Verslag behorende bij het processchema: Bereiding dimethyldichloorsilaan

adres:

Chemische Technologie

/

Stad i um IV

De schei ding van het reac tiemengs el

l

~,,,t,t b"Vl-u..

,~

f}- t tt..

,,-,~

,

~

.

e

('.JI·"'··fVl'l ,',(i.".Si... )..,

'h

'-M.-OMÁ( ,~,tt~~1l '

:he bruari 1965 ~.w. Ouweha:ad

Goe man bo rges i u s s t r aat 2 Delf t

2

Inleiding.

Stadium IV van het proces voor

o

e

berei ding van D heeit als hoofdcoel het verkr~ ge n van 99,5% zu i v e r D. De~e zui -verheid is vol g en s Schubert en Re ed (I) nodig om b~ p oly-me r isa t i e goede resultaten te verkr~gen. Het aanw e z i g e

r

is overigen s ook een waard e vo l product, daar het ge br u i k t wordt al s " cr os s- l i nk er 11 b~ de polymerisatie van D t ot cyclisch e polymerisatieproducten. Ee n zui v e r he i d van onge -veer 90% is hiervoor voldo ende.

}'ordham (.'2..) gee f t zeer schemati sch aan hoe de sch ei din g

ui tge voe r d wor d t door de Mi dl a n d Si l i cone s Ltd. in Eng e l a n d. Fo rdham noemt voor de kolom waari n D en l' ges cheide n wo r -den een t heor e t isch aantal schotels dat l igt tussen 150 en 20 0. Dez e kol om wordt dan ook ':: a a k)ge s p l i tst in twee of meer in serie wer k end e kol ommen.

De litter~tuur noemt al leen ge fractionn eerd e destillatie als methode om het chl~orsilanen m en g sel te scheiden, zodat beslot en werd de schei ding van he~ reactiemeng sel doo r

mid d e l van gef ract i onn ee rd e destillatie t o t st an d te brengen.

}y s i s c h e geg ev en s .

Da~r er slechts wei n ig fysi sc he geg even s over de chlo or-silanen in de litt e r a tuur vermeld worden, Lijkt het nutti g al l es wat a~n fysische gege v en s gevon d en is hi e r te ver -me l d en.

,I

/

Kookpunten.

Bij 1 atmosfeer zijm de volgen de kookpunten geme t en:

3

l

MeCl TH~( U. Mol ecu l a i r gewi c ht . MeCl D T M DH ~ 'r H

c.

24'C 70,2 6C 66,1~C 57,3°C 41,~·C 57,6 PC 31,8 PC 50,5 129}u 149,5 108,5 115.) -170,' 135,5 Di c ht h ei d. MeCl 97 0 kg/_m3 20'C D 1062 Kg_{/ m) 27 PC} T 1265 kgf 3 27~C m M 850 kg_{/ m3} 27°C DH 1101 kg/

3

27vC m 'ot 1500 k /g m.). 20°C I~H 1350 kg/_{rn )}

o

flC

!

i

I I I i So o rt e1l,j ke war mt e. MeC1 (3 ) 'r oK c_p 298,5 40,71 J/mol. gra&d 30 0 40,84 11 400 48,2 11 500 55 , 56 11 D ( ct) TOK c_p 100 12,98 ca1. /mo1. IC 200 18,91 11 273, 15 22,83 11 300 24,17 1I 400 28,83 11 500 32,6 3 11 600 35,74 11 700 38.34 11 Geen geg e v e n s bekend. 4

c = 0,837 J/gram.graad tuss en T = 12PC - 50°C. p

Da mpspan n i ng.

Geg e v e n s over de damp spann i ng al s functie van de t emp e ra -tuur wo r d e n ve r mel d in ~erry (6).

I

I

,

, Chlo orsil an en

A

I

)

Van de algemene vergelDking: l og r_mmHg = B - ~ geeft ~opl0 v

(1

de vol gen d e wa2rd en voor A en B o p: A B 'l'H 148 5.7 7.761 2 DH 148 4, 94 7,6068 '-i 16 05, 4 4 7.74 63 M 1576. 0 9 7,6 471 T 16 38, 27 7,7158 D 1648 .07 7,68 18

Verd ampings wa rmte.

MeCl

De ve r d a mpi ngswa rmte van methyl ch l o r ide werd gevon d en met

behu lp va n de ger e vens uit ~erry (9) •

D (9 ) H = 75 3 0 cal · /mol. t= 70,2°C p = 1 atm.

'

:r

(10) H = 7240 cal·/mo l. t ₌ 66 , l cC _{p = 1 atm.} !Vi (") H = 7220 cal·/mol. t

₌

_{57,3 °C p = 1 at m.}

DH (t:L)

H

=

6816 ca l ./ mol. t

=

41,6 PC P

=

1 atm.

~ (13)

H

=

6860 cal./mo l . t

₌

56,8 PC _P

₌

1 atm.

l'H

Geen gegevens bekend.

Vi scos i te it.

MeCl

Vis c ositei ten we rd en gevonden in l'err y (I")

Chl oo rsilanen

In de l i t era tuur (,~) we rde n de volgende wa~rden gevond en:

6

\

SiHC1 3 '-I Et. SiHC1₂ ' " \' Et. Si HCl :t

=

o,3l 6 ~p bij 25 PC

=

0,332 cp bij 200_C

=

0,527 cp bij 20ll_C

=

0,509 cp bij 25D_C

=

0,490 cp bij 200

c

=

0,464 cp bij 25°C

\

\ \ Wa a r nodig wer d o~ basi s va n de z e geg ev en s een schatting van de vis c osite i t van de chloorsi lanen gemaakt.

Om een uitbreiding van de fysische gegevens te verk~igen

we rd contact o~genomen met de Mid l a nd sil i c on e s Lt d. in

Eng e l~nd . ro t dus v e r r e is al l e e n ee n toeze g ging ontvangen dat er contact zal wo rd en o~ge nomen met het cen trale labo -r~torium om de gev r aagd e geg e v ens te verkr~ gen.

ro eg e ~a s t e rekenmethoden voor de a~~ara t uu r.

He t mi n im um aantal the o ret i s che sch ot e l s

het mi n imum uant al t heore ti sc h e schot e l s wo rdt berek en d

Nm

=

_

met behulp van de z ogene.amde :te ns ke ve rg e l:ijk i ng , di e g'el d t voor zowel binair e systemen al s voor mult i-compo ne n t sy s

-temen. Hi e rb~ wo r dt aan~e n om e n dat de mole n st r oom in de

kol om c onstant i s en de kol om adi ab ati sch 'we r kt . (I ;')

bl,i ge bru i k van een licht e en ee n zware sLeut eLcomp onent

luidt de verg el:ij king van ]ensk e :

log

(~)

•

x2 D

log 0(gem.

wa arin Xl

=

mol f rac t ie van de lichte sl eu t e l c omp on en t x

2

=

molfractie van de zwar e sl eu t e l c ompon ent

~ gem.

=

de gem idd e l de relatie ve ~uchti gheid

van de sl e u~ e l compo ne nt e n , waarb:ij de vluc hti gheid

van de zware sl e ute l c om ~ o n e n t al s ba si s word t gen omen.

De minimum refluxverh ou ding

De minimum refluxverhouding Rm , die nodig i s voor een ge~ en st e schei di n g, wo rd t bereken d me t de methode di e Un

-de rw ood heeft ont wi kk eld. ~f) ' De ve r g el:ij ki n g i s ge ld ig voor iseale syst emen met een const ant e rel ~ti eve -v l u c ht i g

--1 ! D.D~ OiO 0,2

~

6.l ~ c-~ t I ~ L ~ ~

Odtf"

t

r i tI.lIz.

I-!

0.0' QM D.ol. ., ;, .: : -., ...l R-A.... R.,. ,

heide

Er is aangen omen dat de sy s t emen waaraan gereke nd wo rdt

i de a al z~n en wat de tW e e~e eis betreft, bl~kt uit b

ere-ke n i ng e n dat hi e r aan zeer re del~ k vol daan wo rdt.

De verg el ~ kin g van Underwoo d lu i d t: Q(, Z.", c( , - 6 + oIl X07. - -- t 0<2 -

e

wa arinZ 1n

=

mo li r a c t i e va n component n in de voe ding

.~

=

verhouding tus s e n de war mt e nodig om 1 mol te

verdam.pen en de mo lai re la t e n t e war mt e van de

voedin g.

Daar er weinig t h e rm odynam is che gegev e ns over de te

be-hand e l e n stor1 en aanwe z ig z~n , wo rd t de voeding in elke

ko l om op ko okt e m'p e r a t uu r i ngev oe r d zod a t q

=

1.

Ui t de ver-geLijki ng mo et die waarde van

e

opgeLost wo rde n ,

di e ligt t u ss e n de r el a tieve vl ucht ighed e n van de sl e ut e l

-com.tlonen ten.

Me t de ve rgel ~ kin g:

I j _ ~I XO I

fl lrl + I -

e

~

0(

1-word t da n de minimum refluxverhou ding bereken d.

Aan tal t h e o r et i s ch e scho tel s en refluxverhou ding

De corr el a tie tuss en het auntal theore tisch~ sch ot e l s en

de refluxver hou ding, di e Ga l l i l a nd heef t ontwiKkeld (19),

wo rdt geb rui kt om het werk e l~ k e a8..n t a l sch ote ls t e be pal en

b~ een bep ~ al d e reflu xv e r hou di n g.

. ~

,

v,!,•.\" _{Ih (,r;( '(' .} I I .

kunnen we me t behul~ van de }e nske ver

-Hi e r t o e wo rdt de volgende we rkw~z e

ge-9

Bepaling van de voedingsschotel

De voedingsschotel

ge l~ k i n g bepalen.

volgd:

1. Het mi n i mu m aantal theoretische schotels tussen voeding

en destillaat wo r d t be~aa ld met de ~e n sKe vergelij king.

