Het sulfolaan extractieproces

Verslag behorende

bij het fabrieksvoorontwerp

van

Y.B. van

de~

Drift

F. Pluimers

.

·

onderwerp:

liET .sULFO,LAAN EXTRAKTIEPROCÉS

sept. f

70

verslagdatum :

deo. f

71

LABOJÛ1 TOli:IUlVl V

o

Ol:( CH.t;lviISCH.t; TLCHNOLOG IE

PROC~SVOORO~T~~rlP

nove

m

ber

lj71

Y.B.

van der

Drif~

Jac. van

.t3ei

e

renlaa.fl

bl., Delft.

Park

z

oom

4

0

,

1 •

2.

3.

4.

5.

INHOUD Ten geleide Sarnenvat"tint;; Inleidin~ BxtraK-cie Pagina 1 2

3

5

3.1

Inleiding extrak"tie

5

3.2 Het ternair diagram

5

3.3

De aromaa-cex-craK"tiemiddelen

6

3.4 De Keuze van he~ extrak~iemiddel

y

3.5

De aromaatex"traktie processen 11 3.b ~nige industriäle processen 13

Het~ulfolaan ex~raktieproces 16 4.1 Sche~smatig over~lch~ . 16 4.2 ~escnrijvinb van het flowshee~

16

BereKening van ex~raKteur en s~ripper 22

5.1 BereKening ex~raKteur 22

5.2

Berekening s"tripper

5.3

Computer programma

6.

Discussie

24

25

27

28

29

7.

Lijst van gebruikte symbolen

b.

Litteratuurlijst

9.

Appendix I He~ ternair diac;ram .

IJ De cOlltruc~ie va.l1. het aantal theoretische con~actplaatsen .

Ten

gelei

.

de

Dit

procesvoorontwerp

is

gemaaKt naar

aanleiding van de

over-dracnt van een maquette van het

sulf

olaan

extra

ctieproces

~oals

dit

bij

SJSO

Nederland

N.V.

in bedrijf

is

.

werpen

VUD

de

1:'abri(;k \.

.ó

o

ral

OOK

h

et

pijpl t?iainLf:J.Hrl;Ül du\.,J.·

Continental ingineering).

Inplaats van de

gebruikelijke

isometrische tekeningen

die

bij

-het

ontwerp

v

an

een

dergelijke

gecompliceerde eenheid

word~n

gemaakt, bijvoorbeeld om moeilijkneaen

met kruisende leidineen

te voor3ien

en op te lossen, is

hier

6ebruik gemaakt

van de

ma-quette. Dit heeft tot gevolg

genad

aat de maquette

v

eel

geà.etail-leerder

is uitgevoerd dan

gebruiKelijk

,

tot bijvoorbeeld alle

leidin~en

en afsluiters toe.

Temeer omdat net model als het

ware

meegroeide met

het ontwerpproces

(en

eventueel

Gewij~irld

moest worden bij het ontstaan

van

moeilijkheuen)

,

.

zijn de

bouw-kosten van een dergelijK model zeer hoog: ca

f

lOO.OOO~-.

Een

van

de

voord

ele

n van

deze wijze

van ont

werpen

is,

dat men

het

ont

werp

ook voor nietmedewerkenden aan het

ontwer

p, maKKelijK

Kan zichtbaar maken.

.; ~

Hierdoor werd

men

bij de

modelbouw

bijvoorbeeld door het

toeKomsti~

bed~gQpersoneel attent

gemaaKt

op een onjuiste plaG!.tsing van

de platforms aan een

van

de

toren

s

.

Deze platforms hingen namelijK

net boven de luchtxoelers en konden zonder bezwaar aan de andere

zijde van de toren worden

gep

laatst.

Het is echter waarscüijnlijk

dat bij afwezigheid

van ~dit

detail in het model,

of

bij een

o

nt-werp

via

tekenin~en,

deze plaatsing pas bij de bouw

zou

zijn

Ge-bleken.

Na het ontwerp

kon

het model worden ingezet voor

in

structi

.

e

811

. . ~

training van van bedieningspersoneel

cn

voor

snel

overzich~

m

e

t

oni.

eraannemers bij

de bouw. Tenslotl,e blijk"t het

model

nog v

e(

-:

l

nll~ ~

'

te

.·

we

:

cP

'2::

n bij het onderwijs.

-

2

-1.

Sam

enva

ttin

g

.

Het

sulfolaanex~raK~ieproces word~

sinds enige jaren

toegepas~

voor de

bereiding

van zeer

zuivere

aromaten

(B.T.~.). ~en

b

ehoev

e

van de chemische industrie.

B

ij

di~ on~werp

is uitgegaan van

een

voeding die

ongeveer ' 50~ aroma~en

bevat

(rleformaa~).

Voor de

scheiding aromaten -

parafinen wordt een vloeistof -

vloeis~of

extraktie

toegepas~.

De waarde van het

extrak~iemiadel

wordt

afge~ogen

aan de hand van

~heore~ische

beschouwingen.

Sulfolaan

blijk~

als

ex~rak~iemiddel

zeer goede eigenschappen

te hebben.

De in

dit

proces

gebruiK~e combina~ie ex~raKteur

-

s~ripper

is berekend. Van de extrakteur is het

aantal

theore

-

ci

scne

KOIHéir>:t

plaat

sen

grafisCh oepaald. De

bereKening

van de stripper

i

s

be-baseerd op

evenwichtsgegevens

door de

Bataafse

Intern

a

tionale

Petroleum :üaatscnappij

1~.

v.

verstreKt. lilet een computerprobra:

llwa

(taal:

CPS,

machine

3bO/6)) is

he~

aantal theoretische scnotels

bepaald.

Voor e

en

inst

a

l l

a

tie van 10

0

ton / uur is een massa en warmte

balans op

g

esteld.

-

:5

-2. Inleiding.

Voor een ~rOO L beQeel~e van de chemiscne indus~rie beG~aa~ op Grote

schaal behoef~e aan zuivere Grondstoffen. De basis van deze

Lrolld-stoffen zal veelal aardolie zijn. Voor de produk~ie varl zuivere

ui"tgaLlGss~offen voor verdere verwerKlng tot einaproduK~en nemen

aroma~en een speciale plaa"ts in. Doorda"t aroma~en en alifa~en

rel~"tief bemakKelijK zijn te scheiaen uit aardolie en de alifaten

me~ een der~elijk koolstof Getal ui"t

een

veel gro~er aan~al ver-bindint,en (isomeren) bes"taan zijn ae aroma~en aan treKKeliJKe

bouws~enen geworaen voor een broo~ uan~al chemische produK~eIl

(vooral Kunststoffen). Ook als motorbenzines leveren aroma~en

hoge octaangetallell op in verbel i J.rünc; me 1.. overeenkomstit,c

alifatiscne veroiüdingen (mogelijKheid om anuere oc~aunverhot,end~

middelen "te vervClflbe11). Het gevolg van de gescne tste verhou(iin{,en i s da~ de samelJsLellin~ van de vraa~ naar aardolie produ~cen niet in overeenstemminG is me"t het aanbod dat eenvoudige frê.C1JionerillL~

van aardo~ie Kan opleveren. De hieruit resulterende hOGere prijzCJl voor aroma~en maKen het mOBelijk dat de prodUKtie nog wor~t

ver-hoogd met in êirOma~e!l omgezette a1ifa"ten \Kraken, reforrnell,

iso-meriseren). Ook deze processen leveren meer mengse~s die moeten

worden Bescheiden. Ook binnen de groep van aromaten is ae

vernou-ding vraag / aanbod weer nie~ belijk. De meest ~eVraë~Q~ prouukten

zijn benzeen en p-x'yleen ten opzichte van ni-xyleen en e~ny1Dellzeen.

