Transcript TECHNISCHEHOGESCHOOLD ELFT LABORATORIUM VOOR

T E C H N I S C H E
H O G E S C H O O L
D E L F T
LABORATORIUM VOOR FYSISCHE TECHNOLOGIE
DMT-KRISTALLISATIE
V e r s l a g van een onderzoek aan c o n t i n u werkende
DMT-
k r i s t a l l i s a t o r e n , u i t g e v o e r d i n de DMT-fabriek v a n
NV P e t r o c h e m i e t e D e l f z i j l
Afstudeerverslag;
2*
gedeelte
J.C.C. G l e i j m , N 5
oktober 1 9 6 9 .
SAMENVATTING
I n het kader van het EVBE-projekt bleek een onderzoek naar het'
continu k r i s t a l l i s e r e n van Di-methyl-terephtalaat (DMT) s l e c h t s
mogelijk t e z i j n door metingen t e doen i n een f a b r i e k voor d i t
produkt van N.V. Petrochemie t e D e l f z i j l .
B i j d i t onderzoek
i s het volgende bepaald;
1. het k r i s t a l g e h a l t e na een k r i s t a l l i s a t i e s t a p en het gehalte
opgelost DMT aan de uitgang van een k r i s t a l l i s a t i e s t a p i n v e r gelijking
2.
t o t de oplosbaarheidgegevens.
de k r i s t a l g r o o t t e - v e r d e l i n g na een k r i s t a l l i s a t i e s t a p .
Een s c h a t t i n g voor de g r o e i t i j d van DMT-kristallen en een v e r o n d e r s t e l l i n g omtrent het mechanisme i n de k r i s t a l l i s a t o r e n ,
maakt het mogelijk de k r i s t a l g r o o t t e - v e r d e l i n g t e v e r k l a r e n .
Bovendien volgt u i t deze v e r o n d e r s t e l l i n g dat de bestudeerde
kristal-
l i s a t o r e n b e t e r t e b e s c h r i j v e n z i j n a l s ontspsinningsverdampers.
-
2
~
GEBRUIKTE SYMBOLEN EN AFKORTINGEN
Symbool
Omschrijving
Eenheid
O
oplosbaarheid
Kg/m^
concentratieverschil
AC
t u s s e n " b u l k " en
g r e n s v l a k (= o p l o s b a a r h e i d )
Kg/m^
D
diffusiecoëfficiënt
m /sec
d
roerderdiameter
m
d
karakteristieke
P
f
massafractie
2
deeltjesafmeting
/
m
deeltjes
g
v e r s n e l l i n g van de z w a a r t e k r a c h t
m/ s e c
k
stofoverdrachtsconstante
m/ s e c
n
t o e r e n t a l v a n de r o e r d e r
sec
X
n
kritisch
-1
.
-1
; min
-1
t o e r e n t a l van de roerdfëï^
sec
druk
N/m^;
P
T
temperatuur
t
tijd
V
relatieve
r
bar =
°C
s n e l h e i d t u s s e n d e e l t j e s en
vloeistof
V
kinematische
P
dichtheid
viskositeit
2
/
m /sec
Kg/m
5
t u s s e n d e e l t j e s en
vloeistof
Kg/ m-
verblijftijd
s e c ; min
Z.
Di-Methyl-Terephtalaat
DMT
Mono-Methyl-Terephtalaat
MMT
Me.CBA
Methyl-4-CarboxylBenzAldehyd
4
sec
m/ sec
dichtheidsverschil
AP
10^
N/m'
-
5
INHOUDSOPGAVE
pag.
Samenvatting
1
G e b r u i k t e symbolen en a f k o r t i n g e n
2
Inhoudsopgave
5
1 <, I n l e i d i n g ; d o e l s t e l l i n g van h e t onderzoek
4
2c
3.
4,
B e s c h r i j v i n g v a n h e t onderzoek
2«1.
De procesomstandigheden
5
2o2.
Het a p p a r a a t voor h e t nemen van monsters
6
2.3.
Het b e p a l e n van h e t k r i s t a l g e h a l t e
8
2.4.
Het b e p a l e n van de k r i s t a l g r o o t t e - v e r d e l i n g
8
De r e s u l t a t e n van h e t onderzoek
3.1.
Het k r i s t a l g e h a l t e
3.2.
De k r i s t a l g r o o t t e - v e r d e l i n g
13
3.3.
B e s p r e k i n g van de r e s u l t a t e n
16
Conclusie
Literatuur
10
22
23
-
- 4
-
INLEIDING; DOELSTELLING VAN HET ONDERZOEK.
Dit v e r s l a g s l u i t aan "bij het ontwerp, , dat door de groep EVBE
i s gemaakt voor een continu werkende f a b r i e k voor
di-methyl-terphtalaat (DMT) ( z i e l i t .
5 0 . 0 0 0
ton/jaar
( l ) ) . I n d i t ontwerp worden,
voor wat b e t r e f t de k r i s t a l l i s a t i e van DMT, d r i e onderwerpen van
onderzoek aangegeven
( l i t . ( l ) , blz. 9 b ) :
a. Welke mate van oververzadiging en welke v e r b l i j f t i j d l e v e r t
per
k r i s t a l l i s a t i e - t r a p een optimaal produkt.
b. Wat i s de optimale w i j z e van roeren en r e c i r c u l e r e n .
c. Hoe kunnen gevormde " f i n e s " t e c h n i s c h en economisch verantwoord u i t de k r i s t a l l i s a t o r e n v e r w i j d e r d worden.
Het nabootsen van d i t continu werkende i n d u s t r i e e l k r i s t a l l i s a t i e p r o c e s op laboratoriumschaal leverde onoverkomelijke m o e i l i j k heden op. De technische voorzieningen hiervoor zouden een t e grote
i n v e s t e r i n g gevraagd hebben en de voor onderzoek beschikbare t i j d
was hiervoor t e k o r t . Bovendien z i j n de modelregels, welke b i j
k r i s t a l l i s a t i e i n het s p e l z i j n , onvoldoende bekend. D i t maakt het
m o e i l i j k de i n het model gevonden r e s u l t a t e n t e v e r t a l e n i n een ontwerp met de d a a r b i j behorende p r o c e s c o n d i t i e s .
Om deze redenen i s b e s l o t e n een poging t e wagen door een onderzoek
i n de DMT-fabriek van de N.V. Petrochemie t e D e l f z i j l de kennis omt r e n t het op industriële s c h a a l k r i s t a l l i s e r e n van DMT t e vergroten.
De k w a l i t e i t van een k r i s t a l l i s a t i e - p r o c e s en het e f f e k t van v e r anderingen i n de proces-omstandigheden i s t e beoordelen
aan de hemd
van:
1. De k r i s t a l g r o o t t e - v e r d e l i n g en de s t r u c t u u r van de gevormde
kristallen.
2. Het k r i s t a l g e h a l t e en het gehalte opgeloste DMT aan de u i t gang van een k r i s t a l l i s a t i e - t r a p , vergeleken met de oplosbaarh e i d van DMT i n het gebruikte oplosmiddel (methanol).
Het h i e r beschreven onderzoek heeft t o t doel de onder 1) en 2 ) genoemde gegevens t e verzamelen. Op grond van deze kennis kan dan worden aangegeven welke de volgende stappen i n d i t onderzoek moeten z i j n .
naar
naar t e r u g v l o e i c o n d e n s o r
condensor
en s t o o m e j e c t e u r s
E v b e ontw.DT201
Petrochemie
DT401
3
3 0 minh.
p = i p bara
T = 70°C
E v b e ontw. DT202
Petrochemie
DT402
inh.
3 0 m"^
LRC
-(^LRc)vullingsgr t 3 0 %
e
v u l l i n g s g r . t 50*/e
OO
reactor product
p = 100 - 110 b a r a
T = 105 - 160 °C
l i kristallisator
p = 0,3 b a r a
T= 3 0
2? k r i s t a l l i s a t o r
TR
naar
filter
BESCHRIJVING VAN HET ONDERZOEK.
2.1
De proces-omstandigheden.
Evenals i n het EVBE-ontwerp wordt i n de DMT-fabriek van de
N.V. Petrochemie het u i t k r i s t a l l i s e r e n
van DMT uitgevoerd
i n twee geroerde tanks i n cascade. Het verloop van het proces t e r p l a a t s e i s i n f i g . 1'schematisch weergegeven.
B i j het v e r l a t e n van de r e a c t i e - s e c t i e i s het DMT geheel i n
oplossing. D i t b l i j k t u i t de g r a f i e k voor de oplosbaarheid
van
DMT i n methanol ( z i e f i g . h) en het gegeven dat i n het
reactor-product 5 met een temperatuur van minimaal 105 °C,
de gewichtshoeveelheid DMT +_ k3 % van de gewichtshoeveelheid methanol i s .
I n de k r i s t a l l i s a t i e - s e c t i e wordt door a f k o e l i n g een oververzadiging van DMT i n methanol gecreëerd, waardoor k r i s t a l l i s a t i e optreedt,
l n de e e r s t e k r i s t a l l i s a t o r wordt de produkt-stroom gekoeld
tot +_ 70 °C.door methanol.uit de.taakinhoud t e verdampen.De
methanoldamp wordt gecondenseerd i n een terugvloei-condensor.
De druk i n deze tank i s ongeveer g e l i j k aan de verzadigingsdampdruk van methanol b i j 70 °C (p = + 1j3 b a r a ) . I n de tweede k r i s t a l l i s a t o r wordt de produktstroom op dezelfde w i j z e gekoeld t o t
30 °C. De gecondenseerde methanoldamp v l o e i t h i e r
. . echter n i e t terug i n de kristallisator»
De druk i s h i e r ongeveer g e l i j k aan de verzadigingsdampdruk
van
methanol b i j 30 °C (p = +_ 0,3 b a r a ) . Deze lage druk wordt
i n stand gehouden door een systeem van stoom-ejecteurs na de
condensor.
• . Het transport van de e e r s t e naar de tweede k r i s t a l l i s a t o r en
van
de tweede k r i s t a l l i s a t o r naar het f i l t e r vindt p l a a t s d.
m.v. een centrifugaalpomp.
De niveau-regeling van een tank bepaalt de stand van de w i s s e l kraan aan de p e r s z i j d e van de pomp na die tank» De verpompte
stroom gaat of naar de volgende eenheid of wordt i n z i j n geh e e l g e r e c i r c u l e e r d naar de tank van herkomst.
-
6
-
Aan de p e r s z i j d e van "beide pompen "bevindt z i c h een monsterpunt.
2.2
Het apparaat voor het nemen van monsters.
Het "beoogde doel i s het scheiden van de k r i s t a l l e n en het
oplosmiddel van een r e p r e s e n t a t i e f monster "bij de t e r p l a a t se i n de k r i s t a l l i s a t o r heersende
A l s een monster genomen i s , mag
omstandigheden.
d i t n i e t afkoelen, omdat dan
verdere k r i s t a l l i s a t i e optreedt.
Voor monsters u i t de e e r s t e k r i s t a l l i s a t o r mag
het
de druk voor
f i l t e r e n n i e t l a g e r worden.dan 1,3 bara, aangezien het
op-
losmiddel (methanol; kooktemperatuur b i j 1 bara: 6k °C) dan
gaat koken. D i t heeft s t e r k e temperatuurdaling en dus ongewenste k r i s t a l l i s a t i e t o t gevolg.
T e n s l o t t e i s het noodzakelijk dat de k r i s t a l l e n zo s n e l mogel i j k worden gescheiden van het oplosmiddel. Zou namelijk b l i j ken dat het oplosmiddel nog oververzadigd i s met DMT
a l s het
monster wordt genomen, dan z e t het normale k r i s t a l l i s a t i e p r o ces
z i c h voort i n het apparaat. Deze overwegingen bepalen de
opzet van het h i e r n a t e b e s c h r i j v e n apparaat voor het nemen
van
monsters en de d a a r b i j behorende gebruiksaanwijzing.
Het apparaat bestaat u i t twee gedeelten ( z i e f i g . 2 ) .
Het boven-gedeelte i s de opvangkeimer. Door de persdruk van de
pomp z a l deze ruimte steeds t o t een zekere hoogte worden gevuld met het k r i s t a l l i s a t i e p r o d u k t na het openen van de toevoerkraan. Dit v u l l e n gebeurt t e r w i j l de spuikraan, de p e r s luchtkraan en de verbindingskraan met
z i j n . A l s de opvangkamer
de f i l t e r k a m e r gesloten
gevuld i s , wordt de toevoerkraan
s l o t e n en de verbindingskraan met
ge-
de f i l t e r k a m e r geopend. Het
k r i s t a l l i s a t o r - p r o d u k t komt dan i n de f i l t e r b a k . Door nu de
persluchtkraan t e openen wordt boven het monster een l n t e
s t e l l e n druk i n stand gehouden. Deze druk i s i n s t e l b a a r d.m.v.
een r e d u c e e r v e n t i e l tussen de persluchtkraan en de werkluchtl e i d i n g u i t de f a b r i e k .
De ruimte i n de f i l t e r k a m e r , na de f i l t e r b a k ,
staat i n ver-
-
7
-
binding met de b u i t e n l u c h t v i a een v e e r b e l a s t e v e i l i g h e i d s k l e p .
A f h a n k e l i j k van de i n g e s t e l d e veerdruk vordt hiermee een zekere
overdruk i n de f i l t e r k a m e r gehandhaafd.
De i n g e s t e l d e druk van de p e r s l u c h t dient aanmerkelijk hoger t e
z i j n dan de druk i n de f i l t e r k a m e r , teneinde de k r i s t a l l e n i n
een zo kort mogelijke t i j d van het oplosmiddel t e scheiden.
