|
ПРИХОД
|
РАСХОД
|
Кг/ч
|
Кмоль/ч
|
Кг/ч
|
Кмоль/ч
|
С6Н6
HNО3
Н2SO4
Н2О(пр)
С6Н5NО2
С6Н4(NО2)2
Н2О(1)
Н2О(2)
Примесь бензола
|
1547.94
1397.79
3900.5
1357.85
-
-
-
-
12.48
|
19.85
22.19
39.78
75.42
-
-
-
-
-
|
840.84+46.44потери
708.12
3900.5
1357.85
736.63
416.67
152.46
44.64
12.48
|
10.78+0.6потери
11.24
39.78
75.42
5.99
2.48
8.47
2.48
|
|
Σ = 8216.56
|
Σ = 8216.63
|
Mr(C6H6)=12*6+6=78 кг/кмоль
Mr(HNО3)=1+14+16*3=63 кг/кмоль
Mr(Н2SO4)=32.06+2+16*4=98.06 кг/кмоль
Mr(С6Н5NО2)=12*6+5+14+16*2=123
кг/кмоль
Mr(Н2О)=18
кг/кмоль
1. Производительность
установки по нитробензолу:
mвсего(С6Н5NО2) = 25т/сут = 25 *
1000/24 = 1041.67 кг/ч
wвсего(С6Н5NО2) = 1041.67/123 = 8.47
кмоль/ч
2. Количество
прореагировавшего бензола, исходя из уравнения реакции:
wпрор(C6H6) = w(С6Н5NО2) = 8.47 кмоль/ч
mпрор(C6H6) = 8.47 * 78 = 660.66 кг/ч
3. Учитывая конверсию,
всего чистого бензола было:
660.66 – 44 %
х – 100 %
х = mчист(C6H6) = 660.66 * 100/44 = 1501.5 кг/ч
4. Учитывая потери 3% масс,
всего чистого бензола вступило в реакцию:
1501.5 – 97 %
х – 100 %
х = mчист всего(C6H6) = 1501.5 * 100/97 = 1547.94 кг
wчист всего(C6H6) = 1547.94/78 = 19.85 кмоль/ч
mпотерь(C6H6) = 1547.94 – 1501.5 = 46.44 кг
wпотерь(C6H6) = 46.44/78 = 0.6 кмоь/ч
5. Учитывая
концентрацию бензола 99.2 % масс, технического бензола, вступившего в реакцию:
1547.94 – 99.2 %
х – 100%
х = mтех(C6H6) = 1547.94 * 100/99.2 = 1560,42 кг
mпримеси(C6H6) = 1560.42 – 1547.94 = 12.48 кг/ч
6. Массовое соотношение
бензол – нитрирующая смесь 1: 4,3
на 1 кг бензола берется 43 кг нитрирующей смеси, масса нитрирующей смеси:
mсмесь = mчист всего(C6H6) * 4.3 = 1547.94 * 4.3 = 6656.14 кг
7. Состав нитрирующей
смеси:
Ø
азотная
кислота:
6656/14 –
100 %
х – 21 %
х = m(HNО3) = 6656.14 * 21/100 = 1397.79 кг
w(HNО3) = 1397.79/63 = 22.19 кмоль/ч
Ø
серная кислота
m(Н2SO4) = 6656.14 * 58.6/100 = 3900.5
кг/ч
w(Н2SO4) = 3900.5/98.06 = 39.78 кмоль/ч
Ø
вода
m(Н2О) = 6656.14 *
20.4/100 = 1357.85 кг/ч
w(Н2О) = 1357.85/18 = 75.42 кмоль/ч
8. Количество воды из
первой реакции:
w(Н2О)(1) = w(С6Н5NО2) =8.47 кмоль/ч
m(Н2О)(1) = 8.47 * 18 =
152,46 кг/ч
9. Не прореагировавшего
бензола:
mнепр = mчист(C6H6) – mпрор(C6H6) = 840.84 кг/ч
wнепр(C6H6) = 840.84/78 10.78 кмоль/ч
10. Производительность
по динитробензолу:
10т/сут = 10 * 1000/24
= 416.67 кг/ч
w(С6Н4(NО2)2) =
416.67/168 = 2.48 кмоль/ч
11. Количество
нитробензола пошедшего на реакцию:
mвсего(С6Н5NО2) = w(С6Н4(NО2)2) = 2.48
кмоль/ч
mпрор(С6Н5NО2) = 2.48 * 123 = 305.04 кг
12. Количество
оставшегося нитробензола:
mвсего(С6Н5NО2) – mпрор(С6Н5NО2) = 1041.67 – 305.04 =
736.63 кг
wост(С6Н5NО2) 736.63/123 = 5.99 кмоль/ч
13. Количество HNО3 прошедшего на обе
реакции:
wо(HNО3) = w1(HNО3) + w2(HNО3)
w1(HNО3) = wвс(С6Н5NО2) = 8.47 кмоль/ч
w2(HNО3) = w(С6Н4(NО2)2) = 2.48
кмоь/ч
wо(HNО3) = 10.95 кмоль/ч
не прореагировавший
wост(HNО3) = wост(HNО3) - wо(HNО3) = 22.19 – 10.95 = 11.24 кмоль/ч
mост(HNО3) = 11.24 * 65 = 708.12 кг/ч
14. Масса и количество
воды, полученной во второй реакции:
w(Н2О)(2) = w(С6Н4(NО2)2) = 2.48
кмоль/ч
m(Н2О)(2) = 2.48 *18 =
44.64 кг/ч
Технологические и технико-экономические показатели процесса
1.
Пропускная
способность установки: 8216,56 кг/ч
2.
Конверсия или
степень превращения бензола =
=M(C6H6) подано – M(C6H6) непрореагировало / M(C6H6) подано = 1547.94-(840.84+46.44) * 1547ю94 = 0.49 %
3.
Теоретические
расходные коэффициенты:
sтС6Н6 = Mr(C6H6)
/ Mr(C6Н5NO2) = 78 / 123
= 0,63 кг/кг;
по НNО3:
sт НNО3: = Mr(НNО3) / Mr(C6Н5NO2) = 63/ 123 = 0,51 кг/кг.
4.
Фактические
расходные коэффициенты:
по С6Н6:
sфС6Н6 = m(C6H6)техн / m(C6Н5NO2) = 1547.94+12.48 / 736.63 = 2.12
кг/кг;
sф НNО3 = m(НNО3)техн
/ m(C6Н5NO2) =1397.79+3900.5+1357.85 / 736.63
= 9.03 кг/кг.
Выход
на поданное сырье C6Н5NO2 :
1)
Фактический
выход:
QФ = m(C6Н5NO2) = 736.63 кг;
2)
Теоретический
выход:
Mr(С6Н6)
¾ Mr(C6Н5NO2), 78 ¾ 123,
m(С6Н6)
¾ QТ; 1547.94 ¾ QТ ;
QТ = (1547.94 * 123) / 78 = 2440.98 кг;
Выход C6Н5NO2 по бензолу:
bС6Н6 = QФ / QТ * 100% = 736.63 /
2440.98 * 100% = 30.18%
5. Выход на превращенное
сырье:
Mr(С6Н6)
¾ Mr(C6Н5NO2), 78 ¾ 123,
m(С6Н6)
¾ QТ; 660.66 ¾ QТ ;
Qт' = 660.66 * 123/78 = 1041.81 кг
β' C6Н6 = QФ / QТ * 100 % = 736.63/1041.81 *100% =
70.71 %
3. Реклама
Оптовая
фирма химического сырья предлагает организацию оптовых поставок нитробензола в
качестве сырья для производства анилина и селективного растворителя при очистке
нефтяных смазочных масел.
Крупным
химическим предприятиям
специальные
скидки!!!
Заказывая
нитробензол у нас вы экономите на стоимости сырья и снижаете себестоимость своей
продукции!!!
Обращаться
по адресу: г. Казань
ул. Магистральная
76. ООО «Нитробензолхим»
тел.
256-67-89.
Список
литературы:
1.
Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического
синтеза. Изд. 2-е, пер. М., «Химия», 1975, 736 с.
2.
Юкельсон И.И. Технология основного органического синтеза. М.: «Химия», 2008, 846
с.
3.
Общая химическая технология /Под ред. А.Г. Амелина. М.: «Химия», 2007, 400 с.
4.
Расчеты химико-технологических процессов /Под ред. И.П. Мухленова. Л.:Химия, 2009,
300 с.
5.
С.И. Вольфкович Общая химическая технология. М.: Государственное
научно-техническое издательство химической литературы. 2009, 633с.