Voorstudie voor het ontwerpen van een scheidingssectie na de gasfase -methylering van phenol met methanol

adres:

Nr: 2630

Laboratorium voor Chemische Technologie

Verslag behorende bij het fabrieksvoorontwerp

van

onderwerp:

Voorstudie voor het ontwerpen van een scheidingssectie

na de gasfase-methylering van phenol met methanol

Pieter de Hooghstraat 4 Spykenisse Zaagmolenkade 148 Rotterdam

opdrachtdatum : 18 maart 1985 verslagdatum : 28 juni 1985

·'(_{•. :} .l."_,"_> "

Voorstudie voor het ontwerpen van een scheidingssectie na de gasfase-methylering van phenol met methanol

C van Houwelingen

Pi eter de Hooghstraat

4

3202 TX Sp~kenisse

01880-1296L

l-J van der steen Zaagmolenkade 148

3035 KD Rotterdam

010-651093

Opdrachtdatum: 18 maart 1985

Inhoud

Hl InleidinG

H2 De reactorsectie

2.1 Gasfase-methylering van phenol met methanol

2. 2 Reactor en react0rcondities

2.3 Thermodynamische en kinetische beschrUving van de reactorsectie. blz. 1 2 2 2 4

H3 Ontwerp van ae scheidingssectie 7

3.1 Samenstelling van de te scheiden stromen 7

3.2 Producteisen

7

3.3 Vuistregels b~ het ontwerpen van een scheidingssectie 8 3.4 Thermodynamische en fysische gegevens 9

H4 Verschillende mogel~kheden voor de uitvoering van de scheidingssectie 4.1 MeOH-afscheiding 4.2 water-afscheiding ~.3 Recycle-afscheiding 4.~ o-Cresol-afscheiding 4.5 0- , m- en p- cresol-afscheiding

4.6 Afscheiding van 2,6-xylenol en m- en p-cresol

L:.7 Afscheiaing van m- en p-cresol van 2,6-xylenol 1: .8 Scheiding van 1YI- en p-cresol

4.9 Scheiding van 2,4- en 2,5-xylenol van mesitol 4.10 Scheiding van 2,6-xylenol van de zwaardere

componenten 12 13 13 13 14 14 14 14 15 16 16 H5 Het uitgewerkte scheidingsproces 17 5.1 Inleiding 17

5.2 Gebruikte berekeningsmethode voor de berekening 17 van de destillaties

5.3 Het af3~heiden van methanol uit de productstroom 18 5.4 Afscheiden van tijdens de methylering gevormd water

5.5 het afscheiden van de recycle stromen

5.6 Het afscheiden van o-cresol als product

5.7 Het .::.tfscheiden van 2,6-xylenol van de zwaardere componenten.

5.8 Het afscheiden van mesitol als product

5.9 Het afscheiden van meta- en paracresol van 2, 6-xylenol . 19 21 23 24 24 25

H6 Indeling en belangr~ke punten voor de vervolgstudie 27

6.1 Algemene indeling 27

6.2 Het afscheiden van methanol , geproduceerd water, 27 2,6-xylenol van de zwaardere cumponenten en

mesitol van 2,4- en 2,5-xylenol

6.3 Het afscheiden van de recycle stroom en o-cresol 28 6.4 Het afscheiden van meta- enparacresol van 2,6-xylenol 28

H7 Literatuur 30

B~lage 1 : De door General Electric Plastics verstrekte 32 gegevens met betrekking tot de samenstelling van de productstroom, de aanwezige utilities en de

specifica~ies van de gewenste producten

B~lage 2: Met Unifac geschatte activiteitsco~fficienten, 43

b~ oneindige verdunning, van alle voorkomende binaire mengsels

B~lage

3

:

Vergel~king van in de literatuur gevonden 44

B~lage ~ B~lage

₅

_:

B~lage 6 :

azeotroop samenstellingen en, met behulp van met de Unifac-methode bepaalde activiteitsco~fficien­ ten, berekende azeotroop samenstellingen.

Berekening van de afw~king van de ideale gaswet 45 Antoine-constanten van in de product stroom 46 voorkomende componenten

De resultaten van de berekening van ae evenwichts- 47 constanten K voor een groot deel van de in de

p

reactie sectie optredende reacties

B~lage 7: Massa- en warmtebalans van het uitgewerkte proces 48

B~lage 8: stroom/componenten staat 51

B~lage 9 : Specificatie van de in- en uitgaande stromen

57

voor de verschillende secties.

Processchema 58

-1-Hl INLEIDING

In het kader van het fabrieksvoorontworp voor studenten

Chemi sche TechnoloGie aan de Technische Hogeschool t e DeJft ,,,erd g'edurf_'nde een pe:;:'iode van ca. 10 ,,,ok en g-eu0rlct aQE 0 .~·n

voorsb:,die voor het on t'<lerpen van ()en sC~·J.0iding_ sectie voor het P2-'U-projel:t van GeneraJ. Electric i.1lastics te Bergen op

Zoom.

1;:1 het 1-:C'O-proj8kt zijn de einclproclu~ctel-: iJolTP·,èenyleenoxic1r..-;s .

De a8.J:lr.1Qo..k Val} h·st monomeer 2, 6·-clinothylphe:lOl (2, 6-:;~ylenol)

~~·::;of:re:i1. is ::.-:i st \lo11ecii~ 8n e~'" Olî..-CS-CP .. 8.t G8:îl reel·:s bijI)rQc~ul;:ten

xylenolen , t ri

-~L10 o:~.i.ZCtl:c: 1 j_ jl-::.

i-Iet volcloe:1. él..a:.~. d:Le eiSGTl is I:10ei l ijlc oi-:ldat (ie ~:·:; ol~J!t:tl'~·cs\ror-cchillen vaa:: erc };:l.eir.. zijn G:l 00;;: a:;;;eotroopv oTi:1iil[;' ... :['..:J. op

-C1001" llet ~.-;.os{)lij!: Ol)-GT'c\.Le::l1 --:·[2.1-:'. :':'IltGlcng~il1.G.

beschr~ving van de reactorsectle ( procescondities, kine-tiek en thermodynamica)

parameters nodig voor het ontwerp van de scheidingssectie verschillende alternatieven om de scheiding mee te realiseren uitwerking van het basisprocesschema

-2

-van een sche:Lclillgssectie, i s het zinvol eorst even 5 ,;i1 te staan bij de roactor:.iectie ~-Ta;.'cr de -Co sC!.leiclcll prodU:~cteYlstl~cOI~l

is onts ta<~n.

2.1 Qasfa~3 e-i'1ethy:Leri n;>: van phenol met ,ne tllanol:

ûorspr onkelijk ,,,erelen cros"tJlcn:. en .:::ylenole::-l ui t5L.::L t erèd ",0''''011,10.

u i t stoenl~ole~teor e~ afvalstrome~ u i t do a~rdoliQraffi. ago. ~~ ve:..:'band rnet do s t i jG'endo vraag naar vooral O-(;::.:'osol en 2, 6-]~ylo -nol voncL i n toeneuende rnato ook synt~.'l.ese V3Jl dozo stC):Cfen r1s.ats . De steeels s t i j;'ende vra~:.:.g, cEt staan door ti)epa.s:::;i~",.C; V8.;:1 o- c1:'es01 in d.e insec ticicleproc1u:':t i e en van 2, 6-xyloEol in I'0lyPhoj.:.y::. oen-Oxide hars.:;·n , heef t de ont-;"ïi1:::1:eling van talrij:~:e syntheses ce -stimuleord. De bekend3te processen zijn:

'*

alkalische chloortoluecn/ chlcorx';·leen hycL"olyse

,~ GULli'-oxychlol~eriYlg

*

'kernJ.l.ydro;(yJ.erin.g van tOlueen/xyleen

GasfaS8""-U1G-chyleril1.@,' -vétD 1)lJ.81101 :net r:let}lanol o,rel~ een 8·esclli~·_te katalysator i s hot meost toecepast, ornuat daarbij uo o~brcn~st aan o-cresol en 2, 6-~ylellol hot grootst is. In de vlooi5toff~sc

ontsta;c~.t meor 2, l!.-:xylenol.

Van de pheno2.i;~ethyloring Hordt al in 192(' melclillb' ~'e C:~;:-.\:.t door Ipatiev. ilo reactie vond toen plaats bij p~200-220 atw en T=44o°c in aan\ïezi c;heid VQn .~_l (OU) J ' In eers te i H3 tant ie ricl',t te het

onderzoek zich vooral op het verla~en van de r eactiecondities .

In 19lt-5 slaar.s·den Cullinane en Cllal~cl erin o- cresol te synth,.:;t j,-seren uit phenol en t~ethanol ovor een v-Al?O~ katalysator b~j

o ... .J

p~= 1 a tm eE T:::.JOO-350°C. Daarna heeft hot onderzoex zich voor8.l Gerich t op de ont"likl-<::eJ.ing van ,>etere katalysatoren (hogere 0-sel ect i vi t e i t , lanC<H'e l even sduur, 1,)ote1'e :,·e"eneré'. t ieiilogeli jl;: -heden e.d. ).

2.2 Heactor en reactiecondities :

-

3

-ljiJc 1::." tst e houd':'; verband met de corrGsi eve eli..:;e",sch'cp:~,en V,'\.D.

phcno:'. \ en L:.'(~s\,lb~;ti t',_lC.y,-'de plienolen) . .00 bui zen zi:iE t:;'cvnld

met de ::.atalY:3ator. Vooral }~atalysG,tol'eJ:, LP basic; van 1,1:::;0 (of eeO) en A1

20_J 'dorden veel toe[;era::;t . Da~~,rlln.ast \,ro:cclcD, voel

rnenG}·~atalysatoT·erl l)es:;~llre,Tell. I-~ieI'i~1 ·~,tol-'è .. el:' \T,~oI'8..1 ( .. ~(; OVCI'G["!'!l(:S

-elementen vor\ferl-:.:t .

N.B.

sci:i ll cT!d.e :i.::atal:.l~::i~::~torerl \·.rorclt ·'O(;)~:jo: .. iJ_ijl:t G.: .. :O:"L-'Ct[tt de

b~lln.alà •

o-selectiviteit v:~ de

d-A120J L2.talysator.

