Bereiding van zeep uit paraffinen

Bereiding van zeep uit paraffinen.

(toelichting bij het fabrieksschema van G.F.Steenbergen) I.Inleiding.

,

~

.

~

•

Voor zeep bereiding dient men de beschikking: te hebben over hogere vetzuren (0 - 0 ).De meest gebruikte bron voor deze vetzuren

zijn de nattt.grli~~e oliën.Door verzeping van deze oliën ontstaan, afhankelijk van de gevolgde methode,vrije vetzuren of hun alkali- . zouten (zepen) •

In een autarkisch land als Duitsland,dat voor n~tuurlijke oliën aangev·!ezen was op import, zocht men vóór de oorlog reeds naar een synthetische bereiding van hogf:re vetzuren.lVlen werkte een methode , uit ,die berust op de oxydatie van paraffinen.Hoewel dit proces in .. Duitsland voortdurend verbeterd werd, zOV'lel wat betreft kwaliteit als r endement,slaagde men er niet in de kwaliteit te bereiken van de natuurlijke producten,en evenmin h2t bedrijf renderend te ma -ken in een systeem van vrije economie.

II.Overzicht van het proces.

/

Als grondstof r;ebruikte mE'm in Duit sland hoofdzakelijk d.e hoge-r 2 paraf1ïnen (0 -0 ,smeltpunt 30!50· C ),die als bijproduct ont-stonden bi j het ~fsc:K~r-'l\ropschproces. Ook ging men wel uit van ge -hydrogeneerde bruinkool,doch de hieruit verkregen zeep was van aanzienlijk slechtere kwaliteit.

2!l~~~~~!.

Ha een voorb~handeling van de gr:)ndstof met Al Cl of KMnO bi j 100·C (ter verwijdering van inhibitorenJwordt g6 0x1deeri.Oxjdatie-middel is lucht;als katalysator(deze verkort de inductieperiode) wordt KNm~~toegevoegd.De oxydatie heeft plaats in de

vloeistofpha-se bij 11l?'C.Na ongeveer 24 uur is een derde van de paraffinen om-gezet.Het verzepingsgetal bedraagt dan 135.Deze" temperatuur en ' conversie moeten gehandhaafd blijven:bij overschrijding van deze . grenzen nemen de verliezen aan lagere afbraakproducten sterk toe, evenals de vorming van te ver geoxydeerde stoffen,zoals hydroxy-en ketozurhydroxy-en,V'lelke samen met andere reukstoffen de synthetische zeep een onaangename geur verlenen. Ook veltakte verbindingen be-invloeden de geur nadelig:de grondstof moet dus zo min mogelijk vertakt zijn.

Boven uit de reactor ontwijken,met de lucht,vluchtige bijproduc- \ ten (ketonen,aldehyden,alcoholen,lagere vetzuren,water en koolzuur-gas) ,onderaan wordt het reactieproduct afgevoerd.

Y.~~~~E~~~!

Na wassen met water (o.a.ter verwijdering van dicarbonzuren en mangaan- en kaliumzouten)w~rdt met soda en (of) natronloog verzeept,

eerst bi j atmosferische druk en 70·-90° C, daarna gllUÛ:X:mll bi j 150o-18Ó C. en 15-25 atmosfeer (om esters e.d. te verzepen).Dit proces kan ge-heel of gedeeltelijk continu uitgevoerd worden.Het niet verzeepba-r e gedeelte wordt hier grotendeels afgescheiden.De 50 %-ige oplos-sing van zeep in water bevat nun08 slechts kleinere hoeveelheden onverzeepbare stoffen.

~!g~~~!1~~g_!~_~~_~!1~êh~=1Qr~U~

15

BEREIDIMG VAN ZEPEN UIT PARAfflNEM (m G.f. STEE N BE R GEN

DECEMBER 1948

I

,

I

I

I

.~

~

r

l

I

•

2. onder verhoogàè. d:ruk(welke echter lager is dan die in de verze-pingsautoclaaf) ,waarna expansie tot 1 atmosfeer volgt in een

"flashll_{-toren.Water en onvel'zeepbare stoffen ontwijken boven uit} de toren.Zeepdruppels verzamelen zich onderin.Men kan. de zuive -ring nog verder doorvoeren door onderin ~-jtoom van 340 C te blazen,

zadat laatste resten paraffine enz. verwijderd worden. Het percen -tage onverzeepbaar brengt men zo terug tot 1%. ,

Deze zeer krachtige behandeling veroorzaakt grote verliezen:bij 38'o·C 25~Q,bij 340· 0 18%.

De condenseerbare stoffen,die boven uit de toren ontwijken,worden samen met de onverzeepbare laag,bij de verzeping verkrege n,terug-gevoerd naar de reactor.Deze recycleparaffine bevat stoffen,die de inductieperthode in de reactor verxagJmkorten,zodat de lage conver -sie nóg een voordeel heeft.

In plaats van verzepen en "flashenllheeft men ook getracht de vet-zuren te zuiveren door extractie.Dit is echter duurder,terwijl oxy-zuren en andere reukstoffen in de vetzuren blijven.Deze kan men

al-l een verwijderen door extraheren met petroleumaether,verhitten on-der druk (hydroxyzuren ~ onverzadigde zuren + water)en destilla-tie (verwijdering der andere reukstoffen).De bovenbeschreven me-thode maakt eCtiter een verdere behandeling overbodig:keto-en hy-droxyzuren en vertakte sterk geurende verbindingen ontleden gro -tendeels.

~~~!'~~~~~9:~±~~e2:.

De verkr egen zeep wordt weer in water opgelost en met 25 %-ig zmavelzuur omgezet in vetzuren.~et water wordt zuurvrij gewassen. Vetzuurdestillatie.

Deze heeft plaats onder vacuum (3-10 mm.Hg).Men vangt daarbij de volgende fracties gescheiden op:C₄-C O,Cq-C20,C20-C?R,terwijl · het residu bestaat uit moleculen met me~r'dán ZB C-ätom~n.C -C

2 is de hoofdfractie en wordt voor zeepbereiding gebruikt.Men9hee~t ook wel de tractie _{Cg -C1h}voor zeepbereiding en C

16-C20voor con-sumptiedo.el einden wi~leI'l? gebruiken.

Uit het feit,dat C-C de hoofdfractie is,volgt dat men zich de oxydatiereactie kan

~e~~n

als een doorbreken van

C?~-C'-sOmoleculen

in twee ongeVf!er even grote delen. Op grond hiervan Zóu men uit 100 ton paraffine 115 ton vetzuur moeten verkrijgen.De opbrengst is

echter slechts 72 ton,zodat de verliezen 43 ton bedragen,d,i.37%. ~!~:e~~~~~~~~~:.

De Cq-C?O vetzuren worden verder venverkt volgens in de

zeepin-dustri~ g~ngbélre methoden. Verzeping heeft plaats met een soda -of natriumhydroxydeoplossing.Voor continue vrocessen is het laatste beter,daar het sneller gaat.Uitzouten van de zeep,zoals gebruike-lijk is,gelukt hier slecht door het h()ge gehalte aan C -C -zeep. Daarom is een verst11ivingsdroger beter.Men kan zowel z~ep~~eder

(c.a.57'~ watergehalte) als toiletzeep (c.a.14% watergehalte)maken.

Voor toiletzeep is de synthetische zeep echter niet geschikt.

Aan de huid bli jft nofS lange ti jd ,3en penetrant e geur achter. Wel voldoet de zeep als wa~poeder:textiel behoudt de onaangename geur niet .rLen kan de synthetische zeep Plengen met bijv. 40-60

%

natuur-lijke zeep. Voeri~ men dit percentage op tot 951~,dan is het product ook als toiletzeep t e gebruiken.

I '.

I;:

t \~

.

.

- 1-3. III.Toelichting bij het schema.

Het eerste gedeelte van het fabrieksschema tot en met de ver ze-ping en scheiding varl het grootste gedeelte van het onverzeepbare is door de heer L.Krol behandeld.

~~~~~~~!~~_~~_~~_~f!~~~~:!~~~~!

De continue verzepingsinstallatie levert per drie uur ',6:,; ton zeepoplossing,welk~ b,5 ton zeep en een kleine hoeveelheid onver -zeepbare stoffen bevat.Deze hopveelheden zijn afkomstig van 20 ton paraffj ne .l'er uur moet de llflashlltoY"n dus 5,3 ton ve:rwerken,

waarvan 2170 kg.zeep. '

Eerst wordt nu dF: druk,die 25 atm. bedroeg Gereduceerd tot

7

atm.

Ond(~r deze druk komt de or,lossing in de buisoven (1) ,welke door gasbrander s verv.Ja:rwd wordt, en verlaat deze wêer op 3400

C. Druk en

t emI;eratuur worden automat isch constant gehouden. Dan wordt de druk

gereduceerd tot 1 atm'. en de oplossing sJ;ui t de Ifflashtl-toren in( 2). Beneden wordt stoom van 34ifO.ingeblazen om nog zoveel mogelijk onverzeelbare stoffen t e vervvijder en .De vloeibare zeep wordt on

-deraan door middel van een transportschroef afgevoerd.De over de top van de "flashll-toren ontwijkende dam}en worden gecondenseerd.

De afkoeling heeft plaats in oen,toren (4)door besproeiing met reeds g ~condenseerde onverzer··pbar e verbindingen. Verbruikt koelmid-del en condE-msaat worden verder gekoeld en in e~n scheidingsbak ge -pompt.Daar heeft afschei ding van ~ater pla2cts,tervvijl de organische verbindingen t en d le naar een wachtbak , t rm dele naar de sproeier van toren (4) gepoIDI.t worden .l.locht in de Bci-;.eidingsbak emulsie vor-ming optreden, dan is de cuulsie t e! breken door toevoeging van een kleine hoeveelheid zout .De inhoud Véill de wachtbak wordt afgevoerd naar een wastoren,welke Ol- het schema van de heer Krol aangegeven is en daarna teruggevoerd naar de reactor,De niet in toren (4)ge -condenseerde dampen gaan door twee waterkoelers;condensaat vloei t . 8.f naar de scheioingsbak.

