Fabrieksschema: De bereiding van synthetische smeerolie uit aethyleen: Deel I: aethyleenwinning en polymerisatie

•

Deol I: Aethylosnwinning en

polymsrieatis.-door W.A.C. Droog Jr.

n,lft, ~ov'lllbsr 1950.

- - -

-In1~idltlL..=.

D3 ontwlkk31int Tan h3t mod3rn3 tranaportmld.d31 (auto, T1i,C-tui, '.d.) h"ft ortoe ,'13id, dat de 3is,n aan d, hlarToor b,nodied, 8lll"rwldd,l,n m,t d, jar,n hoc,r zijn "word,n. .

Daardoor is m,n iaan zo,k3n naar D3r,idinC8lllsthod,n Toor st"ds Dst3r, am"rmidd,l,n, dan di3, w31k, konden wordem T,rkrac,n door d3s-ti11ati' Tan ruw, aardo1i,.

n,

huidi" stand Tan zak,n op di t &,oi ,d kan a. T. inkort3 tr3kk,n word3n W33r&',3v3n:

1) M'n kan ha1fiynth,tiach' 8lll"ro1i,n b,r3id,n uit d, -natuurlijk,", door d3atructi'T' bydroc,natie.

2) M3n kan Toll'di:-ayn th"ti sch, )),r3iC1,n door ol,fin,n-poly-m,riaatio.

3) Msn kan d3 natuurlijk, sm"rmidd,13n v,rb,t,r,n door m3ncln& m,t vollodic-syn th,ti schs product,n (b13ndinc) 'n/of and3r3 ch3miach' product3n (dopinC).

4) Mon kan vol13dic-synth3tiach3 &m33rmiC1d31on Der3id3n, n13t op koolwat3rstoff3n-basis (,stsrs, silicon3n, fluoorv3r'bin-din'3n 3.13..).

K3UZ3 van d3 ,rondstof in T3r'band m,t d3 aan 'on 8lll"roli3 t3 at3113n 3i

S3n,-~en &03d, &m3,roli3 m03t Told03n aan do Tol~3nC1' 3is3n: 1) "n laac npour-pointft~(,03d3 viscosit3it).

2) "n ,03d, viscosit3ita-index. 3) "n ,o,d am,r3nd v,rmoc,n.

4) 03n '03d3 sta'bilit31t onder d, ,3cruikaconditi3s. s)

lwt

ilA.", . .Jt

ü3b13~,n

'

18,

dat "n &o,d' viscosit3itsind3x (V.I.) bij "n oli, aan,,-\...-. troff3n wordt wann"r d3Z' b,staat uit"molscu13-aegr3iat.,n", di3 m,cha-nisch, 3n,r,i' kunn3n opn3W3n, zond3r dat zij daarbij word3n uito3nc,-trokk3n ef ~3drukt. n, "oli,nmol,cul,n m03t,n in v3rband hi3rm'e13 '3n ep3cia13 structuur b,zitt,n nl. zijn opg3bouwd uit 33n c3ntral, kool-wat3rstof, waaromh33n lanc, KW-k3t3na ,·,c:ro.pesrC1 li",n (3n met d,

c,n-tral, KW. zijn v,rbond,n). ~,n and3r, mO&31ijkh,id. is, dat d, mol,cu1,n zijn oPC'Douwd uit "n aromatisch, of napht,niach, k3rn, di~ vsrconC1an is m,t ~3n lan'3 k,t3n.

Imm,ra dan zal b,r3ikt word~n, dat d3 mo13cul,n door m,chanisch' ,n,rci, maar m03i1ijk Tan ,lkaar kunn,n word3n af"achov3n, Bov3ndi,n T3roorlo~ C1,r&31ijk, atructur,n "n z"r dicht, nad,rin, der KW-k,taDs tot h,t t3

em,r3n m,taalopp,rT1ak, aodat ook bij zwaard,r, drukk,n d, oli,film tua-a,n bv. S3n aa ,n zij n lag,rini zal blijv,n b3ataan. Di t 'b,t,kent dat hat

am3r,nd v,rmoi,n d,r oli, &o,d zal zijn.

H,t IC,d, sm"rmldd,l mo,t ook 3,n lO,d3 atabilit3it 'bszitt,n, d.w.z. ni,t, of uit,rat m03ilijk, vatbaar zijn voor oxydati~ of v,rni,ti,in,

A I

'-'

-

~

Gszi~n h~t fait dat aromatiechs oli,n koolvorming Tarton~n ,n 'bij ont-19din& ook cond,nsati,~roduct3n w3t z"r ho&, mo13cu1airi3wichtsn kunn~n

"v3n (w31k3 wsliswaar ,osd oplosssn in d3 aromatiscb3 oli" dooh d3 vi scos1 t3i tinconstant d03n zij n) t3rwij 1 paraffin~m T3~1 onschuldii~r afbraakproduct3n 1,v3r3n bij ont13dini, is d3 è3r3idinc van syntàstiscà,

aID3sroli3 op zuiTsr paraffinisch3 èasis w31 ds m33st aantr,kk,lijk,.

D3ris1ijk, paraffin1scb, koolwat~rstoffsn m3t d, CSW3nst, structuren (dus mo13cu1,n, b3staand, uit c,ntral,

KW.

+ daaromh"n&3&rO,p"rd3

lan&3 k9t3ns) kow3n w31iswaar voor in d3 uit aardoli' b,r3ida sm3,r-0113n, docb m"stal ni3t in zodani&3 mat" dat msn kan z"g3n, dat doz, 01i3n aan d, hoo,st, ,1s,n To1do,n. Hst zal dus zin hsbb,n om Toll,diC syntb3tiscb3 olisn, di, door hun bijzond3r3 structuur "'paald3 gunet1" ai"nechapp,n in ho" mate b,aitt,n, t~ ,aan 'b,r~id,n, h3taij ow Z3 in 3xtr.,ws gsvall,n als zodanic t, &oOruik3n, h3tzij ow door Ol,ndinc d3 '3wons &m33roli3n arwsd, t, kunnen v,rb,teron.

Voor d, hand li,t w,l, dat d3 vo11,dic-synth3tisch, &m3sroli" di' ds bov3n&,noawd3 tYSisch3 structur3n zull,n b,aitt3n h3t 'b3St b3r,id aullBn kunnan word3n door polym3risati3 van 013fin,n, waar'bij ,cht"r di3nt t,

word3n op"m3rkt dat ni,t ,lk willok,uri, olsfin, bruikèaar zal zijn. !socut"n by. 13~dt tot po1Y~3r3n van d3,vol&3nd3 structuur:

-8-c-e-c-c-c-8-e-c-c-c-c-8-c-c-c-c-~

c.

6

C

Wsliswaar is ds V.I. dar sm"roli,iracti, boo,' (llO-lÄO) doch door d, kort, zijkst,ns aan wa3rszijd3n dar boofdk,ton wordt hst contact tuss3n m01'soul, 3n w3taalopp,rv1ak Dswosilij kt, zodat h3t smsrsn<1 YormOi~n

"3-rin, zal zijn.

