Получение гербицида Фуроре

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:

Содержание