Omzetting van cyclohexanonoxim in caprolactam

Verslag van het processchema van

J.H. Lammers P.E.M. Vervoorn

)'

~)

!

-1-I

.

r.e.lXd·a~

:2

.

LtCcc~.

!

}y.',-f"tl\ ~'ÎI~{.,,-t... 1'1. JJ Ll \, v'l s e..,~al\J~

SAMENVATTING OVER DE UITVOERING VAN HET PROCES

Het bij 100

°c

gesmolten cyclohexanonoxim wordt onder

invloed van oleum, met 2% vrij S03~ omgezet in caprolactam.

Deze Beckmarm-omlegging wordt uitgevoerd in een continu

kringproces bij 125 oe. De intensieve menging, die bij

dit proces nodig is, wordt verkregen door het circulerende

reactie mengsel door L'liddel van druk in een snelle cycloon stroming te brengen, terwijl het gesmolten oxime door de

on tstane onder'lruJk wordt aangezogen.

\

De aflopende reactiestroom wordt in een geroerde tank

~

.

gemengd met ammoniumsulfaat en water.

Uit deze oplossing wordt het caprolactam geextraheerd met

\

\ benzeen. Het extract wordt gedestilleerd in een

schotel-~

i ~ \ kolom. Het topproduct wordt gerecirculeerd als extractie

1)

,vloeistof. Het bodemproduct,dat bestaat uit caprolactam

. . imet 0,2

%

benzeen, wordt verder gezuiverd door destillatie.

/ / ,

/ \Het raffinaat kan bijvoorbeeld aangewend worden om fosfaat

te ontsluiten.

K Indien niet anders vermeld, wordt steeds gewichts

%

bedoeld.

--2

-I N HOU D

SAMENVATTING OV~R DE UITVOERING VAN HET PROCES I INLEIDING

11 TYPE VAN HET PROCES

111 BESCHRIJVING VAl{ HET PROCES IV CHEMISCHE ~~ FYSISCHE ASPECTEN

V BEREKENING APPARATUUR SMELTEN DE SEPARATOR DB REACTOR DE NEUTRALISATIE DE EXTRACTIE DE DESTILLATIE KOELERS VI LITERATUUR

BIJLAGE I : DE Rc.:ACTIESNELHEIDSCONSTANTE

BIJLAGE 11: BXTRACTI~ FIGUUH BIJLAGE 111: DESTILLATIE FIGUUR

FLOiVSCHEhE HASSABALAHS WARMTEBALANS APPARATENTEKENING VM1 EX'l'RACTOR KOELER bladz. 3 4

5

10 12

14

15

19 20 22

25

27

I. INLEIDING

Het proces is de voorlaatste stap bij de bereiding van

nylon 6, het lineaire polymeer van caprolactam.

De pOlymerisatie is een vinding van l.G. Farben. Zij

ont-dekten dat de polymerisatie verloopt, via een

radicaal-mechanisme ,mi ts een katalysator aanwezig is. Goede

kata-lysatoren voor dit proces zijn basen, zuren en zouten,

terwijl sporen water activerend werken.

Nylon 6 is de concurrent van het door Dupont ontwikkelde

nylon 6, 6, een copolymeer van hexamethyleendiamine en

adipinezuur.

Caprolactam is een vaste stof met een smeltpunt van 69,2

°c

(1)

en een kookpunt van 205 oe. De dichtheid is 1020 kg/m

3.

De isomerisatie van oxim in caprolactam kan uitgevoerd (2)

worden in : A. gasfase

B. vloeistoffase

ad A. De gasfase conversie kan bij verschillende druJ .. ken

worden uitgevoerd. Als katalysator kan worden

ge-bruikt: fosforzuur, boorzuur, hydrosulfaten van de (3,4)

alkalimetalen en anh. fluorwaterstof. (5,6,7)

ad B. l .Net zwavelzuur al of niet in aanwezigheid van vrij

',,- S03. Het reactie medium i s meestal het zuur zelf

maar kan ook een organisch oplosmiddel zijn. (8)

Het rendement is 98-100

%

•

. ", .. _~ . . ~ .. ~ .. ~ "

2.Met"polyfosforzuur, rendement 89 % • (9)

3.Het een mengsel van zwavel- en fosforzuur. Na neu- (10)

tralisatie verkrijgt men een uitstekende kunstmest.

Een goede zuiverheid en een hoog rendement.

I

4.Met fosforzuur, rendement 85

%

.

Geen zuiver product. (11)

I, "

11. TYPE VAN HET PROCES

Bij de omlegging volgens Beckmann met oleum z~Jn er bij

de verschillende processen nog veel variaties

1. De hoeveelheid vrij 80

3 in oleum.

2. De temperatuur; deze ligt tussen 90 en 140 oe •

3. De mol.aire verhouding van de hoeveelheid oleum ten

opzichte van de hoeveelheid oxim •

4. Het roermechanisme • ~\9'1V~ IWA JN,

5.

De temperatuur beheersing; in- of uitwendige koeling.

De opbrengsten zijn bij deze reacties goed (98-100 %) .

De productiehoeveelheid is berekend op een capaciteit van

9000 ton capro1actrun per jaar.

De plaats van de fabriek wordt hoofdzakelijk bepaald door

de aanwezigheid van een toeleveringsbedrij~ voor de grond

111. BESCHRIJVING VAN HET PROCES

SHELTEN

De grondstof, cyclohexanonoxim wordt aansevoerd als een

vaste stof die nog

7,6

%

water bevat. Alvorens het toe te

voeren aan de reactor is het gewenst de stof te smelten,

waardoor een snellere menging met het reactiemengsel

mogelijk wordt. Het smelten schept tevens de mogelijkheid

het cyclohexa~onoxim te drogen.

Het smeltproces wordt uitgevoerd in een geroerde tank.

Hierbij fungeert het reeds gesmolten oxim als

warmte-overdragend medium. De warmte wordt geleverd d09r

conden-serende stoom. Het oxim wordt continu,via een doseer

appa-raat, toegevoerd aan de smelttank. Het gesmolten oxim gaat

naar een separator.

SEPAREREI~

De aanwezigheid van !~~_~r..j.n __ bet oxi .. m is nadelig bij de

reactie, dit water moet namelijk gecompenseerd worden met

vrij

S03

in het oleum. De vorming van zwavelzuur, die dan

optreedt, geeft een extra hoeveelheid reactie warmte en

daarmee kans op plaatselijke oververhi tting. Voor ,e_:n

com-pensatie van

7,6

%

water is oleum met

30

%

vrij

S03

nodig,

hierdoor ontstaat plaatselijk een milieu dat de vorming van (12)

verontreinigingen sterk bevordert. Een eenvoudige methode

ter vermindering van het watergehalte is dus zeker

ver-antwoord. Als zodanig wordt hier de bezinktank toegepast.

---Het watergehalte is dan terug te brengen tot 3,4

%

.

(13)

Voor een verdergaande droging moet men hete stikstof door- (14)

leiden in een droogtoren. :lierbij verdampt echter tevens

een hoeveelheid oxim en eventueel hexanon. Deze worden

geab-sorbeerd in hydroxylaminesulfaat en gerecirculeerd naar de

oximeringsreactor. Het geheel vraagt dus een aanzienlijke

apparatuur, die waarschijnlijk eerst verantwoord is wanneer

REAC'l'OR

De Beckmann-omle~ging van cyclohexanonoxim tot caprolactam

s/.Wt..

is zeer exotherm. De temperatuurbeheersing is bij dit proces

dan ook essentieel, temeer daar plaatselijke oververhitting ~k~ leidt tot verontreinigingen ten gevolge van nevenreacties. ~~. Omdat oxim moeilijk te scheiden is van caprolactam moet men

~~~r~

~~-­

h..'4

'

streven naar een hoge omzettingsgraad. Hen kan daarom de reactietemperattur niet te laag kiezen.

Een groot nadeel bij dit proces is de nevenproductie aan zout, dat ontstaat bij de neutralisatie van het reactie-mengsel. Dit nadeel kan men vermij '_len door te werken met mechanisch of fysisch af te schei den katalysatoren. Zoals in de inleiding is vermeld, kan men een reeks vaste

kata-lysatoren gebruiken. Het rendement bij deze processen is echter laag (kleiner dan 85

%

).

Dit is voornamelijk een gevolg van de' ontleding der reactantan doordat men werkt bij hoge temperaturen.

Ook is het mogelijk het reactiemengsel te extraheren,veelal na gedeeltelijke neutralisatie. Deze werkwijze is door ons toegepast en zal hierna behandeld worden.

Tenslotte kan men nog werken met een mengsel van fosforzuur en zwavelzuur, waardoor bij de neu tralisatie een waardevolle meststof ontstaat.

De werkwijzenter verkrijging van een goede temperatuur-beheersing kan men indelen in vier catagorieen.

1. Werken ineen oplosmi ddel dat kookt bij de re actietempe-ratuur. Nadeel : verlies aan oplosmiddel.

~n past o. a. CC1

4 als oplosmi ddel toe.

2. De katalysator toevoegen in ~e~~~e î •

Nadeel : dure katalysator.

,At\.i

3. De temperatuur langzaam opvoeren Vru1 30 - 110

°c

Nadeel : batch reactoren.

4.

Reactanten verdunnen met de reactieproducten Gekozen wordt voor de vierde Werkwijze

(8) (15)

I·

Als katalysatoren komen dan nog in aanmerking : oleum, polyfosforzuur en een mengsel van zwavelzuur en fosforzuur.

Fosforzuur geeft een zuiverder produkt, maar oleum is aan- (2) zienlijk goedkoper en daardoor economisch de beste kata- (13)

lysator.

Een geschikte samenstelling van het reactiemengsel is 1 mol (13) oxim op 1,5 mol zuur. Bij een geringere overmaat zuur loopt

de kwaliteit van het reactieproduct sterk terug, een grotere overmaat geeft nauwelijks betere resultaten. Het optimum

gehalte vrij S03 ligt in de buurt van 2

%

,

dit in verband (16) met de reactiesnelheid en de verontreinigingen.

De reactietemperatuur is 125 oe. (17)

Een belangrijke factor ter verkrijging van een zuiver

reactie-product is een snelle en goede menging. Hieraan wordt vol- (18) daan in een cycloonmenger. Dit blijkt uit het hoge mangaan- (17)

. getal van het hiermee geproduceerde lactam. Een grote '. hoe-veelheid reactiemengsel ( 100 X oximtoevoer ) wordt tangen-tieel in de cycloon toegevoerd. Hierdoor ontstaat in het cilindrische cycloon gedeelte een snel roterende stroom op een straal die groter is dan de de afvoeropening. Daarbinnen neemt de tangentiele snelheid af en de axiale snelheid sterk toe. Er ontstaat zelfs een holle kern. Door de onderdruk in de kern wordt, via een axiaal geplaatste nauwe toevoer-leiding, het oxim van boven aangezogen.

Er worden vier mengcyclonen in het reactie vat geplaatst,

d,t

..M.,

?

zodat hier nog een verdere menging, optreedt.

~

~

A;.. r~~J.J.'

:

f

De toevoer van het oleum vindt plaats in de circulatieleiding. Het recirculerende mengsel wordt tevens gebruikt om de re-actiewarmte af te voeren. Een niet onbelangrijk voordeel is dat de menging dus bij een lagere temperatuur plaats-vindt ( 114 oe ).

NEUTRALISATIE EN EXTRACTIE

De meest eenvoudige wijze ter#verkrijging van het lactam (19)

uit het reactiemengsel is een neutralisatie gevolgd door een separatie. De neutralisatie voert men dan uit met am-moniak. In een centrifuge scheidt men het uitgekristalli-seerde ammoniumsulfaat van de vloeibare fase. De organische laag wordt in een bezinktank gescheiden van de waterlaag, welke gereCirculeerd wordt naar de neutralisator. Hierbij worden alle verontreinigingen uiteraard afgevoerd met het lactam. Voor een beter product moet men dan ook

neutrali-seren met 12

%

ammonia en het lactam extraheren met benzeen. (20,21 Bij bovengenoemde werkwij zen heeft men een aanzienlij};:e

productie van ammoniumsulfaat, welke in overmaat op de markt aanwezig is. Bij de bereiding van cyclohexanonoxim wordt ook al ammoniumsulfaat geproduceerd. Een aantrekkelijk alternatief is dan ook een gedeeltelijke neutralisatie _{'.-_._ ..} met

_ ... ---._---~~.,. __

.-._

...

,--ammon~U1"!!..§_~J-~~t, gevolgd door extractie met benzeen. Het (22)

---raffinaatkan dan nog aangewend worden om ruw fosfaat te ontsluiten.

V

~

ens

genoemd octrooi is dit in ons geval g e-schikt voor de ontleding van 0,430 kg/sec ruw fosfaat, waar-bij een mengsel van ammbniumsulfaat en fosforzuur,ontstaat. Na neutralisatie levert dit een uitstekende meststoÎ. Uiter-aard is het raffinaat ook voor andere doeleinden te gebruiken, bijvoorbeeld de zuivering van ammoniakhoudende gassen.

Voor de oplossing van het zout moet men nog water toeY~R€~~ ~4 Het ammoniumsulfaat wordt toegevoerd via een ~seerapp~t~ j,~ Het water dose~rt men met een leiding voorzien van flow- ~~~~. meter en

regel~fsluiter.

Het reactiemengsel wordt uitwendig

~

.

k ld D b · . d . h t t' l ' d ft.tet.u.fM~. ge oe • aar ~J e ~nvoer van e reac ~emengse ~n e

---neutralisator het gevaar voor over-verhitting het grootst is, wordt deze stroom ingeleid bij de koude recyclestroom.

Voor de extractie wordt een liggende tank gebruikt. Hierin (23) zijn afwisselend meng- en ontmengkamers geplaatst. In de

mengkamers is een pomp geplaatst die tevens voor de menging zorgdraagt. Een overloop voert de extractievloeistof af naar de volgende mengkamer en ~oudt .zo het boven niveau constant.

De zware fase wordt door een verticale buis naar de

voor-gaande mengkamer geleid. Deze buis mondt uit in de

meng-kamer op een niveau tussen scheidingsvlak en oppervlak. De afvoerhoogte bepaaldt tevens de hoogte van het

schei-dingsvlak, aangezien de totale hoogte vastligt en ook

de dichtheden van zware en. lichte fase.

Door een axiaalpomp met een gering aantal schoepen te

nemen, kan een goede dispergering van de raffinaatfase

in de extractfase worden verkregen. Men kan dan namelijk

een hoog toerental, voor de schro~f, nemen zonder dat

de opvoerhoogte te groot wordt. Ook is het van belang dat het opvoerhoogtebereik klein is, waardoor voorkomen wordt dat de schroef droog slaat.

Het geheel is bij regelmatige toe- en afvoer volledig

zeI fregel end.

Als extractiemiddel wordt het gerecirculeerde topprodukt

Vru1 de destillatie genomen, gesuppleerd met een kleine

hoeveelheid benzeen ter compensatie van de benzeenafvoer

met het raffinaat.

DESTILLATIE.

Om polymerisatie van het lactam te voorkomen dient de

destillatieve scheiding van lactam en benzeen in twee

trappen te worden uitgevoerd.

De eerste bij atuosferische druk en een bodemtemperatuur

van 140oC. 140°C is namelijk de hoogst toelaatbare tem

-peratuur in verband met de polymerisatie.

I/De tweede bij verminderde druk, 1 cm kwikdruk. Daar de

~ destillatie berekeningen.v6or ideale mé~gsels hier niet

)\met de i n de ~~~j~_.~<~"!~~_c:.:.~~~en blijken te

klop-)pen, is deze tweede kolom

~

t

~

opgenomen

in de

bereke-ningen.

Ter voorkoming van oxidatie wordt een inert gas boven het gesmoltenoxim en de reactievloeistof gebracht.

1 V. CHUa SCHE EN FY SI SCHE ASPECTEN REACTOR.

De owlegging van het oxim volgens Beckmann verloopt sterk exotherm. De litera-tuurwaarden voor de reactiewarmte ver-tonen weinig overeenstemming. Uit de vormipgswarmten laat zich een A H van -32,1 kcal/mol berekenen.

S.Otani geeft een totale reactieViarmte inclusief de

meng-en oploswarmte meng-en de reactiewarmte van s03 met water. Deze waarde (-58,3 kcal/mol) wordt dan ook bij de berekeningen gebruikt.

(13,24,25 ( 26)

(13)

Japanse onderzoekers vonden dat de omlegging, onder invloed (27) van overmaat oleum, een eerst orde reactie is met betrekking

tot de stoichiometrische concentratie van het oxim.

Het mechanisme dat zij voorstelden bestaat uit de volgende stappen:

f I +

H+

-

I I

(yH2)

:2

C=NOH + ~

<7

H2)5 C=NOH

2 I I + t=NOS0 3H + (?H2 )5 6=NOH2 + I H+ + H2S04

=

(CH2 ) 5 H20 I I I I I N (snel) ( snel)

(~H2)

5

_T

-(yH2 ) 5 C=NOS0₃H

--.

+ OS03H ( langzaam)

I N g-OH I ~

-

I H+ (?H2 )

.2

+ H20

-

(7

H2) 5 + I I (?H2 ) 5 N N ~-OH

-

_(yH2I ₎₅ ~=O I

-

I

Uit dit mechanisme valt af te leiden dat als de concen-tratie aan ester verwaarloosd wordt voor k geldt :

log k

=

log aH SO - log a

H20

+

Ho + const.

2

4

Bij een grote concentratie aan ester ten opzichte van de andere termen, dit is het geval bij een overmaat aan zuur, gaat de formule voor log k over in

log k

=

const.

Ook andere bronnen vermelden een eerste orde reactie ten opzichte van oxim.

(snel) (snel)

"

De reactiesnelheid is afhankelijk van de hoeveelheid vrij

803 in het oleum en van de temperatuur. De afhankelijkheid

van k van het 803 percentage

Bij 2

%

vrij S03 in oleum is

Voor de berekening van k bij

vergelijking gebruikt :

wordt gegeven in bijlage 1. . . 0 - 4 - 1

k b~J 30 C :1,8.10 sec •

125 oe wordt de Arrhenius

log k

=

log A _ -=E~_

2,3RT

E is de activeringsenergie

=

24,8 kcal/mol

Hieruit volgt,k

=

3,1 sec-l bij 125 oe.

c---.~----... - ....

NEUTRALISATIE

De neutralisatie geschiedt door reactie van oleum met

ammo-niumsulfaat terwijl water wordt toegevoegd om het gevormde

(29 )

zout in opgeloste vorm te houden. De neutralisatie is nodig (22)

om het lactam vrij te maken uit de geconjugeerde zuurvorm

die optreedt in dit sterk zure milieu. Bij een minimale

molaire verhouding voor amL',o,üumsulfaat - oleum van 0,75 1

is reeds een groot gedeelte vah het lactam als vrije base

aanwezig. Om zeker te zijn van een gunstige ligging van het

extractie evenwicht wordt een grotere hoeveelheid zout

toe-gevoegd.

Er zijn geen gegevens bekend over de snelheid van deze reactie.

Aangenomen wordt dat bij een verblijf tijd van 20

_

_....

_-

min. in een

...

-geroerde tank alles is omgezet.

De neutralisatie warmte is ook niet bekend