Di j hogere te;;1pernturen neen:t de :r:':lenolco:;::ver :::ie toe. Doordat

o ok iE.; omer isa ~;ies en tra:;:1.si'L:thyJ.e:c'ilJ.è~'en v2~~er optreden, ga2. t

di t ec~ter n~et gepaard met een ho~ere op~reLGs~ aan ne~ ge

-oppe:::'vlal~ •

De reactie vindt ,"'teest a l p::La;' t s o::'''lder nor,;;al e ü r i.U:. Soms \'.'Grc', t

gewerkt bi j licht v~rhooGde druk om de opbrell~st aan 2,G-xylenol te verhogen.

Een andere factor die de iJr oc1ulcts::.,en::,;-t:;el1.ini:)' kan beïnvJ.o<::den is

do samenst e l l iu& va~ het re~ctiemGD~s0l. In de pr~:tijk wordt

veelal gewerkt met een molverhouding phenol:methanol van 1:4à 10

Bi j oen verl1.ouclinc 1: 1

°

i s de opbrenGst aan 2,6-xyle:nol grot,='r

~ ~

dan bij een verhoudinG 1 :4. Vaak wordt ook wator aan het renctio

-h2.ndh~Jven •

Zoals gezegd vindt de r eactie plaats in doorst roomde appar~t~ur.

-4-para-plaats gemethyl eer dephenolen te voorkomen wordt een een kontaktt~d van ongeveer 10 seconden aangehouden.

Gener".l Electric ]'Ü'cstics te Bergen op_ Zoom werkt met een

2 -0 ₃ IJ~l~lel'"'rnod )rJ . . ;:l-:~ . S C~l ... -... e:.: ~.:iL-::' e t i s cl'2.c iJ C S Cl) r'i ,-} ~.fj-~-_.t-~:~ ".i. do rcactorse~~io:

Om de sar.1C1"tS-eGlli:-l;; VLl.n. de \ .. 1:i.t~;8..aI1.de rc,'ctorstrooiil te 1;:1..1 ~(lGn

lCGj].:!.1.an .

I.n. cLc J:."eactOJ~ \

~,;·e1·rG:rlstej ,

braak op.

In

Voor de tempe:t:'éttuuraf'h::-cnl-eli jkhei d Geldt :

*: d.dio

l

elT

ó-Co

IJ

*

d t6,.)

ç'

°l

Ol.

"m

-- Llco/T P

::Je ,vaarden vo or en ö S 0 lCt~llIlen bereken-:::l 1'voj:,den uit de

vor.ili ngsvrije ont:'l~.lpiën

6

G;

,

vormi n.:::;-sen Llï.;llpi ën

D

H;

en standaard

entropiën So van d,;:) bi j ,.~e r0élctie botrok;'~en 5 t ofi',"'n en de ele;.len

-ten ,.,raaruit ZG z_Ljn opg,::bou..,cl. In de literatuur "Tarden deze 1Ve .. ar

-d,m ;;lcestal <.,;'etabcllec:rd voor 1 abn O:i1. 2S;[3 . 15 K.

6C~ is de soorteliJl::8 Har'i,:t e van een stof verminderd met die VUD.

de elewe:::lten\\'aaruit hij i s 0pc.;'ebolx,;d.

Voor ph.anol , de cresolen en de ~~ylel: olen kunnen de ",aarc:en bij

723.15 K cirec'c uit eü~l tabel HOI'den betrol::.l::en. Voor ,,,,atol' en

.?-

-5-rt1Gthallol " aren slec:!lts \vaal'c>n bi j 293.1S I: te v:inden. lJe l,;p,').r -den bij 723. 1S L ",orden llierui t iJcre.:um.d '-lOOI' (~ok d.e tCl:ipero_tu:..:.r

aîhankel i j l;:.heid van t. Ca in r,,:;~~ellülG te

p nren~en. Voor de a~isolcn

en t r i' lethylphenoJ. (:11esi tol) ","onlon de _waara., _{an van b}11 _Of lt- _en

bij 723.1S lJenf).de~~d !-,1.D.V. de sI'oevsbi jdr cornet:wcle van Be~t:.son.

zij:} dan die van d,e ovoreen:';:omstige l:1CtllyJ_phenolan. De iso:.1Crisa

-o-cresol~ 1'-c::'0501 o~-::. ;2, i~-xyle!l.ol

-

-

r'l. / ..

(-:. ,

ll--tieT'8actie~~

:In de rral.::Jcijk (:;;;ie bjjlage 1) bljjken de gehaltes aan ffi- en p-cresol

en ook aan 2, !~- en 2 ,j- xylenol bijzonder laag te zi j n ten o?z~chte

lne t cIo T'G s-~~l t2. .,~ e12. -',.ra.;.:. (tG c\i(~::}.-~,.ri cfl';'; s~ûeJ:-'8.: . Gl.1:LrtCi.:.::n.. ~ :.e t l"eac -~: ~LG s

}7"s-Voor do ~ -. . . .

l) e s C.:.~:C J_ ,J "-ll~.~;' ~ c:'_na tic:::.

Op te stelle~'l. :';eE vc'orbccL:~ V2.1i. zo'n wedal 'ttordt ~;es-eve~: in (27).

phcnol + methanol kl

---'-_. o- cres ol + ;la ter

anisoJ. -{- Hater

o-cresoJ.. k) • 2, G- xylel'loJ..

kc.,

2, G-xylonol + ~.10tllanol---'-" 2, J , 6- t r i:,tethylpiienol -1- ,r2.tEn~

anisol - - -

ks-

. o- cresol

o- cresol _---'

k&

_{- . p-cr esol}

>et l'lGdel besdlrijt't cl!...,s alleen de beL;'_nGl"ijl~ste r eacties. Voor

de 'verschil1e:;:lde :ccac t i esnelllcdc:;,: Geldt nu:

*

dC I Idt 1/ - (::::1/D 1_ ).. ... 2 ) ("' ""1 C 6

/u

't- dC')/clt ,- (k1C1 kJC2)C6/D 2 + (kSC_J

-

k SC2)/D '<- dCJ/dt (k₂C 1C6

-

kSCJ)/D dC 4/dt (kJC2 2 lf

-

_klj.C 4 ) C6/D

-6 -~ ct'"' _IJS / _a'.<-_u r) -- k 4C4C6 /D"--~ dC₆/dt -

-(

k

/

D +

j- 1 C '" /~) 1 ·'2) 1'-' 6 .l lf: dC 7/dt = -dCc'J /clt

*'

dCn/clt = k 6C2/D 0 Hierin ie-_'"

.

~ C. - conceD.'cratie V,:Ul COI.l}JOHE:l!t i

l

1 =pllenol, 2=o- cT'esol, ~;=a.1J.isol, 4~ ;.~ , 6-;c"ylCl1.01,

*

1 r = T'eD..C t ie S:I.O 1118 i els c Ol~.~~ t <.tJ.1. t 0 "î

D

=

diffusiecoäfficiänt; D = 1

macro -kille t i el<::.

,-

(' -:- Lb . J .

:L l

De versc."L-li l l e!:lcle: pa:c2j:18t(:"l"'~~ VElTl 11.et ~ iO":Lel \\'8:t:"clen e:;;.;:r"oT':.Lu1811."toel bepaald -..,-oor ee:'} ~-ih.120J :bi.taly5ator . .,el l i c h t ]~al:, iJ.et ,:lOdol :,1&

-7-3.1 Samenste11ill{,,' van ~~iè tG sclleiden stroOil1~

VOOT het ont.rerp van de scheidill{i;ssoctie I;:oet allereer,;t c~e te

te Bergen op Zoom. ) op 18 a~)T'i:L 1 ~Jl5. De t erT.i 'dil:ethyl;::l:;-:i olG'

C 0 L1" .. "' G 11 ~:::;1. t _ ._'- ,- - , L10tJ.-lclI1ol pllenol o- c,:'8801 m-/p-cresol 2,G-xylCl'l01 2,3,G/2,4, 6-tri~cthylp enal 8.Ili:-Jol 0-;-:1 (; t11 ~{~î._2.:r:_i sol 2, !.!--dir_{-10-èl1.}' lL-LTlisol} 2, 6-{ii~Jetj.l)11anisol t r'i~-;le t:~ly l tlli.i S 0 >. rn e tl1a~-)_rl l~o:)1c~.i oxyde 1~ 0 0 lInOT10)~~rc18 st:L1cstof \'raterstof 2,4-/2,5-xy1enol TOTA .L L~905 . 2 L~81 0.3 240.0 1733.6 2.? 11-200.8 28'7.5 83.9 302.2 16.8 218.1 16.8 92.2t 25l_t.2 323.6 90.8 69.8 68.0 + -"H' (1-:-' 0 ' /""-~) ~ 11101 \~-," ~, '-l',d. I 272.511 1.')0.33.:3 2.550 î ;5.()31 () . Q.~:~j 3 Lr· • 386 2. T 1 'l 0.776 2 . LJ·7 l !-0.123 1 .601 ü.112 5.775 5.777 11.':)57 3.24;; 3L~. 900

-.!2.3

.n

+

Bi j zijn intrede in de scheidi nGssect ie heeft de strooln oen

, 0

'Lemperatuur van 250 C en een dr,J\: van 1. 5 bar(~'.

3.2

Produkteiserr:

Eveneens belangri jk bi j het ont~,erpen Véln een scheidingssectj.e

i s het karal-::terif.ierGn van de produktstro::len die de scheidül&;s

-8

-aan de boooede produ~ten:

o-·cTes 01 ('9 2 n ( ' ~,J( 1 \ .J • - ';I';) • .J>a H'C)

pjlen,ol on 1ich tere c Olil~). "- O. J>~

2, 6-x:~/~L en.ol

2,6-xylenol en zwa~rder

>

c' 9 Cl ') "I ( • .j.)