Door het 11flashenll_{gaat 1f3}

%

_{van de zeep verloren:er wordt per}

uur 1800 kg. zeep afgevoerd.

~~~~~~~~~~!~~~!

De 1 (:lOu kg. zeep wordt met de transport schroef naar oplostank( 3) gebracht en oygelost in 1800 l .water.De oyl()ssing wordt gepompt naar zuurtank (5) .Dezl~ bestaat uit ijzer met een zuurbestendige keramische voering .l,;~en voegt nu een 1 %-ige overmaat aan 25%-ig zwavelzuur toe, zodat de pH 3,5-3,8 wordt.HGt ruwe oxydatieproduct had een ver~epingsgetal 135,zodat hoogstens 425 kg.zuur toegevoegd moet worden.

\'later en vrijgekomen vet zuur worden gescheiden.ln toren (6),ge11 vuld met hé~schig-ringen,wordt met warm water(80· 09 zwavelzuurvrij f .. ewassen,wa,·'rna de ruwe vetzuren in een vlac~tbaf (7) opgevangen wor den. Daar het smeltpunt Véin dE~ Vf~'L,zuren 40-50 C bedraagt moet de wachtbak met stoom verwarmd kunnen worden.

Vetz'J.urdestillatie.

De destillatie he(jft plaats onder een druk van 4 mm.Hg.De zuren

(1 bOO kg per uur) worden eerst in voorvvarrner (8 )onder verlaagdè

druk (welke groter is dan 4 mmo HgJmet indirecte stoom t ot 90· 0 voorgewarmd.Tevens heeft ontgassing plaats. ~

De voorgewarmde zuren ko~en nu binnen onderin het brede gedeelte van destillatieketel (9) en lopen naar het onderste nauwe deel.

Het rYlateriaal Véln de ket el i s siliciumijz(~r of V2A.ln de binnen

-buis mondt een oververhitte-sto()m}eid~uit .De dtrecte stoom

Á ._, b#"':>

r

-.

-4

.

neemt de in' de .In Jl; staande zuren mee, waarvan een gedeelte met de

stoom dirHct afdestilleert.De r est sI--roeit over het conische bo ven-stuk van de binnenbuis naar beneden. Het grootst e deel komt weer on -der in het d,::stillatieapl,ara8t terecht ,het kleinste deel in de goot

l angs de wand.ln deze goot hepft ven~arming pla~ts door directe en

indirecte stoom.Laatste resten vetzuur van de fractie ,die men in

deze ketel wil afdestill8ren,ontwijken hier ,terwijl het rasidu wordt

afgevoerd naê-'T tank (10) of 'naar een volgende destillatieketel.Men

heeft nl.4 ket els :voor de fracties 0₄-0₁₀,Oq-020(2 ketels)en 020~0~8'

Het residu bestaat uit 02-en hoger.Door

c

m

st;oomtoevoer kan men ge

-makkelijk de voor iedere ~ractie vereiste dc:stillatietemperatuur

in-stellen. . "

Het destillaat wordt gecondenseerd in twee koelers.ln de eerste

ont-staat 80

%

condensaat ,in de tweede 16 %.Koeling heeft ~laats met tlycerine,welke de koel ers op 5)0 binnenkomt en op 80-95· 0 verlaat.

Via een expansi evat komt de glycerine in t ank (11 ) ,voorzien van wa

-t erkoeling.

Koel ers , tanks en andere alJparaten in de fabriek, di e in aanraking k

o-men met watervr ije vetzunm bestaan uit aluminium.Wat er zou in de koelers corrosie geven,glycerine niet .

De l angzame koeling schijnt een beter product t e geven dan een snel

-l e.Het condensaat van de beide koelers wordt gezamenlijk in tank (12)

opgeslagen. De t anks (10) en (12) kunnen ven"lannd worden.

De restdampen worden gel eid naar een expansievat ,waaruit nog 3% con -densaat worcJt afgetapt , dan naar een ontvanger (*~;, condensaat) die

aan een booster gekoppeld i s ,en tenslotte naar de vacuuroinstallatie.

Uit de 160.1 kg ~~rdt 1050 kg 09-020-zuur verkregen.

Z "b 'do k.t~ _!:~:e_~~~?:_?:~§:.

In de verzepingst ank (13) wordt afn het vetzuur een 30%-ige natrium -hyiiiroxydeorlossing t oegevoegd bij üO~ 100· C,waard')Qr een zeepoplos -sing verkregen wordt , di e 30 ~6 water bevat.

~!~:e~~~~!~~~(E.P.

581