Polym,risat.s van S3n vertakt olsfin$ als tw. 6-m~thyl-h,ptssn-l zou

lsid~n tot polywsrsn wst d~ vo1,snds structuur:

-C--c--c--c--C--c--C--C--I _{Ds sindstandi&s msthy1Cro,psn}

i3V$n nu aan1si<1in, tot stsrk3 viscositsitsto,nams (on~nsti, pour -poin t ).

;

c

c

b

d'c

c

é

c

'c

I C I , C C

Duidslijk ,41s dus dat ds vsrtakts ol,finsn nist tot &03ds Slll,s,ro113n zul1~n loidsn. Do kSUZ3 dsr ~rondstof is dus b3p~rkt tot ds onv,rtak~ olsfinan, sn wsl di3, ws1ks ssn ,indstandil' dubb313 èindin& gsvattsn.

~,:tn g,vssti,in& van dsz, ,'daobt, vorW3n no& d3 vo1isnds voorcssld3D: a) Octssn-l i33ft polyw3r,n m3t do vol"nd3 structuur:

H-<r=CHz

_,

(CIt ) 5 I CH;, - - - 4 -C--C--C--C--C--C--C--C--C--C-I \

i

I I I

c

c

c

c

c

V.I. 110. Pourpoint - 40 'F. Good, sm,reJnd"i"nachappsn. b) H3xad,033n-1 IS3ft: CH

=

CHz (c~ )5 CH~ -C--C--c--c--c--C--\ ,

.

I I

,

C14 C14 C14 V.!. 140 p.p. + 10'F. G03d em,r3nc1 v,rmo&sn

Wat o;,tr,ft 0." norwal, ol,finsn m3t '3n 3indstandiC3 du'b'b3l~ 'bino.ini

is sr 3cht3r nOl 33n b,p,rkin, nl. dat h,t ~,ronC1molecul~" ni,t t$ k13in ma, zijn. Prop"npolym3risati3

av.

h33ft nooit kunnen loid,n tot productan m3t ,en V.I. hog3r dan 70-80. M3n kon w3liswaa.r d3

V.I.

0pvo3r3n door snk,le %-sn styr3sn tos t3 v03g,n aan 0.8 grondstof,

doch de sta'biliteit d3r vsrkr,&,n product,n was dan onvoldoonde

(h3t~,en 'becrijpslijk is; m,n v3rkre'g W3,r producten m,t eon

aroma-tisch karakt,r. )

14erkwaardiierwij e vormt nu asthyl,ssn ,en ui tzond3rini op 'bovenstaand'

nr36~ln. Dit ~33ft nl. polym3r,n, o.is On&8VeSr d,z,lfds structuur ns'bbtn als di3 d,r oct"n-polymsren

(V.I.

110, PP.-40'F.)

Hisrdoor wordt d, keuze dus weer ists verruimd sn, resuwsrend, kan a.US worden '3ze,d:

Wil m,n ,sn ,oed, em3erolis 'b3rsia.,n door polymsrisati, .an olefinen dan kan men het best uitgaan van

1) aethyls3n

2) olsfin3n met aino.atandiis du'obsle oinc1in~ sn niet t, klein M. G.

('gv. Ca sn hO&3r). (C4

ti"

C7 zal IJl3n lisvsr rsssrvsr$n Toor

and~rs do,lsind,n, als bsnzine, ru'bb,r).

D3 bovenisno3mde hog,rs olefinsn zijn practisch alle,n in ,roter,

~08-.3,lh,d,n te v3rkrijg,n door krakin& van 0., 'bijna uitsluitena. recAt, ketens 'bevatt3nd, Fi eOh,r-'rropeoh-paraffin,n.

n,

paraffin," ,ui t a.ardoli, g3wonnen, kan natuurlijk ook &-3kraakt worden, doch cUt zal ni3t tot 'en ~rondstof l,iden, o.i3 oV3rwe, eno. uit reCht' k,t,ns zal bsstaan. Men zou dus ui t kunn~m gaan van Fi sch,r-1Topsch-paraffina, wars het niet a.at bet Fi sChsr-'lTopsch-proc5~o, steeds niet a18 ,cono-mi sch v~rantwoord beschouWd word t ~n tot dusv 3rr$ all,on i s tO~ispast

in een autarkisch ,ebi,d onder bijzondare omstano.igh,a.en (oorlogstijd) DO keuze zal dus .allen op a,thyl"n, dat in z~er vol, ~,biod,n in ~rot, h03VeslhSo.,n, ve,lal als bijproduct, wordt T3rkregsn.

~en st,un voor dez, keuze mO~3 no, zijn b3t feit, dat de sme,rolie op a3thyleon-baeis een zeer &unatige stacilit3it b53ft t.o.v. oxydati, sn dat d~ 3Ventu"l op"nomon zuurstof "an aChteruit&an, in 3iisn-sChapp,n cotek,nt, dOCh l:tidt tot h3tzij niot-corroei3vo

oxydatie-product~n als vetzuren (di' z,lf loede Bmoermidd3l,n Zijn), hetzij tot door O-cru"on verbond,n moleculen van hot type:

R~-CH--CH--R

_,

_,

o

0

fi--CH--CH--R , w~lke compl,un ze,r atabi3l zijn 3n ,v 3noons i03C1S SIl!33rmidC1el,n ZlJ n.

H3t firocsa dor 'bru&Vorwing en aangro,i tot ,rotor3 IJlol,cule-complsJlsn scbrijdt ni,t ong,defini"rd voort. Hoe grotor de omvanc wordt a,r compl,x,n, d,s t, k13iner wordt d, roactiviteit t.o.v. zuurstof. Hi,r-door zal d3 aanvank3lijk stijgend3 viscosit,it boven "n bepaald,

~raJlswaard, niot II13,r v3ranC1,ron.

---I V

-4

Va~:tst~J:linLd.er_HOd1d2~i'_~~_~!Y~_I.~h'~~il'anl!l!!!_~~tla~.&.::.

In vsrband rust bst csechatts sm~erolioT~rbruik in ~od~rland (ca.öO.OOO ton psr jaar) (hooiwaardito ince,ropen) lijkt son productie van 500 ton per maand aan 33n, tot d$ hoogwaard.ir;e te rekonen, sm~oroli e p:' wol

verantwoord. Dit c~teksnt dan 10% van d3 totalo ceh05fts in ~odsrland

waarcij ison r3ksning is &ehoudon mst eb ·sxport •

.Ale ~ st9llllliin& zou dozs 01i9 bY. vnl. - dO ,)lendin, kunne.,n krij ,sn.

Wat hst uitr;an&smateriaal cstr9ft, wordt 'Ynl. COClacht aan ClO astny13sn-fractie, dis d9 ~odsrlandscho Kool'Ysredslin,ainduetrio Tsrkrij~t bij ~

zuiv 3ring 'Yan het cOksso~5n~as door ,efractionn$~rds Qondensat13, en die tot dusverre noC slecbts ,edeolt~lijk wordt c4nut (nl. voor d3 c3reidin& van alcohol, a3thsr sn àichloora3thaan).

Alleen d~ Staatsmijnen al zoud9n ~old.03nd5 ruws a,tbylo&n kunnen 13v srsn voor <13 Toor~3nom3n productis van 500 ton per maand. D1 t i e

a.v. ,lobaal t, c9rsk3nsn: (aan de hand van cijforB, ontleond aan 90n door Dr. W. van Krevelen ,'houden voordraoht to Delft ~O Mrt 1947).

In 1939 waB de totale produotie der S.M. 900.000.000 cbm. coksB-ovsnias per jaar. Gedur9nCls dS oorlog nam weliswaar do prOd.uctiecapa-citsit af, doch in verband mot d9 in uitvoering zijnde

rsconstructio-3n ui tbreid.intsplannen kan di t oij ter ToorlopiC w,l worden aan"nouden.

De &asleverina; aan d3rd.on cSdros, in 1939 oae 80.000.000 ctm./jaarj

is sindsdi,n uit&9br3id. tot 120.000.000 obm en zal no& Tsrdsr wordsn uit&scrsid. Wordt due aang,nomsn dat door d; S.M. in 9i&3n beClrijf

ca. 700.000.000 cbm. ookesov~m,as worClt vsrw3rkt, Clan zou Clus "rsk3nd kunn,n worden op on~!lv~~r 20.000.000. cbm. a.3tnyl~,n 'p~r jaar, aanl'a-zian hst cok~eoveniaB oae 2,9% astbyls,n bevat.

Uitgaand, van ds uit d3 praktijk b3ksnds r,latis dat 100.000 cft.

cok3eov~n,as 5780 oft. a3thyle,nfracti~ ,s~ft, dis oa. 44,5% a3tnyl,sn

b3V at dar_ komt !TI:m tot d~z,lfd, hosv~,lh,id..

Immare: 700"QOO.t.00Q x 57$30 ~44.L.ê

=

20.000.000 ctm./jaar. 100.000 100

Wordt

nu

v3rd,r aan&,noru3n, dat vanw3~3 dS alCOhol-, asth3r- ,n diohlo»r-a,thaanber3idin& hi,rvan sl,chts d3 h51ft ceschikbaar zou zijn voor ~

sW3aroli3-synthges dan c,t,k,nt dit no, s,n bosv,elb,id van 10.000.000 cbn). par j aar of 900.000 ccm. /mnd.

Di t komt nssr op 28 JL ~QQ.tQOO_ = lUi 5 ton astny133n/rund.

22,4

Uit Cios-rapport,r. ie wal "bl,k,b dat cij d, sm,erolisb,r9iClin& uit aethyl"n r~nd~ment~n kunn,n worden c,haald. tot 7ö%, zOClat d, "sohatte hO'V9Slhsld a,thyl,en voldo,n~3 zou zijn voor "n maand.~lijkss ppGCluct~

van 780 ton.

~r is dus voldo,nd, ~rondstof voor 03n productie van 500 ton 01i3 p!r maand b,schikcaar.

5 a

Samsn8t~11ing van h$t olnn~nkom~nd~ ruW$ ,as; ing~vosrde hosveolhodsn. Compon$nt Vo1%.Molfr. obm/rund obm/dag otm/hr k~/hr l 'be/hr

CE4 ~~

Ca

B 6 C~H6 CO

1B

°

2 *d 2~,2 0,2 ;32 ~48.000 44,5 0,445 6ö7.500 21,-

°

,210 315.000 6,- 0,060 90.000

o

,

;"

O,OO~ 4.500 1,9 0,019 28.500 0,7 0.007 10.500 2,4 0,004 ~6.000 -1-0-0:-:-1:-;::-1.500.000 11.600 483

,

;) 3452

,

761,1 2~.2 50 927,1 1158,9 2554,8 10.500 437,5 585,9 1291,8 3.000 lÁ5-

,

2 ~4,4 516,7 150 6

,

3 7,8 17,2 950 39,6 :3

,

5 7,8 350 14,6 20,8 45,9 1.~oo 50,- &.,5 137 8 - - - - - - ----_. _---~-50.000 2083,4 é;; 419,- 5~;:'3,1

- - - "

6

worden csreksnd, wordt 'en rsflua ond,rboudsn, door op

Z

manieren warmte t, onttrekken:

a) door directe inj scti, van ~ 40 naar 1 1/2 atm. expan-derend' a8thyle~n, waarvoor 8indproduct-a8thy18en wordt &3bruikt.

b) door aetby18en in eon k051spiraal t@ laton expand8ren. Kolom 11 ,eeft ale 'bod~mproduct C3- en ho&,rs On. (Bij d,

D3Schouwing d,r samenstolling van hst ruws gas werd deze fractie als onkelvoudi& propeen beschouwd~

Hot destillaat van kolom 11 wordt islsid naar kolom 111.

In kolom 111 wordt do schoiding van u~hy18on on asthaan 't>3wsrk-atellir;d, svsnsene bij 1

112

atm. sn~d:iracto astbyl,&n-injsct18. Hst bodemproduct, bestaands uit aothaan sn een klein perc,nt&io asthylsen wordt bij kookteDlperatuur af&evOSrd en wordt via W.U. 1

(ter koelinc van binnenkom,nd ruw ,as) uit de installatie verwijdeld om ts word8n i 3bruikt als stookgas. Het zou echtsr ook mOielijk

zijn dit product te kraken, waardoor de a8tbylssnproductis nog vsr-,root zou kunnen worden.

Hot destillaat van kolom 111 wordt via W.U.7 naar do aotbyleon-comprossor &eloid om te worden &ecomprimaerd tot 40 atm.

De zo verkregen relati3f warme aotllylson van 40 atm. 4i, uit

d$zo compr,ssor komt wordt nu &sdistribuoerd om in de installatie divers, taken te vervullen:

1) osn dsel dor ,",comprimeerdo a8tllyleen wordt naar e,n d,rd.e

compressor ,el,id om, na vord.ero compressi, tot lÄOO-1500 P.S.I t, worden oPieslag,n.

~) son ander desl dor a8thyl"n wordt in twes stromen '8splitst dio naar de vsrwarmin&sspiralsn in Kolom I sn Kolom 11 laan

(to~03r van kookwarmt@ aan ds bodewproductsn dozar kolowwsn)

• Hierna v 3renigen 'beid.., stromsn zich w'ldsr

3) d~ rest der astbylsen laat naar W.U.7 (in t~,enstroom met doe-tillaat ) sn ontmost daarna de onder a) vermelde hOSTselbsid. Hst totaal ,aa,t via ko,ler 2 door de verwarmin&sspira.a.l van kolom 111 (ZOdat ds toevoer wan warmts aan kolom 111 d.m.v. koeler 2 regelbaar ie). I om tenslotts te word.~n Cebruikt als:

a) dir3cts injsctis-reflux in kolom 11 b) in de koelspiraal Tan kolom 11

c) directe injsctia~rsflux in kolom 111.

Wa·t voor dezs dris dosl,indsn nist nOdic i s I wordt via koel~r 3

teruggoleid naar de asthy13encompreseor 2.

-0-0-0-0-0-0-0-0-0-0-,.

,,--.

1

-- -- -- -- ~~. - --~

-7

Voor do opstelling van een materiaalbalana der aotnyl,enwinninc ia nOdig een overziont van <1s oondensatie in kolom I en verder ,en boeld d,r working van do kolomm,n 11 on 111.

