Download miễn phí Thiết kế phân xưởng sản xuất nitrobenzen
LễỉI NOÙI ẹAÀU
PHAÀN I: TOÅNG QUAN VEÀ LYÙ THUYEÁT
Chửụng I :TÍNH CHAÁT CUÛA NGUYEÂN LIEÄU VAỉ SAÛN PHAÅM.
A. Tớnh chaỏt cuỷa nguyeừn lieọu
I. Tớnh chaỏt cuỷa benzen
1. Tớnh chaỏt vaọt lyự cuỷa benzen
2. Tớnh chaỏt hoựa hoực cuỷa benzen
II. Tớnh chaỏt cuỷa axit nitric
1. Tớnh chaỏt vaọt lyự cuỷa axit nitrric
2. Tớnh chaỏt hoựa hoực cuỷa axit nitrric
III. Tớnh chaỏt cuỷa axit sulfuric
1. Tớnh chaỏt vaọt lyự cuỷa axit sulfuric
2. Tớnh chaỏt hoựa hoực cuỷa axit sulfuric
IV. Tớnh chaỏt cuỷa Na2CO3
1. Tớnh chaỏt vaọt lyự cuỷa Na2CO3
2. Tớnh chaỏt hoựa hoực cuỷa Na2CO3
B. Tớnh chaỏt cuỷa saỷn phaồm
1. Tớnh chaỏt vaọt lyự cuỷa nitrobenzen
2. Tớnh chaỏt hoựa hoực cuỷa nitrobenzen
3. ệÙng duựng cuỷa nitrobenzen
Chửụng II : CAÙC PHệễNG PHAÙP SAÛN XUAÁT NITROBENZEN
1. Nitro hoựa baống axit HNO3
2. Nitro hoựa baống hoồn hụựp axit HNO3 + H2SO4
3. Nitro hoựa baống muoỏi cuỷa HNO3
4. Nitro hoựa baống khi coự theừm HCH3COO hay alhydric- axetic
5. Nitro hoựa baống phửụng phaựp theỏ caực nhoựm sulfo, amino, diazo baống nhoựm NO2
6. Nitro hoựa baống oxit nitụ
7. Nitro hoựa baống oxit nitụ coự maởt H2SO4
8. Nitro hoựa baống HNO3 vụựi sửự taựch nửụực phaỷn ửựng
Chửụng III : LYÙ THUYEÁT VEÀ QUAÙ TRốNH NITRO HOAÙ
I. Quaự trỡnh nitro hoựa
II. Lyự thuyeỏt chung
1. Baỷn chaỏt taực nhaừn nitro hoựa
2. Cụ cheỏ phaỷn ửựng nitro hoựa baống hoún hụựp H2SO4 + HNO3
3. ẹoọng hoực phaỷn ửựng quaự trỡnh nitro hoựa baống hoún hụựp HNO3 + H2SO4
4.Quựa trỡnh phuự khi nitro hoựa
5.Nhửừng yeỏu toỏ aỷnh hửụỷng ủeỏn quaự trỡnh nitro hoựa
III. Kyừ thuaọt tieỏn haứnh phaỷn ửựng nitro hoựa
1. Thieỏt bũ nitro hoựa
2. Chuaồn bũ hoún hụựp nitro hoựa
3. Saỷn xuaỏt nhửừng hụựp chaỏt nitro
IV.Saỷn xuaỏt nitrobenzen
1. Sụ ủoà saỷn xuaỏt nitrobenzen baống phửụng phaựp lieừn tuực hai baọc
2. Sụ ủoà nitro hoựa benzen theo Katter
3. Sụ ủoà saỷn xuaỏt nitrobenzen cuỷa Nga
4. Sụ ủoà saỷn xuaỏt nitrobenzen theo phửụng phaựp lieừn tuực
5.Sụ ủoà saỷn xuaỏt nitrobenzen theo phửụng phaựp giaựn ủoaựn
6.Lửựa choựn coừng ngheọ
PHAÀN II : TÍNH TOAÙN THIEÁT KEÁ
Chửụng I.Tớnh caừn baống vaọt chaỏt vaứ caừn baống nhieọt lửụựng
A. Tớnh caừn baống vaọt chaỏt
I. Giai ủoaựn troọn hoồn hụựp axit
1. Lửụựng vaọt chaỏt ủi vaứo thieỏt bũ troọn
2. Lửụựng vaọt chaỏt ủi ra khoỷi thieỏt bũ troọn
II. Giai ủoaựn nitro hoaự
1. Lửụựng vaọt chaỏt ủi vaứo thieỏt bũ notro hoaự
