Produktie van methylmethacrylaat via de BASF-route

()

{)

Vakgroep Chemische Technologie

Verslag behorende bij het fabrieksvoorontwerp

van

J.A. Herremans N.J. Weverling

onderwerp:

•

" Produktie van Methylmethacrylaat

.

via de BASF-route. Neercanneplaats 38 3077 EP Rotterdam Meerkoetlaan 77 2623 NG Delft opdrachtdatum: 30-08-1988 verslagdatum: 13-09-1989

( ( ( ( ( ( (

c

o

Samenvatting

In dit verslag is het fabrieksvoorontwerp voor de produktie van 36.000 ton/jaar methylmethacrylaat via het BASF proces weer-gegeven. Dit proces bestaat uit 4 stappen:

1 Vorming van propionaldehyde uit etheen met synthesegas (katalytische hydroformylering).

2 Omzetting van propionaldehyde met formaldehyde naar metha-croleïne (Mannich reactie).

3 Vorming van methacrylzuur u i t methacroleïne (katalytische gasfase oxidatie).

4 Omzetting van methacrylzuur naar methylmethacrylaat met methanol (vloeistoffase verestering).

Slechts de laatste twee stappen zijn uitgewerkt.

Het gas dat de methacroleïne oxidatiereactor verlaat wordt door twee absorptietorens geleid. In de eerste wordt het

metha-crylzuur gecondenseerd met behulp van een waterige methametha-crylzuur- methacrylzuur-oplossing. In de tweede toren wordt het methacroleïne op analoge wijze geabsorbeerd. Na destillatie wordt het methacroleïne naar de oxidatiereactor gerecirculeerd.

De waterige methacrylzuuroplossing wordt geëxtraheerd met een mengsel van p-xyleen en methylmethacrylaat. Hierbij gaat een deel van het methylmethacrylaat over in de waterfase . Om deze reden wordt de waterfase met p-xyleen geëxtraheerd, waarbij het methyl-methacrylaat wordt teruggewonnen. De organische fase uit de eerste extractor wordt naar de veresteringsreactor gevoerd. Hierin vindt verestering plaats. Na fasescheiding wordt de organische fase gedestilleerd. Het topprodukt bestaat uit methylmethacrylaat met een zuiverheid van 99.9 %. Het bodemprodukt, bestaande uit p-xyleen en methacrylzuur wordt teruggevoerd naar de extractiesectie. Het gehele proces wordt gekarakteriseerd door een rendement van 75 %

betrokken op etheen. De rentabiliteit van het proces is slecht, er wordt jaarlijks $ 9.250.000 verlies gemaakt. Wordt er echter uit-gegaan van kostenvrij etheen, koolmonoxide en formaldehyde, voor BASF zijn deze chemicaliën overtollig, wordt er jaarlijks een netto winst van $ 250.000 geboekt. De pay out time bedraagt dan 10 jaar, met een return on investment van 0.34 % .

( ( ( ( ( ( ( (

o

( Conclusies en Aanbeyelingen

De omzetting van methacroleïne naar methacrylzuur door middel van gasfase oxidatie is met gebruik van een katalysator technisch goed uitvoerbaar. De oxidatie vindt plaats met een relatief hoge omzetting en selectiviteit. Ook de verestering van methacrylzuur met methanol naar methylmethacrylaat is relatief eenvoudig. Het grote probleem bij dit proces is het isoleren van methacrylzuur uit de produktgasstroom van de oxidatie reactor.

De scheiding van methacrylzuur en water kan niet door destil-latie plaatsvinden, door het feit dat het systeem methacrylzuur-water een azeotroop vertoont. De in dit fabrieksvoorontwerp toege-paste scheidingsmethode, via een extractie, is omslachtig. Er dient gebruik gemaakt te worden van een extractiemiddel bestaande uit p

-xyleen en methylmethacrylaat. H ierb ij treed een onaanvaardbaar verlies van methylmethacrylaat op, hetgeen een tweede extractie noodzakelijk maakt. Het gebruik van een ander (enkelvoudig) extrac-tiemiddel lijkt aanbevelenswaardig.

De overige scheidingsstappen (destillaties en absorpties) zijn relatief eenvoudig. De economische evaluatie toont aan dat bij een looptijd van het project van 10 jaar het proces niet op rendabele wijze uit te voeren is . Hierbij zijn een aantal kanttekeningen te plaatsen :

1

2

de investeringen en proceskosten van de eerste twee stappen zijn in feite onbekend. Het is mogelijk dat deze aanmerkelijk lager liggen dan hier is aangenomen.

indien methanol uit de waterige stroom die de veresterings-reactor verlaat wordt teruggewonnen, worden de proceskosten verlaagd, de investeringskosten nemen daarentegen wel toe.

( ( ( ( ( ( (

o

(, Inhoudsopgave I II Inleiding Ontwerpgegevens

II.l. Uitgangspunten van het ontwerp II.2. Fysische gegevens

II.3. Veiligheid

III Beschrijving van het proces IV Procescondities IV.l. IV.2. IV.3. IV.4. IV.5. IV.6. De oxidatiereactor De absorptiesectie De destillatietorens De extractiesectie De veresteringsreactor De pompen en compressors IV.7. De warmtewisselaars V Massa- en enthalpiebalans VI Apparatenlijst VII Kostenbeschouwing VIII Symbolenlijst IX Literatuuroverzicht X Bijlagen Bijlage 1 De oxidatiereactor Bijlage 2 Bijlage 3 Bij lage 4 Bijlage 5 Bijlage 6 De absorptiesectie De destillatietorens De extractietorens De veresteringsreactor Economische beschouwingen 1 3 3 4 5 8 9 10 11 12 13 14 15 33 44 45 47 48 51 57 59 60 64

( 1 ( ( ( ( ( ( f

o

c

I Inleiding

Methylmethacrylaat is het monomeer van PMMA, merknamen zijn perspex en plexiglas. In tabel 1. is weergegeven op welke schaal en door we lke onderneming methylmethacrylaa t word t geproduceerd volgens [3] in West Europa.

Tabel 1. De produktie van methylmethacrylaat in West Europa.

onderneming Röhm

& Haas

ICI Norsolor Vedril Degussa BASF Paular Monacril Totaal plant site Worms, West-Duitsland Billingham, Groot-brittannië Saint-Avoid, Frankrijk Rho, Italië Wesseling, West-Duitsland Ludwigshafen, West-Duitsland Tarragona, Spanje Palos-de-la-Frontera, Spanje capaciteit (kton/j) 115 105 60 50 45 36 30 20 461

Methylmethacrylaat wordt voornamelijk via de acetoncyanohydrin (ACH) route [1] geproduceerd. De uitgangsstof bij deze route is aceton. Aceton wordt met blauwzuur omgezet naar ACH, waarna door een reactie met zwavelzuur methacrylamidesulfaat verkregen wordt. Verestering van het sulfaat met methanol levert methylmethacrylaat. Het gebruik van blauwzuur en afvoer van afvalprodukten vereist bij deze route speciale maatregelen [2]. Dit door ICI in de dertiger jaren ontwikkelde proces wordt onder andere door Röhm & Haas toegepast.

Een andere route voor de synthese gaat uit van de C4 kool-waterstoffen isobuteen en t-butanol, waarbij via selectieve oxidatie in 2 stappen methacroleïne en methacrylzuur gevormd wordt, hetgeen met methanol tot methylmethacrylaat wordt veresterd [2]. BASF heeft echter in 1987 [3] een fabriek voor

methylmetha-crylaat opgestart waarbij methacroleïne op andere wijze verkregen wordt : etheen wordt gehydroformyleerd tot propenal, hetgeen via een Mannich reactie wordt omgezet in methacroleïne, waarna op

<-( ( ( ( ( (

c

2

bovengenoemde wijze methylmethacrylaat verkregen wordt. De capaci-teit van deze fabriek bedraagt 36.000 ton/jaar .