203)

De zeep wordt via e(:n vacuumfil ter (14) naar dR verstui vingsdro

-ger (15) getransl,orteerd • Uit de sproeiers komt de ze'~}J in een kamer ,

- . ..P- die zich olJ een t emyeratuur van 40· C bevindt bij et~n druk van

min-t.-

_

~- .",.stens 62-6- cm.Hg.Bij nog lagere druk h~eft de wat erverdamr·ing zo snel

lY" . / plaats,dat de zei:pdeeltjes aan de buitenkant direct hard worden en

h·--:t water, dat zich er binnen in bevindt ,niet wegdampen kan.

Door stoommantels worden kamer en zéept oevoerleiding verwarmd.De om -standi~hedeYt worden zo gekozen,dat zeeppoeder met ca.5% water door de transJ:..ortscbroef afgevoerd wordt .

])e productie bedraagt 1208 kg zeeppoeder per uur.

Literatuur.

/

:B'. Wi ttka--Gewinnung der höheren ]!'ettsäurèn d.urch Oxydation der Kohlen -wasserstoffe (Moderne fe~tchemische Technologme,Heft 2),Leipzig 1940.

BIOS-Final report ~35.

BIOS-Report

1

5

60

.

FIAT-Report 905. CIOS-Heport 26/50.

-\ I \ , ) I ___ . 1 .

1

--I

~

---Berekening van de koelsrdraal in de d;;stillaatcondensor voor het condenseren van de C

9-C14-fractie der vetzuren.

5.

De te condenseren hoeveelheid C

9

-C14vetzuren bedraagt per uur 525 kg.

Hiervan wordt in de eerste koeler 80% gecondenseerd.

Als materiaal wordt gekozen

en bimlendtameter zijn dus:

1"alruninirunpijp,wanddikte D =1" o D. =0 ,81'J 1

.

. O,095;bulten

-1 .Berekening van temperaturen en af te voeren hoeveelheid warmte.

Het

At=

(I

_.,

. t ~ =28,1 F

u-w

logt:.ri thmisch gemiddelde temperatuursverschil : (275-1)1 )-(538-203) = 144-135 = 140 5-F

( 275-203 ~ 144 , .

ln338-203 2,310813)

At d_w is op

~

van At gesteld.Achteraf is dan door een controle

berekening de juistheid van deze aamlame te toetsen.Dus .At

d

-w

=28,1- F

VOOl' t d zullen we nemen de rekenkundig gemiddelde damptemperatuur,

want de fout,die hierdoor gemaakt wordt is te verwaarlozen t.o.v. die, \Nelke gemac:kt wordt door het niet kennen van de juiste damp-samel?-stelling: C₁₂zal beschouwd word.en als de gemiddelde dampsamen-stelling.

De filmtemperatuur i s berekend volgens de in (1) gegeven formule:

1:_{fo =td-}

iA

t _d__w

'2 _

Dus t fo= 306 -

*

x28,1= 285 F.

Daar het koelermateriaal aluminium is zal het temperatuurverval in de wand verwaarloosbaar klein zijn en kan als wandternperatuur ge-nomen worden t =t_d - 4td =300- 28,1= 278°F.

w -w _ . , ;

tempe-.-

-1

'-IA

ratuur is d~e van het afvloei ende condensaat. De door de glycerine af t e voer en warmt e bedraagt: Condensatiewarmte 0,80 x 5~) x 83 = 34860 kcal. Temperatuurverlaging van condensaat

van 170· tot 123· C (t bij damp

-,uitlaat) 0,80 x 525

f

OO,6 x 47 = 11850 11 Temperatuurverlaging van de damp van

170-tot 1350

C O, 20xO, 6x525x35 = 2205 11

Totaal 48915 kcal = 194000BTU Bij da gemiddelde t emperatuur van de glycerine ~XF1 t:4·F) is

6.

=

1231 kg/m3 en c_p= 0,64 kcal/kg-c;t gstijgt 40· C.Dus 1.m3glYCe

-r ine voert af 1231xO,64x 40 = 31510 kcal . Voor afvoer van 48915 kcal/h . moet de

g

lyc

e

rin

e

t~

.v

o

e

r

bedragen

48

~~§1~

1 = 1,552 m3/ h.=4220 lb/h. 2.Ber ekenin8 van de condensaat f ilmcoëfficiënt ho.

De koelspiraal kan niet beschouwd worden als een hellende pijp,

~~a~op de f ormul e van Nusselt voor vertic~le pijpen met een cor

-kJ ~ . I

rectie voor de hellingshoek

I

h =0,943 ( fPfg

Sl

n«)

'4 jtoegepast

t

0 ~I4t

kan worden.De hellingshoek is nl zeer klein.Verder neemt men wel aan,dat de spiraalvorm van een buis de overallcoëfficiënt 20% ver -hoogd,d9ch deze uitspraak heeft betrekking op gevallen waar in de buis een turbulente stroming aanwezig is. Zoals onder 4.zal blijken is hier de st roming l aminair.

Om deze r edenen zal de koelspiraal beschouwd worden als een bundel horizontal e pijpen,een multipass-systeem.Dan is hote ber ekenen uit de formule: :{

k}~

g À

J

*

ho= 0,72 ND ~t (1 ,pag.268) . Ol ! d-w k_f=0,08 Btu/h ftOF g =4,18 x 108ft/h2

t

f=49, 5 lb/ft3 À =149 Btu/lb N = 48 (gekozen) Do=1/12 ft ~f=3,2b5 lb/ft h .At d-w= 28 ,1°F

,-

.

I

r

-Dus:

3.De warmtegeleiding door de pijpwand.

Bij de wandtemperatuur is k voor aluminium (278-J!') 120 Btu/hft~ De wanddikte x = 0,095 ft.

k 120 12 . 2

Dus:

x

=

0

,095/12

= 15000 Btujh ft

-F.

4.Berekening van de glyct'Orine-filmcoëfficiënt h_i .

7.

Opm. :voor zover niet anders aangegeven hebben alle grootheden be ,trek-king op de :nenxrk:Kl~ gemiddelde temperatuur van de glycerine.

Daar per uur 1 ,5:'2 m3 glycerine doorgevoerd m'oet worden is de door-voersnelheid u = (1

,56~0~3§§,31)

= 15300 ft /h.

(

i-

D~

=0,00358 ft2) R = Dju'p _ 0,81/12 x 15300 x(62,43 x 1,231) = 729

e ~ - 108,9

(",.a= 10B,91b/ft h)

Er-heeft dus een laminaire stroming plaats.Bij gebrek aan een bere

-keningsmethode voor walllII1teoverdracht bij laminaire vloeistofstro--1 ming in een spiraalbuis \Nerd de slliraalvorm niet in r ekening ge

-·

,J

t{

~

bracht. Door het l age He zal di e invloe d waars chi j nli jk gering z1 jn.

I

,

...

A""

((YY"/

/ I

De vloeistof i s visceus. Voor dit Geval kan de volgende formule (1 pag.

~

I

toegepast worden:

~1

4

__ 1/3 190) k ' ( 4VYC ) hl'

=

1 ,86 -D _{. 11k} -LP 1 . k= 0,192 Btujh ft-]! Di=0,81/12

*

0,0075 ft ,;M =1 08,:1 lb/h ft "#-=/'; _s (in dit geval) = 6,3 lb/h ft V;l W =4220 lb/h c p= 0,64 Btu/lb-F Nu wordt dus h.= 1 .86 1 x 0,192

x(1~839)0,14(4

x 4220 x 0,64)1/3

_t

1 0 , 0 6 7 5 , 11' x 0,192

LV3

h.= 1 206

iV

₃

"8-1:U./A

I~ l )'"

5.Berekening van de koelspiraal en de overallcoëfficiënt

u.

1 1

- L1/

3

+

0

,~1

x 1

~ 0 , 05 15160 +

°

8+81 ,6

Q= 194000 Btu

..

U,(.,t D. en.ot invullen geeft uitgewerkt:

, :1. /

. . 1785 • 943 L1 3= 29,8 L

Stel nu L = 216,dan is L1/3= 6.Substitutie geeft:

1785 + 5658 = 6440 Verschil tussen eerste en tw~ede lid

Als L 3

%

groter is,dus L1/3 1% groter:

1785 + 5714 = 6633 Verschil tussen eerste en tweede lid

8.

1003

866

-Afname van het verschil 137

Het eerste lid wordt dus gelijk aan het tweede als

L = 216 +

1~31

x 0,03 x 216 = 263 ft

De lengte van 1 winding is

~

=~3

= 5,48 ft

De diameter van de spiraal is

§

:1~

=

1Lli

ft

Als de afstand tussen twee windingen op 2" genomen wordt is de

"

hoogte van de spiraal 47 x 2 + 48 = 142 = .1.1...& ft

Substitutie van L=263 in de formule voor h

i geeft hi=32 Btu/h

ft2~.

U wordt dan ~ Btu/h ft2~.

6. Controle op de juistheid van de a~ngenomen waarde van 4 t d-w.

At_d__w i s t e berekenen uit de formule I..l = hox Ao XA td_:w. of

~'4000 = 87,6 x 263 x 0,2618 xAt

d_w

o 4 t

d_w= 32 F

A~ wordt berekend uit:

w-g 194000 = 32 x 263 x 0,2121 x4Ót w-g At = 108°:!!' 'w-g At d +~t ==-14'O o F . -w w-g

-We hadden ber ekendAt= 140,5°F en aangenomenÀt

d_w= 28,1 or

De overeenstemming tussen ber ekende en gevonden waarden i s dus

vrij goed.

Betel{enis van

o = uitwendig i = inwendig d.

=

damp w

=

wand g = glycerine f = film gebruikte indices:

