注册化工工程师

放热反应

重点监控单元

硝化反应釜、
分离单元

工艺简介

硝化是有机化合物分子中引入硝基（-NO2）的反应，最常见的是取代反应。硝化方法可分成直接硝化法、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。涉及硝化反应的工艺过程为硝化工艺。

工艺危险特点

（1）反应速度快，放热量大。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。尤其在硝化反应开始阶段，停止搅拌或由于搅拌叶片脱落等造成搅拌失效是非常危险的，一旦搅拌再次开动，就会突然引发局部激烈反应，瞬间释放大量的热量，引起爆炸事故；
（2）反应物料具有燃爆危险性；
（3）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；
（4）硝化产物、副产物具有爆炸危险性。

典型工艺

（1）直接硝化法
丙三醇与混酸反应制备硝酸甘油；
氯苯硝化制备邻硝基氯苯、对硝基氯苯；
苯硝化制备硝基苯；
蒽醌硝化制备1-硝基蒽醌；
甲苯硝化生产三硝基甲苯（俗称梯恩梯，TNT）；
丙烷等烷烃与硝酸通过气相反应制备硝基烷烃等。
（2）间接硝化法
苯酚采用磺酰基的取代硝化制备苦味酸等。
（3）亚硝化法
2-萘酚与亚硝酸盐反应制备1-亚硝基-2-萘酚；
二苯胺与亚硝酸钠和硫酸水溶液反应制备对亚硝基二苯胺等。

重点监控工艺参数

硝化反应釜内温度、搅拌速率；硝化剂流量；冷却水流量；pH值；硝化产物中杂质含量；精馏分离系统温度；塔釜杂质含量等。

安全控制的基本要求

反应釜温度的报警和联锁；自动进料控制和联锁；紧急冷却系统；搅拌的稳定控制和联锁系统；分离系统温度控制与联锁；塔釜杂质监控系统；安全泄放系统等。

宜采用的控制方式

将硝化反应釜内温度与釜内搅拌、硝化剂流量、硝化反应釜夹套冷却水进水阀形成联锁关系，在硝化反应釜处设立紧急停车系统，当硝化反应釜内温度超标或搅拌系统发生故障，能自动报警并自动停止加料。分离系统温度与加热、冷却形成联锁，温度超标时，能停止加热并紧急冷却。
硝化反应系统应设有泄爆管和紧急排放系统。