Overscho~~en in minder gevraagde aromaten Kunnen worden afGeze~

als octaanverho~ende componenten voor mo~orbenzines, of kunnen

door denydroalkyla~ie in benzeenhoudende fracties worden omgezet.

Het 1ig1; voor de hand om voor Ge scheidinB van aromaten en a1i-faten gebruik te maKeE van KR.raK"teristieke verschillen in de e 1genscnap ;:Jen •.

'-.' l J 4

-..

~

. .

: r.' .. -

I ..

l ' ., ' .' • I . ' I I I " 1 " , ó'" ______ '" ,.. r '. , ... --._-... .... I • • \.. ,~

Omdat

hiervan minder ge bruik gemaaK

"t

vVorcrL

Hl

pro ces

sen

al s

destillatie

en kris"talisa"tie ( de kook

-

en

smeltpunLen zijn

over

een te

gro

o"t

gebied

vel'sprèid en li

gGe

n

te

dich

t

bij elkaar)

zi

jn

processen

die berus"ten

op

ex"trac"tie en aas

o

rp

1..ie

hier van rnH.

Doorda

t

het

v

erschil

in

aroma l.en en alifa

"ten nogal funda

me

tneel

is

zijn er

een

vrij groot aan1.al

hUlps"toffen

voorha

ntien waarmee

extractie en

/

of

aasorp"tie ui"tgevoerd Kan

word.en~

Deze

w

o

raen

beha

nde

ld in

3

.

4

waar

op

basis

v

an

theore

tis

cne

bescho~win~en

een waardebepaling van aeze

81..offen

Kan

worden

.

gegeven.

lit1.

(1)

De

produktie van

oenzeen, "tolueen en x.yleen

(13.'1' • ..(. )

in

de Vereni

gde ;3

"ta1.en.

"

lOb

_U;3

_Ga

_llons=

₃

_,

₈

_.

_{10 3}

_1.0n

193:>

1:150 l~bl

Benzeen

82,5

1~4,3

:>4

b

,4

Tolueen

17,8

63,:;

1

5

8,0

-

,

-3 .1

XT ~{I\.K'r 11

3.1

Inleidine;

De ex~raKtie van een . reformaats~room Des~aande uit voornameliiK v

parafillen en aroma~en zal vereenvoudibd moe~en worden tot de

extraktie van een binair mengsel. Deze vereenvoudiging is

noodzakelijk om het extrak~ieproces grafisch te kunnen

voors~el-len. He~ zal dus nodi~ zijn om uit de twee hoofdgroepen te we~en

parafinen en aromaten twee z .g. sleutelcolliponen~en te kie~en.

In deze sleutelcomponen~en zullen de geara~inben van het sys~eem

zich moeten representeren en wel ~o dat daarvoor de voor ex~raK~ie

he~ moeilijKst te scheiden cOlliponen~en ~eKüzen word~n.

Als sleu~elcomponenten zijn benomen: xyleen en heptaall.

Door deze vereenvoudi~in~ mogen we s~ellen da~ zich hier een

ternair systeem vOiJrdoet. Bij de bp.reKeniil[; Kan nu bebruiK: WOI'uen gemaakt van Het ternair diabram

tvenwichtsgeGevens in dit geval in grafieKvorm,

·de verdelingscuI've.

Omdat deze grafiekerl voor de bereKening onon~beerlijK ziJn zal

hierop nader worden ingegaan.

3.2

He t ternair diagram (zie ook append lX I )

Bij he1- ternair diabram Kunnen zien twee hoofdvormen voordoen. a. net open diabralll

ad a. Het oplosmiddel is volledib menboaar met de te extraheren

componenten. Het is mogeli~K volKomen zuivere aroma~en te

extraher~n. Dit impliceert echter da~ de oplosoaarheid

van de arOilla~en in he~ op~osmiddel Gering is, zodat gro~e

solven~ 6 solven~

-feed ratio"

van "t

enm

ins"te

10

innoud"t.(gebaseerd

op de

aan.vezit,heid

v

a

n

50~

aromaten

in

de

voed

ing

) .

1i"t"t(2)

ad

b.

Het oplosmiddel

heef"t

een gro"tere

oplo

scapa

citeit.

Men

heef"t

minder oplosmiddel nodig.

He

t is

ech"ter

o

nm

o

ge

lijk

op d

eze

wijze zuiver

e

x

tra

Kt

t

e

Krijgen

.

De

extra

k

"tie-limi

e

"t

wordt

Geg

even

door

de lijn

p~

in

fig

.l

B

ij

een

to

enemende

cap

aci

tei t

zal

het on'tmengge

bied

s"t

eeas

xleinerworden totdat

_{vol.ledige ITleIlt,iI1G op"treea"t}

en

ext

rak"t

ie onmo

Ge

lijK

word"t. rlij de

Keuze van het oplosmidde

l

is he1; van

belang

dat

de

capaciteit een guns"tige

waarde

heef"t die noch

te

gr60t

noch

1;e Klein

ma~

zijn. (

hfs

"t.3.3

)

I

Ge:sLo7E7v s~ S"f'E'CH

/'(l(iiIVE 0fJ1-OSIOIiARHEt'D G-t(oTE OpLOSfYlflRtl~iD

x

x

ti Fig. 1.

3.3.

De aromaa"textraKtiemiddelen.

De

paten"t~i"t"teratuur

laa

"t een scala van extraktiepro

c

es

sen

zien

die

voor

namel

ijK

ver

sc

nillen in he"t

~ebruiKte

oplo

smiddel

.

T

a

b

e12

.

geeft

een overz

icn"t

van

de

mees"t recente processen.

Ter karakt

er

i

ser

i

ng

v

an

de oplosmiddelen

(extr

aKtiemiddelen

)

die

in

de proc

essen

genanteerd w

or

de

n

zijn de

volG

ende be6

r

ippen

gedefinieerd

.

:\0. Pubk<lIC'O

rsl'

:!ïj(HF;:1 1:J."G :!-;-;(lr;f.~4 Hl':;G 2ïï;l~lls 10,ïLl 2in·! ':';~~I EI':;ï :?S(13!i":;.:; 1 0.-,; ::?~(I(;rJ71 10,1; ::?~l S,j:):~ JO':;ï 2E;:H03!) 10.jS ::~:;h::'O J !).:;S ::'3 li'1.') 11 EI':;') 2'.\O.~-1ï 10.ïS ~S;CI:?'::?t) 10.:;g ::S0-11)·1-; ]0j!) 2C1(Q:,fJ3 J (l.jCI 2iJÜlj';üï 1 g.j!) 20':;GfhS 1(1131) ::%(\:;J3 1 nf~O 2!)78:,~O Ellil 2(1S37(;n 1%] :?nS17G'i 10Gl 3(11);)1)<,., 1 ~11,l 301 ;.; 11, 1 ql~:,? 30370",2 10,,::,

-

7

-l'.-\TE:\TS 0.:\ E:\TP..\CTJO:\ OF "\RmL\TICS

COllll':1IlY

t:ni\'C!O~ I Oil Pred. Do.,\, ClWlllir~1 C.\".

C 11 i \"('r.~a I (Ii! T'rod.

l·nin?r."11 (lil Prod.

])o\\" Chl'1llicill Cy.

J'ltilJips Petr.

l-nin·r3.11 Oil Prorl.

Stand. Oil Cy., Indi:lna Cni\"('r~n I Oil 1'ro'1.

~!:]Ild. (rl ,l. C~·., JJ1di:1Il~

Stand. Oil Cy., Jndiana

l-ni>cr~:ll Oil l'wel.

1·niHr;"11 Oil J'rod.

eilie3 ~('r\'i('e Hé,.

'l:ni\'cr3al Oil 1'1'00.

l'ure Oil C.\'. J'lIfC Oil C.\'. Pnrc (lil Cy. Pure Oil C~·. ~!(lIl,:1I1tO I'tlr,~ (lil C~'. ~in('iair l·nin'L'.ll (lil l'rod.

Soll'ent and l'roccs.~

D:ethylenc glycol anel otl,cr soh'cnts Dicthylcnr. glycol

~r~lly saken!s

~bny soh'cnt->

Dictltylcnc glyc()l, relex proccss Diet hylcnc ~Iy('ol

B, fr ·dinit roriif:! h~:lctl,('r Jii,! Ikyl5ulfones

Glycol et!wrs :.' ,()xazo!i,lollcs

(:\ lky!) pyrid inf:oxitlc Dictltylcnc glycol DicthylcllC glycol Z·:\nilillO clhnllol lIctcrocyelic COlllpounds, /C2" x~ /S = 0 C~

~lct ilylct hyla lJlllloniulll mc! hykt Itylca rbama te

DiethyknC' gl.\'C·ol C'stcrs Es!>:r:; of c:lrua,nir acid

DilllC'lhylall'lllClllin:n dilllclhy1c,lrbillll:ltC'

CyallClctloylateJ 1,r,l\'s:1cch;triJ('s

:\-~lll,,,tilllt('rl lt.nlrnxy,·th.'·1c:nlJ:1lJla lp ])iIIlC:( 1,.1' Il>yd ('(':':<'11 pl,(, ... phitc

~hn.v s'1h'cnts

Hr.]'. ï 1 ~'1"() l!):q ] ),)W C1'c':lic:ll C'y. )lir·! Itykl'(' 1:1,"('o[

"i~V'!~(H) ] 0:1.) S()}~:~17 I !lil 1 SS~~03 1%l S~)::']:l:J 1%:.' D.\S JÜ~-;-;:3.) lf'(il) JI :!.ï103 lPG:.' Bé'I;;. G131::?G 1%:.' Jhl\' Ch"lllic'll (\. }1nLbido Tanko Ki.3Cll K.K. Olin ~\!athi"',on 1.cun:1 Wrrkc E"A) nps. JU'. 2\lctal!;;r:,cllsch.1ft Frankfmt -- -

,-Dirthylenc ~Iy('(ll. eek:;: rr()cc;;~

nicthylcnl" I;lycCJl \I'iih lllcthanol

JT:-dr;l7.ill(,~

(:\':lI!..:.\'ljfr.rIllDlllirlc. ~Ir>f.:x pr0Cl ' ' '

Jlil'i!rib" :\<\11:.\'1 pyrm'ide,nC', lHlt.yrolal'tnnc, cyalH'thcr of

cJi~·thylc·nc ~!yc<)1

l:th'ykIH·~lycol lnollondalc

N.mcthyll,yrrolidone

A. De groepselec~iviteit is een maa~ voor he~ verschi~ in

af-finitei~ tot de verschil~ende klassen verbindingen. ln dit beval

gaa~ het om de klassen (groepen) parafinen. olefinen, naftenen,

aromaLen. In

't

algemeen Kan men stellen aat de groepselec~ivitei~

wordt bepaald door de polariteit van het oplosmiddelmolecuul.

De affinitei~ is danook in afnemenae volBorde: aroma~en, olefinen, naftenen, parafinen. Een goed oplosmiddel moe~ een goede

~roep-selec~ivi~eit bezit~en. In dit veroand is de groepselectivitelt

als volg~ c;edefillieerd:

-v o·

o heptaan

{( °xyleell

- ö

-B. De mOlecuulbewich~sselec~ivitei~, is een muat voor he~ verschil in affiniteit tussen verbindinLerl ui~ een Klasse. Fi~.2. geeft de mol.~ew.selectiviteit als furrc~ie van he~ Koolstof betal weer.

De aefiüi ~ie is als volg~:

0111

=

log

"(onep~aa{l

De lijnen van de homolo~e series

lopen

praK~isch paralel en de verticale afs~and tussen de lijnen is een maat voor de

groep-selec~ivitelt. Het geara~ van de Mol.gew .selectivi~eit is

verschillend voor de scheidingsprocessen die in dit verslag aan de orde Komen te weten destilla~ie, ex~ractie, e~~ractieve-destilla~ie. Tabe13. ~eeft- voor sulfolaan de verschillende

waarden.

Tabel

3.

rooP I l .~ew.se ectlvltElt . . .. blo J_ .

1

00

0,'1 v

.

. .

.

.

lit~ (j) voor dulfolaan. n-O.Kl,aun n-.heptc::.~tn

n

M Destillatie . . . • p (mIJl Hg)

o

430

51

21~00 ~lO

-0.3

)

1xtractie . . . • • • . . .

1(0

1xtractieve dest ••.. p o

o

xy

Fig.2. AC,TiYilC;,,;coël'YiC&lJT ilJ Su.L~At-l \co'C

1.0 10 8 6 'l 3

,.

41

3?30ü

. . . 1itt (11) ---~6:--t--+---1;~---I,l;;-o

(),'1'-~6---;t-~----t;&~--"):!:----,JIO-KooL!>fl'.>F G E71t L I(00L.5 lOF 6iT1l L

A.

B.

0.1

0

-

~

-c.

De capaciteit. Di~ oebrip beeft

weer

hoeveel koo

lwa~er-s"toffen net op.LOSmiddél Kan opnemen.

De capaciteit. is gedefinieerd als K = 1

'Y

°xyleen

De absolute hoog~e van de lijnen in fi~.~. is een maat voor de capaciteit van het oplosmiddel. In fèite bepaalt hij de solvellt-feed ra~io in de extrak"tor.

3.4 De keuze van het ext.raKtiemia.del.

Het ~xtrak~iemiddel moet aan drie karakteristieKe eigenschappen voldoen: ~en bepaalde capaciteit bezitten

.ben zo 6root- mo(:',elijKe Groepselec~ivi tei ~ hebben,

~en oeperKte molecuul~ewicntselec~ivlteit heooen. De drie e.i.Genscnappen 2ullen in net alGernE;en niet onafnallKe1.ijK :6ijlJ.. In fit!,.3. zijn de twee belan6rijKs~e, de capacil,ei t en de

broepselectiviteit voor

een

aantal op.Loslniddelen te~en elKaar uit-gezet. De get.allen 2ijnbetrokKen op de selectiviteit tussen

n-hexaan en Denzeen en de capaciteit van ben:6een bij

lOL

oe.

OL--"-_~_-'--_·J...' _---'-_,-L, _ ' - - - 1 VI? 0,4 .. 05 .. .. C,6

Lu:'.Ii ... t;5STARi-:F. ~l=? S:';~0L

:\1;h. G. S\"~tf'm[,tiscltrr \"('r~ll'jrh Y(lll ~(rh-rll(s aui C;rtll!d \"on Selrktil"idt \lud J.ji'IIII~:;,t;(rke. 1 \\-a<ser, :! ;\tlnlcnglykol, .J SUCr-illi:lOirl, ·1 ])i;ith \·I,·II~h·kol, ;) "rllp:,TI'llkoltl"Il,;ÜUrtr:.:(er. (j

l'hrnoJ, Î )[ et]l\']:i Ih .;·II;pi:"il, S SlIlf"I:II·,:·,i (1,1-Pinx y.