2. Lửụựng vaọt chaỏt ủi ra khoỷi thieỏt bũ nitro hoaự
III. Giai ủoaựn laộng
1. Lửụựng vaọt chaỏt ủi vaứo thieỏt bũ laộng
2. Lửụựng vaọt chaỏt ủi ra khoỷi thieỏt bũ laộngự
IV. Giai ủoaựn trung hoaứ
1. Lửụựng vaọt chaỏt ủi vaứaỷtung hoaứ
2. Lửụựng vaọt chaỏt ủi ra khoỷi thieỏt bũ tung hoaứ
V. Giai ủoaựn rửỷa
1. Lửụựng vaọt chaỏt ủi vaứo thieỏt bũ rửỷa
2. Lửụựng vaọt chaỏt ủi ra khoỷi thieỏt bũ rửỷa
B. Tớnh caừn baống nhieọt lửụựng
1. Tớnh caừn baống nhieọt lửụựng cho thieỏt bũ nitro hoaự
1. Tớnh caừn baống nhieọt lửụựng cho thieỏt bũ laứm laựnh
Chửụng II. TÍNH TOAÙN THIEÁT Bề CHÍNH
1. Tớnh ủửụứng kớnh vaứ chieàu cao thieỏt bũ nitro hoaự
2. Tớnh beà daứy thaừn thieỏt bũ nitro hoaự
3. Tớnh beà daứy cuỷa ủaựy vaứ naộp thieỏt bũ nitro hoaự
4. Tớnh choựn bớch ủeồ noỏi thaừn thieỏt bũ vaứ voỷ boực ngoaứi
5. Tớnh choựn chaừn ủụừ cho thieỏt bũ nitro hoaự
6. Tớnh choựn bụm trong daừy chuyeàn saỷn xuaỏt
7. Tớnh choựn maựy neựn
PHAÀN III . THIEÁT KEÁ XAÂY DệẽNG
I.Xaực ủũnh ủũa ủieồm xaừy dửựng
1. Nhieọm vuự vaứ yeừu caàu
2. Cụ sụỷ ủeồ xaực ủũnh ủũa ủieồm xaừy dửựng
3. Choựn ủũa ủieồm xaừy dửựng
4. Toồng maởt baống nhaứ maựy
5. Toồng hụựp caực chổ tieừu cụ baỷn trong xaừy dửựng nhaứ maựy
II. Thieỏt keỏ toồng maởt baống nhaứ maựy
1. Nhieọm vuự
2. Caực yeừu caàu khi thieỏt keỏ toồng maởt baống nhaứ maựy
3. Nhửừng giaỷi phaựp khi thieỏt keỏ toồng maởt baống nhaứ maựy
4. Maởt baống nhaứ maựy
PHAÀN IV . TÍNH TOAÙN KINH TEÁ
I. Muực ủớch
II. Noọi dung tớnh toaựn
1. Tớnh chi phớ voỏn coỏ ủũnh
2. Tớnh chi phớ voỏn lửu ủoọng
3. Tớnh khaỏu hao
4. Tớnh giaự thaứnh saỷn phaồm
5. Tớnh lụựi nhuaọn cuỷa nhaứ maựy trong moọt naờm
6. Tớnh thụứi gian thu hoài voỏn
PHAÀN V. AN TOAỉN LAO ẹOÄNG VAỉ VEÄ SINH MOÂI TRệễỉNG
I. An toaứn lao ủoọng
1. Yeừu caàu veà phoứng chaựy chửừa chaựy
2. Trang bũ phoứng hoọ lao ủoọng
II. Veọ sinh moừi trửụứng
1. Xửỷ lyự khớ thaỷi
2. Xửỷ lyự nửụực thaỷi
PHAÀN VI. Tệẽ ẹOÄNG HOAÙ TRONG COÂNG NGHEÄ
1. Muực ủớch vaứ yự nghỳa
2. Moọt soỏ daựng tửự ủoọng
3. Caỏu taựo cuỷa moọt soỏ thieỏt bũ tửự ủoọng
KEÁT LUAÄN
TAỉI LIEÄU THAM KHAÛO
Để tải tài liệu này, vui lòng Trả lời bài viết, Mods sẽ gửi Link download cho bạn ngay qua hòm tin nhắn.
Ketnooi -
Ai cần tài liệu gì mà không tìm thấy ở Ketnooi, đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Trong mỗi một nồi nitro hoá xảy ra 4 quá trình (trộn axit, nitro hoá, lắng và phân riêng). Chuyển pha theo thời gian tạo thành một dòng liên tục.
