Oude Delft 88, Delft. tel

Transcriptie

1

2 LABORATORIUM VOOR FYSISCHE WERKWIJZEN: PROCESSCHEMA J. Vissr, Oud Dlft 88, Dlft. tl juni 1962,.,

3 . BEREIDING VAN ETANOL DOOR DIREKTE HYDRATATIE VAN ETEEN. '\; I. Inliding: In ht hirvolgnd zgn procsschma wordt n alkoholfabrik mt n produkti van ton/jaar 95% tanol ontworpn n brkn~ aan d hand van littratuurggvns. 11. Topassirig vn industril alkohol: 1. motorbrandstof: Etanol kan uitstknd als motorbrandstof gbruikt wordn. En mngsl van 20% absolut alkohol in bnzin bzit optimal ignschappn. 2. droogmiddl: Mn gbruikt tanol door z~n hygroskopisch ignschappn alsdroogmiddl voor fotografisch. films n platn. 3. ntifrz n trmomtrs voor lag tmpraturn: Bid toöpassingn vindn hun oorsprong in ht lag stolpunt ( 11'7 C ) van tanol. 4. dsinfktimiddl: : Etanol is n vrgif voor schimmls n v'l baktrin, zodat mn bt kan gbruikn voor ht bwarn van biologisch prpa.. "(ptn n voor ht dsinfktrn van handn bij opratis. (oploss~ngn van 40 90% in watr, watrvr~ alkohol dsinfk~ trd nit.) 5. grondstof: Vl organisch vrbindingn kunnn wordn vrkr~gn mt bhulp van syntss, uitgaand van tanol. In d tchnik brid mn b.v. aldus actaldhyd,.zijn n a X z~ur, tylstrs, DDT, xantnatn; 'tanolamin, tn, butadin, tylchlorid tc.. Vooral in d twd w~rldoorlog wss r n strk vrgrot tpnolprodukti tn bhov van d briding van butadin als grondstof vn synttisch rubbr.. 6. was n oplosmiddl: In d lakindustri wordn grot hovlhdn tanol als vrdunnr gbruikt, vrdr als oplosmiddl voor drogrijn, kruidrijn, in farm8cutika voor uitwndig gbruik, voor toiltrtikln, xplosimiddln, xaukstoffn tc. Bij gbruik als oplosmiddl, bhalv in d lakindustri, wint mn zovl moglijk alkohol trug. ( in Àmrika tot 75% ) 7. gdnt~rrd alkohol: Nit vraccijnsd alkohol wordt gdnaturrd om ht 'gbruik voor drankn onmogl~k t makn. In Ndrland voor brandspiritus mt 19% ruw houtgst n xtra bittr pyridin ( bid bijna onmoglijk t vrwijdrn) n n blauw klurstof.

4 (2) 8. Indin dnaturrn nit mogl~k of gwnst is, zoals b~ d briding VFn insulin, parfumrin, klurstoffn, dan gburt ht gbruik ondr spcial kontrol van blastingambtnarn. vrbruik tanol in d USA in miljonn win gallons (i g = 3,785 1) ac$taldhyd 111,2 96,7 116,2 oplosmiddl 42,9 44,3 46,2 chmikalin (azijnzuur, tylchlorid) 42,5 40,7 41,1 buté'din 28,6 1,7 1,7 f rmè.c ut ika 11,6 12,3 13,0 totaal 237,8 195,7 218,2 III.Moglijk industrilbr,iding van tanol: (1) 1. gisting van saccharos bvattnd grondstoffn: C12E220l1 + H 2 0 in~rtas> 2 C 6 H zymas." (opbrngst 90%) In ht bizondèr molass, afvalstroop, wlk ovrblijft na d afschiding van d gkristallisrd ruw, suikr m.b.v~ cntrifugs, wordt als uitgangsprodukt van d tanolbriding gbr~ikt. Ht bvat ongvr ~5 gwichtsprocntn suikr. Na vrdunning mt warm watr tot n suikrkoncntrati van %, wordt d ph tot 4,0 vrlaagd mt zwavlzuur. D aldus vrkrgn massa wordt gdurnd ongvr 45 uur b~ n tmpratuur van ÇlO 30 0 ondr koling mbv gist gfrmntrd tot n alkoh61koncnxrati van 8 à 10 procnt, waarna mn d alkohol ovrdstillráï n kondnsrt. Ht kondnsat bvat 50 ~ 60 procnt alkohol n na rktificrnd dstillati hft mn ht gwnst 95%ig tanol vrkrgn. 2. gisti~g van ztml bvattnd grondstoffn: ~ ~ C 6 H l0 0 5 )x + x H 2 0 diast~s)a x C 6 H H1206 ~ymas) 2 C 2 H 5 0H + 2 CO 2 ' (opbrngst 90%) Ztmlhoudnd stoffn, zoals grann n aardappls, wordn mt bhulp van nzymn of vrdund zuur vrsuikrd, waarna d vrgisting als bovn tot tanol platsvindt gisting v.n cllulos bvattnd grondstoffn: zymas SI Bij ht vrijmakn van cllulosvzls.uit hout d.m.v. vrhitting mt watrig oplossing van calciumbisulfit n zwavlzugr, gdurnd 8 à 10 uur b~ n tmpratuur, van ongvr 135 n 6 à 7 atm n ht afschidn van di vzls, houdt mn n sulfitafvalloog ovr, di o.a. 2% suikrs, wlk nit ll t

5 frmntrn z~n, bvat. Dz suikrs kunnn wr als b~, 1 mt gist gfrmntrd wordn tot tanol. 4. vrstring n hy~rolys van tn: CH 2 =CH 2 + H 2 S0 4,7 C 2 H 5 0S0 2 0H CH 2 =CH 2 + H2~04 7 C2H50S020~2H5 C 2 H 0S H + C2H50~020C2H5 ~ 3 C 2 H 0H + 2 H 5 2 S0 4 2 C H 0H zwavlzuur)' C H OC H + H Syntt isch kan mn tanol vrkrijgn door absorpti van tn, in zwavlzuur tot n mngsl van tylsulfatn, wlk ghydrolysrd wordn tot ruw tanol n vrdund zw8vlzuur. D alkohol wordt gzuivrd door dstillati n ht zuur gkoncntrrd voor niuw gbruik. ' 5. katc:lytisch hydratati van tn! CH 2 =CH 2 + H2@ fosforzuur) C 2 H 5 0H (Opbrngst 95%) 97% tön wordt mt watr in n vrhouding vanl op 0,6 mol b~ 300 C n 70 atm'ovér n fosforzuur op diatömnaard kat~lys2tor voor 4,2 % omgzt in tanol. P na kondnsati vrkrgn vrdund tanol wordt na hrhaald dstillti gzuivrd n gkonntrrd, trw~l ht nit omgztt tn grcycld wordt. 6. Fischr~Tropsch synts: Uitgaand van aardgas, dat mt zuurstof door partil vrbranding in CO n H wordt omgzt, kan mn door juist kftalysp.tor' kuz n raktigomstangighdn ( alkalisch ~zr of kobltkatalysr.tor bij C n 150 atm ) n produkt vrkrijgn, dat 0.8. gring hovlhdn tanol 'bvat. 7. hydrring.yan actaldhyd: Actaldéhyd~ vrkrggn door hydratati van godkoop ctyln (in Duitsland) ondr watrstof druk van 300 atm' ovr n mt chroomgktivrd koprkatalysator op kizlgor tot 99,8 gw.% in tanol omgzt. Door gfraktionrd dstillati wordt tchnisch té.\nol" vrkrgn. '

6 (4) IV. 'vn tanol door dirkt h dratati van tn: 4, 10, li), ( 12 ), ( 13 ), ( 14 ) 1. kuz van procs: Howl in d tokomst waarschijnli~ ht FischrTropsch procs ht mst konomisch zal blijkn t zijn, vooral door d vl godkopr grondstof tn is nl rlatif duur door haar grot topassingsmoglijkhdn, trwijl aardgas zlfs n afvalprodukt is gwst wordn d laatst jarn grot produktinhdn gbouwd volgns d dirkt hydratati van tn. Ht zwavlzuur procs is duur.è:,i' door d spcial isn door ht korrosiv zuur aan ht raktofmatriaal gstld, ntht grot' stoom n NaOH vrbruik., Ook bij d gistingsprocssn zijn d produkti kostn hogr, trwijl d.grondstof molass aan grot prijsschommlingn ondr hvig. is. Ht gvolg is gwst dat bv in Amrika. waar in % van d industril'alkohol van frmntati afkomstig was, in 1954 dit prcntag gzakt is tot slchts 20%. Voor ht procsschma is danook ht dirkt hydratati procs gkozn, aangèzin dit h~t mstkonomisch is. D brkningn wordn uitgvord volgns d gvolgd synts ontwikkld bij d Bnll Dvlopmnt Company, Emryvill, California, n op tchnisch schaal uitgvord in d installpti VFn d Shll Chmical Corporation in Houston, Txas, in 1948 in bdrijfgstld mt n kapacitit van ' ton pr jaar n di van'd'british Ptrolum Chmicals, Ltd. 'in Grangmouth Schot1énd, sinds 1951 in bdrijf mt klinr kapacitit. Bid'installatis wrkn ondr optima~ konomisch konditis. 2. d rktis: d hoofdrakti: hydratati van tn in gsfas. fosforzuur op.dragr> opbrngst 97~. C 2H50~ + 0, 96 KJ/kg (19 B. t. u.) lb mol nvnrktis in gring mat, voornamlijk vorming vn ditylthr: 2 C 2 H 5 0H katalysator) (C2H5)20 + H 2 0 Actyln als onzuivrhid in d voding gft ctaldhyd:. kat. C C 2 H 2 + H 2 0..;.. ~ H 3 CHO mindr. dan 1% van ht tn"polymrisrt tot vl vrschillnd onvrzadigd polymrn, t.w. sporn crotonaldhyd, aldhyds n alkoholn a~glid van botrzuur n caproinzuur t tc. in d zuivringskti wordt actaldhyd omgzt in t~nol in n hydrognrraktor: nikkl op dragr~ d sporn crotonaldèhyd in butanol: CH 3 CH=CHCHO + H 2 kat.? CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 0H

7 3. r8kt~omstandighdn: 3.1. d katalysator. Als katalysator wordt gbruik gmaakt van fosforzuur op n. dragr in koncntratis van gw.%. D katalysptor ligt op platn in d raktor n wordt kontinu aangvuld door sproin V8n n'65%ig watrig fosforzuuroplossing n wl I kg 10Q%ig fosforzuur op idr 400'kg gproducrd tanol, in d top vetn d raktor om d vrdfmpt hovlhdn fosforzuur BRn t vulln tnind'd katalysator op maximti kaprcitit t kunnn latn wrkn. Clit, n gkalcinrd diatomnard in pilvorm is gblkn d mst gschikt dragr t zijn, dwz voldond groot porinvolum om grot hovlhdn fosforzuur vst t houdn n gnog rsistnt tgn d hog raktitmprptuur n druk. D sfmnstlling van d gklcinrd dragr. is: siliciumoxid 86,95 % natriumoxid 1,21 % ijzroxid 2,17 calciumoxid 0,65 aluminiumoxid 7,51 titaanoxid 0,14 mgnsiumoxid,1,22 rst 0,10 D briding van d katalysator gschidt als' volgt: dcdrrgr wordt n half uur mt 55 à 65 %ig fosforzuur gimprgnrd, d vloistof' ov~rma8~ ~.àfgschid(:m n d kptlystor in d r Fktor gbracht. Ht katalys8torbd wordt nu op n tmpratuur its bndn d wrktmpratuur ~bracht, bv mt rcy,c6 tn ondr druk ( 70 at~) tot n tmpratuur van C, WFarna mn stoom injktrt tot n tmp~ratuur van 290 ~ d r~ktitmpratuur; waarm ht hydratatiprocs is gstfrt. Ht blijkt dat d fosforzuurkoncntr ti op d drpgr 85 gw.% is d rktitmpratuur:,.. ". D vnwichtskoils:tant~ van,tanol nmt.snl ~f;)m.t o.êë:tj.1lt pratuur (fig 1.) ~nhiérmé "d év~î1wicll"tskonsntj;>t:tjé. :,Dê, akti.:ït.l,ti tjv@n dkátalysatoii :nêèmt st.rk toè.:. i"..tiirdooris n optimal tmpratuur waarbij'raktisnlhid n vnwicht n maximf'l tanolprodukt;i,. bpaln (fig, 2). 0. Zo is gblkn dat n tmprptuur van 300 C bijon doorvorsnlhid van 28 VSVM voor d kp.talysptor, n Q~Q C n 54 VSVM voor d t8nolprodukti' optimal konditis zijn. (fig ~). Vrdr nmt ht raktorvolum to,(dus d r FktorkostD), n d t?nolp~odukti ~bij afnam van d doorvorsnlhid. Al dz fartorn bpaln uitindlijk dè,mst konomisch konditis voor d tanolbrising,nl n.èorvorsnlhid van 30 VSVM (volum gas vrn 15 C n 1 ptm /min/volum kêt.) n n rêktor intr tmpratuur van 2908c. d r~ktidruk: Drukvrhoging bgunstigt d vnwichtsligging, maar vrmindrt d koncntrati van ht zuur op d katalysator n hir~ m d katalysator àktivitit. Door vrklining van d mol. vrhouding" watr ~ tn in d raktorvoding n/of d doorvorsnlhid kan mn dz vrmindring wr ongdaan makn (fig 3) Ook hir is wr n optimum, wannr mn in ovrwging nmt dat drukvrhoging apparatuur invstring dot tonmn. En druk van 70 atm is gblkn d mst konomisch t zijn. mt n molvrhouding watrtn van 0,6, in d voding.

8 (6) 3.4. ht t~'n: D grooit~t van ht raktisystm n d t vrkrijgn tn hb,bn wr d 1.concntrati van ht rcycl gas bpaald. Omdat dé tnkonvrsi bij d bovngnomd rakti omst~ndighdn: slchts 4,2% is, wordt ht gas na afschiding vpn t~nol n~ nit omgztt watr opniuw als r.aktorvoding g bruikt ~. Zo is mn gkomn tot n raktorvodingkoncntrati op wa trvrij basis van 85% tn, vrkrgn mt 97% supplti "tn aan. ht rcycl gas, waarbij n gdlt vn ht r.çyç.~tg~s, gspuid is om ophoping van inrt gas (taan n mtaan.) t voorkomn.... Door d aanwzighid van ongvr 0,2% actyl.n in ht suppltigas is ht noodzaklijk all lidingn tot aan d 1 raktor koprvrij t houdn ivm cuprn vorming: rlaa.. o;it. :11"". " ~"tómln bijprod uktn : D vorming van bijproduktn is n fankti van d tmpratuur: bij lfg' tmpratuur is d vnwichtsligging voor d vorming van ditylthr gunstig, trwijl hog tmpratuur n/of hog druk polymrisati n vormibg van hogr alkoholn bvordrt. Bij tmpraturn bndn 320 C trdt chtr gn polymrisati'op. 4. d raktorskti (fig 4) ': D hydratring vindt plaats in n hogdrukraktor bij 70 atm n C. Ht tn (97 gw%), afkomstig van n tnbriding produkti inst;:'llrti mt n druk van 30 atm, wordt mbv d raktorvoding komprssor op'd raktidruk van 70 atm gbracht n gkombinrd mt ht rcyclgas, afkomstig van d.rcyclgas komprssor, tot n samnstlling van 85 gw% tén. Vrvolgns wordt watr, door kondnsors in ht procs' voorvrwarmd, togvogd in n molvrhouding 0,6 mol wapr op 1,0 mol tn. Dit rktorvoding mngsl wordt mt d raktorprodukt stroom in 2 iri sri gplpatst wqrmtwisslaaös voorvrwarmd n tn slott ghlvrdampt n vrhit' tot 290 C in' n gsovn.. In d rktor mt platn waarop d katalysator ligt, wordt 4,2% van ht tn n 7,0% van ht watr in tanol omgzt. Doordat d hydratatirakti xotrm is stijgt d' tmpratuur 100C. Tglijk mt d rrktorvoding wordt 65% fosforzuur in' d rrktor gsproid (zi IV 3~1.). Ht raktiprodukt wordt in d rst van dtw warmtwisslaars mt d voding, gdltlijk gkondnsrd, mgnomn fosforzuup. wordt nu mt bhulp van 1,5%ig watrig NaOR door sproin gnutralisrd, waarna watr n tanol in d twd wprmtwisslaar ghl gkondnsrd wordn,.gvolgdl door ht afschidn van vloistof n damp in n hogdrukafschidr. D dampstroom wordt gkold n in n absorbr wordt d laatst rst tanol mt watr vrwijdrd. En'dl van dit omloopgas wordt afglatn n truggvord naar d tn briding tn ind ophoping van inrt gas in d raktorvoding t voorkomn, d rst gaat dus trug,naar d raktor, als rcyclgas (zi bovn). Kondnsaat van d omloopgas kolr n dat van d absorbr gaat SEmn mt dat van d hogdrukafschidr naar n lag drukpfschidr. Ht aldus vrkrgn ruw produkt Wördtnaar d strip \ pr van d zuivringskti gpompt.

9 5. d zuivringskti (fig 5): 5.1. d~~r::.,;, ' l Allrrst wordt in èn strippr mt stoom d tanol in ht ruw raktiprodukt gkoncntrrd, watr wordt als bodmprodukt vrwijdrd:',n d gkoncntrrd alkohol, waarvan,=>n gdlt, na kondnsati als r~ naar d kolom wordt, truggvord; ga~t. naar d hydrognrraktor., _ 5.2. d hydrognrraktor: Mt n rcycl watrstofstroom wormt ovr n nikklkatalys: tor (8%) opdragr actaldhyd ghydrognrd tot tanol, trwijl d sporn onvrzadigd alkoholn ghydrognrd wordn, tot vrzadigd alkoholn. Ht ghydrognrd produkt wordt gkondnsrd n d ovrmrat wtrstof truggvord'mt n winig supplti watrstof naar d r8ktorvoding. Ht kondnsaat w~rdt opgslagn. k010m voor d vrwijdring van licht komponntn: Ht kondnsaat van d hydrognrraktor wordt in dz kolom gzuivrd van d vrontrinigingn mt n,kookpunt lagr dan dat van tanol. Dit is voornamlijk ditylthr. Ht bodmprodukt, waarvan n gdlt na vrdamping in d kolom wordt truggvord, gaat naar d laatst rktificrkolom. 5,4. rktificrkolom: Vanaf d vird schotl van 'bovn van dz kolom wordt ht ~uivr 95r~ig tanol (tanol n watr vormn'n azotroop inëtt n samnstlling van 96~~, zodat ht nit moglijk is op dz wijz absolut tanol t vrkrijgn.) afgtapt n opgslagn., ' 1 Ht topprodukt wordt nakondnsati als rflux naar d kolom 1 truggpompt, n klin dl chtr truggvord naar d I strippr. Htzlfd gschidt mt ht bodmprodukt: n klin Idl gaat,naar d strippr trug, d rst wordt vrdampt n,trug in d kolom gvord., 6. p~oduktana~y$: D blangrijks~,spcifikati van industril alkohol is d prmanganaattijàtst, wlk d aanwzighid van rducrnd bstrnddln aangft. D prmpngrnaattijd, di gwoonlijk 30 minutn bdraagt, wordt bpaald door 2 cm~ van n O,02%ig KMn0 4 oplossing bij 15 è 16 o to t vogn aan 50 cm 5 van d t ondrzokn rlkohol. D tijd'nu waarin d oplossing haar ros prmnganaatklur vrlist~ is dan d prmanganaattijd. Rds I dl crotonaldhyd of 2 dln sorbaldhyd pr miljondln alkoho~ is'voldond om d prmang~naattijd'v8n 60 op mindr dan 30 minutn t brngn (fig 6). " P prmangnaattijd van d, hirbovn gproducrq. trnol blijkt grotr dn30ffiinutn t zijn, zodat ht produkt aan d hoogst isn voldot. En mr algmn spcifikati is d gur van ht produkt n ook dz is gblkn uitstknd t zijn. 7. konstruktimatriaal; In vrbpnd mt korrosi is ht alln nodig dat d raktor n d rst warmtwisslaar na d raktor voor d hydratati mt

10 ., (8) kopr word~il gvord,trw~l d rst van d raktiskti n d hl zuivringskti van staal is. Dit is n vn d voornaamst voordln van dit procs bovn ht zwavlzuurprocs. Vrdr mot r voor gzorgd wordn dat ht actyln in d supplti tn nit mt kopr in aanraking mag komn in vrband mt cuprn vorming. In d raktor wordt ~htr ht 0ctyln zo snl ghydratrd dat hir gn kans mr is op cuprn vorming. Vrdr maakt mn d tovorliding n d sproidop van d nutrlisatiloog in vrband mt korrosi van zilvr.

