t i s , l o s t i n 1 v o l . N.M.P. f 3k x 8 3 272 v o l . C2H2 op. » w T o e g e v o e r d p e r u u r : 22,63 kmol C2H2 ( b l z. 3 2 ) 22,65 x 2 2 , 4 x | 2 | -= 554 m3 C2H2. N o d i g p e r u u r :Q ^2 - 2037 i . N.M.P. De t o t a l e dampstroom s s 2723,3 k g - 2723,3 x 2,2 - 5995 l b / h r . De t o t a l e vist.stroom» Lt =2037 1. x s.g. = 2037 x 1,2 = = 2310 kg/hr = 2310 x 2,2 - 5060 l b / h r .

*

s

= lift

x

§ 8

x 8

= Üti"

X

IP

x 8

=

4 , 5 ks/m

^* =

x

°'°

62Zf = = 0,2815 l b / c f t .

*AföJ - V H P - •

a

t

= F x g J * "

G

t « "

a

t " 5995

1 , 9 3 8

=

1 > 6 5 5

-B i j g e b r u i k v a n 1 inch- R a s c h i g - r i n g e n : j ^ - 800 g = 800 x 1,938 = 1550,4 lB/hr f t 2 . St- 5995 lB/hr Dus: F =G t = ^ 9 5 = 3,86 f t 2 , g 1550,4 D - \ / 3 » 8 ^ x 4 = V 4 T 9 2 = 2,15 f t = 2,15 x 3 0 , 5 = 67,7 cm. D = 67,7 i s op l o a d i n g berekend. A l s D = 65 cm i s de s n e l h i e d i e t s g r o t e r en b e v i n d t men z i c h t u s s e n l o a d i n g en f l o o d i n g .

H o o g t e - 10 m ( l i t . 8 ) .

Opm.1: de a b s o r p t i e - w a r m t e i s v e r w a a r l o o s d .

2: de g a s s e n , d i e n i e t g e a b s o r b e e r d w o r d e n9v e r l a t e n de k o l o m

t o p . H i e r i n v e r h o u d e n w a t e r s t o f en koolmonoxyde z i c h ongev e e r a l s 2:1. Men k a n h e t daarom «.Is a y n t h e s e g a s g e b r u i -k e n t e r b e r e i d i n g van m e t h a n o l , h o g e r e a l c o h o l e n en

36 -9. Desorptie-kolom(= s t r i p p e r j . Deze k o l o m h e e f t de z e l f d e a f m e t i n g e n a l s de a b s o r p t i e -k o l o m ( lit» 8 ). A l s s t r i p g a s wordt g e b r u i -k t h e t a c e t y l e e n u i t de o n t g a s s e r s v a n h e t a b s o r p t i e m i d d e l ; Met s t r i p -gas w o r d t o n d e r i n de kolom i n g e v o e r d . T u s s e n de a b s o r p t i e - k o l o m en de s t r i p p e r w o r d t de d r u k v a n 8 t o t 1 atm. a f g e l a t e n .

Een e i n d j e van o n d e r , waar de a c e t y l e e n c o n c e n t r a t i e h e t g r o o t s t i s , wordt h e t z u i v e r e a c e t y l e e n (99,8 % ) o n t t r o k -k e n .

Ook deze k o l o m i s met 1 i n c h - R a s c h i g - r i n g e n g e v u l d , waar o v e r h e e n h e t a b s o r p t i e - m i d d e l van boven n a a r beneden v l o e i t . H e t g a s , wat boven u i t de k o l o m v e r d w i j n t , w o r d t t e r u g

-g e v o e r d n a a r de c o m p r e s s o r .

Het a b s o r p t i e - m i d d e l g a a t v i a een n i v e a u r e g e l i n g n a a r een t a n k , waar vandaan h e t met b e h u l p van een pomp n a a r de e e r s t e o n t g a s s e r w o r d t gepompt.

6

10, 1 Ontgasser.

H e t a b s o r p t i e m i d d e l met h e t g e a b s o r b e e r d e a c e t y l e e n , wordt u i t een o p s l a g t a n k met b e h u l p v a n een pomp i n deze o n t g a s s e r gepompt, en verwarmd met w a t e r v a n 80°C u i t de o p s l a g t a n k

v o o r h e t q u e n c h w a t e r v a n de b r a n d e r . H e t g e a b s o r b e e r d e a c e t y l e e n i n h e t N.M.P. k a n a a n n l . v r i j k r i j g e n d o o f t e m p e r a t u u r s v e r h o g i n g en d r u k v e r l a g i n g . S t e l d a t h e t w a t e r de w a r m t e w i s s e l a a r i n de o n t g a s s e r z a l v e r -l a t e n met een t e m p e r a t u u r v a n 40°C. S t e l d a t h e t N.M.P. met h e t g e a b s o r b e e r d e a c e t y l e e n de o n t -g a s s e r binnenkomt met een temperatuur van 25°C en v e r l a a t met een t e m p e r a t u u r v a n 60°C, zodat

AT-, = 80 - 60 - 20°C. "\ dus AT, = 1 7 , 5 ° C

AT

2

s

40 - 25 = 15 c .

J

De opgenomen warmte i s d a n : 0 = 2037 1/x 1,24 k g / 1 x 0 , 5 k c a l / k g x 35°C =. 43.000 k c a l / h r W liv -. 50.000W. i) 2 H e t b e n o d i g d e o p p e r v l a k - A - *w - 50.000 = 4,765 m . Ux T 600x17,5 2 I n w e n d i g o p p e r v l a k p e r m e t e r v a n buïzen 25 -32 i s 0,0785 m /m

4,765

Dus i n t o t a a l 0,0785 = 60,6 m b u i s 2 5 - 3 2 n o d i g . 60 6

S t e l 0,75 m e l k e b u i s hoog; dan o~75 " ^ P ^ ^ Pe n nodi g .

Van D1 - m x t i s ra = j en t - 1,4 x 32 - 45

D± - 9 x 45 = 405,0 mm.

2 x 2 p i j p - 32 , 1 2 x s t e e k - 90

527 mm 53 cm. Doorsnede van z i e l - p i j p= lOcm.

38

-11. 2 Warmtewisselaar.

H e t N.M.P. u i t de l e o n t g a s s e r l o o p t v l a de z i e l p i j p n a a r een

o p s l a g t a n k , vanwaar h e t met b e h u l p v a n een pomp v i a een warmte -w i s s e l a a r , om de v l o e i s t o f t o t 80°C op t e -warmen, n a a r de Ze o n t

-g a s s e r w o r d t -g e v o e r d .

I n de genoemde w a r m t e - w i s s e l a a r w o r d t de v l o e i s t o f v a n 60 t o t 80°C opgewarmd met stoom v a n 110°C.

De opgenomen w a r o t e i s : 0W = 2037 1/hr x 1,2 k g / 1 x o , 5 k c a l / k g x 20 = 24.500 k c a l / h r -28.500 W. AT s .110 - 60 - 50°C. ï [ Dus A T , s 39 C. en ü = 800 w/nT °C. AT_ = 110 - 80 = 30°c. ) x g '2 K s = 0, 9 2 m 2 . H e t b e n o d i g d e g p p e r v l a k : A= w Ux Tl g 800x39 A l s d o o r de p i j p 25 - 32 de v l o e i s t o f stroom 800 1/hr i s , i s R e ^ 10.000. ^$qq ^ sJy— • Daarom o p p e r v l a k v a n p i j p d o o r s n e d e 2, jjjï m a a i z o g r o o t ; d i t i s h e t g e v a l b i j p i j p e n v a n 44 - 51. Verwarmend o p p e r v l a k v a n p i j p 44 - 51 i s 0,1382 m /m. A s 0,92 m2, 0

92

A a n t a l p i j p e n v a n 1 meter : 0 1 3 8 2 = ^»^5 W 7. p i j p e n .

Om de p i j p 4 4 5 1 een p i J P aanbrengen met inwendige d i a m e t e r -- 75 mmj h i e r v a n i s u i t w e n d i g e diameter 82 mm.

12. £ Ontgasser.

De v l o e i s t o f w o r d t v i a de 2 w a r m t e w i s s e l a a r n a a r de 2 o n t -g a s s e r -gepompt en l o o p t v i a een a t m o s f e r i s c h . b e e n n a a r een t a n k met o v e r l o o p .

De v l o e i s t o f z a k t o v e r h e t g e h e l e o p p e r v l a k v a n de d o o r s n e d e d e r o n t g a s s e r met een s n e l h e i d v a n 5cm/sec.

I n t o t a a l g a a t e r d o o r 2037 1/hr., zodat

5 T r r2 cm^/sec = 5.3600*TT r 2 c m3/ h r = 18 r 2 1/hr - 2037 1/hr.

r s 60 cm. dus de d i a m e t e r d e r o n t g a s s e r i s D - 120 cm. Met een watez&ngpomp w o r d t een o n d e r d r u k v a n 0,2 atm b e r e i k t , w a a r d o o r h e t a c e t y l e e n u i t h e t N.M.P. v e r w i j d e r d w o r d t b i f t 80°C. De l e n g t e v a n h e t a t m o s f e r i s c h been w o r d t a l s v o l g t b e r e k e n d ; 1 atmosfeer - 13»6 x 76 = 1033,6 cm water, s . g . N.M.P. s 1,2 1 atm r1 0 ^ ' 6 - 863 cm N.M.P. 1 - 0 , 2 - 0,8 atm. 0,8 x 863 « 690 cm = 6,9 m N.M.P.

S t e l 30 cm hoog N.M.P. i n de u i t g a s s e r ; zodat de l e n g t e van h e t a t m o s f e r i s c h been i s 6,9 - 0,3 = 6,6 m.

De d o o r s n e d e v a n h e t been i s 10 cm.

TT 2 " " " 2

De i n h o u d v a n h e t been i s tr~ D x 66 = JEJ . 1 , 0 x 66 s 517 1. De r u i m t e i n de t a n k v o o r de o v e r l o o p moet m i n s t e n s een i n h o u d hebben v a n 517 1., vermeerderd met de h o e v e e l h e i d v l o e i s t o f i n de o n t g a s s e r : TT602 X 30 = 340 1. I n t o t a a l : 517 • 340 - 85*21.

ko

-3

1 3 . $ Warmt e w i s s e l a a r .

H e t a c e t y l e e n wat van de 1 en 2 o n t g a s s e r komt wordt door de w a r m t e w i s s e l a a r gestuwd.

De t e m p e r a t u u r v a n h e t i n g a a n d ^ g a s w o r d t op 80°C g e s t e l d en die v a n h e t u i t g a a n d gas op 25°C.

E r w o r d t g e k o e l d met w a t e r v a n 20°C; de temperatuur van h e t u i t -gaande w a t e r wordt op 30°C g e s t e l d . De v l o e i s t o f s t r o o m , d i e de s t r i p p e r v e r l i e t b e v a t t e 2037 x 34 x ^ 22,4 x - 2,84 k m o l C0H0 / 298 2 2 / h r Aangenomen w o r d t , d a t d i t v o l l e d i g t e r u g k e e r t d o o r de w a r m t e w i s s e l a a r en w e l met een t e m p e r a t u u r v a n 80°C. De a f g e g e v e n warmte i s : 0W r 2,84 x 26 x 0,4251 x 55 * 1720 k c a l / h r - 2010 w. A s

0w_

= 2010_ = ^ Ux Tn 20 x 20 l g . We nemen p i j p e n v a n 16 - 23. H o e v e e l h e i d b e n o d i g d k o e l w a t e r / s e c = j^gg" x ^ = 0 , 1 kg/sec -= 360 1/hr. dan Re S 10.000. 5 0 I n w e n d i g opp. v a n p i j p e nQ Q^0^ = 100 m. Dus 100 p i j p e n n o d i g van 1 m l e n g t e , t = 1,4 x 16 s 22,4 en m e 10,4 D^ - 10,4 x 22,4 = 2 2x6 mm. 2 x ~ p i j p JS 23 », 2 x s t e e k - 45 , , 294 mm. Dus D - 30 cm. L - l m .

14, 4 W a r m t e w i s s e l a a r . 6

De v l o e i s t o f u i t de t a n k n a de 2e o n t g a s s e r w o r d t v i a een

warm-t e w i s s e l a a r n a a r de 3eo n t g a s s e r gepompt.

I n d e z e w a r m t e w i s s e l a a r w o r d t de v l o e i s t o f g e a c h t b i n n e n t e komen met een t e m p e r a t u u r v a n 80°C en t e v e r l a t e n met een

tem-p e r a t u u r v a n 100°C.

H e t verwarmen g e s c h i e d t met stoom v a n 110°C. De opgenomen warmte i s : 0W = 2037 1/hr x l , 2 k g / l x 0,5 k c a l / k g x 20°C s 24£00 k c a l / h r = 28.500 W. A T - 30°C. ) n ' Dus 4 T , = 18°C. AT 2 - 10°C.J x s' Ux T. öuu.iö l g . E v e n a l s b i j de w a r m t e w i s s e l a a r v 6 6 r de 2e o n t g a s s e r ook h i e r p i j p e n v a n 44- 51 t e g e b r u i k e n . 2 2 Dan verwarmend o p p e r v l a k 0,1382 m /m. o f 0,2764 m per 2m.

A l s men 2 - m p i j p e n neemt, h e e f t men e r h i e r v a n n o d i g :

i

*2Jfc

0,2764 Om deze p i j p e n v a n 44 - 51 aanbrengen p i j p e n van i n w . diameter =•• 75 mm.

