Produktie van allylalcohol uit propeen en zuurstof

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

Nr:

2700

laboratorium voor Chemische Technologie

Verslag behorende bij het fabrieksvoorontwerp

van

A.J.T.M. Luijks en A.F.M. Ruygt

... -...

_---_

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

onderwerp:

Produktie van allylalcohol uit

propeen en zuurstof

adres: Camphuysenlaan 21 ,4707 BV Roosendaal Overgauwseweg 14 , 2641 NE Pijnacker

opdrachtdatum : nov. 1986 verslagdatum: maart 1987

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

SAMENVATTING

In dit fabrieksvoorontwerp wordt de produktie van 20.000 ton allylalcohol uit propeen en zuurstof via. allylacetaat beschreven.

Het proces is te verdelen in vier secties

1 De gasfase reactie van propeen , zuurstof en aZIjnZUUr bij 200

oe

en 5 bar over een Pd/AI203 katalysator tot allylacetaat in een mul ti buis reactor. Als nevenreactie treedt de totale verbranding van propeen tot kooldioxide en water op.

2 De verwijdering van kooldioxide , uit de recycle gasstroom naar de oxidatiereactor door middel van chemische absorptie aan monoethanolamine (MEA) bij 5 bar en 40

oe.

Regeneratie van MEA vindt plaats bij 1 bar en 100

oe.

3 De hydrolyse van allylacetaat over een (gesulfoneerd polystyreen-divinylbenzeen) azijnzuur bij 3 bar en 100

oe.

zure kationwisselaar tot allylalcohol en

4 De scheidingssectie bestaande uit twee atmosferische destillatietorens. Het topprodukt van de eerste toren dat allylacetaat water en allylalcohol bevat wordt naar de hydrolyse reactor gerecycled. Het bodemprodukt van de eerste toren , bestaande uit water, aZIjnZUUr en allylalcohol wordt in de tweede toren gescheiden in een binaire water-allylalcohol (72 gew.%) azeotroop en het bodemprodukt een water-azijnzuur mengsel dat naar de oxidatiereactor wordt gerecirculeerd.

De azeotroop (het eindprodukt) kan direkt worden gebruikt voor de bereiding van 1,4 butaandiol.

De conversie per pass bedraagt voor de oxidatie 5.46% en voor de hydrolyse 60% ,bij een overall selectiviteit van 96.8% betrokken op propeen.

De investeringen voor het produktieproces worden geschat op 62 miljoen gulden. De pay-out-time (POT) is 0.8 jaar. De return on investment (Ral) bedraagt 51.6% en de internal rate of return (IRR) is 51 .8%.

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

Conclusies Allylalcohol is butaandiol volgens bereiden. 2 CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN als het

grondstof voor de produktie beschreven fabrieksvoorontwerp van goed 1,4 te Q

De conversie per pass van propeen is 5.46% in de oxidatiereactor \

~v

·~

.

hetgeen laag is en een onaantrekkelijk grote recyclestroom tot gevolg

heeft .

De eerste destillatietoren (T13) is niet nauwkeurig te berekenen door het ontbreken van vloeistof-damp evenwichtgegevens voor het systeem allylacetaat- allylalcohol-water-azijnzuur.

De tweede destillatietoren (T24) is berekend met de aanname dat het systeem azijnzuur-allylalcohol zich ideaal gedraagt hetgeen zeker niet het geval is.

Door het ontbreken van thermodynamische gegevens van allylacetaat is voor deze gegevens een schatting gemaakt met behulp van groepsbijdragenmethodes. Hierdoor kunnen onnauwkeurigheden ontstaan in het ontwerp.

De economische criteria geven aan dat de bouw van een allylalcoholfabriek zeer aantrekkelijk is. Dit vindt vooral zijn oorzaak in de hoge prijs voor allylalcohol welke onzeker is.

Aanbevelingen

Het verkrijgen van gegevens over mikro- en makrokinetiek van de oxidatiereactie zal kunnen leiden tot het nauwkeuriger vaststellen van de optimale procescondities.

De negatieve invloed van een eventueel ontstane vloeistoffase (azijnzuur) in de oxidatiereactor op de selectiviteit en de conversie dient onderzocht te worden.

De activiteit van de oxidatiekatalysator als functie van de tijd verdient nader onderzoek.

Het is ook mogelijk om 1,4 butaandiol uit allylacetaat te bereiden.Een fabrieksvoorontwerp zou hieraan kunnen worden gewijd.

Een marktonderzoek gericht op de vraag naar en de prijs van 1,4 butaandiol en allylalcohol zal verricht moeten worden om de economische haalbaarheid van het proces zoals beschreven in dit fabriekvoorontwerp beter te kunnen bepalen.

e

e

e

•

e

e

:e

:

I

.

!

l

1

I

j

e

1

I

•

3

Het verkrijgen van experimentele gegevens over de vloeistof-damp

evenwichten van de systemen allylacetaat-allylalcohol-water-azijnzuur

en allylalcohol- water-azijnzuur zal kunnen leiden tot een

nauwkeuriger ontwerp van de destillatietorens.

Er zullen thermodynamische gegevens van allylacetaat dienen te

worden verzameld.

Bij het afkoelen (koeler H5) oxidatiereactor kan waarschijnlijk nog ieder geval warmte worden uitgewisseld naar de hydrolyse reactor .

van de gasstroom uit de stoom worden geproduceerd of in met bijvoorbeeld de voeding

Er zullen nauwkeurigere kinetiek- en evenwichtsgegevens van de hydrolyse moeten worden verkregen.

•

•

•

•

Hl H2

•

H3 H4

•

•

•

H5

•

H6 H7 4 INHOUDSOPGAVE Samenvatting

Conclusies en aanbevelingen Inhoudsopgave

Inleiding

Uitgangspunten voor het ontwerp 2.1 Ontwerpuitgangspunten 2.2 Veiligheidsaspecten 2.3 Fysische constanten Procesbeschrijving Flowsheet Procesapparaten 4.1 de Oxidatiereactor 4.2 de Hydrolysereactor 4.3 Destillatiekolommen 4.3.1 Destillatiekolom T13 4.3.2 Destillatiekolom T24

4.4 Kooldioxide absorptie en desorptie 4.5 Warmtewisselaars 4.6 Pompen en Compressoren 4~7 de Sch8idingsvaten 4.7.1 de Vloeistof!gasscheider (V6) 4.7.2 de Vloeistof!vloeistofscheider (V18) Massa en Warmtebalans 5.1 Opzet warmtebalans 5.2 Massa- en Warmtebalansen 5.3 Stroom! Componenten staat Apparatenlijsten

Kosten

7.1 Opbrengst, produktie- en loonkosten 7.1.1 Opbrengst en produktiekosten 7.1.2 Loonkosten blz. 2 4 6 8 8 9 10 12 14 15 15 17 19 19 19 21 22 23 24 24 24 25

39

48 48 48 49

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

:

.

î H8 H9 5 7.2 Investeringen 49

7.2.1 Investeringen volgens de methode van Taylor 50 7.2.2 Investeringen volgens de methode van Wilson 51

7.3 Economische criteria

7.3.1 Afschrijvingen en Onderhoudskosten

7.3.2 Pay-out Time (POT)

7.3.3 Return on Investment (ROl )

7.3.4 Internal Rate of Return (IRR)

Literatuurlijst

Bijlagen

9.1 Berekening oxidatiereactor

9.2 Berekening hydrolysereactor

9.3 Berekening destillatiekolommen T13 en T24

9.3.1 Destillatiekolom T13

9.3.2 Destillatiekolom T24

9.4 Kooldioxide absorptie en desorptie

9.5 Berekening van de gas/vloeistof scheider na de oxidatiereactor

9.6 Ontwerpberekening vloeistof/vloeistof scheider

9.7 Reaktiemechanismen voor de vorming van allylacetaat

9.8 Berekening thermodynamische grootheden

9.8.1 Berekening standaardvormingsenthalpie

van allylacetaat

9.8.2 Berekening van A,B,C en D uit de Cp,gas

formule voor allylacetaat

9.8.3 Berekening soortelijke warmte

van vloeistoffen

9.9 Bereiding en toepassing van 1,4-butaandiol 9.9.1 Bereiding van 1,4-butaandiol

9.9.2 Toepassing van 1,4-butaandiol

51 51 52 53 53 55 57 57 67 73 73 71₁ 79 83 81j 87 88 88 88 89 90 90 90

I ,

•

•

•

•

•

•

•

i

·

I f I !

