CN215312382U - 一种混酸硝化系统 - Google Patents

Abstract

一种混酸硝化系统，其属于混酸硝化反应技术领域。这种混酸硝化系统包括硝化装置、中和装置和冷却水循环装置。该系统在硝化装置的设计上通过将两种酸使用不同储罐分别加入反应体系中，避免混酸配制的同时实现混酸硝化反应，另外将浓酸罐和溶剂罐公用同一个加药泵，实现加料过程中自动清洗加药泵和相应管路，减轻强酸对设备的腐蚀。通过设置中和装置和冷却水循环装置实现冷却水的综合循环利用，节省冷源的同时避免水资源的浪费。该硝化系统结构简单，避免了混酸的配制过程，操作上更方便。

Description

一种混酸硝化系统

技术领域

本实用新型涉及一种混酸硝化系统，其属于混酸硝化反应技术领域。

背景技术

混酸硝化具有硝化能力强、反应速度快和生产能力高等优势，是工业中应用特别广泛的一种硝化方法，特别是用于芳香化合物的硝化。硝酸和浓硫酸的混合酸是常用的硝化混酸体系，其中，浓硫酸的主要作用是吸收硝化反应产生的水，从而促进硝化反应正向进行，提高反应收率。但是，由于混酸具有强烈的氧化性、腐蚀性，且混酸在制备过程中，若温度过高或落入少量水，会促使硝酸的大量分解，引起突沸冲料或爆炸。因此，混酸的配制成为硝化反应特别重要的一个工序。如何避免混酸的配制工艺的同时还能利用混酸实现硝化反应是一个丞待解决的问题。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种混酸硝化系统。

本实用新型解决现有技术问题所采用的技术方案：一种混酸硝化系统包括硝化装置、中和装置和冷却水循环装置。所述硝化装置包含硝化釜、第一酸罐、溶剂罐和第二酸罐，硝化釜顶部的加药口通过第一加药阀连接第一酸罐的出料口，左上部的进料口通过加药泵一个支管依次连接第二加药阀和溶剂罐的出料口，另一个支管依次连接第三加药阀和第二酸罐的出料口。

所述中和装置包含中和反应釜、碱罐和配碱罐，配碱罐底部的出料口通过碱液排放阀连接碱罐顶部的进料口，碱罐右下部的出料口通过第四加药阀连接中和反应釜顶部的碱液进口，中和反应釜顶部的进料口通过进料阀连接硝化釜右下部的出料口。

所述冷却水循环装置包含冷却水池、第一水泵和第二水泵，冷却水池右下部的进水口连接冷却水管，左下部的出水口通过第二水阀和第二水泵连接硝化釜外部夹套上的冷却水进口，硝化釜外部夹套上的冷却水出口通过一个支管依次连接第一水泵、第一水阀和配碱罐的进水口，另一个支管依次连接第三水阀和冷却水池顶部的循环水进口。

所述加药泵采用耐腐蚀泵，硝化釜和配碱罐采用夹套式搅拌反应釜。

本实用新型的有益效果在于：一种混酸硝化系统包括硝化装置、中和装置和冷却水循环装置。这种混酸硝化系统在硝化装置的设计上通过将两种酸使用不同储罐分别加入反应体系中，避免混酸配制的同时实现混酸硝化反应，另外将浓酸罐和溶剂罐公用同一个加药泵，实现加料过程中自动清洗加药泵和相应管路，减轻强酸对设备的腐蚀。通过设置中和装置和冷却水循环装置实现冷却水的综合循环利用，节省冷源的同时避免水资源的浪费。该硝化系统结构简单，避免了混酸的配制过程，操作上更方便。

附图说明

图1是一种混酸硝化系统的结构示意图。

图中：1、硝化釜，1a、进料阀，2、第一酸罐，2a、第一加药阀，3、溶剂罐，3a、第二加药阀，4、第二酸罐，4a、第三加药阀，5、加药泵，6、中和反应釜，7、碱罐，7a、第四加药阀，8、配碱罐，8a、第一水泵，8b、第一水阀，8c、碱液排放阀，9、冷却水池，9a、第二水阀，9b、第二水泵，9c、第三水阀。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施方式对本实用新型进行说明：

图1示出了一种混酸硝化系统的结构示意图。图中，这种混酸硝化系统包括硝化装置、中和装置和冷却水循环装置，硝化装置包含硝化釜1、第一酸罐2、溶剂罐3和第二酸罐4，硝化釜1顶部的加药口通过第一加药阀2a连接第一酸罐2的出料口，左上部的进料口通过加药泵5一个支管依次连接第二加药阀3a和溶剂罐3的出料口，另一个支管依次连接第三加药阀4a和第二酸罐4的出料口。

中和装置包含中和反应釜6、碱罐7和配碱罐8，配碱罐8底部的出料口通过碱液排放阀8c连接碱罐7顶部的进料口，碱罐7右下部的出料口通过第四加药阀7a连接中和反应釜6顶部的碱液进口，中和反应釜6顶部的进料口通过进料阀1a连接硝化釜1右下部的出料口。

冷却水循环装置包含冷却水池9、第一水泵8a和第二水泵9b，冷却水池9右下部的进水口连接冷却水管，左下部的出水口通过第二水阀9a和第二水泵9b连接硝化釜1外部夹套上的冷却水进口，硝化釜1外部夹套上的冷却水出口通过一个支管依次连接第一水泵8a、第一水阀8b和配碱罐8的进水口，另一个支管依次连接第三水阀9c和冷却水池9顶部循环水进口。加药泵5采用耐腐蚀泵，硝化釜1和配碱罐8采用夹套式搅拌反应釜。

以硫酸和硝酸作为混酸硝化用酸为例说明该系统的工作过程：打开加药泵5和第二加药阀3a，向硝化釜1中加入90%需要量的溶剂，关闭加药泵5和第二加药阀3a，开动硝化釜1内的机械搅拌，打开第二水阀9a、第二水泵9b和第三水阀9c启动循环冷却水，加入待硝化的反应底物，搅拌溶解后，打开第一加药阀2a，缓慢加入需要量的浓硫酸，加毕继续搅拌直至冷却至10-15℃左右，打开药剂泵5和第三加药阀4a，向反应釜中缓慢加入需要量的浓硝酸，加完后关闭第三加药阀4a，打开第二加药阀3a，将剩余10%的溶剂加入硝化釜1中关闭第二加药阀3a和药剂泵5。硝化反应结束后，打开进料阀1a，让反应产物流入中和反应釜6中，打开第四加药阀7a，碱罐7中的氢氧化钠溶液在重力的作用下流入中和反应釜6中进行中和反应。中和的目的是能够将反应产生的废酸进行回收利用，同时，防止含氨基的硝化产物因酸化溶于水中导致产物损失。中和后的反应产物进入产物分离提纯工序，其中有机相经过减压蒸除溶剂得硝化粗产物，水相进入工业硫酸钠的生产工序或者运送至工业硫酸钠生产工厂进行处理。反应过程中，如果需要配制氢氧化钠水溶液，打开第一水泵8a和第一水阀8b，使循环冷却水进入配碱罐8中用于配制氢氧化钠溶液，配好的氢氧化钠溶液通过碱液排放阀8c控制补充至碱罐7中。

Claims (2)

1.一种混酸硝化系统，它包括硝化装置、中和装置和冷却水循环装置，其特征在于：所述硝化装置包含硝化釜（1）、第一酸罐（2）、溶剂罐（3）和第二酸罐（4），硝化釜（1）顶部的加药口通过第一加药阀（2a）连接第一酸罐（2）的出料口，左上部的进料口通过加药泵（5）上的一个支管依次连接第二加药阀（3a）和溶剂罐（3）的出料口，另一个支管依次连接第三加药阀（4a）和第二酸罐（4）的出料口；

所述中和装置包含中和反应釜（6）、碱罐（7）和配碱罐（8），配碱罐（8）底部的出料口通过碱液排放阀（8c）连接碱罐（7）顶部的进料口，碱罐（7）右下部的出料口通过第四加药阀（7a）连接中和反应釜（6）顶部的碱液进口，中和反应釜（6）顶部的进料口通过进料阀（1a）连接硝化釜（1）右下部的出料口；

所述冷却水循环装置包含冷却水池（9）、第一水泵（8a）和第二水泵（9b），冷却水池（9）右下部的进水口连接冷却水管，左下部的出水口通过第二水阀（9a）和第二水泵（9b）连接硝化釜（1）外部夹套上的冷却水进口，硝化釜（1）外部夹套上的冷却水出口通过一个支管依次连接第一水泵（8a）、第一水阀（8b）和配碱罐（8）的进水口，另一个支管依次连接第三水阀（9c）和冷却水池（9）顶部的循环水进口。

2.根据权利要求1所述的一种混酸硝化系统，其特征在于，所述加药泵（5）采用耐腐蚀泵，硝化釜（1）和配碱罐（8）采用夹套式搅拌反应釜。

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