Thiết Kế Phân Xưởng Sản Xuất Nitrobenzen - Tài liệu, ebook, giáo trình

Tài liệu Thiết Kế Phân Xưởng Sản Xuất Nitrobenzen: ... Ebook Thiết Kế Phân Xưởng Sản Xuất Nitrobenzen

101 trang | Chia sẻ: huyen82 | Lượt xem: 1693 | Lượt tải: 1

Tóm tắt tài liệu Thiết Kế Phân Xưởng Sản Xuất Nitrobenzen, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Lêi c¶m ¬n Trong thêi gian nhËn nhiÖm lµm ®å ¸n tèt nghÞªp, tõ sù næ lùc lµm viÖc cña b¶n th©n, cïng víi sù gióp ®ë tËn t×nh cña thÇy gi¸o GS.TS §µo V¨n Têng, em ®· hoµn thµnh b¶n ®å ¸n ®óng thêi gian quy ®Þnh. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n thÇy gi¸o GS.TS §µo V¨n Têng, cïng c¸c thÇy c« gi¸o trong bé m«n H÷u C¬ - Ho¸ DÇu ®· t¹o ®iÒu kiÖn gióp ®ì em trong suèt thêi gian häc tËp vµ lµm ®è ¸n võa qua . MUÏC LUÏC % % LÔØI NOÙI ÑAÀU PHAÀN I : TOÅNG QUAN VEÀ LYÙ THUYEÁT Chöông I :TÍNH CHAÁT CUÛA NGUYEÂN LIEÄU VAØ SAÛN PHAÅM. A. Tính chaát cuûa nguyeân lieäu I. Tính chaát cuûa benzen 1. Tính chaát vaät lyù cuûa benzen 2. Tính chaát hoùa hoïc cuûa benzen II. Tính chaát cuûa axit nitric 1. Tính chaát vaät lyù cuûa axit nitrric 2. Tính chaát hoùa hoïc cuûa axit nitrric III. Tính chaát cuûa axit sulfuric 1. Tính chaát vaät lyù cuûa axit sulfuric 2. Tính chaát hoùa hoïc cuûa axit sulfuric IV. Tính chaát cuûa Na2CO3 1. Tính chaát vaät lyù cuûa Na2CO3 2. Tính chaát hoùa hoïc cuûa Na2CO3 B. Tính chaát cuûa saûn phaåm 1. Tính chaát vaät lyù cuûa nitrobenzen 2. Tính chaát hoùa hoïc cuûa nitrobenzen 3. ÖÙng duïng cuûa nitrobenzen Chöông II : CAÙC PHÖÔNG PHAÙP SAÛN XUAÁT NITROBENZEN Nitro hoùa baèng axit HNO3 Nitro hoùa baèng hoån hôïp axit HNO3 + H2SO4 Nitro hoùa baèng muoái cuûa HNO3 Nitro hoùa baèng khi coù theâm HCH3COO hay alhydric- axetic Nitro hoùa baèng phöông phaùp theá caùc nhoùm sulfo, amino, diazo…baèng nhoùm NO2 Nitro hoùa baèng oxit nitô Nitro hoùa baèng oxit nitô coù maët H2SO4 Nitro hoùa baèng HNO3 vôùi söï taùch nöôùc phaûn öùng Chöông III : LYÙ THUYEÁT VEÀ QUAÙ TRÌNH NITRO HOAÙ I. Quaù trình nitro hoùa II. Lyù thuyeát chung Baûn chaát taùc nhaân nitro hoùa Cô cheá phaûn öùng nitro hoùa baèng hoãn hôïp H2SO4 + HNO3 Ñoäng hoïc phaûn öùng quaù trình nitro hoùa baèng hoãn hôïp HNO3 + H2SO4 4.Quùa trình phuï khi nitro hoùa 5.Nhöõng yeáu toá aûnh höôûng ñeán quaù trình nitro hoùa III. Kyõ thuaät tieán haønh phaûn öùng nitro hoùa 1. Thieát bò nitro hoùa 2. Chuaån bò hoãn hôïp nitro hoùa 3. Saûn xuaát nhöõng hôïp chaát nitro IV.Saûn xuaát nitrobenzen 1. Sô ñoà saûn xuaát nitrobenzen baèng phöông phaùp lieân tuïc hai baäc 2. Sô ñoà nitro hoùa benzen theo Katter 3. Sô ñoà saûn xuaát nitrobenzen cuûa Nga 4. Sô ñoà saûn xuaát nitrobenzen theo phöông phaùp lieân tuïc 5.Sô ñoà saûn xuaát nitrobenzen theo phöông phaùp giaùn ñoaïn 6.Löïa choïn coâng ngheä PHAÀN II : TÍNH TOAÙN THIEÁT KEÁ Chöông I.Tính caân baèng vaät chaát vaø caân baèng nhieät löôïng A. Tính caân baèng vaät chaát I. Giai ñoaïn troän hoån hôïp axit 1. Löôïng vaät chaát ñi vaøo thieát bò troän 2. Löôïng vaät chaát ñi ra khoûi thieát bò troän II. Giai ñoaïn nitro hoaù 1. Löôïng vaät chaát ñi vaøo thieát bò notro hoaù 2. Löôïng vaät chaát ñi ra khoûi thieát bò nitro hoaù III. Giai ñoaïn laéng 1. Löôïng vaät chaát ñi vaøo thieát bò laéng 2. Löôïng vaät chaát ñi ra khoûi thieát bò laéngù IV. Giai ñoaïn trung hoaø 1. Löôïng vaät chaát ñi vaøaûtung hoaø 2. Löôïng vaät chaát ñi ra khoûi thieát bò tung hoaø V. Giai ñoaïn röûa 1. Löôïng vaät chaát ñi vaøo thieát bò röûa 2. Löôïng vaät chaát ñi ra khoûi thieát bò röûa B. Tính caân baèng nhieät löôïng 1. Tính caân baèng nhieät löôïng cho thieát bò nitro hoaù 1. Tính caân baèng nhieät löôïng cho thieát bò laøm laïnh Chöông II. TÍNH TOAÙN THIEÁT BÒ CHÍNH Tính ñöôøng kính vaø chieàu cao thieát bò nitro hoaù Tính beà daøy thaân thieát bò nitro hoaù Tính beà daøy cuûa ñaùy vaø naép thieát bò nitro hoaù Tính choïn bích ñeå noái thaân thieát bò vaø voû boïc ngoaøi Tính choïn chaân ñôõ cho thieát bò nitro hoaù Tính choïn bôm trong daây chuyeàn saûn xuaát Tính choïn maùy neùn PHAÀN III . THIEÁT KEÁ XAÂY DÖÏNG I.Xaùc ñònh ñòa ñieåm xaây döïng 1. Nhieäm vuï vaø yeâu caàu 2. Cô sôû ñeå xaùc ñònh ñòa ñieåm xaây döïng 3. Choïn ñòa ñieåm xaây döïng 4. Toång maët baèng nhaø maùy 5. Toång hôïp caùc chæ tieâu cô baûn trong xaây döïng nhaø maùy II. Thieát keá toång maët baèng nhaø maùy Nhieäm vuï Caùc yeâu caàu khi thieát keá toång maët baèng nhaø maùy Nhöõng giaûi phaùp khi thieát keá toång maët baèng nhaø maùy Maët baèng nhaø maùy PHAÀN IV . TÍNH TOAÙN KINH TEÁ Muïc ñích II. Noäi dung tính toaùn Tính chi phí voán coá ñònh Tính chi phí voán löu ñoäng Tính khaáu hao Tính giaù thaønh saûn phaåm Tính lôïi nhuaän cuûa nhaø maùy trong moät naêm Tính thôøi gian thu hoài voán PHAÀN V. AN TOAØN LAO ÑOÄNG VAØ VEÄ SINH MOÂI TRÖÔØNG An toaøn lao ñoäng Yeâu caàu veà phoøng chaùy chöõa chaùy Trang bò phoøng hoä lao ñoäng II. Veä sinh moâi tröôøng Xöû lyù khí thaûi Xöû lyù nöôùc thaûi PHAÀN VI. TÖÏ ÑOÄNG HOAÙ TRONG COÂNG NGHEÄ Muïc ñích vaø yù nghóa Moät soá daïng töï ñoäng Caáu taïo cuûa moät soá thieát bò töï ñoäng KEÁT LUAÄN TAØI LIEÄU THAM KHAÛO Lêi nãi ®Çu % % Tõ tríc ®Õn nay trong hÖ thèng c¸c ngµnh c«ng nghiÖp ,th× ngµnh c«ng nghiÖp ho¸ häc chiÕm mét vÞ trÝ kh¸ quan träng trong nÒn kinh tÕ quèc d©n Ngµy nay cïng víi sù ph¸t triÓn cña khoa häc ,ngµnh c«ng ngh9Öp ho¸ chÊt , ®Æt biÖt lµ ngµnh tæng hîp h÷u c¬ ngµy cµng hoµn thiÖn vÒ mÆt kü thuËt, c¸c s¶n phÈm ho¸ häc ngµy cµng cao vÒ mÆt sè lîng ,chÊt lîng còng nh vÒ mÆt thÓ lo¹i ,nh»m phôc vô cho nhu cÇu cuéc sèng vµ sinh ho¹t cña con ngêi . Nitrobenzen lµ hîp chÊt trung gian ®iÔn h×nh , cã rÊt nhiÒu øng dông trong cuéc sèng , chñ yÕu ®Ó dïng lµm c¸c hîp chÊt nh : anilin , benzidin, dintrobenzen , thuèc nhém ,lµm xóc tiÕn qu¸ tr×nh lu ho¸ cao su,...Ngoµi ra cßn dïng lµm dung m«i chän läc ®Ó tinh chÕ ®Çu má , dïng trong y dîc vµ dïng lµm thuèc næ ,.... Nitrobenzen ngµy nay ®îc s¶n xuÊt theo nhiÒu ph¬ng ph¸p kh¸c nhau .Tuy nhiªn qu¸ tr×nh nitro ho¸ víi t¸c nh©n nitro ho¸ lµ hæn hîp axit sufuric vµ axit nitric lµ ®îc ph¸t hiÖn sím nhÊt .Nitro ho¸ benzen ®îc ph¸t hiÖn ®Çu tiªn vµo n¨m 1834 vµ ®îc ®a vµo s¶n xuÊt víi qui m« c«ng nghiÖp vµo n¨m 1847 cho ®Õn nay. Nguyªn liÖu chñ yÕu cña qu¸ tr×nh lµ benzen , cßn t¸c nh©n nitro hãa th× cã nhiÒu lo¹i nh: axit nitric, muèi nitrat , hæn hîp axit , oxit nit¬,....Nhng trong c«ng nghiÖp ngµy nay chñ yÕu sö dông t¸c nh©n nitro ho¸ lµ hæn hîp axit nitric vµ axit sunfuric , sau ®ã dïng dung dÞch natricacbonat ®Ó trung hoµ hÕt lîng axit cßn trong s¶n phÈm , cuèi cïng lµ dung níc s¹ch ®Ó röa l¹i. ViÖc s¶n xuÊt nitrobenzen lµ cã vÞ trÝ quang träng .Cho nªn viÖc n¾m v÷ng c¬ chÕ qu¸ tr×nh , lùa chän s¬ ®å c«ng nghÖ ,c¸c ®iÒu kiÖn c«ng nghÖ, ®Þa ®iÓm x©y dùng , còng nh tÝnh hiÖu qu¶ kinh tÕ ,... lu«n lµ yªu cÇu quang träng vµ rÊt cÇn thiÕt cña nhµ thiÕt kÕ c«ng nghÖ , nh»m ®a ra s¶n phÈm tèt nhÊt vµ kinh tÕ nhÊt. PhÇn I Tæng quan vÒ lý thuyÕt Chöông I: TÍNH CHAÁT CUÛA NGUYEÂN LIEÄU VAØ SAÛN PHAÅM. A. TÍNH CHAÁT CUÛA NGUYEÂN LIEÄU. I.Tính chaát cuûa benzen [ 3 ]: Benzen coù coâng thöùc hoùa hoïc laø C6H6 . Benzen laø moät hydrocacbon thôm ôû traïng thaùi loûng, khoâng maøu, linh ñoäng, coù chieát suaát cao, coù muøi thôm ñaëc bieät. Benzen khoâng tan trong nöôùc, nhöng tan trong röôïu, ete, daàu hoûa. Benzen hoøa tan ñöôïc nhieàu chaát nhöïa, môõ, löu huyønh vaø nhieàu chaát khaùc khoâng tan trong nöôùc. Do ñoù benzen laø moät dung moâi raát thoâng duïng. Benzen laø nguoàn nguyeân lieäu quan troïng trong coâng nghieäp phaåm nhuoäm anilin, döôïc phaåm, trong vieäc saûn xuaát chaát phuï ñeå naâng cao chæ soá octan ñoái vôùi nhieân lieäu ñoäng cô oâtoâ vaø maùy bay.Naêm 1825 Faraday laø ngöôøi tìm ra benzen . Benzen ñöôïc taùch töø chaát loûng ngöng tuï baèng caùch neùn khí daàu moû. Naêm 1845 A.W.Hofman thu ñöôïc benzen töø daàu nheï trong nhöïa than. 1.Tính chaát vaät lyù cuûa benzen [ 10 ]: Döôùi ñaây laø caùc thoâng soá vaät lyù cuûa benzen: Ñieåm noùng chaûy 5,5330C Ñieåm soâi 80,10C Khoái löôïng rieâng ôû 25oC: 879 kg/m3 Ñoä nhôùt ôû 200C 0,649.10-3 N.s/m2 Söùc caêng beà maët ôû 200C 29.10-3 N/m Nhieät dung rieâng ôû 200C 1730 J/kg.ño Nhieät hoùa hôi 8.09kcal/kmol. Nhieät ñoä töï boác chaùy trong khoâng khí 538oC. Nhieät ñoä tôùi haïn 289.45oC. Nhieät noùng chaûy 30,1 kcal/kmol. Ñoä hoaø tan cuûa nöôùc trong benzen 0.05g/100g C6H6. Nhieät löôïng noùng chaûy 2,351 kcal/mol. Tyû troïng tôùi haïn 0,3 g/ml. Haèng soá vaät lyù moät soá hydrocacbon thôm [ 3 ] : Coâng thöùc Teân goïi tnc0C tsoâi0C Tyû khoái C6H6 C6H5CH3 C6H5(CH3)2 C6H5C2H5 Benzen Toluen Xilen Para-xilen Octo-xilen Meta-xilen Etylbenzen +5,51 -95 +13,2 -29,0 -53,6 -94,0 80,1 110,6 138,4 144,4 139,1 136,2 0,8790 0,8669 0,8610 0,8802 0,8641 0,8669 2.Tính chaát hoùa hoïc cuûa benzen [ 2 ]. a.Phaûn öùng coäng hôïp : Khoù thöïc hieän, ñoøi hoûi ñieàu kieän khaéc nghieät nhieät ñoä, xuùc taùc, aùp suaát. + Phaûn öùng khöû : + 3H2 benzen xyclohexan Cl CH Cl– CH CH- Cl Cl – CH CH–Cl CH Cl nhieät ñoä, aùp suaát aùnh saùng + Taùc duïng vôùi clo : + 3 Cl2 b.Phaûn öùng oxi hoùa : Raát khoù thöïc hieän.Caùc chaát oxi hoùa thoâng thöôøng nhö KMNO4 ,K2Cr2O7 / H2SO4 khoâng coù khaû naêng oxi hoùa nhaân benzen. ÔÛû nhieät ñoä cao, benzen bò oxi hoùa bôûi oxi taïo anhydric maleic vôùi söï coù maët cuûa xuùc taùc V2O5 : 4500C V2O5 O CH C + 9/2O2 O benzen CH C O anhydricaxetic c.Phaûn öùng theá electrophyl SE : X phaûn öùng halogen hoùa : FeX3 + X2 + HX ; (X = Cl, Br) Phaûn öùng nitro hoùa : H2SO4 NO2 55 – 600C + HNO3 + H2O SO3H Phaûn önùg sulfo hoùa : + H2SO4 + H2O R Phaûn öùng ankyl hoùa : AlCl3 + RCl + HCl Phaûn öùng axyl hoùa : O C R AlCl3 O + R – C – Cl + + HCl II.Tính chaát cuûa axit nitric [ 4 ], [ 183 ]: Axit nitric coù coâng thöùc phaân töû HNO3 laø moät axit maïnh ñöôïc duøng laøm taùc nhaân nitro hoùa benzen ñeå saûn xuaát nitrobenzen.ÔÛ traïng thaùi hôi, phaân töû axit nitric coù caáu taïo phaúng. H O 1160 1020 0,96 A0 1,21 A0 1300 O N 1140 1,41 A0 O 1.Tính chaát vaät lyù cuûa axit nitric: ÔÛû ñieàu kieän thöôøng axit nitric laø chaát loûng khoâng maøu, boác khoùi maïnh trong khoâng khí. Axit nitric ñaëc tan trong nöôùc theo baát kì tyû leä naøo. Noù taïo neân vôùi nöôùc hoãn hôïp ñoàng soâi chöùa 69,2% axit vaø soâi ôû 121,80C döôùi aùp suaát thöôøng. Axit nitric tinh khieát keùm beàn, deã bò phaân huûy döôùi taùc duïng cuûa aùnh saùng vaø nhieät : 4 HNO3 = 4 NO2 + O2 + 2 H2O Khí NO2 sinh ra laïi tan vaøo axit nitric laøm cho chaát loûng töø khoâng maøu trôû neân coù maøu vaøng. Baûn thaân axit nitric tinh khieát töï ion hoùa nhö sau : 2 HNO3 NO2+ + NO3- + H2O Trong ñoù noàng ñoä cuûa moãi loaïi ion laø 0,5 mol/lít ôû nhieät ñoä –100C. Khi tan trong dung moâi coù khaû naêng cho proton maïnh hôn, nhö axit sulfuric vaø axit pecloric, axit nitric phaân ly cho ion nitroni NO2+ : HNO3 + 2HClO4 NO2+ + 2ClO4- + H3O+ 4HNO3 + 2H2SO4 4NO2+ + 2HSO4- + H3O+ Quùa trình phaân ly naøy taïo neân nhieàu ion nitroni hôn söï töï ion hoùa cuûa axit nitric. *Moät soá tính chaát vaät lyù cuûa axit nitric [10 ] : Nhieät ñoä soâi 82,60C Nhieät ñoä keát tinh -41,590C Khoái löôïng rieâng ôû 200C 1512,8 kg/m3 Ñoä nhôùt ôû 200C 0,8.10-3 N.s/m2 Nhieät taïo thaønh pha khí 2,1258 J/g Nhieät hoùa hôi ôû 200C 626,3 J/g Nhieät dung rieâng ôû 200C 1.748 j/g.