微反应器在硝化反应中的应用

硝化反应在炸药、农药、香水、染料中间体等合成中发挥重要作用,但是当前工业操作具有间歇性,生产中表现选择性差、放热量大、危险性高、资源浪费及污染性大等弊端。微反应器是一种安全、高效、可行性强、环保的新式反应器,以其优良的传热、传质性能有效地缓解上述问题,并以增加反应器的方式缩小放大时间,降低工业成本。探讨了微反应器在硝化反应中的应用,以期为相关人员提供必要的参考。     

微反应器内苯二硝化反应过程研究

以硝硫混酸为硝化剂,研究了微反应器内苯二硝化反应过程的规律。实验考察了原料计量比、反应温度、硝硫物质的量比、进料流量以及混酸含水量对苯转化率及产物选择性的影响。结果表明：提高硝酸与苯的物质的量比和反应温度,或降低硝硫物质的量比和混酸含水量有利于二硝基苯生成;提高进料流量时,二硝基苯选择性先降低后升高。微反应器与搅拌釜串联使用可显著降低硝基苯选择性。在硝酸与苯的物质的量比为2.30、反应温度为80℃、硝硫物质的量比为0.5、混酸含水量为2%（质量分数）、苯流量为0.6 mL/min、混酸流量为2.60 mL/min、微反应器内停留时间为135 s的条件下,搅拌10 min可将硝基苯选择性由0.643%降低至0.002%,此时苯的转化率为99.970%,二硝化产物总选择性为99.998%,其中间二硝基苯选择性为83.292%。研究结果为开发间二硝基苯的连续制备工艺提供了技术支持。     

微通道反应器在芳香化合物硝化反应中的应用进展

芳香化合物的硝化是常用的生产单元,采用传统釜式反应器进行硝化反应存在放热量大、选择性低、浪费资源、污染环境、存在安全隐患等问题.微通道反应器具有优良的传热、传质性能,可有效解决传统釜式反应器存在的问题,是一种安全、环保、高效的新型反应设备.综述了微通道反应器在芳香化合物硝化反应中的应用进展,包括以苯型芳香烃为底物的硝化...     

微通道反应器对CLT酸合成过程中的硝化反应的影响研究

在微通道反应器内对CLT酸合成过程中的硝化反应进行了研究,考察了原料流速、反应温度、反应器片数对硝化反应的影响。较优工艺参数组合:3-氯-4-甲基苯磺酸体积流速10. 2 m L/min,硝酸体积流速1. 5 m L/min,反应温度25℃,反应器片数2片。与常规反应器相比,转化率提高了4. 58%。     

微通道反应器内氯苯硝化反应研究

在微通道反应器内对氯苯硝化反应进行了研究,考察了氯苯与硝酸的摩尔比、体积流速、反应温度等对单程转化率及选择性的影响。实验选择了较优工艺参数组合:n(氯苯)∶n(硝酸)=1∶1.3,n(硝酸)∶n(硫酸)=1∶3,氯苯体积流速0.5 mL/min,反应温度80℃,氯苯单程转化率达74.8%,n(邻硝基氯苯)∶n(对硝基氯苯)=0.56∶1,时空转化率(STC)达4.07×109mol/(m3.h)。微通道反应器内,时空转化率是常规反应器的3.08×104倍。     

微通道反应器在唑草酮硝化反应中的应用

应用微通道反应器对唑草酮中间体连续硝化工艺进行研究,包括反应器的选型、空速比、硝酸与底物1-(4-氯-2-氟苯基)-3-甲基-4-二氟甲基-1H-1,2,4-三唑啉-5-酮的配比、硫酸的浓度与套用、反应温度梯度控制等工艺条件的优化。结果表明,使用特种合金微反应器,在n(底物)∶n(硝酸)∶n(85%硫酸)=1.0∶1.1∶6.6、空速比为60 h^-1、一级反应器控温(35±2)℃、二级反应器控温(45±2)℃条件下,底物硝化转化率≥99%,产品收率≥95%,并实现了工艺连续化。相对于釜式间歇反应,具有收率高、反应通量大、更安全高效的特点。     

微反应器内对甲砜基甲苯硝化反应动力学研究

对甲砜基甲苯硝化反应由于反应迅速、高放热和非均相等特性,难以获得较为准确的动力学数据。以硝硫混酸为硝化试剂,在微反应器内对对甲砜基甲苯均相硝化反应动力学进行研究,构建包含微混合器、毛细管微反应器、毫秒级在线淬火模块的连续流微反应系统,测定了均相硝化反应动力学参数。在质量分数为88%的硫酸、温度为10～25℃、停留时间为1～5 s的条件下,确定该反应是二级反应,指前因子为7.16×10¹²L/(mol·s),活化能为50.65 kJ/mol。同时在实验研究范围内对建立的动力学模型进行验证,结果表明,实测值与拟合计算值吻合良好,模型具有有效性,对工业设计和安全控制具有重要意义。     

微化学工程中的微反应技术

微化学工程包括微型单元操作设备,如微型构造的传质、传热、混合、分离和反应设备等、微型传感技术,以及利用微型构造设备进行化学化工研究和生产的微化学工艺体系,其中微反应技术代表了新的化学加工途径,本文重点介绍了微反应技术的概念和一些研究应用实例。     

微反应器在酰胺化工业中的应用

自然科学与工程技术发展的一个重要趋势是向微型化迈进,微反应器以其独特的优势越来越引起重视,开始在越来越多的领域得到应用.针对甲苯法生产己内酰胺的过程中酰胺化反应存在收率低问题,从对酰胺化反应机理研究入手,研究了应用微反应器来进行酰胺化优化,达到提高产品质量、降低消耗、提高效益的目的.     