derd worden uit de volGende gegevens.

zij kan

bena-1. Een ontmengwarmte, 'deze volgt uit het verschil van de

reactie-warmte en de vormings-warmte bij de omlegging

=

815 Kj/kg lactam

2. Reactiewarmte,vorming hydrosulfaat

=

-1650 Kj/kg zuur

3. Oploswarmte

=

50 Kj/kg zout

(30) (31 )

V. BEREK~~ING APPARATUUR

SHELTEN

Gegevens: Invoer 0,321 kg/sec oxim

0,026 11 _water T=75 oe

Smel twarmte van oxim

₌

100 kJ/kg ( aanname)

Soortelijkewarmte

_"

= 1,75

_"

(vloeistof) (13) Aangenomen wordt dat voor vast dezelfde s.w. geldt. s.w. water =4,19 kJ/kg

-3 2

rtt.o

,f

...

7,5 10 Ns/m

Het smeltproces wordt uitgevoerd in een geroerde tank bij 100 °C. Deze vrij hoge temperatuur (smeltpunt oxim is 88 °C) heeft een aantal gunstige effecten.

1. Het water-gehalte kan met behulp van een separator worden teruggebracht tot 3,4

%

,

terwijl dit bijvoorbeeld bij een

smelttemperatuur van 85 oe 4,1 % is. (13) 2. Het smelten der deeltjes gescáiedt s!!,.el, waardoor het

per-centage vast in in het mengsel laag gehouden kan worden (kleiner dan 2

%).

Dit heeft op zijn beurt weer een gun-stig effect op de warmte

overdrach~co~fficient.

Een negatief effect is een klein temperatuurs verschil waar-_,c. door de warmte overdracht minder is.

Het knelpunt ligt dan ook bij de warmtetoevoer aan het mengsel.

Benodigde Warmte : _7(~!;-'"

r

2, 7~ kJ/s 46,16 kJ/s 48,88 kJ/s Gezien de hoeveelheid warmte die toegevoerd moet worden

Opwarmen water

Opwarmen oxim en smelten

0,026.25.4,19 =

-0,321(25.1,75 + 100)=

...----...

~/'-"-"""' ... " . , "

~ kiezen we een verblijf tijd van 1 uur. De gemiddelde smelt-J tijd van een deeltje y~st oxim kan gesteld worden op 2

-

min ..

Er wordt 0,347 kg/s vast toegevoerd. Bij aanname dat de

hoeveelheid gesmolten massa per deeltje lineair evenredig is met de tijd komt men op een aanwezige hoeveelheid vast oxim van

~ SO~/Q

0,347.l20.0~5

=

20,~ kg. De totaal voorraad is 1250 kg. Hetpercen tage vast is 1,7 %. Bij dit percentage kan de

aan-(32)

wezigheid van vast oxim worden verwaarloosd in de berekening

r

van de warmte overdracht.

---H ) samen met S. Birkenfeld gemeten op het laboratorium.

-Ter bevordering van een goede warmte overdracht wordt een

turbine roerder genomen en worden 4 verticale keerschotten (33)

aan de wand aangebracht. De warm t-e toevoer geschiedt via

o

een stoomman tel, er wordt condenserende stoom van 120 C"

/ ...

gebruikt. Voor de warmteoverdracht aan de wand geldt,.-d'an

;' -

-

,

It:

°

14 / '

~

D

=/0,74 ,. ReO,67. prO,33.{lV\m)' (IL

;....--,

-

_

-

"

w

' J Ar.t..~

~4ol. b~~al't de totale warmte overdrachtsco"ëfficient U.

1\

He..j ..

_ vn)

Aang~omen:

Warmte overdragend oppervlak

=

6 m2•

.:~~

~

~,:

)

.~~

... ,'

Q

=

U. AT. A

48,9

=

U. 20. 6 ~ U = 0, 407 kW

Nodig is dus een ol van 410. _--- W.

-"'.. _.

o '

Aannames ~

=

0,15 Wim C !.}O .. ~-;i,,-.l !}.'

... IJ )0,14 9

°

14

-l

'hl!!. = (1 '5)' ~ 1 IW\- ' -3 3 ~ ~ ~ 7,5.10 .1,75.10 Pr = a - ~ = 0,15 = 87,5 (I) ReO' 67 = 410.1,2 ( 0,74.87,5

°

' 33 .1)-1 0,15 3 3,3.10 = 0,74.4,4

=

1010 Re

=

(1010)1,5

=

3,16.104 2 Re

=

e·

n•d

"Y\

1,2 m

Stel d =diameter turbine = 0,3 m (d _ml.n .

=

0,2 Dt _an k)

4 900.n.O,09

3,16.10 = , -3

7,5.10 _{n = 3 omw/s}

Inhoud smeltvat : 1250 kg

=

1250/900 m = 1,39 m • 3 3

Bij een D van 1,2 meter wordt de hoogte van de vloeistof

1,22 meter Het verwarmingsoppervlak is dan : Cilinderwand

=

.".

•

1 , 2 • 1 , 22

₌

_4,6 4 keerschotten

₌

4.2.0,12.1,22

₌

1,2 Beneden opp.

=

11' • De: / 4 =«.0,36

₌

1,1 Totaal 6,9

Aan de gestelde aanname is dus ruim voldaan.

Het stoomverbruik bedraagt 0,022 kg/s.

2 m 11 11 2 ra

}tt

71o IJ00 ~ ') V(j-' Itlr/v(. .

DE SEPARATOR

Het gesmolten cyclohexanonoxim bevat 7,6

%

water.

Deze hoeveelheid is met een separator terug te brengen tot (13)

3,4

%.

Voor de bezinksnelheid van het water geldt bij aanname van

_..

laminaire stroming : v = _s waarin: D = r s= D2 • g.

(

r

s

-

r

m

)

18

_~

minimale s.m. van

diameter druppel = 5.10- 4m (aanname)

~

water bij 1000C =958 kg/m3

~m=s.m. van medium bij lOO °C=900 " (benadering)

~ = viscositeit van medium bij 100 °c ~ visc.van oxim

=7,5.10-3 Ns/mZ (gemeten op laboratorium) 25.10-8.9,81.(958-900) -3 /

-3

18.7,5.10 = 1,05.10 m s.

Bij deze snelheid is het getal van Reynolds :

8

- 3 - 4 95 .1,05.10 .5.10 Re

=

e

-:{-

₌

-3

7,5.10

=

0,07

De aanname van laminaire stroming was dus correct.

Omdat de concentratie aan uit te zakken waterdeeItjes gering is.zal er geen gehinderde bezinking optreden.

o

Voor de verhouding tussen lengte en diameter geldt:

h , V_s

=

1 , v t

),flsç,to--

'

tI 6,347 900 = 3,855.10- 4 m 3_/s G,IL&' . "-, . / . . I

'

I

Lv '0

o

_v

=

2 m Kies h = 0,4 m dan is A = 0,126

Hieruit volgt voor De afmeting is dus J] L : 1,20 m. h

=

0,40 m 1

=

1

,

20 " v t = 3,06.10- 3

mis

---

---

---DE REAC'rOR

De gewenste reactie condities Z~Jn ~

Temperatuur 125 oe

Oleum met 2 ~ vrij S03

r'~olaire verhouding zwavelzuur en S03 ten

opzichte van oxim is 1,5

De invoer is 0, 321 kg/s oxim

0,011

_"

water _. ~ J ._~"..,;o

Ter compensatie van ""h'êt ~ in de invoer is extra vrij S03

nodig : 0,011/18 ~~l _S03

/::u

Voor de o~ i s nodi g; : 6,)21.1,5 kMol Oleum<t gew.tb S03)

113 .

= 4,261.10-3 kEol/ s

,

-2!dO .100 mol

%

=

2,44 mol

%

( 100-2

)1(98-

2

Y80

Dus ₍ 0,1038 gmol ~03 4,261 grool oleum = 4,1572 " H 2S04 0,011/18 kXol Toe te voeren : S03 levert 0,612 gmol H 2S0₄ (0,1038 + 0,612) grool S03/s

=

_{0,057' kg!s} (1 .. ,1572 0,612) grool H 2S0₄/s

=

0, 348 0,405.

Er wordt dus toegevoegd 0,405 kg/s oleum (~4

%

S03)

-1

Bij de reactie omstandigheden geldt voor k : 3,1 s

"

kg/s

Om een conversie van 99,99

%

te bereiken is een verblijf tijd

"'(. = 0_{v /V nodi}g, die .. berekend kan worden met de volgende formule : cl i ! Berekening Reactorvolume.

o

(lactam)

=

0,321/920 v

o

_v (oleum)

=

0,416/1731 Reactorvolume

o

.-C v

o

(totaal ) V

=

1,9 m3

~

=

3,2.103 s.

-

3

0, 2l~O.10

_"

0,589:10- 3 m3/s

\, i

mengsel

=~250

kg/m: __

echter met een factor 28,9 ver~root te worden •

.---Ter verkljging van vergrotingsnormen voor de cycloon dient

. lod .. ~1

allereerst het stromingsbeeld in het voorbeeld geanalyseerd te worden. toevoer oxim

x

invoer Invoer

diame~er

::: 10.

~?

-

3

~

2

)

1W~

.

A invoer ::: 78,6.10- m Ot~lJ1\~ 0_v, invoer ::: 1000/1250. 3600 ~/(~' ::: 2,22'.10-4 m3/s À) afvoer vi ::: 2,83 mis

Voor de gegeven dimensi~ering krijgt men een verhouding v _wan div.::: _1.' 0,75 _{_ ---... v d:C} 2 1 _{, m} I _s

wan

In de toevoerleiding heerst een druk van 2,5 atm ::: 2,5 105N/m2

Xechanische energie per kg :::

t

v2, + p/r

:::

+

.

~

+ 2,5 .105/1250 ::: 20L.:t.Nm/kg

Aangezien radiale en axiale sneiheden voor r ::: 5-25.l0-3m te verwaarlozen zijn, kan hier aangenomen worden dat de afname van druk evenredig is met de toename van

v~

•

t

Y~

+

p/

~

::: Constant::: 204

N~/kg

(I)

Verder bestaat er een evenwicht tussen centrifugale kracht

enerzij is en drukval anderzijds.

2

iE. _

t:) v t

dr - \ r ( 11)

Combinatie van vergelijkins (I) ell (11) leidt tot

vt.r::: constant

In de praktijk' vindt men voor cyclonen van vergelijltbare dimensies ( grote " , grote invoerdruk, kleine ci1inderlengte)

d e corre a 1 tl.e · vn t t t 0 9 1

t ::: cons an ;me n::: , -Aan de wand geldt,:

2 1 25 10-3 '2 - 1

-

3

2

1

v t. r = , . . = :J ,.J. 0 m s j .10-3 is v ::: 10,5 mis Bij straal r ::: ::: 204,- +(YO,5)2 ::: 149 5 2 --+p ::: 1,865.10 lVm (34)

Bij straal kleiner dan r = 5.10-3m gaat de axiale snelheid wel een rol spelen. Hierbij is v t evenredig met rn -1

<

n

<

1 In vloeistofwervels vindt men vaak een groot gebied met vrijwel constante tangentiële snelheden.

Daarom neemt men hier: v_t = constant ( n = 0 )

Ij In de holle kern zal de druk ongeveer gelijk zijn aan de

~i

dampspanning van oxim en dus te verwaarlozen.

J

,fh.

frl '

I 2 5 2 5:10-3 dp

=

v t dr 1,865.10 = 1250.(10,5) .ln ~r~ -r

8

-3

rholle kern = 1,2 .10 m

Bij de afvoer opening zal een wisselwerking met het reactie-mengsel uit het omringende vat optreden. Hier is een naar binnen gerichte stroom in het hart van de afvoeropening te verwachten, vanwege de onderdruk in dit gebied. Deze stroom wordt afgeremd doordat hierbij een verdeling van de tangentiële impuls optreedt, waardoor dp/dr kleiner wordt. Tevens zal de schuifspanning in axiale richting een grotere dVa/dr belemmeren en, dOordat de gemiddelde v vastligt, dus

a ook een naar binnen gerichte v in het hart. _{a .}

De goede menging vlak boven de afvoeropening, zoals het g e-noemde octrooi claimt, is bij het hierboven aangegeven stromingsbeeld aannemelijk.

Bij de vergroting kan een vergelijkbaar stromingsbeeld worden verkregen door

1. InvoersnelheiJ en -druk constant te houden.

2. Alle maten met een factor

i

capaciteitsvergroting=

V

28,9'

=

5,38 te vergroten.

De naar binnen gerichte stroom in het hart van de afvoer-opening zal echter meer dan evenredig met de capaciteit toenemen.

De verblijf tijd in de cycloon neemt toe met een factor

'128,9'

=

3,07. Dit heef t tot gevolg: Een groter deel van het oxim zal reeds in de cycloon reageren. Hierdoor ontstaat een iets hogere temperatuur in de cycloon. De temperattur blijft echter beneden de 125 °c,aangezien de reactie-warmte

onttrokken is aan het mengsel dat in de cycloon stroomt.

~

Het effect van deze 2 afwijkingen is niet te voorspellen.

De afmetingen van de cycloon worden dan : -2 D. = D f

=

5,4.10 m ~nvoer a voer -2 Dt _oevoer . = 1,1.10 m ox~m D °1° c~ ~n d er H c~ ~n °1° d er

~

=

0,270

=

0,162

=

120

oL

m m

Het volume dat door de

4

cyclonen en de toevoerleidingen

wordt ingenomen is :

0,1

m

3•

Dit volume wordt ongeveer

gecompenseerd door het volume van het uitwendige koelcircuit.

De afmetingen van he~reactie-vat zijn:

Een cilindrisch bovenstuk met een diameter van 1,40 m

en een hoogte van 1,00 ii1

Een kegel vormig onderstuk met een hoogte van 0,80 m.

Warmte-balans over de reactor. Vrijkomende warmte

Reactie-warmte Opgenomen warmte

Opwarmen van oxim

Opwarmen van oleum

0,321.2159= 692 kJ/s 25.0,321.1,75 = 105.0,405.1,45

=

14 kJ/s 62 11 76 kJ/s

De totaal af te voeren hoeveelheid warmte bedraagt dus

DE NEUTRALISATIE

Het neutraliseren van het reactiemengsel vindt volgens Frans Octrooi 1.431.977 plaats met: 0,855 kg water/s

0,815 kg amm.sulfaat/s

o

De reactie geschiedt in een geroerde tank bij 70 C, de

temperatuur wordt door uitwendige koeling gehandhaafd.

Bij een verblijf tijd van 20 min. is de grootte van het vat

te berekenen.

Per seconde stroomt in het vat : • 0)'01J I~\.o..,

Beckmannmengsel 0,737 kg ! O,!2

\4t.~

Water Amm. sulfaat totaal 0,855 " 0,815 " 2,407 kg

De soortelij:\.e massa van het totale mengsel wordt benaderd

op 1350 kg/m3 •

De inhoud wordt dan 20.60.2.407 = 2,2 m3

1350 De afmetingen zijn als volgt :

L:

diameter cylinder =1,30 m ~ o,LfI7 IJ l,}~~ \ LMA~ hoogte

"

=1,50 m 1 .--- _o I ~ 2. I 1 o! biS

1.,

w ... ~,· kegel-hoogte =0,45 m () <pJlb ~~"~~k. 1

Als roerder wordt een propeller

gebruikt.

Warmtebalans over de neutralisator.

C Beckmannmenge1 p = 1,72 kJ/kg C Amrn. sulfaat p

=

1,42

"

Vrijkomende warmte : Afkoelen Beckmannmengsel : 0,737.1,72.55 = Reactiewarmte Amm.sulfaat : 0,416.1650 = 70 kJ/s 685 " Oploswarm te :(0,815+0,417).50= 62 " totaal 817 kJ/s Opgenomen warmte Opwarmen water 0,855.4,19.55 = 179 kJ/s Opwarmen zout 0,815.1,42.50 = 58

_"

Ontmengen 0,321. 815 = 261

_"

totaal 498 kJ/s

Er moet dus 319 kJ/s afgevoerd worden

1

I

~

(13) (30)

DE EXTRACTIE

De extractie-figuur is gegeven in bijlage 2. De helling van de evenwichtslijn is aangenomen. Men komt dan, met behulp van een stap voor stap berekening, tot een theoretisch

aan-tal trappen van

4.

Bij een rendement van

80

%, zijn dan

~aA

1t,,?~Gi,.-t:

. ~.l.).~

5 extractie eenheden nodig. r;~iJj.... (

Afmetingen extractor:

De extractor bestaat uit

5

pomp-mengkamers en

5

ontmengkamers \

+ 1 toevoerkamer. D~ ontmengkamers worden zodanig gedimen-sioneerd dat deeltjes van

0,5

mm nog kunnen bezinken. soort.massa

zouto

PloS

~in

g

=

1400

kg/m

3

(benadering)

Caprolactam gaat reeds in de eerste mengkamer grtendeels over in de benzeen fase.~\·

P1.4-!.laU,. 4t>t>" ... \!I~I..~~~' ~,oltl ~ ... t.

KJ =

0,854+1,2

3

4

=

1

5

.1

0

-

3

m

3

OIOO~'\)J...,... zoutopl

1400

'

.~ .. ".

~benzeenfase

_benzeen ~//'

-

3

-~

70

3

,

4

6

5

.10

.,j _te u", . 0,611 ~~:.!)ti . lactam 0.22~

-3

920

=

0

,354.10

water °206~

-3

K.~

.-990

=

0,06

5

. 10

3

,9

~10-3 m

3

Hieruit volgt een soort.massa van

875

kg/m3voor de

bezeen-k-. fase. Stel de viscositeit op 5.10~4 Ns/m

2

v-~\tt;{~. Voor de valsnelhei d geldt

, v

s

Du·

C

f

s -

Pm ) •

g

3/4·r-· C_w

Door itereren vindt men een bij elkaar passende C w en ,

v .

s

Correctie voor de zwerm-beinvloeding:

Volumefractie medium -

_-

[ -

_-

₃

_,

₉

3

.

9

=

0

,72

+

1,

5

, 11

V

=

V • t:

6 S

Voor Re

=

3

8

,

5

mag men n

=

3

nemen.

.,.----,

')

( Cw~'2...

v

s

-2 3 - 2

=

4,4.10 .(0,72) = 1,65.10 mis

Door de ongunstige dimensies van de ontmengkamer (

DIL

=

3/4) en de geringe afstand tussen de toevoeropening van

het mengsel en de afvoeropening van de benzeenfase, is

een geringere doorvoersnelheid gewenst.

Gekozen wordt v = 5.10

-3

mis

Bij de gegeven volumestroom ( 5,4.10- 3 m3/s) is een

tank-2

doorsnede van 1,08 m nodi g.

Rekening houdend met de lege ruimte boven in de tank komt men dan tot D

=

1,2 m

De lengte van een ontmengkamer is 0,9 m.

De hoogte van het scheidings vlak wordt zo gekozen dat het volume voor de benzeenfase en de waterfase, in de ontmengkamer, evenredig is met de volumestromen van beide fasen.

0

v benzeen

0

v water

=

3,9 = 2,6

1,5

De hoogte van het scheidingsvlak moet dan 0,4_m zijn. De hoogte van de afvoeropening van de waterfase boven het scheidingsvlak is: h = ( Hb _enz. - H _{water' -}) !?benz. f'water. = 0,70. 875 1400 =0,44 m

De mengpomp moet een opvoerhoogte leveren die bij bena-dering gelijk is aan het niveauverschil in de ontmeng-kamer en de pompontmeng-kamer. H _opvoer

=

0,55 m

De volumestroom 0 = 5,4.10-3 m

3

1's

v

Er wordt een hoog toerental gekozen om een goede disper-sie te verkrijgen. n = 1000 omw./min.

o

1/2

ctiA'

C\ Itq~n-v-b , I Specifiek toerental n s

=

n. v = 1000. -2 7,35 • la &tw,~I..( 0,64

n _s

=

115. Hier kan dus een axiaalpomp genomen worden.

De vloeistofsnelheden in de leidingen zijn minder dan

1 mis , zodat wrijving en in- en uitstroomverschijnselen

DE DESTILLATIE

De destillatie dient om het caprolactam-ben zeen-water mengsel te scheiden. De componenten water en benzeen vor-men een azeotroop met een minimum kookpunt. Benzeen en

caprolactam zijn de sleutelcomponenten, de azeotroop is (37) vluchtiger dan de lichte sleutelcomponent benzeen.

De samenstelling van top-en bodeîfiproduct liggen vast.

Voor het bodemproduct wordt deze bepaald door de temperatuur o

van de reboiler, deze mag niet boven 140 e komen vanwege het gevaar van polymerisatie van caprolactam. Het caprolactam bevat dan 0,2

%

benzeen, dat in een volgende kolom, onder

verminderde druk, uit het mengsel wordt gedestilleerde De optimum samenstelling van he1topproduct wordt bepaald door de kosten,van een betere scheiding, af te wegen tegen het verlies aan caprolactam in de raffinaatfase bij de extractie. Het optimum wordt aangenomen bij 0,15

%

capro-lactam in de sleutelcomp;menten.

Het schema van de destillatie is als volgt :

.... 3,017 benzeen 0,064 water 0,324 l actam ~ ~ ~ 0

5

-(stromen in kg/sec.) 3,010 benzeen 0,064 water 0,004lactam

