Bereiding van aetheen door autothermisch kraken van propaan met behulp van zuurstof

'--

'" , ' ...

1

i

-Verslag bij het fabrieksschema.

"Be re iding van aetheen ct oor auto-thermisch kraken van propaan met

behulp van zuurstof"

.B. F. Bunge .

'1"11.»

1

', -

,

'

';

• 1 _ f. \ . . .' "

'r

Lab.v.Phys. Technologie Delft, Juli 1953.

I

-I

I

I

-...,.".\ . ; ....

,

.,.

/

-'î

I

I

[

Inhoud

Literatuur

Grafieken

Physisehe

g

e

g

evens

Hoti

verin

g

v

an

de keuze van het proee s

Flow-sh eet

Synthese

Zuivering

Li

teratuur

1.

Chem.

~ng.

Progress

47

(1951)

134

2.

Chem.

~ngineers

Handbook by

J.I. Perry

3.

Handboek of ehemistry and physies by

c.n.

Hod~an

4. Dat abook of Hydroearbons by

J.

R. Maxwell

5. Chemieal

Dngineerin~

Thermodynamies

by

B.F.

Dodge

6.

De Ingenieur, 12 Juni 1953

7.

Elements

of Fraetional Destillation by Robinson and Gil1iland

8

.

Elements

of Chemiea1

~ngineering

by

Bad~er

and Me.Cabe

.

9.

F.I.A.T.

report

1107

10.

B.LO.S.

report

1411

11.

B.LO

.

S.

report

1058

12.

Unit Operatiens by

f' f' 'J . ·7 •

Brow

n

-2 25t - -- - l w ~ ~ 2D~ __ ~ ____ ~ ________ -T~~+---~~~~ ...J _ 0 ~ 1.51- --,----+:---=-::-0

~

ï: - ~ I_o .0J---+----+--=~r=_--_T----,_ -lil

6

Q5~--_+----+----~--~---~~~~--·~ ~ o'~ __ ~ __ ~ ____ ~ __ ~--~~~~--~ 30 40 ~ 60 i'O ~ 90 100 HYDROCARBON CONVERSION

'%'

_(GRQSS)

Fig. _{15. Autothermic cracking of ethane and of propane.}

Olefins yields on basis of oxygen consumed.

70\ 60---~---+----~--~--~z7~ I o

5

J---·

--~ ~ \ ~ I ~ 40~1 ---t~O/__+_{-:;;f-__i} 11"1 ~~-- -8 ~"O---~s.- "'f'=-~ IO~--~~_+----+_--_r----r_--~~~ I .0 50 60 70 ao 90 ~ CON'lERSIOII(k,ROSS)

Fig. 3. Autothenruc craclrlng of propane.

100

Products produced at about 50% thermochemical efficiency (continueel in Fig. $).

t... o W a: 1500 ~ 1000

~

W Q. ~ w t-500

95~

PROPANE

/0

CONVERSION --->---,0""1

Fig. 2. Autothermic craclang of propane with air. Temperature profile. in recuperative heat exchangen

and reactor at 500,4 and at 95% propane convenion.

0 JO '" Z Q Lol &.

HP

I lOr--

~

~~

0 4 3 2

Cozy

I 0

V

~

/

~

V-

-:l

V

_V

/

---l.----

p

L.--

Ir

V

V

/

-~

tko't';S

1

IA. 30 40 50 60 70 80 90 100 PROPA!'o(: CONVERSION:%(GROSS)

Fig. ft. _{Autothermic cracking of propane.} Product. produced at about 500,4, thermochemical

i· ~I()(l I ! '0
00.----,---,----,----v--,-,---~---,----~---,--~ .;70,~-~-~~~Lo~ I . I '-~-+-,,~j....lPHEffiJOc:Rt' .. M,...,.IC'"A"L- -- r- --1 o i/) eI: , 0 ErrlClUJCY ~ 601- - - - t- --f'

'

--/-~

--+---r--

'

_{.- ---+}

I

i Z o U <f)SO_ -

t

~

-

GEN~D:

I <f) o eI: °40

r

1

=--

= -

-[THANE CRACKING PROPANE CRACKING I 30L---~--~--~--~~~~~~~~~~--~~ 0.10 as Q20 02:' Q30 <BS (:tIJ

OXYGEN/ HYDROCARBON RATIO

Fig. ti: Trend of convenion with oXYl{en to hydrocarbon. Ratio in feed at varioull thermochemical efficlenCÎell. Gross conversion

means % ethane or propane dilappearing.

~o -'~~(~::::C:-~::'~t'- I . - : .

1. .. ,-

I .... -_

....

-...

-I

. . . . .

. .

. . .

'. . .

.. -:-. " .-;. t _.:,'".

---

-~~

'

-

Hl"

----,

Phys ische G8 geven EO.

6

Eoüüre verbrandinr:;swarrnte V[t.ll propmln

=

2.05 x 10 J/JTlol.

Soo rl, el

i

jkr:

V;'8

rrllte van C

3

H

n

~

67

.

6

t.T

/mo1

.oC

O

2

=

29

.

2

11

C2H4

=

41

.

6

11 H

2

=

2

8

.

6

11

CH

4

--

35

.

5

"

C

3

H6

=

5C.0 11

C

4

H

IO

=

90

.

C

11

C

₂

H

6

=

llS .6

"

C2H

}

₌

41.9 ••

co

₌

29

.

1

!I

CO,."

₌

36

.

8

•• c:.

H

₂

0

=

77

.

4

"

vlb.

C

2

H

4

=

SO 11 11

C

3

H

6

=

100 11

"

_C3

Hg

₌

106

I! 11

_C

4

H

10

=

134

"

n!

/ . '\ I , .~ ;

Verdampingswarmte

van

_C2114

₌

12

.

000

11

'"

C3

HS

=

18.000

"

C

₃

Hg

=

19

.

000

11

C

4

H

10

=

24

.

000

"

Kri

t

ische drul{

en temp. van:

_pc

_T

_c

atm

oK

CH

₄

4"3

.

0

191.1

H2

12.8

33

.

2

CO

34

.

6

134.4

COl")

₇₂

_.

₉

₃₀₄

_.1

'-C2H2

61

.

7

309.1

C2 H6

43.8

305

.

2

2.

Motivering van de keuze van het proces.

Aetheen wordt in on2 land l.3'ewonnen uit cokesoveneas CS.B.B.

te' 11 HeL 0,':; ) . D(3 n twe eo e niet-synthet ischu winnimr, i s uit de

r8.ffináderCljl~assen V8n de t 1_{1ermische en katalytische kraakproces}

-sen te ::)ernis . "ij willen echter aetheen synthetisch bereiden.

\/e :Jl08ten ons hierbij &llereerst afvra.cr,en op welke wijze dit het

Oést }~an r~beuren en vervoln:ens de hOf~veelheid aetheen, die we

willen produceren. ~conorüsche overwe,q;in.n;en spelen hierbij een

be lan[:ri jb-,; ro 1.

Alhoewel de aetheenchemie een steeds belani"rijker rol gaat

Sl) e.Len voer de be n:; id i n '.: van aetheen de ri vat en en in de V. S.

reeós tot een ~rote onthikkelin~ is gekomen, zijn er toch een

8bntol b21c~~erin~en voor de ontwikkHlin~ in ons land.

