Получение гербицида Фуроре

Курсовая работа

Получение гербицида Фуроре

1. Общие сведения

1.2 Механизм действия пестицидов

1.3 Влияние на человека

2. Почвенные гербициды

3. Общие сведения о Фуроре-Супер

4. Свойства Фуроре-Супер

5. Производство гербицида

6. Производство нитробензола непрерывным способом

7. Материальный баланс

8. Расчет аппарата

9. Поверочный тепловой расчет

10. Гидравлический расчет

11. Механизм действия гербицидов на сорные растения Заключение Список использованной литературы

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, фунгициды и инсектициды. Эти пестициды обладают направленным воздействием, уничтожая вредных насекомых и сорняки с помощью различных биохимических механизмов. Узкая спецификация каждого вида химических препаратов позволяет добиваться определённых эффектов в снижении активности вредоносной биофлоры для отдельных видов культур, выращиваемых в конкретных климатических условиях.

Современные пестициды широко используются для химической обработки сельскохозяйственных растений и плодоносящих деревьев без негативных последствий для потребителя сельскохозяйственной продукции.

Целью проекта является собрать и проанализировать литературный материал по пестицидам, способам их получения, свойства.

1. Общие сведения

Несмотря на возрастающую тенденцию по минимизации использования химии в сельском хозяйстве, сегодня пестициды продолжают играть важную роль в повышении урожайности, сохраняя объёмы культивируемых сельскохозяйственных продуктов от негативного воздействия насекомых, сорняков, грибков и паразитов.

Продажа пестицидов осуществляется в рамках государственного лицензирования и сертификации, что позволяет ограничить поставки на рынок химических соединений, которые могут нанести вред здоровью человека.

Более того, продажа и использование пестицидов фиксируется в специальных отчётных ведомостях, в которых указываются остатки не реализованной продукции за отчётный период. Каждый вид препаратов этой категории проходит регулярные испытания в лабораториях, где пестициды проверяются на предмет воздействия на организмы животных, регулярно принимающих в пищу обработанные растения, злаки и плоды.

Таким образом, государственный контроль позволяет осуществлять продажу, применение и покупку пестицидов в условиях строгой отчётности и биологического контроля, что положительно сказывается на безопасности обрабатываемых культур для здоровья человека.

Производство, хранение и транспортировка пестицидов осуществляется на основе строго регламентированных стандартов, позволяющих избегать вредного воздействия химических препаратов на организм человека и окружающей среды.

Регулярный мониторинг условий труда на предприятиях, изготавливающих ядохимикаты, является обязательным требованием для нормального функционирования производственных объединений этой категории.

1.1 Классификация

Пестициды относятся к различным классам органических и неорганических соединений. Большинство представляет собой органические вещества, получаемые синтетическим путём. Среди них важное место принадлежит хлорорганические и фосфорорганические пестициды, производным карбаминовой кислоты, растительного происхождения, триазинам, производным мочевины. Из неорганических веществ важны соединения меди, серы и др. П.— основа химического метода защиты растений, являющегося пока самым эффективным в борьбе с вредителями, болезнями и сорняками; способствуют значительному сокращению потерь в сельском и лесном хозяйстве, деревообрабатывающей промышленности. Затраты на их применение окупаются в 5—12 раз.

Пестициды делят на следующие основные классы (в зависимости от того, против каких вредных организмов используют). Акарициды — вещества для борьбы с клещами. Антифидинги — вещества, отпугивающие насекомых от растений, которыми они питаются; инсектициды — средства, уничтожающие вредных насекомых. Гербициды — препараты для борьбы с нежелательной растительностью; зооциды — яды, уничтожающие вредных позвоночных (вещества для борьбы с грызунами называются родентицидами, а только с крысами — ратицидами); бактерициды, вирусоциды, фунгициды — средства для борьбы с возбудителями бактериальных, вирусных и грибных болезней растений; нематоциды — препараты, убивающие круглых червей — возбудителей нематодных болезней растений; моллюскоциды — вещества, уничтожающие вредных моллюсков (яды для борьбы с голыми слизнями называются лимацидами). Пестициды включают также протравители семян, репелленты — средства, отпугивающие вредных насекомых, клещей, млекопитающих и птиц, аттрактанты — вещества для привлечения членистоногих с тем, чтобы их затем уничтожить или выявить локализацию или начало лета вредителей, хемостерилизаторы — препараты, которые не убивают насекомых, грызунов, клещей, но вызывают у них бесплодие. Имеются пестициды комплексного действия. Например, протравители семян содержат одновременно фунгицид, бактерицид, инсектицид и т. д. Использование таких пестицидов позволяет сократить затраты труда на обработку. В некоторых случаях пестициды объединяют в группы в зависимости от фазы развития вредного организма, против которого они применяются. Например, овициды — яды, убивающие яйца насекомых, клещей, ларвициды — уничтожающие личинок и т. д.

По способу проникновения в организм вредителей различают кишечные, проникающие через ротовые органы и кишечник, контактные — при контакте ядов с поверхностью тела вредителей, то есть через кожные покровы, фумигантные, попадающие в организм в парообразном или газообразном состоянии через дыхательные пути, и системные, легко проникающие в ткани растений или животных и поражающие вредителей, питающихся соком растений или животных. В зависимости от скорости разложения в почве пестициды разделяют на шесть групп: с периодом распада более 18 мес. (хлорорганические препараты, соединения селена), около 18 (триазиновые гербициды, пиклорам, диурон и некоторые др.), около 12 (производные галоидбензойных кислот и некоторые амиды кислот), до 6 (нитрилы кислот, производные арилоксиуксусных кислот, трефлан и его аналоги, нитрофенолы и др.), до 3 (производные арилкарбаминовых, алкилкарбаминовых кислот, некоторые производные мочевины и гетероциклические соединения), менее 3 мес. (органические соединения фосфора и др.). В сельском хозяйстве предпочтительней использовать вещества, разлагающиеся за вегетационный период, на аэродромах и в борьбе с зарастанием дорог — с большей продолжительностью действия.

По токсичности для человека и теплокровных животных разделяют на 4 группы: сильнодействующие, высокотоксичные, среднетоксичные и малотоксичные. ЛД₅₀ (наименьшая доза П., вызывающая смертность 50% подопытных животных) для этих групп равна соответственно до 50, 50—200, 200—1000 и свыше 1000 мг/кг. Такое деление носит условный характер, так как токсичность пестицида для человека и животных зависит не только от абсолютного значения смертельных доз препаратов, но и от других его свойств: возможности отдалённых последствий пестицида при систематическом воздействии на организм; способности его накапливаться в организме и окружающей среде; стойкости во внешней среде; бластомогенных свойств (способность вызывать опухоли), мутагенных (влияющих на наследственность), эмбриотоксичных (влияющих на развитие плода), тератогенных (вызывающих уродства), аллергенных (обусловливающих извращённую повышенную чувствительность организма к П.) и т. п.

1.2 Механизм действия пестицидов

Органические соединения фосфора и эфиры алкилкарбаминовых кислот ингибируют фермент холинэстеразу членистоногих, производные тиомочевины блокируют окислительно-восстановительные процессы в организме насекомых. В зависимости от свойств пестицида и его назначения для обработки одного гектара требуется 0,2—40 кг (чаще 0,5—2 кг) пестицида в пересчёте на активное вещество. Чтобы равномерно распределить такое небольшое количество по обрабатываемой площади, их применяют в соответствующей препаративной форме (смачивающиеся порошки, концентраты эмульсий, дусты, растворы в воде и органических растворителях, аэрозоли, гранулы и др.) и вносят различными способами (опрыскивание, опыливание, фумигация, отравленные приманки, протравливание). В препаративную форму, кроме пестицида, входят вспомогательные вещества, разбавители и эмульгаторы. Наиболее перспективны препараты для опрыскивания (смачивающиеся порошки, концентраты эмульсий, растворы в воде и органических растворителях), а также гранулы для нанесения на растения и внесения в почву. Особенно интересны растворы в нелетучих органических растворителях, используемые для ультрамалообъёмного опрыскивания (УМО), при расходе препарата от 0,5 до 10 л/га. Обработку сельскохозяйственных культур пестициды проводят с помощью наземных машин и авиации.

При завышенных, по сравнению с официально рекомендуемыми, дозах или концентрациях, несоответствующих способах и сроках их применения, без учёта погодных условий пестициды вызывают ожог растений, снижение жизнеспособности пыльцы, гибель пестиков и значительно снижают урожай. Растения могут загрязняться пестицидами, приобретать неприятный запах и вкус (например, при использовании гексахлорана), а также накапливать на поверхности в виде ядовитых остатков, опасных для человека и животных. При систематическом применении нередко возникает приобретённая устойчивость вредных организмов к пестицидам. Чтобы избежать выведения устойчивых рас вредителей, необходимо иметь широкий ассортимент препаратов одного назначения и проводить плановое чередование их использования.

Влияние пестицидов на биоценозы сложно и многообразно. Особенно значительные нарушения биоценозов отмечаются при систематическом применении стойких высокотоксичных пестицидов (главным образом инсектицидов, акарицидов). Из-за уничтожения паразитических и хищных членистоногих нередко наблюдается массовое размножение других вредных видов насекомых и клещей. Известно отрицательное действие при неправильном использовании пестицида на человека, а также на пчёл, шмелей и других насекомых опылителей, на рыб (при попадании в водоёмы), птиц, диких зверей, домашних животных, а также на природу в целом. При применении пестицидов необходимо учитывать их действие не только на определённого вредителя, но и на биоценозы и предвидеть конечные результаты проводимых мероприятий. Важно строго соблюдать контроль над остаточными количествами пестицида в пищевых продуктах, правила по хранению, транспортировке и применению.

1.3 Влияние на человека

Большинство пестицида поступает в организм человека через органы дыхания, кожу, желудочно-кишечный тракт. Особенно опасны отравления при обработке помещений и посевного материала. Хлорорганические пестициды обладают общим токсическим действием на организм; они обычно поражают внутренние органы (печень, почки) и нервную систему. Признаки отравления мало специфичны: общая слабость, головокружение, тошнота, раздражение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей. Большинство фосфорорганических пестицидов легко проникает в организм через кожу и обладает выраженным антихолинэстеразным действием. Признаки острого отравления ими специфичны: слюнотечение, сужение зрачков, мышечные подёргивания, судороги. При остром отравлении ртутьорганическими пестицидами наблюдаются повышенное выделение слюны, металлический вкус во рту, тошнота, иногда — рвота, понос со слизью, головные боли, обморочное состояние.

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 П. — 4 ч.

производство пестицид гербицид фуроре

2. Почвенные гербициды

Гербициды — химические вещества, применяемые для уничтожения растительности; одна из групп пестицидов. Гербициды, применяемые для уничтожения деревьев и кустарников, называются также арборицидами.

По характеру действия на растения делятся на гербициды сплошного действия, убивающие все виды растений, и гербициды избирательного (селективного) действия, поражающие только определенные виды. Это деление весьма условно, т. к. многие гербициды с повышением их дозы (концентрации, нормы применения) свою избирательность утрачивают. Избирательность гербицидов в наибольшей мере обусловлена биохимическими факторами, в частности неодинаковой способностью различных растений разлагать гербициды или связывать их с образованием нетоксичных веществ. Иногда она может быть обусловлена физическими или морфологическими факторами. В лесном хозяйстве используют несколько избирательных гербицидов: противозлаковые гербициды (фюзилад и зеллек-супер) подавляют только однодольные сорняки, противодвудольные гербициды (лува-рам) эффективно уничтожают только широколистные сорняки.

Различают также гербициды контактного действия, поражающие растение в местах контакта с ним, и системные, способные перемещаться по сосудистой системе растения от места поглощения к месту действия. По условиям применения гербицидов делят на почвенные, или довсходовые. Почвенные гербициды поглощаются семенами, корнями, проростками; листовые — надземными частями растений в различные периоды вегетации. Большинство почвенных гербицидов являются гербициды длительного действия. Их присутствие в почве и остаточное действие на растения наблюдается в течение 3−6 месяцев и более. Листовые гербициды относятся к гербицидам короткого действия. Они уничтожают только одно поколение растений, вегетативные органы которых оказались обработанными гербицидами. В почве препарат быстро разлагается на простые химические вещества.

По механизму действия выделяют следующие основные группы гербицидов: ингибиторы фотосинтеза; ингибиторы клеточного деления (митоза); регуляторы роста растений, или «синтетические ауксины»; регуляторы дыхания растений. Активность гербицидов может быть связана также с подавлением таких процессов, как синтез нуклеиновых кислот, каротиноидов, белков, липидов, или с блокированием биосинтеза и транспорта природных регуляторов, катализирующих эти процессы. Механизм действия многих гербицидов пока не выяснен.

В последние годы наряду с почвенными гербицидами, эффективными против злаковых сорняков, все чаще применяют послевсходовые противозлаковые гербициды.

В Крымском НИИХСЗР изучено действие двух новых злакоцидов — фуроре 9% к.э. и фуроре-супер 7,5% к.э. Оба препарата были высокоэффективны, и в дозе 1 л/га уничтожали злаковые сорняки на 87% и 92% соответственно. Причем оба препарата более эффективны против щетинника, гибель которого достигала 95−98%.

При производственных испытаниях были выбраны посевы, в сильной степени, засоренные злаковыми сорняками, — более 70−80 сорняков на 1 кв.м. Фуроре-супер в дозе 0,8 л/га применили в фазу 2−3 листа у лука (у злаков 2−4 листа).

Первые признаки угнетения были выявлены у сорняков на 6−7-й день, на 10-й день сорные растения посветлели, а на 12−14-й день наступала их полная гибель.

Урожай лука был получен на уровне 25 т/га.

Послевсходовое применение фуроре-супер позволило снизить расход гербицидов в 5−6 раз в сравнении с почвенными вариантами, снизить пестицидную нагрузку, сделало возможным получение экологически чистой продукции.

3. Общие сведения о Фуроре-Супер

Механизм действия гербицида

Гербицид системного действия. 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. Отмирание точек роста ведет к прекращению роста и гибели сорных злаков.

Преимущества

— Высокая эффективность против широкого спектра злаковых сорняков.

— Минимальное влияние на защищаемую культуру.

— Длительный срок применения.

— Устойчив к смыванию дождем после высыхания на листовой поверхности.

— Возможность применения в различных баковых смесях.

— Быстро разлагается в почве, исключая попадания в грунтовые воды.

Спектр активности гербицида

Эффективен против следующих однолетних злаковых сорняков: просо куриное (Echinochloa crus-galli); просо волосовидное (Panicum capillare); щетинник, виды (Setaria spp.); овсюг (Avena fatua); метлица обыкновенная (Apera spica-venti); лисохвост полевой (Alopecurus myosuroides); мятлик однолетний (Poa annua); росичка кровяная (Digitaria sanguinalis) и другие.

Период защитного действия

Фуроре Супер оказывает гербицидное действие на чувствительные сорняки, имеющиеся в посевах на момент опрыскивания и не действует на появившиеся позднее после обработки (вторая волна сорняков).

Назначение

Селективный противозлаковый гербицид системного действия, предназначенный для послевсходового применения на посевах многих двудольных сельскохозяйственных культур против однолетних злаковых сорняков.

Препаративная форма Эмульсия масляно-водная, содержащая 69 г/л феноксапроп-П-этила.

Скорость воздействия

Фуроре Супер после обработки быстро проникает в листья сорных растений. Симптомы действия гербицида видны через 7−10 дней. Однако полное отмирание сорных злаков происходит позднее — через 10−21 день в зависимости от погодных условий.

Фитотоксичность

При соблюдении регламентов применения случаев проявления фитотоксичности не отмечено.

Возможность возникновения резистентности

Случаев проявления резистентности сорняков к Фуроре Супер в опытах не отмечено.

Совместимость

Для расширения спектра действия целесообразно смешивать Фуроре® Супер с гербицидами, которые уничтожают двудольные сорняки. В том случае, когда применение баковых смесей невозможно, следует прибегать к последовательному применению препаратов. В каждом случае необходима предварительная проверка на химическую совместимость смешиваемых препаратов.

Рекомендации по применению

Не обрабатывать культуру, испытывающую угнетение вследствие неблагоприятных климатическихусловий (заморозки, высокие температуры, засуха, град) или поврежденную в сильной степени вредите-лями и болезнями. Не допускать сноса рабочего раствора на соседние культуры.

Срок годности

Не менее 2-х лет с даты изготовления.

Ограничения 5 л.

4. Свойства Фуроре — Супер

Физико-химические характеристики

Белые кристаллы, без запаха. Температура пл. 89−91°С. Давление пара 5,3 ^х 10^-4 мПа при 20 °C. Коэффициент распределения октанол/вода K_ов log Р = 4,48. Плотность 1,3 г/см³ при 20 °C. Растворимость при 20 °C в воде 0,7 мг/л, в ацетоне 200, в толуоле 200, в этил ацетате >200, в этаноле ~24 г/л. Феноксалроп-Р-этил изменяется после нагревания 90 дн. при 50 °C. Устойчив к действию света. Разлагается при действии кислот и щелочей, Т_0,5 1000 дн. (рН 5), 100 дн. (рН 7), 2,4 дн. (рН 9) при 20 °C.

Токсичность

Токсичность острая для крыс ЛД₅₀ орально 3150 — 4000 мг/кг, для мышей ЛД50 орально > 5000 мг/кг, для крыс ЛД₅₀ накожно >2000 мг/кг, для крыс СК₅₀ (4 ч.) ингаляционно >1,2 мг/л воздуха.

Механизм действия

Ингибитор биосинтеза жирных кислот, подавляет активность ацетил-СоА-карбоксилазы.

Применение

Селективный гербицид контактного и системного действия. Абсорбируется только листьями, переносится акропетально и базидиопетально к корням и корневищам. Применяется для послевсходового уничтожений однолетних и многолетних злаковых сорняков в картофеле, бобовых, сое, свекле, рапсе, хлопчатнике, арахисе, льне и овощных культурах. Смеси феноксапроп-Р-этил+мефенпир-диэтил используются для борьбы с однолетними и многолетними злаковыми сорняками и овсюгом в пшенице, ржи, тритикале и, в отдельных случаях, в ячмене. Феноксапроп-Р-этил не фитотоксичен для широколистых культур.

Выпускаемые препараты

Фуроре Супер (BayerCropScience), Масалдо (Crop Health), Пума (BayerCropScience), Вип Супер (BayerCropScience), Пума Супер (феноксапроп-Р-этил+мефенпир-диэтнл) (BayerCropScience).

В РФ зарегистрированы препараты Фуроре супер 7,5, ЭМВ (69 г/л) (Байер Кроп Сайенс), Фуроре экспресс, КЭ (90 г/л) (Щелково Агрохим, Байер Кроп Сайенс), Пума супер 7,5, ЭМВ (феноксапроп-Р-этил+мефенпир-диэтил, 69+75 г/л) (Байер Кроп Сайенс), Пума супер 100, КЭ (феноксапроп-Р-этил+мефенпир-диэтил, 100+27 г/л) (Байер Кроп Сайенс), Гепард экстра, КЭ (феноксапроп-Р-этил+ мефенпир-диэтнл, 100+27 г/л) (Байер Кроп Сайенс).

1) Фуроре — Супер 7,5

В сахарной, столовой и кормовой свекле, в моркови, в сое, во льне, подсолнечнике, рапсе, луке, горохе и капусте для борьбы с однолетними злаковыми сорняками (овсюг, просо куриное, виды щетинника) в дозе 0,8−1,2 л/га.

2) Фуроре экспресс

В сахарной, столовой и кормовой свекле, в cоe, льне, подсолнечнике, рапсе и горохе для борьбы с однолетними злаковыми сорняками (овсюг, просо куриное, виды щетинника) в дозе 0,6 — 0,9 л/га.

3) Пума супер 7,5

В яровом ячмене, в яровой и озимой пшенице для борьбы с однолетними злаковыми сорняками (виды щетинника, овсюг, просо куриное метлица обыкновенная) в дозе 0,8−1,0 я/га, в яровом ячмене и в яровой пшенице для борьбы со щетинником зеленым в дозе 0,6 л/га.

4) Пума супер 100, КЭ и Гепард экстра, КЭ

В яровой пшенице для борьбы с однолетними злаковыми сорняками (виды щетинника, просо куриное, просо сорнополевое) в дозе 0,4−0,9 л/га.

В яровой пшенице для борьбы с овсюгом в дозе 0,5−0,6 л/га, в озимой пшенице для борьбы с однолетними злаковыми сорняками (овсюг, виды щетинника, просо куриное, метлица обыкновенная, мятлик) в дозе 0,6−0,75 л/га.

Поведение в окружающей среде

В растениях феноксапроп-Р-этил метаболизирует до феноксапроп-Р-кислоты, конъюгата ее с глутатионом, 6-хлорбензоксазолин-2-она и S-(6-хлорбензоксазол-2-ил)цистеина. Гидролиз феноксапроп-Р-этила в устойчивых и чувствительных биотипах Echinochloa phyllopogon проходит с одинаковой скоростью; однако, образование конъюгатов и 6-хлорбензоксазолинона в устойчивых биотипах протекает с большей скоростью, и содержание фитотоксичной феноксапроп-Р-кислоты через 24 часа после обработки в устойчивых биотипах в 4 раза ниже, чем в чувствительных.

В почве он гидролизуется до феноксапроп-кислоты. Т_0,5 1−10дн.

Гигиенические нормативы

ДСД 0,01 мг/кг,

ПДК в воде водоемов 0,0003 мг/л,

ПДК в воде рыбохозяйственных водоемов 0,05 мг/л,

МДУ в зерне хлебных злаков, моркови, свекле столовой, подсолнечнике (масло) и луке 0,01 мг/кг, в свекле сахарной и сое (семена и масло) 0,05 мг/кг, в капусте 0,02 мг/кг, в горохе и рапсе (семена и масло) 0,2 мг/кг. {12}

5. Производство гербицида

Селективный противозлаковый гербицид системного действия, предназначенный для послевсходового применения на посевах многих двудольных сельскохозяйственных культур против однолетних злаковых сорняков.

Получают такой гербицид взаимодействием (2окси-парафенолята натрия)6-хлорбензоксазол с этиловым эфиром 2-хлорпропионовой кислоты.

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 10 000 тонн бисбензоксазола в год. Расчет материального баланса приведен в таблице.

Стадия получения нитробензола

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.

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

2. Мчист. (С6Н6)=0,68*0,99=0,67кг/ч

Mприм (С6Н6)=0,68−0,67=0,01кг/ч

3. 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

4. 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

5. Количество динитробензола, 2%масс.

М (С6Н5(NO2)2)=0,39*0,02=0,079кг/ч

V (С6Н5(NO2)2)=0,079/168=0,469кмоль/ч

6. Количество прореагировавшего нитробензола

Vпрор (С6Н5NO2)=V (С6Н5(NO2)2)=0,469кмоль/ч

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

Vост (С6Н5NO2)=0,0032−0,469=0,315кмоль/ч Мост (С6Н5NO2)=0,315*123=0,39кг/ч

7. 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

8. Общая количество нитрующей смеси Мсмеси=4*Мтех (НNO3)=4*0,68=2,72кг/ч

9. 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

10. Количество прореагировавшей азотной кислоты

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

V0 (НNO3)=0,0032+0,469=0,325кмоль/ч

11. Количество не прореагировавшей азотная кислота Мост (НТЩ3)=М (НТЩ3)-М0 (НТЩ3)

Vост (НNO3)=0,0086−0,325=0,0054кмоль/ч Мост (НNO3)=0,0054*63=0,34кг/ч

12. Количество образовавшей воды

V (Н2О (1))=V (С6Н5NO2)=0,0032кмоль/ч

V (Н2O (2))=V (С6Н5NO2)=0,469кмоль/ч М (Н2O (1))=0,0032*18=0,0576кг/ч М (Н2O (2))=0,469*18=0,84кг/ч Стадия получения анилин

Стадия получения 2-хлоранилина

Стадия получения 2-гидроксианилин

Стадия получения 2-гидроксифосгенбензоксазол

Стадия получения 2-оксибензоксазол

Стадия получения 2,6-дихлорбензоксазол

Стадия получения 2(оксипарафенолят натрия)6-хлорбензоксазол

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

Стадия получения бензосульфокислоты

Стадия получения фенола

Стадия получения 4-хлорфенол

Стадия получения 1,4-дигидроксибензола

Стадия получения динатриевого соединения

Стадия получения 2-хлорпропионовой кислоты

Стадия получения этилового эфира 2-хлорпропионовой кислоты

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}

Необходимая скорость при, диаметр труб. пространства

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, фунгициды и инсектициды. 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.

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.

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

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

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

5. База данных ChemCAD

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

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

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

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

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

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

12. Электронный ресурс http://agrohimiya.ru/