芳烃类连续催化硝化的反应装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103418318A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103418318103418318A(43)申请公布日2013.12.04(21)申请号201310346335.4(22)申请日2013.08.09(71)申请人江苏淮河化工有限公司地址211700江苏省淮安市盱眙县三河农场境内江苏淮河化工有限公司(72)发明人董云夏珊珊万金方(74)专利代理机构淮安市科翔专利商标事务所32110代理人韩晓斌(51)Int.Cl.B01J14/00(2006.01)C07C201/08(2006.01)C07C205/06(2006.01)C07C205/12(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图1页附图1页(54)发明名称芳烃类连续催化硝化的反应装置(57)摘要本发明公开了芳烃类连续催化硝化的反应装置，反应器本体（1）的顶部设进料口（7）和出料口（8），反应器本体（1）的轴心线上安装空心轴（2），空心轴（2）的顶端分别连通硝酸储槽（10）和硫酸储槽（11），芳烃储槽（9）、硝酸储槽（10）和硫酸储槽（11）分别连通进料口（7），空心轴（2）的底端连接空心涡轮（6），反应器本体（1）内位于空心涡轮（6）周围从上往下安装导流筒（3）和折流挡板（4），反应器本体（1）的内壁与导流筒（3）和折流挡板（4）之间安装换热盘管（5），整体构成反应装置。本发明采用自吸方式，无需液体输送装置，反应效率高，产品质量好，副产品及氧化氮气体释放量少，过程绿色环保。CN103418318ACN10348ACN103418318A权利要求书1/1页1.芳烃类连续催化硝化的反应装置，其特征是：该反应装置包括反应器本体（1）、空心轴（2）、导流筒（3）、折流挡板（4）、换热盘管（5）、空心涡轮（6）、芳烃储槽（9）、硝酸储槽（10）和硫酸储槽（11），反应器本体（1）的顶部分别设进料口（7）和出料口（8），反应器本体（1）的轴心线上安装空心轴（2），空心轴（2）的顶端经管道分别连通硝酸储槽（10）和硫酸储槽（11），芳烃储槽（9）、硝酸储槽（10）和硫酸储槽（11）经管道分别连通进料口（7），空心轴（2）的底端连接空心涡轮（6），反应器本体（1）内位于空心涡轮（6）周围从上往下安装导流筒（3）和折流挡板（4），反应器本体（1）的内壁与导流筒（3）和折流挡板（4）之间安装换热盘管（5），整体构成反应装置。2CN103418318A说明书1/3页芳烃类连续催化硝化的反应装置技术领域[0001]本发明涉及反应装置，具体涉及一种芳烃类连续催化硝化的反应装置。背景技术[0002]芳烃的硝化反应是工业上最早使用也是最为普遍的化学反应之一，生成的单硝基化合物是现代有机化工中最重要的化工中间体，广泛应用于医药，染料，农药和香料等领域。[0003]芳烃的硝化反应为典型的亲电取代反应，目前工业生产中主要采用混酸（硫酸和硝酸的混合物）硝化法，硝化反应的温度范围为30-55℃，常压操作，硫酸既作为催化剂又作为吸水剂吸收反应生成的水以及硝酸中的水。苯类芳烃的硝化反应属传质控制的液液两相快反应，芳烃与硝酸在较短的时间内发生反应并放出大量的热，若反应物未充分混合则会导致局部硝酸过量，反应局部过热，一方面使硝酸分解产生大量的氧化氮气体，同时也易过硝化生成二硝基化合物、或氧化成硝基酚等副产物。而二硝基化合物和硝基酚的存在会对后续的产品分离造成安全隐患，并导致废水处理成本增加。因此反应物的充分混合是芳烃硝化反应的关键步骤。[0004]目前，芳烃硝化的工业化生产中主要采用釜式反应器，采用电机带动搅拌浆的方式实现反应物料的混合。这种搅拌方法会出现搅拌叶边缘的混合效果好而搅拌叶的中心位置容易形成混合死角，导致局部硝酸过量，产生大量的氧化氮气体并发生一系列副反应生成二硝基化合物或硝基酚等副产物，不仅对后续单元的安全平稳运行带来不利影响，而且会增加环保成本。发明内容[0005]本发明的目的是：根据芳烃硝化反应的机理，提出一种芳烃催化硝化的反应装置，以芳烃和硝酸作为反应原料，以硫酸作为催化剂，在反应装置内使反应体系形成一个循环流动的混合体系，反应效率高，副反应少，产品质量好，副产品及氧化氮气体释放量少，过程绿色环保。[0006]本发明的技术解释方案是：该反应装置包括反应器本体、空心轴、导流筒、折流挡板、换热盘管、空心涡轮、芳烃储槽、硝酸储槽和硫酸储槽，反应器本体的顶部分别设进料口和出料口，反应器本体的轴心线上安装空心轴，空心轴的顶端经管道分别连通硝酸储槽和硫酸储槽，芳烃储槽、硝酸储槽和硫酸储槽经管道分别连通进料口，空心轴的底端连接空心涡轮，反应器本体内位于空心涡轮周围从上往下安装导流筒和折流挡板，反应器本体的