3-hydrrixy-tf:r~hydmthi"pltl'lll. [) :-;ulin!:tllylaillin ( .. \I,köl1lllllin!.: \"0)11 ~1I1fo­

lanol), JO SII!î(r/an, 11 ;)lIlf(!lcn (])"l'pl'liJinrllll1;:- in 2·:~·:;tl'IIIIlIl'),

12 3-)[pth:·lslllj'.r!:tIl,;:; i-l'rnpylslllioL'llyLitltcr (.\bkiiIli111Iilli; \"01\

Sulfolallol), J-J Dillll·thYl.;ldfûxyd, J:j fUrfurlll. JU, ,\rdonitril,

J7 \"-)[cthyJpyrruli(!ulI; iS \"itrohrllZ"l. 11 lliliH'thylforlll:tmid,

20 lillillo-di-3·prul':"II:rril

Fig.

3

.

l i t t (11)

Bijna alle verbindingcin li~~en in een brede band. De2e band {'.ceft (lt:i11

dc combinaties van selectivitei~ en

capaciteit die mogel ijK zijn. Daar -naast geeft het gearceerde band het

gewenste gebiea voor de capaciteit

aan. Door menging van oplosmiadelen

10

-Behalve de drie boven~enoellide ei~enschappen zijn de vol~ende

eigenschappen voor industrieel ~ebruiK van beldng: - ben goede chemische en ~hermische s~aoili~ei~.

- De corrosivi~ei~ mag me~ de garigbare con~ruc~iemiduelen

geen problemen ~even.

- De.giftigheid dien~ ~een moeilijkheaen op te leveren bij

he~ g~bruiK op lndus~riele schaal.

- Goede .fysiscne eiGenschappen als een lage dampspanning,·

een lage warm"te capaci "tei"t) :een voor ex~raKtie. goede dichtheid

en opp~rvlak"tespanning, een lage viscosi~eit.

- Een lage Kostprijs~

Het 0 plosifL.iCia 01 moet gernaKke l i jK valt de aroma "ten te SCIleülc (l zijn.

11

-3

.

5

De Aromaat ex~raK~ieprocessen.

In

'3.2

oli jkt dal, een 0 iJlo srüaae

1

me ~ een z. g. ge slcnen ornm8 !Je;t,e oiect

de voorkeur veraient. Het probleem is nu toch zuiver extrak~ ~e

produceren. Van de vele mogelijKe processen die hierin voorzien

zullen de drie oelangrijKs~e principes worden behandeld.

A.

De toepassing van een coun~er solvent. iig.4.

De counter solvent transformeerd in wezen het gesloten diagram in

een open diagram. ~en nadeel is dat het .oplosmiddel van het

raffi-naat afgescheiden moet wOrden, hetgeen warmte kost en een ex~ra

in-ves~ering vraagt. Bovendien zal de ex~raK"tor door de aanwezigheid

van meer vloeistof groter moe~en worden.

B. De toepassinG van een aIll,i-sol venl,. Pig.5.

De anti-solvenl, wordt in het onderste deel van de extrxtor ingevoerd.

Ook deze vloeistof maak~ het systeem ~o~ ee11 open on~men0Gebied.

ben nadeel is aal, de SO~V~11~-fee~ verhouding ~ueneemt en da~ ook hier

het oplosmiddel afgescheid~n moet worden.

C. De toepassing van extraAtieve des"tillatie in combinatie met een

eXLractie. tig.b.

In het sulfolaan extraKtie proces wordt van deze combinatie t,eoruiK

gemaaK~. De werking van de oeide processerl Kan het best 'duidelijK

gemaaKt worddIl aan de hand van iig.2.

12

-Fi~.2B.

laat de veel sterKere invloed zien

van

het mOLeculair

gewicnt

op

de

verd~linbsco~fficient.

De

stijlheid van

de laat

zien

dat

een

scneiding door

de

st

illatie

~Lleen

niet goed mogelijK

is,

zeker

wanneer men

zoa~s

in

dit

geval

met

een

reformaatvoedin~

te

maKen heeft met een oehoorlijKe spreidin6

(meer aan twee

C-atomen).

Naarmate de

verd~liDgco~fficient K

hoger

is zullen bij extraKtie

vooral

licnte parafinen zich in het

extraKt

bevinden,

terwijl

de

zware parafinen

zich volledig in de

raffinaatfase

zullen

oplossen.

De lichte

parafinen KW1nen met een

destillatie

een

voudiË>

gestript

worden.

Becirculatie

van deze lichte parafinen zal het voordeel

geven de

extraktstroom

v~n

zware

parafinen te

wassen.

De combinatie

extra~tie

-

destillatie

kan hier

tot

~oede

resultaterl

leld

en

.

ben

en

ander Kan geIllustreerd worden met

tig

.

7.

Hier wordt

de

relatieve

vlucntigheid~

equivalent

voor

verrijKings-factor

bij extraKtie)

uitgezet tegen ae

fractie

hept~an

in extraKt,

voor

zowel extraKtie als extraktieve

destillatie.

(solventfree basis)

Fig.6.

*RELATIVE VO:"ATILlTY* HEPTAr<E / BENZENE

30

I

I _ _ _ _ _ _ _ x / X EXTRACTION 20 15 10 _X 8

_/

x / 6 0·-0 X 4 -0

I"

3 x{

0,

EXTRACTIVE

.