2.Sơ đồ nitro hoá benzen theo Katner.(hình 9):
Hình 9: Sơ đồ sản xuất nitrobenzen theo phương pháp Katner:
3.Sơ đồ sản xuất nitrobenzen của Nga
hình 10):Benzen, hỗn hợp axit và axit đã dùng cho vào vào nồi nitrator (1). Người ta điều chỉnh tự động lượng benzen và hỗn hợp axit cho vào theo tỷ lệ đã cho, còn lượng axit đã dùng điều chỉnh theo nhiệt độ trong nồi nitrotor. (Trong nồi nitrotor (1) có ống xoắn bên trong làm lạnh bằng nước, có bộ phận khuếch tán đối lưu, có máy khuấy 350 vòng/phút). Sau đó khối phản ứng từ nồi nitrotor (1) được bơm sang thiết bị làm lạnh kiểu xoắn ốc (6) và (7). ở thiết bị làm lạnh (6) tiến hành nitro hoá nốt nghĩa là chuyển hoá hoàn toàn axit nitric chứa trong axit đã dùng, còn trong thiết bị (7) khối phản ứng được làm lạnh đến 300C rồi đưa lên thiết bị phân ly (8), chia thành 2 lớp nitrobenzen và axit đã dùng. Nitrobenzen tiếp tục đem đi rửa và trung hoà, còn axit đã dùng được quay lại thùng lường (4) để tiếp tục nitro hoá.
Trong nitrator tiêu tốn gần 90% axit nitric (chứa ở trong hỗn hợp axit) còn trong thiết bị làm lạnh (6) tiêu tốn 9-9,5% axit nitric. Tách nitrobenzen từ axit đã dùng xảy ra nhanh và có hiệu quả do tỷ trọng khác nhau nhiều (1,2 và 1,6g/cm3). Tốc độ rơi nhỏ nhất của axit đã dùng khi phân phối vào nhũ tương là 2mm/giây, ứng với thời gian phân lớp cực tiểu là 5 phút. Những thùng lắng loại nằm ngang có hiệu quả lớn nhất.(hình 10 ).
Ghi chú :
1.Thiết bị nitro hoá. ; 9.Thùng chứa hổn hợp axit đã dùng
2.Thùng lường benzen ; 12.Thiết bị điều chỉnh tỷ lệ .
3.Thùng chứa hổn hợp axit ; 13.Thiết bị điều chỉnh nhiệt độ .
4.Thùng lường hổn hợp axit đã dùng ; 14.Thiết bị khuấy trộn
6,7.Thiết bị làm lạnh. ; 15.Thùng lường benzen.
8.Thiết bị phân ly . ; 5 , 10 , 11.Bơm .
4.Sơ đồ sản xuất nitrobenzen theo phương phá liên tục. (hình 11):
Nguyên tắc hoạt động như sau:
Hỗn hợp melanzơ, axit sunfuric, axit đã làm việc được cho vào các thùng lường (1), (2), (3). Tại đây các nguyên liệu này được lường đúng tỷ lệ tính toán, rồi cho vào thiết bị trộn (4), trong thiết bị này có máy khuấy và vỏ bọc ngoài làm lạnh (do quá trình toả nhiệt mạnh ) , sau thời gian tạo hỗn hợp nitro hoá, hỗn hợp nitro hoá này được cho vào thùng chứa (6) và được bơm vào thiết bị nitro hoá (7) , đồng thời nguyên liệu benzen thô từ thùng chứa (8) cũng được bơm vào thiết bị nitro hoá này, thiết bị này có ống xoắn ruột gà để làm lạnh và có vỏ bọc ngoài để đun nóng, tác nhân nitro hoá được cho vào với lưu lượng điều chỉnh thích hợp . Người ta khống chế nhiệt độ khối phản ứng lúc ban đầu ở 400C bằng cách dùng nước lạnh để làm lạnh, máy khuấy làm việc liên tục, sau đó nâng dần nhiệt độ khối phản ứng lên 500C, sau thời gian hỗn hợp phản ứng này được đưa sang thiết bị nitro hoá hoàn toàn (9) nhờ máy nén khí . Thiết bị này không có làm lạnh chỉ có máy khuấy, tại đây hỗn hợp được nitro hoá hoàn toàn.
Sau đó khối phản ứng được làm lạnh trong thiết bị ống xoắn (10) đến nhiệt độ thường ( nước lạnh đi ngoài ống, khối phản ứng đi trong ống) tiếp theo khối phản ứng đi vào thiết bị lắng (11). Do trọng lượng riêng khác nhau ( nitrobenzen có khối lượng riêng = 1,2 g/ cm3, hỗn hợp axit có khối lượng riêng = 1,6 g/ cm3) nên ở thiết bị này hỗn hợp được phân chia thành hai lớp.