Ter beperking van het v a r m t e v e r l i e s aan de omgeving i s het gehele apparaat omgeven met een i s o l a t i e m a n t e l .
B i j het nemen van een monster u i t de e e r s t e k r i s t a l l i s a t o r [
( T =• 7 0 ° C ) b e s t a a t de mogelijkheid, dat t e v e e l varmte aan het
monster vordt onttrokken om het- apparaat op t e varmen. Om de
.verstorende i n v l o e d hiervan.-zoveel mogelijk t e beperken, dient
het-apparaat i n d i t geval v66r.vertrek u i t het f a b r i e k s l a b o r a torium t e vorden gevuld met. heet v a t e r (T = +_ 8 0 ° C ) .
.Na: a a n s l u i t i n g i n de f a b r i e k , maar v66r het nemen van een mons t e r , vordt d i t v a t e r met p e r s l u c h t u i t het apparaat
geblazen
v i a de aftapkraan van de filterkamea?.
Ter. controle van de a a n s l u i t i n g asji de pomp i s een spuimogelijkh e i d aanvezig. Na het asmsluiten van het apparaat en het openen
van de a f s l u i t e r boven de pomp kap, door de spuikraan naar het
r i o o l t e openen, vorden gecontroleerd o f z i c h inmiddels geen
verstoppingen .hebben gevormd...Tevens vorden hierdoor eventuele
klonten i n de a a n s l u i t p i j p veggespoeld en vordt deze p i j p opgevarmd.
Door de spuikraan t e s l u i t e n en t e g e l i j k e r t i j d de toevoerkraan
t e openen, vordt een monster, genomen.
Het f i l t e r g e d e e l t e bestaat u i t een o y l i n d r i s c h e bak, die met een
aaiigelaste r i n g t u s s e n de f l e n z e n van de f i l t e r k a m e r en z i j n deks e l vordt geklemd. De bodem van de f i l t e r b a k b e s t a a t u i t een geperforeerde p l a a t . Hierop l i g t een passend stuk f i l t e r d o e k (maasv i j d t e < 5 ym), LangS' de rand r u s t hierop een neopreen r i n g , d i e
vordt aangedrukt op het f i l t e r d o e k en de geperforeerde p l a a t door
een o y l i n d r i s c h e b u i s , v e l k e aan het deksel van de f i l t e r k a m e r i s
v a s t g e l a s t . Het genoemde f i l t e r d o e k i s het doek, dat i n de f a b r i e k
vordt. gebruikt op de roterende vaouümfilters voor DMT.
- 8 -
2.3o
Het b e p a l e n van het k r i s t a l g e h a l t e
Na h e t opvangen van een monster wordt h e t a p p a r a a t i n
het
l a b o r a t o r i u m geopend. De v o c h t i g e k r i s t a l k o e k en het
filtraat
worden daar u i t h e t a p p a r a a t v e r w i j d e r d .
v o l g e n s worden de k r i s t a l k o e k
en h e t f i l t r a a t
Ver-
gewogen.
Door nu een k l e i n e h o e v e e l h e i d van b e i d e a f t e wegen, t e
drogen en weer t e wegen, kan h e t p e r c e n t a g e v o c h t i n de
k r i s t a l k o e k , r e s p . h e t p e r c e n t a g e o p g e l o s t e s t o f i n het
filtraat,
worden b e p a a l d . U i t h e t p e r c e n t a g e v o c h t i n de
k r i s t a l k o e k v o l g t voor de g e h e l e k r i s t a l k o e k de
totale
h o e v e e l h e i d vocht» U i t h e t p e r c e n t a g e o p g e l o s t e s t o f i n
het
filtraat
v o l g t , ook voor de h o e v e e l h e i d v o c h t i n de
koek, de g e w i c h t s h o e v e e l h e i d o p g e l o s t e s t o f .
Het t o t a a l g e w i c h t van de gedroogde koek, verminderd
deze l a a t s t e h o e v e e l h e i d , l e v e r t h e t gewicht aan
met
kristal-
len.
Het gewicht van h e t f i l t r a a t ,
vermeerderd
van het vocht i n de k r i s t a l k o e k met
s t o f , l e v e r t h e t gewicht aan
Met
met
h e t gewicht
de d a a r i n o p g e l o s t e
oplosmiddel.
de b e s c h i k b a r e analyse-methoden
van h e t b e d r i j f s -
l a b o r a t o r i u m kan van de koek en van het f i l t r a a t
mische
de
s a m e n s t e l l i n g worden b e p a a l d . De h i e r b o v e n
s c h r e v e n omrekening l e v e r t zo ook de chemische
che-
be-
samenstel-
l i n g van de k r i s t a l l e n en h e t oplosmiddel» De r e s t e r e n d e
koek i s b e s c i j i k b a a r voor de a n a l y s e van de k r i s t a l g r o o t t e v e r d e l i n g i n h e t monster.
2.4.
Het b e p a l e n van de
kristalgrootte-verdeling
De k r i s t a l g r o o t t e - v e r d e l i n g
met
i s b e p a a l d d.m.v. z e e f a n a l y s e s
m i c r o - p r e c i s i e - z e v e n . Deze a n a l y s e s z i j n u i t g e v o e r d
door een a f d e l i n g van C.T.I.-T.N.O.
De e e r s t e monsters
k r i s t a l l e n z i j n d i r e k t na h e t v e r w i j -
deren u i t h e t a p p a r a a t gedrooogd. I n deze monsters
v e e l conglomeraten
voor te komen» De oorzaak h i e r v a n i s
w a a r s c h i j n l i j k het f e i t ,
v e r z a d i g d i s met
bleken
DMT
dat h e t vocht i n de
kristalkoek
en b i j p r o d u c t e n van de r e a c t i e . B i j
-= 9 -
drogen k r i s t a l l i s e r e n deze s t o f f e n u i t en gaan f u n g e r e n
a l s b i n d m i d d e l i n de conglomerateno
Van de daaropvolgende monsters i s de v o c h t i g e k r i s t a l koek meteen gesuspendeerd i n w a t e r . DMT
w a t e r , voor z o v e r bekend,
l o s t n i e t op i n
t e r w i j l methanol met
water
v o l l e d i g mengbaar i s .
Door deze v e r d u n n i n g o n t s t a a n d u i d e l i j k minder
conglome-
r a t e n . V e r d e r b l e k e n de k r i s t a l l e n k w e t s b a a r t e z i j n .
Nat zeven i n een waterbad met u l t r a s o n e t r i l l i n g e n b l e e k
n i e t m o g e l i j k ; na e n i g e t i j d
( z o w e l b i j 2 5 kc a l s b i j 4 0
t r e e d t dan v e r g r u i z i n g op
kc).