),

;;7'3

c~J~. ;~:c;;

~, 0,320 1actam 0,007 benzeen ---'')''1,

o ,

"

'1 ,-,I

Er z~Jn geen evenwichtsgegevens bekend 0 Door het systeem

als ideaal t e beschouwen was het mogelijk een x-y diagram te construeren. zie bijlage 3.

De destillatie geschiedt bij atmosferische druk. De azeotroop heeft de volgende srunenstelling : 91,17

8;83

Het kookpunt is 70 oe.

~enzeen

%

water

(38,39 )

De samenstelling van de voeding in mol

<

,2 0l () J,,~ Azeo troop 21,9 % 1 11 Irrt,;!,.,

71,2

l

'

Caprolactam 6,9

J

%

is Benzeen

Voor de samenstelling van de sleutelcomponenten volgt

...--""-i ~.r

hieruit benzeen 91,2

%

,

caprolactam 8,8

%.

~//

"..,.

-Om beneden het kookpunt van de azeotroop te blijven wordt

ingevoerd bij 70 °C. (extractie temperatuur)

Het kookpunt van de sleutel componenten is 84 oe •

.. r-_~-'.-.. --. ,"" ----'~~'-._'---

r!-"

..

.iJ

.,-Hieriit volt voor q _ 96 + 0.~6i14 _ 1 067

q - 96 - ,

De helling van de q-lijn wordt dan ~

=

1,067 = 16

q -1 0,67

Bepaling van de minimUf:, reflux •

Uitd~';:ij---fi-~-ur"';~i~t d~- helling

L

,= 1/80

L

+ 1/80 • 71,2 -e e .... L e 1. =4:/0<" - 1 ~ ~ ~ = 21,9/83 = 0,262 van 1/80 = 0,902

c:J... bepaalt voor het ideale systeem

~ L L +1. e ~

n=

D e e R. = 1/60 m~n. = 0,902+0,262 71,2 1

=

60

=

R

De refluxverhouding wordt dan 1/10

\ .

De helling Vru1 de wer1ijnen is nu te berekenen, voor het

rectificerende deel wordt deze : 0,113 en voor het

deel 1,067 •

Het theoretisch aantal schotels is vier , bij

ment van 50

%

zijn dru1 acht schotels nodig.

een

rende-Als schotel kiezen we de klokjes schotel.

De toelaatbare dampsnelheid: ~Pl -

P

g v

d ==c

t

g

c=0,06 m/sec bij een schotelafstand van 75am.

v d == 1,11 m/sec

PI

= 860 kg/m3

f

g

== 2,52 "

G = 48 mol/sec, volume van G ₌₌ 48

.

22,4 • 373/273

== 1,45 m3jsec

Hieruit volgt voor de diameter val1 de kolom

D == 1,30 m.

=

(38,39)

\.

De berekening voor de diameter van de kolom is uitgevoerd voor het strippende deel van de destillatie-kolom.

Voor het rectificerende-deel geldt een analoge berekening, hierbij wordt een nagenoeg gelijke waarde voor de diameter gevonden.

Warmte-balans over de destillatiekolom. o

Invoertemperatuur

=

70 e

Kookpunt.benzeen + azeotroop

=

78 oe

Opwarmen: (ideaal mengsel) Verdampen: caprolactam 0,320.70.1,80

=

40,3 benzeen benzeen water Benzeen water caprolactam 0,007.70.1,93 3,010. 8.1,93 0,064. 8.4,19

=

=

=

1,0 46,5 2,1 89,9

=

10/9.3,010.395

₌

=

10/9.0,064.2280

₌

=

10/9.0,005.500

₌

Totaal toe te voeren in de reboiler

1485 + 90

=

1575 kJ/s

Berekening van de con:lensor.

Per seconde moet 1485 kJ afgevoerd worden.

kJ/s 11 11 11 kJ/s 1320 kJ/s 162

_"

3

_"

. 1485 :tJ/s

Als koelmedium nemen we water, dat opgewarmd wordt van 20-40 oe.

De hoeveelheid koelwater is 17,7 kg/s •

U stellen we op 800, het wamte-overdragend oppervlak wordt (36)

. 2

dan.1485/0,8.48

=

38,7 m.

Hiervoor zijn 200 pijpen van 2 m. nodig ( ~

=

25-32 mm)

Aantal passes

=

5 • Diameter van de condensor

=

0,82 m

Reboiler

Warmte verbruik van de reboiler is 1575 kJ/se

Het stoomverbruik bedraagt: 1575/1860

=

Oj85 kg/s (stoom van 170 0)

Het benodigde oppervlak : A _ 1575

- 1.30 = 52,5 m 2

KOELERS

Als koeler wordt een nieuw type toegepast. De koeler is opgebouwd uit een aantal koelelementen (zie tekening).

De elementen worden zodanig op elkaar gelast dat de buizen steeds versprongen zijn. Door deze steeds terug kerende sprong wordt de laminaire grenslaag geelimineerd.

De warmte overdrachtsco~fficient in de pijp wordt dan bij-zonder groot. De totale overdrachtsco~fficient U wordt dan voornamelijk bepaald door de warmte overdrachtscoëfficient aan de waterzijde.

De koeler in het reactiecircuit moet 616 kJ/s afvoeren. De circulatie hoeveelheid is 32,1 kg/s. De temperatuurdaling is dan o AT = ii3 •

c

=

32,1.1,72 = 11,2 C Q 616 m p 0

De koeling geschiedt met water van 20 C, waarbij het water opgewarmd wordt tot 35 oe. De hoeveelheid hier voor nodig is : 616

-"...--".-.,... =

4,19.15 6 T _log.gem.

=

920

e

-3

3

9,8 kgls

=

9,8.10 m Is.

De totale overdrachtscoëfficient,te betrekken op de buis-lengte,kan op 8000 W/m2 gesteld worden.

Door het water met behulp van plastic-keerschotten door

ieder koelelement te sturen is de snelheid van het water 1,3

mi

so Bij deze snelheid is 0(. betrokken op de buizen

ongeveer 6000,betrokken op de platen waarin de buizen gelast (36) zijn is Cl( kleiner~ De oppervlaktes van buizen en platen

zijn nagenoeg gelijk. De aanname voor U van 8000 is dus wel te bereiken.

Het warmte-uitwisselend oppervlak volgt uit :

Ç1 616.103

A

=

U.

A

;

=

8000.92

=

0,84 m2

De koelelementen bevatten 31 pijpen met een inwendige

diameter van 25.l0- 3m. De snelheid van het mengsel in de

Bij een aanname voor de viscosi tei t van het mengsel van 5.10-3Ns/m2 is het getal van Reynolds te berekenen op 1.104 • Deze waarde is -groot genoeg bij dit type koeler omdat de laminaire laag wordt afgebroken.

Het oppervlak van 31 pijpen per eenheid van lengte is

2

31. rl • D = 2, 43 m

Er is dus een P~JP lengte nodig van 0,84/2,43 = 0,35 m.

In een element van 6.10-2m bevindt zich 4.10-2 m pijp. De totale breedte van de elementen wordt dan 0,54 m.

