化工工艺课程设计--40kta硝基苯生产工艺设计

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1、目录 第一章 概论 1 1.1 设计题目 1 1.2 设计规模及其内容 1 1.3 苯的酸催化硝化方法. 1 1.3.1 固体酸催化的液相硝化 2 1.3.2 固体酸催化的气相硝化 2 1.3.3 Lewis 酸催化的液相硝化 3 1.3.4 离子液体催化的液相硝化 3 第二章 工艺技术方案的选择 5 2.1 概述 . 5 2.2 硝基苯传统硝化工艺和绝热硝化工艺的比较 5 2.2.1 传统硝化法 . 6 2.2.2 绝热硝化法 . 7 2.2.3 传统硝化法和绝热硝化法的比较 7 第三章 物料衡算 10 3.1 准备计算 .10 3.2 第一个釜的计算.12 3.3 第二个釜的计算.12 3

2、.4 第三个釜的计算.13 3.5 第四个釜的计算.14 第四章 工艺流程 16 4.1 反应过程 .16 4.2 精制工序 16 4.3 尾气处理工序 .17 结 语18 参考文献 19 1 第一章第一章 概论概论 1.1 1.1 设计题目设计题目 40kt/a 硝基苯生产工艺设计 1.21.2 设计规模及其内容设计规模及其内容 年产 4 万吨硝基苯是以苯和硝酸为原料， 硫酸为催化剂， 在一定反应条件下硝化。 硝基苯的物理性质是，分子式是C6H5NO3，熔点为57 ，沸点为2108，相对 密度为12037 3 /gcm，闪点为90 ，自燃点为495 。硝基苯微溶于水，易溶于溶 于乙醇、乙醚、

3、苯等有机溶剂。纯净的硝基苯是无色油状液体，工业品常因含杂质而 显黄色，有像杏仁油的特殊气味。其水溶液有甜味，能随水蒸气蒸发。易燃易爆。硝 基苯是一种重要的基本有机化工原料，主要用途是制取苯胺，由苯胺进而生产各种有 机中间体，也用于生产间硝基苯磺酸钠和偶氮苯等多种医药和染料中间体。 目前工业上制取硝基苯是以苯和硝酸为原料，硫酸为催化剂，在一定反应条件下 硝化。早期采用的是混酸间歇硝化法，逐渐发展了釜式串联、管式、环式或泵式循环 等连续硝化工艺，而后又发展了绝热硝化法，这些工艺都是非均相混酸硝化工艺。硝 基苯生产方法按硝化种类可分为硝酸硝化法、 混酸硝化法、氮的氧化物硝化法及绝热 硝化法；按反应物

4、料的物理状态来分则有液相硝化、气-液相硝化和气相硝化。 由于硝基苯的非均相混酸硝化工艺中产生废酸、废水需要进行处理，生产过程中 对设备的腐蚀较严重。为此，取代混酸硝化技术的研究受到广泛关注，尤其是催化剂 的研究。新型催化剂及催化工艺可减少污染物的排放，提高资源利用率，降低能源消 耗，对深入研究绿色硝化及推动工业化进程具有重要意义。 1.31.3 苯的酸催化硝化方法苯的酸催化硝化方法 目前有四类苯的酸催化硝化方法，主要有固体酸催化的液相硝化、固体酸催化的 气相硝化、Lewis酸催化的液相硝化、离子液体催化的液相硝化。 2 1.3.1 固体酸催化的液相硝化固体酸催化的液相硝化 （1）粘土类催化剂催化硝化 这种方法是将硝酸铜负载于蒙脱土形成Claycop，它使用催化剂是乙酸酐、蒙脱 土，以少量的发烟硝酸为引发剂，在室温下产率达到92，不含氧化副产物。无论是 产率还是选择性都优于常规方法，且后处理操作简便，仅过滤除去粘土催化剂即可得 到产物。 但是这种方法的缺点是对设备的要求较高，生产的成本也较高。虽然操做的方法 简单，但是设备的维护也是相当的不容易。 （2）分子