Bereiding van butylepoxystearaat

D

D

o

o

,

0

o

o

o

B ERE I DIN G VAN

Procesvoorontwerpnr. 2527 Voorjaar 1982 P .D.M. de Beer van Hasseltlaan 341 Delft BUTYLEPOXYSTEARAAT M. van Duin van Hasseltlaan 329 Delft

..

-

-~

o

,

..

..

D

o

o

n

o

o

II

0.

o

il

r

r ' I l . r '

r '

l. r '

n

1

l J

TECHNISCHE HOGESCHOOL DELFT

LABORATORIUM VOOR CHEHISCHE TECHNOLOGIE

F ABRIEKSVOORONTHE RF

PRODUCTIE VAN BUTYLEPOXYSTEARAAT

opdrachtnummer : 2527

opdrachtdatum: februari 1982 verslagdatum : april 1982 P.D.H.de Beer van Haaseltlaan 341 Delft M.van Duin van Hasseltlaan 329 Delft

\ '

l.

[ .

I

r .,

[ 1

[1

n

n

n

fl I , ) r ., \ INHOUDSOPGAVE I I I I I I IV IV.I IV.I.I IV.I .2 IV.I.3 IV.2 IV.2.1 IV. 2. 2 IV. 2. 3 IV.3 IV.3.1 IV. 3.2 IV.4 V VI VI.I VI.I.I VI.I .2 VI.I .3 VI.I.4 VI. 2 VI. 3 VI. 3.1 VI. 3.2 VI. 3.3 VI. 3. 4 VI.4 VI.4.1 VI. 4. 2 VI. 4.3 VI. 4. 4 ___ VI. 4. S VI.S VI. 6

Sanenvatting en concl usies Inleiding

Uitgangspunten voor het ontwerp Procescondities

Bereiding van perazijnzuur Inleiding

Keuze procesan standig heden Reactortype

Bereiding van b~ylepoxystearaat

Inleiding

Keuze procesomstandigheden Reactortype

Opwerking van het hoofdproduct butylepoxystearaat Inleiding

Prdcescmstandigheden

Opwerking van het bijproduct azijnzuur

Procesbeschrij~ng

Apparaatberekeningen Zeefplatenreactor RI4 Berekening reactorvolune Wanntebeheersing

Drukval over de reactor

Samenstelling uitg aande stromen Ionenwisselaar TlS Epoxidatiereactor RIl Dimensionering reactor Perazijnzuurontleding en ringopening Wanntebeheersing Drl.kval Stripper T20

Berekening aantal evenwichtstrappen-Dimensionering van de kolan

Drukval over de kolan Wanntebeheersing

Controle ring opening butylepoxystearaat Condensor H24 Gas-vloeistofscheider V25 2 6 10 12 1 2 12 14 14 16 16 I 8 20 20 20 22 22 26 28 28 28 30 32 32 34 36 36 40 40 42 42 42 44 46 48 48 48 50

( 1 [ .

l,

VI. 7 VI. 7.1 VI. 7.2 VI. 7.3 VI. 7.4 VI. 8 VI. 8.1 VI. 8.2 VI. 9 VI. 9.1

r

:

VI. 9.2 VI. 9.3 VI. 9.4 VI.IO VI.II Vl.! 2 VII

I

VII.I L • VII. 2 VIII VIII.! r .

I

r ' VIII.2 I , VIII.3 IX

l :

IX.! IX.2 r ' IX.3

,

. IX.4 IX.5 X

~l

XI Bijlage

n

Bijlage Bij lage

1

l J Bijlage Bijlage Bij lage

n

Bijlage I , l I 2 3 4 5 6 7 Absorptiekolom T26 Aantal evenwichtstrappen Dimensionering van de kolom Dr tkval over de kolom

Warm tebeheersing Gaswasser T28

Bepaling van de samenstelling van de uitgaande stranen DiÏnensionering van de kolan

Destillatiekolan T29

Berekening van het aantal evenwichtstrappen Condensor en reboiler

Dimensionering van de kolom Drukval over de kolom

Compressoren C 3 en C23 Pompen P7 , P8 , PIOen P21 Warmtewisselaars Balansen Massa- en warmtebalans 50 50 52 52 54 54 54 56 56 56 60 60 62 62 64 64 68 68 Massa- en warmtebalans , opgesplitst naar de componenten 80 Apparatenlijsten

Apparatenlijst voor reactoren en kolanmen Apparatenlijst voor panpen en compressoren Apparatenlijst voor warmtewisselaars

Kostprijsberekening en return on investment Inves tering en 90 90 94 98 I tD2 102 Kosten van grondstoffen, hulpstoffen en utilities 104 Arbeidskosten Kostprijsberekening Return on investment Symbolenlij st Literatuurlijst Fysische consyantes Progrannna "PAZ-reactor"

Beuedenwaart:; doorstroomd gepakt bed Progrannna "EPOXIDATIE"

Reactiewarmte epoxidatie

Trap tot trap kolom-berekening Smoren of turbine ! 06 106 108 I I 0 I 16

[

,

[

,

l ,

1

1

l :

fl

[1

n

n

n

l ,

n

l

)-I '

I I

/

2. I.SAMENVATTING EN CONCLUSIES

In dit FVO wordt een proces beschreven voor de productie van 3000 ton butylepoxy-stearaat (een weekmaker voor PVC) in!2 maanden.(= 66 dagen), uitgaande van de

grondstoffen aceetaldehyde, lucht en

butylàlêää~

rest van het jaar worden andere onverzadigde verbindingen via hetzelfde proces geëpoxideerd.

In een eerste processtap wordt door oxidatie 'van een oplossing van aceetaldehyde (AA) in ethylacetaat (ETA) m.b.v. lucht, perazijnzuur (PAZ) bereid. Als katalysator wordt cobaltoctoaat gebruikt. De reactie wordt

uitgeruste bellenkolom, bij 10 atm en 30oC. De AA, bedraagt

BB

%.

uitgevoerd in een met zeefplaten conversie naar PAZ, betrokken op het

/---y&0.0?

In een tweede processtap wordt met de eerder verkregen PAZ-oplossing butyloleaat (Ba, joodgetal 78 g I/ 100 g) omgezet naar butylepoxystearaat (BES). De reactie .. vindt plaats in een gekoelde buizenreactor bij een druk van 1.7 atm en een

maxima-le temperatuur van 990C. BES wordt, na strippen met een inert gas, verkregen met een zuiverheid van 95%, een zuurgetal van 0.716 mg KOR/g product en een joodgetal van 2.87 g 1/100 g product .

• Bij- :en afvalproducten geproduceerd 1n de 66 dagen zijn: - 1731 ton technisch azijnzuur (99% AZZ)

- 129 ton waterige azijnzuuroplossing (50% AZZ) - 12.1 ton vloeibare afvalstroom (AZZ + paraldehyde) - 1100 ton afgas (1.4 ton ETA, 10 kg AZZ)

De afmetingen van alle apparatuur 1n het doorgerekende proces komen de 7.5 meter niet te boven, zodat plaatsing in een fabriekshal mogelijk is.

De.resultaten van de BES-productie voor de periode van 66 dagen zijn omgerekend naar die van een jaar;. De productiekosten voor butylepoxystearaat bedragen dan

13.44 / kg. Deze prijs 1S als volgt opgebouwd:

vaste lasten: kapitaal

onderhoud + overhead onderhoud

1 '0.829 1 0.332 1 0.175 variabele lasten: verkoop AZZ: werkkapitaal

arbeid + overhead arbeid grondstoffen

hulpstoffen + utilities

productiekosten butylepoxystearaat:

De marktprijs van butylepoxystearaat bedraagt

I -à.118 1 2.086 1 0.062 1 3.50 / kg. :1.336+ 1 1.336 2.266 + 1 3.602 1 0.158 -1 3.444/kg

~ De totale investeringen bedragen 71.6 Mfl.

De netto w~nst per jaar 1S 8.4 Mfl. 11.8 %.

De return on investment 1S

op grond van bovenstaande gegevens lijkt de conclusie dat de productie van butyl-epoxystearaat via bovenbeschreven route economisch haalbaar is, gerechtvaardigd.

{ I L ._

[

'

I

r

I

r , l ,

[

1

n

n

l

:

1

r ' I - - -4. Er zijn nog enige punten ~n _{dit FVO die nadere aandacht verdienen bij een}

verde-re studie:

- De vloeibare afvalstroom (paraldehyde/All) ~s _{vrij groot. Er zou gezocht kunnen}

worden naar een simpele route om paraldehyde om te zetten in aceetaldehyde. - De epoxidatiereactor is doorgerekend met een constante (gemiddelde)

koelwater-temperatuur en een (waarschijnlijk) te hoge warmteoverdrachtscoëfficiënt. Verfij-ning van het computerprogramma zou kunnen leiden tot een meer betrouwbaar ontwerp van de epoxidatiereactor.

- De absorptiekolom (All-wassing) wordt gekoeld met 3 koelbuizen die door de kolom

hoe

lopen. Er zou nagegaan kunnen worden _{de gewenste scheidingsgraad zonder deze} buizen nog te halen is.

- Een nauwkeuriger bepaling van de fysische constanten voor butyloleaat en

butyl-epoxystearaat lijkt noodzakelijk om tot een beter ontwerp te komen.

- Er is aangenomen dat perazijnzuur in gas- en vloeistofstroom bij binnenkomst ~n

de stripper ontleed is. Nagegaan kan worden of deze aanname terecht is en zo neen, wat de consequenties (explosiegevaar?!) zijn.

