Рассчитаем количество образовавшейся по реакции
:1) по первой реакции образуется:
122,0 г/м БК - 18,0 г/м
1250,4 кг БК -
кг2) по второй реакции образуется:
167,0 г/м БК - 18,0 г/м
1369,3 кг БК -
кгТаким образом, всего при нитровании образуется
:С учетом воды, содержащейся в азотной кислоте, общая масса составит:
Рассчитаем количество
, образующейся в результате реакции при “связывании" воды сернистым ангидридом:Х9 1355,9 Х8
18,0 80,0 98,0
Из 80,0 г/м
- 98,0 г/мИз 1355,9 кг
- кг кгСледовательно, общее количество серной кислоты складывается из кислоты образующейся при связывании воды и кислоты, содержащейся в 20%олеуме:
Рассчитаем количество
, вступающее в реакцию:80,0 г/м
- 18,0 г/м1355,9 кг
- кг кгВ процессе нитрования происходит раскисление орто - и пара-нитробензойных кислот и непрореагировавшей мета - нитробензойной кислоты [9].
586,0
334,0 1764,0 616,0 342,0 1140,0
Рассчитаем общее количество нитробензойных кислот, участвующих в реакции раскисления:
334 г/м НБК - 1764,0 г/м
кг НБК - 586,0кг НБКРассчитаем количество газообразных продуктов и воды, выделившихся в результате реакции:
Из 334,0 г/м НБК - 616,0 г/м
Из 110,9 кг НБК -
кгИз 334,0 г/м НБК - 1140,0 г/м
Из 110,9 кг НБК -
кгИз 334,0 г/м НБК - 342,0 г/м
Из 110,9 кг НБК -
кгСледовательно, количество воды не вступившее в реакцию составит:
Рассчитаем общее количество непрореагировавших орто - и пара-нитробензойных кислот и мета - нитробензойной кислоты:
Из 122,0 г/м БК - 167,0 г/м
Из 1250,4кг БК -
кг кгСледовательно, общее количество непрореагировавших орто - и пара-нитробензойных кислот и мета - нитробензойной кислоты равно:
Таким образом, в суспензии ДНБК останется непрореагировавших НБК:
Таблица №3
Материальный баланс стадии нитрования
Приход | кг | Расход | кг |
1. Бензойная кислота:ОВ 1250,4кгпримеси 1,1кг | 1251,5 | 1. Суспензия ДНБК в отработанной кислоте:ДНБК 1199,4 кг 7084,8 кг 127,2 кгНБК 655,9кгпримеси 1,1кг | 9068,4 |
2. Азотная кислота (98%):ОВ 1588,1 кгвода 32,4 кг | 1620,5 | 2. | 378,7 |
3. Олеум (20%): 1355,9кг 5423,8кг | 6779,8 | 3. | 204,6 |
Итого | 9651,8 | Итого | 9651,7 |
Таким образом, можно сделать вывод, что приведенное в методике [8] количество азотной кислоты недостаточно, так как в результате реакции остается значительное количество нераскисленных нитробензойных кислот.
Рассчитаем требующееся количество азотной кислоты для полного раскисления
нитробензойных кислот:766,8
334,0 1764,0 616,0 342,0 1140,0
334 г/м НБК - 1764,0 г/м
766,8кг НБК -
кгАзотная кислота, не вступившая в реакцию нитрования, частично остается в отработанной кислоте, частично расходуется в побочных реакциях, частично улетучивается в вентиляцию. Распределение азотной кислоты по этим статьям зависит от конкретных условий проведения реакции, то есть от температуры процесса, свойств и качества нитруемого соединения и т.д. На основании такого допущения определяем, что на раскисление пошло 20% моногидрата
[9]:Следовательно, общая масса моногидрата:
Для проведения реакции требуется 1002,1кг моногидрата азотной кислоты, тогда общее количество моногидрата азотной кислоты, необходимое для проведения реакции нитрования составит: