Productie van synthesegas voor methanolsynthese m.b.v. Dow-steenkoolvergasser

·~i·

TU Delft

₂₇₅₀

Technische Universiteit Delft

Verslag behorende

bij het fabrieksvoorontwerp

van

. ,

-,"

B. Brocades Zaalberg

J C JongeJ een

onderwerp:

'lt":

Product ie van syntbesegas

voor

.

metbaRolsyRUlil&iI

mQlt

Dow

steen-\

koolvergasser

B. Brocades Zaalberg, Plaats 11a

2513 AD

Den Haag

J.

C. Jongeleen, Oude Delft 35

2611 BB

Delft

opdrachtdatum:

februari

188

<-( ( ( ( ( ( (

c

n

c

SAMENVATTING

\ I i ") '~'I" .) l', -(;. ... In dit fabrieksvoorontwerp wordt de produktie van 283 kton "":y'nthF!SI'?gë:'!:;' per' j ë.~ë:~I~ be~.chlr·even door \ler·gë:\!::;~::.:i. nq \/an ,.Y6(> t.on steenkolen per dag. Het syntheseqas is zodanig van samenstelling, dat het geschikt is voor met.hanolsynthese. Bovendien wordt dit op een druk van 80 bar aangeleverd, zodat het gas niet verder gecomprimeerd hoeft te worden. Als nevenprodukten ontstaan hoge druk stoom, midden druk stoom en waterstofsulfide.

Als grondstoffen en water gebruikt.

worden zuurstof, steenkolen [Illinois nr.

6J Het steenkool en water wordt. samen tot een

verpompbare slurry gemaakt vergast op een druk van hoeveelheden in te brengen trap bedraagt ongeveer 2,5:1. bedraagt 1500

oe

en die van de

en in een Dow tweetraps-vergasser 80 bar. De verhouding tussen de slurry's in de eerst.e en de tweede De temperatuur in de eerste trap tweede trap 1000 ~e.

Na een batterij van cyclonen wordt de temperatuur van het gas teruggebracht via een tegenstroom principe met. behulp van waste-heat boilers tot 250

oe,

waarna de samenstelling van het syntheseqas geshift wordt met water als limiterende factor. Dit qebeurt In een zwavelbestendige shift reactor, Raw Gas shift,

waarna het synthesegas, met behulp van

tegenstrooms-wartmewisselaars gekoeld tot 65

=e,

een venturi-scrubber wordt ingeleid. De onomgezette kooideeitjes uit de cyclonenbatterij en venturi-scrubber worden weer in het slurrymengvat teruggevoerd.

De dan nog aanwezige overbodige middel van het rectisol-procesCO

öe

uiteindelijke productgas verwijderd

gevDt:~r"d .

CÜ2 en

en 80 en

n<.,al'-De van de vergasser afkomstige slak wegenbouw- en cementindustrie.

H:;;~S ~'ior-den door" bal"] ui t. r'let f?en C 1 i~Ll ~:.p 1 ë.~n t

een jaarlijks gedisconteerde d E~ tot ,",:I. e investeringen genomen.

van het geproduceerde synthesegas komt daarmee

+:1..

7:;::~5?"--'- r)el~ ton. De tot2de irïv(·?stE~i~inqt,:n

bedragen 348 miljoen gulden.

1

op een bedrag van voor de fabriek

....-( ( ( ( ( ( (

CONCLUSIE EN AANBEVELINGEN

Het blijkt mogelijk te zijn met de Dow-steenkoolvergasser

een kool-conversie van 96% te halen. De procesapparaten kunnen

door de hoge druk waarbij gewerkt wordt bij dezelfde capaciteit

kleiner dan de originele Dow-vergasser uitgevoerd worden. De hoge dF-uk 1 E'vert bovencji en al s di F-f:?c::t voordE'el dè:tt t--,et s-/nthE's-egE\S op een druk geschikt voor methanol synthese wordt aangeleverd.

Deze vergassingsinstallatie kan vanwege hoge transportkosten van kolen het best in de buurt van het steenkolenwingebied worden

geplaatst. Het zou voorts wenselijk zijn ook de

zuurstof-fabricage, afvalwaterzuiveringsinstallatie en Clausplant in de

naaste omgeving gesitueerd te hebben. Een vereiste is natuurlijk

dat de methanol fabriek naast deze fabriek geplaatst is, aangezien

anders het. voordeel van het op hoge druk aangeleverde synthesegas

ver 1 c<I--en gaat.

De netto stoomopbrengst die bij deze fabriek

anders dan te worden verkocht, gebruikt kunnen

ont ~;,-t ë~ë:\-t :~ ou i"lorden

\.'ocn-ni r",t e::-: t. E'lr _n (-? 1 E'e: t r i C i t ei t s-c,!:::q",'E'k kin CJ , z od at dez e E'nen;1 i E'br on _

betrokken hoeft te worden.

De berekeningen, welke met. behulp van het. computerprogramma

Process zijn gedaan, zijn niet in overeenstemming met. de waarden

-

-ver~:xE'gen ui t. (~i gen berE!f::enlr-,qen.. Di t is gec:leel tE,1 ijk te /\

verklë:,ren uit - !-1et verschil in de gebruiktE!

toestdnds----vergelijkingen en de verschillend gekozen stdndaardtoestand.

De fabriek zal ook geschikt zijn voor andere kolensoorten en na aanpassingen in

Indien de

investeringen 18%

de toevoerapparatuur ook voor olie en aardgas.

jaarlijkse gedisconteerde winst op de

dient te bedragen, zal de kostprijs van het

geleverde synthesegas ./: 1

1.1. 725,-- per ton moeten zijn.

De door Dow gesuggereerde

met betrekking tot de vergassing

aardig te kloppen~ maar dient

~"iOlr cl f:?r-, • De

aantrekkelijke energiehuishouding

In twee trdppen lijkt. in theorie

1n praktijk zeker nagegaan te

fabriek zouden nogmaals

gedaan moeten worden om na te gaan, waar het preciese verschil

tU~::-~:-F:n dE' (,'J ë'\ al'- dE'n \/er kr egen ui t_ hE't c Dmpu-tE,y--pr oqy- ammë:, F'F-DCP!::-S- en

uit eigen berekeningen vandaan komt ..

De warmtebalansen voor de behandeling van de slak zouden

moeten worden bekeken, hetgeen voor ons niet mogelijk was ln

verband met het ontbreken van gegevens over de slak.

In verband met de methanolverliezen in de rectisolsectie zou

de invloed hiervan op de economie van de fabriek kunnen worden

bekl-:::kf:?n. Df.? c:jf:::hf:?le S-l?ct:ie :;:ou hO\/(-?ndiF~r", :i_n Vt"'I'-g<:?I:i. jkinlJ kunnf.?n

worden qesteld met andere gaszuiveringsinstallaties, waarbij op

grond van economie en het behouden van de hoge druk een keuze

( ( ( ( ( ( ( '(

c

c

INHOUDSOPGAVE

SAMENVATTING

.

CONCLUSIE EN AANBEVELINGEN

(;S;:!.}!::: .. ,Lt,.J .. '::; .. L(~~.§·. {j a ut~'::~~!'~.LLr).g.f:.::.r.:I.

INHOUDSOPGAVE

INLEIDING

UITGANGSPUNTEN VOOR HET FABRIEKSVOORONTWERP

Qn t;~~:i.t~.r:.P"\,,t..i..J,.q . .9.!..l.g_§'Q .. L,,\I.J.t.~?[!.. Y~Iê

.. tl

..

t.9.h ..

~~:Lg.2.~§.r:~~~.~;.t..f;:.D.

çQr-.X=

..

(?..:~_;~..f2.

PROCESBESCHRIJVING

.

PROCESAPPARATEN

r;,">.f-~ .. _~~;:t_I?!.:::.r!

..

f::.gP.:!,._·~f.: .. ~.c.q .. i:"l . .?..S':·.f::'::: ..

ç:t.:ç

..

J..gr.U=;:.i:::~ ri~!

...

(~

.

.

S!..~~

....

_.~·tlj ..

:Lt.

.

' ... ~~:?nt~,\t.-::'.L:~::.?~.T.~:\J;ltjf.!r:. t:~~c::.t.L§qJ_. PlbSDt-pt i c'koJ. Dm T 17 en

'r

1 B Desorptiekolom T29 en T30 Vloeistof-gas scheiders V24 en ~J ..

S!.r.=.!:n..t

..

!?Y~.:t ... ~i:.~c.q .. :L. ... ë.,'1.~".r.: .. ~? .. F' QHIPE.:I::I.

MASSA- EN WARMTEBALANSEN .

KOSTENBEREKENING EN ECONOMISCH CRITERIUM

F~.r..!::~.\L\::\LJ;.;U~J:q~::::t:ç:LI.(:?I~I ... (;!.pç'.cX?CI.Q.~:~.:t:.~~r.::l.