De opdracht van dit fabrieksvoorontwerp is de produktie van 36.000 ton/jaar op bas is van het BASF proces, waarb ij aandacht geschonken dient te worden aan de vraag waarom deze route voor BASF gunstiger is dan de ACH route.

( ( ( ( ( ( ( (

c

3 11 Ontwerpgegeyens

11.1. Uitgangspunten van het ontwerp.

Als uitgangspunt van het ontwerp werd gekozen voor een fabriek met een maximale capaciteit van 36.000 ton methylmethacrylaat per jaar. Slechts de laatste twee stappen van de fabriek worden ontwor-pen. Er wordt van uitgegaan dat methacroleïne als azeotroop met water van de voorgaande stap (Mannich reactie) wordt toegèv~rd. Tevens wordt er uitgegaan van een produktzuiverheid van 99.9 %. Het produkt wordt in vloeibare vorm op kamertemperatuur afgeleverd.

11.2. Fysische gegevens

In tabel 2. zijn de relevante fysische gegevens van alle in het voorontwerp voorkomende stoffen weergegeven.

Tabel 2, stof etheen propanal

HA

HAA

HHA

xyleen azijnzuur methanol H2S04

N

2

O

2 CO C02 H~ H (g/mol) 28.05 58.08 70.09 86.09 100.13 106.17 60.05 32.04 98.07 28.01 32.00 28.01 44.01 18.02 b,p. (K) 169 323 341 434 373 411 413 338 373 77 90 81 194 373 rho visc (kg/m3) (mPa/s) 805.8 847.4 0.490 1015,3 1. 380 943.0 861.1 1049,2 791.4 0,530 0.597 1000.0 1,000 llHvap (J/mol) 0.536 5.24 3.60 4.10 4.17 3.52 4.07 4.07 (K) 283 530 643 565 618 49 513 126 155 133 304 647 Pc (atm) 50.5 41.9 46.4 36.3 33.9 57.1 78,5 33.5 50.1 34.5 72.9 218.3

( ( ( ( ( ( ( 4 II.3. Veiligheid

Bij de gasfase oxidatie van methacroleïne dient er voor gewaakt worden dat er niet binnen de explosiegrenzen van methacro-leïne in lucht gewerkt wordt. Volgens Hommel [4] zijn de explosie-grenzen van methacroleïne in lucht als volgt :

bovengrens ondergrens

31 % 6 %

Bij het reactorontwerp wordt uitgegaan van een methacroleïnegehalte van 4.8 %, er wordt dus onder de onderste explosiegrens gewerkt.

Een ander risico vormt de kans op spontane polymerisatie van methacroleïne, methacrylzuur en methylmethacrylaat, hetgeen met warmteontwikkeling gepaard gaat. Om deze reden dient er gebruik gemaakt te worden van een polymerisatie inhibitor, bijv. 100 ppm hydrochinon. In de balansen wordt geen rekening gehouden met deze inhibi tor.

Hethacroleïne is een giftige stof. Het veroorzaakt een bijzonder sterke prikkeling van de ogen en de huid. Bij inslikken van speeksel met geringe hoeveelheden methacroleïne kunnen

maag-krampen ontstaan. Contact met de huid kan ook brandwonden veroor-zaken.

Hethacrylzuur werkt in sterke mate prikkelend op zowel de ogen als de huid. De concentratie aan methacroleïne en methacrylzuur in de lucht dient dus continu gecontroleerd te worden.

Het 60 ppm methacroleïne bevattende afgas uit de absorber dient voordat het gespuid kan worden opgewarmd te worden, daar het stijgvermogen door de lage temperatuur (10°C) onvoldoende is.

De af te voeren waterige fase uit de vloeistof-vloeistof-scheider bevat 49 mol% methanol. Dit dient voordat er afvoer plaatsvindt, voor een groot deel teruggewonnen te worden, mogelijk via een destillatie. Methacroleïne en methacrylzuur zijn corrosieve stoffen. Als constructie materiaal dient dan ook gebruik te worden gemaakt van roestvrijstaal. Voor de warmtewisselaars kan volgens De Jong [5] een koper-nikkel legering toegepast worden.

( ( 5 ( ( ( ( ( ( ( ('

111. beschrijving van het proces

Hethacroleïne wordt in een buizenreactor katalytisch geoxi-deerd met zuurstof uit de lucht, waarb ij methacrylzuur gevormd wordt. De oxidatie vindt plaats bij 305°C en de omzetting bedraagt 60 % bij een selectiviteit van 90 % . De reactor wordt uitgevoerd als een warmtewisselaar, waarbij de buizen gepakt zijn met

kata-lysatordee I tj es. Om de bu izen heen stroomt een koelzou t, hetgeen

t';

f

de bij de reactie vrijkomende warmte afvoert. Met deze warmte wordt stoom geproduceerd. Bijprodukten bij de oxidatie zijn: azijnzuur, koolmonoxide en kooldioxide.

Het gas dat de reactor verlaat wordt in een direct contact condensor gekoeld tot 70°C. Het koelmedium bestaat uit een waterige methacrylzuur oplossing, zijnde het condensaat van deze koeler. Het methacrylzuur condenseert, tezamen met een deel van het water. Het methacroleïne blijft echter ~ in de gasfase . De gasstroom, die de condensor verlaat, wordt vervolgens in een tweede absorber in tegenstroom gebracht met een gedeelte van het condensaat van de eerste koeler. Daar deze kolom echter op lage temperatuur (10°C) opereert wordt nu wel methacroleïne geabsorbeerd, uit de literatuur [6] blijkt namelijk dat de Henrycoëfficiënt van methacroleïne sterk afneemt als de temperatuur verlaagd wordt. Het afgas van de absor-ber word t gespu id. De v loe istof stroom, d ie deze ko lom ver laa t, wordt naar een destillatietoren gevoerd. Het topprodukt van deze destillatie is een azeotroop methacroleïne-water, hetgeen naar de reactor wordt teruggevoerd. Het bodemprodukt, bestaande uit metha-crylzuur en water wordt teruggevoerd naar de absorptiesectie.

Het methacrylzuur, dat in een waterige oplossing de direct contact condensor verlaat, wordt door middel van een extractie uit de waterige oplossing verwijderd. Destillatie is niet mogelijk daar het systeem methacrylzuur-watar een azeotroop vertoont. Als

extrac-~_. - ...

tiemiddel wordt een mengsel van p-xyleen en methylmethacrylaat gebruikt. Een gedeelte van het methylmethacrylaat verlaat de extractor echter in de waterige fase. Om deze reden wordt deze stroom in een tweede extractor met p-xyleen geëxtraheerd.

Aan het verkregen mengsel methacrylzuur/methylmethacrylaat/p-xyleen wordt extra p-methacrylzuur/methylmethacrylaat/p-xyleen, methanol en zwavelzuur toegevoerd. Het aandeel p-xyleen wordt verhoogd om de nu volgende

veresterings-( ( ( ( ( ( (

c'

6

reactie beter te laten verlopen. De verestering vindt plaats bij een temperatuur van 8SoC van de voedingsstroom in een aantal in serie geplaatste geïsoleerde geroerde vaten. Het methacrylzuur wordt voor 93 % omgezet in methylmethacrylaat.

Het effluent van de reactiesectie wordt in een fasenscheider gebracht. Een gedeelte van de waterige fase wordt gespuid, de resterende stroom wordt naar de verestering gerecirculeerd.

De organische fase, bestaande uit een mengsel van p-xyleen, methacrylzuur en methylmethacrylaat wordt naar een destillatietoren gevoerd. Over de top van deze toren komt methylmethacrylaat, met een zuiverheid van 99.9 %. Het bodemprodukt, bestaande uit het p-xyleen en methacrylzuur wordt teruggevoerd naar de extractie- en veresteringsstappen.

'J C 1 H 2 H 3 H 4 C 5 R 6 , H4 CUCHTVENTll.A TOR] VOORVERWARMER VOORVERWARMER STOOMVORMER COMPRESSOR OXIDA TIEREACTOR MA ABSORPTIETOREN T 8 H 9 H 10 H 15 T 16 H 17 IJ 16

,---

J ")

DIRECT CONTACT CONDENSOR

WARMTEWISSELAAR WARMTIEWISSELAAR KOELER MA DESTILLA TIETOREN PARTlAL CONDENSOR ~ERWABMEIt __ . ____ _ REBOILER VLOEISTOF-GAS SCHEIDER

ROTATING DISC KOLOM

ROTATING DISC KOLOM

WARM TIEWISSELAAR VERWARMER ..--., ~ r-o, ~, _r --....J ~1 ~r---~--~--__

_•

J

AT TSpui

V 32 LL SCHEIDER I~ROCESSCHEMA van H 33 VERWARMER

H 34 VERWARMER N.J.Weveriing Fabrieksvoorontwerp No: 2767

T 38 MMA DESTILLATIETOREN J.A.Herremans Mei 1989

H 39 REBOILER Absolute druk in bar

H 40 TOTAL CONDENSOR 0 Stroomnummer 0 Temperatuur in K

0

(P=1.0 bar tenzij vermeld) V 41 _-IQPACÇ!JJ.I!!'=-~IOR_.---==-_____ -_ I

r

'

IV.l. De oxidatiereactor

De omzetting van methacroleïne naar methacrylzuur vindt plaats door een katalytische gasfase oxidatie :

C

_-

C

,

C C = C - C O2

,

C

_-

0 > C = 0 kat I OH methacroleïne methacrylzuur

Een nadeel van gasfase oxidatie is dat zij aan toenemende omzetting een verminderende selectiviteit paren. De hier toegepaste katalysator (Mo 1.2P 1. aGuo. ~Cs 1. eRho. oaBo. 1.WO .1.Nbo. ~eo. 1.) heef t e e n

relatief hoge omzetting (60 %) bij een selectiviteit van 90 % [7]. De bijprodukten van deze omzetting zullen azijnzuur J kool-monoxide en kooldioxide zijn [9] .

Volgens [7] dient de reactie uitgevoerd te worden bij 305°C en 1 bar. De samenstelling van het reactiegas is :

methacroleïne zuurstof water stikstof De verhouding stikstof 4.8 % 8.9 % 26.5 % 59.8 %

zuurstof (6.7) is groter dan in lucht (3.8) . Dit betekent dat er extra stikstof aan de voor de oxidatie te gebruiken lucht toegevoerd moet worden. Bij de hier geldende condi ties bevindt het reactiemengsel zich bui ten de explosiegrenzen voor methacroleïne in lucht.

De reactie vindt plaats in een gepakt multi-tube reactor. Gezien het exotherme karakter van de oxidatiereactie wordt er gebruik gemaakt van een koelzout dat in meestroom met het gas door de mantel van de reactor stroomt. Aan de hand van gegevens uit Perry [8] is het zout HITEC gekozen, dat geschikt is voor koeling bij de reactietemperatuur.

De berekeningsmethode voor het reactorontwerp is weergegeven in bij lage 1.

r

:--1

Cl

9 IV.2. De absorptiesectie

De isolatie van niet omgezet methacroleïne en geproduceerd methacrylzuur uit de produktstroom van de oxidatiereactor vindt in twee stappen plaats, zoals in de literatuur [6] is aangegeven.

Het gasmengsel uit de reactor wordt naar een koeler gevoerd, waar het gasmengsel in tegenstroom in direct contact gebracht wordt met een deel van het condensaat uit de koeler, waardoor het water en het methacrylzuur uit het gasmengsel voor het grootste deel gecondenseerd worden. Deze direct contact condensor wordt uitge-voerd als gepakt bed.

Het gas dat over de top komt dient een maximale hoeveelheid methacroleïne te bevatten, teneinde te voorkomen dat deze in de produktstroom komt. Dit betekent dat de temperatuur van de gas-stroom voldoende hoog gekozen moet worden. De temperaturen in de koeler zijn :

TJ..bl

=

298 K T •• bl

=

578 K

TJ..U1.t

=

336 K T •• u1.t

=

343 K

Het methacroleïne bevattende gas uit de bovenzijde van de kolom wordt onderin de absorptiekolom voor methacroleïne gevoerd. In deze gepakte kolom wordt het gas in tegenstroom gebracht met een waterige methacrylzuuroplossing, waardoor het methacroleïne uit het gas door de oplossing wordt geabsorbeerd.

Teneinde de methacroleïne absorptie te bevorderen dient er met een oplossing met tenminste 10 w% methacrylzuur gewerkt te worden, bij verlaagde temperatuur. Deze factoren verlagen de Henrycoëf-ficiënt van het methacroleïne sterk volgens literatuur [6].

De gebruikte waterige oplossing bevat 35 w% methacrylzuur en de absorptiekolom wordt gekoeld bedreven (10°C). De temperaturen van de in- en uitgaande stromen zijn :

T J.. bl

=

283 K T •• bl

=

343 K

In bij lage 2 zijn de gebruikte tiesectie weergegeven.

T J..u1.t

=

283 K T •• u 1.t

=

283 K

absorp-( ( (

r

r

(

r

IY.3. De destillatietorens

In het proces komen twee destillaties voor. Het niet omgezette methacroleïne dat opgelost is in een waterige methacrylzuur oplos-sing moet van het methacrylzuur gescheiden worden voordat het naar de oxidatiereactor teruggevoerd kan worden.Deze scheiding geschiedt in destillatietoren T16. De topstroom van deze toren is een metha-crylzuur-water azeotroop. Gezien het feit dat het reactiemengsel water bevat (26.5 %) levert de azeotroop (63°C, 92.3 w%

methacro-leïne, 7.7 w% water) geen problemen op . Over de top komt een mengsel van 24.5 % water en 75.5 % methacroleïne.

In de tweede destillatietoren (T38) wordt het methylcrylaat gezuiverd van tijdens de verestering niet omgezet metha-crylzuur en p-xyleen. De topstroom bestaat uit methylmethacrylaat (99.9 %) en p-xyleen (0.1 %).

De destillaties worden gesimuleerd met het destillatie programma SC, hetgeen gebruik maakt van de Antoine dampspannings-vergelijking en Uniquac binaire interactie-, oppervlak- en volume parameters, die met het programma Unifac bepaald zijn. Het pro-gramma werkt via een zogenaamde simultane ~onvergentie methode.

