Химическая технология органических веществ II

слоту; объем реактора 0,5 м3. Определить производительность 1 м3 реакционного объема по нитропропану и время пребывания реакционной смеси в реакторе. Коэффициент увеличения объема газов 0,8.

5.При нитровании пропана получают смесь нитро-производных такого массового состава: 25 % нитрометана, 10 % нитроэтана, 65 % нитропропанов. Производительность установки по нитропропанам 550 кг/ч. В реактор подают в час 1300

кг разбавленной азотной кислоты, массовая доля HNО3 в которой равна 68 %. Определить степень использования азотной кислоты на процессы нитрования и селективность процесса по нитропропанам.

6.В трубчатый реактор газофазного нитрования пропана подают в час 1700 кг азотной кислоты, массовая доля HNО3 в которой равна 65 %, и пропан в мольном соотношении к кислоте 5:1. Процесс длится 1,5 с при 450 °С и 0,7 МПа. Определить объем реактора. Коэффициент увеличения объема газов 1,7.

7.Производительность установки нитрования бензола равна 5000 кг нитробензола в час. Выход нитробензола 97 % в расчете на исходный бензол; нитрующую смесь подают из расчета 4,5 кг смеси на 1 кг бензола; время пребывания смеси в

реакторе 12 мин. Определить вместимость реактора, если коэффициент его заполнения равен 0,8. Плотность бензола 880 кг/м3, плотность нитрующей смеси 1600 кг/м3.

8.На установку нитрования толуола подают в час 3500 кг нитрующей смеси, массовая доля серной кислоты в которой равна 70 %; фактор нитрующей активности смеси равен 75. Азотную кислоту подают в 5 %-ном избытке от расчетного количества; выход нитросоединений 97 % в расчете на исходный толуол. В процессе нитрования (температура 50 °С) выделяется теплота в количестве 151 кДж на 1 нитрогруппу; эту теплоту снимают, подавая в змеевики реактора рассол с температурой –

10 °С (на входе) и +10 °С (на выходе). Определить необходимую площадь поверхности теплообмена, если коэффициент теплопередачи равен 150 Вт/(м2·К).

9.Производительность нитратора по нитробензолу 3 т/ч. Выход нитробензола 98 % от теоретического. Состав нит-

рующей смеси [% (масс.)]: HNO3 – 20; H2SO4 – 60; H2O – 20. Расход нитрующей смеси составляет 4 кг на 1 кг бензола. Составить материальный баланс процесса.

10.Газофазное нитрование пропана осуществляют парами азотной кислоты (мольное соотношение парафина и кислоты 10

:1) при 350…500 °С и 0,1…1,5 МПа. Выход нитропарафинов составляет 70 % в расчете на азотную кислоту. Определить производительность установки по нитропропану и количество парафина необходимого для проведения процесса, если в аппарат подают 1500 кг азотной кислоты, массовая доля HNO3 в которой равна 75 %.

ОГЛАВЛЕНИЕ

1.ПРОЦЕССЫ АЛКИЛИРОВАНИЯ ………………………………….. 3

1.1.ОБЩАЯХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССОВАЛКИЛИРОВАНИЯ 3

1.2.АЛКИЛИРОВАНИЕ ПО АТОМУ УГЛЕРОДА ………………….. 6

1.2.2.Технология алкилирования ароматических углеводородов 10

1.2.3.Алкилирование фенолов …………………………………….. 17

1.2.4.Алкилирование парафинов ………………………………….. 20

1.3.1.О-алкилирование …………………………………………….. 24

1.3.2.S-алкилирование ……………………………………………… 27

1.3.3.N-алкилирование ……………………………………………... 29

1.3.3.1.Синтез аминов из хлорпроизводных ……………….. 29

1.3.3.2.Синтез аминов из спиртов …………………………... 33

1.4.ПРОЦЕССЫ ОКСИАЛКИЛИРОВАНИЯ И ДРУГИЕ СИНТЕЗЫ

НА ОСНОВЕ α-ОКСИДОВ ……………………………………….. 36

1.4.1.Химия и теоретические основы процессов …………………. 36

1.4.2.Технология синтезов из α-оксидов ………………………….. 39

1.5.ВИНИЛИРОВАНИЕ ……………………………………………….. 48

1.5.1.Винилирование, катализируемое солями переходных

1.5.2.Винилирование, катализируемое щелочами ………………. 51

1.6.АЛКИЛИРОВАНИЕ ПО АТОМАМ ДРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ ….. 53

1.6.1.Синтез кремнийорганических соединений …………………. 53

1.6.2.Алюминийорганические соединения и синтезы на их основе 57

ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ ……………………. 62

2.ПРОЦЕССЫ СУЛЬФАТИРОВАНИЯ И СУЛЬФИРОВАНИЯ …. 65

2.1.СУЛЬФАТИРОВАНИЕ СПИРТОВ И ОЛЕФИНОВ …………….. 65

2.1.1.Химия и теоретические основы процесса ………………….. 65

2.1.2.Технология сульфатирования ………………………………. 68

2.2.ПРОЦЕССЫ СУЛЬФИРОВАНИЯ ………………………………… 72

2.2.1.Сульфирование олефинов …………………………………... 72

2.2.2.Сульфирование ароматических соединений ………………. 73

2.3.СУЛЬФОХЛОРИРОВАНИЕ И СУЛЬФООКИСЛЕНИЕ ………… 80

2.3.1.Сульфохлорирование парафинов …………………………… 81

2.3.2.Сульфоокисление парафинов ………………………………. 85 ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ …………………… 87

3.НИТРОВАНИЕ ………………………………………………………… 89

3.1.НИТРОВАНИЕ АРОМАТИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ …………. 89

3.2.НИТРОВАНИЕ ПАРАФИНОВ …………………………………… 91 ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ ……………………. 96