Verslag behorende bij het processchema van de bereiding van etheenglycol

onderwerp:

/

Verslag behorend bij het processchema van de bereiding van etheenglycol.

Inhoud:

I. Ei genschappen van etheenglycol 11. Toepassingen van etheenglycol

lIl. Bereidinesmethoden van etheenglycol IV. Plaats en omvang van de fabriek

V. Chemische ~n fysische aspecten

VI. Keuze en berekening van de apparatuur

VII. Ma t er i aa l - en Energie- balansen VIII. Corrosieproblemen IX. Veiligheid

x.

Literatuuropgave M. Ti e s sens Wa r ande

81

Sch i edam 1 • .

-

--- - -

---- - -

- - - -2.

L. Eigenschappen van etheenglycol

~e t etheenglyco1 is een st ab iele ,ni et gekl eurde , viskeuze vloeistof vrijwel zonder

Eni ge fy s i sc he eigenschappen ~ij n: mol. gewich t

kookpunt (760 mm.) smeltpunt

dichtheid (20 oe)

62 , 05 197, 6 oe -13°C

1,11336 g/ml absolute viscositeit (20°C) 20 , 93 cp . Brekingsindex (20°C) 1,4316

Het etheenglycol is sterk hygro scopisch. Het is in alle verhoudingen mengbaar met wat er

De dampspanning kan tussen 100 en 1500 mmo Hg. berekend worden met de volgende ••••••••••• (lit.20 ) • 7,85915

-log P 1928,08

t + 189,70

Omda t de soortelijke warmt e van etheeng1ycol-water mengsels bij de bereke ningen formule:

veel zijn gebrui kt ,zijn deze in onderstaande tabel opgenomen••••.•• (lit. 20)

-

- -

...

"..'...

_--,.-

...~-

--

-~.._...-.

-

..~- ..._--c_ _ _ _ • • _ _ . _ - _ _ _ _ _ etheenglyco1 gew.

%

°

20 40 60 80 100 vol.

%

°

18,4 37 ,8

_I

58,0 18,9 100

temp. °c Soor t el i jke war mte kcal/ kg. °c

15 '-5 0,9996 0,928 0,835 0,734 0,642 0,5~6 21 0,9982 0,933 0,841 0,750 0,658 0,569 38 0,9980 0,938 0,858 0,166 0,612 0,581 49 0, 9985 0,942 0, 868 0,180 0,68ï 0,594 60 0,9994 0,947 0,877 0,794 0,700 0,606 71 1,0008 0,951 0,886 0,805 0,113 0,619 82 1,0027 0,956 0,894 0,816 0,726 0,631 93 1,0052 0,961 0,902 0,826 0,739 0,644 104 1,008 0,966 0,909 0,836 0, 750 0,656 116 1,013 0,972 0,917 0,846 0,762 0,668 127 1, 018 0,979 0,926 0,857 0, 774 0,681 138 1,024 0,986 0,935 0,867 0,786 0,693 149 1,030 0, 994 0,943 0,878 0,798 0,706 160 1, 039 1,003 0,953 0,889 0,810 0,718 171 1,050 1,013 0, 963 0,900 0,822 0,131 177 1, 056 _, 1,018 0,968 0,906 0,828 0,737

De chemi sc he eigen scl1Bppen 7an het ethee nglycol lopen para 1 le~ aan die van de normale alcohol en met als uitzonderi ng die react ies waar be ide hydr oxy l - groepen van het gl yc ol in betrokken zijn.

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

-3

.

11. Toepassingen vón etheenglycol

b. Re t etheenglycol wordt gebruikt bij de vervaardiging van explosieven me t

een laag smeltpunt. Bi j de bereiding wor dt een mengsel van glycerol en etheenglycol

genitreerd met zwavelzuur en sa l pet er zuur ,waar b i j een oplo ssing van nitroglycerine

in et~eenelycoldinitraatwordt verkregen. He t smeltpunt van deze oplossing ligt

bij CP. -6,5 oe.

c.Weekmaker voor cellofaan. ~oor toevoegen van 10 - 20

%

etheenglyc ol aan

cel lof aan wordt het cellofaan veel minàer bros.

d. lu s grondstof voor de bereiding van plastics als polyesterharsen

,poly-glycoltereftalaat ("Ter l enka " ) en polyetheenglycolen .

e.Als hoge temperatuur koelvloeistof voor bijvoorbeeld vliegtlligmachines bij

een temperatuur van ongeveer 140 Oe. di t wor dt zowel in onverdunde vorm als in

wa t er i ge oplossing gebruikt. In het laatste geval moet dan onder druk gewerkt worden.

f. Oplossingen van boraten in etheenglycol woràen gebruikt als electrolyt in

electrolytische condensatoren

g. ~8 grondstof voor velebelangrijke chemicali~n ,zoals bijv.

op1osmfuelen monoalk.i1ethers van etheenglyc01

Cl

~

e.-n ot .GrL'ico.L:;

• -....lo...._ • . _ '.IJ

is als antivriesmidde l

a. De belangrijkste toepassing van etheenglycol

voor automot oren . Neven s t a ande figuur ge ef t het vriespunt van etheenglycol-water meng

-se Is als functie van het volumepercentage van etheenglycol.Zoals uit deze figuur volgt zal een 30

%

oplossing voor het

Neder l and s e klimaat voldoende zijn.

Het voordeel van etheenglycol boven een ander belangrijk antivriesmiddel,als methylalcohol

is het hoge kookpunt.

Aan het etheenglycol-watermengsel worden in

-hibitoren (vnl. stikstofhoudende verbindingen) toegevoegd. Het etheenglycol is zelf weinig corrOI sief,maar de inhibitoren gaan de corroderende werking van het water tegen.

dioxaan een stabilisator voo~

In de Ver. st a t en was

( R

°ë

rayon,het glyoxaa l CH 'H)

het verbruik in 1956 van etheenglycol ( ....lit. 1.)

toni .

%

Jaar lant l.vr l.e s 386.260 83 springstoffen 12.948 2,8 cellofaan 11.1ä 2,4

polyesters en alkydharsen 4.506 1, 0

electrolytcondensatoren 1.759 0,4

handel en verzorging 2.041 0,4

export 25 . 766

5,5

verschilleüde 20.069 4, 5

totaal 465.274 100

-4.

111. Ber e idingsme t hoden van et heenglycol

~ürt z bereidde in 1859 voor het eer st etheenglycol door ethe englycoldiacetaat

me t kal iumhydr oxi de te verze pen.

In 1860 bere idde Würtz ethe englycol door de hydratatie van etheenoxide,een methode, die later de basis wer d voor de bereiding op cornmercm~le scha al.

De eige nl i j ke productie op grote scha al is pas begonn en in 1925. lli erna is de

pr oduc t i e enormomhoogffega an. Voor de Ver .st aten bedroeg de pr oductie van etheen

-glycol in 1959 C8. 5~o.000 ton per jaar ( •••• lit. 16) ..~.~..~Jv~\-'. \',1••I, ;,i...

In volgorde va~\belangrij kheid zij n er de volgend e indust r i e le bereidingswijzen:

1. Hl~E~.!l~~_.!~E_~~!.l~~E~}Ell1-E!'~~~

.

Et heendi chl or i de wordt gehydr olyseerd tot glJTcol met een ren de ment van 82

%

door

het te verhitten met een waterige soda oplos sing bij een temperat~ur van 1500C.

De Äïdr oly se vin~t pl aa t s in een autoclaaf gedur ende 4 uur.

Di t proc es is alleen gedurende de bei de wereldoor l ogen in Duitsland toegepast.

2·~~_~9E~!~~~~!:_~~~~9~~_!~~_~_~9~~·

Bi j hoge druk en temperatuur reageert formal dehyd e met een mengsel van koolstof

-monoxide en water of methanol waarb i j glyc ol zuu r resp. methy lglyc ol aat wordt

ge-vormd.Het zuur word t veresterd met methanol of n-propanol om de corresponderende

alkylglycolaten te vormen. Deze worden dan gehydr ogeneer d over een koper

-magnesium-oxide ka t a lysa t or bij een temperatuur van 125 - 325

°

c

en drukken boven 400 atm.

De reacties,die optreden,zijn:

synthe se glycol zuur : HCHü + CO + H₂0 = H_OCH2COOH

verestering: CH

20flCOOH + ROH CH20HCOOR +H20

hydrogenering: CH

20rrCOOR + 2H2 CH20HCH20H + ROH

In 1957 was de totale pr oduc t ie volgen s di t proces in de Ver. st a t en ca. 57.000 ton. ( •••••• lit. 1.)

De ze bereidingsrr.ethod e heeft hoge grondst of kos t en en een complexe werkwijze. Ze wordt alleen door fr~ Pont uitgevoerd.

3. Hydrata t ie ven etheenoxi de

Di t is de bel angr i j ks t e bere i dingsmethode van et heenglycol. Ui t onder s taande tabel van de verbruiksgegev ens va n etheenoxi de in de yer.staten voor 1955 (•• • lit.2 )

pl i j kt ,dat ongeve er 65

%

van de etheenoxide produc t ie word t gebruikt voor de

ber e i d i ng van ethe englycol.

ver bruik van etheenoxiàe ·

.

-gew.% toni.

1 - - -- - - _ Ja

~E.-etheenglycol 64, 3 129000

noni oni c s 10,5 21000

ethanolamine 7,1 14000

polyet hee ng lyc ol 8,8 18000 acrylverbindingen 5,7 11000

glyc ol ether s 3, 6 7000

100- 200000

De prijs van het ethe enoxide bep aa lt in eers te in stantie de prijs van het etheen

-gl yc ol.Di t blijkt direc t uit de pr ij zen voor de Ver,stat en voor 1960 ( •••Li.t, 16)

Om deze redenen zal een etheenglycolfabriek vrijwel altijd gekoppeld zijn aan een etneenoxidefabriek.

Hierna zal de bereiding van etheenoxide dan ook worden besproken: Erzijn twee belangrijke productie methodes van etheenoxide.

a. De methode via etheenchloorhydrine.

Een

5

procentige waterige oplossing van etheenchloorhydrine wordt gemaakt door een oplossing van cllloor in water te laten reageren met etheen. Vervolgens wordt het etheenchloorhydrine verzeept met calciumhydroxide tot etheenoxide .

Het reactiemechanisme is als volgt: (••. . • • • . • lit. 20.)

>

CH - CH 2 . / 2 Cl+ CH 20HCH2Cl ) + + CR 2 ;...-CR2

~

Cl+

CH

_20HCH2Cl

+

Ca(OH)2

Als

nevenresctie treedt op:

CH₂ _ CH " ' , - ; ._Cl 2

>

CH clCR Cl 2 2 J.

~

iJ.)

"flow" schema geschetst.

---~

Î

E.\HEt:NOXIDE.

1

I

z

1

UJ lIJ

_-

~

~

r-(1 ILJ i cL -z ..; 0 ct \fl D CO >-;I:

«

ex: o

T

_:3

- - -- - --] 1: - CJl.-.-- - - u

_

____

_ _ _

'f

In ondersta&nde figuur is een sterk ver e8nvoudigd

_

~

--

A

~H.14

>

~ . ---171..0

-In de chloorhydrine toren vindt de reactie plaats. Via de top wordt het vloeibare chloorhydrine mengsel afgetapt,terwijl het gasmengsel van etheen(dat niet is om-gezet) en gevormd zoutzuur en etheendichloride wordt gerecirculeerd. Re t etheen

-dichloride en het zoutzuur worden hieruit in een absorptiekolom met behulp van NaOR geabsorbeerd.Hierna wordt het etheen terug naar de reactor gevoerd.

De chloorhydrine oplossing wordt vervolgens verzeept met Ca(OH)2,waarbij het etheeft oxide wordt gevormd. Het etheen oxide wordt tenslotte door destillatie gezuiverd.

b. Directe oxidatie van etheen.

Bi j deze methode wordt ~t~e e~ direct geox i deer d over een zilverhoudende kataly

-sator hetzij m.b.v .

luc

tir

l(

~ientific

Design Company ),hetzij met behulp van zuivere zuurstof (Shell). De reactietemperatuur is ca.24o - 290 oe en de druk is -..._.

6.

Twigg ( •••• lit.

3 )

geef t het volgende rea c t i emech an i sme voor de directe

oxidatie

van

etheen.

Hiernaa s t treedt nog isomerisat i e van het ethe enoxide tot aceetaldehyde op.

Op grond van bovenstaande reactiev ergelij kingen he eft Twigg (•• • lit.

3 )

en later Egb er t (lit.

4 )

ki ne tisch e ver gelijkingen opgesteld,waaruit de selecti

-viteit van de reac t ie t.o.v. etheenoxide is bereke nd. Hi er b i j bleek,dat de

selectiviteit afneemt al s de conve r s ie van he t etheen toeneemt . Zonder recircu

-latie van niet omgezet etheen iE er dus een maximum in het rendement bij een bepaa lde conver sie en selectiviteit. Om di t rendement aan etheenox ide te verhogen,

moe t ~ere c ircule e rd word en .

Omda t voor etheenoxide in lucht de explo siegrenzen bij

3

en 80

%

ligg en , moet

bi j lage concentratie gewerkt worden . Hi er t oe wor dt het etheenoxide - lucht

mengs el verdund met het inerte stikstof. Om opeenhoping va~ he t st iks t Qf bij recircu latie te voorkomen,moet st eeds ga s ge s pu i d wor den . uaar dit ga s nog vrij veel etheen bevat,wor dt dit nF.ar een tweede reactor gel e i d , di e in

tegenstelling tot de eer~ste react or ni e t bi j hoge selectivite it maa r bij

hoge conv ersie werkt .Volgens P.W. ~3herw o o d (•••lit . 1 ) zijn de re

actieomstan-digheden voor reactor 1. zo, dat de ze we~kt bij een se lec t i v i t e i t van

10

%

en

een conve r sie van 30

%

terwi jl voor reac t or 2. de selectiviteit 55% is en de conversie

1

6%

.