11 (9) ;; v. Plaats n groott van d fabrik: Hir wordt bschrvn d industril produkti van 95%ig tanol mt n j88rprodukti van ton in n kontinuprocs uitgrpnd van 97%ig tn, afkomstig vn n oliraffin8é'rdrij, n watr. 1. htprodukt : Ht produkt bzit n zuivrhid van ongvr 9 ~,' doordat alkohol n watr n azotroop vormn sfmnstlling. Aangzin dz zuivrhid voldond is voor ht mrndl dr industril topassingn, wordt ht tanol in dz smnstll~ng glvrd. 2. d grondstof: D grondstof tn bpaalt d ligging van d installati, nl in d dirkt nabijhid van n oliraffinaardrij. Tn gvolg hirvan is d fabrik gsiturd in ht Botlkgbid in Ndrland waar zich n van d grootst r~'ffinabrdrijn tr wrld bvindt CShll, Prnis.), bnvns d 2 jaar in gbruik zijnd Esso n d t bouwn Gulf raffinaardrij. Vrdr.is d cntral ligging in d Euromarkt van groot voordl~. 3. d kapacitit van d installati: D produkti van ton tanol pr jaar is bdold om in d ndrlands bhoft t voorzin. n om d xport op pil t houdn.. 1? produkti in ons land is chtr moilijk t schatt'n daar d uitvor cijfrs ovr d laats 10 jaar ghim zijn. \'?lkoholprodukti in Ndrland in tonnn/jaar: (2) l~ l , In Amrika vrwachtt mn in 1955 n vrdubbling van d produkti'in tin, jarn, analog voorspllingn voor Europa rchtve élrdign dan ook d hirbovn gstld' kapacitit van d inst~llati, vooral ook omdat Eûropa nog stds n achtrstand 1 op chmisch trrin bzit t.o.v. Amrika.

12 (10) VI. Fysisch ggvns :,(5)( 6)( 7)( 8)( 15)( 16)( 17)( l~)( 19)( 20) o kpt o,w I f".. ~.., T; mol smpt dicht :"èw.:. hid tn ~,~~ lb'j,4 'lu2, ~ 1,24~"g( 1 tanol 46,,07 114,6 78,5 0,7893 &,p' watr 18,02 ' 0,00 100, 'f, 0 7f. actyln 26,,04 81,8 83,6 1,173 gil ditylthr 74,12 116,3 34,6 0,7135 ~ wftrstof 2, ,14 252,8 0,0899 ~/l p.ctaldhyd 44,05 123,5 21 0,7834 ~ NaOf! 40,01 318, ,13 0 fosforzuur 98,00 42, ,834'~, ntriumfosfaat 163, , 536 TT;;. ' taan 30,0,? ,3 1,357 g/1 mtaan 16, ,5 0,7168" gil gwichts% kpt o vrd.warmt viskositit tanol in watr, bij kpt mng sl in kal/q ,5 1,096 0, ' ,33 231, ,66 247,7 1,424 0, ,5 280,7 1,748 0, ,4 2,24 1, ,3 415,5 2,35 1, ,1 1,815 0, ,3 508,8 1,323 0, "1 ln cpidichthid 75 0 l ,471 0, , ,546 0, ,600,825 r 18 0,663 0,8'7417 0,663 0,9],.992 0:;5591, ,476 0,9'74'75' 0,99225,. ~.. ~E~~~~~~E~~~~~_~~_Y~E~~~~~~_~E~~ ", tèën1in tanol 33 atm y = 2,8 x Y = 5,5 x 15,6) m.taan in tanol 0200,atm y = 0,37 x in watr Y = 0,04 x y vol gas 25 0 n 1 tm/vol vloistof x = abs. druk in atm.

13 . (11) gwichts% soortl~k wprmt tfnol in.c~g/oc watr ,05 1,02 1, ,02 1,03 1, ,905 0,946 1, ,805 0,86 0, ,67 0,72'1 0, ,635 0,668 0., ~54 0,577 0,621 0,770 ~g~~!~~~_y~g_~~~~rl( 1 atm) ,1049 J/g , , ,1256 " ( vrzadigd stoom) " 22Ê~ 1~~g_~~rmÊ~~y~~_~glg~_g~ g_q~_1_~êml tanol ,406 cal/gl O ,454 actyln rz;b C 0, ,3832 taan 82 0, ,3861 tn. 91 0, ,3592 1;'100 0, ,430 mt8n 115 0, , ,5931 stoom 100 0, ,477

14 (12) Ent1pis8mnstlling diagrm voor ht s~stm d~mp n vloistof fasn in vnwicht bij 1 àtm. tanolwtr; r 1 a t i v n t & P i, Btu/lb 0 P s s i n g 400 b t r 0 P 200 z v u 1 i 0 v r i s t 0 o vrzadigd dmp.. f bij o gwichts% tanol in watr. "\ fig l.O g ~y,1 c l:i t s % t n o 1 i n v n w i c h t.d a m p

15 VII~MatriaBlbalans: ~!~gaand van n jaar produkti van ton/jaar zijn in tabl I d vrschillnd stofstromn brknd. D stromn z~n uitgdrukt in kg/sk.. tnkonvrsi pr doorgang: 4,2% watrkonvrsi : 7,0%.J r' vorming van bijproduktn: t vrwaarlozn ><.,J.. ç,jc molvrhouding watrtn in 1. V"7' J.r \\, d voding: 0,6.f'~ :v2 r akt orvod ingkonsntrat i, ~ O',t liw"" \\I,~ watrvrij basis as% 11,\' kons.ntrft i s up' 1. C9?fó s mns lng pro 5%ig tanol VIII. Enrgi bl~'ns: Ht vrvolg op d matriaalbalsfis is d nrgibalans, tpbl Ir. D" warmtstromn zijn uitgdrukt in kw. Schotlbrkning n bijbhornd rflux zijn gdaan volgns d grfisch mtod va Mcab n Thil mt bhulp van ht yx dirgrm, fig '7. (21)(2')

16 (14) IX. Aard n groott Ö:p,päratuur: l zi procsschma', n d figurn 4 n 5) 1. d pompn! l.i. wtr voding pomp: D watr vodingpomp is n dri cylindr plunjrpomp, Uhd, typ P Lngt: Hoogt Diamtr zuigaansluiting: n prsaansluiting: Aantal omwntlimgn pr minuut; Plunjrdiamtr: Slag: Vrmogn: 2LOO mm 610 mm 100 mm 65 mm mm 50 mm IA 50 p.k tn vodingpomp: D tn'vodingpomp is n dri cylindr plunjrpomp, Uhd typ P 219]., lngt: 1500 mm hoogt~ 390 mm diamtr zuigaansluiting: 65 mm 11 prsa'ansluiting: 40 mm apntal omwntlingn pr minuut: 150 plunjrdiamtr: ' 50 mm slag: 100 mm vrmogn: V\ 20 pk 1.3. rcyclgas pomp:,d rcyclgas,pomp is n schottnpomp, lngt:(zondr motor) hoogt: lngt motor: hoogt motor: 1.4. vodingpomp stoomstrippr : D vodingpomp is n cntrifugaalpomp. diamtr: Dmag RVA mm 440 mm 440 mm 440 mm 300 mm 1.5. rcyclpomp top n bodmprodukt rktificr kolom: D rcyclpomp is n tandradpomp, Viking. diémtr: 60 mm 1.,6. cirkulatipomp voor watrstof: D cirkulatipomp is,n Arznr blowr GL hoogt! 430 mm lngt: 320 mm 1.7. vodingpomp rktificrkolom: D vódingpomp is n cntrifugaalpomp. diamtr: 170 mm

17 2. d warmtwisslaars: 2.1. gasovn: D gasovèn bstaat uit 2 ringvormig 2 rijn pijpn. ~fstand van d '2,houdrs: diamtr ringvormig houdr: inwndig diamtr houdr: uitwndig diamtr hmudr:. aantal pijpn pr rij: ' inwndig diamtr pijpn: uitwndig diamtr pijpn: dikt isolatiwand: 2.2. warmtwisslaar I: lngt pijpn: aantal pijpn: bundldiamtr: pijpdiamtr~ wanddikt mantl: warmtwisslaar 11: lngt pijpn: pantal pijpn bundldiamtr' pijpdiamtr : wanddikt mantl: pijpnbundlhoudrs mm 3000 mm 350 mm 390 mm mm 60 mm 330 mm r;000 mm mm 25 mm 60 mm 6000 mm m.m 25 mm 60 mm mt kolr c: lng"t~ pijp~ : àantal.passags: totaal 'aantal pijpn: bundldiamtr: wanddikt romp: pijpdiamtr inwndig: 11 uitwndig: hovlhid kolwatr: kondnsor stoomstrippr : lngt pijpn: Elantal passags t totaal aantal pijpn~ bundldiamtr : pijpd;iamtr: hovlhid kolwatr: kondnsor g: lngt pijpn: a,fntl passags: tota~ll aantal pijpn: bund ldiamtr: pjjpdirmtr: ' hovlhid kolwatr: vrdampr h: Vrdampr h is n doorhn stoom van 125 C glid wordt. spiraaldiamtr: buisdiamtr : 4500 mm mm 30 mm 25 mm 33 mm 24,Ö kg/s 3000 mm mm 25 mm 14,5 kg/s 2000 mm IDm 25 min 5,8 kg/s. ondgr in d kolom gbouwd spira~l, 250 mm 38 mm waar