2. He t mi n im u m aantal t h e o r e t i s ch e schotels tu s s e n des

-t i l laat en bodemproduct wo rdt bepa al d met de Fenske

vergelIjking.

3. Neem aan dat àe verhoudin g tussen het aan tal Ilr e c t i

-ficerendell _{schotels en het tot aal aantal schotels bIJ}

t o ta l e reflux en eindige reflux gelijk is.

Ee t produc t van de boven vermelde verhou ding met he t totaal aantal benodig d e schotels levert direct de voedin g sschotel.

Bij de ge Va k t e kolommen wo rdt de ze l fde pr o c edu re gev o l gd,

wa a r u i t dan oe a1 s tand van de top van de kol om t o t de invoer

van de voeding volgt.

Ko l om efficiency

l

).-,1'.1 ,"" ,

"i

. I

. 1

ü'Connell (~) heeft eEn empirische correlatie ont wikkel~

tussen de ko l om- e f f i c i e n c y en het ~roduct va n de relatieve

vluchtig heid en de vloeistof-viscositei t .

Gr a f i sch ziet de correla tie er als volg t ui t :

je..(t' t(. { _t.,!', (,...\;'J,! {,CC, •'{t i .t:"\., ~'!'r.. ~i I ah~ E-tI'1CÜ.{;:t• • , i. ItJ..",i;(.I( ,1"(\, , ~~v ç", L J ' \v,f\.•svo;\

10

He t quot ient van het aantal theoreti~c h~ schotels en de

ui t de graf i ek gev onde n kol om-effi c i e ncy l eve rt het aantal werkel~ k benodigde schotel s o~.

De H.E .i .r . voor een ge~akt e ko l om

~u rch (~~ hee f t een alge me n e co rre lat i e on t wik k e ld vo o r de be r e k e ni n g van I1theheigh t e qui,valent to a t h eo:t etical

.fJl atell

, di e als volgt l ui d t :

waarin H.E.T.E.

=

he ight equi val ent to on e theore t i cal

~la t e, i n i nche s

G = massast ro orn va n de da mp, in 1b/hr. (sq.f t . ) d

=

ko l om di a me t e r , i n inches

h

=

hoogt e gepakte kol om, in ft .

~

=

r el a tiev e vluc h ti ghei d van de sl eut el comp.

,

=

vloeistof-viscositei t , cp.

p

=

vlo ei stof d ic h t h ei d, i n g/ c m3

Kl ' K₂, en K

3 z~n con s t an te n voo r de pakking.

Vo o r I" Ras chi g- r i nge n hebben de ze de volge n de waard e n:

Kl = 0,57 .,.,\ K_{2 =}

_-

0,10 _,I :,1.. Á_l. ... ~

.

K 3 1,24 ,,

=

;.,.} , (, .J','"

.a nne er deze vergel~ king ~0rd t uitgewerkt kr~gen we:

H E" -[1 ïJ _ ' ha' 33

•• L. ""'-. - c . ~

(',','):z.i.

Di t is een vergel~king me t twee ombe k e nden, zodat we nog

De t weed e ver g elDking is: _. "

Y

(aan tal the o ret is che scho tels)

12

-

R

=

\•• •<r

\

Met behul~ va n dez e t wee vergel~ki ngen kunn en de twe e on

-beken den H.E .T .~. en h o~gelost wo rde n .

Op de boven aange gev en w~ z e wordt voor zowel de t o p al s

voor de bodem va n de gepakte kol om de H.E.f .~. bereken d.

De gr o o tst e wa arde voor de H.E. T.~. wo rdt geb ru ikt om de

ui t e i nà e l ~ ke kolomh o ogtet e bepalen.

De keuz e tus sen sch ot e lk o l om of ge pak t e ko lo m

A.ls crite rium wo rdt de ko Lomdi.a met er- genomen. .va rinner- de ko l omdiamet e r kl e i n e r i s dan 50 à 60 cm ge brui k t men i n het alge meen gep~kt e ko l ommen, omd a t benede n bo v eng e n o emd e

di amet e r het aantal kl ok j es v~n 311

( de kleinste di e op

indu s t riäle schaal worde n I e~rodu cee rd) te klein wo rd t

zodat het damp - vl o e i stof c on t a c t onv o ldoende is.

«eÓ. '

Be r e ken i ng van de kolomdi ame ter _{: .... '}"".~.... ~_I~_{, '}

In er rste instan tie werde n de ko l omd iameters ui tg erek end als ware n het scho tel kolommen. .;amn eer de op deze w~ze

verkreg e n diam et e r kleine r was dan de bo ven v erm e lde 50

à 60 cm, werd de berekening voor ee n ge pak t e ko l om he r haald .

De ko l omd iam eter voo r ee n schot e lk o l om

He~ o~ pervl ak va n de ko l omdoo rsn ede vind t men doo r de volu

-mestroom van het gas te de l en do o r de gassne l h e id . Ui t het op deze man ie r bereken d e o~p ervl ak ka n di r e ct de kolom

-di ame t e r bepa ald wordem.

De gassne l h e id in de kol om wo rdt met de volgen de formu l e be r ek e n d:

V_{d ;} C

V~i

-1

!

Pv.

De const ante c is afh ankel~ k va n de scho t el a fs ~ an d. In

het colle g e dic taa t Che mi sc h e ,lerktui gen

r

van J:irof e ssor

Bo on wo rd t oe volgend e t abe l o~ g e geven:

Schotela fs tand c f~ ,,!.,_i.. 0,3 0 m 0,025 m/sec . n ft, •.'!.. -....''''''''''- ~ , 0,45 0,050 11

1

/J1I~ 18 - 7 m -1 I U /P·t, 0,60 m 0,060 11 t-

i

0,75 m 0,0 65 11

De di ch the id IJL wo rdt one.fhan k e Lijk ve ron d e r st el d van dru k

en volume. ~ann e e r we aann emen da t tot ongev e er 10 atm os fe e r de gassen zich als i d e al e gassen ged rage n. hetgeen vo o r di t

soort ber ek en i nge n een ze er rede l~ke aa nne ming i s. wo rd t

met de volg e nde f o rmu le de dam ~d ich t he id be re kend:

22,4

27 3

273 +

M

=

gemi dde lde moleculaire gewi cht

P

=

he ers end e dr uk in mm Hg

f = heersen de tem~eratuur i n grade n Celsi u s

Voor het berekfn e n van het bodem gedeelte van de sch ote l

-ko l om wo rd t o~ de zelfde mani e r t e werk gegaan . Wa n nee r

de diame t e r van toy- en bodem ged 0elte va n de ko l om ~e t t e

veel ve rsc hillen, ~o rdt ffieeft al een af çero nd e wa arde van

de bere k ende gr oo t s t e di a meter aangeh oud e n als diameter

~- \~

V

;;;Ji

13

Be r e k en i n g di am et e r van een ge yak t e kol om

De ge.pakt e kol omm en wo rden bereke nd 0J? hun 11 Loading po I n til

d~ar eventuele variaties i n de gus be last i ng da n zonde r

rno ei.Li jkhed en door de 1çeil 0 !1J.' verw·,erf..:ti kun n en wo rd em. In de

pr act.ijk bete ken t het berekenen Oy het "loading point" dat

de productie behoorlDk oJ?gevoerd kan worden zonder dat er

meteen een nieuwe kol om geb ouwd behoeft te worden.

De be r e k e n i ng is gebase erd op expe rimenten van fillsen (~,) .

De resultat en van fi l l s en's experimenten z~n verwerkt in

~grafieken

met op de hordzontuLe as

~

.•

~

en o p de verti

-cale as

~

-De hoeveflheid

~

is als volgt ged e f i n i ë e r d: . I

~ 'U· !\..t .1

t

""

~ ,·i

I,

I J,{'v~

'.

_ !, : Vt f r !J j I .. I ••.l{. \ 't. )

waarin ;Ov = dicht heid ga s, in 1 b/ cu,ft

De procedure is al s volgt:

lVle-t; de boven vermelde formule wo rd t

~

berekend .

~. ~ wordt met behulp van de volgen de relatie berekend:

7

1-,

.

1 wa a r i n L_t = F~olom Gt = lik ol om

L = total e vloeistof belasting in lb/hr.

g = tot ale ga s belasting in lb/hr.

We t behulp van de gr a f i e k vinde n we nu voor een be pa&l d e

pakking een waarà e voorL, waarui.t g (in lb/hr. f t 2)

wordt berek en d.

~

he t quotient van G

t en g l ev e rt het oPJ?ervl ak van de kol om

14

-

,

\ \

De z e rekenw~ze wo rd t voor zowe l t op als bodem van de ko l om

ge v o lgd.

Wa n n e e r de diamet e r van to~- en bodem gede elte va n de kolom niet te veel verschi llen, word t mee stal ee n aÏgeronde waarde van de bere ke n de gr o o tst e di ame t er al s di a meter voor de

gehe l e kplom ge n ome n.

He t berekenen van de warmt ewiss e l a ur s

De hoofdiormule vo o r wEl. rmt e ov erdra cht i s:

A. = U. A. lI 'r 'f'w waar i n _eb = A = ti 'r = U = war mt e s t r o om kN wa r mt ewi sse l e n d

o

~yervlak

m2 gemidd e l d t emp e rat u u r v e rs ch i l

o

e

11 overall 11 wa rmt e o v e rd r a c h t s c o eff i c i ent kW/

m2

r

c

De Wa r mt e s t r o om

Wa n n e e r voldoen de Ïysisch e geg e v e n s t e r beschikking z~n

Het temperatuurverschil T

15

Dit wordt met de volgende relatie berekend:

/J T= - - ---...---- - T_{log. gem.}

duidel~k gemaakt aan de hand

De betekenis _{van el en e 2 i}s

van de volgende tekeningen:

l' "-...

T

J

-

---.

).---

_

I

I

---

'r--

-~~~-~---~~--

~=~

et.

..

..

pLaats 4 ge lIj ks t r oom t

T

9

1

,

L

plaats tegenstroom

De warmteoverdrachtscoëfficiënt U

De co ëf f i c i ën t U is , afgezien van de vuilla gen, opgebouwd

uit drie termen , nl. de warmte- overdracht van medium I

naar het warmtewisselend opj.erv Lak, de «a .rmt eg eLef. d. Lng

door het constru ctiemateria al van het wa r mt e wi s s e l en d O}lper

-vlak, en de warmteoverdracht van het wa r mt e wi s s e l en d opper

-vlak naar medium II.

De "overall" warmteoverdrachtscoëfficiënt U kan men berekenen

met: 1 U 1 ~ 1 + 1 + - -c;( II

Berekening van de partiële wa r mt e ov er d r a c ht c o ëf f i c i ën t (l~

Voor de bepaling van ~~. bij condensatie kan ijlen van de vol

-gende formules gebruik maken (Nusselt) , als men laminaire

stroming in de film veronderstelt:

Filmcondens&tie op n horizontale pijpen:

(

r

p2

À

3

s

j

i

0(

=

0,72

n D_u

'7

A

'r

n is het aantal horizontale p~pen onder elkaar.

~i lmco n d e n s a t i e op

=

verticale pijpe n;

( r p 2

,,3

g)

0

,94

L

7

Q T ..J.. 4

waarin r = condensatiewarmte J/kg p = dichtheid condens~at _kg/m3

À = warmtegeleidingscoëfficiënt van het condensaat

in W/m'C

2

g = versnelling van de zwaartekracht m/sec .

D

u = buitendiameter pijpen m

1

= dynamische viscositeit van het condensaat Ns e c . / m2

~ r= Ilcond . - 'f wand. CIC

L = lengte pijpen m

In beide formules neemt men voor af = T ond - T_wand •

c •

De grootheden ~ ,

ï

'

en Ît moeten gen omen worden bij een

soort gemidd el d e temperatuur van de condensaatfilm, die

geLijk is aan

I

r

d - ~ Á\T.

-Voor de berekening va n de warmt e o v e rd r acht sco ëff i c i ë n t van

het wa r mt e wiss e l e nd op p ervl ak naar het koelmedium in con

-de n s o r s kan geb ru ik gemaakt wo rd e n van de empirisc he ver

-ge lijki ng :

di e ge ldt vo or een matig t emp e rat uu rs v e r s chi l , voor

0,7

<.

Pr (.120 , 104 ( Re .(1,2.l0 5 en LID ) 60

De fysisc h e eigensch a p pen wornen bij de gemidd e ld e tempera

-tu u r ge n omen.

17

Nu

=

o<'. D Re=

pv

D

De symbolen he b b e n de ze lfd e bet ek e n i s al s in de voorg aande

f o rmu l e s .

Reboilers

) Ove r het mech a ni sme bij verd a mpi n g i s zee r we i n ig bek e n d

\.

en er zijn da n ook geen em~iris c he correlatie s be ke nd voor

het bereke nen va n warmt e o v e rd r~ cht s c o ëff i c i ë nte n aan de verd ampi n gs zij de. Me n maakt bij het bereken en van verd am

-per s allee n ge br u i k van "o v e ra l l " coëf'f iciën ten.

Vo lgens Kramer s (U) is bD verd amp e r s he t temperatuu r s ve r

-schil tuss en wa nd en kok ende vl oe is t of van zeer gr ot e

in-vloed op de war mt e o v e rd rachts c o ëff i c i ë nt . Gl o baal mo et

dit temperatuurv e r sc hil l igge n t uss en 25'C en 75'C. Vo o r

de warmt e o v e rd racht s c o ëff i ci ënt a&n de verd a mp ing s zij de

wo r d t hi e r een geb i ed voor koo l wat e r st off e n aangeg e v e n dat

l oo pt van 500 t ot 1000 W/

Het mechanische ont wer v van de wa rmt ewi s s e l aar s .

Ui t de hoo f dformule van de warmte ov e rd r a cht wo rd t het ~e

wi s s el en d oppervl ak bere kend. Het inwendi ge oppervlak van

de ge bru ikt e pij p pe r st re kken de met er bepa alt de totale benodi g de pijplengte. Wa nn e e r we nu de p~pl e ngt e in de

warmt ewi s s elaa r kiezen. levert het quot i ën t van t ot a l e

leng t e aan pijp en de len gte va n é~n pijp he t beno di gde aa n t a l

pJjpen op.

B~ ga sk o e l e r s en conden sors kunne n we met behul p van de volgende redenering het aan t al tube passe s berekenen~ Om een go e d e warmte ov e rd racht te krijgen van he t wa r mt e

wi sse l end oppervl a k naar het koe lmedi u ~mo et het keng e t a l van Reynolds in de pijpen grot er zijn dan 10 4 . Dit betekent

da t doo r de door ons gebru ikt e p~pem van 25 mm

I

ongev eer

700 1:H

20/ hr. mo et stromen. Do or nu de totale hoeveelheid

benodi g d ko e lwat e r t e de l en door de z e 700 1 H₂0/ hr. vind en

p pe .. Ft,. . sneU

we het aant al pass. . . He t aant a l ~ pas s e s wordt bereken d met de geg e v ens van Bowman , Mu e l l e r . and Nagl e .(~) Voor die wa rmtewis s e la~rs waa r in aan één Zijde verd amping

of condensatie optreedt is het aan ta l she ll pass e s nul.

Toc h word en va a k een aant al dwa rs s chott en aangebrac ht als steun voor de pijp en .

Het volgende schema geeft aan op we l k e wijze de diameter van de war mt ewiss e l aar wordt berek end .

t

~ Het aa n t a l tube passes vind en we nu door het t ota al aan t al pij ~ e n t e de l en door het aant a l pijpen per pass .

"\

\

Voor een be paald aantal p~pe n vinden e in tabe l l en een bijbehor e nde waard e voor m en dus Dl .

De uitei n d el~ k e diameter wor dt met inachtnemi ng van di a -meter vergro t ende fac t o r en :

Dl = m

.

t = x mm

2

_t

d_u = y mm

2 t = z mm

p tube pas ses à 10 mrn =pl Omm +

D = x + y + z +p.10 mm

Be r ek en i ngen.

])e Ga sk oe le r

3

Cp = - - -

-De gaskoe l e r dient om het gas vormige reac t iep r oduct af t e

koelen va n 300'C t ot 50'C . De soortelijke warmt e van gas

-

--vormi g MeCl in dit temperatuu rge bi ed i s ongeve er :

.--- Ju/ {. IJ,.'/~ n t ' k

40,84 + 48,12 + 55,56

=

48 ,2 kJ /Mo l .

'

c

Het reac ti eproduc t bevat 48,32 Mol . MeCl zodat de warmt e

-stro om i s:

~

w

1

₌

48,)2 . 48, 2 (

300

C

-

50~)

=

161,6 kW 3600 4

=

;ÛO~~' djt/ IL ç;ock f 0:.( (24,17 + 28,83 + 32,63 + 35',7 4 ) •4,19 Cp = - - -

-De gemi dde l d e so o rtel~ke wa rmt e v~n D in di t temperat uu r

-ge bi ed is :

=

127 kJ/Mol . CIC

=

42 kW 4,85 . 127 . ( 300(- 50 )

Pw

2

= - - - -3600

Om de restere nd e chlo or si l an en af te koe le n wordt de beno

-digde w~rmtestroom berek en d met een a&ngenomen s .w. van

12 5 kJ /rviol IIC •

0,99 • 125 • (300(- 50)

=

8 ,6 kW 3600

21 ,

" v

Om de aangenomen hoeveelheid 5,5 010 1 H₂ j hr. af te koelen

is met de berekende C =28,2 kJ/ruol.·C de af te voeren

, .p ~a rm t e str o om berekend: 3600 5,5 . 28 ,2 .(300-50) 1>w4=- - - = 1 0,7 kW li't-(

De voor afkoel ing van J ,7 Mo l . CH

4/hr. af te voeren warrn

-t es t r o om is met de gemi ddel de s .w.

v

~n

45 kJ/MolOC in

di t t emp e rat u u r g e p i e d 0,7

.

45

.

(jOO°C- 50)

~

w5

= = 2,2 kW )600 De t o t a l e wa rmt es t r o om is nu

..

~w

tot . =

~

wl+

~w2

+

~w3+~

w4

+ r/Jw5 = 2Z5;1

w

wc (

d

_

3

_

:

0

_

0

_

'

_

C

_

_

~

:-.

:~_~

5

C

( 20'C

koe lwat er A

=

_

,lO _.J á U

=

~O W/ _m2 DC aT_{l og}. ge m. = 110°C ~w = 225,1 kW 225100 20 . 110

Al s koel .J?Jjpen wo rde n pijp en r e b rui k t met een inwendi ge dia

-met er van 25 mm en een uit wen dige di~me te r va n 32 rnrn •

22

Aan pijpen i s nu nod ig een t otale lengte van

Wa nn eer i edere p~p 6 m lang is. z~n er dus 102

=

1300m 0,078 5 1300

- - -

=

217 pripen 6 nodig .