Lớp trên là nitrobenzen được đưa liên tục vào thiết bị trung hoà bằng dung dịch Na2CO3 loãng 6% (12) sau đó qua thiết bị rửa bằng nước (15). Hai thiết bị này là tháp đệm, làm việc theo nguyên tắc cùng chiều và liên tục, nitrobenzen tiếp xúc đầu tiên với dung dịch Na2CO3 trong tháp (12), sau đó đưa sang thiết bị phân riêng (13). Tại thiết bị này hỗn hợp phân thành hai lớp. Lớp trên là dung dịch sau khi trung hoà được đưa vào thùng chứa. Lớp dưới là nitrobenzen, một ít axit và benzen đưa sang thiết bị rửa bằng nước (15), sau đó toàn bộ hỗn hợp này đưa sang thiết bị phân riêng (13), tại thiết bị này phân thành hai lớp. Lớp trên là dung dịch sau khi rửa đưa sang thùng chứa. Lớp dưới là nitrrobenzen thô được đưa vào thùng chứa (16) rồi bơm sang tháp tinh luyện ( 17), tại đây phần nhẹ là nitrrobenzen bay lên trên đỉnh tháp sau đó làm lạnh , ngưng tụ trong thiết bị làm lạnh, ngưng tụ (19), một phần hồi lưu trở lại đỉnh tháp, một phần cho vào bể chứa. Khi đó thu được sản phẩm nitrobenzen tinh khiết. Các sản phẩm phụ được lấy ra từ đáy tháp (17).
Tại thiết bị lắng (11), phần nặng là hỗn hợp axit đã làm việc được đưa vào thiết bị phân riêng (13), tại đây phần khí bay lên trên và được thu hồi, phần lỏng là hỗn hợp axit đã làm việc cho vào thùng chứa (20), sau đó bơm sang thiết bị khuấy trộn (21) , đồng thời nguyên liệu benzen thô cũng được cho vào thiết bị khuấy trộn này, tại đây hỗn hợp được khuấy trộn mạnh, do một ít nitrobenzen, benzen còn trong axit đã dùng tan hoàn toàn vào benzen thô, toàn bộ hỗn hợp này đưa sang thiết bị phân riêng (13), tại đây hổn hợp phân thành hai lớp. Lớp trên là nitrobenzen và benzen được đưa quay vào thiết bị nitro hoá trở lại. Còn lớp dưới là hỗn hợp axit có chứa khoảng 70 – 72 % H2SO4, một phần nhỏ HNO3 và một ít sản phẩm oxy hoá được đưa vào thùng chứa. Tại đây một phần được bơm quay trở lại thùng lường (3) để tạo hỗn hợp nitro hoá, một phần đem đi khử và cô đặc axit.
5.Sơ đồ sản xuất nitrobenzen bằng phương pháp gián đoạn
hình 12):Hình 12 : Sơ đồ sản xuất nitrobenzen theo phương pháp gián đoạn :
Ghi chú:
1,2,3.Thùng lường H2SO4 , HNO3 , H2O .
4,5 .Thùng lường hổn hợp axit , benzen .
6.Thiết bị trộn hổn hợp axit .
7.Thiết bị nitro hoá .
8.Thiết bị làm lạnh .
9.Thiết bị phân riêng .
10,11.Thiết bị trung hoà và thiết bị rửa .
12.Thùng chứa sản phẩm nitrobenzen .
13.Thùng chứa hổn hợp axit đã làm việc .
Thùng lường hổn hợp axit đã làm việc .
Thiết bị trích ly .
Nguyên tắc hoạt động như sau:
Cho benzen từ thùng lường (5) vào thiết bị nitro hoá (7) sau đó mở máy khuấy, đun nóng benzen đến 40-450C và cho dần dần hỗn hợp nitro hoá vào. Điều chỉnh tốc độ cho tác nhân và khống chế nhiệt độ của khối phản ứng ở nhiệt độ 400C (dùng nước làm lạnh). Khi cho hết hỗn hợp nitro hoá vào thiết bị theo tỷ lệ ta ngừng làm lạnh, máy khuấy vẫn làm việc và nâng dần nhiệt độ lên đến 500C. ở nhiệt độ này duy trì phản ứng khoảng một giờ nữa, trong thời gian này phản ứng nitro hoá hầu như hoàn toàn kết thúc còn lại khoảng 1% benzen không phản ứng. Sau đó đưa khối phản ứng lên thiết bị làm lạnh (8) đến nhiệt độ thường rồi chảy xuống thiết bị phân riêng (9). Do có sự chênh lệch về khối luợng riêng nên khối phản ứng phân chia thành hai lớp . Lớp trên là nitrobenzen, axít chảy liên tục xuống thiết bị trung hoà (10) và thiết bị rửa (11). Thiết bị này làm việc theo nguyên tắc cùng chều và liên tục. Sản phảm nitrobenzen có độ axít nhỏ sẽ bị trung hoà bởi dung dịch kiềm Na2CO3, sau đó qua tháp rửa bằng nước sạch (11). Sau khi rửa xong ta thu được nitrobenzen kỹ thuật và đưa về kho...