;J' • O.J ïO \ d v

p- cresol

alpha colour rating

< 0 .5)';

O. l~;

~ 0 .05;;; .( O. 05~~

100

De eise"~ zestel d 8.:~n a- creso,,- Oll ~2, 6-:;:y1eno1 zijn zeer stre~lg

phenol en p-crosol Gelden ~inder strenGe eisen:

2,6-xyl enol

<

O.5~

p-cr,';,::; 01

Dij het ontwerpen van commerci~le i nstallaties moet a l t i j d

1{orden getracht ow cte totale l:osten te minill1aliseren. l~osten kunnen zijn Gelegen in do onb'ril·ckeling VC-1,n een nieu1{ procedé,

de aanschaf van de installatie, enerGie en o!,jer,~oud, hulpstof -fen benodi[;'d in J.1.et proces, en bijvoorbeeld ook in onthei':i'Ü}i::;;on

voor het l ozen van verontreinig-de stromen . Uit de minililaliserinc;

van de totale !;:osten vol~t een aantal vuistregels voor het

ont-werpen van de scheidingssectie.

Zo zal , om de ontwi kkeli ngskosten t e drukken, meestal gebruik

gemaal~t -.;·[orden van technieken ,vaarmee al ervaring is opged2.,an.

I.v.m. invester~ngskosten wordt i n eon scheiding_pr obleem alt i jd

-9-Hulpfasen z~n te verkiezen boven hulpstoffen die doorgaans

een extra Le,1!orking i;let zich mcü '~Iri:c{s>en. Lovendio.ii i,;oet, i .v .m.

cle grotor e .> t rc .. 18'·, ool.:: de arJpara tuur vlorden vergroot. Alleen

kostbare produlcten kunner~ de introcluktie van Q'·.,n GJ:t:ca schei

-Om het ener~iGverbruik teru~ te drincen wordt cOllse~uent warm

-voert

te ver voor een voor studie a~~:; l e der;.:..J~o . \ J TJ]\ ' _ v -C' e~oI~P.L.!.'''' 0 l' ec,ve·;"._ ~ ,·TP... .-:P~ 1· .~".~ ... '·' en 1._

concentraties het eerst to verwi jderen.

Bij c;estillati es di ent de hoofdst r oo,:J de bodemstr oor:l Jce zijn.

Het verdient de voorkeur om produkton, di e oen spec i f i catie

hotJbGn, als d e s t i l l a a t to verv!i,~;d8I'en. Als vllist;l"cL,;el bij è;es -t i l l a t i e s wordt wol zes~eld dat de opt i8ale r8fl~xverhouding geli jJc is o.an 1.2 x de iîlinimale ref'luxve:chol.lding. (Bij Liloeil i j::e

., . , • J 1 f l ." . , t I " ) scn8J..cl:J .. ll.g8Il moe t.:: c.e re · ·Lt:X~VG:lnOllO.ln(~· CCD. -er 'de 011l.iïOO;S'.

Bi j het oncuorpeu van et;l'l S cLeidi ngs seccie is het zaak om hoge: 0 f lage

vrijwel alleen toegepast als daarmeo ontleding van kostb~ .. e pr

o-van de appar atuur. Hoe compl exer de apparatuur, hoe hoger de

onderhoudskosten zullen ui t vallen .

3.!..j, Thermodynamische en fysi sci:le p;e(;'evens:

Voor de keuze van r:lo[;'c,l:i.,.;ke deelstappeTl in het Dcheidi;;.gsproces en ook het late:;:'e on'h·;erp i s kellni s van thermodynamische en

fysi-sche ~rontheden en constanten een eerste verei ste. Deze gegevens

moeten zOHel voor de ~,:,ui vore s toÎf'(~n als voor de I!lengs GIs be -schi kbaar zi jn.

In de l i tera tU1.1l~ of' in ciatabanken van f'10"\1sheet coupu t er prc.[;Ta::~ -[;10.' s zi jn veel zuivere stof' geGevens beschikba r . Zo bev;::.[; ;-'.i.{CCES;3

een dCltabank met i::;el~evens 'lau o.a . o- (;1'(,so1, 2 ,G-xylenol en mcsi -t ol. Zi jn di e gegevens niet besc i l;;'baar da,:', v/o r c.i. en vuist.;'ece1s t oeg'epast voor een benadering of moeten de ë;eE;evens e:q::;eril .. ellteel worden bepa, ld. lJit zou nodig l>.ulluen z.i.jn v"or bijvoorbeeld de

verschillende anisoJ.en HaarVCl.n 1;;Toiui,:.: l i ter~ltuurbc,-,cvens bcschi}':~

-10

-mengsels. ]'·in8_i r(: systemen ;~18t ,letter, zoals ~l:/)-l-ieUll en H

20- Fi.l(Li,

en syste:len :.iet vcel ,--:e'H'uj_]'~.te l~:;.t:CGl.ctieli1iclljele:n als tolueen

w'orden ui tvoer:i.

zijn 5YS te;,]81! :net cres olen en xy1enolen, ~;e.i"" i j J. Véln sys teL,en

Al met al kor,)t het er op neer d.at ve_n d8 ,iieeste .:bi;lR"i.re sy:3teue:

,.

i s .

het menc;sel. i s van a l l e binaire syste~,;en ::12'1:; de UNIFAC [;TOepS

-bijdr8.G"e laetllocle eer! sC)L8..ttij.-:.~· "I./éL:.' de acti"\TitGitscoöff'iciëI!.tel:

De met 'L'1EU'AC bepaalde activiteiLscoëfficieIlteIl , .. 'erden cs'eeoetst

cl0 O:i.~ t l i tgaand e -v~3.Il cl C: :~) G l .... cl~:8rlc~ e [tC t i ,,ri t 0 i t s c 0 è~ f'fi c i f~rll: ün ;:1 f:~'c o.G van Laar-"\ .... e r'g'o lijl·~ill._ . .: de az eo t ro Ol? S ,U118Ils'e G 11iYl;~" ,raJl. b el~8nd. e az C 0

-tropen t e voorspul l eE en te verE_,;eJ. )-:.:eIl lilet l i tera tuur [Segevells van

bekende azeotropen. Op gro~d V~l deze result a ten (zie bijlage

3

)

mogen 1·,re c cne 1 UC1Gl~el1. ds. t de "betl'"'u1J"hr_{bc18.r'118id. varl cIc} UI~IJ=f\i\.C-rne t~lo~~!.e vrij goed i s . ARn de hand v~n een vui stregel, ln:t X ln 'r' -;:.II·\{ord

a ~.<

b-lüerui t bleek cla t er

of door tei'lperatuurve:rlJog'i~lg. :Uit 12latsto i','e:cd niet , ocves-c::tC/_, . "

~

door de CNr:J'AC-bei'e1..;:enin.C·f.:'!l1.: wa t or-phenol ontnongin.J

- von '.>;/':.;11 t

. bij hocere tClnperatl.1:t'en IJlaar UNIFAC vool'spel t het teGenovergestelue . Systei~len zonder Hater en l;L::tLanol Ce'-'.<.·ag-en zich vr:iJHel i c:caal.

(activitGitscoäffici8nt8n~1)

De g'asfase kan reeï.eLjk b8sC:l~rcven ·'(-.Torclen inet de i deale gas\·ret.

Uit berekeninc van de compr~.ssibiliteitsfRctor bl~kt dat de aÎ -1l~ikinGen niet ,,;'roter :~jjn dr"n 'jO>" (zie b,Jlai~'e 4 ),

De"-beschrijvin.:;- van de vloeistoÎcL~mpov8n1,:ichten kan GGschieden

met behulp van do Antoine-vergel~kin~:

-11-rd,erin is p~ de dampspanning' van de ;~pi vere stof (,,-;:: Il,3')

T de te:"poratuur (K)

A,D,C Zijll cOr.lt?t FLI1ten ( r ' ,; r>

/...J_, . v

:Oe AntoinG-con~.;;tanten z:i.jn voor alle cOlnpononten die ~i_n de

productstroorn voorkomen aan de hand van l i t eratuurg'eg-evens

bepaald.

Om de relatieve vluc:".-tieheicl 0< te kunnen berekenen is ui tgeg-aan

van de Clausius-Clapoyron vergel~kinc:

ln p?i :-:.:l;.- óllv/ (HxT?~)

hier in i s p;";: de dn'''j.'spanl1inL V~Ln (~e ZlÜVCrG stof (!'lill Hg)

- .. ' ( ',' I 1 \

c..tl_{y_} de v-CrCI.2J:1IJ l11t' S1-t2.l'-'IH t c· \ u I rno J

a

~e Gasconstant o (Jjmol ~)

'.c':::: het kool<:punt van de zni vere: stof (K)

hi erin Z".;11. Water H 20 Methanol CH 30H Phenol C₆H50H Tolueen C 6H5CH3 o-Cresol CH₃C 6H4OH m-Cresol CH 3C6H4OH p-Cresol CH₃C 6H4OH Anisol C 6H5OCH3 2,4 Xylenol CH 3CH3C6H3OH 2,5 Xylenol CH 3CH3C6H3OH 2,6 Xylenol CH 3CH3C6H3OH "\l[lD. 'Fysische' gegevens o ~!:~!.~~~~E!::~!.l_g 100 65 182 1 1 1 191 203 202 154 211 211 201 Mesitol (2,4,6-Trimethylphenol) 221 CH3CH3CH3C6H20H c o~nr:orlerl t eIl

o

43 30 11 35 25 75 46 72 (l( )

-12-scheidingssectio:

Nu He de sQl1lenstcllin;; van de te schei den stroom l;:eYlnen , ,,,r8

,,,reten ,,,rat de zuiverhei dsei sen Zij:!"l en He kennis hebl!eü van thermodyn<:;mische en fysi sche grootIied0TI en co;-;,stanten, kUllaen

mogeli jke uitvoerillesvornen van de scheidi~gssectie .

