Bereiding van tolueen uit naphta

, ; r r- . I

(?t:

..

-1-F A3RICAGESCHE~,1A

R.

Schoemaker Vogelkers staat 6~ Den Haag.

BE1illJ)ING VAN rJLUEEN

urr

EEN NAPlIrA. A.lnleidigg.l )

i~Ne aardolie bevat bUna alt~d wat aromatische verbindingen, waaronder tolueen. Daar echter de vraag naar tolueen altijd groter is dan de hoeveelheid die in ruwe aard-olie voorkomt, is reeds vanaf het begin van de ontwi~keling

van de petroleumindustrie gezocht naar· wegen om tolueen te maken uit andere ~oolwaterstoffen die zich in de aardolie bevinden.

~en gaat ~eestal uit van een fractie van de aard -olie , de zgn XIJi "virgin-naphta", clie n'5.et meer dan 2C% van de oorspronkeltke hocveel~ei~ olie uitmad~t . ~ier werd in den beginne de tolueen uit gedestilleerd.

Toen lançzamerhand de kraakprocessen meer enN meer toegepast werden, bleek dat de gekraakte naphta ' s meer tolu-een bevatten. Deze was echter zeer moeiltk te scheiden vam olefinische kcolwaterstoffen die mede ontstonden.

Bergius ontwi~kelde v~naf o8streeks 1910 het hydrogeneren . Dit proces, gecombineerd met het voorgaande kraakproces leverde betere res~ltCiten. De aromatische napt -ta's werden op kTaCikte~peratuur en op een druk van IOC atm. (waarvan de partiaalspann:ng van de vvaterstog 2C-.10~t, 'litmaak-te) Fcbracht . Dan werden goede opbrengsten aan tolueen ver -kregen.

Deze pl'oces"en werden en wor1enN nog steeds meer geperfecticnneerrl. ln lO~l werd tolueen uit een nap~ta ge -maakt door middel van een hydroformine proces. De belan~rD~­

ste reactie die hier plaCit;:virdt is de de0~~ogenering v,::m

methylcyclohexaun tot tclueen, doch oo~ andere reacties kunnen onder de re~ctiecmstandigheJen verlopen, zodat een groot aantal producten ontstaat . Bt dit hydrofor~ing proces

~

'- - - - = > _ _ _ __ _ _ _

'~~

-&.Il10:-_ _ __ __ .

.!~

.-~ Cl

i

I

\V , \ "',\Ir-L .' ---~--~- ~ - 2

-werd gewerkt in te~enwoordighsid van een katalysator.

Op dit proces zUn de meeste tnluee~heret~ingen ge bas P. e rei, al is erna tuurl ii~C r 0 2' ee Y" "STate versc he i denhei à.

van uitvoerir:g.

Het belang van de tolueenbereiding ko~t door de grote vra2g die ontstuat ddordat tolueen gebruikt wordt bU de vervaardiginE var: exp~osieven. De zuiverheid van tolueen

/('[' 'noet dan tenrninste/9f '7~ ziJn .

\

\ " .. . \ " '.~ \

Het belang van de b~producten

bU

iit proces is ook r:iet te ond rschatten. De zwars fr'actie die bU de aro

-rnatisering o~tstaat bevat na~el~k xyleBen. Deze worden ge

-bruik~ voor de bereidi~g van ~atorbrandstoffen ~et hoog oc

-taangetal. Xyler.en vinder: ook toepassing als oplosmiddel voor verven en vernissen.

~r onataat ook nog eer: vrU grote hoeveelheid raffinader(gas, dat lichte alkanen , alkenen e~ alk~nen be

-vat. fit kan als brandstof voor ~e ove~ gebru~kt wnr~er.

BLj eer: r:rote raffinac1,:,:yo;.i bm ret de ""'oe"it'" lonen ra('finar1Rri.~­ paf' ir'_ de stadsgasvl·crztenin<:" te verwerken. rit ·"·/Ordt t egen

-wooTdi~ reeds in enke~e Xedcrlanjse gemeenten toegepast.

B. Factoren die geleid hebbeh tot d3 ~euze van

het proces.

Voormaa~ste doel van het proces is dus het produ

-ceren var tolueer:. Allereei"st werd dus een proces gezocht dat een grote opbr'8r:gst aan tolueen epl everde. Ir, de I t tteratuur zUn vele frocessen be~and; deze ztn in te delen in tw e groe

-pen en wel

1. 8]"o!lati.2ering in het algemeen, wlllardcor dus een !'loger p."ené'ltp _aan a::Olléiten C'ntstae.t en dientengevolge

2. proceé-'~'er c'i p fY"'1'" crt z:'n op de bereirling van

,..; U c, TI l' '" t t (' 1 u e P n ,- " l

~

"\-,,, c: t .. , n ., '" '" e 1 v'-nee n "'1 e n

~

'"

~

l 3) ... ':: . . . ' ... ~1 ct.~ ~ . ..J~ ... a 0-\' '-.J _ ct ... /.. . u " J..O .... "')c ... .

~enselU~ RéiS hst 6UE een proce~ van deze tweede

categorie te ne~en , dus ecn proces dat erop gericht was een zo roog !logel~ke opb~en~8t aan tolueen te ~rUgen. Natuurl~~

~r h~ever d2~ een a~~tal rTCC~~Re~ over ~ie

i n ct ct !: "'1 e J \:: i n p" 1" '; êi r~ e fl C"1 toe ;S e IJ '"' s t t e N 0 l ',I e rJ. r: L; ''': e 1 ( k :

8 . Patent U.S. 2,3F3,702 . Eer ~aptta (b.v. uit

r-r i è - Ij ent i"l ent TU 'N e C' J ie) '! 0 1

c:

t

rl ier

b :J i r. t.'l é? e t Yè:i P pen 'J c h iJ. "i, ei. e 1 d

p'er 1"o:r"Y'0C ;:roducter ':'iol'Jen nc'r;1lddls èi~n een jr'Cg8 tellf;e -1<-<' t :J. U. ron e; e 1: wor f: e r. , :~ -ï t.Ti. n 8 1. -ï n t 8 ,~ :? mv (1(' I' è, -ï, ,,,~, (3 i à v Cl. r een kr;:; i} T-: ~~ 8 t a 2. ~ r S iet ter. ~ ieT b '. 0 n t sta c < t d él / e (~ n IJ r co ch:u: t d a ': v r i..:

veel tolueefl b~vat 'na~r d~t [ehl':J.tkt worjt ,12 ~~cp~aar~i

-~' , r; 11 '; • 1. 5 -: .

-r' 1. ':~ t -.~ VI t "l Y' ~ t. ~ '7 r . l 0 L1 . T ' -i t :î r: :;11 co t n?î rJ 0 ~'H_ n

j],.cfor·' ... '~V'p" 'Vel!' eerl ~;(::rl,r~"'té1 "'Y'C\t lr·~;taat:rS~_.t()l' 1;" 7r'C C. "Sr _"''!';.;

-vPlpje trt Lro~~ten; er vi~0t echter' ook 8er Rrot~ gascn~­

,--

-

,,

--

- -

-..

- 11

-tieeeYlt~-,i(~ r·e~c..f'ee~ll op ~ç;~ T} .S. T~-; tprt 2 "t10F-','7?f1 .

~~ tiseytny var ee~ nap~t~ ee~ Y8e~~ v~~ Hro~atisrhe

produc-het p!.'cces ei vCClr8.1 t \::r:'en Ge te'nV-;réltuul van de

..

_{- L1a}

-1. ~'et r' ers} [;:;1" VE1.n "l']cl "bdp'0 vwy:là,e op een Al( OlI)3 -gel en het da~rrè:l. al'ogen er el oeien van cts ~bSal~sator.

(;.e";1e "8; i C à~·l t öeze hei.ele s; "'rten een hoge op

-brr.:Tgst aun uro'11.aten Ç"aveh, 'Yla~l2' èéi t èe tNeecle een hog"!re

op"n'enf~+; ä~,r tol'i( er:. ten ~o~}te Veln de a_Y1~ere arc"1aten lsverde.

GewocnlUk b2sta~t de ~~t . Kit voor 8-10 gew. -1 uit mclybdeencyyde , joch ~~t~lys8tor tot een gehalte Veln 20% ).:EJ' geo2:uikt 'ilOrder) . ~e :.:l:J!.lf' berei,'3e ":],,:;alysator 'Noyr'!t tot pi2.let,les gepu st , zo r:oöig under toev08p;i.n,-r ,ra~ een or.o:anisch

h~nd~iddel zoals stsarlne .

r~6~ns de r~actie aactlt oe activiteit van de kata

-1 y ~ a tor ei C 0 r 1z ~ 1 (, '{ S v 0 T'", i n g . 'S ron t s t è:i ::; t o r g e veE r (' , 1 5 ,;;{ '.{ ook f' ,

dus in eer pç-.... i.OCJ"; V.ë-:fJ 6 uur ontst8é~t ca /.5 lrp- '{00'ZS. T;e

k-ata-gas, b.v. ver~unde lucht , ~e ~rr~s ~f t~ b'srden. De activi

-teit nee'11.t

ra

i9 eerste ericden tect stoeds df sot hU een

Een cpti~u'11.opbrengst ontston~ b~ een

tempera-o

tuur van 525 C en een space-velocity van 1 liter naphta -voeding/liter kat ./~ .

Le~ap~tè:i-voe6ing, ~e~ een ~oo~tr~~ect van 05-1250C

18 eerst op ~(j,,:("rtempeI'atuuI'. Dat d.eze niet op l{oo~tem'pera­

tuur is vi~dt z~~ oorz~~k in tet i'eit dat ~en ~iet direct

v~n 0e ruwe olie-destillatie hQt plodu~t afvoert , ~bar 3at

~er het eerst opsl~ut . Dit doet ~eY1 o~ niet twee pr6cessen

Bon elkaar te koppelen. van is ~e~ na~elt~ bt het ene proces

afhan~el~k van het andere, N~t b~ tldel~k u~tval1en van een

van de twee arote na~el~r ~et zich ~eebrengt .

De r 8 ph t é1. - V 0 e eH n g m. eet t Cl Z 8"1 e Y1 "Tl e -+; "I F] "/ cl t e 1" 2 tof

op de reé,ctorte"'1:r;er&tu'J.r vun 52î_{("'r, .r,.ç:;bré:u'rt} 'vor~e!' . _{r:,-; c!'toe}

-Hordt rij door verf'c' "11 'er~'e N[.;r·....,te"/lf''='e1adYs ger'n-.::pt , Nüa r-bij de reèH;torgds2er alf: ver ,<:.::.r"'lend medi~lT1] dienstdoen. Ver -volgens gaan de voe~ingpgè:issen door ee~ oven o~ ze op de uiteindelijlee te'T',.98Té:i.tu'.lr te br·engen. Tn '512 reactor Jcwlt

o

oe te'11perat'J.ur tot Cb 50C C. 1'e l':'.;ctiep:to(~ucten woraen

...

.

-..

_•

-Llb-o

na 8fge~oel~ tot ~C ~ en d2r _{~o~~er z~ ir een fasen}

schei-der geleid . '1nder' . .J.-Lt ',I!cr5t rier~ de vl_oei?tnf ('1'r>tbpt, to.1"w~,il

de

In een sbsorber 'vor~en ~e ~a?~en voor een ~root

d0el ontdaan van de ~oclN~t2rstof·'~n, zo1at redelt~ zuivere

wuterstof teruurevoerd k~n Norden in tet proc~s.

De vloeistof uit de iasenscheider moet nu

ver-oer f!ezuive~'d ','ler'jen 0""': toluf'er. °r'uit CP ~nnen yinnen.

Dit kan op drie ~anieren feschiedGn :

1. GefrHcticnneerde d~stillat~e.

2. ExtY~ctieve destill~tie .

3

.

Azeotropische desLillatie.

Le

extrsctieve en azeotr'opische desti llatie zUn ir. prin

-cipe ingewi~~elder ~an een ror~ale fractionering, doordat

eer extr~ stof toepevoe~d meet florden die later weer

terug-pewonnen ~oet Nord~n.

EU

de extractieve destillatie moet

~en werke~ ~et fsnol,

van olefinen ~oet ~cr~er ortdaan.

::-le ""cheiding sldus 'T'o.7el;,~lr -is, "1et eo'~ f"9fractlonneerde

d8still~tis uit te vcere~. ~it is ir bet besproken proces toefspsEt.

_e vloei :"tof uit J.e lu::::ersctslbd::r ('wat eerst

in 'rele'! I. ;-:;iorNor~;en (~e 1 icrt2te er de zwaarste COfYlpO

-nenten pescheiden v~n rie fractie die de t6lueen bevat.

"9I)V?v:u~ t rie lrolc! ko:,,:sn èe stoffen ,~j : h~o"eY) tot ca /' 50C,

vO(,I'n8.~eli.'k Cs' ,,=, bevi"tttend, en or:ueruit de 1{oloi'11<:omen de

de steffen di~ ~o~~r bovu~ 135°C, Jus vooln8~elJ\ xyl enen.

V,-'lvcL:r:;r'~;('1'c:.::t _- he~ n:rod'J.':t ir~esti,ll,8t

ie-,

'·{olo'n ~I. =~iel' ~\C'":1_::r, J~o_e1"J.i t de f'toffer. ':1l c: 7.e r "'wei,li.i'<:

te schè~den zG~ V0~ tolueen ~lus eer aa~z-ienlt~? ~oeveel­

tsid tolueen. ~eze fI'uctie Nor'fit weer bU de napht~-voeding

pHraffinen 1{unnen dan

te -;; Ç-} cc· t ~: t e (~e c l v d I.1 c; e ben zee r b: vat, {:~ '1 001,,: r. (o':! !i Ct t

toluecr . ~eze fructie pa_.t DUbT een inf'tall~tie voor

•

die n~ft8rCr1

tot voor ~'e Y'élé;t:or (1 eC;7('le TI ).

~pt Frootste ceE~ var de tolu~en

"\,Tc.:.n c~e E:ctnlE:::rl~-;'tsllin.["· \l~:r' d-? nê-~r~t8.frdr:ti,(-?2 \!(;Y' ··\rc\J"'~;r.--L~l~~j.c·~ '('I! 111

[~8.yèc1.ief, lIst ,~'e~ IICO[' [:"c'l~d,l~s ,--:~_:;r:: rlé}f·ten~n •. ~. / ... ----;

10C

%

:

T

p -:;

l.~co~\tJ

sjer;:;

r

le]V~ln 'Nc:~ ~'J.S

Oh_l')r:;C"

Stct' Tcluet:n I-Ieptunen :!i t FecY~'le s< _-", 2 Je 1 :;/;. T 1,5

%

I \ <" .\/) / I ~ , \ \ ~,I \ C'" .\ ,

\.

~, i, \' f -Hep~aYlen .. )~té{nen

~ ton/h worden de ~osveelheden

~olueen HepL:ne:: rI/ieR :-g/b 500 L1. nc 12CC 12CC

0'~'

1.~ctOJ"

v0udife ~ceveel~eij ~tp!'2tof,

for~u1e atirge~o~e~ . /

"

Ir] stof Stofb~1ans re~ctor. ~7/~c~/b _. :=:==- )fGrrnule ~ol~een 125 CiEr He~tanen lCO C₇H_l6 ) t 2oc:: C ~ ·canen -J..J p:i-U: I'iI

92

leO 114

3C

112 kmol/b ,1 ,OC

le,::"

12,23 l C,71 :'-"101 j.

,

Á ' _..JIJ 1,00 ?

,

1::0 1<p:rat c

,

₅₂

7 _{, ,}'1r,l _,\... ?1",72 /e , , '/~ ,'-' 1~ cr Iv, ". / j ~ • tI'djccten

"

k::rat H v -10,e2 16,00 /6

_J?

~CB 30C C7~ld

02

3,06 21,42 ~?,r~ D,cu Q~0~ ~

('

t 112 ~ rp

')1

L' J A n qp . - ..J v IJ v f~ 1 1 (, ~,

-L,

,

4 c: ,', < "'7

H _,

-,

.

12'

1 C' ,69 PO, 1 ( 1:" S' , 22

/ / / / /f-; /

! ! !

:n:;;.

/

/

,PI;/ / / / / / ! / / / ! / .' 1/ I I ! / / / I / / I / / / I / ! ! / / ;' / / /

Uit Stc: k?/tcY'/H fC::::-"!1..J.le r,~ lr~ol l?rrrc:

r

lrC"Y'et: U

Ch:

,

~. c:- 50 Cr;Yl1 7J. r 70 '7 h:f" '7 '7(' t'. _._L

,

~ ./ \. , Benzeen

gr

C t- '-'f- _{1 .1} I:: r: _~"C (. en C:, , , , ',)

,

-' \ C .~, "- _NP

₅₀

_-

₉₅

_Sr. C L ~:l ~ f:;

0,59

~-,;:5 7

,

67 Tolueen 3~C C T -92 7; co _?:::;

_,

_1'3

_{2[' ,72} , _7"1 E. ./ " .J - ..J

HF 05-1?5

50 r. v C:O r _:;1 7 c:: J ₇ SE, "'7"115 j ,

,

j , , I .

,

X."lenen ?Or. _{C~,HIC 106 1}

_,

" 0 1 h ,I? lP ,SO

/

,

, " \'

\

' \'.' \" • 7 - 7-C E ~,7 0,PF, -z. ~? .-, ( I ) ---.LS.

.

,

-C ' c 11 " C-z.'8 C 2's IC C~ lOC i 0 r< Lr ;17 '-, -z.~~7 -r i "- --q v 2~~5 ~9 CEl

IS

') _{,('(1 f , ?7 l !} C'---

,

-:' _{;1 7.} ( _{,pf 1 _7,15} ' ~ . / C,25 6,26 25 ,C\,; 2 C , 6"5 1 t, '" , 1 7

per uur' bl ijkt è at

je totale v~edt~~

15 ~Erat P is o~t2taan , jus 7 , ~ k~ol . Op

vun J ton i2 dit dus ~C kroel is-60 ~g/~.

1er~de W'dr-:;te'!!i:=;2el::;ëTs ~-e'.:()eld

serscrH:~iaer cevoerd -.'iorJe:1 . Be

p 18 ~ t s (v 0 e cS i

n

c

J ton) h Vloc:istog Tclueen 1320 kcjr: Cc:

,

2 ?r'{' _n BeJ'l7.eer

?cr

"

NF

5 (' r Cl5 ?Gr

"

NP 95-125 ?C'C' " X~'l en~n [CC " ()

tot 110 C, wauyna zj in een fa

-volpende srheidinr vindt hier

Gas C

,

C< 200 kuit I: , ) '-" '. C-z.

,

s -;:[0

"

r'

,

C' ,ttr:() -'2 u " c~r • J1 /1('1' 'I F ~

-

.,

7('(-11

~e vlceietor ~o~at 0U in kolm I ingevoerd. Voor de

~~ berekeniru van deze kol ;m word .n nu de volgende vereenvou

-diyingen toegepast

a . get syeteem ~ordt ofP8vat als beptaande ~it

t 0o~pcnenten en wel :

1 . Ch-fl'~:ctie 2CC ~\g/h

..-2. 3enz62nfrectie= 3enzesn + NP

§

Q

-

95

560 :,g/h

3

.

folu2enfr3ctie= 101deen + NP QS-125 1520 l-\:p /h

11 . Xyleenfr~ctie

por

1,:g/1':

b. Voer' ~e bepali~g V_... · · r ,

'~ - ~dlPtels 'NOr(~t

a&~genom~n dat de kolom bestaat uit tw~e gedeelten :

1. e PY1 ~ 0 ven s tE'') e e 1 wa a r i y; à e p. c!: e j di 1i'p: C S

-bel'lzeenfy,,0ti e pla~~tsvinèt

~ractie- xyleenfyact~e plc~tsvirl~t.

O n-"E''''C::+-C>

P t t d ~ 0 ~ ~~~~~~~~ d 1 ~ t

"oe 0l)Pl-O uc L. VL1_D l : e " 1>JA.i<L>A.fi-""AA ee en ue

bode~prod~ct va~ ~et bovenste Geel vcrmen nu tezamen de

z0-/~~-""---" "-- -"""'-.

.,

... . .. -- -'- .

aftap. AanJà de poèucten k:ar '!']'::n!'u bepséüde eisen ste:à;len.

G = 62CO

-e-r

n---e.e-

200 j

I

i ! i !

l_

__

_--;---'

IJ

=

6eoo

A1 lil 560 G

~

6200

I

L

~

-t4C

i

I

1\, I '- .---,-., ---~ 1500 5 l PC ,., I Q - ". ) '....I h. '--'

gO

%

.-I 2

n

her'7.~pnfr. ₅

_%

20 ,., I Q 'Je::. .... -- 3,5

%

.-I 110 })erzeenfr. 96,5

_%

I

f I 156(' tol .fr. lLlEO tolueenfr. 20 x'leenfr.

92

,

5

%

1,5

%

Eee

xyl.fr. --~ I G

=

G?coti

I 1. =

7c?r

...

I

I

1___

______

~

L.

______

_

,10 tJ1'J.eenfr. 720 xyleenfr. 5

%

95

%

In eer grafiek wordt het stel~el penta~n-benzeen

uitaezet als ztnde representd~ief voor de scheiding C

5

-fractie-benzeerfractie. (prafiek I~

De teru~~loeiver~ouding wordt hier 30 genomen. ~it

l~kt op het eerste gezicht zeer groot , dcch b~ nader inzien

blijl\'t dat de hoeveelheid topr:;roduct :laèi~' vr-tj klein is

verge-le~en met de aftdp, zo6at b~neden de aftap de vloeistof-gas

-verhouding, die de helling van de werkl,'n bepaalt redelUk is

Fit prafie', I leest men a+' (lat V00r ret bnv"~nste

deel van (le ~olc~ 4 theoretische pct0tels ro~ip' z~n .

In het order~te (leel var (le k~ kolo~ vinit de

schei ding tol ueenfrèêct i e-x,_le er fract i e plast s . 'rer veree nvou

-diging ip dit als een scheiding tolueen- rn.xyleer opgevat.

r

---

--·---

--I

I

0,63

In het 8n',':r;unt van de eerste 'Nerkl i.jn met de q-lijn

begint de

tweed~

we)rkl

J

n.12) De hellirg van de

1-1~n

moet nu bepaald worien 5J ,6

uIl pOe ~'a ~

il~cr, _{>-T1IP C}

-'vlceistdi'f

re berekenir~ wordt uitgevoerd per kg voeding.

FIlE

=

gaE

Rge.s

Enthalpie van de gassen b~

Tolueen Xyleen Tolueen Xyleen llpoS 30°0 7h '" . /

,

. / cal/g 46,7 2,1,2

"

50,5 S:::6,P _cal/g Qp,6 Sl

"

cal/[f. Oh

,

_~ ~

,

_./ G60. 75.~ + 340 . FI,5

=

77.t©C cal/g " cal /g ('81/f! T-T . -. = 660 . PE,S 1- 34C . fl,2 = vlce1.stc: 8L1,900 P _voe d' _.lng

=

660 (46,7 - 9~,6) + 340 (50,5 - 9L1,4)

=

-t9,5CO q = 771J00 + 49500 fL1ÇlOO

= 1,5 Helling van de q-1Un is - q- =

q-l

3 .

~en kan iup de ~-IUn in de x-y-grafiek tekenen

en vervolgens het a~n~e.l theoretische schotels bepalen.

rit 8~ntal bleek te z~r 14, teYRUI de vcedi~g op

de zevende schotel ingevoerd werd. !n de gra~iek T kan ~en

dan bovendien zien dat ~et een der'gelUk aantal schotels prac-tisch geen benzeen ';.r: tet bode~pro:mct V terec~:t kO'11t,

ter-wUI men in f!rafie~ IT nog vier trapper verder kar gaan O~ de

tolueenhoeveelheid in het topprdduct t e vinde~. Deze is ~a~ co~

pra ct j. s

cr

,

nihi I.

/'

I

I

C 5's Benzeenf actie Tolueenfractie Xylenen -10-20 1,{ g/h 54C kg/h 1420 kg/h 20 kg/ho

Voor de berekening van de volgende kolom worden

dan de

c

5's en de benzeenfractie als ~~n component opge-vat o~dat het de bedoeling ~s deze in hun geheel in het topproduct te kr~gen. De andere twee fracties worden tot drie fracties sa:r:engesteld na'1'J.el (k

1. NP 95-110 IOC kg/h

2. Tolueen; kOGkpunt 110 1220 1<::g/h

-;;: _NP

110-125 + x.'/lenen 120 kg/h

.)

.

"!:n de eerste fractie zitten vele stoffen fl1et kookpunten op-lopend van 05 tot 110 oe. Dit werd nu opgevat als een

stof met K-ookpurt 1020C, die dan samer ...,pt +;ol~lPen als binair mengsel werd opgevat. Voor de aanna~e hiervan werd overwogen dat ~~offen die hun kookpunt b~ 950C hebben beter

te sc~èiden zUn van tolueen dan stoffen ~et een koo~punt

o

van 105 C, maar dat dus een stof met gemiddeld kookpunt op te vatten was als representatief voor ret mengsel.

Deze zelfde gedac~tengang werd gevolgd vcor de

derd e cC'T:ponent, j 1. e dUf; aC:d'.F8 r.c'-en we 1'6 een koo ',-punt v:J.n 1200C

te' 'c)ezitten. ':-et s:,'stee"1 bestond aan uit de vclGende com-ponenten :

1. 3eY1 Z(~ enfract i e Lj60 l,k}~,"/h ),

2. NP 102 100 kg/h

3. roluçen 1220 lcg/n

4. NP 120 120 kg/h

Het bovenste deel van destillatiekolom 2 wordt als een schei(Jing- toluee.'l- NP 102 oPEevat. Voor je sa!erstel-ling var: de x-Y-frafie~ wordt een koolwaterstof ae70cht ,et

~co~punt 102°C. Dit blee~ te zUn ~ethylcyclohexaan.

Het onderste deel va~ de k~lo~ dient voor de scheiding van tolueen en NP12C. Jok hiervoor k~n een

-11-T 560 benzoen - ~ -- _{.- ---- ~}

%

I 20 NFi82 38

i-i

130 to 1 een 62

%

~

560 benzeen - ----~-- R 80

NPt8~

29 ~ Iv

I

200 to en 71

_%

- --L~~_-~ 560 benzeen I ~ _{A lOC}

NP

102 S,% ~

--

I

1160 to ueen 92

_%

NP

₁₂₀ i i F ----~ K 200 tolueen 120 ₁

NP

₁₂₀ 63 37

%

%

Wanneer :nen alleen tolueen en NPI02 -in het ooven

-pte deel in beschouwine neemt dan is de sa~enstelling van

Destillaat

T

0,38 0,62 Terugvoer R I ftap A O,2Q 0,08 0,71 0,g2

Et

een teru~vloeiverhoudin~ van ~ ~a~ men in

frafiek 111 aflezen dat in het stu~ van T tot F 2

theore-tische schotels nodig zUn en in ~et stuk van F tot A 8

theo-retische schotels .

In het onderste deel van de kolom heeft de schei-ding tolueen-~.JP120 plaats. ','Ten -.'lil de aftap 7,0 mogelijk

vrU hebb~n van NP12C. IG het bode~product K -ag desnoods

vr~ veel tolueen zitten d~br dit toeh teruggevoerd wordt tct voor de re~ctor.

Uit grafiek IV blUkt dat van F tot A

9

theo

schotels. ~anneer ~en deze aantallen schJtels wèet dan kan

~en nagaan dat benzeen pr~ctisch in z(n geheel de kolo~ via

de top zal v~~laten.

r

1 I 1 i

I

fc

--

-J

I

De zUaftap va~ kolo~ 11 gaat naar kolomIII •

I I _{R •••••••••} A ••••••••• --~ P . • . . . 560 benzeen EO NP

_Jn

? 200 toIuéen 56C benzeen 100 NPJr.? 1160 torU:een 1360 tolueen 1!O NP_I02 29 o,i,

71

%

Ui t grafiek V vindt -:'len dan dat bij een

terug-vloeiverhouding van 12 er in totual lb theoretische

scho-t e s 1 na d · 19 ZI" JD, t e: W1J "1 d e voelng d' op x~:ro de ae h 1 t t s e zIJn .. ln-.

trede doet .

Het topproduct van kolomII gaat naar een

instal-latie voor benzeenzuivering. Hier gaat men zo te werk dat

van de 120 tolueen en van de PC NP_I02 res~eetievelUk 100

en 60 k~ teruggevoerd wordt naar de reactor (redycle

TI).

Deze installatie voor henzepnzuiver~nf ie niet

in het fabrtcagesctema opFenomen, ~us er ~~n ~e( n ~e~e~enin­

p:eD a0.D verrioht. Het is 1'latuurli'k rnofeli.~1r een rec~!cle

van de voorgenoemde samen~telliDg te kr~gen. Gok wanneer

deze iets anders is zal dit op de totale bereken~ngen zeer

weinig uit~a~en.

Hieronder volpen nog de tabellen voor de

samen-stellingen van alle massastro-:îen in kv/ho De c~fers slaan

- - - : - - - --- -Tolueen Heptanen Octaren ~,~CH DCR H 2 P '2 (;P .I"L1 C 2' s C₇ ' s ~ CL!' s C ' s 5 Benzeen C 6 en

C

7

Tolueen C 's

e

Xyl enen 1 200 320 10pe 120e 1200

5

2[~C 400 L100 3fO 2CC 20C 360 200 1-:20 200 800 2 100 60 6 280 dOO dOO 36C 20C _17._ 3 200 20 LlO 7 200 de 500 !lOO

l

I

re

1200 1200 7a 4(' 4a 240

7

b

PO 15

In de ~bsorber wordt het gas~engsel uitgewassen

"1 e tee n was 01 i e b lj caL! 00 C. Boven i n 'N 0 l' d t sc h 0 ne 01 i e in

-gevoerd. Onderuit ko~t een olie die bevat

CHL\ - V,5 kg/h (;2 ' s - ~OC' kp/h ;

c

3' s - 360 l~p/h ; CLl ' S - 200 kg/h

e

_-. _______ ~ 9 _ _ ___ ~ 10 _____ __ 1~1~ _______ __ Cr::, ' s 200 l fO 20 -' Benzeen 360 _{?O 5110} ~p 50-qr::,

2rr

Tolueen 1320 _{lt1P ('} NP qh,_l ?t::; . . J / ~'--./ 2(0 Xyl enen

ece

20

7

rc

-14

-12 13 IJ 15 16

:3enzeenfractie ~HiO 560 5GO

NI3₁₀₂ 80 100 80 20

Tolueen 120 1160 200 200

950

r

l

-15-E. War~te- en energiebalanéen

Allereerst 'Nerd de grootte Vdn de verschlllende

WBrmt'2stro--:-:en bepaálé. Aan de hand hiertmn >::on een

bereke-ning van de grootte van de apparaten worden uit~evoerd.

De druk in de reactor is 7 atTYJ., de temperatuur

aan het begin is 520°0 , telw~l de temperatuur aan het eind

van de reactor 5eroO bedraagt .

BU

ee~ druk van

7

at~. ~omen

alle 1coo1cpunten ca 75cC hoger te lig2"en dan bi,i 1 atm. 5 )

o

De voeding heeft een ~oo~trajp~t van n~-12~ C

Dit wordt dus nu C~ l70-1950~. Ter vereenvoud~girg is een

(\

~ookpunt a~ngenomen van l SC C. De voeding ~oet dan de vol

-gende bwwer~inaen ondergaan :

stof 'tolueen l.ieptanen Gotanen r~CH DOH ~·tof Tolueen !1eptanen Octanc:n DCH

1. Voorver'NG.r~en van 20 'c tot l~üoC .

".

2. Verdampen hi,; leo"::; .

o 0

3. Qververhfutten van 19C C tot 52C

c.

Voorverwarmen r-1_ _d[!

'r

kcel/kp,'.

'-'

c

500 0, L1 7 L1eo 0,60-llfO 0,59 1200 0 , Li5 l2C0 C, /5 Ve :r:~ a'T:per Verd. '!larrrt~ 1., cE-.l/ls:L-_ _ _ cE ,6 f 7 ,2 P3,1 Pé,l ~; L1 , C kOdl/kg 70,g 10?,O 100,3 76,5 76,5 "930C 34H:C O,f.060 103-~2C leCfer kcal/h 39950 ,~

rp

eo

117 _70(' 91800 91800

:P

2 2~C '-'crll/h 326360 1cci:il/h ;

-l

-lG -Oververhitten StC'f lr1'Y]cl

r.

_52C1 h "'190 4h _{---_._}kcal/h _- -':'olueen 5,4,1 25620 9860 1576C E57CC> Eeptaner; 4,CO :q5,~O 16~:C ?::25C> 93000 Jctanen lC,35 L4?-CO lf52C ?6I1PO 272200 YC'-T 12, 23 311530 12(30 219 rO ?6P20r

~eH lC,71 3f3520 l7[;L,0 25E-,9C 2E7₂₀₀

- - _ .-

-lCC(,fGe 1<:c31/r:: ~P?')J(' + 3Ç-(""6C + }C'Cf,P('(, = ] 77 h"t1}f"' 'rcal/n.

Voor de ver~aJ~i~g van ~~tcretcf V8n 0(1 to~ h"?O~C is nodig

"' "e<, _{. / . /} c":. _'-' (' C >-_~. n " _{\.' "-'-}.. 1/' _{. .i1} h = ,,-;: _{...J -' C} C, _{_.} "ii ca 1/ ]r ..I. •

De reac~orpl"oducten hebben een te~perdtuur van 5COoC en een

dru~ van 7 atm. Ook hier ko~en de kookpunten ca 75°0 hcger

te lig~en. Van deze rea~torpl"oduvten is een grafie~ gemaakt

die de enthalpie G.8.r:geeft ols f'lnctie van de tem.peratuur. (rrrafiek 6) Hieruit kan airect afgelezen worden hoe hoog de temperdtuur worat wanneer een bepaalde hoeveelr::eid

warm-te ~ordt afgestaan. Dit is gemak~el~~ in verbana met het

berekenen Var: de war~tewisseladrs.