18 (16) antal windingn: hoogt spiraal: 13,5 650 mm 2.8.l:kondnsor. i: Kondnsor i bstaat uit 2 inlkaar gschovn'buizn, waarb~ htkolwatr door d binnnst pijp stroomt. Ht ghl is in3 ondrlkaar gplaatstè stukkn vrdld. total lngt: 9000 mm diamtr,binnnst pijp: 50 mm diamtr'buitnst pijp: 100 mm a~btand ondrlkaar gplaatst dln van 250 mm hêr~lijn tot hartlijn: hovlhid kolwatr: 0,5 kg/s 2.9. vrdampr j: lngt pijpn: a:p.tal pijpn: diamtr pijpnbundl: diamtr pijp arntal passags: mm (Dmm 2.10.kóndnsor k~ tot~l lngt:pijpn: aantl passags: diamtrpijpnbundl: aantal pijpn: diamtr pijp~ hovlhid kolwatr: 1500 mm mm mm 5,8 kg/s 3. d 3.1. rktorn: d hydratati raktor: inwndig diamtr: lngt: wanddikt: diamtr invor: 1000 mm 8250 mm 75 mm 350 mm 3~2:. d hydrognrraktor: inwndig diamtr: hoogt katalysator bd: 550 mm 4200 mm 4. d kolommn: 4.1. tanol absorbr: p.ntl schotls: schotlafstand: inwndig diamtr: 4.2. stoomstrippr: aantpl schotls: vodingschotl: mm 850 mm 25 n0.20

19 schotlafstand: inwndig diamtr bovn,d vodingschotl: " "bndn " 4.3. rst zuivringskolom: aantl schotls bovn d voding: BETP:. 4:nwèndi.g diamtr: afm~ingn Raschigringn: aantal schotls bndn d voding: ~TP: inwndig diamtr: fmtingn raschigringn: 4.4. rktificrkolom: ~pnt~ schotls: schptèl waar tanol wordt afgtapt: vódingsschotl: dimtr kolom bovn vodingsschotl:.;j.l' \: ti.." bndn 11 :.. schotlafstand : 600 mm 1000 mm 525 mm ~OO mm mm mm mm mm mm _.? 780 mm) ~/ 820 mm./ 300 mm 5. afschidrs: hogdruk afschidr: inwndig diamtr: hoogt: wanddikt: 5.2. lagdruk afschidr: inwndig diamtr: hoogt: 5.3. a.fschidr na hydrogn rr aktor : inwndig diamtr: hoogt: afsch idr na kondnsati bij d rst zuivringskolom: lawndig diamtr: hoogt: 275 mm 1000 mm 20 mm 300 mm 1000 mm.300 mm 1000 mm 100 mm 300 mm 6. ops1agtlmks: 6~1. opslpgtrnk ruw tanol: lngt: inw~ndig diamtr:' 3500 mm 1500 mm

20 (18) X. Littratuur: (1) Faith, W.L., Kys, D.B., Clark, R.L., Industril ChmicPls, 1957, 347'.v. (2) Mullr,.q., Dirct Hydra,t'atJi van Aétn n Propn, Diss. Dlft, 1957, (3) Chm. Eng! Progrss, (1954) (4) Chm. & In~. (aug 1953), S28. (5) Brown., G.G.,.a., Unit Oprations, (1956),326,58'7, (6) Hodgman, C.D.,.a., Handbook of Chmistry nd Physics, 1958, (7) Prry, J.H.,. a., Chmical Enginrs' Handbook, 1950, (8) Hausbrand, E., Rktifizir und DstillirApparat, 1916,126.v. (9) FIAT Final Rport 968, 28. (10) US Pat (11) US Pat. ~ (12) US Pat. Rissu, (13) Brit. Pat (14) Nd. Pat (15) Griswold, J..8., Ind.Eng.Chm.,.22 (1946) 702, (16) Int. Crit. Tabls, (17) Ind. Eng. Chm.,,gj, (19.51),548,' (18) Chm. Zntalblatt, (1930) , (19) Databook on Hydrocrbons (1950) 108, (20) Rossip.i, :b"\~d.,.a., Slctd Valus of physic81 nd thrmodynamic Proprtis of Hydrocarbons, A.F~ I. Rsrch Projct 44. (21) Nijman, J., TchnischPhysisch Schidingsmtodn, (22) Normn, W.S., Absorpyion, Distil~ation and Coo1ing Towrs, 1961,,

21 X;I~ 0,1 o 03 Cri' ~ Cl>.p. 0!=l0,. 1 (Ij.p CIl!=l o ~0,OP3 ~ C) OM ~O,O.Ol Cl> ~o,0()06 Figurn n tab11n:(3) 0,0093~', ~~~~~ *_r tmp. o fig 1 vnwichtskonstant voor d rakti: C 2 H 4 + H 2 0 = C 2 H 5 0H Cl> om CIl ~ Cl> ~ 0..!:4 ~ Cl>.p tu ~ +~!=lrf Cl> 0 Cl>S.p Cl> S 0 Cf) (19) 8 4 'I tmpratuur o fig 2 invlod van d tmpratuur op d hydratati van tn _. 10,0 7,0 11 C\J2, 0 o à 1,0 1IlC\Û,7. ~ Cl> :> 0,2 rf S o 0, 1 s_: ~ ' 70 fig3 zuurko~~ntrati op d kta1ysator bij 307 o 100r 4 60 o 0L!\ 40 rf :~20~::::~~~~~J.0 f'\.~ 10 S 6.. ro.. :~.p Cl> ~,t:::ta1dhyd ~ PI 1 o 20, d~n vrontr. op milj. dln tfnol fig 6 {. invlod" van onzuivrhdn op d prman'g8naat tijd

