Модель процесу неперервного нітрування бензену в реакторі ідеального перемішування

Автор(и)

  • Сергей Алексеевич Кондратов Інститут хімічних технологій Східноукраїнського національного університету ім. Володимира Даля (м. Рубіжне) вул. Леніна, 31, м. Рубіжне, Луганська область, Україна, 93010, Україна https://orcid.org/0000-0002-1963-0155
  • М. Д. Аль Хамадани Інститут хімічних технологій Східноукраїнського національного університету ім. Володимира Даля (м. Рубіжне) вул. Леніна, 31, м. Рубіжне, Луганська область, Україна, 93010, Україна https://orcid.org/0000-0003-2539-4002

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.23334

Ключові слова:

бензол, неперервне нітрування, математична модель, стаціонарні стани, тепловий режим

Анотація

Розроблено математичну модель нитрування бензену сумішшю сульфатної та нітратної кислот в реакторі ідеального змішування при перебігу хімічних та фізико-хімічних процесів. Встановлено наявність одного стаціонарного стану. Виявлено залежність наведеної тепловіддачі для забезпечення заданого стаціонарного режиму реактора від масового співвідношення бензол: відпрацьована сульфатна кислота, концентрації відпрацьованої кислоти, часу перебування в апараті

Біографії авторів

Сергей Алексеевич Кондратов, Інститут хімічних технологій Східноукраїнського національного університету ім. Володимира Даля (м. Рубіжне) вул. Леніна, 31, м. Рубіжне, Луганська область, Україна, 93010

Доктор хімічних наук, професор, завідувач кафедрою

Кафедра вищої математики та комп'ютерних технологій

М. Д. Аль Хамадани, Інститут хімічних технологій Східноукраїнського національного університету ім. Володимира Даля (м. Рубіжне) вул. Леніна, 31, м. Рубіжне, Луганська область, Україна, 93010