o~'~'~

~~~- I I I

9

0,2 0,4 0,6 0,0 1.0 2 1,5

MOL FRACTION n -HEPTANE, SOLVENT FREE BASIS Figl/fC 5

Rclutive Vu/atilily Sysfem: n·!lcfJIClne, Bcnzcr.c, Sulfolanc al 100" C

- I j

-j.b Ter illus~ra~ie eni~e indus~ri~leprocessen. l i t t (1)

A. Het UD~~ proces.

Dit proces meL Diethyleen Glycol als extraK~ieilliddel is tot op heden

het mees~ toegepast. De on~unsti~e extraKtieve eigenschavpel1 vun ae

Glycolen en daarbij de ho~e waarde van de viscositeit (wat

aanlei-ding beeft tot hObe energieKosten) hebben er toe geleid dat dit proces aan popu.Lariteit inboet ten eunste van processen met betere extraktiemiddelen.ln de meeste UD1X eenheden wordt water als anti-solvent gebruiKt. De extraktie temperatuur

~s

150 °C.

B.

Het FURFU.tiA1 proces.

Furfural bezit uitstekende extraktie eigenschappen maar wordt nog niet toeBepast gezien de geringe chemische stabiliteit van de stof en het feit dat de scheidint van aromaten moeilijk verloopt.

c.

Het hlOF~X proces.

Het proces is in pilot plant stadium. Het, extraKtiemiadel,

mono-methylformarnide wordt Gebruikt in combinatie met water als anti-solvent. Een probleem hier is de stabiliteit van " ' ';1

lVI. l' • A •

D. Het D.M.~.O. proces.

Het extraktiemiddel heeft ~oede extraKtieve eibenschappen en Levens een lage viscositeit, wat een extraktie bij labe tempera~uur mogeliJK maaKt. Het smeltpunt van de stof lit;t bij 1':) oe. Toevoeging van een kleine hoeveelheid water doet het smeltpunt al sterk dalen.

Ook bij D.M.~.O.(Dimethylsulfoxide) ligt de moeilijKheid bij de

aromaat afscheiding en de stabiliteit van de vloeistof. l i t t (8). E. Het SULFOLAAN proces. (zie hfst 4)

~it proces wordt moment,eel op grote schaal ~oegepast. De extraKtie eiGenscnappen zijn wat in vorige hoofdstukken reeds is gebleKen goed.

De viscositeit van de vloeistof is vrij hoog wat een extraKtie tem

pe-ratuur van IOOoe noodzakelijK maakt. He~ srneitpullt van de stof Kan

verlaagd worden door ~oevoeclin~ van enkele procenten water de~e

-

14

-Ben uitgebreiue

beschrijvi{~

van

ne~

sulfülaanproces wordt

ge-geven

in hist.

4.

Ben

overzicn~

van de

extraK~iemiddelen

met

de bijbehorende

processen

word~

gebeven

in tabel

4. Van de extraktiemiddelen

zijn eieenschappen gegeven

in

factoren zoals

deze zijn vermeld

in

3.3

.

•

Opgemerkt

moe~

worden

dat deze

fac~oren

zijn betrokken

op de componenten

n-hep~aan

en

tolueen dit in teeenstelling tot

de in dit verslag

gebruiKte

sleutelcomponen~en

n-heptaan en xyle

C

!

l

.

TABEL 4.

Proces extraktiemiddel temp. kapaciteit groeps mol.gew. kookpunt smeltpunt viscositeit dichtheid

°c

selectiviteit selectiviteit

°c

oe cp gr/r.ü 'osolvan N-Methylpyroline 100 0,55 0,69 0,10 200 -26 165( 250e) 1,03 (20°C) lFEX Dimethylformamide 25 0,46 1,03 0,09 200 -61 2,0 0,95 Irfural Furfur'al 25 0,32 1,05 0,09 161 -39 1,16 Ilfolaan Sulfolaan 25 0,24 1,38 0,13 286 28 10,1 1,27

"

50 0,26 1,26 0,12

"

100 0,30 1,09 0,10 2,5 1,20 ~ <..n

"

150 0,33 0,97 0,88 1,3 1,15 ~1. S.O. Dimethylsulfoxide 25 0,20 1,33 0,15 189 19 2,0 1,10 E.G. Triethyleenglycol 100 0,18 0,80 0,14 280 -5 3,6 1,07

"

150 0,19 0,61 0,13 1,6 1,03 E.G. Di0.thyleenglycol 50 0,10 1,04 0,16 245 -11 11 ,5 1,10 x

"

100 0,12 0,90 0,14 2,4 1,06

"

150 . 0,13 0,78 0,13 1,2 1,02 Hater 100 0,001 0,96 0,35 100 0 1-0

,

. 1,00 x x open diagram

- lb

-4.

Het

~ulfolaan ex~raKtieproces.

4.1

Schetsmatig

over~icht.

Het

extraKtiemicidel.

~ulfol.aan,

en

de hierop

gebaseerae

varia

ll"t

van

het extrak"tieproces is ontwiKKeld

door

~hell.

tiet proces

Kan in

een

eerste overzicnt woruen gezien als

twee

krlngl.Open

van de

hUlp-stoffen sulfolaan en water, en van

de vo

ed

lngsstroom die

in

aromaten

en parafinen gespi"tst wordt. Deze

uiteenzetting

Kan

het

best

gevolgd worden aan

de

hand van l!'ig.

8.

-

De

sulfolaan Krin

gloop

.

Het

zuivere

sulfolaan

neemt in de

extraktor en de stripper

de

aromaten

uit a

e

voedir~

op.

Vervolbens woraen de

ar0ma~en,

die

azeoI:;ropen fliet water vorJllen

o

ver

de

top

van een

"r

ec

overer"

af-geaestilleerd,

terwijl

het aromaatarme sUlfolaan als bodem proauKL

wordt

teruG

Gewonne

n.

- De waterKrint,loop.

De

als

topproduKt uitde "recoverer

gewonnen water/aromaat

aze

otrop

ell

ontmen~en

na

condensatie. Het verkregen water

word~

georuiK"t om

in

EE

raffinaat

waskolom

,

het

raffinaat te zuiveren van

meeLevoerd

su~folauh,

Indien

hoge

eisen aan de zuiverheid

van

ae produceerde aro;

;

,ateil

woraen

ge s teld moe"t ne

t

water e ers"t

in

e en waters "trip per (

Ilie

t

opt.enomen in

Fig. 8. ) worllen

ge~ui

verd

val.l

parafulen die

JJaar

de

extraKtor

worden

gerecirc

uleerd.

4.2

Bescnrijving

van

nel. flowsheet.

ben

indruk

van

het proces wordL get,evell door

ne

'

I:;

flowsneet

\

Zle

oiJ-

-,lat,e

) dat

gebaseerd is

op

een

besLaande iabrlek

vaIl

}<.~.::iO.

De

appara-ten

zullen worden besprOKen

in

samenhang

me~

de

kringlopen.

-

De sQlfolaan kringloop.

T

1701 De

extraK~or,

deze

is

van het

type

ro"tating

disc

met

b~

schotels. 7 theoy'eti::.ocne schotels boven devoeaine.; en 1

scno

L.el.

onder de voeding.

He~ aro~aaturffie

sulfolaan komt boven in

de

Kol~m

-

I

r

-~

---

~ '--~

@

~

<t:: --J

E9

()

~

~

LI... --.J :::s <;.;. (/) ~ ~ 11 "

~

w

3

§

_~

~ ~ ti:. ~ ~ ;j ~ ~

"

h

ft;

_""

~

~

CL Q...

.-~ :r. V)

8

I-~

~

< :2 0 I-

~

~

8

ll) 0 ~ a. ':§ l:. ~ 0

~

\.J

fu

IJ)' C2 ~ "-:J U

~

"'= ~ <t '-l ~ ~

~

11 11

0

----

_'-'

- 1b

-en

beweegt over'

(ie

sCllOl;els naar ae bodem

v

an

de Kolom. Voeding en

I1baCKwasll" wordet] laat, inbebracnt

.

.iJe~e

_{"backwash "}

beval; wal; él

l

'ornal;

e

en

1ich1;e parafinen waarmee de

eX1;raKtsl;room van

zware paratinen

gewassen wordl;.