De afmetingen van de koeler zijn: L = 0,72 m D = 0,55 m Koeler in het neutralisatie-circuit.

Af te voeren warmte 319 kW Temperatuurdaling 10 °c

Circulatie-hoeveelheid : ~ = 319/2,5.10 = 12,8 kg/s m

(C berekend voor ideaal mengsel)

p 0

Het koelwater wordt opgewarmd van 20 tot 30 C, hiervoor is 7,6.10-3 m3/s nodig. A Tlog.gem.= 400C

De afstand tussen de buizen wordt hier kleiner genomen dan bij de hiervoor behandelde koeler, om de watersnelheid te vergroten.

319.103_ m2 Warmte-uitwisselend oppervlak : 8000.40 - 1

Een buislengte van 0,41 m is dan nodig. (=11 koelelementen) De afmetingen van de koeler zijn L = 0,84 m

Benzeen-koeler

Afte voeren warmte 49 kW Temperatuurdaling 8 °c

D = 0,50 m

Hoeveelheid benzeen 3,078 kg/s jhiervoor is 2,32.10- 3 m3/s koelwater nodig. Het koelwater wordt opgewarmd van 30-35 °C.

U = 6000. A T_{l o} ::;. gem.

=

40,

~

oe

Benodigd oppervlak : 0,2 m j er zijn dan 6 elementen nodig, met 15 pijpen • De afmetingen van de koeler zijn : L = 0,54 m

D = 0, 40 m Het koelwater is afkomstig van de koeler in het

-27-VI LITERATUUROVERZICHT

1. Mastrange10, S.V.R. Anal.Chem. ~,841-5 (1957)

2. Si ttiJg, M. Caprolactam and higher 1actams.

Chemical Process Honograph no.21 (1966),60-71

3. Amerikaans Octrooi 3.154.539 4. Duits Octrooi 1.055.537 5. Brits Octrooi 899.320 6. Brits Octrooi 881.276 7. Duits Octrooi 924.866 8. Amerikaans Octrooi 2.573.374, 9. Horning, 10. Amerikaans 11. Horning, 12. Amerikaans 13. Otani, S.

J. Am. Chem. Soc. ~,5153-5 (1952)

Octrooi 3.094.520

J.Am.Cher:..Soc. ~,2684-1 (1952)

Octrooi 2.976.282

Kagaku Kogaku

Chemical Engineering Vol.1 (1963) no.l, 12-17

14. Brits Octrooi 818.148

15. Nederlands Octrooiaanvraag 292.873 C. A. 64, 1971(1966)

16. Kot1yar, I.B. Trudy pro Khim.Teknol. ~,631-6 (1959)

Gu1yakov, V.M. uit C.A. 8554 (1959)

17. Nederlands Octrooi 78.624 18. Amerikaans Octrooi 2.487.246 19. Amerikaans OctrJoi 3.117.964 20. Brits Octrooi 21. Duits Octrooi 22. Frans Octrooi 703.019 1.031. 308 1. 431. 977

23. Lurgi Handbuch, Lurgi Gesellschaft

Frankfurt am Main,

24. Wichter1e, O. Collo Czech. Chem.

Rocek, J

25. UlImans Encyk1op"ädie, Band 5 blz.

Comt. 68

26. Mistry, Shiraz R. Caprolactamsynthese

Darmstadt 1965 blz.

1960, 304-6

16, 591-8 (1951)

- dissertatie 94

27. Ogata,

Y.

J. Am. Chem. Soc. ZZ,4643-6 (1955) Okano, 1"; •

Matsumoto, K.

28. Fukumoto, o. Japans Octrooi aanvraag no. 24.069 (1961)

29. Wichterle, O. Coll.Scech.Chem.Comt. 16, 599-602 (1951)

Rocek, J.

30. Landolt-Börnstein Physikalisch-Chemische Tabelle

Kalorische Werten 31. UlImans Encyklop~die , Band 3 blz. 615

32. Jauer, H. Zur Geschwindigkeit des Smelzens

Dissertatie Berlijn 1967

'/ 33. Sterbatek, Z. Mixing in the Chemical Industrie

Pergamon Press 1965 Tausk, P. 34. Bradley, D. 35. Nissan, A.H. Bresan V.P. 36. Kramers, H. The Hydrocyclone Pergamon Press 1965

Swirling Flow in Cylinders

A.I.Ch.E. Vol 7, No 4, 543-7 (1961)

College dictaat Fys.Transportverschijnselen

1961 blz.148

37. Hengstebeck, R. J.~ Distillation, Rheinhold Eng. Series

Reinhold Publisching Co, N.Y. (1961)

blz. 10'1-153

38. UlImans Encyclop~die Band 4, blz.292-302

39. Horavék, J. Chem.Prynysl.

I,

49-51 (1957)

40. van Berkel, F.C.A.A. College dictaat Chem.Werktuigen T

1965, blz. 97

41. International Steam Tables, Third Internatinal Steam

Table Conference, 1934. . G"..!...-iJ ·h~'" (.:> .. /\, "" ... JJ

I

.

~1 ~ lJ\.~ \J"L ..,r)) ~ ....

:

f'"

~ f;..;

~'""

rv"'"

.

\

6

3

1

De reactiesnelheidsconstante (in sec-I) bij een veranderend S03 percentage in het oleum.

Literatuur :

Wichterle, O. Coll. Chech. Chem. Comt. 16, 600

./

0,8

0,6

O,L.

0,2

q

-lijn-~

SCHOTEL BEREKENI NG

o 'l.S- 0.5'

o o ~ SMELTEN SEPARATOR BEN EEN BENZEEN

REACTOR NEUTRALI SAT IE

EXTRACTOR SCHAAL 1-10 5 EXTRACTIE· EENHEDEN

I

MATEN IN MM RAffiNAAT EXTRACT IE BENZEEN + LACTAM DEST I LLATI E DETAILS MENGPOMP SCHAAL 1-2

KARAKTERISTIEK: . . ' 5.4.IO·3.oS

H, 0.55 I< N : 1000 CNW/M'N. CAPROLACT AM fLOWSCHEME J.H.LAMMERS DECEMBER 1967 EXTRACTOR

D.l21111 0.0.25 121 ~

111 CYCLOHEXANONOXI ~ 121 WATER

Ijl ZWAVELZUUR 1-", SOJI 141 E-CAPROLACTA~ (51 A~~ONI~SULFU T lil BENZEEN hlDD r--D.DI5QI hlOO 0..321111 0..0.11 (21 D.ll2

.

l2)(3,"

I

D.4D5Il-I"',1 RE"'CTlEW.U2 ST ROMEN IN KGISEC D"171l1 D.321141

~

0,411 (3·2-'.) 0..151. (2) 0,]21 ", 0,115 (5) 0.7l7 2"0.7 12.8(2.3.4.5)

J

t:D.1S5121 D D X 0..'15151 1.670. WARMTE BALANS STRO~EN IN KW REACTlEW. In OPLOSW. 12 ONTIoIENGW.-211 h7D -._~ S~ELTER ~,,_...j

SEPA-R ... TOSEPA-R KOELER I-... ---l RE"'CTOR

EXTRAC-TIE T IN·e

,

I \ \ I / I \ \ \ , 1 H:79

0000

00000

0000

00000

0000

00000

0000

hl25 h2D KOELER BEGI N- EN EINOELE~ENT SCHAAL 1-2

)

"

",,;,

"

,~

, PUPEN INW. 25 0..'51.121 o.4171l1 0..00.1141 0..115151

..

0..001111 2.0.11 KOELER T,7D H,'2S T,78 H:'" Q.OC4121

I

D.l14 141 3.0.17 (51 l.4D5 0..0" 121 0.001. 141 I 3.0.10. 161 10.7.

REBOI LER T:140 DESTIL_{L ... TIE}

-t-..---!

T"'D h14D

H""

.

h7.

GIIOTE WARIHEOVERDRACHT DOOR HET ELI"I NEREN VAN

DE L ... IN ... IRE GRENSLAAG .

DEZE KOELER BESTA ... T UIT 9 ELE"ENTEN. ~ATERIAAL R.v.S. \1-' SCHA ... L 1-' ~ATEN IN ... "\...-..- CONDEN-SOR 0..320. 141 0..007111 0..327 H,I4I5 CAPROLACTAM PM.M. VERVOORN DECE"BER Itl7