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綜述l芳香化合物連續(xù)硝化應用進展(二)

來源:康寧反應器技術有限公司   2022年03月10日 15:27  

綜述l芳香化合物連續(xù)硝化應用進展(二)

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康寧用“心”做反應

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編前語

上文我們通過多個案例,介紹了應用微通道反應器實現(xiàn)一取代和二取代苯型芳香烴為底物的硝化反應的研究進展。

 

在進入本文正文(即本篇綜述第二部分內(nèi)容)前,小編需要補充的是:在硝化等?;に囘B續(xù)化研究成果越來越多的現(xiàn)階段,如何將研究成果應用于實際,實現(xiàn)硝化工藝的工業(yè)化放大生產(chǎn)更是行業(yè)關注的焦點。

 

康寧反應器技術經(jīng)過13年的工業(yè)化應用研究與推廣,在微通道反應器工業(yè)化生產(chǎn)領域的應用實現(xiàn)了突破性進展,已經(jīng)擁有上百家工業(yè)化用戶,累計安裝的年通量已超過80萬噸。

 

康寧AFR多套工業(yè)化硝化裝置始終保持24/7連續(xù)穩(wěn)定安全運行。

 

 

江蘇中丹化工成功采用康寧反應器連續(xù)硝化,顯著提升了關鍵中間體生產(chǎn)的本質(zhì)安全水平,裝置穩(wěn)定運行一年多,得到了客戶和地方政府的高度認可。

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康寧反應器技術和益豐生化環(huán)保股份有限公司合作,打造了年通量萬噸級全自動全連續(xù)微反應硝化生產(chǎn)裝置。與傳統(tǒng)工廠相比,其畝均產(chǎn)出提升了10倍,運行費用減低20%以上。

……

 

還有更多硝化、重氮化、氧化、加氫等工業(yè)化項目成功實現(xiàn)并穩(wěn)定運行,幫助客戶實現(xiàn)了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

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接下來讓我們進入正文——

以多取代苯型芳香烴及其它苯型芳香烴為底物的硝化反應

二硝基萘的連續(xù)化合成

倪偉等[9]以萘和95%硝酸為原料,在微通道反應器中研究了二硝基萘的連續(xù)化合成工藝(圖9),考察了硝酸濃度、反應溫度、反應物料比對反應的影響并進一步優(yōu)化了反應條件。

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  • 結果:

    在最佳條件下單硝化產(chǎn)物n(對硝基氯苯)∶n(鄰硝基氯苯)=1:0.56,與釜式反應器相比,副產(chǎn)物明顯減少,轉(zhuǎn)化率明顯提高,生產(chǎn)能力提高了4個數(shù)量級,并且可以實現(xiàn)工藝的連續(xù)化操作。

 

1-甲基-4,5-二硝基咪唑硝化合成

1-甲基-4,5-二硝基咪唑(4,5-MDN1)是一種性能良好的高能鈍感Explosive material具有高應用價值的熔鑄Explosive material載體。在傳統(tǒng)釜式反應器中進行N-甲基咪唑硝化反應時劇烈放熱,為控制反應溫度需緩慢逐滴加料,反應時間長,產(chǎn)物收率低。

 

劉陽藝紅等[10]在微通道反應器為核心的反應體系中進行了4,5-MDN1的合成研究(圖12),利用微通道反應器的高傳熱特性快速提高4,5-MDN1的收率。工業(yè)生產(chǎn)中,可通過增加微通道反應器數(shù)量來熱量,維持恒定的反應溫度,在減少混合酸用量的同時,顯著提高了提高產(chǎn)量,具有廣闊的發(fā)展前景。

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1-甲基-3-丙基-1H-吡唑-5-羧酸硝化反應

Panke等[11]采用微通道反應器對1-甲基-3-丙基-1H-吡唑-5-羧酸進行了硝化反應研究(圖13)。微通道反應器優(yōu)秀的傳熱性能性使反應溫度穩(wěn)定在90℃,避免了100℃脫羧副反應的發(fā)生,硝化產(chǎn)物是合成sildenafil 的重要中間體。

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結語


  • 微通道反應器在芳香化合物的硝化反應中表現(xiàn)出了很大的優(yōu)勢:選擇性高、安全性高、轉(zhuǎn)化率高、反應時間短、數(shù)增放大、可建立動力學模型等,使得芳香化合物的硝化由傳統(tǒng)的間歇式生產(chǎn)轉(zhuǎn)為連續(xù)化生產(chǎn)成為可能。

  • 盡管微通道反應器還存在一定的局限性,但隨著微化工技術的發(fā)展,微通道反應器會更加安全化、智能化和連續(xù)化,其在芳香化合物的硝化反應中的應用會越來越廣泛,硝化反應這類具有污染大、放熱強、選擇性差的反應也將隨之得到優(yōu)化。

參考文獻:

[1] 化學與生物工程. 2021,38(02).

[9] 南京工業(yè)大學學報 (自 然 科 學 版),2016,38(3):120-125

[10] 現(xiàn)代化工,2018,38(6):140-143.

[11] Synthesis, 2003(18): 2827-2830.

 


 

 

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