De volgende a n a l y s e - t e c h n i e k i s b r u i k b a a r be!)Dleken:
1„ Een h o e v e e l ) i e i d k r i s t a l l e n wordt droo|g g e z e e f d op een
z e e f met
openingen, welke g r o t e r z i j n dan h e t g r o o t -
s t e k r i s t a l i n h e t monster
der
(vooraf v a s t te s t e l l e n
een m i c r o s k o o p ) . Aanwezige
on-
conglomeraten kunnen
v o o r z i c h t i g worden f i j n g e m a a k t . Een z e e f met
openingen
van 5 0 0 yltm i s voor d i t d o e l g e s c h i k t g e b l e k e n . De
d o o r v a l van deze z e e f i s h e t u i t g a n g s m a t e r i a a l voor
de z e e f a n a l y s e .
2.
Een droog afgewogen h o e v e e l h e i d k r i s t a l l e n wordt i n
de te gébruiken z e e f gedaan. Om
de nog aanwezige k l e i -
ne conglomeraten t e v e r n i e t i g e n wordt deze z e e f gedurende 10 = 2 0 seco i n een waterbad met u l t r a s o n e
tril-
l i n g e n gehouden.
Het v e r d e r e zeven g e b e u r t door de z e e f t e schudden en
v o o r t d u r e n d t e s p o e l e n met w a t e r . B l i j f t
h e t w a t e r na
een z e k e r t i j d s v e r l o o p h e l d e r dan mag worden
men,
dat a l l e k r i s t a l l e n met a f m e t i n g e n k l e i n e r
de z e e f o p e n i n g e n door de z e e f z i j n
Het r e s t a n t wordt gedroogd
Bij
aangenodan
gegaan.
en weer gewogen.
d i t onderzoek z i j n zeven g e b r u i k t met
achtereenvol-
gens de volgende z e e f openingen: 5 0 0 pLm; 2 0 0 ,am| 1 5 O /tm;
1 0 5 /om; 80/im;
50/im;
3 0 jum.
Het v e r s c h i l i n p e r c e n t a g e z e e f r e s t t u s s e n twee o p e e n v o l gende zeven i s g e l i j k
aan h e t g e w i c h t s p e r c e n t a g e k r i s t a l -
l e n met a f m e t i n g e n t u s s e n deze b e i d e z e e f o p e n i n g e n .
-
10 -
5. DE RESULTATEN Y M _ 5 5 L 9 ™ 5 ë 5 9 5 K
3.1.
Het k r i s t a l g e h a l t e
Teneinde een i n d r u k t e k r i j g e n v a n de r e p r o d u c e e r b a a r h e i d
van de u i t k o m s t e n van een monster
genomen u i t de 2® k r i s t a l l i s a t o r
een monster
(monsters
2, 5 en 4 ) .
nr.
u i t de 1
Daarna i s een monster
k r i s t a l l i s a t o r genomen
1).
(monster n r .
In
i s d r i e maal a c h t e r e e n
t a b e l 1 z i j n de procesomstandigheden
monstername
t e n t i j d e v a n de
vermeld.
t a b e l 1I p r o c e s omstandigheden
1
2
3
4
11-9-1969
10-9-1969
11=9=1969
11_9_1969
21.15
21.00
12.50
17.15
79
80
81
80
Monsternummer
Datum
Tijdstip
(uur)
Methanolstroom
w
Produktstroom
(mVhr)
39,7
40,1
40,4
40,1
Inhoud
1
krist.
(m^)
11,4
10,8
11 ,0
10,9
Inhoud
2
krist.
(m^)
15,8
14,5
19,6
14,8
t 1® k r i s t .
TT 2® k r i s t .
(min)
17,2
16,2
16,5
16,5
(min)
25,9
21,4
29,1
22,1
T reactorprodukt
(°c)
T 1® k r i s t .
(°c)
p 1® k r i s t .
(lO^.N/m^)
T 2® k r i s t .
(°C)
p 2
(lo5.N/m^)
krist.
144,5
71
145
145
145
71
71
71
1,3
31
0,235
1,5
1,5
52
51,5
0,250
De g r o o t t e v a n de methanolstroom
0,245
1,5
51
0,255
aan de ingang v a n h e t
p r o c e s i s opgegeven i n p r o c e n t e n . D i t i s de waarde d i e de
stroommeter
i n de f a b r i e k a a n g e e f t ,
^00'fo
komt overeen met
55 ton/uur w a t e r .
Door h e t a f g e l e z e n massastroom
te vermenigvuldigen
Vp methanol/p w a t e r = 0 , 8 9 v i n d t men de massastroom
nol.
met
metha-
t a b e l 2; o v e r z i c h t van de s a m e n s t e l l i n g van de monsters
Algemene gegevens
van de m o n s t e r s .
1
la
1c
2
3
4
10"\g
1 211
1258,5
1160
726
751
431
10°\g
345
345
345
270
275
160
Monsternummer
T o t a a l gewicht
Gewicht n a t t e
monster
kristalkoek
Gewicht
filtraat
10"\g
866
913,5
815
456
476
271
Gewicht
kristallen
10°\g
254,1
254,1
254,1
206,9
212,8
122,5
Gewicht
oplosmiddel
10°^kg
956,9
1004,4
905,9
519,1
538,2
308,5
20,2
21,9
28,5
28,3
28,4
kristallen
Chemische
gewo
21
io
s a m e n s t e l l i n g v a n de m o n s t e r s .
1, Het g e h e l e
monster.
Mons ternummer
1
1a
1b
lc
2
3
4
29,8
DMT
gew. io
28
26,9
50,5
29,5
29,4
29,3
Methanol
gew. io
62,3
63,7
59,0
60,7
61,1
61,2 • 60,4
Water
gew. io
5,4
5,2
5,9
5,5
5,4
5,5
5,5
MMT
gew. io
5,7
3,6
4,0
5,9
3,2
5,3
5,6
gew. io
0,6
0,6
0,6
0,6
0,9
0,9
0,9
1
2
5
4
Me.CBA
4
2o K r i s t a l l e n .
Monsternummer
DMT
gew. io
99,64
98,7
98,8
98,5
MMT
gew. io
0,35
1,1
1,1
1,7
Me.CBA
4
Oplosmiddel.
gew. io
0,01
0,2
0,1
0,1
1
Monsternummer
la
2
5
4
DMT
gew. io
8,8
8,4
1,1
1^2
1,9
Methanol
gew. io
79,0
79,9
86,3
85,9
85,0
Water
gew. io
6,9
6,6
7,5
7,5
7,4
MMT
gew. io
4,6
4,4
4,0
4,2
4,5
Me.CBA
4
gew. io
0,7
0,7
1,1
1,2
1,2
V e r g e l i j k i n g met de o p l o s b a a r h e i d .
Mons ternummer
gew] Z l h a n o l
^
^
'^^^^^^^
1
la
2
5
4
11,2
10,5
1,52
1,39
2,28
11,5
11,5
1,5
1,5
1,2
C« i n gew. % DMT t.o.v. MeOH b i j
bedrijfstemperatuur (volgens Pig.4)
-
Uit
een a a n t a l metingen b l i j k t
produkt -
1,45
massastroom
de massastroom
maal zo groot t e z i j n
12
-
reactor-
dan de ingaande
methanol.
