mост(C6H5NO2)=0,548*123=67,404кг/ч.
7. Не прореагировавший бензол:
Vост(C6H6)= V- Vпр=1,391-0,556=0,835кмоль/ч;
mост(C6H6)=0,835*78=65,13кг/ч.
8. Общее количество нитрирующей смеси, поданной в реакцию:
m(смесь)= 4*mтехн(C6H6)=4*114,155=456,62кг/ч.
9. Состав нитрирующей смеси:
mвсего(HNO3)=456,62*0,2=91,324кг/ч;
Vвсего(HNO3)=91,324/63=1,45кмоль/ч;
m(H2SO4)=456,62*0,596=272,146кг/ч;
V(H2SO4)=272,146/98=2,777кмоль/ч;
m(H2O')=456,62*0,204=93,151кг/ч;
V(H2O')=93,151/18=5,175кмоль/ч.
10. Количество прореагировавшей азотной кислоты:
V0(HNO3)= V1 – V2, где V1- прореагировало с образованием целевого продукта – нитробензола, V2 – на побочную реакцию.
V2(HNO3)= Vпр(C6H5NO2)=0,008кмол/ч;
V0(HNO3)=0,556+0,008=0,564кмоль/ч;
11. Не прореагировало азотной кислоты:
Vост(HNO3)= V– V0=1,45-0,564=0,886кмоль/ч;
mост(HNO3)=0,886*63=55,818кг/ч.
12. Количество образовавшейся воды:
V (H2O(1))= V (C6H5NO2)=0,556кмоль/ч;
V (H2O(2))= V (C6H5NO2)=0,008кмоль/ч;
m(H2O(1))=0,556*18=10,008кг/ч;
m(H2O(2))=0,008*18=0,144кг/ч.
Технологические и технико-экономические показатели процесса
1. Пропускная способность установки по всем видам сырья: 570,776кг/ч.
2. Конверсия по бензолу: 40%.
3. Фактический выход нитробензола:
Qф= m(C6H5NO2)=67,404кг/ч;
4. Теоретический выход нитробензола:
Mr(C6H6) - Mr(C6H5NO2)
mтехн(C6H6) - Qт
78 - 123
114,155 - Qт
Qт=114,155*123/78=180,014кг/ч;
5. Выход нитробензола на поданный бензол:
β= Qф/Qт*100%=67,404/180,014*100%=37,44%.
6. Теоретический выход нитробензола на превращенный бензол:
Mr(C6H6) - Mr(C6H5NO2)
mпр(C6H6) - Qт
78 - 123
43,368 - Qт’
Qт’=43,368*123/78=68,388кг/ч;
7. Выход нитробензола на превращенный бензол:
β’= Qф/Qт’*100%=67,404/68,388*100%=98,56%.
8. Расходные коэффициенты по сырью:
теоретические:
по бензолу:
γC6H6т= Mr(C6H6)/ Mr(C6H5NO2)=78/123=0,634кмоль/кмоль;
по азотной кислоте:
γC6H6т= Mr(HNO3)/ Mr(C6H5NO2)=63/123=0,512кмоль/кмоль;
фактические:
по бензолу:
γC6H6ф= mтехн(C6H6)/ m(C6H5NO2)=114,155/67,404=1,694кг/кг;
по азотной кислоте:
γC6H6ф= mтехн(HNO3)/ m(C6H5NO2)=456,62/67,404=6,77кг/кг;
Список литературы
1. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. Изд. 2-е, пер. М., «Химия», 2005, 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, 2008, 300 с.