In ondersta,~nde Î)lo:kscJtc,,,a I s zijn drie, ons i nzi e:rls goede al

-t ernatievOll weer~ogeven voor de sc~eidingsvolgorde van de v

er-sclli lleIlde cor.lponenten: MeOH ~ m- CRESOL ~~p-CRESOL 0-CRESOL 10 '>

~

-' - ... ~-.. 2,6- XYLENOL

~

:

~

=

XYLENOL

GÇ)

2,3, b-~fl ; SI'; u' I 2

_-

_,

h 6_1' l~ J" ' ,

,

--

~

---

_{- -....--'} O-CR'~SOL~ m-CBESOL ,T 0 p-CRESOL 'u IJ

2, 60 - -'

-

X

Y

LEN

~

OL

~

:

~

=

XYLENOL

CID

" ' - - - I K H 2,3, 6-t-iESITOL 2,4,6 -I I I I

-13-Voor de i nvul lin,S van. de blo.:.l~en bestaan vaak versc:tJ.ilJ.cnc1e

al te:i:na tieven •

t

4.1 HeOH- afs chei di ng:

-

-0--Gezien de grote moli'ractie, de rela t iel ~loGe daHJpspanning t .o. v .

de overi ge componenten en gezien het fei t ~at methanul goen

azeotropen vorut raet de andere cor:1})Onenten, lir,:;t het voor do

hand om eerst door een eenvoudige destill atie NeOD als des

-tillaat te ve:-nvijde:cen. oell c.:e~3ti._la.tie

LI.2 "Jat er-afscheiding:

4.3

Ook water vormt een grote molfractie van de strooD. Het is óan

voordelig om Hé:~ter al vroeg L l de schei.di ngssectie te vei~,,-i,Jdei'eD

Om water-ophopi ng in het systeem te voorkomen, is het voldoende

om alleen het water te verwijderen dat tijdens de reactie gevormd

is.

Doordat w~ter verschillendo azeot ropen vo~nt met oen la~er ~ook

-punt dan z-t:i.ve:L~ 'Ha';~er, zal bij ee:!.1. ge\'Tone destillatie ook b:Ljv.

o- cresol over de top verdwi jnen. Dat is zonder meer nadeli~. Gok

stof:fen als m- en p- cresol en verscn:LllcI::(,C aniso:Len z" l lol".:' ~~o

echter verchJijnen, het ;;;eel1. de zui veTheid van L:e'c nail18 2, 6-xylerrol

tell. goecle l:aYl 1:0LleIl.

Voor het cèf'scI1.ei den van alleen ,,ra ter besta~D verscl'.i ::.J.endc

moce-l i jk.l1.ec1en. In naEmerkinc l~1T;:;nen J~O'.leE:

*

extracti eve dest i l l a tie

*

azeotr oyische des t i ll atie (bi jvoorbeeld met tolueen)

~ extractie met een selectief absorLens

*

adso):-,ptie (bi,.,;-~·oc'rb:o'{-Jlcl [":.all. eer~ zeoliet;)

Recycle-afscheiding:

De r ecycle-stroom bevat alle componenten di e

rl-,

licht~

dan

o-cresol plus e011 deel van het o-cresol. Een deel van die stroom

is het water dat ni et i n do vorige soctie verwijderd is en dus

bevat de strooiil door azeotroopvormiD.{:; ook nog een <'.antal z\·raard,;:.,.'

kokende componenten. In de reactor kunnen deze co,,1ponc:nten in

d~ gewenste reactieprodukten worden omgezet . De recycle-stroom

4.5

-1

4

-i

1

~-G-~

Een alt:1ru3.-cieÎ i[; 0;: do rc.:yclebtroo"q l'let ~1.llc JaGl-J1' ai' te

destilleren OE1 vervolg-cns, als O l l . d e r @, het; g-cproë,:_lcecrrle

water ~a~ruit te v8r~ijdcren.

't .o .v. ~.r~cij\"l81 alle J:. ... s,stererldc CO~~JpOrlcrltcrJ. i s o ... c:ccsol élaJl

-sclleidiTlg~slnet~10Ûe . ..:Je5till2..tieÎ i s o-cl"esol o cl1.teJ:' lliet to

d e s t i l l a t i e o-cresol op specificatie Goleverd kan worden. Door

oen onvo13~.o;.i0Ehciè. iE de reac:torsectie ::8.l'- hGt p8rcentace

kan worden vol~aan.

0 -, r~."t- en p-Cresol-cf5cheidin~: o-Cresol

tievG destillatie met clycolen r, \ Ol. . J'.ï. .

wordt dan o8zeild.

en p-crcs0~ andcr~ijds

ee~voudige d e s t i l l a t i e

I

on ",- "'"

p

-

cr

B

S

O~

Ui t

uc

resterende st:;:--oo'.,j J.~o.:n. ;2 , 6- xyJ.enol met m- en p-cresol

De i somere xylenolen (2,4- en ' )

-

\

",-,)-}

(,):1 de triuet~i.Yl:)henolcn ~i,j:;l ;:tanzienlijJ;: uillder VlUc~ltig.

1j.7 Ascllei 0ini; van m- en

p-cresol~an

2,6-XYIOnolfr

Eon moe i li jI;: te realiseren scheiding i s die va:;:l Ill- en j)- cresol

van de o-.r<:')rmaat 2 , 6-:;:yle:nol. I Geluk.·i

s'

I w·ordt door de 8..zcotroop

-vorming- raGt '·later e2~1 ü.eeJ

f van dcc. toch al kleine lTi- en p-cresol

-stroom VerHijdCrd,.-r-B ~§, en is in het 11:uidiC8 geval de

schei-ding niet nodig 01!1 het ~.!., 6-xylenol op speci ficatie te leveren.

Wanneer niet aan de 2, 6-xylenol-specifi~~tie voldaan kan Horden

doordat meer w- en p-cresol geproduceerd Horden, moet de scheidinG

-

15

-'*' V2 cutil'idos ci l l a t i e (ei. ;,'. ',C.:' p== 50 1,;::lig-)

*

adsorptie aan zeuJ..iet;(::u; X-J.jicl~c:lform en Y-I':atriui!1/:~aL:_ur:,

,~eolieten worden ~en06~d met resp. butyronitril en n-butyl

-alcohol als t)csorptic.'liddcl.

• azeotropische da~tillatie

• extr&ctievo d e s t i l l a ti e

horhéi.8.lcio Lrista1Li.,::.;ati e (op -'-.... 1 "'1 b - -..J r C '1 ~ J. __ Cl...c:.. ~ 1 )

in een ui tvoeri ns'svorm als liio van llot Sorbex-·proc8s.

Als r:10ë;elijl~e 1 entraincr s 1 voor oon azoot:copische. desti lJa t ie

,,,ox'den genoemd hogere alkanen en ar:enen (C

S- C12). 'I/ater al s

entrainer viordt niet genoelnd maar biedt o. i . Hellicht mogelijJ:

-heden . Voor de extractieve destiL, a t ie J::an HOST gobrui l-;: gOt:iac~l,;:t

worden van glycolen .

De ver,lacht ingen van ::':ri s t a l l i s a t i e als sclleicli ncsL1ethodo op

grotere seLaGl zijn in di t t..;'ev;:;;.l niet zo hoog. :'et zal moeiliJ~::

zijn om aan de 2, G-~:ylenol sIl8cLCicatie te

4

.

8

Scheidin~ van lYl- on D- cresol:

In de hui di Ge si tua t i e met ui t er,,:3. te ::·:le:Ll~,3 hoev0elheden lii- en p

-zinvol \'ian~leel" voldooIlc1e p-cl."osol Guproduceerd \Iordt. I',et n8.;~e de

l aatste t ien jaé.1.r ':!ordt vri j voo1 oncler;:;oel: gedaan naar mogel i jke schei cJ.i ngsmethoden. In de li'ceratuur heb:.en ',,"e o .. a .... gevonden:

• &efractioneerde kr i s tal l i satie

*

vo~ninc van cresoladducten met bi~voorbe~ l~ dioxaan of

ureum

:,: cOltipl exvorlning met NaAc . Door NaAc als l;:oloi~lvl.lllinG te

gebruiken ku1uleT:, door adsorptie van ln- cresol !"(!- en p- creGol

van elkaai" c;ec;chei ci.en ,-jOl', ,en. Desorptio van 1;:- c1'esol kan plaatsvinden met bi jv . hcptaan.

:le adsorpti e aan zeoli e ten: adsorpti e aan e"n Y-l\'.aliU:ll zeoliet

gevolGd door desorptie met bijvoorbeeld diethylk eton geef t

hoge zuiver~edcn van beide componenten.

Zeoliet-adsorptie i n de vorm van het Sorbex-proces l i j k t de boste

-16

-4.9 Scheidin,:;- vetn 2,11·- e:n 2 ,.:?:.~~ylenol V~~TL :.105 i -Col:

L: .10

scheiding weinig probleuen ~eveD. Een GowoDe dest il l a tio zal

tnesi t o l op do G"c".lcn:::. te specif:Lca.ti o kun.Den ore~_l.:>ell.

r

Scheiding van 2,6-xylenol van

B~ deze scheiding kan evenals

een gewone destillatie.

de ?,l.'iéi.ardere componenten:

~

-0

---i'

b._U

-17-H5 Het uitgewerkte scheidingsproces

5.1 _{Inlei ding}

Om o-cresol, 2,6-xylenol en mesitol uit de productstroom af

te scheiden is gekozen voor het volgende scheidingsproces:

methanol wordt als eerste uit ae productstroom verwUderd door

gewone destillatie, daarna volgt een azeotropische destillatie

met tolueen om het tUdens de methylering gevormde water af

te scheiden, de volgende scheidingen zUn gewone desti l laties

namel Uk het afscheiden van -de onomgezètte reactanten en enkele

tussenproducten, het afscheiden van o-cresol, het afscheiden

van 2,6-xylenol tesamen met m-cresol en p- cresol en het af

-scheiden van mesitol van 2,4-xylenol en 2,j -xylenol.

Uitgaande van de gegeven product samenstelling en de speci

-ficaties is het niet nodig om meta- en para-cresol van 2,6-xylenol

af te scheiden, aan deze scheiding i s echter wel gewerkt omaat

het erg moeilUk is de concentrat ies meta- en para-cresol in

de productstroom zo laag te houden.

5.2 Gebruikte berekeningsmethode voor de berekening van de destillaties

BU de berekening is uitgegaan van een binaire destillatie

op twee sleutelcomponenten. De aanname hierbU is dat alle

componenten met een lager kookpunt dan de laagstkokende

sleutelcomponent in de top komen en dat alle andere componenten

in de bodemstroom terecht komen. BU azeotropen is aangenomen

dat deze zich als een hypothetische zuivere stof gedragen

met als kookpunt het kookpunt van de azeotroop. Om het

benodigde aantal theoretische schotels te berekenen is gebruik

gemaakt van de methode die beschreven staat in'Separation

Processes on your pocketcomputer' (li t. 15). De relatieve

vluchtigheid ~id van de l ichte sleutel component ten op

-zichte van de zware sleutel component is berekend met de

volgende formule :

-18-( Tu / I ;:10 _ ]

1

1

.

'

...

\

)

n = do U~5collstante

'1'Cc ~, ::.; het kookpunt van de i'nee:3t vluclJ.ti~·e sleutolcomponent

.... "\

het kookpun'l; vaTl de .!~iir.l.s t vlucnt i{l.·o sleutelcomponent

Lb""

Alle destilla tie-ber()l~eningon. Zijl1. ui t~evoerd VOOl' de volgende

standaard situaties ~

=

b~r ~(./ H_i11

=

ei ::.: 1 1 , :2 I \. q :..c ,-ra rrn i:; e

Er is eenLla;:;~l afge,·mken van de stéll1.daard s i tUéd;ie l~al.H::;}. U: bij

het afscheiden van metl'lanol ; hierbi.~ is c:;e'\ierkt L;e-c q:.~O.

5.3'~let afscheiden van metll"u.~ol uit de procluctstrooiH

Deze scheidin~ kan d e s t i l l a tief eenvoudi~ ~erealiscerd ~lorden

vanwece de grote relatieve vluchtigheid Vélh met~anol.

De sle:. ... tclcoL1pO~:lCl'lt0n bij de:;~e sc_eidinc' z,:Jn netJJ3.nol en de

water-anisol azeotroop. De productstroon die afgedestilleerd

Hordt bOVL'l.t MéOH, CI'Il~,CO , CC;2,li;~ ,l'J2 ' di t i s bi.iellca~u~ 21 1 , 59 ~:~:lOl/h l' .JO " OOClC!':1S roo;!! t b ev;? t d- e oveTl' S'e C oml)onen -en en lS t ' . 3"""" .f), ~:.) ~ -'-I I 1 ~(mO_/:1 '1 1-, groot. Uitgaande van eRl- 'l -~, ~ïOO' Cl- - - 0 -i -n,cr " ' ' ' 'V C,,-..L, _ - , ' 1:.;ü4 ,l=~r. ' !.I7 _)'· .. _J.~ ·'01/'.... _ -, die op zijrt dau'\-.rpuni:; i s (q:::O) en een topstrüor,l diE: voor 99~; uit lichte

COE1~)OD.GnteE ·8GSt<:Fl.t en een bodcf.lstrool:1 die voor. 99', 9/~ u i t zW'are componenten bGsta~t ~ -l " r

,;..;:om,~ ne'(; tb.80r_{GtiscJ.le aantal schotels ~}

op: ~s 23,7 schotels waarvan er

6,5

in de stripsectie van de

kolom zitten. :De grootten V2_Yl de stro:.lCll in ele ~':010E'; zJ..;n:

1 . , ~ , . , . J . . . . I-• " 561, '7 1·:·.,·, '-.J : //1-".

v oel5~oIs~room l i l ae S~rlp3GC~le - ~ " _ .

dar:l~)stroom in de strijJsectie 230,5 J:niOl /11 vloeisto~stroorn in de rectificatiesec ~e

=

561,7 ~~ol/h

dampstroom in de; l'ect ii'icatiesectic 775,3 kuol!h

DG tOI)S-Croom .iJ bevat ::181::1;:\1)01 en ~'éLssen ei.:, J_:':; 213, ~· kmol/ü groot

De bodems-crooiI! j j bevat de ov(~rib'e componGnten en is 331,4klflOl/h

groot.De hoeveelheden warmte die in d0 reboiler en cond~nsor

;1lOeten Horden toe- en 2t:f~~-evoerd z:'..;n respectievelJjk : 2,6 U-i; on 7 , ti Eli

De gassen CH4,CO,C02 en _H2 kunnen na condensatie van de methanol

van het ,ilen;s"5el ge~.:;cl1eiciel1 Horden. De niE-)t ideali t e i t van de

- 19

-5. ~ . Afscheiden vnn t;~den:::; de !;lcthyJerine: GGvor md \\T2.. t er

ui t de productstroom verw~derd ~;orden door een azeotropische

dest i llatie met tol:18cn. Een 2'_C.' cuonc destillatie is hier niet

mogel ijk Var11"ege hot optrec~en V<".1.11 de p~lenol-Ha tOT aZGotroop.

Tolueen vorElt een 2.zeot roo1) i,lE:d~ "\.'at or . De IIater - tolu ... E-Hl

azeotroop i s de fileest vlucht iGe co~,;ponGni; V8.11 de product: .. t room.

Do sleutelcomponenten voor de scheiding z~n de water-anisol azeot r oop en de water- tolueen azeotroop.D e relatieve vluchti g

-heido<id==1,5. De I-lOeveellleicl tolUO'::lD di,~ noèi g i s om al het

geproduceer de water af te schei den kan bereken~ worden uit óe

samenstel l ing van de water- tolueen azeotroop en ~e af te sch

ei-den hoeveelhei d water. De water- tolueen azeotroop bevat 20, 2j~vt l,vê.ter . De hoeve(::Ulei d ~·rater di e aff.;eSclleid.elJ. 1,lOet Horden

bedr aagt 1362 kg/ ho Ei erui t volgt dat de benodigde hoeveelheid t olueen gel ijk is aan 5380,6 ks/ll (::-,:.58.,39 _...-'r'_{. ..1}-~ _{.:.}0 _/} ] '. L .... )

Ll • De hoeveelheid

l ichte component i n het :!1Cnc;sel \.-lOrdt dan 134,3 L;";:Cl/ ll, en do

totale voedi:c.gsstroonl voor de destillati e i s 389,9 kr.w1/h.

Ui tgaande va;:l een r:wlfrac tie 1ic11 te CO:·'lpoD.cnt en in de tops troO""l

van 99,9% en een molfractie zware componenten in de bodemstroom

van 99, ~~ i s het benoóigde aantal theoretische sc~ote1s ti: ].7_ ",:'Ii -~ 67 , 4 waarvan er 36 in de str ipsectie zitten. De grootten van de

stroQen in de kolom zijn:

vl oei stofstreom in de stripsectie 1322,9 ki;lO l /h dampstroom _;.n de stri~)sectie 1067,2

vl oeisofstroom in de r ect ificatieèectie

=

933,0

dampstroom in de r ectificatiesectie == 1067,2 De t ops troem D i s 134, 11:::mo1,!:h groot en de boc1e:lis troom

kL101/h } .. :'J:lol /h kmol/h

is 255,4 kmol/h f;TcOt . De :hoeveelhei d "!armte die in de r eboiler en condensor moet worden toe- en afgevoerd i s 12,OMW. B~ de berekeni ng van het benodigde aantal theoret ische schotels i s geen rekeninc gehouden ~et de ontmenging di e in dit systeem op

kan t reelen. De volgende sticèp in het ven-.'jderen VC::-tYl het ,later is het scheiden van het water to1uBbil mongsel, dit is een een -voudi ge scheiding aall,::;ozie"l. tolueen-i'later L1on[;;sels ontmeng<::n.

De sainenstelling van beide fa:::on is ~ -1

t olueenfase 0 ,05» water

waterfase 99,94% water.

Aangezien de waterfase heel weinig tolueen bevat kan deze wat er

-stroom g'el oosd worden. De scl1E:idin ... :; van 11.0;; uater- toJ.ueen l;lent,s81 kan Gebeuren in oon oezir::::.ïx:.L.

-20-Het benodigde settl eroppervlak i s berekend vol gens de methode

De c'-'::.lc5c8ntit::t:;~(1 c volG"c uit ":.-.0 "\T .1G'e.l!.~je IU:t"i;i1.1J.8 :

J ., '. / .. 1 ') ~j. l ''j lj 1 I.j Q )

o

c= _./ "l 1 x l 0 ]~ou, , · :'-, _{"\.. c}7) _{d ,\} 'Do_/' f-) " ' - " ' -_••. ( P , '- ' '" cJ ,. , ,' 0

L> " " j, 2

] - .3 ~ '" I

'voor \V2 .. tGr-tol'l!ceil. systemen ge "dl;: opperV.La].::te spa::.ning 0'" :;; b, i ü.yne/ C~;l di c.D. thei c1svers chi l

C:.

p

= 132 kc/m.3 vorr .. er is g=9, 81

E

li

s2 , hierui t volGt : ,1,:;·('. Cl"') ') J , ~ J .. (' 5 oe ' ') . 0 1 - I,.! f I

De clyne...,ü ,,;chG viscosi teit v8.n: to .ueen O~~ Ö l S ~, >,o~;: u-· ... ,::.C/ Ll/ S ")':) '')7'''1 O-'~'-"'I" /' C' , ___ :..J...) .... : ... j J.!.:...s 1!1 oJ llierL:. 1:3: f) c de coalesceL'tiet.,:d (s) Qd volt:!::sdcbi et V<:Ul de diE;j,)(3rs e fase (mJ Is ) d:Lsr:e:c's e i'ace " 1 " l , (' l .", ' no~d-·ul-' \.fl:::CLc·'_{j .} / '~c) c ' I ' ' - , , - I \ 200C~J van de coalcscen~le.Laag ~QJ , , \f?/'r::"t cons t ahte c=0, '1) ,:'l/Sj \ - -1;

Voor de verdere bere~eni~g wordt cl-: _,, 2" _

=

l',lill

, I I '

'1Cl=

0 , JJ~~7 ;~ Hr ":'k,:.:',/ '·l!S

hi er ui t volgt dat h=0,22 en c=10 ,36 s voor het set t ler opper -vlak A volgt hiorui t : A~ 0 ,047 m2

In het geval dat tolue~ll de di eperse fase i s geldt:

1[ d= 2,98 x. 1 0-4 ~cg/ml s

hi eruit vol c t : h=4,55 ; c= 0 ,925 zodat het benodi gde s et t l er

-"

oppervlak 4,621 x 10- 3 m~ i s .