42 -15. 3e O n t g a s s e r . De v a n a c e t y l e e n b e v r i j d e en t o t 100°C opgewarmde v l o e i s t o f w o r d t d o o r een pomp n a a r de 3e o n t g a s s e r g e v o e r d . Nu e c h t e r om de m o e i l i j k e r d e s o r b e r e n d e p o l y m e r e n v a n a c e t y l e e n t e v e r -w i j d e r e n , en -w e l b i j een h o g e r e t e m p e r a t u u r , 100°C, en b i j .

een l a g e r e d r u k n l . 0,1 atm. Ook h i e r z a l de v l o e i s t o f s n e l h e i d 5 cm/sec over de gehele doorsnede van de o n t g a s s e r z i j n . Ook h i e r i n t o t a a l 2037 1/hr., zodat h i e r eveneens de diameter van de o n t g a s s e r 120 cm i s .

S t e l ook h i e r h e t v l o e i s t o f n i v e a u op 30 cm boven de bodem. Met een d r i e t a l e j e c t e u r s a c h t e r e l k a a r , gevoed met s t r o o m , met 2 mengcondensors, gekoeld met water, z i j n i n s t a a t de ge-w e n s t e o n d e r d r u k v a n 0,1 atm. t e l e v e r e n .

Om deze o n d e r d r u k c o n s t a n t t e houden h e e f t men ook h i e r een a t m o s f e r i s c h b e e n , waarvan de l e n g t e a l s v o l g t w o r d t b e r e k e n d : l a t m . = 863 cm N.M.P. 0,9 x 863 =. 785 cm N.M.P. = 7,85 m N.M.P.

l e n g t e v a n h e t b e e n : 7,85 - 0,30 - 7,55 m N.M.P. Doorsnede been i s lOcm.

I n h o u d been i s TT . 1 . x 7,55 = 590 1 p H o e v e e l h e i d v l o e i s t o f i n o n t g a s s e r : TT.6 . 3 = 340 1. I n t o t a a l : 590 + 340 = 930 1. D i t moet ook m i n s t e n s de i n h o u d v a n de r u i m t e i n de t a n k v o o r de o v e r l o o p z i j n .

16. 5 Warmtewisselaar» 6

De v l o e i s t o f u i t de o p s l a g t a n k na de 3@ o n t g a s s e r wordt met

be-h u l p v a n een pomp n a a r een w a r m t e w i s s e l a a r g e v o e r d en v a n d a a r n a a r een o p s l a g t a n k om e v e n t u e l e v e r o n t r e i n i g i n g e n t e l a t e n u i t z a k k e n .

De v l o e i s t o f w o r d t g e a c h t met een t e m p e r a t u u r van ÏOO^C de w a r m t e w i s s e l a a r b i n n e n t e komen, en b i j 25°C deze weer t e v e r -l a t e n .

E r wordt g e k o e l d met w a t e r van 20°C. Men neemt aan d a t d i t

w a t e r de w a r m t e w i s s e l a a r v e r l a a t met een t e m p e r a t u u r van 50°C. a f t e v o e r e n warmte i s : 0W = 2037 x 1,2 x 0,3 x75 = 92.000 k c a l / h r = 107.000 W. A T , = 25 - 20 = 3 ° C \ f z o d a t AT, = 20°C. A T2 -100 - 50 =50 C. J X S* A = _ f w _ = 1 Q 7 ' 0 0 0 = 8,9 m2 . U x T l . g . 60 0 x 2 0

P i j p e n van 25 - 32 worden g e b r u i k t ; dan i s inw. opp. 0,0785m /m; dus n o d i g ^ — = 113,5 m p i j p 25 - 3 2 . 0,0785 92 000 H o e v e e l h e i d b e n o d i g d k o e l w a t e r / s e c . - * - 3070 k g / s e c . w a t e r . 30 3070 A a n t a l p i j p e n / p a s s : 800 4 dan R e y 10.000. Neem p i j p e n van 1,5 m l e n g t e . Dan n o d i g : 1 1 3,5 = 76 p i j p e n i n t o t a a l . 1,5 k p i j p e n / p a s s ; d u s — ^— s 19 p a s s e s * - m x t - 8,8 x 45 - 395 mm 2 x ^ p i j p = 32 , , 2 x s t e e k = 90 ,, 19 passes x 10 mm Dus D - 71 cm. L = 1,5 ia. ^ 1 9 0 , , 707 mm

44

-1 7 . Bóaoen.