LI::-!.::(§'~.~?t

.. f:f!.t.:

.·_tCI.~.lt:":f.~:.. •

I .. [I.:~~: .. ~"'!_~::;J_É?.r_~ .. ;i..!~I.!].qr~j ... :~~:.(;?J_(~l .. ~?r) .. S"~ ... yJ.~c.l_~?i:;;'.IJ ..

I J'--,.r

\i"':':"O 11

~;J.f.).~;!.q:~.C . .t:!.~~.;~.~:-:.i:.ç~I .. ~.:~:.L: .. ~:.:~.~~:.:t.S~1.r.},".'L ... ~~1 .. :L .. r).~~J:· ..

ti

..

§;~t~ .. ~:::~t~.~;:J:)j· ... C~.Çl_._f:~:.n ... J;~~:~!}

..

t.t·.J:::\.J ... _ .... r.:.:~.t}.~;:~.t~

..

~l~:~.

Onderhoudskosten .

Winst- en Capital Charge-berekening

l.".Q.qC~.b.5::, . .':.?:.l;.f?:.D ..

L

I TERATUUf:;:L I

J

ST

BIJL.AGE

!:.~:!~'?:?I:.} .. \i~i..ÇJ:I.J:.::;'.t::,.ql.:::.t~.f:: .. i·~.CI.i .. r::i .. q.f::.!.~ ... y.pq.r.::' ... (;lç: ... :~::.(~.r.::.(J.:~ .. ~?'?.~?.!.~~ ..

f.~.§'.LE,:::Lç' n i n Cl c, r·I .. _.~i\~~;\.r' ... _~J~::::.J:~f!.(;;:~_Lt;'~:.9).

1. 4 7' "7 ... 9 14 :1.4 1 ::'j 15 1 :='5 lb 16 liJ j . I ... "~'I:::: "._'\ .. ) ::~;6 :::;6

( ( ( ( (

c

Al ~::,i nds tus.~::.enplr·odukt . meE,~:.t: (-,lorden s.teer·, kODI vJt:,::,rd (:"?n 1 ucht .. r':'=<7?n

INLEIDING

lanq i s bel i:"ngr· ijk chemisch

De grondstoffen die voor de produktie daarvan het

gebruikt zijn steenkool, aardgas en olie. De

daartoe in gepakt bed reactoren vergast met stoom nadeel van deze gepakt bed reactoren is dat bij de

vergassing nogal wat teerachtiqe produkten ontstaan. Deze

teerachtige produkten zijn meestal ongewenst, omdat zij de

verdere verwerking van het synthesegas bemoeilijken. (Dv. Lurgi,

Foster Wheeler

&

Stoic).

Voor het produceren van synthesegas worden nu steeds vaker andere apparaten gebruikt in plaats van gepakt bed reactoren. Als

steenkool als grondstof gebruikt wordt zijn de belangrijkste

alternatieven vergassing in een fluide bed of in een entrained

bed reactor. Het fluide bed heeft als voordelen een goede

warmteoverdracht, weinig teervorming en de mogelijkheid tot het

toevoegen van vaste adsorbentia voor het zuiveren van het gas.

Fluide bed reactoren worden echter nog niet op commercièle schaal toegepast, in tegenstelling tot entrained bed reactoren (Texaco

&

Dow). Deze reactoren, waarin het steenkool in een stofwolk wordt vergast hebben het voordeel dat het as de reactor in gesmolten toes·t and ver-]. ç\at ~, i-,Ië~al~ doo!·- hf?t. Ell ".s q I ,"::IS·i!.~C

r·j

ti q (? i:: or-r-i;:? 1. S ",jOI~ d t

opgevangen. hetgeen de verwerking vergemakkelijkt. Bovendien kan

bijna elke steenkool soort in deze reactoren vergast worden en

wordt het steenkool zeer snel omgezet, zodat het mDgelijk wordt om grote capaciteiten te halen.

Als nadelen van de entrained bed reactoren kunnen worden

genoemd de afzetting van slak in de reactor, een vrij slechte

','I -r-rr ·t e c" oe;:, .... d ... · _. _ .. 1-. t· .::j r·· {.j e ,.,. -:. C:j C:.] ,,:;, LI r-J. rl q ·'1 -:: n c·, .... c' rl· (1 f.:j ." r.,·,·t t E' r.:. t e· PI·:· ':. o·_~O' ~l - - c:-

-

e;"

\ ~ d J " ~M J • I r.:\ \_ I i . L I .. 'tM t.;;. NO ..• \... . _. _ d ._ I J I ::J .•. ~. \:.. __ __ Ir. u 1..._ I

van de grote problemen bij gebruik van de entrained bed reactor

is het transport van de fijngemalen steenkool naar de brander.

Bij het Shell-Koppers proces wordt gebruik gemaakt van

pneumatisch transport, wat zeer hoge eisen stelt aan het

mechaniek. Bij het Texaco- en het Dow-proces wordt dit probleem

c) n dE·:: r" \/ è:'{ n (1 El rMl cJ c:. c) ,I" ~:;.1 UI'-I'-y t pen.':'! k E"n .

( ( ( ( ( ( ( ( ( (

c

(

UITGANGSPUNTEN

V

OOR HET FABRIEKSVOORONTWERP

\/ DC)!'- dit. fabrieksvoorontwerp i s uitgegaan van de produktie

van synthesegas door middel van steenkoolvergassing in de Dow

steenkoul vergasser bij een druk van 80 bar. Het synthesegas

dient zodanig van samenstelling t e zijn~ dat het geschikt i s om methr.H-lol tE' synthet i ,:::·et-·en. Di t betekent to!en mol ë:\il'-e vto.'rhoudi ng

tussen waterstof aan de ene kant en koolmonoxide en kooldioxide

aan de andere kant die er als volgt uit ziet H2 /L3COz +2CO] ~1.

Tab e 1. 5":!. '~l.Q~LC.!2..~ .. ~~ . .LC.JÉT·I._._.§j::L~i~E~i~.~ .. i~.!l.!.QL~::~t..s:: .. LU_[L<;;LJ!1 .. ~~.:~t~.êL!l2J.'2~:/J.::!_ttlf~.~?.§..

.:

r:~~

..

a f.::.t.tjJ::.9.§:~.9..€.Y§:?T!..~:. :>

1

- .--.-.... - - . - - - . - - - . -.. --.. -..

-.---.--.-.--1'-·---···

·

---·---·-1

I

SF:I

I

SF?"i I

I synqas (mol%) I synqas (mol%)

I

~._.---.---

. .-

---.-

.. -.-

...

----.-.----f---.----.:--..

--.-.---j 11I HC:02 69.79 1 1 74.33 1 I 17.03 13.78

I

CC:L~ 9. :.:;; 1

I

8.6<:/

I

!

CH..,. :':;'.6t!

I

3.12

I

~.1:;;~ -

-

----.---.~~~:---.-.-.---l.---

..

_~~~~~

____

. ____

. ____

.

_~

I

H2 / 1. • 1. ::~;

I

1 • ~:;El

I

L

[3~~~~

:I:~CC~~

_ _ . ____ ... _ ... _ .. ___________

J _____ ._. _______

. __

. ____ .

____

. ___

J

De +abr-iek i~; ont.l-'.lc:Oj'"·peïl \/oor- 0?en om7.:t:O?t.t.ing vc:.n ± 960 ton kolen per- dag en voor 8000 bedrijfsur-en per jaar, dat bet.ekent dus een jaarlijkse omzett.ing van 319.000 t.on st.eenkool en een

jë\ar-liJk,,:,e plr'odukti0? \/an 1.90.500 ton koolmono::-::i.de t:;:-n ::;4.100 ton

\.'latE'I'''St.of. {ü~, {}j'"·onc:l€,.tu+ \>Jol'-'dt ~.teenkoDl ~";ODj'"·t. 111 i [HTs;. nr-. b

aangenomen. Dit i s weliswaar niet de gemakkelijkste kolensoort, aangeZIen het as-en zwavelgehalt.e t.en opzichte van andere kolensoorten r e l a t i e f vrij huog i s , maar heeft als voordeel dat het ont.werp met ande~e kolensoort.en weInIg problemen zal

upleve~en. Bovendien i s er over deze kool r e l a t i e f veel in de

literatuur bekend. ri~bel

r

e

~-~~-~le-;'~~:"'--r-; oe~::~E~ ~';~~:~~'~-:~""""l!

I I .; q el-'i ';'~) I I .. , i 1-·_··-_··_---_·· __

··-+--_· ..

__

....

__

·_-_ .. _

..

_·_

·

_ ..

_·1

I

L

I

68.70

I

!

H

!

4. UO

!

I Ct 1 (ji Ol 6() t

i

~

I~;

:

~:~:

I

as I 1:2.00

I

I I '-_ _ . ____ ._ .. _ .. _ .... _ ... _L .. __ . __ . ____ ... ___ .. __ ... _._. __ . __ ... .1

( ( ( ( ( ( (

c

(

gebruikte zuurstof verwaarloosd kan de r.:<I,oocE~~:odrul:: v,::.:\n HO bë:Woo '::\ë\nç:iE?l F\let-d

het argon gehalte van het

worden en dat de zuurstof op

~·iOroo d t. .

De luchtverontreiniging moet vallen binnen de wettelijk

gestelde normen die ter plaatse van de bouw van de fabriek

gelden. Dit zal geschieden door het H2 S-rijke gas dat b I J het

proces vrijkomt te verwerken in een Claus-plant. Het afvalwater

zal ~'Iat s;:o.::\men!:,"ot.elJ.ing bettoe+t niet. veel afyJiji::(:::n Vë:'1n i':\ndE'I'O(;!

vergassingsinstallaties en moet naar een

afvalwaterzuiverings-installatie gevoerd worden alvorens het geloosd kan worden. Het

overgrote deel van de fysische constanten die gebruikt zijn bij dit fabrieksvoorontwerp komen uit het computerprogramma Process.

Voor beter begrip zijn de belangrijkste fysische constanten in

( ( ( ( ( ( (

I

( ( De eigenschappen van stoffen betreffende staan in de volgende

de in dit fabrieksvoorontwerp voorkomende

brandbaarheid~ explosiegevaar en giftigheid

tabel samengevat:

Gezien de brandbaarheid van de meeste ~:.,t.of f en E"n

explosiegrenzen in lucht zal het nodig zijn om een aantal maat.regelen te treffen om de kans op brand of explosies zoveel mogelijk te beperken. Daarbij moet gedacht worden aan een st.rikt rookverbod op het fabrieksterrein, het gebruik van explosie veilige apparat.uur, zoals elektromotoren, verlichting end en een goede aarding van alle apparat.uur en pijpleidingen om oplading

van statische electriciteit te voorkomen.

Om het gevolg van lekkages te beperken zijn

veiligheidskleppen, die bij een plotseling optredend drukverlies

gesloten worden, in het process noodzakelijk. Bovendien moet er

een systeem aanwezig zijn dat waarschuwt als er een te hoge

concentratie van giftige stoffen CO en H2 S is de lucht optreedt.

Omdat ln dit proces wordt gewerkt met stoffen die corrosie

veroorzaken was het ook nodig om uit te zoeken welke materialen

gebruikt moeten worden om corrosie zoveel mogelijk tegen te gaan.

De gegevens die daarvoor nodig zijn komen uit de Corrosionguide.

( ( ( ( ( (

r-.. -.--.---.. -.. ----.. -.

..

. ---...

.

..

-

.--.r--...

---·---····-··--T···-·-···--···--·--·-····--···-···-·T--·---·-·-·-·-·-··----·f--··-·--··---,---'-'--'-1 1~3to+ I ('~lumir"i:Î.um i I<Dper- I I,Jz(:?r- I ~3tiÖ\C::il I F~:')bl

I

_I

! !

_{I I}

I

_I

!

_I

I

_I

I

_I

!

H2E~ '.' met. \>"I,::ÜE'r-

I

I " "

I

+

I

+

I

I

L~-~~.~I

P :J

_~_;:_:~:~=_:~~!~

....

_:.:~.::::

....

_~.--

..

-

.. ---.. -.. _. ___ ._ ..

+ .. _

.

_._. __ .

______

.

.. __

~----

.

.

----.-.--}-.

.

.

---~.--

....

