Виробництво нітробензолу

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Міністерство Освіти і Науки РФ

Казанський Державний Технологічний

Університет

Кафедра Загальної Хімічної Технології

Курсова робота

за курсом: Технологія хімічних виробництв

на тему:

Виробництво нітробензолу

Казань 2010

Зміст

Завдання

  1. Теоретична частина

Технологічна схема виробництва нітробензолу

  1. Практична частина

Матеріальний баланс процесу.

Технологічні та техніко-економічні показники процесу

  1. Реклама

Список літератури

Завдання:

  1. Скласти і описати технологічну схему виробництва нітробензолу

  2. Скласти матеріальний баланс процесу

  3. Розрахувати технологічні і техніко-економічні показники

  4. Реклама

В основу розрахунку прийняти такі реакції

C 6 H 6 + HNO 3 → C 6 H 5 NO 2 + H 2 O

C 6 H 5 NO 2 + HNO 3 → C 6 H 4 (NO 2) 2 + H 2 O

Вихідні дані:

Продуктивність установки, т / добу:

  1. по нітробензолу

  2. по динітробензол


25

10

Конверсія бензолу%

Концентрація бензолу% мас

44

99.2

Склад нітруючою суміші% мас

  1. азотна кислота

  2. сірчана кислота

  3. вода


21

58.6

20.4

Масове співвідношення бензол-нітрірующая суміш

1: 4.3

Втрати бензолу% мас

3

1. Теоретична частина

Технологічна схема виробництва нітробензолу

Нітробензол (темп, пл, +5,7 °, темп. Кип. 210,9 °) представляє собою нерозчинну у воді жовтуватою рідиною із запахом гіркого мигдалю; отруйний, як всі нітросполуки.

Вперше нітрування бензолу було здійснено Мітчерліхом. У промисловості воно було розпочато в 1847 р.

Нітруючою суміш для нітрування бензолу до нітробензолу складали з таким розрахунком, щоб кількість азотної кислоти лише трохи перевищувала теоретичне, а сірчану кислоту беруть у такій кількості щоб до кінця процесу нітрування у відпрацьованій кислоті містилося близько 70%

Нітрування проводиться при 40 °. Підвищення температури сприяє утворенню динітробензолу.

Процес нітрування можна проводити з періодичної, і по безперервній схемі.

При періодичної процес починають з наповнення нітратора бензолом потім включають грубку, підігрівають бензол до 40 - 45 ° і поступово вводять нітруючою суміш, регулюючи надходження та охолодження нітратора водою таким чином, щоб підтримувати температуру процесу близько 40 °.

Закінчивши пріліваніем нітруючою суміші, припиняють охолодження і дають температурі піднятися до 50 °. При низькій температурі вміст нітратора «витримують» близько 1 години, втечение цього часу реакція нітрування майже повністю закінчується; залишається всього біля 1% непрореагировавшего бензолу. Після витримки вміст нітратора зливають або передавлюють в сифонну трубку в відстійник-сепаратор, який представляє собою циліндричний апарат з конічним дном і мішалкою. У відстійнику продукти нітрування розділяються на два шари: верхній - нітрообензольний і нижній - кислотний. З відстійника відпрацьована кислота, яка містить 70-72% H 2 SO 4, невелика кількість окислених продуктів, окислів азоту та розчиненого і емульгованому бензолу, надходить до збірника. Сирий нітробензол промивають у відстійнику кілька разів холодною водою, а потім розчином соди.

Починаючи з 30-х років XX століття, нітробензол на великих установках стали отримувати безперервним методом. У процесах безперервного нітрування бензолу застосовуються нітратори різних систем. Простотою, надійністю конструкції відрізняється нітратор з вертикальною циркуляцією реакційної маси (малюнок 2).

Такий нітратор представляє собою чавунний, або виконаний кислототривкої сталі котел з змійовиками і швидкохідної пропелерною мішалкою, вміщеній всередині направляючого вертикального сталевого циліндра. Бензол і нітрит суміш безперервно надходять через трубки в центральну частину нітратора змішуються з його змістом, ковзають. Знизу вгору, омиваючи змійовики, а потім зверху вниз через напрямний циліндр. Надлишок реакційної суміші безперервно відводиться з штуцера у верхній частині нітратора.

Малюнок 1. Типова схема процесу одержання нітросполук






Нітрірующая суміш




відпрацьована Кислий

кислота нітропродукт




Початкове Промита

речовина і отработ.

нітропродукт кислота

На денітрації

і концентрування

вода


розчин

N а 2 СО 3 Промивні води

Малюнок 2. Нітратор безперервної дії.


Для доведення реакції нітробензолу до кінця виходить з нітратора реакційну суміш будуть додатково витримувати в циліндричному резервуарі з мішалкою (дозреватель). Решта процеси відстоювання і промивка сирого нітробензолу - також легко здійснюються за непереривку схемою.

2. Практична частина

Матеріальний баланс процесу


ПАРАФІЯ

ВИТРАТА


Кг / год

Кмоль / год

Кг / год

Кмоль / год

З 6 Н 6

HN О 3

Н 2 SO 4

Н 2 О (пр)

З 6 Н 5 N О 2

З 6 Н 4 (N Про 2) 2

Н 2 О (1)

Н 2 О (2)

Домішка бензолу

1547.94

1397.79

3900.5

1357.85

-

-

-

-


12.48

19.85

22.19

39.78

75.42

-

-

-

-


-

840.84 +46.44 втрати

708.12

3900.5

1357.85

736.63

416.67

152.46

44.64


12.48

10.78 +0.6 втрати

11.24

39.78

75.42

5.99

2.48

8.47

2.48


Σ = 8216.56

Σ = 8216.63

Mr (C 6 H 6) = 12 * 6 +6 = 78 кг / кмоль

Mr (HN О 3) = 1 +14 +16 * 3 ​​= 63 кг / кмоль

Mr (Н 2 SO 4) = 32.06 +2 +16 * 4 = 98.06 кг / кмоль

Mr (С 6 Н 5 N О 2) = 12 * 6 +5 +14 +16 * 2 = 123 кг / кмоль

Mr (С 6 Н 4 (N О 2) 2) = 12 * 6 +4 +14 * 2 +16 * 4 = 168 кг / кмоль

Mr (Н 2 О) = 18 кг / кмоль

1. Продуктивність установки по нітробензолу:

m всього6 Н 5 N О 2) = 25т/сут = 25 * 1000/24 ​​= 1041.67 кг / год

w всього6 Н 5 N Про 2) = 1041.67/123 = 8.47 кмоль / год

2. Кількість прореагировавшего бензолу, виходячи з рівняння реакції:

w прор (C 6 H 6) = w (С 6 Н 5 N О 2) = 8.47 кмоль / год

m прор (C 6 H 6) = 8.47 * 78 = 660.66 кг / год

3. Враховуючи конверсію, всього чистого бензолу було:

660.66 - 44%

х - 100%

х = M чистий (C 6 H 6) = 660.66 * 100/44 = 1501.5 кг / год

4. Враховуючи втрати 3% мас, всього чистого бензолу вступило в реакцію:

1501.5 - 97%

х - 100%

х = m чистий всього (C 6 H 6) = 1501.5 * 100/97 = 1547.94 кг

w чистий всього (C 6 H 6) = 1547.94/78 = 19.85 кмоль / год

m втрат (C 6 H 6) = 1547.94 - 1501.5 = 46.44 кг

w втрат (C 6 H 6) = 46.44/78 = 0.6 кмоь / год

5. Враховуючи концентрацію бензолу 99.2% мас, технічного бензолу, що вступив у реакцію:

1547.94 - 99.2%

х - 100%

х = m тих (C 6 H 6) = 1547.94 * 100/99.2 = 1560,42 кг

m домішки (C 6 H 6) = 1560.42 - 1547.94 = 12.48 кг / год

6. Масове співвідношення бензол - нітрірующая суміш 1: 4,3

на 1 кг бензолу береться 43 кг нітрірующей суміші, маса нітрірующей суміші:

m суміш = m чистий всього (C 6 H 6) * 4.3 = 1547.94 * 4.3 = 6656.14 кг

7. Склад нітрірующей суміші:

  • азотна кислота:

6656/14 - 100%

х - 21%

х = m (HN Про 3) = 6656.14 * 21/100 = 1397.79 кг

w (HN Про 3) = 1397.79/63 = 22.19 кмоль / год

m (Н 2 SO 4) = 6656.14 * 58.6/100 = 3900.5 кг / год

w (Н 2 SO 4) = 3900.5/98.06 = 39.78 кмоль / год

m (Н 2 О) = 6656.14 * 20.4/100 = 1357.85 кг / год

w (Н 2 О) = 1357 .85/18 = 75.42 кмоль / год

8. Кількість води з першої реакції:

w (Н 2 О) (1) = w (С 6 Н 5 N О 2) = 8.47 кмоль / год

m (Н 2 О) (1) = 8.47 * 18 = 152,46 кг / год

9. Не прореагувавши бензолу:

m непр = m чистий (C 6 H 6) - m прор (C 6 H 6) = 840.84 кг / год

w непр (C 6 H 6) = 840.84/78 10.78 кмоль / год

10. Продуктивність по динітробензол:

