LOGOWANIE
KWALIFIKACJA CHM6 - STYCZEŃ 2023 - ZADANIE PRAKTYCZNE NR 1
KOD ARKUSZA: CHM.06-01-23.01-SG
Podziel się arkuszem z innymi i udostępnij go na Facebooku:
SKRÓCONA TREŚĆ ARKUSZA:
Opracuj dokumentację dotyczącą produkcji nitrobenzenu metodą okresową. W tym celu wypełnij kartę technologiczną - Tabela 1. Uzupełnij opis uproszczonego schematu ideowego procesu - Tabela 2 oraz opis uproszczonego schematu instalacji - Tabela 3.
Sporządź zapotrzebowanie na surowce niezbędne do produkcji nitrobenzenu oraz oblicz masy otrzymanych produktów - Tabela 4. Określ skład procentowy mieszaniny nitrującej - Tabela 5. Sporządź wykaz wartości parametrów procesu w wybranych punktach kontroli - Tabela 6.
Skrócony opis procesu technologicznego produkcji nitrobenzenu metodą okresową
Proces produkcji nitrobenzenu metodą okresową polega na wprowadzeniu grupy nitrowej (-NO2) do cząsteczki benzenu. Środkiem nitrującym jest mieszanina składająca się z kwasu azotowego(V) i środka odwadniającego, którym jest kwas siarkowy(VI). Ilość kwasu siarkowego(VI) w mieszaninie musi być taka, aby wraz z zakończeniem procesu nitrowania nie został on rozcieńczony poniżej określonego stężenia, niezbędnego do wiązania wody. Metoda oparta jest na reakcji przedstawionej równaniem
Do nitratora zaopatrzonego w sprawnie działające mieszadło i systemy chłodzące wprowadza się całość benzenu poddawanego nitrowaniu. Następnie uruchamia się mieszadło oraz przepływ wody chłodzącej przez płaszcz i wężownicę. Dopiero potem można zacząć powolne dozowanie mieszaniny nitrującej, z taką prędkością, aby temperatura mieszaniny reakcyjnej nie przekroczyła 30°C. W czasie dozowania bardzo ważne jest mieszanie zawartości nitratora, gdyż mieszanina nitrująca tworzy z benzenem dwie odrębne fazy ciekłe, które należy możliwie najlepiej wymieszać. Równomierne dozowanie mieszanki nitrującej i jej natychmiastowe rozprowadzenie w masie ciekłego benzenu uniemożliwia miejscowe nagromadzenie reagentów i pozwala uniknąć miejscowych przegrzań, które mogłyby powstać. Operacja trwa kilka godzin. Po dodaniu całej ilości mieszaniny nitrującej rozpoczyna się proces właściwy - podnosi się temperaturę w nitratorze do 70-80°C i prowadzi proces nitrowania jeszcze przez 2-3 godziny cały czas mieszając zawartość reaktora. W trakcie prowadzenia procesu systematycznie prowadzi się analizy kontrolne. W pobranych próbkach po rozwarstwieniu oznacza się między innymi gęstość kwasu ponitracyjnego i zawartość w nim nieprzereagowanego kwasu azotowego(V). Proces uważa się za zakończony, gdy gęstość kwasu ponitracyjnego osiągnie wartość 1620 kg/m3, a zawartość HNO3 nie przekracza 1% (m/m). Wsad nitratora spuszcza się wtedy do separatora, w którym następuje oddzielenie surowego nitrobenzenu od kwasu ponitracyjnego. Oddzielony kwas ponitracyjny kieruje się do denitracji i zatężania, a surowy nitrobenzen do mieszalnika, gdzie najpierw przemywa się go wodą, a następnie roztworem sody, aż do całkowitego zobojętnienia. Po rozdzieleniu faz przemyty i zobojętniony nitrobenzen przedestylowuje się pod zmniejszonym ciśnieniem w kolumnie destylacyjnej. Otrzymany nitrobenzen powinien być jasnożółtą, przezroczystą cieczą o gęstości mieszczącej się w przedziale 1200-1205 kg/m3, temperaturze krzepnięcia nie niższej niż 5,4°C i temperaturze wrzenia 207,5°C.
........
........