D~ oO~d.enaor ..

-~emen ws

aan,

dat de toptemp,ratuur, d.W.z. de temperatuur, waarmedO b~t tOPIaa do oondensor verlaat, zOdanic kan worden ,okozon, dat

CO,

B2,

~, ~~, zoker niet zullon oondensoron, dan wordt de

tOP-tompsratuur verder alloon bepaald door hst ~o,1n der methaanoondón-satio. Wston wo bij welks t$mpsratuur msthaan zal 'be,innen te Ocmdfm-s5ren, dan zal do topt5Wpsratuur iets bOler ,'kozen dien,n to wordOn., teneinde sr zsker van te zij n, dat praoti sohe all:. methaan in het topcas tereoht zal komen.

'9:en overzioht over de oondensatie i8 a.v. te verkrijlen: Stel, dat aanwezic zijn a mol CH~ waarvan Ceoond.ensOOrd

b mol ClH~ ft "

o mol C.H. ft ft

d mol

elH"

ft ft

bij 15 atm. en oon Depaaldo lage temperatuur.

aantal mol Y.s. oomponent in lasfaal

aantal mol. overig, comp. in casfase

=

?-Poomp. -P - Poomp.

a' mol. 'Ol mol. o' mol. d' mol.

Yoor hst besohouwd, geval kunn,n dus ds oPiezet :

volgende v,r,elijkinl3n wordon Voor metbaan : "a- a'

(b-~' )+(0-0' )+ (d-d 1)+ (ii )

=

~sthaan

J-

Pmethaan

=

.A (1 ) waarin ~) de &ezamonlij ke hoeveelheden ,assen, die zeker onder do ,ee,von omstandicneden niet zullon oondonseren, voorstslt.

Voor astbylson:

oy-~~"

--lL -

'b I _

=

Paot.tlYleon

=

B (a)

(a-a I )"'(0-0')+ (d-d.·)+ (~i) p "

- Paetllylaen Voor aothaan :

Paetbaan

0

-

0'

=

::

(a-aT)+"(b-bï)+{d-d')

_1-

(~i )

-

_{P - Past.tlaan}

C (3) Voor propeen:

Pprops,n

d _{- '<1 '}

₌

₌

(a-a"iJ+{b-b'

fi-{ë=ë

'1

:""W) _{p - P~r~p~~~} D (4)

Uit deze vier ver&slijkin&sn m,t d, vier onbekenden al _{,b',o' on d'}

kan door eliminatie ,er. eenvoud1" b,tr,kkinc worà'n v,rkrelen tussen d~ ho~vsolh~id~gaoOnà$nse,rd" van ~~n dar ~~sO.tlOuWd~ compo-nantan (in molan) on d~ bij' di$' ».~ . . . 'eomponSlnt bshorendo mol-fraotio.

',-.1

- 8

-AfleidinG

Sohrij ft men do vorcolij kin&9n (1), (2), (3) sn (4) in de vo1" n<1'

vorm: (la) (2a) (3a) (4a) (4&) ,

(a-a' ) : (ti) + (b-ba)+ (0-0' )+ (d.-d' )

1

-(Di

be1_:

(~i) + (a-a')+ (0-01_{)+ (d-d 1)}

10-0 t ) : (~i) + (a-a')+ ('b-b' )+ (d-d ' )

o

-(d-4'J : (li) + (a-a')+{b-);>')+(o-o')

D ..J

af, etrokkan van (la) ,e~ft:

a-a' -d-4' : (d-4' ) _{- (a-a')} of _{(a-a • ) ( 1 + 1): (d-<1}

'I

_{(1. + 1)}

-r-

_~J>

r

..Jr.,)

of a-a' : (d-dt ) ( D+l ) ( A )

.

(5)

I r

1+1

(4&), af,etrokken van(2a) "eft:

"b-D' : (d-41 ). D+l. B (6)

--n

B+l

0-0' : (d-d'). D+l. 0

- , -

C+ï

(7 )

Worden v~rvol,sn8 (5),(6) en (7) geoombineerd. met (4a), dan , eeft dit:

Cd: •

J

= (H) + (d-d·).

n;l

(1!1

+

a!l

+

ê~d

of d' [1 - (D+l) ( . l

.L.

-2-,}

1

:

d

f

1 - (D+l) (

-L.

L

..L

11-

D(li)

lI+l B+l 0"'1 \) [

t

!+1 B+l 0+1

Bed3nkt m~n nu dat A= ~ ,dus A+l = P en A _ Pa

P-Pa P-Pa 1+1 -

P

dan blijkt bov3nstaand vorlli t3 worden:

of

d ' (1 -

L

"t

Pa. Pb

+~1

:

d [1 -

.L." {

&

+

!:e.

+

!:Q.)

\

-

D (i 1 )

P-PA P P

p~

P&P4

l

P P P

'5)

d. t ( P-pa-pb- p.c)

( P - Pd

=

waaruit volgt dat:

---d' : d -

Pd\lI1

---J

P - Pa -,

~=

Po-

P~

,

a

:::;

IJl ZJ3 l. -I ' " I t5~11 "d·,r3 I J < . -1 (Áfr.JI+~r .. d '

.

l'

;t_

₊

_1.6

_~

_..

Ot'

t

,

.

.

"i I -, ' f ( ,I

o

/

\"--,,

9

-Wordt nu aangenomen dat hst drukv,rval in d, condenaorpijp,n verwaarloosbaar is, zodat d$ totaaldruk in het ,'hele apparaat

op 15 atm. t, atellsn is, dan zal voor methaan ,eld&n: ~c B4 x 0,65~

-P - POn.

Wann"r nu m3thaan nu noc net ni,t ,&at condana,r~n, zal:

°

,05~ x PCB • 4 :: P _Pnn. 02"-

,

:: _{p - ( p} + _{PCa H6} + P ) O~H4 C3Hö of

°

,E85 X P 0,2~ _CH4 1,2;3 Pc :: f ('1'). H4

Word,n nu ,rafisch uit"zet

,n

P - (p t'O H + Pc H + Pc H ):: f' ('1' )

v~ 4 ~ 6 3 6

dan zal hat anijpunt d,r b,ide lijnen d, temp,ratuur aangeven, waarbij m,thaan dus aoe n3t nist gaat cond,naeron.

Dezs temperatuur Qlijkt te zijn - 184'F, zodat de toptemperatuur der cond,nsor ni,t lacsr dan - 184'F. ma, word,n.

Wordt ,en veiligh,idsmarg, aanCenom,n van ca. 10'F, dan zal de temperatuur d,r top dus op - l75'F. "et~ld most,n worden. Aanc,zi,n nu m,tnaan bij de ni,t-cond,na"r~r, caae,n "r,k,nd mo,t word,n kan nu "n ilobaal b"ld d,r oond,nsatie in d, ~ond,n­

sor verkrecen word,n m,t behulp van de vollonde vsr,elijkinlsn:

betreffende ds cond,naati, van

Cc: H :: 0,210 ~ 6 0,2 85 ~~~~ B4 P -

<lea

_H4 ~ _{PC2 H6} + PC3Hö ) aotllaan: 0,28~ x _{PC2 H}ö

b,treffend, d, cond,naatio ~an propeen:

0,06 0,285 x PC3H6

De hoev3,lh,id w,lk, van isd,rs oompon,nt gecondena,srd zal zijn bij s,n bopaald, t,mperatuur kan nu worden ber,kend.

Wordt dit "daan bij temperaturen van - 4O'F. tot - l80f , (m,t intervallen van lOtFJ dan blijkt m,n de "tallen t, krij,en, di'

vsrsni,d zijn in tabel 11.

Zet m,n nu grafi ach ui t de ho,"",lh$id ,w,lko ,van de bsachouwd, compon,nt,n,gocondonaoerd zal zijn t",n de temperatuur dan wordt voor isder, ~achouwd, component ,on lijn verkr"on ala af"b"ld in crafi,k no. 2.

0.10 -

.

.f. / ' -j

,.

t I , :' -ILo

..

j..i:;=IJ.'-i.L'-'.:..:.I.~;;U;Cl.:::J.u:;c.I..I;;.LU:=l.ü.:.i.:.!.l.l.:..LU...:.L..:.;.;.,-,-,-_ _ .-,-!..._ .. ,_ ._, __ j ' I T .... ,,--+ , ----.- t -No i __ I. I - -.. _ - -_.L""__ - -"1 ! , , - .;.:.,:..:=.:t,:;.:.... " j ' . ' .;.:.,:..:=.:t,:;.:.... --- -r i . , j :':, c:i . ,_~ __ l ___ L' -'-~~~~~ilL~~~~~~~~'U+~"~'~~~~~U-U

- 10 )

Uit de grafiek blijkt dat d~ voodiDit~mp'ratuur hOier dan ca -58'1. zal mosten zijn a18 men mot oen ,ohool dampvormils voodinc wil wsrkon.

Do aamsnstollinC van hot top,as is nu ook t~ ~$r&konon.

Bij oon toptomporatuur Tan - 1751_{F., blijkt dat in het topcaa}

noc aanwozi, zullen zijn 0,00975 mol astbyleon, 0,00373 mol. aotha.an ~n

°

,OO~;$ b mol prop"n.

Samonat311in, Tan hot topgaa: methaan O,Z~ a~thy13en 0,0098 asthaan 0,0037 propeen 0,0002 koolmoaoxyds O,OO~ waterstof 0,019 stikstof 0,004 zuurstof 0~007

°

,2987

=

=

=

=

=

= 0,777 mol.~,. 0,03:.3 o

,

012 0,001 0,010 OOM

,

0,080 o ,02~. 1,000

Per uur zullen dus in do condensor wordon &scond$naoord:

0,4353 x 2554·,,8 lbs

=

2498,,54 lba. aotllyleon 0,445 0,2060 x 1291,,8 0,210 0,0598 x 516,7 0,06

=

la 69 1 ba. ao tJlaan 514,98 lea. propeon. Als mat3riaalbalans voor de roflu&cond.onaor mor;o dua ,01don :

Invoer por uur üoconáensesrd por uur Uit de top por

methaan 761 1

,

7öl 1

,

aethy133n i..i 554,,8 G 4~8, 5 56

,

:3 aethaan 1291,8 1269 22

,

8 propeen 516,7 5~5 1,7 CO 17

,

a

17

,

~ wat~rstof 7,8

.ê-

7,8 zuurstof 45,9 45,9 stikstof 137.8 _137,8 5333,,1 10a. 42~

,

5 l"Gs. 1050 ,,6 1&8. Al a matsriaal 'calans voor kolm 11 w,rd aanConom,n:

Invo3r Destillaat Residu

uur

lbs. mol. mol%. mol. mol% mol. mol%

~I

2498

,

5 40476 G3 ,05 40448 67,75 28 0,5

Ca 6 1269 19187 29

,

42 191& 3:3

,

05 55

1,-C3H" 515 5563 8,53 120 0.2 544Z 98,5

4282 5

,

6$25 100,,- 83700 100.- 553 5

100.-Ds directe invo3r van asthylsen voor do roflux werd in deze balans niet op'3nonJon.

I

\".../

L

11

-Als matsriaal 'balans voor kolom 111 ward aangsnom3n: V03din, x) mol. C

_a

H4 40448 D~f3:til1aat lDl~ mol. mo 1". 40075 98,-C2 S6 191s;. _ __ _ _ _ _ 81_7 _ _ _ 2_,_-_ _ Rssidu mol. 374 18314 59580 40892 100,- 18688 mol%. 2 ,- 98,-100,- .

x) on,sr3ksnd d~ dir~ot$ injsotia van r3flux-a~thyla3n in kolom 11 Bij d'Z3 'balans w~rd d, r,flux-84thyl~3n voor kolom 111 niat

in r·,ksnin" ,s~racbt.

D3 kl~in~ hOSV9S1h3id prop3an in d$ vo,din, w3rd varwaarloosd.

Hisrdoor is b,ksnd ,3Vford3n ho~v1J31 a.,thaan (dat 2 % a.3thy133n b3vat) p9r uur door ~armt,-uitwiss$laa.r 1 stroomt, in tSI,nstroom m,t

d$ b1nn3nkowsnds v03din, voor kolom

I.

W3 zul13n dez, warmt3-uit\fiss,laar gaan 'b3r3k3n~n. (Z1'3 blz.'Lf.a.u).

-0 -0 -0 -0 -0 -0 -0 0 0

13 -Enksle Opmorkin,on;

A) De

katalysator.-Zuiver aluminiumchlorid·, "b1~~k niet geschikt te zij n voor da

po1ymorisati~ op ,roto schaal, aan&szi,n hst to ac~1ef was sn tevse1 nov~nroactiss zou I,ven. Door toevo'cinl van

4"

I)rri-chlorid, bl$sk hst echter tot $on ,'schikte katalysator

'0-modifi,ord te kunn~n wordsn. Spor3n titaan, silicium of ma&n~siumcblorido blij k~n do kwal i toi t niet aan te taston.

Boriumfluorid~ in fluoorwatorstof ,s'ft ook polymorisatis, doch de vsrkrsisn olion zijn van infori~uro kwaliteit.

Aluminiumchlorido,tozamsn mot zuiver aluminium blijkt weer ~o acti9f te zijn, terwijl fluoorwatorstof do nOi&ing vsrtoont om aothylfluorid~ tos vormon. i.p.v. polymeron.

B) D,

Folymerisati~.-Do i::»melds procsdure (polymori satio-tomp,ratuur 230-250 IF. )

~soft &moorolil1 mot son viscosi t::»i t van 6 'mn,l~r Dij 100 'Ct

~iO S.S.U, bij 2l0'F.)

Voor sm,erolie met oen viscositoit van 3-4'Encler iij 100'C. (105 S.S.U. bij 210'F.) moot d, t,mp~ratuur wat hOlor nl. op 350-360 IF, constant word,n "houdon. Bij dozs hocero t~mp'­

kloinsr.-14 -.

S,rskeninc van wa~ts=uitwiaaelaar ~o.l.

I 'hah...

1'2 ~'" ibS

Door de pijp~n hsan wordt 1234 lba. 98".-i&s asthaan 181sid, waarvan ds tempsratuur Dij intr,ds in do pijpen op-100'J. wordt ,estald.

D,

t$mp,ratuur bij

da

uitlaat wordt aanc,nomsn op +501_{F, Ds druk van hat ,aa in de p1jpen 1a}

ca. 1 112 atm.

--- - >

LI ~o Î-. Qn dc:t pij pon h~en wordt d.e vo,dini van d.s in-Itallatiit '81oid, waarvan d, lemonatsllin, in tabsl I word v~rm$ld. V, hO'V8$lh,id ia in totaal 5333,1 1b8. De t'mp,ratuur van d1t

,aa-16 ab.,

beO!"

-~

OY!I.I Un +-- -+

-1

menga,l 1a 68'F. Do druk 1a 16 atm.

DIJ a.W. van 98':'-i, a,thaan ' i j - 25 'F. 1 s 0,35. D, a.w. van hst incaande msn&s,l ia

oncsvasr

a.,w-.

D-lfb .

Het aantal B.'.L'.U'a dat wordt uitc,wias,ld ia / '

'n~rzijda 1234 x 0,35 x 150 ,n andsrzij'a /'"

5333 x 0,46 x t ~ ~'.-6~;. l,.(-f

H~t g~koslC1,' cas trs,o. t dus ui t bij $sn temp,-ratuur van 68..a 5:::: 43 'F.

Voor t~"natroomkoslin, ia h,t logaritbmiach "middolde van bot t,mpsratuur-v,rval t<-...> - t1 168 - 143

t

=

~

=

100 'F,

m :::: ln, lö8

ln tG

~ 14~

St,ll,n wa voorlopig U:::: 4 B.T.U./(hr)(sq.ft.)(·F.) dat h,t opp,rvlak d,r pijp,n in totaal mo,t zijn:

4 x Jo x 159

=

12 34 x 0,34 x 1 50

.A:::: 100 aq. ft.

dan blij kt

l/~" pijp h"ft por ft. l,nct, ,on opp,rvlak Tan 0,141 aq.ft. Wordt een lengt, van 5 ft. voor d, pijp,n "kozen dan zijn or dus 140 pijp,n nod1,.

Ki,et m,n "n "Sh·,ll a1zo" van 10", d1, 159 pijp,n blvst dan zal d, l,ncts dar pijpsn 4 lfo ft. 'Kord,n.

-0-0-0-0-0-0-0-0-0-L

15

-S,rsksnin& van do ovsrall-warmteov~rdraoht800$ffio1ant van warm~o-uitwi8so1aar ~o,l

n, hoav~elhsid warmte, dia per tijdseenheid wordt overgedragen bij oonvectie wordt wosriogevsn door:

waarin:

u:

ovsrall-coefficiont

A: oppervlak waardoorheen de waarmto zich baC,sft.

o t: hat temperat'..lurverschil.

~ ij ~staat in dit geval uit dris onderd,l,n, daar do warmt',

b,halva door do m,talen wand, zich ook mo,t b,,~von door da i&sfilms die zich aan wS3rszijd,n der mstal,n wand 'D,vindan.

Voor U geldt: waarin: 1 _ U.A - 1 + _L__._

_k.'m

U

=

ov~rall-co,fficient + ~l ___ _ ~.~

A : oppervlak waarop U wordt b,trokk,n Al: hat ·binn,nopp,rvlak d,r pijpen

A-,a: hst bui t,noppsrvlak d,r pij p3n

Am:

hst ,smidd,lde op'p3rvlak

hl: filmcoafficiant aand~ binnenzijd, d,r pijpwand h2: f~lmco,fficiont aan ds buitanzijd' dar pijpwand

K : ,,1,i<1baarh,id van hat mstaal

L : d, wag di, de warmt, door h3t mstaal most afleggen. '.1'en,1nde U t-a ber,kon,n moet,n dez, irooth"den dus b,kand zij n. Van bovsnstaand, grooth,d.en zij n all,on hl on h2 niet zonder m,er

toegankslij le, Zij m03ten o,r,le,nd word'3n, hetg"n mog·'lij le is m, t behulp van formules van de volgana.e vorm:

waarin:

h,D : C. {DüJm (cP.~) n

k u k

K : do filmcoefficient

U : diam,ter d,r pijpen ,n voor d~ Shdll 4 x d& hydraulisch, straal

C : " n constant'

k = thermiSCh' " l.,idbaarh,id v.h.b,schouwd' gas bij zskar, P sn '1'.

G : d, massasn,lh,id.

p :

do absolute viscositeit v.h, b3schou-'d3 gas bij z,k3rs P an T,

cp: d, soort·,lijk, warmt, bij constant~ druk on z3k,re P ,n T. m

=

,sn conatant,

L

16

-w~ zull~n nu aoht~r$$nvol"ns d,z, crooth$C1Sn ,aan ~,r"k$nen. a

l) D8 b,nOdigd, diamst,rs~

) Voor d8 warmt~-uitwiss,laar warsn ,'kozen 1/2" kop,ren pijp,n m,t inwendi" diamst&r 0,282 inoh

=

O,Od35 ft.

Wanddikte 0,109 inoh

=

0,00908 ft.

uitw3nd1g~ _{diam3t,r 0 1500 inoh}

=

0,04166 ft. Voor h~t lasl dat binn"n ds pijpem stroomt "ldt dus:

D

=

0,0035 ft.

b) D voor het ,a8. dat om de pijp·,n stroomt.

B.t stel kop,r,n pijp,n d,r warmt,-uitwise,laar wordt omhul' door s,n mantel I wslk, b,staat ui t ·"n stalen pijp van oae 10 inoh.

Dez, h,aft ,en inwandic, diam3ter van 10,~ inoh

=

01835 f~. asn wanddikte

°

1365" =

,an uitw,nd1c, diamat3r 10,75 inoh.

Voor hst gas dat om d, pijp,n stroomt wordt nu 48' "a,quivalsnt-diam,ter" b,r,k~nC1, di, g9vOnd&n wordt uit

n

=

4 x ope,doorsn,C1, waardoorh"n ,as stroomt total, bsvoohtir;' omtr~k.

De doorsn,de door welko hst ias om do pijpsn stroomt zal

bedragen: r

1/4 n (0,,835y::' - 159 x 1/4 n x (O,04166f

=

0,3310 Iq.ft. De totale b,voobticdeomtrek zal bedragsn:

159 x n x °1°4166

D

=

4 x (0,635) - 159 x (0,04166) x 1/4 n 159 x 0,04166

D

=

0,0636 ft.

2) B,rsk,ning van d, massasn,1hsdan.-a) binn,n de piJ.p

,n.-~r trs,dt binn,n 1234 lbs. p,r uur

0PP3rvlakte van '3n dwaradoorsn3d' (binnen)

=

0,000433 aQlft.

n,

maseasn,lh,id binn8n d, pijp,n zal dus zijn:

u

=

1234 _{~:...:..--:~~~}

_....

159 x 0 1000433

=

17924 lbs/br

/Sq.

ft. b) d, massasn,lh,id om d8 pijp,n zal b,drag,n:

u

=

5~3~,1

=

16.112,- lbs/hrlsfj.ft.

°

13310

I •

•

17

-3) Ds a~solute viscositeit d,r

gasssn,-VOl,sns O.A. Uyshara &

K.MI

Watson (~at.P~tr.~ows 36(11),

R

715 kan msn ds absoluts vi scosl tsi t van ,on cas t3 wstan (1947 ) komen op d~ volgsnd~ wijz,:

a) msn bsr:3ksnt aan ds hand van d, &3rsduc$srds druk sn ds

gsrsduc,erd, tsmp,ratuur d$ ,Sr$dUC8,rd~ viscosi tsi t.

b) mst b,hu1p van d, gavondsn ,sr3duc3srds viacosit,it kan m3n bij d, h,srs3nds P ,n 'I' v,rvo1gsns 0.3 vi acosl tsi t van lut

gas bsr,k3nan m,t:

Jlp ,

'1'

=

Jlr x

Jlc

waarin ~c

=

ds critlsch3 viscositsit

Pr

= d::J gsrsducsard3 viscositeit.

Voor casmsngs31s maakt m::Jn &Sbru1k Tan ds pssudo-cr1t1schs druk sn ds pasudo-crlt1scha t,mp,ratuur dl' li>erskand word3n door

van ieder, compon,nt zijn critisch' druk ts vsrm,nigvuldil,n m,t

~ zijn mol.fractiS. Door opt,lling vindt m,n dan ds ps,udo-crltischa druk van hat msngs,l. H,t zslfd, gsdt voor d, ps,udo-cri t:Bschs tsmp3ratuur.

a) Voor hst om d, pijpsn atromsnd3 gas krijgt man in dit ,@val: Comp. CH4 ~H4 CaB6 C;3B6 CO S.d ~ Nz liolfr. Pkr. bijdrag, p,r atm. comp. 0,238 0,445 0,210 0,060 0,003 0,019 0,007 45,8 50,9 48,8 45,35 -12

,

'8 49,7 0,024 3;3,5 Vuo ... c...,~,

Pc

~ 1..0, S:l 56 22,6505 10,2480 2,7000

°

,1050 0,2422 0,3479 0,8040 47

,

7Z42 'f Jtr bi j dr.

f

kr bl

J

dra" p,r comp. psr comp. C>I< 190,5 44,1960 164 38,048 a8a,7 125,8015 219 97,45b 305,1 64 ,0710 220 46,200 365,~ Gl,9180234 14,040 134. -

°

4000 192

°

576 ;3 3

_,

1 0'

_,

E:2 89 3~ 3 0' 6~ 7

_"

154,2 1,0794 189 1),32 3 125,9 3.0011:) 254 6,096 ~. 261,1184 .A:.~04,3707

D, pssudo-critischa druk is dus 47,7~4Z atm.

D, pssudocritiscbs tamp. is dUS 261,1184

'X.

-6

~ psudocritiach, viscositsit is 204,3707 x 10 poiss

c) Voor hst in ds pijpan strow3nd gas krijgt wan:

~B4 0,(.2 50,9 0,45301 G88,7 5,6N '=119 4,;38 C2 H6

°

,98 48,8 10 ,04~04 305,1 ~98,998 ~~O t:J15,6

Thl p8~udocriti8ch3 druk van dit m~nge31 is 10,4961 atm. ns ps~udo-critisch9 tsmpsratuur 304,652 'K • .

Ds pseudo-cri ti

sch~

vi 8cosi tei t 219,98 x 10-Bpoi

a~

Voor h~t ,as bij d~ intr,d~ van ds pijpen gsldt:

',l'r

=

269,67/304,65

=

0,885 Pr

=

1,5/10,5

=

0,14 Volgens ds irafiak uit bov3ng,no3md artik3l ,ia

r

=

0,42 dus PP,,!,= 0,42 x 219,98 x 10-öpOis3

-

18-Voor hst ui t d~ pijpsn trsdsnde gas gSdt (wannser het drukvsrval

in d$ pijpon vsrwaarloosd wordt.

'l'r

=

283/304, ö5

=

0,93 Pr

=

°

,14

Uit ds grafisk van Uyshara

&

Watson volgt:

~r = 0,44 zodat

Pp

T = 0,44 x 219,98 x 10-6pois3

, I

)l

=

96,79 x 10-6 pOiss

=

234,22lC',;lbs/ft.hr

Voor hst om ds pijpsn stromsnd3 gas gsldt ~ij ds intrsd,:

'l'r = 293/ ia 61 ,12 = 1,~ Pr = 16/4772 = 0,34

Ui t de g~slds _ ,rafisk word t af~31!.$n: . -6 .

Jlr - 0,$ ZOdat Pp,'l'- 0,$ x 204,38 x 10 pois$ Jlp,'l' = 106,28 x 10-6 x 2,42 x

10~

=

a

57,20 x 10-4 1cs/ftllr. Bij ds uittrsds g31dt: '.1'r = 279,11/13 61,12 = 1,07 Pr = 0,14 -S "---.' Jlr

=

0,50 zodat ]lp,'!' = 0,5 x 204,38 x 10 poiss

fp

,'!'= 100 ,19 x 10-6x 2,42 x lef = 247 ,30 x 10-'J.os/fthr

4) De thermisch;, ge1siC1baarlleid d3r gassen.

Op analogs wijze aan di9 dsr bsr.:;,k9ning dsr absoluts viscosit311i

.ltan mfm, C3bruikmakand van .. sn artiks1 van B. W. Gamson in Chs.

!!:ng. Proir,,,s ~, 154 (1949) d, th3rmi sch~ ga1,id.baarh$id van "n

gas ts wstsn koman. Component Uolfr. CH4 0232

,

~H. 0,445 CaBS

°

,810

Ca

B6 0,060 CO 0,003 B'l. 0,019 Oq, 0,007 N2. 0,024 0,0285 0,0076

°

,0090 0,0274

°

,

0182 0,03St:> 0,0170 0,0173

bij drags tot

l1..1f

ps.cr.k lias in pijpen !3'Ï cl ro.9.a 0,006612 0,012282

°

,006090 O,~ 0,0005:2 0,98 0,02 842

°

,001644 0.018') '1 ~ 0,0000546 0,00069 54 0,00011QO

o

,00041$ kc" 0,00 79122 /, (.') 0, kc~ 0,00 8972

Voor bet gas in de pijp9n wordt bij d3 intr~ds voor k gevonden:

(afgslaz,n in d3 door Uamaon opgeats1d, ,rafi~k)

k~

=

°

,35 zodat kp ,'1' = 0,35 x 0,00 897

=

101,5 x 10-& B. 'I'. U/ stc.

kp ,'1' = 101,5 x 10 .. Y"B.'l'.U/brft2 - 'F/ft.

Voor h3t gas in d9 pijp,n bij ds uittr$d.,:

k r = 0,37 ZOdat k T= 0,37 x 0,00897 = 107,3 x 10-4B·tU/hrf~-'F/ft

P,

Voor bst gas om

kr

=

0,47 zodat

Voor h3t gas oru

kr

=

0,45 ZOdat

da pijpsn bij de intrad':

Xp ,'.!'= 0,47 x 0,0079 :: 131,13 x 10-4B'l'U/hrft2 -'F/ft ds pijp3n bij da uittrsda:

f

"-~

- 19

-5) Da soort.lijk~ warmt,n bij constante druk dsr

,asssn,-DSZ3 wardsn ont13snd aan hst book van Maxws1:hysical Data on Hydrocarbons. Da invlosd van de druk op do soorte1ijks warmte is vsrwaarloosd.

Lias

om

pijpen Comp. Molfr. _c p68

'r

bij draga 4;' 'F bij drage

Cfl4

°

_,232

°

_,5~1

°

_{,17 64 0,519} 0,1204 molfr. cB -1f><)°F bij d.ra" CaH4 0,445 O,~67 0,1633 0,356 0,1584

°

,.caD

0, 92

°

,0059

CaHs

0,210 0,415 0,0872

°

,

₄₀₀ 0,0844 0,98

°

,

334

°

,

337~

C~HS 0,060

°

,

_3S6 O,OG~O 0,355 0,0213 ~ -/~o .~., 0, :BH.

molfr. cp 'h"o"F bi j drags

CO 0,003 0,248 0,0007 0,248 0,0007 _{O,~ 0,358 0,0072}

BB

0,019 3 391

,

0,0644 0,387 0,0644 0,98 0,40§.

°

,3978 Ga 0,007 0,219 0,0015 0,2187

°

,0015 C"n~~ 0l vo~"'O ~ 0,004

°

_{,'is 48 0.0000} 0,248

°

_,0059 cp 0,5214 cp 0,4570

Mat ds iag3Vsns dis nu b3k~nd zijn kunnon de Rsynolds- sn Prané1tl-g3tallsn word,n b,r,k,né1 :

Bij intrad, van hot gas in d3 pijpan:

R ..

=

!&

=

0,0035 x 17924

=

18.840

~ }l 222.,58 x 10=4

P r

=

c p)1

=

0,333 x 22;3, 58 x 10-4

=

k 101 , 5 x 10-4 0,7335

Bij d, uittrad, van hot ,aa uit d, pijpsn:

=

18.000

0,405 x 234,24 x 10-4 = 0,88&1 107 3

,

x 10-4

Bij do intr',d, van hst gas om do pijpen:

R~

=

DG :

°

_{OS;;6 x 16112}

=

_39.840

•

)l Z 57,2 x 10-4

Pr

=

cp)l

=

°

,$14 x 257

é3

x 10-4 : J) ,0027

k _{131,12 x 10=4}

Bij d, ui ttr"ds van hst gas om d3 pij p3n:

R

=

~

=

0,0636 x lSl12

=

41.440 s )1 247,3 x 10 -4

!.e):=

10-4 Pr

₌

0,4570 x ~47 .30 x

₌

°

_90~ 10-4

,

k 12 5 55 x

,

\ J

CdO

-Voor d~ iasfilm aan d@ 'binn,snkant der pij p3n" "bij do intrsa.$ van h~t "as:

k

h = 101,5 JL ~9-4 x 0,023 (18840)0,8 (0,73~5)0,4 0,00 :;5

h = 9,19 4 B. '1'. U. /hr f t~ - I F.

Voor d~ &asfi1ffi aan d~ 'binn~nkant Q3r pijp5n bij de uittr~d~ van bot

gas:

h = 2~4.22 x 1Q-4x (18000)°,8 (0,,8841)°,4 JL o,oo~

°

,0235

h = 13,74 B. '1'. U. /hrft2 - 'F.

Voor d~ gasfilm aan d~ 'buitenzijde dor pijpen 'bij d3 introds van het gas:

h =

1

~

1,1

~_

:

_

~~:!

0,llJ8 x (0}636

)0,6(

~

9840)0"Ö(1,,62(l7)9~

0,,0636

(

h= 2 ,377 B T. U/ev..-~\

_

0 ç

Voor de ,asfilm aan de buitenzijd~ dsr pijpsn 'bij de uittred$ van

het gas: "

h= 125 55 _.A x _{_} 10-4x 0128 x(O 0636)0,6(41440)0,6(0 9000)0 .. _{_ _ " ..} ~3 0 .. 06~ö ~: !1.,ts-S"' M,U/ktf,_eF.

Voor de 'berskening der b3id~ 1aat~te filmcosff1cieqtan ward gebruik

gemaakt van a.~ door D.A. Donohue ~I.B:.C .. 41, 2499 ~1949)

afgeleide formule:

h = ~ x 0,lG8 (Ds)O .. Ö(Re)O,b(Pr)O,~~ D

Waarin 11= de aequiva1,nt-CI.iameter.

De overal1-cosfficient wordt tenslotte gevonden m3t de formuls l/UA= l/hlAf L/I;. .Am + 1 /Ia~

Wordt U betrokk,n op het binnsnopparvlak dan kan deze formul~

aldus worden &6SCnr,van:

an aangez i sn : ~

=

U .Al

=

A •. = d_JL 1 ç:... ~ ~m Am= dmx 1 waarin dm

=

\ .

21

-wordt d·sz~ formule tsnslott~:

i.

=

U 0.04166- 0 00 35 ln 0:ö4ï66iê:ää35 Volgsns Psrry (blz ~49) ie k (kop~r -100 Ir) = 2. 33

=

0,03172 k (kop3r 5O'F)

=

;;32~,4 d.~ U zijn:

Aaan de bov,nz1jds dar warmts-u1tw1sBs1aar zal

l/U

=

1/9,194 + 0 .01816 ~. Q~~!?PQ ~~3 x 0 03172 + J""Q?35Q ___ _ 2 , 7 55 ~ 0,041 öö

,

11U

=

0 ,;.n~923 Ubovsnkant

=

;$ ,186 BlU /hrftf - " .

Aan de onderzijde dsr warmt~-uitwise81aar zal ds U zijn:

+ I 0,0;, ~5 __

t:s

,

~77 x 0

,

041öö

l/U

=

0,31045

Ubenedenkant

=

3,2}1/ / Bl'U/brft2 - 'F.

Lit~ra~y!. ....

=_

Ci 0 e -rapport Cios-rapport Perry I John H. UYEthara, O • .A. üamson, B. W. Donohus, D • .A. Mo.Adame, W. H. ~j _{YaxWEt11 ,} • I '---" XXXII-107 XXXII-SB & Watson, .l. • - 213

-- I.~.Farb~ninduetri~ A.G. Works L$una

- 'l'h~ Manufaoture and application of Lubrioante in ü~rmany.

- Chamioa1 ~ng~n$srs' Handbook ~.Y. 1941 K. M. - Nat. Pstr • .N9Ws 38 (11) I H715, 1949 - ChEtm. Eng. Progr5ss 45, 154 (1949) - Ind.Eng.Ch$l. 41, 2499 (1949).

Hsa t 'J.'ransf er .N. Y. 194Z P. 1 ÖÖ 3. V •

- Physioa1 Data on Hydrocarbone .N.Y. 1949.