TU Delft Technische Universiteit Delft

I~ 'l'III~)~~-t,X

I1

'I~

DEE L 2 : BIJLAGEN

.~!~,f·

T

U

Delft

Technische Universiteit Delft

f)

N'I""I~

111»

1~'I'III~I~N·f)XII'I~ 1~\111111~1{

G-OPRACHT 1987

II

deel 2: bijlagen.

M. Bedaux

0)9550 WI

W.B.

Bro~ksmi

t

nOHOIWI

S.A. Broersma

. UotSO IWI H.B.Emanu~ls Juno IWI

D.

Hav~naar l1JISSIWI

J.B.

H~rrewiinen U02oolS11

H.Y. Hoekstra

14S640 IWI

M.R. J. de lannoy

SOU70lWI

E.B. Simon

7nOlOlWI

F. Welp

U.,00Iw

DELFT DEC 1987

lA80RATORIUH VOOR APPARATENIlOUW PROCESINDUSTRIE

f'u

Delft·

Inhoudsopgave deel 2 Voorwoord Bijlage 6.2. 1.1 6.2.1.2 6.2.1.3 6.2.2.1 6.2.2 .2 6.2.2.3 6.2.3.2 6.2.3.3 6.3 6.4. 1 . 1 6.4. 1.2 6.5.1 6.5.2 6.5.3 6.5.4.a 6.5.4.b 6.5.4.c 6.6 7.3.2 7.4.1 7 .4.2 7.4.3 7.5 7.6 8.3. 1 8.3.2 8.3.3 8.3.4 8 .3.5 8.3.6 8.3.7 8.3.8 8.3.9 8.3.10 8.3. 11 8.4.1 8.4.2 8.4.3 8.5

Mech~nismen voor maximale selectiviteit Balansen voor de buisberekening

Numerieke oplossing reaktorberekening Drukvalberekening m.b.v. Perry

Drukvalberekening m.b.v. de Ergon vgl. Nauwkeurige drukvalberekening over de reaktor

Berekening fractie vrije ruimte Berekening reaktor koeling Reaktor alternatieven

Het massabalans programm~ Stroomgegevens reaktor sectie

Uitvoer reaktor berekeningsprogramma Berekening bij w~rmtewisselaars H1 t/m H8 Compressorberekening Dimensionering EO-absorber Simulatieberekening Veranderende K-waarde Literatuurlijst Stroomgegevens absorptie-sectie Berekening absorber Globale energieberekening+ stripperberekening Randapparatuur Condensorberekening Literatuurlijst Flashtank berekening Oplossing inerte gassen Stripperberekening

Berekening destillatiekolom Temperatuur absorber

Massabalans per apparaat Energiebalans Lit.3 Lit.4 XV-diagrammen Berekening purifiër T8 Massabalans Berekening warmtewisselaars Kolomdimensies Literatuur 1 2 7 1 1 12 13 15 17 19 24 29 55 58 63 70 72 82 88 94 97 99 103 108 114 1 16 1 18 1 19 130 132 138 140 146 148 154 161 166 178 185 188 196

Voorwoord bij deel 2

In deel 2 van net rapport ontwerp etheenoxide

berekeningen weegegeven . Oe nummering van parallel aan de hoofdstuknummering in deel 1. VB. In hoofdstuk 6.2.2.1 van deel 1 staan

reoktorkinetiekberekening, en in bijlage kinetiekberekening weergegeven. fabriek worden al le de bijlagen loopt de resultaten van de 6.2.2.1 wordt de

Bijlage 6.2.1.1 Mechanismen

-

voor maximale selectiviteit

Hierbij worden

twee reaktiemechanisme behandeld die een

voorspelling

geven

voor

de

maximaal

te

halen

selectiviteit

voor

de

omzetting van

etheen naar

etheenoxide over een

zilverkatalysator.

De mechanismen

zijn nauw aan elkaar verwant. Van het mechanisme dat een

selectiviteit van 80

%

voorspelt

is een

stukje tekst

toegevoegd uit het collegediktaat "Kinetiek en Katalyse"

(1) dS 1982 van prof. dr. J.J.F. Scholten. Dit geeft een

zeer goed overzicht van de toen heersende

opvatt~ngen.

Voor de voorspelling van een maximale selectiviteit

van 86

%

vervalt reactie (3-64)

in bovengenoemd stukje,

terwijl in reactie (3-63) met 6 AgOada wordt begonnen.

Deze reaktie eindigt met

2 COz, 2 HzO en 6 Ag (reactie

(3-63a». Met

andere woorden:

op

iedere

6 moleculen

gevormd

EO

moet

1

molecuul

etheen volledig worden

geoxideerd om weer

een

vrij

katalysator oppervlak te

krijgen.

Bij beide mechanismen wordt aangenomen dat de in de

praktijk

behaalde

lagere

selectiviteiten

worden

veroorzaakt door door-oxidatie van BO.

Hoewel

industrieel

recent hogere selectiviteiten

worden

gerapporteerd

(Shell

86

%,

ICI-katalysatorpatent:

92

%)

is

de

invloed van de

bovengenoemde

mechanismen

in de

literatuur nog heel

groot,

met

name

in

de

revieuws.

Daarom

zijn de

mechanismen in de bijlage weergegeven.

- 73 -

d

s

niet te veel water en kooldioxide gevormd worden.

3.5.1.

Eporidatie van etheen.

Uit de voorgaande beschouwing werd duidelijk dat men door keuze van de

juiste katalysator de selectiviteit van de oxidatie kan beïnvloeden. De

kata-lysator moet op zijn beurt ook weer een grote selectiviteit voor het gewenste

product vertonen. Bij de etheen oxidatie gebruikt men daartoe in de techniek

een zilver-op-drager katalysator, waaraan kleine hoeveelheden van andere

stoffen zoals Cl, Br en S zijn toegevoegd (z.g. moderatoren) die

selectivi-teitsverhogend werken. De katalysator bevindt zich in een fixed bed in dunne

buisjes die intensief worden gekoeld om de hoge reactiewarmte af te voeren.

De temperatuur is

230-250

o

C en de druk

150

tot

300

psi.

Het reactieschema ziet er als volgt uit:

Voor reactiestap

1

is 6H

118

kJ/mol, dus betrekkelijk laag.

De totale verbranding (stap 3), die ongeveer voor

25%

van het etheen optreedt,

is echter sterk exotherm:

Men heeft gevoDden dat kl/kl

»

k

₂

/k

_l

• er is dus veel meer parallel-oxidatie

dan door-oxidatie.

De activiteit per ca

2

en de selectiviteit van zilverkatalysatoren is vr1J

goed reproduceerbaar en vrijwel onafhankelijk van de bereidingswijze van de

katalysator. Verschillende kristallografische vlakken van

·

zilver geven

nauwe-lijks enig verschil in selectiviteit en activiteit te zien, iets wat in vele

andere gevallen van katalyse niet wordt gevonden. De reden is waarschijnlijk

dat door de reactie zelf rekri.tallisatie

VaD

het zilver-oppervlak optreedt,

waardoor er wederom een eveuwichts-vlakken-expositie ontstaat.

Bij toepassing van gewoon zilver is de selectiviteit voor etheenoxide

slechts 40%. Pa. bij toevoeging van moderatoren zoals het electronegatieve

chloor, broom of zwavel neemt de selectiviteit toe tot 80%, en deze waarde

-- 74

-is tot nu toe niet overschreden. Toevoegen van teveel moderatoren -is schade-lijk voor de activiteit; kenneschade-lijk moet een flink deel van het oppervlak

(ca. 90%) beschikbaar blijven voor d~ reactie. Een mogelijke verklaring voor de werking van de moderator (niet de enige) is, dat deze zeer actieve plaat-sen op het oppervlak bezet welke aanleiding geven tot totale doorverbranding van etheen.

3.5.2. Het mechanisme van de epo=idatie.

Hoe moeten wij ons het verloop van de katalytische epoxidatie in elemen-taire reactiestappen voorstellen?

Worbs (Worbs, dissertatie T.R. Breslau, 1942) heeft reeds in 1942 een mecha-nisme opgesteld dat in grote lijnen nog steeds zijn geldigheid heeft behouden. Hij stelt dat een merkwaardige eigenschap van het zilver-oppervlak is dat het zuurstof zowel in atomaire als in moleculaire vorm aan het oppervlak kan adsor-beren. De moleculair geadsorbeerde zuurstof is verancwoordelijk voor de epoxi-datie-activiteit: + Ag0 2 d ,a s 4AgO d _{a s} -+ C2H4 d _{,a s} + 2CO + _Ag02,adS + 2C02 + Ag (3-61 ) (3-62) (3-63) (3-64)

Stap (3-62) moet vier maal verlopen, wil stap (3-63) éénmaal kunnen verlo-pen. Dat wil ze"en dat minstens 'én op de vijf etheen moleculen volledige door-oxiclatie tOl: CO en R

20 moet onderga-an, d.w.z. dat de selecti.-vit-eit voor etheenoxide nooit groter dan 80% zal kunnen zijn. Inderdaad heeft men nooit hogere .electiviteiten dan 80% waargenomen.

Indien men dit mechaniSDe aanhangt, dan neemt men aan dat de door-oxidatie tot CO, CO₂ en R

20 alleen kan plaatsvinden door zuurstof die atomair geadsor-beerd is en ontstaan is uit moleculair geadsorgeadsor-beerde zuurstof. De atomair geadsorbeerde zuurstof die reeds aanwezig was kan dan dus geen doorverbran-ding geven. Dit is alleen denkbaar indien deze laatste zuurstof zeer sterk chemisch gebonden is, of indien de adsorptieplaatsen voor deze zuurstof bezet zijn door de moderator.

75

-Nu is gevonden (J.J.F. Scholten c.s., J. Catal., 28, 209, 1973), dat

uit-3

gaande van lachgas, N

20, 0,2 cm zuurstof per vierkante meter zilver wordt geadsorbeerd, terwijl de chemosorptie van zuurstof uitgaande van 02 resul-teerde in een adsorptie van 0,27 cm3 per m2. Wij ve.rklaarden dit door aan te nemen dat lachgasadsorptie alleen geadsorbeerde atomen geeft en zuurstofad-sorptie zowel geadsorbeerde atomen als moleculen.

In overeenstemming met deze interpretatie en met het mechanisme van Worbs, werd door Herzog (Ber. Dunsenges. Phys. Chem., ~, 216, 1970), gevonden dat epoxidatie van etheen me·t lachgas Lp.v. met zuurstof, niet of nauwelijks op-treedt.