De benod igde hoe vee lh e id koelw ~ter per uur i s nu

10,,1 225100 . 3600

=

9150 1, 419 0 .1 • (40•C - 20·C) 9150 Het aanta l y~p en ~er pa ss i s nu

=

13 700 ; ,...,'1, 217 -,' , He t aantal tub e passes i s dan

=

16 • 13 Het aant a l p~pen i s 217 • w~~r b~ een waaroe van 15,3 vo or m word t gevonden.

h

Jv.l

~,-t ,;..,t•• 6,..,(00 De t otal e di ameter wordt nu : Dl

₌

m. t

₌

15,3. 1.4 . 32

=

(=,90 mm 2

_!

d

₌

32 mm u 2 t

₌

90 mm lE tube passe s à 10 mm

₌

160 mm ₊ D

₌

97 2 mm

Na berekening bl~kt dat er geen shel l pas ses nodig z~n.

--11_{0ch wor d en er meestal enkele sch otten aan gebrs.ch't om de}

p~pen te steunen.

De part iël e cond en sor

Deze con d en s or die nt om het ahnwezige waterS:of en methaan

te ve rw~ d eren. De con d en s&ti et empe ratuur va n het gasmengsel

b~ 8 atm. i s 43 °C .

23

De w&rmtestroom.

De cond ensatie warmt e van MeCl bJ,j 45 ·C is 17800 kJ/Mol.

De gemi àd e ld e s .w. van rileC1 is 48 , 2 kJ/ i;i01.() C

.

De wa r mt e st r oom is dan :

~W

l

= 48, 32. 48,2 . ( 50· C - 43'C) • 48,32 . 17800 - - - - -- - - -- -- - - = 3600

=

244 kW De con d en s a t i ewarmt e van D b~ 70,1 DC en 1 atm. is 31500 kJ/Mol .

Daa r er geen waar d e n bekend zijn bij andere temperaturen ,

wor d t met de bovenvermelde wa arde ge r e k e nd.

De s .w . wordt gest e l d o~ 127 kJ/Mol.oC •

De wa rmt e s t r o om i s dan :

~w2 =4,85 . 31500 + 4,85 .1 27.( 50f

e

-4 3 ~C

) =

3600

43,5 kW

De con d e n s a t i ewa r mt e n va n de andere chloorsilanen uit het

mengsel zijn alleen be k e nd bij hun kook punt , zodat met deze

waa r d e n wordt ge r ek e nd . De s.w. van deze chl oo r s i l an e n wo r d t

ge s t e l d op 125 kJ/Mol.~C . De warm t e s t r o om is dan :

~w3

= + 0,47 .30400+ 0,21. 303 00 + 0,20 .28600+ 0,05 .28900 - - - -- - - -+ 3600 0,06 . 28000 + 0,9 9. 125.(50·C - 43 °C) =

7

,5

kW . 3600 De wa r mt e s t r o om di e &fge v o e rd moet wo rd e n t e r koe l i ng van

het aanwez ig e wat e r s t of en methaan van 50D_{C tot 43 'C is te}

De t ota l e w~rmt e s t r o o m is nu

Pw tot .

=

~wl

+

~w2 +

PW3

=

295 kW .

Daar er niet gen o eg geg ev ens bekend z~n om met de op ~ag. 16 vermelde formules de wa rmt e ov e r d ra c ht s c oëff i c i ën t van het condenserende gasmeng sel naar de pijpwa n d te berekenen, we r d

de lIov e r a l l ",war mt e ov e rd rachts c oë ft i c i ënt

g

es ch~t

op 300 W/ m2,C

20DC ( -

-u

=

300 Vi/ _m2 "C T

=

22~c IJ l og. gem. ~w

=

295 kW 295000 A =- - _ 300 • 22

Als koelp~pen worde n ~~ ~e n ge br u i kt me t een inwendi~dia­

meter van

25

mm en een uitwen di ge diamete r van

3

2

mmo

He t inwendi g oppervlak van dez e pijpen is 0,07 85 m2/ m .

45 m2

is :

Aan pijpen is nu nodig een total e lengte van

Wamn e e r iedere p~ip 2 m l ang is, Zljn er du s nodi g.

De benodi gde ho ev e e l h e i d koelwater per uur

295000 . 3600

- - -

=

575 m. 0,0785 575 288 pijperi 2

- - -

- - - - -

- -

=

25400 1 4190 .1 . ( 30 · C - 20~C) He t aa n t a l pijpen pe r pas~ i s nu 25400 700

=

36

25

288

He t aantal tube passes i s dan _ _ _= 8 .

36

He t aantal p~p en ~ 288 , w~ar bij een waarde van 17,6 voor m

wor dt ge v on d en.

De t otal e diameter wordt nu

Dl

=

m

.

t

₌

17,6

.

1,4 . 32

₌

792 rnrn 2

.

_i

d_u

₌

32 mrn 2. t

₌

90 rnm 8 tube pa sse s à 10 mm

₌

80 mm+ D

₌

..99 4 mm

t

Kolom I )...'( .

.

\ I • 0,0 02 0,Oj4 0,0 09 0,036 0,081 0;835 0,998

,

:

q

0,01 0,20 0,05 0, 21 0,47 4,8 5 5,80 Bod empr . .\1ol/ h r mol f r . .._--- - ---O,Jl 0,J J2 1,OJÜ 48 ,36 l'opp r • .,.ol/ hr rnol f r 4t~;1 -.

"

J

,

'

99

-

9

·

1

0,05 O, J Jl ..' 7 ~, ~~

r0

lt.~/~.t-'

~

~~

"'1,L ~

Wll\-"ttt...

samt n s t e l l i n g van voeding , 0,009 0,089 0,893 0,001 0,ü 04 (1~

_.

.9 54,1 6 fot aal 2.rH 3.Db 4.",

Het volgende staatje geeft de

toppro duc t en bodemproduct.

Vo e di ng mol fr . 6.

'

r

7

.

D

De t optemperatuur is 38 °C . De bodemtemperatuur is 14 4D_C

B~ de berekening van de z e kol om i s Mee l de lichte sleutel

-5,/ J~... '",;-'.

c omponent , en TH de' zwa r e sleut e l c ompon en t .

De dr uk in de kolom is 8 atm. _ _ . . -.-_1\il_o_l.!.../_h_r.,...._ _ ._. 48 ,j 2 6,06 0,20 0,05 0,21 0,47 4,85

lie ]'e n s k e vergelijking levert nu:

c< 5=0,44

#( 6=0,35

vluchtigheden t .o .v . de zwa r e sleu

-De gemidd eld e relatieve

t e l comp o n ent 1H zi j n : 0<1=:5, 21 Ii 3=0, 73 f( 2=1 0< 4=

°

,

48 . / ./ ' . ~." log 3,21

log(0,9 j 9/ 0,OOl) .(O ,002/0, 002)

N

=

_

m =5,7

Daar de re b o i l er als één theoretische schotel wordt gere

-ke n d ,i s het minimum aantal t h e o r e t i s c h e schotels 4, 7

1

t?~:_D ,~'r , R'-I< t~,I./( bere -He t produ ct is: 3,2 1 1 cp. = 3, 2 1 0\ CH 3Cl

~

CH 3Cl =

Voor de bepaling van de ko l omef fi c i e n c y mo et e n we 0{

1

ke n e n.

Uit de vergelijking van Underwood wo rd t opgelost 0= 1 ,001

Wan n ee r de gevonden waarde van 0 wo r dt ge s u b st i tu e e r d' ;n de

vergelij king voor de minimale refluxverhoudin g vinden we:

R

=

O ",,\:-W o> C>lf.,,-,It. (,', \.,'. \ 0 , ,/ )«()~..0/(1)I

m , "

\;an n:eer we R::O, l nem~n ,word t (R- Rm) / (R+ l) =0,091 ,(ot.: 0

Uit de gr a f i ek van G,llila n d vind en we ~aH : (N-N )/(N+l)=0 ,53

m , i

He t aan tal theoretische sc h ot e l s N is liKR: 11 }< .; f,ç 1<.: 0,1;7

K"

De mo l e n s t r ome n in de ko l om

Ui t de gr a f i e k van O'Connel l vinden we voor de kol omef f i c i e n c y:0, 36

11 Het we rk e l i j k aantal scho tel s wo rd t du s: 0,36 = 31

.

~

v= 'j 3,2

°

f--f'---l---~ D = 48 ,5 6 } = 54,1 · L

=

4,84

t

, VI _{= 5),20}

t

" -'-"))',Ol 1.)

₌

-

1-

_b

₌

_5,80

>

..

27 Ko l om af me tingen. Vo l ume st r oo m: =0, 047 m3/s e c De to~ va n de kolom .

~

=97 0 kg/m3 :IJ 5

°

,

5 273 608

°

_

j p v

=

~. 31 1 · 7F

°

=

1'),8 kgfm

Mo l e c u l a i r gewi ch t dest i llaat : 50,5

Sch ot e l a fsta nd: 30 cm c=0, 0 2 5 m/ s e c

Da mpst r o om: 50, 5 • 53 ,20 =2F82 kg/ h r

2682

De bodem van de ko l om.