'

.

!

•

I

j

.

6 HOOFDSTUK 1 INLEIDING

Allylalcohol kan uit propeen worden bereid op vier verschillende manieren (lit 1a).

Allylchloride route

Dit is de oudste commerciële toepassing (sinds 1947). Uit propeen en chloor wordt allylchloride verkregen , wat na alkalische hydrolyse in allylalcohol wordt omgezet (lit 2,3).

Acroleine route

Bij dit proces wordt propeen geoxideerd tot acroleine , wat vervolgens met een secundaire alcohol tot allylalcohol en een keton kan worden omgezet (lit 4).

Propeenoxide route

Propeenoxide , op de gebruikelijke wlJze uit propeen verkregen , wordt over een lithiumfosfaat katalysator geisomeriseerd tot allylalcohol (lit 5,6,7).

Allylacetaat route

De in dit fabrieksvoorontwerp behandelde bereiding van allylalcohol verloopt via allylacetaat uit propeen en zuurstof over een Wacker katalysator (Pd/AI203 ) met behulp van azijnzuur (acetoxylering van

propeen).Dit kan zowel in de vloeistoffase als in de gasfase geschieden. Daar bij de vloeistoffase processen een geringere selectiviteit haalbaar is en het proces ingewikkelder is wordt normaliter voor het gasfase proces gekozen. De acetoxylering van propeen vindt op dezelfde wijze plaats als bij de bereiding van vinylacetaat uit etheen. Het proces wordt beschreven door Bayer (lit 8,9) Hoechst (lit 10,11) en National DistilIers (lit 12). Het reactieverloop kan in de volgende reactievergelijking [1.1J worden weergegeven

[1. 1 J

H2C=CH-CH3 + H3C-COOH + 0.5 O2 - - ) H2C=CH-CH2-O-CO-CH3 + H20

Als nevenreactie treedt de totale verbranding van propeen op waarbij dus water en kooldioxide worden gevormd.Het bij de oxidatie verkregen allylacetaat wordt door hydrolyse omgezet in het gewenste allylalcohol

[ 1 .2 J

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

7

Het verkregen allylalcohol wordt hoofdzakelijk als grondstof voor

de bereiding van glycerol gebruikt. Daarnaast vindt het toepassing

als herbicide en wordt het in de toekomst misschien interessant

allylalcohol als grondstof voor de bereiding van 1,4-butaandiol te

gebruiken.1,4 butaandiol vindt toepassing in polyurethaanschuim voor

o.a. thermische isolatie.Deze nieuwe mogelijke toepassing van

allylalcohol heeft geleid tot dit fabrieksvoorontwerp.De bereiding van

1,4 butaandiol uit allylalcohol , enige andere bereidingswijzen van 1,4 butaandiol en de vorming van polyurethaanschuim wordt in bijlage

9.9 besproken.

In 1978 bedroeg de produktie van allylalcohol 60000 ton in de USA waarvan 50000 ton werd gebruikt voor de produktie van glycerol en de

overige 10000 ton voor andere doeleinden (lit 13a).In Europa wordt

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

- -

,

-8 HOOFDSTUK 2

2 UITGANGSPUNTEN VOOR HET ONTWERP 2.1 ONTWERPUITGANGSPUNTEN

Bij dit fabrieksvoorontwerp is uitgegaan van het bereiden van allylalcohol uit propeen en zuurstof met behulp van azijnzuur over een Wacker katalysator.De fabriek is ontworpen voor een jaarlijkse allylalcoholproduktie van 20.000 ton en 7500 bedrijfsuren (dit betekent een beschikbaarheid van 85.6

% ,

lit 14a).

De grond- en hulpstoffen zijn 100

%

zuiver verondersteld.Daar dit in werkelijkheid niet het geval zal zlJn zal een deel van de recyclestroom in het proces gespuid dienen te worden.Het gespuide gas wordt vervolgens afgefakkeld.

De levering van zuurstof en propeen kan met behulp van pijpleidingen geschieden (lit 14b) of vloeibaar in tanks met schepen, trein of auto plaatsvinden (lit 13b).

Het proces bestaat uit een oxidatiereactie volgens het Wacker type ,analoog aan de bereiding van vinylacetaat.Het bij de oxidatie gevormde allylacetaat wordt gehydrolyseerd tot aZ1Jnzuur en allylalcohol.Het reactiemengsel uit de hydrolysereaktor wordt in twee destillatietorens gescheiden.Het topprodukt van de tweede destillatietoren bestaat uit een water-allylalcohol azeotroop.Het water behoeft hier niet uit verwijderd te worden daar het azeotroopmengsel gelijk voor de bereiding van 1,4 butaandiol kan worden gebruikt.De fabriek is nl. ontworpen om uit allylalcohol 1,4 butaandiol te bereiden.Deze reactie wordt in bijlage 9.9 beschreven.

•

•

•

•

•

i

e

I

i

I I

i

I i

i

e

I

I

I

I

•

I

I

.

•

•

•

9 2.2 VEILIGHEIDSASPECTEN

Bij de procesveiligheid dient de grootste nadruk te liggen op het voorkomen van explosieve mengsels.In tabel 2.1 zijn voor de explosie gevoelige stoffen uit het proces de explosiegrenzen (lit 14c)vermeld. Tabel 2.1 Explosiegrenzen

stof onderste bovenste onderste bovenste

explosiegrens explosiegrens explosiegrens . explosiegrens

in lucht in zuurstof (in vol. %) allylalcohol 2.5 18.0 azijnzuur 4 17 (boven 40°C) propeen 2.4 10.3 2.1 53

In Ullmann (lit 1b) is gevonden dat het reactiemengsel in de oxidatiereactor niet explosief is bij een zuurstofconcentratie lager dan 7.5 %.Dit komt goed overeen met het Maximum Safe Oxygen (lit 14d) getal.Dit geeft de zuurstofconcentratie waarbij onder geen enkele omstandigheid wat mengverhouding betreft een explosie valt te duchten.Bij 25°C en 1 bar bedraagt de MSO voor propeen 13.9 % met CO2

als inert en 11.4% met stikstof als inert. Daar de oxidatie bij 200°C en 5 bar plaatsvindt is de waarde gegeven door Ullmann een goede richtlijn indien de MSO gecorrigeerd wordt voor druk en temperatuur.Bij het proces is de zuurstofconcentatie 4% in de voeding van de oxidatiereactor en 3% in de recycle zodat buiten het explosiegebied wordt gewerkt.Bij het opstarten van de fabriek dient het zuurstof pas te worden toegevoegd nadat het systeem eerst met propeen onder druk is gebracht. Er dient gelet te worden op lekkages (reactie onder druk) om explosies te vermijden. Propeen is namelijk zwaarder dan lucht.

Het aZijnZUUr en het monoethanolamine dat gebruikt wordt bij de CO2 verwijdering kunnen corrosie veroorzaken zodat hiermee rekening

gehouden dient te worden bij de keuze van het materiaal (roestvrij staal).

Allylalcohol heeft een reukgrens die boven de MAC waarde (2 ppm)ligt ,heeft een stekende geur en werkt op het zenuwstelsel en is zeer giftig Bij het gebruik van propeen en allylacetaat dient gelet te worden op het slechte geleidingsvermogen waardoor electrostatische ladingen kunnen ontstaan. Bovengenoemde stofveiligheidsgegevens zijn afkomstig uit Chemiekaarten (lit 15) en Hommel (lit 16).

•

•

•

•

•

i

.

,

I

'

i

.

!

