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Studocu no está patrocinado ni avalado por ningún colegio o universidad.
Cap.I- Nitración Proceso
Química Analítica (Universidad Nacional de Piura)
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Cap.I- Nitración Proceso
Química Analítica (Universidad Nacional de Piura)
Descargado por Ariel Cristobal Gallardo Contreras (arcri.gallardo@gmail.com)
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA
FACULTAD DE MINAS
ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA
201
CICLO : 2021-I
ALUMNO:--------------------------------------------
DOCENTE: ING. S.J.CABALLERO C
PROCESOS UNITARIOS II- Ing. S.J.Caballero Cárdenas-Esc.Ing.Química-FIM-UNP.Página 1
BTENCIÓN DE LA ANILINA
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INTRODUCCIÓN:
BREVE REVISIÓN
HA HACIENDO UN LIGERO REPAZO DE :
A.- ÁCIDO NÍTRICO (HNO3)
Nombre Fórmula Peb P.Solidif. Propiedades
ÁCIDO
NÍTRICO
HNO3
PM:63
gr/mol
86
o
C
-41.3o
C Ácido fuerte y
oxidante fuerte.
●Miscible en agua,
en todas las
proporciones
●Muy corrosivo
● Capaz de disolver
a casi todos los
metales nobles.
● A 128.8o
C, destila solo ácido nítrico con una pureza
del 69.2%.
● HNO3, puro se descomponen oxígeno y óxidos de
nitrógeno, que dan al ácido un color amarillo rojizo, se
le llama “ácido nítrico rojo fumante”.
B.- BENCENO
Se conoce desde 1825. Lo descubrió M. Faraday.
.En 1845 se le encontró en el alquitrán de hulla.
. Se obtiene del gas de coque y del alquitrán de hulla.
Nombre Fórmula Peb P.Solidif. ESTRUCTURA
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BENCENO C6H6
PM:
78gr/mo
l
80.1
o
C
5.5o
C
Densidad
D20
=0.879
USOS:
● En grandes cantidades como carburante para motores
mezclado con gasolina.
● Como disolvente, desengrasante.
● Como M.P. para obtener colorantes, medicamentos
explosivos, etc.
● ALGUNOS DERIVADOS DEL BENCENO
Tolueno o-oXilol m-Xilol
p-Xilol
FENOL
o-Cresol m-Cresol
p-Cresol
Benzaldehido Ác.Benzoico Ác. Ftálico Anhidrido del Ác.F
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Nitrobenceno
Anilina
Cloruro
debenzaodiazonio
Azobenceno
Ác.bencensulfó
nico Pirogalol Ác. Pícrico
Estireno
CAPITULO I.- NITRACIÓN
1.1-DEFINICIÓN: Proceso en el cual un grupo nitro
(-NO2) es químicamente adherido a un átomo de
carbono, oxígeno, o de nitrógeno en un compuesto
orgánico. Un átomo de hidrógeno o de halógeno es a
menudo reemplazado por el grupo nitro.
Se obtiene de la reacción de un hidrocarburo con ácido
nítrico. El ácido sulfúrico concentrado puede ser
utilizado como un catalizador.
El ÁCIDO SULFÚRICO en exceso, ayuda al éxito de la
nitración, debido a:
1) Reduce la ionización HNO3= H+
+ NO3
-
, aumenta
cuando el agua de la reacción diluye la mezcla
reaccionante.
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2)Absorbe energía, evita la elevación de la temperatura
3)Aumenta la solubilidad del hidrocarburo en la mezcla
reaccionante, acelerando la reacción.
4)Promueve la ionización del ácido nítrico, en NO2
+
(ión
nitronio) que es la especie nitrante.
5)El ión nitronio se forma de la siguiente manera:
El
ácido sulfúrico al absorber agua, favorece la
reacción hacia la derecha.
Hay que enfriar la reacción para mantener el
control, sinó habrá desnitración.
*El calor se extrae empleando chaquetas, serpentines y una buena
agitación en el nitrador.
Casi todas las nitraciones se llevan a cabo con ácido míxto, pero hay
otros agentes.
1.2-AGENTES NITRANTES: puede ser:
a. El ácido nítrico fuerte(HNO3),líquido o vapor
b. Mezclas nitrantes:HNO3mezclado con:H2SO4,
óleum, anhídrido acético, ácido acético, pentóxido
de fosforo.
c. Nitratos alcalinos y ácido sulfúrico(NO2
-
+ H2SO4)
d.- Nitratos orgánicos(nitrato de acetilo y benzoilo).
e. El tetra y pentaóxido de nitrógeno ( N2O4 , N2O5)
f. Un nitrato metálico y ácido acético(NO2
-
+ CH3COOH)
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La elección del agente nitrante, depende de la constitución química y
propiedades físicas del compuesto orgánico.
1.3-REACCIONES:
Tres reacciones resumen la química de nitración:
1.C-nitración, en la cual un grupo nitro se adjunta a un
átomo de carbóno.
(1)
2.O-nitración (una reacción de esterificación), se forma
un enlace O-N para producir un nitrato .
3. N-nitración, en la cual es formado un enlace N-N .
En ciertos casos, no se sustituye el átomo de
hidrógeno, sinó otros grupos, como el sulfónico(-SO3H)
o el acetilo(-COCH3), ejs.
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La producción de mono-nitroderivados es relativamente
fácil, es más difícil introducir un segundo y tercer grupo
nitro. Por lo cual se debe utilizar mezclas nitrantes de
alta concentración en ácido nítrico y operar a
temperaturas más elevadas.
1.4-TIPOS DE NITRACIÓN
Dependen del tipo de compuesto orgánico nitrado,
agente de nitración, y condiciones de operación. TIPOS:
Iónico, radicales libres, y el proceso Víctor Meyer.
a. Nitraciones tipo iónico
Los Aromáticos, Alcoholes, Glicoles, y Aminas son
nitrados con mezclas ácidas por una reacción iónica. La
mezcla es(HNO3 + H2SO4), el ácido sulfúrico actúa como
catalizador, el ácido nítrico es ionizado para el ion
nitronio, NO2
+
, el cual es el agente de nitración reacción
( 4 ).
(4)
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La concentración del ion nitronio aumenta en la
mezcla ácida a medida que el contenido de agua de los
ácidos disminuye.
El ácido sulfúrico, se regenera:
H3O+
+ HSO4
-
= H2O + H2SO4 (5)
Se trabaja a temperaturas de 50 a 120 ° C.
Una mezcla de HNO3, H2SO4, SO3, es efectiva a
temperaturas relativamente bajas.
El Pentaoxido de nitrogeno, N2O5(NO2
+
+ NO3
-
), es
altamente efectivo, para compuestos que no pueden ser
nitrados con mezcla de ácidos.
Para aromáticos como fenoles o éteres fenólicos se usa
una mezcla de ácido nitroso HNO (o una sal de nitrito) y
ácido nítrico. Los iones nitrosonio (NO+
), generado por
la ionización, producen los nitrosoaromaticos, las
mezclas de ácido nítrico y sulfúrico son
generalmente requeridas para di y tri-nitratos.
Cuando los ácidos, están presentes en el reactor hay
dos fases liquidas inmiscibles ( ácido y el
hidrocarburo). Las reacciones de nitración ocurren
principalmente en la interfaz entre las dos fases, un
área interfacial grande entre ellos se necesita para
la nitración rápida, se logra con altos niveles de
agitación o servicios especiales de inyección.
Los tiempos de reacción(batch): rango 2-5 horas.
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Los reactores de flujo continuo tienen áreas
interfaciales grandes, se usan para producir
nitrobenceno, dinitrotoluenos, nitroglicerina, y varios
otros productos.
El proceso Noram es usado para producción
mundial de la mayoría de nitrobenceno. En este
proceso, la mezcla ácida tiene un bajo % de ácido
nítrico, totalmente ionizado para formar iones nitronio
NO2
-
. ejemplo, en una reacción usando una
alimentación con 2.8%HNO3, 27.7 %C6H6 y 69.5%H2SO4,
usándose inyectores para obtener un área interfacial
grande. Características:
1. Tiempo de reacción: aprox. 70 segundos.
2. Sobre 99 % del ácido nítrico reacciona para producir
nitrobenceno, temp. de entrada, de 97-120 ° C.
3. El ácido de salida es un ácido sulfúrico diluido, el
cual puede ser concentrado y reusado.
4. El benceno no reaccionado es recuperado y
reciclado en la alimentación.
5. Las reacciones colaterales son de menor importancia
6.- Los costos de operación son relativamente bajos,
por el aprovechamiento del calor de la reacción
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b.- Nitraciones por radicales libres
El propano gaseoso, comercialmente se nitra en
grandes cantidades usando ácido nítrico en fase
gaseosa por reacciones de radicales libres, entre de
380-420 o
C.
El ácido nítrico se descompone para producir
radicales:
Luego:
El 35-40 % de ácido nítrico forma C1-C3 nitro parafinas;
los enlaces C-C son rotos durante la nitración. El ácido
nítrico restante actúa principalmente como un agente
oxidante para formar aldehídos, alcoholes, monóxido
de carbono, dióxido de carbono, agua, y pequeñas
cantidades de otros materiales oxidados.
El producto son mezcla de nitroparafinas, se remueven
los aldehídos, y luego es destilada para recuperar las
nitro parafinas: nitrometano, nitroetano, 1-nitropropano,
y 2-nitropropano. El propano no reaccionado es
recuperado, y regresado al reactor. Los óxidos de
nitrógeno se convierten de regreso a ácido nítrico.
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El monóxido de carbono, el dióxido de carbono, y el agua
son descartados.
Las nitraciones de fase vapor de metano y etano
producen rendimientos bajos de nitroparafinas.
El propano y otras parafinas también pueden ser
nitradas en un proceso de fase líquida(parafinas
líquidas y ácido nítrico líquido). Las temperaturas son
bajas (140-200 ° C), y presiones altas para mantener
los reactantes como líquidos. Pueden ser producidas
dinitroparafinas, como 2,2-dinitropropano.
c.-ElprocesoVictor Meyer y otros
procesos
Es un proceso clásico, un haluro orgánico (a menudo
un bromuro) reacciona con nitrito de plata para
producir un nitrohidrocarburo y un haluro de plata. Los
nitroalcanos deseados son producidos con
rendimientos altos en este proceso , mientras que por
radicales libres da rendimientos más bajos.
Otras nitraciones usan hidrocarburos no saturados con
ácido nítrico o dióxido de nitrógeno.
1.5.- LAS NITROPARAFINAS EN FASE VAPOR
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Materias Primas:
● Gas Natural
● Petróleo
● Ácido Nítrico ó dióxido de nitrógeno (obtenidos por
oxidación del amoniaco sintético). Generalmente se
emplea ácido nítrico diluido.
Fase: Vapor,
Temperaturas: Altas, rango 350-500o
C
Tipo de parafinas: de bajo peso molecular
Productos obtenidos: todos los derivados monosustituidos,
obtenidos por la sustitución de un hidrógeno de los carbonos
por el grupo nitro.
Ej. Productos de la sustitución del isopentano
● No se producen dinitroparafinas, T≤ 250o
C.
Si se aumenta la Temperatura:
● Aumenta la velocidad de reacción
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● Aumenta la producción de nitroparafinas primarias
a expensas de las secundarias y terciarias.
● Aumentan la producción de productos ligeros, por
rotura entre C y C.
● Si se regula T y tiempo de reacción, el rendimiento
de nitroparafinas es constante.
● Si se aumenta T, sobre la óptima, hay pirolisis de
las nitroparafinas.
● La presión (P), produce un notable aumento de la
velocidad de reacción, pero apenas tiene influencia
sobre el rendimiento.
1.6.- LAS NITROPARAFINAS EN FASE LÍQUIDA
Mat. Primas: Ciertas Olefinas(alquenos)
Fase: Líquida
Agente nitrante: N2O4
Producto: dinitroparafinas
Ejm: 2,3-dimetil-2,3-dinitrobutano
Las nitraciones en fase líquida de parafinas con ácido
nítrico se puede resumir:
● Reacción lenta, si se aumenta T, aumenta
rendimiento y grado de conversión.
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● Hay oxidación, lo mayoría de ácido nítrico se
reduce a nitrógeno elemental ( imposible la
recuperación).
● Se forman polinitroderivados, por la solubilidad
de la nitroparafina en el ácido nitrante, donde se
oxida.
● No se puede emplear mezcla sulfonítrica, porqué
se hidrolizan las nitroparafinas.
NITRACIÓN DE PARAFINAS DE MAYOR P.M.
MAT. Primas: Parafinas de alto peso molecular
Agente nitrante: Ácido nítrico al 65,70% de cc.
Fase : Líquido-Vapor
Temperaturas: bajas, mayor de 121o
C (punto de
ebullición del ácido nítrico).
Técnica: El ácido vaporizado se hace burbujear a
través de la masa de hidrocarburo.
Ejs.
a). n-dodecano, temperaturas 180-190 o
C.
b).- para Decano, hexadecano y octadecano,
Temperaturas. 160-180o
C
Productos Obtenidos: Mononitrodecanos en mayor%.
Nota: En la nitración de parafinas, tanto en la fase
líquida como vapor, primero reaccionarán los
carbonos terciarios, luego con mayor dificultad los
carbonos secundarios y finalmente los carbonos
primarios que necesitan mayor energía.
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OTRAS REACCIONES FORMAR NITROPARAFINAS:
● A PARTIR DE HALUROS ALQUÍLICOS:
Características de las nitroparafinas
● Cuando son puras, son incoloras, son casi
insolubles en agua, olor suave parecido al
cloroformo.
1.6.- NITRODERIVADOS AROMÁTICOS
ORIENTACIÓN DE LOS GRUPOS NITRO EN COMPUESTOS AROMÁTICOS:
A.- EN EL BENCENO
Se pueden obtener 03 dinitrobenceno diferentes, en las
posiciones orto, meta y para. La orientación depende
de los grupos presentes en el benceno, tenemos,
● Posición meta: presencia de grupos -NO2,
-SO3H,--COO-,-CO-.
● Posición orto y para: presencia de grupos cloro,
bromo, Yodo, alquílo ó hidroxilo.
Formación de isómeros:
● Por debajo de la temperatura óptima de nitración,
se formarán meta derivados.
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● Cuando hay más grupos en el benceno, es difícil
predecir.
● Para evitar formación de subproductos, es
necesario trabajar en la temperatura óptima.
B.- EN EL NAFTALENO
● Se obtienen mononitroderivados en la posición α
y β, pero el compuesto beta se forma en pequeñas
cantidades por nitración directa.
● Primero se formará casi en totalidad el alfa
nitroderivado, el segundo grupo lo hace en la
posición 5 u 8.
C.- SERIE DE LA ANTRAQUINONA
● La nitración con mezclas nitrantes da como
resultado 03 nitroderivados,
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1.7.- FACTORES QUE INFLUYEN EN LA NITRACIÓN
a).- La Temperatura.
● No influye en la orientación del grupo –NO2, pero si
en la pureza.
● Al aumentar T, aumenta el grado de nitración(
mayor cantidad de producto nitrado).
● El poder oxidante del ácido nítrico aumenta al
aumentar T., podría aumentar los productos sin
valor, dificultando la purificación.
b).- La Agitación:
● Es necesaria para aumentar la emulsión de ácido y
compuesto orgánico, aumentando la velocidad de
reacción, y la difusión entre sustancias.
c).- La Solubilidad:
● medida que aumenta la temperatura crece la
solubilidad y disminuye con la dilución del ácido.
1.7.- EJEMPLOS DE NITRACIONES
a).- Preparación de m-Dinitrobenceno
Pf=72-80o
C, con un 8% de isómeros
orto y para.
Se realiza en dos fases:
● La primera se realiza en las mismas condiciones para el
nitrobenceno, se utiliza la siguiente mezcla:
H2SO4 = 60%, HNO3=32%, H2O= 8%
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al finalizar se saca el ácido residual del fondo del reactor
● Se carga el reactor con una mezcla nitrante más fuerte
para lograr la segunda fase, es decir para obtener el
compuesto dinitrado, que es:
H2SO4 = 75%, HNO3=20%, H2O= 5%
T= 100-110o
C
. Agitación constante desde el inicio hasta el final.
. La reacción finaliza, cuando una muestra de la parte
oleaginosa ( dinitrobenceno), al enfriarlo, se solidifica.
. A una T=100o
C, en el reactor, se separa el contenido en
dos capas, la superior es el nitroderivado aromático y la
parte inferior es el ácido residual.
. La parte oleaginosa es el dinitrobenceno, pasándolo a
un depósito que contiene agua hirviendo, agitándolo
fuertemente( preferible por vapor de agua), se lava varias
veces, incluso con solución acuosa alcalina para
neutralizar la acidez, terminando de hacerlo con agua
hirviendo para terminar la preparación del producto
bruto.
El ácido residual(85% H2SO4), contiene del 8-10% de
nitroderivado, se puede recuperar por dilución para que
precipite el dinitrobenceno disuelto.
La purificación del producto, se puede hacer añadiendo
el doble de volumen de agua por volumen de producto, a
85-90o
C, y enfriando rápidamente hasta 45o
C,
obteniéndose una dispersión alcalina de los
dinitrobencenos, a esta suspensión se le añade 15 partes
de sulfito sódico, para neutralizar los restos de ácido, se
agita durante 2 horas a 60o
C. Enfriando hasta 30o
C y
luego filtrando y lavando, se obtiene un rendimiento del
84% de m-diitrobenceno(Pf. 90.6o
C).
b).- PREPARACIÓN de o- y p-CLORONITROBENCENO.
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Materias primas:
● Clorobenceno C6H5Cl
● Ácido sulfúrico al 81% H2SO4
● Nitrato Sódico NaNO3 (pulverizado y seco)
Técnica:
● En el rector de nitración a 100 oC, se carga una mezcla de
las materias primas.
● Se producirá HNO3 naciente, a expensas del nitrato sódico
y ácido sulfúrico.
● Por el calor desprendido de la reacción se elevará la
temp. A 110oC ( no debe pasar de 130oC), refrigerando el
reactor con agua.
● La incorporación de los reactivos debe durar unas 6
horas, luego se mantiene la reacción por 01 hora, a una
Temp. Entre 100-130oC.
● Dejar sedimentar el contenido del reactor, el ácido
residual y el sulfato disuelto se descargan por el fondo(
bisulfato sódico y ácido sulfúrico diluido).
● La mezcla oleaginoza de isómeros del cloronitrobenceno,
se pasa a un tanque de lavado con agua caliente,
neutralizar con álcali diluido y caliente.
C.- PREPARACIÓN de MONONITROTOLUENOS.
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Temperatura: 30-60o
C, para evitar oxidaciones por la presencia
del grupo metilo, la temperatura no debe pasar de 50oC.
Agente nitrante: mezcla sulfonítrica diluida ( H2SO4: 58%,
HNO3: 30%, H2O: 12%)
Operación: con agitación intensa.
Tiempo de operación: aprox. 2 horas.
Rendimiento: 96%.
Separación de los isómeros: por destilación al vacío se separa
los isómeros o y p, de los fondos de la columna se separa los
rsiduos de p-nitrotoluno por enfriamiento ( P.H-Groggins,
pags60-69).
d).-. PREPARACIÓN DE TNT
Trinitrotolueno: 2,4,6-trinitrotolueno, TNT o dinamita es un
hidrocarburo aromático. En su forma refinada, el
trinitrotolueno es bastante estable y, a diferencia de la
nitroglicerina, es relativamente insensible a la fricción, a los
golpes o a la agitación provocando una explosión. Su
temperatura de explosión, cuando es anhidrido, es de 470 °C.
Fórmula : C6H2(NO2)3CH3
Preparación:
La síntesis se hace en un proceso por pasos:
. Primero el tolueno se nitra con una mezcla de ácidos
sulfúrico y nítrico. Incluso mezclas de baja concentración de
ácido son capaces de hacer la primera y segunda introducción
de los grupos nitro. Los grupos nitro bajan la reactividad del
tolueno drásticamente porque son grupos atrayentes de
electrones.
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Tras la separación, el mono- y dinitrotolueno es
completamente nitrado con una mezcla de ácido nítrico
fumante y oleum (ácido sulfúrico con hasta un 60% de SO3
disuelto). Esta mezcla es bastante más reactiva y es capaz de
introducir el último grupo nitro. El ácido residual de este
proceso se usa en el primer paso de la reacción en la síntesis
industrial
Propiedades:
. Hidrocarburo aromático cristalino de color amarillo pálido que
se funde a 81 °C. Es un compuesto químico explosivo.
. En su forma refinada, el trinitrotolueno es bastante estable y,
a diferencia de la nitroglicerina, es relativamente insensible a la
fricción, a los golpes o a la agitación. Explota cuando un objeto
de 2 kg de masa cae sobre él desde 35 cm de altura (es decir, 2
kg a una velocidad de 2,62 m/s, o una fuerza de 19,6 Newtons,
o una energía de 6,86 Julios). Su temperatura de explosión,
cuando es anhidrido, es de 470 °C. Esto significa que se debe
utilizar un detonador.
Moléculas del 2,4,6 trinitrotolueno
● Nombre IUPAC: 2-methyl-1,3,5-trinitrobenzene
2-metil-1 ,3,5-trinitrobenceno
● Otros nombres: 2,4,6-Trinitrotoluene, El
2,4,6-trinitrotolueno, TNT, Trilite, Tolite, Trinol, Trotyl,
Tritolo, Tritolol, Triton, Tritone, Trotol, Trinitrotoluol,
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TNT, Trilite, Tolite, Trinol, trotyl, Tritolo, Tritolol,
Triton, Tritone, Trotol, trinitrotolueno,
2,4,6-Trinitromethylbenzene
2,4,6-Trinitromethylbenzene
● Fórmula molecular: C 7 H 5 N 3 O 6
● Peso molécular: 227,13 g / mol
● Densidad: 1,654 g / cm 3
● Punto de Fusión: 80.35 ° C
● Punto de ebullición: 295 ° C (descomposición)
● Solubilidad en Agua: 0,13 g / L (20 ° C)
Seguridad y toxicidad
● El TNT es venenoso, el contacto puede causar la
irritación de piel, haciendo que la misma se torne de un
color amarilloso brillante. Se ha comprobado que
personas expuesta al excedente de TNT por un período
prolongado tiende para experimentar anemia y mal
funcionamiento del hígado. Hay evidencia de que el TNT
afecta a la fertilidad del hombre.
● El 2,4,6-trinitrotolueno entra al ambiente en aguas
residuales y residuos sólidos provenientes de la
manufactura de esta sustancia, el procesamiento y
destrucción de bombas y granadas, y del reciclaje de
explosivos, se desplaza en agua superficial y pasa a
través del suelo a agua subterránea. En agua superficial,
es degradado a otros compuestos químicos rápidamente
por la luz solar. En agua y sedimentos es degradado más
lentamente por bacterias y otros microorganismos.
Pequeñas cantidades de 2,4,6-trinitrotolueno pueden
acumularse en peces y en plantas.
● La exposición puede ocurrir al tomar agua contaminada
que ha migrado de sitios donde se desechan residuos
químicos, respirando aire contaminado o comiendo
alimentos contaminados tales como frutas y hortalizas.
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El consumo del mismo produce trastornos en la sangre y
la orina se manifiesta rojiza. ( extraído de internet)
1.8.- REDUCCIONES DEL NITROBENCENO
a).- O
En 1842, Zinin demostró que se puede obtener la anilina por
reducción del Nitrobenceno.
La reducción del nitrobenceno, mediante el hidrógeno
naciente, que se puede obtener de la reacción del del ácido
clorhídrico con hierro, incluso el hierro solo puede reducir al
nitrobenceno, oxidándose a óxido de hierro 3. Por ello se
agrega a las limaduras de hierro solamente una solución débil
de cloruro de hierro-2, que cataliza el proceso de reducción(
catalizador), el verdadero reductor es el hierro.
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a.- OBTENCIÓN DE ANILINA
En la reacción de reducción del nitrobenceno, tiene lugar
en forma rápida con hidrógeno naciente, puede ser con
hierro y ácido clorhídrico. Incluso el hierro solo, sin la
ayuda del ácido clorhídrico, puede reducir el
nitrobenceno, oxidándose a óxido de hierro-3. Por ello se
agregan las limaduras de Hierro y solamente una
solución débil de cloruro de hierro-2, que cataliza el
proceso de reducción, razón por lo cual a esta solución
se le denomina catalizador, a pesar que el verdadero
reductor es el hierro.
La reducción se lleva a cabo en el reactor R-1, de hierro
fundido, con agitador.
Se adiciona a R-1, el nitrobenceno(TK-1) y el Cloruro
ferroso (TK-2), y las limaduras de hierro a través del
tornillo alimentador, una vez adicionadas las cantidades
requeridas, se mantiene durante algunas horas bajo
calefacción externa, para que la reacción se complete.
Después se deja enfriar y se añade cal, en el mismo
reactor, para neutralizar, dejando sedimentar el
contenido, por el rebosadero del reactor, se conduce la
anilina sobrenadante al recipiente de
neutralización(N-1), donde se completa la neutralización
con hidróxido de calcio. La anilina sobrenadante pasa a
S-1, de donde se separa el nitrobenceno que no ha
reaccionado, retornando al reactor.
El lodo de óxido de hierro, que se produce en el reactor
es un producto secundario es valioso, se le separa de la
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cal, se lava bien, se recoge por sedimentación y
finalmente al molerlo se convierte en pigmento.
La anilina que se obtiene de S-1, contien aun algo de
agua, para purificarla se destila la vacío en DV-1(
85mmHg), hasta eliminar totalmente el agua, extrendose
por el fondo la anilina a 113o
C.
CARACTERÍSTICAS DE LA ANILINA
. La anilina pura: líquido incoloro, con d= 1,0268 a 15o
C,
. P.fusión – 6.15o
C, P.ebullic. 184.4o
C7 760 torr.
USOS
● En la Industria Químico-Orgánica, como producto
intermedio, para la fabricación de colorantes y
preparados farmacéuticos.
● Es un tóxico sanguíneo y nervioso, que el organismo
absorbe por las vías respiratorias como por la piel.
C.- OBTENCIÓN DE ANILINA POR REDUCCIÓN CON HIDRÓGENO
( ártículo en ingles, Ing. Luis Albitres Moncada)
Application: A process for the production of high-quality aniline from benzene
and.nitric.acid.
Description: Aniline is produced by the nitration of benzene with nitric acid to
mononitrobenzene (MNB) which is subsequently hydrogenated to aniline. In
the DuPont/KBR process, benzene is nitrated with mixed acid (nitric and
sulfuric) at high efficiency to produce mononitrobenzene (MNB) in the unique
dehydrating nitration (DHN) system. The DHN system uses an inert gas to
remove the water of nitration from the reaction mixture, thus eliminating the
energy-intensive and high-cost sulfuric acid concentration system.
As the inert gas passes through the system, it becomes humidified, removing
the water of reaction from the reaction mixture. Most of the energy required
for the gas humidification comes from the heat of nitration. The wet gas is
condensed and the inert gas is recycled to the nitrator. The condensed organic
phase is recycled to the nitrator while the aqueous phase is sent to effluent
treatment. The reaction mixture is phase separated and the sulfuric acid is
returned to the nitrator.
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The crude MNB is washed to remove residual acid and the impurities formed
during the nitration reaction. The product is then distilled and residual
benzene is recovered and recycled. Purified MNB is fed, together with
hydrogen, into a liquid phase plug-flow hydrogenation reactor that contains a
DuPont proprietary catalyst. The supported noble metal catalyst has a high
selectivity and the MNB conversion per pass is 100%. The reaction conditions
are optimized to achieve essentially quantitative yields and the reactor
effluent is MNB-free. The reactor product is sent to a dehydration column to
remove the water of reaction followed by a purification column to produce
high-quality aniline product.
Commercial plants: DuPont produces aniline using this technology for the
merchant market with a total production capacity of 160,000 tpy at a plant
located in Beaumont, Texas. In addition, DuPont’s aniline technology is used in
three commercial units and one new license was awarded in 2004 with a total
aniline capacity of 300,000 tpy.
Licensor: Kellogg Brown & Root, Inc.
1.9.- trabajos de casa, el alumno deberá:
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a.- Hacer los flowshetts de los procesos descritos anteriormente.
b.- Hacer la traducción correcta del artículo en inglés al castellano,
incluido el flowsheet.
c.- pedir al profesor que facilite archivos de paint para formular
compuestos orgánicos y equipos para procesos, a fin de poder dibu
y diseñar los procesos en computa
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