Bereiding van alkylatiebenzine

Nr:

2455

o

_ _ _ _ _ _ ... _ _ _ _ _ ..-....-_ _ . _ " - - , - - 0 . -_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ , _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ '1

Laboratorium voor Chemische Technologie

lii-... ".""'t/i""" _ _ _ _ _ _ ... _ _

--.so-t-... __

, __ ' ... __

,~_.) è .... ""LJI'!!>,... •

I.i_ ... _

.... _

..

...,...~,_._.

---, ... - -______

~

..

!.O

o

o

o

o

adres:

Verslag behorende

bij het fabrieksvoorontwerp

van

L. Visser e~ J. van der Zwan ...

-

... _-_ ...

_--

...

-

...

-

... __ ... _-.. .

onderwerp:

Roland ~lstlaan 1010, 2624 JN Delft. Van Itasseltlaan 367, 2625 JA Delft.

opdrachtdatum

:

2'"2> septemb.er

verslagdatum:

26 ffem.rl!Jari

o

o

o

o

o

o

o

o

o

o

o

<-( ( ( ( ( Cl

o

o

o

o

Samenvatting.

In dit voorontwerp wordt een HF-alkylatie unit beschreven. Deze unit produceerd ~ 250.000 ton alkylatiebenzine per jaar met een

R.O.N •• (3 cc TEL) van 103.8.

Oe reactie wordt uitgevoerd bij 14,5 bar bij een reactietemperatuur van 28 - 41

oe.

De in deze unit geproduceerde bijproducten zijn LPG en acid soluble oil.

In dit voorontwerp is vooral aandacht besteed aan de scheid ings-sectie. Oe scheidingssectie bestaat uit een stabilisator om propaan en isobwtaan van het alkylaat te scheiden en een HF- regeneratietoren

om de acid soluble oils uit het HF te verwijderen. Oe beide kolommen

zijn met een computerprogramma voor multicomponent destillatie

doorgerekend.

Een kostprijsberekening geeft aan dat men een winst maakt van $ 1.302.759,= (op basis van getallen uit 1973). Oe return on investment is 11,8

%.

(

(

c

o

o

o

o·

Inhoudsopgave. Conclusies en opmerkingen ••• 1. Inleiding •••

2. Uitgangspunten voor het ontwerp ••• 2.1. De capaciteit van de fabriek ••• 2.2. Specificaties grondstoffen ••• 2. 3. Specificaties eindproduct ••• 2.4. Specificaties hulpstoffen ••• 2.5. Fysische constanten •••

2.6. Corrosieaspecten en giftigheid ••• 3. Beschrijving van het proces •••

4. Procescondities ••• 4.1. Reactieschema ••• blz. 1 2 6 6 6 6 6 7 8 10 13 13 4.2. Reactiecondities en de massabalans over de reactor.14 4.3. Reactiewarmte ••• 5. Berekening van de apparatuur ••• 5.1. De reactor ••• 5.2. De pompen ••• 5.3. Oe kolommen ••• 5.4. Oe wastorens ••• 5.5. Oe Settler ••• 17 18 18 18 20 23 23 6. Oe massa- en warmtebalans. . . 25

7. Overzicht van de specificaties van de apparatuur. . . 35 8. Economische aspecten •••

8.1. Kosten van grond- en hulpstoffen ••• 8.2. De arbeidskosten •• ~ 8.3. Oe investeringen ••• 8.4. Oe over i ge kosten ••• 9. Lit eratuurlijst •• 10. Symbolenlijst ••• 11. Bijlage 1 t/m 5 ••• 43 43 43 43 44 46 47 49

l

(

(

c

G

o

o

o

~I 1 -Conclusies en opmerkingen.

Uit het voorontwerp zijn de volgende conclusies te trekken:

1. Door gebrek aan kinetische gegevens is de reactor niet volgens

hedendaagse rekenregels te ontwerpen.

t

2. Het slechte damp/vloeistof contact in de regeneratie toren wijst er op dat in de onderste sectie beter continu contact kan plaats-vinden.

3. Het blijkt dat de prijs van de voeding als zwaarste factor op de kostprijs van het alkylaat drukt.

4. Slechts de bereiding en de verkoop van LPG houdt de alkylatie-unit uit de rode cijfers.

Opmerkingen bij het gebruik van de computerprogramma's WHENoI en Chao-Seader.

Opmerkingen over de berekeningen van Chao-Seader.

Oe evenwichtsconstanten, die Chea-Seader uitrekent zijn goed, onaf-hankelijk van het feit of de vaporratio 1 of 0 is. Na uitrekening van de evenwichtsconstanten wordt in een uitvoersubroutine de vapor-ratio bepaald. Deze uitvoersubroutine bevat een vreemd stopcriterium dat afhankelijk van de gekozen samenstelling, temperatuur en druk de vaporratio 1 of nul maakt. Oe toepassing van Chao-Seader voor

I

polaire stoffen zoals HF en water kan vreemde resultaten opleveren Opmerkingen over WHENoI.

Bij een juiste invoer van fysische gegevens rekent WHENoI zonder problemen een destillatiekolom door. Opmerkingen bij WHENoI zijn! 1. Als reflux en voeding op fysisch onmogelijke wijze gedefinieerd zijn, geeft WHENoI een waarschuwing voor negatieve gas of

vloeistof-stroom.

2. Bij toename van het aantal schotels stijgt het aantal iteraties

sterk door een lastiger convergentie.

3. Als een kolom dicht bij zijn optimale condities zit, beginnen er nscillaties or te treden, die soms zeer langza~m uitdoven. 4. In tegAnst811i~g tot de begeleidende tek~t is het aantal toe-gestane componenten (in de oorspronkelijke versie) 10 en het maximum aantal schotels 5Q. Door aanpassing van de array-grenzen is deze limitering op te heffen.

5. De resultaten van WHENoI vertonen een goede overeenkomst Inet

de resultaten uit de Fenske- Undebwood-Erbar-Maddox methode.

. I

( 1. ( (

c

( Cl

o

o

o

- 2 -Inleiding.

In 1936 zijn de eerste patenten voor de alkylatie van isobutaan

met olefinen aangebraagd (lit. 1). De katalysator bij dit proces

was zwavelzuur. Na enige tijd kwam naast zwavelzuur ook een andere

katalysator op de markt nl. HF. Op dit moment wordt onderzocht of

zeolieten en ionenwisselingsharsen als katalysatoren te gebruiken

zijn (lit. 2).

Het belang van een alkylatie-plant zit in de mogelijkheid om

ben-zines met een hoog octaan getal te maken. Alkylatie-benzine maakt

~ 15

%

van de benzine pool uit (lit. 3).

Een nadeel van het alkylatieproces is dat men als men de grondstoffen

opwerkt tot petrochemische producten meer geld verdient dan wanneer

deze grondstoffen tot benzine worden verwerkt. Daar echter de eisen

die de milieuwetgeving stelt aan de looduitworp steeds stringenter

worden zal het alkylatieproces als bron van benzine met een hoog

octaangetal belangrijker worden (zie figuur 1).

800

r-

-

----1--

-

I

LL'

l

·

. I I

,

I

_-Tll

I I i

I

i

i

I

I I

i

I

I

I

t-

-;

I-

-

i

-'

I

_{1 !} 1 . 0 ' I ₁

I

I/~I

! I

I

i

I

_!

I ! 1 I I j I I

I

I I I

!

i I ; _I _ . ..., 7°0 / ~ \ I ..).

Van de genoemde katalysatoren worden alleen HF en H

2S04 commercieel

toegepast. De keuze tussen deze twee processen op economische

gronden i s haast onmogelijk (lit. 4) . In de literatuur vinden de

gebruikers het door henzelf toegepaste proces het beste. De

pr6-ductkwaliteit is sterk afhahkelijk van de reactortemperatuur.Rij

Bij een met koel "later bedreven HF-proces ligt het octaangetal van

c

( (

c

c

c

·

(

o

o

o

o

- 3 -o 5 C met een H

2S04- proces geproduceerd wordt. Om deze reactor -temperatuur te kunnen bereiken heeft men een koelsysteem nodig. Het octaangetal van het alkylaat stijgt bij dalende reactor

-temperatuur. Hierdoor is bij· gelijke reactortemperatuur het octaa~~

,

---getal van het alkylaat geproduceerd in een HF-unit hoger dan dat geproduceerd met een H

2S04-unit.

Volgens lito 4 hebben HF- plants lagere operatiekosten en een

la-gere zuurcomsumptie. De investeringen voor een HF-plant zijn eveneens lager (lit.

4).

De afwezigheid van een koelsysteem blijkt dus op te wegen tegen de bouw van de HF- regeneratietoren .

---Als men in een HF-unit alkylaat met een hoger octaangetal wil maken dan in een H

2S0₄-unit zullen door het noodzakelijke koel

-systeem de investeringskosten van een HF-unit hoger zijn dan ~~

\ ""Yy

~ . . . p" de investeringskosten van een H

2S04..;.unit. \" jv (

v /·"",/',.,.:In figuur 2 staat de ontwikkeling van de totale productie

V\ \"'J ... ... ' van ./"'./1.;,." ,..;J' HF -uni ts en H 2SO 4 -uni ts tot 1977. J.

{'

o 500 0.. In ~ ~ 400 U <{

?t

300 u z ~ 200 <{ ~

J

100 <{ . .1 <{ A

lf/>'

.. / H2 S 04 . J PROCESSES~

I/

j

V

/

/ j ,...11F _PROCESSES

r

~/

_-rd!!

h . d 1'- ... y .... -"

~

...

..,

t5

0 I- 1935 1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 YEAR

FigUTC 2. COIII]>aTisoll of lliSOI a/l(l HF gTOICl1l

-<

p-/

/

1'1

c

In de periode van 1967 tot 1977 is de verhouding HF-units tot H

2S04-units sterk verandert. In 19G7 was de capaciteit 618.000

bpsd, waarvan 70

%

geproduceerd werd in H

2S04-units, terwijl in 1977 de capaciteit tot 833.000 bpsd , waarvan slechts 59

%

gepro

-duceerd werd in H

2S04-units (lit. 8).

Op grond van het bovenstaande, waarbij de lagere proceskosten en de afwezigheid van zeer zure afvalstromen van doorslaggevende

betekenis waren, is besloten een HF-plant te ontwerpen.

( (1

~

Î

\,1/,0.

~v (, (

c

c

c

o

o

o

- 4

-Bij het HF-proces kunnen verschillende reactoren gebruikt worden: l . Oe stratco contactor (zie figuur 3) •

2. Oe cascade reactor (zie figuur 4) • l. t,~ \""""

3. Een zeefplaat kolom met een geroerd vat (zie figuur 5). 4. Een riser reactor (zie figuur 6) • \,. ' -~f) r""'"

Om corrosieproblemen te vermijden is gekozen voor 'een reactor zonder bewegende delen: De riser reactor.

Oe opwerking sectie van het alkylaat bestaat uit een destillatieve scheiding van het alkylaat en isobutaan. Deze scheiding kan op verschillende wijzen geconfigureerd worden (zie lito 6).

Er is gekozen voor een configurat ie met slechts één toren. Deze configuratie is gekozen om in het computerprogramma WHENOI ook zijstromen te kunnen berekenen. Door deze keuze ligt de capaciteit van de fabriek vast op maximaal 7000 bpsd, daar anders een ontwerp met verscheidene torens economischer is.

Het zuur wordt geregenereerd. Dit gebeurt om de in het zuur oplosbare oliën ( Acid Soluble Dil = ASO) tB verwijderen. ASO bouwt zich

zonder scheiding op in de zuurfase. Oe scheiding van ASO van HF geschiedt destillatief. COOL Ar4T

l

lMIX TO SETTLER OUT A' B C C. C ç

Cf

'

··

::=...'

\

~

..

_

'.

. _

~-

\

.. -

• .

.

-=_

'

.

,

.

,-~-

--@

, '~-' .~

,.

-

-'Ij)

. ~.:::- - - --

.

CO~:NTl

ê5

f

:

;'

,

u:l~ Jlt~

• J ,-

,

,·f

f1'\'

I

I

_I

'

STEA'" TURBINE HC fEEO - - -_._ - --- .. - -- -_.

Figure 3. Contactor-type Reactor. .'1, tube bundl('; n, circulation tube; C,

shrl1; D, impcllrr; E, hyrlraulic head; F, diffuser vancs.

ISOBUTANE RECYCLE t REFRIGERANT RECYCLE ACID OLEFIN rEED TO COMPRESSOR SPENT ( REACTOR RECYCLE EFFLUENT ACID

Figure 4. Cascade-typcautordrigerated r('aeter.

I

(

! Hyd'OCO,bOfl R{'cycle

/7 ( - -. trOJel,,, J . " [,soporoflin /7 ( figuur 5.

o

o

_I

-

I

o

o

1'/.;(0\1(, lVf;:S.

~:"

_rcl~

IIQ~UTt~i\)

·figuur 6 • .{ . ()

(

c

- 6

-2. Uitgangspunten voor het ontwerp.

2.1. De capaciteit van de fabriek.

Zoals reeds in de inleiding werdvermeld, is de maximale capaciteit

van det fabriek 7000 bpsd. Dit komt overeen met 290 barrels per

uur (= -9.1 kg/s).

De capaciteit van de fabriek wordt gesteld op ~ 250.000 ton per

jaar. Uitgaande van 8000 bedrijfsuren ~er jaar moet dus ~ 8.7 kg/s

C

alkylaat geproduceerd worden.

(

o

o

o

o

2.2. Speci ficatie van de grondstoffen.

Voor de gevraagde productie aan alkylaat moet beschikbaar zijn:

Samenstelling Hoeveelheid Druk Temperatuur

(gew %) (kg/s) (bar) (oC) C3/C4-fraktie C3 8.7 6.35 11 15 iC4 10.6 nC4 1.1 = C3 36.9 = C4 42.8 Isobutaan C3 6.4 4.04 11 15 iC4 92.1 nC4 1.5 HF-suppletie HF 100.0 0.02 11 15

In het proces is de aanwezigheid van water in de voedingen verwaar

-loosd. Hierdoor moet 100 % zuivere HF in het proces gesuppleerd

worden.

2.3. Specificatie -eindproduct.

,J'

~e samenstelling van het eindproduct is van belang ivm. het octaa

n-~~~etal van de alkylaatbenzine. Het octaangetal moet zo hoog mogelijk

OY,f-'/

zijn. In de alkylaatbenzine moet hierdoor zoveel mogelijk

2,2,

_

~,-trimethylpentaan voorkomen. ~~

2.4. Specificatie hulpstoffen.

Als enige hulpstof wordt een 5 %-ige NaOH-oplossing gebruikt om

HF uit de uitgaande stromen te wassen.

( ( (

C

( 0..

o

o

o

o

-- 7 -2.5. Fysische constanten.

In de onderstaande tabellen zijn de fysische constanten van de

in het proces voorkomende componenten samengevat. Voor deze tabellen geldt:

t

M = Molecuulgewicht (gr/mol)

T kpt (ltar) = Kookpunt bij 1 bar ( K )

C = Soortelijke warmte bij constante druk van de gas fase (J/mol .K) p,g

C = Soortelijke warmte bij constante druk van de vloeistof (ideffi)

p,l

liH = Verdampingswarmte bij 1 bar

verd. Pkr. = Kritische druk T = Kritische temperatuur kro V = Molair volume m W = Acentrische factor

~

= Dichtheid bij 25

°c

Component M T kpt Pkr Tkr LV

!1

H \Jtv~

f

V m HF 20 298 64 461 ':.3735 7484 987.0 20.0 C3 44 231 42.1 370 0.1524 15105 519.3 89.3 iC4 58 263 36.5 408 0.1848 19342 595.9 105.3 nC4 58 273 37 426 0.2010 21097 601. 2 98.8 iC5 72 301 32.9 461 0.2223 24876 620.1 117.1 2,3 OMP 100 363 29.2 538 0.2999 32472 695.1 144.7 2,4 OMP 100 354 27.5 521 0.3048 32937 672.7 149.6 2,2,4 TMP 114 372 25.4 543 0.3041 35183 691. 9 165.7 2,3,3 TMP 114 388 26.9 566 0.2900 37274 726.2 157.8 2,3,4 TMP 114 387 26.1 562 0.3125 37764 719.1 159.4 Heavies 170 489 18 658 0.5573 42738 748.7 225.8 ASO 118 451 39.5 555 0.1757 3958a 963.9 196.7

=

C3 42 226 45.5 365 0.1405 18444 519.3 83.1

=

C4 56 266 40.2 418 0.1951 20615 594.2 95.3

Heavies kan men zien als trimeren van butenen of isobutaan. Oe

fysische constanten van Heavies zijn om deze reden afgeleid van

een C12 nl. n-dodecaan.

Acid solub1e ai Is zijn volgens lito 5 cyclische ~oolwaterstoffen

bestaande uit 2 tot 4 ringen van 5 of 6 atomen. Het aantal dubbele bindingen per molecuul is 2,5 à 3. Op basis van deze gegevens

werd voor ASO indaan _{gek~ructuur van indaap is,}

(J/mol) (bar) ( K ) (mI/mol)

(-)

3 (kg/m )

( (

c

2.6.

o

o

- 8 -Component _{Co 1 C} n n HF 51.1 26.9 + 3.4xl0"';'jT + 1.lxl0-5T2 C3 111.1 9.4 + 2.6xl 0 -1 T

-

8.6xl0- 5T2 iC4 141. 8 5.0 + 3.5xl0 -1 T

-

1. 2xl0- 4T2 • -1 1. 2x 10-4T2 nC4 140.0 5.0 + 3.5xl0 T

-iC5

_165.1

_0.8

+ 4.3xlO "-1 T

-

1. 5x lO-4_T2

2,3 DMP 217.9 -7.6 + 6.1xl0 - 1 T

-

2.1xlo-4T2 2,4 DMP 224.5 -7.6 + 6.1xlO - 1 T

-

2.1xl0-4T2 2,2,4 TMP 238.9 -11. 8 + 7.0xl0 -1 T

-

2.5xl0-4T2 2,3,3 TMP 245.9 -11. 8 + 7.0xlO -1 T

-

2.5xlo-4T2 248.8 -11. 8 -1 2.5xlo-4T2 2,3,4 TMP + 7.oxlO T

-Heavies 376.5 -27.3 + 1.1xT

-

3.8xlo-4T2 233.4 -10.1 -1 1. 7xlo-4T2 ASO _{+ 3.2xlo T}

-=

C3 99.6 -

-C4 130.9

In de onderstaande tabel zijn de research- en motoroctaangetallen

van de "verschillende componenten weergegeven ( l i t . 14).

Corrosieaspecten en giftigheid.

Bij gebruik van staal als constructiemateriaal wordt volgens

Perry 0.5 mm per jaar van het constructiemateriaal

(

c

c

c

c

o

o

o

o

o

- 9

-1

%

komt, zoèls bv. in de zuurregenerator heeft men vroeger veel last gehad van corrosie. Deze sectie werd dan ook met zilver be-kleed.

In lit~ 7 stelt men dat men echter in die dagen over het hoofd heeft g~zien, dat bij gebruik van koolstofstaal een zeer goed

heçht~nd~ ~n niêt t~ çgrrQQêfên À~ag FeF zich op h~t koqls tof-staal afzet, indien men met goed gedroogde voedingen werkt. Het is dan ook mogelijk in alle belangrijke vaten en pijpen koolstofstaalals constructiemateriaal te gebruiken.

De pompen m0tU-en bekleed worden met m!Jnel, en Kel-F en Teflon worden gebruikt als pakkingsmateriaal.

De afsluiters zijn van koolstofstaal en hebben Teflon als pa~kings­

materiaal. De zittingen en de draaias zijn van monel.

Bij gebruik van de bovenstaande constructiematerialen en goed gedroogde voedingen is zoals in lit.5 gesteld wordt een onder-houdsstop nodig om de twee tot twee en een half jaar.

Bij deze stop zal men last hebben van slecht te demonteren apparatuur tgv. de goed hechtende FeF-laag. Het opstarten na een onderhoudstop vereis't enige voorzorgsmaatregelen. Bij het schoonmaken van de

apparatuur loopt namelijk water naar de lager gelegen delen. Wanneer dit water in contact zou komen met HF zouden ernstige

corrosie-problemen optreden.

De giftigheid van HF is groot. De MAC-waarde is 3 ppm. Een

concen-t~atie van 50 ppm is dodelijk binnen 30 - 60 minuten (zie lito 11)

In een HF-plant zullen dan ook regelmatig luchtmonsters genomen dienen t e worden. Beschermende kleding moet aanwezig zijn.

( 3. (

c

c

o

;0

o

0

(J - 10

-Beschrijving van het proces.

De beschrijving van het proces geschiedt aan de hand van het processchema in figuur 7.

De C3/ C4- fractie uit een F.C.C.-unit wordt gemengd met extra isobutaan (uit bv. een katalytisch reformer) en recycle iso

-butêên

uit

t~t§n

T

lS

.

Dit menggel

wcrdt met

pomp

~l op de

reactordruk gebracht (14.5 bar).

De bovenstaande koolwaterstofstroom wordt in de beide reactoren R2 en R4 gemengd met gekoeld HF, zodat de temperatuur aan het begin van de reactoren ~ 2B

°c

is. De temperatuurstijying in de reactoren, die ongeveer 10

°c

moet zijn wordt geregeld met de hoeveelheid riF , die door de reactor stroomt. Bij een te kleine temperatuurstijging moet er meer HF worden toegevoerd. Indien de temperatuurstijging te groot worut moet de hoeveelheid HF verlaagd worden. De temperatuur aan de ingdng van de reactor

wordt geregeld met de temperatuur van de stroom HF, die uit de warmtewisselaar H3 of H5 komt.

Vanuit de reactor stroomt het zuur/koolwaterstof mengsel naar een settler V6. In deze settler scheiden de beide fasen zich.

~8 koolwaterstoffase met erin. opgelost HF wordt hierna naar de destillatietoren T15 geleid. Om het topproduct met ko~lwater

te kunnen condenseren, is een werkdruk van 11 bar gekozen. In deze toren worden al le gewenste scheidingen uitgevoerd; bij capaciteiten tot 7000bpsd is deze oplossing de goedkoopste •.

Het topproduct T15 is een propaan/isobutaan mengsel dat na wassing met loog in toren T20 als LPG te verkopen is (afh. van de plaatselijke specificaties).

Op schotel 10 wordt iC4 en een groot gedeelte van het HF af

-.-~

getapt en gerecyled. ~~

Het bodemproduct bestaat uit de C5- plUS fractie met enig iC4

en nC4 om opbouw van deze laatste component in het reactorsysteem te voorkomen. De hoge temperatuur van het bodemproduct wordt gebruikt om de voeding van T15 tot het bubble- point op te warmen .

Dit geschiedt in warmtewisselaar H14. Na deze warmtewisselaar

wordt het wezige i-1F Na wassing

( 3 cc TEL) 102.8.

alkylaat (CS-plus + C4) met loog gewassen om het aan-te verwijderen.

in toren T21 heeft men een benzine met een R.o.N.