Nadat de configuratie van de kolommen bekend is worden ze gedimensioneerd met behulp van het diktaat van Zuiderweg [llJ. Deze dimensionering is weergegeven in bijlage 3.

l ( ( ( ( (

c

( C,

r

11 IV.4. De extractiesectie

Voor de veresteringsstap dient het om te zetten methacrylzuur van water gescheiden te worden. Gezien het feit dat het systeem methacrylzuur-water een azeotroop (99°C, 23.1 w% methacrylzuur, 76.9 w% water) vertoont kan deze scheiding niet door middel van een destillatie uigevoerd worden. Het methacrylzuur wordt afgescheiden door middel van een extractie. Als extractiemiddel wordt een mengsel van 26 w% p-xyleen en 74 w% methylmethacrylaat toegepast. U i t de I i ter a tuur [12] b I ij kt dat de verde I ingscoëff ic iën t voor methacryl-zuur bij het gebruik van dit extractiemiddel hoger is dan bij andere mogelijke extractiemiddelen zoals tolueen [13J.

Een gedeelte van het methylmethacrylaat in het extractiemiddel gaat tijdens de extractie over in de waterfase. Terugwinning via destillatie is ook in dit geval niet mogelijk, daar het systeem water-methylmethacrylaat een azeotroop (83°C, 14 w% water, 86 w% methylmethacrylaat) vertoont. Om deze reden is een tweede extractie noodzakelijk, waarbij nu met p-xyleen het methylmethacrylaat terug-gewonnen wordt. Beide extracties worden bij 25°C in rotating disc

kolommen uitgevoerd.

De dimensionering van de kolommen vindt plaats via de in het diktaat van Zuiderweg [11] beschreven methode en is weergegeven in bijlage 4. Voor het bepalen van de extractiemiddelstromen en het te gebruiken aantal evenwichtstrappen wordt gebruik gemaakt van de Kremser vergelijking.

Bij de eerste extractie (T24) wordt bij een voedingsstroom van 3.1 kg/s, een extractiemiddelstroom van 5.0 kg/s en 3

evenwichts-trappen 99.9 % van het methacrylzuur geëxtraheerd en gaat er 0.03 kg/s methylmethacrylaat met de waterfase mee.

Bij de tweede extractie (T25) wordt bij een voedingsstroom van 2.1 kg/s, een extractiemiddelstroom van 0.6 kg/s en 4 evenwichts-trappen 99.9 % van het methylmethacrylaat geëxtraheerd.

( 12 ( ( ( ( ( (

o

rY.5

De veresteringsreactor

Methylmethacrylaat wordt via een veresteringsreactie gevormd uit methacrylzuur en methanol:

0 0

11 11

C

_-

C C - OH + HO - C --> C

_-

C C - 0 - C + H2Û

I I

C C

Veresteringsreacties zijn evenwichtsreacties, om deze reden wordt er gebruik gemaakt van een overmaat methanol (MeOH H2Ü

=

6.2 : 1 op molbasis). Om de ractie te bespoedigen wordt er gebruik gemaakt van zwavelzuur als katalysator.

Het via de extractiesectie toegevoerde methacrylzuur bevindt zich in een (uiteraard) niet met water mengbare organische fase. De veresterings reactie vindt plaats in een "waterige" (MeOH, H2S04 en geproduceerd water) fase. Het methacrylzuur wordt beter voor de reactie toegankelijk gemaakt door aan de organische fase extra p-xyleen toe te voegen, zoals in de literatuur [12] wordt gead-viseerd. Bijkomend effect is dat geproduceerd methylmethacrylaat aan de waterfase wordt onttrokken, waardoor het evenwicht naar rechts verschuift. Er wordt gebruik gemaakt van een verhouding p-xyleen methylmethacrylaat in de ingaande stroom van 4.2 op gewichtsbasis. De verestering wordt uitgevoerd in een serie

geïso-leerde geroerde va ten, b ij een tempera tuur van 358 K van de voedingsstroom.

De na de reactiestap volgende vloeistof-vloeistof scheider is ontworpen volgens een door Schweitzer [14] beschreven methode.

( ( ( ( ( ( ( ( (

o

( 13

1Y.6. De pompen en compressoren

Het pompvermogen van de pompen, compressor is berekend met formule (1) :

P

=

~m

*

H / ~

luchtventilator en de

( 1)

Volgens Perry [8] geldt voor het pomprendement voor de verschillende apparaten pomp compressor luchtventilator ~

=

70 %

'1

=

55 %

'1

=

55 %

De manometrische opvoerhoogte H is bij gassen een te over-winnen drukverschil en bij vloeistoffen een te overover-winnen hoogte-verschil vermenigvuldigd met de zwaartekracht versnelling en de dichtheid.

Bij de berekening van het pomprendement is er vanuit gegaan dat alle apparaten op hetzelfde niveau staan en dat dus uit de hoogte van de verschillende torens direct de opvoerhoogte blijkt. Voor de refluxpompen van de destillatietorens is aangenomen dat de opvoerhoogte 2 mis.

De temperatuurstijging als gevolg van het verpompen van de vloeistof is te verwaarlozen, omdat het toegevoerde vermogen gering is ten opzichte van de enthalpieinhoud van de diverse stromen.

De compressor, die geplaatst is om de drukval over de reactor te compenseren, levert wel een merkbare verhoging van de tempera-tuur van de reactiegassen.

De gegevens over de pompen, luchtventilator en de compressor zijn opgenomen in de apparatenlijst.

( 14 ( ( ( ( ( ( C

ry.?

De warmtewisselaars.

Van alle in het proces voorkomende warmtewisselaars is het benodigde warmtewisselend oppervlak berekend met behulp van formule (2) :

A

=

Q / ( k

*

aT ) (2)

De over te dragen hoeveelheid warmte Q komt overeen met het enthalpieverschil van de ingaande en uitgaande stroom van de warmtewisselaar.

De warmteoverdrachtscoëfficient k is benaderd met behulp van gegevens uit De Jong [5].

Het gemiddelde temperatuurverschil werd berekend door het logaritmisch temperatuurverschil uit de procescondities te bere-kenen voor een zuivere tegenstroom en te corrigeren met een factor volgens De Jong [5].

Waar mogelijk wordt warmte uitgewisseld tussen processtromen onderling. Koeling vindt plaats door koelwater toe te passen:

ingaande temperatuur

=

20°C. uitgaande temperatuur

=

40 °C.

Bij koeling tot temperaturen lager dan 20°C wordt Freon toegepast, door dit bij -30°C te verdampen.

Voor

het verwarmen van processtromen staat stoom ter beschik-king onder de volgende condities

Hoge druk 40 bar, 410 °C, Tcond

=

250 °C. Midden druk 10 bar, 220 °C, T cond

=

180 °C. Lage druk 3 bar, 190 °C, T cond

=

140 °C.

Afhankelijk van de temperatuur van de processtromen is gekozen voor stoom met de laagst mogelijke Tcond.

Op de beschrelen manier wordt slechts een schatting verkregen van het warmtewiss lend oppervlak en dus de grootte van de warmte-wisselaar. De kondensor van de MMA-desti llatietoren is volledig u i t gewerkt volgens De Jong [5]. De afmetingen van de warmtewisselaars zijn opgenomen in de apparatenlijst.

( ( ( ( ( ( ( (" (1 15

Y

Hassa- en enthalpiebalans

De enthalpiebalans is gebaseerd op de wet van behoud van ener-gie. De termen in de enthalpiebalans zijn energiestromen met de dimensie Watt. De enthalpie balans luidt:

H u:1 t - H in

=

q - w_ waarin : q

w_

=

aan systeem toegevoegde warmte

=

door systeem verrichte arbeid

(3)

De totale enthalpie van een stroom met verschillende compo-nenten wordt verkregen door de enthalpieën van alle compocompo-nenten afzonderlijk te sommeren.

