11硝基苯的生产

硝基苯的制备组员：蒋超洁、徐晓龙、陈灿、朱建云目录一、合成路线的选择二、产品的用途以及原料、产品的理化指标三、原料、产品的分析测试草案四、分离提纯粗品的草案五、实验操作草案1.硝基苯的生产方法2传统硝化法传统硝化法主要分三部分:反应部分、洗涤提纯部分、废酸提浓部分。反应部分:将苯和混酸(混酸的质量组成为硫酸56%、硝酸25%、水19%)同时进入到釜式硝化反应器中进行硝化反应。硝化反应器一般为带有强力搅拌的反应釜,内部装有冷却蛇管,以导出反应热,硝化温度控制在50℃～100℃。硝化反应器一般为串联操作,物料在反应器中的停留时间约为15min,产率为96%—98.5%(一般都能达到98%～98.5%)。反应完成后,反应产物连续由硝化反应器进入分离器,分为有机相和酸相,有机相即为粗硝基苯,去洗涤提纯部分,而酸相即为释稀后的硫酸(组成大约为硫酸67.9%、水31.8%、有机物0.3%),去废酸提浓部分。%。洗涤提纯部分:从分离器来的粗硝基苯先用碱水洗涤,任何带入的硝酸、硫酸、一小部分硝基酚、二硝基酚等杂质都被中和并溶解在碱水中,之后混和物进入分离器分为有机相和水相,有机相是已分离了酸性介质但含有小部分苯的硝基苯,水相进入废水罐中,分离后的有机相再进行水洗,洗涤水来自于__脱水塔顶的硝基苯和水的共沸物。水洗后的硝基苯再去苯回收塔去分离回收苯,苯和水从苯回收塔项馏出进入回流罐,回流罐又分离出有机相苯和水相,分离出的苯循环回硝化过程,水相进入废水罐。从苯回收塔底出来的即为干燥脱水的产品硝基苯。废酸提浓部分:废酸提浓目前一般采用真空浓缩法,利用蒸汽加热浓缩器中的废酸至高温,再真空闪蒸出大量的水分,经过提浓后,68%左右浓度的废酸一般可提浓到88%～932.传统硝化工艺示意图3.绝热硝化法绝热硝化是国外70年代开发成功的硝化新技术,目前已建成年产22万t硝基苯的生产装置。绝热硝化也分三部分:反应部分、洗涤提纯部分及废酸提浓部分,其中的反应部分及废酸提浓部分是作为一个整体来布置的。同传统硝化方法相比,绝热硝化的洗涤提纯部分和传统硝化法基本上是相同的,主要差异在反应部分及废酸提浓部分。反应部分:苯是在大量混酸的存在下进入硝化反应釜中硝化的,在传统硝化反应中,混酸:苯的重量比约为3.2:1,而在绝热硝化反应中,混酸:苯的重量比14.2:1,酸的大量存在,使得硝化反应和释稀时产生的大量热被酸作为显热吸收,使得硝化温度维持在145℃以下,升温后的废酸还可利用这份能量在真空硫酸蒸发器中提浓废酸。绝热硝化一般也为串联操作,物料在反应器中的停留时间约为12min,产率可达到99%。粗硝基苯经碱洗和水洗后,蒸出来反应的过量苯,得到硝基苯产品。废酸提浓部分:从硝化反应过来的废酸温度约为130℃,浓度约64%～65%。提浓是由真空提浓塔完成的,提浓所需的大部分能量是用从反应中带来的包含在废酸中的显热获得的,(而不是像传统硝化法的废酸提浓所需的能量是由外部供给),提浓后的酸浓度在68%～70%左右,温度降至91℃以下,返回到配酸罐中配酸,之后再去硝化。4.绝热硝化工艺流程示意图5.硝酸硝化法很早就有人提出单用硝酸硝化的方法,主要困难是反应生成的水会使硝化速度下降,因而必须设法保持较高的硝酸含量。方法主要有液硝化、气相硝化、苯和硝酸一同通过高分子膜进行硝化等。设备必须是不锈钢材质,故投资费用高,而且要使反应过程中的硝酸保持高含量,还需有耐腐蚀精馏装置。因此,这种硝化方法虽具有吸引力,并陆续有新的研究成果发表,但迄今为止尚未在生产上普遍推广使用。6.氮的氧化物硝化法20世纪初便有以氮的氧化物作硝化剂的研究,但因操作复杂,收率不高,未受到重视。近年来,由于传统的混酸硝化法所带来的废酸浓缩问题、硝酸硝化的腐蚀和安全因素比较棘手,以氮的氧化物为硝化剂的研究又趋活跃。其中,多数是在催化剂存在下以二氧化氮为硝化剂进行气相硝化,所用催化剂有三芳基膦氯化铑、SiO2/Al2O3,SO2/SiO2,H2SO4,V2O5/H3PO4及分子筛等。各种方法的质量产率，原料消耗量，生产成本比较及估算经查得：苯的价格是6300元/吨，硝酸的价格是1550元/吨，硫酸的价格是2600元/吨，每生产1t硝基苯，若用绝热硝化法，需消耗苯0.64t硝酸0.515t硫酸0.0033t则生产1t硝基苯的成本为：6300*0.64+1550*0.515+2600*0.0033=4838.83元质量产率1/(0.64+0.515)*100%=86.6%混酸硝化法：�每克成本使用原料量：苯：0.64g硝酸：0.55g硫酸：0.39g‚质量产率：1/（0.64+0.55）*100%=84%每生产1t硝基苯成本：6300*0.64+2600*0.55+1550*0.55=6314.5元原料和产物的安全性，对人体造成的危害，原料及产物的毒性相关数据，急救方式及防护措施，三废及处理方法，原料的安全性及防护措施。1.苯健康危害由于苯的挥发性大，暴露于空气中很容易扩散。人和动物吸入或皮肤接触大量苯进入体内，会引起急性和慢性苯中毒。有研究报告表明，引起苯中毒的部分原因是由于在体内苯生成了苯酚。特别注意：（1）长期吸入会侵害人的神经系统，急性中毒会产生神经痉挛甚至昏迷、死亡。（2）在白血病患者中，有很大一部分有苯及其有机制品接触历史。毒理学资料LD50:3306mg/kg(大鼠经口)；48mg/kg(小鼠经皮)LC50:10000ppm7小时（大鼠吸入）由于每个人的健康状况和接触条件不同，对苯的敏感程度也不相同。嗅出苯的气味时，它的浓度大概是1.5ppm，这时就应该注意到中毒的危险。在检查时，通过尿和血液的检查可以很容易查出苯的中毒程度。中毒症状短期接触苯对中枢神经系统产生麻痹作用，引起急性中毒。重者会出现头痛、恶心、呕吐、神志模糊、知觉丧失、昏迷、抽搐等，严重者会因为中枢系统麻痹而死亡。少量苯也能使人产生睡意、头昏、心率加快、头痛、颤抖、意识混乱、神志不清等现象。摄入含苯过多的食物会导致呕吐、胃痛、头昏、失眠、抽搐、心率加快等症状，甚至死亡。吸入20000ppm的苯蒸气5-10分钟会有致命危险。长期接触长期接触苯会对血液造成极大伤害，引起慢性中毒。引起神经衰弱综合症。苯可以损害骨髓，使红血球、白细胞、血小板数量减少，并使染色体畸变，从而导致白血病，甚至出现再生障碍性贫血。苯可以导致大量出血，从而抑制免疫系统的功用，使疾病有机可乘。有研究报告指出，苯在体内的潜伏期可长达12-15年。急救处理1．吸入中毒者，应迅速将患者移至空气新鲜处，脱去被污染衣服，松开所有的衣服及颈、胸部纽扣。腰带，使其静卧，口鼻如有污垢物，要立即清除，以保证肺通气正常，呼吸通畅。并且要注意身体的保暖。2．口服中毒者应用0．005的活性炭悬液或0．02碳酸氢钠溶液洗胃催吐，然后服导泻和利尿药物，以加快体内毒物的排泄，减少毒物吸收。3．皮肤中毒者，应换去被污染的衣服和鞋袜，用肥皂水和清水反复清洗皮肤和头发。4．有昏迷、抽搐患者，应及早清除口腔异物，保持呼吸道的通畅，由专人护送医院救治硝酸硝酸是一种透明、无色或带黄色有独特的窒息性气味的腐蚀性液体。遇潮气或受热分解而成有刺鼻臭味的二氧化氮。硝酸化学性质活泼，能与多种物质反应，它是一种强氧化剂，它可腐蚀各种金属和材料(除铝和特殊的铬合金钢)。浓硝酸在长期储存后(尤其是在光线照射下)，会分解释出二氧化氮。危险特性不燃。能与多种物质如金属粉末、电石、硫化氢、松节油等猛烈反应，发生爆炸。与可燃物、还原剂和有机物如木屑、棉花、稻草或废纱头等接触，引起燃烧，并散发出剧毒的棕色烟雾。与硝酸蒸气接触很危险。消防措施用水灭火。消防人员必须穿戴全身防护服。毒理学硝酸液及硝酸蒸气对皮肤和粘膜有强刺激和腐蚀作用。浓硝酸烟雾可释放出五氧化二氮（硝酐）遇水蒸气形成酸雾，可迅速分解而形成二氧化氮，浓硝酸加热时产生硝酸蒸气，也可分解产生二氧化氮，吸入后可引起急性氮氧化物中毒。人在低于12ppm(30mg/m^3)左右时未见明显的损害。吸入可引起肺炎。大鼠吸入LC5049ppm/4小时。口服硝酸可引起腐蚀性口腔炎和胃肠炎，可出现休克或肾功能衰竭等。皮肤或眼接触硝酸液可引起灼伤。皮肤接触硝酸的部位呈褐黄色。急救处理立即脱离事故现场至空气新鲜处。眼或皮肤污染时立即用大量清水冲洗15分钟以上。口服后立即用清水漱口，有消化道损伤时洗胃需谨慎。泄漏处理对泄漏物处理须戴好防毒面具和手套。一旦泄漏立即用水冲洗，如大量溢出，则工作人员均要撤离储库，用水或碳酸钠中和硝酸，稀释的污水pH降至5.5～8.5放入废水系统.硫酸硫酸液体对皮肤、粘膜有刺激和腐蚀作用。雾对粘膜的刺激作用较二氧化硫为强，主要使组织脱水，蛋白质凝固，可造成局部坏死。对呼吸道的毒作用部位因吸入浓度和雾滴大小而不同。稀酸能与许多金属反应，放出氢气。浓酸对铅和低碳钢无腐蚀，是一种很强酸性氧化剂。与许多物质接触能燃烧甚至爆炸，能与氧化剂或还原剂反应。2.硝酸硝酸是一种透明、无色或带黄色有独特的窒息性气味的腐蚀性液体。遇潮气或受热分解而成有刺鼻臭味的二氧化氮。硝酸化学性质活泼，能与多种物质反应，它是一种强氧化剂，它可腐蚀各种金属和材料(除铝和特殊的铬合金钢)。浓硝酸在长期储存后(尤其是在光线照射下)，会分解释出二氧化氮。危险特性不燃。能与多种物质如金属粉末、电石、硫化氢、松节油等猛烈反应，发生爆炸。与可燃物、还原剂和有机物如木屑、棉花、稻草或废纱头等接触，引起燃烧，并散发出剧毒的棕色烟雾。与硝酸蒸气接触很危险。消防措施用水灭火。消防人员必须穿戴全身防护服。毒理学硝酸液及硝酸蒸气对皮肤和粘膜有强刺激和腐蚀作用。浓硝酸烟雾可释放出五氧化二氮（硝酐）遇水蒸气形成酸雾，可迅速分解而形成二氧化氮，浓硝酸加热时产生硝酸蒸气，也可分解产生二氧化氮，吸入后可引起急性氮氧化物中毒。人在低于12ppm(30mg/m^3)左右时未见明显的损害。吸入可引起肺炎。大鼠吸入LC5049ppm/4小时。口服硝酸可引起腐蚀性口腔炎和胃肠炎，可出现休克或肾功能衰竭等。皮肤或眼接触硝酸液可引起灼伤。皮肤接触硝酸的部位呈褐黄色。急救处理立即脱离事故现场至空气新鲜处。眼或皮肤污染时立即用大量清水冲洗15分钟以上。口服后立即用清水漱口，有消化道损伤时洗胃需谨慎。泄漏处理对泄漏物处理须戴好防毒面具和手套。一旦泄漏立即用水冲洗，如大量溢出，则工作人员均要撤离储库，用水或碳酸钠中和硝酸，稀释的污水pH降至5.5～8.5放入废水系统.3.硫酸硫酸液体对皮肤、粘膜有刺激和腐蚀作用。雾对粘膜的刺激作用较二氧化硫为强，主要使组织脱水，蛋白质凝固，可造成局部坏死。对呼吸道的毒作用部位因吸入浓度和雾滴大小而不同。稀酸能与许多金属反应，放出氢气。浓酸对铅和低碳钢无腐蚀，是一种很强酸性氧化剂。与许多物质接触能燃烧甚至爆炸，能与氧化剂或还原剂反应。消防措施用水、干粉或二氧化碳灭火。避免直接将水喷入硫酸，以免遇水会放出大量热灼伤皮肤。消防人员必须穿戴全身防护服及其用品，防止灼伤。泄漏处理泄漏物处理必须戴好防毒面具与手套，污染地面洒上碳酸钠，用水冲洗，经稀释的污水放入废水系统。接触机会硫酸和氯磺酸工业;有机化合物磺化;炸药制造;化肥、染料、粘结剂、人造丝制造;电镀、蚀刻;实验室试剂、食品添加剂。侵入途径可经呼吸道、消化道及皮肤迅速吸收。毒理学简介大鼠经口LD50:2140mg/kg;吸入LC50:510mg/m3/2H。小鼠吸入LC50:320mg/m3/2H。硫酸液体对皮肤、粘膜有刺激和腐蚀作用。雾对粘膜的刺激作用较二氧化硫为强，主要使组织脱水，蛋白质凝固，可造成局部坏死。对呼吸道的毒作用部位因吸入浓度和雾滴大小而不同。处理吸入硫酸雾者立即脱离现场至空气新鲜处，保持安静及保暖。眼或皮肤接触液体时立即先用柔软清洁的布吸去再迅速用清水彻底冲洗。口服者已出现消化道腐蚀症状时忌催吐及洗胃。吸入后有症状者对症处理。吸入量较多者应卧床休息、吸氧、给舒喘灵气雾剂或地