Het Mobil/Badger ethylbenzeen proces

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

Nr:

2648

laboratorium voor Chemische Technologie

Verslag behorende bij het fabrieksvoorontwerp

van

R. van Kwartel & L. Smit

... __ ..

_---_

...

---_._.---_

..

onderwerp:

Het Mobil/Badger ethylbenzeen proces

adres: Jac. van Beierenlaan 73, Delft Ringdijk 146, Ridderkerk

opdrachtdatum : 25 act. 1985 verslagdatum : 7 feb. 1986

•

•

•

•

•

•

•

•

•

o

SAHENVATIING ============

In dit verslag wordt een fabrieksvoorontwerp besproken van een ethylbenzeenfabriek, gebaseerd op het zgn. t-iobil/BéJdger proces. Délt wil zeggen dat gebruik gemaakt wordt van een door Hobil gepatenteerde J-J-ZSt'~-5 zeoliet als katalyséJtor. De reactie vindt plaats in reactor met vier bedden, Haartussen quenchruimten aamlezig zijn.

t1et als grondstoffen benzeen en ethyleen wordt per jaar in 58 ~ dagen of 8600 uur 100000 ton ethylbenzeen geproduc~ . Als

bijproduct ontstaat vnl. - diethylbenzeen, hetgeen voor

(

80i·

llOrdt gerecycled. De overige bijproducten worden beschreven aan

~~

d

van twee r'lOdelcornponenten, tolueen en pentylbenzeen.

Naast de productstrOOfrl verlaten twee afvalstromen het proces, een light off stroom en een resiclustroow. Beiden worden n83r een fornuis geleid.

De componenten die uü de reactor komen worden in een flash vessel en drie kolorrnnen van elkaar gescheiden. Het resultaat is een etbylbenzeenstroom met een zuiverheid van 91 \,Jt%.

Het proces wordt gekenmerkt door een Rèturn on Investment (ROl) van 13,9% en een I ntermll R ate of Return van 19, 2~, bi j een loopt i jd van 10 jaar. De totale benodigde investering bedraagt 105,4 1'1f. Deze

f. /'"

~_getal1en zijn berekend ~ém de hand V2n gegevens voor het jaar 1985.

ft?

'}<

"';JA In het ontwerp

wordt

~

van de geproduceerde warmte gebruikt om de () , -: voeding op tE: wanlen. , V 8n de t-oegevoerde \.Jarmte vlOrdt 81%

terue;gevlonnen in de vbrm van lagedrul< stoom. Dit betek~nt een • hergebruik van 18% van de toegevoerde en geproduceerde v1é1rmte •.

Het proces zoals dat in dit ontwerp is weergegeven is doorgerekend met behulp Véln het sÏlïlUlatieprogram.iéi PROCESS. De dimensionering ven de reactor en de derde scheidingskolorn is met de hand uitgevoercl. Dit voorontwerp is gemaakt in opdracht van prof. ir. A.G. t'~ontfoort in het kader van de studie tot chemische ingenieur aan de Technische Hogeschool te Delft.

R. van KV/artel

Jac. van 8eierenlaan 73

2613 JI3 Delft tel. 015 - 135982 L. Srnit Ringdijk 146 29133 GH Ridderkerk tel. 01804 - 13391

•

•

•

.

'

•

•

•

•

•

•

•

•

/

,~Iyb 00 ~

1J.1t,~

?4

Lr.r

CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN ~~. ===========================

l'

'(

""

:'

Jtt~.yr1'

-

Het !iohil/DadgE:r proces is een bi jzonder gunstig p oces. Economisch

r '" gezien heeft het goede vooruitzichten; de beHeerde oordelen als geen corrosie en geen 8fvalstromen ZlJn juist. Energe isch werkt het proces zeer gunstig.

De

beweer:de processimplificatie is betrekkelijk;

de regeling van de reactor is vrij ingewikkeld. . ,Af). ~

~ ?"Q..JQV

- Tolueen als rnodelstof voor de lichte bijproducten is een ongelukkige

keus. De berekende stromen geven nu aanleiding tot een

energieverslindende scheidingskolom, tervlijl in werkelijkheid de gevormde hoeveelheid binnen aanvaardbare grenzen blijft. 'Het verdient aanbeveling om het proces zoals het er nu uitziet nogmaals door te rekenen meteen alifaat als licht bijproduct.

- De zuiverheid van de productstroom is zoals zij is weergegeven in dit ontwerp niet optiméléü. r"let dezelfde kolommen is het mogelijk om een zuiverder product te verkrijgen. Het zoeken naar gunstige

uitganeswaarden voor de PIIOCESS berekeningen kost echter tijd, deHelke niet meer in voldoende mate aam-lezig bleek.

- Het is niet logisch om aUe grondstoffen bij qormale druk en temperatuur het proces in te laten komen. In het geval van ethyleen is een hogere druk reéeler.

- In het hier gepresenteerde ontVierp is de laatste

eigenlijk overbodig. De specificaties op de uitgaande ruim gekozen dat een splitter vrij\/el evengoed \-Jerkt.

scheidingskolom

~

()

stromen zijn zo ) •

- Het verdient aanbeveling om een nadere studie te verrichten naar de mogelijkheden om het kinetisch proces te beschrijven. Haast de kinetiekparameters zou gezocht kunnen Horden naar nadere gegevens

~. de deactivering Vên de katalysator en de benodigde regeneratie.

mllf.~

1

I

•

000 INHOUDSOPGAVE

---•

1 • Inleiding 1 • 1 • Ethylbenzeen

1.2. Het l'-lobil/Badger proces

1.3. Probleemstelling 1

2. Uitgangspunten voor het ontwerp 2

•

2.1. Capaciteit ₂

2.2. Specificatie van grond- en hulpstoffen 2

2.3. Afvalstromen ₂ 2.4. Utilities ₂ 2.5. Fysische Constanten ₃ 2.6. Corrosie 4

•

2.7. Veiligheid :; 2.8. De regeneratie ₅ 3. Procesbeschrijving ₆ 3.1. Het proces 6 3. 1 • 1 • De voeding 6 3.1.2. De reactor 6

•

3.1.3. De sclleidingssectie 6 3.1.4. De regeneratiesectie ₇ 3.2. Het rekenschema ₇ 3.3. Het regelschema ₇ 4. Procescondities

₉

4.1. De reactor ₉

•

4.1.1. De kinetiek ₉ 4.1.2. De reacties 10 4.1.3. Reactorontwerp ₁₁ 4.2. De scheidingen 11 5. Apparaatberekeningen ₁₂ 5.1. De reactor ₁₂

•

5.1.1. Samenvatting ₁₂

5.1.2. Berekening van de katalysatorhoeveelheid 12

5.1.3. Berekening van de bedvolumina 12

5.1.4. De drukval over het bed ₁₂

5.2. De scheidingen ₁₃

5.2.1. Inl,eiding ₁₃

•

5.2.2. De tolueenscheiding ₁₃

5.2.3. PROCESS berekeningen 14

6. De rnassa- en \-ranntebalans ₁₅

7. Specificatie van apparatuur

29

8.

Economische aspecten ₃₆ 8.1. De investeringen 36

•

8.2. De pro~uctiekosten

₃₉

8.3. De loonkosten

₃₉

8.4. De opbrenest 40 8.5. De rentabiliteit 40 Syr,lbolenlijst ₄₁ Literatuurlijst ₄₃

•

•

•

0000

•

Bijlage I

45

II

46

III

47

•

IV

48

V

50

VI

52

VII

53

VIII

61

IX

62

•

•

•

•

e

•

•

•

,

e

I

•

..

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

1. Inleiding. 1.1. Ethylbenzeen

Ethylbenzeen is de sleutelcomponent voor de bereiding van styreen, monomeer voor polystyreen. De totale wereldcapaciteit ethylbenzeen bedraaGt ongeveer 10 miljoen ton per jaar. Dit wordt vrijwel volledig uit de grondstoffen benzeen en ethyleen gemaakt.

1 .2. Het Mobil/Badger proces.

Tot 1976 \-Jerd ethylbenzeen voornamelijk geproduceerd die gebaseerd zIJn op homogene katalyse processen. proces' was reeds sinds jaren de met A1C13 Friedel-Crafts alkylering van benzeen met ethyleen.

h

cb.:tL~

n

t: -"-

.

fabrieken 'standaard

hoeveelheid (~10%) kwam voort uit superfractionering van C8-aromaten stromen [7], wat echter door de toenemende energiekosten een minder rendabele methode werd. Grote nadelen van het A1C13 proces zijn enerzijds het feit dat de katalysator homogeen is (extra scheiding) en anderzijds de grote corrosiviteit van het aluminiumchloride. In 1958 werd het zgn. Alkar proces geintroduceerd, wat werkt met BF3 in plaats van A1Cl3. liet corrosie probleem is hier minder, echter nog steeds aanzienlijk.

Sinds de introductie van zeolieten als katalysator is er gezocht naar een .heterogene gasfase alkylerings methode voor ethylbenzeen. De resultaten waren aanvankelijk teleurstellend als gevolg van een te snelle katalysator deactivering door coke vorming [7].

In 1976 kondigde ~10bil het Hobil/Badger ethylbenzeen proces aan. Dit proces gebruikt de zeoliet H-ZSM-5, welke als voordelen o.a. een lange levensduur en grote stabiliteit (ook na regeneratie) heeft. Een ander voordeel van het proces is dat het zowel geconcentreerde als verdunde voedingen aankan.

Op dit moment (1985) zijn twee fabrieken, gebaseerd op het 110bil/Badger ethylbenzeen proces, in gebruik. De ene, onderdeel van Foster Grant's styreen monomeer plant in Baton Rouge, Louisiana, werkt met een zuivere ethyleen voeding. De andere is de vroeger op het Alkar proces gebaseerde plant van Cosden Oil & Chemicals in Big Spring, Texas. Deze werkt met een verdunde ethyleen voeding (17.9 vol%).

1.3. Probleemstelling.

Hobil heeft in een serie publicaties het proces aangekondigd, waarbij men als voordelen noemde [o.a. 10]:

- een grotere proceseenvoud dan de bestaande processen. - een hogere energie efficiency.

- geen noodzaak voor het gebruik van corrosiebestendige materialen. - geen vervuilende afvalstromen.

De opdracht m.b.t. dit Lv.o. is om te kijken of het proces er echt zo rooskleurig uitziet als door Hobil be,</eerd wordt.

•

•

•

-

.

•

•

•

•

•

•

•

•

2

2. Uitgangspunten voor het ontHerp.

2.1. Capaciteit.

Bij het onb.rerp is uitgegaan 100.000 ton ethylbenzeen per jaar. 353 dagen, of 8600 uur.

van een productiecapaciteit van De productie hiervan geschiedt in

2.2. Specificatie van grond- en hulpstoffen.

Het ethylbenzeen Hordt gemaakt uit benzeen en ethyleen. Van beide grondstoffen is bij de berekening aangenomen dat ze volledig zuiver zlJn. In de praktijk hoeft dit niet zo te zijn. Het is aangetoond [2,3] dat het proces ook met verdunde voedingen uitstekend werkt.

Er is in het ontwerp verder vanuit gegaan dat alle grondstoffen bij normale druk en temperatuur het proces binnenkomen. In het geval van ethyleen is dat een wat ondoordachte aanname, omdat deze stof onder deze condities in een wat onhandelbare vorm verkeert en bovendien niet verkrijgbaar is. Daar deze vergissing pas in het eindstadium is ontdekt, is hij niet verbeterd. .l~ 0

2.3. Afvalstromen. ,tN"

tP'

~

... ..

Naast ethylbenzeen VI

L

er in de reactor ook

bijproducten gevormd. ls rrDdelstoffen zijn tolueen en als respectievelijk cht en zvlaar bijprodukt gekozen.

een aantal pentylbenzeen Het tolueen wordt gedeeltelijK gespuid in een afgasstroom. Het pentylbenzeen verlaat de derde kolom als bodernstroorn. De grootte en samenstelling van beide stromen staat Vleergegeven in tabel 2.1.

Tabel 2.1. De afvalstromen [kg/hr].

+---+---+---+

stroom: gas-spui residu

+---+---+---+

ethyleen benzeen ethylbenzeen : tolueen :diethylbenzeen : pentylbenzeen 5,31 149,54 18,68 0,52 1,74 0,01

o

o

0,11

o

353,92 70,55

+---+---+----+

L.rJ

'1<

t-

4,

:.

~P1Il

"

Vanwege de aanwezigheid van aanzlenlijke hoeveelheden aromaten in beide stromen, mogen deze niet geloosd Horden. Beide stromen Horden dus naar het fornuis gestuurd, dat de voeding verwarmt. Er zijn naast de verbrandingsprodukten uit het fornuis, geen afvalstromen die de fabriek verlaten.

2.4. Utilities.

Naast de normale utilities als b. v. het electriciteitsnet wo gebruik gemaakt van een stoomnet van hoge druk (40 atm) en 252°-<: dat gebruikt .iordt als venlarmingslnedium voor de reboilers.~ Dr d condensoren van ... dfLeth.Y~.b. enzeen"",-en_de diethylbenzeenkolom wor stoom

,

"Vän

1,7 .!tm e _9°(;

~producce

"

~

Als koelmedium voor

l

benz-eeftKolom is koelwater van 20°C nodig, dat wordt opgewarmd tot I

I

{

.

,

"

s

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

3

•

De voedingsstroom Hordt mede opgeViarmd door een fornu' • twee bovengenoemde afvalstromen is nog een hoeveelhe' fuel de afvêlstromen te helpen verbranden.

2.5.

Fysische constanten.

de om

In de onderstaande tabel staan de eigenschappen en fysische gegevens van de verschillende stoffen, zoals zij door het gebruikte sirnu12tie programma PROCESS worden gegeven. Voor alle PROCESS berekeningen is van deze gegevens gebruik gemaakt. Voor de met de hand uitgevoerde berekening is ook zo veel mogelijk met PROCESS gegevens gewerkt om fouten als gevolg van verschillende waarden voor dezelfde constante te voorkomen.

1I DEFlNED COMPONENTS NUHBER Of DEFlNED COMPS :: ₆

COf1P NO 1 2 4

ETIIYLENE BENZENE 14E EENZN

COMP TYP LIBRARY LInRARY L IBRARY LID NO 11010040 NAf~E EIHYLENE HOL IJT 28.054 12010010 BENZENE 78.115 3 EBENZEtlE LIBRARY 12010030 EBENZENE 106.169, 409.340, 12 C2 0070 14EBENZN 134.223 NBP, DEG K 169.440 STD COND.LIl! SP CR 0.3700 DI::G API 250.932 KGS/M3 369.240 UOP K 18.1926 TC, DEC K 282.350 PC, KPA 5035.852 VC,CC/C-HOLE 129.000 ZC 0.2767 ACENTfUC FAC 0.067 HOD ACEN FAC 0.095 SOLUDILITY P 6.080 MOLAR VOL,CC 61. 000 H FORllATION 52.405 G fORMl\TION 68.315 COMP NO 5 TOLlJfJlE COHP TYP LIBRARY LID tlO 12010070 NAME TOLUENE MOL \.I! 92.142 353.,250 0.8848 28.425 682.970 9.7188 562.600 4924.395 260.000 0.2737 0.209 0.209 9.159 89.333 82.953 129.680 6 PtlBEN ZEt! LIBHARY 12020120 PNBENZEN 148.250 0.8718' 30.805, 870.025- -10.3600 ' 617.090 -3609.196 374.000\ 0.2631 -0.30l;, 0.304 8.789 123.029 29.634 .. 130.631t /

4

11 ~6 .9110 0.8670 n.711 6t5.194 10.8069 6~7.660 28 C2 .649 1189.000 C.2506 0.404 0.404 6.739 1~6.270 - ~2 • 260 137.810 ~6-t1lw> ~ "C

112-

8,,·

,

)J" ., _132,~ NBP, DEG 1". 383.780 478.170 STD ,COIlD.LIC SP CR 0.0718 0.8628

0-

"T9-f

P

K..'1

e

/40-E13ct"

'

~

a

_NI.l

_.

_1./

₀ DEC API 30.801 32.506 KGS/M3 870.046 860.998 UOP K 10.1395 11.0253

or

'=/-0

TC, DEC K 591.720 679.950 PC, KPA 4108.730 2604.052 VC,CC/C-MOLE 316.000 550.000 ZC 0.2639 0.2533

~

<..

~oc..

-ACENIRIC fAC 0.263 0.437 HOD ACE!I FAC 0.263 0.437 SOLUOILIIY P 8.909 8.509 MOLAR VOL,CC 106.843 173.372 H fORMATION 50.032 -34.457 G fO nMA TION 122.335 152.800

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

4

Naar de diffusiecoefficient van diethylbenzeen in pentylbenzeen is

vergeefs in de literatuur gezocht. De gasfase diffusiecoefficient is

daarom berekend met de vergelijking [22]:

P D3

_

Hierin is:

a = 2,745E-4

b

=

1,823

De vloeistoffase diffusiecoefficient is benaderd m.b.v. een formule

uit Perry [21,blz.3-234]:

QtL

T

Hierin is: 2.6. ~ = de viscositeit in cP

X = een associatiefactor, welke voor de meeste aromaten en

alifaten 1,0 is.

Vb= het molaire volume in cc/grool Corrosie.

Zowel de grondstoffen, de producten alsook de bijproducten leveren

vlat betreft corrosie geen enkel probleem op. Geen van de stoffen

heeft werkelijk corroderende eigenschappen. Dit betekent dat éÜS

constructiemateriaal normaal ongelegeerd staal gebruikt kan worden.

Dit zOVlel voor het materiaal van de opslagtanks voor grondstoffen en

product, alsook voor het materiaal waaruit de verschillende units zijn op geb OU\-/d •

I.v.m. het feit dat ethyleen bij normale temperatuur en druk een gas is, verdient het de voorkeur om deze stof in een ronde stalen bol op te slaan. Benzeen en ethylbenzeen zijn, onder deze omstandigheden, vloeistoffen en kunnen dus in gevlOne stalen tanks opgeslagen worden.

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

5 2.7. Veiligheid.

Van de belangrijkste stoffen zlJn in tabel 2.3 enige parameters

gegeven m.b.t. de giftigheid en explosiviteit van deze ccrnponenten.

tabel 2.3. Enige gegevens over de toxiciteit en

brandbnarheid Véln de gebruikte stoffen.

+---+---+---+---+---+

I I MAC I vlampunt lontst. temp. I expl. grens I

I component I ppm I

°c

°c

vol. %

+---+---t---+---+---+

I ethyleen I _{n. b. I 425 3,1}

-32 I I I I benzeen I_ 10 -11 550 1

-

8 I I I :ethylbenzeen: 100 15 428 - 7,3: I diethylbenz. I 56 430 I tolueen 100 4 510 1,2 - 7

+---+--+---+---+----+

Zoals uit de l'lAC-Vlaarden blijkt is I~let nar:le benzeen een toxische

stof. Het Vlerkt prikkelend op de ogen en de ademhalingsorganen. De

stof Vlerkt verder op de zenuwen en op de bloedvormende organen.

Lever- en nierbeschadigingen kunnen optreden. De reukgrens ligt boven

de 1·IAC-waarde. Dit betekent o. éI. dat een goede ventilatie

noodzakelijk is. Bij onderhouds\-rerkzaamheden dienen hiermee verband

houdende veiligheidsmaatregelen getroffen te worden.

Verder blijkt uit de tabel dat al de stoffen brandbaar zijn onder

normcile omstandigheden en, in bepaalde concentratie gemengd met lucht,

ook explosief. Er zijn geen gegevens gevonden over de explosiviteit

van mengsels die qua samenstelling overeen komen T;let stromen in het

ontwerp. In geval van twijfel dienen er experimenten gedaan te worden

om deze gegevens te bemachtigen. De resultaten Vém dergelijke

experimenten hmnen consequenties hebben voor bepaalde

procescondities.

2.8. De regeneratie.

Een gedeelte V2.n de L~O <;tm-stoom Hordt E1ebr'uikt om de lucht' voor de

regeneratie te verdunnen. De regeneratie dient plaats te hebben met

een gDsstrOOrl l:let varinbele zuurstofconcentratie • In het begin dient

deze laag te zijn, geleidelijk aan steeds hoger, dit om te voorkor~cn

dat de temperatuur te hoog Hordt. De regeneratie kan bij een juiste

programmering in 24 uur compleet zijn. De katalysator verkeert dan

weer in een staat die het heu r.logelijk Tnaakt nélar behoren te

functioneren. I.v.m. de opwarming van de kntalysator, wordt deze vla~

voor inbedrijfstelling geregenereerd. Op deze \olijze gé1at de \mrmte

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

6 3. Procesbeschrijving. 3.1. Het proces.

Zi_e ter illustratie liEt proces flO\'1 diae;rarn in bijlage I (fiE,. 1). 3.1.1. De voeding.

Het proces heeft als brondstoffen benzeen en ethyleen. Het bij

atmosferische druk en omgevingstemperatuur binnenkomende benzeen wordt in tHee stromen Lespli tst, \;aé-,rVéln de grootste van de t\~ee opgemengd

Hordt met b~nzeen- en diethylbenzeen recyclestromen en vervolgens de

HarmteHisselaar 0!6) péJsscert. I!iedn Hordt de stroom opge\-lannd door

J..J-

A. 4N ,

de productstroorn uit de reactor tot de quenchtemperatuur van 338°C. ..(LA

7-De opgewarmde éJrorné.,tenvoedin~ \:orclt vervolgens Lecomprimeeru--in

compressor (C7) tot een druk van 18 bar, vJaurna de resu lterende strooI:l

Hordt Gesplitst in een voedincsstr00L1 voor het eerste bed en ecn

quenchstroom. De voedingsstroom Hordt verder opgcHarmd tot de

reactortel.îperatuur v;m 417°C in het fornuis CBS), Haarna het ger'lengd

Hordt met ethyleen van dezelfde temperatuur en druk. Deze stroom

Horclt vervolgens naar het eerste reé:ctOl'bed gevoerd.

De kleinste van de tHee benzeenstromen \wrdt in (H4) op temperatuur

en in compressor (C5) op druk gebracht en dient als quenchstroom voor

de derde reactorquench.

De verse ethyleenvoeding kor,1'c binnen bij <:Jtmosferische druk en omgevingstemperatuur \-lélarna het in compressor (C2) wordt gecomprimeerd

tot reactordruk. Vervolsens \,Jordt de stroof;1 gesplitst in tHee

stromen, ,-Jaarvan de kleinste door heater (Hl) Hordt opgewarmd tot

reélctorte:mperatuur en vervolGens I!let de éll'Ol;latenvoeding voor het

eerste beu wordt opgemell(!;d (zie boven). De grote stroom Hordt met een

luchtkoeler Heer afgekoeld naar omgevingstefllperatuur en dient als quenchstrOOlTI voor de drie andere reactorbedden.

3.1.2. ~c rc·<:ct,or'.

Zie ter' illustrdtic het l'roccss flO\I c!iaSr'é.:lr:1 en l.iet néme fig.2 in

bijlage 1.

De totale voedingsstroo:~1 (stroor:mr. 12) Hordt door het eerste

kntC)-lysatorbed geleid. De productstroom hieruit \40rdt gequencht met

ethyleenstrool:1 lOél van 25°C en élrOm,Jtenstroor:1 18a Vé:n 338°C, Sélmen

quenchstroom 18b. De resulterende stroom net een temperatuur van

417 C Hordt toegevoegd 2éH1 bed 2. De !ücruit \<ornende stroom Hordt

analoog aan het vooreaande gequencht met quenchstroom 18e, opgebouvJd

uit aromatenstroorn lSd en ethyleenstroom lOc, !.iet temperaturen van

respectievelijk 338 en 25°C. De nieuH gevormde stroom dient als

voeding voor bed

3.

De resulterende productstroom Hordt gcquencht met

quenchstroor.1 18C, opgebouHd uit aromatenstroom 18f van 338°C,

ethyleenstrool!1 10d van 25°C en benZéenstroom 9 van 333°C. De gevort:1de

stroom Hordt door het laé.ltste bed eeleid.

3.1.3. De [jcheidingssedie.

De productstrc>ol'1 uit de reactor' stroornt eerst door koeler (BlO),

waarin stoom Hordt gegenereerd. Vervolgens Hordt de stroom door

warmtevlisselaar' (H6) Geleid om de voeding op te warmen, \Jaarnö ze

wordt afgekoeld tot de flash temperatuur met behulp van koeler (H6a).

L

,,,

;:>

•

•

•

•

•

'

.

•

•

•

•

•

•

7

lIierna wordt de stroom geflasht in vat (V11), van waaruit het ontstane

gas Hordt afgevoerd naar het fornuis. De overbli jvende

vloeistofstroom wordt toee;evoerd élan kolOTl (T13) , de benzeen

destillatiekolom.

De clampstroor.l vanaf de bovenste schotel Vé"Jn deze kol01l1 Hordt

Gekoeld in condensor (H 14) vJaarna de gekoelde stroom wordt opgevangen

in conclensvat (V15). De stroom Hordt gesplitst in een recyclestroom

en een refluxstroorn. De vloeistofstroom van de onderste schotel wordt

gesplitst in een terugGéJande strooPl die vlordt verdar.lpt in reboiler

(Hló) en een tweede stroom die als voeding dient voor de

etl1ylbenzeenkolorn (TH).

l\naloolS aan de benzecmkolorn \wrdt de dampstroom vanaf cle bovenste schotel van de ethylbenzeenkolom gekoeld in condensor (H18), opgevangen ili condensv3t (V19) cn vervolgens gesplitst in een

refluxstroom en de productstroom. De vloei stof stroom van de onderste schotel \wrdt gesplitst in een terugf:,aande stroom die in reboiler (H20) wordt verdampt en een tweede stroom die als voeding dient voor

de laé,tste kolom.

Deze gepakte kolom dient om het diethylbenzcen van het residu te

scheiden. De gasstr'oom Vé1n de bovenste schotel wordt afgekoeld in

condensor (122), 0pti,evangen in vat (V23) en vervolgens gesplitst in

een refluxstroom en een dieethylbenzeen recyclestroom. De

vloeistofstroom van de onderste schotel Hordt (;edeeltelijk verdampt in reboiler (IJ24) en teruggevoerd. De rest wordt als voeding voor het fornuis gebruikt.

3.1.4. De regeneratiesectie.

_

I

'

_______

CA

pS

e.

R~,

,.

De regeneratiesectie is de~inste sectie binnen de fQbriek. Het bestaélt slechts uit y l'r'1'Ornuis ep een paar pijpen. In het fornuis

wordt stOOi~ lilet lucht ~ernengd en opge\4armd. Dit r.lene;sel Hordt door de reactor, die off-strearn staat, eestuurd.

3.2. Het rekenschernél.

VoOl~ het llier\:-oven beschreven pr'ocesschelilél r;Jet PROCESS berekend kan

Horden, I,loet het iets gemodificeerd worden. Het gebruikte blokschema is Heergegeven in fig. 3 Villl bijlage I. De belangrijkste verschillen met het proceSSCher.lél zijn de toevoegingen van mXERs en SPLITIERs om

de stror.~en respectievelijk samen te voegen en op te splitsen. Verdel'

I~ tljf':J.l is de Harmtewisselaélr (H6) (in het blokscher.lél gestippeld Heergegeven)

~ett<-

.

vervangen dooe tHee FLASH units. voor iedere stroom een. Op deze

\djze Hordt een van de lussen doorgeknipt, wat een verkorting van de rekent ijd beHerkstelligt en de convergentie bevorclcl't. tJél het

volledig doorrekenen van het proces, is de warmtewisselaar in een

8part prognllrJwa berekend.

Ter verduidelijking zijn in het schema de stroMen en units overeenkomstig fig. 1 en 2 van bijlage I genummerd. In het scher.la kornen alle voedin~sstromen op de Gewenste temperaturen en drukken

binnen. Dit is niet gelijk aan het processchema, waar alle stromen met ûtrr,osferische druk en or~gevingster.lperatuur binnenkomen. Deze voorbeHerkingen ven de voedingsstromen zijn t:e~rust uit het blokscher.lé:: vleggelaten, délRr ze het schell:a nodeloos inge\rikkeld r:laken.

3.3. Het regelschema.

De reGeling van het proces is gedeeltelijk in het proces flml diagram

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

8

van bijlage 1 weergegeven. De regeling in de destillatiesectie is

niet Vleergegeven. Deze is niet afwijkend van een normale

flovJregeline;; om de overzichtelijkheid van het schema te bevorderen is

de regelt ng dan ook ni et vermeld.

\-Jat Hel is \/eerE.egeven zijn de flowregelaars Vé:n de ingaandope

~

tk

stromen. Dit zijn allen normale fluid controllers die de doorzet ,

de r;ewenste H2arde houden. / ;

De regeling van de reactor is Hcergegeven in fig. 2 van bijlage I.

Dc gebruikte controllers zijn geen 'simpele' flow controllers, maar

controllers die de temperatuur en de relatieve concentraties in de

q~chruimten op vaste \-Iaarden dienen te houden (resp. 417 C en

eth ~nz = 5,5), De werking van de regeling Véln de eerste twee

qucnches zal duidelijk zijn bij bestudering van de genoemde figuur.

De derde en laatste quench is iets inge\-likkelder. I-lier kan het

probleem opdoen dat de stromen niet de juiste grootte hebben a:J aan de

specificaties te voldoen. In principe zijn vier gevallen denkbaar,

nl. de ethyleenstroom resp. de benzeenstroom zijn resp. te tTOOt of te

klein.

Indien de ethyleenstroorn te groot of te klein is kan de controller

over stroom 10 8angepast Horden. Indien de benzeenstroom te groot is

moet de afsluiter op stroof;i 18 verder dicht gedraaid \JOrden. In het

ideale geval stelt zich dan een systeem in, waarbij stroom

9

niet

nodig is (dus gelijk aan 0 is). In dat geval Hordt de afsluiter op

stroom 7 volledig dicht gedraaid. Deze situatie kon als gevolg van

tijdgebrek niet berekend worden (de iteratie moest met de hand

uitgevoerd worden: inpassen in de PROCESS file maakte deze zodanig

dat PROCESS steeds struikelde). De hier berekende configuratie heeft

een iets te kleine aromatenstroom, zodat de correctiestroom

9

door de

afsluiter op strool~ 7 aangepast Hordt.

"

,

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

9 4. Procescondities. 4.1. De reactor. 4.1.2. De kinetiek.

De kinetiek van de reactie is Moeilijk in de literatuur te vinden.

Er zijn in Chemical Abstracts twee samenvattingen eevonden van

artikelen waarin de specifieke kinetiek beschreven staat, doch hiervoor Has kennis van de chinese taal vereist, \olelke niet aanwezig vlélS. (evenmin als de artikelen zelf in Nederland aanHezig zijn). De kinetiek voor de ethylering van tolueen op H-ZSt-l-5 is beschreven door Lee en \lan~ [8]. Zij conoluderen dat de alkylering beschreven kan worden met een simpel model waarin naast de reactiesnelheid ook het

adsorptieevenHicht van ethyleen op H-ZSl-i-5 een rol speelt.

De Haarde van de bijbehorende evenwichtsconstante kun ook voor de

beschrijving van de ethylering van benzeen gebruikt worden, echter de reactiesnelheidsconstante dient dan aangepast te Horden. Dit is in

principe mogelijk met behulp Vém een aantal gegevens uit de

verschillende t40BIL patenten [3,4,5]. Het Hordt echter vel'velender indien ook de kinetiek van de nevenreacties (d.i. vorming van

diethylbenzeen, transalkylering, vorming van lichte produkten, vorming

van residu) bepaald dient te Horden. Het vwrdt dan met de genoemde

inforr.atie onrJogelijk om het totale kinetische proces als functie van o.a. de temperatuur te beschrijven. In een dergelijk geval zou het

neerkomen op het bepalen van de kinetiek bij een bepaalde druk en temperatuur. In dat geval kan de beschrijving van de reactor echter

veel simpeler, door deze te beschouwen als een black box, en de

gegevens bij de bedoelde druk en temperatuur direct toe te passen

d.ln.v. het definieren van een bijbehorende conversie en selectiviteit. Deze methode is in dit fabrieksvoorontwerp toegepast. Gebruik is

gemaakt van de gegevens van een serie experimenten uit een patent van Keovm [4]. Deze handelen over een H-ZSM-5 zeoliet Haarvan het recept in bijlage (11) is weergegeven. De katalysator dient een s21nenstelling te hebben die voldoet aan c!e voleende lilol verhoudingen:

OH

/Si02 ••••••••••••••••••• 0.2 - 0.75

R4N+/(R4N +Na) ••••••••••••• 0.4 -

0.9

H20/0H •••••••••••••••••••• 10 - 300 Si02/Al203 ••••••••••••••••• 10 - 60

Deze kat bevindt zich op een drager van Al203 in een verhouding 65%

ZSH-5 en 35% drager. De kat bestaat uit extrudaat korreltjes van 1/16 inch (1,583 mm) doorsnede. De fractie vrij volume in de deeltjes is 0.29, de dichtheid van de drogestofis1.79g/cc. Voordezekat

wordt gevonden, dat een ethyleenconversie van rond de 98% \~ordt

bereikt bij de volgende co~dities:

T[in] •••••••••••• 410 - 450°C ~T[bed]-max •••••• 65°C

P •••••••••••.•••• +18 bar

Hol[benzeen] :~1ol[ ethyleen] ••• 5,5 WHSV ••••••••••••• 42 /hr

I

.

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

10

(bijlage III), dat de selectiviteit naar ethylbenzeen en

diethylbenzeen in dat geval 99% is, \~aarbij de verhouding cb:deb 19

is. Om aan deze specificaties te voldoen dient de katalysator na twee weken gCbl'uik geregenereerd te ,wrc.ÎE.,n.

4.1.2. De reacties.

De reacties die plaats kunnen vinden bij het gebruik van

bovensta"ande zeoliet zijn legio. Dit is o.a. een ~evolg van het

mechanisme van de react ie. Het mechanisme en de nevenreact ies die

plaats kunnen hebben worden besproken in bijlae,e IV. ' 'lage

blijkt dat bijproducten voornamelijk methylbenzener ,alkylaromater en lichte gassen zijn.

!-lede als gevolg van het feit dat voor' de vorr.üng van alle

bijproducten geen kinetische gegevens beschikbaar zijn, is het niet

doenbé:lar de vorming van al deze producten mee te nemen in de

berekeningen. !-;u is dit ook niet noodzakelijk, aangezien de bijdrage

van deze reacties zeer gering is «1%). Om deze redenen is voor een

zwaar en een licht bijproduct gekozen. Als licht bijproduct is

tolueengekozen, als zwaar bijproduct pentylbenzeen. Verder wordt de vorming van ethylbenzeen beschreven alsof deze alleen uit benzeen en

ethyleen zou worden gevormd. In werkelijkheid vindt ook een

transalkyleringsreactie plaats:

CH3-Cèl2-Ph-CH2-CH3 + <Q> 2 Ph-CH2-CH3

In het in werking zijnde l·iOBIL-proces vindt, om deze evenwichtsreactie

te stimuleren, recycling van het gevormde diethylbenzeen plaats. Het gebruik van de genoemde overall conversiemethode mé:lakt het meenemen

van deze reactie in de berekeningen vrijwel onmogelijk. Voor de

bijdrage van deze reactie worden daarcr~ de conversies naar

ethylbenzeen en diethylbenzeen gecorrigeerd. De te gebruiken

modelreacties zijn dan:

<Q> + CH2=CH2

_-->

Ph-CH2-CH3 . -clll=103.18

<Q> + 2 Ctl2=CH2

--->

Cl !3-CH2-Ph-CH2-CH3 -cl-i2= 1 02.76

2

<Q>

+ Ctl2=CH2 - - ) 2 Ph-CH3 -.cl-l3=116.15

2 <Q> + 5 CH2=CH2

--->

2 Ph-C5Hl1 -cH4=97 .OO~·

Voor de berekening van ~_r.El.agtiJlli.illJ]lt&n is gebruik gemaakt van

therm nalnische gegevens uit Stull et. al. [11], zie ook bijlage V.

De conversies Hor e zOdanig gekozen dat deze de resultaten van de experir:lenten uit Keown [11] redelijk beschrijven. Dit geeft dan:

+ - - - +

: reactie ethyleen conversie

+ - - - + . : 1 : O. 922 .• __ : M 2 0.049',.6 -3 0.01 4 0.01 + - - - - - - -. - - - + I

I

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

11 4.1.3. Reactorontwerp.

Gekozen is voor twee multibedreactoren die élfvTissel~nd in bedrijf zijn en geregenereerd Horden. Het aantal bedden Hordt bepaald door de maximale temperatuurstijging over een bed. In de patenten worden

processen met vier en zes bedden beschreven. t"1. b. v. PROCESS is de

reactor doorgerekend en bekeken welk aantal voldeed. Eet bleek dat

vier bedden cen goede configuratie was, dus is daarmee doorgerekend.

De temperatuurstijging over het totale bed is weliswaar wat aan de

hoge kant CSOoC i.p.v. 65°C), doch het feit dat de gekozen

inlaat temperatuur lager is dan de maximaal (jenoemde heeft tot gevolg

dat de uiteindelijke bedtemperatuur de maximaal toelaatbare niet

overschrijdt.

Tussen de bedden moet gekoeld Horden. Dit is op verschillende

manieren mogelijk. Zo kunnen er vl8rmtevlÎsselaars tussen geplaatst

worden. nadeel is dat overdrachtskoelers vrij duur zijn. Daarom is

gekozen voor E':en koeling met verse voeding Cquench koeling). De

voordelen van een dergelijke opet'atie [4] zi jn naast het onnodig maken

van zeer kostbare overdrachtskoelers ook een zeer goede

temperatuurbeheersing, welke van groot belang is voor de

selectiviteit. De grootte van de koelstromen éirOtJlaten en ethyleen

dient zodanig geregeld te worden délt de temperatuur Vém iedere voeding

417°C is, en dat de verhouding benzeen:ethyleen gelijk is aan 5,5. In dat geval is [;Jen in ieder bed verzekerd van de gewenste conversie en selectiviteit.

L~. 2. De Scheidingen.

\{at thermodynamica betreft leveren de scheidingen geen extra

moeilijkheden op. De stror.1en bestaan voor het merendeel uit

alkylaromaten en benzeen, welke mengsels geven, die zeer goed als

ideale mengsels beschreven kunnen worden [25J. Dit betekent voor het

gebruik van PROCESS dat het er' niet zo veel toe doet Vlelk thermodynamische Giodel iwrdt eebruikt. Gckozen is voor 'BK 1 0', een afkortin~ voor Braun K10. De Br8un K10 corr'clatie, zoals deze in PROCESS is toegepast, is in essentie een darnpspanningscorrclatie. Niet ideali tei t als ~evolg van samenstelling en druk worden

verHélarloosd, Hat betekent dat de correlatie alleen bij lage drukken

gebruikt r.lag '"orden. Daar de scheidingssectie in het hier beschreven

proces bij atmosferische cruk wordt bedreven, levert deze eis geen

problemen op. Dit model is bovendien zeer ~eschikt voor r.lengsels van

arOMaten.

Ook de mcnebaarheicl van de stoffen geeft geen pr'oblemen.

componenten zijn in alle verhoudineen mengbaar.

I

•

•

•

•

•

•

•

•

•

12 5. Apparaatberekeningen. 5.1. De reactor. 5.1.1. Samenvattine;.

De resultaten van de reactordimensionering zijn als volgt:

Inllendige diameter ••••••••••••••••••• l m Totale lengte •••••••••••••••••••••••• 5,85 !TI

Drukval over de totale reactor ••••••• O,94 bar Totale massa kat8lysator ••••••••••••• 1690 kg Totale bedvoluwina ••••••••••••••••••• 2,20 m Totale quenchvolumina •••••••••••••••• 1,60 In

De verdeling per bed is als volgt:

+ - - - + - - - + - - - + + : Bed: Hkat[kg] Hbed[m] .4 P[PaJ

+----+ - + - - - + - - - I 151,65 0,252 562 2 274,15 0,454 3187 3 472,03 0,784 15976 4 790,22 1,312 73832 + - - - - + - - - + - - - + - - - +

10

l'

'l/t -

/-tQ

5.1.2. Berekening van de katalysatorhoeveelheid per bed.

Uit PROCESS zijn de ingaande m8ssastrornen voor de verschillende bedden bekend. Met behulp van de in de literatuur gevonden in~SV kan dan de bijbehorende bedmassa worden berekend door de inf1<iande rnassastroom te delen door de 'dHSV.

5.1.3. Berekening van de bedvolurnina.

Uit de berekende mê.ssa katalysator volgt door deling met de framedichtheid van H-ZSN-5 het framevolume van de benodigde hoeveelheid kat. Achtereenvolgens delen door de fractie frar:Je in de katalysator en de fractie katalysator in het bed geeft het bedvolume. De fractie katalysator is bepaald door extrapolatie van gegevens uit Coulson en Richardson [17], zie ook bijlage VII.

5.1.4. De drukval over het katalysatorbed.

Ter bepaling van de drukval over de diverse bedden noest eerst de dynarnische viscositeit van de ingaande stranen worden bepaald. Hiervoor is gebruik gemaakt van de formules uit Reid et.al. [16], zie hfdst. 2. Voor de bepaling van de drukval "'lOrdt gebruik Gemaakt van Carrnan I s grafiek (zie bijlage VII). Hierin staat op de y-as de

grootheid

ui tgezet tegen een Reynoldsgetal. De procedure is om het Reynoldsgetal te berekenen en vervolgens met de grafiek de genoemde

•

•

•

•

•

i

I

e

•

•

•

•

13

grootheid te bepéllen. Hieruit volgt de drukvé.il. 5.2. De Scheidingen.

5.2.1. Inleiding.

De verschillende Uteratuurbronnen komen Hat betreft de scheidingssectie goed met elkaar overeen. Het enige verschil zit in de benzeenscheiding. Sommige processen (:laken gebruik van een voorscheider Ha8rin de bulk van ni.et gereé1e,cerd benzeen Hordt afges(;heiden en gezuiverd benzeen Hordt nagezuiverd, voor het Hordt gerecycled als voeding (zie bijlage VI, fig. 1). De tweede variant werkt zonder voorscheider; de productstroom Hordt hierbij in een keer van benzeen gezuiverd (bijlage VI, fiE.2). Deze laatste variant wordt toegepast in de zgn. Cos den phmt, Haar verdunde voeding wordt gebruikt (zie hoofdstuk 1). De voorscheider lijkt zijn nut te be\.Jijzen bi j stromen met zeer veel benzeen.

In het hierbeschr'even onblCrp is niettemin een benzeenscheidingskololil toegepast. Berekenin~ van de kolooI toonde aan, dat de gewenste scheiding (99% teruE,Hinninr;) eenvoudig gehé1élld kon worden, zonder dat het aantal schotels of de refluxverhouding buitensporige waarden aannamen. Het is aldus niet noodza elijk om met

twee kolommen te Vlerken.

Q

!

IJ-

Mer'

=

U·

c•

?

~

Z./

U.

Z.

5.2.2. De tolueenscheiding. ~ Ie...

J1.. ;,

In het oorspronkelijk

opgeste

~

flowschema was ook plaats

en

iJ

PJ-('

's

ingeruimd voor een tolueen scheidi gskolom. In deze kolom dienden de

lichte producten - voorgesteld do venvijderd te Horden. Hierbij bleek dat to een vrij on~elukkige keuze was, aangezien de enzeen scheiding f:,rote problemen oplevert. B re <el1lnge e enske-Undenlood vergelijkingen, vlelke zowel met het programma SHOf1TCUT van PROCESS als t1~~t een eigen programma Zijn ui t~evoerd, eeven 8S t roti 0111 i sche \/i.lélrden voor cle

benodigde refluxverhot:c1ing. Zelfs voor een vr'ij z\>/élkKe sclleiding -75% tolueenven/ijdering en r.18X. 10% ethylbcnzeenver'lies - is een

refluxverhouding van on~eveer 50 nodig. De energiehoeveelheid die voor een derf,elijke scheiding nodig is staélt in geen verhouding tot het profijt dat hieruit vlordt gehaald.

Besloten is de tolueenkolom vleg te laten en het tolueen ~ewoon te laten zitten. Ter verduidelijking van deze, ongetHijfeld \.Jat vreemd klinkende oplossing, de volgende opmerkingen:

- De hoeveelheid tolueen in het reactieproduct, zonls délt is berekend, is een vlcergave vnn de totale hoeveelheid lichte producten die gevormd zijn. Dit zijn naast tolueen ook xylenen en, met name, korteK

alifatische ketens (C1-C6). Om deze te verwijderen is f18shvessel V11

ingebouwd. De berekende hoeveelheid tolueen in de stroom uit de _ J .... _

benzecnkolom is dus veel [:',roter d2n in Herkelijkheid het geval is. J.Ud

I!l.tt.~.u-P,chteraf bezien had een korte all<aan beter als modelstof gebruikt ~ ,

I

kunnen Horden. In dit stódium van het ontwerp \.Jas er echter geen tijd ' •

meer om de lichte modelstof aan te passen.

- De resulterende productstroor:1. zoals die verkregen is in het hier

beschrev~n proces, heeft een gewichtsfractie ethylbenzeen van 96,6%. Dit ligt vrij dicht in de buurt van de 97,1% die door D\.,ryer [3] wordt gerapporteerd. Voor de productie van styreen, waar ethylbenzeen voornamelijk voor wordt gebruikt, is een dergelijke verontreiniging geen probleem. Ook om deze reden is het dus zinloos OOI de kostprijs

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

14

van het product é.!l te sterk op te drijven wet een ellen~ieverslindende

tolueenkolom.

5.2.3. PROCESS berekeningen

Dit reduceert de scheidingssectie

benzeenkolom, de ethylbenzeenl<olom en

deze kolanrnen zijn in het ontvlerp

gedimensioneerd.

tot dri e lwlolmuen,

de pülyethylbenzeenkolom.

volledig doorgerekend

de Al

en

PROCESS berekeningen van kololmnen verlopen in twee stappen. Als

eerste wordt In.b.v. SHORTCUT Cd.vl.Z. de

Fenske-Underwood-vergelijkingen) een grove berekening gemaakt van de kolom., Haarna met

COLUtlN een zgn. ri~oreuze berekening wordt gemaakt. De procedure is

om met SHORTCUT een aantal parameters te bepalen. CNm, R, Qcondensor

en Qreboiler), welke vervolgens bij COLUHN als invoerHaarden Horden

gebruikt. Aan COLUMN dienen een of [ileer specificaties te \-lorden

toegevoegd, Haarbij aangegeven dient te worden Helke van de

bovengenoemde pc:rameters kan vlorden aangepast om aan de specific<:ltie

te voldoen. Als parameter is Qconclensor gebruikt om de specificatie

op de topstrOOt;l te halen.

i'l. b. v. COLUt·Ul kunnen de schotels in de kolom ook gedirnensioneerd

worden. Voor cle eerste tV/ee kolorrmen zijn op deze Hijze de zeefplaten

gedimensioneerd. De derde kolom e;éJf hier problemen. PROCESS stuitte

op een zgn. 'mechanical restriction', d.H.z. de I<olan is eigenlijk te

klein voor een schotelkolom. Besloten is hiervan een gepakte kolan te

mdken. Deze is doorgerekend en gedimensioneerd a.h.v. het dictaat

Fysische ScheidingsmeUloden van Zuiderweg [19]. Zie voor de

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

15 6 • De ;'ÎasséJ- en H armtebal éJn s.

De rnassa- en Vlé'rrntebalans van de fabriek voorgedrukte bladen. llierbij enige opmerkingen:

De nakoelers van compressoren C5 en C7 zijn niet

weergegeven, de apparaten ûjn als een geheel

het flowsheet ) •

zijn \Jcergegeven op

in een ap8rt blokje

L..

n

beschouwd (evenals in

5

"

De koeler EGa is abusievelijk uit het schema weggelaten. De

koelerduty is verdisconteerd in vlarmte\/isselaar H6.

Volgend op de massa- en \/élrmtebulans zijn de stroornspecificaties vieergegeven, ook op voorgedrukte bladen.

In bijlage IX is de massabalans ook in de vorm van een Sankey

•

IN

_w

Voor-aarts

•

M

Q

M

Q

•

49,0

•

U,l 12D,7

•

0,922 319,3 342,1

•

0.822 589,7

•

•

0,822 260,0 U,~lj 2,595 272,7 _23,0 2,370 •

•

249-1. 7 187,0

•

0,219 210,0 48,5

•

( 0,219 205,8

•

..

e 16

Massa

-en

Warmtebalans

l

'

Hl 1 - - - 1 1 / thyleen G2 4 . - 6 I

I

10 $00 ----~~I li3 1 - - - - -1 . .

7

benzeen

--H

1 ---'5'b~1 H4 1 -.8

C5

Retour

UIT

M

M

Q

Q

I

I I 0,1 71,7 I ~ 1 , 1

I

... . 329,7

!

I

i

~

I

!

~

I

I1

i

l f

'

I

I 1 52,8

-I I

.

r-~--

-

.,,-r----'--::_, 8:--::

_,

0-78 -8 -0 7661,1 .~--

__ -t

______

~1258~3~~

Q,

409

292,0

'.

1 66 :lt875 3 17 .l

14t,-

-

--

--I

t

'~

---~~,..~ HS -

-

-_ -_ _ --,---J J8 16

",I

-1' -_,...jL. -17

r

1

- - - - . . . - . . IH8

I

'.

1

-~

-l-

~:

I ! ,

1~ 500,3 1 - - - 1 reactie\\'arnt ,;0

r - - - - t - - - - l - - - I

j

t

~

•

• r---1

- - - + -__

--1

0

,

ob

3

•

-,..---l

R9

'11 L..-,.---' i - .. -- '-

-'

. t

606,6' t---_ _ _ J'-eactiewarmte R9

•

I----t---.:.~~---~

b2

•

' ___ t -850,0 r - - - -.. -I----+---~ 9,219 182,8 ~-_.

-18

•

t

t t

0

,

4

0

9

•

1 (: ,n

t

~--R

9

q2

3

,

U9

5

-292), 3 5 507

6

2

65

,

3

-

-

-

-•

~ ~

,

R

9

b3

ctiewarmte 970,0 • _ _ _ _ .,rea

•

I - - - j

7

2

35

,

9

•

• \ 1 +

-9

,

2

19

'1049b,1

•

•

I----+---r-:---~_j

9

21

9

1

2050

,

3

•

9

,

2

1

9

re

-•

_{~---t---+---I}

1

8

39

,

4

•

9

,

21

9

- -

--~ ...

t

l

'

+

R

9

qJ I

1

t

-"" -

-

- -

-~ actiewarmte _'0

R

9

₄

-2

1

- -

-

-

-r---L

,

...

R

IO

23

-

-

,

- -;:.

~

yu

1

8

-

_. - -

-

-

₂₅

• .. L ~_~~~ _ _ _ _ _ _ ~ _ _ _ _ _ _ ~ -- --.' , J

9

,

2

19

-

-

-

.

9

1

8

6

.4

-~ j I i !

..

₂

₈

₆

3,9

I

20 I -.'

2

4

_,

_0,049

₂

₆

_,4

off

gas ,- '

9,977

5

325,9

•

·L---+---r

1~5~,~2A8

11~

Ll

0

83,)

'

,

.

I 9,977

16

8

·L---~--~~~l

'

.

i638

9

3,698

11

40

,6

---~---r_----I

e

r

I----~~---T----l

6,433

. I - - - - --t

3

00

,)

•

J. ::.:.... __ .. ~ -. __ .... s "

--

-~ ... I

..

r

19 --. 6

L

L

""'-"'

-I

Tl) 2 I

Tl

-•

: I

-I

-r - - - ï

,

t

..:a.

3687,0

I _ ._- -'to-

H14

-

~

--

-..

I

'--T--28

4,.706

.

-

-

--

-

-r--Î--,

77"39

1

27

~

Vl5

29

1

₂₂

I

-~7()?

-1097,2

-

-30

1

1l,383

-

---6823,3

t - -

32

-+ _{) ,}

52

Ir

31

toom

H16

I

_....

". 1

J+."

-3î

31

\ I

-

-

~ I

'r

l7

3, 08

2

_I ->0' _-

-

-806,5

r-I

~ j _~ .-I ~r--ï -

-2117

,7

36

,

HU

-/ I

....

I ~

-

38

-

-

--- -, ..

-

.

_--

_

... .. __ ...

-

...

_

.. ... -

--

..

_._

...

-

-

_.

-

.

-

--

~-~~ ....

-

~ ....

-, _.- -. _-- !

-•

20 -~-6,433 .~

-

-

-

-

-16ö:!,o -'-. ~'-- r 3,083 I

-

-806"

?:>

- -

_V19 1

•

7,299

--

-

-

-3683,5_-

_I

36

:7

6,433 _-

_-

_--

T

•

1682.6 -'3.')')0

--42' r - - - 40 876,1 ₄₁ "

_5.8T3

2152,5 stoom , I H20 I- - 5536 ,8 ...

•

₄ , '0 S.1q

_-

_-

---299,2 , ~

•

1,006

_-

_-

_-

_--

--

1

tJ4b',b

I

T21

5

2 441,

•

r

!

₁

..

1-

-145

1 181 ._.~ -

-

-

I 51 ~ 679,0 res:i.c u 0,118 68,3 - 50 4 1,063

_-

-I

610,7 -_I

_

.

3:.::6, ti ,

•

H22 I

•

;+6' 47 1,001) _, 1)L10.2 - --

-

-

-

-: ,~ ~

--

- -

- 0,575 -- 308,8

•

V23 - _-

-

0.4~1 231,4

-4

1.006

_-

_-

_-

-

-540.2 48

•

1,063

-920.7 310,0 49 stoom H24 J;

•

-,

•

~ ~ ... ,-.

--

_- - - -- . _. ---.... .. ..

-

~ ... --.

-

---_._-~.---* ... _ .. ,-_.- ._ .. ' .. ~ ..

..

..

₁

₄₂

21

~

•

--

H2

5

--

₄₉₃

T

-

ethy1benzeen

3,350

383,1

..

r

-•

'

-•

r---•

... -.- -_ ... ... r

-•

•

_.

-•

"

•

3

,517

11484,8

...:

Totaal

~

₃

_,517

11361,1

•

M ássa

in

kg/s

.

Warmte

In

kW

Fa bri eks vooront werp

•

No:

•

•

_..

Apparaatstroom

y

Compo

'

n enten

l!:THY IE l!:N I-HENZEEN ETHYLB~NZb-:EN J)IETHYLBENZEEN TOLUEEN _." ~ ... '- ' P.8NTY lBENZEE.N

Totaal:

...

Apparaatstroom

f

Componenten

ETHYLEEN BENZEEN ETHYLBENZEBN DIETHYLBENZEEN TOLUEEN PENTYLBENZEE.N

Totaal:

M

in

kg/s

Q

in

kW

•

•

1

M

Q

0 2,595 0 0 0 0 2,595 272,7 6

M

Q

0.822 0 0 0 0 0 0,822 589,7

•

•

•

•

2

,

M

Q

M

Cl

M

0.1 0.1 0,922 0 0 ₀ 0 0 ₀ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,1 120;7 0,1 71,7 0,922 7 8

M

Q

M

Q

M

O. 0 .0 0,219 0,2i9 0;219 0 0 0 0 0 0 0 0 I 0 0 0 0 0,219 23.0 0.219 210~ 0,219

Stroom /Componenten staat

•

•

4

Q

M

0,922 0 0 0 0 0 661,4 0,922 9

Q

M

0,822 · 0 0 0 0 0 205,8 0,822 5 10

•

Q

319,3 Q 260,0 ~ ~

•

, I I I

i

•

•

...

A pparaa tstroom

V

Compo'nenten

ETHYLEEN BENZEEN . ETHYLBENZEEN D IETHY LBENZJ!.:~N TOLUEEN FE NTYLBENZE6N

Totaal:

....

Apparaatstroom

, Componenten

ETHYIEEN BENZEEN ETHYLBE NZEEN DIETHYLBENZEEN TOLUEEN FE NTYLBENZEEN

Totaal:

M

in kg/s

Q

in

kW

•

•

lDa

M

Q o ,",q

°

°

°

0 0 0,159 50,3 12

M

Q 0 1. ')48 O.O?~ 0,081 0,017 0,001 1,669 _1875,3

•

•

•

•

lOb lOc

M

Q

M

Cl

M

o

hh~ 0,254 o LiOq

°

_°

°

°

°

0

°

'.

°

°

°

Q 0 Q 0

°

I 0,663 209,7 0,254 80,6 0,409

1

13 lL1 I

M

Q

_M

Q

!

_M

0.100 O.OO? 0,002-l,SLi8 3 ARq 7,489 0,023 0,112 0,112 0,081 0,390 0,390 0,017 0,081 _- 0,081 0,001 _{0,005 0.005} 1,769 1996,0 8,078 _1346,9 8,078

Stroom /Componenten staat

-•

•

10d

Q

M

°

2,376

°

°

°

0 129,1 _2,376 ] ') Q

M

0,002 7,489 0,112 0,390 0,081 0,005 7843,9 8,078

•

11 Q 249,7 16 Q 7661,1

'"

w I I - --,

•

•

•

. .

...

A pparaa tstr oom

" Compo'nenten

ETHYL~N HENZ8EN ETHYLBENZEEN DIETHYLBENZE~N TOLUEEN PENTYLBENZEEN ,

Totaal:

- --

-...