De reactorrroducter: hebben wanneer z~ de fasen

-o

scheider verlaten een temper~tuur van 40 C. Er gaat dus vloei -stcf va~ ~OoC als voeding in destillatie~olcm I. Voer ~et berekenen van dé warrntein~ou~ hiervan Nerd de w~mteintoud van de papsen bij de "betreffende te:r1pen~tu"ur , die he1r_{end was}

uit 5)

,-vermin~e1d ~et

de

verda~p~np~war~to

.

~o ~8r

het V0Gr

-ko~en dat een vilióeistofstrrn~ eon repatieve war~teintoud

heeft . Van belb~g iF f i t riet omdat -en tact een relatieve

~a~rde heeft ten opzichte v&n een bepa~l~ nulpunt .

Wanneer in een kolom all e war~testromen op een na worden bere~erd , is de sluitpost van de war~tebalans

fe1tk aan de nog niet uitgerande WUTmtestroom. 3~ dRze bere

-~eningen werd de warmte die ~en in de reboiler ~oest toe

[

_.---

r

--I

!

---

1

·

t

_.-

--I , L -17-~. A f:>-. kl--- _Q

Q' is de warmte die afgevoerd meet worden als er

(R + l) . ~ kg damp 2econdenseerd wor lt, wdurin

R = terugvloeiverbouding = 30

D

=

hceveelheid destill.ac:.t ,= 200 '7."g/h

De da~p bestaat voorn8.~el~k Qit C~'s enOC C

6's. De verda~pings­

..J war~te hiervan is f5,J ~cal/kg.

~' = 85,4 • ~l . 200 = 53°000~cal/h = 539 Mcal/h. 'Narrnt e j n

r,

cuo

"

"

"

destillaat aftt:::p voe c:in . .'l ~etelproduct - L\ - L\ L1 _ ('JP + f

De warmtebalans wordt nu aldus :

Voeding Fe-IJoiler

IN

-

92

+5E8 Mcal/n 'Jr.al/n ~\':cal/h LV;cal/h.

UIr

Condensor Destillaat Aftap Letelf:roduct ~ 530 ,1 J4 + 8 4SC Mcal/h

-lf -Kolern 11

In de ccndenscr wordt geconde~seerd :

--,-C~O_"'1 ... E_Q,,-Yl--,-e_n_t ___ k~,ç;L-/ h ver d . "J[] rm t e Benzeenfr. 2800 gil , 1 Tolueenfr . lOCO 26 ,2 War~teinho2d voeding \I

,

"

"

"

Voeding Ter1ig-voer Reboil er dest-Llläat aftGp teruF;voer ',{etel:reèuct - 22 +357 291 Kolc:n ITI lrca~ 2631,20 t:G8CC Q' = 3~0280 kcal/ho L1L1 Mcal/.h 24 - 31 22 4 T!IT Condensor lJestillaat Aftap Ke:elproduct

"

"

"

"

+ y::O 24 31 4 291 In de c. ndensor wordt geco~denseerd

C'or:porent ~g/h ver d • N cU :n! t . ___ k_c_ä_l--,/e--h_

Benzeerfr. 'rolueenfl' . 7₂₂₀ 3é40 War~teinhcud voeding

"

"

Voed~rF Peboiler ei st .illba t ~(e t el pre ouet

_ ";;>:1 _{./ _ ..} °0" ~ ---..=!._-.:::'. 0,4 ,1 cG,P 6f-4050 315950 Q'

=

100_CCn_{O lrcal./h} - 31 Mcal/h - 22 " - 13

"

T'estil1aat

1-;:e tel .rr0c':uct

2? 13

965

~Jé;.dCit de ~'assen de fasenscheider hebbeh verlaten

onder een )ru~ van 1 at~. ~oetcn z~ opgepompt ~or·cn tot ca

e

at n. door eer cOTpresfcr, o~dat in ~e abscrpt ietoren een

~oge druk ~oet heerseh. Deze cO"pressor ka~ niet op een an

-

1Cj.-hoog ZOQ z~n, waurdoor XX versctillende gassen in de

vloei-stoffase terecht zouden ko~en.

wordt het

afgekoeld

Deze co~pressor wer~t i~ twe~ trappen. Eerst

gas tot

ven 1

0

45 C.

tot ~ etm op~epoMpt . Dar wor~t het weer

Daar~a wordt het van l- P atM gebracht en

afge~oeld tot L!CoC . De toena~e van de enthalpie en de

eind-ternperatU'..u weI den qedeel teLjk berekend , geje81 tel~~'C ,11 t

7) ,

Mol1ier-diagra~~en (E-S-dia~Earn~en) bepaald . In onderstaan

-de tabel volgen -de enttal[ietoenaMen en de eindtemperaturn na de

eerste en de t'Neede trap

Stof

kg/r,

IC tréi:r:; 2e trap

kcal/h _Te oe kcal/h T oe e CHl 400 67,0 lil7 3?,6 0"2-.~ e ' s 2 ~co 35,2 110 lP,2 fC C~ 'e. 360 22,0 93 10,5 66 / CL! 's 200 17,0 77 C;,O 60

Voor waterstof wordt de enthalpietoena~e berekend. Voer een

ieentropische samenper~ing ~eldt :

~l

=

~i~~t~eirl in toestand 1

rl _J2 = ~ichtheid in toestand 2

PI en f..,= _c. k

=

e

/c

p v

Dan volgt uit de bere~enin~

Ook geldt de vergelCkin~ :

d?

=

0,210 is _dl

=

PI

=

P 2

=

-I{

₌

-;;: kg/m--' • PI = FI _{-- 1} enP2 = _RT? 0,078 kg/m3

a:

atm J atTTJ 1,,1 dl d 2

Hif~ruit volg~ è.anT

2. Deze]fX blijkt te zijn ,159 ol(

=

186°C.,·

-20

-De totale ent~alpietoename van de eerste trap is

..4 00 67,0 = 2EPOO l0(' _{';5,2 = 1,1('PO} 360 ?? ,C

₌

70?0 200 17,0

₌

3;1('0 140 .125C

₌

1750CO 227200 kCèll/h

Deee warmte '"!'Joet jus eerst in esn koeler afgevoerd wor::en

alvorens over te ~unnen ~a3n tot de tweede trap. De ge~id­

delde tc~peratuur na de esyste trap is 1250C. ~ekoeld wordt

tot 115°C; '8i~ gel\.jK.·rüijvende drul<:. De dichtheid van waterstof

7.

ncrjt dan 0,27 kg/~/ . Voor oe tw~ede trap geldt dan

A

=

1 , ,~ d7. ; Na bsrekening : d~

=

j A.35üv. 0

Da~ ~a~ ook

r

3 weer wIDrden berekend :

r

3 = l: ._ = 162 C.

De enthalpie va~ de waterstof nee~t nu toe ~et 622 kcal/kmol .

De totale enth81pietoenc~e voor de tweede trap is

t.oe

72,6 = 17.040 .1(( _{lP,2 = 72PO} 360 1"" _'

,

r:: / = ~7PO ?OC Cl _,C

₌

_lPOC l/C C22

₌

P7('S:;(', 1l2eeO lrcal/h.

De ge~iddelrle te~pey~tuur ~~ de tweede tr'dp is 900C . In

totaal st~gt de eLth~lpie venae gasReh dus 113 + 227 = 340

~cal/h = 3P_{6 kW. Wanneer ~e~ vercnderstelt dat de co~pressor}

een rendement teeft van 7C~ dan ~üe~ het totale ver~ogen

z\~n : 3F6/0 ,7

=

')50 k7v. Ook de \Ji:ir~te onsata8.n door (:8

tweede cO~Dressie wordt in een waterkoeler afgevoerd.

Vervol~ens gabn de gassen in de absorber,

waar-Goor een olie na~r bene'1_{en stroo~t . TTierin los~en de}

ZWbay-ete .o;uSf-'en het best op.

"t of'

IN

30C f1Cr 1100 ~FC 20° TJI~ 'z,g:/t 30C 55

In de olie i.~ o:,'<:"slost 7At:; 1<0' CP1 el" a1l (' ~,,:a,rr1"'?re D"ap~en. "Ja

-I

O~~C2sen. ~un op!o~bu~rheid is echter 76veel ~8ter dan die var

-21-.E'. i3erekenir:g V 2.-"1 de [rootte V3Y"'" te

pebruiken app~raten.