N r . Merk Type Max.opbr/ m i n . Max . o p v o e r -h o o g t e . PK. T o e r e n Z u i g b u i s 0 w a a i e i / n m i n . w i j d t e 1". Begemann *» " c e n t r . f u g . pomp. S4. 1250 1. 20 m. 7,9 2300^iam) 125mm 440mm. 2. >, Slf. 900 2 0 , , 5,7 2125( , , ) 1 0 0 , , 4 2 0 , , 3 . LO. 50 , , _{7 , 5 , ,} 0,34 3 2 0 0 ( , , ) 25,, 170,, 4. L I . 60 , , 1 0 , , 0,45 ^ S O C ^ i r e c t ) 3 0 , , 2 0 0 , , 4 • »» L I . 60 1 0 , , 0,45 2800( , , ) 3 0 , , 2 0 0 , , 5. , , LO. 50 _{5 , ,} 0,25 2600jiem) 2 5 , , 170,, 6. L I . 60 ,, 10,, 0,45 280C^irect') 3 0 , , 2 0 0 , , 7. , , L I . 60 , , 10,, 0,45 _{280C( , , ) 3 0 , ,} 2 0 0 , , 8. LO. _{5 , ,} 0,25 260c4>iem) 2 5 , , 170,, v/at et* S i h i . r i n g -pomp. L3*f04kk.700ï. 8m(onder-d r u k ) . 2. 1450 1,5 duim. l s c h o e - pen-w i e l .

WHX, M a t e r i a l e n , waarvan de v e r s c h i l l e n d e a p p a r a t e n z i j n

g e c o n s t r u e e r d .

De a p p a r a t u u r k a n i n h e t algemeen van gewoon c o n s t r u c t i e -s t a a l v e r v a a r d i g d worden. S l e c h t -s de v o o r v e r w a r m e r -s en de b r a n d e r z i j n u i t z o n d e r i n g e n en d a a r v o o r z i j n s p e c i a l e v o o r -z o r g e n n o d i g vanwege de hoge t e m p e r a t u r e n , -z o a l s r e e d s e e r d e r i n d i t v e r s l a g t e r s p r a k e kwam.

De b u i z e n i n de v o o r v e r w a r m e r s kunnen van ^ i c r o m a l van 8 - 1 2 gemaakt worden a f h a n k e l i j k vande t e m p e r a t u u r t e r p l a a t s e ( l i t . 8 ) De b r a n d e r wordt b i j v o o r k e u r met v u u r v a s t e s t e e n b e k l e e d ;

de bodem van de mengkamer kan van s i l l i m a n i e t ( l i t . 8 ) gemaakt worden.

De o p s l a g t a n k s v o o r h e t quenchwater van de b r a n d e r en h e t

46

-I X . L i t e r a t u u r .

1. B a r t h o l o m e w . , Chem. I n g . Techn. 26, 253 (1954). 2. Sachsse, H., ,, ,, ,, 21, 129 (1949). 3. B a r r y , M.J., Chem. Eng. P r o g r e s s , 5_6» 39 (I960).

„ i 4 . Sachsse, H., Chem. I n g . Techn., 26,245 (1954).

5. Bartholome, E., P r o c . I V .t h W o r l d P e t r . C o n g r e s s , s e c t i o n I V , pag.65.

6. P e t r o l . R e f . {¡0, no 11, 208 (1961).

7. F o r b a t h , F.P. P e t r o l . R e f . 3_3_, no 12, 160 (1954). 8. B.I.O.S. Report no. IO48

9. C.I.O.S. ,, no. x x x - 103.

l O . S i t t i g , M, P e t r o l . R e f . ¿ 1 , no 3 . 177 (1962). 11. B.I.O.S. R e p o r t , no 877.

12. F.I.A.T. ,, no 988. 13. F.I.A.T. ,, no 859.

14. M c K i n n i s , A.C. I n d . and Eng. Chem. 42» 850 (1955). 1 5 . F a r n s w o r t h , J . F . ,, ,, ,, ,, 49 1517 (1955).

16. S t a n t o n , J . P . P e t r o l . R e f .

3jL>

no3, 209 (1959).

17. P e r r y , J.H., Chem. Eng. Handbook. 3r d E d .1 4 9 (1955).

18. S i t t i g , M, O r g . Chem. P r o c e s s e s , New York, 10.(1962). 19. R o s s i n i , F.D., S e l e c t e d V a l u e s , P i t s b u r g h . (1953). 20. Chem. J a a r b o e k j e 299 (1951). 21. , , , , 213 (1951). 22. U.S. P a t e n t 2.599.649. 23. S i t t i g , M., P e t r o l . R e f . 4A> no2, 169 (1962). 24. S i t t i g , M., ,, ,, 4JL, n o l , 163 (1962).