CN116789552B - 连续化生产硝基氯苯的方法和装置系统及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化工生产技术领域，公开了一种连续化生产硝基氯苯的方法和装置系统及其应用。本发明提供的方法中，通过分步完成反应原料的混合和反应的方式，避免了直接反应造成的放热过于剧烈，温度过高产生副反应和安全问题的缺陷，同时，通过控制硝酸和氯苯进料的体积流量比，本发明还提高了原料转化率和目的产物的收率，同时还能提高对硝基氯苯在产品中的占比，提高了经济效益。此外，本发明提供的方法还不需要浓硫酸作为催化剂，从而解决了废硫酸难以处理的问题，提高了硝基氯苯生产的环保性。

Description

连续化生产硝基氯苯的方法和装置系统及其应用

技术领域

本发明涉及化工生产技术领域，具体涉及一种连续化生产硝基氯苯的方法和装置系统及其应用。

背景技术

硝基氯苯是一种重要的精细化工中间体，涉及到医药、农药、染料、化工等多个领域。目前的硝基氯苯生产方法主要采用混酸硝化法进行，生产工艺包括传统硝化工艺和绝热硝化工艺。其中，传统硝化工艺主要采用带有强力搅拌和冷却装置的硝化反应器，将氯苯和混酸(通常由硫酸、硝酸和水组成，其中酸浓度较高)按照一定比例引入其中进行硝化反应，通过不断搅拌和冷却装置进行散热，以控制进料温度，之后再依次对反应产物进行分离、碱洗、水洗、结晶、干燥等处理，从而获得硝基氯苯产品。传统硝化工艺主要采用间歇式批量生产的生产方式进行，反应速度慢、周期长、效率低，而且反应条件不易稳定控制，副反应多，产品品质差，混酸用量大，安全性和环保性均较低。

绝热硝化工艺绝热硝化工艺是国外20世纪70年代发展起来的一种新型硝化技术。该工艺主要采用微通道反应技术，对反应温度能够实现精准控制，突破了硝化反应必须在低温下恒温操作的传统观念，取消了冷却装置，节省了大量用以移除反应热的冷却水，充分利用混合热和反应热来提高反应速度，因而物料停留时间短，副反应少，并且反应后的稀酸浓缩可以循环使用。然而，微通道反应虽然保证了反应过程的安全，但对于后续工序中物料的储存分离因为储量大，仍然存在副产物和温度无法控制的问题，而且微通道反应设备的管径小，易堵塞，对生产效率和安全性造成了新的问题。此外，微通道生产技术实际上采用的也是混酸生产工艺，仍然无法避免废酸排放和处理难度大、成本高、安全性差的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种连续化生产硝基氯苯的方法和装置系统及其应用。本发明提供的方法能够实现氯苯的直接硝化，避免了硫酸的加入，从而解决了硝基氯苯生产中混酸排放和处理带来的环保问题和生产安全性问题，而且，该方法还能够实现硝基氯苯的连续化和自动化生产，减少生产的人工成本。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种生产硝基氯苯的方法，其特征在于，所述方法包括将原料A和原料B引入混合装置中进行混合，再将获得的原料混合物引入反应装置中进行硝化反应，获得反应产物，其中，原料A和原料B分别为硝酸和氯苯中的一种，原料混合物中包括硝酸、氯苯和硝基氯苯，其中所述混合装置中的物料的温度不超过60℃。

本发明第二方面提供一种连续化生产硝基氯苯的装置系统，其特征在于，所述装置系统包括混合装置和反应装置，其中，在混合装置中包括分别用于通入原料A和原料B的进料管A和进料管B，获得原料混合物，再将所述原料混合物通入反应装置进行硝化反应，获得反应产物。

本发明第三方面提供前述方法和装置系统在工业化硝基氯苯生产中的应用

通过上述技术方案，本发明能够取得如下有益效果：

(1)本发明提供的装置系统中，将进料管A与含有多个分支的进料管B相连，从而通过硝酸/氯苯的多次进料，实现氯苯和硝酸在混合装置中的多次混合，与一次性混合相比，降低了原料接触后的放热，提高了生产安全性，同时减少了副反应的发生，提高了产品品质。

(2)本发明提供的装置系统中分别包含混合装置和反应装置，从而分步完成反应原料(硝酸和氯苯)的混合和反应，避免了直接反应放热过于剧烈，温度过高导致的副反应和安全问题。同时，通过对混合以及反应时的条件(例如进料比例、原料/原料混合物的流量等)进行控制，还能够得到对位邻位比例较高的产物，从而获得更多的对位产物，提高经济效益。

(3)本发明提供的装置系统中的反应装置采用管径较大的管式反应器，避免了现有微通道反应器中反应管道堵塞造成的生产效率和安全问题，同时，该反应装置中还设置了流量控制系统和计时系统，对反应温度和时间进行精准控制(反应温度通过流量控制实现，同时，反应时间也受到流量的影响)，从而提高产品收率，同时配合对进入混合装置的硝酸和氯苯流量比例的控制，在不用硫酸催化的情况下实现较高的转化率，避免了混酸工艺中的混酸用量大造成的成本高、安全性和环保性差的问题。此外，反应后剩余的硝酸还能够通过后续的分离装置、回收装置等进行回收和循环利用，进一步减少了资源投入，节约了生产成本。

(4)本发明提供的装置系统中采用含有环隙流分离设备的分离装置，从而实现对反应后物料的快速(连续)分离，避免了反应后物料中产物与废硝酸以及空气等的长期接触造成的氧化副反应和产品的分解反应等，提高了产品品质和收率，同时降低了副反应和副产物带来的生产安全问题。

(5)本发明提供的方法和装置系统能够实现硝基氯苯的高转化率连续化生产，提高了生产效率，而且该装置系统还可以通过接入计算机和控制软件实现全程自动化生产操作，减少了现场人员配备，减少人工投入的同时进一步提高生产安全性，而且可以根据实际情况对设备操控进行较大范围的调节，实现了生产自动化和智能化。

附图说明

图1是采用本发明提供的装置系统进行硝基氯苯制备的流程示意图；

图2是本发明提供的装置系统中采用的混合装置的结构示意图。

附图标记说明

1含流量计的进料泵 2混合装置 3反应装置 4分离装置

5进料管A 6进料管B(含5个分支)

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

在以氯苯和硝酸作为原料，以硫酸为催化剂进行硝化反应制备硝基氯苯的过程中，由于反应放热剧烈，反应温度高，危险性大，为了控制反应放热，减少副反应，降低反应的危险性，通常需要选择特殊的反应器(例如选用耐热材料，配备散热/冷却装置等)进行，而且通常需要实时对反应温度等进行监控。本发明的发明人在研究中巧妙地发现，若不加入硫酸，先将氯苯和硝酸混合均匀，再将混合物通入反应器中进行硝化反应，同时控制混合过程中发生反应的氯苯和/或硝酸在一定的范围内时，不仅能够减少副反应，而且还能提高产品中对硝基氯苯的占比，从而提高经济效益。发明人还发现，混合装置中物料的温度与在混合过程中氯苯和/或硝酸的反应程度具有一定关系，通过监测和控制混合装置中的物料温度能够较为容易地实现对混合过程中原料反应的程度进行控制。

基于上述发现，本发明一方面提供一种连续化生产硝基氯苯的方法，所述方法包括将原料A和原料B引入混合装置中进行混合，再将获得的原料混合物引入反应装置中进行硝化反应，获得反应产物，其中，原料A和原料B分别为硝酸和氯苯中的一种(例如，原料A为硝酸时，原料B即为氯苯，原料A为氯苯时，原料B即为硝酸)，原料混合物中包括硝酸、氯苯和硝基氯苯，其中所述混合装置中的物料的温度不超过60℃。

本发明中对于引入混合装置中的原料的温度没有特别限制，为了便于生产管理，通常混合装置中的物料进料温度可以为室温(例如20-30℃)。若生产环境温度较高，也可以适当降低进料温度。

根据本发明的优选实施方式，其中，所述方法不包括将硫酸引入混合装置和/或反应装置中。即，本发明提供的方法中不包括采用硫酸作为催化剂，也即，本发明提供的方法中，用于硝基氯苯生产的原料仅为硝酸和氯苯。

本发明的发明人在研究中还发现，通过将原料A和原料B中的一种分次与另一种接触的方式，能够加快混合的速度，从而达到快速获得混合均匀的原料混合物的目的。这样分次混合的方式相比于一次性混合，还能够缓解原料接触后发生反应从而剧烈放热的情况，减少副反应发生，同时提高生产安全性。

根据本发明的优选实施方式，其中，所述混合包括将原料B与原料A分次进行接触，从而获得混合均匀的原料混合物的步骤。分次接触是指原料B逐步加入到原料A中，形成原料混合物。