~'enr::evol(~e van de tolmuren in Eruopa zijn de afzetr>;ehieden

zeer beyerkt. Dit maakt de bouw van grote, economische inst8lla

-~ies zeer moeilijk . De ho~e investertn~skosten van de aetheen

winnings- en zuiv~rinGsinstal18ti~s belasten de aetheenprijs

met een '1oT (-' rest VOOT afschrijvinr-::. :Jit drukt weer relatief het

zwaarst op kleine fabrieken . Bovendien maakt de moeilijke

trans-r,;Jrteerbaa:r1_{1ei..C vaD de o:asvor:ni,cre aetheen noodzakelijk, dat alle}

aethee nVl: rV'l8 r1cende industrie en op de ze lfde pla8ts geconcentre erd

2ijn.

j',lhoe vve 1 de üntwikLe ling v cn de synthet i. sche ve ze ls en

p18sti..cs en de productie toename in de V.:~ . Véln de kunststoffen

0l' bE,sis van aetheen de bouv. vsn een ,'Srote febriek zeer aantrek

-h~lij}', 1118akt, '110 ~en vlij bij de opzet Vfcln een aetheen installatie

toch ;Jiet te opt i:~i sti s ch zi jn met ~1et 000; cp de '::en 0 e;nde

moei-lijk~eden . ~88rom baseren we onze productie op de huidige winning ven [1ethe'~rl in or:s 12.rJd uit col·esovenr~assen .

':2j

Bij inform3tie bij de Heko,.rr bleek, d8t er mOTr1enteel 2000 m~ /hr='

11.ClC

t/jT

SC~ zuivere netheen wordt ~ewonnen door S.~.B. en

lIeyo" somen. :Ij, litero"Cuur (6) L~ee:ft een potentiele C

2H4 hoeveel

-':'leid in on:.: lfHld. van 2C.OCO ton/jr uit co}:esoveno:8ssen, waaruit

blijl;t, d8t slechts de helft Vtin ae potentj.eel aanwezifSe aetheen

'11 OTd t 'sewo nnen .

Gnze:

8eUleeD.fJ!'od·~ctie

wordt dus: lOOe

m~)

Ihr

zuivere aetheen

=

~-b.~Q~Ç_1Q.~Lj~~

-4

.

~r zijn 4 methoden voor de bereidin~ van aetheen, te weten:

1. D2~1yc)rat2.tie van 2.ethanol.

2. Hydro~eneren van acethyleen.

3. 1." C TI C T-i C TI

.f\.raKen VL:!l 2' 6 ' Y·(~' 4' 10'

4. 1,utc~heri!1ü;ch kraken Vim C

2:16 ' C₃H8 ' C4:IIC•

&eth~·nül dU;J r ·i.s. l:eestal \'JOrdt zelfs het ol1rsekeerde proces

toe-~e~3~t voor d~ bereidin~ von aethanol. Alleen O~ zeer zuiver

Detheen 1;8 ;nf~J\en kan àit proces voordelen bieden.

Hydl'o,~:eneren Vbn acethyleen werc1 tijden~ de oorlo~ in Duitslal1d

zeer veel to(;.'r.e,xlst. J~r is veel literatuur over verschenen

(:),lC,ll) , die eC:1ter vveini,~ ()etrcuwbof1r is. Alhoewel het proces

û.r) ZLC~1 ,~elf ;;eer L'èintretkeli,ik is 9c ll'Ljnt het rendemc'nt la8l!, te

ziJn . ~en voor ons doorsla~~even() arfwrnent om dit proces niet

toe te jJcd:;E'~n i'~ de kleine ?~n dure acet:-lyler;n productie in Neder

-12nd. bleetro in Am2terda~ markt + 30 ton acethyleen/jr uit

CéiC2 . :l)e k-f.-.1..1;:ovens voor de bereülin~ V~)rJ het calciumcarbide

;,;:i,sen vei::l electrisclw ener.r;ie het;~epn duur is in Neder18nd .

:;.:.c keL(ze t,),S3,;1~ th8r'li~3Ch en autotherlilisch kroken blijft nO~j

over. 3 P"1é,. 1 Vi; déit 2utoth~F1i8 ('11 }T8ken r:lOde::::,ne r is '(02 eft het een ho'~erf.; Ofrzettin.'T (1,6). jp. },it!:rotuilr (1) en :+:'irr,. 1 tonen aan ,

<int o.utothermisc'1 1u2ker; von ~)ro~)n(1n efficienter is dan van

(lethn, n . .Gt!rJ ::::ter1;:er 1Jrg1';'i,1ent is de ,!rot o propofn-butao.n fractie

'Ic n de kr8~'1~ir)2t8.l1aties in }'ernis. T-let butaéln wordt veel

'-~ebrui1rt voeT but8,';ES in :JeClèr12nd en Skandi,npvië en ~eeft

v ol"ew3 het ce Tl trm 1 b'llr0 au voor ;-;tatist ie},' in Den ~{aar~ TTle er

"e besl",it::.l <l~12 tot a1J,tothtê:rr:Jisch l-raken van nropél8n m.b.v.

',,(~ ':>;ebrlÁ:L 1':1 ~U1[rsto:f i.~).v . lvrht, oT~d8t (l8 hO:7c invt~stering;skos­

ttcll van dr~ 6c,j,v8rin ""-oi,>ot:;lh:tie voor (nze betrel::kelijk kleine

::O""lirie]!Ji;~rc1Jrt:ik Vé n lu('~t ~eer oneccnomisch is . 6uurstof is

niet du~r ~n in voldoende ~8tJ te ve~krij~p.n .

:;:nLic':t ;.11 ':rJ v';n 'kd, c('ntrtii 1 bure81l VI"rl Statistiek t~8.ven een

1'5(. CCC een

t

c;.5C.OClÎ,(;;I/jr '1o~eli.j}· is . TIet peTccnü~'''e pr01A'H:tn i.n dit p;8S

c;ll'·-,,:.~.::;i~ is niEt ly~.l\end. L.-:'n,:~;:::'::'J3n '.'Iij 21ec~t2 ~;O.OCC ton/jr

j;,YCJpac:;n lJl,cli~' 'lsob':::D

::é?

d-tt zch::r voldoc:-d'.?

:'::L~'} .:(-;;ollen h'?t:":n betrel~l~in'"'- op 1"!i8t-kct81ytisch kraken "'Tn"';·

• .1. ___ l; in Amst erdam gaÎ

;)-i"j '-:-talv'l,i:~r':l ;To1:('[; een o,;)bren~st van 2a;ew.f, propaan-but aan

l'nr;:;ü, /~Y' -t,on TU',,-; clic:, d.i . l";C.CCC

ton/9

mi1l ton oliG .

:Ut." ~:.ijv,~rLn" v':;; G..' l' rod-Jct·;.c ';ES3en me de kl~akin,r zal ,r;ebeuren

i vcl-::clJ~' cic c(Jnv'c;yrc-LoYl·'l<2 2C''Jei';i.nr~c:rnethoë_e, di.!'? berust op een

v'::"2c1-1ili.JI ~:"oo}cp'--\:1ten ven de CCT'lilOnentcn . Ze wo~jt ui t'jevoerd

Af AcTOR WA Ï\ I'1TF 1oI1)~E.LAA1tS ""/'S~LAA",. WA"R MT~-/tV I " , 1:-L .A A II FLA\ ,.. A~î>A1\AAT ~ A. 1-.JIt--':J _ _ ~') ,( .... , t L -_ _ -''> ,.. ..

°

- - - -+---f-- - -'!> CJ. 14., (1 #t - C, 11, - ~ .. Hip A "-o-.,,,t-... .

fLOW SHEET.

S,ynt118 se .

':;üG1~ rc,,;cu: t.;zersd (b1z .4) \Jordt zuiver fJrOp88n 8utotherrnisch

"e~:r8i·;:t m. b. v. Z') iV8re zUl~rstof in een r02.ctor . '-Iet 8Ddot~erme

l'i,; heÎ~ v,:::rbr[~:ld'é;n V'l; .. Jropa=':-;'l(;t j7;uur2tof .~~et g'~"te1e proces ur:Gcr1.oüClt ZiC'1281f . l)c '1ierna vo1n;en'L: berel:eniw'en zijn ge-b;::'ëerG Ol} c~~n ~;rtikc;l VfeD

Pc.r:.