Аспірант

Посилання

  1. Грейш, А. А. Нитрование ароматических углеводородов на гетерогенных катализаторах [Текст] / А. А. Грейш // Российский химический журнал. – 2004. – Т. 48, № 6. – С. 92–104.
  2. Жилин, В. Ф. Синтез и технология нитропроизводных бензола и толуола [Текст] / В. Ф. Жилин, В. Л. Збар¬ский // Российский химический журнал. – 2006. – Т. 50, № 3. – С. 104–115.
  3. Bakhvalov, O. V. Mononitration of benzene on solid catalysts without using sulphuric acid [Text] / O. V. Bakhvalov // Chemistry for sustainable development. – 2003. – V. 11, № 3. – P.439-449.
  4. Данов, С. М. Кинетика нитрования бензола азотной кислотой [Текст] / С. М. Данов, В. А. Колесников, А. Л. Есипович // Журн. прикладной химии. - 2010. – Т. 83, № 1. – С. 170-171.
  5. Данов, С. М. Нитрование бензола азотной кислотой в совмещенном реакционно-ректификационном режиме [Текст] / С. М. Данов, Р. В. Ефремов, В. А. Колесников и др. // Химическая промышленность сегодня. – 2010. - № 10. - С. 15-18.
  6. Есипович, А. Л. Разработка технологии бессернокислотного нитрования бензола и толуола в совмещенном реакционно-рек¬тификационном режиме [Текст] / А. Л. Есипович. // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук. – М. – 2011. – 19 с.
  7. Мушаров, З. А. Способ получения нитробензола [Текст] / З. А. Мушаров, В. И. Шихов, С. М. Шейн и др. // Заявка Россий- ской Федерации. – 27.07. 1994. – № 94028262/04.
  8. Данов, С. М. Способ получения ароматических нитросоединений [Текст] / С. М. Данов, В. А. Колесников, Ефремов Р. В. и др. // Патент Российской федерации. – 20.07.2013. – № 2394809.
  9. Gong, S. Liquid phase nitration of benzene over supported ammonium salt of 12-molybdophosphoric acid catalysts prepared by sol–gel method [Text] / S. Gong, L. Liu., Q. Cui, J. Ding. // J. Hazard. Mat. – 2010. – V. 178. – P. 404–408.
  10. Heravi1, M. M. Nitration of aromatic compounds catalyzed by divanadium-substituted molybdophosphoric acid, H5[PMo10V2O40] [Text] / M. M. Heravi1 K. Bakhtiari, T. Benmorad et al. // Monatsh. Chem. – 2007. – V. 138, № 5. – P. 449-454.
  11. Беркман, Б. Е. Промышленный синтез ароматических нитросоединений и аминов [Текст] / Б. Е. Беркман. // М.: Химия. – 1964. – 344 с.
  12. Schiefferle, D. Heterogeneous Nitration of Benzene [Text] / D. Schiefferle, C. Hanson, L. Albright // Industrial and Laboratory Nitrations; ACS Symposium Series. – Washington: American Chemical Society. – 1976. – 179-194.
  13. Guenkel, A. A. Recent advances in the technology of mononitrobenzene manufacture [Text] / A. A. Guenkel, T. W. Maloney // Nitration: Recent laboratorial and industrial developments. ACS Symposium Series: Washington: American Chemical Society – 1996. – Р. 223 - 233.
  14. Biggs, R. D. Rate of nitration of benzene with mixed acid [Text] / R.D. Biggs, R. R. White // A. I. Ch. E. Journ. – 1956. – V.2, № 1. – P. 26 – 32.
  15. Quadros, P. A. Different modeling approaches for a heterogeneous liquid-liquid reaction process [Text] / P. A. Quadros, M. S. Reis, C. M. S. G. Baptista // Ind. Eng. Chem. Res. 2005. – V. 44. – P. 9414 – 9421.
  16. Quadros, P. A. Benzene nitration: validation of heterogeneous reaction models / P. A. Quadros, N. M. C. Oliveira, C. M. S. G. Bap¬tista // Chem. Eng. Sci. – 2004. –V. 59. – P. 5449 – 5454.
  17. Quardos, P. A. Continuous adiabatic industrial benzene nitration with mixed acid at a pilot plant scale [Текст] / P. A. Quardos, N. M. C. Oliveira, C. M. S. G. Baptista// Chem. Eng. Journal. – 2005. – V.108, № 1 – P. 1-11.
  18. Zaldivar, J. M. Aromatic nitrations by mixed acid. Fast liquid-liquid reaction regime [Text] / J. M. Zaldivar, E. Molga, M. A. Alos et al. // Chem. Eng. & Proc. – 1995. – V. 34. – P. 529- 542.
  19. Zaldivar, J. M. Aromatic nitrations by mixed acid. Slow liquid-liquid reaction regime [Text] / J. M. Zaldivar, E Molga, M.A. Alos et al. // Chem. Eng. & Proc. – 1995. – V. 34.– P. 543 – 559.
  20. Zaldivar, J. M. Aromatic nitrations by mixed acid. Fast liquid-liquid reaction regime [Text] / J. M. Zaldivar, E Molga, M.A. Alos et al. // Chem. Eng. & Proc. – 1996. – V. 35. – P. 91 – 105.
  21. Вольтер, Б. В. Устойчивость режимов работы химических реакторов [Текст] / Б. В. Вольтер, И. Е. Сальников // М.: Химия. – 1981. –200 с.
  22. Кондратов, С. А. Моделирование непрерывного нитрования бензола в реакторе с переменным временем пребывания [Текст] / С. А. Кондратов, М. Д. Аль Хамадани, Р. П. Савяк // Вісник Східноукр. нац. ун–ту ім. В. Даля. – 2011. – Вып. 10 (164). – Ч. 2. – С. 132–141.
  23. Перевалов, В. П. Основы проектирования и оборудования производств тонкого органического синтеза [Текст] / В. П. Пере¬валов, Г. И. Колдобский // М.: Химия. – 1997. – С. 154.
  24. Плановский А. Н. Специальная аппаратура промышленности органических полупродуктов и красителей [Текст] / А. Н. Плановский // М.-Л.: ГНТИХЛ. – 1940. – С. 192. -