-:._{De massabalans over het gehele ontwerp is in orde (0.5}

% fout). In de warmtebalans

zit een fout van 0.13%. Deze fout wordt hoofdzakelijk bepaald door de fout in de

warmtebalans over de destillatiekolom T29 (nu doorgerekend met pseudo-molgewichten). Nauwkeuriger berekeningen zouden uitgevoerd k!Ai'H'lCt-, worden.

- De compressoren zijn doorgerekend onder aanname van doorstroming met een ideaal

tweeatomig gas. Vooral voor de stripgascompressor C 23 lijkt deze aanname niet erg reëel.

- Het stripgas (stroom 18) wordt met stoom (stroom 21) opgewarmd tot 8So

C in H 18 .

Beide stromen worden echter eerst gesmoord _{:. Voor een betere warmteoverdracht}

(dwz. een kleiner warmtewisselend oppervlak) zou het beter zijn beide stromen

pas na H 18 te smoren .

- Het lijkt nog mogelijk een aantal stromen warmte te laten wisselen •

Bijvoorbeeld stroom 41 en stroom 44 met stroom 8 en stroom 34 . Uit de prijsopbouw van het geproduceerde BES blijkt echter dat de kosten van de

utilities niet zo hoog zijn , zodat de productiekosten voor BES dus niet sterk

zullen verminderen.

-5.

OLEAAT P AZ ... EPOXYSTEARAAT

_H2~

DIHYDROXYSTEARAAT

03/~

oxidatie ~ AZELEAAT + PELAGONAAT

t

Figuur 1: Twee routes voor de bereiding van azeleïnezuur en pelagonzuur.

TOEPASSINGEN VAN BES:

als eindproduct: -weekmaker in PVCI en voor synthetisch leerl5

-stabilisator tegen warmte- en lichtbelasting inlPYg T~

mengsels yan gechloreerde onverzadigde vetzuren' ,

20

-coating voor "image transfer paper" -"scavenger" voor zuren 6

.als tussenproduct: -productie azeleïnezuur en pelagonzuur2

~

-na reactie met BF3 toepassing als polyether

-na reactie met CH₃CH₂N(CH₂CH₂0H)2 toepassing ~ls

opper~tak-te act~eve stof 22

-na reactie met alkylamines toepassing als was.

Figuur 2: Toepassingen van butyl epoxy stearaat.

hy~~olyse scheiding

SLACHTVET ~ GLYCEROL + VETZUREN 9to TECHNISCH OLIEZUUR - -••

loog

veresteren epoxidatie

---~\I}' OLlEZUURESTERS ,. EPOXYSTEARATEN Ti of Sn kat.

Figuur 3: Procesroute van slachtvet naar epoxystearaten.

Dirt'hlc.' Üherfiih/ïll1f! tc/I! O/t'FiI/l'1I in 1,2-E(Joxicll'

I. Diràtoxidation: () 'C=C" .,. 0 - 'C~c/ " " / .... a) mit 0, b) üt">cr Pcn'crbindungcn:

mit organischcn Pcrsäurcll, RCOOOH

mit anorganischen Pcrs~iur('n.

z. B. Per\\'olframsäurc

mit alkalisehem \\'asscrstofTperoxid

2. Üher Halogcnh~drine:

OH lIal .... ,, + 1!(1Ib.!. .... I i / -1/11 d .

... C=c, - - - + /C- c,

a) mit Hal + H ,0

bl mit HO· Hal

cl mit (CHj)jCOCI

dl mit Halogenamiden el mitCrü,Cf,

I"direk!" ,\le!!lIu!"n, ~usgehend \'on Epoxiden mit funk-tioncllcn Gruppen

3. Direktc Bildung des ncuen Epoxids, z. B.

+IH OOU'

Weitere BeispicIc s. S. 566.

4. lntcrmeddrc Bildung eines Chlorhydrins, z. B.

ROH + CH,-CH-Cl!,CI - 1l0-CH,-ÇIl-ÇIl,

'0' OH Cl

RO-CII,-CH-CH,

'ó

Figuur 4: Verschillende epoxidatiemethoden.

, 1

U

l.

f -,

lJ

r 1 L J fl

LJ

J

J

]

.1

1

n

r

:

r "

f'

l

,

r:

l ,

n

n

I : l r

f1

6. 11. INLEIDING.

Doel van dit FVO was het opzetten en doorrekenen van een geschikt proces voor de productie van butyl-epoxy-stearaat(BES) , uitgaande van butyloleaat(BO) en perazijnzuur(PAZ). Perazijnzuur moest bereid worden uit acetaldehyde(AA). Het als bijproduct gevormde azijnzuur(AZZ) moest zodanig opgewerkt worden dat het voor een redelijke prijs verkocht kon worden."

Reactievergelijkingen:

AA + ---....,~1iP PAZ ( 1 )

PAZ + ----i"'." BE S + AZZ (2)

Het eigenlijke ontwerp zal 'in vier delen behandeld worden, te weten de PAZ-be-reiding, de epoxidatie en de opwerking van BES en van AZZ.

BES is een "specialty product" met als belangrijkste toepassing weekmaker en stabilisator in

PVC~

Daarnaast is er een hernieuwde belangstelling (o.a. bij

2

UNILEVER) in verband met de productie van azeleinezuur en pelagonzuur. Deze twee verzadigde zuren worden gebruikt als smeermiddel en als tussenproduct bij de vorming van een polyamide met speciale toepassingen (o.a.in lijmen en druk-inkt). Zij werden tot nu toe verkregen via directe oxidatie van oliezuur (zie figuur 1). Deze productiewijze wordt echter gekenmerkt door een laag rendement en een meerstapsmethode wordt nu als alternatief bekeken. In figuur 2 wordt een overzicht gegeven van de verschillende toepassingen.

De huidige productieroutel uitgaande van slachtvet tot en met epoxystearaten is weergegeven in figuur 3, waarbij het voornamelijk om esters van propyleengly-col en butanol gaat. De epoxidatiestap kan in principe op verschillende manieren uitgevoerd worden (zie figuur 4). De productie van BES wordt alleen met PAZ of permierezuur uitgevoerd. Men verkrijgt een hoge opbrengst, de selectiviteit ~s

o

groot en men werkt onder milde reactieomstandigheden (T<80 C, 1 atm). Men stelt zich het reactiemechanisme voor als in figuur 5.

De productie van geëpoxideerde oliezuuresters bedraagt voor de V.S. 50.000 ton

3 ~

per jaar (1976) en voor Europa 10.000 ton per jaar (1981). De prijs van BES is

2-ongeveer 13,50 per kg •

De oudste productieprocessen voor BES zijn~~tchprocessen waarvan twee uitvoe-ringen bestaan. Allereerst een tweestapsproces waarbij eerst PAZ met behulp van H₂0

2/AZZ/H2S04 gevormd wordt, gevolgd door de epoxidatie van BO als tweede stap (General Mi1ls4). Daarnaast is er een eenstapsproces waarbij het perzuur in

aan-. h aan-. d d d ( . . 5,6 . . 7,8)

wez~g e~ van BO gevorm wor t perzuur ~s perm~erezuur of peraZ1]nZUUr . Voordelen van dit laatste proces zijn een hoog rendement en een grote veiligheid.

Wat betreft de continue procesvoering is er alleen een patent van Union Carbide

9

waarbij epoxidatie met behulp uitgevoerd. dit verband

Corp. de van PAZ wordt In

het volgende citaat uiéKirk-Othmer belang 10

1S van

7.

'c/

H r " /

r

0 ,,~O

"-1/

/C"

~C

,

R H

'"

o

I C ,f' '"

o

R

Figuur 5: Reactiemechanisrne voor de epoxidatie met behulp van een organisch

23 perzuur >

,

1

lJ

1 1 1 l J ( , 1 I l ,

[

['

L~ L.J

n

fJ

n

n

L " r

l

r '

l

I '

I

( f 1 I I 1 , r 1

I \

l ) 8. instalIed commercially. Considerable work on continuous processing has been

com-pleted however, 'and offers promises for the future if the annual consumption of

epoxidized oils and monoesters increases at the rate expected."

De opwerking van BES wordt op twee manieren uitgevoerd. Bij de eerste manier (zonder gebruik van een inert oplosmiddel) vormt het reactieproduct - al dan niet na toevoeging van water - een tweefasensysteem, wat gescheiden wordt. Het BES wordt

dan gezu~verd . d.m.v. extract~e . met behulp van petroleumether of door . 11 vacuumstr~p-,

. 4,5,6,7 , " .

pen. • De tweede methode wordt alleen toegepast als de epox~dat~e ~n een ~nert

1 . dd 1 h' d b ' . 1 , 1 2

.0P osm~ e gesc ~e t en estaat u~t s~mpe weg vacuumstr~ppen . .

Er zijn twee belangrijke parameters die de stabiliteit van BES beInvloeden. Ten eerste de aanwezigheid van zuren als oliezuur en azijnzuur. Deze veroorzaken

ring-. 13 14

opening onder vorming van hydroxyethers. ' • Het gezuiverde BES krijgt daarom

vaak een speciale nabehandeling met loog ter verwijdering van de laatste

zuurres-7 <

ten. De tweede factor die de stabiliteit beInvloedt is de temperatuur. Di- en

1 " d b 1600 " , 1 ' 15

po ymer~sat~e tree t op oven C ~n ~nert m~ ~eu .

Voor mens en milieu schadelijke effecten van BES zijn niet bestudeerd. Andere epoxystearaten in het pulpblekingsafval van papierfabrieken bleken toxisch te zijn

voor vissen16 maar geen gevaar voor het genetisch materiaal in te houden.

Epoxyste-, , bI k ' f I' . k ' f 17

- - - -- - -

-9.

TABEL I: Samenstelling en specificaties van Priolene 690024

samenstelling:. C₁₈: I 07, 71% specificaties: C16 : I

pl

6% I-getal: 89 - 97 C18 : 2 Ll. 10% _{zuur-getal: 196-204} C18 : 3 Le,-l 2% _{.cloudpóint: 7}0 C C

12-C18 10% colour (max) yellow:

C>18 1% g 1/100 g mg KOH/g 2 l •

l

.

L

( , L J r 1

l

J

n

I I l.J

]

, 1

,

j

o

o

[

~

r'

l

(

[

~

l ,

n

r

~

\

~

]

~/

/rl

Vv

n

n

n

I '

l

,

r-'

I 10.

III. UITGANGSPUNTEN VOOR HET ONT\.JERP.

Een belangrijk procesgegeven is de jaarproductie van BES. In dit voorontwerp wordt uitgegaan van een productie van 3000 ton (een derde van de Europese jaar-productie) per jaar. Bij continue bedrijfsvoering (economischer en veiliger dan

batchproductie) wordt de apparatuur relatief ~lein, d.w.z. financieel relatief

ongunstig. Daarom is gekozen voor een productie van 3000 ton BES in twee maanden, waarna de apparatuur voor de rest van het jaar (N.B. is 300 dagen) gebruikt kan

. worden voor de epoxidatie van andere onverzadigde verbindingen. In het enige

pa-9

tent voor continue bedrijfsvoering (Union Carbide Corp.) wordt ook apparatuur

be-schreven welke geschikt is voor flexibel gebruik en productie van

verschillen-de producten. Omdat in dit geval de afmetingen van de apparatuur beperkt blijven,

is als extra uitgangspunt aangenomen dat de apparatuur in een hal geplaatst wordt. De grootste afmetingen mogen de 7.5 meter dan ook niet overschrijden. Op deze ma-nier kan de apparatuur op simpele wijze ondersteund worden terwijl zij ook

be-schermd is tegen extreme weersituaties.

Omdat geen specificaties voor BES voorhanden waren, zijn die van'

propyleenglycol-dioleaat (Plastoleine 921524) omgerekend. De specificatie. voor het joodgetal

-waarmee de hoeveelheid niet gereageerde onverzadigde verbindingen wordt aangegeven

- wordt dan: joodgetal < 3.6 g Jood/IOO g. ,Dit komt overeen met een

epoxidatie-rendement van 95% (berekend op het aantal onverzadigde verbindingen). De speci-ficatie voor het zuurgetal - waarmee het uiteindelijke gehalte aan zure

verontrei-nigingen « veroorzakenringopening) wordt aangegeven - wordt dan:

zuurgetal < 1.31 mg KOH/g. Dat wil zeggen dat erslechts 1.45 mg azijnzuur ~n één

gram product terecht mag komen.

Een andere specificatie is de kleur van het product. Gebleken is echter dat als er uitgegaan wordt van technisch oliezuur met weinig kleur (bijvoorbeeld Priolene

690024} het gevormde BES aan de specificatie voldoet. In tabel I worden

samenstel-ling en specificaties van priolene 6900 gegeven. Dit technische oliezuur is een mengsel van verschillende vetzuren. Voor het uiteindelijke product BES geldt dit dus ook. Bij de berekening van het epoxidatierendement is rekening gehouden met de samenstelling van de grondstof, terwijl in het vervolg is aangenomen dat de grondstof uit zuiver butyloleaat (BO) bestaat.

-11.

TABEL 2: Reactiecondities van enkele

Hoofdproduct Voeding TtC)

AZZ AA 55-65

AZZ-anhydride AA/AZZ 50-70

AMP 50% AA 1n ETA -5

PAZ 27% AA 1n ETA 34

commerciële oxy at1eprocessen van AA. d . 25

kat.of initiator Selectiviteit(%)

.3% Hn-acetaat 85 - 95 .2% Cu-Co-acetaat 70 - 75 3 vol. % 03 in 02 89 3 pprn Co-acetaat 80 > r l I 1 l •

f

1

L, ( .

I:

r

f'

l-, ( 1 I I l ,

n

o

]

:1

[l

n

o

n

l

~

r '

l

.

r

l1

fl

~l

n

n

n

_.j

Y"

v

1

r

12. IV.PROCESCONDITIES. I. Inleiding

De bereiding van PAZ is mogelijk door acetylering van waterstofperoxide of oxidatie van AA. Acetylering heeft echter als nadelen een relatief lange reactie-tijd en het verbruik van duur waterstofperoxide. Oxidatie met een zuurstofhoudend gas kan in de gasfase of 1n de vloeistoffase uitgevoerd worden. Bij gasfase-oxida-tie is de kans op explosies groter dan bij vloeistoffase-oxidagasfase-oxida-tie. Er is dan ook gekozen voor'vloeistofoxidatie van AA met een zuurstofhoudend gas. Een nadeel is dat azijnzuur als bijproduct ontstaat. Is er echter een markt voor AZZ, dan wordt dit proces - gezien de goedkope grondstoffen AA en lucht - zeer aantrekkelijk.

De reactie verloopt via een radicaalmechanisme. Het volgende reactieschema wordt algemeen aangenomen: RI: AA + R2: AA + R3: AMP R4: PAZ k l O2 3+ ~ PAZ C~ k 2

PAZ.f=

:o:!'

AMP

(acetaldehyde-k 2 monoperacetaat) k3 --""3-:-+-1~!1t> 2 AZZ Co k4 3+ bo AZZ Co + -71 kj/mol (3) lIH -75 kj/mol (4) lIH -440kJ/mol (5)

~

lIH -222kJ/mol (6)

Als initiatoren voor de reactie RI worden metaalionen als Fe,Co,Hn e.d. gebruikt. Deze metaalionen katalyseren echter ook de nevenreacties R3 en R4. Bij het reactor-ontwerp zal hiermee dan ook rekening gehouden moeten worden (wat betreft materiaal-keuze, verwijdering katalysator e.d.). Over het algemeen worden voor de oxidatie van AA met lucht tot PAZ cobaltionen als katalysator gebruikt. In dit voorontwerp

is voor ~obaltoctoaat als katalysator gekozen. Om de nevenreacties te beperken

'~

moet terugmenging in de reactor worden tegengegaan.

Het gebruik van een oplosmiddel is om verschillende redenen noodzakelijk:

a)PÄZ~ detoneert bij concentraties groter dan 40%.

') blDoor het sterk exotherme karakter van de reacties 1S een goede warmtebeheersing

1

noodzake lij k.

c)Bij hoge AA- en PAZ-concentraties ontstaat te veel AMP, wat detonatiegevaar op-levert en selectiviteitsverlagend werkt.

'fI De vetzuurepoxidatiestap loopt slechts voldoende snel indien een apolair

oplos-middel gebruikt wordt. De perazijnzuurbereiding verloopt daarentegen het best 1n polaire oplosmiddelen. Bovendien moet BO oplosbaar zijn in het oplosmiddel en moe-ten de uiteindelijke producmoe-ten (AZZ en BES) makkelijk opgewerkt kunnen worden.

/"

Een compromis is noodzakelijk. Gekozen is voor ethylacetaat (ETA) als oplosmiddel. Een bijkomend voordeel is dat de ontleding van PAZ in ETA lager is dan in andere

I 1

I

L--'

oplosmiddelen28

Op het lab voor Chemische Technologie te Delft zijn onderzoekingen verricht naar de vloeistofoxidatie van AA in ETA met lucht. Omstandigheden:

T 18 - 37°C p C~n AA C 3+ Co 5 - 25 atm 3 800 - 1600 mol/m .1 - .4 mOl/m3 (6 - 24 ppm)

reactor zeefplatenkolom van aluminium (99.5+) Er bleek geen

°T

d , f f " ~ us~eremm~ng op te tre en. Gevon en wer : d d d

voor RI: r l voor R2: K 2 5 ! 1.9*10 *exp(-5100/T)*C~o*CAA (mol/m s) 3 8

CAA*CpAZ/CAMP ~ 2.2*10 *exp(-3100/T) (mol/m ) 3

3

(mol/m s) AZZ ontstaat hoofdzakelijk door M1P-ontleding, m.a.w. r

4« r3 2.Keuze procesomstandigheden (7) (8) (9) 14.

In verband met het voorkomen van zuurstofdiffusieremming moet de zuurstofpar-tiaalspanning voldoende hoog zijn. Een zuurstofparzuurstofpar-tiaalspanning van ca 2 atm blijkt bij een C

AA van 3 mol/l voldoende groot te zijn. Bij toepassing van zuiver 02

wor-~~~1

.

\

den

explosiegrenzen overschreden. Gekozen is daarom voor lucht als oxidatiemiddel.

I

,

,:rr:

_{~ H~eru~t}

,

' 1 _{vo gt een reactor ruk van} d

_la

_atmos :f ' _{eer. U~t ta)e~}

b~

8_{2 b} 1" _~Jkt d b " _{at ~J een age} 1

---L 0

temperatuur (lager dan 0 C) de M{P vorming groot is. De reactiesnelheid is dan

boven-r' r l 1 I • l J

fJ

'l

l J

r

l J

"

I

I

.

)

dien laag. Bij hogere temperaturen (50-70oC) neemt de AZZ-vorming toe en dientenge-volge de selectiviteit naar PAZ af. Bovendien neemt het explosiegevaar toe. De

op-o 0

timale temperatuur blijkt te liggen tussen 20 en 50 C. Gekozen werd voor 30 C. In verband met de detoneerbaarheid van PAZ mag de PAZ-concentratie in de stroom

3

uit de reactor de 2500 mol/m (20 gew.%) niet overschrijden. In verband met regene-ratiekosten en om M{P- en PAZ-ontleding te minimaliseren dient de Co-concentratie minimaal te zijn. Zij moet echter hoog genoeg zijn om de reactie van AA tot PAZ

3+ 3

(3) te laten verlopen. De laagste met succes toegepaste waarde is 0.1 mol Co

Im

(6 ppm). Deze waarde werd in dit FVO gebruikt. ffet cobaltzout moet in ETA oplosbaar

z~Jn. Gekozen werd voor cobaltoctoaat.

Het blijkt dat paraldehyde een negatief effect heeft op zowel conversie als selec-

-tiviteit naar PAZ. Technisch AA bevat 0.5 gew.% verontreinigingen (AZZ,paraldehyde). Het moet dan ook eerst gedestilleerd worden.om paraldehyde uit het AA te verwijde-ren. Ook water heeft een nadelig effect op conversie en selectiviteit naar PAZ. De luchtstroom wordt dan ook eerst gedroogd alvorens zij de reactor binnengaat.

3.Reactortype

15. .G ----~

I

I ~mistvanger gesloten valpijp L

Figuur 6: Gas-vloeistofsch~iding bovenin de zeefplatenreactor R13.

1;

'

' .

.

.

;--... .. \

~

.. ", \ .

)

\

1

LJ

f

1

L .

,

' I r~ I , [ ~ ( , I

l

J ( , '. J ( 1 ! LJ

n

n

J

1

~l

o

u

[

:

r '

I

n

n

n

n

n

16. r

4«r3 moet daarom voorkomen worden dat het evenwicht

(4)

teveel aan de AMP-kant

komt te liggen. Het product CAA*C

pAZ moet zo laag mogelijk gehouden worden. Dat

betekent dat een plugflbwreactor het meest geschikt is.

Verder is het het beste gas- en vloeistof stroom in meestroom door de reactor te laten lopen. Terugmenging wordt dan beperkt. Bij tegenstroom is bovendien

meevoe-*

0

ring van AA met het afgas groter (P

AA(30 C)

=

I.S9 atm).

In verband met minimale compressie- en scheidingskosten werd gekozen voor

equ1-molair voeden .van O

2 en AA.

In de reactor moet er een goed gas- vloeistof-contact Z1Jn. Als mogelijke uit-voeringsvormen komen voor de reactor in aanmerking een benedenwaarts doorstroomde

gepakte kolom of een zeefplatenkolom. Berekeningen aan een benedenwaarts door-:.

stroomde gepakte kolom voor'de productiecapaciteit van dit FVO gaven als

resul-taat dat zo'n reactor onaanvaardbaar groot wordt vanwege de lage vloeistof-hold

up die de reactor met zich meebrengt, (zie bijlage 3).

Daarom werd gekozen voor een zeefplaten-meestroomkolom. Deze kolom kan be-schouwd worden als een cascade van ideale tankreactoren (de ruimte tussen twee zeefplaten blijkt zich te gedragen als een ideale vloeistofmenger). Plugflow is dus gewaarborgd, bij voldoende zeefplaten.

De reacties worden beInvloed door sporen metaal ionen die in meerdere valentie-toestanden kunnen voorkomen. Als bouwmateriaal voor de reactor is zuiver Al(99+) het meest geschikt.

De warmteafvoer vindt plaats via koelbuizen die door de zeefplatenkolom lopen. Omdat in het eerste gedeelte van de reactor de meeste warmte vrijkomt, is gekozen

voor gelijkstroom van koelmiddel en reactiemengsel. Omdat het bouwmateriaal

alumi-nium onbestendig is tegen water, wordt als koelmiddel ETA gebruikt.

Door naast de bovenste schotel een gesloten valpijp te bevestigen, kan de gas-vloeistofscheiding in de kolom zelf plaats vinden. De vloeistoffase wordt onderuit

de gesloten valpijp onttrokken en de gas fase wordt bovenuit de kolom onttrokken.

Een mistvanger draagt er zorg voor dat geen vloeistof met het gas meegaat; (zie

figuur 6).

I.Inleiding

De verschillende processen voor BES z1Jn al 1n H 11 behandeld. In dit FVO is

de continue epoxidatie van BO met PAZ uitgewerkt. De kinetiek van deze reactie en

14

die van de ringopening van BES in AZZ is bekend . Daarnaast kan de ontleding van

A . h. .

P Z m1SSC1en n1et verwaarloosd worden. Reactievergelijkingen:

RS: PAZ + BO kS • BES

₊

AZ.Z

tlH -212 kj/mol (10)

R6: BES + AZZ k6

..

BUTYL-HYDROXY-ACETOXY- (I 1 )

l

~

[

,

r'

l ,

[ 1

[ 1

[1

n

n

n

'l

l

J

1

R4: PAZ ---i.~ AZZ +

Voor de reactiesnelheden geldtl4,25

voor R5: 3.26*10 *exp(-7080/T)*CpAZ*CBO 4 voor R6: 1.10*107*exp(-8560/T)*CBES voor R4: r :: 4 < < 3 (mol/m s) 3 (mol/m s) 3 (mol/m s) 18. (6) (12) (13) (14) De snelheidsvergelijking

omdat"t zij alleen voor AZZ

voor R6 is op deze wijze geschreven niet bruikbaar, -:

als oplosmiddel ge~dt en daardoor pseude Ie orde is. Na

<

enig rekenen bleek echter dat deze vergelijking met behulp van de experimentele

gegevens uit het betreffende artikel . 14 . omgezet kon worden in:

-2 2 3

3.65*10 *exp(-8560/T)*CAZZ*CBES (mol/m s) ( 15)

Vergelijking (12) en (15) konden na enige aanpassingen geheel analytisch worden

opgelost met behulp van de methode van y.Chien29, d.w.z. C

BO' CBES en de

concen-tratie van butyl-hydroxy-acetoxy-stearaat werden als functie van de tijd en

begin-concentraties uitgerekend. Oplossen van de vergelijking dCBES/dt=O zou de· optimale

reactietijd moeten leveren. De volgreactie R6 bleek waarschijnlijk verwaarloos-baar te zijn; een optimale reactietijd kon niet berekend worden. Daarom is bij de

berekeningen R6 (evenals R4) in eerste instantie verwaarloosd, waarna achteraf lS

bekeken of deze verwaarlozingen terecht waren. 2.Keuze procesomstandigheden

Epoxidatie is een sterk exotherm proces en warmtebeheersing is dan ook

uiterma-te belangrijk. Een uiterma-te hoge uiterma-temperatuur verlaagt de selectiviteit ~(de

activerings-energie van R4 en R6 zijn groter dan die van R5) terwijl ook het explosiegevaar toeneemt. Als temperatuurkriterium is in eerste instantie het kookpunt van ETA

bij 1 atmosfeer genomen: 770C. uit berekeningen (zie H:VI) bleek dat uitvoering

~

van de epoxidatie bij deze temperatuur niet met een overall rendement van 95%

mo-gelijk is. De temperatuur moest' :dus hoger zijn dan 770C en om ETA toch in de

vloeistoffase te houden (de vorming van gasbellen in de buisreactor zal

selecti-viteitsverlagend werken) is gekozen voor een-druk hoger dan 1 atm in de reactor:

De druk is 1.7 atmosfeer,met een maximale temperatuur in de reactor van 1000C.

(bij 1100C treedt explosie van PAZ op,. zie bijlage 1).

De molenstroomverhouding van PAZ en BO is één gesteld, omdat op die manier het

epoxidatierendment van 95% gehaald kan worden, terwij 1 zo weinig mogelijk PAZ ;,\.

overblijft.De .beginconcentraties van de verschillende componenten worden bepaald

door de product stroom uit de PAZ-reactor. Omdat de Co-katalysator ook de ontleding van PAZ katalyseert wordt zij vóór de epoxidatiereactor met behulp van een ionen-wisselaar verwijdert.

19.

- - - -- -

-TABEL 3: Oplosbaarheid van AZZ in diverse oplosmiddelen.

benzeen 30 V.M. (T>170C) octaan31 · 60 mol% (T=180C) xyleen 32 V.M. (T>130C) . decaan 31 43 lnol% (T=2SoC)

32

chloorbenzeen V.M. (T>ISoC) dodecaan 31 SI mol% (T=4SoC) aniline 30 V.M. (T>-6 C) ° methanol 32 V.M. (T3'100C)

f _{eny aZ1Jnzuur} 1 . . _{30V .M.} . _{(T;:;17 C)} . ° _ether 32 _{V.M. (T>180C)}

kerosine 30 89 gew.% (T=25° C) Cel 32 mengbaar water 30 V.M. (T>170c) CHC{ 32 _mengbaar

3

es

30 _V.M. - 1 - ' , .,

2 ,. /

V.M. = volledig mengbaar

TABEL 4: Reboilertemperatuur voor destillatie van AZZ en ETA uit BES. (Bepaald m.b.v bubble point berekeningen)

P

kolom ~TA xAZZ T reboiler

100 nnn Hg 0.106 0.106 TjOC 100 mm Hg 0.040 ·0.037 107°C 50 mm Hg '0.050 0.058 : nOc 50 urm Hg 0.018 _{• 0.019} '1070

e

.

-l:

II

n

n

l

n

n

L

[

:

1:

[

~

[

:

[ 1

n

n

[j

20. 3.Reactortype

Als reactor is een buizenreactor gekozen, omdat in een dergelijke reactor de

selectiviteit ~n geval van volgreacties groter is dan in een tankreactor,

ter-wijl ook het benodigde reactorvolume kleiner is. Als reactormateriaal is roestvrij staal gekozen. Alhoewel dit materiaal de PAZ-ontleding katalyseert, bleek deze ne-venreactie vanwege de korte verblijf tijd in de reactor te verwaarlozen (zie bere-keningen).

De buizen z~J.n gemonteerd in een koelmantel om goede warmtebeheersing te

waarbor-~ gen. Wordt er over de gehele reactorlengte gekoeld dan kan de gewenste opbrengst van

~ 95% niet gehaald worden zonder het temperatuurkriterium (T<IOOoC) of het

lengtekri-~~.,~

(~ terium (L<7.5 meter) te overschrijden. De mantel is daarom met een schot in tweëen

gedeeld. In het eerste compartiment wordt daadwerkelijk gekoeld, in het tweede niet. Mocht de reactie uit de hand lopen, dan kan door koeling in het tweede compartiment de situatie meester gebleven worden. De koeling in het eerste compartiment geschiedt

~n gelijkstroom, omdat de warmteproductie in het eerste gedeelte van de reactor het

grootst is.

I.Inleiding

Het mengsel wat de epoxidatiereactor verlaat bevat naast het product (BES

ver-ontreinigd met BO) ook nog het oplosmiddel ETA en het bijproduct AZZ. Aangezien in aanwezigheid van AZZ bij hogere temperaturen de ringopeningsreactie R6 sneller gaat verlopen, moet gekozen worden voor een scheidingsmethode waarbij de temperatuur niet te hoog oploopt.

Zoals in HIlI vermeld, mag het zuurgetal van het product niet hoger z~Jn dan

1.31 g KOH/g product. Dit betekent dat de scheiding voldoende scherp moet zijn om

een molpercen tage kleiner dan 0.0086 in het product te kunnen garanderen.

De volgende mogelijkheden zijn onderzocht: A) EXTRACTIE VAN BES MET EEN APOLAIR OPLOSMIDDEL:

Het belangrijkste kriterium is een slechte oplosbaarheid van AZZ in het apolaire oplosmiddel. uit tabel 3 blijkt dat AZZ in alle gebruikelijke oplosmiddelen goed

op-losbaar is en dus extractie van BES. idetmogelijk ~s.

B) EXTRACTIE VAN AZZ EN ETA MET WATER:

Een nadeel van deze methode is dat een lastige en dure destillatie nodig ~s om zu~­

ver AZZ in handen te krijgen. C) AFDESTILLEREN VAN AZZ EN ETA:

Zelfs bij een lage kolomdruk wordt de bodemtemperatuur van de destillatiekolom

onaanvaardbaar hoog en kan de gewenste scheiding niet ~ehaald worden bij

aanvaard-bare temperaturen (zie tabel 4).

D)STRIPPEN VAN AZZ EN ETA MET EEN INERT GAS:

Het voordeel van deze methode is dat de scheiding bij niet te hOÇ!e temperatuur 1::.::

-l

~

[

:

[

-[

:

r

n

n

n

n

n

r

22. geschieden.

Op grond van bovernstaande overwegingen werd uiteindelijk gekozen voor alter-natief D: strippen met een inert gas.

. .

2.Procesomstandigheden

Voor het strippen kan als stripgas de gasstroom uit de PAZ-reactor gebruikt wor-den. (Een stikstofcircuit is niet mogelijk vanwege zuurstofophoping in het circuit ten gevolge van PAZ-ontleding). Deze stroom bestaat hoofdzakelijk uit stikstof en de hoeveelheid zuurstof is laag genoeg om buiten de explosiegrenzen ETA-0

2 en AZZ-0

2 te blijven.

Aan de kolom moet warmte toegevoerd worden om de ETA en het AZZ te verdampen. Reboiled stripping is niet mogelijk vanwege de hoge reboilertemperatuur die dan nodig is. Daarom is gekozen voor warmtetoevoer via een aantal pijpen die in de lengterichting door de kolom lopen met daarin condenserende stoom. De wandtempe-ratuur van deze p1Jpen mag de 10soC niet overschrijden, omdat anders de ringope-ningsreactie R6 te snel gaat verlopen.

Om voor de scheiding zo gunstig mogelijke omstandigheden te hebben is gekozen voor een striptemperatuur van 8soC. Bij deze temperatuur is de snelheid van de ringopeningsreactie verwaarloosbaar.

Bij de nu vastliggende grootte van de gas- en vloeistofstroom blijkt dat bij

J atmosfeer de stripfactor voor AZZ te laag 1S om de gewenste hoeveelheid AZZ uit het product te halen. Daarom moet de kolomdruk verlaagd worden. Bij 350 mm

kwikdruk (0.46 atmosfeer) is de gewenste scheiding wel haalbaar en voldoet de yloeistoffase die de stripper verlaat aan de specificaties voor het product.

Het gas uit de PAZ-reactor moet dus in druk verlaagd worden. Omdat een turbine niet rendabel is (zie bijlage 7) wordt gewoon gesmoord.

In eerste instantie is gekeken naar dimensionering van de stripper als gepakte kolom. De kolomdiameter bleek dan onaanvaardbaar groot te worden (floodingproble-men). Bij een schotelkolom bleek dit probleem niet op te treden.

De gasstroom die de stripkolom verlaat moet vóór zij gespuid kan worden nog worden ontdaan van ETA en AZZ. Gekozen 1S voor een tweêtal wasstappen. De gasstroom wordt

o

echter eerst gecomprimeerd en afgekoeld naar 30 C om het grootste gedeelte van het ETA en de AZZ te condenseren.

Dan wordt 99% van de resterende ETA uit de gasstroom gewassen met AZZ in een absorptiekolom (i.v.m. bevochtigingsproblemen bij een gepakte kolom is gekozen voor een schotelkolom).

De yloeistoffasen die de absorptiekolom en de condensor verlaten worden gedestil-leerd om AZZ van ETA te scheiden. ETA wordt gerecircugedestil-leerd naar de PAZ-reactor,en mag maar weinig AZZ bevatten. De AZZ-fractie in de ETA is op 0.5 mol% gesteld.

[

:

r

l I I J

[1

[1

n

n

n

r'

J - - - -24.

AZZ moet worden verkocht als (bij)product.Technisch azijnzuur bevat slechts 1 gew.%

verontreinigingen. De hoeveelheid ETA in het AZZ wat uit de destillatiekolom komt

moet dus minder dan I gew.% zijn.

De gasstroom die de absorptiekolom verlaat kan niet gespuid worden vanwege de

hoeveelheden AZZ en ETA die er nog in aanwezig zijn. Er werd gekozen voor absorptie

van de AZZ en ETA in water en wel zodanig dat een SO%-ige AZZ-oplossing verkregen

wordt en dat de gasstroom een hoeveelheid AZZ en ETA bevat beneden de MAC-waarden (400 ppm ETA en 10 pprn AZZ). De absorptie in water gebeurt in een

klokjesschotel-kolom. Het voordeel van een klokjesschotelkolom is dat de hoeveelheid vloeistof

die doorregent naar de volgende schotel minimaal is, zodat er met een lage

vloei-stofbelasting gewerkt kan worden. Onderin de kolom wordt dan een geconcentreerde

AZZ-oplossing afgetapt.

De bedoeling is dat de SO%-ige oplossing van AZZ die aldus verkregen wordt voor

c::J

o"ond,torr~n ... oorbehandellno ETI, ~

--CO

-

"

~

20 '----.,.: M 11 1

r~

r-l

~

LUClil

...

BO -to.,

f

J I 2 ) 4 !> 6 7 0 AA OPSLAGTANK ETA OPSLAGTANK LUCHTCOMPRESSOR BO OPSLAGTANK AA DESTILLATIETOREN ETA POMP LUCHTDROGER BO POMP - Î ---' ---' H 9 AA KOELER PlO AA POMP Mil MENGER H 12 BO VERWARMER

HIJ KOELER KOELClRCVtT RI4 PAZ REACTOR

T 15 IONENWISSELINGSKOLOM

MI6 MENGER

---.J c=J

-PAZ· ber~dl(\O epoxldatPe

RI7 EPOXIDA TIE RE ACTOR V25 L-G SCHEIDER

HlS WARMTEWISSELAAR T 26 APSORPTIETOREN

HI9 STOOMKOELER T27 GASWASSER

T 20 STRIPKOLOM H2S VOORVERWARMER

P21 BES POMP T 29 ETft,/AZZ OCSTILLATiIJIOLOM

H22 bES KOELER H30 All KOELER

C2) S TRIPGASCOMPRESSOR H)I ETA KOELER H24 CONDENSOR

c::J L ] ~ _J

c-::

OpoNerlc.ing BES en AZl Izulver,ng ~fOI'

PRODUCTIE VAN BUTYLEPOXYSTEARAAT

P de Beer en M. van DUin FVO nr 2527 _-~ 1962

o

stroomnumer CD temperatuur in·C

C;;

e~e(I'e"e d'\A on N '

AA acetaldehyde All óilZIJ"lWt" ES but~lepO.ystea"aat

BO bulylole •• l CO cobaltoctoaat ETA e\hylacet aal PA.l perïlllJflZUJr

~ r - - ' r---'

L_

N V1

I :

r

l .

[

:

[

:

[1

[J

rJ

n

n

~l

I j 26. VPROCESBESCHRIJVING

In buizenreactor RI4 vindt de PAZ-bereiding plaats (88% rendement). De gasinvoer (stroom 12) bestaat uit lucht die met C3 gecomprimeerd is en in T7 gedroogd is. De vloeistofinvoer (stroom 13) bestaat uit verschillende componenten, te weten AA dat

in destillatiekolom T5 van verontreinigingen ontdaan is en Co-octoaat, welke in MIl met ETA gemengd zijn. De reactiewarmte in RI4 wordt door ETA afgevoerd, wat

op haar beurt m.b.v. HI3 gekoeld wordt. De productgas- (stroom 18) en

vloeistof-stroom (vloeistof-stroom' IS) komen gescheiden uit R14. In beide stromen wordt de druk

afgela-ten. Verder wordt de Co-kat. in TI5 uit de vloeistofstroom verwijderd d.m.v. ionen-wisseling.

De epoxidatiereactie word~ in R20 uitgevoerd (95% rendement). De invoer (stroom

19) bestaat uit BO (stroom 14) en de vloeistofstroom uit T15 (stroom 17),gemengd

in M16. De reactiewarmte wordt 'áfgevoerd m.b.v. een koelmantel.

Het strippen onder verlaagde druk vindt plaats ln T20 waarbij de productstroom uit RI7 (stroom 24) en de gasstroom uit R14 (stroom 25) in tegenstroom de kolom doorlopen. De vloeistofproductstroom (stroom 28) voldoet aan de specificaties: joodgetal=2.87 g 1/100 g en zuurgetal=0.72 mg KOH/g en behoeft alleen nog m.b.v. H22 gekoeld te worden. De benodigde verdampingswarmte wordt toegevoerd met lage

druk stoom (stroom 26) waarvan door smoren de druk is afgelaten, terwijl de

tempe-ratuur verlaagd is door verwarming van gasstroom 29 in H18 en door koeling in H19.

Het stripgas (stroom 27) wordt na compressie met C23 naar condensor H24

ge-voerd, waar 97% van het AZZ en 85% van het ETA condenseert. Het

gas-vloeistofmeng-sel.(stroom 31) wordt in L-G scheider V25 gescheiden in een gasstroom (stroom 33)

en een vloeistofstropm (stroom 34). In absorptietoren T26 wordt de gasstroom (stroom I

33) gewassen met AZZ (stroom 39), waardoor de hoeveelheid ETA in de uitgaande stroom nog slechts 1% van de ingaande hoeveelheid is. De hoeveelheid AZZ in de gas-fase neemt echter toe. Voordat deze uitgaande gasstroom (stroom 32) wordt gespuid, ondergaat zij nog een waterwassing in T27 waarna de nog aanwezige hoeveelheid ETA en AZZ ln de gasstroom (stroom 36) onder de MAC-waarden liggen: 390 ppm ETA (MAC-waarde 400 ppm) en 4 ppm AZZ (MAC-(MAC-waarde 10 ppm). De uitgaande vloeistofstroom

(stroom 38) bestaat voor 50 gew.% uit AZZ en wordt verkocht.

De uitgaande vloeistofstromen uit V25 (stroom 34) en T26 (stroom 35) worden tesa-men - na voorverwarming in H27 - de destillatiekolom T29 ingevoerd (stroom 40). Het

topproduct (stroom 44) bestaat voor 99.5 mol% uit ETA en wordt na koeling m.b .. v.

H3l recycled (stroom 45). Het bodemproduct is voor 99.0 gew.%

Azi

(stroom 41) en

wordt na koeling in H30 ~oor een de~l gebruikt als absorptievloeistof in T26

~stroom 39) en voor het resterende deel verkocht als technisch'azijnzuur (stroom 43)

---I i

L--,

[

['

l

'

L

C

r

'

l',

l ,

r

~

r~

b~ ';v "IJl'

n

₁

n

"

r,

~J

n

l

J

n

n

I

!

r-l I I 1 I

r:

Vl.APPARAATBEREKENINGEN. I.Berekening reactorvolume

Voor de berekening van zeefplatenreactor RI4 ~s het volgende aangenomen:

- de reactor is isorherm (30oC)

- propstroom van de vloeistoffase

- volumestroom van de vloeistoffase

~s

constant (8.14*10-4 m3/s)

- hold-ûp van de vloeistoffase is constant (0.85) - PAZ-ontleding is te verwaarlozen.

De kinetiek wordt gegeven door:

+ k2*CAA*CpAZ +

k;*CAMP~

?

_{- k3*ct*CAHP}

7

(J 6) ( 17) (18) (19)

AA en 02 worden equimolair gevoed. De ingaande vloeistofstroom bestaat uit:

ETA 7.00 mol/s _CAMP C_pAZ 0

3 AA 2.04 mol/s C AA 2553 ' mol/m ₃ AZZ 0.0344 mol/s C AZZ 43 mol/m 3+ 7.99*10-5 3

Co mol/s _CCo 0.1 mol/m

De convers~e in de reactor betrokken op AA ~s 99%. Om de daarvoor benodigde

28.

vloeistofverblijftijd in de reactor te weten, moeten bovenstaande differentiaalver-gelijkingen geintegreerd

mOI/m3.

o 3

worden van t=O(s), C_AA=2553 mol/m tot t='r' C_AA=25.53

Aangezien k; en k; onbekend zijn, worden (16) t/m (19) omgeschreven naar:

3 2

!

dCAA/dt = -k1*CAA - k3*CAMP - (kl*CAA k3*C_AA*C_{AMP - K2*k l*CCo*C}

_AA

*C_AMP

! 2 2

-K2*k3*C~o*CAMP)/(K2*CAA _{+ CAA + K2*CAMP )} (20)

' 1 3

!

2 !

dCAMP/dt= (kl*C~o*CAA - k_{3*CCo*CAA*CAMP - K2*kl*C~o*CAA*CAMP}

! 2 2

-K2Kk3*C~o*CAMP)/(K2*CAA + C_{AÄ : K2*CAMP )} (21)

(22)

Aangezien de beginconcentraties, reactiesnelheidsconstantes en de

evenwichtscon-stante bekend zijn, kan door numerieke integratie van (20) en (21) m.'b. v'. het

pro-gramma"PAZ-reactor" (ziè

bijlé1g~'24)

berekend worden wat de concentratieprofielen

van AA en AMP in de reactor zijn. Hieruit volgt de T waarbij ~ =0.99. M.b.v.(22)

AA

volgt CpAZ als functie van T terwijl de AZZ-concentratie m.b.v. een massabalans

te berekenen is:

~

;l' I1l JIJ r:! 11' ti! l~lltJ:tjljlr:! r HliiltltllH ... ltl!j! H 1=1 ~:t: lil j.t . I.lr ~!lWHf!!j~IJI+l W!!lL!1

Hfl

!:t.ill_1: Vi!l;;ltlliif

t

n,

~i{ ~ ~f j~ ,-:n~ !-tt~lt-~tt -+ ttHI-~ II~ It~1lt I -! ~l Ir PI . rit-; ~ ~r-t- t ~Iit'~~ ,-. ~ Ijt -. ~1 . t!~,. U~lP-li:rIHtt

! ' I : .! H t 1;'1',' tIj! ':tri H . ü~ lij -pit 1

!

; '.

j!: . I ~j 11f_{t" ~!litr'~: 'h! 11.; ;;1: ::1'}

p

..

_{-H~iHl;lhtfHtii.f-:!}

l~ ';] 1 " LI±l1t+1i l::t.·

Ir

11rr II RIIi~ .. l ' ~l ,I ! I :j L Irt; T ':Iiljl[j I;j; tin 1::1 ~.;; !r.:i+1 lltj:,Iii!i :1;0

ij:

~

.•

l

~

-

[11

i

f~

H

l'

s

W

ll

ill

mi

i

f

!Ü

Ir: ' . f

pH

i!'i#I' m'

i

~

f

ft!!l

~!

:tIJ \,

1

~

!'

liP

t!]lIDI;

ij!!

\!;j

i!j; :U:

Ik

!nH~j!!

0

-I JI ' • 1 . I " 1 · . , 1.T 1-;-1.. t IJ ~ t " ' 1 • I T , [ ! , , t- f.!#t ~ t • j ' , t'• t l . . , . I " " 1 .... • I' t -I ' ,. I' ! 11'" .,f ... • • I'" lit· "., ,,... ,.,. " " " .. ~.. ... T t . · •• , tI t t ;..:... I t"-t •

til: t

I!~

H Î;

d

f1

.

.1 ,.

ti

I

lP:

;

I

,IT

11:;

)1

,t!

:j!;

:1!i

;

;1

;11

Hl I I:+l!

t1

di

!!l

J!

rlq

:!l1~!l! ~!l!

:;1: :1!1 ;1:: llr: w! t:.:!

I:l~

1Îr:: :;ln

~iH

H'

~

-

! W - '

liU!

ll' IILM IJ

!Hl

I

ti

.

Hili jj

I

iI PI

IJ

1

P!lI!I

f!

111 111]

1

Hl!

!!

t

il: !

i!

lil;

;:i!

I t i l

H

I i

II!

i :: I: ;;!! !:!! :::: : i:; : li: 1

i

11:

;i'f

:;

i; :;::j

;:~. ~:; t t ' "

fffi

.

1 I

nt

I • • 1 .•. . J ~ ,-1 ~rr

.:

H-+ UT! ~+~+ ::;-I-Ei: t7!+~:;-: H:+t'.i ... I

::r

~:I: ~;;: :-;.:-; ~~77~~:~~T.~. ::'~~!:::i

•. , R

'R

,IJ I. Ir I I 1.,

,p

.

,I

1

'J;

1

,~·I!I

11'11 111

I.n~H

'1

'

lP

I'I~II

'I" ï,1 '11' .,,,

,fti

IH:

ï . "" j,I ... , ... , ... 1··· !II ... '!' ..

IT

' ~:: ~~-; -- ' ; ,! I; -t t t ! Ir f ; ; : j • -t ' - -!.j-;;' ~ '. I-

;!!.

;

; :

,

1,;

f ti I -: I: 1. ~: ~: ! :::: :: 11

::.! : : .

:: ::

~:

:;:

i ~::: :::: :::: :::: .;:: ~::; : :: : ..

,.1

'1

I:j" HJ Ii. . ~ i1 ,ti.!tl ·1·

1

rll

"j

U

WI' ,.

'I

I~nl! ~! I I1I1 lil' J:;I '''!

r·llilt

I I'I

I

!

I"

"'1 1. .. _ . . . . 1 .... I ... I· ..

t

·· ..

:1,., ".1 . . I' " -q ~:-I . .. ' I " . 1; t

H""

.,.,

'"

,

"I' t: + I' ". " I. "'~ , I • • • • • • .. •• , •• , . " . ::~, " .. 'jj - ~ , ' , , , , .. I , . . . , " " . . . ., • • , . , . . . . ,~., .. . . ~:.:.l..l-.... L!..! .. .... , . . . "

;:~ ; - I - , , ; , , 1 • 1 . : - : ' ti. :fT~. t, • ~. T ' t--.-,,[::;: ,:-:-. :-:-:-:,.,:. :::~r+:!"":' ~;;,r:T::-;.,

,.,' . I 'i . W'

H

t"

...

II-Jl Il T i T -

I

'

L 'I • ·, '• • 1' " , .,

"'H

" .

nl'l

lij:;' 1 - li8' Ih~ ,I, 11 1 1111 0' :'1, · "'... -, 1 .1 "'1 • • • • • • • • , .,., ., ... •• • • • • , .. .. , ,~ . ••• " . ,. " " .

1 . : . . ' : . t t , . , -, ~ ! -,rr 1 ' - ' " . I' til • • •• " ! ' • ! • ~ ..., . ' ! ' ' . . . .•

'T

' r '

,

'i'

lil!

':!II[II ~ HU

fut

HII!~lil'!il·

n"

1'1' .+ I ,. ·1'" "" " .•

·

·H

ti :: . , i- . ! Ij '

,iiU

i _{li · Ilfi. .. !til'!1 :In .1,; ";'1' Iq; VII Pi' :r:; I:;·}

::1 not. 1.. ' -t- liH -L..; I - -l-H tT "'-~ .-. I··· ... 1.., l-H ... :f'~ tH' , ..

·j l ' l : ' . •.•. I" . " • . . , •... . .•. ,., .. ' . " " " '1'· I'" ... 1 " .. 1.1,· 'l"Uill]'"

-i: - j: ' 1 -. . • .. - . ., . , .• ' ! I " t·,· , .. ,. -I!!: :,: 1- ;:::; i: !; ! :;.; t ! !1:' ! I';: !1::

·.1:-+ ~' .• t_ .J '. I I ' t • -\ t 'I ,," ~I,I· • I :. -·11 ITI ' ,.,: ~", I'" , ... j.l. '" ..• ~ ... l.' .•••

'·1' , Ii ~rlj !ltLIU'"

I·.,·

'1

'r:'

1'1'

1 • • , . , . , . , • •• • " . ' ', . . . 11' 'I' , ... "I

I_~r - 1 -! f F ! .

I

~ .1 ~I:::

,.:

:_;

~:

t::

t 8~ ~. I: ~J

::

~~ ~::;

:

:';:

~ ~:: :-~:: ~ ~:~

:

~.

I ' , rol ft . I r ' I'II! ... :'1

·!·'IThl··'

...

.

.

' 1 · · ' : " ' " "1"

I~'

rl

.

r

1-1 ,~r f· 1 ~

mi

ilj. +[1 ·tlHiR' L,~

r ." ...

,

...

_4 I"· , .. , . . .. r i~! 0 :-t ~.!

-

n-l i- ' + I '-! - n~ ;;11~!~

>::

_t~_ I ~-o~.--:~:; ~:::-::~:

::::

~::: ~:~: :~~t -:-:-~ ~:~.

11 ': I, ,I

'I

~

I

qllllil jl'

Uil

!~i mt '!tl I, . . . . , ' . . . , .. . . . ·11'· .... ,.,.1, ..

1.: _: -I! - .

I'

It_ i !'~ ·i~ ;~!t prl ~,': t~: ::!: ;::; ~ 11: :11: ;-:~-; ~;r: ~~

, . " " " [TIl." a rtl'lg .. , .. ,. I'" .... ,.~:-b .... ... ~ii'

..

..

'ri'

:1

'1- ! i l' j Hf l-h fh;ji+! i~+l 1;1: i!!: ;:::

:!::

:1:: :::: ;;:-r

;!:: ::::

iEi ::il

:;:r

_,. ~ I- I- - I • • 0-~.- -jo. , " • • ,-, " '! ~;" ,,-+1 ,·t·-.. ,. '" ~-I' •.•.

.

".

,.,

'.

I

- I jll_t.l 111[.1. ti· t'jt!: IT"III . . . .... ,.,. ·d~ ... -...

;t,.,

,.,.

j t l- J - I~_I +- t t I~~ -!~ .ttt I-+~ Jt1 ji; t:-:: ;-::. !!:: r .... !: !;r: :::1 :r:-: :;:: :;;:

.. _,"" 1" _r .:_~ j .! .

W'.I

_{. -"} dIt! _m jTtr'+f+l _{tl:h·!t+i~i,} jti i!ji _{, .•..} !:;.w _{, ,} ir:: _...

Z ;:;:

_{, ... ,} ::!~ _....

:i;:

_.. :::;:-:~: _{," .-... _.} ::1

n I " , ~'I' H ~f

till

·

"

.- ..

,

.

I '.- .-.. 'I" ...•. ~'··I·"·

~ -- , • l~"" i l . · t:-: t 1- ·,-·t 'r~-' :'1" ••• , -·t·,-· -+- " - 0 ' , • • • • ••• • • • • -; ;t " - ~

it'

t '~ • :: ,ri" t ~t-~:.~ 4+~~~~~ ~~~: ~:: ~:~: ~::: :~::

:-:::b

I ' ,.:,., f ,. 1'1· ·Iil ~!~. 11• l~n:-i1, ... ,. ! .. li:p.; ,j" ... , :~;-.. I • ... , ,. -. , • . .

~

.'~~ I , -.- . -+: IIl-'-'·· Htt t ;~ 1~~~ ;~-:-: !~ t.:: ;~;: -!!-;: :~';! irt": :-:-:! :::: ;::: 1: ~- -I ; • +-- t r-r' t- -~ - t I t t". ... •• ,t 1 -, I ~"'f • -I .-.... TI" • • •• " . - , • • • . ..1 1 .±ll1J !I:, f trn1l:h·t.,t!""·~~'I-·~"'!'~""··_·'-·"""

lij U. ' t ii:J.t'f.lH ' i·IHi+pr H" 11"·; ::11 :;;; ~~.: 1:1; rl' ~:' I::: ~;;: ::11

l:J.l • j ti: . .

tl

-

g" 'iJ

,~,

.

",

'"1 ~ H

'-t'

Jt. c; 'h ... •. i ' " .. ., I· .. , .... ~ ... .. " : ... - ... -i··. , .. , . . .-, . . ,., I,'T " . . . . .,-, .~ .. " .. !Or. . " . " -" ••.• .••

[Ij ti - 1-; j I ...,-- ot--! 1-+' I· ... · 'I'" ... ~ ...•. " ••. ~- ... ~.-• . ---." .... -~ t"'~,

8

rl , -1 _ ' t

jt ....

'

.

':~

:,;-:

::::

:::: ::::

~~:;

:;.;;

~:::

::;:

::;

::t~

IJ ' I~

·

+ft

~i: I 1:~ 1}1:j:j

r

Hi

lr;! ;;;:iji:l ::;i lij! :::: ;r, :::; ;::1 ;.::L ::.;

~t 1 ',_ - - ,- .. : f d ' :, M . :. -,:; ~::: .::: ::~. ::.: :::: ::~: :::~ :::: :.~:

:-:!:-I' '~~

r-

I

·ff·PI!l:t,.,lnl>t:1

~t· IIHP' .. ·'·· .. -.. -· .. · ,· .... _· .. ·· · .. ···+·

. ~~! I _ . ~. _~I

r"

:.,~

:

r ~ ~~~; ;_

t:;: .;;:

~~:_~ ~~:~ :~~~ ~~:: ~~:-: ~~~-~ ~~~~ :~~; ~~_~~

l IJ\ $

1

h j!I, ~!,

11

,Iirll

d Jh "

1+

1,1

H~

h'jli:!:

.,1. ., .• 'Ir! .,r! ... I'l' .,.,

.•• - - --1

ti,:

-;_1

i!-'-'

I ~ _-1+.~ r~_,_, tir ,tt; t~I:§ ~-tf: -:~;: ~;~;

;:;;

;;;~ S1;;;-~ 7~~

. I++++++tH+ 1,0' , ' " , t+H+I+HHl+t+HI I r 1.1.[1; I . rllii 1.[, i'il~"1 ,,·PI ... ,,, ._, ... ... ,-.

ij

.

HttiTtTttt; I.' -." . +-H-f-H-t++t-Ht+I++1 i H' t • • ~ et -, +.' Hl tl' ~H~ '-1 r - ,·t-.,., . . . _.,.,_ ..• ~~ .. .... . . .. ..