J)2an2s1y en

C

.

::.

'.Vatkins in

ChjL1 . ":'11'". 2'Y'o':rcs2 '47 (1'151) 1311•

Bereb: nin:! Vé' n de be noch ""dE: hoe vee 1he id zuurstof en pr opaan en

de ontstan~ ~ceveel~eid vsrbrEndina2~8ssen_- .

.- )

In "let hü~rn8. vc1'l'c',Jde worcJt '1erht'1aldeli;ji 118t bec'TiIl

lItherr10 cher'li::'°chc efficiency" 0"ebrui:~t . Dit is; 3-eabsorb2erde

\, G.r:l.J,; e JO'..):r ;'10 t k nü: en: 0 nt \'J ild~E' 1.:1 e \1 Cl rlYJt e c1 oor het verbrand en .

ii~ . 1 to~n~, dat bij kraken 'Ion propaan oen zo 7root TIlo~e1ijke

1)rol,8[jnCOnV8TE,ie 'lo~'3lij){ is, Vla['rvan we dan OOY zullen uitsjaan.

V~rder is een ~rote thermoche~ische efficiency voordeli~ voor de

[,et'leen O;):)Ten:~~,t. Den reË'He en bereikhare wa8rde is 800,.&, die

'.ve (an oo~~ zè .. '.l:.::: n é"8nhouden bij cle berekeninf!en .

Lit de fi,3"L:rcn :3 en 4 is d,~ sr:,'nenstelling van de verbrandings

-SfjS~len te bepalen bij een conversi<~ V8n 9'7% en een thermochemische

eÎfi,c-umcy Vtm L)O'~. Deze wordt , uit:~8~)nàe van 100 mol. propa2n:

C2H4

ól mol

CH

4

65

mol :-I

₂

48

T'1el

C

3

H

6

7

,

S ' mol

C

-4

2

mol rLJC' L

33

meI

CO

33

mol

CO

₂

12

mol aromate n ₄ mol

C2H6

3 mol

C2;t2

2, ó mol

C3HS

5 :flo1

7

.

Nu willen wij echter een thermochemi2che efficiency van 80~ •

• r8 zien ~Àit de t2.bel, dat het aantal molen CO + CO

2 =

33

+ 12 =

45

mol is, d.w.z. van de lélG mol propar'n worden er

45/3

=

15

mol

v~rbrDnd . ~r ie noz

5

~ol onveranderd propaan in de verbrandings

-!-;8~"~:'-'n ,:iêlnvVezir

, dus lCO - 15 - 5 :=

no

mol C

3HR wordt ~kraakt .

Bij vero.ndé:rin::;; V8n de therTTJochemische efficiency van

50

fot 80%

\\or6en de hoeveelhGCiCn H₂0 , CO 2n CO

2 in rie verbrandin~sp;assen

5/E:. :;:: zo ·:;root, dus resp. ?4 , 21 en 9 mol. ~r verbrandt dan

5/F~ x 15 :::: ").'j mol C3HS on er \'Iordt IOC - 5 - 9.4

=

85.6 mol C

3HB

';ekrml::t. ;{et 88ntal rrtolen van de kraakgassen in dit verbra

n-dir~';s,:as v>iOrdt 8~ .6/8C Je zo rrroo-'c behalve de waterstof , die gelijk

blijft he t ;ec:;n een wat erstofbalFtrl S op ee nvoudi ,ç;e wijze aantoont .

lJ~ s8menstelliwr _{van de verhrandin3sgassen wordt nu:}

C₂H 4

62

mol

=

24

.

4

mol

%

CH 4 66

"

26.0 11

=

H₂

4n

11 = lS.S 11 C

3

T16 G

"

=

3

.

1

"

C 4 2 11

=

0.8

_"

8rOL'lpten 4

_"

= 1.6

_"

C

₂

H

₆

3

_"

₌

1

.

2

_"

C21-!2 3

"

= 1.2

_"

C-z, H8

5

11 = 2.0 11 .... CO

21

11 = ~L3

_"

CC") 8

_"

₌

3.1 11 L

H

°

24

11

=

9

.

5

11

2

254

mol =

100

.

0

mol

%

De be nodii~Je L:;uurstoÎ wordt: CC 21 :nol

CO") _L

16

_"

₍₌ 2x8 mol)

H

20

24

11

61/2 :::: 30.5 mol O2

Holfractie

_°2/C3HR

in voed inA; ::::

30

.

5/100

=

C

.

305

,

het geen onee

-veer uitkcmt ~et fi~.

5

.

, ,

\ ~ l

d • i . 1000 x 103

=

12.4 mol/sec.

22.4 x 3600

nodig aan propaan: 12.4 ~x lCO )

=

20.1 mol zuiver propaan/sec =

-27900 ton/jr.

}1iervoor is nodiG GEln 02: l .305 x 2C.l = 6.13 mol zuiver zuurstof/

sec . = 6180 ton/jr.

~r ontstae n ct us: 0,201 x 254

=

51 mol verbr8.nd in9;sgas se n/ se c. met

bovenstaande l)rocentuele sar:1enstellin:o;.

Berekeninz-yan de te~perat~~_

In

de

re8ctor ga2t per sec .: 20.1 mol

C

3

H

S

+ 6.13 mol

O2 .

VGn die 20.1 mol C

3HS verbranden er 0.094 x 20.1

=

1.89 mol/sec.

ontstaat aan warmte in de reactor door de verbranding:

1 .,j

ç.'g

x 2.05

x

10 6

=

3

.

88

x

10

6

J/sec .

/ '\

Voor het kraken is 80~ hiervan nodig, bovendien + 3%'aan

stra-lin,;;sverliezen dus verschil warmte inhoud van de in- en uitgaande

f-Çassen is

17

;,~

=

0.17 x 3.88 x 106

=

6. 6 x 1C

5

J/sec.

Volgens fip. 2:

~emp

.

ingaande gassen in de reactor

=

14000F

=

1:g~~g,

o 0

~op temp. in de reactor

=

1900 F

=

1040

e

======

l'emp. ui tgaaD de

,~

s

2e n uit de re actor

=

16500F

=

2QQ~Q

-:Je gas :38n, ct ie de r8actor binnent rede n zijn tot 7600

e

opge-war~~ door ris gassen, die de reactor m9t een temperatuur van

9000C verlaten. Nemen we a[;n, dat het zuivere propaan en zuurstof

de warmt ewissela8r bij

gQ~~

binnentreden. De warmte inhoud van

deze ~assen is: (20.1 x 67.6 + 6.13 x 29.2) x 20

=

30780 J/sec.

De warmt einhoud v 2n d<.: v erbrar.d i nrçs <fclSé."!8 n noe t dus zi jn :

rl 1 / rn , ' - 10 5

30

~oO

:) moe n se c x S. 'vi'. X 1. c; m p.

=

ti. ti X + , () •

'\le ~:lOet~n d~s Ge S .W. V[ln het verbrandin";::~8.s eerst berekenen

alvorens dB t~MpGrat~uT bepaald kan worden. Daarvoor moeten de

9

.

mOl/sec Cp(J/mol.oC) war~teinhoud(J/oCse(

C2 ~14_ _{0.244 x 51}

₌

_{1?4 41.}

_t:

₅₁₆ CH₄ C.260 x 51

₌

13.3 35 .5 472 H₂

C

.