ñoä Nhieät noùng chaûy 600 kcal/kmol 2.Tính chaát hoùa hoïc cuûa axit nitric : Axit nitric laø axit maïnh, töông ñoái ít beàn, oxi hoùa maïnh vaø laø taùc nhaân nitric hoùa. a. Taùc duïng vôùi kim loaïi : Axit nitric coù theå töông taùc vôùi haàu heát kim loaïi tröø Au, Pt, Rh, Ta vaø Ir. Tuøy thuoäc vaøo noàng ñoä cuûa axit, nhieät ñoä vaø baûn chaát cuûa kim loaïi maø saûn phaåm thu ñöôïc laø HNO2, NO2, N2O, N2 , NH4+ . Noùi chung nhöõng kim loaïi coù theá ñieän cöïc khaù nhoû hôn theá ñieän cöïc cuûa hidro seõ khöû axit nitric ñeán N2O, N2, NH4+ . Ví duï : 4Zn + 10HNO3(loaõng) = 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O Nhöõng kim loaïi khaùc khöû axit nitric ñaëc ñeán NO2 vaø khöû axit nitric loaõng ñeán NO. Ví duï : 3Cu + 8HNO3(loaõng) = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O Pb + 4HNO3(ñaëc) = Pb(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O Ñieàu laï laø moät soá kim loaïi thoâng thöôøng nhö : Fe, Al, vaø Cr khoâng nhöõng khoâng töông taùc vôùi axit nitric ñaëc maø coøn ñöôïc axit ñoù thuï ñoäng hoùa (do taïo thaønh maøng oxit raát moûng vaø khoù tan). b.Taùc duïng vôùi phi kim : Axit nitric coù theå oxi hoùa ñöôïc moät soá nguyeân toá khoâng kim loaïi nhö C, P, As, S leân soá oxi hoùa cao nhaát : S + 2HNO3(loaõng) = H2SO4 + 2 NO S + 6HNO3(ñaëc) = H2SO4 + 4NO2 + 2H2O Gioáng vôùi axit nitrô, axit nitric ñaëc oxi hoùa ion Fe2+ ñeán ion Fe3+ coøn baûn thaân axit ñöôïc khöû ñeán NO. Khi coù dö ion Fe2+, NO seõ keát hôïp vôùi ion ñoù cho hôïp chaát maøu naâu vaø keùm beàn : 6FeSO4 + 3H2SO4 + 2HNO3 = 3Fe2(SO4)3 + NO + 4H2O FeSO4 + NO = [Fe(NO)]SO4 Khaùc vôùi axit nitrô, axit nitric loaõng khoâng oxi hoùa ñöôïc HI ñeán I2. Tuy nhieân axit ñaëc oxi hoùa ñöôïc khoâng nhöõng HI maø caû HCl : HNO3(ñaëc) + 3HCl NO + Cl2 + 2H2O Hoãn hôïp cuûa moät theå tích axit nitric ñaëc vaø ba theå tích axit clohidric ñaëc ñöôïc goïi laø cöôøng thuûy, noù coù theå hoøa tan ñöôïc caû vaøng vaø Platin. 3Pt + 4HNO3 + 12HCl = 3PtCl4 + 4NO + 8H2O PtCl4 + 2HCl = H2[PtCl6] Axit cloroplatinic III.Tính chaát cuûa axit sulfuric [4] , [5]: Axit sulfuric ñöôïc söû duïng nhö moät chaát xuùc taùc trong quaù trình nitro hoùa ñoàng thôøi coøn taïo ñieàu kieän cho vieäc söû duïng axit nitric trieät ñeå hôn. 1.Tính chaát vaät lyù cuûa axit sulfuric: Axit sulfuric laø moät chaát loûng naëng (d = 1,827 g/cm3 ), saùnh nhö daàu, khoâng coù maøu vaø muøi, caùc phaân töû lieân hôïp vôùi nhau baèng lieân keát hidro, ñoâng ñaëc ôû 10,370C vaø soâi keøm theo söï phaân huûy ôû khoaûng 2960C. Khi ñun soâi axit tinh khieát luùc ñaàu bay hôi khí SO3 ,ñeán dung dòch coù noàng ñoä 98.2% thì soâi ôû 338oC ñoù laø hoån hôïp ñoàng soâi cuûa H2SO4 vaø H2O. Axit sulfuric tan voâ haïn trong nöôùc vaø quaù trình tan ñoù toûa raát nhieàu nhieät. Vì vaäy khi pha loaõng caàn phaûi ñoå daàn daàn axit vaøo nöôùc ñoàng thôøi khuaáy ñeàu, tuyeät ñoái khoâng ñöôïc ñoå nöôùc vaøo axit. Axit sulfuric coù khaû naêng huùt nöôùc maïnh neân thöôøng ñöôïc duøng nhö moät chaát laøm khoâ. 2.Tính chaát hoùa hoïc cuûa axit sulfuric: Axit sulfuric coù nhöõng tính chaát hoùa hoïc chuû yeáu sau : axit maïnh, oxi hoùa, sulfo hoùa, hidrat hoùa. Trong dung dòch nöôùc axit sulfuric laø axit maïnh ôû naác ñieän ly ñaàu tieân, naác thöù hai noù ñieän ly yeáu hôn : H2SO4 H+ + HSO-4 HSO-4 H+ + SO-4 Axit sulfuric tinh khieát laø dung moâi ion hoùa (e = 100 ôû 250C). Baûn thaân axit cuõng töï ion hoùa theo sô ñoà : H2SO4 + H2SO4 H3SO4+ + HSO4- Axit sunfuric ñaëc, noùng oxy hoaù ñöôïc caû nhöõng kim loaïi keùm hoaït ñoäng nhö ñoàng, baïc, thuûy ngaân (e0 > 0) vaø saûn phaåm söïï khöû H2SO4 laø SO2. Ví du ï: 2 H2SO4 + Cu CuSO4 + SO2 + 2H2O Vôùi caùc kim loaïi hoaït ñoäng, saûn phaåm söï khöû axit sulfuric ngoaøi SO2 coøn taïo thaønh S, H2S. Ví duï : Mg + 2H2SO4 MgSO4 + SO2 + 2H2O 3Mg + 4H2SO4 3MgSO4 + S + 4H2O 4Mg + 5H2SO4 4MgSO4 + H2S + 4H2O Axit sulfuric noàng ñoä lôùn hôn 65%, nguoäi khoâng taùc duïng vôùi saét.Vôùi moät soá phi kim nhö P, S, C bò axit sulfuric ñaëc noùng oxi hoùa ñeán oxit hoaëc axit töông öùng. Ví duï : 2 H2SO4 + S 3SO2 + 2H2O Tính chaát sunfo hoùa caùc hôïp chaát höõu cô voøng thôm cuûa axit sulfuric ñaëc theå hieän ôû phaûn öùng : Ví duï : Ar H + 2H2SO4 ArSO3H + H3O+ + HSO4- Cuoái cuøng axit sulfuric ñaëc laø taùc nhaân hidrat hoùa, noù coù theå hoùa than gluxit. Ví duï :(C6H10O5)n + H2SO4 6nC + H2SO4 . 5nH2O Traùi vôùi axit ñaëc, axit sulfuric loaõng khoâng taùc duïng vôùi phi kim vaø chæ phaûn öùng vôùi nhöõng kim loaïi coù theá khöû aâm vaø saûn phaåm söï khöû axit laø khí hidro : Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2 IV.Tính chaát cuûa Na2CO3 [ 10 ] , [ 5 ]: Natri cacbonat (Na2CO3) ñöôïc duøng laøm chaát trung hoøa axit dö. 1.Tính chaát vaät lyù cuûa Na2CO3: *Nhöõng thoâng soá vaät lyù cuûa Na2CO3 : Khoái löôïng rieâng ôû 200C 2533 kg/m3 Nhieät ñoä noùng chaûy 8540C. Khoái löôïng phaân töû 105.99 kg/kmol. Tyû troïng ôû 20oC 2.533 g/cm3. Nhieät taïo thaønh 10.676 j/g. Nhieät noùng chaûy 7000 kcal/kmol Nhieät dung rieâng ôû 250C 0,2493 kcal/kg.ñoä Natri cacbonat khan laø chaát boät maøu traéng, huùt aåm. Noù deã tan trong nöôùc, quaù trình tan phaùt ra nhieàu nhieät do söï taïo thaønh caùc hidrat. Töø dung dòch ôû nhieät ñoä döôùi 32,50C, natri cacbonat keát tinh döôùi daïng ñecahidrat Na2CO3.10 H2O. Ñaây laø nhöõng tinh theå ñôn taø trong suoát, khoâng maøu, deã tan trong nöôùc vaø noùng chaûy trong nöôùc keát tinh ôû 32,50C. Giöõa nhieät ñoä ñoù vaø 35,40C, noù maát nöôùc bieán thaønh heptahidrat Na2CO3.7 H2O, treân 35,40C bieán thaønh monohidrat Na2CO3.H2O vaø ñeán 1070C maát nöôùc hoaøn toaøn bieán thaønh soda khan. Ñoä tan cuûa caùc hidrat chöùa nhieàu phaân töû nöôùc taêng leân theo nhieät ñoä, coøn ñoä tan cuûa monohidrat giaûm xuoáng. Khi ñeå trong khoâng khí, ñecahidrat maát bôùt nöôùc keát tinh trôû neân traéng vuïn. 2.Tính chaát hoùa hoïc cuûa Na2CO3: Khi tan trong nöôùc, natri cacbonat bò thuûy phaân laøm cho dung dòch coù phaûn öùng kieàm : Na2CO3 + H2O NaHCO3 + NaOH Taùc duïng vôiù voâi toâi : Na2CO3 + Ca(OH)2 CaCO3¯ + 2NaOH Taùc duïng vôùi CO2 vaø H2O : Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3 B.TÍNH CHAÁT CUÛA SAÛN PHAÅM. [12 ] ; [ 1 ]: 1.Tính chaát vaät lyù cuûa nitrobenzen : Nitrobenzen coù coâng thöùc phaân töû C6H5NO2, laø hôïp chaát nitro thôm ñôn giaûn nhaát. Chaát loûng nhö daàu. Nitrobenzen ñöôïc ñieàu cheá baèng caùch duøng hoãn hôïp HNO3 vaø H2SO4 ñeå nitro hoùa benzen. Duøng laøm nguyeân lieäu ñeå saûn xuaát anilin, benzidin, thuoác nhuoäm, dung moâi vaø chaát oxi hoùa. Nitrobenzen tinh khieát laø chaát loûng khoâng maøu (nitrobenzen coâng nghieäp coù maøu vaøng), coù muøi haïnh nhaân, ñoäc, ít tan trong nöôùc, coù theå bay hôi theo hôi nöôùc. Nitrobenzen deã tan ñöôïc trong haàu heát caùc dung moâi höõu cô vaø tan laãn vôùi benzen ôû moïi tyû leä. Nitrobenzen laø moät dung moâi höõu cô toát coù theå hoøa tan ñöôïc AlCl3. Nhöõng thoâng soá vaät lyù quan troïng cuûa nitrobenzen : + Nhieät ñoä noùng chaûy 5,850C + Nhieät ñoä soâi ôû 4 kPa 108,20C + Tyû troïng d425 1,119 + Ñoä nhôùt (150C) 2,17.10-2 mPa.s + Söùc caêng beà maët (200C) 43,35 N/m + Nhieät dung rieâng (300C) 14,18 J/g + Nhieät noùng chaûy 94,1 J/g + Nhieät hoùa hôi 331 J/g + Nhieät ñoä chôùp chaùy coác kín 880C + Nhieät ñoä töï boác chaùy 4820C + Giôùi haïn noå trong khoâng khí (930C) 1,8% V + Tyû troïng pha hôi 4,1 + Chæ soá khuùc xaï n15 1,55457 2.Tính chaát hoùa hoïc cuûa nitrobenzen : Hôïp chaát nitro thôm tham gia hai loaïi phaûn öùng chính laø : phaûn öùng khöû hoùa nhoùm nitro (NO2) thaønh nhoùm amin NH2 vaø caùc phaûn öùng theá xaûy ra ôû nhaân thôm (theá electrophyl vaø theá nucleophyl). a.Phaûn öùng khöû : Hôïp chaát nitro thôm bò khöû hoaù taïo ra caùc saûn phaåm trung gian khaù phöùc taïp. *Khöû trong moâi tröôøng axit : chaát khöû ñöôïc duøng laø kim loaïi , Ví duï: Fe hoaëc Sn, Zn trong moâi tröôøng axit (HCl) : NO2 NO NHOH 2H 2H + H2O NH2 2H Nitrobenzen Nitrozo Hydroxylamin Anilin Khöû trong moâi tröôøng kieàm : chaát khöû Zn + NaOH hoaëc NiAlH4. Phaûn öùng taïo ra caùc saûn phaåm trung gian khaù phöùc taïp vaø khoù taùch. [ H ] NO2 NO NHOH N = N nitrrobenzen nitrrozo hydroxyamin O NH2 Azoxibenzen N = N NH – NH 2 Azobenzen Hydrazobenzen * Khöû trong moâi tröôøng trung tính : chaát khöû : Zn + NH4Cl. Phaûn öùng khöû döøng laïi ôû saûn phaåm hydroxylamin. NO2 NHOH + 2Zn + NH4Cl + H2O benzen hydroxylamin Phaûn öùng khöû hoaù coù theå tieán haønh vôùi hydro phaân töû H2, duøng xuùc taùc Ni hoaëc Pt, Pd. b.Phaûn öùng theá electrophyl : NO2 laø nhoùm thuï ñoäng hoaù nhaân benzen trong phaûn öùng SE , vaø laø nhoùm ñònh höôùng meta.Ví duï : NO2 NO2 FeC3 Cl + Cl2 + HCl Nitrobenzen m – clo – nitrobenzen c.Phaûn öùng theá nucleophyl: Nhoùm -NO2 theå hieän hai hieäu öùng aâm : -C, -I , laø nhoùm huùt electron maïnh , laøm giaûm khaû naêng phaûn öùng cuûa nhaân trong phaûn öùng theá electrophyl. Ngöôïc laïi noù laøm hoaït ñoäng hoaù voøng thôm trong phaûn öùng theá nucleophyl . Ví duï: Phaûn öùng theá nucleophyl cuûa daãn xuaát halogen xaûy ra thuaän lôïi khi trong voøng benzen ,ngoaøi nguyeân töû halogen coøn coù nhoùm -NO2 ôû caùc vò trí octo vaø para. O2N-- --CL + NaOH O2N-- --OH + NaCL Nhoùm -NO2 laø nhoùm huùt electron maïnh laøm phaân taùn ñieän tích aâm vaø laøm beà cacbanion trong phaûn öùng theá electrophyl. 3.ÖÙng duïng cuûa nitrobenzen: Nitrobenzen laø moät saûn phaåm trung gian quan troïng. Haàu heát nitrobenzen ñöôïc duøng ñeå chuyeån hoaù thaønh anilin ,benzidin, dinitrobenzen ,laøm chaát xuùc tieán löu hoaù cao su, duøng ñeå saûn xuaát thuoác nhuoäm anilin ñen. Ngoaøi ra coøn duøng laøm dung moâi choïn loïc ñeå tinh cheá daàu moû vaø moät soá öùng duïng quan troïng nöõa laø duøng ñeå saûn xuaát thuoác noå vaø duøng trong y döôïc. Chöông II. CAÙC PHÖÔNG PHAÙP SAÛN XUAÁT NITROBENZEN [ 8 ] 1.Nitro hoaù baèng axit HNO3 : Phaûn öùng xaûy ra theo phöông trình : ArH + HONO2 ® ArNO2 + H2O Nöôùc taïo ra trong quaù trình seõ laøm loaõng noàng ñoä cuûa HNO3. Haèng soá vaän toác phaûn öùng nitro hoaù phuï thuoäc vaøo noàng ñoä axit cho neân vaän toác nitro hoaù giaûm xuoáng khi noàng ñoä axit giaûm tôùi moät trò soá xaùc ñònh thì phaûn öùng thöïc teá khoâng theå xaûy ra nöõa .Ví duï : nitro hoaù toluen khi noàng ñoä HNO3 < 50% seõ khoâng xaûy ra nöõa. Ñeå taêng cöôøng vaän toác nitro hoaù thì taêng nhieät ñoä leân nhöng quaù trình oxi hoaù laïi taêng, laøm sinh ra caùc saûn phaåm phuï khoâng mong muoán. Ñoái vôùi phöông phaùp naøy toát hôn heát laø neân laøm vieäc ôû nhieät ñoä thaáp vaø phaûi duøng axit nitric thaät tinh khieát. Nhieàu chaát bò nitro hoaù bôûi HNO3 nhö : phenol, phennangtren, naptalin, angtraxen... Nhöng thöïc teá trong coâng ngheä ít duøng ñoäc nhaát HNO3 thöôøng theâm chaát huùt nöôùc vaøo. 2.Nitro hoaù baèng hoån hôïp axit HNO3 + H2SO4 : Laø phöông phaùp thoâng duïng nhaát hieän nay vì coù nhöõng öu ñieåm sau: - Söû duïng ñöôïc hoaøn toaøn HNO3. - Giaûm bôùt ñöôïc quaù trình oxi hoaù cuûa HNO3 ñeán möùc toái thieåu. - Coù theå duøng laïi ñöôïc axit ñaõ laøm vieäc (raát kinh teá). - Coù theå nitro hoaù ôû nhieät ñoä cao ñöôïc (cao hôn so vôùi phöông phaùp duøng HNO3 ). - Axit H2SO4 giuùp cho quaù trình taïo ra NO2+ nhanh, laøm taêng vaän toác phaûn öùng. - Hieäu suaát ñaït ñöôïc töông ñoái cao ñeán 98% laïi khoâng caàn HNO3 tinh khieát. Ngoaøi H2SO4 ra coøn coù theå duøng caùc taùc nhaân khaùc ñeå huùt nöôùc nhö : BF3, P2O5 ... Ví duï : ArH + HNO3 + BF3 ® ArNO2 + BF3. H2O 3.Nitro hoaù baèng muoái cuûa HNO3 : Phaûn öùng xaûy ra theo phöông trình : NaNO3 + H2SO4 ® HNO3 + NaHSO4 HNO3 laø taùc nhaân nitro hoaù. +Öu ñieåm cuûa phöông phaùp naøy : - Moâi tröôøng tuyeät ñoái khoâng coù nöôùc. - Haàu nhö khoâng coù quaù trình oxi hoaù, khoâng coù HNO2. +Nhöôïc ñieåm : -Khoâng theå söû duïng caën thöøa laø bisulfat natri. - Neáu ta duøng NH4NO3 thì toát hôn vì bisulfat amon duøng toát vaø xöû lyù deã daøng. - Neáu duøng HNO3 ñeå nitro hoaù toluen saûn phaåm töï oxi hoaù laø meta nitrobenzenandehyt. Hieäu suaát cuûa noù taêng theo söï taêng cuûa nhieät ñoä. 4.Nitro hoaù khi coù theâm HCH3COO hay alhydric axetic : Hoãn hôïp cuûa HNO3 vôùi HCH3COO hay vôùi alhydric axetic laø hoãn hôïp taùc nhaân nitro hoaù. Axit axetic laø moâi tröôøng toát ñeå nitro hoaù maïch nhaùnh. Duøng alhydric axetic coøn lôïi hôn vì noù coøn coù taùc duïng huùt nöôùc toát. Alhydric axetic + HNO3 ® axetylnitrat. HNO3 + (CH3CO)2 O N2O5 + 2CH3COOH N2O5 + (CH3CO)2O 2CH3COONO2 Ñaàu tieân laø axetyl hoaù sau laø quaù trình taïo ra hôïp chaát nitro : ArH + CH3COONO2 ® ArNO2 + CH3COOH Axit axetic cuõng keát hôïp vôùi HNO3 taïo thaønh hôïp chaát phöùc chaát hai caáu töû (HNO3.HCH3COO) laøm aûnh höôûng ñeán vaän toác phaûn öùng. 5.Nitro hoaù baèng phöông phaùp theá caùc nhoùm sulfo, amino, diazo... baèng nhoùm NO2 . Ví duï : ArN = N – O.NO2 + NaNO2 ® ArN = N – O – NO + NaNO3 Diazonitrat Diazonitrit Sau ñoù chuyeån thaønh hôïp chaát nitro : ArN = NO – NO ® ArNO2 + N2 Phöông phaùp naøy thöôøng duøng trong coâng nghieäp thuoác nhuoäm ñeå ñieàu cheá meâta- nitronaptalin hoaëc ñieàu cheá trong phoøng thí nghieäm para dinitro benzen tinh khieát töø para nitro-anilin. 6.Nitro hoaù baèng oxit nitô : Phöông phaùp naøy ñöôïc nghieân cöùu vaø ñöa vaøo saûn xuaát töø naêm 1910 ñeán 1915. Nitro hoaù baèng oxit nitô trong kyõ thuaät raát öu vieät, vì noù khoâng caàn qua giai ñoaïn ñieàu cheá HNO3. Nhö ta ñaõ bieát saûn xuaát HNO3 töø oxit nitô laø moät ñieàu phöùc taïp veà thieát bò vaø kyõ thuaät, quaù trình phaûi oxi hoaù NO thaønh NO2 sau ñoù duøng nöôùc haáp thuï ñöôïc axit loaõng roài duøng H2SO4 ñaëc ñeå taêng noàng ñoä cuûa HNO3 . Vì vaäy duøng ngay oxit nitô trong quaù trình oxi hoaù nitô laø moät vaán ñeà raát kinh teá. N2O4 naèm ôû hai daïng ñoàng phaân : N2O4 2NO2 ÔÛ nhieät ñoä thaáp naèm ôû daïng ñoàng phaân ñimer oxit nitô khi nhieät ñoä lôùn hôn 1400C thì N2O4 phaân ly hoaøn toaøn. Khi nhieät ñoä 270C khoaûng 20% N2O4 naèm döôùi daïng monomer. Maøu saéc cuûa N2O4 cuõng thay ñoåi theo nhieät ñoä, khi ôû – 500C laø tinh theå khoâng maøu, khi ôû 1830C laø khí maøu ñen. Phaûn öùng taùc duïng giöõa benzen vaø N2O4 xaûy ra : NO2 NO2 O2N + 3N2O4 + 3HNO3 benzen trinitrobenzen Khi taùc duïng benzen vôùi N2O4 ngöôøi ta thöôøng theâm taùc nhaân phuï trôï vaøo ,ví duï nhö AlCl3 vaø FeCl3. Khi coù maët nhöõng clorit aáy benzen seõ taùc duïng raát maõnh lieät vôùi N2O4 taïo thaønh moät phöùc chaát. Ví duï : Ñoái vôùi benzen thì thaønh phaàn cuoái cuøng laø: 2AlCl3.3C6H6.3N2O4 vaø FeCl3.2C6H6.2NO4 Trong ñoù nöôùc seõ taùch ra khoûi hôïp chaát , ñoàng thôøi chaát höõu cô C6H6N2O4 taùch HNO2 ra vaø bieán thaønh nitrobenzen. Khi ñun noùng AlCl3 vôùi N2O4 vaø hôïp chaát thôm vaéng maët cuûa H2O thì phaûn öùng xaûy ra theo phöông trình : 2AlCl3 + 3ArH + 3N2O4 ® 3ArNO2 + 3NOCl + Al2Cl3(OH)3 Titop cho raèng söï taùc duïng xaûy ra do söï baõo hoaø töøng baäc cuûa AlCl3, giai ñoaïn ñaàu taïo thaønh : ArNO2.AlCl2(OH)+ AlCl3.NOCl vaø cuoái cuøng taïo thaønh : AlCl(OH)2.ArNO2.2NOCl. Cô cheá phaûn öùng nitro hoaù naøy, Titop giaûi thích baèng söï taùc duïng coù cöïc cuûa AlCl3 daãn ñeán söï ion hoaù phaân töû N2O4 nhö sô ñoà : AlCl3 + N2O4 ® AlCl3.NO2.NO2 H AlCl3.NO2.NO2 + C6H6 ® NO2 ( NO2AlCl )- H+ Trong hôïp chaát trung gian naøy, hydrozen lieân keát vôùi nguyeân töû cacbon cuøng vôùi NO2 , deã daøng taùch ra döôùi daïng ion ñeå taïo thaønh nitrobenzen roài keát hôïp vôùi phaân töû thöù hai AlCl3 thaønh phaân töû. Ngöôøi ta coøn duøng PCl5 laøm taùc nhaân phuï trôï, phaûn öùng xaûy ra theo phöông trình : PCl5 + ArH + N2O4 ® POCl3 + HCl + NOCl + ArNO2 Phöông phaùp naøy chæ duøng gaàn nôi saûn suaát HNO3. 7.Nitro hoaù baèng oxit nitô coù maët H2SO4 : Khi coù maët H2SO4 thì : N2O3 + 3H2SO4 2NO+ + 3HSO4- + H3O+ N2O4 + 3H2SO4 NO+ + NO2+ + 3HSO4- + H3O+ N2O5 + 3H2SO4 2NO2+ + 3HSO4- + H3O+ NO2+ laø taùc nhaân nitro hoaù. Trong quaù trình chæ coù 50% ñioxit nitô laø tham gia vaøo phaûn öùng. Coøn 50% khaùc taùc duïng vôùi axit H2SO4 thaønh sulfua nitrozyl : C6H6 + H2SO4 + 2NO2 ® C6H5NO2 + NOOSO3H + H2O Phaûn öùng vôùi toluen, meta vaø para xylen, clobenzen, nitrobenzen cuõng xaûy ra töông töï nhö theá. Angtraquinon cuõng cho saûn phaåm nitro khi taùc duïng N2O4 trong moâi tröôøng oleum chöùa 5% SO3 cuøng vôùi axit H2SO4 noàng ñoä 70 – 100%. 8.Nitro hoaù baèng HNO3 vôùi söï taùch nöôùc phaûn öùng : Öu ñieåm cuûa phöông phaùp naøy laø khoâng duøng H2SO4 vì vieäc thu hoài H2SO4 trong axit ñaõ duøng toán nhieät, heä thoáng thieát bò ñaëc bieät. Söï taùch nöôùc taïo thaønh baèng caùch taïo neân moät hoãn hôïp ñaúng phí giöõa nöôùc vaø hydrocacbon thôm hay vôùi moät dung moâi trô cho vaøo tyû leä vôùi löôïng HNO3. +Öu ñieåm : - Khoâng nhaän ñöôïc axit ñaõ duøng, khoâng caàn taùi sinh. - Taùch nöôùc neân taêng noàng ñoä cuûa HNO3. Hoãn hôïp bay leân seõ qua tinh luyeän dung dòch ñaúng phí khoâng ñoàng nhaát baäc 2 seõ taùch baèng laéng phaân rieâng. ArH seõ ñöa veà ñeå nitro hoaù laïi. Muoán taêng toác ñoä cuûa quaù trình duøng HNO3 ôû daïng hôi. Hôi HNO3 khueách taùn vaøo trong ArH, khoái phaûn öùng ñoàng nhaát, beà maët tieáp xuùc lôùn neân vaän toác nitro hoaù lôùn. ÔÛ nhieät ñoä cao HNO3 hoaït ñoäng hôn. Quaù trình coù naêng suaát lôùn, deã lieân tuïc. +Nhöôïc ñieåm : Duøng thieát bò baèng theùp khoâng ræ. Trong thöïc teá ít duøng. Chöông III. LYÙ THUYEÁT VEÀ QUAÙ TRÌNH NITRRO HOAÙ. [ 8 ] Hieän nay, nitrrobenzen ñöôïc saûn xuaát theo phöông phaùp thoâng duïng nhaát laø nitro hoaù benzen baèng taùc nhaân nitro hoaù laø hoãn hôïp cuûa axit nitric vaø axit sulfuric I.QUAÙ TRÌNH NITRO HOAÙ. Phaûn öùng nitro hoaù voøng benzen xaûy ra theo cô cheá electrophyl, ñöôïc bieåu dieãn baèng phöông trình sau : NO2 H2SO4 55 – 60 0C + HNO3 + H2O Nhieät phaûn öùng cuûa quaù trình nitro hoaù raát lôùn : 100,4 - 142,5 kj/mol (24 – 34 kcal/mol). Phaûn öùng nitro hoaù taïo ra nöôùc neân noàng ñoä HNO3 giaûm daàn. Haèng soá vaän toác cuûa phaûn öùng phuï thuoäc vaøo noàng ñoä axit ôû ñaây noàng ñoä HNO3 giaûm daàn vaø thöïc teá giaûm ñeán moät trò soá xaùc ñònh cuûa noàng ñoä phaûn öùng seõ döøng laïi. Ví duï : nitro hoaù benzen baèng HNO3 ôû 800C phaûn öùng seõ khoâng tieáp tuïc nöõa khi noàng ñoä cuûa HNO3 = 50%. Neáu ôû nhieät ñoä thaáp hôn phaûn öùng seõ ngöøng ôû noàng ñoä cao hôn. Khi nitro hoaù baèng HNO3 loaõng quaù trình oxi hoaù laïi xaûy ra maõnh lieät hôn (HNO3 coù khaû naêng oxi hoaù hydrocacbon khi nhieät ñoä raát thaáp duø vaéng maët H2O hay coù maët H2O), ñieàu naøy theå hieän roõ reät baèng söï taùch oxit nitô trong phaûn öùng vôùi HNO3 loaõng. Chính vì theá neân trong thöïc teá ngöôøi ta khoâng nitro hoaù ñoäc nhaát baèng HNO3. Ñeå traùnh nhöõng aûnh höôûng xaáu aáy ngöôøi thöôøng söû duïng nhöõng chaát huùt nöôùc. Phoå bieán vaø thoâng duïng hôn caû laø duøng H2SO4. Hoãn hôïp HNO3 + H2SO4 goïi laø hoãn hôïp nitro hoaù hay hoãn hôïp axit. Hoãn hôïp nitro hoaù ñöôïc cheá taïo töø axit H2SO4 96 ñeán 98% vaø HNO3 kyõ._. thuaät noàng ñoä 60 ñeán 65%( =1,4) hay 95 – 98% ( = 1,5), ñeå thuaän tieän trong coâng nghieäp ngöôøi ta thöôøng duøng hoãn hôïp menlazô, goàm HNO3 ñaäm ñaëc, 7,5 – 9% H2SO4 vaø khoaûng 4,5% H2O, caùi lôïi cuûa hoãn hôïp naøy laø coù theå vaän chuyeån trong nhöõng thieát bò baèng gang theùp maø khoâng bò aên moøn (khi nitro hoaù tính toaùn pha theâm axit H2SO4 vaøo). Ngöôøi ta coøn duøng caû oleum ñeå cheá taïo hoãn hôïp nitro hoaù. Ngoaøi hoãn hôïp HNO3 + H2SO4 ra coøn coù theå söû duïng hoãn hôïp H2SO4 + NH4NO3, ñoâi khi duøng hoãn hôïp nitro hoaù laø HNO3 vôùi dung moâi CH3COOH hay nhöõng dung moâi khoâng tan trong noù nhö clobenzen, policlorit benzen, CCl4, BF3. Nhöõng dung moâi naøy laø taùc nhaân huùt nöôùc raát toát. Song vì khoù taùi sinh vaø hay gaây ra phaûn öùng phuï neân caùc loaïi dung moâi naøy ít ñöôïc söû duïng. Vieäc ñöa theâm nhoùm NO2 vaøo seõ laøm giaûm maät ñoä ñieän tích trong voøng benzen (NO2 laø nhoùm huùt electron) do ñoù cuõng laøm giaûm hoaït tính cuûa voøng benzen ñoái vôùi phaûn öùng theá electrophyl. Chính vì vaäy neân caùc saûn phaåm theá di-nitrobenzen, tri–nitrobenzen hieám khi xaûy ra döôùi ñieàu kieän ñöôïc söû duïng cho quaù trình theá mono–nitro. Caùc quaù trình di – nitro hoaù ñoøi hoûi caùc ñieàu kieän khaéc nghieät hôn ñi keøm theo (noàng ñoä axit cao vaø nhieät ñoä cao) cuõng nhö phaûi söû duïng quaù trình taùch saûn phaåm mono vaø thöïc hieän phaûn öùng töøng böôùc. Caùc phaûn öùng nitro hoaù ñeàu keøm theo söï toaû nhieät, ñoái vôù mononitro hoaù benzen coù DH = -117 kj/mol, coøn naphtalen coù DH = - 209kj/mol. Quùa trình toaû nhieät naøy ñoøi hoûi phaûi laøm laïnh moät caùch coù hieäu quaû , baèng vieäc söû duïng quaù trình laøm laïnh baèng voû boïc ngoaøi hoaëc laøm laïnh trong hay caû hai phöông phaùp . Vì lí do an toaøn, thieát bò thuøng khuaáy ñöôïc giôùi haïn khaû naêng chöùa khoaûng 6000 lít, keát hôïp vôùi maùy khuaáy. Quaù trình lieân tuïc duøng cho saûn xuaát hôïp chaát trung gian (nitrobenzen, dinitrobenzen…) coù ñoä an toaøn vaø hieäu quaû kinh teá cao . Hai lónh vöïc quan troïng trong coâng ngheä nitro hoaù ñang ñöôïc chuù yù ñeán vaø caûi tieán hieän nay treân theá giôùi laø: + Söû duïng axitsunfuric tuaàn hoaøn. + Ñieàu khieån caùc ñoàng phaân vaø taùch chuùng. II.LYÙ THUYEÁT CHUNG. 