~ ""r] 1-'-lD C C ' i ~ LJ 'i 0 rJ CD (Jl en rJ :r CD 3 Ol < Ol :J D-CD 0-CD ' i CD 1-'- D- I-"-:J lD < Ol :J Ol f--' A '< f--' Ol ("1- 1-'-CD 0-CD :J N 1-"-:J CD

o

?".

o

HF-SUPPLETIE J.' f2:'~ ~ .. '~~,>;.~"""~

o

P 7 CENTRIFUGAALPOMP T 8 HF -ZUIVERING P 9 CENTRIFUGAALPOMP H -0 CONDENSOR V 11 TOPACCUMULATOR H 12 REBOILER ~ I"') ""'I

ACID SOLUBLE OIL

p 13 CENTRIFUGAALPOMP H 14 WARMTEWISSELAAR

T 15 STABILISATOR

P lij eEN TRIFUGAALPOMP

H 17 CONDENSOR V 18 TOPACCUMULATQR ~~.;':

:--'':''J:~>-'

~ 33 55 ~

,...,

,....,

Stoom H19

PROCESSCHEMA VAN DE BEREIDING VAN ALKYLATIEBENZINE l. ViS5~r

o

Slroomnr

0

en februari 1979 J ,,~n der Zwan A"L. ':'~': "J'.~.'t' "~\~ ~ "~.> .. (" 'r:;;' ~}-":"

.

;~ ····1 "

( ( (

c

o

(

o

o

o

- 12

-De zuurfase uit settler V6 wordt met pomp P7 via de warmte

wisse-laars H3 en H5 naar de reactoren R2 en R4 gepompt.

In de reactoren wordt acid soluble oil gevormd. Om opbouw van

deze component te voorkomen, wordt een gede21te van de zuurstroom

•

naar toren T8 gevoerd. In deze toren wordt bij 8 bar (lit. 10)

de ASO van het HF gescheiden.

Gezien de enorme overmaat aan vluchtige component is er boven

in de kolom een extra voeding aangebracht. Deze extra voeding

zorgt ervoor dat ook op de schotel boven de voelJingsschotel een

damp/Vloeistof-evenwicht bereikt wordt.

Het topproduct (gezuiverd HF) wordt teruggevoerd naar de

zuur-stroom, terwijl ASO naar de slops verpdmpt wordt.

Tenslo~te vindt er suppletie van HF plaats, zodat de met de

propaan-,

wordt.

r ,

alkylaat- en ASOstoom verloren gegane riF aangevuld

Dan volgen nu enige opmerkingen over de flexibiliteit en de

in- bedrijfstelling van de HF-unit.

Volgens lito 9 mag de verblijf tijd in de reactor varieren tussen

20 en 40 seconden. Voor een goede menging en goede druppelgrootte

-verdeling is het van belang dat Re groter is dan 10.000.

De reactor is ontworpen op een verblijf tijd van 30 seconde bij

Re = 500.000. Dit levert dus een toegestane variatie in de doorzet

van plus of min 30

%

.

Boven een doorzet van 7000bpsd aan alkylaat

is een extra toren nodig . De flexibiliteit, die gesuggereerd

\ wordt bij het reactor ontwerp wordt dus beperkt door de scheidings

-sectie.

1.

(

,)v'

\

'\:Y'"

Bij het inbedrijfstellen moeten de corrosieverschijnselen genoemd

in 2.6 voorkomen worden. Hiertoe moet voor het opstarten gespaeld

. ...:...

worden met een droge koolwaterstofstroom. Pas als op alle mo~er­

punten minder dan 50 ppm water wordt gemeten mag het zuur

geIntro-duceerd worden.

, , f ,

Voor introductie van de koolwaterstofstroom moet de installatie

d en . t

() ( (

c

(

o

o

o

o

o

- 13 -4. Procescondities. 4.1. Reactieschema.

Hoewel de voeding verschillende butenen bevat wordt uitgegaan

van de,reacties tussen propeen en isobuteen enerzijds en iso

-butaan., Volgens lito 5 is dit gerechtvaardigd, omdat:

Er overeenkomst bestaat tussen de samenstellingen van het

gevormde alkylaat uitgaande van de verschillende, zuivere

butenen.

- Het thermodynamisch evenwicht tussen butenen en isobuteen

bij alkylatietemperaturen st erk aan de isobuteen- kant ligt.

Uitgaande van een gemengde C3=jC4=-voeding verloopt de product

-vorming volgens onderstaand schema:

C = C - C + C I C = C

_-

C + C

-

C

-

H~ C I C C I C

-

C

-

C

-

C

-

C I I C C 2,2,4_ TMP C I C - C

-

C

-

C

/1

+ C C C I I I C

-

C - C - C - C C

-

C 2,3 DMP + C I ASO

<

-

C

-

C + C

--

C + C = C

-

C - C C 'I - C - C - C 2,4 DMP C I C I C = C - C + C+~C = C

-

C + H+ I C C I C - C C C I C I C I C + C

--

-2,3,3 TMP C - C - C I I C C 2,3,4 C I C

-I C C

-C - C - C -I C C C C +

-C - C+ I 2,2,4 TMP C + C12 en hoger -E--- C8 + C I

L--_

...;;;::=-_--..

C - C + I C C - C C - C I C

( ( (

c

c

---

---14

-De volgreacties naar C12 en hoger (Heavies) kunnen volgens lito 5

onderdrukt worden door aan de volgende voorwaarden te voldoen:

- Goede propstroom.

- Goede dispersie.

- Hoge' isobutaan/olefine ratio. Dit tgv het feit dat de diffusie

-snelheid van isobutaan een factor 100 lager is dan die van iso

-buteen.

Een hoge isobutaan/olefine ratio heeft invloed op de vorming van

de hoeveelheid ASO; deze hoeveelheid wordt verlaagd. Tesamen met

de verlaging van de hoeveelheid heav~es levert dit een alkylaat

met een hoger octaangetal.

In theorie kan men met deze ratio zelfs gaan tot 100. De grootste

stijging van het octaangetal treedt echter op bij verhoging van

de ratio tot 12. Commerciële installaties werken met een ratio

van 5 à 6. Dit alles gezien de hoge investeringskosten, die een

hoge ratio met zich brengt.

Volgens' lito 8 moet de zuursterkte van de katalysator liggen tussen

80 en 95 gew. ;Va.

In het reactieschema is de vorming van iC5 niet opgenomen. Deze

component wordt gevormd door een dispro~ortioneringsreactie bv.:

C I C - C + I C C I C - C C I C C C I I C - C - - - C - C - C - C + C I C - C C I C - C - C

Er is geen aandacht besteed aan de evenwichtsligging van de reacties

o

daar in de literatuur wordt gesteld dat de reacties aflopend zijn.

o

o

o

o

4.2. Reactiecondities en de massabalans over de reactor.

Bij gebrek aan gegevens over de reactiesnelheden is het onmogelijk

een buisreactor t e ontwerpen volgens de hedendaagse rekenregels.

Ten gevolge van dit feit wordt de reactor mbv. enkele patenten

gedimensioneerd en worden tevens de samenstellingen van de

ver-schil lende stromen bepaald.

In lito 15 wordt beschreven hoe met een buisreactor 3336 barrels

C5-plus per dag geproduceerd kunnen worden. Wij voeren deze buis

-reactor dubbel uit, zodat uitgaande van 8000 bedrijfsuren 2.224.000

barrels C5~plus geproduceerd word~n per jaar. Dit levert ~ 250.000

u

( (

c

C

(

o

o

0

0

[' - 15

-Aan productstroom verlaat de reactor volgens lito 15:

559 bbl/hr

=

0.0247 m3/s

Deze stroom heeft de volgende samenstelling:

10-3 3 C3 1.2 x m / s 650 x 10- 3 iC4 16.6 x 10- 3 ti _{9900 x 10- 3} nC4 1.0 X

10-

3 ti 600

x

10

-

3 C5-plus 6.2 x 10- 3

_"

4330 x 10-

3

kg/s ti ti ti

Volgens lit.15 stijgt de temperatuur in de reactor van 28 naar

41 °C. Uitgaande van dezelfde voedingsamenstelling en werkend bij

dezelfde temperaturen is volgens l i

t.

