甲苯区域选择性硝化的研究进展

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甲苯催化硝化反应工艺研究进展

硅钨酸、钨酸为催化剂进行甲苯硝化的反应工磷艺。通过实验表明，此类催化剂比硝硫混酸的活
其它反应条件的进展进行了综述。
１固体酸催化剂
当前催化甲苯硝化的固体酸可大致分为杂多酸与固体超强酸２类。杂多酸是由中心原子（如ＰＳ、、等）配位原子（ＭｏＶ、等）、ｉＡｓＧｅ和如、Ｗ以定的结构通过氧原子配位桥联而成的含氧多元酸的总称，广泛用作固体酸催化剂。固体超强被酸属于超强酸的一种，酸强度比１０硫酸更其０高。固体酸与液体酸相比具有对设备的腐蚀小，反应后易分离，怕水，易中毒等优点。不不刘丽荣等研究了以铌酸、性铌酸、钼酸、改磷
一
性普遍提高，邻硝基甲苯）：对硝基甲苯）ｍ（ｍ（值较硝硫混酸的１６．７皆普遍降低。其中磷钼酸的催化活性最高：在醋酐存在条件下，Ｃ１为以Ｃ溶剂，以质量分数为９的硝酸为硝化剂，应５反温度控制在５０℃，反应进行６ｎ以０８０ｍｉ，．ｇ经４０℃焙烧１５ｈ的磷钼酸催化剂为例，邻硝０．ｍ（基甲苯）：（对硝基甲苯）值可达０８。此类催．８化剂循环使用５次后，催化活性变化很小＿。】叫］潘声成以固体超强酸ｓ；／ｉ。Ｏ一ＴＯ为催化剂、浓硝酸为硝化剂对甲苯进行硝化，探索了不同条件下催化剂对甲苯转化率和硝化定位的影响。结果表明，催化剂用量为硝酸质量的１，应在０反温度５，５℃ 反应时间３ｈ以硝酸质量１的浓硫，酸作底酸的条件下，甲苯转化率达８，邻硝１ｍ（基甲苯）：（硝基甲苯）为０９。催化剂通对值．１过焙烧后可重复利用Ｅ。５Ｊ叶志文等用负载型杂多酸为催化剂，２５Ｎ（为硝］化剂的新型硝化体系，甲苯的硝化反应进行了研对究。分别考察了杂多酸类型、种类、多酸负载载体杂量及催化剂循环使用次数等因素对硝化反应的影响。结果证明，型杂多酸能显著提高Ｎ５负载２的硝Ｏ化能力，邻硝基甲苯）（（：对硝基甲苯）可达到值０６，．９催化剂回收后可直接重复使用［。６］金英杰等报道了在固载芳香磺酸催化剂存在下，以发烟硝酸为硝化剂，实验表明当反应温度为２，甲苯）：（Ｏ℃ （硝酸）．，化剂用量为甲一２５催苯质量的１，７反应时间５ｈ所得一硝化产物，（邻硝基甲苯）：（对硝基甲苯）值可达０５Ｅ．９。

甲苯区域选择性硝化的研究进展

甲苯区域选择性硝化的研究进展刘丽荣1,2,吕春绪1,李　霞1(1.南京理工大学化工学院,江苏南京210094;2.淮海工学院化学工程系,江苏连云港222005)摘　要:综述近20多年来国内外提高甲苯硝化反应区域选择性的各种方法的新进展。

通过对各种硝化剂和催化剂的讨论和分析,提出通过提高甲苯硝化产物中对位异构体的比例,可进一步提高甲苯硝化产物的区域选择性,避免大量邻硝基甲苯的产生,改善了硝化反应环境,减少环境污染。

将各种分子筛用于甲苯的区域选择性硝化,具有节约能源及原材料、无废酸废水产生、无腐蚀等特点,硝化产物转化率大幅度提高,硝化产物区域选择性好。

关键词:有机化学;甲苯;硝化反应;硝化产物中图分类号:TJ 55 文献标识码:A 文章编号:100727812(2006)0120032204Progress on Reg ioselective N itra tion of TolueneL I U L i 2rong1,2,L üChun 2xu 1,L I X ia1(1.D epartm en t of Chem istry ,N an jing U n iversity of Science and T echno logy ,N an jing 210094,Ch ina ;2.D epartm en t of Chem ical Engineering ,H uaihai In stitu te of T echno logy ,L ianyungang J iangsu 222005,Ch ina )Abstract :　T he cu rren t p rogress in all k inds of m ethods that can increase the regi o selectivity of n itrati on of to luene at hom e and ab road in the last tw en ty years is summ arized .T he requ irem en t of the environm en tal aspect of regi o selective n itrati on of to luene is analyzed .T h rough the study of the con stitu te bo th of the n itrating reagen ts and catalysts ,the rati o of para isom er of n itro p roducts is i m p roved ,the regi o selectivity of n itrati on of to luene is increased ,fo rm ing of m aj o rity of o rtho isom er of n itro tu luene is avo ided ,the environm en ts of n itrati on of to luene is i m p roved and the environm en tal po llu ti on that cau sed by n itrating reacti on is decreased .T he regi o selective n itra 2ti on of to luene w ith n itrogen ox ides in the p resence of vari ou s so rts of zeo lites ,can save energy and raw m aterials ,and po ssesses the characteristics of no w aste acid and w aste w ater ,and no co rroding to the n itro in stallati on .T he yield of n itro p roducts is increased by a b ig m argin ,n itro p roducts al mo st is p roduced quan titatively and h igh para selectivity is ach ieved in all these catalysts.T he regi o selective n itrati on of to luene w ith n itrogen ox ides over ex 2changed zeo lites is a clean n itrati on m ethod w h ich has vast p ro spects.Key words :　o rgan ic chem istry ;to luene ;regi o selectivity ;n itrati on reacti on ;n itrati on p roduct引　言硝基甲苯有邻、间、对位3种异构体,是一种重要的有机化工原料,广泛应用于农药、医药、染料、塑料、油漆、涂料、感光材料、彩色胶片显影等。