De hooiS'te van de settl er 'dordt vast (':;'el e,;_. d op 10 x ~H _c Dot als minimum hoogt e van de sGt tlor 0, 5 m, zodat de benodi gde hoogt e

van de sttl er 1,5 m i s . Ui t deze berGkening vol gt dat de fasen

-scheü::ing snel verloopt zodat Det een kl eine bezinkbak kan

-21-De hOQTeelhe~d tolueen d~e aan het systeem wordt onttro!~cen l;::an opgespl~ tst ,,[or den in een lLoeveel b.eid di.e met het '\-"ater

~espuid wordt en een hoeveolhei d die de dcstillati ekolom via

de bode;,lstroom verlaat . lJeze laatste stroofa :i.s ""eLjk aan 10,27 l::.c'lh

Dc hoeveelheici. t olueen, clie r.18t l-H",t uater G0spui d ,{orut is 0,82 l::g/h. Hi eruit volgt dat de tolueen-suppl etie 11,09 kC/h bedra~~t.

5 • 5' lTJJ.. ·et LÁ ",f·r'C,...) ... ..:.'-' ·:'C>J·u_ ·"Ol·,\::,_ l ",,~r' '-"- .l \...L\,,~ , : l " .L -~"'C-y-C1CIC; -'- _.:.J c'I-'~O'V..L 11 ·le~ 'l' J...

In de productst room l-;:ol;len onoii1g-cz("t phe:nol en e11.1-.:.81e tus:3cn

-producten voor :;:;oa~i_E; aD.isol, 2,6- er. 2,iL-di lllet.i.rylanisol, o-cresol en o-methyl anisol. ~e3e p~oducten kUluen terugc?voerd worden

naar de reactor door ze af te scheiden van de overige producten . Deze schei ding ~aTI ook l estillatief uit gevoerd worden. De

sleu-telcomponentcil voor dezc s chei di ng z~n 2,6-di mcthylanisol en o-cresol. Aangezien a-cresol ~e~eeltelJk een gewenst product

en gedeeltelijk een tussenproduct i s moet de topstroo~ nog

veel a-cresol bevatten. B~ hot on~warp wordt aE~lgenomen dat de

helft van alle o-cresol wordt gerecirculeerd. De topstroom

azeotropen z\::"1. 1·{ { l te~t·-IJ:;-.:.·.::;rlc 1, '.}·a.-c 81"- o-c:ccs ol, vrat Gr-arlis ol.

vol gt uit de swnenstelling van deze azeotropon,en de

hoeveel-he~d water die moet "lorden é,.i'C;(;~s cheiden. ve a2.nname D.:J de,:;e berel::.eninc is d;:-Jt d(~,·eI2ctieve vl1.1.chtii!,"ileid von de drie az eo-t~C'open gelijk is. ~;r z\;n nu twee mogel'.jl,;:hoclen O':ï de hoeveelhei d

afgescheiC:~en o-cresol te sc;)atten r:'3.111e1jjk:

1 De hoeveelheid o- croso1 di a afgeschei den wordt als azeo -troop komt ov,')reen met de sa,,;ens·~elling van de azeotroop, er moet J5L~J,.:: k~: 1fater per uur aÎt!;esc;leidcn Horden. :;)8

azcotroop bevat 2~ o-crasol zodat er dus 72,J kg o-cresol per uur als azeotroop word~ afgescheiden.

2 De azeotropen HordE-Hl ~cfcesc;leider2. volgen::? de mol-verhoudin~~'

phenol:o- cresol:anisol=1:6,29:0,J04J

- 22

-hierin is: 0.r1 l-F':'::: ... ;;lo.S sas t r o om phenol (J ~:J' /}'} )

~mc= I11assastroom creeol

(k

g

/

h)

~ma== massastroom anisol (kg/h)

uit bovenstaande vergel ijking en molvcrhoudil)~ van dc phenolen

volGt dat als azeotroop wordt afgescheiden:

3543,2 kg water

/11.

1 Î , 13 kG' phenol/h

70,0 kg o-cresol/h

3,39 kg an1.s01 /11

Uit deze twee berekenin~en bl~kt dat de hoeveelheid o- cresol

die als o- creeol -water azeotroop wordt afgesc~eiden 70 kg/h

bedraagt . Voor wat betreft o- cresol verschillen de beide

met-hoden ni et Daar de hoeveelheden fenol eu anisol die worden

afgescheiden zijn volsens de tweede methode veel kleiner dan

volgens de eerste methode, waar alle phenol en anisol als

azeotroop wordt afgescheiden. Hetzelfde verschil treedt op b~

de m- cresol-water en p- cresol-water azeotropen die dezelfde

relatieve vluchtigheid. hebben als de pl1.enol-'i8. ter azcotroop.

Indien in \·le:c].~eLjkhei(;_ de sCDeiding volgens de eerste rnethode

plaats vindt, liordt bijna alle meta- en para- cresol als azeo

-troop afgescheiden en is er geen meta- ,para- cresol- 2,6- xylenol

scheiding meer nodig. Terwijl volgens de tweede methode er

pract i sch geen meta- en para-cresol zal worden afgescheiden en

de scheiding tussen meta-,para- cresol en 2,6-xylenol nodig kan

zijn. De strOJm die die met de lichte sleutelcomponent over de

top gaat is 202,1 kmol/h groot, de bodemstroom bevat 53,42'kmo1/ h

De relatieve vluchtigheid van de sleutelcor.1ponenten ti- =1,28.

De hel f t van alle O-creGal en 2,4- dimethylani sol moet in de

topstroom komen; dit i s 8,09 ~nol/h. Dit levert voor de

molfractie lichte componenten in de topstroom xd: xd= 0 ,962

Uitgaande vaD ecn iI101fractie lichte component in de bodem

van 0,001 volgt hieruit voor het benodigde aantal theoretische

-23

-De grootten van de stromen in de kolor.l zUn :

vJ.oeistofstruorn in de s~:cil-sectie 1140 kmol/.ll.

d;:-'Tl,:):-:;troom i n de str ipsectie - 1095 b:wl / h

vloei stoîstroom in de rectifi cat iesectiesi;: 885 lcmol/ll

darnpstroom in de rec-cificatiesectie 1095 1:;1101/11

De top- en bodcn15tro08 z;"n respecti(;velijk 209, 8 1~~101/h

en 45,48 kDol/h ,-,;root. De hoeveclll.eic1 1.'a:~Eltc die Ü'l de J.~GlJoiler

en condensor moet 1T0rde;. toe- en afr::evoerd is 1 'I· hii.

5.6 het afscheiden va:::~ o- cresol als proc1uct.

De scheidin& van o- crcsol als ~roduct kan ~cr8alisccrd wordell

een desti:Llatie. De sleutelcol<1j)onentel1 b .. : deze des'ci l latic Z:"Il

o-cresol el1 2 , 6-xylcnol. De t op:3tr oo,,, 00vat 8,14 };::::01 o- c1'e:::;ol/11

anisol (2, 4-DlciA) z:,jn door geHOnG cte5ti11<:::.t :Lc: nif:':t· V'.'.11 eJJ-:3.0.r

De hoeveelheid 2 ,L:._Dt'if'.. in 110[; o--cre501 i :-:: O,3~} 5&i!t • . De sroo·:';·i.;e

van. de bodemstroom is 37, 2 ~·:r:~01/~1. 'ji tC8..i).llcle va:n eeIl-:.oev8eEleid

o-cresol in de bode'.'1 V::LU 0 ~ 1 Eo1,;; O-Cl-'G501

voor het b~no6i&dG aa~,-tal

theoretische schotels N: N= 106 waarvan er 61 ,) in de strip

-sectie zitten. De grootte~J. van de stromen in de kolom z:jn:

vloeistofstroom in de stripsect ie

dampstroom in de stripsectie.

226, 3 ~~;_101/h

189,0 kmol/h

vloeistofstroo~ in de rectifica~icsectie~ 180,9 ~nol/h

dampstroom in d.e recti:f'icé'.tiesect ie 189,0 kmol /h

De top- en bodemstroorn zjjn. respectieveLJj.~ 8,09 i:mol/h en.

37,3 bnol/h Groot. Het probl ee.,' b:j de::.;e GC)leiö.ing- j.s dat de

hoeveelheid 2, ~j.-Db_k. i n de productstrooi:l zo s:coot lcan Ivorden

dat niet Eieer aan de speci:ficaties \fordt -\loldaan.

De hoeveelheid warmte die in de reboiler ell de condensor

-24

-5.7 Het afsc;:leiden VF.'è. 2, 6- xylenol V2ci1. d~ zuaardere componenten

het 2, 6-;~ylenol nal:1elijk 99, 8J%\Vt. D,:;; schoi dinG Hordt ui t c,evüer d

Idet een dest i l l a t i e ; de sleutel coinponenten lJ~j deze cLJs t i ll atie

z.ijn 2 , 6-xylcnol en 2, ll.- xyl enol. De relatieve vlucht igi1eid van

2,6-xylenol t 8n opzichte V<t.~.! 2, li.-xylenol i~3 ; f:J(::: 1, 28 •

De tops troom be'Ca t meta-, püra- Cl"eS ol en 2, 6-~~ylenol met een

t ota::'.l van 34,4.9kmol/h. De boclemstroQf;' is 2 ,78 kr.lOl/h Groot .

De t opstrOOf:1 [:loet 99, 3J ~.; .... .,.t 2,6-xylenol bevé.'ctten dus x ,== 0,9995

Q

De bodemstroom hoeft minder zuiver te ztn zodat hiervoor x

b=O,l

genomen wordt . Dit levert voor het benodi gde aantal theoret ische

schotels lf: Noc; 101 waarvan er 28,2 in de s t ri psectie zitten.

De grootten van de stromen in de 1:o10m zijn:

vloeistofstroom in de s t ri psectio = 194,3 kmol/h

dampstroorn in de stripsectie = 191,2 kraol/h

vloei stof'strooill in de rectificati esectie::.: 157,0 bllOl/ h

drunpstroom in de rectificatiesecti e :.:: ·191, 2 1,:mol /h

De t op- en boderdstroom zjjn r espectiJvelijl: 34,17. l::mol/h en 3,06 kmol/h groet . De hoeveelheid ,{ar~te clie i n de reboiler

GIl. irl d.c cOlldeJ."lsor 1110et 110T"c.i811. toe- en 8.ISe\roel'"'û is 2 , 5 l·~tr.

5.~ det afscheiden van Qesitel als product .

I\Iesitol dat als product \lG:i.~dt afGGschei den moet minder dan 25~1{t

2,4-xylenol bevatten. Di t is te reali seren door destillatie.

De sleutelcomponent en voor deze desti llat ie zijn 2,4-xylenol en

mesi t ol. De rel ati eve vluchtigheid van 2, l~-xylenol ten opzicht e van mesi tol is 1,263. Om aan de specificatie te vol doen moet de bodem -stroom minder dan 2~~{t 2,4- xylenol bevatten, x

b=O,02.

Aan de zuiverheid van de t opstroom wor den geen ei sen gestel d,

hi ervoor Hordt genomen x

d

=

0,95. De grootten van de bodem- en

t opstroom zijn r espect i evelljk 2,11 kmol/h en 0,960 kmol/h. Di t l ever t voor het benodi gde aantal theor etische schot els N: N=61,3 waarvan er 32,9 in de str ipsectie zi tten. De gr oot ten van de str o

-men i n de kolom zijn:

vloei stofst room i n de stripsectie

dampstr oom i n de st ripsect i e

= 16,08· kmo1/h

= 13,97 kmol!h vloeistofstr oom i n de rectif'icatiesect i e= 13,00.kmo1/h

- 25

-De grootten van de top- en bodemstroom zijn respectievelijk

0,965 kmol/h en 2,11 kmol/h. De hoeveelheid warmte di e in do

reboiler en de condensor moet worden toe- 6f afgevoe~d is 183 !~:.

De t opstroom bevat voornamelijk 2,4- en ;2, 5- xylenol. ]Jeze stroou

zou eventueel Gerecirculeerd l;.:;..mnen Horden naar de reactor zodat

ui t deze xylenolen nog extra 2,3,6- en 2, l~, 6- trimethylphcnol

110rdt ver}-;:reGen. Ee.n _tndere mogel ijkheid i s het dealkyleren of iso~

meriseren van deze xylenolen tot respectieve~ijk phenol en

2,6-xylenol.

5.9 Het scheiden van meta- en para- cresol van 2 ,6- xylenol .

het afscheiden van meta- en para-cresol van 2,6-xylenol is een

moeilijke scheidinc . Deze scheiding kan niet met een gewone destil~

latie gereal iseerd worden vanwege het kleine ver schil i n r elatieve

vluchti gheid. v e scheidi ng wordt uitgevoerd met een azeotropische

destillatie met 1-ëeceen. 1-Deceen vor;-,It een azeotroop filCt meta.- en

met para-cresol . Deze azeotroop bevat 88 mol% 1-deceen en kookt

-D:_J.J '; "69 I O

v,

r< "~

...

~ 1' .t., '- de~e ~ #~ ~ ;::, "'a- ""'ri! J ,-,.ll .;,--s.J..eL - l l_1' n~' b en de hoeveelheid meta- en

para- cresol volgt de hoeveelheid 1-deceen di e nodig is: de cresol

-stroom is 0,062 kmol/h groot zodat er 0,454 1;::;;;01 1.-cteceen/h

r::.ocli.;-is. De sleutcJ,com~onenten voor de aZGotropische destillatie zt n

2,6-xylenol en de cresol- 1-deceen azeotroop. De xylenolstroom i s

é;r oot , di t is de bode~stroom b~ de élz8otropiscllC

desti l l a t ie. De relatieve vluchtigheid van de 1-c1eceon- cr8so1

azeotroop ten opzichte vaD 2,6- xylenol i s 2,255.

De boclemstroom moet voldoen aan de specif'icél tie van 99, 8J5~,,[t

hierui t volgt dat de molfractie lichte component in de bodemstroom

gel jjk is aan 0 ,0013. De topstroo:a moet Hoini c; 2,6- xylenol bevatten

hiervoor wordt aancenomen xcI= 0,99. Uit deze gegevens volgt voor

l:et ')enocliGcLe aantal theoretisc;l,e scJ.lotels

r::

J:-T= 26,5 schotels

waarvan er 1~ 2in de stripsectie zitten. De Grootten van de

stromen in de kol om zijn:

vloeistofstroom'in de s t r ipsectie == 65,05 kmo1/h

dampstroom in .:e stri psectie ;::: 30,92 kmo1/h

vloeistoIstroom in de rectif'ica tiesectie:.:::, 30,43 kmo1/h

dampstrool.1 in de rectif'icatiesectie _{-. 30,92 kmo1/h}

De grootten van de top- en bode!llEd:;roolil zjjn respectievelijlc

-:-26

-De hoeveelhei d warmte di e in de reboiler en de condensor :noet worden

toe- of af~'evoerd is 382 Ui.

De topstroo;;; moet nOG oPGoJor',i.:t "TOl~,-,erl zodat het 1-deceen opl'lieu'f

gebruiJ.;;:t l~&n vlordon. Deze ",e:;a-, l_;~',:C~'-L-crv:...;ol scheidinG' :kan LiGt een

extractie uit gevoerd worden . Een brl'ikbaar solvent is bijvoorbeel d

water. Voor de extractie van meta- en para- creeol ui t octaan zUn

IJ..' t eratu"lr ~ l":e"r__ _ ',-e~renp, • ~ _ _ _ _ A 'opl,'~e'-l(' Á \(J_l' ,1V -.2,,-;')J . ','I,'J.l'J_ ' ae , -oeroKenlng wareL, , - 1-'-

aanceno-men dat de ve:cdelirlt;Scoë:Ci'ici f::llt L voor octaan en l-deceen hetzeli'(~e

zjjn, ae verdclings eoöJ'Ïieien t I :.:' 1/3=,

x/x

_,-,I

.

.

o.(~

cresol in water, x, =coneentratie cresol in,l-deceen.)

ae

Voor de extractie wordt ui tGegaan v~n een schoidingsfaetor S van 1,5.

,

De hoeveelheid 1-deceen die over de t op gaat is 57,9 l:C/h, de hce

-veelheid er eeol die over de tOIJ ... c-,'aat is 6 ,1 ï-:""-Cl"/h . F-;er-l~+ .'-- \,.. ....L... VOI--t - b .

voor de cresolconccntratie i~ l -daceen: x

de

=

0,105 kg ero501/kg deceen

Ui t de 1-deceen-stroo~:1 en de scheidin::;:;sfactor vol[;t de hoeveel heid

benodigd water : ~_ =260 kg/ho Uit de massabalans over een

vI

evenwichtstrap (zie figuur 5:.1) volgt:

VX (Yl/(l-Yl)-YO/(l-YO))~Lx (x_{l/(l-xl)-XO/(l-xO))}

hierin is: VX de waterstroom

x

L de l-deceenstroom

YO.~ de cresol concentratie in de waterstroom

xO,xl de cresolconcentratie in de l-deceenstroom

AJs evenwichtsvergel~king wordt aangenomen:

Yl= K xO/(l (K-l) xO)

De hoeveelheid o-cresol die teruggaat naar de kol om woet m~nder z~n dan

1

%

.

Dit levert voor het benodigde aantal

evenwichts-trappen N: N= 9. De hoeveelheid cresol die teruggaat naar de

destiJlatiekolom is dan 0,036 kg/ho De verdeling van 2,6-xylenol over de water- en l -deceenstroom is ook op bovenstaande manier

berekend, hierb~ is uitgegaan van de verdelingscoëfficient K: K=0,0574

Over de verdeling van 2,4-dimethylanisol over de twee stromen is niets bekend.

-27-H6 Indeling en belangrDke punten voor de vervolgstudie.

6.1 Algemene indeling

Het gehele productieproces kan in vier secties opgesplitst worden met elk hun eigen in- en uitgangsspecificaties ( zie bijlage 9

1

). Deze vier secties zt n:

'2 Z "\

het afscheiden van methanol, geproduceerd water, 2,6-xylenol van de zwaardere componenten en mesitol

van 2,4- en 2,5-xylenol. f.)

0)

F

H

~

(

eJ

I

]""

...

.

,

I.> 2

3

'-- I .,

t _{~ l+}

het afscheiden van het afscheiden van nol.

Ç-"l

de reactor.

de recycle stroom en o-cresol

~r)

meta- en paracresol van

2,6-xyle-6.2 Het afscheiden van methanol, geproduceerd water, 2,6-xylenol van de zwaardere componenten en mesitol van 2,4- en 2,5-xylenol.

Een moeilDkheid bD het beschrDven van de destillaties is het grote aantal componenten. Zoals in hoofdstuk

3

beschreven is, is bD de scheiding van 2,6-xylenol van de zwaardere com-ponenten en de scheiding van mesitol van 2,4- en 2,5-xylenol uitgegaan van ideale vloeistofmodellen. BD het afscheiden van methanol moet er echter rekening worden gehouden met de

niet-idealiteit van de vloeistoffase. De berekening van de scheiding van geproduceerd water door azeotrope destillatie

met tolueen wordt bemoeilDkt döordat er ontmenging in de vloeistoffase op kan treden. De moeilDkheid bD de berekening van de

schei-ding van het tolueen-water mengsel ligt bD het bepalen van de druppeldiameters 'in de settler en het bepalen van de

coalescentiesnelheid. Het doel van de eerste twee scheidingen is het verwDderen van al het geproduceerde water en onomge-zette methanol. Het afgescheiden water moet aan eisen voldoen zodat het geloosd kan worden of kan worden gebruikt op andere plaatsen in de fabriek.

-28-6.3 ,Het afscheiden van de recycle stroom en o-cresol.

Deze scheiding vindt plaats in twee destillatiekolommen.

In de eerste kolom worden de stoffen die gerecirculeerd worden

afgescheiden en in de tweede kolom wordt de hoeveelheid

o-cresol die als product moet worden beschouwd afgescheiden.

De beschr~ving van m~t name de eerste kolom is problematisch

omdat de vloeistoffase niet-ideaal is, er komen tenminste drie

azeotropen voor met een gel~k kookpunt. Een belangr~k aspect

b~ deze scheiding is het bepalen van de hoeveelheid meta

-en paracresol die als azeotro~p met water wordt afgescheiden,

dit vanwege de scheiding van meta- en paracresol van 2,6-xylenol.