I

I

I.

j

t r , I

!

~. !I

i

l I1

i

_I

.

I

i

!

.

10 2.3 FYSISCHE CONSTANTEN

De fysische constanen (molecuulmassa ,kookpunt bij dichtheid) zijn vermeld in tabel 2.2 (lit 17,18).

atmosfeer en

Tabel 2.2 Fysische constanten

stof molmassa kookpunt dichtheid

(g/mol) ( °C) (Kg/m3 ) allylacetaat 100.13 103.5 928 allylalcohol 58.08 96.85 854 azijnzuur 60.05 117 . 95 1049 kooldioxide 44.00 -78.45 MEA 61 .08 170.58 1018 propeen 42.08 -47.75 water 18.00 100.00 1000 zuurstof 32.00 -182.95

De dichtheid van de gassen is bepaald met de ideale gaswet: [2.3.1] p= M*p/(R*T)

waarin

p= dichtheid gas (Kg/m3 )

M= molecuul massa (Kg/mol) p= druk (N/m2₎

R= gasconstante = 8.314 (J/(mol*K) T= temperatuur (K)

Voor het berekenen van de partiaaldruk van een vloeistof is de Antoine vergelijking gebruikt : [2.3.2] ln p waarin: A-B/(C+T) p=druk in mm Hg A=constante B=constante C=constante T=temperatuur in Kelvin

De waarden voor de constanten A,B en C uit de Antoine vergelijking zijn vermeld in tabel 2.3 (lit 18).

Tabel 2.3 Constanten A,B en C uit de Antoine vergelijking

A B C

allylalcohol 16.91 2928 -85. 15

azijnzuur 16.81 3406 -56.30

water 18.30 3816 -46.10

Voor de berekening van een fysische constante (Z) van een mengsel is idealiteit aangenomen:

•

I I

[2.3.3J Z=

L

x,i*z,i

•

waarin:

Z= fysische constante

x,i= molfractie component i

z,i= fysische constante component i

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

I

.

i I I ~e i 12 HOOFDSTUK

1

3 PROCESBESCHRIJVING

Propeen wordt bij een druk van 5 bar in het proces geleid. Deze stroom wordt opgemengd met het gecomprimeerde (C7) recyclegas uit de vloeistof/gas scheider en verwarmd (H3).Vervolgens wordt de recyclestroom (bodemprodukt) uit de tweede destillatietoren (T24) die uit azijnzuur en water bestaat toegevoegd. Direkt voor de oxidatiereactor wordt zuurstof (opgewarmd tot 200°C in Hl) bij de stroom gevoegd. In de reaktor reageren zuurstof, propeen en azijnzuur tot allylacetaat en water over een palladiumkatalysator bij 200°C en 5 bar. Als nevenreactie treedt de totale verbranding van propeen tot water en kooldioxide op. Met de vrijkomende reactiewarmte wordt stoom geproduceerd. De reactie kan worden weergegeven door :

[ 3. 1 ]

CH zCHCH 3 + 0.5 Oz + CH 3COOH

-->

CHzCHCHzOCOCH3 +HzO

Daar de conversie per pass laag is wordt het overgrote deel van het gas dat de reaktor binnenkomt weer gerecycled. Het gasmengsel dat de reaktor verlaat wordt in kondensor H5 gekoeld tot 40°C. Hierbij kondenseren het water en allylacetaat uit in fasenscheider V6. Uit de recycle, bestaande uit propeen, zuurstof en kooldioxide ,·wordt eerst gedeeltelijk het kooldioxide verwijderd en daarna worden deze gassen gecomprimeerd (C7) tot 5 bar. Het kooldioxide wordt gedeeltelijk in absorptietoren Tl0 uit het recyclegas verwijderd bij een druk van ongeveer 5 bar en 40°C door middel van chemische absorptie met een 15 gew.% MEA-water oplossing. Deze MEA-oplossing wordt bij 100°C en 1 bar geregenereerd (toren T19) , waarbij kooldioxide wordt gespuid. Het gecondenseerde alllylacetaat en water worden op een druk van 3 bar gebracht en er wordt water en een gedeelte van het topprodukt van de eerste destillatietoren (T13) aan toegevoegd. Er wordt water toegevoegd daar er meer water uit het proces verdwijnt met het eindprodukt dan er bij de verbranding van propeen in de oxidatiereactor wordt gevormd.Dit mengsel wordt opgewarmd tot 100°C

(H9) en wordt de hydrolysereaktor (RB) binnengeleid. Deze reaktor wordt verwarmd met stoom ,opgewekt in de oxidatiereaktor (R4). In deze reaktor wordt het allylacetaat gedeeltelijk (evenwichtsreactie) gehydrolyseerd tot allyllalcohol en azijnzuur over een gesulfoneerd

copolymeer van styreen en divinylbenzeen. Volgens de reaktie:

[3.2]

CHzCHCHzOOCCH3 + HzO

<--->

_{CHzCHCHzOH +CH 3COOH}

Als het mengsel de reaktor verlaat dan heeft het een temperatuur van 126°C. De druk wordt verlaagd tot 1.1 bar en er ontstaat een kokend vloeistof/gas mengsel dat in de eerste destillatietoren (T13) wordt geleid. Het topprudukt is een ternaire azeotroop en als het

•

•

•

•

•

•

•

•

•

:

.

I

•

•

. 1 13

condenseert (H14) ontstaat er een bovenste organische fase en een onderste waterige fase (V18). De ternaire azeotroop heeft een

samenstell ing van 9 gew-% allylalcohol, 20 gew-% water en 71 gew-% cûl·c~..;.. ~wat ~. De waterige fase besaat uit 7 gew-% allyla co 0 , 89.9 gew-%

water-en 3.1 gew-% allylacetaat. De organische fase bestaat uit 9.5 gew-% allylalcohol, 5 gew-% water en 85.5 gew-% allylacetaat. De waterige fase wordt in zijn geheel teruggevoerd naar de hydrolysereaktor en de organische fase wordt gedeeltelijk teruggevoerd.Het andere deel van de organische fase is de reflux naar de kolom. Het bodemprodukt van de eerste destillatietoren bestaat uit allylalcohol, water en azijnzuur en wordt naar de tweede destillatietoren (T24) gevoerd. Van deze toren bestaat het bodemprodukt uit azijnzuur en water dat verdampt wordt (H28) en naar de oxidatiereaktor teruggevoerd wordt. Het topprodukt bestaat uit het gewenste allylalcohol/water mengsel. Dit mengsel bestaat voor 28 gew% uit water en 72 gew% uit allylalcohol.

Om een hoger produktienieveau dan de 20.000 ton/jaar waar de fabriek voor ontworpen te verkrijgen zou onder andere de druk en temperatuur verhoogd kunnen worden. Men moet wel rekening houden met bijvoorbeeld selectiviteitsdaling en verruiming van de explosiegrenzen.

•

•

WATER H 1 WARMTEWISSELAAA P 2 pa..f> H 3 WAAMTEWlSSELMR R .. OXOATIEREAKTOR H ~ KOELER v 6 FASENSCHEIDER C 7 KOMPRESSOR R 8 HYDflOLYSEREAKTOR

•

•

_•

_•

_•

iinzu..r. WN" rt'CYd.

Water. allylalcohol. alyLKf'\.8at ","cyc'"

Stoom Hl2 WARMTEWISSELAAR H 91 WARMTEWISSELAAR Tl

°

ABSORPTIE TOREN Hll KOELER Tl3 DESTILLATIETOREN (ALLYL.lCETMTl Hl" I KONDENSOR Hl ~I RE90ILER Hl 6 WARMTEWISSELAAA Pl71POMP V 1 8 ,AS EN SCHEIDER Tl 9 DESORPTIE TOREN P20, POMP H 2 1 ' KONDENSOR V2211<ONDENSVAT H23 REOOILER

T 2" DESTILLATIETOREN (AL.ALC.)