PL= 1 052 kg/m3

_ 128 273 f080 _ 30 k / 3

P _ - - . - - . _ g m

v 22 , 4 417 7f. O

mol e c u l a i r gewi cht bod em pr od u ct : 128

Scho t e l a fstand : 30 cm c=0 , 025 m/sec

Damp s t r o om: 128 .5 3,2 0 = E8 0 0 kg/hr ({l8 0 0 _ _ __ _ _ -==-0, 063 m3/sec Vo l u mest r o om: 30 . 3600 ,-

~052

Damp s n e l he id : 0,0 2) - 1 =0,146 30 Ko l omdoo rsnede is

g

: ~~g

= 0,4 j 2 m2 Ko l omd i amet e r is 4.0,4 j 2 =0,74 4 m TT m/s ec

28

Kol om I wordt een schotelkolom met een diameter van 800 mm en een schotelafstand van 30 em.Hierdoor is de hoogte van de ko

-lom: 31(aantal schot els) • 0.30 = 9,30 m

In de tekening is de graf i s c he constructie weer gegev en t e r be-

1

paling van het aantal kl ok j e s op een schotel ,d i e zich tussen

de reboiler en de voedingsscho tel bevindt. Het benodig de opper

-vlak van het valsegment wordt berekend op het te verwerken

vloeistofdebiet en op de maximale vloeistofsnelhei d van 10cm/sec J in de valpijp.He t vloeistofdebie t is 2 L/sec het geen een door-

I

stroomoppervlak van 2 dm2 bete k ent.Hierui t vogl t dat voor een di amet e r van 80v mm de segmenthoo gte 66 mm lil is.

De topcondensor.

He t topproduct dat in deze condensor gecondenseerd moet worden is practisch zuiver ~e C l , w aa rvan alle stofconstanten ,di e in de formules voor de berekening van warmte-overdrachtscoe f fi

-cienten op pag.15 en 16 voorkomen,bekend zijn.Met een aange

-nomen waarde voor U wordt in eerste instantie de condensor uitgerekendwaarna met voornoemde formules wordt berekend of

_,

de aangenomen waarde voor U enigszinsix in overeenstemming is met de berekende U. 1,6 kW 36 0 0 360 0 0, 20.28000

~w

2= ---- =

53 ,15.18 400

0

wl

=

=270 kW nu:

He t te condenseren mengsel best a at uit: 53 ,15 meCl Mo l / h r 0,20 ivlol / h r 'rH De condensatiewarmte van ~e C l bij 380C is:18400 kJ /m ol

De condensatie warmte Va n IE bij het kook pu n t wo r dt ge s c ha t op 28000 kJ/Mol

De warmtestromen worden

- ~-~~- ---29 ko elwater 271600 300. 15 ,5 11- 58 3 2 n:=

=

,

m U=300 'il/ m2'e Of l og.g em. =1 5, 5 ~C Ow =271,6 k'if

Als ko e l pi j p e n worden plJpen ge b ru i k t me t een inwendige diame

-ter van 25 mm en een uitwendi ge di ame t e r van 32 mm.Het in

wen-dig

op~erv1ak

van deze pijpen is 0,0785

m

2/m

.

58;.'3

Aan pijpen i s nu nodig een totale lengte van =7 4 2 m.

0,0785

742

'Nan n e r iedere pijp 2 m lang i s ,zijn er dus 2=371 pijpen nodig .

De benodig de hoeve elheid koelwa ter per uur i s:

271600.}600 = 46700 L/hr 4190. 1 .(25 t_C-200C)

He t aantal pijpen per paas is nu:

46700

_ _

_

=

67

Het aantal tu b e passes is dan:

700

371

- - - 6

67

he t aantal pijpen is 37 1, waarbij een waa rde van 20,1 vo o r m

wo rd t gevonden. De t o t a l e diameter wordt nu : Dl = m

.

t =20,1 .1,4

.

32 = 90 5 mrn 2

t

d = 32 mrn • u 2.t 90 mrn 6 tube passes h 10 rnm ₌ 60 rnrn + D ₌ 1087 mm

De ber e ke ni ng van U.

Met de op pag. 16 ve r mel d e l ormul e vo or i i l mc ondens ati e op n ho r i zontal e p~pen wordt de par t i ë l e warmt eo v e rdr a c h t s c o ë ff i

-ciënt v~n het condense ren d e gas na ar de ~DPwand ber ek e nd .

( 36500 0 .(970 )2 . (0,158_)33. • 9,81 )

t

o(

r

= 0,72 = 80 0 w/ m2o

e

10 . 0,052 • 1,8. 10 . 15 ,5 - ) 3, 5 .1 0 50

=

De partiële warmte ov erd racht s c o ëff i c i ë n t van de pi jpwand na ar

het koelwa t e r :. 6.34.10-1 .

(

100~

.

~

~

.

~

.

3

_9_

.

_2_5_. _1o_- 3) 0,8 0(111 =0,023. - - - . 25. 10-~ 0;96. 10-3 . ( 419 0. 0,96_. 1 1 0- 3) 0,4 2 = 495 0 'N/m

oe

6,34. 10

u

= 70 0 W/ m2

D

e

We hebben nu de U ber ek end vo or een schone cond ensor.De vuilla

-ge n ,al e na enige t i jd in en. op de paj pe ri ont s t a an,hebben een zéér nadelige invloed op de wa rmt e-o v e rdrach t ,wa ardoo r de

1I0verallllwarmt e-overdrach t scoëf ficië n t aanm erkelij k lager zal

wo rd en da n de bereken de.Mi jns inziens is de aangenomen waard e ~~ voor

Q

da n ook een reëele waarde.

.:

De reboiler.

Ui t hetg e e n op pag. 17 over verd ampers i s gezeg d volg t dat we

hier een schat t i ng mo e t e n make n van de lIoverall ll warmte -over-dra c ht s c o ë ff i c i ë nt .

31

Daar er alle en verd ampings war mten van de chlo orsilanen bij het

kookpu nt en 1 at m. bekend zi j n wo rdt hi e r mee ge r ek end.

De molaire verdampings warmt e va n he t bodempro duct i s berekend

op: 31476 kJ/Mol

.l:'er uur mo et 53 J20 11101 verdamp t wo rd en,

De warmtes troom is: 3600 53, 20 .31 476 0w=--- -=4E5 kW <: 8 atm. U=600 w/ m2

,

c

af =26D_C log.g em. Ow =465 kVi 465 0 0 0 2 A: =29,8 m 600. 26 De verdam ping diam eter vam Het inwen di g vindt pla ats 25 mm en een oppervlak van

in verticale pijpen met een inwendige

uitwen dige diameter van 32 mmo

deze pi jp en is 0,078 5 m2/ m

29,8

Aan pijpen is nu nodig een t otal e lengte van =380 m 0,0785

380

Wann eer iedere pijp 2m lang is,zijn er du s =190 pijpen nodig. 2

Het aantal pi jp en is 190, waar bi j een waa r d e van 14,2 voor m

De t otale diameter wordt nu:

Dl =rn. t =14- ,2 .1, 4

_•

32 = 640 mrn

2 _{• idu = 32} mm

2 t _{= 90 mm +}

D ₌ 762 rnrn

Als warmtebron voor de verdamper wordt ve r z a d i gde stoom van

170

'

c

en 8 atm. gebruikt.Uit de International Steam Ta bl e s

vinden we voo r de condensatiewarmte : 489 Kc a l / kg

De benodigde hoeveelheid stoom per uur is:

4650 00 .3600 4190.489 = 820 kg, · 1~ ;' y ' tussen 1J en D Kol om 11

In deze kolom wordt een schei ding bewerks telli g d

enerzi#ds en Me C l,M, ~,D E, en TH ande rz i jd s.

fu is de lichte sleu t e l c om pone nt.

T is de zware sleutelcom ~onent.

""",,,,L'\ \' oi..'}".•'~ .)~

~'.' ,\"

lilJen '" vormen een azeotroop (lb) di e bij 54,7°((1 atrn) kook t .

De azeo tro op is opgebou wd uit 35,2 gew.% M en f4,8 gew.

%

~

Bi j de berekening van de kol om wordt de azeotroop als één c

ompo-nent be s c houwd.Met de hoe ve e l h e id fu in de voeding mi nus de aze

o-tropische hoeveelhei d Mwo rdt de berekening uit gevo erd.

De hoeveel heid Min de voeding is 0,21 fuo l

De azeotropische hoeve elheid M i s 0,04 ko l

Ov e r aa n ~ is 0,17 Mol

De in de voeding aanwezi ge 0,05 blol ~ bevindt zich geh ee l in de

33

De to~ t em y e rat uu r is: 77tC

De toydru k is : 2, 7 atm.

De bodemt e mp era tu ur is: 110

'c

De bodem druk is 3,2 at m.

Hetvo lgend e st&atj e geeft de samenste l l i ng van voeding,top- en

bod empro duc t • 5,31 1,0 01 B,o demp r . Mol/hr rno l f r . 1 0,02

I

i 1 0,02 i, i

I

°

0,4 08 i ! ! 9 0,18 4 1_I 6 0,326 0,01

1

O,OO~1 2 0,04 1 0,45 0,084 4,8 5 0,91 4 . -V.oeding ~o p y r. ~o l/h r mol ± r . ~o l/ hr mo lf r . -···.····-1 ---·-·-·.·-··.-· - . .-0 ,Ol I 0,002 Û, 0 0,Ol

I

0,002 0,

°

0,20

I

0,035 0,2 0,09

I

0,016 0,0 0,17

I

J

'

o

;

9 0,1 0,47 , 0,081 0,0

~

!

_8~

_

...1 _ .. . .

o.

!

~l~

_.

__

.

._.

.

_.

...

.

_

_

5,80 1, ~ 01 0,49 0,999 'lo t aal , )3.DH I

1

4

.

].'1+ '" , \5.1\1

i

6

'

:'T

I 17•D i1.i\~eC1 :2.IH oc. 3=2,29 ""4=1,41

t .o .v . de zware sleutel

-De gemi d de lde rel a t i ev e vlucht ig he den

comp on e n t zijn:

0(1=1 2 ,8

log 1,30

De Ee n ske vergelijking l evert nu:

log (0,326/0,041 ). (O,0§6 jO,002)

N = . =22,2

m

Daar de reboiler als één the o r et i s c h e schotel wo rdt ge r e k e nd

is het mi nimum aantal the o ret i s c h e schotels 21 ,2

Uit de vergelij kin g van Un d e rw o od wordt oygelost : e=1,281

Wa n ne er de ge v o nd e n waa r de va n

e

wo r d t ge s u bs t itu e e r d in de ver

-ge l i jk i ng voor de min imale r e i luxverhou din g,vinden we:R_m=24_{_...---:},2

-Wa n ne er we R~~4,4 nemen, wordt ( R-l~)/(R+ l )=O ,Ol

P.