1.Baûn chaát taùc nhaân nitro hoaù. Taùc nhaân nitro hoaù laø hoãn hôïp cuûa hai axít HNO3 vaø H2SO4. ÔÛ ñaây ta xeùt ñeán vai troø ñaëc bieät cuûa H2SO4. Theo Maccopnhicop thì hoãn hôïp nitro hoaù taïo ra anhydric HOSO2ONO2 vaø chính noù laø taùc nhaân nitro hoaù. Söï taïo thaønh anhydric xaûy ra theo phöông trình sau : H2SO4 + HNO3 HOSO2ONO2 + H2O Giaû thieát naøy khoâng ñuùng, vì thöïc ra taùc nhaân nitro hoùa chính laø ion NO2+. Ion nitronyl naøy taïo ra cuøng vôùi ion hydroxyl vaø bisulfat theo phöông trình cuûa Titop : HNO3 + 2H2SO4 NO2+ + H3O+ + 2HSO4- (1) Ñeå xaùc nhaän coù thöïc ion nitroni NO2+ ngöôøi ta ñaõ nghieân cöùu theo nhieàu phöông phaùp khaùc nhau : *Xaponhicop ñaõ nghieân cöùu thaáy ñoä daãn ñieän cuûa dung dòch HNO3 + H2SO4 khaù lôùn, chöùng toû trong dung dòch coù ion. Dung dòch ñieän ly cuûa HNO3 trong oleum thì HNO3 chuyeån hoaøn toaøn thaønh NO2+ ; trong hoãn hôïp axit loaõng ion NO2+ taïo ra raát ít (ñieän phaân dung dòch HNO3 trong oleum axit HNO3 naèm trong dung dòch ôû daïng cation). *Nghieân cöùu baèng quang phoå cuûa dung dòch HNO3 trong H2SO4 thaáy xuaát hieän moät ñöôøng coù taàn soá baèng 1400 cm-1, ñöôøng naøy khoâng coù trong HNO3 loaõng, nhöng laïi xuaát hieän trong HNO3 ñaëc, khaù maïnh vaø roõ reät nhaát trong hoãn hôïp HNO3 + H2SO4 . Cöôøng ñoä ñöôøng naøy giaûm ñi khi haøm löôïng nöôùc trong hoãn hôïp taêng leân. Thí nghieäm ñöa ñeán keát luaän : coù söï phaân ly ra O = N+ = O môùi laøm xuaát hieän ñöôøng thaúng cuûa quang phoå. Trong oleum ion nitroni NO2+ taïo ra töø HNO3 theo phöông trình : HNO3 + H2S2O7 NO2+ + HSO-4 + H2SO4 Theo söï bieán ñoåi cöôøng ñoä cuûa ñöôøng coù taàn soá 1400 cm-1 trong quang phoå thì haèng soá vaän toác cuûa phaûn öùng (1) laø : [NO2+] [H3O+] [HSO4-]2 [HNO3] [H2SO4]2 K = Haèng soá vaän toác (K) bieán ñoåi töø 30 ¸ 42. Theo soá lieäu ñoäng hoïc thì K = 30 ¸ 36. Bôûi vaäy khi duøng dö H2SO4 vôùi HNO3 ít nöôùc thöïc teá HNO3 phaân ly hoaøn toaøn thaønh (NO2+) cation nitronyl. Nghieân cöùu baèng quang phoå phaân ly lieân hôïp thaáy haøm löôïng NO2+ trong hoãn hôïp H2SO4 + HNO3 bieán ñoåi nhö sau: HNO3trong hoãn hôïp (%) 5 110 115 220 40 60 880 990 1100 HNO3chuyeån thaønh NO2+ (%) 1100 1100 880 962,5 228,8 116,7 99,8 55,9 1100 Khi chæ coù HNO3 thì ion nitroni seõ taïo ra theo phöông trình : 2HNO3 NO2+ + H2O + NO3- . Khi theâm nöôùc vaøo HNO3 100%, nghieân cöùu baèng quang phoå thaáy ion nitroni seõ ít ñi vaø maát haún. ÔÛ noàng ñoä HNO3 94 ¸ 95% nhöõng hoãn hôïp cuûa HNO3 vôùi H2SO4 khi pha theâm nöôùc vaøo thì ion NO2+ vaãn taïo ra. Ví duï : Hoãn hôïp laø H2SO4 + HNO3 + H2O trong ñoù haøm löôïng cuûa HNO3 laø 70%, ion nitroni chæ maát ñi khi haøm löôïng H2O chöùa trong ñoù laø 11%. Neáu haøm löôïng HNO3 laø 30% thì ion NO2+ maát ñi khi haøm löôïng nöôùc chöùa trong ñoù laø 13,5%. Trong ñoù axit nitric khan phaàn lôùn HNO3 naèm ôû daïng phaân töû trung hoaø HONO2. Moät vaøi tính chaát cuûa HNO3 nhö söï bieán ñoåi söùc caêng beà maëtcuøng vôùi nhieät ñoä, troïng löôïng phaân töû, quang phoå töû ngoaïi chöùng toû coù söï lieân hôïp caùc phaân töû cuûa axit nitric do lieân keát hydro theo caáu taïo sau : O . . . . H – O O ¬ N N ® O OH . . . . . . O Nghieân cöùu ñaëc tính bieán ñoåi nhieät ñoä noùng chaûy cuûa axit nitric (noàng ñoä HNO3 100%) khi theâm nöôùc vaø N2O5 vaøo thaáy raèng trong axit HNO3 noàng ñoä 100% chöùa khoaûng 97% (theo troïng löôïng) HNO3 khoâng bò phaân ly vaø khoaûng 1% NO2+ , 1,5% NO3- vaø 0,5% H2O ñöôïc taïo thaønh theo phaûn öùng sau : 2HNO3 NO2+ + NO3- + H2O Khi theâm nöôùc vaøo axit nitric chuû yeáu taïo thaønh caùc phöùc chaát khoâng bò ion hoaù goàm : [(H2O)(HNO3)2] Noàng ñoä axit HNO3 laø 95 ¸ 100% vaø [(H2O)(HNO3)] noàng ñoä axit laø 80 ¸ 95% phaân ly thaønh ion theo phöông trình : HNO3 + H2O H3O+ + NO3- Axit nitric noàng ñoä 75% vaø cao hôn thì söï phaân ly thaønh ion xaûy ra ôû möùc ñoä khoâng ñaùng keå. Neáu tieáp tuïc giaûm noàng ñoä HNO3 thì möùc ñoä phaân ly thaønh phaàn töû tích ñieän ñöôïc taêng leân. Naâng cao nhieät ñoä leân thì möùc ñoä phaân ly cuûa HNO3 cuõng bò giaûm ñi. Nhöõng giaû thieát vaø soá lieäu thu ñöôïc trong caùc coâng trình nghieân cöùu ñöa ñeán keát luaän laø : Taùc nhaân nitro hoaù laø ion nitroni vaø H2SO4 ñoùng vai troø quan troïng laøm cho söï phaân ly ra NO2+ deã daøng vaø löôïng HNO3 tieâu toán ít. Vì vaäy thöïc teá hay söû duïng hoãn hôïp nitro hoaù laø HNO3 vaø H2SO4. 2.Cô cheá phaûn öùng nitro hoaù baèng hoãn hôïp H2SO4 + HNO3. Gonleman Vilanda ñaõ nghieân cöùu cô cheá phaûn öùng nitro hoùa cuûa benzen vôùi axit nitric cho raèng ñaàu tieân axit nitric keát hôïp vôùi nhaân thôm theo noái ñoâi roài tieáp tuïc taùch nöôùc thaønh nitrobenzen : - H2O + H OH H NO2 OH NO2 NO2 benzen nitrobenzen Söï xaùc nhaän treân ñöôïc tìm ra trong khi taùch saûn phaåm töông töï cuûa söï keát hôïp axit nitric vôùi hydrocacbon khoâng no, naphtalin vaø angtraxen. Thieáu soùt cuûa sô ñoà treân laø khoâng ñöôïc roõ raøng khi tieáp tuïc chuyeån hoaù saûn phaåm keát hôïp thaønh daãn xuaát cuûa benzen. Titop nghieân cöùu söï taùc duïng cuûa axit nitric vôùi naphtalin thaáy raèng saûn phaåm nhaän ñöôïc khoâng phaûi laø ñôn chaát maø laø moät hoãn hôïp chöùa nitro naphtalin, naphtalin vaø axit nitric. Nghieân cöùu kyõ hôn nöõa phaûn öùng taùc duïng cuûa hydrocacbon loaïi etylen vôùi axit nitric , chöùng toû raèng axit nitric keát hôïp theo noái ñoâi nhö nhöõng axit voâ cô khaùc ñoàng thôøi taïo thaønh nitrat cuûa röôïu khoâng no theo sô ñoà : H ONO2 C = C + HONO2 C C Tronop cuõng nhö Nanutkin vaø Zabrodin coi söï keát hôïp cuûa axit nitric vôùi benzen theo sô ñoà cuûa Gonleman Vilanda khoâng roõ raøng. Caùc nhaø nghieân cöùu naøy giaû ñònh raèng hôïp chaát trung gian taïo thaønh do keát quaû cuûa söï keát hôïp axit nitric vôùi hydrocacbon theo sô ñoà : O O - H2O C6H6 + N O C6H5 . N O H C6H5NO2 OH OH Tronop döïa treân nhöõng coâng trình ñaõ nghieân cöùu theo ñoäng hoïc phaûn öùng giöõa benzen vaø axit nitric trong dung dòch nitrobenzen, cuõng nhö coâng trình nghieân cöùu nitro hoaù benzen baèng etylnitrat, thaáy raèng phaân töû axit nitric tham gia chuû yeáu ñeå taïo thaønh saûn phaåm trong ñoù moät phaân töû hoaït hoaù phaân töû benzen coøn phaân töû thöù hai ñöôïc keát hôïp nhö sô ñoà : N O H OH (HNO3) Qua moät soá nghieân cöùu khaùc Tronop coøn thaáy raèng giöõa nitrobenzen vaø axit nitric toàn taïi moät phöùc chaát coù thaønh phaàn laø : C6H5NO2 + HNO3 vaø C6H5NO2 + 2HNO3. Ñoái chieáu nhöõng soá lieäu ôû treân veà thaønh phaàn hoãn hôïp nitro hoaù vaø veà ñoäng hoïc quaù trình nitro hoaù thì nhöõng cô cheá phaûn öùng aáy chöa ñöôïc roõ raøng laém. Veà sau nhieàu coâng trình nghieân cöùu ñaõ tìm ñöôïc cô cheá phaûn öùng nitro hoùa thích hôïp nhaát. Trong hoãn hôïp axit HNO3 vaø H2SO4 khan nöôùc, axit nitric hoaøn toaøn hoaëc phaàn lôùn naèm ôû daïng cation NO2+. Titop coi cation NO2+ laø taùc nhaân nitro hoaù roõ reät khi nitro hoùa nhöõng chaát töông ñoái khoù bò nitro hoaù baèng hoãn hôïp axit H2SO4 vaø HNO3. Theo Titop khaû naêng phaûn öùng cao cuûa cation NO2+ laø do söï baõo hoaø ñieän töû vaø chöa baõo hoøa cuûa nguyeân töû nitô. Cation nitroni ñöôïc taïo ra theo phaûn öùng : HNO3 + H2SO4 HOSO2ONO2 + H2O HOSO2ONO2 NO2+ + H2SO4- Cô cheá phaûn öùng nitro hoùa goàm hai giai ñoaïn. Giai ñoaïn chaäm hôn vaø quyeát ñònh toác ñoä cuûa toaøn boä quùa trình laø giai ñoaïn trong ñoù moái lieân keát giöõa nguyeân töû hydro vaø cacbon bò phaù vôõ. NO2 ( I ) chaäm H + O2N H + NO2+ hay nhanh NO2 NO2 H + H+ H+ + HSO4- ® H2SO4 Theo cô cheá naøy giai ñoaïn (I) ñoàng thôøi cuõng laø giai ñoaïn chaäm nhaát vaø quyeát ñònh toác ñoä cuûa toaøn boä quaù trình laø yeâu caàu keát hôïp ion NO2+ vôùi nhaân thôm taïo thaønh saûn phaåm coù caáu taïo : + NO2 H + NO2 H hay Giai ñoaïn hai laø giai ñoaïn taùch proton, saûn phaåm keát hôïp chuyeån hoaù thaønh hôïp chaát nitro xaûy ra vôùi toác ñoä lôùn hôn khoâng aûnh höôûng tôùi toác ñoä toaøn boä quaù trình. 3.Ñoäng hoïc cuûa phaûn öùng nitro hoaù baèng hoãn hôïp HNO3 vaø H2SO4: Mactixen ñaõ nghieân cöùu aûnh höôûng cuûa noàng ñoä H2SO4 trong hoãn hôïp nitro hoaù leân vaän toác phaûn öùng. OÂng ñaõ nghieân cöùu ñoäng hoïc phaûn öùng cuûa hôïp chaát thôm baèng ñöông löôïng phaân töû cuûa HNO3 trong axit H2SO4 dö vôùi nhöõng noàng ñoä khaùc nhau, ñi ñeán keát luaän raèng : Phaûn öùng nitro hoaù laø phaûn öùng baäc hai, haèng soá vaän toác cuûa phaûn öùng thöïc teá khoâng bieán ñoåi qua taát caû caùc giai ñoaïn phaûn öùng vôùi moät noàng ñoä H2SO4 khoâng ñoåi. Neáu thay ñoåi noàng ñoä H2SO4 thì haèng soá vaän toác phaûn öùng cuõng bieán ñoåi theo, haèng soá vaän toác coøn phuï thuoäc vaøo noàng ñoä chaát ñöôïc nitro hoaù. Qua thöïc nghieäm thaáy raèng , haèng soá vaän toác phaûn öùng ñaït cöïc ñaïi öùng vôùi tyû soá 0,63 mol H2O/ 1mol H2SO4 (axit H2SO4 noàng ñoä 89,4%), haèng soá vaän toác phaûn öùng seõ giaûm ñi vôùi noàng ñoä cuûa HNO3 lôùn hôn hoaëc nhoû hôn 89,4%. Khi chuyeån töø H2SO4.0,3H2O thaønh H2SO4 noàng ñoä 100% thì haèng soá vaän toác phaûn öùng nitro hoaù phaàn lôùn giaûm ñi 3 laàn, ñoái vôùi axit benzoic giaûm ñi khoaûng 18,5 laàn, ñoái vôùi benzosulfo axit giaûm ñi 11,5 laàn. Toác ñoä nitro hoaù caùc daãn xuaát cuûa benzen phuï thuoäc nhieàu vaøo ñaëc tính caùc nhoùm theá coù saün trong nhaân, saép xeáp theo daõy sau : NO2 > SO3H > COOH > Cl < CH3 < OCH3 < OC2H5 < OH chaäm daàn ñi taêng daàn leân Nhöõng nhoùm ñöùng phía beân phaûi clo laøm taêng daàn vaän toác phaûn öùng vaø caøng lôùn khi caøng ñi veà phía beân phaûi. Nhöõng nhoùm ñöùng phía beân traùi clo laøm chaäm daàn phaûn öùng ôû möùc ñoä lôùn hay nhoû laø tuyø thuoäc vaøo möùc ñoä caùch xa clo.Aûnh höôûng laøm chaäm cuûa nhoùm nitro raát lôùn. Neáu ñöa nhoùm nitro vaøo hôïp chaát thôm , seõ laøm giaûm haèng soá vaän toác cuûa quaù trình nitro hoaù veà sau naøy töø 105 ¸ 107 laàn. Qua thöïc nghieäm ñaõ xaùc nhaän raèng toác ñoä nitro hoaù nitrobenzen cöïc ñaïi ôû 250C khi noàng ñoä H2SO4 90% , khi nitro hoaù baèng H2SO4 noàng ñoä 95% thì toác ñoä phaûn öùng giaûm ñi hôn hai laàn, coøn nitro hoaù baèng H2SO4 noàng ñoä 80% thì toác ñoä phaûn öùng giaûm ñi 3000 laàn. Vò trí vaän toác cöïc ñaïi phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä, ví duï : nitro hoaù nitrobenzen ôû 50C thì vaän toác cöïc ñaïi khi noàng ñoä axit H2SO4 laø 89% , nhöng nitro hoaù ôû 400C thì vaän toác cöïc ñaïi khi noàng ñoä H2SO4 laø 91%. fB H+ fBH+ Qua soá lieäu treân chöùng toû raèng khoâng phaûi noàng ñoä H2SO4 vaø H2O quyeát ñònh vaän toác phaûn öùng nitro hoaù maø chính laø do haøm soá axit (H0 ) : ñaëc tröng khuynh höôùng cuûa moâi tröôøng ñoái vôùi söï truyeàn proton cho kieàm trung tính. a H0 = - lg Trong ñoù : H+ a : hoaït ñoä cuûa proton. fB vaø fBH+ : heä soá hoaït ñoä kieàm trung tính B vaø axit cuøng vôùi BH+ . Tæ soá f B / fBH+ khoâng ñoåi ñoái vôùi taát caû caùc kieàm trung tính, vì vaäy trò soá H0 khoâng phuï thuoäc vaøo baûn chaát cuûa kieàm. Axit H2SO4 ñoùng vai troø moät chaát xuùc taùc nhöng laïi vöøa coù tính chaát döông vaø aâm. Theo Titop thì axit H2SO4 ñöôïc coi laø moät phuï gia hoaït ñoäng ñoùng vai troø keùp : moät maët laøm cho HNO3 hoaït ñoäng, maët khaùc coù taùc duïng xaáu do phaûn öùng vôùi hôïp chaát thôm taïo ra phöùc chaát, phöùc chaát naøy khoù phaûn öùng vôùi HNO3 ñeå cho saûn phaåm nitro hoùa. Titop xem maët xaáu naøy laø nguyeân nhaân haï thaáp haèng soá vaän toác cuûa quaù trình nitro hoùa khi taêng noàng ñoä cuûa H2SO4 qua moät trò soá xaùc ñònh. 4.Quaù trình phuï khi nitro hoùa : Ngoaøi nhöõng saûn phaåm chính cuûa phaûn öùng nitro hoùa laø hôïp chaát nitro ra, coøn thaáy taïo thaønh moät soá saûn phaåm phuï ôû nhöõng ñieàu kieän nitro hoùa khaùc nhau. Nhöõng saûn phaåm aáy ñöôïc taïo ra do keát quaû tham gia ñoàng thôøi cuûa nhoùm oxy vaø nhoùm nitro. Titop nhaän thaáy khi nitro hoùa benzen taïo thaønh dinitrophenol vaø axit picric. Cô cheá phaûn öùng taïo thaønh caùc saûn phaåm phuï chöa ñöôïc roõ raøng. Ngöôøi ta giaû ñònh raèng tröôùc tieân ñính nhoùm oxy vaøo hôïp chaát (tuaân theo quy luaät theá thoâng thöôøng) roài tieáp tuïc nitro hoùa hôïp chaát oxy. Nhoùm oxy ñöôïc taïo ra khoâng phaûi laø do nitô cuûa taùc nhaân nitro hoùa maø laø do oxy mang ñieän tích döông taùc duïng vôùi hôïp chaát th¬m. Tõ nitro benzen tríc tiªn t¹o thµnh meta- nitrophenol sau ®ã biÕn thµnh 2, 3, 4, 6 tetra- nitrophenol. Trong hîp chÊt nitro nµy nhãm nitro ë vÞ trÝ 3 rÊt linh ®éng vµ khi thÕ nã b»ng nhãm oxy th× t¹o thµnh axit stipninoic. ViÖc t¹o thµnh axit stipninoic còng kh«ng liªn quan ®Õn sù cã mÆt cña HNO2. Axit stipninoic còng ®îc t¹o ra tõ sulfo t¬ng tù nh thÕ (t¸ch nhãm ArSO2). Theo Titop sù t¹o thµnh s¶n phÈm phô cña hîp chÊt nitro x¶y ra qua giai ®o¹n t¹o thµnh hîp chÊt nitrozo, nhËn ®îc tõ hîp chÊt th¬m do t¸c dông cña cation NO+ (tõ O=N-SO3H) hay d¹ng nitrat nitrozyl cña dioxyt nit¬ 0 O = N – O – N O VÒ sau trong ®iÒu kiÖn nitro ho¸ hîp chÊt nitrozo chuyÓn thµnh hîp chÊt diazo råi thµnh hîp chÊt oxy, còng cã thÓ bÞ chuyÓn nhãm ®Æc biÖt ®Ó t¹o thµnh para-nitrophenol. Sau ®ã phenol, còng nh para- nitrophenol bÞ nitro ho¸ ®Õn hîp chÊt polynitro. C¬ chÕ ph¶n øng nµy gi¶i thÝch râ sù t¹o thµnh dÉn xuÊt cña phenol; meta-crezol vµ meta clorphenol tõ benzen, toluen vµ clorbenzen, còng nh 2,4,6 dinitro naphtol tõ naphten . 5.Nh÷ng yÕu tè ¶nh hëng ®Õn qu¸ tr×nh nitro ho¸: a.¶nh hëng cña lîng axit HNO3. Khi nitro ho¸ b»ng hçn hîp axit nitric vµ sulfuric nÕu t¨ng lîng benzen (nhiÒu h¬n lîng HNO3) th× ph¶n øng nitro ho¸ sÏ chËm l¹i, hiÖu suÊt ph¶n øng gi¶m ®i vµ cßn d mét lîng lín benzen, nhng nÕu t¨ng lîng HNO3 trong hçn hîp th× l¹i cã t¸c dông ngîc l¹i. Thùc nghiÖm nghiªn cøu vÒ ph¶n øng nitro ho¸ thÊy r»ng nÕu lóc nµy lÊy mét lîng t¬ng ®¬ng 100 phÇn träng lîng HNO3 vµ 100 phÇn träng lîng benzen th× hiÖu suÊt ph¶n øng ®¹t ®îc 80% so víi benzen. NÕu lÊy 150 phÇn benzen c¸c th«ng sè kh¸c gi÷ nguyªn th× hiÖu suÊt ph¶n øng chØ ®¹t ®îc 20%. Cßn khi lÊy 50 phÇn benzen th× hiÖu suÊt l¹i t¨ng ®Õn 90%. Do vËy khi t¨ng lîng HNO3 th× cã lîi cho ph¶n øng , v× t¹o ra nhiÒu ion nitroni , lµm t¨ng c¸c hiÖu suÊt, ngîc l¹i khi gi¶m lîng HNO3 hiÖu suÊt ph¶n øng sÏ gi¶m vµ lîng benzen kh«ng ph¶n øng sÏ t¨ng lªn. b.¶nh hëng cña nång ®é axit H2SO4. Ph¶n øng nitro ho¸ lµ ph¶n øng sinh ra níc, nÕu kh«ng cã chÊt hót níc th× nång ®é HNO3 sÏ gi¶m ®i vµ do vËy ®Õn mét lóc nµo ®ã ph¶n øng dõng l¹i víi mét nång ®é cña HNO3 x¸c ®Þnh. MÆt kh¸c khi HNO3 lo·ng, ë nhiÖt ®é cao , qu¸ tr×nh oxy ho¸ l¹i m·nh liÖt h¬n nitro ho¸. Axit H2SO4 lµ chÊt hót níc m¹nh , nªn nã ®îc dïng lµm t¸c nh©n hót níc trong qu¸ tr×nh nitro ho¸. Níc sinh ra trong qu¸ tr×nh tiÕn hµnh nitro ho¸ vµ níc cã s½n trong HNO3 sÏ liªn kÕt víi axit H2SO4 díi d¹ng: H2SO4. x H2O. V× vËy nång ®é H2SO4 ¶nh hëng nhiÒu ®Õn qu¸ tr×nh nitro ho¸. Axit H2SO4 ë mét nång ®é thÝch hîp nµo ®Êy sÏ cho vËn tèc nitro ho¸ cùc ®¹i, chÝnh lóc nµy nã lµ chÊt ho¹t ®éng ho¸ nh©n th¬m, t¨ng ®é linh ®éng cña ion NO2+,v× lµm cho n¨ng lîng ho¹t ho¸ cña ph¶n øng bÊy giê lµ nhá nhÊt vµ ph¶n øng cho vËn tèc cùc ®¹i. Nhng ë mçi nhiÖt ®é kh¸c nhau , vËn tèc ph¶n øng l¹i cùc ®¹i víi nång ®é H2SO4 kh¸c nhau. VÝ dô: nitro ho¸ benzen víi vËn tèc cùc ®¹i khi tiÕn hµnh ë 250C vµ nång ®é H2SO4 lµ 89,9%. VËn tèc sÏ gi¶m ®i 2 lÇn khi nång ®é H2SO4 lµ 95% vµ 3000 lÇn khi nång ®é H2SO4 lµ 80%. K Díi ®©y lµ ®å thÞ thùc nghiÖm cña Mactixen vÒ sù phô thuéc cña h»ng sè vËn tèc ph¶n øng (K) vµo nång ®é H2SO4 vµ nhiÖt ®é. k 3,22 Sè mol H2O/sè mol H2SO4 Hµm lîng H2O trªn 1 mol H2SO4 K ë 250C 0,03 1,50 0,63 3,22 01,03 0,18 Nh×n biÓu ®å trªn ta thÊy: ë kho¶ng cùc ®¹i cña h»ng sè vËn tèc, axit H2SO4 ®ãng vai trß xóc t¸c d¬ng cho qu¸ tr×nh nitro ho¸ nghÜa lµ t¸c dông hót níc vµ t¨ng ho¹t tÝnh cña HNO3 lªn cao nhÊt. c ¶nh hëng cña nhiÖt ®é nitro ho¸: Qua thùc nghiÖm thÊy r»ng khi t¨ng nhiÖt ®é lªn 100C th× vËn tèc ph¶n øng nitro ho¸ sÏ t¨ng lªn tõ 2- 3 lÇn. ThËt vËy, ë nhiÖt ®é 860C (nhiÖt ®é s«i cña HNO3) th× HNO3 b¾t ®Çu bÞ ph©n huû theo ph¶n øng: 2 HNO3 à NO2 + NO + O2 + H2O Nh thÕ sÏ tèn nhiÒu axit, mÊt t¸c nh©n HNO3,vµ c¸c khÝ NO, NO2 bay ra g©y ®éc cho s¶n xuÊt vµ cã khi g©y næ. Cßn O2 g©y ra ph¶n øng oxy ho¸ víi s¶n phÈm hay chÊt ®îc nitro ho¸ cho ta nhiÒu s¶n phÈm phô vµ lµm bÈn s¶n phÈm nitro. MÆt kh¸c ë nhiÖt ®é cao cßn cho nhiÒu polynitro lµ s¶n phÈm ta kh«ng mong muèn. Qu¸ tr×nh nitro ho¸ còng kh«ng nªn tiÕn hµnh ë nhiÖt ®é thÊp qu¸ v× ë nhiÖt ®é thÊp s¶n phÈm cã thÓ kÕt tinh l¹i, khèi ph¶n øng ®ãng qu¸nh vµ ®ãng trªn bÒ mÆt truyÒn nhiÖt mét líp cao c¶n trë cho qu¸ tr×nh trao ®æi nhiÖt, kÐo dµi thêi gian nitro ho¸ khèi ph¶n øng kh«ng ®ång ®Òu, s¶n phÈm kh«ng ®ång nhÊt. Thùc tÕ qu¸ tr×nh nitro ho¸ tèt nhÊt ë trong kho¶ng nhiÖt ®é tõ 40 ®Õn 600C. Nitro ho¸ hydrocacbon ë thÓ khÝ tõ 30 ®Õn 700C. §Ó ®¶m b¶o nhiÖt ®é ph¶n øng cÇn ph¶i tiÕn hµnh lµm l¹nh thiÕt bÞ víi bÒ mÆt truyÒn nhiÖt thÝch hîp. Cã thÓ dïng c¸c t¸c nh©n lµm l¹nh kh¸c nhau nh muèi, níc ®¸ ... d.¶nh hëng cña nhãm thÕ lªn qu¸ tr×nh nitro ho¸ cña hîp chÊt ®· thÕ råi: ¶nh hëng nhãm thÕ lªn qu¸ tr×nh nitro ho¸ còng lµ ®iÒu quan träng, díi ®©y ta xÐt mét sè nhãm c¬ b¶n: - Nhãm nitro (-NO2) cã t¸c dông k×m h·m qu¸ tr×nh ¶nh hëng cña nhãm NO2 rÊt lín, nitro ho¸ tiÕp vÒ sau sÏ gi¶m ®i 1054107 lÇn vÒ vËn tèc ph¶n øng nitro ho¸. - Nhãm cacboxyl (-COOH) cã t¸c dông k×m h·m qu¸ tr×nh. So s¸nh nitro ho¸ ®Ó t¹o ra nitrobenzen vµ nitro ho¸ axit benzoic qua thùc nghiÖm thÊy: vËn tèc ph¶n øng ®a nhãm NO2 vµo vÞ trÝ octo ®èi víi nhãm cacboxyl gi¶m ®i 0,3.105 lÇn so víi nitro ho¸ benzen ®Ó t¹o thµnh nitro benzen, vËn tèc ph¶n øng ®a nhãm NO2 vµo vÞ trÝ para hoÆc meta gi¶m ®i 1,5.105 lÇn. - Nhãm sulfo (-SO3H) cã t¸c dông k×m h·m lín h¬n nhãm cacboxyl gÊp 4 lÇn, nhng khã h¬n nhãm nitro (NO2) ®Õn 17 lÇn. - Nhãm halogen (-Br, -Cl ). Khi nitro ho¸ clobenzen th× ®a nhãm nitro vµo vÞ trÝ octo sÏ dÔ dµng h¬n vµo vÞ trÝ para vµ meta. - Nhãm metyl lµm t¨ng nhanh vËn tèc nitro ho¸. - Nhãm metoxyl (-OCH3) cµng t¨ng nhanh vËn tèc ph¶n øng nitro ho¸ h¬n nhãm metyl. - Nhãm etoxyl (-OC2H5) lµm t¨ng nhanh vËn tèc nitro ho¸ h¬n nhãm metoxyl. - Nhãm hydroxyl (-OH) lµm t¨ng nhanh vËn tèc nitro ho¸ h¬n c¶. Qua thùc nghiÖm ngêi ta s¾p xÕp thµnh b¶ng sau: NO2 > SO3H > COOH > Cl > CH3 < OCH3 < OC2H5 < OH ChËm dÇn M¹nh dÇn e.¶nh hëng cña sù khuÊy trén vµ lµm l¹nh ®Õn qu¸ tr×nh nitro ho¸: Ph¶n øng nitro ho¸ thêng tiÕn hµnh ë hai pha, nÕu kh«ng khuÊy trén ®Òu th× vËn tèc ph¶n øng rÊt nhá, v× bÒ mÆt tiÕp xóc cña hai pha nhá h¹n chÕ nhiÒu kh¶ n¨ng ph¶n øng cña hçn hîp axit. Ph¶n øng hÇu nh chØ x¶y ra trong líp axit cßn ë líp h÷u c¬ x¶y ra kh«ng ®¸ng kÓ. ChÝnh v× vËy nÕu kh«ng khuÊy trén thËt ®Òu sÏ g©y ra hiÖn tîng ph©n tÇng vµ ph¶n øng nitro ho¸ chØ tiÕn hµnh ë bÒ mÆt ph©n líp, bÒ mÆt cµng lín ph¶n øng tiÕn hµnh cµng tèt. VËn tèc ph¶n øng phô thuéc vµo vËn tèc khuÕch t¸n cÊu tö ph¶n øng tõ trong thÓ tÝch tíi bÒ mÆt ph¶n øng vµ khuÕch t¸n s¶n phÈm ra khái bÒ mÆt ph¶n øng. §Ó t¨ng cêng khuÕch t¸n ta ph¶i t¨ng cêng khuÊy trén. MÆt kh¸c khuÊy trén ®Òu cßn lµm cho truyÒn nhiÖt sÏ nhanh h¬n, tr¸nh ®îc qu¸ nhiÖt côc bé, khuÊy trén ph¶i ®i ®«i víi lµm l¹nh, møc ®é lµm l¹nh cßn quyÕt ®Þnh hiÖu suÊt ph¶n øng vµ n¨ng suÊt thiÕt bÞ. Tuú theo nhiÖt ®é ph¶n øng cÇn duy tr× (®èi víi chÊt ®îc nitro ho¸ kh¸c nhau) mµ chän t¸c nh©n lµm l¹nh vµ m¸y lµm l¹nh kh¸c nhau cho thÝch hîp. III.Kü thuËt tiÕn hµnh ph¶n øng nitro ho¸ : 1.ThiÕt bÞ nitro ho¸: Nitro ho¸ thêng tiÕn hµnh trong thiÕt bÞ b»ng gang hoÆc thÐp chÞu axit hay b»ng thÐp kh«ng rØ, cã l¾p thªm m¸y khuÊy, cã ¸o bäc ngoµi vµ èng xo¾n lµm l¹nh bªn trong ®Ó t¨ng cêng bÒ mÆt trao ®æi nhiÖt. khi nitro ho¸ b»ng axÝt nitric lo·ng th× tiÕn hµnh trong thiÕt bÞ b»ng sµnh hay trong thiÕt bÞ tr¸ng men hoÆc lµm b»ng thÐp kh«ng gØ vµ b»ng thÐp pha kim lo¹i quÝ. ThÓ tÝch cña thiÕt bÞ nitro ho¸ trong giíi h¹n tõ 50 lÝt ®Õn 3.5m3 tuú theo n¨ng suÊt mµ ta chän cho thÝch hîp . Trong ph¹m vi s¶n xuÊt lín h¬n ( 2 ®Õn 3 tÊn s¶n phÈm nitro trong mét ngµy ®ªm hoÆc lín h¬n ). H×nh 1: ThiÕt bÞ nitro ho¸ lµm vÞªc gi¸n ®o¹n: 1.Th©n thiÕt bÞ 2. Vá bäc ngoµi ; 5. C¸nh khuÊy 3. èng cho nguyªn liÖu vµo ; 6. M¸y khuÊy 4. èng xo¾n lµm l¹nh ; 7. èng th¸o s¶n phÈm ra . Khi s¶n xuÊt nitro n¨ng suÊt lín th× thêng dïng lo¹i thiÕt bÞ lµm viÖc liªn tôc cã lîi h¬n . H×nh 2. Cã cÊu t¹o thiÕt bÞ nitro ho¸ lµm viÖc liªn tôc : 1. Th©n thiÕt bÞ ; 4.Vá bäc ngoµi ®Ó lµm l¹nh 2. Bé t¹o khuyÊch t¸n ; 3,5. C¸nh khuÊy vµ m¸y khuÊy Ngoµi ra ngêi ta cßn dïng mét sè lo¹i thiÕt bÞ nitro ho¸ benzen nh: ThiÕt bÞ Nitrator Smit-ta (h×nh 3) vµ thiÕt bÞ Bia-xi (h×nh 4) . +¦u ®iÓm cña hai lo¹i thiÕt bÞ trªn lµ khoÊy vµ lµm l¹nh rÊt tèt , ®¶m b¶o ®îc hiÖu suÊt cña ph¶n øng , tr¸nh tÝch nhiÖt côc bé vµ th¸o ®îc hoµn toµn s¶n phÈm ra ngoµi. VÝ dô: HiÖu suÊt cña nitrobenzen thu ®îc khi tiÕn hµnh trong thiÕt bÞ cña Bia-xi ®¹t ®îc 98.4% so víi lý thuyÕt. 2.ChuÈn bÞ hçn hîp nitro ho¸: Hçn hîp nitro ho¸ ®îc ®iÒu chÕ b»ng ph¬ng ph¸p pha trén nh÷ng lîng HNO3 vµ H2SO4 theo nh ®· tÝnh kh¶ n¨ng nitro ho¸ cña hçn hîp axit ban ®Çu ®îc quyÕt ®Þnh bëi tû lÖ nång ®é HNO3, H2SO4 vµ H2O. Ngêi ta ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng nµy b»ng ®¹i lîng ho¹t ®éng nitro ho¸ ký hiÖu lµ NF. NF = Trong ®ã: H2SO4 C : Nång ®é cña axit H2SO4 trong hçn hîp nitro ho¸ (% khèi lîng). : Nång ®é cña axit H2SO4 trong hçn hîp nitro ho¸ (% khèi lîng). §èi víi mét lo¹i chÊt th¬m ®Òu cã mét gi¸ trÞ NF tíi h¹n. Gi¸ trÞ nµy cµng cao nÕu kh¶ n¨ng ph¶n øng cña hîp chÊt ®ã cµng thÊp vµ ngîc l¹i. Khi tiÕn hµnh ®iÒu chÕ hçn hîp nitro ho¸ cã sö dông axit lµm viÖc th× lîng axit HNO3 vÉn lÊy xÊp xØ b»ng lîng ®· tÝnh to¸n theo lý thuyÕt. Cßn lîng axit H2SO4 tÝnh theo nång ®é axit ®· lµm viÖc. Nång ®é axit ®· lµm viÖc ®îc ®Æc trng bëi kh¶ n¨ng dehydrat ký hiÖu DC. DC = H2SO4/HNO3 Kh¶ n¨ng hydrat lµ tû lÖ gi÷a lîng H2SO4 cßn trong axit lµm viÖc vµ lîng níc (bao gåm c¶ níc nitro trong axit vµ níc t¹o thµnh trong ph¶n øng). HiÖu suÊt qu¸ tr×nh phô thuéc vµo DC. §èi víi mçi chÊt cã gi¸ trÞ DC ®Æc trng cho kh¶ n¨ng nitro ho¸ cña nã. Hîp chÊt cµng khã nitro ho¸ th× DC cµng cao vµ ngîc l¹i. Trong khi ®iÒu chÕ hçn hîp nitro ho¸ tuú theo ph¹m s¶n xuÊt lín hay nhá mµ sö dông nh÷ng s¬ ®å ®iÒu chÕ kh¸c nhau. Cã hai s¬ ®å ®iÒu chÕ hçn hîp nitro ho¸ th«ng dông nhÊt hiÖn nay lµ s¬ ®å trong ph¹m vi s¶n xuÊt víi n¨ng suÊt lín vµ s¬ ®å trong ph¹m vi s¶n xuÊt víi n¨ng suÊt kh«ng lín.§èi víi s¬ ®å ®iÒu chÕ hçn hîp nitro ho¸ trong ph¹m vi s¶n xuÊt víi n¨ng suÊt kh«ng lín, s¬ ®å tiÕn hµnh nh sau:(h×nh 5) H×nh 5: S¬ ®å ®iÒu chÕ hæn hîp nitro hãa trong ph¹m vi s¶n xuÊt kh«ng lín. Axit sulfuric ®Æc, axit nitric hay hçn hîp melanz¬ vµ níc hoÆc axit ®· lµm viÖc tõ c¸c thïng chøa (1) ®îc ®a lªn thïng lêng (2) nhê kh«ng khÝ nÐn, sau ®ã tõ c¸c thïng lêng nµy axit sulfuric ®Æc, axit nitric hay hçn hîp melanz¬ vµ níc hoÆc axit ®· lµm viÖc ®i vµo thiÕt bÞ (4) theo ®óng c¸c tû lÖ ®· tÝnh to¸n. Trong thiÕt bÞ khuÊy trén (4) cã m¸y khuÊy vµ vá lµm l¹nh. M¸y khuÊy lµm viÖc liªn tôc ®Ó ®¶m b¶o ®é ®ång ®Òu vµ ph©n bè nhiÖt tèt trong toµn bé hçn hîp. Qu¸ tr×nh trén to¶ nhiÖt m¹nh nªn ph¶i dïng níc l¹nh ®Ó lµm l¹nh. Sau h¬n 1 giê, qu¸ tr×nh trén xong, hçn hîp ch¶y vµo thïng chøa (3) vµ ®îc ®a vµo qu¸ tr×nh nitro ho¸ nhê kh«ng khÝ nÐn. §èi víi s¬ ®å ®iÒu chÕ hçn hîp nitro ho¸ trong ph¹m vi s¶n xuÊt víi n¨ng suÊt lín, s¬ ®å tiÕn hµnh nh sau (h×nh 6 ): H×nh 6: S¬ ®å ®iÒu chÕ hæn hîp nitro ho¸ trong ph¹m vi s¶n xuÊt víi n¨ng suÊt lín: Axit sulfuric ®Æc, axit nitric hay hçn hîp melanz¬ vµ níc hoÆc axit ®· lµm viÖc tõ c¸c thïng chøa (1) ®îc ®a lªn thïng lêng (2) nhê b¬m li t©m chÞu axit melanz¬ vµ níc hoÆc axit ®· lµm viÖc ch¶y vµo thïng chøa hçn hîp nitro ho¸ (3) theo ®óng tû lÖ ®· tÝnh to¸n. Tõ thïng chøa (3) hçn hîp dung dÞch axit nµy ®îc b¬m tuÇn hoµn (5) b¬m liªn tôc nhiÒu lÇn qua thiÕt bÞ lµm l¹nh (6) råi trë vÒ thïng chøa (3). Qu¸ tr×nh b¬m nhiÒu lÇn nµy lµm cho hçn hîp dung dÞch trén lÉn víi nhau t¹o nªn hçn hîp nitro ho¸. Sau ®ã hçn hîp nitro ho¸ ®îc ®a vµo thiÕt bÞ nitro ho¸ nhê b¬m (5). 