22 ,. RE Rkï"'\r: SE. wri. L FiS ~J Zl.i\v~I""i~SEk"TiE. (ffg sj I ~ IlEI'l/{'lDl< I ~~f'l. "hp,,", 11 r i, b.~ IJl ~w g ~l.j.h '3 SplLi W<lrr,iI3S0~$.~ (.9~l1or~ls). r /bi' " 131",( I ~ L.t:.ja; '* ww.:n: ~ R'~' SI"'" '1'.'). 'J./ csj ~I or STool'" srkip?"", I ~< (zr ~t.hotlls) l Q_ tl., _0 1/+\ I' ;,p«l i. r 3/ dilyl tlh~y LR> ~.,. l ~ ~ ' 33 I... R.t=:~. I FtClGEVc: kl.om. o~~h'c~l.. ) fa 1 1 )W' p~ool{1(i "1Ç'f'oèCJ<! (6:'''0\ 9::OV~' I ~ I_~_I_ ;'""I I\Y o ''" (!. J U ~~ 23 ~ 28 '. ' "..:.. ~_. ~ I ~ 1 3'( sr ~j :,100", ti qf..,j. ",...r. ~ $uppl. W"ITïöl(~Tof'

23 ~~~~~~~~~~~~~. P. t: n f' s T. room 1 2? 4 5 r.,:omnat'~+'i] Il T'vO lr t;s no 60 2QO f'pp.a r. G G L G OT'llk hrt' 28?O?O?O,t:,:o,:oYl b.44 r7.~,'],r?? R? ;t:pylr.l W::tt:AT'?,02?02 mat:ran+at.rrn b Ol 1 "?? _8 ar.atvlaan d i."tvlthr '. ~r.aa+'~lnahvoa NaOH_ f' np. f' r. T'7.)]1] T' D.Rtriumfosfa_at nn 1 vo 1 At'i nayl ±.o.taa.l () /J.t; R 'J:; IQ?() ~ O? lil??? p.+.nf'p.+'room lq "3 " +,,:omnat'~t:jluruc 80 8S?q T'P~~ 1 L G T. G '~dièül{ bat' 1 I "'" ~ "_0. p+'::tnnl 0,0 Ir. :; :; OSS watr '.04 4~70 0."31 ditylthr _iwtrstof ~ctldhyd ~_... ntriumfosfaat DolYoü~.finn : totaal 0,_0' C; 4.Z0 0, IS?OO IS 100 6S 100 L G L G+L G L ?./J.Q '7 UO '7 JI 7; () ()~ ÖS4 0'S4 Ó'27 0.2' o io?r? ,38 1,38 tl2 22 Ol] tl2.?"? "? 1'1 24 2'1 26 2? 2R?Q 'l8?q 'lq 'l8 '1?8 S IS G G G G ~ ~ o SC; o t;c; Oó4 0._04 0,59 0,59 1::> 1" S I 85 L G L L.69, '7.4 ~ h ()F o.?'7 0' t;li l~ü ~. 1. S8 '" 11 ' ?,502 ~O~?1 "?2. 33 '7R S T, G L L 1,..., 10 SS :;t; O t;/j. 10' hl!. o 04 o n~. ~ 0,59 o SQ o t;?..~ G 69.io () ~ lo.oî L. _ I? 85. G 1 i) () ()h o 06 " "?5?8 L ; i o ()l 18 8'1 1. o L;/J. l.i.'/j.? cu 0' <1> ~. H

24 (22),, Tabl 11 (wrmtstrpm~n in kw)!llqy_g~ _~Q~_~~_YQ~;r~!!_Yi~;r!ll~~':' I gasovn 3190 YE~g ~Qm~U_E~~~~1~~~Em~ 1 b hydrtati tn n acelty1n vorming dity1thr f hydrringacta1 dhyd tc. m2y_ ~QQm_~Q _~ _YQ E U_~~~mË 1 h warmtwisslaar 59 j warmtwisslaar 500 warmtinhoud stromn: , :~/l 12 : ~2~~~ wrmtovrdracht warmtwisslaar " mbv kolwatr f t vorn wprmt: ~ c kolr 1500 kondnsor 1220 g kondnsor 588 i kondnsor 40 k kondnsor 388 Yi~fmt~ighQ~g_ ~f2!ll~!!.: I: : , "...~ '

25 XII. Inhoud: I~ Inliding. 1 II~ Topassing van industril alkohol. 1 lii~moglijk industril briding vantanol. 2 IV. 'Brèiding van tanol door dirkt hydratati van. tn. 4. V ~ P1äat,s n groott van d fç!brik. 9 VI~ Fysisèh ggvns. 10 VII. Matriaalbalans. ~3 VIII~ Enrgibalans. l~ IX. Aard n groott apparatuur. 14 X. Littratuur. 18 XI. Figurn n Tablln. 19 XII. Inhoud. 23