Получение гербицида Фуроре

  • Вид работы:
    Дипломная (ВКР)
  • Предмет:
    Химия
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    116,80 kb
  • Опубликовано:
    2012-01-13
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Получение гербицида Фуроре

Курсовая работа

Получение гербицида Фуроре

Содержание

Введение

. Общие сведения

.2 Механизм действия пестицидов

.3 Влияние на человека

. Почвенные гербициды

. Общие сведения о Фуроре-Супер

. Свойства Фуроре-Супер

. Производство гербицида

. Производство нитробензола непрерывным способом

. Материальный баланс

. Расчет аппарата

. Поверочный тепловой расчет

. Гидравлический расчет

. Механизм действия гербицидов на сорные растения

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Пестицидами называют широкий класс элементов органического и неорганического происхождения, которые помогают бороться с вредными для агрокультуры организмами и растениями путём распыления различных химических смесей над полями и садами. Основные виды пестицидов - гербициды <#"525883.files/image001.gif">

Прежде чем взаимодействовать с (2-окипарафенолят натрия)6-хлорбензоксазолом, необходимо его получить. А для этого используют ряд стадий. На первой стадии получаем нитробензол, взаимодействием бензола с натриевой смесью.


На второй стадии получаем анилин, восстанавливая нитробензол


На третий стадии получаем 2-хлоранилин, взаимодействуя хлором, при наличие катализатора FeCl3

На четвертой стадии получаем 2-гидроксианилин, действуя щелочью


На пятой стадии получаем 2-оксибензоксазол, взаимодействием 2-гидроксианилина с фосгеном.


На шестой стадии получают 2,6-дихлорбензоксазол, взаимодействуя хлором, при наличии катализатора AlCl3


На следующей стадии получаем (2-оксипарафенолят натрия)6-хлорбензоксазол, взаимодействуя с динатриевым соединением


Динатриевое соединение получают из следующих стадий:

На первой стадии получаем бензсульфокислоту, взаимодействуя бензола с серной кислотой.

На второй получаем фенол из бензосульфокислоты в водном растворе


На третий стадии получаем 4-хлорфенол, хлорируя фенол в присутствии AlCl3


На четвертой стадии получаем 1,4-дигидроксибензол, действием щелочи


На пятой стадии получаем динатриевое соединение, взаимодействуя с алкоголятом натрия


Этиловый эфир 2-хлорпропионовая кислота получают по нескольким стадиям. На первой стадии получаем 2-хлорпропионовую кислоту

На второй стадии получаем этиловый эфир 2-хлорпропионовую кислоту, взаимодействуя этиловым спиртом


Затем стадия фасовки продукта.

6. Производство нитробензола непрерывным способом



Нитратор представляет собой стальной аппарат с рубашкой и двумя охлаждающими змеевиками. Он снабжен двумя мешалками - турбинной и пропеллерной, посаженными на один вал. Верхняя мешалка служит для интенсивного смешенного подаваемых на нее из мерников бензола, нитросмеси и отработанной кислоты. Нижняя мешалка (пропеллерная) работает как осевой насос. Подача бензола и нитросмеси автоматически регулируется по заданному соотношению, а количество отработанной кислоты - по температуре в реакторе, которая поддерживается на уровне 50-60 С. Реактор работает в режиме полного смешения. Из нитратора реакционная масса подается в спиральные теплообменники, где охлаждается до 25 - 30 С. Из холодильника реакционного масса поступает в отстойник непрерывного действия, где происходит разделение нитробензола и отработанной кислоты. Так как разность плотностей нитробензола и отработанной кислоты велика, расслаивание происходит быстро. Перед утилизации этой кислоты из нее экстрагируют нитробензол. Экстракцию ведут бензолом, который частично нитруется азотной кислотой, содержащихся в отработанной серной кислоте. Бензол со следами нитробензола подается в емкость, а оттуда в нитратор. А отработанную кислоту отправляют на денитрацию.

7. Материальный баланс

Материальный баланс рассчитан на схему, производительность которой составляет 10000 тонн бисбензоксазола в год. Расчет материального баланса приведен в таблице.

Стадия получения нитробензола

Приход


М, кг/моль

кг/ч

моль/ч

%масс.

Бензол

78

0,68

0,087

20

Азотная кислота

63

0,544

0,086

16

Серная кислота

98

1,62

0,017

47,7

Вода

18

0,5549

0,031

16,33

Сумма


3,4


100

Расход


Нитробензол

123

0,39

0,0032

11,47

Серная кислота

98

1,62

0,017

47,65

Вода

18

0,61

0,034

17,9

Азотная кислота

63

0,34

0,0054

10

Динитробензол

168

0,079

0,00047

2,32

Бензол

78

0,37

0,0047

10,88

Сумма


3,4


100


Теоретический выход нитробензола m=5919,496*123/78=9334,6кг/год

Фактический выход нитробензола m=0,37*9334,6=3453,8кг/год

Из справочника: конверсия бензола=40%; концентрация бензола=99%масс; состав нитрующей смеси, %масс: азотная кислота =20; серная кислота = 59,6; вода = 20,4. Массовое соотношение бензол: нитрующая смесь=1:4. Потери бензола = 4%масс. Динитробензол =2%масс.

. Мтех (C6Н6)=5919,496 /365/24=0,68кг/ч

. Мчист. (С6Н6)=0,68*0,99=0,67кг/ч

Mприм (С6Н6)=0,68-0,67=0,01кг/ч

. Потери бензола 4%масс.

Мп (С6Н6)=0,67*0,04=0,0268кг/ч

М (С6Н6)=0,67-0,0268 =0,64кг/ч

V (С6Н6)=0,64/78=0,008кмоль/ч

. Получение в целевой реакции нитробензола

V(С6Н5NO2)=Vпрор (С6Н6)

Vпрор (С6Н6)=0,008*0,4==0,0032кмоль/ч

Мпрор (С6Н6)=0,0032*78=0,25кг/ч

М (С6Н5NO2)=0,0032*123=0,39кг/ч

. Количество динитробензола, 2%масс.

М (С6Н5(NO2)2)=0,39*0,02=0,079кг/ч

V (С6Н5(NO2)2)=0,079/168=0,0000469кмоль/ч

. Количество прореагировавшего нитробензола

Vпрор (С6Н5NO2)=V(С6Н5(NO2)2)=0,0000469кмоль/ч

Vост (С6Н5NO2)=V(С6Н5NO2)-Vпрор(С6Н5NO2)

Vост (С6Н5NO2)=0,0032-0,0000469=0,00315кмоль/ч

Мост (С6Н5NO2)=0,00315*123=0,39кг/ч

. Не прореагировавший бензол

V (С6Н6)=V(С6Н6)-Vпрор(С6Н6)

V (С6Н6)=0,008-0,0032=0,0048кмоль/ч

М (С6Н6)=0,0048*78=0,3744кг/ч

. Общая количество нитрующей смеси

Мсмеси=4*Мтех (НNO3)=4*0,68=2,72кг/ч

. Нитрующая смесь

Мвсего (НNO3)=Мсмеси*0,2=2,72*0,2=0,544кг/ч

Vвсего (НNO3)=0,544/63=0,0086кмоль/ч

М (Н2SO4)=Мсмеси*0,596=2,72*0,596=1,62кг/ч

Vвсего (Н2SO4)=1,62/98=0,0165кмоль/ч

М (Н2О)=2,72*0,204=0,5549кг/ч

V (Н2О)=0,5549/18=0,031кмоль/ч

. Количество прореагировавшей азотной кислоты

V0 (НNO3)=Vпрор.цел (НNO3)+Vпобоч. (НNO3)

V0 (НNO3)=0,0032+0,0000469=0,00325кмоль/ч

. Количество не прореагировавшей азотная кислота

Мост (НТЩ3)=М (НТЩ3)-М0 (НТЩ3)

Vост (НNO3)=0,0086-0,00325=0,0054кмоль/ч

Мост (НNO3)=0,0054*63=0,34кг/ч

. Количество образовавшей воды

V (Н2О(1))=V (С6Н5NO2)=0,0032кмоль/ч

V (Н2O(2))=V (С6Н5NO2)=0,0000469кмоль/ч

М (Н2O(1))=0,0032*18=0,0576кг/ч

М (Н2O(2))=0,0000469*18=0,00084кг/ч

Стадия получения анилин

Приход


М, кг/моль

кг/год

моль/год

%масс.