De reactoren,die wor den gebruikt , zi j n b~izenreactoren met een groot aantal buizen (tot 3500 ),die gekoel d word en met kokende Dow-therm. Deze reactor is uitvoerig beschreven in Br i t . pa t ent

124

.452 (

•

• ••

lit.

5

.)

De hog e vrijkomende reactie-war mte is voornamelij k afkomstig van de ongewen

-ste nev enreact ie

3.

Om dezereacti e sel ec t i ef te onder drukken voegt men we l

lltllibitor en els etheend i ch loride toe .

+

631

kcal/_{mo •}

1

(29l0C)

reactie 1.

reac t i e 2.

nevenr eac t i e

3.

zuu r st of wor dt geads or b eer d aan de zilverhoudende katalysator

?

_

~geads.)

+ 2\C₂H₄ >: 2

~

-

/

CH2

+ 56 kcalj mol (291 °C)

o

:6

02(geads.) + 2 C_2H

₄

--?

4

CO₂ +

4

H

₂0

In onderstaa nde teken ing is een v<,re envo ll di g'd "flow" sch ema gegeven .

, CO~

1

_

~

I

I

L__

-rea c tor 1. abs orb er rea c t or 2.

sb sorbe.r st ripper de s ti llat ie

1.

rjestilla t ie

· -~_. --~---- ~--

---7.

Na re ac t or 1. en 2. wordt het gevormde et heenoxide in wa ter geabsor b eerd .

De verdunde etheenoxide - opl os sing word t vervolgens ge s t r i pt . Hi er na wor den in de

eer s t e dest i lla t i ekol omhet gevormde CO

2 en evt. andere aanwezige lichte producten

afgedes t i l l eer d . De afsc he i ding van ~a ter en andere zwa ardere product en ge schi e dt

in de tweede destillatiekolom, waarbij men het zuivere ethe enoxide via de top

ver-wi jd er t . Het be sc hreven pr oc es is dat van de '3c ient ifi c De s ign Company ( •• lit. 1. )

die met lucht als oxidatiemidd el wer kt . Ove r de voor-en nadelen van het wer ken

met lucht t.o.v. zuurstof Dl het Shel l -pr oc e s wordt in de literatuur ged i s cu s s i eer d .

( ••• lit.

6

voor het S.D.C. pr oce s ,l i t . 7 voor he t $he l l pr oces . )

De direct e ox i datie processen zijn de laatst e jaren he t chloorl~drineproces gaan

overvleugelen t.g.v. 1. stijgi~g van de chloorprij s

2. het voor de direc te oxidatie benodigde gec onc en t r eer de ~

ethe en is goedkoper gewor den . .

.

1I,-~~;;;F~~3t,~\,~:(.I' ~ji,.

e . - v,',I.;{~,·r,.·vl""'\"-"""-' ,

Volgens Shervwod (l i t . l ) is het chLocr-hydr-Lnepr-oces allen dan nog rendabeler

'1 al s 1. t

-

oev e

_-

LLfg goedkoop cnIooz- besc hikbaar is

...

-2. er een markt is voor de bijpr oduc t en etheendichloride (bijv. voor

vinyl-chloride) en evt. ook vqor het CaCl

2•

Voor het pr ocesschema voor de bereid ing van et he eng l y col is in eerste instantie

nagEgaan of he t mogelij k was na de reactoren van het directe oxidatieproces het

etheenoxide in een

t%

zwavelzuu r oploss ing te absorberen ,waardoor het oxide di

-rect in g~c o l word t omgezet. ~e n ontworpen, gedeeltelijk geb ouwde , ins t a l l at i e

op kle i ne scha al is besc hreven in FIAT- rappor t no: 879 ( ••• lit. 8 ). Moe i l i j kheden

bij dit proces treden op,be halve door de corrosieve vloeistof,bij de verwijdering

van het zuur uit de ontstane gl yc ol oploss ing .

In genoemd l"IAT- ra ppor t wordt het zuur gen eu t r a l i seer d met loog. Bi j het indampen

van de verkregen ver dunde glycoloplos sing kristalliseert da n he t natriumsulfaat uit,

wat verwijderd moet worden . Daar bij he t indampen het zout echter niet volledig

uitkristalliseert , levert dit problemen op doordat het zout zich bij een volgende

destillatie op des t i lla t i ek l okj e s e.d . af zet .

He t verwijderen van het zuur mvbsv, ione nwisselaar s (bijv. org. aminen) is door

Me t zger beschreven (lit.

9. ).

Deze appara tuur ~ echter niet geschikt voor grot e

hoev ee lheden .

Ten s l ot t e war en er ge en gegeven s te vinden over de absorptie van het etheenoxide

111 een ~ zwavelzuur oplos sing.

Wegens deze moe i l i jrlleden is de ze bere id ingswi j ze niet gekozen,ma ar de hydratatie

van afzonder l i jk ge zu i ve rd etheenoxide.

D

8

pr oducti eme t hoda volgen s de

formalde-hyde methode is niet genomen wegens de benod igd e hoge gronst of kos t en en de

inge-wikke l de werkwi j ze .

Voor de hydratat i e van gezuiverd etheenoxi de zijn er twee industrieel

toegepaste mogelij kh ede n nl:

l.Hydratatie onder verhoogde druk en temperatuur

2. De met zwavel zuur geka ta ly s ee rde reactie bij een temp er atuur van 50 - 70 oe

-- - ~ - -

.

_- ---

-

-

-8.

Wegens de ook boven gesi gna l eerde pr oblemen van corrosie en moeilijke productrei

-niging bij-:de hydratatie met zwavelzuur is de eerste methode gekozen.

De hydratatie vindt plaats Ul vloeistoffase bij een temperatwLr van 180 -2oo o

c

en een druk van ongeveer 20 atmosfeer,terwijl een gr ote ov ermaat water wor dt g

e-bruikt. De contacttijd is ca.

30

minuten. De omzet t i ng van he t etheenoxide is

nagenoeg volledig.

Na a s t het etheeng l yc ol wor den hoger e etheenglycolen gevor md (di- , tri- , en tetra- etheenglycol).

Het ontstane glycolmengsel,dat sterk verdund is, wor dt in een triple effec t

-verdamper ingedampt.Hierna wordt het nog resterende water in een vacuumdestil~atie-­

kol om verwijderd . Tens l ot te wordt in een vacuumdestillatiekolom het etheenglycol

van de hogere glycolen ge s che i den.