V e r m e n i g v u l d i g e n met deze f a c t o r l e v e r t dus de massastroom r e a c t o r p r o d u k t . Door nu t e d e l e n door de gemid{- 900 kg/m^)
delde d i c h t h e i d van h e t r e a c t o r p r o d u k t
wordt een s c h a t t i n g gevonden van de volumestroom
reac-
torprodukt.
Met
deze waarde van de volumestroom
produkt en h e t vo-
lume van de t a n k i n h o u d i s een s c h a t t i n g t e maken van
de gemiddelde v e r b l i j f t i j d
i n een tank ( t ) .
De 4 monsters z i j n behandeld en g e a n a l y s e e r d z o a l s i s
i n hoofdstuk 2 . 5 °
aangegeven
de r e s u l t a t e n van h e t monster u i t de 1
sator z i j n
het
ver-
2.
meld i n t a b e l
In
De r e s u l t a t e n z i j n
kristalli-
een a a n t a l v e r a n d e r i n g e n a a n g e b r a c h t . U i t
proces-schema ( z i e h o o f d s t u k 2 . 1 )
thanoldamp u i t de 2
kristallisator
blijkt
dat de
me-
na c o n d e n s e r e n n i e t
wordt t e r u g g e v o e r d n a a r de tank. Om nu een v e r g e l i j k i n g
van
de s a m e n s t e l l i n g van de inhoud van de 1® en de 2®
kristallisator
m o g e l i j k t e maken, moet de h o e v e e l h e i d
methanol van h e t monster u i t de e e r s t e
verminderd worden met
Uit
0
1
kristallisator
een z e k e r bedrag.
de warmtebalans voor de h o e v e e l h e i d produkt van h e t
monster v o l g t dat d i t bedrag g e l i j k i s aan 98,5
gram.
De hiermee c o r r e s p o n d e r e n d e v e r a n d e r d e s a m e n s t e l l i n g i s
weergegeven
i n kolom
1b„
Volgens de m a s s a b a l a n s moet de s a m e n s t e l l i n g van 1b
overeenstemmen
met d e s a m e n s t e l l i n g van de d r i e
nu
overige
monsters.
Nu b l i j k t
dat e r t u s s e n kolom
1b en de kolommen 2,
5 en
4 een v e r s c h i l i s waar t e nemen.
De monsters 2,
Dit
verschil
5 en 4 b e v a t t e n r e l a t i e f
i s , wellicht
méér methanol.
s l e c h t s voor een d e e l , t e v e r -
k l a r e n met de e r v a r i n g e n d i e met h e t v e r k r i j g e n en v e r werken van monster n r . 1 z i j n
opgedaan.
-
1.
A l s h e t monster i s opgevangen
i s h e t c r i t e r i u m om v a s t
en wordt
-
afgefilt^reerd,
te s t e l l e n of h e t
p r o c e s i s beëindigd een p l o t s e l i n g e
13
filtratie-
doorbraak van de
p e r s l u c h t . D i t wordt g e c o n s t a t e e r d aan de u i t g a n g van
de v e i l i g h e i d s k l e p . H i e r b i j i s v a s t g e s t e l d ,
met de p e r s l u c h t
dat e r
methanol wordt meegeblazen. De i n -
v l o e d van d i t e f f e c t i s b i j een monster u i t de 1®
kristallisator
v e e l d u i d e l i j k e r waarneembaar,
een monster u i t de 2
kristallisator,
a a n g e z i e n de
5 hoger i s ,
dampdruk van methanol h i e r een f a k t o r
2,
De i s o l a t i e
dan b i j
van h e t a p p a r a a t , waarmee de monsters
genomen, i s zo goed, dat b i j openen van de
zijn
filterkamer
i n h e t l a b o r a t o r i u m , w a a r b i j de o v e r d r u k w e g v a l t , h e t
filtraat
gaat koken. Het i s n i e t t e v e r m i j d e n dat een
z e k e r e h o e v e e l h e i d methanol nu verdampt vóórdat h e t
monster kan worden gewogen.
Het v e r s c h i l i n s a m e n s t e l l i n g t u s s e n monster n r , 1
de o v e r i g e 3 monsters i s g e n i v e l l e e r d
nomen dat vóór h e t wegen 47,5
monster verdampt
veelheid
(kolom 1 c ) „
a l s wordt
aange-
gram methanol u i t d i t
Aannemend dat deze hoe-
i n d e r d a a d verdampt i s , moet kolom
worden door kolom
en
1 vervangen
1a„ T e r v e r g e l i j k i n g i s kolom
1a
ook v e r d e r i n t a b e l 2 opgenomen.
3.2.
De
kristalgrootte-verdeling
Van 5 monsters i s de k r i s t a l g r o o t t e - v e r d e l i n g b e p a a l d .
H i e r v a n z i j n 3 monsters d i r e k t gedroogd
( z i e hoofdstuk
2.5).
kristallisator),
D i t z i j n de monsters A ( u i t de 1®
B ( u i t de 2®kristallisator) en C ( v a n h e t f i l t e r na de
2® k r i s t a l l i s a t o r ) .
De 2 o v e r i g e monsters z i j n zo s n e l
m o g e l i j k gesuspendeerd i n w a t e r . D i t z i j n de monsters
D ( v a n h e t f i l t e r na de 2® k r i s t a l l i s a t o r )
en E ( v a n het
f i l t e r na de 4^ k r i s t a l l i s a t o r ) .
De procesomstandigheden w a a r b i j deze monsters z i j n genomen,
staan vermeld i n t a b e l
5.
-
14 -
t a b e l 5? procesomstandigheden
Mons ternummer
A
B
C
Datum
25-6-1969
25-6-1969
25-6-1969
Tijdstip
15.30
22.00
22.00
59
59
59
Methanolstroom
Produktstroom
(m^/hr)
29,5
29,5
29,5
Inhoud 1
kristo
(..')
13,5
13,5
13,5
Inhoud 2
krist»
15,1
15,9
15,9
1® k r i s t .
(miri. )
27,5
27,5
27,5
2® k r i s t .
(min»)
30,7
32,3
32,3
(°C)
110
110,5
110,5
T 1® k r i s t .
(°c)
69
69,5
69,5
p 1
(lO^»N/m^)
T
reactorprodukt
krist.
T 2® k r i s t .
(°c)
p 2
(lO^.N/m^)
krist*
1 ,22
1,22
50
30
0,225
0,225
1,22
30
0,225
De r e s u l t a t e n van de z e e f a n a l y s e s z i j n v e r z a m e l d i n
t a b e l 4.
t a b e l 4} r e s u l t a t e n v a n de z e e f a n a l y s e s
zeefopening
(^)
i) z e e f r e s t
A
c
B
D
300
E
0,1
2,5
200
0,6
0,3
0,4
4,5
25,9
130
17,9
13,0
15,6
30,7
52,7
105
39,7
36,1
38,0
49,5
66,7
80
69,9
65,8
62,5
68,9
80,8
50
80,3
76,0
77,2
76,9
89,0
30
87,0
83,7
83,5
O
O
E
O
O
O
UJ
X3
If)
I/)
Q
O
O
CM
O
O
00
0'
CD
CM
O
o'
ID
'O
O
O
£
O
ro
O
O
O
Q
Q
O
O
Cvj
00
O'
O'
Ó'
O'
'O
f i g . 3b: de grootheid
"fMO""" a l s f u n c t i e van de d e e l t j e s a f m e t i n g e n .
•uoSuTq.emj'GseCq.xeap ap UBA axq-ounj si^e
.O
ro
.O
4^
6l'„J„ pxa-qC|.oox9 ap : B C
O
O)
«STJ
Ol
O
OD
. ON
O
ro
O
O
•D
a
H
fO
O
O
O
O
.O
JD
ro
.O
O)
T
p
00
Ol
O)
r
O
O
a
H
t
ro
O
Q. O
O
ro
"O
3
w
O
O
O
O)
.O
ro
T
P
00
O.
O)
r
O
O
t
ro
O
Q.
O
X)
a
O
3
O
O
O
-
Het v e r s c h i l
15 -
t u s s e n 2 opeenvolgende
i n procenten z e e f r e s t
zeven i s g e l i j k aan h e t g e w i c h t s p e r c e n t a g e k r i s t a l l e n met
afmetingen
t u s s e n deze h e i d e
zeefopeningen.
Door d i t g e w i c h t s p e r c e n t a g e t e d e l e n door de b i j b e h o r e n d e
i n t e r v a l - b r e e d t e o n i s t a a t een g r o o t h e i d " f " .
Met
deze g r o o t h e i d " f " en de i n t e r v a l l e n t u s s e n de z e e f -
openingen
i s een histogram t e tekenen.
D i t h i s t o g r a m g e e f t i n f o r m a t i e o v e r de v e r d e l i n g v a n h e t
gewicht o v e r de d e e l t j e s - a f m e t i n g e n v a n een monster. Het
o p p e r v l a k v a n een kolom g e d e e l d door h e t t o t a l e
opper-
v l a k v a n de kolommen i s g e l i j k aan h e t g e w i c h t s p e r c e n t a g e
dat b i j d a t gekozen i n t e r v a l
behoort.
I n t a b e l 5 i s de g r o o t h e i d " f " voor deze
5 monsters
weer-
gegeven voor de i n t a b e l 4 voorkomende i n t e r v a l l e n . De
omhullenden v a n de h i e r b i j behorende histogrammen
getekend
zijn
i n fig.5.
t a b e l 5? h e t g e w i c h t s p e r c e n t a g e p e r i n t e r v a l g e d e e l d door
h e t i n t e r v a l x 10~^ (= f . 1 0 " ^ ) .
I n t e r v a l / monsternummer
A
B
300 - 400 ^m
c
"
D
E
- ™
0,001
0,025
200 - 500 ^^m
0,006
0,004
0,005
0,042
0,256
150 - 200 ^m
0,247
0,217
0,182
0,577
0,582
105 - 150
0,875
0,897
0,925
0,752
0,560
80 - 105 ^m
1 ,210
0,981
1 ,190
0,777
0,565
50 -
80 yum
0,547
0,490
0,540
0,267
0,275
50 -
80 yUm
0,555
0,515
0,585
0 -
50yUm
0,454
0,550
0,544
0,464
0,220
-
16
-
5«5« B e s p r e k i n g van de r e s u l t a t e n
Een v e r g e l i j k i n g van h e t k r i s t a l g e h a l t e i n de monsters
lc,
2, 3 en 4 met de t o t a l e h o e v e e l h e i d DMT,
u i t de a n a l y s e s b l i j k t ,
tallisator kennelijk
t
l a a t z i e n dat i n de e e r s t e
'j^'fo
van h e t DMT
o v e r g a a t , I n de tweede k r i s t a l l i s a t o r
i n de v a s t e
krisfase
kristalliseert
nog - 2 2 ^ u i t en i n h e t o p l o s m i d d e l b l i j f t
DMT
zoals die
- 4 ^ van h e t
achter.
Het g e h a l t e DMT
i n het oplosmiddel b l i j k t
i n beide
kris-
t a l l i s a t o r e n r e d e l i j k i n overeenstemming t e z i j n met'de
gegevens o v e r de o p l o s b a a r h e i d van DMT i n methanol.
Over de k r i s t a l g r o o t t e - v e r d e l i n g e n , welke z i j n b e p a a l d ,
is
op t e merken d a t :
1, de b i j d r a g e t o t h e t t o t a l e g e w i c h t van k r i s t a l l e n ,
k l e i n e r dan 50yUm, a a n z i e n l i j k i s .
2, de k r i s t a l g r o o t t e - v e r d e l i n g van h e t monster u i t de
2
uit
tank nagenoeg i d e n t i e k i s aan d i e van h e t monster
de 1
tank.
E r i s geen s p r a k e van k r i s t a l g r o e i .
De a a n w e z i g h e i d van v e e l k l e i n e k r i s t a l l e n g e e f t aan,
dat r e l a t i e f v e e l kiemen worden
gevormd.
E r z i j n een a a n t a l f a k t o r e n i n de proces-omstandigheden
aan t e w i j z e n , waardoor ongewenst v e e l kiemen kunnen ontstaan,
1, Het s n e l a f k o e l e n van de produktstroom o v e r een v r i j
groot t e m p e r a t u u r - t r a j e c t i n de k r i s t a l l i s a t o r e n
d,m.v, h e t verdampen van methanol gaat gepaard met
de vorming van enorme dampbellen.
D i t i s t e z i e n door een k i j k g l a s boven i n de t a n k s .
Aan een belwand wordt, doordat h i e r methanol verdampt,
een g r o t e o v e r v e r z a d i g i n g van DMT
gecreëerd. H i e r
t r e e d t z e k e r spontane kiemvorming op.
-
2o
Le gecondenseerde
tallisator
en gekoelde methanol
u i t de 1
17
-
kris-
stroomt r e c h t s t r e e k s t e r u g i n de tank. De
temperatuur v a n deze "koude p l o n s " i s - 5 0 °C. Waar
deze r e l a t i e f
koude methanol
i n de tankinhoud
terecht
komt, z a l l o c a a l een b e h o o r l i j k e temperatuur-gradiënt
voorkomen.