为了加快混合速度，提高原料混合物的混合均匀程度，同时控制原料混合物中原料A和原料B的转化率在前述范围内，优选地，所述原料B分2-10次与原料A接触(并混合)，优选为3-7次。

优选地，所述硝酸的浓度不低于90重量％，优选为95-98重量％。

本发明的发明人在研究的过程中还发现，氯苯和硝酸的(体积)流量比的改变对于反应器中进行的硝化反应的反应效率和产物中对硝基氯苯和邻硝基氯苯的含量比例具有一定影响，通过调整通入混合装置中的氯苯和硝酸的体积流量比，能够进一步提高反应效率以及产物中对硝基氯苯占比。而且，只要将氯苯和硝酸的进料流量比控制在一定范围内，混合装置中的物料温度也会被控制在一定的范围内。

优选地，所述方法还包括对原料A和原料B的流量进行控制，优选使得氯苯和硝酸的体积流量比为1:0.5-1.5。例如，可以为1:0.5、1:0.6、1:0.7、1:0.8、1:0.9、1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4、1:1.5，或者也可以为任意两个上述比例之间的任意值。

本发明中，对于混合的条件没有特别限制，只要使得混合装置中的物料保持在60℃以下即可，例如可以在常温(即不额外对混合装置中的物料进行加热或冷却处理)常压下进行混合。

根据本发明的优选实施方式，其中，所述反应装置中的反应条件包括：反应温度50-130℃，优选90-130℃，停留时间3-20min。由于本发明中不采用硫酸作为催化剂，因此由原料混合物中少量硝酸和氯苯发生硝化反应所产生的热量不足以促使其快速进入反应状态，为了加快反应进程，提高生产效率，优选地，所述方法包括在反应装置中对通入其中的原料混合物进行加热，以促使其达到前述的反应温度。同时，由于氯苯和硝酸发生硝化反应的过程是一个放热过程，为了节约能耗，也为了防止温度过高导致副反应发生或产生危险，优选本发明中还包括对反应装置进行保温的操作，以使反应产热成为反应装置的热源(之一)。优选地，优选所述保温的操作使得反应过程中的温度变化值不超过5℃。优选反应过程中的温度变化值在3℃。本发明中对于保温的具体方式没有特别限制，只要能够达到上述目的即可。

根据本发明的优选实施方式，其中，所述方法还包括将反应装置中获得的反应产物引入分离装置中，从而获得硝基氯苯粗品和废硝酸。

本发明的发明人在研究的过程中还发现，采用环隙流装置进行反应产物的分离，一方面能够快速分离产物中的硝基氯苯粗品和废硝酸，另一方面，在反应产物中含有的少量未反应的硝酸和氯苯在环隙流装置中进行离心的过程中能够充分接触并发生硝化反应，进一步促进了原料转化率和反应效率的提高。

本发明优选采用环隙流设备进行反应产物的分离，优选地，在所述分离装置中对反应产物中的硝基氯苯粗品和废硝酸的分离条件包括转速800-1500rpm。

本发明中，所述硝化反应的条件使得硝基氯苯粗品中硝基氯苯的含量达到90重量％以上，优选达到95重量％以上，更优选达到97重量％以上，进一步优选达到99重量％以上。例如可以为95重量％、95.5重量％、96重量％、96.5重量％、97重量％、97.5重量％、98重量％、98.5重量％、99重量％、99.3重量％、99.5重量％、99.8重量％、99.9重量％、100重量％，或者也可以为任意两个上述数值的任意中间值。

根据本发明的优选实施方式，其中，所述方法还包括硝基氯苯的精制。

优选地，所述硝基氯苯的精制可以包括洗涤(例如常规碱洗和水洗等)、干燥、净化等步骤，从而获得纯净的硝基氯苯产品。本发明对于具体的精制方法和操作没有特别限制，任意本领域能够实现硝基氯苯精制的方法均可适用于本发明。

本发明中，由分离装置分离出的废硝酸可以集中回收，并经过再生处理后制成回收硝酸，并将其浓度调整至前述范围内，作为原料回用于前述方法中进行硝基氯苯生产，从而实现将反应产物中未参与反应的硝酸分离出来并回用于生产过程中，减少资源的浪费，同时减少酸排放对环境的压力。本发明对于废硝酸的回收和再生处理的方法没有特别限制，任意能够将所述废硝酸进行处理，从而获得回收硝酸的方法均可适用于本发明，其既可以是将集中回收的废硝酸送至专门处理机构进行处理，也可以是按照现有技术中的任意处理废硝酸的方法自行处理。

本发明第二方面提供一种连续化生产硝基氯苯的装置系统，所述装置系统包括混合装置和反应装置，其中，在混合装置中包括分别用于通入原料A和原料B的进料管A和进料管B，获得原料混合物，再将所述原料混合物通入反应装置进行硝化反应，获得反应产物。

根据本发明的优选实施方式，其中，所述混合装置和/或反应装置中不包括硫酸进料口。

根据本发明的优选实施方式，其中，所述混合装置还包括温度监控系统，用于检测混合装置中流出的原料混合物的温度，并控制其保持在限定范围内(例如使得所述混合装置中的物料的温度不超过60℃)。

本发明中，混合装置的作用在于先将用作原料的硝酸和氯苯混合均匀，再将混合物引入反应装置进行反应，从而提高反应效率的同时避免了硝酸和氯苯直接接触即进行反应可能导致的反应放热过于剧烈带来的安全问题和副反应问题。任意能够实现上述目的的混合装置均可适用于本发明。本发明的发明人经过反复实验，发现将反应物料(硝酸和氯苯)分次进行混合能够快速将其混合均匀，并且有效控制接触过程中的放热，防止副反应发生，保证产品的品质和生产的安全性。

本发明提供的装置系统中优选采用能够将反应物料进行分次混合的混合装置，对于该混合装置具体实现物料分次混合的方式没有特别限制。根据本发明的一种优选实施方式，其中，所述混合装置(参考图2)中含有将原料引入其中的进料管A和包含2-10个分支的进料管B，所述进料管B的分支分别与进料管A相连，从而使得物料B在所述混合装置中与物料A分次进行混合，获得混合均匀的原料混合物，所述物料A和物料B分别为硝酸和氯苯中的一种。也即，本发明提供的混合装置中，通过采用含有若干分支的进料管B实现对物料B的分流，从而实现物料A和物料B的分次混合，进而降低了物料混合过程中的放热，在使反应更加可控的同时减少了副反应。

优选地，所述混合装置中，进料管B包含3-7个分支，各分支之间以等间距与进料管A相连。

为了提高反应效率和安全性，同时提高产物中的对硝基氯苯的含量占比，优选地，所述进料管A和/或进料管B中还安装有流量控制装置I。

更优选地，所述流量控制装置通过对物料A和/或物料B进入混合装置的流量进行控制，从而使得氯苯和硝酸的体积流量比为1:0.5-1.5。例如，可以为1:0.5、1:0.6、1:0.7、1:0.8、1:0.9、1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4、1:1.5，或者也可以为任意两个上述比例之间的任意值。

本发明中，反应装置的作用在于使物料混合物在其中进行硝化反应，从而获得含有硝基氯苯(和废硝酸)的反应产物。本发明的发明人经过进一步研究发现，当反应装置的容量一定时，通过控制引入原料混合物的流量，能够对反应的程度、放热以及反应时间(即原料混合物在反应装置中的停留时间)进行控制，从而简化了反应控制所需的设备和操作，同时还能够在获得较高转化率的同时，减少副反应，提高安全性。另外，在不采用硫酸作为催化剂的情况下，仅以硝酸和氯苯为原料进行硝基氯苯生产时，反应物料初始接触的放热并不能达到反应温度，因此需要额外设置加热设备对反应装置中的原料混合物进行加热。同时，由于硝酸和氯苯的硝化反应是一个放热过程，因此，可以将先通入反应装置中开始反应的物料放出的热量作为后续通入的物料进行反应的热源，从而节约了能耗的同时，减少了冷却和温度控制的操作。为了防止反应产热的散失，可以在反应装置中设置保温装置。

根据本发明的优选实施方式，其中，所述反应装置为含有加热装置、保温装置和流量控制装置II中的至少一种的管式反应器。

优选地，所述加热装置和/或保温装置使得反应装置中的反应温度为50-130℃，优选为90-130℃。

优选地，所述保温装置使得反应过程中的温度变化值不超过5℃。优选为3℃。

优选地，所述反应装置中的流量控制装置II控制进入所述反应装置中的物料停留时间为3-20min。所述物料停留时间是指从反应混合物引入反应装置开始，至反应产物引出反应装置为止的时间段。为了进一步简化操作，本发明优选采用固定容积(有效容积)的反应装置，或者设定反应装置中的额定容积(设定的额定容积≤反应装置的有效容积)，当(以一定的流量)引入的反应混合物达到反应装置的有效容积或设定的额定容积时，即将反应产物引出反应装置。因此，物料停留时间即为按照一定流量使得原料混合物装满反应装置的时间。

为了防止反应装置管道堵塞，优选地，对于有效容积为60mL的所述管式反应器，其中采用的管道直径不低于2mm，优选为2-5mm。当管式反应器的有效容积发生改变时，其采用的管道直径也随之按比例变化。

本发明的发明人在研究的过程中还发现，环隙流分离设备能够较为容易地快速分离含有不同比重的成分的混合物，十分适合用于分离反应装置中获得的反应产物，不仅能够减少其中硝基氯苯与剩余(废硝酸)的接触，从而减少副反应的发生，还能够及时将硝基氯苯分离出来，减少产品的氧化和变质，提高产品品质。而且，在采用环隙流装置进行分离时，通入其中的物料中未(完全)反应的成分还能在其中进一步进行反应，从而提高了反应转化率和硝基氯苯收率。

根据本发明的优选实施方式，其中，所述装置系统还包括分离装置。

优选地，所述分离装置为包括环隙流分离设备的连续流反应器。

优选地，所述分离装置还包括废硝酸出口和硝基氯苯粗品出口。

由于本发明提供的装置系统能够通过对物料流量(例如原料流量、原料混合物流量等)的精确控制，实现对反应温度的控制，进而使得氯苯的硝化过程更加可控，而且还能够实现在无需硫酸催化的情况下即完成硝化反应，以较高的产率获得硝基氯苯。因此，本发明的反应装置中获得的反应产物中，并不含硫酸(即本领域常用于硝基氯苯制备的混酸成分)，从而使得分离出硝基氯苯后的剩余部分中的硝酸能够较为容易地被回收，并通过再生处理后回用于硝基氯苯制备过程中，减少了资源的浪费，同时还减轻了环保压力。

根据本发明的优选实施方式，其中，所述装置系统还包括回收装置，所述回收装置优选包括废硝酸回收装置和任选的废硝酸再生循环装置。

优选地，所述回收装置与分离装置的废硝酸出口相连。

为了获得精制的硝基氯苯产品，根据本发明的优选实施方式，其中，所述装置系统还包括精制装置，所述精制装置优选包括洗涤装置、干燥装置。所述洗涤装置用于洗涤经分离装置分离获得的硝基氯苯粗品，从而去除其中的有机酸和无机酸。干燥装置用于将洗涤后的硝基氯苯粗品进行脱水干燥。

优选地，所述精制装置与分离装置的硝基氯苯粗品出口相连。

优选地，所述精制装置中还可以包括进一步的分离装置，用于分离邻硝基氯苯和对硝基氯苯，从而获得相对应的纯净产品。本发明中对于用于分离邻硝基氯苯和对硝基氯苯的装置及分离邻硝基氯苯和对硝基氯苯的具体方法没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况和需要选择合适的分离装置和方法。例如，可以采用精馏法、连续熔融结晶法等方式和对应的装置对精制硝基氯苯中的邻硝基氯苯和对硝基氯苯进行分离。

本发明第三方面提供如前所述的装置系统和方法在工业化硝基氯苯生产中的应用。尤其是在硝基氯苯的连续生产中的应用。所述连续生产是指在硝基氯苯生产过程中进行连续反应，原料的通入与产物的引出过程中无需停顿的生产方式。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。应当能够理解的是，以下实施例仅用于示例性的进一步解释和说明本发明的内容，而不用于限制本发明。

以下实施例中，采用的硝酸浓度为98重量％，未作特殊说明的情况下，以下实施例中采用的试剂均为购自正规化学试剂供应商的市售产品，纯度为分析纯。

以下实施例中，氯苯的(总)转化率计算公式为：100-原料含量/100％。采用气相色谱法检测获得的硝基氯苯粗品中硝基氯苯的含量。采用气象色谱法对硝基氯苯精制品进行检测，通过获得的气相色谱图，采用面积归一化法计算获得的硝基氯苯精制品中邻硝基氯苯和对硝基氯苯的含量，并按照该含量计算对/邻位硝基氯苯比例(产品中对硝基氯苯和邻硝基氯苯的重量比)。反应温度是指将原料混合物引入反应装置后，在其中进行反应时的温度。