. i!tfl:ml:ItW+ttttHlrHt1 ~"+4lItmltml!1tml_mIIUlliHi!HHjtif

ft

t·

·

~Hä

i1t

Ir:: :1:1 èj:: :u; i:::

:

:::

1> :

:

;:

I::: :::-: ;:::

:mm++

~+t1H~

~

f.Ht~

If-Hmtl = r m l · . - - , I .' +

f~ lil~ ~~~; ~~;; i~~ i;iil~FT i:~i

;i:~ ;~i

~

:, ; ~ 1 _1_ ·

-.

:,

I.:' '~ :1';' ~"

m·

t+t Jl! cl': :!:t :'1: :-:'1'1"·:;- ;:: ..;.:!i: r __ ,,,I

ri-l- :::i.z ':;2 i!r, ~-:I:- :~; .. 1::.;1-t:il :-!:ttÎ:f}-~ "n:

= 1.lI!: TI: f.J:!j'ril- ." :Fr UI'- t'i;;.. " .... ' ... " ' c h : ....

'J'J:t: itt th- llïLr.; :~iM-~~- qh:+1E T!t;12~-:i;::

'tir: J.

m

!Hj ":jHl!=: ~;t' i~tT .. i=llr 1.:-: ti:: Ilrl-tt::: Ij::

~rn, , _ lI.!lfjti .t!:+4;i~~:±t;:;4;.r!.;:: ::.:r:c:!~

:.::

"'f.i'.j..i. 'i'1'tt1""tl cr' ·'ii.Tli f'TIi'· I'T.L:I W"j;:' 11:; :i:,:'.: 41: rtl; :.;:: :::; ::1: i::;

1!-il-'-H,::tHl ltli 'pr '!!t·;+j:-~m t--tT~-· t-H~ ~t:+ ~::i ~-~~~ ;;:r: ::tj: :::r .;::: :::: :1:: ::::

!!jIU II!IIHI! Ir!! iln I:UHj"lttrn-j·"" 'I:: .'1' I ... · ... , .. . . .. . . .

~l it~1 lilililri ti:' 111~ '!t J4f~ "'tir Dlr tr" :!,; i::: i:Li I:;: :::: :::: i;:

l' -,j;-'n ~-t,: -f1~ 1 I ' ST-i~-7:;-: :~~: ~:ot :~:: ::::i:-:-r-:-:::~

V

_d " ~tt H+tItl~ . .. . LJ 'i i t lt" I" •.. ;1 .. ,. ~t:~ rilT I~i !!-1 I ... -"'1"·' ·1 . . . , .. "'1 .... , .. , ...

""1'·'-, . . ~ - . . . I " d-l-... , ,., . . . : :: : ; : : : ; : : : ; : - : :1':: ::1. :::-: :::':1:::: ~-;-:: :::: E ~~

I

I '

ti

I· ,1

'lt."

!'

I

l

'Ifl l/i·' ·t'l!·· , I·'.HH···:..:..I "'! .... ... . .. . , .. ,., , .. - ·':1:'"

·'''C·

·

,

E

L: . I' i j L Ijl ... , . r '-I" 1'1 ·1,.· . . . , .. 1'-· .. ,. -0, ... :!: ... _...

r--~~ ; ,-t.~. :: ::::, !~ f. :;~: :~;-~~~:; : : :-: 1~4 ~+~ :~:: ::~~ ::~::~:è.1:::~ ~

n

'lt:

'1'1 .. ;, I~

'in

,r·, ·1·, .. ·.~·I··, ... } .... ·.1· .. ·, '"

.!

I!:;II;;;

::~::~H:::I~t

::;

,

:~:;

al:

;~;;

:~:;

:;;;

~;i;

;:;:

~;:: ~;;;

:;:1:;:;

;:~/w:::;

~

IL

l

ti

.

_I ;;_{I;!' ,,',} 11 I. _-*-I'l.~ _{'''I .. -,} ~-..,---.,.,., ...._{,. ''1'} ... _,c; ,hi~_":j , , _{., .} ... H ...._·'1··' . I. ... _{.. ,. ,,, ...} -P"r-t--r--t"'.

r· ..

·-l---~...

"

..

·f .. _{_}·· _. ":!'.:"'-"'-r't--~r--.' ~~ .. .. «

t

1111:

lIil iiil ii~i

Hl!

ifil!iii'

~ilf :id

;r;;

;:i;

:;;!

:;::

::i

1"f f " "1·'· ... 1 0

Figuur ~: Concentratieprofielenivan AA,AMP,PAZ en AZZ dver de zeefplatenreactot R 14

~

=-::::J

'-.J

, .- l ---J .~ r - 1 - - - - . . I

C=:J

: J

- - - î ~ I l _l--..-J

r--,

" - -_..J ~J ,'---~ r -~~

L

[

:

[;

[l

o

n

30.

Bij 300e is: k 9.5KIO- 3 3 _s)

l (m Imol 4.IKIO- 3 3 k3 (m Imol s) 3 K 2 8000 (mol/m )

Bij een verblijf tijd van 1650 s blijkt de gewenste convers~e _{behaald te worden. De}

conversie naar PAZ is dan 88%. In figuur 7 zijn de concentratieprofielen _{van AA,}

K

AMP,

PAZ en AZZ _{over de reactor weergegeven.}

De totale uitgaande stroom bevat:

AA _{·0.018 molls} ETA PAZ AMP AZZ 7.000 molls 1.755 molls 0.005 molls 0.253 molls

Het volume van de reactor kan nu berekend worden met:

3

V

=

~ K T

I

hL

=

_{1.58 m}

r v, 1 r

25

Als kriteria voor de dimensionering van de kolom neemt men aan - superficiële gassnelheid: 0.04 - 0.15 mis

- schotelafstand (0.25 - 0.45)KD r - minimaal 10 schotels

Voor 15 zeefschotels met een schotelafstand van 0.35KD vindt men: r

S _{0.419 m}2

effectief

L

reactor 3.80 m

De inkomende luchtstroom bestaat uit:

02 2.04 molls

(24)

N

2 7.68 molls

Dan is bij 10 atm en 300

e de volumestroom lucht 24.2Kl0- 3 m3/s (berekend m.b.v.

de ideale gaswet). De superficiële _{gassnelheid is dan 0.058 mis, dus binnen het}

kriterium.

o

(K Bij de berekening lS uitgegaan van eAZZ=o. Daarna _z~Jn

de uitgaande stromen gecor-rigeerd voor de hoeveelheid AZZ uit de ETA-recycle.)

2.Warmtebeheersing

Door middel van koelbuizen wordt de reactor op JQoe gehouden. De koeling geschied

in meestroom; als koelmiddel wordt ETA van 200

e gebruikt. De totale vrijkomende reactiewarmte is 148 kJ/s. M.b.v. een enthalpiebalans volgt dat 142 kJ/s afgevoerd moet worden.

Uitgegaan wordt van 12 kg/s ETA, waardoor de uitgangstemperatuur van het ETA 26.1 oC

is. Hieruit volgt:

en ₍₂₅₎

Op grond van turbulentie in het heterogene reactiemengsel is aangenomen dat de warmte

-overdrachtsweerstand geheel binnen de koelbuizen ligt. Met

L

[

~

l:

[

~

[

~

n

n

n

n

volgt

u

=

h

=

7. 66

*

(i"

)

0 . 8 m,ETA

Bij gebruik van N koelbuizen met een diameter

"

4> m,ETA A van d k (m) geldt: 15.28

I

(N*d~)

(27) (28) (29) 32.

Voor drie gebruikelijke pijpdiameters33 is met behulp van (25) tlm (29) het aantal

benodigde koelbuizen berekend. Resultaat:

TABEL 5: Voor de zeefplatenreactor RI4 benodigd aantal koelbuizen met diameter d

k d k ,1 . (m) 0.03 0.025 0.018 d k,u (m) 0.035 0.029 0.022 N 407 338 244 s* (m2) 0.392 0.223 0.093 stotaal (m2) 0.811 0.642 0.512 D reactor Cm) 1.02 0.90 0.81

s* extra benodigd dwarsoppervlak voor de buizen, stotaal totale dwarsoppervlak

van de reactor Voor een uitwendige pijpdiameter van .022 m is zowel de diameter van de reactor

als het benodigd aantal koelbuizen minimaal. Er, is dan ook voor dit alternatief

gekozen.

De uitgaande ETA-koelstromen worden 1n HI3 tot 20'oC gekoeld.

3.Drukval over de reactor

De druk van het gas neemt af door drukval over de zeefplaten en d~e~our~dLa~t~.~~u~u~r~~~t~o~f

tW.-khet==g3S met AA r~ageert.

Uit een molenbalans voc~ . zuurstof blijkt dat 94% van de zuurstof gereageerd

heeft, waardoor de druk van het gas aan het eind van de reactor met 1.97 atm is afgenomen.

De drukval over de reactor t.g.v.weerstand is te.ber~keneri 'met de formules uit

litt.t7,blz 26. In ons geval wordt echter niet aan de kriteria voor het gebruik van deze formules voldaan. De drukval over de reactor wordt daarom geschat op 0.5 atmosfeer, wat de totale drukval over de reactor op 2.5 atmosfeer brengt. 4.Samen~telling uitgaande stromen

, Zoals al in HIV.I vermeld, worden de gas en vloeistofstroom die uit de reactor

komen in de reactor zelf gescheiden. Als aangenomen wordt dat de uitgaande gas en

vloeistofstroom met .. elkaar 1n evenwicht Z1Jn, dan kan met behulp van de wet van

:

Raoult de samenstelling van de gasfase berekend worden: N

2 7.670 mol/i> '-J . ' PAZ 0.0053 molls

°2 0.126 molls AA 0.0025 .~ i.; molls