De.r"8r"1Ve-1_Ü t?Jis~~('èl i::?" tussen VOWHDF en

reac-~orp!rju0ten WOl~t als volpt utt~evner~ :

'IJ (' r ,·1 p. ~ eer s t

('

~('t !lCC'C.

van de ~ap~t~-vcedi~f en da~lnb &ls vcorverNar~ing vocr de v0e~ing. De te~perdtuur vun de reactorproducten is ian

ge-daeld tot2250C, wdarbU nop juist alles als damp aanwezig is. De producten w~rden Jan eebrui~t voer het verwar~en van ce rebo~ler van ~olom 11, wa~rbU

zt

zelf grotendeels tot cor,~ensutie

der gaun.

k::'O"Tlen. Ve rv ~:lgen SNOl'ei en c,e .tJ1oda(:t en in een

o

tot L10 C afge1_{,oe1d 'N~,,;rna z',; naar de fasenschei}

-1. OVtOl've:d ,i tt el vaD de Nat'et st 0 f.

7;

Jver::redra[en W~l'~te ~

=

2t7 . 10~ kcal/ h De t Sf:'1peratul.u van ce reactorproducten C.é"-éll t dan van 500

,

tot L1 7 0 C ( qrafie~ f).

r,

Jppervlal..-:' A = = 32,82 ~~

215

De verw~r~en~e gus~en gaan door de buizen , d~ waterstof ga~t eromheen . Ui t de reactor ~o~t een gasstrooTI

"

var 225 km ol van

5

r

0'0 e en 7 á. t m .

v

= 225

_{T .}

200

_'7

1 _·773 ₂₇₃

=

2C4C m h

3/

= 0,567 m

.

3

/

sec.

Voor een foede wnr~~eoverdrucht moet de gassnelheid l a m/sec zijn . De oj,-.f!ervléü:te ven ê.e doorsn 'oe 'Hé,éir ;rap- ooar stroo"!1.t

~r

e

t ~an

ztn 0,0567 m2. De

opperv1a~te

var de doorsnede

van een l "-buis

bedra~gt

5 .

10-~ ~2

.

Dan

z~n

er dus hiervan

~odig 567/5

=

113 buizen/pass .

De totale len,O'te van l il-buizen bij een oppervl ak van '3 2 ,

r

? 11 2 i p : 7 L1 11'). B

~.

i een b 'J. i :::-1 e '1 pt ':; Ir a n J , S m z ii n no d i g

25C buizen. ~et app~raat ~rtgt dan 2 pacpps van l~S but~en. Lenfte ap!"eraat 15('( ~.~ ; Doorsnede 650 mmo

-22-2.Verticble veruómper

Hier sta~t de vloeistof in de buizen, de

verwar-mingsgassen ~tro~er ero~hecn. wanneer de voedinf alleen

maar verdu~pt ~or~t en niet oververhit wordt ~e e~n~te~Dera

-

r-tuur van de ver'iêH'""i y_{u"C".c:ë2seh} 3_Ll

r"c

.

Dan zijl' ~T, = 21"0 '.) A

=

5(,6 111 r , c-D.T

=

150 e L totaal

=

666 'Tl.

LlLl4 buizen van 1,5 ~ len~te

150C ffi"'1

Doorsnede apparaat

3. Voorverwarmerir'

re

WOl'dt vooI'verwdrmd van 20 tot

190 cC . Hiervoor i2 rorîip: 3f2 MCé:ll/h. 'Sr is een hoeveeJ.heid

van 600e 1 nO,pir;ta/r .. 3ij een vloeis·tofsr..elheid V8.n. 1',7, M/sec

p'aat er door een l"-'::Jc1is JOC 1/1'. Dan zijn er nodig 1?

'1li-zen tot per pa~3s. "25(:r ~ v . r'eactorpr~ducten dd~1t ti Th = ~m5 8T 1 . "1 • tC,E 7' A = X~~~XX YV1 '71/; m P': _{~'.: een}

IJut ~I'Uft dus 2C vlo~istcr~~ssc~ .

KO'Tlen tot

Lengte a~para~t 3CrO ~~

TJocrsr.ede appbYë:'L:t 650 "1""l

1". ReboiJ.er ~olcm ! I

cr i r I'V oor i s nodig 356 '(cal/ho

cond8n2~tie, de ein.d~2~perucuur U

=

400 kcul/m2.oC.h /~ Tb = 60 DJ: e = 115 De r~~ctorproducten ervan is 170°C 2 A = 10,l7 m L~ot~a1 _{= 122,5} ~.

Er z~n nodig 123 buizen van 1 ffi.

--2~.

-De produ~ten ,oet.n noa van 17_{0 tot ~O} o _{C afge}

-'Nordt.

AT 1111 = 12!:)

~-1j - 6. .-. ' 1 l "n _ - F?0,... -' . J

e -

.

.

~

.

.

Nod-i i? ~ater : l~OCO l/h. ~-iervoor zUn bJ een

snclheir'l VUfl 0 ,3 ~/sev r~dig 22 buizen van 1 ?

A = 27 ,1 ·n ~ _{; Lt: t -}

₌

_{32C ~.}

u 0 G.8 ~

i.nr;h.

"

B" een ~aisle~gte va~ 150C ~~

zUr

nojig 220 h~i.ze~ , j.us 16 pase8s va~ 22 huizen.

Dcors~ede

6. Jven

Door ~ctr~tewis~elen

r

cie wm.t-estof cp

gas~en~er ge~engd. Waterstof is

15CO 6CC' ~~ . , ' ~~ ~j... . I • ts r l de napht~voedin~ op

~000C. Dit ~ordt nu in een

hie~ de hoofdstroo~ o~d3t

deZR ret r:rcctste volu.rne heeft , terwijl de verd,,"1rte naoht:i

als z~stroo~ inpevoerd WCy~t. De ~aSFen die dar een

temperu-tuur }-eo1)en p'e'ry-eaen van 250°,:; "'10pten r'JaY1 l'1(,P' in een O\le1" ,-,

ver h i -:; 'ti 0 r -'! e 1" t C' t 5 2 G' C. ~J ier y c r y ,..., net ~ eH) t n C Ir " C> ,cr P '" 1 A Cl IS

7. 'th, ter k--:H: 1 ers b

<

ct e C C -:J i~ re F S 0 r

voe::-e'" ... c .. r·"! t ~.:; :

3ep'inte~perutuur fes:

Eindte~peratuur q~S : Eirdte~perdt~ur 'Vctter D:rJ...~. U 0_1-, ,'JEe: rvI ~ 1-< Totale bu:sle~~te

Lenrte van i~n buis

koeJl:er I 1'30c

e

15 11 30 1.1

,

f2 11 227 _'rr':?al/h ') c, 1,r",-,.... I...~ -'/~.1. . ... ' • -(' I • h • .:.. lC7 rn 2 1;::'50 m ~ocC' ffi'"'1

Aantal ~uizen per pa~8 26

Aan t 81 pèt '" '" e ~

noors~ede ap~ara~t

Ir::

'·,:081e1' 12: on() _{/\./ C} .15 11 li6 11 30 11 t. 3 t! ~r _{... ,' J} 1_~r;a .

l/ 2

_{.... _} m .

oe

. h ? 7r:5 ,7 "1 -eP5 '11 3000 mm 13 ' ) 7

Eer

:l~

;

I

- 24

-P. F2senscheider

}'!"et mengsel Vèln g:.-.. s en vloeistof gaat

v,'rvol-gene in een fasenscheider. ~e gasenelhied omhcog moet hier

kleiner zijn dan 1 m/s""c o~. r;een ·~eesleurj.nE van

vloeistof-druppeltjes te krUgen. 3cvenin de fHsenA~heider bevindt

zie h dun nog een laCig Bas chig-.l·ingen va'- 0,5 m di 1rt e .

EI' gaat in 190 kll01 ~as van 1 atm en ~OoC.

V

ol~lle

= 190 .

