Получение гербицида Фуроре

курсовая работа

7. Материальный баланс

Материальный баланс рассчитан на схему, производительность которой составляет 10000 тонн бисбензоксазола в год. Расчет материального баланса приведен в таблице.

Стадия получения нитробензола

Приход

М, кг/моль

кг/ч

моль/ч

%масс.

Бензол

78

0,68

0,087

20

Азотная кислота

63

0,544

0,086

16

Серная кислота

98

1,62

0,017

47,7

Вода

18

0,5549

0,031

16,33

Сумма

3,4

100

Расход

Нитробензол

123

0,39

0,0032

11,47

Серная кислота

98

1,62

0,017

47,65

Вода

18

0,61

0,034

17,9

Азотная кислота

63

0,34

0,0054

10

Динитробензол

168

0,079

0,00047

2,32

Бензол

78

0,37

0,0047

10,88

Сумма

3,4

100

Теоретический выход нитробензола m=5919,496*123/78=9334,6кг/год

Фактический выход нитробензола m=0,37*9334,6=3453,8кг/год

Из справочника: конверсия бензола=40%; концентрация бензола=99%масс; состав нитрующей смеси, %масс: азотная кислота =20; серная кислота = 59,6; вода = 20,4. Массовое соотношение бензол: нитрующая смесь=1:4. Потери бензола = 4%масс. Динитробензол =2%масс.

1. Мтех (C6Н6)=5919,496 /365/24=0,68кг/ч

2. Мчист. (С6Н6)=0,68*0,99=0,67кг/ч

Mприм (С6Н6)=0,68-0,67=0,01кг/ч

3. Потери бензола 4%масс.

Мп (С6Н6)=0,67*0,04=0,0268кг/ч

М (С6Н6)=0,67-0,0268 =0,64кг/ч

V (С6Н6)=0,64/78=0,008кмоль/ч

4. Получение в целевой реакции нитробензола

V(С6Н5NO2)=Vпрор (С6Н6)

Vпрор (С6Н6)=0,008*0,4==0,0032кмоль/ч

Мпрор (С6Н6)=0,0032*78=0,25кг/ч

М (С6Н5NO2)=0,0032*123=0,39кг/ч

5. Количество динитробензола, 2%масс.

М (С6Н5(NO2)2)=0,39*0,02=0,079кг/ч

V (С6Н5(NO2)2)=0,079/168=0,0000469кмоль/ч

6. Количество прореагировавшего нитробензола

Vпрор (С6Н5NO2)=V(С6Н5(NO2)2)=0,0000469кмоль/ч

Vост (С6Н5NO2)=V(С6Н5NO2)-Vпрор(С6Н5NO2)

Vост (С6Н5NO2)=0,0032-0,0000469=0,00315кмоль/ч

Мост (С6Н5NO2)=0,00315*123=0,39кг/ч

7. Не прореагировавший бензол

V (С6Н6)=V(С6Н6)-Vпрор(С6Н6)

V (С6Н6)=0,008-0,0032=0,0048кмоль/ч

М (С6Н6)=0,0048*78=0,3744кг/ч

8. Общая количество нитрующей смеси

Мсмеси=4*Мтех (НNO3)=4*0,68=2,72кг/ч

9. Нитрующая смесь

Мвсего (НNO3)=Мсмеси*0,2=2,72*0,2=0,544кг/ч

Vвсего (НNO3)=0,544/63=0,0086кмоль/ч

М (Н2SO4)=Мсмеси*0,596=2,72*0,596=1,62кг/ч

Vвсего (Н2SO4)=1,62/98=0,0165кмоль/ч

М (Н2О)=2,72*0,204=0,5549кг/ч

V (Н2О)=0,5549/18=0,031кмоль/ч

10. Количество прореагировавшей азотной кислоты

V0 (НNO3)=Vпрор.цел (НNO3)+Vпобоч. (НNO3)

V0 (НNO3)=0,0032+0,0000469=0,00325кмоль/ч

11. Количество не прореагировавшей азотная кислота

Мост (НТЩ3)=М (НТЩ3)-М0 (НТЩ3)

Vост (НNO3)=0,0086-0,00325=0,0054кмоль/ч

Мост (НNO3)=0,0054*63=0,34кг/ч

12. Количество образовавшей воды

V (Н2О(1))=V (С6Н5NO2)=0,0032кмоль/ч

V (Н2O(2))=V (С6Н5NO2)=0,0000469кмоль/ч

М (Н2O(1))=0,0032*18=0,0576кг/ч

М (Н2O(2))=0,0000469*18=0,00084кг/ч

Стадия получения анилин

Приход

М, кг/моль

кг/год

моль/год

%масс.

Нитробензол

123

3453,8

28,08

95,56

Водород

6

160,64

26,8

4,44

Сумма

3614,45

100

Расход

Анилин

99

2650,6

26,77

73,33

Вода

36

963,85

26,77

26,67

Сумма

3614,45

100

Стадия получения 2-хлоранилина

Приход

М, кг/кмоль

кг/год

кмоль/год

%масс.

Анилин

99

2650,6

26,77

58,24

Хлор

71

1900,9

26,77

41,76

Сумма

4551,5

100

Расход

2-хлоранилин

133,5

3574,29

26,77

78,53

Соляная кислота

36,5

977,24

26,77

21,47

Сумма

4551,5

100

Стадия получения 2-гидроксианилин

Приход

М, кг/кмоль

кг/год

кмоль/год

%масс.

2-хлоранилин

133,5

3574,29

26,77

76,95

Щелочь

40

1070,95

26,77

23,05

Сумма

4645,24

100

Расход

2-гидроксианилин

115

3078,98

26,77

66,28

Хлорид натрия

58,5

1566,26

26,77

33,72

Сумма

4645,24

100

Стадия получения 2-гидроксифосгенбензоксазол

Приход

М, кг/кмоль

кг/год

кмоль/год

%масс.

2-гидроксианилин

115

3078,98

26,77

53,74

Фосген

99

2650,6

26,77

46,26

Сумма

5729,58

100

Расход

2-гидроксифосген

бензоксазол

177,5

4752,34

26,77

82,94

Соляная кислота

36,5

977,24

26,77

17,06

Сумма

5729,58

100

Стадия получения 2-оксибензоксазол

Приход

М, кг/кмоль

кг/год

кмоль/год

%масс.

2-гидроксифосген бензоксазол

177,5

4752,34

26,77

100

Сумма

4752,34

100

Расход

2-оксибензоксазол

141

3775,1

26,77

79,44

Соляная кислота

36,5

977,24

26,77

20,56

Сумма

4752,34

100

Стадия получения 2,6-дихлорбензоксазол

Приход

М, кг/кмоль

кг/год

кмоль/год

%масс.

2-оксибензоксазол

141

3775,1

26,77

66,51

Хлор

71

1900,9

26,77

33,49

Сумма

5676,04

100

Расход

2,6-дихлорбензоксазол

194

5194,11

26,77

91,51

Вода

18

481,93

26,77

8,49

Сумма

5676,04

100

Стадия получения 2(оксипарафенолят натрия)6-хлорбензоксазол

Приход

М, кг/кмоль

кг/год

кмоль

%масс.

2,6-дихлорбензоксазол

194

5194,11

26,77

54,8

Динатриевое соединение

160

4283,804

26,77

45,2

Сумма

9477,92

100

Расход

2(оксипарафенолят натрия)6-хлорбензоксазол

295,5

7911,65

26,77

83,47

Хлорид натрия

58,5

1566,27

26,77

16,53

Сумма

9477,92

100

Стадия получения 2-(4-(6-хлор-1,3бензоксазол-2илокси) фенокси) - пропионат (Фуроре - Супер)

Приход

М, кг/кмоль

кг/год

кмоль/год

%масс.

2(оксипарафенолят натрия)6-хлорбензоксазол

295,5

7911,65

26,77

68,4

Этиловый эфир 2-хлорпропионовая кислота

136,5

3654,62

26,77

31,6

Сумма

11566,27

100

Расход

Фуроре - Супер

373,5

10000

26,77

86,46

Хлорид натрия

58,5

1566,27

26,77

13,54

Сумма

11566,27

100

Стадия получения бензосульфокислоты

Приход

М, кг/кмоль

кг/год

кмоль/год

%масс.

Бензол

84

2248,998

26,77

46,15

Серная кислота

98

2623,83

26,77

53,85

Сумма

4872,83

100

Расход

Бензосульфокислота

164

4390,9

26,77

90,11

Вода

18

481,93

26,77

9,89

Сумма

4872,83

100

Стадия получения фенола

Приход

М, кг/кмоль

кг/год

кмоль/год

%масс.

Бензосульфокислота

164

4390,9

26,77

90,11

Вода

18

481,93

26,77

9,89

Сумма

4872,83

100

Расход

Фенол

100

2677,38

26,77

54,95

Сернистая кислота

82

2195,45

26,77

45,05

Сумма

4872,83

100

Стадия получения 4-хлорфенол

Приход

М, кг/кмоль

кг/год

кмоль/год

%масс.

Фенол

100

2677,38

26,77

58,48

Хлор

71

1900,9

26,77

41,52

Сумма

4578,32

100

Расход

4-хлорфенол

134,5

3601,08

26,77

78,66

Соляная кислота

36,5

977,24

26,77

21,34

Сумма

4578,32

100

Стадия получения 1,4-дигидроксибензола

Приход

М, кг/кмоль

кг/год

кмоль/год

%масс.

4-хлорфенол

134,5

3601,08

26,77

77,08

Щелочь

40

1070,95

26,77

22,92

Сумма

4672,03

100

Расход

1,4-дигидроксибензол

58,5

1566,27

26,77

33,52

Хлорид натрия

116

3105,76

26,77

66,48

Сумма

4672,03

100

Стадия получения динатриевого соединения

Приход

М, кг/кмоль

кг/год

кмоль/год

%масс.

1,4-дигидроксибензол

116

3105,76

26,77

4,68

Алкоголят натрия

136

3641,23

26,77

95,32

Сумма

6746,99

100

Расход

Динатриевое соединение

92

2463,19

26,77

36,51

Этанол

160

4283,804

26,77

63,49

Сумма

6746,99

100

Стадия получения 2-хлорпропионовой кислоты

Приход

М, кг/кмоль

кг/год

кмоль/год

%масс.

Пропионовая кислота

74

1981,26

26,77

51,03

Хлор

71

1900,94

26,77

48,97

Сумма

3882,2

100

Расход

2-хлорпропионовая кислота

108,5

2904,95

26,77

74,83

Соляная кислота

36,5

977,24

26,77

25,17

Сумма

3882,2

100

Стадия получения этилового эфира 2-хлорпропионовой кислоты

Приход

М, кг/кмоль

кг/год

кмоль/год

%масс.

2-хлорпропионовая кислота

108,5

2904,95

26,77

70,23

Этанол

46

1231,6

26,77

29,77

Сумма

4136,55

100

Расход

Эиловый эфир 2-хлорпропионовая кислота

136,5

3654,62

26,77

88,35

Вода

18

481,93

26,77

11,65

Сумма

4136,55

100

Расходные коэффициенты, материальный индекс и коэффициент безотходности

Расходные материалы:

, кг/кг кг/кг

, кг/кг

Материальный индекс:

Коэффициент безотходности:

Делись добром ;)