De

temper

atuu

r boven in

de Kolom

is

ee

oe.,

aan de

bodem

72

0G", , •

E 17

02

~e

rij

Ke sulf

ola

an

Sl;room wordl;

vervo~gens

door

warm1;ewis-selaar

~

1702 op

gewa

rmd

met de hete, arme

sulfolaan

Sl;room

uit

T 1704,

dit

omdal;

de

optimale

tempera1;uur

van extrakl;ie en

stripp

en

verschillen.

Na de

warm1;ewisselaar wordt de

sulfolaan

concen1;ra1;

ie

verder op

gev

oera

met arm

sU

.lfolaan uit de "recoverer".

T

1703 Vervolgen

s

worden resterende aromal;en

uit

ges

tript;

Be

eisen

die

aan het

bod~mproduKt

woraen

~es1;eld

bepalen de zuiverheid v

an

de

gep

roduceerde

aromateil. Het

topproduK1;

wordt na

condensatie

gerecirculeera n

aa

r d

e

bod

e

m

van de

extrhKtor ( bacKwa

s

n)

.

.iJe

stripper

wordl; gestooKt door warmtewisselaar

~

1705 (s1;oom).

De

kolo

m

bevat

jO

praktische scnol;els.

T 1704

Vervolgens

worden

door stoomaestillatie

in de "recover

er

"

-~roma1;en

en

sulfo]_~angesplitst.

Deze

Kolom

worU1; ohder

vermlna

crae

druK bedr

even

om de

l;empc

ra1;

uur

aan de

bou

em

l;e

dr~KKen l

i.v.

m

.

ontledin

g

van

sulfolaan

).

De

zo bereikl;e

l;e

mpcra

tuur

van nel;

bode

mprodukt

is 177

oe.

bij 440 mm

Hg. -lJeze

kO.lom

beval;

eell

-

ir

rwen

-dige

stoom

verhitl;er

~

170b. De

re

den

van

de~e

inbouw

is

dat

het

aantal paKkingen

-

waarachter vacuUIll

heers t op

deze

wi

j

ze

ver'llll

_

lwer

d

wordt,

sporen zuurstof

in

het sulfo1aan circuit

~ul1en

afbraak-produkten

opleveren en corosie in

de hand werKen

(zwavel~uur).

De zeer

grote

~arrote

inhoud

van

het

bo

demproauKt

word~

georuiKt

-

1~

-wordt

geregeld

m. b.v. warm-cev'~isselè::l.ar b

1702 en de"bypass"hierove

r

.

De aromaa t./wat.er

az e

o-cro pen ve rIa ten de kolom bi

j

30u mm

lig

en 7'-:J

worden in

},

17

08 e:;eco

ndenseerd en in drum D 17

02

on-cm

eni,

d

.

U 1701

In

drum D 17

02

wordt.

vacuum onderhouden door minde1

van

een

ejecteur.

Verder is een suifol

aan

zuiveringscircuit. opgenomen

waarbij

de

sul-folaan door

vacuumdes-cilla-cie

in T

1700 wordt.

gezuiverd met benulp

van de tw

eet

rapsej

ec

-c

eu

rs

U

1702 wordt een vacuum van 30 rnm Hg in

T 1706 onderhouden

.

Zich

op

de

bodem

van T 1

7

06 verzamelende ongerechtigheden worden

b

a

tchwise

afgetapt

.

-

De

wa-cerkrin

g

loop

T 17

02

Het in

D 17

02 tew

on

nen

water word

t

in

T 17

02 ge

Drui

l<

. t. om de

raffinaat.st.room

su~folaanvrij

te

was~en.

( wasKolom met.

ö

geperfo-reerde

scnot.els.

j;e

gewassen

parafinen

verlat.en hier de

suiio1aan

scheldin~.

Het

geDruiKt.e

waswat.er zal behalve het. su1folaan

OOK

enige parafinen bevatten.

0" \..; .

'r.

170) In deze wa tersl,ripper worden de parafinen gestript, waarna

ze

gerecirculeerd

word~n

naar d

e

ext.raKt.or. Deze kolom bevat.

5

scnotels.

Omdat dit topprodu

Kt.

ook e

nig

water bevat on-cs-caa-c de interessan-ce

mo

g

elijKheid van comoina-cie

van

deze

st.room

met.

de

sulfo

laanh

ouden-d

e

recirculcnie van de stripp

e

r

.

M.b.v. lJ 1'/01

kan

dan hel.

water

en het hierin

oplossende

sul

f

olaan teru

g

naar T 1705 Wor

de!l

gevoerd,

waardoor de "bacKwash"

sulfolaanvrij

wordt

.

De backwash

naar

de e

x-tractor zal

zich

nu

opnieuw

tussen

de

sulfolaan- en parafine

fase

,

mo

e

ten verdelen (w

a

t neerkomt

op

een ex-cra theorethische

cont.act-plaats voor

deze

.

sl,room)

.

Reboiler

voor de

ze s

t.ripp

e

r

is

E

1707,

waar

langs ook

het water

voor de

stoomdestil~atie

in

T

1704 wordt

gel

everd

.

-

de sch

e

iding

v

a

n

de

aromaten.

- 'v

-geschelden

.

Hierbij

moe~ WOL'u~n op~emerk~ da~ ne~

door

h~~O

aanGeooden model

slecnts de

ui~breidinG

van

he~ albes~aande

complex weergeeft;.

De zo

ont

stane

scneidint,ssectie

is

sterk

verknoopt

me~

die van

een al

eerder gebouwde

Udex-ex~ractie,

reden waarom over deze

sec-~ie

geen warmte- en massabalans

word~ ~egeven.

De

des~illa~iet;orens

worden

vooraf~egaan door

de

kleitorens T

l07jA

en

B.

Hierin woraen bij

vrehoo

6

de temperatuur (

warrn~ewisselaars

E

1075

en.E..

1076)

even~ueel

porymeriseeroare produKten (dienen),

die in zeer lage

concen~ra~ie

de

arOIlla~en

verontreinigen

aan

de

klei ( zure

ka~aly~iscne

werking)

al'geze~.

Hierdoor wordt Itt,um

lt

vorming op

de

scho~els

van

de diverse

des~illa~ie-Kolommen

vermeUel

!

De

toren

s

word~n

periodieK van nieuwe klei

voorzien ( oplopende

druKval

door

vers

topping

).

Het

aroma~en~rlef1Gsel word~

aan

in de

vole;ende

componernen t;escneiden:

Den

zeen

,

'

tolueen

,

p

-

en

m -

xylU:

:.

o - xyleen

en

hogere aromaten.

Deze

5

componenten vereisen

4

de

stil

latiekolormnen.

In de eerste

Kolom,-1-1.07ö,

word~

benzeen

gewonnen.

Aan de top wordt

weeL'

gebruiK

gemaakt

van het benzeen/water aze

o-troop om

water

~e

verwijderen. De voeding is

gesplitst;

om de

ver-s

coring

van

he~ concen~ra~iei'rofiel

over

ae

scno~els

te ver;niIlcie

[

'(;.il

In

l'

10)) word

~

v

ervol

gens

tolueen

gev~oIlHeIl. lJe

UiL ae bode

m

\'él.Ii

T 1070 nog meegevoera8 Oel1zeen word

l,

aallae

top

van

T 10:;3.

t;eS1)uia.

Hier

blijkt de concurentie van toepas

s

ing

van

onge~cneiden

aromateI

l

(

motorbrands~of, hydroaealkyla~ie).

De

meerwinsten

van

grotere

benzeen-

en

tolueenopbrenGs~

minus

de opbrenGste

n van deze

ont

.;

e-scheiden

.

ar

omat

en

wegen kennelijk niet

op

te

Ge

n de rneel'

kO

;:

l1;en

die

voor

verbeTrerde scheidillt'.,en gemaaKt; moeten woraen.

Vervolgens wordt

het

men~sel

dat

d~

uit ae

bode

m

van de

metha--

2

1

-xyleen

als

topprOQllK"t

'

(

koo~tempera"tllur

l.Jü

oe.)

en or"thü-xyl

een

en

hoger (

KooK"te

mpera

tuur

15b oe.). He"t grote

aantal

scno"tels

dat voor deze scneiding van

isomeren

op

temperatuur

nodig is

noodzaaKte

tot

de

DOUW

in twee

geaeelten die

door hun

hoogte van

bü

m.

zowel in he"t moael als

ook op

de

loca"ti

e

in de

Botlek

ee

n

zeer

do

ninereüde

pl.aa"ts

innemen. De

zeer

b

rote warm"tebehoefte

van

deze scheiding heeft geleld

tot

gebrllik

van een fornuis

F

l7~ü

als

warmtebron. Tenslotte wordt

het

b

OQemp

rodukt van T

17~ü

in de

z.g.

"re

runk

olom"

T 1751)

t;escheiden

in ortho-xyleen

en

hoger

e

aromaten.

Wat

betr

ef

t de uitvoering van

koelers

door de

gehele-faorieK

moe

t

nog

worden

0pèseme

r.t<t

dat hier

ui

tslui"tend lucn"tKoel.e.cs

gebruiKt ziJn. Dit

in veroand me"t

d~

probl.emen die koel

water

win-ning

uit

het havenwater

( corrosie door wis

se

l

en

a

zoutcenalte,

vervuiling

van

warmtewisselaars)

.

Deze

luchtko

elers

zijn laat

gemonteerd met eronaer

de vloeistof

pompen

(NP~H) ,

waardo

or

een

- 2c'.

-J.

De ber

eKE;nl11tS

van

ex

tl'è:l.Á \;0.['

en

stripper.

Deze cwee

apparal.,en

beïnvJ..08uen el.kuè:l.rs wel'KlIlt, doora.a"t het

11

DuCK-washcircu.i tI! van de

ext.raKtor

en

het

refluxcircui

1,

van de S1.ri l)I

)er

geïntegreerd zijn. Bovendien

wordt

het topprodukt van de

stripper

nog door ontm

enG

ing

me"t water

van

sulfolaan

oIl"tdaan in

.D 1.701.

.f.en overzicht van de verschillende stromen en hun geschatte

samell-stelli

ngen

is

weergeeeven

in Fig.

~.

J.I

De

bere

k

e

ni.n

6

Van de

extraKtor

.

• ,

Het aantal th

e

oretische contuctplaa1.sen van de ex"traKtor wordt

graf~sch

bepaala met behu.lp van een ternair diagram van de

compon

enten

Áylee!l, n - heptaan en

~u1.folaan.

s---~ r...

6.o1OS

)

T

/7-ot

-\ "

f!j:)J 2lEJ VOLUf;EN XyLEEN

1>4

R.A-ti

~ f7J

IJ

It'fTEfJElV SU.LFOLAAfJ

Sp

(30S

J

j'flf:)

ti

L

t1.0Jo~

"

-7

ft

03

Q(I.CCO

3'rX)

I.WO

5

- 2)

-Deze

cornponen~en

worden als sleutelcomponenten voor het

~ehele

systeem beschoLAwd.

Het

diagram

geldt

voor een

t

emperatuu.r van

luu o

,

terwijl in werKelijKneid een temperatuurgradIent van

130

o

C.

i11

de

bodem

naar eooe. aan

de top van de

extraK~or

heerst.

De

voor de

con~ruc~ie

benodit;de püülpuilten kan men als volgt

be-paleu:

Stel een

eis aan de zU.lvel'heid

van

het raffinaat

(

H

).

n

Hier voor is

~enümen:

1,6

~ BT~

en l,u

~ ~ulfolaan

(d).

De

samens~elling

van

he~

extraKt is nu bepaald.

(~l)'

Br

geldt

:

l1

_n

-

El

= ]:I' -

-

11.;

-

S (

zie Fig

10).

Door toevoeging van zuiver extraktiemlddel aan

het

ex~rakt

wordt

deze

bi

=

1 - ~l

: Men Kan

_

nu de

samens~elling

van

dé

"backw

ash"

Ho

con~rueren

illet

behulp van:

~l

=

~

-

H

Verder ligt op de lijn

Sp

en H

he~ pun~

met; samenstelling H'.

o 0

(

l~;

de sulfolaanvri

j .

GemaaKte

"bacKwash",

;:lp

is een

sulfolaall

spuistr

oom,

H.

"backwash" zoals de2e direK"t uit de stripper Komt).

o

U;

=

Ho -

Sp

(zie Fig.

11).

Voor het poolpun"t P

(extraherende

sec~ie)

geldt: P

=

~l

-

Hl

e

e

o.

Voor

het

poolpunt

P

(rectificerende

sectie

)

geldt:

P

- S

~

H

•

I' I'

n

Tevens geldt:

P

=

P

-

CF -

li'),

zodat met benulp van

I' e 0

deze "twee verge.Lij.i\..Lugen het punt.P bepaa.Ld

kan

worden.

I'

( zie

tig.

12)

Voor

de exacte uitvoering

van

de hierboven

gesche~s~e

contructie

wordt verwezen naar appendix 11.

(x)

(X)

- 24

-Bij de contruc~ie voor het bepalen van he~ aantal theoretische

contactplaa~sen valt op dat alleen het poolpunt Fr gebruiKt

behoef~ ,te worden. De extraktiekolom bestaat in wezen alleen uit

een raffinerende sec~ie. Uit de con~ruc~ie blijkt dat

7

theor e

-tische contac~plaatsell voldoende zijn om de " gewenste scheidiD_b

te bewerkstelli~en.

5.2 De .berekening van de stripper.

Hiervoor is een computerprogramma opgesteld, uitgaande van

COIl-stante molens~romen. Door Bataafse Internationale Petreo~eum

Maats'chappij zijn evenwichtsgegevens beschiKDaar ges~eld in de vorm van K - waarden voor

3

sleutelcomponenten bij

3

"temperaturen. Deze gegvens zijn onder~ebracht in ~abe1

5.

Door de

K

-

waarden als func~ie van de temperatuur lineair te interpoleren kurinen de kooktemperatuur van de vloeistof en de

gassamenstellln6e!1 boven elke vloeis~of worden vastges teld.

lilet behulp vari een massaoalalls over de scho~els kan de verrijKl!lt, en verarmint:, van de verschillende componellten oereKeüa worden.

. " I

De berekening word 1,; ui tgevoerd vanaf de ondêrste sc.nol,el naar boven

zodat slecnts ~~n vloeistofsamenstelling behoef~ ~e woruen ~~scna~.

ïAB~L

5.

Tempera1,;uur Heptaan Ayleen 0ulfolaan

167 oe b6,1 7,53 0,054 146 oe 29.4 3,46 0,026 134 oe 26,7 2,66 0,016

De balans ove r de cnders te schotel levert voor de v loe i s "tofsamen

·-...

stelling op

de

schoLel: x_h

=

((

1 -

V)

*

x

_on

Voor de over ige scho"tels wordt óit:

x

_h

=

(Yh

( zie

lig. 14)

- V

*

Y

_n " ) V

- Yoh

.L ( he p "t iJ. all) •

x

"

"

on

- 2:.;

-L

~c~h.)Ole,xs)

Vi

(~k,~"-,asJ

L

I

['lOh

Y.oX,

xosj

I~\

.

~

J , . \ } ' ,

(~ok I~Ol:) ~os)

I

Pig. 13 Fig. 14

Deze balansen

staan in he1;

progranuna

(,.3)

achter

de

labels

eps

en

zeta op

genomen

,

lliec

uien

verstande da1;

voor het

symbool

x hOOK

. 0

x

h

gescnreven

is.

Omtiat

in het; prot:;ramma bij iedere

nieuwe

sC

flo1;el

de oude x

_h

niet

meer

van

bel~ng

is, hierdoor

kan

men

met

mind~r

variabelen volst

aan

.

In de "statemern

s

" 1 1;/m

13

worClen vaS1;e

gegevens

en b

eG

inwaarde

n

gegeven. Acrner ue

labels

alfa

t/m

garnrna

worci

t:n

de coë

ffi

cleHt

é.:

D

voor

een vert,elijKlng voor

de

K

-

waarde gegeven

.