2~C

.

~~~~

= 115cO rr,3/ h = 1,25 M3/sec.

~ / 2

SrelhAi~ 1 ~/sec ; roortocht 1,5 ~

Lan ~oet de diameter van het uppuraat ~~r 1~00 ~~.

Er '11oet Mcal./h.

9. Febciler ~olo- I

Leze ~ordt ~et ~too- véin 7 at~ verwar~d. (T = 165)

over~edr~rren ~oIden een hoeveelheid war~te van 689

u=

lC~C

kcal/m2.oC .t

~XZi

; L:.T

=

25°0

?

A

=

?7 ,5( m- Ltotaal = 32~ m.

B\~ een buislengte var; l5CC TIL'1l z~jn r..oj~ g 215 huizen

Lenpt IC; app8Ië:i8 t

Doorsnede appara&t

l50C rr.m 600 m:n.

IC. Reboiler ~olrll III

Q

=

SgP

Mcal/h ;

U

= 1000 ~T = 55 2

A

=

15,15 m Ltct~al

=

213 m.

Dit worden 1~2 buizen van 150C ffim.

Lengt e ap~jaraa t 1500 rn1l

~oorsnede apparaat 500 ~~.

11. Condensor ~016mT I

ç

= 530 1'.':c[11/h ;; r et w8ter r.~eft eer bef':1nten-:peratU'lr vo..n

15°C en een eindtemperatuur van 3r~C. Dan is er nodig ee~

hoeveelheid ~oelwater van ~44CC l/h. BU e 'n snelheid van

r,"3 ~/sec dus 60 buizen per pass .

óT

=

22 1."'1.

=

;170 '11.

Quislergte 1500 mm~ Aantal buizen : 315

~ar kar ~en volstaan ~et 5 passes van 63 buizen.

- - - -

- -

-

- - -

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

--

-?5-12. Co~de~sor kolo~ 11

Deze Nordt o~ dezelfde manier berekend als 11)

Men krUgt dan een apparaat ~et 6 vloeistofpasses van 23

buizen, die ieder een lenpte hebben van 1000 mmo

LenGte :::..pparaat lOCO mm

Doorsnede a~paraat

A5e

m~

13. Oonde~scr kolom 111

neze ~estaat ~it ~ passes van 6C ~uizen met een

lengte van 1500 mm

I engte apparc,a t 15cn "lTY)

lIDoorsnecJe é:<.Pl'araaft 500 mI'1.

14. Volom I

Fet Dovenpte deel r1ev2" bevat L1 th20retische

schotels. Daar de vlu~htiçheden hier nogal uiteenlopen is

het schotelrendement kleiner da~ in de rest van het sche~a.

Hier wordt een sctotelremdement a:::..ng~nomen van 50%, in de

rest 60~, een bedrag dat in de petroleumindustrie veel

ge-bruikt wor~t. Voor ~et bovenste deel ztn dan nodig 8

prac-tische schot"ls en voor het ondFrste depl 23. I:e voedtng

wordt ingevoerd o~ de lle scLot21 van onderaf. De to~ale

hoogte bU een schotelarstand var

Ge

CQ bedraagt 18 mT

De doorsnede wordt berekend uit de ~assnelheid

die juist zodani~ "loet ztn dat 7een vloeistof wordt mee~e­

sleurd. ~e druk in de ~olom is atmcs~er~sch, dp K~~i~~R~~R

t e"1pera~ IJu ;r ~_~. l~' ::- ~ _; .C.nn ..• ~ Gemiddeld ~clec~12t~gewich~ PS ~ V~oei_2tofdicttheid dT is 7fC kg/m--' .ij Schotelafstand 60 c~ Vloeistofslot 2,5 cm

=-icht~eid

van het E'éas dê;

=

~6~

.

Ll3 . 0,09

=

2,61

Voor de gas2nel~eict geldt dan de volgende verpelUking :

waarin K

=

C,17 onder de gegeven

Il

omstandifSheden.

,~'---

--

- --

--l

-26-"Sr stljB;t op een l;oevee1heid gas Vcln 6200/3600 kg/sec = ';;;

/ 1,72 1 1/

1,72 kg sec =

-es-

Kmo sec _ 1₈₅ ,72 _-2CC _{9- .} LiO-) ₂₇₃ = 0,62 m//sec.

:e docrtocht A bedraHgt dan e,6~/0,91 = 0 ,67 _m-. ?

Dan ~oet de diameter bedI'~gen C,92 m. 15. Kolo11 11

I n t e t 8. 81 Z i<:!l er 2 + 8 + 1 7

=

? 7 th eo re t i sc; lJ e sc hot els

Dus in pract\i'r, heeft '"'ten. nodig 27 /0,6

'loogte van de ~c1o~ wordt 27 m.

A~ pr~ct~sche pchote1s. :::ruk 1 Ct t~_.

c

c ~e::1reratuuI 11 C GemidJe16 ~cleculairgewicbt 90

7-Vl _oelS . t _o~r.f " _.1C"htlr\ _{1 ,-"eIC}" _. eeO _c 1 _'!:g// _:'1. )

';< Di:-htheiê V8.Yl het pas 2,8f l\"g/m/

y = 0,17

v

Tan wor~t voor u berekend: u =

c

,

eé

~/sec.

In de ~clo~ st~gt op 1,Ot kg/sec =

1,06 200 3E3 n ';<7

3/

°

.

0 = ~ , / m sec .

S

j 27';< ?

Ie docrtocht A be,:u'aagt dar": 0,37_{/'r ,88}

=

_0, L1_{2 ';}-.}

Dan is de diameter 0,73 m.

lE. ~:olcm 111

De l{ololn bestaat ui.":: 27 _{praC"!tipc:he schotels. iIDe hoogte ervan}

wor,'t ~ar lE m.

:::'ru l{ 1 a t rt1 •

o

Temferatuur Ir\'

c.

Ge~iddeld llclecula~rge~ic;ht 90

r'i eht r.eiè van de vlo ei s to f PCO kg/113

. . 2 Oh 1 0'/ 3

DichtheId van het gas ,~v ~= m

1( = 0,17

v

u = C, r 5

mi

2 e c

Er

pt~gt

op een

hoevee1~eid

gb2 van 1,03

~3/sec

2

noortoebt A

=

1,03/0,85

=

1,2l m ~ Dialleter 1,24 m.

-I

\..

" '

17. Absarptietoreh.

Voor de berekening is het systee~ vereenvoudigd als bestaande uit 30r ~g S? en

5

n_{O ~p CE~ . ~et ~e} andere passen is geen re~e~ing ~e~cuden ~o~at V0nr ~e ~ot~aa~~~e­

veelheid wat ~eel is penc~e~ ~an er i~ wer~elV~~~irl inzit.

De vloeistofstroo~ van boven naar beneden werd 20000 kg/h

genomen. Uit de voorwa~rden die dan ~un de fassnelheid 'Norden gesteld om "loä.ding" en "floodir.g'l te voorkomen volgt dat de

kolo~

een

dia~eter

moet hebben van 500

~m8)

.

I n een x-y-prafiek kar ~en dan het t~eoret~sch adntal scho

-tels vinden (grafie~

7)

.

1e evenwichtsl":n vcldoet aan kH~ de vergeljking y~ k.x , wadri~ voor methadn i n olie

hU

f atm en

~Oo

C

de k-waarde is 25

9 )

.

Als or.deraan de ko~o~ ~~5 kg ~ethaan is opge

-lost in 20000 kg olie dan is x = C,022C

Ybeein = 0,625 Y_eind = 0,15

Ui t de grafi e;<:: wo 1'0 t ä.an >?:evono en cia t 7

à

E tbea:rret i s che scho

-tels nodip: zijn . ~e CJ."F:.T.P. bij een pakidnÇ", bestaande uit 1 ,5"-Raschi.a-r"i r _Qer hedraagt" ca _{60 cm.} T'e roop"te van 1r>et

be~ in de toren is dan ~500 mmo 18. Fcactor

Uit ~~t patert is b~Iend dat je ppuce-vel ocity ongeveer 1 ~oet be~rupen, dus 1 liter vloèibare voeding Der 1 i ter l.r a tal

~T

sa ter per u u r . Da n 11. 0 e t e r 60 0 0 1 = 6 :n

~ -

~ ~

t:

-l~sator z~n. De hoogte van het ~atalysatorbe~ i s dhn on~e­

veer 7500 11'Tl.

l~ . Terugwinnen van de ~asolie~

re olie die de ~dsse~ bevdt dte eri~ opgelost

zijn Hordt tlevar. " r ontdac:.r: doo:r te - ontsparnen " "b~ci 1 at'"Tl. nan wordt het ontstdne vloeiHtot-gds-~e~gsel in een fasenschei

-àer feVO""::rè. . Jmderui t 1çO~it nu de olie è"ie teruggevoerd kan w!f)rden en >)(iVenUl.. t l-o"-:sr de cra8:::-el1 vrij . (Paf:l_ré'lr'ler;j9'é',s) Ee dcorsnede v~r ~~ ~a:::-erschei.der is ç~C mm ~~ ~en ~as~nel

l.

-

2'8-G. ?egelinp van het proces.

De h0eveelbeid napbta-vce~ing die in de voor

-vcrwarme,1r gaat wordt met een volu'l1enrer:elaar geregeld.

AlF deze vlc'e::Lstof vocrverNar''Tld is gaClt hij naar Je ver 'amper . Hier is het rie be :oeling dat alleen m~ar verdampt wordt en

niet oververhit in verband ~et de ~armteinboud der reac

-tuurregel8è:r te zette'" C'::-- "bet vpr~aTY)pte product . "'"'eze rsve -laar jr:an een kcrtslu::: tklé:.,"~ vo~'r "let venrar"iings:nedi'lITl ope

-nen en sluiten. Op een derFeltke w~ze wor~t de toe te v

oe-ren hoeveelheid warmte in reboilel TI ~ere€eld.

~e toevoerkraan van ~e hrarder van de oven is

verbenden A~n pen t emperutuurrep:elaar die (!P. , _t~"1peratu~r

van de oververhitte gassen die de reactor in ~oeten instelt.

De stoomver~dr:ning in leboiler I en 111 ~crdt

geregeld door de temperatuul respectievek~k in de z~aftap

en in de top van de bet~effende kolo~ .

Pegelmatige voediDE van de kolom~en wordt ver

-kregen door het plaatsen van bufiervaten met volumeregelaars

in de voedingsstroem.

Eveneen~ met völu~ere~elaur2 wordt de reflux

-Cl

stroc:::. gereO"Lrl. I'e temperatuur van ne refluYf't:.roo~ wcr-i-+;

cere~el~ doeI' een regelaar op de afslu~ter van ~et ~cel~ate~.

ne stand van de vloeistof i~ de rebo~le~s

.

\

I

_,

L

H. Bouw van de fahT~p~

Deze f8brie~ ip eer Qnder~eel van een petroleu~­

raffinader~, zodut ~U w~t de pl~ats betreft 88n de eisen

die tiervQoY' 7estel _d 'No~(len '1'J.oet voldoen. Deze etsen zijn

o J'l G E' r 3 t' r) e re

~oeje tI~~~rort~i~delen v~or aurvoer v~~ de Rrond

-stoffe~ en afvoer van de pro,~ur;ten. ':lus lief t'S aan

~et w~ter gelegen.

Aanwezi~hei1 var arbeitiskrbch~en in de omgeving van

de 7'abriel{-.

Voor de b8tEeff~ndE tolueenhareidinF z~n niet veel arbei~s­

krachten nodiB. Deze eenheid kan volstaan met ee~ bediening

rioor twee arbeiders : E~~ heeft tot taak het controleren van

het proces. Dit ?!orèt nèJ.tU!u'lijk al grotendeels geèaan doarr de

re~elaars , Tsar al s er er~ens iets ver~eerd gaat ~0et er ~~'1'J.and

Z;;!1 0'"'1 èire~t in te PTi,~pen . T'e ~ln':;Or y,ee-ft 'to-+; taal, oe appara

-ten vo~rtdurend na te ~aar , ~us het on~erhoud t~r)ens de pro

-du ct i eb . v. 1" c t smelen var bew~erde e delen, het openen en

slui-ten van afsluiters Wbnneer dat nodig is enz .

Bovencien ~oet telke~s na een benaelde t~d de

katalysator ~eregenereerd woraen, oTdat er zich kool op

heeft afgezet. rit geschie~t hier o~ de ~es uur. Dan ~oet

het procef' ·.'Vor:len vccrtge7:et ir eon èJ.ndere reé;ctor, tsnvljl

de ~atRl~rsator VH~ ~ool ontdaan ~orGt door Fr hete zuurstof

of lucht dOOl' het ka~~lysatoI'bed te sturen.

~et proces is e~n continuproces, ~odat ~en in totaal

zes erbèiders nodi~ heeft C~ ~et bedrtf aan je aang t~ ~ouden.

De ~aterialen die voor de constructie van de

apparaten gebrui1,çt 'Norden zijn dld:.e welke gevloonl(l{- in de

petroleu~indu2trie ~ebruikt worden. G8en bizondere eisen

betrefferde rorrosie wor~~n ~este10 daar ~cen 0orrosieve

een feel van de fabriek, h.v . de ~olo~~e~ e~ ~e reactor "r

." ele oper lucht s~~:[1n. reze wOTrJen M~N te?'eV' r:orrosie bescher':ld

dcor var buiten te be~le~en ~et alu~iniu~. J~ de leidingen,

en de apparaten zit w~~r dat nodig is een isolatie t2gen ~ar~te­

IJ2jst Veln 9"~;hruilrte litterat'JJJ.Y' :

1. K~r~-Qthmer, Ency~lopedia of 0~e~~~al t0~hrclo~y.

2. a . N~tl . Petr. Ne~s, ~3 (ln~l), 0~-lr2 . b. U.S. ?atert 2,109 ,695 . c . d • e . ~ _{a .} ./

.

b . c. d

.

e. f. 9". I 0 Jil ~as J.

15

l10~6) n~ 17, 6~-f7 . Dil Gas J. 50 (lq51) n~ 26, 166-169. U.S. Fatent 2,60'"1 ,6Pll . U.S. Patent 2,39C',P53. U. S . .?atent 2,~,f3,C72. U.S. Patent 2,L1Ct<,7211. U. S, Patent 2,545,153.

U.S. Patent 2,t3ó,C)OC;.

Brit. Putent

679

.

19A

F.I.A.T.-rappo!t n~ 426.

Ll. U.S. Patent 2,1l0r,72Ll • J.C. Bailie and E.V. Shankland.

?oluene proces?, ç oct. laA6.

5. F.

r.

E()~0ini, Sele~terl values of pf;~r8~ oal 2n~ t r er""0tf!;Tnamic

~roperties of hydrocarhnns and relate~ c~mDoun~s .

6. Ci rcu18r of the =";8t~ oral "Sure8u of Standarjs, 19L17

Selected values of preperties of hydrocarbons.

7. J.B. Maxwell, Lat8hock on Hydrocarbons.

P. J.H. Perry, Ct~~ical Engineer's Handboo~.

9

.

Tt .V _{• Sher~coct and F.~. Piçford, Absorption ani Extrhction.}

lC.A.N. Sachanen, rhe che~ical ccnptituents of Petroleu~.

11.Troceedinge

ct

the ThirJ WOlld Petr. CODfress , Section VI,p330

12.P.~1. Heertjes, Tech~isch Physische Scheidings~ethoden, 1958

o , 00 ' ~; i i

t

I .:r .l ~ ~. o _ . ~-:'-.. "\, , , '"

$

~ 1\1 ~ ~

""-J

~

~

"

~

....

~

~

, , -, ,

..,.

~

If ~(~

..

~ ~-o ~(~ '/ ~

..

,

)

1-1

~ .lJ IJ .•

«

CL l!) , , , ' '. ' ---...;. -j "'" "-". ' , '\., "- "'='- ---_._-:r Ó .... . o

-o

-:1

() ~ o .." , \ '-, \ " "l-co Ó \. "'I, "'1. 0, (J' , ' , , -',-'-,

1

" •

~

~ • I

,n

~ ' ... 1\1 \.1...

.J

"t ~~ a ~ r 'fJ

-

-

-

-ó

&.0 Ol oS \.0 o.~ o.S 0·7

0.'-0." 0 .... o.~ o.~ .!l.1 /

\

/'

0 .,4 _I~ , '.

"

u ... " i ' I ""'L!

---"'-J'"

'-, ' . , ~. """" " --o ~. ----~ 70 :b "'TI

",

i"\

t4

tr o ..:.J ~ () I --'

r

c-l 0

....

~

~

~ ~ . ...) .---> ~ 0 Il.I -..p I.J.... c::!.. cL. Q) \ "'I <> ---" ".

.

.

---~----..-.... . ... ;, -_. "

,

.

o ..lIl. .

....

(

..

OOI) I

....

"t-I ''Ui)S'r>;B ~ of lo.fH~O/1l -.. . . J~) P ~'

I

-:>j êJ'IlA'tIpVOJ t.--I

/

/ / -7 1 ./ / ./ I I / J / · v ./ ./

/

/

/ // /' ./

"I/~.y

J

-&/r/,...,.,1

'3

-"oJ , 00\. -00V1.

---

----=~--ItIC

·

·

GRAFI~i\

7

•

,

0.00 -fll'Jfol? ('Ï/C- VAN

ML=-ftfAIiN ItV OL/IJ

, - _ .

r---f

~.()

,-, ,"

,

.

(I

:H 1 1 ïI iO Y r, -! C Z 'I' FI~' IJ -I _{C i(J Irl}

F-1

2::

v, )Q (,1 r· "-,.., r (';1 _,1=1 1 ...,.. ;. .. v.-i 1;;0 :fi' _!Î' ₁-<' !r' _'r !r" >-1

..

--".

--....

~ i'""

1-i k J, .l' , ? '

~~-j

, TI

;

::»

: v· --- LQ- --2 ' 1,.. - -- - ._--_. ---. 6 < !"i/ Z ,

J

-, I 'l :p-\ 1 I -=r : t-l , '

'""

,

r;, I (\ 1 ,< ' r" F,; ! <"" , -. - --0'( ' ----~

---l

!

---i.

-j----+

.

L-

---_.

-::t : !? t:>

:::'

(V 1 I

-

--'

---

-_.--1

---

1 _ g __ ...

_--..---J

-. --, i'J -. > r I --' ! 1 i--- 1 'f " I

_____

--_5

fL ~I

J

I' ,I '.'

H

, I , ,

~

.J~ . "

..

"

,

t.