_..

1.'--/,'-' 0 1<' s: I,Ç (-t- )

1<.'h

'/.. L{•1..

/

2

ik.,

34

Ui t de gr a f i e k va n ~&lliland vinden we (K-N )/(N+l)= 0,6 8

m

He t aan tal theoretische schotel s

N

=

F8

,

5

De voedingsschotel is de O,56.fS,5=3Sst e sch ot e l va n boven.

De mo l e n st rom e n in de kolom. = 5,3 1 J! = 5,8 0 1 v = 12,4 5

r

-

~

r

] _ V= l L,4 5

1

-L

~

__

~). D

I

rr

=

11,9f

UL1

~

17

.7

6

l

'----_~

)

B = 0,49 Ko l oma f me t i ng e n. Be r eK eni ng van deze Kol om als schot e l ko l om r es ulteerde in een diameter Kl e i n e r dan 50 cm.De kol om wo rdt dus als ge p ak t e kol om berekend. 3105 • 3,1 - - - - --- -=3 32 22 .Lb/ h r 3105 Lb/ h r - - - - = g - - -= - - - =3 ,1 0,07 5 0,7 00 f op va n de kolom. P_v=11 ,23 kg/ m3=O, 70 0 Lb/ c u .ft Damp s t roo m G t=1 46 6 kg/ h r =5222

Vloeistoistroo m L

t =1 4 2 0 kg/h r =

L .

~

Lt

.

~

Bi j ge b ru i k van Ras chi gr i nge n van 1 inch als pak king voor de

ko l om ,wo rd t de diam e t e r : g=7 40. 5,1 = 22 20 LB/ h r .ft 2 G 32c:2 Oppe rv l ak kol omdo o r sne d e :F= ~ = = 1,45 ft 2 g 222 0 g Uit gr a f i ek: -=740

~

.1. •. _

35

\

p 5

Kol om di am et e r D= ~~- = 1,) 6 f t =0,41 5 m Be r eken i ng H.~.T.~.

D=O, 415 m = lE,5 inches

3 p; = 1,03 4 g/ cm .L g = 2220 ~b/hr. It2 K_l=0,57 _K2=-O ,lO K 3=1,24 0( =1,30 ~ =0,30 cp.

Aa ntal the ore t i sch e sc hot e l s va n voeding t ot to~ i s 38. ft . 3580 5100.3,» - - - - = 4,75 =

=

1,5 ( '-:.. 82038) h=\ 12 =2F,5 g 38 _ _ - 0, 70 ft . 0,833 0.075 ,- - - =3,33 26,5 H.E.'l'.i' = 0.33 H.E. ~.~ =2, 82 .h H.E .r .l" h= • 38 12 De bod em van de kol om. p_v=13, 37 kg/m3=0,833 Lb/cu.ft Damps t r oom G_{t =1}630 kg/hr = 3580 Lb/hr Vl oe i st oi st r oom L t =2320 kg/ hr =510ü Lb/h r

1

.

~

1J

t

.~

Bi j gebr u ik van Raschigringen van 1 inch al s pakking voor de kol om,wo r dt de diam et e rbe rekeni ng:

g=65ü.3.53 =21f 5 Lb/h r oft 2 =1.45 ft =0.430 m \ / 4.1 .65 Kol om diam et e r D = ~. 1T g Uit gr af i ek: _ =f·50 ~

Oppe r vlak kol omd o or s n ed e 10= Gt=_3_5_8_0_ =1,65 ft 2 g 2165

\

Be rek ening H.E .T.r

D=O ,430 m= 17 inches

3

PL=l, 079 g/ cm

g=2165 Lb/h r .ft 2

K waard en hetz elfd e

= 18 ,1 ft ,

H.E .'f •..I:'

h=- _ _ ---<I. 30,5

0<=1,30

1]

=0, 25 cp,

Aa ntal th eoret i sch e schotel s van bode m tot voedi ng is 30,5

0,33 H.E.l1 .l:' =2,71 h 12 18,1 H.E .f .? - -0,60 ft 30,5 De gr oots t e H.~ .~ .~ is 0, 70 ft . ,z odat de t otale kol omhoog t e word t : h= 68,5 . 0,70 =48 ft . =14, 1 m

De voeding wor dt 38 • 0,7 =26,6 ft . = 8,1 m van de t op ingevo erd.

Al s ko l~d iam e t e r nemen we 450 mme

De t opcond ens or.

Weg ens het ontbre ken van de nodige gege v ens kunn en we de U niet berek en.We moete n U dus weer schatt en.

Er moet pe r uur 12,45 Mol gec onde n see rd worden.

De berekend e condensa ti ewa rmt e van het t e condenseren ga s meng s el is : 29055 kJ/ Mol De af te voeren warmt est r oom is: 29055 . 12, 45 3600 100 kW koe lwate r

- - - -37 U =30 0 W/ m2 IC

lJ

r

log•gem. = 40, 5 I C ~ = 100 kW w 10 0 000 A= _ 30 0.4 0,5 2 =8 ,24 m pi jp en

Als koelpijpen wo r de n geb ru ikt me t een inwendi ge diame t e r van

25 mm en een uit wendi ge diam ete r van 32 ~~ .Het inwendig

opper-vlak van de z e pijpen is 0,0785 m2/m

is:

0,0785

105

- - =7fJ

1,5

Aan pi jp en is nu nodi g een totale lengte van

Wa n n ee r iedere pijp 1,5 m lang is,zijn er du s

nodi g.

De benodi gde hoeveelheid ko elwat er pe r uur

8 , 24 = 105 m pijpen 70 0 18 - - = 4 100000.3 6 0 0 = 2880 L/hr 4190•1•(50PC- 20°C) 2880

pijpen ~er pas s i s nu:

70

tube passe s is da n :_ =

4

Het aantal pi jpe n is 70 ,wa arbij een waárd e van 8,6 voor m

gevon-He t aantal

He t aantal

den wo rdt.

De t o t a l e diameter wo rdt nu:

D_{l =} m

.

t ₌ 8 ,6 .1 , 4 .3 2 = 388mm 2 "2

,

d_u = 32mm 2 t ₌ 90 mrn 18 tu be passes h 10 mm ₌ 18 0 mm ₊ D ₌ 690mm De reboiler.

De molaire verdampingswarmte va n he t bod em pr o du c t is berekend

op :31471 kJ/ i,iol

Er mo e t per uur verdamp t wo rde n : 12,45 ~o l

De toe t e voeren war mt e st r o om is: 31471.12, 4 5

O_{w= - -- - - -} =lA9_v kW

I

~W

I

I

·C

i

'

,Ii

I

I;

! ---<:- - -stoom 140°C 3,7 atm. De aan- genomen ti = 600 W/ m2 'C 10 9 0 00 2 Alf = 30

'

c

A=. _{= 6},1 m l og .gem . 600.30

~

w

= 10 9 kW

De ve r d a mp i n g vindt plaats in verticale pijpen met een inwendi

-ge diamete r van 25 mm en een uitwendi ge di a me t e r va n 32 mm.

Het inwe ndig oppervlak van dez e pi j p e n is 0,·07 8 5 m2/m

Aan ~ijpen is nu nodig een t ot al e lengte van 61 =7 7,8 m

0,0785

77,8

Wan n e e r iedre pijp 1 m lang is,zij n er du s -78 pijpen nodi g.

1 = 396 mmm

=

32 mm = 90 mm + = 518 mm D

Het acin tal pijpe n is 78 ,waarbij een wa a rd e van 8 ,8 voor m ge v on

-wo r dt. De t ot a l e di a me t e r word t nu: Dl =m.t = 8 ,8.1 ,4.j2 2 •

t

d u 2. t

Als warmtebron voor de verdamper wo rd t ve r z a d i gde sto om va n 140~C

en 3,7 atm. ge b ru ik t .De condensa tie warmte hiervan is 512 Kca l / k g

De benodi gde hoeveelheid stoo m is:

10900 0.360 0

4190.512

_----L..- __.

39

Kolom 111

In deze kolom wordt de eerste ho e vee l h e id 99,5% zuiver D ge

-~roduceerd . Eet to~~roduct is de voe d i ng voor kolom

rv

.

De lichte sleutelcom~onent i s f .

De ~ware sleutelc ompon ent i s D.

fo ~tem~ erat u u r is 9f 'C.

i O.J:'dr uA i s 2, j at m.

Bodemtem.J:'e rat u u r i s lllP~ .

bod emdr u k is ) ,2 atm.

Het volgende staa tje geeft de sa men s te l l i ng van voeding, top

-en bodemj.r-odu ct , vo edi ng 2o pp r . Bodemp r . Mo l / h r . mo l f r . Mo l / h r . mo l :t r . i\lo l / hr . mo l f r . 1. M 0,01 0,002 0,010 0,01 2. T 0,45 0,084 0.429 0,40 0.021 0,005 3. D 4,85 0,914 0,E43 0,59 4,207 0,9 95 5,3 1 1,·J Ou 1.08 2 1,00 4. 228 1,0 00

De ge mid delde rel~tieve vluc htig hed e n t . o.v. de zw~r e sleutel

-compon ent Z1jn : 0( = 1 12 2 ' 0( 3

=

1 = 43 tI log 1,12

=

N_m De ]'eJlske ve rgeLnkt.ng l evert nu log {0,40) ( 0,9 95) \0,59 ' 0,005

Daar de reboiler als één the o ret i s c h e schotel word t ge r e kBn d,

Ui t de verge1dKing van Underwood wordt o~ge 1 o st :

e

=

1,0 98 .