(Uitzond_. ering A _g =gemi ddeld oppervlak)

Betekenis van andere letters:

D = diameter

t

=

temperatuur~t = t emyeratuurverschil.

k = thermische gel eidbaarheid ~ '# «ül-4;/u.iof.

".u. = viscosit eit Ä % (.t~ ,.tc. v c ,rI __

,è __

,J

w(ily_lf!.

L== l engte van de pijp A c ~~,~~~'~k

N = aantal windingen W

=

massasnelheid

Re- Reynoldsgetal Q'= getransporteerde warrntehoeveel

-c

_.-~

,.

9

.

Aanhangsel.

De verdampingswarmte van 09- 014 vetzuren.

Veronderstel een gemiddelde samenstelling C12.D~ verdampingswarmte van Jl.aurinezuur is slechts bekenà bij 301 "0 (760 rnm Hg) n bedraagt 68,7 cal/g. Verder is slechts bij enkel e teml,eratvren de dampdruk bekend.Hil:ru.it volgt ,dat dr: verdamrincswarmt e bij 151°0 en 4 mm Hg

slechts m.b.v.de volgende gegevens v.::rkregen kan word;:n:

p ~mm lig)

!

(·0) ~(atente verdampingswarmte)cal/g.

10 50 100 760 4 170 209 225 301 151 68,7

Hiertoe staan ons slechts twee lllethoden t en dienste:

1~ een theoretische volGens H.Essex en J D Clark (J.A.O.S. 54,1303,t'

- 1932)

2i een empirische voleens W.H.Mc Adarns en J .C.mórrell(Ind.Eng.Ohëm

:-1 6 , 375 ,

!

~

11 )

-

.

1 ~ De auteurs kom'·n, ui t gaf\llde van enkele vereeli jkingen uit de ther

-modynamica tot de volgende methode:

a .Dereken de vrije energiev~randering À:E,ovoor drie bijeenbehoren

-de waarden Van p (in mm Hg) en T(OK) m.b.v.de formule

A F- = - RT l n p

b.Bepaal va~ de verbelijking

A

Jt

= A l~ -

do

T ln , + I T

de drie constanten AH.,AJ;en I m.b.v. de onder a berekende

\iJaarden van A FO _{~m de daarbi j behorende}

T.

c.De verdamringswarmte bij een zekere temperatuur is dan t e be

-r ekenen uit de formule

~ H =A H., +~T

Deze methode werd t-oegepast voor drie pa:r-en waa:r-den van p en T.

Dit l everde een .o.H.= 26000 cal /mol. op. Drie ander e paren gaven een

A

:a;,

= 49000 cal/mol.

Conclusie:daar

r

en T niet voldoende nauwkeurig bekend zijn

moet van deze mèthode worden afgezien.

2eMcAdams en Nlorrell zetten grafisch t egen elkaar uit

~

OiiL is

~fatrnJ

molaire l atente warmte,T de absolute tem~eratuur)en log 1000 ~.

Dit voerden zij o.a .· uit voor water ,benzeen .en paraffinen.Bij vrij r:;rove benaderjnc; kr egen zij rechte l ijnen, die alle ongeveer evenWijdig aan elkaar liepen.Tevens bleken de p1mten voor verschil

-lende paraffinen eveneens oy dezelfde lijn t e liggen.Op overeen

-komstige wijze werd hier een aantal punten voor vetzuren ge con-strueerd (zie de bijg~voegde grafiek) met behulp van de voJl.gende

gegevens: zuur 1üuü P ML

azijnzuur

1 rOl;tonzuur

iso-boterzuur iso-valerias.nzuur cnprinp.zuur l aurinezuur myristinezuur stearinezuur 2,56 2,4"3 2,34 2,23 1,84 1 ,75 1 ,67 1 ,55 T

r

14,82 17,7 2L,9 23,0 27 ,0 24,0 24, 4-24,5

I

~

10.

Door deze punten werd een l i jn getrokken evenwijdig aan die voor

paraffinen.

Gevraagd vJOrdt ~'IL bij 4 rum Hg voor laurinezuur,dus bij 15 10 C.Dan

is 1000 P = 0,0124. Ui t de t;raÎL~k volgt: IVlL = 40,3. Bi j toenemend

aantal k601stofatomen zal echt er de verdampingswarmt e vaiLvetzuren

tot die der paraf1ïnen nader en.In v'Jerkel i jkheid zal dus i'fI voor lau~

rinezuur bij 4 mrn en 151°0 l iggen tussen 38,1 en 40,3

en

de ver

-dampingswarmte tussen 80,8 en tl5,2 cal/go

Dus L = 83 + 2,2 cal /go

Literatuur:

1. Mc Adétms --~eat 1lransrolission ,2.! druk.

2. perry---2- druk. Ohemical engineer' s handbook.

2 3

2

2

2 3 4 5 6 7