Een nadere bevestiging en precisering van het mechanisme van Worbs volgt uit het werk van P.A. Kilty c.s. (Proc. Sth Int. Congress on Catalysis, 1972, North Holland Publ. Co., Amsterdam 1973, pag. 929), die onder ande~e gebruik maakten van de I.R. techniek. Door toepassing van uiterst dunne katalysator

tabletten (deeltjes van het dragermateriaal zijn kleiner dan de golflengte van het I.R. licht, en de metaaldeeltjes op de drager hebben een doorsnede van 10 nm of kleiner) is het mogelijk een I.R. spectrum van gechemisorbeerde moleculen, atomen, en reactie-intermediairen te verkrijgen.

Voor Ag/Si0₂ en Ag/y-Al

203 monsters werd na adsorptie van zuurstof gevolgd door adsorptie van ethyleen bij 9SoC, een infraroodband gevonden bij 870 cm-I. Deze band is ongeveer op dezelfde plaats gesitueerd als de zuurstof-zuurstof vibratieband in de organische peroxide groep.

Op

grond hiervan werd het bestaan van een geadsorbeerd intermediair op het zilveroppervlak aangenomen met de structuur H

2C-CH2

-O-O-Ag.

De infraroodbanden behorende bij de "stretching" en "bending" bewegingen van de CB

2-groepen werden eveneens waargenomen. Verhit-ting van het monster tot IIOoC deed een nieuw I.R. spectrum ontstaan dat ge-lijk was aan bet spectru. van geadsorbeerd ethyleenoxide op gereduceerd zilver. Kennelijk is het vaargenomen oppervlakte-intermediair een "rrecursor" van de vorming van ethyleeaoxide.

Wordt het

exper~t

uitgevoerd met 1802 i.p.v. gewone zuurstof, dan ligt de zuurstof vibratieband bij 848 cm-I, waaruit volgt dat het inderdaad een zuurstofvibratie betreft. Adsorptie van een eveDWichtsmengsel één 16°

2 op

16 18 éê 18 d ' h 1 b·· 9SoC

twee ° ° op n 02' wederom gevolgd door a lorpt1e van et y een 1J ,

geeft vibratiebanden te zien bij resp. 870 cm-I, 859 cm-I en 848 cm-I in de intenliteitsverhouding 1:2:1. Hieruit volst dat inderdaad twee zuurstofatomen bij de vibratie zijn betrokken. Adsorptie van een niet-geëquilibreerd mengsel

16°

2 - 18°2 gevolgd door adsorptie van ethyleen bij 95

0

C geeft alleen de banden bij 870 cm- I en bij 848 cm- I te zien. Hieruit volst dat twee zuurstofatomen afkomstig uit hetzelfde zuurstofmolecuul tot de vorming van het geadsorbeerde

5

t.,1

76

-reactie-intermediair bijdroegen. Bovenstaande LR. waarnemingen bevestigen

dus het Worbs mechanisme.

De waarnemingen van Kilty c.s. over de invloed van adsorptie van de

mode-rator Cl op de zuurstofadsorptie zijn eveneens interessant. Fig. 3-1 geeft de invloed van pré-adsorptie van chloor op de uitgebreidheid van de niet-geacti-veerde atomaire vorm van zuurstofadsorptie, en tevens op de geactiniet-geacti-veerde vorm

van zuurstofadsorpcie.

18 Z

Hoeveelheid

0z

geadsorbeerd, 10 acomen/m 4 ~ __ ~ • • ~.~ _{___ .a-____} ~.~~

•

'.

\

t

_•

I I _{l 4}

_s

,

...

Hoeveelheid geadsorbeerde chloor, 10 18 atamen/mZ

_•

Figuuzo 3-1.

COl'f'eLatie tussen

_a..

_{hoeveeLn..i.d vooraf geadsorbeel'dtz}

_chZoor~

m

a..

hoeveeL-heid zuurstof die niet-geactiveerd

ro)~

m

_{geactiveerd r.)}

_wordt

_{geadsorbeerd.}

Wij zien uit de figuur dat de adsorptie van 'in c:hloo1"atoom d. adsorptie

van

'h

_{niet-geactiveerd geadsorbeerd zuurstofatoom voorkomt. Pas na adsorptie}

van 3 x 1018 _{atomen Cl per m2 is er ook invloed op de andere vorm van}

zuur-sbofadsorptie, maar nu verhinderd

,én

_{chlooratoom de adsorptie van twee} zuur-stofatomen. Dit is in overeenstemming met de ervaring dat een te grote hoe-veelheid moderator op het oppervlak ongewenst is; de geactiveerde adsorptie

(OZ,ads) wordt dan ook onderdrukt.

3. S. 3. Epo::idatie van propeen over ziLver.

In tegenstelling met de epoxidatie van ethyleen verloopt de epoxidatie van

propeen over zilver met een zeer laag rendement. Er is hoofdzakelijk

doorver-branding tot CO,

COZ

_{en HZO, en als bijprOduct vindt men acroleine. De}

Bijlaae 6.2.1.2 Balansen voor de buisberekening.

Voor het berekenen vOlgende balansen buiscompartimentje weergegeven.

van de reactor buis worden de opgesteld over een klein dat hiernaast schematisch is

Aannamen:

-een relatief smalle reactorbuis (2

<

dtl.

<

5 cm) -propstroom met superficie'i~ snelheid u

-geen gradiënten in radiale richting wegens zeer turbulente stroming (voor een superficiële gassnelheid van 1.5-2 mis geeft dit een Reynolds getal van ca.

-voor de proces toestand in de buis wordt evenwicht verondersteld, geen veranderingen door wijzigende katalysatoractiviteit, ingaande gassamenstelling, warmteoverdracht, drukval etc.

-Balans voor EO:

Algemeen geldt: uit = in + produktie - ophoping. Met de laatste aanname kan de ophopings term

=

0 worden verondersteld. Blijven over:

Uit

=

In + Produktie

u * S * (EO] uit

=

U * S * [EO] 1 n + RE 0 • S • h

Dit is te herleiden tot:

.tEOl =

RI:

0

h

u

Voor een zeer kleine h is dit te herschrijven naar een differentiaal (h dz, [EO] dCEO) .

Q..Ç,a • dz waarin: • &1:0 U REO

= 70.2

*

exp(-7200/T)

*

~b.d • [02]

-Balans voor COa

[mol/m3 _s]

Analoog aan het bovenstaande is voor de omzetting van etheen naar COa en water af te leiden:

Uit

u·S* [COa]u 1 t

=

u*S* [COa] 1 n + Reo 2*h*S

en voor kleine h:

dCc 0 2

=

Re

0 2 dz U waarin: RQo2

=

49.4 * 103 [mol/m3 _sJ * exp ( -10800/ T ) *

eb. d

* [02] -Balans voor 02

De balans voor 02 kan op dezelfde manier als bovenstaand worden afgeleid. Aangezien 02 alleen door de hierboven gegeven reacties wordt verbruikt, kan aan de hand van de stoecchiometrie worden gesteld:

dCo2 dz

=

-1/2*dCEO dz - 3/2*dCco2 dz

Op dezelfde manier kan ook voor de andere komponenten een balans worden opgesteld uit de bovenste 2 kinetiekvergelijkingen, maar deze komponenten spelen geen rol in het kinetiekmodel.

-De warmtebalans

Analoog aan de opstelling van de massabalansen kan ook een temperatuurbalans worden opgesteld. Hiervoor gelden dezelfde aannamen met betrekking tot de ophopingsterm als hierboven. De bij de reaktie vrijgekomen warmte wordt gedeeltelijk afgevoerd via de buiswand, en gedeeltelijk meegevoer via het gas.

Uit In + Produktie

+ U*A*(T-Tc) s u*S~Cp*Tl. +

(119*103_{*REO +} 1~24*103*2/3*Rcoa)*S*h

met S • 1/4*pi*dtl _{en A}

=

_{h*pi*dt en produktietermen REO} en ~OI' vermenigvuld-igd met de reacti.ewarmten in J /mol.

Na' enig omschrijven als differentiaal:

~ • -4*U *(T-Tc) + (119*103 _{*REo + 1324*lQ3*Rcoal}

dz dt* *cp *u u* *cp

-De druk

die op zichzelf al Er is over het bed drukval,

belangrijk is bij het circuleren maar bovendien de concentraties beinvloedt, en invloed heeft op de de numerieke oplossing is hiervoor de ideale gaswet.

van het gasmengsel, van de reactanten gassnelheid u. Voor gebruik gemaakt van

Hiervoor dient dus gecorrigeerd te worden. De berekening van de drukval is te vinden in bijlage

Aangezien gestreefd wordt naar een EO-percentage in het uitgaande gas van ca. 1.5

%,

betekent dit dat de

drukval wegens

stoecchiometrie 0,75

%

bedraagt. Op een

totaaldruk

van

20

bar

(2*10

6

_Pa)

_{betekent dit een}

drukval

van

15000

Pa,

wat

veel

lager

is dan

een

gebruikelijke drukval over het reaktor bed van ca.

2 bar

10

Symbolen

CC02, CEO, C02, [EO], [COa],[Oa]:

REO Reo a h,dz dt U Pbed

~:t

S A U T Tc P

Concentraties van de verschillende componenten [mol/m3 ]

EO-vorming (de produktraektie [mol/m3_s]

COa-vorming (de parallelraktie) hoogte buiscompartimentje

buisdiameter (binnen) superficiele gassnelheid

dichtheid katalysatorbed (4mm bolletjes] dichtheid gas warmtecapaciteit gas doorsnede buis oppervlakte buis warmteoverdrachtscoefficient binnenbuiswand Temperatuur gas Temperatuur koelmedium druk "

[m]

[m] [mis] [kg/m3 ] [kg/m3 ] (J/kgK] [ma] [ma] [W/ma K]

(Kl

[Kl

[Pal

Bijlage 6.2.1.3 Oe numerieke oplossing vaar de

reaktorberekening.

Vaar het beschrijven van de reactorbuis is gebruik gemaakt van de in de vorige paragraaf opgestelde balansen voor EO, CO2 , O2 , warmte. Om de drukval mee te

kunnen nemen bij de berekening is deze ook als een differentiaal vergelijking in de numerieke procedure meegenomen.

Het zo onstane stelsel differentiaalvergelijkingen is opgelost met behulp van een numerieke routine van de Numerical Tooibox van Borland inc. in de taal Turbo-Pascal ( gedeponeerde handelsmerken). De routine lost het stelsel op volgens de methode van Aunie-Kutta, hier voor 5 1ste orde differentiaalvergelijkinien die onderlini iekoppeld zijn.

Aaniezien de struktuur van de numerieke routine ieheel open is konden onvolkomenheden tijdens het draaien van het proiramma snel worden oPielost. Bij het invullen van de differentieaal verielijkinien is rekenini gehouden met de op iedere plaats in de reaktorbuis verschillende druk en temperatuur en gassnelheid.

Een l i s t i n i bijlage 6.2.1 .4

van het proiramm. is weerieieven in

Ter inza.ge wegens Copyright Borland i.nc.

~

2

8ijlc!Q:e 6.2.2.1.

Orukv81 berekenini, m.b.v. Perry

[r-çl

2* fm*L * ( ~p Op* io * (j~,.n\* ~ ~

f

Op- 6(1-1)/(/.*8)= G= u*Ro=

r8,

Oe; . J -j

,

!,NP ..

,J,af

NRe- Op*G/u 7 L- 19, Sm -l Op· ~,O'tfo m n-

I.Jf

r

1,

r."

lP .:&

f m₌

~"",~d\f'cfiil'

..

re-U.

1.V'!J&li"'3

t

fa.dc,. :

l

Ro"/I,14Ki,/m3 o,j go= 1. b8r ~ (&tP:

',/8",!t

~f.

:

3"''''

e

''''9ft

f#coc..fo.t-

",r~

- - -

-BIJLAGE 6.2.2.2

,

Drukvel

berekenin, ever de

r •• eter m.b.v. de Er,on

v.ra.lijkin,

In Catalytic Reactor Design [11] staat een relatie buis, de Ergon voor de druk val in een gepakte

vergelijking:

1

+ 1 , ?5* 1 D-e*c 1-

p

*G*u ...

IC

l3*dp )

J

Z- hoogte van het reactorbed

ga-u ...

*

f

kgl smz

r-

fractie vrije ruimte, dimensieloos.

~- viscositeit, kg/(m*s)

um

=

superficiële fluidum

oppervlak van een

reactorbuis, gemeten bij een tussen ingang en uitgang , mis

snelheid gebaseerd op dwarsdoorsnede van een gemiddelde druk

dp = effectieve deeltjes grootte van de katalysator, mZ

dp-Ao*Z*(

1-p

IS ..

A.- oppervlakte van de dwarsdoorsnede van een lege reactorbuis, mZ

U· superficiële fluidum snelheid gebaseerd op een lege

reactor, mis

1'-

dichtheid van het medium, Kg/m3

St-oppervlakte van de katalysator in een buis, mZ

De bovenstaande formule is uitgerekend voor een zestal reactoren. Deze zes reactoren beslaan de reactor alternatieven 1 tlm 12 (bijlage 6.4.1) Bij de berekening is geen rekening gehouden met de compressibiliteit van het gas, het variëren van het aantal moleculen en het veranderen van de temperatuur over de reactor .

1L

A reoctorbuis diometer katalysator void Oppervlekte kotolysotor d'" superficiële ~assnelheid

Drukvol per meter wordt 8 reactor buis diameter

katolysetor void

Oppervlakte katalysator d'"

superficiële iassnelheid Drukvol per meter wordt

Creactorbuis diometer katalysator void ;50mm : 5.5mm cilindertje : 0,623 per m3 _{:891 m}Z 2,539*10-3_m 1,64 mis 0,35 bar/m :50mm 4,Omm bolletjes 0,403 per m3 _{:891 m}2 4,0*10-3_m 1,64 mis 1 ,44 ber/m 35mm 7,5mm 0,737 cilindertjes oppervlakte d", katalysetor per m3 _{: 596 m}2 superficiële iassnelheid : 2,648*10-3 _m 1 ,64 mi s

drukvel per meter wordt

o

reectorbuis diameter katalysator void 0,140 ber/m 50mm 9,Omm cilindertjes 0,767 oppervlek katalysetor d", per m3 _{: 518 m}2 superficiële iassnelheid druk vel per meter wordt

Ereactorbuis diameter katalysator void 2,699*10-3 _m 1 ,64 mi s 0,109 bar/m 50mm 7,5mm cilindertjes 0,718

oppervlak katalyse tor per m3 _{: 638 m}2

., . d ..

.up.r~iciele iassnelheid

druk val per meter

F reactorbuis diameter katalyse tor void 2,648*10-3 _m 1,64 mis 0,162 bar/m 50mm 9,Omm cilindertjes 0,767

oppervlekte katalysetor per m3 _{: 518 m2}

dp 2,699*10-3 m

superficiële iassnelheid 2,00 mis

BIJLAGE 6.2.2.3 NAUWKEURIGE DRUK VAL BEREKENING OVER DE REACTOR

In het optimalisatie proces is gerekend met een serie drukvallen bepaald met behulp van de Ergon vergelijking [11]. In tegenstelling tot die berekende drukvallen wordt in de nauwkeurige berekenings methode (ook met de Ergon vergelijking), rekening gehouden met de variaties in aantal moleculen, druk en temperatuur. Deze variaties hebben invloed op de supperficiële gassnelheid.

Reactor: lengte

reactorbuis diameter aantal buizen

aantal molen ingang aantal malen uitgang

druk ingang van de reactor

19,5m : 50mm 4600 ?105 ?050 20*10+15

Nim-Om een meer nauwkeurige druk val te bepalen zal de reactor in vier segmenten van 5 meter worden opgedeeld (reactor wordt voorlopig op 20 meter gesteld). In het midden van ieder deel zal de temperatuur op grond van reactor 12 (bijlage 6.4.1) worden worden ingevoerd. Ook het aantal molen in ieder segment wordt bepaald. Verondersteld wordt dat dit lineair over de reactor verloopt.

De druk val in een segment wordt bepaald met de Ergon vergelijking (bijlage 6.2.2.2) Voor de superficiële gassnelheid wordt de plaatselijke genomen, bepaald aan de hand van de druk val uit eventuele voorgaande segmenten.Oe Ergon vergelijking is voor de hierboven beschreven reactor, te herschrijven tot de volgende vorm.

um-superficiële gassnelheid, mis

Z- lengte van de te beschouwen reactor pijp

SEGMENT n-?096 R-a,314 T-4?? K P- 19,? bar P*V-n*R*T

--->

V"14,29 mO!J/s

4600 buizen van 50mm hebben een dwarsdoorsnede van 9,03

m2

, r

A= 9,03 m:2

Um= V/A ===>

Drukval per meter van het eerste seament bar/meter 0, 101 SEGMENT 2 n-7084,4 T=494 K p-19,24 bar Va 15,18 m3 _/s um"1,69 mi!

drukval per meter van het tweede seament

SEGMENT 3 n-7070 T:a498 K P-18,64 bar V=15,7 m3 _/m um-1,74 mi!

druk val per meter van het derde seament SEGMENT 4 n-7057 T-496 K P-18,0 barlm V-16,16 m3 um-1,?9 mis 0,114 bar/m 0,122 barlm

drukval par meter van het vierda seamant : 0,12? barlm

o.

aam1-ddalde dr-uk va 1 per meter bedraaat 0, 116 bar. Drukvel ovar de 19,50 meter lanae reactor: 2,26 bar

o.

laaaste super~iciële aassnelheid badraaat 1,582

mi.,

d. hooaste bedraaat 1,79 mis. Oa 8upar~iciäle aas snelheid van de reactor aedraaat 1,68 mis. De drukval

bepaald op arond van de eenvoudiaer berekanina_ mathode

aee~t een drukval van 2,22 bar. De drukval bepaald met behulp van de nauwkeuriaer methode bedraaat 2,26 bar. Dit is een a~wijkina van van ruim 2% Oa voor de optimalisatie aebruikte druk vallen bij andere

super~iciële snelheden zullen dus ook niet veel van de naukeuriaer methode a~wijken.

eULA6E b.2.'3.2.

Berekening fractie vrije ruimte gepakt bed, holle cilinders.

het deeltje; di = O.OO?m da '"' 0.009m db = 0 .050m Eh

=

[ O. OO? J2 =

=

0.605 0.009

bed + wand voor volle cilinders;

Evz

=

0.298 + _{0.619 *} [ ddab ] [ 0.009 ] Evz

=

0.298 + 0.619 * '"' 0.409 0.050 Eb" - (1 - E v z) *( 1 - Eh) .. 1 - (1-0.409)*( 1-0.605) = 0.?6? da < 0.52 db 0.009 .. 0.18 0.050

berekenina fractie vrije ruimte aepakt bed, koaeltjes dk .. 0.004m Ek

=

0.3?5 + _{0.34 *} [ ddbk ] 0.004 Ek .. 0.3?5 + 0.34 *[

J-

0.402 0.050

berekenina oppervlakte verhoud in a aepakte bedden volume 9mm cilinder 2.2619.10-?m3

oppervlak 5.026S.10-4m2

volume 4mm koaeltje 3.3510.10-8m3

oppervlak 5.0265.10-5m2

voltI • • van de buis 0.0383m3

het volume dat een cilindertje in het bed inneemt; 2.2619.10-?

- 9. ?O?? 1 O-? ( 1-0. ?6?)

het volume dat een koaeltje in het bed inneemt; 3.3510.10-8

- 5.6036.10-8 ( 1-0.402)

het aantal cilinders dat in een buis zit; 0.0383

39454 9. ?O?? . , O-?

het aantal kogels dat in een buis zit;

0.0383

=

683490

5.6036. 10-8

het catalysator oppervlak in een buis met cilinders;

39454

*

5.0265.10-4 - 19.83m2

het catalysator oppervlak in een buis met kogeltjes;

683490

*

5.0265.10-5 - 34.36m2

de verhouding voor het kinetiek model; 19.83

.. 0.58 34.36

BIJLA(:,E b.'2 .3.3

Berekeningen bij de koeling van de reactor.

1 de hoeveelheid af te voeren warmte; selectiviteit .. 0.803 conversie - 0.100 warmte reactie warmte reactie 2 119 kj/mol 1323 kj/mol 131.68 mol Etheen omgezet

131.68

*

0.803 - 105.8? mol ( reactie 1 ) 25.81 mol ( reactie 2 ) 105.8?

*

119 - 12599 kj 25.81

*

1323 - 34142 kj + 46?41 kj per reactor ; 233?1 kj gas expansie ; dW - pdV

v,

= 13.08 m3 V2 = 16.30 m3 dV

=

16.30 - 13.08 - 3.22 m3 p .. 19.10!S Pa pdV - 19.10!S

*

3.22

=

6118 kj per reactor ; 3059 kj opwarmen gas ; Q .. m

*

cp

*

dT m .. 1?8.6 ka/s cp = 1.8?8 kJ/ka. K dT = 52.3 K Q - 1.8?8

*

1?8.6

*

52.3 - 1?542 kj per reactor ; 8??0 kj d • •• r.t. 3.5m van de reaotor;

concentrati. ,'>ot. ~ ~

CO.

=

0.000554?

con~rati. EO - 0.00159?8

-~::~

reactor in ?103 mol aa9

reactor uit ?050 mol aas

'~';~1. 3.5

ho.~lh.id

aa.

op 3.5m; ?103 -

*

53 - ?094 mol aas (lineair) 20

mol CO.; ?094

*

0.000554?.. 3.94 mol

mol EO ; ?094

*

0.00159?8 - 11.33 mol (selectiviteit - 85%)

reactie warmte; 0.5

*

3.94

*

1323 - 2606 kj

11.33

*

119 - 1348 kj +

3954 kJ

3.5

I~

dit is per reactor 19?? kJ

totale drukvalj 2.4 bar _{drukval na 3.5m}

_*

_{2.4 =0.43}

20

2J

7094

*

8.31

*

484 VO 13.08 V3.5 14.57m3 19.57.10e dV ~ 14.57 - 13.08 = 1.49 dW

=

pdV

=

19.8. 10 e

*

1.49

=

2950 kJ dit is per reactor 1475 kJ

het ges op te wermen tot 484K kostj

m

*

Cp

*

dT - 178.6

*

1.878

*

41

=

13752 kJ dit is per reactor 6876 kJ

opgenomen wermtej 6876 + 1475 - 8351 kJ

reectie wermtej 197? kJ

toe te voeren wermte (condensetie stoom)

6374 kJ

de toegevoerde wermtej Q - ku

*

A

*

dT

A a pi

*

0.05

*

2300

*

3.5 - 1391mR

dT

=

17 (deze is iets minder dan de gemiddelde 20.5 door het bolle temperetuurpro~iel, dT1 " bestaat niet o~dat dTm~"

=

0)

ku - 278 J/m2_K

Q - 0.2?8

*

1391

*

17 - 6573 kJ

Oe 6573 kJ komt goed overeen met de 63?4 kJ.

3.5m 16m totael

reectie wermte 1977 21394 23371

dW gas -1475 -1584 -3059

dT ges -68?6 -1894 -8770

Q wend 6374 -17916 - 11542

tebel 1. wermte belens ven een reector. hoeveelheden stoom;

verdempingswermte weter bij 484K en 20 ber 1890 kJ/kg 6374

in d • . •• r.te 3.5m wordt

::/--r ....

in _tI!~onder.t. 16m wordt

~-;f tot-..,.toom produktie 9.4?~~ 3.3?2 - 6.10? kg 1890 17916 1890 - 3.3?2 kg gecondenseerd. a 9.4?9 kg gevormd.

minimeel 80 messeprocent weter in het kokende weter. 9.479 - 20"

37.916 - 80"

er moet minimeel 38 liter weter met het komen boven in de reector.

geszijde wermte overdrecht j

I - 0.009 m d.

=

0.009 m

d~ - O.OO? m

1 1 di d~ [ie 0.5+( - » ) + ie 0.5+( - ) )

_*

( _ ) 2]

_*

_d. da di da 1 di :: ₀ < < 0.75 da da di = 0.7?? da 0.009 0.009 0.007 d~

=

[ HO.5 + ) _{+ -IC 0 . 5 + ( )) * ( )} 12 ]

*

0.009

=

0.009 0.007 0.009 d~ = 0.0183 u

*

Pa

=

lambda 1.64* 12.00 * 1878 * 0.0183 Pa ,.. 0.052

o

Ca ~ 2.3 + 0.0002

*

(_

-

2)3 da 0.050 ,.. 1.3.10" Ca ~ 2.3 + 0.0002 * ( - 2)3 ,.. 2.31 0.009

o

1/3 Cb 1 .06 * ( - - 2) "'" 1.62 da Pa"

=

_*

_Pe E

*

(Ce + 1) 2.31 + (1.62+2) /2 Pe* - * 1.3.104 - 2.1.104 0.?6?

*

(2.31 + 1) vi.c. * Cp 1 .95. 10-1S _{* 18?8} Pr

-

~

-

_0.?04 lembde 0.052 1 *V 0.194 0.34.10-" Nup

=

* Pe"'12 ₊ (NU_p ) 1 / 1 S _{(Nu .. ) 11/3} * 4/ 0.34.10-" ( "8"') 3

LI

Nu", ::a _{* \ / 0.194 * 2.1.10" +}

*

_{(2. 1 . 10")} 3 ( 0 • ?04) , / IS _(0.?04)1I/3 Nu", = 15?

o

de > 5 Cd .. 0.8

* [

1 + 3.5

*

] da

_o

22

0.009 Cd 0 .8

*

(1 + 3.5 1 .304 0.050 dr ,. _6.25.10-s 0 .04

*

_{5.??5 [ 493}

]

6.25.10-3 Nu ... = 2/0.3

-

1 100 0.032 = 0.59

c[

1

-

€ J1.1 _{[ 1} - 0.?6? 8 - - 2.5

*

€ _0.?6?

J

1. 1 - 0.6?

Às'"

490 .. 9423

À.f

0.052

Àf

0.052 8ir

=

_{Nu ...}

*

₌

_0.59

_*

: ₀ ~~

..

490 - 13

r

L

1 .304

*

15? + n[ 6 .5 - 1]

*

[1 - _{- - - ] + 0.5]} (1.304

*

15?) 1.13 vermaniavuldiad mat 30

*

21 1 + 2 . 1 . 104

*

o.

_OS Nuw - 13? 13.'2.

*

0.0.52 aw _. • 389 W/mRI( -~

.

18.3.10-:' 0.055 [ 0.050 1 -+0.0001?6 389 ku - 256 W/mRI( ki - 2?8 W/mlill( 1 ] + 0.0551n(0.055/0.050) + 2

*

61 + 0.00352 1882

Berekening van de uitwendige warmte overdrachtscoeff. Gl ,. 3600 W/m2 p

=

20 bar pc

=

220.5 bar Fp 1 .8

r

p

L

pc Fp .. 1.44 1 O. 17

J

+ 4

r

p 1 10 10

l

pc

J

anb .. 0.104

* (

pc )0.e8( Gl )o.?

*

Fp

/4

REACTOR ALTERNATIEF

INVOER

Ob- buis di~meter, mm d- deeltjes grootte, mm

um

=

superficiële iassnelheid, mis

Tin~iniani9 temperatuur van het ias, K

Tk- uitg~ngs temper~tuur v~n het g~s, K

ÄP= drukval/meter, bar/m

BIJLAGE 6.3

A'= oppervlakte van de katalisator per m3 , m-'

U- w~rmte overdr~chts coëficient betrokken op het inwendige v~n de buis, W/(mz*K)

T=

fractie vrije ruimte UITVOER

s~ selectiviteit

L- lengte v~n re~ctor die voldoende produktie geeft, m

drukv~l- tot~le drukv~l over de re~ctor, b~r

Or- di~meter re~ctor indien de tot~le produktie wordt

verkregen door inzet v~n twee re~ctoren, m Nb- het ~~nt~l buizen per re~ctor

REACTOR ALTERNATIEF Ob- 35mm d- 7,5mm Um

=

1,64 m/9 Tin- 463 K Tk- 485 K

6P-

0.14 bar/m A'- 596 m-' U

-

293 W/C mZ*K)

l -

0.737 s- 0,794 L- 10,5 m drukval- 3,69 bar Or- 3,59m Nb- 4694 REACTOR ALTERNATIEF 2 '~l: :.,. 4 O~ 50 mm c;l9.It-~ _{?,S milt} u-... ~ t,64 mis Tin- 463 K Tk- 485 K AP- 0,162 bar/m A'- 638 m-' U- 312 W/( mZ*K)

l-

0,?18 s- 0,797 L- 14,5 m Orukval- 2,35 bar Or- 3,46 Nb- 2300

REACTOR ALTERNATIEF 3 Db- 50 mm d- 9 mm , um

=

2,00 m/s Tin- 485 K Tk- 485 K AP- 0,161 bar/m A'- 518 m-1 Ua 371 W/(ma*K)

1""

0,767

s- niet voldoende produktie geh~~ld

L> 20 m drukv~l- b~r Dr- 3,14 Nb- 1886 REACTOR ALTERNATIEF 4 Db- 50 mm d- 9 mm um

=

2,00 m/ s Tin-485 K Tk- 490 K IJP- 0, 161 b~r/m A' - 518

m-'

U- 371 W/(m2_*K)

1""

0,767 s- 0,79 La 20 m drukv~l- 3,22 b~r Dr-3,14m Nb- 1886 Productie- .0148 EO (i.p.v. 0,015) REACTOR ALTERNATIEF 5 Db- 50 mm d- 9 mm u .. - 2,00 mIs : Tin- 485 K -; Til- 492 K AP'· 0, 161 b~r/m ft'- 518

m-'

u-

31? W/(m2_*K)

T-

0,?6? s- 0,783 L- 18,5 m drukv~l- 2,98 b~r Or- 3, 14 m Nb- 1886 REACTOR ALTERNATIEF 6 Ob- 50 mm - - - -- - - .

Lb

d- g mm Um= 2,00 mis Tin: 453 K Tk" 495 K .óp- 0,109 bor/m A'- 518 m-1

u-

317 W/(mlZ*K)

1-

0,767 9- 0,776 L- 17,5 m drukvol-2,82 bor Or: 3,14 Nb- 1886 REACTOR ALTERNATIEF 7 Db- 50 mm d- 9 mm um

=

1 ,64 m/s Tin- 463 K Tk= 480 K

AP-

0,109 bor/m A'- 518 m-1

u-

296 W/(mlZ*K)

)-

0,767

9 - niet voldoende produktie iehoold

L> 20 m

druk vol> 2 bor Dr- 3,46 m Nb- 2300 REACTOR ALTERNATIEF 8 Db- 50 mm d- 9 mm Um - 1,64 mis Tin- 463 K Tk- 490

K

NJ- 0,109 ber/m

A' -

518

m-'

u-

296 W/(m-*K) ~ 0.767 . - 0.780 L,- 14 m druhvel- 1,53 bor Dr- 3,46 m Nb- 2300 REACTOR ALTERNATIEF 9 Db- 50 mm 9 mm 1,64 mis 463 K 485 K 0,109 bor/m

A'= 518 m- 1

u

-

296 W/(m2 _*K)

T

=

0,767 s- 0,802 L- 18,5 m drukval- 2,02 bar Dr- 3,46 m Nb- 2300 REACTOR ALTERNATIEF 10 Db- 50 mm d- 9 mm Um

=

1 ,64 m/9 Tin· 485 K Tk- 485 K 6P- 0, 109 bar/m A'- 518 m-'

u-

296 W/(mlZ*K)

1-

0,767 S· 0,798 L- 16,5 m drukvel- 1,80 bar Dr-3,46 m Nb- 2300 REACTOR ALTERNATIEF 11 Ob- 50 mm d- 9 mm Um

=

1 ,64 m/9 Tin- 485 K Tk- 492 K AP- bar/m A'- 518 m-'

u-

296 W/CmlZ*K)

1"

0,767 .-0,708 L- 19,5

m

drukval- 2,12 bar Or- 3,46 m

Nb-

2300 REACTOR ALTERNATIEF Db- 50 mm d- 9 mm U",= 1,64 _m/9 Tin- 443 K Tk- 485 K .dP- 0,109 bar/m A'- 518 m-'

u-

296 W/CmZ*K)

1-

0,767 12

1.

s- 0,804 L- 19,5 m drukvola _{2,12 bar} Or- 3,46 m Nb- 2300 REACTOR ALTERNATIEF 13 DEFINITIEVE REACTOR KOELI"G Db= 50 mm d- 9 mm U m

=

1 ,68 mis Tin" 443 K Tk- 484 K AP- 0, 115 ber/m A'- 518 m-' U- 278 W/C m2*K)

1-

0,767 5- 0,802 L- 19,5 m drukval- 2.26 bar Or- 3,46 m Nb- 2300

•

BIJLAGE 6.4.1.1

HET MASSABALANS-PROGRAMMA

SYMBOLENLIJST BIJ HET MASSABALANS-PAOGAAMMA

SYMBOOL A AF AFVTDT ANT AAN AAAFV AATOEV B BEG C CON CDABSPA CDAFV CDNPA CONV COPA COPAOo DUM11 oUMH2010

E'

EAFY E,PR EPAOO ETOEV EVEABA EO' EOABSPA BETEKENIS

Dummy constente (A-O). A-fvoer.

