Красильнікова А. О. Аналіз, синтез та оптимізація технологічного процесу безперервного нітрування бензену та толуену високотемпературним адіабатним способом

Дисертація присвячена розробці методів розрахунків і моделювання процесів адіабатичного нітрування, комп'ютерної реалізації моделей, їх використання для вивчення, опису та вдосконалення промислового виробництва. На основі розробки комплексу математичних і комп'ютерних моделей, заснованих на фундаментальних фізико-хімічних закономірностях нітрування і світовому технологічному досвіді, проведено системне дослідження промислового процесу безперервного високотемпературного адіабатного нітрування бензену і толуену методами математичного моделювання та обчислювальних експериментів. Розроблені алгоритми та програмна реалізація комп'ютерних моделей стаціонарних процесів відгону у системі сульфатна кислота - вода - ароматична нітросполука - ароматична сполука (бензен, толуен), що імітують стадію розділення продуктів після реактору. На моделях встановлено можливості і умови використання внутрішнього тепла маси після реакції для розділення продуктів шляхом відгону і концентрування відпрацьованої кислоти до ступені, що достатня для виготовлення нітросуміші. Вперше розроблена та обґрунтована розрахунками нова парадигма організації технологічного процесу мононітрування ароматичних сполук (бензену, толуену) з використанням слабкої нітратної кислоти замість концентрованої, відмову від використання двох кислотних компонентів (нітросуміші та відпрацьованої кислоти), відмову від регенерації відпрацьованої кислоти у концентровану (92-96 %-ну) сульфатну кислоту. Шляхом моделювання обґрунтовано та підтверджено в лабораторних умовах, що в рамках нової парадигми можна досягнути значної економії за рахунок зниження витрат енергоносіїв та замінити імпортну концентровану нітратну кислоту більш дешевим вітчизняним продуктом - слабкою нітратною кислотою.