Нитробензол

123

3453,8

28,08

95,56

Водород

6

160,64

26,8

4,44

Сумма


3614,45


100

Расход


Анилин

99

2650,6

26,77

73,33

Вода

36

963,85

26,77

26,67

Сумма


3614,45


100


Стадия получения 2-хлоранилина

Приход


М, кг/кмоль

кг/год

кмоль/год

%масс.

Анилин

99

2650,6

26,77

58,24

Хлор

71

1900,9

26,77

41,76

Сумма


4551,5


100

Расход


2-хлоранилин

133,5

3574,29

26,77

78,53

Соляная кислота

36,5

977,24

26,77

21,47

Сумма


4551,5


100


Стадия получения 2-гидроксианилин

Приход


М, кг/кмоль

кг/год

кмоль/год

%масс.

2-хлоранилин

133,5

3574,29

26,77

76,95

Щелочь

40

1070,95

26,77

23,05

Сумма


4645,24


100

Расход


2-гидроксианилин

115

3078,98

26,77

66,28

Хлорид натрия

58,5

1566,26

26,77

33,72

Сумма


4645,24


100


Стадия получения 2-гидроксифосгенбензоксазол

Приход


М, кг/кмоль

кг/год

кмоль/год

%масс.

2-гидроксианилин

115

3078,98

26,77

53,74

Фосген

99

2650,6

26,77

46,26

Сумма


5729,58


100

Расход


2-гидроксифосген бензоксазол

177,5

4752,34

26,77

82,94

Соляная кислота

36,5

977,24

26,77

17,06

Сумма


5729,58


100


Стадия получения 2-оксибензоксазол

Приход


М, кг/кмоль

кг/год

кмоль/год

%масс.

2-гидроксифосген бензоксазол

177,5

4752,34

26,77

100

Сумма


4752,34


100

Расход


2-оксибензоксазол

141

3775,1

26,77

79,44

Соляная кислота

36,5

977,24

26,77

20,56

Сумма


4752,34


100


Стадия получения 2,6-дихлорбензоксазол

Приход


М, кг/кмоль

кг/год

кмоль/год

%масс.

2-оксибензоксазол

141

3775,1

26,77

66,51

Хлор

71

1900,9

26,77

33,49

Сумма


5676,04

Расход


2,6-дихлорбензоксазол

194

5194,11

26,77

91,51

Вода

18

481,93

26,77

8,49

Сумма


5676,04


100


Стадия получения 2(оксипарафенолят натрия)6-хлорбензоксазол

Приход


М, кг/кмоль

кг/год

кмоль

%масс.

2,6-дихлорбензоксазол

194

5194,11

26,77

54,8

Динатриевое соединение

160

4283,804

26,77

45,2

Сумма


9477,92


100

Расход


2(оксипарафенолят натрия)6-хлорбензоксазол

295,5

7911,65

26,77

83,47

Хлорид натрия

58,5

1566,27

26,77

16,53

Сумма


9477,92


100


Стадия получения 2-(4-(6-хлор-1,3бензоксазол-2илокси) фенокси) - пропионат (Фуроре - Супер)

Приход


М, кг/кмоль

кг/год

кмоль/год

%масс.

2(оксипарафенолят натрия)6-хлорбензоксазол

295,5

7911,65

26,77

68,4

Этиловый эфир 2-хлорпропионовая кислота

136,5

3654,62

26,77

31,6

Сумма


11566,27


100

Расход


Фуроре - Супер

373,5

10000

26,77

86,46

Хлорид натрия

58,5

1566,27

26,77

13,54

Сумма


11566,27


100


Стадия получения бензосульфокислоты

Приход


М, кг/кмоль

кг/год

кмоль/год

%масс.

Бензол

84

2248,998

26,77

46,15

Серная кислота

98

2623,83

26,77

53,85

Сумма


4872,83


100

Расход


Бензосульфокислота

164

4390,9

26,77

90,11

Вода

18

481,93

26,77

9,89

Сумма


4872,83


100


Стадия получения фенола

Приход


М, кг/кмоль

кг/год

кмоль/год

%масс.

Бензосульфокислота

164

4390,9

26,77

90,11

Вода

18

481,93

26,77

9,89

Сумма


4872,83


100

Расход


Фенол

100

2677,38

26,77

54,95

Сернистая кислота

82

2195,45

26,77

45,05

Сумма


4872,83


100


Стадия получения 4-хлорфенол

Приход


М, кг/кмоль

кг/год

кмоль/год

%масс.

Фенол

100

2677,38

26,77

58,48

Хлор

71

1900,9

26,77

41,52

Сумма


4578,32


100

Расход


4-хлорфенол

134,5

3601,08

26,77

78,66

Соляная кислота

36,5

977,24

26,77

21,34

Сумма


4578,32


100


Стадия получения 1,4-дигидроксибензола

Приход


М, кг/кмоль

кг/год

кмоль/год

%масс.

4-хлорфенол

134,5

3601,08

26,77

77,08

Щелочь

40

1070,95

26,77

22,92

Сумма


4672,03


100

Расход


1,4-дигидроксибензол

58,5

1566,27

26,77

33,52

Хлорид натрия

116

3105,76

26,77

66,48

Сумма


4672,03


100


Стадия получения динатриевого соединения

Приход


М, кг/кмоль

кг/год

кмоль/год

%масс.

1,4-дигидроксибензол

116

3105,76

26,77

4,68

Алкоголят натрия

136

3641,23

26,77

95,32

Сумма


6746,99


100

Расход


Динатриевое соединение

92

2463,19

26,77

36,51

Этанол

160

4283,804

26,77

63,49

Сумма


6746,99


100


Стадия получения 2-хлорпропионовой кислоты

Приход


М, кг/кмоль

кг/год

кмоль/год

%масс.

Пропионовая кислота

74

1981,26

26,77

51,03

Хлор

71

1900,94

26,77

48,97

Сумма


3882,2


100

Расход


2-хлорпропионовая кислота

108,5

2904,95

26,77

74,83

Соляная кислота

36,5

977,24

26,77

25,17

Сумма


3882,2


100


Стадия получения этилового эфира 2-хлорпропионовой кислоты

Приход


М, кг/кмоль

кг/год

кмоль/год

%масс.

2-хлорпропионовая кислота

108,5

2904,95

26,77

70,23

Этанол

46

1231,6

26,77

29,77

Сумма


4136,55


100

Расход


Эиловый эфир 2-хлорпропионовая кислота

136,5

3654,62

26,77

88,35

Вода

18

481,93

26,77

11,65

Сумма


4136,55


100


Расходные коэффициенты, материальный индекс и коэффициент безотходности

Расходные материалы:

, кг/кг  кг/кг

, кг/кг

Материальный индекс:

Коэффициент безотходности:


8. Расчет аппарата


Проектный расчет

Температурная схема теплообменного аппарата.



Из справочника:

, при {1}

Разница температур

=24-18=6

Тепловая нагрузка

 

 

Массовый расход для воды


Температурный напор по концам теплообменника

=60-24=36 =20-18=2

Средний температурный напор


Средняя температура каждого вещества

  

Оцениваем поверхность теплообменника


Из справочника: коэффициент теплопередачи {1}

Из справочника:

, {1}



Сечение труб. пространства


Из таблицы 4.12 {1} находим:

Условие  и удовлетворяет двухходовому теплообменнику:

диаметром кожуха D=400мм,

длиной труб

общее число труб n=100

 межтрубное проходное сечение

 внутреннее проходное сечение

 трубное проходное сечение

 число рядов труб по вертикали для горизонтальных аппаратов

h=250мм расстояние между перегородками

9. Поверочный тепловой расчет


коэффициент теплоотдачи

число Рейнольдса для холодного вещества, зная, что

скорость холодного вещества


Из справочника С(вода)=4,19кДж/кг*К, , {1}

Критерий Нуссельта {1}


Где ,

Критерий Прандтля {1}


Находим критерий Нуссельта

Коэффициент теплоотдачи для воды {1}


Коэффициент теплоотдачи для горячего вещества {1}


Температура в К

Т=40+273=313К

Коэффициент теплопроводности  {5}

Где

Массовая плотность для горячего вещества {5}


Где

Динамическая вязкость горячего вещества {5}

Где

Тепловая нагрузка


Температурный напор для подведения тепла со стороны горячего теплоносителя к стенке


Температура стенки со стороны горячего


Температура стенки со стороны холодного теплоносителя на стенку


Температура стенки со стороны холодного


Термическое сопротивление стенки


Сопротивление стенки, учитывающее степень загрязнения: {1}

Материал стенки - сталь нержавеющая, _ -к. теплоперед.

- толщина

Из справочника находим {1}


Сопротивление стенки


Константа теплопередачи


Поверхность теплообмена



Погрешность состоит  

Следовательно, l=2м с F=16, запас поверхности 16/12,3=1,301%

10. Гидравлический расчет


Межтрубное пространство

Сечение в штуцерах диаметром d=0,15м{4}


Плотность водяного пара


Средняя линейная скорость потоков


Трубное пространство

Средняя линейная скорость потоков

Гидравлическое сопротивление, при (число ходов)=2


Коэффициент гидравлического трения

Из справочника: {4}

Тогда


11. Механизм действия гербицидов на сорные растения


В основе механизма действие гербицидов лежит их многостороннее влияние на рост и развитие целого растения, отдельных его органов, тканей и клеток, на клеточные структуры, органеллы клетки, физиологические и биохимические процессы, ферментативные реакции и белково-ферментные структуры.

Лишь комплексная оценка этих влияний позволяет выявить общий механизм действия гербицидов на растение. Первичное место действия гербицидов определяется его взаимодействием с чувствительными системами растения на молекулярном уровне.

Так как до настоящего времени еще не раскрыта молекулярная природа многих процессов жизнедеятельности, происходящих в растениях, то возникают трудности и с определением первичного механизма действия гербицидов.

Механизм действия гербицидов тесно связан с характером и поведением вещества-токсиканта в растении, с поглощением и перемещением его по растению и с непосредственным влиянием на жизненно важные процессы: основной, промежуточный и вторичный метаболизм.

Действие гербицидов на основной метаболизм проявляется в нарушении процессов образования органических соединений в ходе фотосинтеза, процессов генерирования высокоэнергетических химических связей при дыхании и окислительном фосфорилировании, в ингибировании синтеза основных клеточных полимеров - белков, нуклеиновых кислот, крахмала и клетчатки. В результате действия гербицидов на промежуточный метаболизм нарушаются процессы распада и образования низкомолекулярных органических соединений, необходимых для нового синтеза; действие на вторичный метаболизм выражается в нарушении синтеза различных специфических компонентов растительных клеток типа алкалоидов, пектина, кумаринов, антоциана, фитогормонов, танинов.

Гербициды могут влиять на рост растений. Однако практически интерес представляют соединения, действующие на процессы основного и вторичного метаболизмов. Такие гербициды нетоксичны для теплокровных животных и человека. Более опасны и менее избирательны гербициды, нарушающие промежуточный метаболизм в растительных тканях, который в значительной степени сходен для всех живых клеток, содержащих ядра.

Механизм действия контактных гербицидов сводится к нарушению целостности клеточных мембран, увеличению их проницаемости и разрушению, ведущему к потере содержимого клеток и их отмиранию.

Системные гербициды действуют на один или несколько физиологических и (или) метаболических процессов в растении. Они вызывают гибель растения через несколько дней или недель после поглощения гербицида, то есть проявляют хроническое токсическое действие, в отличие от быстродействующих контактных гербицидов. Многие гербициды проявляют одновременно и контактное, и системное действия.

Устойчивость растений к гербицидам определяется совокупностью морфологических, физиологических и биохимических факторов, от которых зависят соотношение количеств попавшего на растение, поглощенного и разрушенного токсиканта. Если скорость детоксикации гербицида равна скорости его поступления в места действия, растения проявляет устойчивость.

Поглощение, передвижение по растению и гербицидное действие сопровождаются изменением молекулярной структуры у одних системных гербицидов и сохранением ее у других.

Наиболее безопасными для человека и животных являются препараты, влияющие на структуру и процессы, свойственные растительным структурам и отсутствующие у теплокровных. Это, прежде всего гербициды, воздействующие на процесс преобразования солнечной энергии в химическую - фотосинтез. Группа ингибиторов фотосинтеза очень многочисленна и включает половину препаратов, известных в настоящее время.

Большинство гербицидов - ингибиторов фотосинтеза действуют на световую реакцию, прерывая поток электронов к хлорофиллу и подавляя процесс фотолиза воды (реакция Хилла). Так проявляют себя нитрофенолы, производные карбаминовой кислоты, анилиды, производные мочевины, производные 1,3-5-триазина, производные фурана, производные пиримидина.

Заключение

Пестицидами называют широкий класс элементов органического и неорганического происхождения, которые помогают бороться с вредными организмами и растениями путём распыления различных химических смесей. Основные виды пестицидов - гербициды <http://www.agro-chemie.ru/gerbicidi.htm>, фунгициды <http://www.agro-chemie.ru/fungicide.htm> и инсектициды <http://www.agro-chemie.ru/insekticidy.htm>. Эти пестициды обладают направленным воздействием, уничтожая вредных насекомых и сорняки с помощью различных биохимических механизмов.

Таким гербицидом является Фуроре - Супер. Препарат поглощается наземными органами растения в течение 1-3 часов после применения и накапливается в точках роста. На биохимическом уровне гербицид ингибирует биосинтез жирных кислот в меристемных тканях злаковых сорняков, препятствуя образованию клеточных мембран в точках роста.

Гербицид очень сильный по активности, влияет на человека при попадания в организм через органы дыхания, кожный покров.

Признаки острого отравления ими специфичны: слюнотечение, сужение зрачков, мышечные подёргивания, судороги.

Поэтому необходимо проводить работу с использованием средств индивидуальной защиты (спецодежды, спецобуви, респиратора, противогаза, защитных очков и т.д.). К работам с пестицидами не допускаются лица с медицинскими противопоказаниями, подростки до 18 лет, беременные и кормящие женщины. Продолжительность рабочего дня не должна превышать 6 ч, при контакте с сильнодействующими пестицидами - 4 ч.

Список использованной литературы


1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. - Л.:Химия, 2006. - 576 с.

. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. М.: «Химия», 1981 г. 3-е изд., перераб. - 608 с., ил.

. Н.Н.Мельников. Химия и технология пестицидов. М.: Химия, 1974. - 768 с.

. Расчет и проектирование кожухотрубчатых теплообменных аппаратов: учебн. пособие/ Н.И.Савельев, П.М.Лукин. - Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та. 2010. - 80 с.

. База данных ChemCAD

. Чекалин М.А., Пасет Б.В., Иоффе Б.А. Технология органических красителей и промежуточных продуктов. - Л.:Химия, 1980.-472 с.

. Захаренко В.А. Гербициды. - М.: Агропромиздат, 1990. - 240 с.

. Электронный ресурс http://dic.academic.ru/

. Электронный ресурс http://www.agro-chemie.ru/

. Электронный ресурс http://www.xumuk.ru/

. Электронный ресурс http://base.safework.ru/

. Электронный ресурс <http://agrohimiya.ru/>


Не нашли материал для своей работы?
Поможем написать уникальную работу
Без плагиата!