Toteal uit de reectorsectie e-faevoerde component.

Antwoord op de vreea (yin). De eraonstroom in leidina

N

De uit de reectorsactie e-f-aevoerde hoeveelheid eraon. De een de reectorsectie toe-gevoerde hoeveelheid eraon. Dummy veriebele.

Lebel.

Dummy veriebele.

De CO.-stroom in leidina , . Het rendement ven de CO. ebsorber.

De toteel uit de reector-sectie e-fgevoerde hoeveel-heid CO •.

De concentretie ven CO. in leidina

N.

De conversie (op besis ven etheen) .

De molverhoudina; aeeb80r-beerde CO./oplosmiddel. De in de reectorsectie ae-produceerde hoeveelheid CO. Dummy veriebele voor TOT11 De waterstroom in leidina

10.

De etheen-stroom in leidina

I.

De uit de re~tor.ectie ef-aevoerde hoevealheid etheen De concentretie eth.en in leidina , . De in de reactorsectie "ae-produceerde" hoeveelheid etheen; De aen de reactor.ectie toeaevoerde hoeveelheid etheen. oa in de reector verbruikte hoeveelheid etheen. De etheen-oxide-stroom in leidina

N.

Het rendement ven de EO- eb-sorber. I EENHEID molls kal s molls kal s molls kal s

,

,

, ,

,

,

, ,

mollmol mollmol molls kalSi

,

,

, ,

,

,

, ,

mollmol mol/. kal s

,

,

, ,

,

,

DIMENSIE

T-1

MT-1

T-1

MT-1

T-1

MT-1

,

,

,

,

, ,

, ,

T-1

MT-1

, ,

,

,

,

,

, ,

T-1

MT-1

, ,

,

,

,

,

30

vervolg SY M BOLEN LIJST MASSA BALANS- PROGRAMMA

EOAFV EODUM10 EONPA EOPAOD EOPAOOTOT GLN GLAFV GL10e GLPEA GLNPA GLPA GLPA9 GLPAOO H HAR

I

HAREO HAA8L' HCOI HCOEO HCOGLN HEN

Oe uit de reectorsectie e~­

gevoerde hoeveelheid etheen-oxide.

Dummy veriebele voor E010 De concentretie etheen-oxide in leiding

N.

De in de reector geprodu-ceerde hoeveelheid etheen-oxide.

Oe in de totele reector-sectie geproduceerde hoe-veelheid etheen-oxide. Oe glycolstroom (MEG) in leiding

N.

Oe uit de reectorsectie e~­

gevoerde hoeveelheid MEG. Oe glycolstroom in leiding

10.

Molverhouding MEG/H.O in leiding 9.

Oe concentretie MEG in lei-ding

N.

De molverhouding eigenpro-ductie ven MEG/in de reector geproduceerde etheen-oxide. Oa concentretie MEG in 9. Oa in de reactorsectie ga-produceerde hoaveelheid MEG Dummy veriebale

Henry-coëfficient ven ergon in weter bij TI.

Henry-coëfficient van Ar in

EQ D-1,;1 T 1 0 •

Henry-coäfficient ven Ar in MEG bij TI. - .

Henry-coëfficiant ven CO. in weter bij TN.

Henry-coëff. van CO. in EO bij T10.

Hanry-coë~f. van CO. in MEG

bij TN. ...

Henry-coëff. van ethean in water bij TN. mol/s kg/s

, ,

mol/mol mol/s kg/s

,

,

, ,

,

,

, ,

mol/mol mol/mol mol/mol mol/mol mol/a kg/s

,

,

,

,

,

,

, ,

,

,

, ,

T-'

MT-"

, ,

T-"

MT-"

, ,

, ,

,

,

, ,

, ,

, ,

, t

, ,

, t , t

vervdg SYMBOLENLIJST MASSABALANS-PROGRAMMA

HEEO Henry-coëff. ven etheen in EO

~

bij T10. HEGL18 HEGLH20 HM# HMEO HMGL# HO#

Henry-coëff. ven etheen in MEG bij T18.

Henry-coëff. ven etheen in het bineire menasel ven MEG en H.O.

Henry-coëff. ven metheen in water bij T#.

Henry-coëff. van methaan in EO bij T10.

Henry-coë~f. van methean in MEG bij T#.

Henry-coëff. ven O. in water bij T#. I I I I I I

, ,

, ,

I I

HOEO Henry-coäff. van O. in EO bij I I

T10. HOGL# H20# H20AFV H2010e H20#P

Henry-coëff. ven O. in MEG bij T#.

De H.O-stroom in leidina

N.

Oe uit de reactorsectie af-aevoerde hoeveelheid H.O. Oe H.O-stroom in leidina 10. Oe dampspannina van H.O bij T#.

H20#PR De concentratie ven H.O in leidina #.

H20PROO De in de reactor aeprodu-ceerde hoeveelheid H.O. H20PROOTOO De in de reactor.ectie aeproduceerde hoeveelheid H.O. I Dummy variabele J

JA

K L M

M#

MAFV M#PA , MIS MOLGAA MOLGCO MOLGE MOLGEO

,

,

Label Oummy variabele

, ,

,

,

Oe methaan-stroom in leidina

11.

Oe uit de reactor.ectie a~­ aevoerde hoeveelheid methaan. De concentratie methaan in leidina #. Label Molaewicht Molaewicht Molaewicht Maliewicht van araon va';' CO. vanetheen. EO. I I molla ka/ s

, ,

mol/mol mol/s ka/s

, ,

, ,

, ,

,

,

ka/mol I ,

, ,

"

I I I I I , I , I , I I I , , I , I I ,

, ,

,

,

M I I I I

vervolg SYMBOLENlIJST MASSABALANS'PROGRAMMA

----~----~~~--~~---~~----~~---j--~\

J

MOLGH20 Molgewicht van HaO. kalmol M ~ ~

MOLGM Molgewicht van methaan. MOLGMEG Molaewicht van MEG

MOLGN Molaewicht van Na. MOLGO Molaewicht van 0 •.

MTOEV Oe aan de reactorsectie toe-N# NAFV N#PR NTOEV 0# OAFV OPRMAX OPROD OTOEV OVERBR

aevoerde hoeveelheid methaan. De N.-stroom in leidina #. De uit de reactorsectie af-voerde hoeveelheid N •.

De concentratie N. in leidina

#.

De aan de reactorsectie toe-aevoerde hoeveelheid N •. De zuurstofstroom in leidina

#.

De uit de reactorsectie af-aevoerde hoeveelheid 0 •. De maximaal toelaatbare zuur-stofaehalte.

De O. productie in de reactor Oe aan de reactorsectie toe-aevoerde hoeveelheid 0 •. Oe in de reactor verbruikte hoeveelheid 0 •.

,

,

,

,

, ,

,

,

molls ka/s

,

,

,

,

mol/mol molls ka/s

, ,

,

,

mol/mol molls ka/s

, ,

,

,

P# De effectieve druk in leidina

Nim.

#. PROD PRODTOT QPROD RUN SELECT TOE TO.EVTOT TOP TOT'

UITV

WAT X1 X2 X3 Geproduceerde hoaveelheid. Oe in da reactorsactie aepro-duceerde hoeveelheid. Oe warmteproductie in de re-actor.

Antwoord op vraaa (yIn). Oe selectiviteit.

Toevoer van de betreffende component.

totaal aan de reactor sectie toeaavoerd.

Label

Oe totale stroom in leidina

#. Label Lebel Mol- an aewichtsverhoudina TOT12/TOT11. Mol- an aewichtaverhoudina TOT13/TOT11. Mol- en aawichtlverhoudina TOT14/TOT11. molls ka/s

,

,

W malI_

kal-, kal-,

, ,

,

,

,

,

,

,

,

,

T-1

MT-1

,

,

, ,

T-1

MT-1

,

,

, ,

T-1

MT-1

, ,

, ,

T-1

MT-1

, ,

T-1

IT-1

, ,

,

,

j j

t

HET MASSABALANS-PROGRAMMA

1

PROGRAM MASSABAL (INPUT,OUTPUT);

{---}

{ }

{ MASSABALANS PROGRAMMA REACTORSECTIE }

{ t.b.v. G-opdrecht 1987 II }

{ "ONTWERP ETHEEN-OXIDE FABRIEK" }

{ } { Mercelino R.J. de Lennoy } { St.nr. 502670 (w) } { Rivierenleen 21 } { 2641 VZ Pijnecker } { Tel: 01736-7263 } { } { dec. 1987 }

{ Leboretorium voor Apperetenbouw Procesindustrie }

{ Technische Universiteit .Delft }

{ }

{ }

{---}

LABEL TOP,BEG,2,3,4,5,10, 15,WAT,21,UITV,JA,MIS;

VAR,E010,EOABSPR,EOOUM10,E05,E05PR,E011,E014,E013:REAL; E015,E012,E017,EOPROD,E021,EOAFV,E02,EOPROOTOT:REAL; E04,EOPR,GL10,GL18PR,GL21,GLPR,GLPER,GLPR9,GL9,GL10e,GLPROD,GLAFV:REAL; TDT',TOT2,TOT3,TOT4,TOT5,TOT9,TOT'O,TOT'1,DUM",TOT12,TOT13,TOT14:REAL; TOT15,TOT17,TOT21,TOEVTOT,AFVTOT,PRODTOT:REAL; E1,E4,EVERBR,E5,E9,E10,E1',E"PR,E'2,E'3,ETOEV,EAFV,EPROD:REAL; E14,E15,E17,E2,E5PR,E21:REAL; 03,03PR,04,OVERBR,05,05PR,09,O'O,01',O"PR,O'4,012,OTOEV,OAFV,OPROD:REAL; 013,015,017,02,021,OPRMAX:REAL; C02,C04,COPROD,C05,C05PR,C09,CO'O,CO",CO"PR,CO'2,COAFV:REAL; C013,C014,C015,C017,C021:REAL; COABSPR,COPR:REAL; AR2,AR3,AR3PR,AR4,AR5,AR5PR,AR9,AR'O,AR",AR11PR,AR12,ARTOEV,ARAFV:REAL; AR13 AR14,AR15,AR17,AR21:REAL;

H202~H204,H20PROD,H205,H209,H2010e,H2011,H20AFV,H20PRODTOT:REAL;

H2011PR,H2012,H2013,H2014,H2015,H2017:REAL; H2021,H2D11P,H2015P,H2010,DUMH2010:REAL; M1,M2,M4,M5,M5PR,M9,M10,M11,M11PR,M12,M13,MTOEV,MAFV:REAL; M14,M15,M17,M21:REAL; N2,N3,N3PR,N4,N5,N5PR,N9,N'O,N1',N'1PR,N14,N'2,NTOEV,NAFV:REAL; N13,N15,N17,N21:REAL; HAR10,HN10,H010,HC010,HE10,HM10,HAR18,HN18,H018,HE18,HM18:REAL; HAREO,HEEO,HNEO,HMEO,HOEO,HCOEO:REAL; HARGL10,HOGL10,HCOGL10,HNGL10,HARGL18,HOGL18,HEGL18:REAL; HNGL18,HMGL18:AEAL; HEGLH20,HMGLH20:REAL; SELECT,CONV,PS,P1',P14,P15,X',X2,X3,A,QPROD:REAL; B,C,H,I,J,K,L,M:INTEGER; RUN,ANT:CHAR;

PROCEDURE KILOG(VAR MEG,EO,E,O,CO,AR,N,H20,M,TOT:REAL);

VAR MOLGMEG,MOLGEO,MOLGE,MOLGO,MOLGCO,MOLGAR,MOLGN,MOLGH20:REAL; MOLGM:REAL; BEGIN MOLGMEG:-62.0626E-3; MOLGEO:-44.0494E-3; MOLGE:-28.05E-3; MOLGO:-31.9988E-3; MOLGCO:-44.01E-3; MOLGAR:-39.948E-3; MOLGN:=28.0134E-3;

MUL U 1'1 : = c:: 0 • U I .J q t:. - .J j MOLGH20:=1e.0132E-3j MOLGM:=16.04E-3j MEG:=MEG*MOLGMEG; EO:=EO*MOLGEO; E:-E*MOLGE;

o :

=O{~MOLGO; CO:=CO*MOLGCO; AR:=AR*MOLGAR; N: =Ni:'MOLGN; H20:=H20*MOLGH20; M:-M*MOLGM; TOT:sMEG+EO+E+0+CO+AR+N+H20+M; END; {van procedure KILOG}

PROCEDURE HENRY(VAR GLPER,HEGLH20,HMGLH20:REAL); LABEL 2,3;

VAR A,B:ARRAY[ 1 .. 10] OF REAL; C,D:ARRAY(l .. ?] OF REAL; I,J:INTEGER; BEGIN {---Tabel voor A(lJ:"OE-2; A[2] :=1.2E-2; A(3]:=2.4E-2; A[ 4] : =3. 6E-2; A[ 5] :=4.8E-2; A[ 6] : =6. OE-2; A[?] :=?lE-2; A[ 8] : '"'8 . 3E-2; A[9] :=9.5E-2; A[ 10) :=10.6E-2; {---Tabel voor C[ 1) :-OE-2; C( 2) :- 2.0E-2; • C[ 3] : =4. OE -2; e(4) :-6.0E-2; C[ 5] :-?9E-2; C[ 6] :=9.?E-2; CC?] :'"'11.6E-2; ethyleen---} B[ 1] :-15.?52E8j B[2] :-11.610E8; B[ 3J : =8 . 93?E8; B[4] :-?1 13E8; B[5] :-5.812E8; B[ 6J : - 4 . 853E8; B[?] :"4.126E8; B[ 8] : =3. 560E8; B[9] :=3.112E8; B[ 10] : -2. ?4?E8; meth~~n---} D[ 1] :'"'51.608E8; O[2J :-44.310E8; O[ 3] : -39. 050E8; O[ 4] : -35. 099E8; O[ 5] : -32. 032E8; O( 6] : =29. 5?9E8; O[ ?] : -2? . 5?6E8;

IF GLPER>A[10] THEN {--- Lineaire extrapolatie E ---} BEGIN

HEGLH20: -B[ 10) +( GLPER-A[ 10] ) / ( A[ 10) -A( 9) ) *( B[ 10) -B[ 9) ) ;

GOTO 2;

END; _

FOR I : - ' TO 10 00 {--- Lrneaire interpolatie E ___ }

IF (GLPER>A[I]) ANO (GLPER<A[I+1) THEN

HEGLH20:-B[I]+(GLPER-A[I])/(A[I+1]-A[I])*(B[I+1]_B(I]) ;

2: IF GLPER>C[?] THEN {--- Line~ire extrapolatie M ___ }

BEGIN .

HMGLH20:-0[7]+(GLPER-C[?])/(C[?]-C[6])*(D[7]_D[6]) ; GOTO 3;

END;

FOR J:-1 TO ? 00 {--- Line~ire interpolatie M ___ }

IF (GLPER>C(J]) AND (GLPER<C(J+1]) THEN

HMGLH20:-0(J]+(GLPER-C[J)/(C[J+1J-C[J)*(D(J+1)_0(J]) j

3: END; {van procedure HENRY}

PROCEDURE CONTR(VAR TOT,GL,EO,E,0,CO,AR,N,H20,M:REAL); BEGIN

IF TOT-GL-EO-E-0-CO-AR-N-H20-M>0.1 THEN

WRITELN( '---SOM is niet gelijk ~an TOTI---');

t. 1\4 U j \ van pro eed ure L., u 1'Ij I H )

PROCEDURE TAB(VAR TOE,AF ,PROD:REAL;R:INfEGER) ; BEGIN

GOTOXY( 10, R) j WRITE( TOE) j GOTOXY( 31, R) j WAITE( AF) j GOTOXY( 52, A) j WAITELN( PROD) j ENDj {van procedure TAB}

PAOCEDURE TABELj BEGIN A:=Oj GLAFV:-GL10+GL21j ETOEV::E1+E9jEAFV:=E10+E13+E21jEPROO:=-EVERBRj OTOEV:=03+09jOAFV:=010+013+021jOPROO:=-OVERBAj COAFV:-C010+C013+C021j ARTOEV:-AR3+AA9jARAFV:-AR10+AR13+AR21j NTOEV:=N3+N9jNAFV:~N10+N13+N21j H20AFV:-OUMH2010+H2013+H2021j MTOEV:-M1+M9jMAFV:-M10+M13+M21j TOEVTOT:=TOT1+TOT3+TOT9j AFVTOT:-TOT10+TOT13+TOT21j PRODTOT:=EOPAODTOT+H20PRODTDT+COPROD+EPROD+OPADD+GLPRObj CLASCRj

WAITELN( '--TOTALE BALANS ---'J j

-WRITE( 'COMPONENT') jGOTOXY( 12,2) j-WRITE( 'TOEVOER') j GOTOXY( 33,2) jWRITE( 'AFVOER') j

GOTOXY(54,2) jWRITELN( 'PRODUKTIE') j WA I TE( , EO') j T AB( A, EOAFV , EOPADDTOT , 3) j

WRITE( 'GL') jTAB(GL9,GLAFV,GLPAOD,4) j WRITE( 'E') jTAB(ETOEV,EAFV,EPADD,5) j WRITE( '02') jTAB(OTDEV,OAFV,OPAOD,6J j WRITE( 'C02') jTAB(C09,COAFV,COPROD,7) j . WRITE( 'AR') jTAB(ARTDEV,ARAFV,A,8) j .WRITE( 'N2') jTAB(NTOEV,NAFV,A,9) j

WAITE( 'H20') jTAB(H209,H20AFV,H20PRODTDT, 10); WRITE( 'M') jTAB(MTOEV,MAFV,A, 11) j

WAITELN( ' ________________________________________________________________ ~

') ;

WRITE( 'Totaal') jTAB(TOEVTOT,AFVTOT,PRODTOT, 13) j WRITELNjWRITELN;

WRITELN( 'EO produk.tie in de reaktor- ' ,EOPROD) j WRITELN( 'H20 produktie in de reaktor- ',H20PROD) j WRITELN;WRITELNj

ENDj {van procedure TABEL}

PROCEDUAE STOP; VAR S:AEALj BEGIN

REAO( S) ;

ENDj {van procedure STOP}

PAOCEDURE CONTROLEj BEGIN IF (ABS( E1-E4+E17) >1) OR ( ABS( 03-04+017) > 1) OA ( ABS( AR4-ARS) > 1) OR (ABS(AR13+AR1D+AR21-AR3-AA9»0.01) OR (AA13<0) OR ( ABS( M4-M 1 ?-M 1) > 1) OR ( ABS( M2-M4) > 1) OR

3(j

l MC;:Jl L,Ur-'HUU-t-L-U4- L-U!:l) >U . I ) UH (ABS( N4-NS) > 1) OR (ABS( N 1 J+N 1 0+N21 -N3-N9) >0.01) OR (ABS( H204-H205+H20PROD) >0.1) OR (GLPROD<GL21) OR (X2<O) OR (X3<O) OR ( ABS( EOPROD-EOAFV-GLPROD) > 1) OR ( ABS( E04-E05+EOPROD) >0. 1) THEN

BEGIN

CLRSCRj

WAITE( 'MASSABALANS IS NIET SLUITENDI') j STOP;

ENDj

ENDj {van procedure CONTROLE}

{############################ HOOFDPROGRAMMA ###############################}

BEGIN { begin van het hoofdprogremma } STOP;

TOP:CLRSCRj

WAITELN( 'invoer:') j WAITELNj

A:-Oj

{+++++++++++++++++++++INVOEA VAN DEFAULT-WAAADEN++++++++++++++++++++++++} EOSPA:=D.01S0Sj

E010:-10Sj

EOPA:-O.OSj { -E010/H2D9 } COPA:=D.OSj { =C021/K2C03 }

GL 1 8PA : "0.08 j { -GL 18/K2C03 }

GLPA:-O.08j { -GLPAOD/[EOPAOD in de reek tor] }

GLPA9:=0.08; { =GL9/TOT9 }

EOABSPA:zO.999j { -[E010+GL10]/EOS }

COABSPR:=0.9Sj { =C021/C014 } ARSPA:=O.10j

OPAMAX:-O.10j { -meximeel toeleetbeer zuurstofgehelte } COSPA: =0. 1 j • SELECT:=0.80sj CONV:-O.1j Ps:-1?8Esj P11 :=1S.?Esj P14:-20.6Esj P1S:-20.2Esj

H2011P:-O.09S82ESj { =dampspanning van water bij T11 } H201SP:-O.4?36ES; { -dempspennina ven weter bij T1s } 03PA:-O.99S; AA3PR:-O.004j { Henry-co.~~icianten in H20 bij T10 :} HAR10:-S.42E9j -HN10:-10.SE9j H010:-S.42E9; HC010:-24.sE?j HE10:""13E8j HM10:-S.2?E9j { Henry-coefficienten in H20 bij T18 :} HAA18:=-6.96E9j HN18:-12.8E9j H018:-S.96E9j HE18:-2SE8j HM18:-6.91E9j { Henry-coefficienten in EO bij T10 :} HAREO:=131E6; HEEO:-13.3E6j HNEO:-189E6j HMEO:=62E6; HOEO:=130E6j

-

-.