-.---l

I

~~~~/:

.

~ ~!e~;,~~~=:~.~I~

<:~c

I

In

!

+

I

+

I

I

I

!

..

~~-.:.~-I

.

J

'~~~~-~~-::..--.--=·~--I-.-

.

--

..

---.-.-.---i--.-... ---... -.---..

--t---.-+

.

----

+_._._.

__ .. _

..

___

!

I StDom, '---480 '-"'e

I

I

I

I

I

I

1---··_-_··_··· __

·_---+--_···_----_·_·_--_· ..

-.-.-t--.. ----.----.---l---.---f--- -1---·-··-1

I I I I I I I

l.

St

C~~)

m ,

_=:~7

OÎ~.~~:~.~_._

....

J ___ . ______

..

_.

____

.

_

.

.

__

._L __

.

___

.

__ ._. __ .. ___ . _____

L _____

L.

+

..L

___

--=_J

zeer- weinig CDr-r-os:Î.e

m: matige cor-r-osie

( <. ( ( ( ( ( ( (

PROCES8ESCHRIJVING

De steenkool wordt samen met water in de kogelmolen Mi vermalen.

De steenkool slurry die in de kogelmolen ontstaat wordt naar voorraadvat V2 gevoerd. Samen met de recyclestrooom uit de continue indikker V5 wordt in dit voorraadvat het watergehalte van de slurry

constant gemeten om te bepalen of de ingaande waterstroom al dan niet

moet worden aangepast. Dit geschiedt met behulp van een rotatie viscometel'-. (zie lit" :20) De steenkoolslul~r-y \,oJonjt var'luit h(~t

voorraadvat met slurrypomp P3 naar de vergasser [R7 en RB (N.B.: de

verqasser is een Dow tweetrapsvergasser)] verpompt met een druk van

BO

bar. De verhouding tussen de hoeveelheid slurry die naar R7 en de

hoeveelheid die naar RB verpompt wordt, is ongeveer 1:2,5 (zie 81.2).

De zuurstof, die op 80 bar aangeleverd wordt, wordt samengevoegd met de hoeveelheid slurry voor de eerste trap (R8) en vergast op 1500 °C. Het gas dat de eerste trap verlaat wordt in de tweede trap nogmaals vergast met de hoeveelheid slurry dat de reactor bij R7 bi nnE-nkomt.

Het synthesegas, nu het haar evenwichtssamenstelling heeft

bereikt, verlaat de reactor op 1000 =C en wordt vervolqens naar V1J~

parallelle cyclonen M4 gevoerd, waar het van de grootste deeltjes

(onomgezette char) wordt afgescheiden. Met behulp van de waterstroom

afkomstig uit de Venturi-scrubber M23 wordt de cycloon schoon gEs.poeld E-n df:? "\/uilE-1" 1t,1ë:\t.elrs.tr·Dc.m ~'Jordt nai::\r' dE- c:ontinuQ indiki-::!;?r ')~:j

Çlf?vof21'-d. Hi et- \<'iordt de "vuil e" ItJi::'\tf:::-r-str-oom i nqE"2di kt (en t:eruggevoel--d naar voorraadvat V2. De schone waterstroom die uit de indikker verkregen wordt, wordt met behulp van pomp Pb teruggepompt op 80 bar naar de venturi-scrubber.

In het onderste gedeelte van de vergasser wordt de gesmolten

slak opgevangen in een waterbad. De gestolde slak wordt via

locl·::hoppt:::lr ',)9, ItJi::\alr clE- or'uk ~·!ordt. d+qE!lè::"\t.en to·t 1 bar. nd.::\r filtE?r'

MlO qevoerd. Op het filter worden nagenoeg alle cleeltjes opgevangen en afgevoerd. Het wat.er wordt micldels pomp P13 weer gevoerd naar het

wat.erbad, nadat via een warmtewisselaar het water weer gekoeld is tot.

:!:: ~~:; () Cl C: ..

Het synthesegas dat uit de cyclonen komt, wordt nu middels

waste-heat boilers, H11,H14 en Hlb, afgekoeld tot een temperatuur van

250 =C. De waste-heat boilers lH16

=

econimizer, H14 = evapDrator en

Hl1 - superheaterJ produceren hoge druk, oververhitte stoom van 100

Nu het. synt.hesegas een temperat.uur van :250 =C heeft, is het qeschikt om in Raw Gas shiftreactor R19 geshift te worden met water als limit.erende factor. Na de shiftreac:tor, het synthesegas heeft. dan

een temperdtuur van ± 4:20 °C, wordt het gas weer afgekoeld met behulp

van waste-heat boilers, H22, H27 en H31, tot een temperatuur van 125

e

,

c.

rilet deze boi 3. el'-f:'· [H::~;l ::::: E:con:i mi zer, H2)' ::"- E."v.::\r~)ot-·ë:\tor E-n j···e::? :::::

superheater] wordt oververhitte, midden druk stoom gemaakt van 15 bar

( ( ( ( ( ( ( ( '

Het syntheseqas wordt nu verder afgekoeld tot 65

oe

met een

tegenstrooms-warmtewisselaar H21 teqen het uiteindelijke productgas

dat hierdoor op een temperatuur van 90

oe

gebracht wordt~ waarna het

gas, dat nog veel vliegas en onomgezette kooldeeltjes bevat, in de venturi-scrubber M23 uitqewassen wordt.

Het water wordt daarbij

tegenstroom door de scrubber

door het gas tot ongeveer 42

eerder vermeld, gebruikt om de

ten opzichte van de synthesgasstroom in

gevoerd. Het water dat in de scrubber

oe

wordt opgewarmd, wordt, zoals reeds

cyclonen schoon te spoelen.

Het synthesgas dat uit de scrubber komt wordt verder gekoeld

naar 12 ~C in de warmtewisselaar H20 tegen een methanol stroom van

-9

=C uit de rectisolsectie. Hierna wordt het gas verder gekoeld naar 2

=C in koeler Hl5 met als koelmiddel verdampend CO2 • Het water dat daarbij condenseert wordt afgetapt.

Het gel(oelde synthesegas wordt nu in kolom TiB de eerste stap van de rectisol ingeleid~ alwaar het gestript wordt van alle H2 S en een deel van de CO2 door een methanol stroom van 0 °C. De beladen methanol- stroom wordt nu naar de eerste trap van de desorptiekolom

T30 gevoerd, waar het tot 1 bar wordt teruggebracht en de

oververzadigde hoeveelheid CO2 en H2 S kwijt raakt. Deze stroom van CO2 en H2 S wordt naar een Claus-plant afgevoerd. Door de drukaflaat van 80 bar naar 1 bar daalt de temperatuur van 0 °C naar -24 °C. Deze koude stroom wordt gebruikt om de eerste trap van de absorptiekolom op een temperatuur van 0 °C te houden. Via de vloeistof-gas scheider V26, vanwaar ook een H2 S- en COz-stroom naar een Claus-plant gevoerd wordt, en pomp P28 wordt weer de methanol stroom van 0 °C verkregen, waarmee het synthesegas in de eerste trap gestript wordt.

Het synthesegas wordt in de twee trap van de absorptiekolom Ti7

ontdaan van die hoeveelheid CO2 , zodanig dat het synthesegas de

gewenste samenstelling voor methanol synthese heeft. De tweede methanol stroom doorloopt eenzelfde weg als de eerste methanolstroom, via een desorptiekolom T29 (tweede trap) ~ uitwisseling in de

absorptiekolom T17 (tweede trap), een vloeistof-gas scheider V24 en

pomp P25, met dien verstande dat tussen V24 en de uitwisseling met

Ti7 nog een warmtewisselaar H20 geplaatst is, die zorgt dat

methanol stroom op 0 ~C de vloeistof-gas scheider V24 binnenkomt.

De CO2 -spuistroom die vloeistof-gas scheider V24 en (tweede trap)

desorptiekolom T29 verlaat kan worden gebruikt als refrigerant in koeler Hl5.

Het synthesegas dat de tweede verlaat op 0

ae

wordt middels de al

trap

eerder H21 op een temperatuur van 90 =C gebracht.

10

van de absorptiekolom Tl7 voornoemde warmtewisselaar

( (

r---

...

--.-... -

..

-

..

--

..

-

.. -

..

TI.-... ---.---.... --.. -·~··:~-· .. ···--:~··-.... ····-·· .. _·--···--· ..

··

-·-·

·r··-

··

.... -..

·-·~-~~·~·-;~~-.~---·-·---._

... -..

--..

-l!

I

mei /"

I

k t d f ; / Jó<::ü ·---·-··-·--··----· .. ·----·4-·--··-··-· .. -·---··· .... -.. · .. ·· .. ··-·--···-···--···-··---t-··· .. -·---.. ·---·--·· .. - - - -.. ---.-.-... - - - . - - - -.... - -. ..J I I I ! , .. :,. ... 1 -="4 1

I

L~~~~~~=::~-t=::~~:~~~~~:~~==t~=I======~:=1

I [', .. ,

t l·1

I

'-:,t::- -I t

I-..

-.-:'::·:~~

... -.--.---...

.

-

...

I.-.-.----.--...

~-~~

...

··

..

-·---

..

---.·---1 .. --.. --..

---.-.--~-·-

..

~

.. ----.. - - - . - - - . -..

---~

I I I I

l

..

--:~~~-

..

--

... -

.

.

----~--

...

----.-.-~~.~':.-

.... ---.... -.. ___ ...

.

__

._l

..

_

... _._

..

__

..

.

~7

"

:~---

.. --.--..

---J

! , I .~ -7 I t:' I 1

I

I,j....

i

U. I I ~I u L~

I

L.._. _____ ... _____ .. ___ ._ _ .... ___ ._ .. __ ... __ .. __ ... __ ... _ ... _ _ .... __ ..

....L_._. __ .

_________ ._._

..

..

________

--....J ( ( ( ( ( ( (

( ( ( ( ( (

c

( Cl

In dE'.? ~=.tF:cnkDc.). vergr:~~=.~".pr·· \.\Ior-dt c:if~· ~=.tf.;:{-?rd·::ool ~<l t.H·TY m€'.?t hehul p ·' .... ;:;\n een zuurstofstroom bij hoge temperaturen omgezet naar synthesegas. Volgens Dow is de twee-traps vergasser economisch zeer gunstig, omdat oe warmte die vrijkomt in de eerste trap omgezet wordt in chemische energle. Met andere woorden houden de exotherme reacties de endotherme reacties op gang. Voorts wordt gewerkt bij een druk van 80

bar~ omdat dit, mede dankzij de korte verblijf tijden die nodig zijn