固体酸催化甲苯选择性硝化研究进展

甲苯一硝化过程采用硫酸做催化剂,从经济和环保意义上考虑,如何替代硫酸且提高产物中对硝基甲苯比例成为非常重要的课题,目前固体酸催化硝化技术研究成为该领域的热点。文章综述了近年来固体酸作催化剂在不同体系下催化甲苯硝化取得的进展,包括这些方法的特点、产生的结果以及存在的问题。     

纳米固体超强酸ZrO_2/SO_4~(2-)的制备及其苯催化硝化

采用纳米化学技术制备了新型的纳米固体超强酸催化剂ZrO2/SO24-,并用XRD、TEM进行了表征。结果表明:所研制的ZrO2/SO42-催化剂为晶态纳米粒子,平均粒径为41nm,分散性较好;考察了在不同工艺条件下苯硝化反应的收率影响因素,找出优化反应条件为:催化剂活化温度620℃,反应温度75℃,n(硝酸)∶n(苯)=2∶1,m(苯)∶m(催化剂)=30∶1,反应时间6h,收率达85.0%。     

纳米固体超强酸ZrO2／SO4^2-的制备及其苯催化硝化

采用纳米化学技术制备了新型的纳米固体超强酸催化剂ZrO2／SO4^2-,并用XKD、TEM进行了表征。结果表明：所研制的ZrO2／SO4^2-为晶态纳米粒子，平均粒径为41nm，分散性较好；考察了在不同工艺条件下苯硝化反应的收率影响因素。找出优化反应条件为：催化剂活化温度620℃，反应温度75℃，n（硝酸）：n（苯）=2：1，m（苯）：m（催化剂）=30：1，反应时间6h，收率达85．0％。     

间二甲苯硝化条件的研究

通过正交试验 ,找出了二硝基物生成量的变化规律 ,并进一步摸索出间二甲苯混酸硝化制一硝基间二甲苯较适宜的硝化条件。     

间二甲苯硝化工艺的优化研究

以间二甲苯为原料,采用分段变温硝化,制得2,4-二甲基硝基苯和2,6-二甲基硝基苯,总收率达到94%以上,摸索出了间二甲苯混酸硝化制一硝基间二甲苯较适宜的硝化条件。通过实验分别讨论了反应温度,混酸配比,硝化时间对硝化产物的影响。     

MCM-41分子筛催化苯硝化合成研究

以MCM-41(T)分子筛为催化剂,以硝酸作硝化试剂,运用正交试验法对合成工艺条件进行探索,筛选出最优合成条件,硝基苯的收率达83.6%。     

间氯三氟甲苯硝化反应工艺条件优化研究

通过均匀试验和单纯形优化法,得到由问氯三氟甲苯硝化制备5-氯-2-硝基三氟甲基苯的最优化工艺条件t反应温度35℃,反应时间2．5h,硝酸与硫酸的摩尔比为1：3．5,硝酸与原料问氯三氟甲苯的摩尔比为1．15：1。在最优化工艺条件下,目标产物5-氯-2-硝基三氟甲基苯的收率为84．7％．     

固体超强酸Fe2O3/SO2-4催化合成硝基苯工艺的研究

硝酸铁溶于氨水得到Fe(OH)₃后再用硫酸浸泡，经过滤、焙烧制得固体超强酸催化剂 e₂O₃/SO₂^-4。以固体超强酸Fe₂O₃/SO₂^-4为催化剂、苯和硝酸为原料合成硝基苯。通过正交设计考察了不同工艺条件下苯硝化反应的收率影响因素，最佳反应条件为：催化剂活化温度500 ℃，反应温度75 ℃，n(硝酸)∶n(苯)＝2，m(苯)∶m(催化剂)＝20，反应时间3 h，收率达83.9%。     

固体超强酸Fe_2O_3/SO_4~(2-)催化合成硝基苯工艺的研究

硝酸铁溶于氨水得到Fe(OH)3后再用硫酸浸泡,经过滤、焙烧制得固体超强酸催化剂Fe2O3/SO42-。以固体超强酸Fe2O3/SO42-为催化剂、苯和硝酸为原料合成硝基苯。通过正交设计考察了不同工艺条件下苯硝化反应的收率影响因素,最佳反应条件为:催化剂活化温度500℃,反应温度75℃,n(硝酸)∶n(苯)=2,m(苯)∶m(催化剂)=20,反应时间3 h,收率达83.9%。