Wa nnee r de r ev onCi en waarà e van

-a

wor d t gesubst i t ueerd in de vergelDking vo o r de mi n imal e r e flu x verhou ding, vind e n we

R

=

l j , j

m

\/fa n neE'r we R

=

13, 4 nemen , wo r dt (R - Rm) /(R+ 1)

=

0,01 .

Ui t de graf i ek va n G~ 1 1 i 1and vinde n we (N - N

)j(

N

+1)

=

0,68 •

m

Eet aanta l t h eoretisc he schote l s N

=

134 .

De vo edi ngss ch ot e l is de 0,40 .1 34

=

53,3 rlp schot e l va n bov en. De molens t room in de ko~om : v

=

1

5

~

_{__} 1 v

₌

_{15. 581}

t

---{- --1 -} D

=

1,082 L

=

14,49 9 1 L = 19,809

L

-

->

.-

B

=

4,228 Ko l om af met i nge n. Be r e ken i ng van dez e ko l om als scho t e l k o l om resulteerde in èen

di a me t e r kleiner dan 50 cm . .Je ko l om wo rdt dus al s gepakte

kolom ber e k end. ~o ~ van de ko l om ~

p

_v

=

10,fl kgj )_{. m}

=

0,6 62 Lb/ c u .ft . Damp s t room G t

=

215 0 kg/ hr

=

4730 Lb/ hr. Vl oe i st ofst room L_t

=

2020 kg/ hr .

=

4410 Lb/hr .

41 2,76 4730 441 0

?

=

_

_

.

2,97

=

g L 2,97 0,07 5 0,6 6 2 - - - =

BD

ge brui k van Ras chigr i ngen va n 1 inc h als ~a k kin g voo r de kol om, wo rd"t de kol omd iamete r : g Lb/ h r .:t t 2 Uit grafi ek :

_-

_-

740 g ₌ 740 2,97 = 2200 ~ G_t 4730 °P1-lervl è..kt e kol omdoors n ed e } _-

-

_-

_-

- ₌ 2,12 ft 2 g 2200

V

4o : . 1 2

~

hol omdi arn Et er D = 1,f 4 f t = 0,500 m

.

h = _ be rek ening H.E .r.~ . D

=

0,5 00 m

=

19, 6 i nc hes

PI

=

1, 142 g/ cm5 g

=

2200 Lb/_{hr .I}~t 2 K w~~rde n he tz elide. 0(

=

1,12

'?

=

0,25 cp. Aantal t heore ti sche scbot e l s H.B.T.~.

=

2

,5

Y

hO,)3 H.E. r.~. 12 . 53,3 .59 i s 53,3 . 1,5 = 39 f t . H.E .'f.l- .

=

_

_

=

0, 73 i t . 53,3 De bodem va n de kol om .

P

_v

=

13,16 kg/ _m3 = 0,882 Lb/cu .f t . Damp s t r oom G_t

=

201 0 kg/h r

=

442 0 Lb/hr . Vloeis t ofst room L_t

₌

2560 kg/hr

₌

5630 1b/ h r 0,822 L L_t 5630

~

=

= 3,33

-

.~ =- - •

9

=

.

3,33 = 4, 2 0,075 g _G t 4420

Bij ge bru i k va n Ras o h.igr-Lngen van 1 i nch al s pakking voor ne

kol om, wo r d t de di &meterbereKening

g Ui t grafiek :

1""

=

74 0 g

=

740

.

3, 33

=

2440 Lb/ h r .ft2 . de bod em t ot de voeding i s SO, 7 h =( 2,76 • SO,7/ 1,5

₌

_{SO ft .} 12 12 G 44 20

O'pverv lak doorsned e }'

=

-t-

=

2440

=

Ko l omdiam eter D

=

V

4

.

~

'

S l

=

1,5 2 ft . Bere ke n i ng H.E.T .~ . D = 0,4E2 m = 18 ,2 i nc he s .

p

1 = 1,06 3

g

l

cm3 . g = 2440 Lb/ _hr . ft2 .

K

waurde n hetze l1de . ~

=

1,12

1

= 0, 25 c.p. Aa n ta l theor et ische schot e l s van • hO,

j

j]

H.E.T .~. =, 2,76

a

.

a

.r .

»

.

h

=

.

80,7 1,81 1't 2 .

=

0,4f2 m . 80

=

0,9 9 ft . SO,7 De gr oo t st e H.E .T .~. i s 0,99 ft . , zodat de t otal e kol omhoogt e wordt : h = 13 4 • 0,99 = 135 ft.

=

40,5 m • De voe ding wo rdt SO,7 0

_,

99

₌

80 1't

_{. =}

24 4

_,

_{m va n} d_{e t op l}. n-gev o er d. Als kol omdi a me t e r nemen we 50 0 mm . :Lop cond en s o r. ,Iege ns he t ont br eke n van de nodi g e gegev e n s i s het niet m o-ge1~k de U t e bere k e n e n. De U moet dus gescha t word e n.

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

-43

De be rek en d e condens a tiewarmt e van het t e conden s e r en ga s meng -sel i s : 31063 kJ/Mol.

De &;.1 t e voeren w&rmt e stro om i s :

o

_w

=

96'C 15 ,581 . 3106 3 3600

=

134 kW 50' C-"+-- I koe lwate r

u

=

300

W

/

_m2

'

c

Tl og .gem.

=

60'C Ow

=

134 kW A

=

134000 300. 60

=

7,45 m 2

Als koel~ij pen worden PDpem ge bru ikt met een inwen di ge diamet er van ~5 mm en ren uit wen dige diame ter va n 3~ mm . He t inwen

-dig

o

~~e rvlak

van de

P

D~e~

i s 0,0785 m2/ m •

7,45

Aan ~Dpen i s nu nod ig een t otale l engte van __

₌

94,8 m

0,0785

94,8

Wa n n e e r i edere pIjp 1,5 m lang i s , ZIjn er dus 1,5 = 63 p~jpen

nodi g. De benodi gde hoeve el h ei d koe lw a t er i s 1,40 00 • 5600

=

3840 kg/hr . 4190. 1 . (50'C - 20'C) 384 0 He t aant a l ~ijpen pe r pa ss i s nu Het aantal tube passe s is dan _ _ = 5 . 700 63 13 . 5

Het ~ant al p~pen is 65 , wa~rbij een wa~r~e van 8,1 voor m wordt ge vond en . De totale di am et e r wor dt nu Dl

=

m. t

=

8,1 .1, 4

.

32

=

365 mm 2

_i

d_u

₌

32 mm 2 t

=

90 mm 13 tube paE;ses à 10 rnrn

=

130 rnm D

₌

617 mrn De reboile r .

De mol a i re verd &rn ~i ngsw urm t e van het bodern~r odu c t ia berekend

op )155 2 kJ/Mol. 1r moet pe r uur verd&m ~t worden : 15,581 Wol . De t oe t e voe r en w~rm test roo m i s : 15,581 . 31552 o_w

= - - -

- - - - -

=

136 k.", 560 0 111°e 1400e _i

-

-

--+-111 tie ( 3,7 at m. stoom

u

=

600 W/ m2

oe

T_{log.gem. -}- 29 PC Ow

=

136 kW 136 000 A

= - - - -

-600 • 29

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

~-45

De verdam~ing vindt plaats in verticale pijpen met een inwen

-dige diameter van 25 mm en een uitwendige diameter van 32 mm .

He t inwendig

o

~~ervlak

van de z e

PD~en

is 0,0785 m2/m .

Aan p~pen is nu nodig een t otal e lengte va n _-7_{- -},8 _-

-0,0785

99

,5

m. Wa nn eer iedere p~p 1,5 m lang i s, zDn er du s nodig.

9

9

,5

- - - = 67 pijperi 1,5

Het a~ntal p~pen is 67 , wa arbD een wa a rd e van 8,4 voor m

gevond en word t . De totale di amet e r wordt nu Dl

=

m .t .

=

8,4 . 1,4 . 32

=

388 mm 2.

_i

d_u

₌

32 mm 2. t

₌

90 mm D

₌

510 mm

Als wa r mt e br on voo r de ver damper wordt verzadigde stoom van

140'C en 3,7 atm. ge br u ikt. De con densatiewarmte hiervan is

512 kcal/kg .

De benodigde hoeveElheid st oom is

1;60 00 • 3600

=

227 kg/hr

4190 • 512

Opmerking

Een kolom met een hoogte van 40,5 m ,z oa l s voor kol om 111 op

~ag. 42 is berekend, wor dt in de pract~k niet als één kolom

uitg evoerd, máa r ge s p l i t s t in een aantal in serie we r ken d e ko

-lommen. De economie bepa alt wa&r s c hDn lijk i n hoeveel kolommen

i n ko l om 111, als bodemproduct

He t to~pro duct van deze kolom

In deze kolom wordt, evenàls

99,5% zuiver D gepr odu ceer d.

is ongeveer 90% zuiver T .

De l i c h t e sleutelcompone nt i s

r

.

De zware sleutelcomponent is D.

De toptemperatuur is 67'C.

De to~druk is 1 atm.

De bode mtempe ratuur is 98 PC.

De bodemdruk is 2,3 atm.

Het vol gen de staatje geeft de samenst elling van voeding, top

-en bode mpro duct. Voeding I'opp r-, Bodem pr. hlo l / h r mo Lrr• Mo l / hr moli r. lho l / h r mol f r . 1. ti 0,010 0,01 0,010 0,02 2.

