Курсовая работа: Технология производства нитробензола
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% H2 SO4 , 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
|
вода
 |
 |
 |
раствор
Nа2 СО3 Промывные воды
|
На крупных установках нитробензол получают непрерывным методом. В процессах непрерывного нитрирования бензола применяются нитраторы различных систем. Простотой, надежностью конструкции отличается нитратор с вертикальной циркуляцией реакционной массы (рисунок 2).
Такой нитратор представляет собой чугунный, или выполненный кислотоупорной стали котел с змеевиками и быстроходной пропеллерной мешалкой, помещенной внутри направляющего вертикального стального цилиндра. Бензол и нитрующая смесь непрерывно поступают через трубки в центральную часть нитратора смешиваются с его содержимым, скользят снизу вверх, омывая змеевики, а затем сверху вниз через направляющий цилиндр. Избыток реакционной смеси непрерывно отводится из штуцера в верхней части нитратора.
Рисунок 2. Нитратор непрерывного действия.
Для доведения реакции нитробензола до конца выходящую из нитратора реакционную смесь будут дополнительно выдерживать в цилиндрическом резервуаре с мешалкой (дозреватель). Остальные процессы отстаивание и промывка сырого нитробензола—также легко осуществляются по непрерывкой схеме.
Материальный баланс
C6 H6 +HNO3 →C6 H5 NO2 +H2 O
C6 H5 NO2 +HNO3 →C6 H4 (NO2 )2 +H2 O
Схема потоков:
 |
C6 H6 
; HNO3 ; H2 SO4 ; H2 O; C6 H6 ; HNO3 ; H2 SO4 ; H2 O; C6 H5 NO2 ;
примесь C6 H6 ; примесь C6 H6 ; C6 H4 (NO2 )2 ;
Mr(C6 H6 )=12*6+6=78кг/кмоль;
Mr(HNO3 )=1+14+16*3=63кг/кмоль;
Mr(H2 SO4 )=1*2+32+16*4=98кг/кмоль;