5,
De s n e l h e i d waarmee i n de tank wordt
geroerd i s v e e l
hoger, dan n o o d z a k e l i j k i s . Voor h e t minimaal benodigde t o e r e n t a l om d e e l t j e s t e suspenderen
Zwietering ( z i e ( 2 ) - b l z . 9 9 )
^ ^ - ^ = C (^)^/^
vindt
de r e l a t i e :
f°'^5
(1)
H i e r i n i s : n* = h e t minimale
toerental
= 1,142 m
d
= de r o e r d e r d i a m e t e r
g
= de v e r s n e l l i n g v a n de z w a a r t e k r a c h t =
= 10 m/sec
Ap = h e t d i c h t h e i d s v e r s c h i l t u s s e n
deeltjes
= 4 0 0 kg/m^
en v l o e i s t o f
p
= de d i c h t h e i d v a n de v l o e i s t o f
G
= een c o n s t a n t e v a n de orde 1
= 800 kg/m^
dp = de a f m e t i n g van de d e e l t j e s
=
f
= 0,21
= de m a s s a f r a c t i e d e e l t j e s
K
Hieruit volgt n =
-1
0 , 3 6 4
sec
=
22
min
-1
1 , 1 4 2 , 1 0 " ^
'
I n de f a b r i e k i s h e t t o e r e n t a l v a n de r o e r d e r 100 min
4» De transportpomp
Dit
n a de 1® k r i s t a l l i s a t o r
caviteert.
komt door een t e hoge s t r o m i n g s w e e r s t a n d i n de
zuigleiding.
De s t r u k t u u r van de gevormde k r i s t a l l e n
z o a l s d i e onder
de microscoop wordt waargenomen, i s n i e t r e g e l m a t i g . Het
materiaal l i j k t
p o l y - k r i s t a l l i j n te z i j n .
De vorm van de k r i s t a l l e n
komt overeen met een rond
s c h i j f j e met o n r e g e l m a t i g e randen en een ruw o p p e r v l a k .
m
- 18 -
E n i g i n z i c h t i n de w e r k i n g
van de k r i s t a l l i s a t o r e n i s t e
v e r k r i j g e n door e r van u i t t e gaan d a t h e t p r o c e s t e bes c h r i j v e n i s met h e t model van de s t o f o v e r d r a c h t i n een
suspensie ( z i e l i t o ( 2 ) Met de i n l i t . ( 2 )
IVoA).
gegeven r e l a t i e s i s een s c h a t t i n g t e
maken voor de t i j d ,
een a f m e t i n g van
hoofdstuk
d i e benodigd i s om een d e e l t j e met
1 0 0 . 1 0
^ m t e vormen, a l s a l l e e n de
.stofoverdracht naar het oppervlak
van h e t d e e l t j e be-
palend i s voor de g r o e i s n e l h e i d van d a t d e e l t j e
(m.a.w,
de s t o f o v e r d r a c h t s w e e r s t a n d d i e o p t r e e d t b i j h e t i n p a s sen i n de k r i s t a l s t r u k t u u r i s k l e i n t.o.v. de s t o f o v e r drachtsweerstand
b i j h e t s t o f t r a n s p o r t n a a r h e t opper-
vlak).
I n de volgende r e l a t i e s komen onderstaande
gegevens en
s t o f c o n s t a n t e n voor. De aangegeven g e t a l w a a r d e n
z i j n ge-
geven öf g e s c h a t .
X
= s c h a a l van de e n e r g i e r i j k e
n
= t o e r e n t a l van de r o e r d e r
1 , 6 7
sec
d
= diameter
1 , 1 4 2
m
V
= k i n e m a t i s c h e v i s c o s i t e i t van de v l o e i s t o f
wervels
van de r o e r d e r
m
m /sec
10
v^ = r e l a t i e v e s n e l h e i d t u s s e n d e e l t j e s en
m/ s e c
vloeistof
d
= karakteristieke
deeltjesdiameter
K
= stofoverdrachtscoifficiënt
3) = diffusie-coëfficiënt van DMT i n methanol
m
m/ s e c
- 9
10
Sh = ^ I ^ P = k e n g e t a l van Sherwood
V .d
r T)
Re = — - — ^ = k e n g e t a l van Reynolds
1 0 0 0
Sc = ^
= k e n g e t a l van Schmidt
AC = v e r s c h i l
i n c o n c e n t r a t i e t u s s e n de "bulk"
en h e t g r e n s v l a k
kg/m
(=oplosbaarheid)
Voor A. g e l d t :
X = (n^d2)"V4
^
, 5 / 4
( 2 )
2
/
m /sec
-
Met
19
-
de gegeven g e t a l w a a r d e n v o l g t h i e r A, = 2 0 , 1 0 ^ m.
Voor de r e l a t i e v e s n e l h e i d
tussen deeltjes
en
vloeistof
geldt:
V, = n , d 2 / 5
„ dpV5
v ^ = n5/2„d „ d p , v ° ^ / 2
Voor deze s i t u a t i e
v^ = 2,5
O
1o5
(3)
(dp < X).
(4)
(dp>
O.
(5)
(dp < A).
(6)
geldt:
, dp^/5
v^ = 1,85
^^^y
„ dp
Voor de stofoverdrachtscoëfficiënt g e l d t
K,d
_
i
1/2
V „d
= 0,68
nu:
, (-£^)
(7)
, ScV^
V t, d
m i t s S C > 1 en
^
^ = Re >
Voor een d e e l t j e met
d
10
,
-6
= 100„10"
m volgt v ^ = 8 , 5 „ 1 0 ~
-2
m/sec,
en Re = 8,5» Hoewel h e t R e - g e t a l e i g e n l i j k b u i t e n h e t t o lerantiegebied l i g t ,
i s (7)
t o c h b r u i k b a a r om
een
schat-
t i n g t e maken van de stofoverdrachtscoëfficiënt.
Invullen
d
P
van de g e t a l w a a r d e n l e v e r t voor een d e e l t j e
= 1 0 0 , 1 0 ° * ^ m?
K - 2,10°^
m/sec,
De momentane m a s s a b a l a n s voor één b o l v o r m i g d e e l t j e
P ' dt ° f "^p^*^^ = K , A C
Als
, n dp(t)^
v e r d e r v e r o n d e r s t e l d wordt,
dat a l l e
inhoud.
d e e l t j e s , voor de g e h e l e
luidt:
(8)
,
d e e l t j e s dezelfde
vorm en d e z e l f d e a f m e t i n g e n hebben, dan g e l d t
meerd over a l l e
met
(8),
gesom-
kristallisator-
- 20 -
van ( B ) l e v e r t :
Vereenvoudiging
(9)
1
^ , ( d p ( t ) ) = 2 . K , AC/p .
Een s c h a t t i n g voor h e t t i j d s v e r l o o p
om een d e e l t j e
lijk
t , d a t benodigd i s
t e vormen met d^ = 100.10 ^ m i s nu moge-
a l s nog wordt aangenomen d a t :
1, K = 2„10"^ m/secc, conform de h i e r b o v e n gegeven
bere-
k e n i n g . Deze waarde g e l d t maar voor één waarde v a n d^.