Aangezien alleen intresse uitgaat naar het enthalpieverschil tussen de verschillende stromen wordt gebruik gemaakt van formule

(4)

H' 'l'O'I'AAL

=

H 'l'O'I'AAL - H r

=

2

:rep

d t + H (4)

Door deze manier van berekenen is het niet nodig de standaard-vormingsenthalpie in de berekening mee te nemen. De term H staat voor de latente warmte, die meegenomen moet worden bij een fase-overgang (hier: Hv.p).

Door het elimineren van de standaardvormingsenthalpie moet wel bij chemische omzetting apart de reaktiewarmte worden uitgerekend en toegevoegd worden aan de enthalpiebalans.

Zoals bekend is de soortelijke warmte Cp een functie van de temperatuur volgens formule (5)

Cp

=

a + b

*

T + C

*

T2 + . . . . (5)

In tabel 3. en 4. zijn de waarden voor de constanten a, b en c voor respectievelijk Cp.~ en Cp ._{a weergegeven.}

( ( ( ( ( ( (

o

16

Iab~l

:3

Constanten a, b en c voor Cp,l. .

stof a b c

MA

74.47 0.1913

MAA

111. 5 0.2084

MMA

179.9 xyleen 182.4 azijnzuur 123 methanol 81.6 H2S04 75.312 N2* O2* CO* CO 2* H~ 75.312

* deze gassen komen niet als vloeistof voor in het proces, er is derhalve geen waarde van de Cp,l. nodig voor de berekeningen.

Tab~l ~. Constanten a, b en c voor Cp,a·

stof a b c

MA

140

MAA

145

MMA

368 4.29 -1.6*10-3 xyleen 126.8 azijnzuur 20.384 0.1452 -4.77*10-5 methanol 43.9 H2S04 29.16 1.45*10-2 -2.01*10-8 N2 29.68 02 32 CO 29.68 C02 29.68 H~ 29.16 1.45*10-2 -2.01*10-8

Op de nu volgende pagina"s is voor het gehele proces de massa- en warmtebalans weergegeven, gevolgd door de componentenstaat voor elke stroom afzondelijk.

( l7

IN

Voor-

Massa -en

Retour

UIT

waarts

Warmtebal ans

(

M

Q

M

M

M

Q

Q

Q

O.:'~2

3fo.33

1

1

( M 3.~43 0.0 2 _" I A

182

.5

8

3

E

5.'+52

,

_R (

f

Q _,

.

r;.r:.7 _,. ",' -

--

.. . _ -~r;c;. r.l \~ (

H3

duty

=

stocm

..

c ondensaa t,

"7r:.r:. , -' -'

.

ct::

,

_/ ( :J Cr:. '7 - - - -1 ')hl

-

, ' 7 I ,if 1\1 l+8(r~. 40 8

..

I 1. '01

,

_X ( E ..., :-, ( r:.r:.O 0 1 1 . / - - - _{- - - -} -,c 1 t::. ') • ,~~ '7 _,1I

H2

duty

=

stoom ~ condensaat

( 2271 • SF I' ,

o

11

.5

58

- - - IQ Q4;lr:::.r:.~ - - - -~ Ï"1 I X () _E ' ) 7

-

'

; R 12.100

o.FI·n

- -- -

.

-8880.02 -

-

-

4s4.4a

11

r

_iI I ,

12 laQ

_-

_{- - _.- -}

_-

_-

_-

_-

_{11 - -}

1).64-:..

~54.4~ Q8P('\ rî'"'

37

,_ ,0 . '-'C

....1--I

CS

I

I

duty

=

841.81 (

--12.1 qo _{- - - - - -}

-o7?6.27 ₁₂ (

----koelzout

_R6

; ~Hr

=

_{- -}

_-?

koelzout

_,

duty

=

47'72.80 4062.8 ( r

-I

I? 1 qo

_-

_{- -}

_-

_{- - - 13} 10436.22 _~L

I

T8

':)1

I

( 14..-

46.684

" --- - -( -~ 0.0

4e

UO~ _-

_-

--

-

₁₅ 628<::;.

r:

.

r

-

- -

-

1""""-10.42,0 _{- - -} H11 ( 1411~.2l

I

Koelv.l3. ter

_,

duty

=

F2e·~ . S·~

I

....

-

t-I

48.403

16 0.0 - - - ' - - -

-

---(

I

s

p

I

L ~8L

I

( Cl

I

..

T

I

4').?q8 _{- -- - - - -}

....

~ - - -29 0.0

I

I'

28

MIX

I

I

3.10t) _{.- -'"} 0.0 S ,

I

p 18. qOS L 0.0 I

I

17.1:)19

-

-

-

--

-

-,

__ 'L

, I

I

I

0.0 "-"- ₃₃

I

,~

,

"- ~ I i

I

-17

h'

0

- -

---

-

-- --- ...

- -

_{C. Ectl}

0

.

0

3

8

::..

4

33

3

7 28

4~4.LJ.c

----1

l,

1

1

411

0

.4

8

80

.

?l

-

H15

I

f

reon

,

dut

y

=

t

'9

t

t

( (

,

gq7

.3

5

17.51

9

-897.3~ -

-

-

--

- ---- ..

34

(

freon

dut

y

₌

T7

4345 .2~

'4

( _fl"'Pnn

₁₇

.3

.

4

53

-124.5~ -~ 10.4~1

_-

_.

_-

_-

_-

_--

_-

_{_ ..}

_-

_{... --}

18

( -1000.3E

I

du

ty

=

28

H

9

?O

,

I

4903.

0

0

J J

HI

0

dut

y

=

P

I

3

?

108f.

0

3

(

1

9

.433

_-

_. 4g88.~'5 ---_ ... _-------

20

22,

Cl

T1

E

'

:.-

-0

.

4

11

(

.

_

.

....

..

c7. 7'd

1.

0

53

I

-

-

-

-1

2

1

7

.

0

3

,

,

(

I

...

~

I

19.

UO

O

_24'

I'

₀

_.

₈₉

₅

-

.

.

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

5

20t:J.

o

,3

₂₆

I 7ö7.59

-I

SPL

-I

'8-

H9

1

°

dut

y

=

I

Istoom

I I I

4

003

.

0

-

:

I

duty

=

L

H1

9

c

o

ndensaat

14

8-

4.

9

1

I

I

I

t

'.'

2

_..

'

8.

qoc:;

I

_{l. .. "}

0.0

I

22,

.,,3

7

o.6'n

I

H17

I

454.49 I

I

k

oel

w

ater

dut

v

=

V20

0

_./

3

4

'

_{• L;}0. _t~ _{_,}

(

c

I

9

1

0.4

1

1

H18

,

._-

..

_---

_67.78

Idut

y

₌

stoom

condensaat

240.09

_I

I

3.105

_.--

38

I

0.0 (

J

3.

lOt:)

38

0.0 _~

I

T24

I

<. 28 4.cT1 ...

-

... I...p"-

0.0

2.11:)6

_{----_ .. _ ... _ . .. ... .. -} ---(

_0.0

41

~'-I) • ::1'.'8

rr25

44

2.124

-_

... -.. __ ... _S.O

0.0

(

40

80

1...",,"" . . . . e .

o

.l)fS

0.0

I

o.C)

g

F

-

... ........

_---

₄₃

0.0

_--"~ (

I

~:TIX

I

(

f.S24

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

_-0.0

45

H2<;

duty

₌

stoom ccndens::lat

( 711.90

I

I

...

-

t-I

~.c:;~4 _...

_-

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

₄₆

'71:!..

S<

0

(

I

!>1D 8'7 - 0" I 1~.80?

-

_1424.21

I

50

I

MIX

I--"-_. ... .. _ .. • • • • • 0 ~.860

6?1.

~6 (

c

I

24.

275'7.1

:..87

7 - ... ... ... ...

_

... -- ...

-I

~~

51

I

R31

I

l\Hr

-

--l 271. fl

I

24.187

B

tv

I

I

11028.78

...

- -

- -

--

...

-

~

52

50

88

--

-I

~

t

t

I

21

A

•

...

+

C."" qq

₃₀

₈₇

-' ~, ~'-" (

2

4

.

1::7

52

30• _?.'~~ l • ~.~ .' ",",

--_.-

... _ .. --

---I

V

3c

I

hl 1

18.

78

2

SPI

54

spui

0.704

12

9

.1

:

215

'

+.2

>3

--<.

59

, SPI 2.<,?O7 ~49. ~~b

-

--- -------

₅₅

( 1 ~()~

H28

-

- --1°5. SI ( _koe1w~ter

_duty

= 4S.S'?

56

2.

°07

I

.

-

--

-

-(

4

99

.

3g

o.P.~3

I

0

.0

4

8

_H2f

_I

I

I

I

duty

=

82

S

3

1..?l.F'"7

I

r:.~ ~HX 3

3

h

_-.2

. / " _, ~ .... ....

-

... . .... .

-621.

5

f

(

59

..

( _~35

I

koe1wat~

dut

y

=

195

.

:1

I

-t-\

,

7.')~

60

.. ------- -_ .. 0.0 (

I

4.

'17

0 ..... ......

-MIX

0.0 (

I

7? _,

-I

_.

. -.-... -.

--

3.

2

75

U.U

I

18.'722 _0,0

21

S!

+'

23

_hl

... -v

H3

L

I

duty

=

stoom

condensaaL

g

4

h

_.

₂

₁

8

1

7

I

62 72 80

I

18.

7

82

_{--- --- --- -- -1.}

f

I

3101.0

9

_~ j

t

18.782

_-

_-

_. - - - -

t2

""7')

₂₀

p.,. 1101

.

0

0 ,e.. '--!

I

F.4

---

'T'~ (

h-,

I

I

• ...J'

t

t

<-

_13.25

₀

6778.05

- - - . ~ .. .. -- - .. 8.8T~ 12C~.Ob 28.~9? --~

,

551q.éF

----... ---

75

{

I

o --' .... ~'73 ... .. .. ... -.. ..

14-.027

(;

1

/

3184.77

1

,

SPL

~

duty

=

stoc:n

E39

~ondon~a~t

(

5457.31

_SPL

1 ~. 801 _--

77

-'-2f82

.4-

7

I

13.250

- - ---

F.4

-L

E773.0c:;

_I

I

koel '.'rê. ter H~O

I

dut:! =

t

1

49':2,.

~,

I

v4l

₆

7

,

( (

pPL

...

-4

l·n7

rol"".

04 -- - - - - - - -

-

-

-

₆₉

- ' ~ koel1:rê.ter H4~

,

dut~/ = fcY3.04 (

I

I

I

--,--~

I

4.417

70

0.0

.. - --- --- .. -(

I

~--_{~--_._ . ...}

_.

_{_.}

3.275

SPL

0.0

I

0.565

--

---- -- ..

72

109.7"3

I

71

1.142

0.0

I

---.

0.5c5

77

.

_.

-

.

0.0

I

~

I (1

I

SPI

78

I

I

J.O

c.o

I

koelwater _{H27 '} duty

₌

I

1 Cg. 7~

I

13.

801

80

13.

802 1

I

.

- ,

'I

2682.47

81

87

I

~ 1424.21 :

"I'

( ( ( ( ( 1.34~-3 ( ( (

12.'+'2'2

t

-'.3.30'

_-

_{- -} If\

2.1

2682.47

- - -

-23

H10

, 0 _{... :JO ' ...}

""

I ll.801 _-

_-

_{- -}

_-

-1590.25

48

23

13.301

_-

-142'-+.07

0

.0

I duty

₌

stOCffi

0.14

l.l4";'-l

_--

-0.1'+

29380.6J

~

Massa in kg/s

Warmte in kW

-

-.

82

.. H2(

~+9 ~ 7 ~ ." " Ss , ;

H3::

condensaat - -

-8f

~ q~ ._-'....J " , :vI I X , l ?,'1? E R

14:::-4.21

o-I .l l

Totaal

~

12.423

F

'

abri eks vooront werp

No:

27₆₇ duty

₌

., ... v.'1 ;::· _ _ , ,< • \ . J _ ''"': -: dut:; = I?' . <~ ~9282. ~

A

EparaatsTroom

+

Componenten

wa

ter

m

eth

ac

rol

e

ln

e

metha

c

ry1zuur

mma

methanol

zwa

v

el

z

uur

p-xyl

ee

n

aziJn

z

uur

stilcstof

zuurstof

CO / C

02

Totaal:

~ Q~araatsrroom

~

Componenten

\-ra ter

metha

c

rol

e

1n

e

methacrylzuur

mma

meth

a

nol

zwavelzuur

p-xyleen

aztjn

z

uur

st1kstof

---zuurstof

c

o

.I

CO

?

Totaal:

M

in

kg/5

n

in kW

1

M

a

O. 07L~

]

~m .!~O

0

.

888

1

7

1.

'l4

-0

.

')62

3Fo

.34

6

M

Q

0.14

9

3

h

4.

F.0

o.

8R2

7'7. <)

0

7

.3

F

8

r::'~. F'~

] .

25

·

?

8

.

77

q

.'

-':f:~ ... ) : 50~~. fl

2

3

4

M

a.

M

a

M

Q

0.

075

19

2.5

8

0

.

0

7

5

] 82.

5

8

._ --

-3.

24

3

0.

0

l~.

12S

0.0 L~

.1

25

0

.

0

] .

252

0

.0

1 .

252

0.

0

3.

2h3

0.0

5.4

52

0

.

0

5

.1~52

182.58

7

8

9

M

Q

M

Q

M

Q O.11~~1

33

3

.

65

1 .

90]

4

892

.

4

0

2.

05

0

52

76

.

0

5

O

.

sns

1

98

.

55

0.

88

8

1

98

.

55

-... -'7.3ff:, _~~3'-j~ __ J_ . '~_ !.I

_7.3

₆₈

₅₈

_5.

41~ - -- .- .- .. _-- ----

-1 .

252

C:

3.

0

3

] .252

9

3.93

.- _{--- - --} -_~., • i-:-~ '7 1?f]. 5r

1

.

/

)1

Jt

8

0

2

.

40

1

1.

55

8

6

]

5

3.

97

Stroom

/Componenten

staat

M

0.

0

75

7

.3

(,8

1

.

252

8

.

6

9

5

M

2.

050

0

.8

88

-

'

7.3

68

1.2

5

2

]] .

558

5

a

182

.

58

-

-0

.

0

0

.0

1

82

.

58

10

U

:,8')0.21

l.

n

O

.

0

3

1779!~

28

5

.5

,

._-- -81~25. 53 I IU

+:--,

~ ₈

,.,

-., -., .-. .- f""'o, f""'o, ,-..

~

Eparaa tsTi-oom

11

12

13

14

15

+

Componenten

_M

a

M

0.

M

Q

M

Q

_M

a

water

2

.1

00

(0

3].

