精细化工第6章.硝化.pptVIP

6.4混酸硝化是应用最广泛的硝化方法，苯系的苯、甲苯、氯苯；萘系的α-、β-萘磺酸的硝化都可采用。6.4.1混酸组成的选择用混酸硝化首先涉及混酸的配制，引入几个概念：（1）硝酸比（Φ）：硝酸和被硝化物的摩尔比。易硝化的硝酸过量1~5%难硝化和多硝化的硝酸过量10~20%（2）硫酸脱水值：D.V.S.(DehydratingValueofSulfuricAcid)定义：在硝化终了时废酸中硫酸与水的重量比。（混酸硝化能力的强弱取决于硫酸的浓度，这个概念是混酸硝化能力的一种表示方法）D.V.S.=废酸中硫酸的重量废酸中水的重量带入水和生成水将混酸中的重量百分数分别用S,N,W表示。S+N+W=100带入水：W=100-S-N生成水：6318X=1863NΦ=27NΦΦ：实际加硝酸量/理论用量D.V.S.=(100-S-N)+2/7×N/ΦS当硝酸用量接近理论量时，Φ≈1，上式简化。D.V.S.=(100-S-N)+2/7×N/1S=100-S-5/7×NS（3）废酸计算浓度，又称硝化活性因数，F.N.A.(FactorofNitratingActivity)这是混酸硝化能力的另一种表示法，定义：硝化终了时，废酸中硫酸的浓度（重量百分比）。当Φ≈1时：F.N.A.=(100-S-5/7N)+SS?100=140S140-N硝化活性因数和硫酸脱水值都是表示混酸反应活性的，两者之间的换算关系：Φ=1D.V.S.=100-F.N.A.F.N.A.F.N.A.=1+D.V.S.D.V.S.?100(4)相比，也叫酸油比，即混酸与被硝化物的重量比。从D.V.S.和F.N.A.的表达式可见，当D.V.S.,F.N.A.为常数时，S、N互为变量，是一个直线方程，即规定了硫酸脱水值（或废酸浓度），可以配制出多种配比的混酸，即在这一直线上的所有混酸组成都可满足。选择混酸成分时一般应符合以下原则：（1）充分利用硝酸；（2）充分发挥硫酸的作用；（3）在原料酸所能配出的范围以内；（4）废酸对设备的腐蚀性小。例：A、B组成的混酸：A.04060B.105040WSN它们的F.N.A.=70%,D.V.S.=2.33具体分析这两种混酸有什么区别?(1)开始时硫酸浓度终了时废酸中硫酸浓度100%70%B.5/6?100%=83.3%70%显然A混酸硝化活性比B种强。（2）两种混酸消耗的量：每摩尔ArH进行一硝化(Φ=1)，耗去硝酸的量是63g，那么混酸用量对于AGA=63/0.6=105g对于BGB=63/0.4=157g可见B种混酸进行硝化时，混酸的消耗量大。综上所述，两种混酸比较：从产品质量，反应的平稳性考虑，采用B种混酸好，但是B种混酸消耗量大，设备的利用率低。消耗混酸量的多或少，即是相比的大或小。一般相比小––-混酸用量少，设备生产能力高。相比大––-混酸用量多，设备利用率低，但反应容易控制。那么相比取多大为好？在保证产品质量的前提下，相比小是比较经济的。当相比、硝酸比和废酸浓度确定下来之后，S、N就是一定的，即混酸组成就确定了。6.4.2混酸配制从以上讨论可知确定了相比、硝酸比和废酸浓度（或D.V.S.）之后，就可计算出混酸的组成－S.N.W，然后根据物料衡算，计算出所配混酸需要各种原料酸的量，通常：总物料衡算式：硫酸衡算式：硝酸衡算式：三者联立，解三元一次方程组即可。一般废酸当中含少量的硝化产物和氮的氧化物，氮的氧化物能与硫酸反应：消耗硫酸并生成水，所