精细有机合成化学与工艺学第五章.pptVIP

5.3.3混酸硝化影响因素硝酸比混酸组成温度搅拌酸油比和循环废酸比硝化副反应第30页，共65页，星期日，2025年，2月5日硝酸比硝酸比是硝酸与被硝化物的摩尔比。（Φ）用混酸进行一硝化时，可使用接近理论量的硝酸，硝酸比Φ约为0.97～1.05；对于一硝基物的再硝化，需要使用超过理论量的硝酸，硝酸比Φ约为1.07～1.20第31页，共65页，星期日，2025年，2月5日混酸组成在选择混酸组成时应考虑以下原则:①在原料酸所能配出的范围内；②尽量节省硫酸的用量；③尽量少生成多硝基化合物。第32页，共65页，星期日，2025年，2月5日混酸组成表氯苯一硝化时采用三种不同混酸的计算数据硝酸比Φ＝1混酸Ⅰ混酸Ⅱ混酸Ⅲ混酸组成％H2SO444.550.059.0HNO355.545.027.0H2O05.013.1D.V.S.2.80F.N.A.73.7%1Kmol氯苯所需混酸，kg113.5140.7235.8所需100％H2SO4，kg50.070.0133.2废酸量，kg68.595.7190.8第33页，共65页，星期日，2025年，2月5日温度为了使硝化反应顺利进行，必须将硝化温度严格控制在规定的范围内。提高硝化温度可加快硝化反应速度，缩短反应时间。间歇硝化时可控制混酸的加料速度并逐步提高反应温度；连续硝化时可采用多锅串联法，并逐锅提高反应温度。第34页，共65页，星期日，2025年，2月5日搅拌混酸硝化是非均相反应，为了提高传质和传热效率，硝化反应器必须有良好的搅拌装置，工业上搅拌器的转数一般在100r/min以上。第35页，共65页，星期日，2025年，2月5日酸油比和循环废酸比酸油比指的是混酸与被硝化物的质量比。使用含水量多的混酸时，优点是反应温和，不易生成多硝化物；缺点是硫酸的用量大。加入循环废酸还有利于传热和提高反应速度。第36页，共65页，星期日，2025年，2月5日副反应硝化时的主要副反应是多硝化和氧化。避免多硝化副反应的主要方法是控制混酸的硝化能力、硝酸比、循环废酸的用量、反应温度和采用低硝酸含量的混酸。第37页，共65页，星期日，2025年，2月5日5.3.4硝化废酸处理硝化产物的分离废酸处理（1）作为硝化底酸直接循环套用；（2）用被硝化物萃取有机物后浓缩至90～95％的硫酸用于配酸；（3）多硝化的废酸用于下一批单硝化生产中；（4）净化后加氨水制化肥。第38页，共65页，星期日，2025年，2月5日5.3.5硝化工艺和设备图混酸硝化的流程示意图第39页，共65页，星期日，2025年，2月5日工艺过程连续法：大批量生产间歇法：灵活性高第40页，共65页，星期日，2025年，2月5日设备（1）材质：不锈钢、钢板；（2）冷却装置：夹套、蛇管；（3）搅拌：推进式、涡轮式、浆式（4）导流桶图间歇硝化釜第41页，共65页，星期日，2025年，2月5日图连续硝化釜图环形连续硝化器1-下弯管，2-匀流折板，3-换热器，4-伸缩节，5-上弯管，5-搅拌轴，7-弹性支承，8-搅拌器，9-底支承第42页，共65页，星期日，2025年，2月5日5.3.6硝基苯的生产多锅串联连续硝化工艺图苯连续一硝化流程示意图1,2-硝化锅3,5,9,11-分离器4-萃取器5,7-泵8,10-文丘里管混合器第43页，共65页，星期日，2025年，2月5日绝热硝化工艺图苯的绝热硝化流程示意图1,2,3,4-硝化器5-酸槽6-闪蒸器7-除沫器8-分离器9-热交换器10-泵第44页，共65页，星期日，2025年，2月5日绝热硝化工艺：（1）混酸：HNO35～8％，H2SO458～58%，H2O＞25％;（2）苯过量5～10％；（3）硝化温度：132～135℃；（4）无冷却；（5）利用反应热闪蒸废酸。第45页，共65页，星期日，2025年，2月5日绝热硝化优点：（1）反应温度高，硝化速度快;（2）硝酸反应完全，副产物少；（3）混酸含水量高，酸浓度低，酸量大，安全性好；（4）利用反应热浓缩废酸并循环利用，无需加热、冷却，能耗低；（5）设备密封，原料消耗少；（6）废水和污染少。存在的问题：对设备要求高（密封、防腐）第46页，共65页，星期日，2025年，2月5日第1页，共65页，星期日，2025年，2月5日硝化概述硝化反应影响因素混