•

T19 H2 ~

I

KONDENSOR V26 KONOENSVA T H27 REBOILER H28 VERDAMPER P29 POMP

•

_•

_•

_•

_•

H28 \ ,- - - - .- I V 26 _~

ALL YLALCOHOL en WATER

P29

PROCESSCHEMA van PRODUCTIE ALLYLALCOHOL

UIT PROPEEN EN ~STOF

A.J. t M Ll.ijks 'V.O No: 2700 A.F.M. Ruygt _ruari 19if1

•

•

•

•

•

•

•

'

.

I !

I

•

I

·

15 HOOFDSTUK 4 4 PROCESAPPARATEN 4.1 De Oxidatiereactor

In de oxidatiereactor reageren propeen zuurstof en azijnzuur bij 200°C en 5 bar tot allylacetaat en water volgens:

[4.1.1J

CH 2=CH-CH3 + 0.5 O2 + CH3-COOH --) CH 2=CH-CH 2-O-CO-CH3 + H20 De reactie is exotherm (~=-146,643 KJ/mol) en geheel verondersteld (lit 19).

aflopend

Bij deze selectieve oxidatie is de totale verbranding van propeen de enige nevenreactie :

[4.1.2J

CH 2=CH-CH3 + 4.5 O2 --) 3 CO 2 + 3 H20

Deze reactie is natuurlijk sterk exotherm (~=-1789 KJ/mol).

Bij het onderhavige proces wordt een katalysator gebruikt die een edelmetaal uit groep VIII bevat.Bij voorkeur palladium. In dit geval is een Pd/AI 203 katalysator (bolletjes met een diameter van 5 mm)

gebruikt (lit 20) , die 3 gram palladium en 30 gram kaliumacetaat per liter katalysator bevat.Het kaliumacetaat dient als promotor. Daarnaast wordt er een modificerend middel toegevoegd om de activiteit en de selectiviteit te verhogen. Meestal wordt hiervoor een metaal zoals goud, iridium, ruthenium of koper (in dit geval) gebruikt. De katalysator versnelt beide oxidatiereacties. Over de levensduur · van de katalysator is niets bekend. Er is aangenomen (bij de kostprijsberekening) dat de levensduur 1 jaar is. Dit is ongeveer de minimale levensduur om het proces commerciëel rendabel te houden (lit 21). De katalysator dient voldoende grote poriën te hebben zodat diffusieremming in de porien niet optreedt. De optimale reactietemperatuur ligt tussen 150-250oC en de optimale druk ligt tussen 1 en 10 bar.Hierbij dient er op gelet te worden dat de reactie bij de gekozen druk en temperatuur in de gasfase plaatsvindt.Bij 5 bar condenseert aZlJnzuur bij 180°C uit. Bij de gekozen temperatuur kan de reactiewarmte van de oxidatie gebruikt worden voor het opwekken van stoom. De makrokinetiek voor de reacties word gegeven door Mardzhanyan (lit 22) .Deze kinetiek is slechts gegeven voor een zuurstofconcentratie tussen de 2 en 7 vol.% en een propeenconcentratie tussen 52.5 en 80.5 vol.% :

[4.1.3J -R1=5E5*EXP(-40982/(R*T»*p02

•

•

I

.

I

•

•

•

•

•

•

•

•

16

-R1;vormingssnelheid allylacetaat (mol/(m3_*s»

-R 2;vormingssnelheid CO 2 (mol/(m3_*s» R=gasconstante (J/(mol*k» T=temperatuur (K) p02=partiaaldruk zuurstof (N/m2 ) pC3H6=partiaaldruk propeen (N/m 2 )

De selectiviteit(S) voor de allylacetaatvormingsreactie wordt gegeven

door:

[4.1.5J S=R1/(R1+1/3*R2 ) * 100%

~

Uit de makrokinetiek volgt dat de selectiviteit hoog is bij lage

zuur-i stof p,artiáä]spanning hoge propeenpartiaalspanning en lage

temperatuur. Voor het reactiemechanisme worden in de literatuur t~ee

mogelijkheden gegeven nl.een pure metaal katalyse en een mechani~me

waarbij een palladiumacetaat complex gevormd wordt(lit 1b).Beide

mechanismen zijn vermeld in bijlage 9.7 .

Er is gekozen voor een multibuis reaktor om de reactiewarmte goed

af te kunnen voeren.Dit heeft als nadeel dat de

zuurstofpartiaalspanning relatief hoog is en dat de selectiviteit

hierdoor wordt verlaagd (nevenreactie tweede orde , reactie eerste

orde). Door de zuurstof trapsgewijs toe te voeren zou de

selectiviteit dus kunnen worden verhoogd. In het gebied beneden de 2

vol% zuurstof in het mengsel is echter helaas geen makrokinetiek

bekend.

De samenstelling van de gasstroom die de reactor in gaat is (lit

20): azijnzuur ₃ volume% allylacetaat 0

_"

kooldioxide 15

"

propeen 57

"

water 21

"

zuurstof 4

_"

Door de overmaat propeen is de conversie per pass laag, waardoor de

recyclestroom groot wordt.

Voor de berekening van de multibuisreaktor wordt verwezen naar

bijlage 9.1 Bij deze berekening wordt het concentratie- en het

temperatuurverloop over de buizen berekend met behulp van 2

molbalansen en 1 warmtebalans. De uit deze balansen afgeleide

differentiaalvergelijkingen worden met een Runge Kutta op de Sharp

I

•

i I I

•

•

•

•

•

•

i

e

I I I ,

•

J

:

1

.

J

I

17 4.2 DE HYDROLYSEREACTOR

In de hydrolysereaktor wordt allylacetaat met behulp van een zure kationwisselaar gehydrolyseerd volgens de reaktievergelijking:

[4.2.1J allylacetaat + water <==> azijnzuur + allylalcohol

De reactie is endotherm, öH= 46.5 KJ/mol. De reactieomstandigheden zIJn 100°C en 3 bar. Deze omstandigheden zijn zo gekozen omdat bij )

lagere temperatuur ontmenging over een breder samenstellingsgebied

1

optreedt en de reactiesnelheid lager is. Om de reaktie in de vloeistoffase te laten plaatsvinden wordt er bij een druk van 3 bar gewerkt en een temperatuur lager dan 130°C.

De kationwisselaar bestaat uit bolletjes (d= 0.5-1.2 mm) gesulfoneerde copolymeer van styreen en divinylbenzeen, de verknopingsgraad bedraagt ongeveer 10% Deze katalysator wordt bereid (lit 24) door polystyreen-di vinyl benzeen met zwavelzuur te sul foneren gedurende 3 uur bij 80-90 °c en vervolgens nog 20 uur op kamertemperatuur te laten reageren. Voor deze bereiding is waarschijnlijk AgSO~ als katalysator niet eens nodig. De kationwisselaar zal door attritie weinig of geen activiteitsverlies vertonen omdat het percentage waterstofionen aan het oppervlak ten opzichte met wat zich in de poriën bevindt verwaarloosbaar klein is. Een andere katalysator mogelijkheid is het gebruik van zwavelzuur. Deze methode is echter praktisch moeilijker uitvoerbaar en daarom niet verkozen.

Er is uitgegaan van een conversie van 60% Deze waarde is

geschat met behulp van Kirk Othmer (lit 13c) , waar voor verschillende

9

~ ~

?

vergelijkbare esters haalbare conversies zijn gegeven. Er is geen -(

rekening gehouden met de terugaande reactie naar allylacetaat toe •

•

De ontmenging is in de literatuur niet goed beschreven. Bij de berekening van de reactor is geen rekening gehouden met ontmenging. Voor een vergelijkbare stof als aZIjnZUUr propyl ester wordt het ontmenggebied bij hogere temperaturen aanzienlijk kleiner (lit 25).

De kinetiek kan beschreven worden met de volgende vergelijking

[4.2.3J R= k * [HJ * [AllylacJ

waarin: R=omzettingssnelheid allylacetaat (mol/(m3_*s))

k=reactiesnelheidsconstante (m3_/(mol*s))

[HJ=concentratie waterstofionen (mol/m3 )

[AllylacJ=concentratie allylacetaat in oplossing (mol/m3 )

•

•

•

•

•

•

•

•

•

'

.

i

i

·

I 18

Er is gekozen voor een multibuis reaktor. Dit is gedaan omdat voor een eerste orde reaktie een buis een betere performance geeft dan een tankreactor (een kleiner volume nodig). Bovendien dient er warmte aan de reaktor te worden toegevoegd door middel van stoom waarvoor een voldoend groot warmtewisselend oppervlak nodig is. De bereking van de reaktor staat in bijlage 9.2 •

•

•

•

•

I

•

•

•

•

•

•

i

I

.

I: 11 19 4.3 DESTILLATIEKOLOMMEN 4.3.1 Destillatiekolom T13.

In destillatiekolom T13 wordt de voeding die voor circa 10% uit damp bestaat atmosferisch gescheiden in een ternaire azeotroop (topprodukt) bestaande uit allylacetaat (71 gew.%) , allylalcohol (9 %) en water (20

%)

en een bodem produkt dat water , allylalcohol en azijnzuur bevat.De voeding van de kolom is het reactiemensel uit de hydrolyse reactor.Het topprodukt (de ternaire azeotroop ontmengt na condensatie in een organische laag, bestaande uit allylacetaat (85.5 %) allylalcohol (9.5

%)

en water (5

%)

,

en een waterige laag, bestaande uit water (89.9 %) , allylalcohol (9 %) en allylacetaat (5

%).

Een deel van de organische laag wordt als reflux naar de kolom gevoerd. Het andere deel van de organische laag wordt samen met de waterige fase gerecycled naar de hydrolyse reactor. Door het ontbreken van gegevens over het systeem water-allylacetaat-allyl-alcohol-azijnzuur is er geen schatting te maken van het benodigde ,

~

aantal schotels. Uit de samenstellingen van de ternaire azeotroop en de twee ontmengpunten na condensatie Zljn voor het systeem water-allylacetaat-allylalcohol wel enige kwantitatieve gegevens af te leiden. Deze zijn vermeld in bijlage 9.3 Hieruit volgt dat allylacetaat in een waterrijke fase zeer vluchtig is zodat het strippen van allylacetaat uit de voedingsstroom (waterrijk !) niet al te grote problemen zal opleveren. Het is ook niet mogelijk om de toren door te rekenen voor het binaire systeem water-allylacetaat daar de verkregen resultaten irrelevant zijn. De invloed van vooral allylalcohol en azijnzuur op de evenwichtssamenstelling van damp- en vloeistoffase zijn te groot.

4.3.2 Destillatiekolom T24.

In destillatiekolom T24 wordt de op Zljn kookpunt zijnde voeding atmosferisch gescheiden in een allylalcohol-(72 gew.%)water azeotroop en een bodemprodukt bestaande uit water en azijnzuur. De voeding is het bodemprodukt van destillatiekolom T13.

Het bepalen van het theoretische aantal schotels leverde problemen op omdat er geen drie fasen gegevens van het ternaire systeem allylalcohol-water- azijnzuur voorhanden waren. Tevens waren er geen gegevens beschikbaar van het binaire systeem allylalcohol-azijnzuur.Om toch tot een schatting te komen is met behulp van het computerprogramma 'Binary Distillation (lit 26) het aantal schotels bepaald voor de scheiding van de voeding in de water-allylalcohol azeotroop en water. Hiervoor zijn de Van Laar constanten voor dit systeem nodig (lit 27a).Op analoge WljZe is het percentage aZljnZUUr «0.25%) in het topprodukt geschat door gebruik te maken van de evenwichtgegevens van het water-azijnzuur systeem (lit 27b). Door het ontbreken van gegevens van het azijnzuur-allylalcohol systeem is bij bovengenoemde schatting de interactie tussen deze twee

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

20

componenten verwaarloosd (idealiteit verondersteld). In werkelijkheid is dit zeker niet het geval. Vooral het zure karakter van azijnzuur (waterstofbindingen l) zal voor niet idealiteit zorgen. De

zeefplaatkolom is doorgerekend volgens het dictaat van Zuiderweg (lit 28 t bijlage 9.3).

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

'

.

~

.

.

,

I

.

21

4.4 KOOLDIOXIDE ABSORPTIE EN DESORPTIE

In de oxidatiereactor onstaat naast allylacetetaat ook een weinig kooldioxide. Dit moet verwijderd worden om ophoping van kooldioxide in het systeem tegen te gaan. Er is gekozen voor een absorptie-desorptie systeem met een 15 gew.-% monoethanolamine (MEA) in water opgelost. 4% van de totale recycle naar de oxidatiereactor wordt door de absorptiekolom (Tl0) geleid bij 40°C en 5 bar. De desorptie (T19) vindt plaats bij 100°C en 1 bar waar het

geabsorbeerde kooldioxide met stoom wordt gestript (zie bijlage

9.4).De evenwichtsgegevens van de absorptie en de desorptie zijn afkomstig uit J.Chem.Data (lit 23).

•

•

•

•

•

•

•

•

•

'

.

I i

•

I

t

•

22 4.5 WARMTEWISSELAARS

Voor het doorrekenen van de reboilers, verwarmers verdampers, kondensors en warmtewisselaars is gebruik gemaakt van de warmteoverdrachtscoefficienten die gegeven zijn in het dictaat van de Jong (lit 29b), deze waarden geven een ruwe schatting. Bij de verwarming met stoom is alleen de condensatiewarmte van stoom in rekening gebracht. De voelbare warmte is verwaarloosd. Er is gebruik gemaakt van lage-,midden-, en hoge druk stoom van respectievelijk 3, 10 en 40 bar (overdruk, met een verzadigingstemperatuur van resp. 144°C ,185°C en 250°C). In de oxidatiereactor wordt lage druk stoom geproduceerd. De drukval over de warmtewisselaars is niet meegenomen in het proces.

In koeler H5 gaat veel warmte verloren. Het is misschien mogelijk lage druk stoom te produceren. In ieder geval kan warmtewisseling met de voeding van de hydrolyse reaktor worden overwogen. De uitgewisselde capaciteit voor de warmtewisselaars is berekend met de formule:

[4.5.1J Q= ~,m

*

Cp

*

~T en [4.5.2J Q= ~,m

*

r hierin is: Q= overgedragen warmte (W) ~,m= molenstroom (molis)

Cp= soortelijke warmte gas of vloeistof (J/mol)

~T= temperatuursverschil (K)

r= verdampingswarmte (J/mol)

formule [4.5.1J wordt gebruikt als het al~n om opwarming of afkoeling van een stroom gaat en formule [4.5.2J wordt gebruikt als het condenseren of verdampen betreft. Een schatting van het oppervlak van de warmtewisselaars is gemaakt met behulp van de volgende formules

[4.5.3J [LI.5.4J [4.5.5J [4.5.6J waarin Q= U

*

A

*

~ T ,In ~T,ln=~T,max-~T,min/(ln(~T,max/~T,min)) ~T,max=T,wi-T,ku ~T,min=T,wu-T,ki U=warmteoverdrachtscoefficient (W/(m2_*K)) A=oppervlak (m2₎ ~T,ln=logaritmisch temperatuursverschil (K) w=warm k=koud u=uit i=in

e

•

•

•

•

•

•

•

;

e

I

\

.