实施例1

(1)原料混合：参考图1所示操作流程，氯苯和硝酸通过流量计量泵进入混合装置(结构参考图2)，其中，硝酸通过混合装置中的进料管B(含有5个以等间距与进料管A相连的分支)通入其中，氯苯通过进料管A通入其中。在进料管A和B前端分别设置有流量计I-1(进料管A)和流量计I-2(进料管B，设置于按进料方向的第一分支之前)，用于控制原料进料的流速。调整硝酸进料流量为5mL/min，氯苯进料流量为5mL/min。硝酸和氯苯在混合装置中充分混合后，获得原料混合物。混合装置中设有温度监测装置，但不设置额外的加热或冷却装置，按照前述进料流量控制混合装置中物料的温度不超过60℃(约在35-45℃范围内)。

(2)硝化反应：将原料混合物通入反应装置(管式反应器，总有效容积为60mL，反应管内径为2mm)，在反应装置的原料反应物入口处和反应产物出口处分别设置流量计II-1和流量计II-2，用于控制原料混合物进料的流速。调整原料混合物的流量为10mL/min，使得在原料混合物反应装置中的停留时间为6min，获得的反应产物以10mL/min的流量流出。反应装置中设置有加热装置、保温装置和温度监测系统，对反应过程中的温度进行监测，当氯苯和硝酸反应产热使得反应体系的温度达不到设定的反应温度时，通过加热装置对反应装置进行加热，从而达到反应温度，保温装置用于防止反应装置热量散失。其中，反应过程中最高温度约为97℃，最低温度约为93℃，平均温度约为95℃。

(3)产物分离：将反应产物引入分离装置(离心萃取连续流反应器)，以1000rpm的转速进行进一步反应并对产物进行分离。获得硝基氯苯粗品和废硝酸。

(4)产品精制与硝酸回收：分离装置分别与废硝酸回收装置以及硝基氯苯精制装置连接(图1中未示出)。其中，废硝酸进行回收处理，处理获得的回收硝酸调整浓度至98重量％后可以作为原料回用于原料混合的步骤。硝基氯苯粗品进入精制装置，按照以下步骤进行处理，获得精制硝基氯苯。

硝基氯苯粗品精制方法：硝基氯苯粗品经过5重量％碳酸钠溶液洗涤一次，然后用水洗涤一次后，进行真空脱水，工业化进行熔融结晶，获得硝基氯苯精制品。经检测，氯苯转化率为99％，粗品中硝基氯苯含量为98重量％，对/邻位硝基氯苯比例为2.12：1。

实施例2

采用实施例1中的方法，不同的是，步骤(1)中调整氯苯的进料流量为3mL/min，硝酸的进料流量为3mL/min，混合装置中物料的温度不超过60℃(约在35-45℃范围内)。步骤(2)中调整原料混合物的进料流量为6mL/min，使得停留时间为10min，反应产物的出料流量为6mL/min。经检测，反应过程中最高温度约为95℃，最低温度约为91℃，平均温度约为93℃。经检测，氯苯转化率为91％，粗品中硝基氯苯含量为90重量％，对/邻位硝基氯苯比例为2.31：1。

实施例3

采用实施例1中的方法，不同的是，步骤(1)中调整氯苯的进料流量为4mL/min，硝酸的进料流量为4mL/min，混合装置中物料的温度不超过60℃(约在35-45℃范围内)。步骤(2)中调整原料混合物的进料流量为8mL/min，使得停留时间为7.5min，反应产物的出料流量为8mL/min。经检测，反应过程中最高温度约为105℃，最低温度约为101℃，平均温度约为103℃。经检测，氯苯转化率为95％，粗品中硝基氯苯含量为93重量％，对/邻位硝基氯苯比例为2.47：1。

实施例4

采用实施例1中的方法，不同的是，步骤(1)中调整氯苯的进料流量为6mL/min，硝酸的进料流量为8mL/min，混合装置中物料的温度不超过60℃(约在35-45℃范围内)。步骤(2)中调整原料混合物的进料流量为12mL/min，使得停留时间为4min，反应产物的出料流量为14mL/min。经检测，反应过程中最高温度约为125℃，最低温度约为121℃，平均温度约为123℃。经检测，氯苯转化率为99.5％，粗品中硝基氯苯含量为98.5重量％，对/邻位硝基氯苯比例为2.53：1。