...

. - . . - - --- ---

-

.

--

- -

-

-

-HLUt:.U:=o.':It:.bj ( Henry-coefficienten in MEG b i j T10 :) HARGL10 :=5.42E9; HNGL10:=10.5E9; HOGL10:=5.42E9; HCOGL10:~24.5E7; { Henry-coefficienten in MEG b i j T18 :} HARGL18:=S.9SE9; HNGL18:-12.8E9; HOGL18:"S.9SE9; HEGL18:=25.0E8; HMGL18:-S.91E9; ( Samenstelling stroom9 :) E9:=0; 09: R_O; C09:=0; AR9:=0; N9:"0; M9:=0;

j

'

{+++++++++++++++++EINDE INVOER DEFAULT-WAAADEN++++++++++++++++++++++++++}

GLPER:=0.09;

WAITE( 'MOLFRACTIE EO IN 5 = {DEF.=0.01505} ') ;READ(E05PA) jWRITELN; WRITE( 'E010 GEWENST molis" {OEF.=105} ') jAEAO(E010) jWAITELNj

WA I TE( , EO 1 Ol H209 MOL VEAHOUDING - {OEF. -0.05} ' ) ; REAO( EOPR) ; WAITELN; WAITE( 'C021/K2C03 MOLVERHOUDING = {DEF.=0.05} ') ;REAO(COPR) ;WAITELN; WAITE( 'GL18/K2C03 MOLVEAHOUOING - {OEF.-0.08} ') ;REAO(GL18PR) ;WAITELN; WRI TE( , GLPROOI EOPROO MOL VEAHOUDING .. {DEF."O. OB} ' ) ; AEAO( GLPA) ; WAl TELN; WAITE( 'AEND. EO A8S=[E010+GL101/EOS = {DEF.=0.999} ') ;AEAD(EOA8SPA); WAITELN;

WAITE( 'SELECTIVITEIT = {OEF .=0.805} ') ;REAO( SELECT) ;WAITELN; WRI TE( , RENDEMENT C02 A8S

=

{OEF. =0 . 95} ' ) ; AEAD( COA8SPA) ; WRITELN; WA I TE( , MOLFAACT IE C02 IN 5 = {OEF. =0. 1} ') j AEAD( COSPAJ j WAITELN j WAITE( 'MOLFAACTIE AA IN 5 .. {OEF. =0.1} ' ) ; AEAO( ARSPA) ; WAITELN;

WAITE( 'MAXIMALE MOLFAACTIE 02 = {OEF.=D.1} ') jAEAD(OPAMAX) jWAITELN; WAITE( 'CONVERSIE'"' {OEF.'"'0.1} ') jAEAD(CONV) ;WAITELN;

WAITE( 'PS - {OEF.-17.8E5} 'J ;REAO(P5) ;WAITELN; WRITE('P11 = {DEF.-1S.7ES} 'JjAEAO(P11);WAITELN; W'HTE ('P14 .. {OEF.-20.SE5} ') jAEAO(P14) ;WAITELN; WAITE( 'P15 - {OEF.-20.2E5} ') ;AEAO(P1S) ;WAITELNj

WAITE( 'DAMPSPANNING H20 8IJ T11 '"' {OEF.-0.09582ES b i j 4S C} ') jAEAO(H2D11 WAITELNj

WAITE( 'DAMPSPANNING H20 BIJ T15 - {OEF.-0.473SE5 b i j 80 C} ') jAEAO(H2015P WAITELN;

EOOUM10:-E010j

WRITE( 'MOLFRACTIE 02 IN 3 - {DEF.-0.995} 'J jAEAD(03PAJ ;WAITELNj WAITE( 'MOLFRACTIE AA IN 3= {OEF.=0.004} ') ;AEAO(AR3PA) ;WAITELN; CLRSCAj

WAITELN( 'vervola invoar:') jWaITELN;

WAITE( 'HENRYCOEF. AR IN H20 B!J T10 = {OEF.-S.42E9} ') ;AEAD(HAA10) ;WRITEL WAITE( , " N2 " T10 - {OEF .-10.5E9} 'J jREAD( HN10J ;WAITELN W R I T E ( ' " 02 " T10 - {OEF.-S.42E9} ') jREAO(H010) jWRITELN WRITE( , , , C 0 2 , , T 1 0 .. {OEF. -24. SE?} ' ) ; AEAO( HCO 1 0) ; WRITEL WAITE(' " E " T10 - {OEF.-1a.OE6} ,) jREAO(HE10) iWRITELN W R I T E ( ' " M " T10 - iOEF.-S.2?E9} ') jREAO(HM10) ;WRITELN WRITE( , , , AA IN KC BIJ T 18 - {OEF. -6. 9SE9} ' ) ; REAO( HAR 18) j WAITELN WRITE(' I I N 2 " " - {OEF.-12.6E9} ') jREAO(HN16) jWAITELNj

WRITE(' , I 02 I ' " - {OEF.-6.96E9} ') jREAO(H016) iWRITELNj

WAITE(' " E " " - {OEF.-2S.0EB} ') jAEAO(HE18) ;WAITELN; WAITE(' I I M " I ' - {OEF.-6.91E9} 'J jREAO(HM18) jWAITELNj

CLASCA;

WAITELN( 'vervola invoer: 'J jWAITELNj

.~tt~~ ~"~~~~~~~~~ ~~ I~ EO aId Tl0 - (OEF_=131~~) 'J~R~AO'HAR~a1 ~WR~T~~~~

WAITE( , , , N2 " " - {OEF. -189ES} ') j AEAO( HNED) ; WAITELN j WAITE( I " 0 2 " ,,{DEF.=130ES} ') jAEAD(HDED) ;WAITELN; WAITE( , , , CD2, , , I

=

{OEF. -5. 9ES} ' ) ; AEAD( HCDEO) ; WAITELN; ...

--

--~'_

.

.

-

-

-

- _

.

---..--38

WHl I t:.l . t:. = {UI::t- .=U.JEti} , ) ; REAOl HEEO) ; WA I TELN;

• • • •

•

•

WRITE( , M

=

{OEF.=62E6} ') ;REAO( HMEO) ;WRITELN ;

•

•

,

.

.

,

WRITE( , _{• •} AR IN MEG BIJ T10 {OEF. =5.42E9} ') ; REAO( HARGL 1 0) ;

WRITELN;

WAITE( , I I , I I I T18 = {OEF.=6.96E9} ') j AEAD( HARGL 18) ;

WAITELNj

WAITE( , I I N2 , I T10 {DEF.=10.5E9} ') j AEAD( HNGL 10) j

WAITELNj

WAITE( , , I I I I I T18 {DEF."12.8E9} ') ; AEAD( HNGL 18) ;

WRITELN;

WAITE( , I , 02

" T10 {OEF."S.42E9} ') ; REAO( HOGL 1 0) j

WAITELNj

WAITE( , I I

, ,

, I T18

-

{DEF.-6.96E9} ') j REAO( HOGL 18) j

WAITELNj

WAITE( , C02 T10

-

{DEF.=24.SE?} ') ; AEAD( HCOGL 1 0) j

"

_"

WAITELNj

WRITE( , I I E

,

,

T18 = {DEF.=25.0E8} ') j AEAO( HEGL 18) j

WRITELNj

WRITE( ,

, ,

M T18

..

{OEF.-6.91E9} ') ; READ( HMGL 18) ;

CLASCAj

WA I TELN( 'vervola invoer:') jWRITELNj

WAITELN( 'Samenstellin~ stroom 9: (afhankelijk van destillatiesectie) 'J;

WAITE(' GL9/TOT9 WAITE(' E9 mol/s WAITE(' 09 " WAITE(' C09 I I WAITE(' AA9 I I WAITE(' N9 " WAITE(' M9 I I WAITELNj

MOLVEAHOUOING

=

{OEF.-0.08} 'J jAEAO(GLPA9) jWAITELNj

... {OEF. =O} ') j REAO( E9) j WAITELN j .. {OEF. =O} ') j AEAO( 09) j WRITELNj = {OEF.=O} ') jAEAO(C09) jWRITELNj .. {OEF .-O} ') jAEAO(AR9) jWRITELNj .. {OEF.=O} ') jAEAO(N9) jWRITELNj

=

{OEF.=O} ')jREAO(M9)jWAITELNj

WAITELN( 'einde invoer.'J j WRITELN( 'wacht op uitvoer.'J j H:=Oj

{---~---ITERATIE LABEL BEG---}

{ Eenmalige iteratie bij gecorriaeerde GL10/H2010 mol verhouding }

{ en dus bij aecorriaeerde HENAY-coefficienten van E en M in }

{ . het menisel van GL/H20 bij 10. }

{---}

BEG:J:=OjL:=OjK:zOjM:zOj OSPA:=OPAMAXj N3PR:-1-03PA-AR3PAj {---} IF N3PR<0.00001 THEN N3PA:-Oj HENAY(GLPEA,HEGLH20,HMGLH20) j {---ITEAATIE LABEL 10 ---}

{, Bij ov.rschrijdina van maximaal toelaatbare zuurstof~ehalte. }

{---~~---} 10: EOS:-EOOUM10/EOA8SPRj EOPROO:-E05j {---AEAKTIES---} EVEABR:-EOPROO/SELECTj {C2H4 + 0.S*02 -> C2H40 119 kJ/mol } COPROO:-(2-2*SELECT)*EVERBRj {C2H4 + 3*02 -> 2*C02 + 2*H20 1324 kJ/mol} H20PROO:-COPROOj {---~---} QPROO:-EOPAOO*119+0.S*COPROO*1324j OVEABR:-(3-3*SELECT)*EVER8R+0.S*EOPROOj E4;-EVERBA/CONVj E5:-E4-EVEABRj {---ITERATIE LABEL 15 ---}

{ E05 steeds ophopend met 0.1 totdat EOAFV-EOPROO. }

{---}

1S: TOTS:=EOS/EOSPRj ESPR:-E5/TOTSj ARS:-TOTS*ARSPRj OS:=TOTS*OSPRj 04:-05+0VEABAj

COS: '"' fO fS'::'COSPR; EO 1 1 : =( 1 -EOABSPR) '::'E05 j E010:-E05*EOABSPR; H209:=E010/EOPRj G L 9 : = G LP R 9 ~:. H 2 0 9 / ( 1 - G L P R g) ; GLPROO;-GLPR*EOPRODj AR11PR:=ARSPRj 011PR:sOSPRj E11PR:=ESPRj N11PR:=0.1; NSPR:~O.OS; C021:--COPROO; {---ITERATIE LA8EL 4

---{ C021 nodig voor berekening AR21 en 021 en dus

{ voor X2 en X3, maar is nOi niet bekend. { Steeds met gecorrigeerde 021 en AR21.