70

2.1 n

o

6

253

.3

2'

2

.]

55

G

41

8

.

'(5

1

.

1

+

39

362

0

.

8

6 31 • Ol 5

~926.93

m

e

tha

e

ro1

e

1n

c

1.1~80

782

.

?

3

1 .1~80

J

3

6

.

n2

0

.

5()?

371~. 65

0

.5

9

2

(]6

.

8

3

_-

-methacrylzuur

0.

980

1125.JQ

1

7

.068

~

3

37

.

7

3

mma

_{- _ ._}

-methanol

zwavelzuur

-

-p-

x

y1

e

en

aziJnzuur

0

.

022

21~.

gf

0

.3

2

0

24

.

90

stl1{

s

tof

7

.3

68

1

779

.

7

3

7

.

3ÓS

2

1

85

.

6

4

7

.3

68

2

]

85

.

6

4

_7·3

₆

₃

_{32 1 •2}

6

zuur

s

tof

1

.252

285

.

56

1.~52

350

.6

8

0

.

925

259

.

09

0

.

9

2

5

4] .

6

4

co 7

C02

0

.1

56

4

7

.37

0.15

6

7

of

i

1

Totaal:

) 2.1

9

9

8

8

80.0

2

]

2

. 1

99

9726

.2

7

1

2

.

198

1

0

43

6

.2

2

1

0

.ll80

l+118.21

1

+8.403

5

2

89

.

5t

-

-I~pparaatstrooml

II---~---,-

____ _

~

Componenten

I

_I

_I

16

17

18

19

20

-water

metha

c

roleln

e

methacrylzuur

methanol

zwavelzuur

3]

~0l5

I

Q

0.

0

17.068

I

0.

0

lo.o~'(

Q

_M

8.

9

0

12.

8

05

0

.

0005

0

.

02

0

.

59

1

I

6

.037

Q

M

Q

_M

_I

Q

-8

02

.

96

12.

8

05

3104.77

12.

8

05

39

6

] .

2C

-1 f .l~6

0.

5

91

6

7.0

5

0

.

59

]

86

.

5

]

-1

80

.

97

G

.037

730.67

6.037

9

4

0

.

88

---.

---

-

.

---p-xyleen

_1 _ _ _ _ _ _ _ _ _

az i

:,n::~uur

stikstof

zuurstof

"

CO

-

-

/ -

C-

0

-

2

-Totaal:

M

in

kg/s

n

in

kW

0

.3

20

1

+

11

.

'+0

3

0.

0

7

.

3

0

8

'-1]

7.0

9

0

.

025

- - - • _ _

-13.88

_ _ _ _ _ 0 _ _ _ _ _ _ _ - - - 0 - -_ ---- --

.

-.--". --- - -

.

- - - - ' - -

-0

.1

5f.

I

-

2

.

5(

+

- I - -- -- --1 1-

-0.

0

I

8

.

'~S3

-1

2·

/-L

58

11

J

.

!

f3

3

1

-

]

000.38

1 ]

0.!

1

3

3

I

390

2.

!

+

J

1 ]

0

_{. '13}

3

14~je8. (:;

Stroom /Componenten staat

f""'o,

I\J

\11

A eparoatstroom

+

Componenten

water

methacr

olelne

methacrylzuur

._---

-mma

methanol

zwavelzuur

p-xy1een

azijnzuur

st1kstof

zuurstof

CO / CO?

Totaal:

~ ~~ataatsrroom

~

Componenten

water

mp.thélcrolelne

metbac12~'] '7111lr!

mma

methanol

zwavelzuur

p-xy1een

~zi

,

1n

zuur

stikstof

_

... _--_._-

-zuurstof

CO / CC?

Totaal:

M

in

kg/s

o

in

kW

21

M

a

]

'2

.

805

3901 .2(;

O. S

01

RF.

C)

1

h.n37

<)'10. RE3

-]C). Jt

33

4988.F5

26

M

Q

o

.

('04 155:~.7( ().~Gf ?'xI4f) '--L • .. ' . •

o

.n

or:;

I~ • (-R

,J

.

895

1787.8

9

22

23

24

M

0-

M

Q

_M

Q 0.J~48 112L~

.14

0.448

74.98

13.360

4188.67

n.For:;

92.E39 O.(,Os IH::.70

- -- - -

-F.323

909.31

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

-0.117

18.

OJ

-

-1

.

0~3

1217.03

1

.

053

121 •

F2

1

9

.

800

5205.98

27

28

29

M

Q

_M

Q

M

Q 12.:5~ 3O~0~<t ./ ./ '. _ J

12.

7:;( 0.0 2C).C)]

3

n.C)

rOT'

( • \ I

'-1r;

4

•

1

~

(

.

037

J.O 1

f

.

oR8

0.0

-..

--'J

.2

98

0.112

1

7 .

1

<:i

0

.11

2

,). Cl

0

.

0

_ .. - _{- - ----} - - - _._.<. - - - -- --- .- - - -- -18. )05 IIC

_/7

_{0. F7}

_18.

_)-J5

0.0

_45.208

0.0

Stroom IComponenten

staat

- - - --

----M

0.(04

0.286

0.005

0

.

805

M

In

.

662

2cJ _{.l 2t)} -

-0

.41

0

(4.203

25

a

189.33

- --

-ItS.1

7

0.81

235

.

31

30

U

O.G O. ~-,\

0

.

0

- - _._._

-0

.

0

I I I ! ID n'\

""'l "")

A eparaa tsTroom

+

Componenten

water

methacroleine

methacrylzuur

mma

methanol

zwavelzuur

p-xyleen

aziJnzuur

stikstof

zuurstof

CO

/

C0

2

Totaal:

A

Q~ataatsrroom

~

Componenten

water

metha

c

rolein

e

methacrylzuur

mma

methanol

zwavelzuur

p-xyleen

azj.1nzuur

stikstof

zuurstof

CO

/ CO?

Totaal:

M

in

kg/s

n

in

'I

W

o

_""""

31

M

a

30.299

0.0

1 (,.088

0.0

0

.

2'08

0

.

0

-46.684

0.0

36

M

Q

o.

r)IV:l

_]23.

_5(:

n.r:;c)1 Sr).

8

'

1

0

.

é

41

214.39

"""

""""

"'""

"'""

,....

32

33

34

M

(l

_M

Q

_M

Q

30.?99

0

.0

]1.370

0

.0

]].370

-7]2.96

16.088

0.0

(,.037

0

.0

6

.037 -J80.97

--

-O.2

0G

0.0

0

.11

?

0

.

0

0.] 12

-

3.

4l~

4F..(;84

0.0

1'(.519

0.0

17.519

-897.36

37

38

39

M

Q

_M

Q

M

Q

o

.c~LF) ll~ 1 •

se

2.102

J.O

2

.102

0.0

8.5 (il

312.

s

n

0

.

980

0

.

0

0.980

0.0

- - - -

-- -- - - ._

--0

.022

:J.O

0.022

0.0

---

- - - -

- -- .- -- -._.". -- ---- --

-o.fln

4:

;

4

.l!

9

3.10

1_{1 0.0}

_3.104

₀

_.0

Stroom

IComponenten

staat

,..., ,-..

35

M

a

]1.370 -712.96

-

--6.037 -180.97

0

.]

] 2

-

3.

1111

17. 5J

9

-

8S7

.3

6

40

M

Q

0.987

0.0

3.

('Sl-W

0

.

0

-1.301

_0.0

- - -- -- ---

-5.928

o

.

u

I f\) --.] ,-.