IUB

x 51

=

9.6 28.6 274 C 3

H

6 0.031 x 51

=

1.6 50.0 80 C 4 0.OG8 x 51

=

0.4 90.0 36 8TT1 (' . (':t6 v ₅₁

₌

O

.

B

C 2H6 0.012 x 51

=

C.6 48 .6 29 C2H2 0.012 x 51

=

0.6 41.9 25 C~H'3 C.020 x 51

₌

1.0 67.6 68 .-' l CO 0.083 x 51

₌

4.2 2'"3.1 122 CO₂ C.C31 x 51

=

1.6 36.8 59 lL")O 0.095 ,. ₅₁

=

4.9 77.4 380, j e L 51.0 mol/soc 2061 J/oC sec.

:Ue s. w • van de verbr8ndin:!s.r.'"8.ssen is dus: 2061

=

40.4 J/mol °c

51

- 51 • . 1

~

-_

~

.

b'

x 10,6 +

~)or78n

.!Ju s : x Lj C • /, x... u _ \,

'l.'

=

335°C

B~s de te~peratuur van de verbrandin~s~assen bij het verlat en

V8.11 ct-..:! wnrPlte'viisselaar

,

Ber0kenin~ van de hoeveelheden productie gas nodig voor het op~iarnen Vé.1n de z"tlurstof en het P!..QI2.88~

'.iarmte nodü: om zUl~rstof VEln 20° - 760°C te verwarmen is :

6.13 x 29.2 x 740

=

132.500 J/sec .

Hiervoor nodi,,- aan 1Jroductiegas: 132.500 -- mOl/sec x 40 .4 x 565.

ï , 132.500

.LiU s

4C

.

4

x

5

65

=

§~Q mol/sec. productipgas voor de zuurstof •

°

°

Warmt e nadi~ om propaan van 20 - 760 C te verW8r~en i s :

2C.l x 67.6 x 740

=

1.006.00C J/sec .

~iervoor nodi~ aBn productie~as : 10C.600

=

mol/sec x 40.4 x

5

6

5

.

T lCC.600 /

\,)

-. ; _, i I I ,: , \

Bcrekeninn: van de Grootte van de reacto~

';ie nemen een reactietijd van 0,1 sec, hetgeen ruim voldoende

is .

Er ga8t in 0,1 sec . naar binnen:

26₁₀ ,2 _,y.Jo 1 _{gas van}

°

10~3

760 C: 26, 2 x 0,1 x

273

x 22.4

=

222 liter.

In die ti jd ontstaat er:

i5

"):l01 f';EI E: van 900°C: 51 x 0,1 x

1~2,~

x 22, 4

=

494 liter.

Dus . ;; J' . 1 ,., , .. \ .'

de greette van de reactor wordt :

~

C

,

5

m

3

.

,

-',

-11.

~~=1.~~!:~12g~

-V'Ie heboon nu een productü-gas verkregen van

335

0C, dat vele

bestanddelen bovat . Het C

2H4 moet hipruit verwijderd worden .

lic doen dit m.b.v. h(~t Linde procédé, trapsgewijze afkoeling

onder druk.

Verwijderen van de waterdamp.

Alvorens dr ~assen te cornpri~ercn koelen we eerst in een

w8.r:ntewissela~,r Pl.b.v. lucht tot BOoe. Het blijkt, dat de

~cterdamp condenseert a8n~ezien de kooktemperatuur van water

bi j de part. wat erd8mpspe nning

=

"'lolfract ie x totale spanning =

C

,

095

x 1 atn

=

0,095

x

760

=

72

,

2

mm Hg ~elijk is aan

45

°

C

.

\, 2 nem en voo r onze bereY.:eninc::e n Gé,-n, dat alle waterdaT~p c onde n -, S2~rt 811 dlle anüere bestanddelen !Sflsvormi,,: blijven. In een

,afscheider wordt het water vprwijderd .

Cm nie~ bij de verdere zuivering bij te lage temperaturen te

r:lOete(] werLen comprLrYlcren 'dR. ,,','c kiezen hiervoor een dI'l.lk van

30

st:-o. Je .,;.akozen centrifugosl compres"or ven Clark met imven

-dLse kor;lilr~ lr::~'Jert Jlèt :~é1S ven 30 atm. met een teT'lperatuur van

le,CoC . Le sanenstelli;.;-r is de volc;ende:

mol/sec nol

%

C2

1

14

1

2

.

4

26

.

9

CH

4

13.3

2(1

.

8

i-t) L

9

.

6

20

.

8

C

3

:

1

6

1

.

6

3.5 n-C

4

0

.

4

0

.

9

aromate n

C

.

8

1

,

7

C

₂

H

₆

e

.

6

1

.

3

e 2 T12

0

.

6

1

.

3

C..,K..,

1

.

0

') ') C aL ) 0

CG

4

.

2

9

.

1

CO,) L 1.6

3

.

5

46.1

10C

.

0

n₀

(I

C

/'

/

/

Bep':_lin '.

v;

n dp cünC;r~D~8:it;.J.~'''Y'L'eY'[,tU'..-l~ V[ln het J""'C'T·len,,.Qf-ll

_ ... _ _ _ --"-_ _ _ _ _ _ _ ~_=_ _ _ _ _ ;...:,....:;.;:~ ~ ... ~-, ' .. Io...i.J •

",: \:i:~ l.eD l1U b<~l~é'len O,,3 t'::::TI1,r:>ratuur iVélc·rbij voor l.et eerst

c:: :J~~c:nU·.ti.\.: o:;:;tr'''::8c1t en c1e SW1EI,]f'tt~11inf! v!'n het condenserende

',C::::'8t0 :;rup altje . ",~ll1.~"ez'i.en Vhé; bij "je 8tT'1. werk'2l1 bestaat ~et r 2~~rner;·::.::cl_ z,,:k8r iüet ',:it idec:le ~:rn2::;'::n . "e J~unnen dan ook niet

,je \',2t~-';I~ V:':":j ::':'a.ltcn e;-J rtélOl~lt zonc1e::-' neer toe)3S~en, '''laar

'!U(~t(;:'J on,~,~ Loevl'.:C~·lt l1t0T'l(:J1 ~ot j"U'''C''.citei ten . ~:et behulp V2 n

"C\_:1J.Jl'E:2':L-)';'lity C'1c.rt:311 _{G~J ,~('n IItrLal and er-ror} ll _{Y1ethode kunnen} ',IC; acHl

(>

cc,ndc.::l':~tie ter'lpC;Y8tUL..r t:ll de sé;''1enstellin'~ V8n het

~é; (.lcl-r'?"2c'tt'::'2 y '!E.n de dWl:.::' 3ijn (,skencL Vie l~iezen e:~n bepaDlde

-t':'1~)e:cot'J.1Ár 8Y1 zookcn ill:~r8i'ieken (4) bij die teoperatuur en

dr~ fLl:~8citpitsfunctie F vcn elke t:oI'lponent .

=

n

y

\·i·",~_.~ .'-_ ." .. -l·n H' _~ ... _. _{IU~PClGel s~unc} ~ ·..1.·t'" t ' lee

x

y - ~ol'rr2ctie danp

x -

mol~r2ctie vloeistof.