(

lineair

t,e-irnerpole

erd

ov

er

d

e

twee

dichtsbijzijnde

K-

waarden van .:jl-lli11

(

=

Bat. Int.

Petr.

~ij).

Achter

labe~

delta

worcit

het

scnütel-nummer bijgehoud

en

, de kooktempera1;uur va(] de vloeis1;

ofsamens

t

el-lingen

en

hieruit

de

damps

pann

ing

daarboven

berekenCl.

"statement

36

levert de ni

e

ronder vermelde uitvoer.

'

hen flowsh

ee

1; v

an

het gebruikte programma

'

is opgenomen

(Fig. 15).Hieracht

er

volgt

een

printout van het progra

mma

zelf en de uitvo

er

.

Resultaat

is da1; reeds na

4

(

evenwich1;s)

schotels

de

voedin

g

van de

stripper

meer heptaan

mag bevatten

+

J~LTIl:

-

20

-/IJLEzEAJ nLG- Ge'& &% iNWflflfUJE"N ALpH/t;

+

~ .. 0 ...

---<

'1l= f 1/éR/JIJNO ()IJ f3l( i Ge SCHoTBt.S

~+---O'" éJ>S:

-

t!.7

-6

.

Discussie

De in di~ verslag toeLepas~e grafische me~noden zal in '~ albemee~

slech-cs toegepas~ worden om een indrUK van het verloop vaE het

proces te geven. Voor een on~werp zal een nauwKeurige berekenin~

nodig ~ijn, waarolj men niet ~emaKsh~~ve een aantal

_-.

sl~u~elcüm

-ponen~en kan Kiezen.

De grafisch verkregen scho~el~etallen van stripper en ex~raK~or

gelden voor evenwicn~sschotels. 'vel't:,elijkbare gegevens van àe

1SS0 -

installatie geven voor de ex~raKtor b5 praKtische scho~eLs,

oveieenkomend met

7

theore~ische ( evenwichts) scno~els boven Oe

voeding en 1 scno~el onder de voedin~. Het nu~ van deze laa~ste .

schotel is uit de ciebruiKte oereKenintsm~thoae niet te oepalen.

Wahrscnijnlijk is dit t b wijten aan het feir da-c slechts de drie

sle

u.

t e lcompol1en ten in aanmerKinG t,enomen zij n • 'Nat be treft d.e uit -koms~ van

7

theoretiscne scnotels moet worden op~emerKt aa~ de

cornructie voor de meeste veranderingen in de parameters loeer

onbevoelig is, met uitzondering van de eis aan het extraKt.

Eist men minder heptaan in deze s~room dan stijgt ·het aan 'tal

scho'tels zeer sterk. Dit is danook de reden dat voor verdere

verrijKing een s~ripper gebruikt dien't te worden.

Van de E::3S0 - stripper is slechts bekend dat; he~ aantal praK1,.l.SClk

schotels

30

is, bij atmosferische condities. Bij de bereKening in

dit : verslaG zijn K ~ waaràen bij verminderde druk gebruikt.

Het aan~al theoretische scho~els wat op grona van deze gegeveIls

berekend is,is

4.

Het is niet duidelijk of het. verschil uitslui~er

veroorzaakt wordt door de schotelefficieIlcy of dat de stripper

onder verlaa~de drUK een betere scheiding ~er schotel geeft •

.Een reuen voor het toepassen van een verlaagde druk is een be~ere

-

20

-7.Lij

st van GebruiKte

symbolen.

P

Plait

point.

G Groepsse~ect.ivit.eit. o

lLKt.ivi

"tei "tscüëfficient

~olecuulrlewichtsselectiviteit.

..Partiaalspannint;

(

mm

lig)

K

Capaciteit

d

Sulf

ol

aan

(

kmol/uur)

.B'

Voeding

_"

ft

R

Raffinaê::l."t

n .

Hl

"

BaCK;\ê::I.sh"

zonder

sul.f

ol

aan

o 11

Ro

"Backwash" met. sulfol.aan

I1

El

Bxtrakt

11

Ei

Ex

trakt

met

sulfo~aan

inject.ie

11

Q

Zuiver

ex"traK"t na strippen

11

Sp

Sulfolaan spui

_"

Pe

Poolpunt extraktie

Pr

Poolpun"t raffinage

x

molfractie in

de

vloeistoffase

T

Tempera"tuur

K ~venwichtwaarde

y/x

3

molfractie in

de d

ampfase

n

aantal

schotels

- c'j

-Litt

e

rat

u

ur1ijst.

(1)

J.1autier, J.DuraIluet, C. Haimbault et

lvi.

Viguier.

~evue

de l'instituut irancais du Pétrole,

19,

124b-l250

(1~b4)

(2)

Von l

v

a1ter,

C.G.

Kosters,.t;rdöl und Kohle -

j)etro1eum 23,

205-~Ob

(1970) .

(3)

H. Voetter. \V.C.G • .Kosters, Proc. bth dor1d Petroleum Congres

s

,

~ection

111 Paper 11

,

131-~4~. (1~b4)

(4)

K.H. Eisenlohr, }:;rdöl. und Koh1e - Petro1eum,16,

525-52~,(l~b3).

(5)

C.H.

Deal, H.D

•

.t;vans,

b.D.

Olivier and

M.iL

Papadopoulos,

Pe

.,

tr

'

oleum Hefiner, 3ö(

~). 1B5-i~2, (1~5~).

(6)

E.G. Scheibel, Petroleum Hefiner, 3ö(9), ;227-246

(1959)

(7)

1l.vV.

Grote,

Cnem.

~ng.

Prot;ress,

J4, 43-4'7

(1~5b)

(U)

J.

Lautier,

J.

lJUrandet, C. Raimoault,

hl.

Viguier,

He

v

u e

ct

e l ' ins

i

i tut }' r aLl c a i s d u

1?

é

t

r

0

1 e, 2 0

, 1

ö

1-

1

~

0

(1

~

b 5 )

(~) ri.

Vo

e

tter,

vV.C.G.

Ko

s

ters,

~I'döl

und

Kohle

-

j)etro.Leum,

i~ ,

Appendix I Het "ternalr diaGram.

Bij extrakties js het gebruikelijk de samenstellingen van de

vloeistofmen6sels weer te geven in de vorm van een gelijK2ijul~e

driehoek. Andere systemen waarbij op deabsis een component ~

en op de ordinaat een component Y en l berekend wordt ui"t

~

=

1 - ~ - y ~ijn voor extraktie problemen niet zo aantreKKelijK

omdat ~ij niet de contructieve voordelen hebben van een

gelijK-zijdige driehoeK.

Op iedere zijde van de driehoek wordt de frac"tie van een componen

weergegeven. Het aflezen van de samenstelling in een oepaald

punt (~) vereist enige oefenin~. Men verkrijgt de samenstelling

door in punt ~ drie lijnen te trekken evenNijdiB aah de zijden

van de driehoeK. Op iedere zijde wordt in de snijpunten van a~

evenwijdige lijnen de fractie afGele~en.

In de driehoeK is het ontmenG~ebied getekent. De menLsels binnen

di t ge oied zullen zicrl on tmen[;ell in twee fasen en wel vol(Sens

de nodelijn door het sompunt van de beide fasen. De contructie

van deze nodelijn Gescneid~ met oehulp van de distribu"tiecurve. Deze curve bevat de evenwicntsgegevens van de oeide fasen.

Bij de contructie van de noaelijnen moet erop gelet woraen

dat de assen van de beide curven aan e~Kaar aangepast zijn.

Op de rand van he"t ontmellt;,gebied is het Kri tisch punt .P aanG8t:::,sver ..

( plaitpoint) In dit punt zijn de beia~ fasen aan elKaar 6e~i~K.

De nodelijn heeft oe vorm van een punt.

De contructie van het aantal theoretische contactpl~atsen is

Appel1dix 11

fl!<'1

/, / I /

/

, I , I I I I

I

,

I I

,

,

I

,

, I , I , I I I I I

t