I I i I I i

I

e

\ 23 4.6 POMPEN EN COMPRESSOREN

Er zijn alleen pompen in het processchema geplaatst daar waar een

drukverschil anders dan de leidingsverliezen of hoogte verschillen

overwonnen moet worden. Er is een compressor in het processchema

geplaatst om de gasrecycle weer op 5 bar te brengen. Er vindt

namelijk drukverlies plaats in de oxidatiereaktor, koeler H5 en

absorptietoren Tl0. Deze worden samen geschat op 0.3 bar. De

pompvermogens zijn berekend met~ formule (lit 29a):

[ 4 .6. 1 J P, i <p, v

*

(p, 2- P , 1 )

~

[4.6.2J P,w

hierin is:

P, iln

P,i= ideaal vermogen (W) P,w= werkelijk vermogen (W) <p,v= volumestroom (m3_/s) (p,2-p,l)= drukverschil (N/m2 ) n= rendement De temperatuurstijging verwaarloosbaar.

van de vloeistof in de pompen is

Het vermogen van de compressor wordt berekend met de formule (lit 29a) : [4.6.3J hierin is: P= n/(n-1)

*

p,l

*

<p,v

* {

(p,2/p,1)~«n-l)/n) - 1 } / n n= polytropische exponent (-) p,l= begindruk (N/m2 ) p,2= einddruk [N/m2₎

De temperatuursstijging van het recyclegas kan bepaald worden met de

volgende formule:

[4.6.4J (T21T1)= (p,2/p,1)~«n-1)/n)

Tl en T2 zijn respectievelijk de begin en eindtemperatuur.

met: Tl= 313 K p,l= 4.7E5 N/m2 p,2= 5.0E5 N/m2 n= 1.4 <p,v 1.67 m3_/s

n

0.7

levert dit voor de compressor een eindtemperatuur van 318.6 K en een

werkekijk vermogen van 70.0 KW. Het vermogen komt niet geheel overeen

met de enthalpiestijging van het gas berekend met de

enthalpievergelijking voor het recyclegas. Hier is geen verklaring

•

•

•

•

•

•

•

•

•

24 4.7 DE SCHEIDINGSVATEN 4.7.1 De Vloeistoflgasscheider (V6).

In de vloeistof/gasscheider (V6) wordt het afgekoelde reactiemengsel (40°C) uit de oxidatiereactor gescheiden in een vloeistoffase , die allylacetaat en water bevat , en een gasfase die bestaat uit propeen, zuurstof en kooldioxide. De vloeistoffase wordt naar de hydrolysereactor gevoerd. De gasfase wordt gerecycled naar de oxidatiereactor. Uit de recycle wordt een deel van de kooldioxide verwijderd door absorptie. Er is berekend dat de hoeveelheid water en allylacetaat in de gasfase verwaarloosbaar is. Andersom worden de hoeveelheden propeen , zuurstof en kooldioxide in de vloeistoffase verwaarloosd. Een ontwerp berekening van de vloeistof gasscheider is gegeven in bijlage 9.5 .

4.7.2 De Vloeistof/vloeistofscheider (V18).

In de vloeistof/vloeistofscheider (V18) wordt het gecondenseerde topprodukt van toren T13 gesplitst in een organisch rijke fase en een waterige fase. De samenstellingen van de verschillende fasen zijn gegeven in tabel 4.1 De organische fase wordt gedeeltelijk als reflux op toren T13 gebruikt.Het andere deel van de organische fase en de waterige fase worden gerecycled naar de hydrolysereactor. Een ontwerpberekening van de vloeistof/vloeistofscheider is gegeven in bijlage 9.6 .

Tabel 4.1 Samenstellingen vloeistoffasen v18

fase water all vlalcohol allylacetaat wt.% mol% wt.% mol% wt.% mol% topprodukt 20 56.25 9 7.85 71 35.9 organisch 5 21.5 9.5 12.6 85.5 65.9 waterig 89.9 97.05 7 2.35 3. 1 0.6

•

•

•

•

•

•

•

•

'

.

I

•

•

25 HOOFDSTUK 5 5 MASSA EN WARMTEBALANS 5.1 OPZET WARMTEBALANS

In de warmtebalans wordt de enthalpie van elke gasstroom als volgt berekend (25°C wordt als referentiepunt gekozen ) :

[5.1J H=9,mol*(6H,f[298 KJ+«Cp,gas[TJ+Cp,gas[298 KJ)/2)*(T-298)) waarin : H=enthalpie in KW

~,mol=molenstroom in mol/s

6H,f[298 KJ=de standaard vormingsenthalpie bij 298 K en 1 atmosfeer in KJ/mol

T=temperatuur in Kelvin

Cp,gas=soortelijke warmte van het gas bij temperatuur T in KJ/(mol*K)

De gassen zijn ideaal verondersteld zodat de drukafhankelijk is.

Voor de enthalpie van de vloeistofstromen geldt: [5.2J H=~,mol*(6H,f[298 KJ+Cp,1*(T,b-298)+6H,v+

«Cp,gas[TJ+Cp,gas[T,bJ)/2)*(T-T,b))

enthalpie niet

waarbij naast de bovengenoemde variabelen ook de volgende variabelen zijn gebruikt:

Cp,l=soortelijke warmte van de vloeistof in KJ/(mol*K) T,b=kooktemperatuur in Kelvin

6,v=verdampingswarmte in KJ/(mol*K)

In de warmtebalans zlJn voor stoom en condensaat enthalpiewaarden (tabel 5.1) gebruikt afkomstig uit Steam Tables (lit 30). Hierbij is de enthalpie berekend ten opzichte van OOC.

Tabel 5.1 Enthalpiewaarden stoom

stoom druk temperatuur H,l 6H,v H,gas

(bar) (OC) (KJ /Kg) (KJ/Kg) (KJ/Kg)

hoge druk 41 252 1095.08 1705.7 2800.8

midden druk 11 185 785.37 1997.1 2782.4

I

.

I

26

I

Tables(lit 30) afkomstig en gegeven in tabel 5.2 . Ook voor het koelwater zijn de enthalpiewaarden uit Steam

i

e

Tabel 5.2 Enthalpiewaarden koelwater

I

.

temperatuur H H

( °C) (KJ/Kg) (KJ /mol)

20 -242.086 -134!19.222

40 -240.581 -13365.633

De standaard vormingsenthalpieen en de verdampingswarmten voor de processtoffen zijn vermeld in tabel 5.3 (lit 18).Ter bepaling van de

.. standaardvormingsenthalpie van allylacetaat is de

groepsbijdragemethode van Benson (lit 31) gebruikt (zie bijlage 9.8). De berekende waarde van -372.27 KJ/mol komt goed overeen met de waarde die in de literatuur (lit 32) gevonden is: -366.75 KJ/mol.Daar laatst genoemde waarde pas werd gevonden nadat de berekeningen al ver gevorderd waren is de eerstgenoemde waarde gebruikt.Voor de berekening • van de verdampingswarmte van allylacetaat is de methode van Riedel gebruikt (bijlage 9.8, lit 18). Hierbij waren de kritische druk en temperatuur benodigd die resp. 36.34 atmosfeer en 558.1 Kelvin bedragen.

•

•

•

Tabel 5.3 Standaardvormingsenthalpieen en verdampingswarmten

stof öH,

re

298 KJ ÖH,v (KJ/mol) (KJ/mol) water

L

l7

-241.71 40.635

.

'\

allylalcohol -131.94 _39.937\ allylacetaat -372.27 34.785

/

azijnzuur -434.62 " ,7(. I- 23.669 __ propeen 20.41 zuurstof 0 kooldioxide -393.31 MEA -201.48 50.183

De soortelijke warmte van een gas is als functie van de temperatuur gegeven door :

• [5.3J Cp,gas=A+B*T+C*T2_+D*T3

'

.

•

De waarden van A,B,C en D zijn gegeven in tabel 5.4 (lit 18).De A,B,C en D voor allylacetaat zijn geschat met de groepsbijdragen methode van Rihani en Doraiswamy (lit 31 , bijlage 9.8).

I I I f

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

27

Tabel 5.4 Constanten voor de berekening van Cp,gas

stof A B C D

( 1 E-l ) ( 1 E-4 ) (1 E-8)

(J/(mol*K) (J/(mol*K2 ) (J/(mol*K3» (J/(mol*K")) water 32.205 1 .922E-2 0.105 -0.359 allylalcohol - 1. 104 3.143 -2.029 5.315 allylacetaat 16.192 0.369 -1 .393 3.699 azijnzuur 4.834 0.255 -1. 751 4.943 propeen 3.705 2.343 -1.159 2.202 zuurstof 28.073 -3.676E-5 0.174 -1.064 kooldioxide 19.772 0.734 -0.560 1 .71 3

De soortelijke warmte van de vloeistoffen is constant genomen omdat over het beschouwde temperatuurstrajekt de temperatuurinvloed gering is.De waarden van de soortelijke warmte zijn vermeld in tabel 5.5 .Voor water is de Cp,l overgenomen uit het Handbook (lit 17).Voor azijnzuur , allylalcohol en allylacetaat zijn de Cp,l waarden geschat met de groepsbijdragenmethode van Chueh-Swanson (lit 18 , bijlage 9.8).

