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化学工业与工程2025年第06期:苯和氯苯高通量微通道连续硝化技术探究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张星;王梦亚;杜波江;曲鑫;李豪杰;杨丽娟;安敏;杨志荣;MOLDYR Dyusebaeva;李文鹏;

单位:郑州大学化工学院;宁夏同德爱心循环能源科技有限公司;石河子大学化学化工学院;哈萨克国立大学化学与化工学院;

摘要:芳烃硝化反应由于其快速反应且剧烈放热特性,制约了传统间歇合成工艺的可持续发展,而微通道连续流技术为这类典型强放热反应的安全、高效、绿色合成提供了重要保障。以环隙式套管微通道连续流技术为核心,系统研究了苯和氯苯连续硝化控制步骤及过程强化策略,为高通量放大提供技术支持。对于一硝化反应,在混酸含水量13%、n(硝酸)∶n(苯)为1.05∶1.00、反应温度50℃、停留时间3 s下苯的转化率>99.5%,硝基苯(NB)收率达99%;在n(硝酸)∶n(氯苯)为1.2∶1.0、反应温度40℃下氯苯的转化率> 99.5%,硝基氯苯(NCB)收率99.2%。对于二硝化反应,在混酸含水量3.5%、反应温度90℃、停留时间156 s条件下,二硝基苯(DNB)总收率98.5%(间二硝基苯占比82.5%);在n(硝酸)∶n(氯苯)为2.2∶1.0,二硝基氯苯(DNCB)收率98.6%(2,4-DNCB占比>95%)。在高通量(150~750 m L·min~(-1))放大过程中,苯与氯苯的一硝化产物收率分别达99.3%与99.6%,二硝化产率可达96.4%与96.5%,未出现显著放大效应。

关键词:微通道连续流;;硝化反应;;过程强化;;高通量;;苯;;氯苯

基金资助:国家自然科学基金项目(22478362);; 河南省高校科技创新人才支持计划项目(26HASTIT044);; 兵团自然科学支持计划-面上项目(2024DA057);; 石河子大学高层次人才科研启动项目(RCZK202332);; 企业委托技术开发项目(20240057A);; 河南省科技攻关项目(242102321032,252102321086);; 郑州大学青年骨干教师培养计划项目(2025ZDGGJS018)