5 de C5-plus samenstelling:

10-6 3 10-3 _{kg/s ·} iC5 279 x m /s 173 x 2,3OMP 1200 x 10- 6 ti _{834 x} 10-3 ti 2,4oMP 440 x 10-6 ti _{296 x} 10-3

"

2,2,4TMP 2621 x 10-6

_"

1810 x 10-3

_"

2,3,3TMP 453 x 10- 6

_"

329 x 10- 3

_"

2,3,4TMP 694 x 10-6

_"

499 x 10- 3 ti Heavies 515 x 10-6

_"

386 x 10-3 ti 10-6 3 10- 3 _kg/s 6202 x m /s 4327 x

In lito 1 wordt vermeld dat in de organische fase 0.44 gew. % HF

oplost. Dit percentage lomt overeen met 0.07 kg/s.

Oe organische fase, die de reactor verlaat heeft dus de volgende

samenstelling: C3 iC4 nC4 C5-plus HF 650 9900 600 4327 70 15547 x x x x x x 10-3 kg/s 10- 3 ti 10- 3 ti 10- 3

_"

10-3

_"

10-3 _kg/s

De samenstelling van de zuur stroom, die de reactor verlaat, lS

volgens li

t.

10: HF 89,4 vo1.% 91.3 gew.% iC4 5,0 ti _3,1

"

ASO 5,6 ti _5,6

"

. Volgens l i t .15 wordt gewerkt met een zuur/koolwaterstof ratio

van 4. Dit levert de volgende zuurstroom:

HF 93,75 kg/s

iC4 3,15 ti

ü

c

c

(

(

I

o

o

o

o

- 16

-De zuursterkte van het HF wordt hierdoor 91

%

.

De organische voeding van de reactor heeft volgens lito 15 de

volgende samenstelling: C3 3,3 gew.%

=

C3 5,9

_"

=

C4 6,7

_"

iC4 79,4

_"

nC4 4,7

_"

Oe druk in de reactor heeft volgens lit.6 weinig invloed op de

reacties. Wel moet de druk zodanig gekozen worden dat bij de

hoogste reactortemperatuur (40,6 °C) alle componenten vloeibaar

blijven. Om propaan bij 40,6 °c vloeibaar te houden is een druk

van 14 bar nodig.

Reactieomstandigheden en de massabalans.

p

₌

14 bar

T.

₌

28 °c ln

T

uit

=

40,6 °c

-Component Voeding (kg/s) Product ( kgf s)

HF 93,81 93,82 C3 0,57 0,66 iC4 15,11 13,04 nC4 0,60 0,60

=

C3 1,17

-=

C4 .1,36

-C5-plus

-

4,33 ASO 5,57 5,75 118,19 118,20

Olefine/isobutaan -_{- 1/6} Koolwaterstof/HF

₌

1/4

c

(

c

c

o

o

'1

-

. _ ..

_

-- 17 -4.3. Reactiewarmte.

Voor het berekene:1 van de reactiewarmte werden de vormingswarmten

bij 25

°c

voor de verschillende Gomponenten opgezocht.

C 0 m po ne nt t::" Hf ( kJ/ kg) C3

=

C3 iC4 = C4 iC5 2,30MP 2,4oMP 2,2, 4TMP 2,3, 3TMP 2,3,4TMP Heavies ASO - 2740 46 - 2669 683 - 2493 - 2338 - 2335 - 2258 - 2229 - 2242 - 2074 482 C l(kJ/kg.C)

P,

2,5 2,4 2,4 2,3 2,3 2,2 2,2 2,1 2,2 2,2 2,2 2,0 Voeding (kg/ s) 0,57 1,17 15,11 1,36 5,57 Product (kg/s) 0,66 13,04 0,17 0,83 0,30 1,81 0,33 0,50 0,39 5,75

Ook bij deze berekening is de drukafhankelijkheid van C verwaar -p,l

loos~. Dit alles levert:

1.

Ä

(nH

f )· d' = - 40081 + 54,8xdT

l ' l,voe lng

2. ~ (nH_f ) · d t = - 43664 + 53,8xdT

l l,pro uc

Oe reactiewarmte, die vrijkomt is hierdoor:

Á H14 = _ 3583 - 1,Ox( 1 - 25) kW

L1 reactie

Hieruit volgt:

À H14 . (35

°c)

=

-

3600 kW

(

c

(

o

(

c

o

- 18

-5. Berekening van de apparat uur.

5.1. De reactor.

Zoals reeds in 4.2 gesteld is ,is de productie van alkylaat be

-rekend ,mbv . patenten. De reactor kan niet met hedendaagse reke n-regels doorgerekend worden.

Volgens l i to 15 ligt de contacttijd in de reactor tussen 20 en

3

40 seconde. Bij een doorzet van 0.133 m /s en een contacttijd

van 30 seconde is het volume van de reacto~ 4 m 3

De diameter van de buisreactor wordt gesteld op 1 m. De drukval

over de reactor kan nu berekend worden.

3 Pd. . = 930.1 kg/ m \ lspersle - 3 2

n

_d. . = 0.30

x

10 Ns/m l lspersle De vloeistofsnelheid is 0.17 m/ s

Het getal van Reynolds i s dus:

Re

=

930.1 x 0.17 x 1

0.30 x 10-3

Dit is voldoende hoog, zodat een goede propstroom

_,---

en een goede

druppelgrootte verdeling gegarandeerd is.

1 2

Uit figuur 8 blijkt dat z.f.Re voor ruwe pijpen gelijk is aan:

t .f.Re2 = 2

x

109

Voor de drukval geldt:

A

p

x

x

D.

z

l 1 2

z·f.Re

Hierdoor geldt dus:

bop

2 x 109 x 5 x 4 x (0.30 x 10-3)2

930.1

x

1

Àp

=

3.9 N/ m2

Bij een diameter van 1 meter is de druk val over de reactor te

verwaarlozen. De lengte van de reactor wordt dan 5.08 meter.

5.2. De pompen.

o

Bij berekening van de pompen is gebruik'gemaakt van formules uit

lito 18. Deze zlJn:

1. Peff.=+m[(P2 - PI) + g x (Z2 - Zl)]

f

o

_{2. Pas = Peff/7totaal}

3.

1

totaal=

~

hydraulischX

7.

volumetrischX

~

me

ch

a

nisc~

( - 19 -(

I''''''

~

[~~

-

:

"O

~---+---r---! ~ ( cr (

c

c

c

Cl

0

ti a: 4l _{ID!;! oll!;!} !;!

0

1 2

( ( {,

o

( C:

o

c

o

5.3. - 20 -4.

!::.

T = P e ff x

.-h

x C

(m

p 1 - t') x '1 (hydr. (vol.

7

hydr.X 1 vol.

Bij alle berekeningen is gesteld dat :

~

volumetrisch

1

hydraulisch

1

meèhanisch = 0.8 = 0.8 0.8

De overige gegevens van de berekening van de pompen zijn vermeld op de apparatenlijst.

Kolommen.

De kolommen zijn berekend met het programma WHENDI. Dit programma berekend met behulp van de Wang-Henke methode samenstellingen en temperaturen in een kolom met ideale schotels.

Als invoergegevens voor WHENDI zijn nodig:

Damp enthalpiën als functie van de temperatuur. Vloeistof enthalpiën als functie van de temperatuur. Evenwichtsconstanten als functie van de temperatuur. bij de druk van de kolom.

De evenwichtswaarden worden met de methode van Chao-Seader berekend bij een bepaalde druk voor een aantal temperaturen. De met deze methode berekende evenwichtswaarden zijn correct, onafhankelijk

\ I of de vaporrate 0 of 1 is. Het is gebleken ,lat de K-waarden nauwelijks

-\

samenstelling afhankelijk zijn. Voor gebruik in WHENDI wordt door de K- waarden een 3e-graads polynoom gefit, die in bijlage 1 (T15)

en 2 (T8) per component gerangschikt zijn (Uitvoer WHENDI) .

De enthalpiën van damp en vloeistof zijn als functie van de tem-peratuur als volgt berekend.

