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硝化反应如何在微通道反应器中实现安全化

更新时间:2022-03-14 点击数:612

作为前沿科技的代表,微通道反应器较之传统反应器在安全性、收率等方面有着多项改善。山东特创新材料技术有限公司在硝化反应、氧化反应等领域已经有了丰富的实验经验,利用碳化硅微通道反应器,提高化工生产过程中的安全性,不再“谈硝化而色变”。

 

一.   硝化反应现状

 

1、硝化反应定义

 

    硝化反应是向有机分子的碳原子上引入硝基的反应。硝化反应在化学工业中应用广泛、发展迅速,工程师们对于硝化反应研究不断。

 

2、硝化方法

 

    硝化反应有直接硝化法、间接硝化法和亚硝化法,分别用于生产硝基化合物、硝胺、硝酸酯和亚硝基化合物等。硝化反应速度快,放热量大。由于大多数硝化反应是在非均相中进行的,反应组分的不均匀分布容易引起局部过热导致危险。硝化剂具有强腐蚀性、强氧化性,与油脂、有机化合物(尤其是不饱和有机化合物)接触能引起燃烧或爆炸。而硝化反应的产物、副产物也具有爆炸危险性。

 

3、硝化工艺

 

传统的间歇硝化工艺,采用滴加混酸或原料的方式至反应釜中,保证硝化反应在合适温度进行,避免滴加速度过快导致换热不及时反应釜飞温。由于反应的不同,很多反应结束后会有未反应完的原料进入分离器中,在高温状态下继续反应,导致反应器升温,给整个生产过程带来危险;连续硝化工艺,可以通过远程自动控制,连续加料、反应、分离,反应过程贯穿了整个生产工艺,避免重复投料、出料过程,反应物料配比准确、工艺指标稳定,生产效率大幅提高,且工人劳动强度大幅降低。

 

二.   微通道反应器内硝化反应优势

三.    

对于硝化反应,如果使用微通道连续流反应器进行,会有以下优势:

 

    1、效率提升:使用微反应器之后极大缩短了反应时间,提升效率。

 

    2、转化率和选择性得到了很大的变化。

 

    3、稳定性:使用微通道连续流反应器之后,所有的化合物制备的品质都很稳定,杂质的种类减少,含量稳定,这对于制药企业是一个很大的优势。

 

    4、安全性:在微通道反应器因为持液量低,停留时间短,爆炸性混合物产生的概率也大幅度降低。

 

硝化反应大部分都可以用微通道反应器来做,根据物料情况,可选择不同材质(碳化硅、不锈钢、玻璃等)

结论

 

对于危险工艺-硝化反应,使用微通道反应器可以实现本质安全,优势明显。

1、 效率提升:使用微反应器之后极大缩短了反应时间,提升了效率。一般需要几分钟就可以得到较高的转化率和选择性;

 

2、 稳定性:使用微通道连续流反应器之后,制备的化合物品质很稳定,杂质的种类减少,含量稳定,这对于制药企业是一个很大的优势

 

    3、安全性:一是持液量低,二是反应停留时间短,爆炸性混合物产生的概率也大幅度降低。

 

    4、自动化程度提高:精确控制反应参数,实现工艺过程的自动控制和主要参数指标的自动报警自动停机,可以实现现场无人值守。

 

    5、节约占地:撬装化的设计理念,将进料系统、反应系统、控制系统集成在一起,将占地几百平米的传统反应装置,浓缩至几平米的空间,极大的节约了设备的占地面积。


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