实施例5

采用实施例1中的方法，不同的是，步骤(1)中调整氯苯的进料流量为8mL/min，硝酸的进料流量为8mL/min，混合装置中物料的温度不超过60℃(约在35-45℃范围内)。步骤(2)中调整原料混合物的进料流量为16mL/min，使得停留时间为3.75min，反应产物的出料流量为16mL/min。经检测，反应过程中最高温度约为125℃，最低温度约为121℃，平均温度约为123℃。经检测，氯苯转化率为99.5％，粗品中硝基氯苯含量为99重量％，对/邻位硝基氯苯比例为2.52：1。

实施例6

采用实施例1中的方法，不同的是，步骤(1)中调整氯苯的进料流量为6mL/min，硝酸的进料流量为6mL/min，混合装置中物料的温度不超过60℃(约在35-45℃范围内)。步骤(2)中调整原料混合物的进料流量为12mL/min，使得停留时间为5min，反应产物的出料流量为12mL/min。经检测，反应过程中最高温度约为128℃，最低温度约为124℃，平均温度约为126℃。经检测，硝基氯苯转化率为100％，粗品中硝基氯苯含量为99.5重量％，对/邻位硝基氯苯比例为2.42：1。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种生产硝基氯苯的方法，其特征在于，所述方法包括将原料A和原料B引入混合装置中进行混合，再将获得的原料混合物引入反应装置中进行硝化反应，获得反应产物，其中，原料A和原料B分别为硝酸和氯苯中的一种，原料混合物中包括硝酸、氯苯和硝基氯苯，其中所述混合装置中的物料的温度不超过60℃；

其中，所述方法不包括将硫酸引入混合装置和/或反应装置中的步骤；所述方法还包括对原料A和原料B的流量进行控制，使得氯苯和硝酸的体积流量比为1:1-1.5；所述反应装置中的反应条件包括：反应温度90-130℃，停留时间3-20min；

所述混合装置中含有将原料引入其中的进料管A和包含2-10个分支的进料管B，所述进料管B的分支分别与进料管A相连，从而使得物料B在所述混合装置中与物料A分次进行混合，获得混合均匀的原料混合物；

所述反应装置为含有加热装置、保温装置和流量控制装置中的至少一种的管式反应器。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述混合装置中，进料管B包含3-7个分支，各分支之间以等间距与进料管A相连。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述硝酸的浓度不低于90重量%。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述硝酸的浓度为95-98重量%。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括对反应装置进行保温的操作，使得反应过程中的温度变化值不超过5℃。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括将反应装置中获得的反应产物引入分离装置中，从而获得硝基氯苯粗品和废硝酸。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述分离装置中对反应产物中的硝基氯苯和废硝酸的分离条件包括转速800-1500rpm；所述分离装置为包括环隙流分离设备的连续流反应器。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括硝基氯苯的精制。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述硝基氯苯的精制包括对硝基氯苯粗品的洗涤、干燥中的至少一种。

10.一种连续化生产硝基氯苯的装置系统，其特征在于，所述装置系统包括混合装置（2）和反应装置（3），其中，在混合装置中包括分别用于通入原料A和原料B的进料管A（5）和进料管B（6），获得原料混合物，再将所述原料混合物通入反应装置进行硝化反应，获得反应产物；

其中，所述混合装置和/或反应装置中不包括硫酸进料口；所述进料管A和/或进料管B中还安装有流量控制装置I；

所述混合装置中含有将原料引入其中的进料管A和包含2-10个分支的进料管B，所述进料管B的分支分别与进料管A相连，从而使得物料B在所述混合装置中与物料A分次进行混合，获得混合均匀的原料混合物；

所述反应装置为含有加热装置、保温装置和流量控制装置II中的至少一种的管式反应器。

11.根据权利要求10所述的装置系统，其中，所述混合装置中，进料管B包含3-7个分支，各分支之间以等间距与进料管A相连。

12.根据权利要求10所述的装置系统，其中，所述装置系统还包括分离装置（4）。

13.根据权利要求12所述的装置系统，其中，所述装置系统还包括精制装置，所述精制装置包括洗涤装置、干燥装置。

14.根据权利要求12所述的装置系统，其中，所述分离装置包括环隙流分离设备。

15.权利要求1-9中任意一项所述的方法和权利要求10-14中任意一项所述的装置系统在工业化硝基氯苯生产中的应用。