Voor de vloeistoffase is een correctie van de enthalpie voor de druk niet noodzakelijk. En gezien de kleine temperatuurverschillen in het proces zijn de soortelijke warmten van de vloeistoffen

constant verondersteld.

De enthalpie van reële gassen is nauwelijks een functie van de

druk (lit.

12),

en wordt niet gecorrigeerd.

De soortelijke warmte van de dampfase i s bepaald met de vergelijking van Dobratz (lit. 13). Deze warmtecapaciteiten zijn wel druk

af~ankelijk. De warmtecapaciteiten kan men corrigeren met de grafiek

( ( (

c

c

c

o

o

o

o

- 21

-van deze correctie een te verwaarlozen fout in de dampenthalpiën

veroorzaakt. De drukcorrectie van C is om deze reden niet

toege-p

past.

(De fout in

! l de dampenthalpiën veroorzaakt een fout in de warmten

reboiler en de condensor toegevoerd resp. afgevoerd

wordsn. Hierdoor wordt ~8n kleine fout in de

warmte-(

die in de

. dienen ts

balans gemaakt.

Na verzameling van de bovenstaande gegevens kunnen 2 torens

door-gerekend worden.

Toren T8, de HF-reoeneratietoren.

De voeding van Toren 'T8 bestaat uit 287 molls met een samenstelling

van 97.8

%

HF, 1.1

%

isobutaan en 1.1

%

ASO.

Om in het topproduct het ASO-percentage tot 0.026

%

terug te brengen en in het bodemproduct de hoeveelheid HF tot 0,95

%

te reduceren

zijn volgens de Fenske totale reflux vergelijking (zie bijlage 4)

8 theoretische schotels nodig.

Met behulp van de Underwood minimale reflux vergelijking wordt de minimale reflux bepaald (zie bijlage 4) en deze is 0.2.

"Bij het gebruik van 9 schotels. moet de refluxverhouding (zie bijlage 4)

2.7 zijn.

IY f)

.~,1

In WHENDI worden 9 schotels ingevoerd met een re flux van 2.7. Als voedingsschotel wordt schotel 6 gekozen.

Als de computer met deze invoer ~aat rekenen wordt er op de vijfde

schotel een negatieve vloeistofstroom gemeten. Deze negatieve

vloei-stofstroom geeft aan dat de reflux verdampt is voor de

voedings-schotel bereikt is. Om dit te voorkomen is de voeding gesplitst

en wordt de helft van de voeding op schotel 3 ingevoerd; het restant / '

op schotel 6.

/ "

De resultaten van WHENDI zijn dan:

WHENDI

Component Topproduct Bodemproduct

HF 0.98855 0.01452 iC4 0.01112 0.00005 ASO 0.00026 0.99050 F .U.E.M. Topproduct Bodemproduct 0.99974 0.0095

-

-0.00026 0.99050

~mol(mol/s)

283.8 3.1 T ( °C) 83 186

(

c

(

o

o

o

o

- - - -

-- 22

-Uit bovenstaande tabel blijkt dat WHENoI en de F.U.E.M.-lJlethode

redelijk overeenkomen. Op basis van de uitvoer van Whendi is met

behulp van capaciteits- en efficentiebarekeningen de kolom ge

di-mensioneerd (zie bijlage S) . Oe kolom kan men opgebouwd denken

I

uit 3 delen. Een topsectie bestaande uit ~chotel 1 t/m S, een

middensectie bestaande uit schotel 6 en 7, en een bodemsectie

b~staande uit schotel 8 en 9. Oe diameters van deze secties zijn rBsp. 2.Sm, 1.7S m en 1.1 m. Oe efficentie van de topsectie is 46

%

van de middensectie 60

%

en van de bodemsectie 30

%

.

Door deze rendementen worden de nummers van de voedingsschotels S en 11.

Het lage rendement in de bodemsectie wijst erop dat in het onderste

gedeelte van de kolom continu contact een betere oplossing zou

zijn. In U.S. patent 4.014.9S3 wordt dit dan ook toegepast.

Toren T1S, Oe stabilisator.

In toren T1S moeten de volgende scheidingen worden uitgevoerd:

- C3 / iC4, om propaan opbouw in het systeem te voorkomen. - iC4 / nC4, om opbouw van nC4 te voorkomen.

- nC4 / CS-plus, om het alkylaat te stabiliseren.

Als de hoeveelheid n- butaan niet meer bedraagt dan S - 8

%

van

de CS- plus stroom, dan hoeft men de n-butaan niet te verwijderen

(lit. 16).

Volgens de methode van Fenske- Underwood bedraagt het minimale

aantal schotels 33. Met dit aantal wordt het aantal theoretische schotels dat in WHENoI wordt ingevoerd geschat. Overwegingen bij deze schatting zijn:

Door samenvoegen van t wee kolommen kan de totale kolom effi

-cienter gaan werken ( aantal schotels daalt).

Oe depropanizer wordt op de bodem gevoed terwijl in F. U.E.M.

de voeding op de optimale plaats wordt ingevoerd. Het minimum aantal schotels wordt dus groter.

Arbitrair is gekozen voor een aantal van 40 schotels. Met de~e

configuratie is de optimale aftapplaat~ (hoog percentage isobutaan) en de optimale voedingsplaats (zo min mogelijk HF in het alkylaat)

bepaald. Tenslotte is de reflux zo ingesteld dat bi j een redelijk

warmteverbruik zo min mogeli jk isobutaan over de top verdwijnt.

-(

c

"

1..

c

J

- 23

-lage 4 het aantal theoretische schotels uit dan vindt men 39 schotels.

Met het oog op de samenstellingen, de da, I ,j fJ \/ 1 0 eis tof b e -lastingen i sT15 in 3 secties verdeeld. Gebruikt men voor T15

de efficienties uit bijlage 5 dan wordt de voeding op schotel

33 ingevoerd, terwijl de isobutaanrijke stroom op schotel 9 wordt

afgetapt.

Het optreden van azeotropen is nagezocht in l it.17. Hier werden slechts azeotropen van HF met butaan gemeld. Het optreden van

een azeotroop speelt gezien de wens om alle HF met de isobutaan

-rijke stroom te recyclen geen rol.

5.4. Wastorens.

5.4.1.Wastoren T20.

In de wastorens worden 5 schotels aangebracht om de disperse

fase beter te verdelen. 10

%

van deze schotels is bestemd als

vrije ruimte. Volgens lito 13 moet de snelhei d van de organische

fase in de perforaties gelijk zijn aan 0.23 mis. De superfici~le

snelheid van de organische fase is dus 0. 023 mi s .

De totale volumestroom bedraagt 2.11 x 10- 3 m3/ s .

De diameter van de kolom wordt hierdoor 0.35 m.

De benodigde verblijf tijd wordt gesteld op 2 minuten. Het volume

, . 3

van de toren lS dan 0.25 m •

De lengte van de toren wordt hierdoor 2.8 m.

5.4.2.Wastoren T21.

Voor wast oren T21 gelden dezelfde gegevens als bij wastoren T20. - 3 3

De volumestroom in deze toren is 6.44 x 10 m I s .

Deze volumestroom levert een diameter van 0.60 m.

De lengte van de reactor wordt 2.8 m.

Ook in deze toren worden 5 schotels aangebracht .

5.5. Settler V6.

In lit o 6 wordt gesteld dat de verblijf tijd in de settler 5 minuten

bedraagt.

-1 3/

De volumestroom door de settler bedraagt 2.38 x 10 m s.

3

Het volume van de settler bedJaagt dus 71.4 m •

- -- - . _

-lito 19 gesteld op 7.75 m.

Os diameter van de settler wordt hierdoor 3.5 m.

c

(

c

c

c

(

c

o

o

o

6. - 2',

-Oe massa- en warilltebalans.

Zoals beschrevRn in 4.2 is bij het opstellen van de massabalans

gebruik gemaakt van een aantnl patenten.

De warrlUte-illhouden van ;:]e stromen zijn bepaald ten opzic~te van het .basis- niv8au van 298 K.

De volgende formule wordt dan ook toegepast:

~

=

1

x

c

x (

T - 298)

'i'

w

lf'm

p

De reactiewarmte is eveneens t.o.v. het basis-niveau berekend,

- -

-• r _ _ ~. • . .

IN

I

,Voor-Iwaarts

I

-M

- - - -

Q

-,-

~

Massa

-en

vVarmt

ebal ans

IRet

our

UIT

I~

M

----IQ

I.

---~---

Î

c

c

6.3 5 \ - -151, C 3/C ... 4-F ra ct i e 4.04. - 99 .. ~---!--_-_r_ _ _ --iiso-C4

I

PI

21. 03 3

I

2339 -~---r---~--15~.~7-~ ,~ _ _ _ _ ~--:-::-_=_1 0--,5--:::3- 1 5 ... 1 _ _ _ _ _ _ r ! _ _ _ _ _ _ _

-l_1

_

~

_

2

"_:_:_ ,

-

8

-,-,--..

----- - i R2 1053

1

~---

[I

102

.

: -

8

-

13

Î

t

-r-4~=--

-i

l

- 98 R4 Reactie warmte . 3600

..

4 7 31. 42 2105 110.20

I

4609 12 118.20

_l~~~+----===--_

:--

_I-!-

1

__

4_6_0_9

-1----

-

,

-236.40 _

I

1---11-

_ _

--l,-_92_1_7__i } - - - - --

---

]--

----i

~---r

I----~-

r--

ti

r

I

V6

;_~II

l

22 1147

1-=1--==1

~

Il-~

-

--

I

---.-....

t

19 _1205.30

j

-/

.

-

.

I

1 - -- - - _ - - - ' I1 8070

I

I

---~-=--=--====--I-

I

-1

--1

I

1~

j~

j~,

H14

J

!

I

!

'

35 L... 39 !2...~ r v - I - - _ _ 1645 elP - -

---

t

I

I

[

I

_I )

1--

-::

_ _ _ _

2_9

h

1.1

Ol

I

I

25~_0

-.

-

--

---~--l

I

_I

}

-

- _

,

.

I I I

( :

_~_~

_______

_

_

~~_=== ~7

L

___

J

_~-

i'

(

\

I

58.52 i

L_1_?L

_3_ - 1

1-

---

J

1 ·.- . .

_

.

t=---

~

c

t

_

,

____

_

_

__

1---

1

-+-

~

~~

_ 1 4

-I--

-l=

·----1

..

r

--

-:;:

-

J, r-

--

I [

Stoom Condensaat , - - 21019

I

.,

·

I

.

.

..

-.

" ,

,'t - - 4 tI'-

:---1

O-

---~:J---I

I

4.00_ - 168

+

__

---1-:..:.:H2~O~/.:.::.:

Na

::..:0:.:.:.H....:3::.:;;8:.._j

T20

H2~~~OH/r

4.02

I

691.

c

i-

[--1--

,

.

I~

I

L----J-_A_1k-t~1>'-1_a

a

_t_4_2"i_---~-

--8.-8-3.-

787

j---F= "

-±-'.

I

-

ll~---~

°

1

[ - / 1 , "

H17

f-

1----!----1

?

: t '

.11

l~

....

, I

TlS

...

.

..

....

1,1i. 30 ~

,

lil _{' r}

--59JR--

r

--,- - 1 - -- 1

}

- -

I

-t

~

1

_

-l

_

I--i

·

---

1--1

~---_t---j---I

o

- - -

~._-

33

--îäo-l

-

---

-

=---1---

r~-

---=1-=----

-0

11-

r -

_I

"

h .

i

V 18

H-

U-~--.-

-_j;_-l

I

__

I

r

-

_

Lr

,,-

_

__t~~_ui

---~,

---

--- -- -·---5-8--.-5-2-- 32

I ,

,~r--

=I-_-J_--

l

!

-

-

-176--

r~

-'

---I

_ __ L ______ j _ _ __

I

P16 - - -

-".

I

l - - - - -

_I

_--

_--

_{- - - - ,}

I

O

---

- - - j

---,--

- - - I

~,

,t

- - - - 1 -

----

-

---

---l--

- ! = -1. 1 7

-~

n

I

J

---==-~--·

·--I

--

---

-

-

---

.

-

-

--

-I

L

__

.

___

3l

l.._-.L-

_

---1

}

- -

1--

f-

--4-

~1

t

'f

~

-

=

~--

-

---t

---

---I-·--

-

-L~l_

~,.~

__

J

.

i

I

,

.

,

'r. }

.~

1 1--.--- ---- _.__ _ /1

I

--.... -..

I

I

j

l

---I~:~-_.

I

I

'lo

1

_.

\_.

---

- -

_

.

-I

.

I--~ T 21

₁

P r II P;1 i1 n ti 0

r-.---

·-

--

-

-

'--! ---: "-.--- -.

---_

-:-

I

___

_

_

_

_

_

~I

-

-

-

-

I

~

i_-

I

1.17

I

0 -

~II

1----

·

._-

..

-,

___

,

_

___

.1._

I

I

o

.

osL

-

31 . - H20;':r'JaOI- 36 f-I20!.rJaOli/I-iF

~-1---

---L~

r----

·

~

+

+

L - - . J -. 41

--c

-_·~

C

L_~_--

--_.

I.

__

--'

E

:=='=-1

_

-'---I

I

. - - - -

~-_.

P7

-c

r

2.98

- - - -

i

-~ (~ _ _ _ _ l _ __ _ f - -- - - . -A cid

~~

1 u b 1 e -- - j' 0 • 36 . - 0 l1 27

, t

-1-

-

I

115

fi

23

~

21~-t---l--

1

~\r

I I

t-~~,~---.-:---HlC

IJ

'~I~---

~

Koe;WUater

'----1

r-~

L [

l

1

I -

1 ___

~6~7~25

'--.-

r i f

I

21.49

I

t---.,---,.-~2...:.6

-

I

31 7 0 - _ _ _ ---4

ï~~

,

L____

r=-~

P9

, 'l

1

I

~

I

r

--..

28

~5~~f-l--­

.

_~

1'-

.

_-,--

.

-.

t

r

.1 ___ _

I - - - , -- - -

1---1

________ ' _ _

J

_

_

_

1----

--1

111

_

_{L=--=L ___}

~

I

~I _~

c

(

c

(

c

c

c

c

~~- --~ -I I

-~

_J

'

i

i

I - - _. - -- ,

---

I--.

.

-~l

j

.

.

-._-- - _.'

-j

I

~

I 1 _ _ _

-I

r

H12 .... st~.,om Condensaat

-

7454

ti

'

.-l

..

..

1

t

HF

-~uppl.

I

PIJ

~ l 0.02 0 11" 7

!r

_{17 5.81} 859

...

204.94

-8679 ₁₅ ... _j~

'"

I

H3

..

1,\ 102.48

..

9 4118

Koe] lil~trl1' Koe J..w

,I

tr-~ l'

-

<'12 c) ~,

"

I I

n

_~ ll't

_I

H5

_....

j

I

102.48 ₁₄

....

I 4118

..

I

Koe1~ater Koe1~ater

- -

-

4265

.

_- I i

--

-

~

l

,I

I

L

_I

r

=~

I

I

I

I

~

I

I

_

I

f

_

J

I

-

-[

~

L

l

1

4

~

46

-

1

34874

1

--

~

l

___

1_4_._49 __

1

1

__

3_5_25_1 __ L -_ _ _ _ _ _

~

_

-

_

-!

:~~_-

__

-_ï_O __

l_·_3 __

a_

,

I_-_-_-_-_-

_~

_

:~

_

~

____ __

Ma

ssa

I

n

I<.g/s

\IV

d.

ï"'

r

n

t

e in

k 'vV

F

a

b

l

"j

e

!~s

voor

o

n

t

\/v

er

p

j'

J

0:

I

u

u

A

pparaa t

s

b

oom

V

Co

mp

one

nte

n

~aterstoffluoride prOpaé'.ll iso - butean

nor~aal - butaan

C5

-

lllus propeen butenen acid soluole oil water loog

Totaal:

Aj)j:>oraa

t

s

tr

oom

~

Componenten

waterstoffluoride propaan i so - butaan normaal - butaan

C5

-

plus propeer, uutenen

acjd soluble oil

Hater J.oog

Totaal:

M

in

k

g/

s

Q

i

n

kW

U J

M

0

.

55

u

.

67

0

.

07

2

.3

4

2

.

72

6

.

35

M

0

.

05

0

.

57

11

.

96

0

.

60

1.

17

1

.

36

1 5

.

7

1

-o

1

Q

- 1

5

1

6

Q

1053

(~) 1'"'\ r"\ ~ ~ ~ I"., _("'

2

₃

4

₅

M

Q

_M

_Cl.

_M

_Q

M

Q

O.

-10

₀

_.

₁₀

_{, 0}

_.

₀₅

.- .

0

.

26

₀

_.

₃₃

_{1 .}

₁₄

0

.

57

-3

.

72

₁₉

_.

₅₃

_23.92

1

1

.

9

6

--

.~-0

.

06

₁

_.

₀

₇

₁

_.

₂₀

0.60

--~

-2

.

34

1

.1

7

- - --

-2

.

72

_1.

₃₆

- - - -

--- ---

.

4.0

4

_-

₉₉

21

.

03

₂₃₃₉

_Xi

_.

₄₂

₂₁₀₅

₁₅

_.

₇

₁

1053

_I

7

8

₉

₁₀

M

Q

_M

_Cl.

_M

_Q

M

_Cl.

93

.

82

₉₃

_.

₇₆

₉₃

_.

₇₆

1

87

.

64

0

.

66

1. 3

2

13

.

04

₃

_.

₁₅

₃

_.

₁₅

26.08

0

.

60

1.

20

-4

.3

3

₈

.

66

I 1 I ! I I

5

.

75

₅

_.

₅₇

₅

_.

₅₇

11

.

50

. ~18.20

₄₆₀₉

_102.t18

-

98

1(12.48

₄₁₁₈

_{236.!10 9217}

I j

u

~

Ap

paraatstr

oom

v

Co

mp

onenten

waterstoffluoride pror<ia!~ iso - butaan normaal - butaan

C5

-

pJus propeen butenen acid solèlb1e 0:'1 .Tater loog

Totaal:

b

-A ppar aatstroom

.

~

Componenten

waterstoffluoride propaa~1 iso - butaan nurmaal - butaan

C5

-

plus propeen buten~n

acid soluble oil

water loog

Totaal:

M

in

kg/s

Q

in

kW

o

o

11

M

Q

0

.

02

.

-0.0

2

0

16

M

Q

187.50

6

.3

0

11

.

50

205

.

30

8070

-() I ] r'\ ('\ ~ 1""'\ A (" -

-12

13

14

1

)

I

-M

Cl.

M

Cl

M

Cl

M

Q

I

-I

93.82

93.76

93

.

76

"18'1

.

50

- ~

0.66

I

13

.

04

3.15

3

.1

5

6.30

.~

0

.

60

.

4

.

33

~

5

.

75

5

.

57

5

.5

7

11.14

-11

8

.2

0

4609

102.4

8

-

9

8

102

.

48

4118

20Li.94

8679

-~--- - -~ --

-17

18

19

20

M

Q

_M

Q

M

Cl

M

Q

5.62

5

.

62

1

87

.

50

2

·

90

-0

.

19

o

.

î

9

6

.3

0

0.10

-0

.

36

11 .

50

0

.

19

,

5.

e,1

₈₅₉

₆

_.

₁₇

₂₄₃

₂₀₅

_.

₃₀

_8J70

₃

_.1

₉

"j

25

_I - - - --- - - ---- _ .. _--- - - - ---- - - -- - - __ _ J

u

u

"... ~'

:-:,-A

pparaa

t

sf

r oom

V

Componenten

waterstoffluoride

propa 'm iso - butaan normaal - butaan

C5

-

plus prcpecn buter.en

acid solubJ.e oil

water loog

Totaal:

~

A pper aetstroom

~

Componenten

waterstoffluoride propaan iso - "tut aan normaal - butaan

C5

-

plus propeen butenen

acid soluble oil

water loog

Totaal:

---~--_.---

-M

in

kg/s

Q

in

kW

o

o

21

M

_

I

Q

2

.

72

0

.

09

-0.17

2

.9

8

117

26

M

Q

20

.

79

0.70

21

.

49

3170

- - - --- - ---- _{- - - - -}

-o

rJ "...,

n

'j

22

₂₃

M

_0-

_M

_0.

_M

0.14

_20.79

_';5

_.

₁₇

1.

32

-19

.

78

0

.

70

₀

_·

₅₁

-

--'

1

.

20

8

.

66

-31.

-

10

1147

21

.

49

3077

15

.

68

27

2

8

M

Q

_M

Q

_M

0.0

0

₅

_.

₆₂

_,

₀

_.1

₄

1.

32

o

.

'

19

₁₉

_.

₇₈

1.

20

8

.6

6

0

.

36

-0

.

36

1

Î

5

5

.

8

1

₈₅

₇

₃ Î .10 --- - - - - --- - ,

Stroom /Com

ponenten

staat

~ ~

'"

( '

24

25--

'

- - 1

... ,.

-

_{- '}

0.

M

Q

! i

._.

_-

_J

15.

17

I -- _'-

_-

-I -- _I---~

0

.

51

_-

-I I ,- _I I - --I---~ I

-

~ .. _-- --i _ . .o---_. _--I I

----I

I - .o. I

2313

15.68

₂₃₁₃

I

-29

30

Q

_M

_Q

0

.

02

49

.

t :

8

.

67

î.

53

2530

_5,9

_.

₆₉

₇₃₃

- - -- --- - --- - - -- '---~

'.'

o

o

\...,

o

f) t'J C'"

n

,...,

(1

c

t .,._~ i r

A

pparaa

ts

-f

r oom

31

32

33

3"'r

35

v

Co

m

pon ent e

n

-{

.

~

~

J-=- I

Q

_Cl.

M

M

M

Cl

M

Cl

M

Q

~aters~offlucride

0.02

O~

'

02

0.00

F~

---,prO p3Q;:

48

.

50

4

8

.

50

t,9. tr7

0

.

9

7

.

__

_

_

I

iso - butaan

9.00

8

.

50

8

.

67

0

.

17

.

0

.

05

1

no",caaJ. - butaan 1.

50

-

1.

50

t

1

1.

5 )-,

-

I

0.03 - - --- _

0

.

1',

i

0.0

2

0.02

C5

-

plus

L---

~----

-+--~~~

--

1---

----

-li

---

-1

8

.

64

br J·,onen . .- . --- .

j

propeen

I I I I

~

I F

=

t==H

'

a~:~hs~lub

le

ail . ' - . - -

-"

- 1

".va t er

I

I f

J

I

loog -

I

1

-

----+-1----+-

3189

J

Totaal:

58.5 2

176

58.52

176

59

.

69

16

0

1.17

4

8

.

85

1;>-I

A ppar aatstroom

36

3

7

3

8

39

40

~

Componenten

M

Cl

M

Cl

M

Cl

M

Q

_M

Q

I

~aterstoffluoride

0.

00

0

.

02

_I

propaan

0.97

0

.

97

I

iso - buta.an

0

.

17

0.05

o

.

î7 norma.al - butaan

0.03

0

.

14

0.03

C5

-

plus

₆

_.6

₄

1

propeen

I

butenen

acid soluble oil

I

Hater

0

.

08

3.

8

0

l oog

0

.

00

0.20 ~_.,.1

Totaal:

0

.

08

-

3

1.17

4

4.00 - 168 _{8.85 Î}

₆

_{4 5}

₁

_.

₁₇

_ü

I

..

1

in

kg/s