Tabel 5.5 Soortelijke warmte van de vloeistoffen

stof Cp,l (J/(mol*K» water 75.24 watern-1EA 75.24 allylalcohol 135.08 allylacetaat 189.86 azijnzuur 116.68

Bij de berekening van een thermodynamische grootheid (Y) van een mengsel is ideaal gedrag aangenomen :

[5.4J Y=[ x,i

*

Y,i waarin :

Y= thermodynamische grootheid mengsel x,i= molfractie component i in het mengsel Y,i= thermodynamische grootheid component i

•

,

2F ..

..

IN

Voor-

H 5.2

Massa -en

_Retour

_UIT

waarts

-Warmtebal ans

M

Q

M

'I-'

M

M

Q

•

Q

Q

PROPEEN

•

O~SI4'.'2

-

.,

6&

.

c90 ,I~

/

t

\V

6

.L" -'2 -,_~ '-2()oL;~ r-=-=---. U ..

S IC->O In

_.:3

C

c ..

~ ,OEN .$.-<f-"i T

..2., Ib.Jj- 6C'''::-5,

.j-j

.- .., 16:]3'

'1369,

_:2:1 1 ""-..

•

I-'

7

L _...

-

.s

& . .. 2~? ï 2 /

.

(

t

- 22:::

n

Cl() ( <IJ

R

kFTEL W/1 TeR, S 'T 0 C'/Yl

ijc6J

~

6'7

~' /.j

9'

C> ;)

9

C'3,,j-F :>

·

LJ

I,

~<r02

•

•

"

_i-j I' ..

ZUUR5TOF

c~ _~b~J 3 , -V c)

t

H

•

~ 0 2 6~'"

S TOC' 1)-1 I c: o/VbE/I/.~ /I/JT

7~·~'~··

>

, _{0 0 2 tf.r}

_Z!I.

₀₇

- IC'

--t

I IS q

/J-t

",

t

- ,/1 t5 2':1. q<.f ~ 2 o ;; t5~f , ..

+

c.,,-.:r -' 6J

I

.

I

; 1-/ Ó~ró'é'

6

L_I

kOEl. WA TER KOEL wl9 T /:R

IO~ 2g o/'I ..i

_-

/01 :UJ'IS I

7

i ' / ', <IC:)

I , "j I1 '-' ï 7

06

17

I-Jo {;:l/:,,:; / ... _V

•

6

t_/~

---

-

-

.- --. .3 !3 S'L/ -N .. rS:J S..2

,

---.r----,

29

IN

V

oor-

Massa-en

R

etour

UIT

w aarts

Warmtebal ans

•

M

Q

-•

•

•

•

_{006', 2.]}

•

•

•

M

Q

~-_.-;:) 72 ~) -Je.-' i:J'i. bJ ~1.rC91 -3.22.3~ JLf __ . 2]

,

.

10

H

/2

1.

--,r---.

C' 3 /..Fó'/ .32 -.3

L

)

.l~ J::~ \~

7

M

.'

M

Q

'J

I

21

_Q

~

2j_

3. l fdJ/ -::J b7t-c. 31 1 , /2,:21 Lf;} e-~2~o~O~~~~~~&~ _ _ _ ~ _ _ _ ~ i

•

---

'

----~----I

~o

•

•

•

•

•

•

•

•

'

.

I

•

i

I

.

IN

M

Q

Voor-waarts

Q

'] /fOl/ . .. -:U37Ó', 7

J-Massa -en

Retour

_UIT

Warmtebal ans

M

M

Q

Q

-qj'~

é'

6

~ ó..r .. r '-l

J(OOL

0

/

o

x

I

OE

i

»

&

~---4~---t~--~

v

22

l----+---t---~

KOEL IPArl:R 1-/

..

2 1 ] "-1 u 2t1"-1i.,/ '" - - - -- _. L:-~2~~·-O/!.:;l~qr.J.,64 _____

+ __

1 T -~ q30 &0 2_4_ . :J /.s-,y / .J L---i---~----~ i I

I

I

•

•

•

•

'

.

•

•

•

•

I

i

I

.

M

°

:u{.rJ

c::

'J

7

/

/

qL/6;) 2

c.;

6~2~

IN

Voor-waarts

Q

M

Q

. ~ J.s-62 d'/ / /é>:7c' ób .' '2/9":".ró 2.1:;&3 -/11 /2 q(..<J v /6"7 7,

~

c.

'"

3 L/C-'o6 -3/ cPb;; "11 31

-Massa-en

_Retour

UIT

-Warmtebal ans

~L

1& . jó

M

.

-"

M

Q

Q

WATEf\

. , 12.

l

-'

-

I '/0:; 1 ~ 40 32,qS S' roo/Y! cC/" /.J,é' Jt, ."fi/l7 ~ C;

~

7

b/ ... JI _,. - _-:J:17,

;1J

g

1/

1

.s rcc.

:,:

'"

R

CC/I/OE,!V..$/;"'1 T 0 0 /6'2.2 ,

&

~

2

:/"':';

...!2 1,,10

I

26J

.

, , ,-

..

<

30 , o Q'é'f-.r7

T

_{-:"3g Je:: ~ 2} 13

~

;

,:; TeC'/YJ

i-I

C.o/vtÛ'IVSA/I T

...

_Ó

₆

_/

_';'.?/

_.}

₇

~ 2 /7" .,-iJ

-

/ I

'

r

F ~

--

-

-

-16' J.I

"

-I

32

•

IN

_w

Voor-

Massa -en

R

etour

UIT

aarts

Warmtebal ans

M

.

-M

2()

M

Q

M

Q

•

Q

_\

_Q

•

NOiFL w/f-I Et? ,6.r4ló' .J /(C--'EL w/t rE f(

_H

2 ~ c91tt9 ~ , .2 ( é9 jC'(...'? /&;' ~ .J.J ,

•

It./ "" 3 /

•

/ /

V

't _;6' ~ q tf)Ó I

3&

-

- . - .

•

-3&70, 3J -~

,

3

7

•

/VI I -\'

C:

·

f f

f

Z

.90

l"

- Jql)c₁ '1',,'

•

P-i

/ '-jó )

2

/&

-

~ ~

-

. - '-iO].,;'ci.J

-•

v

•

•

_I i I t i I I i 130 _)(}J i

I

.

i I

•

•

I

I

.

I

•

I I

•

•

•

•

•

•

/1,6'113 ~

r

13; ~ Ót5'7-J,

/6;:'»-:;

5

33 ,

_.

V

I 2

₆

'

#/ _1ó2c:~.r

.,.

,

ALL!

L

AL (OIlOL

H

'l

t

:11'1..

rr

keEL W~TI:~ , 2.,1 KC'El w:.,./fTEIl IC;

&d>d

::0349/ 5 TOO~n .)' Tet,">m :J-ó'é

7, 7

.2

"-~{47,

'12

elf

Màssa in kg/s

Warmte

in kW

1

~

-~--_.

-~ ,

-

/ '-17 ~ 1

3J

-

, .')

T

-6c2("". :;6' 2'-1 J I..-r--,11

'

j

_ I . .