  25. Красильникова, А. А. Моделирование непрерывного адиабатического нитрования бензола [Текст] / А. А. Красильникова, С. А. Кондратов // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. – 2013. – №6/6 (66). – C. 15-19.
  26. Greysh, A. (2004). The nitration of aromatic hydrocarbons on heterogeneous catalysts. Rus. Chem. Journal, Vol. 48, № 6, 92–104.
  27. Zhilin, V., Zbarsky, V. (2006). Synthesis and technology of nitro derivatives of benzene and toluene. Rus. Chem. Journal, Vol. 50, № 3, 104–115.
  28. Bakhvalov, O. V. (2003). Mononitration of benzene on solid catalysts without using sulphuric acid. Chemistry for sustainable development, Vol. 11, №3, 439-449.
  29. Danov, S., Kolesnikov, V., Esipovich, A. (2010). The kinetics of the nitration of benzene by nitric acid. Russ. Journ. Appl. Chem., Vol. 83, №1, 170-171.
  30. Danov, S., Efremov, R., Kolesnikov, V. (2010). Nitration of benzene by nitric acid in the co-reactive distillation. Chemical industry today (Russia), №10, 15-18.
  31. Esipovich, A. (2011). Author. diss. сandidate. сhem. science.
  32. Musharov. Z., Shikhov, V., Shein, S. (1994). A method for the producing of nitrobenzene. Russian application № 94028262/04.
  33. Danov, S., Kolesnikov, V., Efremov, R. (2013). A method for the producing of aromatic nitrocompounds. Russian patent № 2394809.
  34. Gong, S., Liu, L., Cui, Q., Ding, J. (2010). Liquid phase nitration of benzene over supported ammonium salt of 12-molybdophosphoric acid catalysts prepared by sol–gel method. J. Hazard. Mat., Vol.178, 404–408.
  35. Heravi1, M. M., Bakhtiari, K., Benmorad, T. et al. (2007). Nitration of aromatic compounds catalyzed by divanadium-substituted mo¬lybdophosphoric acid, H5[PMo10V2O40]. Monatsh. Chem. , Vol.138, 449-454.
  36. Berkman, B. (1964). Industrial synthesis of aromatic nitro compounds and amines. Chemistry, 344.
  37. Schiefferle, D. F. (1976). Heterogeneous Nitration of Benzene. Industrial and Laboratory Nitrations; ACS Symposium Series. Ameri¬can Chemical Society: Washington, 179-194
  38. Guenkel, A., Maloney, T. (1996). Recent advances in the technology of mononitrobenzene manufacture. Nitration: Recent laboratorial and industrial developments. ACS Symposium Series: Washington, 223 - 233.
  39. Biggs, R. & White, R. (1956). Rate of nitration of benzene with mixed acid. A. I. Ch. E. Journ., Vol. 2, № 1, 26 – 32.
  40. Quadros, P., Reis, C., Baptista, C. (2005). Different modeling approaches for a heterogeneous liquid-liquid reaction process. Ind. Eng. Chem. Res., Vol. 44, 9414 – 9421.
  41. Quadros, P., Oliveira, N., Baptista, C. (2004). Benzene nitration: validation of heterogeneous reaction models. Chem. Eng. Sci., Vol. 59, 5449 – 5454.
  42. Quadros, P., Oliveira, N., Baptista, C. (2005). Continuous adiabatic industrial benzene nitration with mixed acid at a pilot plant scale. Chem. Eng. Journal, Vol. 108, № 1, 1-11.
  43. Zaldivar, J., Molga, E., Alos, M. (1995). Aromatic nitrations by mixed acid. Fast liquid-liquid reaction regime. Chem. Eng. & Proc., Vol. 34, 529–542.
  44. Zaldivar, J. Molga, E., Alos, M. (1995). Aromatic nitrations by mixed acid. Slow liquid-liquid reaction regime. Chem. Eng. & Proc., Vol. 34, 543–559
  45. Zaldivar, J. M. Molga, E., Alos, M. (1996). Aromatic nitrations by mixed acid. Fast liquid-liquid reaction regime. Chem. Eng. & Proc., Vol. 35, 91–105.
  46. Volter, B., Sal’nikov, I. (1981).The stability of the regimes of chemical reactors. Chemistry, 200.
  47. Kondratov, S., Al Khamadani, M., Savyak, R. (2011). The simula¬tion of the continous nitration of benzene in the reactor of residence time variable. Proceedings of V. Dahl’s East Ukrainian Nat. Univ., № 10(164), part 2, 132-141.
  48. Perevalov, V, Koldobskiy, G. (1997). The basic of the design and equipment of the production of fine chemicals. Chemistry, 154.
  49. Planovskiy, A. (1940). The special equipment of the industry of organic intermediates and dyes, GNTIChL, 192-196.
  50. Krasil’nikova, A., Kondratov, S. (2013). The simulation of the continuous adiabatic nitration of benzene. Eastern-European journal of enterprise technologies, № 6/6 (66), 15-19.

##submission.downloads##

Опубліковано

2014-04-11

Як цитувати

Кондратов, С. А., & Аль Хамадани, М. Д. (2014). Модель процесу неперервного нітрування бензену в реакторі ідеального перемішування. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(6(68), 16–22. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.23334

Номер

Том 2 № 6(68) (2014): Технології органічних та неорганічних речовин

Розділ

Технології органічних та неорганічних речовин

Ліцензія

Авторське право (c) 2014 Сергей Алексеевич Кондратов, М. Д. Аль Хамадани

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.