硝化学习教案.pptx
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-13 格式:PPTX 页数:60 大小:1.3MB 金币:10 举报 版权申诉
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会计学6.1概述(ɡàishù)(苦味酸)脂肪烃类的硝化大多在气相高温下进行(jìnxíng),属于自由基反应历程,由于这种硝化的选择性差,产物常常是混合物,所以应用不广。①利用硝基的极性,改善或赋予化合物某些功能(gōngnéng),如染料分子中引入硝基,常使染料颜色加深:②硝基本身作为离去基,被其它亲核基团所置换:硝化(xiāohuà)反应的特点:④硝化在定位上特点,当芳环上已有取代基是吸电子基,按定位规律不应生成邻位异构体,但在硝化时能生成相当量的邻位异构体。(1)稀硝酸硝化:硝化能力(nénglì)较弱,只适用于非常活泼的芳烃,如酚类、醚类化合物。(3)硝酸和硫酸混酸硝化(xiāohuà):这是工业上使用最广泛的一类硝化(xiāohuà)剂,有很多优点:6.2硝化(xiāohuà)反应动力学与反应历程(2)在没有硫酸(liúsuān)存在下,100%硝酸中也发现有硝基正离子,这可能发生下述解离:当硝酸量小于10%时,硝酸全部解离为,随着硝酸量的增加,浓度下降,在100%硝酸中,只有1%左右。图中每条曲线代表系统中的质量摩尔浓度,对角边的平行线与表示组分边的交点为该组分含量,从图中可看出:活泼芳烃,如甲苯在有机溶剂和大过量无水硝酸中低温硝化(xiāohuà)反应是这样进行的:2.在硫酸(liúsuān)存在下的均相硝化(1)芳烃质子化理论(lǐlùn)另一种解释认为与溶剂的介电常数有关,σ络合物的形成难易(nányì)与芳环上的电荷密度有关,根据溶剂化效应的一般规律,溶剂的介电常数越低,越有利于σ络合物的形成。100%硫酸的介电常数比90%硫酸大,故90%硫酸有利于形成σ络合物,因此它的硝化速率常数最大。⑴混酸、浓硝酸硝化(xiāohuà)历程(2)稀硝酸(xiāosuān)硝化但这种假设对某些实验结果不能作出圆满解释,于是(yúshì)有人提出可能是自由基历程。6.3影响硝化反应(fǎnyìng)的因素及硝化副反应(fǎnyìng)芳环上已有等吸电子基,硝化时由于有形成环构配价的可能性,产物中邻位异构体比例比其它的多,(间位为主)。(2)硝化(xiāohuà)剂浓硫酸+HNO3发烟酸(yānsuān)+HNO3(4)搅拌(jiǎobàn)氧化氮和新生态氧都具有氧化性,在氧化过程中又放出大量热,温度升高(shēnɡɡāo),进一步加快副反应,是一个恶性循环过程。吸电基使反应活性降低,而副反应引上的羟基是供电基,增加反应活性,容易进一步硝化(xiāohuà),生成多硝基物:严格控制硝化反应条件,改进反应设备,随时(suíshí)排除产生的二氧化氮,使酚类副产降至最低;(2)硫酸(liúsuān)脱水值:D.V.S.(DehydratingValueofSulfuricAcid)将混酸中的重量百分数分别用S,N,W表示。D.V.S.=硝化活性因数和硫酸脱水值都是表示混酸反应活性的,两者之间的换算关系:选择混酸成分时一般应符合以下原则:(1)充分利用硝酸;(2)充分发挥硫酸的作用;(3)在原料(yuánliào)酸所能配出的范围以内;(4)废酸对设备的腐蚀性小。例:A、B组成(zǔchénɡ)的混酸:(2)两种混酸消耗的量:每摩尔ArH进行一硝化(Φ=1),耗去硝酸(xiāosuān)的量是63g,那么混酸用量总物料衡算式:硫酸衡算式:硝酸衡算式:根据计算所需各种原料酸的量来配混酸。对大吨位产品采用连续式配酸,而小批量生产情况下,采用间歇配制,在配酸罐里要装有机械搅拌及冷却装置,以除去配混中放出的热量,减少(jiǎnshǎo)硝酸的挥发、分解。通常为减轻设备腐蚀,先将硫酸打入,然后冷却下加入硝酸、水。混酸配制后要进行组分分析,合格后方可使用。大多混酸硝化是非均相反应,混酸与被硝化物不互溶,而且反应放热量大,因此对硝化反应器要求:传质好、传热好。无论连续,间歇(jiànxiē)的硝化反应器都必须有高效搅拌器,常用的有浆式、推进式、涡轮式三种,转数100~400转/分;有足够传热设施,采用夹套和蛇管双重热交换装置。反应器右侧是管式反应器,左侧是热交换器,物料进入反应器后,先经多个推进式搅拌器充分混合均匀,反应区反应热主要靠冷却后物料带走,这种新型反应器比传统硝化锅传热效果(xiàoguǒ)好,得到的硝化产品质量较好。从分离器下面分出的是废酸,废酸中含有少量未反应的硝酸和硝基物,一般采用原料——被硝化芳烃对废酸进行萃取,在萃取锅中完成萃取之后再经过一个(yīɡè)分离器,分出的酸性芳烃送到硝化器中进行硝化,萃取后的废酸送去蒸发浓缩,将反应后稀释的硫酸浓度浓缩到92.5~95%左右,再作为原料酸来配制混酸用。工艺(gōngyì)条件:硝酸比混酸中S46~49.5N44~47从3#分离器下面分出的废酸进