He t di- en tri -etheenglycol zijn waardevolle bijproducten bij de bereiding van

etheenglycol. Deze hogere glycolen kunnen)Uli~ destillatie ge s chei den

d ! \i~l,(~w (r~

wor en. .

He t dietheenglycol wordt gebruikt als weekmaker voor textielvezels en als bevochtiger voor tabak e.a . !let triethe englycol dient als ontsmettingsmiddel en als grondstof voor polyest ers en weekmak ers.

Inhet kader van het processchema van etheenglycol zijn deze hogere gl;vcolen niet

verder gesche i den.

Erzijn vele onderzoekingen ver r icht op het geb i ed van de hydratatie van et hee n

-oxide met bAmlip van vaste ka t a ly sa t or en als ionenwisselaars.

Deze onderzoekineen omvett.en zowel de hydr-at at Le in vloeistoffase als in gasf'a se,

De dampfase hydra tering met behulp van sterk zure har s en als polystyreensulfon~

zuur geef t rendementen van slechts 50%. In de vloeistoffase vindt men bij 115°C en 2,4 atm. rendement en tot

85

%

(

l it , '].0. )

Bi j het werken met ionenwisselaars als katalysator heeft men de volgende voor

-delen : 1. We i n ig corrosie in tegenstelling tot de met zuur gekatalyseerd~ rea tie.

2. Dezelfde ka t a lysa t or kan meerdere len'worden georuikt.

3

.

Het gevaar van explosies,dat aanwezig is bij het werken met et he en-oxide onder druk,kan vermeden worden. Ook kan de apparatuur mihder

•. . 4J.

kostba ar zijn.

De~e methoden zijn echter nog niet uit het laboratoriumstadium gekomen. Bij al de methoden is nog steeds een hoge wa t er - oxide verhouding nodig om de ~.v olgrea c­

.

-

.

~. .

-

,

~' It ... ., ,.t.,. ,,1 .",'"... 't"- _ ....t,.."..-...,.. •...--.~ ,..,'IJk·

9.

IV. Pl a a t s en omvang van de fabriek

~

~

Het etheen

me

~

zuiverheid en concentratie,dat nodi g is voor de bereiding van etheenoxid e, wordt door raf finaderijen gemaakt . r!en etheenoxidefabriek en zoals in hoofdst uk 111. is aangetoond derhalve ook een etheenglycol fabriek zullen meestal deel uit maken van de chemische fabrieken bij een raffinaderij. Als plaats voor de fabriek is dan ook gedacht aan een van de raffinaderijen aan de

Ni euwe Wa t er weg.

Daar voor Neder l and gee n productiege gevens beschikbaar waren zijn in onderstaande

..

rIa-

en Export

van etheenglyc ol

in Nederland

3000

05000

l'

TON

ui tge zet . De ze zijn afkomstig yan het Cen

-~..,y.. .. 4

.

," " " •. - ; . ---~~. . ._ . . . .

&,000

2000

, oee

fabr i ek sgroot te is moeilijk aan te geven.

Voor een fabriek van 6000 ton

kan volstaan word en met één

eenheid V00r elke plaats vindende bewerking~'

Voor

1

959

bli jkt hi eru i t , da t de

invoer in Neder l and 3273 ton groter is dan de export.

In

1954

had ékel and een produc-tie van 20.000ton ,terwijl

Dui t s l and in hetzelfde jaar

30.0 0 0 ton et heeng l yc ol

pro-duceerde.

Op grond van deze weinige g ege-vens is voor het

proces-schema een productie van

6000 ton etheenglycol genomen .

Di t mede op grond van een ver

-wach t e stijging van het etheen

-glyc ol verbruik voor de polye

s-ter fabricage.

Een economisch minimum voor de graf i ek geg even s voor im- en export traal Bur eau voor de St a t i stiek .

Volge ns gegevens van het C.B. S. was de prijs voor etheenglycol in 1960 voor Neder l and ca. f 1,20 per kg.

--~~--10.

V. Chemische en fy sische aspecten

De temperatuur in de reactor is 180 - 200

°c ,

terwijl de druk ongeveer

20 atmosfeer is.

In de reactor trede n de volgende reactie s op

kca l / mol (25°C) + 23

kca~mol

(25 C) 25 , 2 + --- HOCH 2CH20CH2CH20H dietheenglyéol + ~2- f _H2 + HO_{CH2CH20CH2CH20H ---} HOCH2CH20CH2CH2oCH2CH20H

Y

tr i e theengl yc ol

~

- _;cH2 + HoCH2CH20CH2CH20CH2CH20H --.--

H

OC

H

2CH2OCH2CH2OC~2CH2oCH2CH2?H

~

tetr aethe englycol

+ 24 kcal/mol (250)

(~ )

(~ )

(...l=. )

De reac t iewar mt enva n de reactie s 1,2, en3 zijn bereken d uit de vormings -warmten van de reactanten. Voor react ie

4.

is de reactiewarmte bij gebr ek aan gegevens naar analogie van de voorgaand e reactie s gescha t .

In onderstaand e tabel zijn de vormiag swarmten Q. per mol samengevat

mol. gew. _{Qvls t .} bi j 25°C kookpmt 0C smeltpunt

°c

wat er 18,02 -68,32 kca lj 1 100 (160 mmv) 0

ethe enox i de 44,05 -18,29 " ma _{10;' ( "} ) -111,3

monoe thee ng l yco 62 , 05 -108 , 58

_"

191,6 (

_"

) - 13

di

_"

_"

106,1 -152 , 1

_"

_{245,0 ~}

_"

)

-

8

tri

_"

_"

150,2 -193 , 5

"

287,1

_"

)

-

7,2 tetra 11

"

194,1 ? 160 ( 2 mm.) ?

Terw i ll e van de vol l edigheid zi jn in deze tabel ook de kook- en smeltpunten

opgenomen.

De berekende reactiewarmten zijn hoger dan de rea ct i ewarmt en , b e r ekend door

Moreu en Dod~ ( •• ••lit. ll.) , t engevolge van het feit dat voor de vormingswarmte van etheenoxide de nieuwere waarde van GUnthar d en He ilbr onn er (•• •• lit. 12.) door mij is geb ruikt .

Volgens Li cht en s t ein en Twigg (•• • • lit. 14.) is de niet gekatalyseerde hydratatie van etheenox id e tot etheenglyc01 een eerste orde reactie.Bet behulp van de acti

-veringsenergie van Li cht en s t e in is de snelhe idsconst~nte, uitgerekend ( k = 6,6 bij

-,< 0 t: f.Mv\oh".Jt....

'-., 200 C.) . Deze waa~ezou tot een veel lag ere contacttijd leiden,dan de praktijk

-- 0

waarde van-9. 30 mmuten,d ie in de literatuur is gev onden ( bijv. lito 13. ).

A~s contacttijd in de reactor is 35 minl1ten genomen.

Om de volgreacties 2,3, en 4 tegen te gaa n ,wor dt een grote overmaat water gebruikt. Bi j een zeer hoge water-oxide verhouding moet de reactie-ruimt e echter zeer

groot worden en bovendien st i jgen de kosten van winn ing van het etheen glycol door de st erke verdunning. Ben optimale verhoud i ng van de volumina water - etheenoxide

,.

ligt bij ca. 6:1. (•• • •lit . l . J

op grond van een pr odu c t v er deling bi j autoclaafproeven van Dav i s , von Waaden en Kurata (•• • • lit. 15.) is aangenomen,da t bij een conversie van 100%de productver

11.

"

"

"

"

"

ethee nglycol di tri tetra "

productver del ing :

92

%

6, 9

%

1,0

%

~,l ~0

100

Voor een productie van 6000 ton etheenglycol per jaar is nodig 969 kg etheenoxide

per uur (

=

22kmol/

hr) . Volgens gegeven s van Dav i s , von Waaden en Kur a t a (•• • lit.15)

bestaat techn isch etheenoxide uit : max imaa l 0,3 gew.

%

wat er

max imaa l 0,7 gew.

%

aceet ald ehyde

minima al 99 gew.

%

etheenoxide

Voor de productie van 6000 ton glvc ol_{~ /Ja}.. _ar is dus 979 kg/hr technisch etheenox

-ide nodig.

In onderstaan de schets is een ver eenvo udigd schema van het ontworpen proces geg even

p E 5ï U..L#-\iI E

TL

, Ir0(:

r

t)E S't I LLAT I E1: y v

i

:

I

> i_I '{ I

!

1

I

~

I

\

- - -) /

Het et heenoxid e (kookpunt

=

10,7 oe. ) wor dt bewa ard bij een temperatuur van

- looe in met koelspiralen gek oe l de opslagvaten onder een stikstofdruk van ca. 2 atm.

l1enging van wa t er van 20 oe en het vloeibare etheenoxid e van _l ooe vindt plaats

in een mengkamer. De temper atuur van het water mag niet beneden 20°C dalen,omdat

! dan hydr aa t v ormi ng van het ethe enoxid e optreedt. De temperatuur van het wat er mag

niet boven de 20°C st i jgen in ver b and met de oplosb aarheid van het etheenoxide.

De mengwarmte ( 1,5 kcal/_{mo •}1 ~•. • • ••.lit.20 ),die vrij komt bij het mengen van

ethe enoxide en wa ter , doet de temperatuur van het mengsel tot 230C st i jgen.

Via een voorwa r mer komt het meng s el in de reac t or ,waar het oxide met wat er tot

--~

---12.

.

~.

-" \ l'"lf

temperatuur van 180 - 200 oe in de reactor te hand haven door de voeding met de uitga ande st r oom voor te warmen .

Het reactiemengsel van water en gevor mde glyc o1en bevat ongeveer 20

%

glyc ol en . In een triple effect verdamper wordt het ingedampt tot een 80

%

oplossing.

De vacuum de stillatiekolom voor verwi j der ing van net resterende wa t er werkt bij een topdruk van 25 lIDn. kwik .

._--- ,_.~~ .

He t verdampte water uit de verdamper s en de destill atiekolom wor dt samen met

wat meegevoerd glyc ol na condensatie en koe l ing gere c i r cu l e erd naar de reactor.

Op deze wij z~ woràt pen voeding van zacht water verkregen,zoda t de pH van het water

CA- V>

"Beneden

7

ligt,hetgeen nodig is voor de reactie tussen het oxide en het water ( ••••

••• •lit.13. )

Tensl ot t e vindt de scheiding van mon oe t he eng l y c ol van di,tri, en~etraglycOl plaats in een va cuumschot e l kol om bij een topdruk van 10 mmo kwik.

VI. Keu ze en berekening van de apparatuur

Rea c t or .

Op grond van een verb lijftijd von

35

minuten is een reactor berekend van

9,5

me-ter noog en 80 cm. diameter. De reactor is vrijwel helemaal ge~~ld met vloeistof.

Het etheenoxid e - wa t er meng se l word t ,&lvorens in de react or te komen , eer s t me t het uit de reactor komende warme gl y c olmengse l voor ge warmd tot la4 oe. In de

o

reactor heerst t.g.v. de exotherrae reactie een temperatuur van ca. 190 e.

De oxideoplossing wor dt vervolgens via een buis door de vloeir:tof in de reactor

gel e i d tot boven het vloeistof nive au. Fierd oor word t de oxide oplossing nog verder

voorgewa rmd . Hier door zal de temperatuur boven in de reactor ca. 2000C zijn en onderin ongeveer l80oC.

Bi j deze berekening is aangenomen,dat overal in de reactietoren evenveel wa

rmte-vrijkomt per tijdseenheid. In d8 pr akt i jk ~l d~~"~iet_~_~~geva l

zijn,maar zal bovenin de reactor de grootste hoeveelheid reactiewarmte

vrij-komen . Om de gewen s t e temperatuur dan te handhaven is een reserve koelspiraal boven in de reactor aángebracht. De voeding va ~ de reactor"moet in dat geval

'11 0

na tuurlij k verder voorgewar md worden dan tot ~4 C,wil de warmte-balans nog kl op-pend zi j n .

lIe t vloeistofnive au in de kol omword t eerege l d met de afvoer van de glyc ol opl os-sing.

Voor het starten is een stoomaansllliting onder aan de reactor toegevoegd. He t starten gaat als volgt in zijn wer k : Nada t de rea c t or met stikstof iAschoon

ge-spoeld om eeen explosief etheenoxide-lucht meng se l te kr i jgen ,wor dt de reactor met wa ter gevu ld . Nadat het wa t er met st oom is verhit tot 165-170 °C,wordt de

st oomt oevoer afge s l ot en en het eth eeno x i de-wat er meng s e l ( 1:6 ) via he t mengv a t in de reóctor gepompt .De tempervt uur vvn de voeding kan geregeld wor den met een "bypass" bij de voorwarmer•

het

Bi j stoppen van de reactor wor dt eerst de et he enoxi de toevoer af gesloten,terwijl de wa t er t oev oer pas wor dt gesta akt,als de temperatuur voldoende geda a l d is.

---~--- --- -

13.

In de voorwarmer wor dt het uit de reaetor komende gl yc ol meng se l afgekoeld tot

o

een temperatuur van

94

~. In een expa nsievat wordt de druk afge laten tot 1 atm.

waar b i j het aanwezige aceetaldehyde,dat vluchtig is, wordt gespuid eventueel ge

-8timuleerd door inblazen van stikstof. '~ neenomen is hi er b i j , de t de hoeveelhe id

wat er constant blijft,het geen ni e t gehee l juist is doordat ook wat weter mee af

-gevoer d zal wor den tesamen met het aceetaldehyde.

Tr i pl e effect verdamper.

In een triple effect verdamper wordt de ontstane 20% glyc ol opl os s i ng inge

-dampt tot 80%. In deze ver damper wor dt condenserende stoom als ver h i t tingse l ement

gebru i kt . Door het gebrui k van een triple effect verdamper wordt het stoomrende

-ment aanzienlijk verhoogd,vergeleken met drie afzonderlijke verdampers . Het water,

dat in verdamper I resp.II . wor dt verdampt,wordt als verwarmingsstoom in verdam-per 11. resp. 111. gebrui kt . Bov endien is de voeding van de eerste verdamper

voorgewarmd met het warme condenswater uit ver damper I. en 11.

Al s verhittingsstoom voor de eerste verd amper wor dt stoom van 10 atm. en 1810C

gebr u i kt .

Volgens een "t r i a l and error"-methode zijn de drie verdampers zodanig

2

berekend,dat het verdampend oppervlak in elke verdamper even groot is,nl . 11,3 m ,

hetgeen constructieve voordelen biedt.

Dit is gedaan door voor elke verdamper een wa rmteba l ans op te stellen,waarbij

voor iedere verdamper een zeker temperatuurverschil ~T tussen de kokende vloe i

-stof in de verdamper en de condenserende stoomwas aangenomen. Op fze wijze werden drie vergelij kingen met de vier onbekenden Sl

,

_{El ' E2 en E}

3 gevonden.

Sl hoevee l heid st oom van 10 atm. en 1810

c

.

El .hoeveelheid verdampt water

tn

verdamper

I

.

E

2

"

l t

"

"

"

Ir.

E

3

"

"

"

"

"

III.

Nu is door de e-e s te l de eis van de total e hoevee l he i d te verdampen wa t er boven

-di en El + E

2 + E3 bekend,zodat de vier onbekenden berekend kunnen worden. De aan

-name van de verschillende ~T-waard en en hieruit volgend de aanname ven de k

ook-temperatlITen van de vloeistoffen en van de verschillende enthalpi~n,dieop grond van de gekozen temperaturen berekend zijn, kunnen nu gecontroleerd worden. Ri e rna heeft dan een hernieuwde berekening plaats gevonden met de aangepaste ~~arden.

Op deze ~Jze is doorgegaan tot voor elke verdamper een verdampend oppervlak van

2

11,3 m was verkregen. In onder st aande tabel zijn de berekende condities voor de drie verdampers opgenomen.

Iver damper

I

verd amper verdamper

: I 11 III

I

!

druk _{5,6 atm'l 2, 6atm.} 300 ID.'Il.Hg.

temperatuur

°C

.

160 134 95 temp. co~denserende _oe i 181 , 157 129 saam. i concentratie vld I 38,2%

I

25,4% I 80,2% vloeistof

%

glyc ol

_!

14.

Omda t de vloeistof in verdamper 111. tengevolge van de 80% opl os s i ng aan gl y col

vrij viskeu s (ca. 1,5 centipoi s e)i s, i s hier gef or ceer de circulatie van de vloeistof

toegepa s t met behul p van een pomp .

De dr ie verd ampers zijn van het ver t ica l e type.

De s t i l l a t i e- kol om I.

In deze destillatiekoloffi word t het resterenne wat er af gede stilleerd.

De kol om werkt bij ee~ top-druk van 25 mmo kvlik .

Een ij-x figuur volge ns Mceab e en Thiele ,samenge s teld met behulp vaIl gegeven s

bi j 76 mille kwikdruk van Skri pach en Temkin (•• • •li t . 17 )l ever de vi er theoretische

schot e ls .Hi er b i j is aangen omen ,dat h8t een binair syst ee m wa t er-etheengly c ol wa s .

Vervolgen s is een rendementsbereke ning volg en s de formule van Chu(•• ••lit.18)

uitgevoerd: L log €= 1,67 + 0,30 log ïj - 0,25 log

(1

L• /X.) + 0,092 hL Hier in is: € L V

sch ote l r ende men t

vloeistof belast i ng in lb. mol

j hr

'dampbel ast ing in lb. moljhr

re latieve vl uchtigheid

= viscos iteit in centip oi s e

afstand in ft. van de top van het sl ot van een destillatieklokje

tot de bovenrand van de sti j gpijp van he t kl okje vermeerderd met

de hal ve slothoo gte.

De fac t or met hL bleek van te verwaarlo zen gT oot t e te zijn.

Na invullen is het result aa t -een rendement van 17%.

Dit geeft dan dus 25 practische schote l s .

Bi j een schotelafstand van 60 cm word t op bas is van meesleuring ("entrainment")

-(L

een toelaatbare sne lhe id van 12,5 m

j sec ber ekend in de kol om. Bi j berekening

Ij!

volgens Per ry (lit.19~bleek de~~al per sch ot e l bij deze snelheid voor deze

vacuumkolomte hpog te zijn. Daar om is een snelheid van 5 m. jsecgenomen. De druk

-val per schotel is volgens de :lfde rekenmethod i ek ca. 2 mmo kwikdruk per schotel.

samengeva t zijn de condities voor dest i l l a t i ekol om I.:

-

-

--- ._~ hoogt e 16000 mmo diameter 1500 mmo aantal pract. 25 schote l s schote l af s t . 600 mm -- -- ---'-- -r--bodem top druk 25 mmo Hg 75 mmo Hg temp. 26 oe 128

°c

: Dest i l l a t i ekol om 11.

Hi er i n wordt monoe t heeng l yco l ge sche i den van de hoger e gl y c ol en ( di-,tri- en

tetra-glycol) bij een topdruk van 10 mmo kwikdruk.

Bi j de berekening is aangenomen, dat h9t een binair sys t e emmono-di et heeng l yc ol was.

De we i n ige gegevens van Skri pach en Temki n (•• • • lit.17 ) leiden dan in een ij - x

fi guur volgens MCCabe en Thiele tot 5 theoretische schotels •

Volgens de formule van Chu (•• • • • • lit.18.) is een rendement van 19 %berekend.

15.

B_{i j een schotelafstand van 60 cm.}

is de toelaatbare _{snelheid geba s e er d op}

"entrainment" voor deze d_{e stillatiekolom gel i j k aan}

11,7 mi sec.

O_{m redenen van lage}

drukval in de vacuumkolom

is ook hier een dampsnelheid van

5

mi

_gekozen,

zodat de drukval per schotel ongeveer 2 mmo _{kwikdruk is.}

sec.

Voor destillatie_{kolom 11. ge ld t :}

I ~ hoogt e _{18000 mmo} top _bodem diameter _{2600 mmo druk} mmsHg' 10 ₆₀ 81°C 0

aantal pract. sch. _{27 temp.}

165 C s_{chot elaf s t and 600 mmo}

Tens l ot te wor dt het v_{erkregen zuivere et he englycol gek o} oe l d tot 25 C VII. Ma t er iaa l- en Energie-ba_{l ans en}

_

~

t:;~

~

1. 2

3

4

5

6

7

8 8a 8b

9

10

11

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

22

2

3

24 25

I

26

J

27

-la 20 20 23 114 180 94 94 112 130 160 181 160 181 118 134 134 157

99

95 95 129

76

26 95 128 81

25

165

"

"

97'9 366 6105 7450 74~0 7450 7450 '{443

"

0,02 0, 02 0,02

"

0,02 5757 21id 1686 21'{8 2178 0,02 3827 1930 1686 1686 2159 0,02 1668 1930 2159 330 6105 0,02 ₁₃₃₈

11

67

11

67

_

~

~

~

_

1

_

71

_

-'-

_~

_-~~

"

4

4 4

"

4 4

4

4

4 tetra - _enthalp i e etheen 'lvcol t otnaL _{t ;o,v, 25°C} , 1.ino.L _{k, ;'} ._~~-,..._-~ +--~--f---+-'_{-jtjcc1- -} --16 - 2 -30 -15 616 1116 487 487 607 767 736 1390 1070

3

44

186

357

1210 224 105 1289 82 213 110 0,3 428 87 41 o 14

"

0,2 0,2 0,2

"

0, 2 0,2 0,2 0,2 0,2

"

" 30 30

"

"

1

₃

'

t,

:

",t , 'fI .'.."1.0 1

,

3

".,

",

.

h

_\

_"

<:.

_,

o 1,3

₃

₀

1, 3 30

I

1

₃

~

" " 30

,

; ~':

...

.

' . / "

.

. ;J.,'

I...

~>.•,: 1,3

"

"

138 138 138

"

" 2, 1 2,1 2,1 20 ,8 20 ,8 20 ,8 2,1 0,05 20 , 8 138 2,1 18,7 138 18,7 ₁₃₈ 18,6 ₅ 18,6 ₅ "', 1 133 20 ,8 138 .1'"

t

..

.

.:

.

125 1165 125 3 1290

"

"

I 11290

I

i

11

62

1158 1158

4

0,2 128 0,2 128 0,2 128 0,2 1290 0,2 1290 1290 kmol 7

7

7

t

kg

7

"

"

0,2 20,5 331, 9 352,2

352

,2

332,2

.5

5

2

,

2

3

:29t

2 kInol 238,4 121,0 94,8 121,0 121,0 130,8 107,2 94 , 8 94,8 113,0 18,4 107,2 113,0 18,2 331,9 0,2 0,2 0,2 wa ter

"

"

kg

3

366 5977 6346 6346 5981 5981 5981 4295 2178 1686 2178 2178 2365 1930 1686 1686 2034 331 1930 2034 327 5977

4

4 4 969 _{22, 0} 969 22, 0 eth een-ox i de kg kmo1 969 22, 0 np : 1

2

3

4

5

6

7

8 8a 8b

,

10 11 12

13

\ 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

25

26

27

st r oom gegeven.

In on_{der staand e tabe l zijn d}

e samen ste llingen van de stromen uit het

b10k-je ssche ma op blz.16 opg_{enomen. In deze f}

iguur zijn de temperaturen _{en drukken op.:".-;.,;;~ "}

;~:~;~.:" .s,,' ~.... \.

_ _ _ _ _ ..l.- ~_ _

.__L

• ,_. • • ,.__._ ._ _

-

-In b_{ovens taande tabel zij n ook d}

e en_{tha l pi ën (ten opzich te van 2}

5°C) va n de

v_{ersc hi ll ende st r omen o}

pgenomen . Alle w_{aa rden uit de tabel zijn p}

er uur .

---

, I I I

J

.,

'.

~ " ~~. '~'''::.

.

-,

-

,

..

.

"' "." .. !

;

.

"' 1

.. .

1

"

";

.

.\' I. i".. ...~"

16 •

..

r

t .J ..I

.

.

---..

--.

-~~

-.

-~

.

~

J

~

~

l

...

-,.

~

~

I

--I ! ol • <n ""'1) ~

,

.

..c ';l . ~ 0 -, \ ' :)

..

N ... :l ... 0:::-< " oS ! ... ~ I < I 7 ' -;È' ~ ~ "< ::::t e, r--~ Q ~ ;=?;-0"-' ~ t · ~

-..

;. . I 1 I i \ J I .' · ~ " v-·· . \)1/ "". , ::Jo

--

~

tJ

() ~r ~

-, < Q ~ ~ - ----_ ._ -_ ..

-

_._

-

-~

,..

-.. _-o ~i, "'-0 ~ > ft ~ .' -,r.j"j Q f () 0 -s -.0 41 0

...

N I ~ UI ~ c

-,; t DQ In \l 11

...

I ~

...

...

. i

::x:.-o

...

In

...

I

r-0 ') .

--..c

...

, \l >< l" 1

~

.,....

-~ l1l

a

UI rJ. lil ~

t

-t. (j r:J. w

,

I ~ lil L-IJ. ol I ' . tiJ.

...

al iJ,! f1 E 0 d o ." IJ J<) ..I

"

"

0. I11

!J

r

I <IJ

liJ

-1 ~

o

.J

ca

t

.

.~, ".".

.

.

~..:

1

---~ - -

-17

.

In onde rstaande ta bel zijn de st of- en warmtebalansen opgenomen. De codering van de stromen is aangegeven in het blokj esschema op blz.

16

.

Alle hoevee lheden

zijn per uur zowel ven de warmt e- als van de stofbalans.

ingaande stromen

apparaat stroom entnalp~e ,i stof

0 _j no :

".

0.v.25

C I kg lvical. ! i no: stof kg mengvat 1 2

!

3

[opl o swarmte

-

16

- 2

-

30

+

33

+

-

15

979

366

6

105

- - +

7

450

4

-

15

-

15

14

50

745

0

7450

145

0

1

450

3

4

8

7

616

11

03

lU b

1

5

7

450

1450

745

0

499

6

16

-

15

1116

1101

4 6

ii

5

I;

react i e-iwar mt e bij

:

25

0C 1 voorwarmert; p

I:

reactor I . i voorwa~merl

W

Il

.

I

8

16

voorwarmer

W

I

n

8a

12

verdamper 1.

1

0

8b epW koe l w.

458

-

₆₁₀₅

-

428

26

0 ,_I

₁₁

₆₁

<P

_w

koe l w.

₄₁

1

41

1_i

16

68

_. . u._ ._ _._ ._ _ . --'- 1

1010

736

1210

315

1585

1289

1

686

16

224

16~6

5757

15

1210

193

0

_

_

14

315

382

7

7443

1

809

1443

... - _.- .. -_.•__._.._..

_-

_._--..

_._---

.

__

..

---_._--

_.-1930

18

1289

2159

3821

1

9

82

1668

_

_

2

0

-.lli

1930

--

-·

l···

~~

~l

--

~

~~~~:-

· -·:~Iir-

-

--

~

---17

1

105

1

686

20

23

213

1

950

21 (

11

0

21

59

22

0

,3

330

J28

._

6:l"Q2

25

41

1167

11

9

11 I verdamper

i

I

22

0

,3

33

0

24

8

1

1

33 8

cI>

w

condenso ~ ~8

'

46

7,3

~oo o

25

"-~"-" -'-41---

-

-

T'

><'"

1

""'

6

7

=----'--2

1

14

111

q,'Vcondensor

51

8

J-

--1338

/

633

.

1338

} - - -- - -++-- ._ ._ - _._- ' - ' --'- - '" -.~.---_._ __.._- _ ._- --.- ._- - ..-

-3

-

30

'

6105

1- - - - ---+--· _- - _···_-condensor !

18

1289

l- - - · -- / t - - - - · -·-·- ~---. - ., - ' -..- --",.-.- _ _ .__.._.__..- .._ -." ..----,,~- -- - - .-.- -_ .. destillati

1

9

82

kolom I

<Pw

kookket e

386

468

1

6bS

1 - - - -- - 4+-- - - - ...- ...---.r-.-.-.. .---de stillatie

24

81

1

338

kolom II I..+. .,

546

NPWkookkete ~

633

warmte

-I

wisselaar

i

W

_{I y}

I !•...•-...__.__.__. j + -Ikoel er

I

W

y

I

!

18.

VIII . Corrosieproblemen

Het ethe enoxide is corrosief,t erwijl de glyc ol en weinig corrosief zijn.

De Pijpleidingen en de afslu iters,die ~ebruikt worden bij het transport van etheenoxide,moeten bij voorkeur van roestvrij staal zijn (••••••• lit.21 en 22 )

De reactor is volgens BI OS-r a ppor t no:l059 (~•••lit 13) gevuld met ~~:~~~~ Raschig-ringen om er voor te zorge n,dat de optredende corrosie plaats vindt op deze Ra schi~ringen en ni e t op de wand van de reactor.Daar de re actor onder

20 atmosfeer druk wer kt ,moeten z~akke plekken in de react orwand worden voorkomen.

We l l i cht verdient het daarom toch aanbe ve l i ng de reactorwand met een resistente

laA g te bekled en.

Voor het transport en de verwerking van gl y c ol opl os s i ng en zijn geen speciale

voor z i eningen nodig.

IX. Veiligheid

Het etheenoxide i~ zeer explosief. De explosiegrenzen in lucht liggen bij 3 en 80

%

.

Het wer ke n met etheenoxide vereist dan ook speciale voorzorgen . Om explos ie te voorkomen wordt etheenoxide bewaard in gekoelde opslagvaten bi j

een temper atuur van _looe . onder een stikstofdruk van ongev eer 2 atmosfeer .

De explosiegrenzen voor een mengsel van

\

U

G~J

100 /₀ stikstof-Iucht-etheenoxide zijn in neven

-staande fi guur aange É)even.( •••lit.2l)

In vat en, pompen en leidingen,waarin

etheenoxide moet worden getransporteerd, moe t gezorgd worden voor afwezigheid van lucht. He t is daArom noodzakelijk voor het ingebruikstellen alle apparatuur gr ondig van lucht te bevrijden door met

stikstof te spoelen. #2,IDc

%

Er mag ge en open vuur aanwe zig zijn dicht bij apparRtuur,welke etheenoxide bevat .

De constructie verbindingen moeten bij voorkeur ge l a s t zijn en anders in ieder

geval van een goede pakking zijn voorzien. (•••lit .21 )

In de reactor kan een vrij gT ote variatie in de druk optreden. Dit is een gevolg

van de grot e vluchtigheid ( en dus van de grote dampspanning) van het etheenoxide . Een hogere verhouding ethe eno xide-water,dan aangegeven is,leidt snel tot een a an-zienlijke drukverhoging. Ook een temperatuurstijging in de reactor leidt tot

snelle toename van de druk . Deze temperatuurst ijging kan tegengega an wor de n

met behulp van de aange brachte reserve koelspiraal .

Bi j een té excessieve druks t ijging kan de toevoer van het etheenoxide-water meng

-sel worden gestopt.

Bij een werkdruk van 20 atmosfeer moet de reac tor zeker ge t es t zijn op 30 atm . Op de reac t or is een drukveiligh eid aangebra cht (bijv . bre ekpla at of klep) , di e

bij aanzienlijk te hoge druk openga at. He t is waarschijnlijk noodzakelijk het hier uitkomende etheenoxide-mengsel naar een met stikstof gevulde tank te leiden,

--- -~ --~ -- ~ - - - ~- ---19•

•

x

.

Li tera tuuropgave , (1956) ,637,(1937) , (1948) 44 ,905 , (1948 )

Chemie Ing. Techn ik 31 , 272, (1959 )

en

and Gas Journal 55, nor 39, 80, (1957) ~ans. Furad ay_ ~oc. 42 ,248 en 657, (1946) Hevue lnst.franca is de p~tr0 1e 11,490,(195 6) Petr . Hefiner 32 , nO: 9 , 146,( 1953) Pe t r . Refiner 32 , no 9,154,(1953)

u

.s .

Patent no: 2.409. 441 Ind.& Eng.Chem. 48 , 205 P•W•Sherwood rt.Pe11egrin P.W.Sherwood G.H.Twigg Brit . Pat ent no : 724 .45 2 R.Landau

H.Mor eu,M.Dodé Bu1 1 . ~oc.Chim .deFrance

2

,no

4

H.Gtlnthar d ,E .He i 1bronner He1v .Ghi m.Ac t a

2l ,

2128

BIOS fina1 report no: 1059

H.J .Lichtenst e in ,G .H .~igg,Trsns .FarBday Soc .

Anon ,

FIAT final report no: 875

F. J .Met zger

L.M.Reed

P.G.Davi s, C.E.von \iaacJ en,1".Y.urat a

Chem.Eng. Progress ~Jmp o sium series 48 , no

4

,95 , (1952)

.Allon. Pe tr .Ref i ner 40 , no 1 , 161,(1961) Skripach ,Temkin J.App1ied Chem. 19, 180 , (1946 )

"

"

J.M.Cou1s on.J .F.Hicha rdson Chemica1 Engineering

de

3 druk,P erga mon Press,London, 1959, b1z. 635

1. 2. 8.

3.

4.

5

.

6.

7.

9

.

10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18.

19.~\ .'Per ry "ehem.Engineers Handbook"

I.1c.Gr aw-Hi ll ,New York , 195o,b 1z . 600

20. G.O.Curme,F.Johns t on

21.L .r. .Hess,V.V.T i 1t on

22 . BIOS report no : 360

"G1ycol s "

2dedruk,Reinh01d

Ind.& Bng.Chem.

Pub1 .Co . ,New York, ( 1953)

.,