硝化过程是指在有机化合物中引入硝基,取代其氢原子而生成硝基化合物的反应过程,在有机化学工业生产中,特别是在染料、炸药、农药及某些药物生产中应用十分普遍。由于硝化过程中,所用硝化剂是强氧化剂,被硝化的产物大多数易燃,硝化反应是放热反应,如果操作不当,容易发生安全事故。因此,研究硝化过程的防火防爆等安全技术工作十分重要。
1工艺及其设备
硝化过程大体由混酸制备(硝化剂)、硝化反应、后处理与精制等工序组成。
1.1硝化剂
不同的硝化对象,往往使用不同的硝化剂;相同的硝化对象,若采用不同的硝化剂,则得到不同的硝化产物组成。因此,硝化剂的选择是硝化反应必须认真考虑的。一般在硝化工艺过程中,常用的硝化剂分别为稀硝酸、浓硝酸、混酸、硝酸盐。
1.2硝化过程使用的设备
硝化过程通常使用的设备有混酸锅、硝化锅及附属设备,混酸锅用于制备混酸,硝化锅用于硝化反应,一般为搅拌式反应器,主要由锅体、搅拌器、传动装置、冷却(加热)装置、进出口管、法门和控制仪表组成。
混酸锅的操作过程:应先用水将浓硫酸稀释,在不断搅拌和冷却条件下加入浓硝酸,并且严格控制温度和酸的配比,严防冲料或爆炸。
硝化锅的操作过程:物料由上部加入到锅内,在搅拌器的作用下,迅速地混合并进行化学反应。如果需要取出反应热量,可向夹套或蛇管内通入冷水或制冷剂;如果需要加热,可向夹套或蛇管内通入加热蒸汽。硝化锅里面装有推进式搅拌器,锅底部制成凹形并装有压出管,以保证压料时能将物料全部压出。