Đồ Án Thiết kế nhà máy sản xuất Nitrobenzen

Lời nói đầu
 
Từ trước đến nay trong hệ thống các ngành công nghiệp ,thì ngành công nghiệp hoá học chiếm một vị trí khá quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học ,ngành công ngh9ệp hoá chất , đặt biệt là ngành tổng hợp hữu cơ ngày càng hoàn thiện về mặt kỹ thuật ,các sản phẩm hoá học ngày càng cao về mặt số lượng ,chất lượng cũng như về mặt thể loại ,nhằm phục vụ cho nhu cầu cuộc sống và sinh hoạt của con người .
Nitrobenzen là hợp chất trung gian điễn hình , có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống , chủ yếu để dùng làm các hợp chất như : anilin , benzidin, dintrobenzen , thuốc nhộm ,làm xúc tiến quá trình lưu hoá cao su, .Ngoài ra còn dùng làm dung môi chọn lọc để tinh chế đầu mỏ , dùng trong y dược và dùng làm thuốc nổ ,
Nitrobenzen ngày nay được sản xuất theo nhiều phương pháp khác nhau .Tuy nhiên quá trình nitro hoá với tác nhân nitro hoá là hổn hợp axit sufuric và axit nitric là được phát hiện sớm nhất .Nitro hoá benzen được phát hiện đầu tiên vào năm 1834 và được đưa vào sản xuất với qui mô công nghiệp vào năm 1847 đến nay.
Nguyên liệu chủ yếu là benzen , còn tác nhân nitro hóa thì có nhiều loại như: axit nitric, muối nitrat , hổn hợp axit , oxit nitơ, Nhưng trong công nghiệp ngày nay chủ yếu sử dụng tác nhân nitro hoá là hổn hợp axit nitric và axit sunfuric , sau đó dùng dung dịch natricacbonat để trung hoà hết lượng axit còn trong sản phẩm , cuối cùng là dung nước sạch để rửa lại.
Việc sản xuất nitrobenzen là có vị trí quang trọng .Cho nên việc nắm vững cơ chế quá trình , lựa chọn sơ đồ công nghệ ,các điều kiện công nghệ, địa điểm xây dựng , cũng như tính hiệu quả kinh tế , . luôn là yêu cầu quang trọng và rất cần thiết của nhà thiết kế công nghệ , nhằm đưa ra sản phẩm tốt nhất và kinh tế nhất. "

PHẦN I : TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT 1
Chương I :TÍNH CHẤT CỦA NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM. 2
I. Tính chất của nguyên liệu 2
A. Tính chất của benzen 2
1. Cấu tạo của vòng benzen 2
2. Tính chất vật lý của benzen 3
3. Tính chất hóa học của benzen 3
B. Tính chất của axit nitric 5
1. Tính chất vật lý của axit nitrric 6
2. Tính chất hóa học của axit nitrric 7
C. Tính chất của axit sulfuric 8
1. Tính chất vật lý của axit sulfuric 9
2. Tính chất hóa học của axit sulfuric 9
D. Tính chất của Na2CO3 10
1. Tính chất vật lý của Na2CO3 10
2. Tính chất hóa học của Na2CO3 11
II. Tính chất của sản phẩm 11
1. Tính chất vật lý của nitrobenzen 11
2. Tính chất hóa học của nitrobenzen 13.
3. Ứng dụng của nitrobenzene 14
Chương II : CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT NITROBENZEN 15
1. Nitro hóa bằng axit HNO3 15
2. Nitro hóa bằng axit HNO3 + H2SO4 15
3. Nitro hóa bằng muối của HNO3 16
4. Nitro hóa bằng khi có thêm HCH3COO hay alhydric-axetic 16
5. Nitro hóa bằng phương pháp thế các nhóm sulfo, amino, diazo bằng nhóm NO2 17
6. Nitro hóa bằng oxit nitơ 17
7. Nitro hóa bằng oxit nitơ có mặt H2SO4 19
8. Nitro hóa bằng HNO3 với sự tách nước phản ứng 19
Chương III : SẢN XUẤT NITROBENZEN TRONG CÔNG NGHIỆP 21
I. Quá trình nitro hóa 21
II. Lý thuyết chung 23
1. Bản chất tác nhân nitro hóa 23
2. Cơ chế phản ứng nitro hóa bằng hỗn hợp H2SO4 + HNO3 25
3. Động học phản ứng quá trình nitro hóa bằng hỗn hợp HNO3 + H2SO4
28
4.Qúa trình phụ khi nitro hóa 30
5.Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nitro hóa 31
aẢnh hưởng của lượng HNO3 31
bẢnh hưởng của nồng độ axít H2SO4 31
c.Ảnh hưỏng của nhiệt độ ntrro hoa 32
dẢnh hưởng của nhóm thế len quá trình ntrro hoá của hợp chất đã thế rồi 33
e. Ảnh hưởng của sự khoấy trộn và làm lạnh đến quá trình nitro hoá.
34
III. Kỹ thuật sản xuất quá trình nitro hóa 34
1. Thiết bị nitro hóa 34
2. Chuẩn bị hỗn hợp nitro hóa 37
3. Sản xuất những hợp chất nitro 40
IV.Sản xuất nitrobenzen 41
1. Sơ đồ sản xuất nitrobenzen bằng phương pháp liên tục hai bậc 42
2. Sơ đồ nitro hóa benzen theo Katter 43
3. Sơ đồ sản xuất nitrobenzen của Nga 44
4. Sơ đồ sản xuất nitrobenzen theo phương pháp liên tục 45
5. Sơ đồ sản xuất nitrobenzen theo phương pháp gián đoạn PHẦN II : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
A.Tính cân bằng vật chất và cân bằng nhiệt lượng
I. Giai đoạn nitro hoá
1. Lượng vật chất đi vào thiết bị notro hoá
2. Lượng vật chất đi ra khỏi thiết bị nitro hoá
II. Giai đoạn lắng
1. Lượng vật chất đi vào thiết bị lắng
2. Lượng vật chất đi ra khỏi thiết bị lắngù
II. Giai đoạn trung hoà
1. Lượng vật chất đi vàảtung hoà
2. Lượng vật chất đi ra khỏảtung hoà
II. Giai đoạn rửa
1. Lượng vật chất đi vào thiết bị rửa
2. Lượng vật chất đi ra khỏi thiết bị rửa
B. Tính cân bằng nhiệt lượng
1. Tính cân bằng nhiệt lượng cho thiết bị nitro hoá
1. Tính cân bằng nhiệt lượng cho thiết bị làm lạnh
Chương II. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH
1. Tính đường kính và chiều cao thiết bị nitro hoá
2. Tính bề dày thân thiết bị nitro hoá
3. Tính bề dày của đáy và nắp thiết bị nitro hoá
4. Tính chọn chân đỡ cho thiết bị nitro hoá
5. Tính chọn bơm trong day chuyền sản xuất
6. Tính chọn máy nén
PHẦN III . THIẾT KẾ XÂY DỰNG
I.Xác định địa điểm xây dựng
1. Nhiệm vụ và yêu cầu
2. Cơ sở để xác định địa điểm xây dựng
3. Chọn địa điểm xây dựng
4. Tổng mặt bằng nhà máy
5. Tổng hợp các chỉ tiêu cơ bản trong xây dựng nhà máy
II. Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy
1. Nhiệm vụ
2. Các yêu cầu khi thiết kế tổng mặt bằng nhà máy
3. Những giải pháp khi thiết kế tổng mặt bằng nhà máy
4. Mặt bằng nhà máy
PHẦN IV . TÍNH TOÁN KINH TẾ
I. Mục đích
II. Nội dung tính toán
1. Tính chi phí vốn cố định
2. Tính chi phí vốn lưu động
3. Tính khấu hao
4. Tính giá thành sản phẩm
5. Tính lợi nhuận của nhà máy trong một năm
6. Tính thời gian thu hồi vốn
PHẦN V. AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH MÔI TRƯỜNG
I. An toàn lao động
1. Yêu cầu về phòng cháy chữa cháy
2. Trang bị phòng hộ lao động
II. Vệ sinh môi trường
1. Xử lý khí thải
2. Xử lý nước thải
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO