專利名稱：管式苯硝化制取硝基苯生產(chǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種化工產(chǎn)品生產(chǎn)裝置，具體涉及的是苯硝化制取硝基苯的生產(chǎn)裝置。
背景技術(shù)：
目前，硝基苯的生產(chǎn)方法有傳統(tǒng)恒溫釜式硝化法和絕熱釜式硝化法兩種。
傳統(tǒng)恒溫釜式硝化法是在冷卻的條件下取出反應(yīng)熱，在60～70℃的溫度下完成的硝化反應(yīng)。恒溫硝化所用的硝化反應(yīng)裝置為3～4臺(tái)串聯(lián)使用的攪拌混合硝化釜。苯硝化是一種強(qiáng)放熱反應(yīng)。硝化釜的混合方式為機(jī)械攪拌混合，混合效果不佳，易出現(xiàn)釜內(nèi)物料局部過熱現(xiàn)象，且物料在反應(yīng)釜內(nèi)的停留時(shí)間不均，易出現(xiàn)副產(chǎn)物和末硝化物。傳統(tǒng)恒溫釜式硝化技術(shù)成熟，但技術(shù)水平不高，生產(chǎn)效率低，且不安全因素多。
絕熱硝化在反應(yīng)過程中不取出反應(yīng)熱，利用反應(yīng)熱提高溫度，增大反應(yīng)速率。絕熱硝化反應(yīng)速度快，副產(chǎn)物少，可提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。就工藝而言，絕熱硝化工藝有明顯的先進(jìn)性，但絕熱硝化所用的硝化反應(yīng)器，仍是多臺(tái)串聯(lián)的機(jī)械攪拌混合硝化釜。釜內(nèi)物料混合不均局部過熱，物料在釜內(nèi)停留時(shí)間不均等現(xiàn)象仍未得到解決。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種投資少、占地面積小，生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)過程安全的苯硝化制取硝基苯的生產(chǎn)裝置。該裝置也可用于其它硝基化合物生產(chǎn)中。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是管式苯硝化制取硝基苯生產(chǎn)裝置，至少包括一段硝化反應(yīng)管及混酸與苯入口管、硝化混合物出口管和硝化混合物分離器。
采用多段硝化反應(yīng)管時(shí)，相鄰兩段硝化反應(yīng)管之間采用對(duì)接或通過聯(lián)接管聯(lián)接。
在硝化反應(yīng)管內(nèi)裝有對(duì)物料產(chǎn)生切割、扭曲、置換、變形、分散、合并作用的內(nèi)設(shè)構(gòu)件，內(nèi)設(shè)構(gòu)件可是化工填料或混合元件。硝化反應(yīng)管也可為空管。
上述硝化反應(yīng)管外設(shè)有夾套，可通入換熱介質(zhì)，同硝化反應(yīng)管內(nèi)的物料進(jìn)行熱量交換。
上述硝化反應(yīng)管，可垂直布置、水平布置或傾斜布置，也可垂直、水平、傾斜組合布置。
上述硝化反應(yīng)管內(nèi)徑為10～1000mm。
上述硝化反應(yīng)管的長度為每段100～6000mm。
管式苯硝化制取硝基苯生產(chǎn)方法的技術(shù)要點(diǎn)是①硝化混酸與苯經(jīng)入口管線進(jìn)入硝化反應(yīng)管；②混酸和苯在硝化反應(yīng)管內(nèi)流動(dòng)，在硝化反應(yīng)管內(nèi)設(shè)構(gòu)件的作用下，被迫產(chǎn)生混合，實(shí)現(xiàn)傳質(zhì)、傳熱，完成硝化反應(yīng)；③硝化反應(yīng)生成的硝基苯和硝化廢酸由硝化混合物出口流出去硝化混合物分離器；④經(jīng)硝化混合物分離器分離出硝化廢酸后得硝基苯。
上述硝化混酸的組成為硝酸(3～46％)，硫酸(46～72％)，水(5～39％)。
上述硝化反應(yīng)管內(nèi)的反應(yīng)溫度為(50～145)℃。
上述硝化反應(yīng)管內(nèi)的操作壓力為(0～0.55)MPa。
本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1.用本實(shí)用新型所述的管式苯硝化制取硝基苯裝置可代替國內(nèi)外普遍采用的多臺(tái)攪拌混合硝化釜串聯(lián)使用生產(chǎn)硝基苯，使硝基苯制造實(shí)現(xiàn)管道化生產(chǎn)。
2.裝置占地面積小，易于布置，設(shè)備投資少，同釜式硝化相比，可明顯節(jié)省設(shè)備投資。
3.硝化反應(yīng)管內(nèi)無運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，不易出現(xiàn)故障，可增加生產(chǎn)有效時(shí)間。
4.裝置全封閉、無泄漏、可減少環(huán)境污染，改善生產(chǎn)條件。
5.裝置操作彈性大，可在較寬的產(chǎn)量范圍內(nèi)穩(wěn)定操作。
6.裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作。
7.采用該裝置生產(chǎn)硝基苯，可節(jié)省原料消耗和能量消耗。


圖1是垂直設(shè)置的管式苯硝化制取硝基苯生產(chǎn)裝置示意圖。
圖2是水平設(shè)置的苯硝化制取硝基苯生產(chǎn)裝置示意圖。
(五)具體實(shí)施例實(shí)施例一管式苯硝化制取硝基苯生產(chǎn)裝置，包括混酸6與苯7入口管1、14段硝化反應(yīng)管2、13段聯(lián)接管3、硝化混合物出口管4和硝化混合物分離器5。上述硝化反應(yīng)管2內(nèi)設(shè)化工填料或混合元件。每段硝化混合管的直徑為150mm，長度為6000mm。
具體安裝方式混酸與苯入口管1與硝化反應(yīng)管2的入口聯(lián)接，硝化反應(yīng)管2由聯(lián)接管3連通，硝化反應(yīng)管2的出口與硝化混合物出口管4相聯(lián)，硝化混合物出口管的另一端與硝化混合物分離器5相聯(lián)。硝化反應(yīng)管2垂直布置。
實(shí)施例二管式苯硝化制取硝基苯生產(chǎn)裝置，包括混酸6與苯7入口管1、24段硝化反應(yīng)管2、23段聯(lián)接管3、硝化混合物出口管線4和硝化混合物分離器5。每段硝化反應(yīng)管的直徑為300mm，長度為4000mm。
具體安裝方式具體安裝方式與實(shí)施例一相同。
實(shí)施例三實(shí)施例三與實(shí)施例一基本相同，不同之處在于硝化反應(yīng)管2水平設(shè)置。
實(shí)施例四實(shí)施例四與實(shí)施例一基本相同，不同之處在于硝化反應(yīng)管2為空管。
實(shí)施例五管式苯硝化制取硝基苯生產(chǎn)方法，包括混酸組成為硝酸8％、硫酸69％、水23％，混酸6和苯7經(jīng)混酸與苯入口管線1進(jìn)入硝化反應(yīng)管2內(nèi)邊流動(dòng)、邊混合、邊反應(yīng)；硝化反應(yīng)管2內(nèi)的反應(yīng)溫度為(80～100)℃，反應(yīng)壓力為(0.2～0.5)MPa，物料在硝化反應(yīng)管內(nèi)的停留時(shí)間為10min；出硝化反應(yīng)管2的硝化混合物經(jīng)硝化物出口管4進(jìn)入硝化混合物分離器5，分離出硝化廢酸8得硝基苯9。
實(shí)施例六實(shí)施例六與實(shí)施例五基本相同，不同之處在于混酸6組成為硝酸6％、硫酸64％、水30％，硝化反應(yīng)管2內(nèi)的反應(yīng)溫度為(90～136)℃，反應(yīng)壓力為(0.2～0.55)MPa，物料在硝化反應(yīng)管內(nèi)的停留時(shí)間為12min。
實(shí)施例七實(shí)施例七與實(shí)施例五基本相同，不同之處在于混酸6組成為硝酸45％、硫酸47％、水8％，硝化反應(yīng)管2內(nèi)的反應(yīng)溫度為(60～75)℃，反應(yīng)壓力為0.1MPa，物料在硝化反應(yīng)管2內(nèi)的停留時(shí)間為30min。
權(quán)利要求1.管式苯硝化制取硝基苯生產(chǎn)裝置，包括混酸(6)和苯(7)入口管(1)、硝化反應(yīng)管(2)、硝化混合物出口管(4)、硝化混合物分離器(5)，其特征在于混酸和苯入口管(1)與硝化混合物出口管(4)間至少設(shè)置一段內(nèi)部設(shè)有對(duì)在管內(nèi)流動(dòng)的物料起混合作用的化工填料或混合元件的硝化反應(yīng)管(2)，混酸和苯入口管(1)與硝化反應(yīng)管(2)入口端相聯(lián)，硝化反應(yīng)管(2)出口端與硝化混合物出口管(4)相連，硝化混合物出口管(4)與硝化混合物分離器(5)相聯(lián)；混酸與苯入口管(1)和硝化混合物出口管(4)間設(shè)置多段硝化反應(yīng)管(2)時(shí)，硝化反應(yīng)管(2)間可采用對(duì)接聯(lián)通或使用連接管(3)聯(lián)通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管式苯硝化制取硝基苯生產(chǎn)裝置，其特征在于硝化反應(yīng)管(2)的直徑為10～1000mm，一段硝化反應(yīng)管(2)的長度為100～6000mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管式苯硝化制取硝基苯生產(chǎn)裝置，其特征在于硝化反應(yīng)管(2)可為空管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管式苯硝化制取硝基苯生產(chǎn)裝置，其特征在于硝化反應(yīng)管(2)外側(cè)設(shè)置夾套。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管式苯硝化制取硝基苯生產(chǎn)裝置，其特征在于硝化反應(yīng)管(2)可垂直設(shè)置、水平設(shè)置或傾斜設(shè)置，也可垂直、水平、傾斜組合設(shè)置。
專利摘要管式苯硝化制取硝基苯生產(chǎn)裝置，包括混酸與苯入口管、硝化反應(yīng)管、硝化混合物出口管、硝化混合物分離器；其特征在于混酸和苯入口管與硝化混合物出口管間至少設(shè)置一段內(nèi)部設(shè)有對(duì)在管內(nèi)流動(dòng)的物料起混合作用的化工填料或混合元件的硝化反應(yīng)管，混酸和苯入口管與硝化反應(yīng)管入口端相聯(lián)，硝化反應(yīng)管出口端與硝化混合物出口管相連，硝化混合物出口管與硝化混合物分離器相聯(lián)；設(shè)置多段硝化反應(yīng)管時(shí)，硝化反應(yīng)管間可采用對(duì)接聯(lián)通或使用連接管聯(lián)通。本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)為使硝基苯制造實(shí)現(xiàn)管道化生產(chǎn)，裝置占地面積小，易于布置，設(shè)備投資少；硝化反應(yīng)管內(nèi)無運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，不易出現(xiàn)故障，可增加生產(chǎn)有效時(shí)間；裝置全封閉、無泄漏、可減少環(huán)境污染；裝置操作彈性大；裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作。
文檔編號(hào)C07C201/08GK2784412SQ20042005562
公開日2006年5月31日 申請(qǐng)日期2004年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月13日
發(fā)明者吳劍華, 郭瓦力, 王文江, 龔斌 申請(qǐng)人:沈陽化工學(xué)院