3.S¶n xuÊt nh÷ng hîp chÊt nitro. Qu¸ tr×nh s¶n xuÊt nh÷ng hîp chÊt nitro ®îc tiÕn hµnh theo s¬ ®å chung sau ®©y: Nguyªn liÖu ban ®Çu tham gia ph¶n øng nitro ho¸ víi hçn hîp axit. Sau ®ã ®a vµo thïng l¾ng. Axit ®· dïng n»m ë líp díi (hoµ tan: 0,5 ¸ 3% s¶n phÈm nitro) cßn líp trªn lµ s¶n phÈm nitro láng chøa mét Ýt axit H2SO4 vµ axit HNO3 ë d¹ng hoµ tan hoÆc nhò t¬ng. §Ó trÝch ly mét phÇn lín s¶n phÈm nitro hoµ tan ra khái axit ®· dïng ngêi ta thêng dïng nguyªn liÖu ban ®Çu ®Ó trÝch ly. Sau khi trÝch ly axÝt ®· dïng ®i vµo thïng chøa, tõ ®ã mét phÇn axit quay trë l¹i chÕ t¹o hçn hîp axit, phÇn cßn l¹i ®îc chuyÓn ®Õn qu¸ tr×nh khö vµ c« ®Æc. KÕt qu¶ lµ hoµn l¹i ®îc phÇn axit nitric cha ph¶n øng vµ hÇu hÕt axit sulfuric.S¶n phÈm nitro axit ®em röa b»ng níc vµ dung dÞch Na2CO3 sau ®ã chng cÊt b»ng h¬i níc ta thu ®îc s¶n phÈm nitro nguyªn chÊt (h×nh 7) H×nh 7: S¬ ®å s¶n xuÊt nh÷ng hîp chÊt nititro. IV.S¶n xuÊt nitrobenzen : Qu¸ tr×nh s¶n xuÊt nitrobenzen qua mét sè giai ®o¹n chÝnh sau: - ChuÈn bÞ hçn hîp axit. - Nitro ho¸ benzen. - T¸ch s¶n phÈm nitrobenzen vµ axit d. - Röa s¶n phÈm vµ trung hoµ s¶n phÈm. - L¾ng axit ®· dïng. - TrÝch ly nitrobenzen trong axit ®· dïng b»ng benzen. Trong c«ng nghiÖp s¶n xuÊt: Nitrobenzen cã thÓ tiÕn hµnh b»ng ph¬ng ph¸p gi¸n ®o¹n hay liªn tôc. 1.S¬ ®å s¶n xuÊt nitrobenzen b»ng ph¬ng ph¸p liªn tôc hai bËc: Cho benzen lÉn nitrobenzen vµ hçn hîp axit chøa 25% HNO3 (theo träng lîng) vµo thiÕt bÞ (1). Nitro ho¸ tiÕn hµnh tõ 3 ®Õn 10 phót ë nhiÖt ®é 46-97,50C. Sau ®ã ch¶y sang thiÕt bÞ ph©n ly (2), ph©n chia thµnh 2 líp. Líp trªn lµ nitrobenzen ch¶y sang thiÕt bÞ (3) röa b»ng níc , råi chuyÓn sang thiÕt bÞ ph©n ly (4). Líp díi lµ nitrobenzen tiÕp tôc ®em ®i ®iÒu chÕ anilin (hoÆc cho vµo kho) cßn líp níc ë trªn b¬m quay l¹i thiÕt bÞ röa (3). Líp axit l¾ng ë díi thiÕt bÞ ph©n ly (2) ch¶y vµo thiÕt bÞ nitro ho¸ (nitrator) t¸c dông liªn tôc bËc hai (5), ®ång thêi cho benzen nguyªn chÊt vµo trén lÉn víi líp axit ®ã. Nhò ho¸ cña benzen vµ axit ®· dïng tõ thiÕt bÞ (5) ch¶y xuèng thiÕt bÞ ph©n ly (6), ph©n ly thµnh 2 líp, líp trªn lµ hçn hîp benzen vµ nitrobenzen, ®îc b¬m lªn thiÕt bÞ nitro ho¸ t¸c dông liªn tôc (1), cßn líp díi lµ axit ®· dïng ®em ®i c« ®Æc vµ t¸i sinh hçn hîp axit. Trong thiÕt bÞ (5) kh«ng chØ sö dông hoµn toµn axit nitric d ë trªn mµ cßn cã nhiÖm vô trÝch ly nitrobenzen ra khái axit ®· dïng. HiÖu suÊt nitrobenzen ®¹t ®îc lµ 99% so víi lý thuyÕt.(h×nh 8): H×nh 8:S¬ ®å s¶n xuÊt nitrobenzen theo ph¬ng ph¸p liªn tôc hai bËc: Ph¶n øng nitro ho¸ benzen tiÕn hµnh trong 10 phót. NhiÖt ph¶n øng ®îc dïng ®Ó ®un nãng khèi ph¶n øng. KÕt thóc qu¸ tr×nh nitro ho¸, nitrobenzen ®îc lÊy ra, cßn axit ®· dïng nång ®é 72% cho ch¶y xuèng thïng chøa (®îc ®un nãng) (8), råi hót ch©n kh«ng ®a lªn thiÕt bÞ bèc h¬i (9). ë thiÕt bÞ bèc h¬i khi ¸p suÊt 35mmHg níc cïng víi nitrobenzen ®îc t¸ch ra khái axit sunlfuric, ngng tô l¹i trong thiÕt bÞ ngng (10). Sù bèc h¬i x¶y ra c¨n b¶n lµ do lµm l¹nh axit ®· dïng nghÜa lµ nhê nhiÖt ph¶n øng nitro ho¸. Trong thiÕt bÞ bèc h¬i axit sulfuric ngng l¹i ®îc tõ 72-75% H2SO4 ch¶y xuèng thïng cao vÞ (7) vµ ch¶y vµo nitrator (1), (2), (3), (4). Trong mçi mét nåi nitro ho¸ x¶y ra 4 qu¸ tr×nh (trén axit, nitro ho¸, l¾ng vµ ph©n riªng). ChuyÓn pha theo thêi gian t¹o thµnh mét dßng liªn tôc. 2.S¬ ®å nitro ho¸ benzen theo Katner.(h×nh 9): H×nh 9: S¬ ®å s¶n xuÊt nitrobenzen theo ph¬ng ph¸p Katne._.nh khu c¶nh kiÕn tróc c«ng nghiÖp ®« thÞ. 3.Nh÷ng gi¶i ph¸p thiÕt kÕ tæng mÆt b»ng nhµ m¸y: Trong qu¸ tr×nh nghiªn cøu, thiÕt kÕ tæng mÆt b»ng nhµ m¸y cÇn vËn dông linh ho¹t c¸c biÖn ph¸p cã tinh nguyªn t¾c sau, ®Ó ®¹t ®îc hiÖu qu¶ cao nhÊt khi tiÕn hµnh nghiªn cøu thiÕt kÕ tæng mÆt b»ng. §©y lµ mét biÖn ph¸p cã tÝnh ®Þnh híng ban ®Çu ®Ó cã thÓ ®i ®Õn gi¶i ph¸p quy ho¹ch tæng mÆt b»ng nhµ m¸y hîp lý. Thùc chÊt cña biÖn ph¸p nµy lµ ph©n chia c¸c bé phËn chøc n¨ng cña nhµ m¸y thµnh c¸c nhãm theo ®Æc ®iÓm vËn chuyÓn hµng ho¸, ®Æc ®iÓm s¶n xuÊt, khèi lîng vµ ®Æc ®iÓm vËn chuyÓn hµng ho¸, ®Æc ®iÓm ph©n bè nh©n lùc, ®Æc ®iÓm vµ c¸c yªu cÇu vÖ sinh c«ng nghiÖp còng nh c¸c ®Æc thï sù cè cña c¸c c«ng ®o¹n s¶n xuÊt. *Gi¶i ph¸p ph©n vïng: Tuú theo ®Æc thï s¶n xuÊt cña nhµ m¸y mµ ngêi ta thiÕt kÕ sÏ vËn dông nguyªn t¾c ph©n vïng cho hîp lý. Trong thùc tiÔn thiÕt kÕ, biÖn ph¸p ph©n chia khu ®Êt thµnh c¸c vïng theo ®Æc ®iÓm sö dông lµ phæ biÕn nhÊt. BiÖn ph¸p bµy ph©n chia khu ®Êt thµnh 4 vïng chÝnh. 3 4 2 1 a.Vïng tríc nhµ m¸y: N¬i bè trÝ c¸c nhµ hµnh chÝnh qu¶n lý, phôc vô sinh ho¹t, cæng ra vµo, gara «t« vµ xe ®¹p... §èi víi c¸c nhµ m¸y cã quy m« nhá hoÆc møc ®é hîp khèi lín, vïng tríc nhµ m¸y hÇu nh ®îc dµnh diÖn tÝch cho b·i ®ç xe «t«, xe g¾n m¸y, cæng b¶o vÖ, b¶ng tin vµ c©y xanh c¶nh quan. DiÖn tÝch vïng nµy tuú theo yªu cÇu ®Æc ®iÓm s¶n xuÊt, quy m« cña c¸c nhµ m¸y cã diÖn tÝch tõ 4 ¸ 20% diÖn tÝch toµn nhµ m¸y. b.Vïng s¶n xuÊt: N¬i bè trÝ c¸c nhµ vµ c¸c c«ng tr×nh n»m trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt chÝnh cña nhµ m¸y, nh c¸c xëng s¶n xuÊt chÝnh, phô, s¶n xuÊt phô trî... Tuú theo ®Æc ®iÓm s¶n xuÊt vµ quy m« cña nhµ m¸y diÖn tÝch vïng nµy chiÕm 22 ¸ 52% diÖn tÝch cña nhµ m¸y. §©y lµ vïng quan träng nhÊt cña nhµ m¸y nªn khi bè trÝ cÇn lu ý mét sè ®iÓm sau: -Khu ®Êt ®îc u tiªn vÒ ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh,®Þa chÊt còng nh vÒ híng -C¸c nhµ s¶n xuÊt chÝnh , phô trî s¶n xuÊt cã nhiÒu c«ng nh©n nªn bè trÝ gÇn n¬i phÝa cæng hoÆc gÇn trôc giao th«ng chÝnh cña nhµ m¸y vµ ®Æc biÖt u tiªn vÒ híng. -C¸c nhµ xëng trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt g©y ra t¸c ®éng xÊu nh tiÕng ån lín, lîng bôi, nhiÖt th¶i ra nhiÒu hoÆc dÔ cã sù cè nªn ®Æt ë cuèi híng giã vµ tu©n thñ chÆt chÏ theo quy c¸ch vÖ sinh c«ng nghiÖp. c.Vïng c¸c c«ng tr×nh phô: N¬i ®Æc c¸c nhµ vµ c«ng tr×nh cung cÊp n¨ng lîng bao gåm c¸c c«ng tr×nh cung cÊp ®iÖn, h¬i.... Xö lý níc th¶i vµ c¸c c«ng tr×nh b¶o qu¶n kü thuËt kh¸c. Tuú theo yªu cÇu møc ®é cña c«ng nghÖ mµ vïng nµy cã diÖn tÝch tõ 14¸28% tæng diÖn tÝch nhµ m¸y. Khi bè trÝ c¸c c«ng tr×nh trªn vïng nµy ngêi ta thiÕt kÕ cÇn lu ý mét sè ®iÓm sau: -H¹n chÕ tèi ®a chiÒu dµi cña hÖ thèng cung cÊp kü thuËt b»ng c¸ch b« trÝ hîp lý gi÷a n¬i cung cÊp vµ tiªu thô n¨ng lîng ( khai th¸c tèi ®a hÖ thèng cung cÊp ë trªn kh«ng vµ ngÇm díi mÆt níc). -TËn dông c¸c khu ®Êt kh«ng thuËn lîi vÒ híng hoÆc giao th«ng ®Ó bè trÝ c¸c c«ng tr×nh phô. -C¸c c«ng tr×nh cã nhiÒu bôi, khãi hoÆc chÊt kh«ng thuËn lîi ®Òu ph¶i chó ý bè trÝ cuèi híng giã chñ ®¹o. d.Kho tµng vµ phôc vô giao th«ng: Trªn ®ã, bè trÝ c¸c hÖ thèng kho tµng bÕn b·i, c¸c cÇu bèc dì hµng ho¸, san ga nhµ m¸y... Tuú theo ®Æc ®iÓm s¶n xuÊt vµ qui m« nhµ m¸y vïng nµy thêng chiÕm tõ 23¸37% tæng diÖn tÝch nhµ m¸y. Khi bè trÝ vïng nµy nguêi thiÕt kÕ cÇn lu ý mét sè ®iÓm sau: -Cho phÐp bè trÝ c¸c c«ng tr×nh trªn vïng ®Êt kh«ng u tiªn vÒ hãng. Nhng ph¶i phï hîp víi c¸c n¬i tËp kÕt nguyªn liÖu vµ s¶n phÈm cña nhµ m¸y ®Ó dÔ dµng cho viÖc nhËp, xuÊt hµng cña nhµ m¸y. -Tuy nhiªn, trong nhiÒu trêng hîp, do ®Æc ®iÓm vµ yªu cÇu cña d©y chuyÒn c«ng nghÖ, hÖ thèng kho tµng cã thÓ bè trÝ mét phÇn hÖ thèng kho tµng n»m ngay trong khu vùc s¶n xuÊt. V× vËy ngêi thiÕt kÕ cã thÓ bè trÝ mét phÇn hÖ thèng kho tµng n»m ngay trong khu vùc s¶nxuÊt. *Hîp khèi c¸c c«ng tr×nh cã u ®iÓm sau: +¦u ®iÓm: Sè lîng c¸c c«ng tr×nh gi¶m, thuËn lîi cho quy ho¹ch mÆt b»ng. -TiÕt kiÖm ®Êt x©y dùng tõ 10¸30%. -Rót ng¾n m¹ng lãi giao th«ng vËn chuyÓn tõ : 20¸25%. -Gi¶m gi¸ thµnh x©y dùng tõ : 10¸18%. -Rót ng¾n thêi gian x©y dùng tõ : 20¸25%. -N¨ng suÊt lao ®éng t¨ng tõ : 20¸25%. + Nhîc ®iÓm: MÆc dï cã nhiÒu u ®iÓm nhng trong ®iÒu kiÖn x©y dùng ë ViÖt Nam nÕu ¸p dông kh«ng hîp lý sÏ gÆp c¸c nhîc ®iÓm sau: -Kh«ng phï hîp víi c¸c xëng,c¸c c«ng ®o¹n s¶n xuÊt cã ®Æc ®iÓm, tÝnh chÊt s¶n xuÊt kh¸c nhau. -§iÒu kiÖn th«ng tho¸ng chiÕu s¸ng tù nhiªn kÐm. -GÆp nhiÒu khã kh¨n trong viÖc tho¸t níc m¸i. -Trong c¸c ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh, ®Þa chÊt kh«ng thuËn lîi sÏ rÊt tèn kÐm cho chi phÝ san nÒn vµ gia cè nÒn mãng. Bëi vËy, khi thiÕt kÕ cÇn xem xÐt kü c¸c ®iªu kiÖn cña gi¶i ph¸p hîp khèi c¸c c«ng tr×nh ®Ó lùa chän c¸c biÖn ph¸p thiÕt kÕ thÝch hîp. -Bè trÝ kho¶ng c¸ch c¸c c«ng tr×nh hîp lý ®¶m b¶o c¸c quy ph¹m vÒ phßng ho¶, c¸ch ly theo ®iÒu kiÖn vÖ sinh c«ng nghiÖp ®¶m b¶o c¸c ®iÒu kiÖn më réng nhµ m¸y. Trong qu¸ tr×nh nghiªn cøu thiÕt kÕ quy ho¹ch mÆt b»ng nhµ m¸y cÇn lu ý ®Õn yÕu tè ph¸t triÓn më réng nhµ m¸y trong t¬ng lai, trong c¸c trêng hîp sau: -N©ng cao c«ng suÊt cña nhµ m¸y . -Më réng s¶n xuÊt s¶n phÈm míi. -Thay thÕ c¸c m¸y mãc thiÕt bÞ míi. Trong x©y dùng më réng nhµ m¸y cÇn ph¶i tho¶ m·n c¸c ®iÒu kiÖn sau: -Trong qu¸ tr×nh x©y dùng më réng nhµ nhµ m¸y kh«ng ®îc ¶nh hëng ®Õn c¸c c«ng tr×nh hiÖn cã. -Kh«ng ph¸ vì kh«ng gian kiÕn tróc ®· cã mµ ph¶i t¨ng thªm kh¶ n¨ng thÈm mü hoµn chØnh kh«ng gian dù kiÕn. -TuyÖt ®èi kh«ng ¶nh hëng ®Õn d©y chuyÒn s¶n xuÊt ®· cã. -Dù kiÕn c¸c vÞ trÝ khu ®Êt cã thÓ ph¸t triÓn ®Ó khi më réng kh«ng ¶nh hëng ®Õn d©y chuyÒn s¶n xuÊt vµ hÖ thèng giao th«ng cña nhµ m¸y. 4.MÆt b»ng nhµ m¸y: V× d©y chuyÒn s¶n xuÊt cã tÝnh chÊt vµ ®Æc ®iÓm cña s¶n xuÊt gÇn gièng nhau do ®ã thiÕt kÕ mÆt b»ng ph©n xëng s¶n xuÊt theo nguyªn t¾c hîp khèi víi tæng diÖn tÝch lµ : 14010 m2. PhÇn IV TÝNH TO¸N KINH TÕ I.Môc ®Ých: TÝnh to¸n kinh tÕ lµ mét phÇn quan träng trong viÖc thiÕt kÕ ph©n xëng s¶n xuÊt , nh»m gióp cho ngêi thiÕt kÕ hiÓu ®îc ho¹t ®éng cña nhµ m¸y , kÕt qu¶ cña viÖc tÝnh to¸n nã cho phÐp ta quyÕt ®Þnh ®îc nhµ m¸y ®ã cã nªn ho¹t ®éng ®îc kh«ng , cã hiÖu qu¶ kinh tÕ kh«ng . II.Néi dung tÝnh to¸n : 1.TÝnh chi phÝ cè ®Þnh : a.TÝnh vèn ®Çu t x©y dùng chung cña nhµ m¸y ; MÆt b»ng cña nhµ m¸y ®îc thiÕt kÕ n»m trong khu c«ng nghiÖp cña nhµ níc , ®îc chinhs phñ cÊp cho x©y dùng , nªn kh«ng ph¶i chi phÝ cho viÖc mua mÆt b»ng . Chi phÝ ®Ó x©y dùng cho tÊt c¶ c¸c h¹ng môc c«ng tr×nh trong nhµ m¸y lµ: 2.2.106 VN§ / m2 . Tæng diÖn tÝch cÇn x©y dùng cña nhµ m¸y lµ : 3954 m2 . VËy tæng vèn x©y dùng c¸c h¹ng môc c«ng tr×nh trong nhµ m¸y lµ : 3954 x 2,2.106 = 8698,8.106 VN§ . Ngoµi ra cßn chi phÝ cho c¸c c«ng tr×nh kh¸c nh : ®êng giao th«ng , têng rµo , mua c¬ së vËt chÊt bµn ghÕ ,... kho¶ng 8% tæng vèn ®Çu t x©y dùng . Tøc lµ : 0,8 x 8698,8.106 = 695,904.106 VN§ . VËy tæng vèn ®Çu t x©y dùng cho nhµ m¸y lµ : Pxd = 8698,8.106 + 695,904.106 = 9394,7.2106 VN§ . b.Vèn ®Çu t cho thiÕt bÞ , m¸y mãc cña nhµ m¸y : *B¶ng kª khai chi phÝ ®Çu t cho thiÕt bÞ : STT Tªn thiÕt bÞ Sè lîng §¬n gi¸ VN§) Thµnh tiÒn (VN§) 1 ThiÕt bÞ nitro ho¸ 1 200.106 200.106 2 ThiÕt bÞ nitro ho¸ hoµn toµn 1 200.106 200.106 3 ThiÕt bÞ l¾ng 1 150.106 150.106 4 ThiÕt bÞ lµm l¹nh 2 40.106 80.106 5 ThiÕt bÞ röa b»ng Na2CO3 1 150.106 150.106 6 ThiÕt bÞ röa b»ng níc 1 150.106 150.106 7 ThiÕt bÞ ph©n ly 4 75.106 300.106 8 M¸y nÐn 1 50.106 50.106 9 M¸y khoÊy 4 12,5.106 50.106 10 B¬m 13 6.106 80.106 11 Thïng chøa 10 8.106 80.106 12 Thïng lêng 4 8.106 32.106 13 Tæng 1512.106 c.Vèn ®Çu t cho viÖc vËn chuyÓn , l¾p ®Æt thiÕt bÞ : Chi phÝ cho viÖc vËn chuyÓn vµ l¾p ®Æt b»ng 5% gi¸ mua thiÕt bÞ .Khi ®ã ta ®îc : Pvc = 0.15 x1512.106 = 226,8.106 VN§ . Tæng vèn ®Çu t cho thiÕt bÞ lµ: Ptbij = 1512.106 + 226,8.106 = 1738,8.106 VN§ d.Tæng vèn ®Çu t cè ®Þnh lµ : P®t = 9394,7.2106 + 1512.106 + 226,8.106 = 11133,5.106 VN§ . 2.TÝnh chi phÝ vèn lu ®éng : a.Chi phÝ cho viÖc mua nguyªn liÖu : Lîng nguyªn liÖu cÇn dïng trong 1(h) ®Ó s¶n xuÊt ra 4948,962 kg s¶n phÈm nitrobenzen bao gåm : Lîng benzen kü thuËt : 3240,86 kg / h. Lîng hæn hîp melanz¬ : 2882,32 kg / h. Lîng axit sunfuric 96% : 3738,02 kg / h. Lîng Na2CO3 6% : 10088,90 kg / h. Lîng níc : 4950,29kg / h. *B¶ng kª khai chi phÝ nguyªn liÖu cho nhµ m¸y: Tªn nguyªn liÖu khèi lîng (kg/h) §¬n gi¸ (VN§/ kg) Thµnh tiÒn (VN§/n¨m) Hæn hîp melanz¬ 2882,31 1500 35279,6.106 Axit sunfuric 96% 3738,02 1700 51853,8.106 Benzen kü thuËt 3240,86 3900 102439,8.106 Na2CO3 6% 10088,90 1200 98790,5.106 Níc 4950,29 500 20197,2.106 Tæng 308560,9.106 b.Chi phÝ n¨ng lîng cho nhµ m¸y: *§iÖn dïng ®Ó cÊp cho d©y chuyÒn c«ng nghÖ ho¹t ®éng ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau : W1 = K1 x K2 x åNi x Ti ; Kwh . Trong ®ã : W1 : §iÖn n¨ng dïng trong 1 (h) . Ni : C«ng suÊt ®éng c¬ thø i ; Kwh . n : Sè ®éng c¬ . Ti : Thowifg gian swrt dông cña ®éng c¬ = 1 (h). K1 : HÖ sè phô t¶i , thêng lÊy b»ng 0,75 . K2 : HÖ sè tæn thÊt , thêng lÊy b»ng 1,05. STT Tªn thiÕt bÞ n Ni (Kwh) K1 K2 Ti(h) W1 (Kwh) 1 M¸y khoÊy 4 11 0,75 1,05 1 34,65 2 M¸y nÐn 1 20 0,75 1,05 1 15,75 3 ThiÕt bÞ l¾ng 1 1,7 0,75 1,05 1 1,34 4 B¬m HK 4 8,6 0,75 1,05 1 27,09 5 B¬m UT 8 5,4 0,75 1,05 1 34,02 6 B¬ 2X-6113a 1 5,4 0,75 1,05 1 4,25 7 Tæng 19 117,10 *§iÖn dïng th¾p s¸ng trong nhµ m¸y ®îc tÝnh theo c«ng thøc sau : W2 = åPi x Ti ; Kwh . Trong ®ã : W2 : §iÖn dïng trong 1(h). Pi : C«ng suÊt ®éng c¬ thø i ; Kwh . Ti : Thêi gian sö dông th¾p s¸ng = 1 (h) . ` n : Sè bãng ®Ìn . *B¶ng kª khai ®iÖn dïng ®Ó th¾p s¸ng trong nhµ m¸y : STT Tªn c«ng tr×nh Pi (W) n W2 (wh) 1 Nhµ s¶n xuÊt chÝnh 40 48 1920 2 Kho chøa nguyªn liÖu 40 48 1920 3 Kho chøa s¶n phÈm 40 32 1280 4 BÓ chøa níc 40 10 400 5 Khu xö lý khÝ th¶i 40 18 720 6 Khu xö lý níc th¶i 40 18 720 7 Tr¹m c¬ khÝ 40 10 400 8 Tr¹m ®iÖn 40 10 400 9 Nhµ cøu ho¶ 40 6 240 10 Phßng hµnh chÝnh 40 18 720 11 C¨n tin 40 18 720 12 Gara «t« nhá 40 10 400 13 Gara «t« lín 40 10 400 14 Nhµ ®Ó xe ®¹p 40 10 400 15 Phßng b¶o vÖ 40 8 320 16 Nhµ vÖ sinh 40 8 320 17 §êng giao th«ng 100 40 4000 18 T Tæng 16240 Gi¸ ®iÖn dïng trong c«ng nghiÖp lµ : 8500 VN§ / Kwh . Gi¸ ®iÖn dïng cho th¾p s¸ng lµ : 440 VN§ / Kwh . VËy : Chi phÝ ®iÖn n¨ng dïng trong toµn bé nhµ m¸y lµ trong mét giê lµ : P®iÖn = 8500 x 117,1 + 440 x 16,240 = 106640 VN§ / h . §iÖn dïng ®Ó th¾p s¸ng lµ 16 h mét ngµy. Cho nªn tæng lîng ®iÖn dïng trong mét n¨m lµ :106640 x 16 x 340 = 580,12.106 VN§/ n¨m . c.TÝnh tiÒn l¬ng cho c«ng nh©n : *B¶ng tÝnh l¬ng cho c«ng nh©n , c¸n bé lµm viÖc trong nhµ m¸y lµ: STT N¬i lµm viÖc cña c«ng nh©n Sè ngêi lµm viÖc trong mét ngµy Sè tiÒn l¬ng cho mét ngêi (VN§ /th¸ng) Sè tiÒn cho mét n¨m (VN§/n¨m) 1 Gi¸m ®èc 1 2,8.106 33,6.106 2 Phã gi¸m ®èc 2 2,5.106 60,0.106 3 Th ký 2 2.106 48,0.106 4 C¸n bé kü thuËt 2 2,5.106 60,0.106 5 Nhµ s¶n xuÊt chÝnh 21 1,8.106 453,6.106 6 Kho chøa 21 1,8.106 453,6.106 7 Thî c¬ khÝ 6 1,8.106 129,6.106 8 Thî ®iÖn 6 1,8.106 129,6.106 9 Phßng hµnh chÝnh 8 2.106 192,0.106 10 Phßng b¶o vÖ 6 1,5.106 108,6.106 11 DÞch vô b¸n hµng 8 1,8.106 172,8.106 12 Tæng 87 1927,8.106 Ngoµi ra cßn mét sè chi phÝ kh¸c : TiÒn båi dìng cho nh©n viªn trong mét n¨m b»ng 5% tæng tiÒn l¬ng cho c«ng nh©n. Tøc lµ : 0,05 x 1927,8.106 = 96,36.106 VN§ / n¨m. TiÒn b¶o hiÓm cho nh©n viªn lµ : 30000 (VN§/ n¨m) cho mçi ngêi . Tøc lµ : 87 x 30000 = 2,61.106 VN§ / n¨m . VËy tæng chi phÝ tiÒn cho nh©n viªn trong mét n¨m lµ: 1927,8.106 + 96,36.106 + 2,61.106 = 2024,19.106 .106 VN§ /n¨m . 3.TÝnh khÊu hao : Tæng vèn ®Çu t x©y dùng : Pxd = 9394,7.106 VN§ . Tæng ®Çu t cho thiÕt bÞ lµ : PtbÞ = 1738,8.106 VN§ . *TÝnh chi phÝ khÊu hao c¬ b¶n : -Nhµ s¶n xuÊt cã thêi gian khÊu hao lµ 20 n¨m . Do ®ã møc khÊu hao trong mét n¨m cña nhµ s¶n xuÊt lµ : VN§ / n¨m. -ThiÕt bÞ cã thêi gian khÊu hao lµ : 15 n¨m .Do ®ã møc khÊu hao cña thiÕt bÞ trong mét n¨m lµ : VN§/ n¨m . -Møc khÊu hao cho viÖc s÷a ch÷a thiÕt bÞ , cho c«ng tr×nh x©y dùng lÊy b»ng 5% møc khÊu hao c¬ b¶n . Tøc lµ : 0,05 x ( 469,7.106 + 115,92.106 ) = 29,3.106 VN§ / n¨m . VËy tæng møc khÊu hao lµ : 469,7.106 + 115,92.106 + 29,3.106 = 614,92.106 VN§ / n¨m . 4.TÝnh gi¸ thµnh cña s¶n phÈm : N¨ng suÊt cña nhµ m¸y lµ : 45000000 kg/ n¨m . §¬n gi¸ cña s¶n phÈm lµ : 7000 VN§ / kg s¶n phÈm . VËy tæng doanh thu cña nhµ m¸y trong mét n¨m lµ : Psp = 45000000 x 7000 = 315000.106 VN§ / n¨m . 5.TÝnh lîi nhuËn cña nhµ m¸y trong mét n¨m : Tæng vèn lu ®éng cña nhµ m¸y bao gåm : +Chi phÝ mua nguyªn liÖu : 308560,9.106 VN§ / n¨m . +Chi phÝ cho ®iÖn n¨ng : 580,12.106 VN§/ n¨m . +Chi phÝ cho nh©n viªn : 2024,19.106 VN§/ n¨m . +KhÊu hao : 614,92.106 VN§/ n¨m . Suy ra tæng vèn lu ®éng cña nhµ m¸y lµ : Pld =308560,9.106 + 580,12.106 + 2024,19.106 + 614,92.106 = = 311782,9.106 VN§ / n¨m . Lîi nhuËn cña nhµ m¸y tríc thuÕ lµ : L = Psp- Pld =315000.106 +311782.9.106 = 3217,1.106 VN§/ n¨m . ThuÕ cña nhµ níc thu tõ doanh nghiÖp nµy lµ 5% lîi nhuËn cho mçi n¨m .Do VËy nhµ m¸y phai r nép thuÕ cho nhµ níc lµ : 0,05 x 3217,1.106 = 160,1.106 VN§ / n¨m . VËy lîi huËn cña nhµ m¸y sau mçi n¨m lµ : L = 3217,1.106 – 160,1.106 = 3057.106 VN§ / n¨m . Tæng vèn ®Çu t cè ®Þnh 11133,5.106 = = 3.1 (n¨m) Lîi nhuËn + KhÊu hao 3057.106 + 614,92.106 6.TÝnh thêi gian thu håi vèn : NhËn xÐt : VËy sau 3 n¨m vµ 1 th¸ng nhµ m¸y ho¹t ®éng th× thu håi l¹i vèn . XÐt vÒ mÆt kinh tÕ th× dù ¸n nhµ m¸y nµy cã tÝnh kh¶ thi, lµm ¨n cã l·i . Do ®ã nªn x©y dùng nhµ m¸y nµy. PhÇn V An toµn lao ®éng vµ vÖ sinh m«i trêng. I.An toµn lao ®éng : NÒn c«ng nghiÖp ho¸ chÊt nãi chung , ph©n xëng s¶n xuÊt nitrobenzene nãi riªng , rÊt ®éc h¹i cho con ngêi vµ m«i trêng .V× vËy ®Ó ®¶m b¶o an toµn lao ®éng cho con ngêi vµ vÖ sinh cho m«i trêng th× trong s¶n xuÊt ph¶i ®¶m b¶o c¸c qui tr×nh sau ®©y : Trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ ph©n xëng s¶n xuÊt th× kh©u an toµn lao ®éng lµ hÕt søc cÇn thiÕt , nh»m c¶i thiÖn ®iÒu kiÖn lµm viÖc cho c«ng nh©n trong nhµ m¸y V× vËy ngay tõ ®Çu thiÕt kÕ ph¶i bè trÝ cho hîp lÝ , huÊn luyÖn tuyªn truyÒn c¸c qui ®Þnh cho c«ng nh©n hiÓu râ . Nh vËy ®Ó ®¶m b¶o tèt cÇn ph¶i tu©n thñ theo c¸c yªu cÇu sau: 1.Yªu cÇu vÒ phßng ch¸y ch÷a ch¸y : -Thêng xuyªn thùc hiÖn c¸c c«ng t¸c gi¸o dôc ®Õn c«ng nh©n lao ®éng trong ph©n xëng , thùc hiÖn nh÷ng qui ®Þnh chung cña nhµ m¸y , tiÕn hµnh kiÓm tra ®iÞnh k× , thùc hiÖn c¸c thao t¸c an toµn lao ®éng trong s¶n xuÊt . -Khi thiÕt kÕ ph¶i bè trÝ c¸c h¹ng môc c«ng tr×nh theo ®óng qui ®Þnh , hîp lÝ theo h¬ng giã t¹i ®Þa ®iÓm x©y dùng . -C¸c thiÕt bÞ ph¶i ®¶m b¶o an toµn ch¸y næ tuyÖt ®èi , khong cho c¸c hiÖn tîng rß rØ khÝ snar phÈm hay nguyªn liÖu ra ngoµi , khi thÕt kÕ cÇn chän nhøng nguyªn liÖu cã kh¶ n¨ng chèng ch¸y næ cao ®Ó thay thÕ cho nh÷ng lo¹i nguyªn liÖu cã khö n¨ng ch¸y næ lín . -Ph¶i cã hÖ thèng tù ®éng ho¸ an toan lao ®éng vµ b¸o ®éng kÞp thêi khi co ch¸y næ x¶y ra . -Bè trÝ c¸c m¸y mãc thiÕt bÞ tho¸ng , c¸c ®êng èng trong nhµ m¸y ph¶i ®¶m b¶o , h¹n chÕ c¸c ®êng èng chång chÐo lªn nhau . -Kho , bÓ chøa s¶n phÈm vµ nguyªn liÖu ph¶i ®îc bao che , tranh xa nguån löa, ®iÖn . -Bè trÝ c¸c thiÕt bÞ dÓ ch¸y , næ ra xa nguån ®iÖn, löa, tia löa ®iÖn. -VËn hµnh c¸c thiÕt bÞ ph¶i theo ®óng c¸c thao t¸c kü thuËt , khi lµm viÖc ph¶i tu©n theo c¸c thao t¸c chÆt chÏ . -Trong trêng hîp muèch s÷a ch÷a c¸c thiÕt bÞ cã chøa khÝ dÓ ch¸y næ , ph¶i dïng khÝ tr¬ thæi ra khái thiÕt bÞ , sau ®ã míi ®îc s÷a ch÷a . -Gi¶m thÊp nång ®é c¸c chÊt dÓ ch¸y næ ®Õn møc cÇn thiÕt trong khu s¶n xuÊt . -Trong nhµ m¸y ph¶i cã ®éi ngò phßng, ch¸y ch÷a ch¸y thêng trùc 24/24h trong ngµy , lu«n s¼n sµn , bè trÝ ®Çy ®ñ trang thiÕt bÞ phßng ch¸y , ch÷a ch¸y hiÖn ®¹i , ®¸p øng ®îc yªu cÇu cho viÖc cøu ch÷a . -Trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ph¶i ®¶m b¶o c¸c thiÕt bÞ ¸p lùc lín , hÖ thèng ®iÖn ph¶i ®îc thiÕt kÕ an toµn nhÊt , ph¶i cã thiÕt bÞ b¶o hiÓm , che ch¾n . -Ph¶i trang bÞ quÇn , ¸o phßng hé lao ®éng cho c«ng nh©n lµm viÖc. 2.Trang bÞ phßng hé lao ®éng : Nh÷ng c«ng nh©n lµm viÖc trong nhµ m¸y ph¶i ®îc gi¸o dôc thêng xuyªn vÒ néi qui an toµn lao ®éng , thùc hiÖn tèt c¸c thao t¸c trong khi lµm viÖc , ®óng kü thuËt . -Trong nhµ m¸y ph¶i tuyÖt ®èi kh«ng dïng löa, tr¸nh c¸c va ch¹m cÇn thiÕt ®Ó g©y ra tia löa ®iÖn , trong söa ch÷a ph¶i tr¸nh dïng nguån ®iÖn cao ¸p. -Trong c«ng t¸c b¶o qu¶n c¸c kho, bÓ chøa ph¶i tr¸nh hót thuèc, ph¶i trang bÞ khÈu trang, quÇn , ¸o, … hîp lý . -Ph¶i kiÓm tra søc khoÎ ®Þnh kú cho c«ng nh©n , ph¸t hiÖn nh÷ng bÖnh phæ biÕn ®Ó phßng tr¸nh , ®¶m b¶o chÕ ®é lao ®éng cho c«ng nh©n theo qui ®Þnh cña nhµ níc . II. VÖ sinh m«i trêng : MÆt b»ng nhµ m¸y ph¶i chän t¬ng ®èi b»ng ph¼ng cã hÖ th«ng tho¸t níc vµ xö lý níc th¶i tèt . §Æt nhµ m¸y c¸ch ly khu d©n c mét kho¶ng c¸ch an toµn , cuèi híng giã ph¶i trång nhiÒu c©y xanh xung quanh nhµ m¸y ®Ó t¹o m«i trêng tèt h¬n . Khi thiÕt kÕ nhµ m¸y ph¶i tu©n thñ theo qui ®Þnh trong x©y dùng , ph¶i ®¶m b¶o th«ng giã , chiÕu s¸ng , tho¸t khÝ cho c«ng nh©n lµm viÖc . 1.Xö lý khÝ th¶i : C¸c nhµ m¸y , xÝ nghiÖp th× m«i trêng kh«ng khÝ trong s¶n xuÊt cã ¶nh hëng lín ®Õn søc khoÎ cña con ngêi lµm viÖc .V× vËy chóng ta lu«n lu«n t¹o ®iÒu kiÖn m«i trêng tèt trong nhµ m¸y .Gi¶i quyÕt ®îc ®iÒu kiÖn vÖ sinh ®ã kh«ng chØ gi¶m bít ®îc c¸c bÖnh nghÒ nghiÖp cho c«ng nh©n mµ cßn t¹o ®îc ®iÒu kiÖn lµm vieec tèt cho c«ng nh©n lµm viÖc tõ ®ã n©ng cao n¨ng suÊt cña c«ng viÖc . C¸c chÊt ®éc h¹i ®èi víi søc khoÎ cña con ngêi cßn mang tªn lµ ®éc tè con ngêi trong ®ã kÓ c¶ bôi ®éc . C¸c chÊt ®îc coi lµ ®éc h¹i nªu nh mét sè lîng lín r¬i vµo c¬ thÓ cña con ngêi , khi ®ã ngêi sÏ bÞ nhiÔm ®éc vµ bÖnh tËt .Sù nhiÔm ®éc ®ã cã thÓ ngay tøc kh¾c hoÆc sau mét thêi gian . Trong ®iÒu kiÖn s¶n xuÊt ®éc tè cã thÓ th©m nhËp vµo c¬ thÓ con ngêi vµo c¬ quan h« hÊp , qua da vµ qua con ®êng ¨n uèng . C¸c chÊt bôi ®îc t¸ch ra bay vµo kh«ng khÝ cña c¸c phßng s¶n xuÊt do thùc hiÖn c¸c qu¸ tr×nh c«ng nghÖ kh¸c nhau . Dùa vµo t¸c h¹i cña bôi cña c¬ thÓ con ngêi mµ ngêi ta chia lµm hai lo¹i bôi ®éc vµ bui kh«ng ®éc . Khi con ngêi gÆp ph¶i th× dÓ m¾c bÖnh nghÒ nghiÖp , bÖnh cÊp tÝnh , .