Министерство Образования и Науки РФ

Казанский Государственный Технологический Университет

Кафедра общей химической технологии

КУРСОВАЯ РАБОТА

по предмету: Технология химических производств

на тему:

Технология производства нитробензола

Казань 2008

Задание

1.  Составить и описать технологическую схему производства нитробензола

2.  Составить материальный баланс процесса

3.  Рассчитать технологические и технико-экономические показатели

В основу расчета принять следующие реакции

C6H6+HNO3→C6H5NO2+H2O

C6H5NO2+HNO3→C6H4(NO2)2+H2O

Исходные данные:

Пропускная способность установки по бензолу,т/год: 1000

Конверсия бензола %

Концентрация бензола % масс

40

99

Состав нитрующей смеси % масс

1.  азотная кислота

2.  серная кислота

3.  вода

20

59.6 20.4

Массовое соотношение бензол: нитрирующая смесь 1:4

Потери бензола % масс

Количество денитробензола, % масс, от количества нитробензола

4

2

Теоретическая часть

Производство нитробензола

Нитробензол (темп, пл, +5,7°, темп. кип. 210,9°) представляет собой нерастворимую в воде желтоватую жидкость с запахом горького миндаля; ядовит, как все нитросоединения.

Впервые нитрование бензола было осуществлено Митчерлихом. В промышленности оно было начато в 1847 г.

Нитрующую смесь для нитрования бензола до нитробензола составляли с таким расчетом, чтобы количество азотной кислоты лишь немного превышало теоретическое, а серную кислоту берут в таком количестве чтобы к концу процесса нитрования в отработанной кисоте содеожолсь около 70%

Нитрование проводится при 40°. Повышение температуры способствует образованию динитробензола.

Процесс нитрования можно проводить по периодической, и по непрерывной схеме.

При периодической процесс начинают с наполнения нитратора бензолом затем включают печку, подогревают бензол до 40 — 45° и постепенно вводят нитрующую смесь, регулируя поступление и охлаждение нитратора водой таким образом, чтобы поддерживать температуру процесса около 40°.

Закончив приливание нитрующей смеси, прекращают охлаждение и дают температуре подняться до 50°. При низкой температуре содержимое нитратора «выдерживают» около 1 часа, втечение этого времени реакция нитрования почти полностью заканчивается; остается всего около 1% непрореагировавшего бензола. После выдержки содержимое нитратора сливают или передавливают в сифонную трубку в отстойник-сепаратор, представляющий собой цилиндрический аппарат с коническим дном и мешалкой. В отстойнике продукты нитрования разделяются на два слоя: верхний— нитрообензольный и нижний—кислотный. Из отстойника отработанная кислота. содержащая 70—72% H2SO4, небольшое количество окисленных продуктов, окислов азота и растворенного и эмульгированного бензола, поступает в сборник. Сырой нитробензол промывают в отстойнике несколько раз холодной водой, а затем раствором соды.

Рисунок 1.Типовая схема процесса получения нитросоединений.

    
    
    

    
      
    
    
    
    
      
    
    
    
    
      

                  

            Нитрирующая смесь

отработанная                                    Кислый

    кислота                                     нитропродукт

   Исходное                                Промытая

 вещество и                                   отработ.

нитропродукт                                кислота

На денитрацию

    
    
    

    
       и концентрирование

вода

раствор

           Nа2СО3                                                                                                        Промывные воды

    
    
    

    
                                                                                              

На крупных установках нитробензол получают непрерывным методом. ............