{---4: I: =Oj

{---1TERAT1E LA8EL S

---{ Molpercenteges in S en 14 nodig voor berekening

{ van absorptie van de componenten in EO en C02 absorbers,

{ maer zijn nog niet bekend. .

{---~---5:

1:=1+1; IF 1>1 THEN 8EGIN AR11PR:=AR11/TOT11j 01 1PA: -011/TOT11 j E11PR:-E11/TOT11 ; N11PA: -N11/TOT11; NSPA:-NS/TOTS; END; AA10:=(ARSPA*E010*PS)/(HAA10*EOPA)+(AASPA*PS*E010)/HAAEO; AA10:-AA10+(ARSPA*PS*GL9)/HAAGL10j AA11:-AAS-AA10+AA9j 010:=(OSPA*E010*PS)/(H010*EOPA)+(OSPA*PS*E010)/HOEO; - 010:-010+(OSPR*PS*GL9)/HOGL10; 011 :-OS-010+09; C010:=(PS*OSPA*E010)/(HC010*EOPR)+(COSPR*PS*E010)/HCOE0; C010:-C010+(COSPA*PS*GL9)/HCOGL10; C011:-COS-C010+C09; E10:=(PS*ESPA*(H209+GL9»/HEGLH20+(ESPR*PS*E010)/HEEOj E11 :-ES-E10+E9; AR21 :-(AR11PR*P14*C021)/(HAA18*COPR); AR2IJ-AR21+(AR11PR*P14*GL18PA*C021)/(HAAGL18*COPA) ; 021 :-(011PR*P14*C021)/(H018*COPA); 02f~-021+(011PR*P14*G~18PR*C021)/(HOGL18*COPA) ; X2:--(AA3PR/03PR)*(010+0VEA8A+021+09)+AR1D+AA21-AA9j X2:-X2/«AR3PR/03PA)*(OS-010+09)+AR10-AAS-AA9) ; 013:-011*X2; 03: -X2*OS+( 1-X2) *01 0+OVER8A+021-( 1-X2) *09; AR3:-03*AA3PR/03PAj N3;-N3PA*03/03PAj X3:-(COPAOO-X2*C011-C010+C09)/(C011*COA8SPR) ; N21;-(N11PR*P14*C021)/(HN18*COPR)+(N11PR*P14*X3*E011)/HNGL18; N21;-N21+(N11PR*P14*GL18PR*C021)/(HNGL18*COPR) ; {---~----} IF N3PA-0 THEN N21:-0; 021 ;-021+( 011PA*P14*X3*E011) /HOGL18;

t

AA21 :-AR21+(AA1'PA*P14*X3*E011)/HARGL18j IF A8S(C021-X3*C011*CDA8SPA»0. 1 THEN 8EGIN C021 :-X3*C011*COA8SPR; K:=K+1j GOro 4;

40

!:.NUj

C021 :=X3*C011 *COABSPRj

N10 :=(N5PR*PS*E010)/(HN10*EOPR)+(NSPR*PS*E0101/HNEO j

N10:-Nl0+(NSPR*PS*GL9)/HNGL10;

{---} IF N3PA=O THEN N10:=O;

N5PA: -( N3-( 1 -X2) *( N 1 O-N9) -N2 1) / ( X2,QOTS) j

{-- _________________________________ } IF N3PA~0 THEN N5PR:=0; N5:=N5PR*TOT5; { ___________________________________ } IF N3PR_a O THEN N9:=0; N 1 1 : 2NS-N 1 O+N9 j N13:=X2*N11; N14:-X3*N11j N1S:-N14-N21j E21 :=(E11PR*P14*C021)/(HE1S*COPA)+(E11PR*P14*X3*E011J/HEGL1S; E21 :=E21+(E11PA*P14*GL18PA*C021)/CHEGL1S*COPA); E13: 2 X2*E11; E1 :-EVERBR+E13+E10+E21-E9; E14:-X3*E11; E15:-E14-E21; AR13:=X2*AR11 ; AR14:-X3*AR11 ; AR15:-AR14-AR21j 014:=X3*011; 015:-014-021; C013:-X2*C011 ; CO 14: =X3*CO 11 ; C01S:-C014-C021; TOT9:-GL9+H209+E9+09+C09+AR9+N9+M9; H2010:=H209j EO 14: -X3*EO 1 1 j M10:=Oj M11PR:-0.S; H2010e:-0;

{---ITEAATIE LABEL WAT---}

{ TOT11 nodig voor berekening v~n H2010e m~~r is ook }

{ . d~erven ~fh~nkelijk. Ook H20S berekening. }

{~---~---}

WAT:C:-O;

{---ITERATIE LABEL 2l---}

{ Iter~tie met gecorrigeerde MlO, M11PA en H2010e. }

{---}

21: C:-C+1;

TOT11:-TOTS-E010-H2010e-E10+E9-010+09-C010+C09-AA10+AA9-Ml0+M9-N10+N9j H2011:-(H2011P/Pll)*TOT11*0.8??j{---}

{ OUMH2010/TOT10 is in deze loop nog}

H2013:-X2*H2011; { ongelijk aan 0.8?? vanwege de nog }

H2014:-X3*H2011; { in rekening te brengen GL-vorming. }

-TOT14:-X3*rOT11; {---}

H201S:-(H201SP/P1S)*TOT14*(H2014/TOT14) j { eig. TOT1S ipv TOT14 } IF H201S>H2014-E014 THEN H201S:-H20l4-E014;

H2010e:-H20PAOD-H20l3-H20l4+H201Sj DUMH2010:=H20l0e+H209j H20S:-H20l0e+H20ll; MS:-TOTS-H20S-AAS-COS-OS-ES-EOS-NS; MSPR:=MS/TOTSj Ml0:-(MSPA*PS*(H209+GL9»/HMGLH20+(M5PR*PS*E010)/HMEOj Mll:-MS-M10+M9; M11PA:-Mll/TOTllj TOT10:-E010+E10+010+C010+AA10+N10+DUMH2010+M10j IF C-1 THEN GOTO 21j DUM11:=TOT5-E010-H2010e-E10+E9-010+09-C010+C09-AA10+AR9-M10+M9-N10+N9j IF ABS(OUM11-TOT11»0.001 THEN BEGIN L:=L+1; GOTO WAT; _.

__

._-- _ -:....~---_._---

-

-

-

-

"

-

_

.

-

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

t:.NUi M 2 1 : = ( M 1 1 P R -::- P 1 4 -::-C 0 2 1 ) / ( H M 1 8 -::-C 0 P R) + ( M 1 1 P R -::-P 1 4 -::-E 0 1 4) / H M G L 1 8 ; M 2 1 : = M 2 1 + ( M 1 1 P R ,:-P 1 4 ,:-G L 1 8 P R -::-C 0 2 1 ) / ( H M G L 1 8 ~é C 0 P R) i TOT15:=TOT14-C021-E014-H20' 4+H2015-E21-021-AR21-N21-M2li M13:=X2-l.<M11 ; M14;-X3*M1 1 j M1 :sM13+M10+M21-M9j M1S:=M14-M21; IF (A8S(AA11PA-AA11/TOT11»0.001) OR (ABS( 011PR-01 1/TOT1 1) >0.001) OR ( ABS( E 1 1 PA-E 11 / TOT 1 1) >0.001) OA (ABS( N 11 PA-N 1 1/ TOT 11) >0.001) OR ( ABS( N5PA-N5/ TOT5) >0.001) THEN GOTO 5;

EOAFV: -( EOABSPA+( X2+X3) *( 1 -EOABSPA) ) *E05 i

IF EOAFV<EOPROO THEN BEGIN

E05:-E05+0.05j J:"J+1i

GOTO 15; { nei ieen steady-state ) ENOj

41

EODUM10:-E05*EOABSPR; GL21 :=E014; H2021:-H2014-H2015-GL21; E021:-E014-GL21j E01S:=E014-GL21 ; GL10e:-GLPROD-GL21; GL10:-GL10e+GL9j H2010e:=H2010e-GL10ej DUMH2010:=H2010e+H209; {---GLYCOL---)

{ Alleen MEG als glycelvorm. }

{ Alle EO naar de C02-absorptiesectie wordt }

{ omiezet in i1ycol. ) { EO + H20 -> MEG }

(---)

E010:=EODUM10-GL10e; EOAFV:=EOAFV-GLPROD; EOPRODTOT:=EDPROD-GLPROD; H20PAODTOT:=H20PAOD-GLPAODj E012:=( 1-X2-X3)*E011; TOT13:-X2*TOT11; C017:=C011-C013-C021; TQT17:=TOT11-TOT13-TOT14+TOT15; nrT 12:"( 1-X2-X3) *TOT 11 ; 012:"( 1-X2-X3)*011j 017:=012+015; E12:=( 1-X2-X3)*E11j E17;-E12+E15; H2012:=( 1-X2-X3)*H2011; H2017;-H2012+H2015; H204:-H201?; M4:=MS; M1?:-M11-.'3-M21; TOT1 :-E1+Mf-j TOT2:-TOT1+TOT1?j E2:-E4j 02:-01?; C02:=C01?; AR12:-(1-X2-X3)*AR11j AR1?:-AR12+AR15j AR2:=AA17j H202:-H201?j M 12: -( 1 -X2-X3) *M 1 1 j M2:"M1+M17; TOT3:-03+AA3+N3j

-TOT4;-TOT3+TOT2; TOT10:=GL10+E010+E10+010+C010+AR10+N10+DUMH2010+M10;

IF (( 04/ TOT4) >OPAMAX) OR (011 PR>OPRMAX) THEN

BEGIN