Over h e t h e l e t r a j e c t gemiddeld i s deze s c h a t t i n g voor
K w a a r s c h i j n l i j k aan de l a g e k a n t .
2.
C = 280 kg/m^.5 d i t i s de s i t u a t i e i n de 1® k r i s t a l l i s a t o r , m i t s wordt v e r o n d e r s t e l d d a t AG n i e t
met de t i j d .
afneemt
Deze s c h a t t i n g i s h i e r d o o r aan de hoge
kant.
Deze waarden i n g e v u l d i n ( 9 ) l e v e r t voor d e e l t j e s met
dp = 100,10°°^ m een g r o e i t i j d
t = 1 ,0? s e c .
Deze g e s c h a t t e g r o e i t i j d i s een f a c t o r 10^ k l e i n e r dan
de gemiddelde v e r b l i j f t i j d
i n een k r i s t a l l i s a t o r .
U i t deze s c h a t t i n g van de g r o e i t i j d en v e r g e l i j k i n g
van met de gemiddelde v e r b l i j f t i j d ,
hier-
z i j n , met enige r e -
s e r v e , de volgende c o n c l u s i e s t e t r e k k e n :
1, Het f e i t
d a t de h o e v e e l h e i d DMT, welke i s o p g e l o s t i n
de methanol aan de u i t g a n g v a n een k r i s t a l l i s a t o r ,
overeenstemt
met h e t gegeven u i t de o p l o s b a a r h e i d s -
c u r v e i s met h e t bovenstaande t e b e g r i j p e n .
2. Het f e i t
d a t de k r i s t a l g r o o t t e - v e r d e l i n g i n de 1® en
de 2® k r i s t a l l i s a t o r nagenoeg i d e n t i e k z i j n ,
laat
zich
nu w e l l i c h t v e r k l a r e n met de volgende v e r o n d e r s t e l l i n g :
S t e l d a t de produktstroom, d i e een k r i s t a l l i s a t o r b i n nenkomt, n i e t
t e r s t o n d gemengd wordt met de i n de tank
aanwezige "bulk", maar door de " b u l k " h e e n s c h i e t , i n t u s s e n dampbellen methanol vormt, waardoor de genoemde
- 21 -
fonteinen ontstaan,
de
en dan de kokende b o v e n l a a g van
"bulk" gaat vormen om t e n s l o t t e van d a a r u i t met de
gehele
loop
tankinhoud gemengd t e worden. I n h e t t i j d s v e r -
t u s s e n h e t binnenkomen en gemengd worden kan v o l -
gens de t i j d s c h a t t i n g h e t g r o o t s t e g e d e e l t e van h e t t e
doorlopen c o n c e n t r a t i e - v e r s c h i l r e e d s v e r e f f e n d
zijn
door de z e l f s t a n d i g e vorming van k r i s t a l l e n ,
zonder
dat i s b i j g e d r a g e n
aanwezige
aan de g r o e i van de r e e d s
deeltjes.
D i t mechanisme i s op b e i d e k r i s t a l l i s a t o r e n v a n t o e p a s s i n g en v e r k l a a r t de g e l i j k h e i d v a n de k r i s t a l grootte-verdelingen
hoeveelheid
De m o g e l i j k e
en bovendien de r e l a t i e f
grote
kleine kristallen.
f o u t i n de i n d i t v e r s l a g b e s c h r e v e n
resul-
t a t e n i s n i e t nauwkeurig aan t e geven. De meeste gegevens z u l l e n betrouwbaar z i j n t o t op 10^.
22NGLÜSIE
1. I n de 1® k r i s t a l l i s a t o r gaat * 7 4 % van de h o e v e e l h e i d
DMT
i n de v a s t e f a s e over en i n de 2® k r i s t a l l i s a t o r s l e c h t s
- 22^)0 E r z a l moeten worden nagegaan of een b e t e r e v e r d e l i n g van h e t k r i s t a l l i s a t i e - p r o c e s o v e r de b e i d e t a n k s een
b e t e r p r o d u c t oplevert» B i j een gegeven s a m e n s t e l l i n g van
de productstroom
en gegeven a p p a r a t u u r houdt d i t i n , dat
e
4
0
de b e d r i j f s t e m p e r a t u u r van de 1 k r i s t a l l i s a t o r - 80 C
moet z i j n ,
2. De h o e v e e l h e i d o p g e l o s t e DMT
i n de methanol i n h e t e i n d -
product van b e i d e k r i s t a l l i s a t o r e n stemt overeen met de
oplosbaarheidsgegevens»
Op grond v a n een s c h a t t i n g van de
g r o e i t i j d van D M T - k r i s t a l l e n , kan n i e t anders verwacht
wor-
den,
5. De s t r u c t u u r van de gevormde k r i s t a l l e n l i j k t
lijn.
poly-kristal-
De k r i s t a l l e n z i j n k w e t s b a a r . De vorm van de k r i s t a l -
l e n komt overeen met een g e r a f e l d en ruw c i r k e l v o r m i g
plaatje,
4» De k r i s t a l g r o o t t e - v e r d e l i n g i s i n b e i d e k r i s t a l l i s a t o r e n
nagenoeg gelijk» Op grond van een s c h a t t i n g voor de g r o e i t i j d van D M T - k r i s t a l l e n en een v e r o n d e r s t e l l i n g over h e t
mechanisme i n de k r i s t a l l i s a t o r e n i s een v e r k l a r i n g
hier-
van t e geven»
5. A l s onder 4, aangegeven v e r o n d e r s t e l l i n g e n j u i s t
slechts
zijn,
mag
een k l e i n e f f e c t van v e r a n d e r i n g e n i n de p r o c e s -
omstandigheden verwacht worden. Volgens h e t gegeven model
llisatig^
z i j n n i e t h e t k r i s t a l g n e c h a n i s m e en n i e t de h y d r a u l i c a i n
dekristallisatoren
van h e t e e r s t e b e l a n g , maar i s h e t ge-
drag a l s ontspanningsverdamper
l e n d voor de w e r k i n g h i e r v a n .
i n eerste instantie
bepa-
-
23
-
LITERATUUR
1.
Afd.ProCoEng.EVBE
NV.
Ontwerp c o n t i n u DMT-proces
L a b o r a t o r i u m voor F y s i s c h e
Technologie
Delft,
1 maart
19^9;
(gezamenlijk
a f s t u d e e r v e r s l a g 1® g e d e e l t e )
2.
Prof.dr.ir,
W.J,
Beek
S t o f o v e r d r a c h t met
en zonder che-
mische r e a c t i e , u i t g a v e VSSD,
Delft
3.
Dr. G. Matz
1969
Kristallisation
Springer Verlag, B e r l i n Heidelberg
New
4. R,F,
Strickland-Constable
I969
York,
Kinetics
and mechanism of
crystallization
Academic
P r e s s , London New
1968
5. A.W.
Bamforth
Industrial
Crystallization
Leonard H i l l ,
London,
I965
York,