Apparaatstroom

• Componenten

ETHYLEEN BENZEEN ETHYLBENmEN DIETHYLBENZEBN TOLUEEN PENTYLBENZEEN

Totaal:

M

in

kg/s

Q

in

kW

•

•

17

M

Q

°

1,548 0,023 0,081 0,017 0,001 1,669 1583,3 18d

M

Q 0,001 1,895 0,028 0,099 0,020 0,026 2,044 1948,1

•

•

•

•

•

•

18 18a _lftb

M

Q

M

Cl

M

Q

0,002

°

0,159 5,941 1,177. 1,177 0,089 0,.018 0.018 0."109 0.061 0,061 0,064 0,013 0,013 0,084 0,027 0,027 6,409 6077,8 1,270 1204,4 _{,._--} 1,429 1254,7 -- --~--- _. 18e 18f 18g

M

Q

M

Q

M

Q 0,255 _{o OOi o ,110} 1,895 2.869 2,869 0,02.8 _{o OA~} 0,043 0,099 0,149 0,149 0,02.0 0,031 0,031 0,026 0,041 _0-,04.1

-2,298 2028,7 . 3.095 2925.3 3,504 3054,4 - - - --- - ...

_-Stroom / Componenten staat

M

0,002. 4,764 0,071 0.248

°

0'11 0,067 5,139

M

0,004 5,200 3,350 0,499 0,142 0.025 9,219 18c 19

•

Q 4873,4 Q I\) ~ 2689,-4

•

-•

_...

•

A pparaa tstroom

f

Compo'nenten

ETHYLEEN BENZEEN ETHYLEENZEEN

DIE THY1BENZEEN

TOLUEEN PENTYLBENZEElf

Totaal:

....

A DPciraotstroom

f

Componenten

T<~'l'HYTRRN BENZEE.N ETHYLEENZEEN . DIETHYLBENZEEN TOLUEEN PENTYLBENZEEN

Totaal:

M

in

kg/s

Q

in

kW

•

•

20

M

Q 0,004 5.200 ~ ~"n 0,499 0,142 0,025 9,219 9186,4 25,

M

Q 0,002 5,159 3,345 0,498 0,141 0,025 9,170 181 3,0

•

•

•

•

21 22

M

Q

_M

_Cl

_M

0,004 0,002 0,004 5.200 5,109 5,200 3 3')0 010, 3,350 0,499 0,393 _0.499 0,142 . 0,080 0,142 0,025 0,005 0,025 9,219 12050,3 5,702 1097,2 9,219 26 :;>'J

M

Q

_M

Q

M

-9,977 5325,9 15,281 4083.3 . 9,977

Stroom /Componenten staat

•

•

2~

0.

M

0,.002 0,041 0,005· 0 0.001

°

1839,4 0,049 28 Q

_M

1638,9 4,706

•

24 Q 26,4 29 Q 773,1 ~ Con I

•

1

! e

-l

I -

•

I,

_{A pparaa tstr oom}

..

f

Compo'nenten

RTHYIE:E:N BENZEEN .E;THYLBENZEEN DIETHYLBENZE8iN TOLUEEN

PENTYLBENZEEN

Totaal:

-- - - --- - --- - - . __ .

...

Apparaatstroom

f

Componenten

ETHYLEEN BENZEEN ETHYLBENZEEN DIETHYLBENZEEN TOLUEEN PENTYLBENZEEN

I

.

Totaal:

L

M

Q

in

in

kg/s

kW

•

•

30

M

Q

9,977

1638,1

35

M

Q

6,433

3800,3

-•

•

_•

_•

~ !

31

22

I

M

Q

_M

_Cl

!

_M

t f

0,002

5,109

0.080

0

O,ORn

0

llt 383

6823.3

11.

~8~

2942.7

5,271

36

37

M

Q

M

Q

M

7,299

36 83,5

3,083

806,5

6,433

Stroom /Componenten staat

-•

•

''5

Cl

M

0

0,051

3,263

0~498

o

061

0,025

541,7

3,898

38

Q

_M

1682,6

6,433

~ ,

34

39

•

Q

114

0

,6

Q

I\) Ol

1682,6

I

J

_. I

•

I j 1

•

_....

•

A pparaa tstr oom

V

Compo'nenten

ETHYLE8N BENZEEN BTHYLllliNZEEN D IB'l'HY 11lliNZEEN TOLUEEN PENTYLBENZB:bN I

_Totaal:

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

-...

Apparaatstroom

, Componenten

ETHYIEEN BENZEE.N ETHYLBENZEEN DIETHYLBENZEEN TOLUEEN PENTYLBENZEEN

-Totaal:

M

in

kg/s

Q

in

kW

- - - - --_

._-•

•

40

M

Q

5,873

5536,8

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

-45

M

Q

1,181

679,0

•

•

_•

•

41

42

M

Q

_M

Q

_M

0

₀

0,051

0

3.231

0,033

0,007

0,491

0,061

0

,

.

0

_0,025

5,873

3384,3

3,350

876,1

0,549

-______ 0_. ____ --- ---- --- -_. - - - ---~-_._---- - --- --

--46

47

M

Q

_M

Q

_M

,

!

I

0,575

)08.8

1,006

540,2

1,006

Stroom

/Componenten

staat

•

•

43

0.

M

299,2

1,006 LlA

Q

M

540,2

1,063

•

44

Q

846,6

,

Ltg

Q

920,7

/',) -.j i I

•

r

·

-..

--

i

.

'

..

•

.. '-.~':"'-~./""'-" .

•

•

A

pparaa

t

str oom

50

, Compo'nenten

_M

_Q

'."PH YT.'.' ,,' l\T BE NZl!!E N . ETHYL:BENZEEN DIETHYLm:NZ88N TOLUEEN PENTYL]3b;NWEN

Totaal:

1,063 610,7

....

Apparaatstroom

, Componentèn

M

Cl

,-'

Tola at:

M

in

kg/s

f'\ ; '" v-.1A I

•

•

•

•

51 52

M

Cl.

M

Q.

0 0 0 0 0 0,033 0,098 0.,9, 0

°

0,020 _{_0,005} 0,118 68,3 ' . 0,431 _231,4

M

Cl

M

Q

- - - . -

-Stroom

/Comp

o

nenten

staat

•

53

M

Cl.

0 0.0'11 7, ? ~ 1 0,007 0,061' 0 3,350 383,1

M

Cl

- -~--

-•

.

-•

M

M

Q

0.

""

OJ --~ - - - --- - - -

-•

I , ~

•

29

•

Apparaat No: C2 C5 C7

ethyleen benzeen aromaten

Benaming,

•

type compressor compressor comDre ssor

gasvoroige aromaten

te verpompen _{ethyleen benz<=en vOëdings}

•

medium quenchstroom ST,room

Capaciteit in kg/s kg/s kg/s t/d of kg/s* 0,922 0,219 8,078

•

Dichtheid

1,56

1,60 kg/m

3

1,15 in Zuig-/persdruk Pa Pa Pa in bar(abs.of 1/18 1/18 1/18 eff.

*)

•

temp. in oe _25/225 338/448 338/444

•

in / uit Vermogen in ki.,r 299/342

43,38/4

13

,

4;;

1555/1738 theor./ prakt. Speciaal te ge " bruikenmat

•

aantal serie/parallel

•

•

*

aangeven wat bedoeld wornt

•

•

₃₀

~RR~~~!~~~~~~!_~~~~_~~~~~~~~~~~~~~~~~_!~~~~~~~~

•

Apparaat No: Hl H3 H4 H6 H6a

Benaming, ethyleen ethyleen benzeen warmte koeler

•

type verwarmer lucht verwarmer wisselaa:r;

koeler

Hedium

reactor reactor

pijpen-/ ethyleen/ ethyleen/ benzeen/ pro~uct/ product/

mantelzijde stoom lucht stoom voea.ing voeding

Capaciteit, uitgewisselde 49,0 329,7 187,0 6497,0 850,0

•

warmte in kW. , Warmtewisselend r _{2 0,7 4,4} 831 ₁₈₉ oppevl. in m

•

Aantal

pa~äI:iêi

_{1 1 1} 1 1 /"\ Abs. of eff.

*

e

(

,

I Pa Pa Pa Pa druk in bar

-pijpen-

_/

_18/40 .. _{18/1 1/40 18/1 18/1,7} ,

•

mantelzijde temp. in / uit in oe pijpzijde _{224/417 224/25 2')/338 355/150 150/92} mantelzijde 74/338

•

Speciaal te ge-bruikenma t~· J.

•

•

•

*

aaneeven wat bedoeld wordt