芳烃硝化反应机理的研究的进展

芳烃硝化反应机理的研究的进展柏葳【摘要】Nitro compounds are important intermediates, but progress for nitration reaction mechanism is relatively slow. In research of the traditional theory of the experiment, researchers have proved that nitroxyl cation in the reaction mechanism is an intermediate state. In terms of the theory of quantum chemistry, researchers have proved that there is no isotope effect in the electrophilic substitution during the experimental facts. It should focus on the traditional optimal experimental conditions, and should also pay more attention to new technologies and new applications. The research progress on aromatic nitration reaction mechanism was described, help to find the nitration reaction transition state and contribute to the development of industrial nitration.%硝基化合物作为重要的中间体，但对于硝化反应机理的研究进展较为缓慢。

甲苯硝化实验实验报告

甲苯的选择性硝化实验报告姓名：陈祥林文岳学院：化材专业：化工***师：***2016年 11 月 14 日目录1. 绪论 (1)2. 实验性质、目的和任务 (1)3. 实验内容 (2)3.1. 实验药品 (2)3.2. 实验主要设备 (3)3.3. 邻硝基甲苯和对硝基甲苯的合成 (3)3.3.1. 反应时间的影响 (3)3.3.2. 反应温度的影响 (5)3.3.3. 溶剂的影响 (7)3.3.4. 醋酐用量的影响 (9)3.3.5. 硝酸盐的影响 (11)4. 邻硝基甲苯和对硝基甲苯的分离 (13)5. 产物分析 (13)6. 总结 (13)参考文献 (14)致谢 (15)1.绪论摘要：硝化反应(nitration)，硝化是向有机化合物分子中引入硝基（－NO2）的过程，硝基就是硝酸失去一个羟基形成的一价的基团。

芳香族化合物硝化的反应机理为：硝酸的－OH基被质子化，接着被脱水剂脱去一分子的水形成硝酰正离子（nitronium ion，NO2）中间体，最后和苯环行亲电芳香取代反应，并脱去一分子的氢离子。

在此种的硝化反应中芳香环的电子密度会决定硝化的反应速率，当芳香环的电子密度越高，反应速率就越快。

由于硝基本身为一个亲电体，所以当进行一次硝化之后往往会因为芳香环电子密度下降而抑制第二次以后的硝化反应。

必须要在更剧烈的反应条件（例如：高温）或是更强的硝化剂下进行。

常用的硝化剂主要有浓硝酸、发烟硝酸、浓硝酸和浓硫酸的混酸或是脱水剂配合硝化剂硝化反应是生产染料、药物及某些炸药的重要反应，在现在化工工业中被广泛利用。

硝化是向有机化合物分子中引入硝基的过程，硝基就是硝酸失去一个羟基形成的一价的硝基。

对于脂肪族化合物的硝化代表产品为硝基烷烃，硝基烷烃为优良的溶剂，对纤维素化合物、聚氯乙烯、聚酰胺、环氧树脂等均有良好的溶解能力，并可作为溶剂添加剂和燃料添加剂。

它们也是有机合成的原料，如用于合成羟胺、三羟甲基硝基甲烷、炸药、医药、农药和表面活性剂等。

甲苯的硝化反应式及实验数据如下所示实验情况说明(i)甲苯比苯.

氯苯硝化限式及产物是：
邻位进攻：
Cl + NO2 H
(xix)
Cl
+
NO2
H
Cl
+
NO2
H
(xx)
(xxi)
特别不稳定
Cl + NO2 H
(xxii) 比较稳定
Cl
+
NO2
-
+
H
H
Cl NO2
对位进攻：
Cl
+H NO2
３．甲苯的硝化
甲苯的硝化反应式及实验数据如下所示：
CH3
+ (浓) HNO3+ (浓)
30℃ H2SO4
CH3 NO2
+
CH3
+
NO2
58%
38%
CH3
NO2 4%
实验情况说明：(i)甲苯比苯容易硝化，(ii)甲苯硝化时，主要得到邻位和对位产物。
甲苯比苯易硝化的原因是：甲苯具有微弱的给电子超共轭效应，这种超共轭效应使苯环上的电子云密度有所增加，这一方面使硝基正离子更容易进攻苯环，同时也使反应过程中产生的中间体碳正离子的电荷得到分散而稳定。所以甲苯比苯更易硝化。但甲基的给电子能力是很弱的，因此它对苯环的活泼性影响较弱。
4.氯苯的硝化
• 甲苯的硝化反应式及实验数据如下所示：
Cl
+ (浓） + HNO3 (浓） H2SO4
1：1.5
Cl
Cl
Cl
NO2
+
+
NO2 70%
30%
NO2 极微量
• 实验情况说明：(i)氯苯比苯难以硝化，(ii)氯苯硝化时，

甲苯硝化实验报告

一、实验目的1. 理解硝化反应的基本原理及实验操作方法；2. 掌握甲苯硝化反应的条件及影响因素；3. 分析硝化反应产物的组成及性质。

二、实验原理硝化反应是指将硝基引入有机化合物分子中的反应。

本实验以甲苯为原料，通过在酸性条件下与硝酸反应，生成一硝基甲苯。

反应机理如下：1. 硝酸在酸性条件下质子化，形成硝酰正离子（NO2+）；2. 硝酰正离子与甲苯发生亲电取代反应，生成一硝基甲苯；3. 反应过程中，芳香环上的电子密度降低，抑制后续硝化反应。

三、实验仪器与试剂1. 仪器：反应瓶、冷凝管、磁力搅拌器、恒温水浴、抽滤装置、分液漏斗、容量瓶、滴定管等；2. 试剂：甲苯、浓硝酸、浓硫酸、氢氧化钠、蒸馏水等。

四、实验步骤1. 准备实验装置，将反应瓶置于恒温水浴中；2. 向反应瓶中加入一定量的甲苯和浓硫酸，搅拌均匀；3. 缓慢滴加浓硝酸，控制反应温度在50℃左右；4. 反应一段时间后，停止滴加硝酸，继续反应一段时间；5. 反应结束后，将反应混合物倒入分液漏斗中，加入蒸馏水，静置分层；6. 分离有机层，用蒸馏水洗涤，再用无水硫酸钠干燥；7. 将干燥后的有机层进行蒸馏，收集一硝基甲苯。

五、实验结果与分析1. 实验结果实验过程中，反应温度控制在50℃左右，反应时间为2小时。

实验结束后，分离得到一硝基甲苯，其沸点为160-162℃，与文献值相符。

2. 分析（1）实验过程中，反应温度对硝化反应的影响较大。

温度过高，容易导致副反应发生；温度过低，反应速率较慢。

因此，实验中应严格控制反应温度。

（2）反应时间对硝化反应的影响也较大。

反应时间过长，容易导致副反应发生；反应时间过短，反应不完全。

实验中，通过控制反应时间，使硝化反应达到最佳效果。

（3）实验过程中，浓硫酸和浓硝酸的摩尔比对硝化反应的影响较大。

合适的摩尔比可以使硝化反应顺利进行，降低副反应的发生。

实验中，根据文献报道，选取浓硫酸和浓硝酸的摩尔比为1:2。

（4）实验中，有机层与水层分离效果较好，说明实验条件适宜，硝化反应较为完全。

硝化

浙江工业大学精细化工研究所
因此： D.V.S.= S/[(100 – S – N )+(2/7)*(N/ψ)] 当ψ≈1时，反应生成的水 = (2/7)*N D.V.S.= S/[(100 – S – N )+(2/7)*N] =S/[100– S – (5/7)*N] D.V.S.值越大，硝化能力越强；D.V.S.值越小，硝化能力越弱。
浙江工业大学精细化工研究所
D.V.S.=S/[100– S – (5/7)*N] S = (140 – N)*F.N.A./140 当D.V.S.或F.N.A.为常数，而S、N为变数时，是一个直线方程，在这直线上的所有混酸组成都可满足相同D.V.S.值或 F.N.A.值的需求。

浙江工业大学精细化工研究所
废酸生成量，kg
119 53 74.1
141 69.1 96.0
237 139.8 192.0
浙江工业大学精细化工研究所
选择混酸成分时一般应符合以下原则： ①可充分利用硝酸 ②可充分发挥硫酸的作用 ③在原料酸所能配出的范围以内 ④废酸对设备的腐蚀性小 ⑤操作容易 F.N.A. 和D.V.S. 均相同混酸Ⅰ：硫酸所量最省，但相比太小，操作难以控制。易发生付反应。混酸Ⅱ：合适。混酸Ⅲ：生产能力低，废酸量大。硝化：①硝酸比② F.N.A.或D.V.S. ③ 相比（酸油比）。
如氯苯一硝化：硝酸比 Ψ=1.05 混酸Ⅰ H2SO4 44.5 混酸组成% HNO3 55.5 H2O 0.0 F.N.A. D.V.S. 73.7 2.8
Ⅱ 49.0 46.9 4.1
73.7 2.8
Ⅲ 59.0 27.9 13.1
73.7 2.8
所需混酸，kg

己内酰胺苯磺酸类离子液体催化甲苯选择性硝化反应的研究

钱德胜１，程广斌 ’ ．，齐秀芳 ’ ，吕春绪 ’ （．南京理工大学化工学院，南京２０９；２１１０４．巢湖学院，巢湖２８０）３００
摘要：制备了己内酰胺对甲基苯磺酸和苯磺酸离子液体作为催化剂和溶剂．用于催化甲苯与等摩尔６％（／７ｍｍ）硝酸的硝化反应，并用ＨＮＭＲ进行了表征。研究了不同的反应温度、时间和离子液体用量及不同的离子液体等因素对甲苯硝化反应的影响。结果表明：该离子液体对甲苯的硝化有较好的对位选择性，产物中邻、对异构体质量比
为ｌ２’较硝硫混酸硝化（、对异构体质量比约２）显著降低，收率可达３．邻．０７１％，且可重复使用。
关键词：甲苯：离子液体；硝化反应
中图分类号：０６３３４．２
文献标识码：Ａ
文章编号：１０ — ２２２０）１０５ —００９９１（０７０ — ０８３
Ｃｌｇ，Ｃａｈ３００ｈｎ）ｏｌｅｈｏｕ２８０，Ｃｉａｅ
Ａｂｔａｔｏｅａｒｌｅａｃｔｎｂｅｒｎｔｄａｉｎｃｌｕｄ（Ｌ）ｗａ，ｒｐｒｄｆｒｉａｉｎｏｌｅｅｗｔｓｒｃ：Ａｎｖｌｐｏａｔｍ－ａｉ－ａｄＢｏｓｅｃｄｉｉｉｉｓＩｓｅｏｓｏｑｔｆｐｅａｅｒｔｆｏｕｎｉｏｎｏｔｈ１ｅｕｖｏ７（ｍ）ｎｔｃａｉｓｃｔｌｓｄｃａａｔｒｅｙＮｈｆｃｓｏａｔｎｔｍｐｒｔｒ，ｒａｔｎｑｉｆ％ｍ／６ｉｉｃｄａａａｙｔａｈｒｃｅｉｄｂＭＲＴｅｅｅｔｆｒｃｉｒｓｎｚｅｏｅｅａｕｅｅｃｉｏ

甲苯硝化生产三硝基甲苯的模拟和优化

甲苯硝化生产三硝基甲苯的模拟和优化甲苯硝化生产三硝基甲苯是一种重要的化学反应过程。

在本文中，我们将模拟和优化这一过程，以提高三硝基甲苯的产率和选择性。

甲苯硝化的反应过程如下：C6H5CH3 + 3HNO3 → C6H2(NO2)3CH3 + 3H2O首先，我们使用化学反应动力学和反应热力学方程来模拟甲苯硝化反应。

这些方程可以描述反应速率和热效应对反应过程的影响。

我们还考虑了反应温度、压力、甲苯浓度和硝酸浓度等因素对反应过程的影响。

在模拟过程中，我们使用动力学参数如反应速率常数和活化能来描述反应速率。

热力学参数如反应焓和反应熵则描述了反应热效应。

我们通过测量实验数据来确定这些参数，并使用差分方程求解来模拟反应。

优化甲苯硝化过程的方法有很多，其中一种常用方法是改变反应条件，如温度、压力和反应物浓度。

通过优化这些条件，我们可以提高反应速率和产物选择性。

首先，我们可以优化反应温度。

通过提高温度，可以增加反应速率，但过高的温度可能导致副产物生成。

因此，我们需要找到温度的最佳范围，以在保证高速率的同时，最小化副产物。

其次，我们可以优化反应物浓度。

通过调整甲苯和硝酸的浓度，可以改变反应速率和产物选择性。

我们可以通过实验和模拟来确定最佳的反应物浓度组合，以实现高产率和选择性。

最后，我们还可以通过优化反应器的设计来提高甲苯硝化过程的效率。

例如，可以使用流化床反应器或连续搅拌槽反应器来提高反应速率和混合效果。

综上所述，模拟和优化甲苯硝化生产三硝基甲苯的过程可以帮助我们了解该反应的动力学和热力学特性，进而优化反应条件以提高产率和选择性。

通过选择合适的反应温度、反应物浓度和反应器设计，我们可以达到最佳的甲苯硝化反应效果。

甲苯硝化是一种重要的有机合成过程，用于生产三硝基甲苯（TNT），这是一种广泛用于军事和民用爆炸物的关键原料。

在本文中，我们将进一步探讨甲苯硝化的模拟和优化。

甲苯硝化反应是一个多步反应过程，在整个过程中发生多个有机物之间的氧化、硝化和还原反应。

绿色硝化反应催化剂的研究进展

• • • 烷基季铵/ 鏻类 2.2 烷基咪唑类 2.3 烷基吡啶（咯）类 2.4 高分子离子液体催化硝化反应 2.5 内酰胺离子液体催化硝化反应
• 离子液体( IL )主要由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的在室温或近室温下呈液态的盐类，作为一种新型高效的绿色催化剂和溶剂具有许多传统分子溶剂不可比拟的独特性能： • （1）良好的溶解性能； • （2）具有较好的热稳定性，蒸汽压几乎为零；（3）它们与一些有机溶剂不互溶，可以提供一个非水、极性可调的两相体系； • （4）具有较大的可调性，不同阴、阳离子的组合，可以调节离子液体的物理和化学性质如密度、粘度、溶解性和酸、碱性等； • （5）可循环使用
二.土酸
• 在油田领域常将氢氟酸与盐酸的混合酸称为土酸。土酸用于解除泥浆堵塞和提高泥砂岩地层的渗透性，以利注水或出油
2.5 内酰胺离子液体催化硝化反应
• 程广斌等制备了低毒性的己内酰胺酸性离子液体作为催化剂和溶剂，用于催化甲苯与等摩尔 67%硝酸的硝化反应，55℃保温24 h，离子液体用量占甲苯的摩尔分数为20%，硝基甲苯中邻、对位异构体质量比o/p=1.2，产率达37.1%。齐秀芳等用硝酸/ 乙酐为硝化剂，也获得高的收率和较好的区域选择性，室温反应2 h,硝基甲苯的收率为99.7% ，o/p=1.03。该离子液体重复使用4 次均表现出较好的催化活性及对位选择性。
2.1 烷基季铵/ 鏻类离子液体催化硝化反应
• 合成了硝酸乙铵离子液体作催化剂，硝酸铁为硝化剂，并运用微波技术有效地提高酚、甲酚和甲氧基酚的硝化反应的对位选择性，对硝基甲酚的含量高达85 %
2.4 高分子离子液体催化硝化反应
• 将离子液体固载到无机高分子材料中上,由于其更易分离、后处理方便，用于催化有机合成反应有着良好的应用前景。Kun Qiao 等将离子液体固载在改性的硅上制备了固载化的离子液体，用摩尔比为1∶3的62%的 HNO3作硝化剂，10mol％的离子液体为催化剂，80 °C 条件下对苯、甲苯、氯苯、溴苯和硝基苯进行硝化，反应4 小时，对硝基甲苯的含量高达60.5% ，表现出极佳的对位选择性。

磷钼酸催化下甲苯的区域选择性硝化

磷钼酸催化下甲苯的区域选择性硝化
刘丽荣;吕春绪;张晓波
【期刊名称】《精细化工》
【年(卷),期】2008(25)6
【摘要】为解决硝硫混酸硝化生产对硝基甲苯过程中,因甲苯硝化的低选择性和大量废酸对环境的危害,研究了磷钼酸对甲苯硝化反应的催化活性。

通过气相色谱,研
究了催化剂用量、硝化反应时间、硝化反应温度、催化剂的重复使用等因素对甲苯硝酸硝化区域选择性的影响。

结果表明,在醋酐存在条件下,以CCl4为溶剂,以质量
分数为95%的硝酸为硝化剂,反应温度控制在50℃,反应进行60 min,0.8 g经400℃焙烧1.5 h后的磷钼酸为催化剂,对甲苯表现出了强的区域选择性,甲苯硝化产物邻
对位摩尔比达0.88,较硝硫混酸的1.67显著降低,产物得率达82.5%。

该催化剂可
循环使用5次,催化活性变化很小。

【总页数】3页(P618-620)
【关键词】磷钼酸;催化剂;甲苯;区域选择性硝化
【作者】刘丽荣;吕春绪;张晓波
【作者单位】南京理工大学化工学院;淮海工学院化学工程系
【正文语种】中文
【中图分类】O643.32
【相关文献】
1.介孔分子筛负载SO3H基区域选择性催化硝化邻二甲苯 [J], 奚立民
2.固体超强酸ZrO2-TiO2/SO42-催化下甲苯的区域选择性硝化 [J], 刘丽荣;吕春绪;李霞
3.分子筛催化邻氟甲苯区域选择性硝化反应的研究 [J], 孙志忠;初文毅;侯艳君;张艳坤
4.磷酸二氢钠催化下甲苯的区域选择性硝化 [J], 刘丽荣;吕春绪;张晓波
5.磷钨酸催化下甲苯的区域选择性硝化 [J], 刘丽荣;吕春绪;张晓波;李霞
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甲苯硝化实验实验报告

甲苯的选择性硝化实验报告姓名：陈祥林文岳学院：化材1. 绪论2.3. (4) (4) (5) (6)4. 邻硝基甲苯和对硝基甲苯的分离 (6)5. 产物分析 (6)6. 总结 (7)参考文献 (7)致谢 (9)1.绪论摘要：硝化反应(nitration)，硝化是向有机化合物分子中引入硝基（－NO2）的过程，硝基就是硝酸失去一个羟基形成的一价的基团。

芳香族化合物硝化的反应机理为：硝酸的－OH基被质子化，接着被脱水剂脱去一分子的水形成硝酰正离子2.实验性质、目的和任务硝基甲苯有邻、间、对位三种异构体, 其中对硝基甲苯是一种最为重要的精细化工中间体, 可广泛用于含能材料等合成领域。

目前, 工业上普遍采用硝硫混酸硝化技术生产对硝基甲苯, 随着社会的进步, 该工艺的缺点日益突出:硝化产物邻位和对位异构体的重量比(o/p值)约为1.67, 而且几乎没有选择性;过程中会产生大量的废酸和有机酸性废水, 对设备腐蚀和环境污染严重, 无法满足可持续发展的要求;同时, 反应过程中发生的多硝化、氧化等副反应也会产生严重的安全隐患。

因此, 积极寻找适宜的硝化剂和催化剂, 建立新的硝化反应体系, 以降低甲苯硝化产物的o/p值, 提高甲苯硝化反应的选择性, 改善硝化反应环境, 这是目前硝化领域的研究热点。

本实验目的和任务是通过该实验学习，着力培养宽广知识基础和基本技能，表1 试剂汇总3.2.实验主要设备将8 ml甲苯与40 ml氯仿混合，加入10 g三水硝酸铜及20ml醋酐，在40 o C 反应。

反应过程中每隔1 h取样，总共取5个样，样品加入氯仿稀释降温，然后用液相色谱分析，绘制反应时间和反应物浓度曲线，在t时刻作切线，计算瞬时反应速率。

表1 反应时间对硝化反应的影响时间甲苯转化率邻硝基甲苯收率% 对硝基甲苯收率% 邻位/对位（摩尔比）1 h / / / 0.982 h / / / 0.923 h / / / 0.954 h / / / 0.9950 o C 75.33% 42.12% 37.21% 1.133.3.3.溶剂的影响将8 ml甲苯与40 ml选定的溶剂混合，加入10 g三水硝酸铜及20ml醋酐，在40 o C下反应2 h，考察各种溶剂对反应的影响。

甲苯硝化生产三硝基甲苯的模拟和优化

甲苯硝化生产三硝基甲苯的模拟和优化甲苯硝化是一种重要的有机合成反应，用于生产三硝基甲苯（TNT），是炸药和染料的重要原料。

模拟和优化甲苯硝化反应可以提高生产效率，并降低能耗和环境污染。

甲苯硝化反应的化学方程式如下：C6H5CH3 + 3HNO3 → C6H2(NO2)3CH3 + 3H2O在模拟和优化甲苯硝化反应过程中，需要考虑以下几个关键因素：1. 反应温度：反应温度是影响甲苯硝化反应速率和选择性的重要因素之一。

过高的温度可能导致副反应的发生，产生不理想的副产物。

通过模拟不同温度下的反应过程，可以确定最佳的反应温度范围。

2. 反应时间：反应时间影响反应的完全程度和产物的收率。

长时间的反应可以增加产物的生成率，但同时也会增加能耗和生产成本。

通过模拟不同反应时间下的反应过程，可以找到最佳的反应时间。

3. 反应物配比：甲苯和硝酸的配比对于甲苯硝化反应的产率和选择性有重要影响。

通过模拟不同配比下的反应过程，可以优化反应物的用量和配比，以提高产物的收率。

4. 催化剂的选择：在甲苯硝化反应中，常使用硫酸作为催化剂。

催化剂的选择对反应速率和产物选择性有重要影响。

通过模拟不同催化剂的影响，可以选择最佳的催化剂配比和使用条件。

通过建立甲苯硝化反应的动力学模型，并使用数值计算方法进行模拟，可以优化反应条件，如温度、反应时间和反应物配比，以提高产物的收率和选择性。

此外，还可以使用多目标优化技术，同时考虑多个优化目标，如产物收率、电能耗、废水处理量等，以找到最佳的操作策略。

总之，通过模拟和优化甲苯硝化反应，可以提高生产效率，降低能耗和环境污染。

这对于工业生产中的甲苯硝化过程来说具有重要意义，有助于改进生产工艺，提高产能和质量。

继续优化甲苯硝化生产三硝基甲苯的模拟5. 反应器设计：合适的反应器设计可以提高反应效率和产物收率。

例如，采用连续流动反应器可以更好地控制反应温度和反应物的混合程度，从而提高反应速率和选择性。

通过模拟不同反应器的影响，可以选择最佳的反应器类型和尺寸，以实现最佳的反应条件。

甲苯在基于己内酰胺的离子液体-硝酸／乙酐体系中的区域选择性硝化反应

维普资讯
第２５卷第２期
２００８年２月
应用化学
ＣＨＩＥＳＯＵＲＮＡＰＩＤＣＨＥＳＹＮＥＪＬＯＦＡＰＬＥＭＩＴＲ
Ｖｏ１２５Ｎｏ．．２Ｆｅ．０ｂ２０８
甲苯在基于己内酰胺的离子液体．酸／酐体系硝乙中的区域选择性硝化反应
国）ＢｕｅＱＩＯ５；ｒｋｒＵＮＸ５型红外光谱仪（国）Ｘ４型显微熔点仪（Ｅ德；Ｔ北京科仪电光仪器厂）温度未校，
正。
２０４１１０７ —４收稿，０７）—０修回）２０４５３
国防科工委 “ 五 ” 芳程广斌吕春绪钱德胜
（京理丁大学化工学院南京２０９）南１０４
摘
要
合成了一系列新型的低毒且价廉的基于己内酰胺阳离子的Ｂｃｓｄ酸性离子液体［ａｒｌｔｘｒｎｔｅＣｐｏｃａａｍ］
（Ｘ一：ｐＳ对甲苯磺酸根，Ｓ苯磺酸根，Ｆ一Ｎ；）应用于催化有机合成反应，甲苯的硝酸／ＴＯ一ＢＯ一Ｂ４，Ｏ，在乙酐硝化中显示出良好的催化作用，获得高的收率和较好的区域选择性。［ａｒｌｔｍ］ＴＯ显示了最好的催化活ＣｐｏｃａｐＳａ性，当硝酸与甲苯摩尔比为１１［ａｒｌｃｍ］ＴＯ的摩尔分数为１％时，室温反应２ｈ一硝基甲苯的收：，ＣｐｏａｔｐＳａ０在，率为９．％，９７同时显示了良好的对位选择性，对位为１０。ＩＪ重复使用第４次时，邻／．３Ｉｌ一硝基甲苯的收率为

【江苏省自然科学基金】_ccl4_期刊发文热词逐年推荐_20140819

5 6 7 8 9 10 11 12
科研热词肝细胞四氯化碳黄芪多糖鲤间充质干细胞趋化因子受体4 细胞色素p450 细胞移植猪苓多糖急性肝衰竭建鲤基因修饰
推荐指数 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
科研热词四氯化碳建鲤肝细胞肝损伤保肝作用黄芪提取物鲫鲤间充质干细胞软骨细胞虎杖提取物萃取脐带间质干细胞肝功能指标组织切片生物油猪苓多糖水飞蓟素氧化应激抗氧化指标抗氧化彗星实验外体基因芯片分化光催化氧化保护作用丹参提取物 gc/ms cyp3a
推荐指数 5 4 3 3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2008年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
科研热词甲苯催化剂区域选择性硝化应用化学骨髓间充质干细胞选择性硝化肝细胞细胞分化精细化工中间体磷钼酸磷钨酸磷酸二氢钾硫酸氢钠硝化硅钨酸
推荐指数 5 4 3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
科研热词 ccl4 肝损伤线粒体热解油小鼠 gc/ms 酯化萃取芳基硼酸稻壳分析三氟取代 5-三氟联苯
推荐指数 3 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 4 1 3 1
2012年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
科研热词推荐指数针刺 2 肝纤维化 2 过氧化物酶体增殖蛋白激活性受体1 γ 血清血小板衍生生长因子(pdgf) 1 肝星状细胞 1 细胞外信号调节激酶 1 pdgf信号通路 1 pdgf-β 受体 1 p38 1 c-jun氨基末端激酶 1

纳米固体超强酸TiO2／SO4 2-的制备及其催化甲苯选择性硝化

维普资讯
第１９卷第１期
２００７年１月
化学研究与应用
ＣｅｃｌＲｅｅｒｈａｄＡｐｌａｉｎｈｍｉａｓａｃｎｐｉｔｃｏ
Ｖｏ．９，．１１Ｎｏ１
Ｊ．，０７ｎａｌ９资助２ｏｏｏ）
联系人简介：奚立民（９７）男，１－，副教授，５主要从事有机催化和药物分析的研究与教学。Ｅａ：ａｉ＠ｓａｃｌｍｉｌｘｎｉ．ｏｌｒｉｎｎ
一
１实验部分
１１仪器与试剂．
Ｓ－６０Ａ型气相色谱仪（Ｉ测器、ＶＰ－８０ＦＤ检Ｏ— ｌ７不锈钢色谱柱）Ｓ２马弗炉；Ｚ；Ｘ型ＤＦ一６５００型恒温真空干燥箱；日本理学ＤＭＡ／Ｘ—ＲＢ型ｘ射线衍射仪，ｕＫ，＝．５ｔ日本电子ＴＭ一Ｃａ０１４ｒｍ；Ｅ２０Ｅ００Ｘ型透射电子显微镜；北京分析仪器厂ｓＴ一０３型比表面测定仪。甲苯、酸、酸、水、水氯化钙、氧化硝硫氨无二钛均为Ａ上海试剂公司；水乙醚、二醇为Ｒ，无乙
文章编号：０４１５（０７０－０４００１０ —６６２０）１０２－０５
纳米固体超强酸ＴＯ／Ｏ一的制备ｉ２Ｓ４２及其催化甲苯选择性硝化
奚立民一，任其龙
（．江大学材料与化工学院，江１浙浙杭州３０２；１０７台州３８０）１００２台州职业技术学院生物与化学工程系，．浙江

甲苯选择性氧化生成苯甲醛的研究进展

甲苯选择性氧化生成苯甲醛的研究进展张玉山; 李天玮; 敖永昶; 龙威【期刊名称】《《广东石油化工学院学报》》【年(卷),期】2019(029)004【总页数】5页(P10-14)【关键词】甲苯; 苯甲醛; 选择性氧化; 一步氧化法【作者】张玉山; 李天玮; 敖永昶; 龙威【作者单位】广东石油化工学院化学工程学院广东茂名525000; 广东石油化工学院化学学院广东茂名525000【正文语种】中文【中图分类】TQ426.83图1 传统的氯化水解法制苯甲醛过程苯甲醛属化工行业中重要的有机中间体，在香料、食品、化妆品等行业普遍运用，工业上苯甲醛的市场需求量大。

传统的苯甲醛生产采用直接氯化水解法，但工艺过程漫长，产品中氯含量高、过程复杂、腐蚀性强。

氯化苄水解法过程如图1所示，光照条件下甲苯氯化得到苄基氯等混合物，然后使其水解生成苯甲醛[1]。

甲苯氯化水解法的优点是原料易得、条件温和、反应机理简单。

取代反应最大的特点是中间产物多(图1中式(1))，转化率和选择性难以一次性提高至理想状态(图1中式(2)(3))。

同时，氯水对设备腐蚀特别严重、废水中大量的氯还会导致严重污染。

甲苯直接排放也会造成二次污染。

因此，利用甲苯直接氧化制备苯甲醛，是变废为宝的举措，这既克服了甲苯氯代水解法的缺点，又具有工业推广性。

甲苯直接氧化法可分为气相一步氧化法和液相一步氧化法。

1 甲苯气相一步氧化法制苯甲醛甲苯气相一步氧化法就是在高温、高压和催化剂的作用下，将甲苯液体先汽化成甲苯蒸气，扩大其与空气的接触面积，后进入反应器与催化剂固体充分接触，使甲苯氧化成苯甲醛。

甲苯气相一步选择性氧化，可生成高纯度苯甲醛。

它的生产工艺相对简单，反应产物没有含氯物，对反应器无腐蚀。

实验表明：甲苯可在一定条件下气相一步选择性氧化成苯甲醛，产物选择性占20%～95%[2]。

研究表明，含钒或钼的多组分复合氧化物催化效果良好，而其他金属氧化物的效果不佳。

国内外对甲苯的气相一步选择性氧化均使用复合氧化物做催化剂，配合助剂和合适的载体，可充分提高甲苯的转化率和苯甲醛的目标选择性[3]。

甲苯一步催化硝化制备二硝基甲苯反应过程及危险性

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 7 期甲苯一步催化硝化制备二硝基甲苯反应过程及危险性汪嘉欣1，潘勇1，熊欣怡1，万晓月2，王建超1（1 南京工业大学安全科学与工程学院，江苏南京 211816；2 南京工业大学化学与分子工程学院，先进化学制造研究院，江苏南京 211816）摘要：采用冷冻辅助-溶胶凝胶法制备了CuMnCoO 4三金属尖晶石氧化物，并对其结构性质进行了XRD 、BET 、FTIR 、Raman 、XPS 等表征，进一步研究了该尖晶石在无硫酸条件下以硝酸为硝化剂的甲苯无溶剂硝化的催化行为。

结果表明，CuMnCoO 4尖晶石催化的甲苯硝化体系对二硝基甲苯（DNT ）生成具有偏好性，DNT 的选择性比不含尖晶石的甲苯硝化体系高1.6倍。

在此基础上，根据“替代、缓和、简化”的本质安全基本原则对传统DNT 两段式硝-硫混酸硝化法生产工艺进行优化，得到最佳工艺条件：95% HNO 3、甲苯、CuMnCoO 4尖晶石催化剂的摩尔比为4∶1∶0.15，室温下滴加甲苯，结束后保持50℃反应6h ，可实现甲苯一步硝化制备DNT （选择性可达67.44%）。

通过全自动反应量热仪（RC1e ）测试了半间歇反应下，CuMnCoO 4尖晶石催化甲苯硝化过程的热危险性参数，考察了反应过程危险性，发现了该新型多相催化体系在提高DNT 选择性的同时，也降低了热失控条件下工艺合成反应可达到的最高温度（MTSR ），从而提高了反应体系的安全性。

关键词：安全；催化剂；选择性；二硝基甲苯；尖晶石；一步催化硝化；热危险性中图分类号：X937；TQ426.83 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2023）07-3420-11Reaction process and hazards of dinitrotoluene preparation by one-stepcatalytic nitration of tolueneWANG Jiaxin 1，PAN Yong 1，XIONG Xinyi 1，WAN Xiaoyue 2，WANG Jianchao 1(1 School of Safety Science and Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing 211816, Jiangsu, China; 2 Institute of AdvancedSynthesis, School of Chemistry and Molecular Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing 211816, Jiangsu, China)Abstract: Trimetallic spinel CuMnCoO 4 was prepared by the freezing-assisted sol-gel method, characterized by XRD, BET, FTIR, Raman and XPS, and its catalytic performance for solvent-free toluene nitration with nitric acid as nitration agent in the absence of sulfuric acid was investigated. The findings indicated that the toluene nitration system catalyzed by CuMnCoO 4 spinel had a preference for the generation of dinitrotoluene (DNT) with the selectivity of DNT being 1.6 times higher than that of the toluene nitration system without spinel. On this basis, in accordance with the fundamental principle of “substitution, mitigation and simplification ” for intrinsic safety, this study optimized the conventional production process of two-stage nitrous-sulfur mixed acid nitrification of DNT and obtained the optimal process conditions as follows. With molar ratio of 95% HNO 3, toluene, CuMnCoO 4 spinel catalyst is 4∶1∶0.15, the toluene was dosed at room研究开发DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-0624收稿日期：2023-04-18；修改稿日期：2023-05-22。

《2024年短程硝化反硝化技术研究进展》范文

《短程硝化反硝化技术研究进展》篇一一、引言随着环境保护意识的逐渐加强，污水处理技术在不断进步与发展。

短程硝化反硝化技术作为新兴的污水处理技术，具有其独特的优势和广阔的应用前景。

该技术主要通过控制硝化反应的过程，使其仅进行到亚硝酸盐阶段，即所谓的“短程”过程，随后进行反硝化反应，以达到去除氮的目的。

本文旨在探讨短程硝化反硝化技术的原理、应用及研究进展。

二、短程硝化反硝化技术原理短程硝化反硝化技术主要涉及两个过程：硝化过程和反硝化过程。

在硝化过程中，氨氮在亚硝酸盐菌的作用下被氧化为亚硝酸盐；在反硝化过程中，亚硝酸盐在厌氧条件下被还原为氮气，从而达到去除氮的目的。

短程硝化反硝化技术的关键在于控制硝化过程仅进行到亚硝酸盐阶段，这需要通过对反应条件的精确控制来实现。

三、短程硝化反硝化技术的应用短程硝化反硝化技术广泛应用于污水处理、脱氮除磷等领域。

由于该技术具有反应速度快、能耗低、污泥产量少等优点，因此在污水处理领域具有广泛的应用前景。

此外，该技术还可与其他生物脱氮技术相结合，如厌氧氨氧化、同步硝化反硝化等，以提高脱氮效率。

四、短程硝化反硝化技术研究进展近年来，短程硝化反硝化技术的研究取得了显著的进展。

首先，在反应器设计方面，研究者们设计出了各种类型的反应器，如序批式反应器、流化床反应器等，以提高短程硝化反硝化的效率和稳定性。

其次，在反应条件控制方面，研究者们通过优化pH 值、温度、溶解氧等参数，实现了对短程硝化反硝化过程的精确控制。

此外，关于短程硝化反硝化技术的机理研究也取得了重要的进展，为该技术的进一步应用提供了理论依据。

五、未来展望未来，短程硝化反硝化技术将进一步得到发展和完善。

首先，研究者们将继续优化反应器设计，提高短程硝化反硝化的效率和稳定性。

其次，关于反应条件控制的研究将更加深入，以实现更加精确的控制。

此外，结合其他生物脱氮技术，如厌氧氨氧化、同步硝化反硝化等，将进一步提高短程硝化反硝化技术的脱氮效率。