LOGOWANIE
KWALIFIKACJA AU56 - STYCZEŃ 2020 - ZADANIE PRAKTYCZNE NR 1
KOD ARKUSZA: AU.56-01-20.01-SG
Podziel się arkuszem z innymi i udostępnij go na Facebooku:
SKRÓCONA TREŚĆ ARKUSZA:
Opracuj kartę technologiczną procesu produkcji nitrobenzenu metodą okresową oraz uzupełnij uproszczony schemat ideowy procesu (opisując w Tabeli 1 pola oznaczone od A do G brakującymi nazwami składników wprowadzanych do instalacji, produktów i operacji technologicznych) oraz opis uproszczonego schematu instalacji (wpisując w Tabeli 2 oznaczenie urządzenia na schemacie lub jego nazwę) na podstawie skróconego opisu procesu technologicznego. Korzystając z wykazu danych wyjściowych, sporządź zestawienie obliczeń dotyczących zapotrzebowania na surowce, ilości gotowego produktu oraz składu mieszaniny nitrującej. Sporządź wykaz wybranych punktów kontroli parametrów procesowych, podając jednostkę oraz oczekiwaną wartość/oczekiwany przedział wartości mierzonego parametru w każdym z nich.
Skrócony opis procesu technologicznego produkcji nitrobenzenu metodą okresową
Proces produkcji nitrobenzenu metodą okresową polega na wprowadzeniu grupy nitrowej (-NO2) do cząsteczki związku organicznego. 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 cały benzen poddawany 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.
........
........