-I

CO/;/,(JE4I S/1/1

r

H

~

7'-1'

:

17

27

,

---" ';2'

ft

C.-O/,r.()K~ .5/1A-T :.? C>6' 7-;' 2& ,

t

j - 2;]72 / -.22J/fi,qq

Totaal

~

,6"3,

3,j"5'CY

Fabrieks voorontwerp

No:

27

C)O

I

-,r36 2,.J.J 3:]2óf IJ-'-I-rC:j .I /6.k/;

}

/ I

.J

!J

6g~~

,

0$ ,

•

•

ó'

A pparaa tsTr oom

, Compo'n enten

p~ope EN 2

u.. u

r; ')"j0 i=-\Nf\T~t; 1\7.. i ' Iv zuv. F\ AL'-vL 1\.:: ~'rt"rï f! 1.1. vi IlLI..O HOL. "woL 0;'0>.. I 0-;: ME

il.

Totaal:

A DParaatstroom

• Componenten

PROPEEN zu..U.f-')ÎoF

WArE

A A 'Z. 'Î iII '2 UU';

J1Li.

'

~/

Ac:.'TAf.\ï il 1.1. \,1 n L ( 0 i-lOL

kooL

o,oAi

Di.:

MEA

Totaal:

M in kg/s

Q

in kW

.

'

•

I

M

Q

0"S<54

J..

2

tr:Pl?o

q

16'5 ir2

2

beY

!?o

6;

M

Q la I(J~CI c:,

2

LI;;; ~_~ " ,../ ~ o '21-()~:; iJ

\lP

/ J _/

2 dO')

1-2';0'2&

0;

13

_,

21

St.1

,

-Iq

t

Î

~;kt eH 5.3

•

•

•

'

2

'3

M

Cl.

M

0.

M

lo ,')(., LIC,

_{4'5 2<.9}

₁₀

_"(;4S

₀

"

A o 'Î(,Sl I

o

26i./t;

_4"

I 2

S

o

I

2

bl../5

0

o

2l~]

"r

_a

M

Cl

M

Cl

M

/

t"

I Cl '~Gi

;)

464'

-7?

I~ /0. ~Q (Q2.-")i.

ij

Ic Iq

'

i

q

• --' . J

411(8'2

' --' .~ I

I,/.;

I • o 'haç o'2"}.q'

'-tt.) /;

~

o

'74

(.

/

I

...

)

/'nt

l

:;

-11.. i;: I ':!., 10

ibo!;q

-

cf -:;.

l<; 6

-- c..,-() i /

~'J

/;

j./'5l

I ?

Ro',

-24Çc]J

uR

) (ft.':; _{_)Llb'JZ4L '2 &05} .J' I ~ 1

-J3,2}8!.f

-/6o]-J,

tt-i

I

!;,

&

505

-384f.)t,0

P

I Sq'L;J i 1_

Stroom /Componenten staat

•

/../

Cl

-3562

PI I ,

-35b2.~i

_,

9

Cl

/; 2,2L:j /J

qt

_.,

l il - /?-I),) /0 '- ;; vl/ 44 I

-2

Lt6

'

22

_, i.1J

,

-sJ4t:; I

_' "'J. ~ I J

•

•

S

M

Q

/

h

06;;:;

_-

_i+26":f

_.

_3<Y

O'J..

6c;6

-C.o

~l

t

l

I

,

'23121

-2230,991

io

,

I

M

a.

o

6~a ~ ~

rv.

·

/

ç;

=;-"" J

o

'2

'

:r

Y

S

'1,[O 0 0 -'(f');} , I

c:r

-)C!

I);

f;

6/y

I

,

/ ,) f..

/-"1-

-1a/r624

1

,

. / ( '~; boLt

-2.5/c.:J2

5,,> I I

'

~,

c

)1

5

-I..jJ

h'2q

,c

}

't

•

;:r: V1 W W \ p.

•

•

ApparaatsTroom

• Compo'nenten

PRorr:E.iV

ZUl.(.. !;

.,

To

r

wA-i~ I; A2;irv~ui..(" I+LL\tL

n

.c

ET . AT AL!.vLA/(Oi-LO! k fJOI. DfOX'Oi=

M

Ef.\

Totaal:

Apparaatstroom

f

Componenten

Pf~(JP E J:

rv

7UL1. KST Ul=" 'IA/ ,4;-r:..

r:.

A

21\

i

v

l f",[ L.L

R

• ' J , AI Iv/ A (E-rAAT

!:

t

L '/ ll\ L C.

0

HOL

k

noL

(ll(\)~

iOE

M

J:" /~

Totaal:

M

in kg/s

Q

in

kW

•

•

1/

M

Q Q /. -i ;) ~

4

J"

()

S

.;

(ç -'"

_--'

_{..., §,}

()'2~af) j .! I'

8

1 _r ~ _t.., ,- -_.-< -7481..1'7 ~'-t , I '77- /-,

.

_

4

~ iU (:; I / f '1

S/...

ot./

_-2l)"

Ç~

?

0'

;

'6,9,Ço

-

~()li2t/}

/6

M

Q Cl '2 i;"'10 L,r ?-t'J? / fI

.

'

,

~."\

o

,r:" ~ r'//.-, ' ~f

(

l

I I .'] 1-t..(

6

0 _--, _{.' '-I} '.~ /j _{1 -.'} / 'J. 1 . - I

v!

'- )

~6"fj6

'- .

--

/

98~

- I

1'2

•

•

•

•

'.

-•

l2

1

3

Iq

M

-

Cl.

M

Cl

M

Cl.

-

a.

I."b ~ t.; [~l ', 1. . ç I

b

'J . / )

-

,

, I ~ ". -,') '2::tC! ::::;

(

'

-"'sr

Ï' - .' ," - ''ll?3j""' .. ~ I . .../ / ÖJ d~ - 7.

ft

cf

l';Z

'

7::

'2. /2L.fO . __ , T, 1v

-1 ? :"l t"1- - .!..(:l.lo(i I

'27-6 ':).

- L.f ? '2)

62

I

.

_/ , ") P, f) C;

-

75025;

6

'j

.'

.

,

3.

1)

;

.;4

_-'"'_L(_{,:: .}) ç:;: _{. -}~_. .l I

j,I...;Oo-;-

-

'

:':\

""

.)

r

;.:. , U

'ti

i~

1'1

-

7'?

-

~

,.,

....:...

... 2coUÇI

_ I _/

"2J

•

.

/

"f

₁

₈

_/

₉

M

Q

M

Q

M

Q

Cl

t

~a

':Jo

~, {)ClrY::';,P

_o

..., 'i '~ \-:. 'J -- 'r-7 /CI':; ()

v

f f ; ; J-fi • ' I J ; f .i ... (; ')--+a.::;- '"-i

ti

,

';!

(.) Ol / I ! )

IS

i I _..J . t' '

_o

/ l ..... C-J c'-, ':)/ /'''''0 I .~ .:.:.

-,

- Ö i) "> i) (I ,. ,

"/

_,

(;15

1/

-

7/06

"2"'1

6

'

/

'

"7 I".) 11 - '2 ") iO

?

Fi (

fil..,' ., .-<;2'1

l-J

o

11

<r1.f

-i

a2!

/LI - _.' «... , / )1 I , / ,

1

~

a

11~6

~-L~

--,.

.1

,

t~(\ ')'-'/

.

"

.t_

r

1;/;037-

f-

CJ03L,~5

" ~Sll

=8z~

,

c>1

Stroom /Componenten staat

•

•

15

M

Q

q (<'o -:l.

41

:

'

9

GJ '--1 • f ;:;-J __ I I O. '/ -=t (.\

s

:3 q~ I I ~

-?

~7{)

ç

_.-, _..t:'") .... ..; _(.1.+ -)3,~ 1 ' I'

.,

.

I I I'" :! '2 .'-1') _~I' J I --

-

'2

0

134(,

(;

')

'2.0

M

a.

:,

_~

J

"

)

/fn •. L - L-

-302"1-

/-'

Vt

(}

7-

{.:

-;

(

-

5391

IS

' ., . Cl (l:Ç

(I

- ~c.:r.J I :; C r, '~ -, /

v

J (i' • """ _)

-

11~

1 ··~r··(f--:'> J ' ... -~ 1-'

-

4

0 -n-1;';

1-•

w \..;~