10т/сут = 10 * 1000/24 ​​= 416.67 кг / год

w (С 6 Н 4 (N Про 2) 2) = 416.67/168 = 2.48 кмоль / год

11. Кількість нітробензолу який пішов на реакцію:

m всього6 Н 5 N О 2) = w (С 6 Н 4 (N О 2) 2) = 2.48 кмоль / год

m прор6 Н 5 N Про 2) = 2.48 * 123 = 305.04 кг

12. Кількість залишився нітробензолу:

m всього6 Н 5 N О 2) - m прор6 Н 5 N О 2) = 1041.67 - 305.04 = 736.63 кг

w ост6 Н 5 N Про 2) 736 .63/123 = 5.99 кмоль / год

13. Кількість HN О 3 пройшов на обидві реакції:

w о (HN О 3) = w 1 (HN Про 3) + w 2 (HN О 3)

w 1 (HN О 3) = w НД6 Н 5 N О 2) = 8.47 кмоль / год

w 2 (HN О 3) = w (С 6 Н 4 (N О 2) 2) = 2.48 кмоь / год

w о (HN О 3) = 10.95 кмоль / год

не прореагованою

w ост (HN О 3) = w ост (HN О 3) - w о (HN О 3) = 22.19 - 10.95 = 11.24 кмоль / год

m ост (HN Про 3) = 11.24 * 65 = 708.12 кг / год

14. Маса і кількість води, отриманої у другій реакції:

w (Н 2 О) (2) = w (С 6 Н 4 (N О 2) 2) = 2.48 кмоль / год

m (Н 2 О) (2) = 2.48 * 18 = 44.64 кг / год

Технологічні та техніко-економічні показники процесу

  1. Пропускна здатність установки: 8216,56 кг / год

  2. Конверсія або ступінь перетворення бензолу =

= M (C 6 H 6) подано - M (C 6 H 6) непрореагировавшего / M (C 6 H 6) подано = 1547.94-(840.84 +46.44) * 1547ю94 = 0.49%

  1. Теоретичні витратні коефіцієнти:

з С 6 Н 6:

s т С 6 Н 6 = Mr (C 6 H 6) / Mr (C 6 Н 5 NO 2) = 78 / 123 = 0,63 кг / кг;

по Н N О 3:

s т Н N О 3: = Mr (Н N О 3) / Mr (C 6 Н 5 NO 2) = 63 / 123 = 0,51 кг / кг.

  1. Фактичні витратні коефіцієнти:

з С 6 Н 6:

s ф С6Н6 = m (C 6 H 6) техн / m (C 6 Н 5 NO 2) = 1547.94 +12.48 / 736.63 = 2.12 кг / кг;

s ф Н N О3 = m (Н N О 3) техн / m (C 6 Н 5 NO 2) = 1397.79 +3900.5 +1357.85 / 736.63 = 9.03 кг / кг.

Вихід на подану сировину C 6 Н 5 NO 2:

    1. Фактичний вихід:

Q Ф = m (C 6 Н 5 NO 2) = 736.63 кг;

    1. Теоретичний вихід:

Mr (С 6 Н 6) ¾ Mr (C 6 Н 5 NO 2), 78 ¾ 123,

m (С 6 Н 6) ¾ Q Т; 1547.94 ¾ Q Т;

Q Т = (1547.94 * 123) / 78 = 2440.98 кг;

Вихід C 6 Н 5 NO 2 по бензолу:

b С6Н6 = Q Ф / Q Т * 100% = 736.63 / 2440.98 * 100% = 30.18%

5. Вихід на перетворене сировина:

Mr (С 6 Н 6) ¾ Mr (C 6 Н 5 NO 2), 78 ¾ 123,

m (С 6 Н 6) ¾ Q Т; 660.66 ¾ Q Т;

Q т '= 660.66 * 123/78 = 1041.81 кг

β 'C 6Н6 = Q Ф / Q Т * 100% = 736.63/1041.81 * 100% = 70.71%

3. Реклама

Оптова фірма хімічної сировини пропонує організацію оптових поставок нітробензолу в якості сировини для виробництва аніліну та селективного розчинника при очищенні нафтових мастил.

Великим хімічним підприємствам

спеціальні знижки!

Замовляючи нітробензол у нас ви економите на вартості сировини і знижуєте собівартість своєї продукції!

Звертатися за адресою: м. Казань

вул. Магістральна 76. ТОВ «Нітробензолхім»

тел. 256-67-89.

Список літератури:

1. Лебедєв М.М. Хімія і технологія основного органічного і нафтохімічного синтезу. Вид. 2-е, пров. М., «Хімія», 1975, 736 с.

2. Юкельсон І.І. Технологія основного органічного синтезу. М.: «Хімія», 2008, 846 с.

3. Загальна хімічна технологія / Под ред. А.Г. Амеліна. М.: «Хімія», 2007, 400 с.

4. Розрахунки хіміко-технологічних процесів / Под ред. І.П. Мухленова. Л.: Хімія, 2009, 300 с.

5. С.І. Вольфкович Загальна хімічна технологія. М.: Державне науково-технічне видавництво хімічної літератури. 2009, 633с.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Курсова
48.2кб. | скачати


Схожі роботи:
Технологія виробництва нітробензолу
Матеріальне виробництво та виробництво послуг суть і відмінності
Виробництво 43
Виробництво і культура
Касаційне виробництво 2
Виробництво керамзитобетону
Пивоварне виробництво
Виробництво квасу
Виробництво паштетів
© Усі права захищені
написати до нас