door de hoge temperaturen waarmee gewerkt wordt, kleinere apparatuur met zich meebrengt, wat economlsch gunstig is. Bovendien is Low pressure methanol synthese

bar, zodat het synthesegas

(N.B.:

Het is economischer

brengen dan een gas.)

E·{·:~n Plr+O{: E'~;

.:'11 op dl'.? E?E2n !=d urr-y

met een minimale iuiste druk wordt op een druk van Bij deze vergassing treden de volgende reacties op:

Tengevolge van oxidatie van kool

.+-CD

-I-C I (J:;~ ~ ~ CU:;~ .t /' ~':~ (J:;.~ < ia C::CI~ CU:;.~ ~ ~ ~'2CU

Tengevolge van oxidatie van kool door stoom: i'" ₊ 21-·bCi

•

[:C' +

H

2 '-'

,

C +- H:;;~U

"'

•

CU + H:~~ [:IJ +- j-bCt _~ ~ C:::D:.;~ + H:;, ~b:~ --{o. ₁ ,tl ,W",

n··.

-

1"1:;2[1 .:..

..,

Dissociatie en conversie van methaan:

C +.

[: C};;" 'T'

..::. H :.;~

44;:::=:!-

Ci-·!.q.

... , H:2 '!!C!::::=:;.ii

U] ~.~=~~~ \·1:;,0

/i· t"i 7;,~ 4.r:=~.

C:

j"'i 4·

+- CCk,~ -I- CH.q. +. ~,~ H :;,,,U " I, r . ... dr-uk van 60 aë\ngr-21 E·velr·d.

ElO bar- tE'

<F7"i) <F'7.2) <P-7.~~:} (Pi. 4) (F'7 • ~:i

)

(P7'.6J (F7. '7') ( F'7" Hl)

Aangenomen wordt nu dat alle koolstof in de steenkool omgezet wordt. zodat bovenstaande vergelijkingen omgeschreven kunnen worden in twee onafhankelijke evenwichten~

IJ 2CU )'L+ ·i·· _CD:~" ( _F .. ;: i

" )

.

J . ._.

IJ)

C:CJ ::H.q. 'T' 1···I~;~[) ( P "/

.

1 4 )

worden aangezien de vergassing bij hoge temperaturen, 1500 °C en 1000

t.::JC~ '--'

,

pi ë:\i:':\t,~,\/i ndt ti stelling kan nu de 1). massabalansen. warmtebalansen uitgangssamenstelling berekend 12 en de

1 - - -

-(

c

( ,

o

o

') r~

( ( ( ( ( ( (

r

t;,g2-E. .. r.::.~~D_~J).q.t~E!.},._

Fir-st stage gas composition Second stage gas composition

(Volume % dry basis) (Volume % dr-y basis)

I BE~t-f.?k<::"ï"ld i DD\'J i

I

Ber-E,kencj i DOyj

r--·--·--···--+

··

-" ... -

..

--.---

.

-.-- ..

-+

..

--

... -.--... -... -.--...

-.+ ....

---···-··--·-r····---.. --·-·--····-·-·-i-·--·--·-··---···-·-··----·-l

i H2

I

:::;;6 T2

I

I-b

I

::-~;5

I

41

I

!

C O ! 53

I

46

I

CD

I

:y::~ I

I

~:;'Ei

I

! CO:;;~

I

9

I

22

I

C[l:;;~

I

~::::;

\

(

I

21

I

I

~I-L.!

-7

I

L

!

~.}·I

..

~

I

(j;

il."; 0

!

.

~:

.

!

~~._.

__

~._

.... _

..

_____ ..:._' _____

.

______

L

__

~_~

____

._L.~:=_

.. ___

L ___

_

~

..

~_

..

_.

~

_._

... __ l. ____

~~

__ J

Bovenstaande verschillen t ussen de zelf berekende waarden en de

waarden die Dow in de literatuur vermeld zijn voornamelijk te

verklaren met behulp van de volgende feiten:

-Dow gebruikt een andere koolsoort dan degenen die gebruikt i s bij

dit fabrieksvoorontwerp.

-In de berekeningen van dit fabrieksvoor-ontwerp is

gehouden met de opwarming van de slak, aangezien

warmtecapaciteit niet bekent en ook niet te bepalen

elient in df:? pr-ëlk·t i j k dus meer- zuur-stof toe gevoegd

oe

te kr·ijqen. Hielrdool'"· i~=.

geen Irekeni ng hi E?r-van dF!! is. Hier-door-tf.? yJor-den c:<m s;.lë:ig op aan eo:;.~ -Boven di f.·"n vJer-kt. ëlndE'r-e ek·uk. J.500 tE, vel·-·klëlrE",n.

Dow bij een ander-e

een

temperatuur, maar voor-al bij een

Het in de steenkool aanwezige zwavel wordt bij de ver-gassing

omgezet in H2 S en het stikstof komt vrij als N2 • We nemen aan dat de

hoeveelheden COS en NH3 die gevormd worden t e verwaarlozen zijn.

Omtrent de conversiegraad is ook de temperatuur- een belangrijke

+ë:ictOr-. In de eerstE' tl'"·ë\P YJol'"·dt dE' tempel'"· ",\tuur·· bE'paC:Ild door- de as.h--·

fusion temperatuur van de kool soort en komt in dit geval uit op 1500

cC. Dit bE'tekent een vrijwel volledige omzetting ~ 98%). Wij zijn

uitqfC~Cjdi:"r·1 Vi::;" iOn: .. : conv(·?:I'-!:;if?:. In de tYJeE~dt:~ t.I'-dp i·?:?chtf?:!'- ~'!or-d·t in ei!'.? literatuur een conversie aangenomen ca.80%. Wij hebben een

conver-85% verondersteld vanwege de hoqe temperatuur, 1000 =C.

1n de tweede trap.

In het onderste deel van de de slak opgevangen

1 n (·:-?:(-?r"j t-",i !:'i ter" 1:1 aC1, ei e ::.:~ CI(] {·::~n è:.i !'~'trfld Ei l! qLtE'n c: h JJ" .DE-:' ~:::.1 ,":;\ k t"'JC)j'-d t I'''i i. €-?I'" bij \/ !"::\ S::-t

E'f""I ki':ln nu s;·.:~men IflE't hf.::t. v!'::It.E?r-· \ / i a een loc!·::hc'ppr.::jr. \<,K)!'··cit::rï ';~+ClG,vc<el'··c:I

naar het filter-. Hier wordt de slak van het water gescheiden en kan

worden verkocht aan de wegenbouw- en cement.industrie.

Aangezien het. synt.hesegas dat de na

verlaat nog onomgezette kool deelt jes bevat, i s het nodig alvorens het

synthesegas te koelen, deze deeltjes a+ t.e vangen. Gekozen i s vuor

een batterij van 'high efficiency' cyclonen, omdat deze tegen de hoge

temperaturen bestand zijn. Een nadeel echter is de relatief lage

doorzet, die met een enkele cycloon gehaald kan worden.

·1 -c

( ( ( (

₍

_~

.-

, ( ( (

c,

eek hElttcj'"'i .J

geschakeldc cyclonen. Vier cyclonen zouden ruim voldoende zijn om de doorzet in dit fabrieksvoorontwerp te bewerkstelligen, maar hier 1 S

gekozen voor vijf cyclonen om de volgende reden: Zodra de cycloon

uitC:.le!:".poeld (,'Ioy-cit. (in dit c]e\/ë<.1 met '.r.ater-) i!:=. r'il'?::·t b E::t [::1'- df=":;::c::.· uit.

operatie te nemen om veiligheidsredenen. Een cycloon, die op dat

moment niet in gebruik was, wordt dan ingeschakeld, zodat de uit te

spoelen cycloon uit produktie genomen kan worden. Op deze manier is

men met een eigenlijk discontinu proces toch in staat het geheel

continu te bedrijven.

Aangezien het synthesegas dat de reactor verlaat nog

juiste samenstelling heeft voor methanol synthese dient

geshift te worden volqens de volgende reactie:

ni E~·t de

het gas

CO + (p7.15)

Er \o"mrdt nu ond"'?I" d i C~ condi t i es ge\o'H?I'- k·t, d';:lt ë,-t.LLg. I-'bb) ui t r',et,

s;,mth(:~s.f.?gi::\s V(21~d~ü jnt. Di t hE'e·ft t\o'lee voordl'?l E·n, namf.-?l i j ~~~éJat er (.leen

\-,,'a'lf:::I'- meE'r- in het. C.~EI~=, i::lë:H"H·H:;:·:;::ig ic::" maëlr \/ooral ook IE"v'ert dit \/eE:l

waterstof op, wat vooral bij de synthese van methanol zeer gewenst

is.

De Raw Gas shift is gekozen, omdat dit een shift reactor i s die

bestand is tegen concentraties H2 S [een kleine hoeveelheid is zelfs

gewenstJ, zodat het hete gas op 80 bar niet eerst schoon gemaakt

dient te worden, wat onnodig energieverlies oplevert. Bij een

conventionele shift-reactor zou de activiteit van de

ijzer-katalysator aanzienlijk teruglopen en uiteindelijk tot nul

gereduceerd worden, zodat het synthese gas eerst schoon gemaakt dient

te worden. Bij de Raw Gas shift is de ijzer katalysator vervangen

door een Kobalt-Molybdeen-katalysator, welke zelfs de hydrogenatie

van onverzadigde koolwaterstoffen, HCN en COS activeert.

\/ëln hf:~t produktqas in H21 tot 65°C worden de vaste

deeltjes in het gas afgescheiden in een Venturi-scrubber.Een venturi-scrubber bestaat uit een nauwe buis. waarin tegelijkertijd met het

gas water wordt geinjecteerd. Het gas wordt samen met de

waterdrup-pels versneld tot een snelheid van ongeveer 100 mIs.

Door de zeer goede menging van het gas en het water worden de

vaste deeltjes door de druppels opgenomen. Het water kan vervolgens

onder de keel uit een opvangvaatje worden afgetapt.

Gekozen is voor een venturi-scrubber omdat hiermee deeltjes tot 0,45

um kunnen worden afgevangen. Een nadeel is de grote hoeveelheid water

die nodig is voor het scrubben. Om dit probleem op te lossen i s de

uitgaande vloeistofstroom van venturiscrubber M23 tevens de

spoel stroom voor de cycloonbatteriJ.Dit is mogelijk omdat de scrubber

nog maar weinig deeltjes hoeft af te vangen, waardoor de uitgaande

\o'Jt:ïtt:2rs~,tr-DDm ma':::il" \.'Jeinig \/ë<stJ:': 5.tof bevi::á,. Bij de ber-ekenir",q van dE'

temperaturen en enthalpie van de stromen in de

gebruik gemaakt van het computerprDgramma Process.

hoeveelheid water, die verdampt en meeqaat in de

hel~ekend .

14

scrubbersectie is

Daarmee kan dan de

( ( ( ( (

r

,

Gekozen is voor ne~ rectisolproces om drie redenen:

... Dit procf:?s is qf:'~s.chikt \iOOr de hOCJE? dlr'ukki,?n \-,li:tElr-bij qev'JE?r-kt. vlOrdt

