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。     

微通道连续硝化制备2,4-二硝基氯苯的工艺研究

本文提供了一种利用微通道反应器设备,连续硝化制备2,4-二硝基氯苯的工艺路线.考察了硝化物料配比及硝化反应条件对产物合成的影响,得到一组相对优化的反应条件:混酸配比(ω％)为浓硝酸:浓硫酸:水=27∶71∶2,硝化比为2.2,反应温度为81～85℃,反应压力为0.60～ 0.65 MPa,反应停留时间为4.5～5.5 ...     

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。     

微通道连续硝化制备2-硝基-4,5-二甲基乙酰苯胺的工艺研究

本论文开发了在微通道反应器中以3,4-二甲基乙酰苯胺为原料,进行连续硝化反应制备2-硝基-4,5-二甲基乙酰苯胺的新工艺,考察了硝酸浓度、停留时间、反应温度、混酸配比和硝化比等参数对反应的影响,并通过优化工艺参数得到最佳工艺条件。结果表明：最佳的工艺条件为以95%的硝酸和冰乙酸配成的混酸(混酸重量比：硝酸30%、冰乙酸70%)作为硝化试剂,硝化比为2,反应温度40℃,停留时间14.7 min,此条件下原料转化率为100%,目标产物的收率可达68%。与间歇式硝化反应相比,微通道反应器具有安全系数高、副反应少、可实现连续化生产等优点。     

Bronsted酸离子液体的制备及其在氯苯选择性硝化中的应用研究

本文采用一步法制备了一种新型低毒基于己内酰胺阳离子的Bronsted酸离子液体用于氯苯的选择性硝化。通过单因素及正交试验,考察了原料配比、反应温度、时间、离子液体用量及有机溶剂种类等因素对原料转化率及硝化产物邻对比的影响。结果表明：在发烟硝酸作硝化剂、不使用有机溶剂、反应温度80℃、反应时间18h、离子液体用量为原料氯苯的20％（wt）、n（发烟硝酸）：n（氯苯）=1.1：1的最佳反应条件下,氯苯转化率为62.04％,硝化产物的邻对比达0.5641,比传统混酸硝化工艺的邻对比提高了10.5％。制备的离子液体结构采用IR表征。同时考察结果表明所制备的Bronsted酸离子液体重复使用多次对原料转化率和邻对比影响都不大,说明该离子液体在硝化反应条件下是稳定的。     

新型螺旋盘管反应器硝化工艺研究

硝化反应大多为快速强放热反应,要求硝化反应器应同时具备优良的混合和传热性能。采用新型螺旋盘管反应器并以混酸硝化苯作为工作体系进行了硝化工艺研究,考察了循环流量、混酸流量、混酸组成、反应温度等因素对苯转化率和硝化反应选择性的影响规律,并与螺旋盘管直径和长度相同的直管硝化工艺进行了对比研究。结果表明,在实验考察范围内,反应温度或物料循环流量提高时,硝基苯的选择性提高,但苯的转化率有所降低。增大混酸流量或混酸中硫酸摩尔比时,可提高苯的转化率,但由于增大了酸局部过量的几率,副产物亦随之增加。与直径和长度相同的直管相比,螺旋盘管反应器硝化过程中苯的转化率和硝基苯的选择性均有所提高。     

乙二醛硝酸氧化连续流合成乙醛酸的研究

以乙二醛为底物、硝酸为氧化剂、亚硝酸钠为引发剂、盐酸为助催化剂,在具有特殊微结构的金属微通道反应器内连续生成乙醛酸。考察了物料摩尔比、硝酸质量分数、引发剂摩尔分数、助催化剂摩尔分数、温度和停留时间对反应的影响,结果表明,n(HNO_3)∶n(乙二醛)∶n(Na NO_2)∶n(HCl)=0.85∶1∶0.15∶0.2、硝酸质量分数为35%、温度为55℃、时间为2 min时,乙二醛转化率为80.3%,乙醛酸选择性达78.3%。与间歇反应相比,连续流微通道反应具有停留时间短、强传质传热的特点,大大缩短了反应时间,提高了反应效率,克服了硝化反应过程中出现的飞温现象,提升了本质安全等级,实现了乙二醛硝化的绿色安全高效合成。     

间硝基苯乙酮在微通道反应器中的连续流合成研究

在碳化硅材质微通道反应器中,以苯乙酮为原料、硝酸为硝化剂、浓硫酸为溶剂合成间硝基苯乙酮。考察反应物料摩尔比、混酸摩尔比、反应温度、反应停留时间等工艺参数对反应的影响并对其进行优化。结果表明,当n(苯乙酮)∶n(硝酸)∶n(硫酸)=1∶1.5∶2、反应体系温度为10℃、停留时间为110 s时,反应效果最佳。该工艺充分利用了微通道反应器优良的传质传热特点,有利于对反应的精确控制和降低能耗,并减少副反应的发生。     

氯苯硝化产物的检测

以Lewis酸作催化剂、硝酸作硝化剂进行氯苯硝化,主要产物是对硝基氯苯、邻硝基氯苯。对其硝化产物进行了定性分析,发现几乎不含间位及其他副产物。以硝基苯为内标物,采用多点校正作出了氯苯、对硝基氯苯、邻硝基氯苯的内标曲线,并对其准确度进行了验证,为氯苯硝化的研究找到一种简便、快捷的定量分析方法。     

邻二氯苯合成3,4-二氯硝基苯的连续流工艺研究

以邻二氯苯为原料、硝酸为硝化剂、浓硫酸为溶剂,研究了在脉冲混合结构微通道反应器中合成3,4-二氯硝基苯的连续流工艺,考察了反应物料摩尔比、硝硫混酸摩尔比、反应温度、反应停留时间等工艺条件。结果表明,当n(邻二氯苯)∶n(硝酸)∶n(硫酸)=1∶2∶4、反应体系温度为60℃、停留时间为135 s时,反应效果最佳。该工艺充分利用了微通道反应器优良的传质传热特点,缩短了反应时间,扩大了工艺条件选择区间,实现了对反应过程的有效控制,增加了安全系数。     

硝化法制备对氨基间硝基苯磺酸的研究

以对氨基苯磺酸为起始原料 ,经过乙酰化、硝化、水解三步来制备标题物。通过正交试验找出了酰化的最佳反应条件为 :对氨基苯磺酸与乙酐的摩尔比为 1∶1.0 5 ,反应总时间为 1.5h ,反应温度为 2 5℃ ,酰化介质为酰化反应前用碳酸钠及水将对氨基苯磺酸完全溶解 ,使混合液 pH值为 5～ 6 ,反应过程中不再补加碳酸钠 ,其酰化转化率可达 99.6 % ,酰化产物的固体收率可达 96 .0 % ;硝化反应的最佳条件为 :硝化剂用 90 .2 %的硝酸 ,对乙酰氨基苯磺酸与硝化剂的摩尔比为 1∶1.0 5 ,反应温度为 10℃ ,浓硫酸与对乙酰氨基苯磺酸的摩尔比为 8.3∶1,其硝化转化率可达 96 .0 % ,硝化反应的选择性好 ,对氨基邻硝基苯磺酸的量不到 1.0 %。     

微通道中环己酮氧化合成ε-己内酯的连续流工艺

在微通道反应器中,由H2O2、乙酸酐反应连续合成过氧乙酸氧化剂,再与环己酮经Baeyer-Villiger氧化连续合成ε-己内酯。先后考察了过氧乙酸氧化剂合成中乙酸酐与H2O2摩尔比、反应温度、停留时间等因素的影响,环己酮氧化反应中原料摩尔配比、反应温度、停留时间等因素对ε-己内酯合成的影响,优化了工艺条件。结果表明,当n(乙酸酐)∶n(H2O2)=1.2∶1、反应温度为70℃、停留时间为115s时,H2O2转化率达88.9%,过氧乙酸收率达86.7%;当n(过氧乙酸)∶n(环己酮)=1.1∶1、反应温度为90℃、停留时间为90s时,环己酮转化率达96.2%,ε-己内酯的收率达80.9%。与传统间歇釜式反应工艺相比,微通道反应工艺提高了ε-己内酯的收率和选择性,缩短了反应时间,减少了原料消耗,实现了连续化操作,提高了生产安全性。     

超声微反应器内三硝基间苯三酚合成工艺研究

三硝基间苯三酚（TNPG）是重要的医药中间体,通常以间苯三酚（PG）为原料,在间歇反应釜中经硝化合成。该工艺存在反应时间长、能耗高、安全性差等问题,亟需开展新型连续合成工艺研究。在超声微反应器中开展了PG混酸硝化过程研究,通过引入超声解决微通道中高黏流体混合差和固体产物易造成通道堵塞的难题,实现TNPG连续合成并大幅缩短了反应时间。此外,基于对原料和产物的质谱等分析,初步探讨了反应路径和行为特征。在优化工艺条件下（PG浓度：1.0 mol/L;硝酸与PG摩尔比：4;反应温度：40℃;停留时间6~10 min）,TNPG收率可达80%,固体纯度大于98%。     

1,3,5-三硝基-六氢化-1,3,5-三嗪-2-酮的合成与表征

以尿素、甲醛和叔丁胺为原料,通过Mannich缩合反应制备出5-叔丁基-1,3,5-三嗪-2-酮(TBT),再经硝酸-乙酸酐硝化合成出1,3,5-三硝基-六氢化-1,3,5-三嗪-2-酮(Keto-RDX),用核磁、红外光谱、质谱、元素分析等对TBT和Keto-RDX的结构进行了表征.探讨了TBT环化反应历程,确定了制...     

氯苯连续绝热硝化合成硝基氯苯过程设计

依据氯苯绝热硝化反应合成硝基氯苯工艺过程的特点和中试试验结果,对5万t/a硝基氯苯生产过程中,氯苯连续绝热硝化反应合成硝基氯苯过程进行了设计。该过程主要由SV-5/100型18 m长静态混合硝化反应器、耐腐高压泵、涡轮流量计、氯苯槽、混酸槽等组成。该工艺过程具有反应速率高、过程安全可靠、物料及能量的利用效率高、三废量少、操作费用低、产品质量稳定等优点。     

微反应器中环戊烯催化氧化制备戊二醛的研究

以C5副产物制备出的环戊烯为原料,在微通道反应器内以钨酸为催化剂,在叔丁醇溶剂体系下经双氧水催化氧化制备戊二醛产品,重点考察了钨酸加入量、反应温度、停留时间以及助剂对实验结果的影响。优化实验条件为：催化剂钨酸的物质的量浓度为0.02mol/L,反应温度40℃,停留时间为4.5h;添加助剂KBr物质的量浓度0.02mol/L,停留时间缩短为2h,环戊烯转化率大于98%,选择性达93%以上。研究表明,应用微通道反应器提高此反应的选择性是由于反应器的独特结构控制了中间产物的生成和转化过程,对于此类中间产物过程复杂的反应通过控制停留时间可以使反应达到理想的效果,完成了在普通反应器中不可实现的难题。     

超声微反应器内三硝基间苯三酚合成工艺研究

三硝基间苯三酚（TNPG）是重要的医药中间体,通常以间苯三酚（PG）为原料,在间歇反应釜中经硝化合成。该工艺存在反应时间长、能耗高、安全性差等问题,亟需开展新型连续合成工艺研究。在超声微反应器中开展了PG混酸硝化过程研究,通过引入超声解决微通道中高黏流体混合差和固体产物易造成通道堵塞的难题,实现TNPG连续合成并大幅缩短了反应时间。此外,基于对原料和产物的质谱等分析,初步探讨了反应路径和行为特征。在优化工艺条件下（PG浓度：1.0 mol/L;硝酸与PG摩尔比：4;反应温度：40℃;停留时间6~10 min）,TNPG收率可达80%,固体纯度大于98%。     

Continuous phenol hydroxylation over ultrafine TS-1 in a side-stream ceramic membrane reactor

A side-stream ceramic membrane reactor system was developed that can facilitate the in situ separation of ultrafine catalysts from the reaction mixture and make the production process continuous. Continuous hydroxylation of phenol to dihydroxybenzene over ultrafine titanium silicalites-1 (TS-1) was taken as a model reaction to evaluate the feasibility and performance of the membrane reactor system. The effects of membrane pore size and operation conditions (residence time, temperature, catalyst concentration, phenol/H₂O₂ molar ratio) on the performance of the reactor system were examined via single factor experiments. We demonstrated that the membrane pore size and operation conditions greatly affect the conversion, selectivity and filtration resistance. The phenol conversion and dihydroxybenzene selectivity remain stable at about 11% and 95% in a 20-h continuous run, respectively.