Indien praktisch alle meta- en paracresol in deze sectie wordt

afgescheiden is de aparte scheiding van meta- en paracresol

van 2,6-xylenol niet nodig.

De scheiding kan ook anders opgezet worden door namel~k eerst

alle componenten die gerecirculeerd moeten worden en alle

o-cresol af te scheiden en daarna de hoeveelheid o-cresol die

als product moet worden beschouwd af te scheiden van de recycle

-stroom.

Een probleem in deze scheidingssectie is verder het feit dat

2,ll-dimethylanisol hetzelfde kookpunt heeft als o-cresol en

in zodanige hoeveelheid in de productstroom voor kan komen dat

niet meer aan de o-cresol specificatie wordt voldaan.

6:4 Het afscheiden van meta- en paracresol van 2,6-xylenol ~

Eet probleem b~ tieze scheiding is dat de cresolen en 2,6-xylenol

practisch hetzelfde kookpunt hebben zodat gewone destillatie

niet mogel~k is en dat de meta- en paracresol concentratie

zo laag is dat de selectiviteit voor de cresolen erg groot

moet z~n. Als scheidingsmethode is een azeotropische

destil-latie met l-deceen gekozen. p-Cresol en l-deceen vorlnen een

azeotroop met een kookpunt van 169 C en een mol fractie

l-deceen van 0,88. De cresolen worden na de destillatie van het l-deceen gescheiden door een extractie met water. De op deze

manier verkregen cresol-waterstroom kan b~voorbeeld naar de

reactor geleid worden. T~dens de vervolgstudie kan gekeken

-29-uit te voeren zoals vertakte alkanen en alkenen en n-alkanen

(zie l it 21, 23, 24, 29 ). Indien water met 2,6-xylenol geen azeotroop vormt is het mogelDk om met de azeotropische

destil-l atie water te gebruiken zodat de extractie niet nodig is. Andere mogel Dkheden om de scheiding uit te voeren zDn onder andere : 1 Extractieve destil lat ie met glycolen (zie lit.25)

2 Extractie met een basisch solvent (zie l i t 20) 3 Sorbex-proces, continue adsorptiejdesorptie in

een moving-bed (zie lit.30,42)

De entrainers die gebruikt worden bD de azeotropische- of ex

-tractieve destillati es kunnen van invloed zDn op de kl eur van het afgescheiden 2,6-xylenol, aan deze kleur worden ook eisen

gesteld.

Gezien de kleine hoeveelheid meta- en paracresol is het waar

-schUnlUk niet aantrekkelUk om het m-cresol van het p- cresol

te scheiden.

Een ander belangrDk punt voor ·de vervolgstudie is de

-30

-I ' -1 s t " ,

U I ec~.

)"/

I J"a:ll~:': '.i\Jlor;"~l()C~.:"e:~lieé;~l '1-'o.."b18:3

l.Jor::~o_l l-:":i-:GS Gt..1T'CS, l-;or\~ .. a~ :OI1 >'l-'es ::"; ,Lolllion 1 S6~':

9 ~~~: . rral a , J" • }".li el.(, \T. l'"\J.:"' i G<:L $ "V ["tL. '..".i: __ 1:i..'"'--L,i (~.~_;.~L(.~ }~q 1...1 i 1 i OJ.' i 1.1T!1 2nc1 oeI.

'

I'J.leI'E1 (;cl-:ll l aliii C S ::{o S eH"reIl Cent el"" , Co 11 et~c :"":~ t Q "ti O:i",Î", 1'8::cas 1~:; '0r" ~;

1 6

J:

.

'\:ti cll. t e~cl e , J . L,il.lel~, ~ .lln.la, .... J fl.l=)OtIl"'-Licl1)"icl ":"~(:ll.li ~:_i bl"i'L~El lJr.l te..

o :c' C~::l s e ~) 2.j"lC~ Li.Cluici b

LcGraw-di l l Book Co. ,j:·re~'" Yori;: -j :;"{7

",rd .

.J eC!.

1~) Bcilstein-Tn5titut ,]Jei-,-steir~ lIanc1b'llCll c~er l;rd.·ani~:;c'Len Cbemi e

-

31-22 Contillental Ui l CODpnr:y e'~ ~),9:.6 ,;2c::;'Î ;7 cJec. 1S:/'C

25 COl1.S01ic1(ltioIl COQl Co;.11)o.:rl~r u:~· J , 3 î ,r-? 55; 1 D jul~/ 19,::;'7

2_or ""\.; ,'""'i1--.-:_{1 ...} l>-~i ... -, \1 'f·:· ';···0· T"r: ~. ':,' T'-J·~. ·-., .. ) · ... 1·:1 -. . ~-: .. o~r C·'·!.-l,'~""r'! -r·. ,-' (·}:'·j~;·,"l .1',. ... ?,.-;,··1 î

_ 1.1..1.Vlj.~.\J_..I..",--'_J.l., • • _· .... !..J_'.d., .L ... .. . J.' lc . ..I.LJ_)t,J.-'_J_J..I.., ....J ' - . J. ... L •. J_TI.l. \-.I .... ~:..J •. L ... cl.J. .. ·':> • • i

'1_':;J ~72 _-, L'_rUC'( " \ ", _\;J)..J)(j .• "

279-2G1.~

J 2 V" I( 0 r el1. st:i i , \T • C· • :~].1. c: t !:.: 0"2, 1 j l.._~:li"jli .. 1. ~.-' 0 ~~1 • st, 1 :.:~) J.~ ( ~> ) , '1 ~.~; _I - -l !_~. Î \~ iiu ss. )

_'_.' ,(J e ': .' .~~ I.J

38 Toray Industries luc. Gor.Offen .J ,035,4:2; 9 apr. 1981

/+0 Th.\Î.cle Loos,L .. J .vn.:n ,er Looi, CoLLc;:;CClic·c2.at TOCi...;8pasto tl1(?'l~ ~c,

·-l OGic,Del f t

Physi cs, Chanlis try anel Tec::mology, LcCrm·;-} ,:Lll Dool~ Company Inc . ,

lJe\l York 1926-1Sn J .

Bii1age 1

-

32

-De door General J::lectric Plastics versLrekte

gegevens met betre~King tot de samenstelling van

de productstroom, de aanwezige utilities en de

FILE _ _ _ _ _ _ _

GENERAL

ti

ELECTRIC

..;.33- _{SHEET _ _ _ OF _ _ _}

PROJECT NO, _ _ _ _ BERGEN OP ZOOM, HOLLAND

DATE 18 - 4- - 1~8S BY ~,Vri e."J

01640 - 32522

1\

e a Lt h,v f Va dl.( !.t t- :Ba5; 5

₁

200 uuv/j qa.v"

ReA c.l-o v

outlet

Inl~t

wate.r _~9°S'2.

kfJ

IkV 35Z13..2.. u} I~.,.

MeOH 4810.8

..

₇₉₇

2_.2. 'PheYlcl 2.40.0

..

3 .,oo~

4-0- cve Sol

_'1

33 .6

..

17

31. 2. 2.1:, X~lel1ol '. 4200.8 41.

6

I .

MP

c.,-eJo I :

2·1

..

2.4

9

2.5 x~1 : 68.0 2.ll." "Îy-i M dl,-J{ ('heMol : 2.81. 5 1);.",e.thljl a~;sole 63

_7.

6 63

1. 6

..

H 'j

11.,.0,

e" 69. 8 Het ha n€. _{/2. 4}

..

CaVbOk WJo",ox;~e 32'3.6 _"

"'2.

9°·8

I,

9°·8

C'oyb""" d;oxide.. 2. 54.2. -(0

ta

I

₁₁₁

1

T

k~/hv

.

171

1

_1-

kJ/i

w

1\eac+O v o~f-l.et- c... 0 t,u~ ; h cJV\ oS

-

I e.l.N\p . 450

°C

Prl.SJ<ue. _1.5 ba.",~

Ub

I; t;~.s

~ot- Dil

--

I ew-,a . 2..~ 5

oe

( S

a.t1

to the.V'k/l

SS).

Ave.va.~e V'e{'(NI1 . lSS

"'c

Separation - section Basis 8000 uur/jaar

-34-~ClJ .uo~LC-t <: C '0""

°/u

A-~A- (OlOU /'l \1...4-()u (, .c:::.. I 0 0

2.,b- ~ ~UVvlE-12- -< O'S'"

°10

'PI.J~L A..t. Lt(.l;~ -< 0 .'3.,

"/0

MoSTUrtt (\tAi;>Lf1S1.4E.n.) ~ 0./ ll/O

2, 'i - XI~~O L.-2/6 - )(..,.~O L. o ~ f'\-(C,) C. /l-C-'3.0 '-~s.1"'\..An..é- ~Pi~I-4C~ '5~rwr ~ ~l<-~f7uG ..::: 2. % < o·)cro ...1.0·'1."/0

-35-REACTOR COMPOSITIONS at 200, 1400 and 1800 hrs into run

component 200 hrs 1400 hrs 1800 hrs Anisole 0.5 2.4 1.6 Phenol 0.9 2.8 3.3 OMA 1.8 4.0 3.6 2,6-DMA 1.3 3.3 3.0 Ortho-cresol 18.5 20.1 24.8 Para-cresol 0.05 0.02 0.02 2,4-DMA 0.1 0.18 0.18 2,6-Xylenol 58.7 60.5 58.4 TMA 0.1 0.05 0.05 O-ethyl 0.02 0.02 0.02 2,4-Xylenol 2.8 0.5 0.4 MIHBF 0.03 0.04 0.03 EMP 0.12 0.06 0.08 Mesitol 14.3 4.4 2.9 2,3,6-TMP 0.1 0.04 0.05 total 99.3 wt ia 98.41 wt ia 98.43 wt ï.

The 2,6-xylenol purity target of 99.85 wt ï. is currently the sum of

2,6-xylenol plus ortho-ethyl phenol and 2,6-ethyl methyl phenol, divided by the total phenolic content in the Rx effluent. Anisoles and other

non-phenolic impurities are not included in this calculation; these total, on average, between 0.2 - 0.25 wt ia •

The two components added to the 2,6-xylenol for purity co-elute on the DIDP capillary GC column, which is used for product compositional