Основы химической технологии

Министерство по образованию и науке РФ

Бийский технологический институт

(Филиал государственного образовательного учреждения высшего и профессионального образования)

"Алтайский государственный технический университет имени И.И. Ползунова" (БТИ Алт ГТУ)

Кафедра ТГВ ПАХТ

Контрольная работа

по курсу "Общая химическая технология"

Выполнила:

студентка группы ХТПК – 71

Диго Т.А.

Проверил:

доцент, к. т. н. Багров Г.В.

2010

Задача 1

Составить материальный баланс нитратора, производительностью 3 т/ч нитробензола. Выход нитробензола 98% от теоретического. Состав нитрующей смеси (%(мас)): HNO₃ – 20, H₂SO₄ – 60, H₂O – 20. Расход нитруюшей смеси 4 кг на 1 кг бензола: С₆Н₆+НNI₃=C₆H₅-NO₂+H₂O

1 Изобразим процесс на схеме

Рисунок 1- Схема входящих и выходящих материальных потоков

2 Определим молекулярные массы веществ

µ(С₆Н₆) = 78 кг/кмоль; µ(C₆H₅-NO₂) = 125 кг/кмоль; µ(HNO₃) = 63 кг/кмоль; µ(H₂O) = 18 кг/кмоль.

3 Составим приходную часть материального баланса

3.1 Определим количество бензола необходимого для получения 3000 кг/ч C₆H₅-NO₂

76 – 123

х – 3000

х = G С₆Н₆ теор = (3000*78)/123 = 1902 кг/ч

G С₆Н₆ действ = С₆Н₆ / 0,98

G С₆Н₆ действ = 1902/ 0,98= 1941 кг/ч

3.2 Определим количество нитрующей смеси

Gнитр смеси = 4 * G С₆Н₆ действ

Gнитр смеси = 4 * 1941= 7764 кг/ч

3.3 Определим количество азотной кислоты

G HNO₃ вх = 0,2 * Gнитр смеси

G HNO₃ вх = 0,2 * 7764 = 1553 кг/ч

3.4 Определим количество воды на входе

G H₂Oвх = 0,2 * Gнитр смеси

G H₂Oвх = 0,2 * 7764 = 1553 кг/ч

3.5 Определим количество серной кислоты

G H₂SO₄ вх = 0,6 * Gнитр смеси

G H₂SO₄ вх = 0,6 * 7764 = 4659 кг/ч

4 Составим расходную часть материального баланса

4.1 Определим количество бензола

G С₆Н₆ вых = G С₆Н₆ теор – G С₆Н₆ действ

G С₆Н₆ вых = 1941 – 1902 = 39 кг/ч

4.2 Определим количество азотной кислоты

G HNO₃ вых = G HNO₃ вх – G HNO₃ хр

63 – 123

х – 3000

х = G HNO₃ хр = 63 * 3000/123 = 1537 кг/ч

G HNO₃ вых = 1553 – 1537 = 16 кг/ч

4.3 Определим количество воды

G Н₂Овых = G Н₂Овх + G Н₂О хр

18 – 123

х – 3000

х = G Н₂О хр = 18*3000/123 = 439 кг/ч

4.4 Определим количество серной кислоты

Серная кислота выступает в качестве водоотнимающего средства. Следовательно,

G Н₂SO₄ вых = G Н₂SO₄ вх

G Н₂SO₄ вых = 4659 кг/ч

5 Составим итоговую таблицу

Таблица 1 – Итоговый баланс нитратора