… V× vËy ph¶i hÕt søc cÈn thËn trong khi lµm viÖc . §Ó ng¨n chÆn h¬i , khÝ , bôi ®éc h¹i th× trong c«ng nghiÖp s¶n xuÊt ngêi ta thêng bè trÝ thiÕt bÞ ®éc h¹i ra xa khu vùc ®«ng ngêi, ®ång thêi cã hÖ th«ng th«ng giã nhÊt ®Þnh . Chñ yÕu ngêi ta dïng c¸c c«ng nghÖ xö lý khÝ nh : hÊp thô ,hÊp phô, trung hoµ , läc, hót , … 2. Xö lý níc th¶i : Níc th¶i thêng chøa c¸c hîp chÊt c¬ häc kh¸c nhau .V× vËy môc ®Ých xö lý níc th¶i lµ khö c¸c t¹p chÊt ®ã sao cho níc sau khi xö lý ®¹t yªu cÇu th¶i ra m«i trêng . C¸c qu¸ tr×nh xö lý níc th¶i ®îc chia thµnh c¸c c«ng ®o¹n xö lý nh sau : cÊp I, cÊp II, cÊp III . +Xö lý cÊp I : Gåm c¸c qu¸ tr×nh xö lý s¬ bé vµ l¾ng , b¾t ®©ï tõ song ch¾n sau ®ã ®Õn xö lý cÊp I . C«ng ®o¹n nµy cã nhiªm vô khö c¸c vËt r¾n næi cã kÝch thíc lín vµ c¸c t¹p chÊt cã kÝch thíc lín ra khái níc th¶i ®Ó b¶o vÖ b¬m vµ ®êng èng . +Xö lý cÊp II : Gåm c¸c qu¸ tr×nh sinh häc , ho¸ häc cã t¸c dông khö hÇu hÕt c¸c t¹p chÊt h÷u c¬ hoµ tan cã thÓ ph©n huû b»ng con ®êng sinh häc nh : ho¹t ho¸ bïn , läc sinh häc hay oxy ho¸ sinh häc trong c¸c ao hå vµ phÈm huû , yÕm khÝ ,… +X lý cÊp III : Thêng gåm c¸c qu¸ tr×nh : Vi läc , kÕt tña ho¸ häc vµ ®«ng tô , hÊp thô b»ng than ho¹t tÝnh , zeolic, trao ®æi cation , them thÊu ngîc, ®iÖn thÊm tÝch , c¸c qu¸ tr×nh khö c¸c chÊt dinh dìng , clo ho¸ , ozon ho¸ , … PHÇN VI Tù §éNG HO¸ TRONG D¢Y CHUYÒN S¶N XUÊT 1-Muïc ñích vaø yù nghóa. M« h×nh tù ®éng hãa trong d©y chuyÒn c«ng nghÖ lµ qu¸ tr×nh sö dông c¸c dông cô, c¸c thiÕt bÞ m¸y mãc tù ®éng ®iÒu khiÓn sù ho¹t ®éng cña c¸c bé phËn trong d©y chuyÒn c«ng nghÖ theo ®óng yªu cÇu ®· ®îc t¹o dùng theo chÕ ®é c«ng nghÖ cña d©y chuyÒn ®ã. Môc ®Ých cña viÖc ®a hÖ thèng m« h×nh ®iÒu khiÓn tù ®éng ho¸ nµy vµo trong d©y chuyÒn c«ng nghÖ lµ nh»m lµm cho c¸c m¸y mãc thiÕt bÞ ho¹t ®éng theo chÕ ®é tèi u nhÊt, mét c¸ch chÝnh x¸c nhÊt, tr¸nh ®îc sù cè x¶y ra trong thao t¸c ®iÒu khiÓn, bé phËn nµy tù ®éng b¸o ®éng khi cã sù cè x¶y ra. MÆt kh¸c, nhê sù c«ng dông hÖ thèng tù ®éng ho¸ nµy vµo trong d©y chuyÒn c«ng nghÖ cho phÐp tr¸nh sù nhÇm lÉn, gi¶m sè lîng c«ng nh©n lµm viÖc trong nhµ m¸y, ®ång thêi t¨ng n¨ng suÊt lao ®éng. Nhê hÖ thèng tù ®éng ho¸ mµ trong d©y chuyÒn c«ng nghÖ cã nh÷ng n¬i sinh khÝ ®éc h¹i hay dÔ g©y ch¸y næ… lµm cho c«ng nh©n kh«ng thÓ ®iÒu khiÓn trùc tiÕp ®îc, khi ®ã sö dông hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng sÏ ®¶m b¶o tÝnh m¹ng cho c«ng nh©n . Nh vËy, viÖc ¸p dông hÖ thèng m« h×nh ®iÒu khiÓn tù ®éng trong d©y chuyÒn c«ng nghÖ kh«ng chØ lµ mét vÊn ®Ò cÇn thiÕt mµ cßn cã tÝnh b¾t buéc ®èi víi c«ng nghÖ. §èi víi d©y chuyÒn c«ng nghÖ s¶n xuÊt nitrobenzen th× khèng chÕ ®iÒu kiÖn c«ng nghÖ cho thÝch hîp nh: §o nång ®é nhiÖt ®é lu lîng cña c¸c dung dÞch axit còng nh nguyªn liÖu tríc khi cho vµo thiÕt bÞ trén, ®o lu lîng dßng láng, dßng khÝ, nhiÖt ®é, lu lîng trong toµn bé d©y chuyÒn. Do vËy ph¶i l¾p ®Æt hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng lµ rÊt cÇn thiÕt vµ b¾t buéc ph¶i cã trong d©y chuyÒn. t0 + Duïng cuï ño nhieät ñoä : + Duïng cuï ño aùp suaát : +Duïng cuï ño löu löôïng : TI TT Pcz +Duïng cuï ño nhieät ñoä hieån thò taïi trung taâm ñieàu khieån +Duïng cuï ño nhieät ñoä truyeàn xa taïi trung taâm ñieàu khieån +Thieát bò ño aùp suaát töï ñoäng ñieàu chænh (van an toaøn) LRA PIR Boä ñieàu chænh möùc chaát loûng töï ghi coù baùo ñoäng khí cuï laép taïi trung taâm ñieàu khieån. Boä ñieàu chænh aùp suaát töï ghi vaø hieån thò, khí cuï laép taïi trung taâm ñieàu khieån. HÖ thèng tù ®éng ®iÒu chØnh bao gåm ®èi tîng ®iÒu chØnh (§T) vµ bé ®iÒu chØnh (B§C) . Bé ®iÒu chØnh cã thÓ bao gåm : bé c¶m biÕn vµ bé khuÕch ®¹i. Bé c¶m biÕn dïng ®Ó ph¶n ¸nh sù sai lÖch c¸c th«ng sè ®iÒu chØnh so víi gi¸ trÞ cho tríc vµ biÕn ®æi thµnh tÝn hiÖu. Bé khuÕch ®¹i lµm nhiÖm vô khuÕch ®¹i tÝn hiÖu cña bé c¶m biÕn ®Õn gi¸ trÞ cã thÓ ®iÒu chØnh c¬ quan ®iÒu khiÓn (CQ§K), c¬ quan nµy t¸c ®éng lªn ®èi tîng nh»m xo¸ ®i ®é sai lÖch cña c¸c th«ng sè ®iÒu chØnh. M¹ch ®iÒu chØnh ®îc khÐp kÝn nhê quan hÖ ngîc tö ®èi tîng ®Õn bé ®iÒu chØnh. Quan hÖ nµy ®îc gäi lµ håi tiÕp chÝnh. 2.Mét sè d¹ng tù ®éng: a. Tù ®éng kiÓm tra vµ tù ®éng b¶o vÖ: Tù ®éng kiÓm tra c¸c th«ng sè c«ng nghÖ ( nhiÖt ®é, ¸p suÊt, lu lîng, nång ®é, …) kiÓm tra c¸c th«ng sè c«ng nghÖ ®ã cã thay ®æi hay kh«ng? NÕu cã th× c¶nh b¸o chØ thÞ ghi l¹i gi¸ trÞ thay ®æi ®ã. BiÓu diÔn s¬ ®å tù ®éng kiÓm tra vµ tù ®éng ®iÒu chØnh nh sau: 1. §èi tîng ®iÒu chØnh. 2. C¶m biÕn ®èi tîng. Bé khuÕch ®¹i. Nguån cung cÊp n¨ng lîng. C¬ cÊu chÊp hµnh. 5.1. C¶nh b¸o. 5.2. ChØ thÞ b»ng kim lo¹i hoÆc b»ng sè. 5.3. Ghi l¹i sù thay ®æi. 5.4. Ph©n lo¹i. b. D¹ng tù ®éng ®iÒu khiÓn: S¬ ®å cÊu tróc: §èi tîng ®iÒu chØnh. C¶m biÕn ®èi tîng. Bé khuÕch ®¹i. Nguån cung cÊp n¨ng lîng. Bé ®Æc cho phÐp ta ®Æc tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn, nã lµ mét tæ chøc c¸c t¸c ®éng cã ®Þnh híng ®iÒu khiÓn tù ®éng. c. D¹ng tù ®éng ®iÒu chØnh: S¬ ®å cÊu tróc: §èi tîng ®iÒu chØnh. C¶m biÕn ®èi tîng. Bé khuÕch ®¹i. Nguån cung cÊp n¨ng lîng. Bé ®Æc. Bé so s¸nh. C¬ cÊu chÊp hµnh. 3.CÊu t¹o cña mét sè thiÕt bÞ tù ®éng: Bé c¶m biÕn ¸p suÊt: Trong c¸c bé ®iÒu chØnh thêng sö dông bé c¶m øng ¸p suÊt kiÓu mµng, hép xÕp, piston, èng cong ®µn håi,…ViÖc chän bé c¶m øng ¸p suÊt phô thuéc vµo viÖc c¶m øng ®iÒu chØnh vµ ®é chÝnh x¸c theo yªu cÇu. Bé c¶m øng suÊt kiÓu mµng ; Bé c¶m øng kiÓu hép xÕp Bé c¶m øng nhiÖt ®é : Ho¹t ®éng cña bé c¶m øng nhiÖt ®é dùa trªn nguyªn lý gi·n në nhiÖt, mèi quan hÖ gi÷a nhiÖt ®é cña chÊt khÝ vµ ¸p suÊt h¬i b·o hoµ cña nã trong hÖ kÝn dùa trªn nguyªn lý nhiÖt ®iÖn trë. c.Bé c¶m øng møc ®o chÊt láng: Møc c¸c chÊt láng cã thÓ ®o ®îc b»ng nhiÒu c¸ch kh¸c nhau nhng ph¬ng ph¸p ®¬n gi¶n vµ cã ®é chÝnh x¸c cao lµ ®o b»ng phao. d.Boä caûm bieán löu löôïng : Boä caûm bieán löu löôïng ñöôïc xaây döïng treân söï phuï thuoäc vaøo bieåu thöùc sau: Q = f.V F : Dieän tích cuûa ñöôøng oáng daãn. V: Toác ñoä chaát loûng chaûy trong oáng daãn theo ñònh luaät Becnuli Vôùi S: Tyû troïng cuûa chaát loûng DP: Ñoä cheânh leäch aùp suaát chaát loûng Neáu tyû troïng khoâng ñoåi thì löu löôïng theå tích phuï thuoäc vaøo hai thoâng soá laø tieát dieän f vaø ñoä cheânh leäch aùp suaát DP Ta coù hai caùch ño löu löôïng: + Khi tieát dieän khoâng ñoåi ño löu löôïng baèng ñoä cheânh leäch aùp suaát tröôùc vaø sau thieát bò coù oáng heïp. + Khi ñoä cheânh leäch aùp suaát khoâng ñoåi ño ñieän tích tieát dieän cuûa oáng daãn xaùc ñònh ñöôïc löu löôïng cuûa doøng chaûy. kÕt luËn Sau kho¶ng thêi gian gÇn 4 th¸ng nghiªn cøu ®Ò tµi : ‘ThiÕt kÕ ph©n xëng s¶n xuÊt nitrobenzen víi n¨ng suÊt 45000 tÊn / n¨m ‘.Tõ sù næ lùc lµm viÖc cña b¶n th©n , víi sù híng dÉn tËn t×nh cña thÇy gi¸o GS.TS §µo V¨n Têng , cïng víi c¸c thÇy c« gi¸o trong bé m«n c«ng nghÖ H÷u C¬ -Ho¸ DÇu cña trêng §HBK Hµ Néi , ®Õn nay em ®· hoµn thµnh b¶n ®å ¸n ®óng thêi gian quy ®Þnh . Qua b¶n ®å ¸n nµy ®· gióp cho em hiÓu ®îc c¬ b¶n vÒ qu¸ tr×nh thiÕt kÕ mét ph©n xëng s¶n xuÊt ho¸ chÊt ë quy m« c«ng nghiÖp , phÇn nµo biÕt ¸p dông kÕt qu¶ lý thuyÕt vµo trong thùc tÕ s¶n xuÊt, cô thÓ nh sau : -PhÇn tæng quan lý thuyÕt : N¾m ®îc tÝnh chÊt cña nguyªn liÖu vµ s¶n phÈm , còng nh øng dông cña nã trong thùc tÕ s¶n xuÊt . HiÓu ®îc c¬ chÕ , ®éng häc , c¸c th«ng sè c«ng nghÖ nh : nhiÖt ®é , ¸p suÊt , nång ®é , thêi gian lu, … cña qu¸ tr×nh ph¶n øng . BiÕt c¸ch so s¸nh c¸c chØ tiªu kü thuËt cña qu¸ tr×nh ph¶n øng , tõ ®ã lùa chän c«ng nghÖ thÝch hîp nhÊt , nh»m ®em l¹i n¨ng suÊt vµ chÊt lîng s¶n phÈm cao, gi¸ thµnh rÎ , kinh tÕ nhÊt . -PhÇn tÝnh to¸n c«ng nghÖ : BiÕt c¸ch tÝnh to¸n c©n b»ng vËt chÊt ,c©n b»ng nhiÖt lîng cña d©y chuyÒn s¶n xuÊt, tÝnh ®êngkÝnh, chiÒu cao,bÝch, bÒ dµy , ch©n ®ì, chän vËt liÖu lµm thiÕt bÞ ,… -PhÇn x©y dùng : N¾m ®îc c¸ch chän ®Þa ®iÓm x©y dùng nhµ m¸y , hiÓu ®îc c¬ b¶n vÒ sù bè trÝ c¸c h¹ng môc c«ng tr×nh trong toµn bé nhµ m¸y theo híng giã nhÊt ®Þnh , bè trÝ c¸c thiÕt bÞ trong ph©n xëng s¶n xuÊt , trªn c¬ së ®ã thiÕt kÕ tæng thÓ mÆt b»ng ®Ó x©y dùng nhµ m¸y s¶n xuÊt . -PhÇn tÝnh to¸n kinh tÕ : HiÓu ®îc c¬ b¶n vÒ sù tÝnh to¸n c¸c chi phÝ còng nh doanh thu trong toµn bé nhµ m¸y , tõ ®ã xÐt tÝnh hiÖu qu¶ kinh tÕ cña mét nhµ m¸y . -PhÇn an toµn lao ®éng vµ vÖ sinh m«i trêng :NhËn biÕt ®îc møc ®é ®éc h¹i cña khÝ th¶i ®èi víi ngêi vµ m«i trêng, ®Ó tõ ®ã ph©n bè vÞ trÝ lµm viÖc cña con ngêi vµ thiÕt bÞ phßng chèng mét c¸ch cã hiÖu qu¶ nhÊt , nh»m ®em l¹i sù trong s¹ch cho m«i trêng vµ con ngêi . Tuy nhiªn , do kh¶ n¨ng cña b¶n th©n , thêi gian , tµi liÖu cßn h¹n chÕ vµ lÇn ®Çu tiªn ®îc nhËn nhiÖm vô thiÕt kÕ ph©n xëng s¶n xuÊt ë quy m« c«ng nghiÖp , nªn ch¾c ch¾n cßn nhiÒu thiÕu sãt , em rÊt mong quý thÇy c« gi¸o t¹o ®iÒu kiÖn , gióp ®ì cho em , ®Ó em ®îc hiÓu h¬n . TAØI LIEÄU THAM KHAÛO 1. Taäp theå: Vaên ñình Ñeä, Trònh Thanh Ñoan, Döông Vaên Tueä, Nguyeãn Thò Minh Nguyeät, Nguyeãn Ñaêng Quang, Nguyeãn Thò Thanh , Hoaøng Troïng Yeâm. Hoaù Hoïc Höõu Cô NXB KH & KT . 2002.Taäp 3. 2.NguyÔn ThÞ Thanh . Hoùa höõu cô. Taäp 2 . Hôïp chaát höõu cô maïch voøng. Nhaø xuaát baûn Giaùo Duïc. 1998. 3. Nguyeãn Minh Chaâu. Hoùa höõu cô. Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Qui Nhôn. 1995 4. Leâ Maäu Quyeàn. Hoùa hoïc voâ cô. Nhaø xuaát baûn Khoa Hoïc vaø Kyõ Thuaät. 2000. 5. Hoaøng Nhaâm. Hoùa hoïc voâ cô. Taäp 2. Nhaø xuaát baûn Giaùo Duïc. 2001. 6. Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Haø Noäi. Boä moân toång hôïp höõu cô. Kyõ thuaät toång hôïp caùc chaát höõu cô trung gian. 1974. 7. Nguyeãn Thaïc Caùt (Chuû Bieân), Hoaøng Minh Chaâu, Ñoã Taát Hieån, Nguyeãn Quoác Tín. Töø ñieån hoùa hoïc phoå thoâng. Nhaø xuaát baûn Giaùo Duïc. 2002. 8. Vuõ Theá Trí. Toång hôïp caùc chaát trung gian. §¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi . 1974. 9. Phan Minh T©n . Toång hôïp höõu cô vaø hoaù daàu. T2. Tröôøng ÑHBK TPHCM. NXB Ñaïi hoïc Quoác Gia TP HCM. 2001. 10.Traàn Xoa, Nguyeãn Troïng Khuoâng, Hoà Leâ Vieân. Soå tay quaù trình vaø thieát bò coâng ngheä hoùa chaát. Taäp 1. Nhaø xuaát baûn Khoa Hoïc vaø Kyõ Thuaät. 1992. 11.TrÇn C«ng Khanh ThiÕt bÞ ph¶n øng tæng hîp c¸c hîp chÊt h÷u c¬ . NXB KH & KT n¨m 1986 . 12.Ullman’s encyclopedia of industrial chemistry. Vol A17, A3. 13.Tadeu S .Z.Urbanski . Nitro compound . 1964. 14.Carl . R . Noler .Chemistry of organic compound . 1957. 15.TËp thÓ : NguyÔn Bin , §ç V¨n §µi , Lª V¨n D¬ng , Long Thanh Hïng , §inh V¨n Huúnh , NguyÔn Träng Khu«ng , Phan V¨n Th¬m , Ph¹m Xu©n To¶n , TrÇn Xoa . Sæ tay qu¸ tr×nh vµ thiÕt bÞ c«ng nghÖ ho¸ chÊt . TËp 1. NXB KH & KT . Hµ Néi 1991. 16.TËp thÓ : NguyÔn Bin , §ç V¨n §µi , Lª V¨n D¬ng , Long Thanh Hïng , §inh V¨n Huúnh , NguyÔn Träng Khu«ng Phan V¨n Th¬m , Ph¹m Xu©n To¶n , TrÇn Xoa . Sæ tay qu¸ tr×nh vµ thiÕt bÞ c«ng nghÖ ho¸ chÊt . TËp 2. NXB KH & KT . Hµ Néi 1999. 17.NguyÔn Bin.TÝnh to¸n c¸c qu¸ tr×nh c«ng nghÖ ho¸ chÊt vµ thùc phÈm . NXB KH & KT . Hµ Néi 1998 . 18.Ph¹m Xu©n To¶n C¸c qu¸ tr×nh vµ thiÕt bÞ trong c«ng nghÖ ho¸ chÊt vµ thùc phÈm . TËp 3 .NXB KH & KT . Hµ Néi 2003 . 19.PGS.TS Ng« B×nh ,TS Phïng Ngäc Th¹ch , NguyÔn Minh HËu, Phan §×nh TÝnh . C¬ së x©y dùng nhµ c«ng nghiÖp . §¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi Bé m«n x©y dùng c«ng nghiÖp . Hµ Néi 1997 . 20.Kinh tÕ c«ng nghiÖp ho¸ chÊt . §¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi . 1971. 21.Híng dÉn thiÕt kÕ tèt nghiÖp phÇn kinh tÕ .§HBK Hµ Néi . 1973 . 22.KhuÊt Minh TuÊn . Bµi gi¶ng an toµn lao ®éng vÖ sinh m«i trêng . 23.Bé m«n m¸y ho¸ .Trêng §HBK Hµ Néi ThiÕt bÞ ho¸ chÊt , 1989 . 24.C¬ së kü thuËt an toµn lao ®éng vµ phßng ch¸y ch÷a ch¸y trong c¸c nhµ m¸y ho¸ chÊt . ._.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

BK0665.DOC