TT -- totale druk

=

30 8Ü,.

kllnrl'.:!n he de T;'!cl:rr8cties van eh: C'o'7]jJonent'.;n in hr-:'t condens82t

:.'er81~er;cn . De ·J.:At~.;lJ.iYJ.(-: ~i.e::.~v['·n rl0et:e1ijk 8[,n 1 zijn . Is rlit

lll(,-C ~l";'r; .,:ev<:l, dEJ.Y] n::;~;-L~n ht," de berc;}-enin' '18::-halen bij e8l1

<nder~ 1:;r;r1.i)(:ral!)u.r. )..cn:>zÜ'r, ni,;t _v[:n ~lle corn:)onen'ten gr8Îieken

·vr.. n de fUi~ut:i t.Ri t2:':'unctie he:-:tol)d~n hebb en we voor (te ze componen

-t er; i .p.v. F dl'::' ver za di FrG e ct D'1P spa n ni n'~ _{(Pi) uLt} de fia;uren 6 en

'·snornen .

1 e trial GOoC 2 e trial 65°C

3

8 trial 69°C

cCJnp. y F x F x F x

-C 2H

4

C.269 72 C.l12 75 C.I08

7

8

0.104

cn

_{;1 L~}

_C

_.

_280,

_{210 0.C41 215 C.040 220 C.039} H 2

o

.

2(:>5 1380 0.OÜ5 1350 O.C05 1150 0.005 C

3

H6

0

.

C35

27 O.03'J 28 0.038 30

0

.

035

C 4 C.Oe9 11 0.(;24 12

C

.

022

13 0.021 éJrOi1

C

.

C

lf

C.5 1.02C

C

.

6

C.851 0.7 C.720 C Zf-1 _{_ b} ~ C.C13

56

t .CC7 5fS C.007 62 0.006 C₂'1 2 C.C13 50 C.OCR

53

C.OO7 57 0.007

"

:-r

IJ " _ (' ;) ) C.C22 25 C.026 26 0.025 27 0.024

CC

C.091 260 C .CIC 265 C.CIO 270 0.010 CO') {

0

.

C35

55 0.019 58 0.C18 62 0.017 1.000 1.311 1.131 1.000

7

13

.

.. e zien dus, dat de eono.ens[:ltie tWlpprf1tuur 69°C is en dat

vüürn8',h~lijk de aromaten ('ondenseren. ';ot: nenen Vlederom 8an, dat

bij de

a~ o~linK

tot 20°C ir de

w8rrntewis~elaHr

alle aromaten

vloeibaar worden en alle andere CG~pOn8ntcn ~ehcel ~asvormi~

blijven . De s8;Îenst211int~ VP.D het p;8f'menn;sel wordt nu:

01:) dczé'lfde

tuur ei') rI,e

'oe paeld. Camp. y C2H_{4 0.274} C3H₆

₀

_.

₀₃₅

C'<:~I_J 8 _-

C

.

O?2

C4 C.CC9 C2H2 0.013 C2H_{6 0.013} CrI4 0.294

co

0.093

c

o

₂

C

.

035

H2 0.212 ~_. OCC nol/sec . 12.4 1.6 1.0 0.4 C.6 ( \ ~. \.1. 0 13.3

4

.

?

1

.

6

J

.

G

45 .3 ::101

%

2'(

.

4

2

.

2

0.9 1.3

9

.

3

3

.

5

21 .2 100.0%

monier al~ boven wordt wederoJTl de eondensatietempera

-samenste 11 in;-r v~Jt; het ee Tstp eonden sant druppeltje

r

trüü -10°C 28 t:rial - 20°C 3'e trial -16°C

F x F x F x 31 C.265 26 0.316 28 0.299 6.C 0.154

5

C.210

5

'>

3

0.185

5

.

~3

₀

_.

₁₁₄

_4.1 0.161

5

0.134 1.6 0.169 1 0.270 1.3 0.212

I

e

0.021 15 0.026 17 0.024 21 0.019 17 0.023 19 0.022 125 0.071 110 O.O~O 120 0.C75 25 0.042 19 0.055 22 0.049 0.U,)5 1.141 1.000

Bij 16°C condenseren dus voornaMelijk _C2H

4 ' C3H6 ' C₃H8 en C4•

',iE:; lcoelsn af tot - 20°C.

ïie zullen nu ecl1ter niet 'ûo~en ze,a;~en dat 811e C

2H4 ' C

3

H6 ' C

₃

HS ~n

C

₄

_HIO

condenseren en niets neer, daar de condensatiepunten

veel dic~ter bij el~aBr li~~en dan bij de water- en aro~aten

-8fscheidin~. Dij de afkoe1in1 tot _20°C veronderstellen we dat

~ mOl/sec condenseert. Het totaal BGntal molen/sec damp, dat

binn~nkomt is

45

.

3

Dol/sec. Van deze damp is YCH

4

=

0.294 •

. ie noemen de mol-fnc:..ctie van CH

4 in het condensaat: XC1-1l

4

lJan is;

₌

0,294

x

43

.

3

-

X6H4

x

W

45

.

3

-

w

(1)

wa;·.crin Yb-I

=

de mol.fractie C:1

4 in de damp in evenwicht met de

4

vloeistof . Dezelfde betrekkin~en ~elden voor de overige

compo-nent,-;n.

Bovendien is:

_yr.

_1-! +

y

'

+

...

=

1 (2) -J 4

H

2

Xl

CH

₄

+ X'

_H2

+

.

.

....

=

1 (3)

\;e verondeTstel1en, Jat het ,ems na condensRtie in evenwicht is

met het ontstane condensaat.

Dan~e lden de betrekkin 'Sen:

ÎL

=

::;0

atm. F CH4 • x' CH₄

re

I Y"J I12 = •••• e nz (4)

F is te vinden in de fugociteitsGrafieken bij _20°C en 30 atm.

Door de betrekkingen (4) in (1) in tl; vullen elirüneren we de Y' .

'laar C:I 4 wordt dit; _{F Xl} (4 ) __ (1) CH 4 ' CH 4 TL

=

0.294 x

45

.

3

-

x' CHÄW 4') .3 - VJ

=

~291_~~4~5_.~3

______

_

A5.3 • F/fl - \1 . F

/lf

+ VI Alrseme en:

x

'

=

i: J 543

x

Y

45

.

3

x

F/30

-

D

.

F/30

+

W

De x

'

V8n alle ~omponent0n zijn nu te ber~kenen bij aanname van

een bep8.é.tlcle ',i. ü';'Jtellen T:10et clan 1 o;even. Klopt dat niet, dan is

c1p. ,J);l1:?;enOIlen VI fout en m.oet deze t rial en error p18thocle

15

.

In

ue

1--J.ic

rond c:

rs

taF nd

c

t

a

bel

is dezo

be r

oke nino: toe

~~epa

st

.

I '

F/30

45

.

3y

45

.

3

·

3~

X

'

x

'

x

'

l -2(îOC VI _.=20 _{. -}

W=10

W=l

C

2

H

4

c

.

27t~

26

0

.

865

12

.

4

39

.

2

C

.

296

0

.

307

0

.

316

C

3

H6

C

.

C35

5

C.1

67

1

.

6

7

.

6

C

.

065

C

.

I0

0

0

.

189

C

₃

n(l

C

.

022

4

.

1

0

.

13

6

1

.

C

6

.

2

C.Ot

r3

0

.

058

0

.

142

C

4:

1

10

c

.

oeg

1

0

.

033

0

.

4

1

.

5

0

.

020

0

.

036

0

.

166

CH

4

0

.

2

'

]4

110

3

.

66

13

.

3

16

6

.

0

0

.

118

0

.

096

0

.

082

CO

₂

0

.

035

19

C. 633

1

.

6

28

.

7

0

.

044

0

.

049

0

.

055

C2 H

2

C

.

C13

15

C

.

5

0

.

6

22

.

7

0

.

018

0

.

021

0

.

025

CnEr) _L

0

.

G13

17

0

.

566

C.6

25

.

6

0

.

017

0

.

020

0

.

023

H₂

0

.

212

9

.

6

co

0

.

093

4

.

2

0

.

621

0

.

687

0

.

998

\;8

zien du

s,

dB t e r

s lec~'lt

s

1

,PJO

ol/se

c condense ert

me

t

een goe

de

s8menstellin~ .

Dit is

ec

hter

veel te

weini~.

Daarom niet

afk

o

ele

n

tot

_~CoC,

:Tla

fl

r bijv

.

tot

_

50o

e,

dezelfde

berekening herha

l

en en

zien

hoe

,

:;root

de

opbre

ngst en

de

samenstelliD'~

dan is

.

C₂H 4

C

3

H

6

C

₃

H

S

C 4H

10

C:14

CO2

C2H2

C 2H6 H 2

CO

y

0

.

2

74

0

.

C35

0

.

022

0

.

C09

0

.

294

0

.

035

0

.

013

C

.

013

C

.

212

U

.

OC)3

F

-5

0°C

45

.5

y

F/30

1

5

2

1

.

7

0

.

3

68

,

7

5

9

.

4

12

.

4

1

.

6

1

.

0

0

.

4

1

3

.

3

1

.

6

0

.

6

0

.

6

9

.

6

4

.

2

0

.

5

0

.

07

0

.

06

0

.

01

2

.

3

0

.

2

0

.

2

0

.

3

22

.

7

3

.

0

2

.

6

0

.

5

102

.

7

10

.

4

7

.

7

14

.

1

0

.

415

0

.

094

0

.

060

0

.

026

0

.

159

0

.

073

0

.

030

0

.

025

x

'

W=5

0

.

493

0

.

211

0

.1

3

7

0

.

074

0

.

138

0

.

111

0

.

051

0

.

034

Xl W~10

0

.

45

0

.

13

0

.

08

0

.

04

0

.1

5

0

.

09

0

.

04

0

.

03

0

.

882

1

.

249

1

.

0

1

:

T

ieru

it

blijln wel duidelijk,

da

t

de opbr.">ngst

nog ze

\,-)

r sle

c

ht is

.

Verder

t

empera

tuur

verla~en

is

onmo~elijk,

da

a

r we niet voldoende

hoeveelheic.i

\ro

rmt

e

kunnen

onttrekken

zonder tot

in.crewikkelde sys

-t

c_,m("

n over te

,'saan

.

H

ypc

rsorptie zou

oe

oplossina: zijn

.

aet onr,;eluk is

echte

r,

dat h

e

t

16

.

hebbe~ ~et toen op~ev3t alsof deze fabriek reeds ~ebouwd is maar

l1i8t werkt, hetgeen voLr,ens het bovenstaande be,crrijpelijk is.

Hoe nu op eenvoudi.ge wijze è3 opbrenfSst te verhop:p.n?

_~_Q.S t:

I

₁

\

II~;I.

:s

Recyclen van i§lS C (sanenstelling y') naar gas A (samenstelling y)

geeft de cplossin~.

~e koelen ~ierbij af tot -2CoC.

Gtel vve recyclen één keer en lY2rekencn daE'rna de samenstelling

van vloeistcf B. De tabel op blz. 15 geeft de s8menstellin{; van

(

_/

\ ' ,

vloei sta:: 3 1 nel sec) voo:::, dat gerecycled is .

mal/sec . C 2H4 0.32 C 3H6

0

.

19

C

₃

HS

0

.1

4

C 4HIC

C

.17

CH 4 0.08 CC₂

0

.

05

C₂H₂ 0.03 C₂H 6 C.02 1.00 ~)r~ snmeDf3tellini" van

'

sas

C wordt dan:

moU~~c

C

₂

H

4

12.4

.,..

0

.

3

==

12

.

1

C

3

H

6

1.6

C

.<-I) ==

1.4

C

₃

Hf3

1.6

-

C

.

2

==

0

.

9

C

4

H1C

0

.

4

-

(). 2 ==

0

.

2

CH4

13.3

-

C.l ₌₌

1

3

.

2

C02

1

.

6

-

0.1 ₌₌

1.5

C2H2

0

.

6

-

0.0 ₌₌ 0.6

C2H6

ç

.

§

C

.

O

==

0

.

6

H2

9.0

-

0

.

0

==

9.6

CO

4.2

-

C

.

O

₌

4

.

2

17.

IJU:6G.2 C bij g'éJS A en op ,Q'eli.4ke wijze opnieuw samenstellinf~ en

hüeve~lhei~ van vloeistof B, ~ie na d~ze eerste cir culatie conde

n-S8ert, beTcl:enen .

De te .'~eorll il,:~n for_'imle word t fan : Xl

=

,_~8..,;;.9~. 6 _x---l<..y _____ _

89.6. F/

3

C - W. F

/30

+ W :-:lol/sec

C

2

H

4

lê' .L1+12.1=-

24

.

5

C~Hr 1.6+

1

.

4=

3

.

0

.J 0

C

3

:1

s

1

.

0+

0

.

9=

1

.

1)

C

_4H10

0 .4+

0

.

2=

0

.

6

CH 4

13

.

j+13

.

2=

26.5 CO

₂

1.6+ 1

.

5=

3

.1

C

2

H

4

0 .6+

C

.

ó=

1

.

2

C2:16 H 2 CO C. 6+ C.

6=

1

.

2

9

.

6

+

9

.

6=

19

.

2

4. 2+ 4.

2 = 3

.

4

89.6 y

₈₉

_.

_{6y n9}

_.

_6F/30

0

.

2

7

4 26

0.865

24

.

5

77

.

6

0

.

034

5

0

.

167

3

.

0

15

.

0

0

.

021

4

.

1

C

.

136 1

.

9

12

.

3

0

.

OC7

1

0

.

033

0

.

6

3

.

0

0

.

2g6

11

0

3

.

66

26

.

5

32~ .0

C

.

035

19

0

.

633

3

.

1

566

.

0

0 .013

1

5

C

.

5

1

.

2

44

.

8

0

.

0

13

0.213 0.094

1.0

00

17

0

.

566

1

.

2

₅

_0.

₈

19.2

2

.

4

0

.

32

0

.

19

0

.1

4

0 .12

0

.

12

0

.

01

0

.

03

0

.

02

0

.

95

~ohcl de Y-iv[wrden van 78S A + recycle .q;as C als de x-waGrden van

vloeistof B blijven practisch constant al~oewel eT 2 x zoveel

c cne: en 82 ert

(

V/

=2)

.

,n; ~Gudi.~n (',ez\.; berçkenin~ "loeten her~alen tot een goede opbrengst

ve:rkrè;~f:)() \Ic::odt, hetrl'een echter zeer tijdrovend is.

~onder 81 te=:rotetll fouten -Lto mElyen m. (~en we w(::l ze~:sen, dat er op

()nn '~oe'-; '1C'lent een bl~éJ.E: Ie scheilhn,s is n;e1concn -cussen C

2H

₄

'

C3H6

'

_C3HS

'

_C4H

_{lC vloeibaar} en

_{CH 4}

'

CO

₂

'

_C2H2

'

_C2H6

'

_H2

'

CU ~as.

Resurner8nd vinC1cn Vv8 dan:

1

I

Voe ding Vloeistof Gas ''101/s8c y l'Yjol/s(~c X mOl/se c y

Cr")

'-I I' l~) .4

0

.

274

12.4 o . 80~,) L 1

C3

7

--!6

1.6

C

•

C3

IJ

1

.

6

0

.

104

f', TT

1

.

C

C.C?2

1

.

0

0

.

065

v

3 ..

1 c' Cl C4~IlO C • ij C.OC9 C. lf C.026

C'{

4

1'"% ~' .'"7 )

C

.

394

1:'

.

3

0

.

445

CC 2

1

.

6

O. C3:5 1.6 0.054 C 2:-1₂ (' " . 0 r C.C13 0.6 0.020 C 2H6 C.h C.013

0

.

6

0

.

02

0

' .. f

_1.6

₀

_.

₂₁₂

₉

_.

₆

₀

_.

₃₂₁

L .... r ) L.

CC

;lt.2

C

.

CC)3

~

r")

'1-• L 0.140

15.3 1.OCC 1'). 4 1.OCe

29

.

9

1.COO

- - - _ . _ -

-

-ci :t :f18 S~I e;' V,:n '~l e vlopü,to-P Vén ?,( [.1 trn tOL

'5

at":'] •

.Ik verkr;,-,:,nn vJ.o.-:iftof bev8ttcndF: _C2:1

L1t ' C3H6 ' C4H10 en C3HR

v~n -2CoC _n 3C at~ ~ruk ~illen w~ verder scheid~n ~oor verdampen

bi~ ') 8,tm. G"l~" Ley.:;l,"n l)i~ WQll~(' tr-;rrr:;'(:'T8tuur we ep.:J reöelijke

\!;rd~1;'1)i~1~~ !"C7~'11 v''''rwcchten b'c'j.:cl?:-: "',e 11(.:,l koo]'~punt bij') atn.

y TIet }'ooJ,punt l i : t è.c;;.2 on,~:Aveer

, " G cO (1 " ,. . d b' . i) 1.;' - U J o \ .. J. 2 ver a!"l

re

n l J - 50°C (~n b8rel:enen

scmen8te1

1

ir

,

C TT ( • • '.'1 2" 4 r Cl C .Tl C'7~I· _:.., C

.1C

' )

c

.

)

C

.

Cl

en opbrenp."st. C.;.H() ,..I ~J G.Of) C.Ol

c

.

C3

1

.

CC

0

.

99

:3:i.j fl~ls(,~.c'tillE'tip. blijven vloeistof en (38.f'lp met elka8r in

con-c"C't tot <'y:ve:l'.\ic''lt ·L2. VOCJT tül-·~ (:OlTj)CW"nt v/orot dE: ll1oteriaal

-v -

It ti V <?Y"(~ 1 i .)~ -i. r,'" 2

..

'T ,-" F x == V';i + F (i d::urI-Y:.. _. F k

---rr

== x invuLLen

F

1

K

_XF

L/I V K + 11 It 11 y x in - 1 - en y oplossen ~eeft: - 1 -- 2

-19.

l~n bij ::O''1T1eren V8n éllle cOJ11ponenten :

Lr-;1, E:erJ triL,l ond error bprdr 8nin'''' l-\:unnen _WF? weer de v18arden van

,-.J..J , K 3E F

ÀF

K TT _L V _L/V+K .J\, ~E'\ L!V+K Y

- -

-

-C2H4 '2. ] 1 2 1. 61 2. 24 C.72 0.89 ,... ~I

\jY

(5 C.IU 0.2 C.02 ('.44 (' .04

0

.

05

C-,IIc~ _{:; I,)}

U

.

OG

0.16 C.Cl 0. 40 0.03 0.04 C ' T 11-:110

ei

.G3 C .02 C.OC6 C.26 0.02 0.02 1.0e 0.81 1.00 V - 12.4

!'lol/sec

L _:5 Ir --P

₌

1 :5.4 Ir V/ 2

=

C.Ol iJ/V - (: • ;:' tr

r,0sur,1eY'e~)u v ind~n vv8 dan :

Voedi n.<,,; (vIst . ] G-a~ l7'IOe istof

~:1011 SeC x rnoiZsec _{Y.. rrJol?sec x} C 21-I 1 't

12

.

4

C.81 11.0 0.89 1.4 0.47 C 3:I

G

1. 6 0.10 C.6 0.05 1.C 0.33 C~Hq 1.0 0.06

0

.

5

0.04 0.5 0.17 ./ -C

4

:-110

C

.

4

C .03 ~ 0.02 0.1 0.03 15.4 1.00 12. 4- 1.00 3.0 1.00

\i'; ~(;bben nu :-lct 8e-ch:vlet~n ve::-krefSen met een zuiverhf.~id van 89% . .. C

z'

..

dl::;n nu echte:r moeten berekenen of de 18a'e tel"'lpere.turen

be-r8ikbc1cir zijn zonder (bre inst(~118tie" of k021rrtiddelen. Alvorens

Ge over-oll warrntebalans van het APJDraat t 8 berekenen J110et en we

all(, beschikbrre kou winnen. Het 'FS vCY'yr ('r>:en r18 de afscheidin~

vEJn _C2

:1

₄ ' C

3H6 ' C3:18 ' C4H10 (blz . 19) heeft een druk van 30 atm

cn - 200C. 3;JOren van dit !~as z8l de tl]rlperatuur é'pnzienlijk Ver-l[l!cr: \ï8..Grdoor In? lÜnDoD we er Wp,T';1te 8EHJ ondere g2,ssen kunnen

ont-Eet smoren van de ,0p.ssen van 30 stm tot

5

atm. :Je s8f'len3tel1inp; van het {Sas is (blz. 19):

,'""J.~ •• oL

mo1/ sec y _Jjmo10K

Cp

Vi a rlYJt Ö

_Jj

R-eti cle _K.secrîd _.

-C

_H,'I- 13.3 C.45

35

.

5

472

H

₂ 9.6 0. 32 28.6 274

CO

4.2 0.14 29.1 122 r;o') L 1.6 0.05 36.8 59 C2H2 0. 6 0.02 41.9

25

C₂H 6

C.S

C

.

02

48.6 29 __ ._ 2 .~~ _ _ _ _

l.

.

00 _ _ _ 9'3ili,

De 0.;)108:: i..Yl';'~esch:Leclt me t dp toe stand sverr,;e l i jJ':i ng v Dn Beattie

-BridgeIJan .

( 13 -

~)

VI

v

₂

De inà.ices 1 en 2 siaan resp. op ber-:,in en eindtoestand .

J == 4.19 J/ccal --,--"- lit4.19 er atm/gcal == 0.04133 liter atrnjgrca1.

101.3

(Cp)

d l

(31

dl

m

::::

29

98

.

1 _

9

-

':\ ') () . / L. l:) J l.cs/ r T'lO 1 OK :::: 32 4.19:::: .G 7 •R" . ,l+ "Trc al

j

f6rrno1

°

K :::: Ao +

_----;2

3 Re .L

3

Re Bo

-:::: ') 2 T'-==

R Ba

bc ,.,2 1. ~ 2

18 constanten Ao)Bo,a.b,c zijn verkregen uit de l i t. (5) blz. 185.

Aano;ezie n er ':-ep.n ,,:(':~evens bekend zi jn voor CO , CO

2 ' C2H2 en C2116 en deze slechts in kleine ~10evep1heden in het g8srnengsel aan

-e. C)'>'. \ t /IVv.. t ...

Vlezig zijn berck2nen we alleen de 'A'enrctanèeft 0<'1 (31 en

1

_{1 voor}

het ·'1er.gsel CH

CH₄ H₂ men"Sse1 A 0 2.2769 0.1975 2.15 c 1o (_ • 03 '_) X 10

4

4 C.C504x10 B 0 0.055G7 0.02096 0.0412

---J

1

-

---21. a b 0.01855 -0.01587 0.00506

-

0

.04359

0.00864 -0.0275

(3

=...1 _ _ _

~d,-'l=---0.00338 -0.0001085

.ut.; ccn.stanteil van l1et men·;sel zijn berekend vo1p;ens:

1 _{:' .1.} Aa ~! = ACH 2

x

_YCR 4

4

+ _AH ~ 2 x y~!2

"linea ir quadratische samen ste

1-ling" B

₌

_BCH x _YCH 0 ft 4 + _B:-r x -2 y H2 (zo ook a b en c) "lin,)airlJ.: ,-lrntische samenstellint);"

v 1 wordt berelcend 'TI. b . v. een "compress ibi1i ty chart" en ge

reduceer-de teml)(;ratl<1'eD eYJ drukken.

',vaarlI1

_Pn

en P en Pc en ,~ .LR ,-;, .L cr -c -2 p _c

T

R ==

de :3ereduc~erof" druk en temperatuur.

resp. 30 atm. 0n 2530K

de kritische teT'lpe rr'tu"Ur fen druk.

':;odû2rJde l:n :l de.; _{"compressibility factor" rçevonden worden. Daar:}

C

=

~

H'f

waarin c == compre.s3ibility factor

.IJ == 30 [ltm

lil __ ')r-z0I'

-'- ~ .. 1 ./ \.

R == 0.08206 atm litGr!~rmol OK

---_._---');

_P

_c

T

R

P

R

c

_c

y

_(oKî

(atm)

y·

c

CH

₄

0

.

45

1'31

.

1

45.8

1

.

32

0

.

66

0

.

91

0

.

41

H 2

0

.

32

33

.

2

12

.

8

7

.

63

2

.

34

1

.

10

0

.

35

CO

0.14

134

.

4

34

.

6

1

.

83

0.87

0

.

9

7

0

.1

4

CO')

'-0

.

05

3C4.1

72.9

0

.

83

0

.

4

1

0

.

62

0

.

03

C

_2H2

O

.

C2

309

.

1

61

.

7

0

.

82

0

.

49

0

.

60

0

.

01

C2

!-I

6

C

.

02

305

.

2

4B.G

0

.

83

0

.

61

0

.

40

0

.

01

0

·r

5

C.08206

x

253

x

C

.

9S0

0 66

l"t /

1

vI

=

30

=

.

1

er grmo

•

V.)

vlordt oerek2nd m

.

b

.

v.

de

id

ea

le

rraswet aétngenomen

,

dat

de tem

-î)~r8.tuur

10°C daalt dus

T

2

=

243

0

[

en

P2

=

5

atm

.

O

.

CE206

x

243

1

0

1

/

1

V

2

=

5

= ij .

i ter

.. rr,rmo-

•

Alle

g

ro

otheden

zijn nu bekend

.

Invullen

in

de

toestandsver~elij-kln~

geeft na uitwerkinrr:

De ovc]

rall-war

rn

t2balans

.

~Gr ori~ntatie

wordt op blz

.

23 een schematische

voorstelling van

het f1ask pi.;araat

gege

ven

.

lIoe

vee

lhedë

n warmte

,

di e op verschi11

ende

plaatsen

ont

t

rokken

moeten \,orèen 8Cl.n

ga

ssen

en

vloeistof:l~en .

e 0 0

1

Om gas a

van

+

20

C tot -

20

C

af

te

koelen

:

'1]ol/se

c

c

VI

Po

J!..°C

----

J!..mol C

C2H4

1

?4

41

.

6

516

C

3

H6

1

.

6

5C

.

0

BO

C3

!-If3

1

.

0

67

,

6

68

C

4

H

10

0

.

4

9C

.

0

36

CH

₄

13

.

3

35

.

5

472

CO

2

1

.

6

36 .

E~

59

C

_2H2

G

.

6

L~l.

9

25

/ l . , t j -I.-/,% jly y.(/\ V"

~-~t.

,~J

i

I I

I

I

I

I -: ;" ' I I, ' .

/' !

I Cl. 14.,

la.s

til -+-lo·e !t-(J. t-- S"o·e !i

a.

t

-.to ·c 10 a.f

I

23

.

FLA

5 H -A

PPA

RAAI

'"

, ! + 10°C

.

of' 1 0 ~ I '\- Q.t, t ~- A. t, ~ __ .... __ .... __ ., _______ .,_---<~{-,-&4-q. , + .10 ·e

I

r

30 o.t. I

-l.~

v-ts

t.

61/

- - } - - - _ .. , 0

a.t

I

J

1

;-Ioevee lhè -i.d t ot881 te onttrekken warmte is du s :

67

206

~_:n kJ/sec .

;-Ioev8elhed2D 'iiar:l1t,~, di'~ op verschillende plaatsen t oer>;evoegd

kunnen v/ürdc~n 88n 7assen en vloeif,t offen .

Ie On gas d van - sooe tct + leoe te verwarmen:

\'é.lr~ntcir::1-10ud

Véln dit sas (blz. 2&) is : 548 J/oC sec.

lotaal: 6C x 54B

=

32 H!lO J/sec

=

22

kJ/sec.

c

? Or~ t:;t3-S d van vloeibarc- i n :~8svo]'mir"e toestand t e krijgen bij

Dol/sec verd.w. l ' .1 JLITlcl J /s e C • C 2:14 11.0 12.

cec

1 7 0 J'--

ecc

(' ï _{v)I "}

_C

_.

₆

_{1° OCC}

u IOC:

_OCO

0

C

₃

HS

C

.

5

l'J

eco

9

500

C 4HIO

C

.

3

24

cco

7 200

12.4 159 51C

7,8

VeTd8ffip en von -, . ·tof d

sC

~ft :

--' VJ..oel . _--_.---:nol/sec verd.w. • I \0 ~rTlol J I /q'~'-' è'C • C 21{ 'I' ,1 1 .4

1

2

OCO

1

6 80

0

C

₃

]6

1

.

C

13

cec

1'3 000 C" --1,-,

C

.

5

FJ.OOC g

500

. / ( ) C 4HIC C.l 24·

oeo

2 400

s

.

c

46

7

00

e

4

:EJ

Op'.i8 rEl en vnn het

°

ne_ er 3e verkregen

(' T J ... .10 _{• (Ir} ( . C7 H" :J () C~:-{(, ) .' C 4HIO mol/:,e c 1 . L~

1

.

C

C

.

5

C .1 )

.

e

c 'IV / P 0 / C ___ J~_m_o_l __

C

__

_____

J, sec

C

·11.6 5(.('

ó7,G

9C

.

C

58

.

2

5C

.

0

,,-/. 0 ~" ../

.

'

. 'J. 0

151

.

C

°

-

5

0

C:

'Lot a8.1:

1

60

kJ/sec. Totaal: ~~ kJ/sec .

°

+ IC C: Tot8al:

60

x

1

51

.

0

=

J06C

J/sec

=

,.'

-(' cr vl,1/~ ~Ir, L CC SCf') L ( ' n ., 0·1f) : f.-t;f') =L, L U 1 "7 ';z ~, , /

·

, / ,-~'I (' J

·

0 .\ ' ) 'r • L 1. G r,

_e

'v _• C

_·

6 tV , :3 ,: 1

·

1 C.C t1 , -. (

-26.

-<'e> v .... , "'"Y'm''''' 'V'i(,..Lt.·..:..J..J ,/0 Yl (...~!.J - 7COC tO+ . / ) V + loGe

2'].1 ",1' Ic:cc' l\..v I - ' .

w

cT / se c _o-=C _ _

4

7

2

26C

)9

25

29 9CJ7 ._-~ fot8al: 40 X g67= 38700 J/sec

=

~2 kJ/sec .

_~r Zé'~. :;.l~ <')0.:

9

k..7/c_{cc .} C'i~ ~;'ij2:::,e '~vi.~y,e _{:-:lOetr'r ïiorden onttrokl-:en}

b.v. f18t lH~lll:) V~ n

l'n

3 V(:è rào.tn}Jin "'.'.