~

eparaatstroom

+

Componenten

\'la ter

methRerolelne

methacrylzuur

mma

methanol

zwavelzuur

p-xyleen

azijnzuur

stikstof

zuurstof

CO / c02

Totaal:

~ ~~araatsr.:oom

, Componenten

water

meth9

ero1 el

nE:

methaerylzuur

mma

methan

o

l

zwavelzu\l

:e

p-xyleen

azijnzuur

st1kstof

----_ .. _-

--zuurstof

CO / CO?

Totaal:

M

in

kg/s

o

in

kW

41

M

a

2.102 0.0 9.9E-5 0.0 o.n31 0.0 0.022 0.0

-2

.I5f

0.0 46

M

Q

o

.g8

)

]21~.00 ").h7?

395.8

l₊ 1

.2{3

1 SJ2. Oh

fi

.

52 /

t 711.90 42 43 44

M

0.

M

Q

_M

Q 2.102 O.J 2.] 02 0.0

9

.

~)E-5 0.0 0.003 0.0 --- -0.031 0.0 0.032 0.0 3.] E-5 0.0 - -_.---

-0.5t2

0.0 " -0.022 0.0 0.022 0.0 2.]

56

0.0

0.5

9F

0.0 2.124 0.0 47 48 ₄₉

M

Q

_M

U

M

Q u. Ul )'+ _{O.G 0.004 1.05} 1 • OS 1+ _{] 32. J 5}

3.(T;

3 ("" ,..

q,,_ t,r: ./ \.-. . /

O.ï50

0.0 0.759 J1E).0]

- - - -

_--4~ C.100 0.0 0.100 - -1

5.5

0(

1 F07. 61 - --- - -- _._-- ---- ---

-

-

- -

_ . - .- _- .. _-. -" -- -- -20.327 2136.11 0.8C3 0.0 0.863 _121.67 -

-Stroom

IComponenten

staat

45

M

a

- -0.989 0.0 3.672 0.0 1.863 0.0 6.524 0.0 50

M

Q 0.896 224.C8 2. ,1+ 3~: 3"" (L . FI~ .. 0.526 24. 2!~ -- -- -- -- - -- -- _ ."-- -3.8(0

(;21.56

I I li) CD

' j .-. j

~

eparaatsTroom

+

Componenten

water methncrolc In,::; Q

51

M

().~CJ0 ..., _... ...,

52

a

M

0.

224

.

f)e

J .101

303.

7f .

... ... ...

_"'"

,-.

53

54

55

M

Q

_M

Q

_M

Q 1 • 1 Ol

303.7F

0.209

57.'(0

0

.

G\)2

2L~6.

00

- -methacrylzuur

]

.

05"~

132.15

().07

1_t

_10.21

mma

3.h7?

39r;.8l~

!Lf317

571 .21

_{- _ . _} -methanol ?

4

3()

372

.

h'l

?07

11

34P..57

2

.0

7!1

3'18.57

zwavelzuur

0

.5?F

24

.

24

0

.

5?f)

2(.(;(

_0.52C

_?F

_.6(

p-xyleen 15.50( 1 (;07. (1 15.';C)() 1

7f2.

37

azijnzuur stikstof

-

- - -zuurstof CO / CO?

Totaal:

2~1.]

8? 2757.17

2!~.

187 3028.78

3.70]

()78

.

99

~

pparaatstroom

56

57

58

~

Componenten

M

Q

M

Q

M

i

Q

wa ter

o.

,lQ2 2?3. (4

o. en?

223. (-11 methacrolelne meth

a

crylzuur mmg methanol 1 ~'7r·'. ! ·

25(

.

(3

1

.

~ r"r. , . ?:;(.

(3

0

.0

74

l~.

81 '7

10.21

Ç,~1.21

0.394

(f..28

]

.67

9

0.100

5.07

0

.426

0.704

129.11

2

.

997

59

60

M

Q

_M

o

.o

of

-()

.4

01

0

.

09

1

0.006 ~7.53 0.401 _ _ _ _ _ _ _ 0 _ _ _ _ _ _ _ " _ _ _ _ _ _ _ _ zwavelzuur' ~'. '~?(

] - "'3

_ '.) . l"

o

.

'12( ] _. r_.'· _.; ' _{' _J} p-xyleen 1 ~). 5 /

17

(:

,

S

.

37

1

1.2C)2 _{1117 • J} 1~

1

.

2

'

/

:

az1 jnzuur " _______ _ R tilcs tof -.-... - -.-.-- --- 1 - - - 1 . -.- .- - • -• _ _ ._ - _ _ _ _ 0 _ _ _ _ _ _ zuurstof cO / CO? - -- - - 1

1-Totaal:

M

in

kg/s

n

in

\<

W ? '//i' II -r , nr' . ')'.1. ( I.;' • r:J :_. .~ I .. )'7 i .1 t.; I (",l . () l,)'i ... I " I L\,. . • ' I t'-..Q~) l , I;:> __ . 3 ! tI Cl ~ . . ijo .. 1 • ~('Or:-J

I

1 \" ;J r_, , • r: _ L J . 1 • '/05

Stroom /Componenten

staat

282.29

21.

59 51_+'].88 Q

0

.

0

O.G ':. D 0.0 ,-., ID ,0

A

eparaatsTroom

+

Componenten

Wnt

8r

meth

A

c

ro

l

e

i

ne

methacr

y

1

z

u

u

r

mm

s

methanol

zwavelzuur

:Q-xy1

e

en

az1.1nzuur

stikstof

zuurstof

CO / CO?

Totaal:

~ Q~ataatsrroom

~

Componenten

water

methacrolein

e

methacrylzu

u

r

mma

methanol

zwavelzuur

p-xy1een

azijnzuur

st1k

s

tof

- _ ._.

zuurstof

CO / CO?

Totaal:

M in kg/s

n

in

,

<

W

61

M

a

().()(;~ ~.).

3(

4.

'

fl

(

523.h~

1

~

.

2Q8

1 (

2

1 .

2

1_t

-1

8

.

78

2 2]

5

4.

28

66

M

Q

13.234 180

7

.

09

O. Ol f

2

.

0

3

1

3

.

250

1

809

.]

]

€)2

63

64

M

0.

M

(}

_M

(}

o

.

!)FA

1

3

.

'Tl)

().o<':8

13.

7₀ I+.

'n

f-

-

753.

₇₉

4.41

(

75

3.

79

13.

2

34

(,7

f9

.

72

- -l iL 298

2

3

33

.

(8

]4.

208

2

133.

f

o

0

.01

6

8.33

]

8

.

782

31

0

1.

09

] 8

.7

82

31

0

1.

09

13.2

5

0

6

7

7

_8.0

₅

67

68

69

M

Q

_M

a

_M

Q

8

.

82

3

1

20

4.73 8.823

120!~.

7

3 4.411

6

02.3

6

- - - -

-0.b8

0 .01

0

1 .3

5 0

.

01 0

1

.3

5

0.0

0

5

.- --- - -- -

-

-

- -

- -- - -- .- _._-- -- -_. ,- _{-- ----}

-3

.

833

J

2

0h

. 03

8

.

33

3

1

20(

.

08

_l~

_.

₄₁₇

603. Oi~

Stroom /Componenten

s

taat

M

] 3.

2

3

4

o

.

Ol

6

13.250

M

4.411

-0

.

005

4

.

I

n

7

65

a

-

-1

8

0

7

.

0

9

2

.

03

1

8

09

.

12

70

Q

0.

0

0

.

0

.. --- --

-0

.

0

LU o