_'

_r

0,429 0,40 0,427 0,88 0,002 0,005 3. D 0,643 0,59 0,047 0,10 0,596 0,995 1,08 2 1,0 0 0,484 1,00 0,598 1,0 0 0

De gemidàel d e relatieve vluchtigheden t . o . v . de zware sleutel

-component zijn

0\ 1 = 1,45

De Feus k e vergel~king levert nu :

log (0,88/0 ,10) • (0,995/0 ,005)

Nm =- -- - - -- - - -

-log 1,12

=66, 1

Daar de rebo iler als één t h e o r et is che scho tel wo rdt ge rekend ,

41

Uit de vergel~ king van Under wood wo rd~ oyge l o s t :

e

=

1,0 6 9 . Wan nee r rle ge vo nden wa ard e van

e

wo rd t ge s u bs t itue e r d in de vergel~king voor de minimale refluxverhou ding, vi nde n we

R_m

=

16,9 •

Wan n eer we ~

=

17,1 nemen, wo rd t (R - Rm)/( R+ 1)

=

0,01 .

Uit de graf i ek van Galliland vind e n we (N ~Nm ) / (N +1)

=

0,68 •

He t aantal the o r e t is ch e scho t els N

=

206

De voeda n' gs sch0t el a s' de 0 35, • 206

=

72st e schotel van boven.

De molenstroom in de kolom v

=

8 ,760+ 1"

₌

_1,082" D

₌

0,484

,

_" , 1 L

=

8,276 1 8 .760

t

t

i

L l

=

9,358 v ₌

-

-

--- -

- -

--- ---

r

B

₌

_0,598 Ko l oma f me t i nge n

Be r e k e nin g van deze kolom als schotel kolom resulteerde in

een di ame t r kleimer da n 50cm. De kolom word t dus als gepakt e kolom berekend. 1,99 0,015

cp

= ro p va n de ko l om Pv

=

5,28 kg/ _m3

=

0,32 9 Lb/ cu .ft . Damp s t r o om G t =1310 kg/ h r . = 2860 Lb/hr. Vloeistofstroom L t = 1240 kg/ h r = 2690 Lb/ h r . 0,329 L L_t 26 90 = 2,1 0 = _ 0 = • 2,1

=

g G t 28 6 0

BD gebruik van Ra s ch i g r i nge n van 1 inch als pakking voor de

kol om, wordt de kol omd i ame t e r b e r e k en i n g

g Uit gr a f î e k -,= 780 . , g = 780. 2,1 = 1640 Lb/hr.ft2 1,48 ft

=

0,453 m • 2860 1640 - - = 1,73 ft2 G

O~p ervl ak ko l omd o o rs ned e F =~=

g

\

p-:n

Ko l omd iame t e r D =

V--:rr-

= Be r e k e n i n g

H

.

E

.T .

f

.

D = 0,45 3 m = 17,8 inches P_L

=

1,244 gr/cm3 g

=

1640 Lb/hr.ft2 K waard en he t z e l f d e o{= 1,12

"7

= 0,30 cp. Aa n t a l th e o ret i s c h e scho t els H• .1J~ ~• 'l: ...~ -_ 2,92 hO,3 5 h

=

H.E .f .r . . 72 van voeding tot t op i s 72 . h __ (2,9 12 2 • 72) 1,5

₌

75 ft .

=

1,04 ft . 75 72 12 H.E . I'•.!:.

=

Bod em van de ko l om.

p

v

=

9,93 kg/_m3

=

0, 619 Lb/ cu.ft . Da mp s t r o om G t

=

1130 kg/h r

=

2500 Lb/hr. Vloeistofstroom L t

=

1210 kg/h r

=

2660 Lb/h r . ~

=

0,61 9

___ =

2,89 . 0,075 L g 2660 ~

- -

.

iJ

=

2,89

=

3,08 G_t 2500

- - - .~

----'---49

B~ gebruik vam Raschigringen v&n 1 inch als pakking voor de

kolom, wo r d t de diameterberekening

,

\ g Uit gr-a.f'Lek _ = ,740 ~ Op p e r v l a k doorsnede ~

=

g

=

740 2500

21

40

2,8 9 = 2140 Lb/ hr . Ît2 . Kolomdiameter D

=

4, 1,14 lT = 1,2 ft . = 0,368 m . Ber~kening H.E.T.~. D = 0,368 m = 14,5 inches

f

L= 1

,063

gr/_cm

3

g

=

2140 Lb/_hr ._{f t} 2 K wa&rden hetzelÎde

~

=

1,12 ~

=

0,30 c~.

Aantal theoretische schotel s

H.E .T .E. = 2,52 hO, 3 3 h

=

H.E.I' .l'.

12

va n bodem tot voeding i s

134

.

=

(

2,52 . 134 1,5 h

=

150 Ît. 12 150 H•E.rE.1'.

= _

_

=

1,1 ft •

134

De grootste wo r d t : H.E.T.~. i s 1,1 ft . , zodat de totale kol omh o o g t e h

=

1 ,1~ 206 = 227 ft. =,69, 4 m •

De voeding wordt 7~ . 1,1 = 79 ft .

=

24 ,2 m van de top inge

-voerd.

Al s ko l omdi ame t e r nemen we 475 mm •

De topcondensor

We g e n s he t on t b r e k e n van de nodige gegevens ié het niet m

o-ge l ij k de U te berekenen. De U mo e t geschat wo rd e n .

Er moet per uur 8 , 760 Mo l ge c o nde nsee rd wo rd e n. De bereken

50

de con d en s a t i e wa r mt e van he t te condenseren gasmeng s e l is

305 56 kJ/Mol. De ai t e voeren w~rmt e s t r o o m is :

°

w = 8,760 . 30556 3600 = 74 kii 45°C-+-- ,__~(_20pC koelwater

~67"C

A = - - - _

u =

300

'

N

/

_m2

-

c

a

'

r

_log.gem. = 33'C Ow = 74 kW 74000 300 . 33 2 = 7,5 m •

Als koeLpi jpen wor d e n pijperi gebruikt met een inwendi ge diameter

van 25 rum en een uitwendi ge diam et e r van 32 mm . He t inwendig

o

~pervlak

Vbn de

p

~ ~en

is 0,0785 m2/m •

Aan yijpen is nu nodig een totale lengte van

..a n n eer- iede r e pijp 2 m lang is, zijn er dus

nodi g.

De ben od igd e hoeve e l h e id koelwate r i s

74000 . 3600 7,5 0,0785 95,6 - 2 -= 48

=

95,6 J;Jl,jpen m •

_ _ _

_ _ _ _ _ _ _

=

2540 kg/hr. 2540

He t aantal pIjpen per pa s s is nu

.

.

₌ 3

700

48

Het aant al tub~ passes is dan _---- 16

51

Eet aant a l ~ijp e n is 48, w~arb0 ee n w&arde van 7,2 voor m wo rdt gevonden. De t ot a l e ài amet er wordt nu Dl

=

ffi. t

=

7,2

.

1,4

.

32

=

324 rnm 2

.

i d

₌

32 mrn u 2. t

₌

90 mm

16 tube passes à 10 mrn

₌

160 mm

D

₌

606 mm

De reboiler.

De molaire verd&m ~in gsw arm te va n he t ~o d e m p r o du ct is berekend

op 31552 kJ/wol. Er mo et per uur ve r-dampt worden 8,7 60 idoL, De t oe t e voeren w~rmtes tr oom i s : 8 ,760 • 31552 Ow

=- - -

- - - -

=

77 kW 3600 m 130DC _{2,8 atm.} .I!' # stoo OOC# ...

+

13

u

=

600

Vi

/

_rn2 °C A

'

r

_log.gem. Ow

=

77 kW

=

32DC 77000 A

=

_

-60J • 32

52

.0e ve rd ampi n

s-dig e diamet er

het i nwe ndi g

vindt pla a ts in vert icale p~pen met een inwen

-van 25 mm en een ui twe nd i ge diameter van 32 mm •

2 o~~ervlak van dez e pijpen i s 0,078 5 m /m . 4,0

=

51 . 1 m

.

0,0785 51,1

=

51 pijpen 1

Aan p~pen i s nu nodig een t otal e l e n g t e va n

0a n n e e r iedere p~p i m l ang is, z~n er du s

nodig.

Het a~ntal p~'pen i s 51, waa rb~ een waa rd e van 7.2 vo or m

word t gev onden.

De tdltale diam eter wor dt nu

D₁

₌

m. t

₌

7,2

.

1,4 52

₌

324 mm 2. ol. _d

=

32 mm 2 u 2. t

₌

90 mm D

₌

₄₄₆ mm

.hl s warm tebron voor de verd amper wordt verza di gde st o om van

130'C en 2,8 at m. ge br u ikt . De c ondense.t i.ewarmt e hi e r van is 519 kc&l jkg . De benodi gde ho e v e e l he id stoom i s 770J :J • 3600

=

12f kg/ h r . 4190 . 1 . 519 Opmerk i ng

Een ko l om met een hoogte van 69 ,4 m, zoa ls voor ko l om IV i s

berekend, wo rdt in de pract~k niet al s één ko l om uitgevoer d,

ma~r ges~ l itst in een aantal in sai e werkende ko l ommen.

\- lie economie bepa alt waar-schijnLijk i n hoe v eel koLounnen de als

..:;;-één kolom bereken de kolom IV ges p l i t st mo e t wo rd e n. In de

inleiding i s hi erover rpe d s pen opmerking gemaakt .

De ma s sab a l;;;...ns.

Aan het ver sl a g is een massabalans over het gehe l e pr oce s t oegevoegd .

De war mt e ba l ans.

53

Wege ns het ontbre ken van Z ) vele che rmod yna mi sche geg e v e n s

we rd gee n warmt e balan s berekend.