Арилметановые красители
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
? в реакцию с бензолом, при расчете она не учитывается.
Таблица 8
Стадия получения нитробензола
№ п/пНазвание Молярная масса, кг/кмоль% масс.Количество вещества, кмольМасса, кг124567Приход1.Бензол7831,535,173403,4692.Азотная кислота6326,745,431342,1733.Серная кислота9841,605,431532,2694.Н-гептан1000,030,0040,3365.Метилциклогексан980,060,0080,7946.Метилциклогептан1120,040,0040,489Итого1001279,559Расход1.Нитробензол12347,734,966610,7902.Вода186,994,96889,4363.Динитробензол 1689,54*10-50,0010,1224.Бензол781,260,20616,0825.Азотная кислота632,290,46429,2386.Серная кислота9841,605,431532,2697.Н-гептан1000,030,0040,3368.Метилциклогексан980,060,0080,7949.Метилциклогептан1120,040,0040,489Итого1001279,559
Расчет коэффициента безотходности для стадии
Коэффициент летучести бензальхлорида
Коэффициент летучести воды
Суммарный коэффициент летучести
Коэффициент безотходности
6. Расчет теплового баланса
Рис. 2. Температурная схема теплообменного аппарата
. Тепловая нагрузка [5, 11]
где GГ - расход холодного теплоносителя, кг/с.
?tХ - разность температур холодного теплоносителя
СХ - теплоемкость холодного теплоносителя при среднем температурном напоре ?t*, кДж/(кгс.)
,
где
При таком среднем температурном напоре теплоемкость бензола
Тогда
.
где GГ - расход хлороформа, кг/ч.
rГ - удельная теплота парообразования воды, кДж/кг
xГ - степень сухости хлороформа
NГ - тепловая нагрузка горячего теплоносителя, кВт
,
где NХ - тепловая нагрузка холодного теплоносителя
. Средняя температура горячего теплоносителя
. Средняя температура холодного теплоносителя
Необходимое сечение трубного пространства
Плотность воды
Динамическая вязкость воды
Критерий Рейнольдса берем равный 10000
Диаметр трубок dт=25мм=0,025м, толщина стенок ?=2мм=0,002м, тогда
Тогда необходимая скорость потока будет
где WX - необходимая скорость потока в трубках, м/с.- критерий Рейнольдса
?Х - динамическая вязкость воды, Пас.
?Х - плотность воды, кг/м3
отсюда необходимое сечение трубного пространства
где SТ - сечение трубного пространства, м2
где К - коэффициент теплопередачи горячего теплоносителя (для Н2О)
К=1
Площадь поверхности теплообмена
Из результатов расчета теплового баланса видно, что для непрерывного производства Бриллиантового зеленого на предприятии с производительностью его 1000 кг в месяц, необходим небольшой теплообменник, либо производство из непрерывного режима работы следует свести к периодическому или увеличить его производительность.
7. Отходы производства красителей. Очистка
Производство красителей связано с использованием огромного количества воды, значительная часть которой затем сбрасывается в загрязненном состоянии. В результате производства арилметановых красителей загрязнение сточных вод ароматическими соединениями является основным. Для того, чтобы не допустить влияния производства арилметановых красителей на окружающую среду проводится очистка сточных вод перед их сбросом в водоемы.
Высокая химическая активность углеводородов, их способность к донорно-акцепторным взаимодействиям с полярными соединениями объясняет их большую, чем у других классов углеводородов, физиологическую активность и высокую токсичность. При этом ароматические углеводороды лучше растворимы в воде, чем другие углеводороды, легче образуют аэрозоли, эмульсии и суспензии. Большие масштабы производства и потребления ароматических углеводородов, в частности при производстве арилметановых красителей, их широкое использование в различных отраслях народного хозяйства делает особенно важным профилактические меры по защите от неблагоприятных воздействий ароматических углеводородов.
Содержание ароматических углеводородов в сточных водах может достигать величин, превосходящих физическую растворимость, из-за образования эмульсий и суспензий. Для их удаления рекомендуют использовать следующие методы.
Адсорбцией на активированном угле извлекаются бензол и нафталин [2, с. 71]. По данным [1, с. 250], степень извлечения составляет 80-95%.
Способность бензола и его гомологов образовывать положительно азеотропные смеси с водой позволяет полностью удалять эти углеводороды при перегонке воды (азеотропная отгонка ароматических углеводородов [1, с. 23]. Вода после отстоя ароматических углеводородов возвращается в цикл.
Экстракция из сточных вод растворителями применяется для извлечения стирола, толуола, а также нафталина и полициклических ароматических углеводородов. В качестве растворителей используют ограниченно растворимые в воде петролейный эфир, различные фракции бензинов, а также поглотительное и соляровое масло.
При очистке вод коагуляцией с гидроксидами металлов удается удалить и полициклические ароматические углеводороды [6, с. 102]. Сложные смеси ароматических углеводородов удаляют из сточных вод флотационным методом.
Ароматические углеводороды могут быть разрушены при сжигании, химическом и биологическом окислении. Все углеводороды ряда бензола сгорают при уничтожении сточных вод, свободных от минеральных прим