De fabriek levert synthesegas met een samenstelling geschikt voor de synthese van methanol. Aangezien de fabricage van methanol dan noodzakelijkerwijs in de buurt plaats zal vinden, zullen de kosten VOOF' deze stof gering kunnen zijn.

- Het proces vooF'ziet grotendeels in zijn eigen energievoorziE'ning.

Het. """.cr·lone" gë:I~::.~ ont.dë\ë:-\n v,,:ln ë:llll"" deeJt.jes en ::~onc:IE'r- v'Jë:~t.f2r· (eI:i.t.

i s een meer dan redeJijke aanname), komt de eerste trap van de absorpt.iekolom Ti8 binnen op een temperat.uur van 2 °C. Het. komt. hier in tegenst.room in contact met. een vloeibare met.hanolstroom van 0 °C,

dat de gasstroom st.ript van al het aanwezige H2 S en een deel van het

aanwezige COz . Als gevolg van het vrijkomen van absorpt.iewarmt.e zou

de temperatuur zonder de aanwezige koeling boven de 0

oe

komen te

liggen en dit zou een ongunstig effect hebben op de hoeveeJheid

geabsorbeerde H2 S en CO2 • Hiertoe is dan ook een koelspiraal in de

kolom lngebouwel, waardoor heen een methanolstroom loopt. van -24

oe

afkomstig uit desorptiekolom T30.

Voor het gas dat uit absorptiekolom TIS de tweede trap Tl7

binnen komt geldt een identiek verhaal. De met.hanolstroom, die door

de I::c!el",:.pir-i~ië:d in ëlb~::.OI'·pt.if:?kolom Tij' loc'i=.t is echtE'F' ë.'1fkr.:)m!~tiç,ï u:i.t. desorpt.iekolom T29 en heeft een temperat.uur van -17°C. Het gas dat de Ed::.sor-pt:iekolom bij Tl'? verlaat. is hE':t. uib:::indelijk pr-oduktga~5, al

wordt het nog wel een keer uitgewisseld t.egen de synthese gas stroom in een vroegeF' stadium in warmtewisselaar H21.

De reden dat i s gekozen voor een twee-t.raps absorptiekolom i s dat op deze manier meer specifiek te strippen is. Het. H2 5 wordt nu in

een veel hogere concentF'atie veF'kregen samen met CO2 , maal" in de

volgende stap WOF'dt. alleE'n CO2 verkF'eqen.

c)c(k \J1 t

II bE' 1 ë;"\d E?r'~ IJ rn E?t h anc) 1 s:· t r" Ci()rn

t: ~ .. ~ E' e t. i'" Ei P i::l _f::: n

\..\ i t. Tl EI \.'.i U n ] t

qE!lc!!id

·i.:e

via een drukklep en het bed teruggebF'acht, waardoor de

hEt ql"·Dot.~::.t.e QE:dt"el t(·,:·

dac.11 t. dE'

van I~U de druk van 80 bar naar C]E'absorbeerde hoeveE'lhE'den H2 S

vrijkomen en naar een Clausplant

t.emperatuur van de verzadigde met.hanolstroom tot -24 °C. koudE:

stroom WOF'dt, zoals reeds vermeld, gebF'uikt om door middel van een koelspiraal de temperatuuF' van T18 op 0

ac

te houden. HiE'rdoor wordt

de methanol stroom zelf opgewarmd ook tot een tempeF'atuur van 0 oC.

Via een vloeistof-gas scheider en een pomp wordt de methanol stroom weer TlB ingeleid.

van de df2S',Dl~pt. i E:koJ. Dm op d f2';;'~ f21 ..;: ei F::

fï'lan i 0?1·-. Ook h i el''' \-101'-dt de" bt:21 i::ldf:?n" mE,t h i:tno 1 ~=-t. room tet-Ui::) gebr-,,\c ht 1 n

dF'uk van 80 bar naar 1 bar via een drukklep en het bed. De

tempeF'atuur van de methanol stroom daalt. hierdool" echter tot -17 =C, maal" dit 1 S ruim voldoende om de temperatuuF' in Tl7 op 0 °C te 1·"1 Duden .

( ( ( ( ( ( ( (

c·

(i é

De methanol stroom op -9

ac.

zodat een uitwisseling

met de synthesegasstroom na de scrubber kan plaats vinden in H20. Via

weer een vloeistof-gasscheider en een pomp wordt de methanol stroom

weer op 0

oe

en 80 bar de absorptiekolom Tl7 ingeleid.

Aangezien in de tweede trap van de absorptiekolom alleen een

beladen methanolstroom met CO2 verkregen wordt, bevat de gasstrooln,

in tegenstelling tot de gasstroom die de desorptiekolom T30 verlaat,

r.:\]. 1 E'::E'n [:[1:2 "

De vloeistof-gas evenwichten zijn voor alle vaten berekend met

het COmpL\tE!I~pl"ogl'" ë.immü 11 j:H"OCE'S.S.11 • l'1et. een Level-controll er ~'lordt hf.;:.t:.

niveau van de vloeistof afgeregeld.

Van de warmt.ewisselaars is het. warmtewisselend oppervlak

*

de

totale warmteoverdrachtscoefficient berekend met. behulp van het

computerprogramma Process. Het leek ons geenszlns zinvol, aangezien

de totale warmteoverdrachtscoefficient slechts bij grove benadering

te bepalen is, het warmtewisselend oppervlak te berekenen. F'omnr?n .. _._::..:.:..:.c::. __ ..... _ ..

In het processchema zijn de pompen alleen vün een nummer

voorzien als zij een echt drukverschil moeten overwinnen, anders dan

leidingverliezen of hoogteverschillen. Vanwege de hoge drukken,

waarmee gewerkt wordt, betreft het. hier alleen pistonpompen. De

pompvermogens zijn berekend met de volgende formule:

\.IJt .... V.!:: .... ~~e.

j..I

Wt

=

technische arbeid geleverd door de pomp

V*

=

Volumestroom [m3/s]

P

=

drukverschil [Pa]

~

=

rendement {Onl voor pistonpompen}

De t.emperat.uurstijging pompen is verwaarloosd. -, .' J. C) (2.7.1) wrijvingen in de

c.

( ( ( ( ( (

MASSA- EN

WARMTEBALANSEN

De resultaten van de berekening zijn samengevat in een blokjesschema, waar alleen de totale stromen zijn weergegeven. De opbouw uit componenten van iedere stroom zijn samengevat in een stroom componenten staat. Bij het opstellen van de warmtebalans is gebruik gemaal(t van process en van ideale gasgegevens uit lito 5. De totale warmtestroom bestaat uit de vormingsenthalpie en de warmte-inhoud. Van de kogelmolen tot en met de reactor zijn de warmtestromen bepaald uit de vormingsenthalpie bij 25

oe

en de warmte-inhoud vanaf 25 =C. Vanaf de cyclonen is alles doorgerekend met het computer-programma Process. Hierdoor is een verschil tussen de warmtestromen, door Process berekend en de eigen berekeningen, gekomen. Dit is gedeeltelijk te verklaren uit een verschil in de gebruikte toestandsvergelijl(ing door Process en de ideale gaswet. Process maakt namelijk gebruik van de Soave Redlich Kwong-vergelijl(ing. Bovendien berekent Proces de warmte-inhoud van vloeistoffen ten opzichte van 0 °C en de warmte-inhoud van gassen ten opzichte van 0 K. Voorts wordt de vormingsenthalpie bij 25°C genomen. f~iertoe is geen correctie op de waarden van Process, noch op de eigen berekeningen aangebracht. De slak-opvang en -verwerl(ing is noch massa- noch warmtebalans bepaald, omdat e>:acte gegevens hierover ontbraken en dit tot beter begrip van het proces niet zou hebben bijgedragen. De verwerking van de H2 S en CO2 in een Clausplant is ook niet in een massa- en

warmtebalans uitgewerkt. Het geringe methanolverlies in de rectisolsectie is verwaarloosd. De warmtebalans over de continue indikker klopt niet. Dit komt doordat het vloeistofoppervlak in direct contact staat met de buitenlucht.

(

IN

_waarts

Voor-

Massa -en

Retour

UIT

Warmtebal ans

M

M

M

Q

M

Q

<

Q

Q

(

11,c1~1..

-

_2ta~JR

i S\elJ\l.{oa\. r

t.

'!>81.1

-~f"jlbb,2. ,.,. ~\tSL

..

r

l\1

( 19,4SS"3

---®

~Ir ( -1018~o

....

11:\ 0, B~4 &> ~ _-"'tbol

Vl,

( lq,2~01.

_{- - -_.®}

-,

-1.ob,,·n.t

(

?

_~ ~,~b~4

~

....

-'!Io':l1'!>,8

(

1'!>.ll'47

_-<l)

,~

-

---1)'"'l"'t~ t ~

slC\.~

b))~tb

_~

--""

_1/~~e~

0

~

c

,It

R8

1~,\i~~1

_{-- -·0}

-15'14?>--L~

"

o

..

r (

~r

I

1~.S'"~&&

_{- -}

--~

/8

-lob,",S1,1. (

-1.4,S'~8~

..

-1.ob'" 'Sl,

1 "

M4

U j~,'1'1.1.0 -1.rlc,V'i3 1.4 ~f,_1 -'1ob~~8.1.

-' 9

~

1.q,·n.'t1.

- -

-

-

-

-

_.

( -t..S'b~S'L

'Is-

_..

( 0, J')'I~

-4"cl

~\u..t\~

•

-

.

18,''1133

-?.Y 30b1

_'3

..

\U~. \\00 ... _{--'" t\} ~l,2.~J6' r

~11

(

-l'5'O~!2.j-'-1.0;11

8

S' ')5"

0

1

1 ,0

14,

)0'1-

_--@

_--;

®

4,:)1.1.~,o 'j 10i

118,

2~'JH,1. (

"14

( 1.4,'~ot1 ~

®

--@---

J '!I

1

~\4~

1

-1o,~l

ar-1.48~1.~~ (

Hlb

~'-\t.\ ...oco.\.~

10,118s-

~8Jb

•• 2k

--..

2.\4,

~Obl---@

:a.b~2.l.lb

,

C

l

Rl~

, 1't,l~'1

_--@

l.aol.tl)~

I~

( ----~r---~----I

@-(

L--i---t---,

( ( ( ( (

c

c

o

n

1----+----r.'l.il4;-,J~~O~,,~~~

_-®'---!

6~\41.,o "l. '\,

t

.,l _ _ _

-@---L_--+---t.l.;;t4;-.:;:-;"JO~~:îl

_

-@ _ _ _

~

'2. 'Lol, ) S" ""'--..., 'i! , 't 1.1. 0

L---t---t...;;..;;---,

'--...~1'\

-...

:1.1.1.4.8

-'2.4,lobl

_-@----,

11. b'1.)~

-~---~----tV1~41~~~Ot~~~

___

~

____

~.

-'1bl /

1.

(

1.803~

a

31.,4

15

c.o].

-@

( ( I (

c

'

.... c.~

-

r S~

---

1/8o~~

Hl5

~,b~1.4 ~-

.

.

~l'fl.a,~

..

_3'1

_ I -~.+~()

l

rrt8

~~~11~)~

-

...-_ ... - - I ..

~---..J-®

..

r---_---l 0,

lbbs- CO~.r---4---

I.-1

~03,S>

f

-rr--~".J--@

~'''''ro}-1_-_1~G~eLl

.•

~;~

_ _

~

___ _

<-( ( ( ( ( ( ( (

-Lfl}~~~l

~J150l -- ~1 -18~S

~

Massa in kg/s

Warmte in kW

..

_or

Vu,

'4~ -- ~,b'l1..4

-'1'J1.8,q

I

..

_..

_\'J.

_o,u8'!t

L01.+~C:;

Totaal

•

42)

11'31

-Fabri eks voorontwerp

No:

21

50

-'

V-.o

\~'"" l.~o.\l.J\

N<J.

0,,-t..ho.n.

Totaal:

Apparaatstroom

, Componenten

Ut)\t1"-~tJ\

Ca

CD.

1-1.,

I-f"(,,

C\4""

Af ..

c.h~1. ~lc..c...

Totaal:

M in kg/s

Q

in kW

'-'

,

M

1.1

ol~2..

")'''~lJr

"11/

o

1'U,.

-1.~3/8

b

M

Q

o. ~1..1 'J "I-•

•

O. 'let

..

1.1.

0,8')\48

- ' - \ '" 0

1-'-' '-'

Cl

"11. Ol~7..

-l..bSl'!>,B

i.1..01~1.. ~.\8~1.

_"~'1'"

_1.

1.

~C! 2.1- -~1t')1. 1,~1~e Q.Q§a1- r"\ t. t~at.. C Q

_•

2~2..j

1. )6t1.

-~~1.~,t i.8/~'5"s~

-101.85"0

"1 ~ .1. ~O'1

-1.ob"Çl,

'0

lo,'~"1~

0

M

t

8

~

1.0

çl

M

Q

M

Q

_M

Q

_M

_U

,

1.

B18s-

'3,t.~\41-$'". ~'!.84

2.

.'1.8t\t

'!> k~R I

--1:l,'l...tY

_~

c80

-'>_

'll'

.

r-. ö, ~ql Q,~~ 0, 1.'1~ O .. 2-cila

0,oa"3

_{- -}

_-.

_{_}

---- - -- -

~88.~

1,:~, 11.4}- _{-1~1"~.1~ 5,S~S4 -lo11~,i}

1.".

_~()1

_1.o~~48,1

_'1..188Cj

Stroom /Componenten staat

....,I

A

pparaats~oom

, Componenten

~.--v..

\.11.

(O

rt'""\.

I-I.,~ J..l .. '

rUu

AI!

0 ..

Totaal:

A pparaatst'oom

, Componenten

~\'T\.

ca

LCÀ

1-1.,

J.I,<"

c

\--tll

Af'L

Totaal:

M in kg/s

Q

in

kW

....,'

11

M

Q

10.118<)"

3'5'011,9

10,11

8

'5"

'3~o11..J0

16

M

Q

....,

....,

1l

1'!>

14

1~

M

0.

M

Q

M

U

M

Q

10.rJd~

7..

Pl1

hl

~ bt'l~

:12

,

:z

1~

b Q8

:J~

O,,~::.J~ l') c:.~1 J ,

Q,1~'

1..0,11

8

5'

1

8117.,'1.

t.4,101

4 C)'l. 'l.~ ,0

"J'

17-

la

19

20

~

M

Q

M

Q

M

Q

M

Q

b

_, b12 I 1 3b'l4 1~ol.~

~, cr3..~

i

1~~

.J ,

-4-

4 1-3

o,«j5b

a,

l~'

_._

.. _--- ·---0···· ___ _ _ ....

_---- - -- -' - - - -

14,~c>

1

-tb"

t

1.)ro3~ 1lo1)~

Stroom /Componenten staat

I...--"-' ~\"

...

1 0

ro..

J.ll

H.,'

C

l-tLl

Al ..

Totaal:

-Apparaatsrroom

, Componenten

~tJ\.

CO

rn.

H"

J-I,~

cHu

AJ.,

~.\l.e....~\ I

Totaal:

M

in kg/s

Q

in

kW

,-,'

1on8ç

1.4a11.8

)Jbo8

. lC\ 1..2'l..O 1U.4,~

1.1.,!.~ (., ~ 1.4

b

080

lY I

dJ

~

o,1~O

1 1

_I

H.y

o

l411 ('), Y1l n.c.'37t r. c.<"1 ~ . J M"~/.. " 1\ ~L ~ J _{' .J}

l.o,l}" __

SS- __ _

~_~!1~J§

__ ,

?.

~

J

~o

1-

_'31341,1

1.'1,'J.ll.b

1.11l{J8

2.4J~o1

-btlo ...

1.

1.6

1.7-

28

19

M

Q

M

U

M

Q

M

U

10,1"t3~- !>~

h

_~.bo8

11

2.

Hl.

bb14

,

b

o~o

o c.oo

_~8~~

f')

lf]o

1~~

n l·f'1 '), t') o~j.

o

c.."l-'l , .J

i

ol o. lCl

_...

o. \e..,",

_...

3b)b88

_

...

_--·

_-

-

-

-'LoJI18~-

~~I:, _l~,~Ot

_1.bS-2~)b

_~

_,8'1c:\2...

-'-t 1. lol

4

J';-

31/:;87-

-8340,

t

Stroom /Componenten staat

'wI '-" '-' '-"

_"'"'

v

~

1,~a!),

1/Jb~Cj

M

n

,.;-R

OO'2n _ . ~,yÇ4o

~Jb'!t2..

'-'

,b1.

) ~

è1l1.,y

30

Q

-1.12.a/9

c

,

,

V»

~

I.,..

....;

ApparaatsTroom

~1

~L

33

34

~S-

I

,Componenten

M

Q

M

0.

M

Q

M U M

Q

~

1-1,

0

1~.

2l.10

1o~8

'150lB

1.~1~~,1

I j

-Cr>

co..

(')

'l~bb

t<) b\?l. ...

O~8~C4~'!.'--I

_

---H,-

,~

1-1,<;

L"'I n~t

c

l-tlt

N'l

""~\.

.. _ \ e. _~

_",~c.u~

... _,

c,

LJl.\1

₁

'!>~

b&ib

_{1 - - - 1}

Totaal:

~,t~l.

1.~"~.'5'" 1~/11.t.

10,8

ll,~1.1.

-(;,11'2.,8

_~,~-O~§ _1~1,-")~_11,')6) -101.0.l~

AR.~araatstroom

f

Componenten

~~f.J\.

CO

LO..

1-1,

J.I't-ç

CUlt

AJ'l

~.\\.""-..-.\

Totaal:

M in kg/s

Q

in kW

-lb

M

Q

b

.

bJl4

1lt

38,

118u

DLill, O.Cc~" _~

.

~4\e.b J

2.4,

:!'01

18o'f7,b

-~.,.

38

_3~

₄₀

M

Q

M

Q

M

U

M

Q

lt.S"o~~

1'1]14,1

b

61.4

O.101~

14

&l~

11

'la'1

ol "1

18"

~

b'

Ç). C!). 4:J'\

O.c.n

ol I'l 1.,.("

.

"

_{~ b~i}

~, - - -

_

.. _- - ---- - -

-O,lLR

-1.l.O,b

2.4. lf:>

7-

1.'2.

c)b

J

S'"

4J50~b> lt.~1hJ1.

l4~/~l~

-

~11!>,:t - - . _

-Stroom /Componenten staat

, I

'-.Q

~

...,; ~\~~

ro

CD..,

\t

-H,~

r\-tl..l

IJ"

rt'\" \ \ . . . ....

~\

Totaal:

Apparaatstroom

, Componenten

l~\tJ\

( 0

CD ..

H,,-l-(,-c.

CHu

AJ~

... n~ ... ~\

Totaal:

~----

-M

in kg/s

Q

in kW

...;

h(,1.4

1t4'

~J.3

1 1.~4 n "tl~

o

~Ç1 _..,

_,

" lc.b _~ '1'1, ~o1-

11

sbl

_/l

'16

M

Q

4

_, 4fo~8 ~'i 42. _ol

4

4.f"o38

l4~2.,4 - -- - - --- --- - -I.,; v

h

.6"1U

b~1l1

1lt'M~

(-) "l-r

ao

, ~~QQ i

'»4

1.

.

1.~Lt 041'\

.

0,0'0'-' öt.'5"l f).Ctç-J, J , _., '"

o

u~b

_~~~~

, J Cl .U~'io .J

'2.'-\, ~ol

1..1.

t,

1. J

S""

~J (.~l.

-11 28

_,'j

~,8'i~

-if:,l','1

47

4~

lig

M

Q

_M

_Q

_M

Q

b

~

1...0 :l\.t .~{~~ ~ ,bb~ Q lb~S-

·1~l7t

I 11~u ~'-'~." _, D.O'\(,1. l'l ~~~ , J

o

1c.b

.J ~I~s::!t~ _ ...

_

-. -14,~o1

83't1

~ar1

- - -

--2.

b87.3

0,,

16 7

-lCj

tl1

Stroom /Componenten staat

'-'

....,

'-' '-' '-" 0₇

t!'Y1

l

~12, ~Ml

)1,

s-B7-

-~4~1.

S""ó

M

Q

4 'ro~3

_-l'!t

,

_~

~,fo~~

-1..

1,1-~

c

('t-..

~

\....-....;

Apparaatstroom

, Componenten

CO

LO ...

,.,~-H~<; CHu

IJ ..

~CJ\\..~l"\\

Totaal:

Apparaatstoom

, Componenten

Totaal:

M

in kg/s

Q

in kW

v

-

.

51

M

Q

bb1.U

_,

14

ilg"l.

1. 1!llf ... _4'1'

_,

~

c..-il

J o.\~" J

2.\.f,

'!>0t

48

:\'-\,~

M

Q

"-I

v

..

S"1.

~3

M

0.

M

a

1.D ~ .. '1'l 4~4'l ~ '1 '11J ... ' J . '

o

\"!c:"t\ 10/1~1.1 '"

~

'" 2.

~,

615

1000,9

M

Q

M

Q

..

-S"lf

M

a

:H,821

,

(") '"

~'lJ ., Ct. . \,aÇ"l.4 0

-11,430

-1'36~~

M

U

_

....

_

-M

Q

M

Q

I

I

QJ

~

Stroom /Componenten staat

~EE~~~~=~!!Q~~_!~~~_~!!=~~~~

(

_{Apparaat No:}

Mi

H

y

Hw

H'Z.3 (

Benaming,

_{Ub~~_}

c..

~

t...\

00,",

Q

\\.\(./\..

VO"'\\~_

type

_tv-.o\e..""

C)CJtu..~\'cA-<.

Capaciteit

_1.1,

_{01)1.. ~~\u..}

t~l121. ~\V

&~(S)

_':J

_{,,)~'l\ ~<I\.}

14,'S"~a3

24, ~~1 ~~.~~

Abs.of~

80

~o

1

i

(

druk in bar

temp.

o

0c

~n

_2Ç-

1000

-

_41..

Inhoud in m

3

(

of afmetingen

in m

w

(

aantal

~/parallel

4.

( ( () w

aangeven wat bedoeld wordt

{

Apparatenlijst voor pompen, blowers. komuressoren

---(

Apparaat No:

~~

r-p,

71.~

'"Pl.)

72.c9

I

(

Benaming,

type

SlU.l1.~ ~o~(l

~o~~ ?()~~ '(' 0 f"'\ ( ' ç:>o---~

I

(

te verpompen

c::.\~\J...o..,\

-

tul. ~

C.

G.

~""

"1..

S

medium

~

\.u.,....

"'L ~

Lo:)~eJL

~-\<l\...

~~\\..~

... ol

'-~

rr.

~~c.",o

\ I

Capaciteit in

~of kg/s"

1 'j,

l..~O"l.

1~,'2.'2..'l..

-

'31/320~

~,b'\1..4

(

Dichtheid

~c;-o ~ooo ~oo ('oo

kg/m

3

iooo

in

(

ZUig-/persdruk

in bar(abs.of

Y80

~o

1~

i~

1h'

~

Jo

~Q

(

temp. in

°c

_l~Ä

_~O~

%

0/0

in / uit

2..5"

30

-I

(

Vermo

g

en in kW

~

A

~

qb)~

theor./ prakt.

_2,.:,1.,l.

_'2.1~

_)R

-

_5'33.,5"

k1--Speciaal te

g

e

bruiken mat

aantal

serie

/

parallel

(

*

aan

g

even wat bedoeld wordt

Apparatenlijst voor reaktoren, kolommen, vaten

---(

Apparaat No:

V

L

V5'"

Rt/n.~

\I~

Tq.

Benaming,

c,)b.~~-u..d.~~~czJ'L

'1. \

1..~\l~

-Ll&.

"'0(>(lcJ\.

{hc...~

(;.\.h"'ao'\.~

\:.J....

-type

_~"l~~

'->u....~~U\...

U~'O""

.

(

Abs.of

~

1

1

druk in bar

6'0

b'o/i

aO

oe

Ql:

\000

temp. in

_1S""

₃₀

~B~ \')"00

0

(

Inhoud in m

3

Diam.

in m

( 1 of h

in m

Vulling:

1( (

schotels-aant.

vaste pakking

katalysator-type

(

-

.

,

-

vorm

·

...

·

...

·

...

(

Speciaal te

ge-b:-uiken :nat.

aantal

r

_,

serie/parallel

*

aangeven wat bedoeld wordt

( ( ( ( ( ( ( ( ( (

Apparatenlijst voor reaktoren. kolommen. vaten

---Apparaat No:

Benaming,

type

Abs.of

~

druk in bar

temp. in oe

Inhoud in m

3

Diam.

in m

1

of

h

in m

Vulling:*

schotels-aant.

vaste pakking

katalysator-type

-

" - vorm

~t..

\'\..C...(>

~~ ~o"L(\ ~~

-\/(\,)\ 0"""'.

80

o

Speciaal te

ge-b!."uiken :nat.

aantal

ser

i

e

,l

pa!'allel

~~~ ~t.J) V\.~\\Q~_

v\oei.~\o~

-~~~\u.o.&1. ~~~Ó\~o.~ ~~~cl<J\.

IJ

80

\

:1

1.

4113

,

0

o

*

aangeven wat bedoeld wordt

'«-e..f\

'1. c..

h ..

c ....

r

de.So"t(>\":""

( _{Apparaat No:}

1111

Htl,

H14

Hl~-

~/16

(

Benaming,

Sl4>tJl~c..o.\tJL

Uoe\<2...1..

.

e~~o't.c-\.,,"\....

\'<oü,lA..

_~c..oc"'

0"'"'

\:2. e.~

type

[L02..)

(

Medium

Z

Z

s~

7

pijpen-!

~

mantelzijde

5too('f'\

.

~\u.. S~oo~

COl.

_\.oJa..\V\.

Capaciteit, uitgewisselde

6l.'3:,~8

1388~'3

_LJ

_(1,4

14819/~

warmte in kW. warmtewisselend oppevl. in m 2 Aantal

pa~ält~{

( ( Abs. of~. i ( druk in bar

~

X

%

!;::

Z

pijpen- !

1.00

₁₀₀

10

100

mantelzijde temp. in ! ui t ( 0 1.00D

/Ö73

81:!>

/561-

lZ/z

~Ol/z~D

in

C

-pijpzijde

~l.O/5"35"

_-

~lc> /~:10

-~9 /-3~

~O/Jl0

mantelzijde Speciaal te ge-bruiken mat. (

c

i (

aangeven wat bedoeld wordt

(

Apnaratenli

j

st voor warmtewisselaars, fornuizen

---(

_{Apparaat No:}

I-I

lo

/.-/2.1

}-11k

~11.t

1-/31

(

Benaming,

~~<..-

~",,\c....

-type

_{w"-'>\~\~e.J\..}

_{~~"\~c..c.J\-}

~~~~C\...

e.~ot,c...\01,.. Ieu=>~O""",2 eJL

(

Medium

~

Z

pijpen-!

~

~

~

mantelzijde

_rt'\

cl""'

c..J"'\O \. ~~.~~ ~~oc~

~\oo---~U\..

Capaciteit,

uitgewisselde

_1~10,t.

_2.{,')..~J

_l1

~8~

_~l.'l.~,b

_4Js:

_:L

warmte in kW.

I

Warmtewisselend

oppevl. in m

2

Aantal

pa~äft~{

(

Abs. of

~

(

druk in bar

~

8;{

%

%

pijpen- !

~

_1~

_15""

'iS-mantelzijde

Jo

temp. in ! uit

(

in oe

t,1/:tÄ.

_11..'f/tS'"

_419AoJ

_403/204

_20l/)tl')

pijpzijde

-

•

-mantelzijde

-~/O

o/~o

:J.,j!~~O

1jJ/tJ,

3

0

/t'J

Speciaal te

ge-bruiken mat.

r ( ~

aangeven wat bedoeld wordt