一种连续硝化系统的制作方法

本技术涉及一种连续硝化系统。

背景技术：

1、向有机分子的碳原子上引入硝基的反应称作硝化反应。硝化反应在化学工业中应用广泛、发展迅速，尤其是被广泛应用于炸药及核能材料领域的大规模生产中。随着科学家们对硝化反应的研究不断深入，硝化理论体系不断趋于完善。在芳环和杂环上引入硝基的目的主要有三个方面：(1)将引入的硝基转化为其他的取代基，例如硝基还原，是制备芳伯胺的一条重要的合成路径；(2)利用硝基的强吸电性使芳环上的其他取代基(特别是氯基)活化，易于发生亲核置换反应；(3)利用硝基的特性，赋予精细化工产品的某种特性，例如染料的颜色加深，作为药物、炸药或温和的氧化剂等。但现有技术中，对于硝化反应这一工艺而言，还存在生产效率低以及无法实现连续化反应的问题，同时还存在很大的安全性风险。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术无法实现连续生产的缺陷，提供一种连续硝化系统。本实用新型的连续硝化系统可实现硝化反应的连续进行，提高工艺过程和产物的稳定性、生产效率和安全性。

2、本实用新型通过下述技术方案来解决上述技术问题：

3、本实用新型提供了一种连续硝化系统，其包括苯进料模块、酸进料模块和反应模块；

4、所述苯进料模块包括苯进料主通路、苯温度控制单元、苯流量控制单元和苯压力控制单元，所述苯进料主通路上依次设有苯入口、苯计量泵、设有第一开关阀的苯排液支路、第二开关阀和苯出口；

5、所述苯温度控制单元分别与所述第一开关阀和所述第二开关阀电连接，用于当所述苯进料主通路内的温度达到阈值时，通过开合所述第一开关阀和所述第二开关阀，来控制所述苯进料主通路内的温度；

6、所述苯流量控制单元与所述苯计量泵电连接，用于当所述苯进料主通路内的流量达到阈值时，通过控制所述苯计量泵，来控制所述苯进料主通路内的流量；

7、所述苯压力控制单元分别与所述第一开关阀和所述第二开关阀电连接，用于当所述苯进料主通路内的压力达到阈值时，通过开合所述第一开关阀和所述第二开关阀，来控制所述苯进料主通路内的压力；

8、所述酸进料模块包括硝酸进料管路、混酸进料管路、由所述硝酸进料管路和所述混酸进料管路汇合形成的酸进料主通路、酸温度控制单元、酸流量控制单元和酸压力控制单元；所述酸进料主通路上依次设有酸入口、酸计量泵、设有第三开关阀的酸排液支路、第四开关阀和酸出口；

9、所述酸温度控制单元分别与所述第三开关阀和所述第四开关阀电连接，用于当所述酸进料主通路内的温度达到阈值时，通过开合所述第三开关阀和所述第四开关阀，来控制所述酸进料主通路内的温度；

10、所述酸流量控制单元与所述酸计量泵电连接，用于当所述酸进料主通路内的流量达到阈值时，通过控制所述酸计量泵，来控制所述酸进料主通路内的流量；

11、所述酸压力控制单元分别与所述第三开关阀和所述第四开关阀电连接，用于当所述酸进料主通路内的压力达到阈值时，通过开合所述第三开关阀和所述第四开关阀，来控制所述酸进料主通路内的压力；

12、所述反应模块包括反应器、产物主通路、产物温度控制单元和产物压力控制单元，所述产物主通路设在所述反应器上，所述反应器上还设有换热通道，所述换热通道外接一换热介质进料管道，所述换热介质进料管道上设有换热介质开关阀；所述产物主通路上依次包括设有第五开关阀的产物排液支路、第六开关阀和产物出口；

13、所述苯出口、所述酸出口分别与所述反应器的第一进料口、第二进料口连接；

14、所述产物温度控制单元分别与所述换热介质开关阀、所述第三开关阀、所述第四开关阀、所述第五开关阀、所述第六开关阀电连接，用于当所述产物主通路内的温度达到阈值时，通过开合所述换热介质开关阀、所述第三开关阀、所述第四开关阀、所述第五开关阀和所述第六开关阀，来控制所述产物主通路内的温度；

15、所述产物压力控制单元分别与所述第一开关阀、所述第二开关阀、所述第三开关阀、所述第四开关阀电连接，用于当所述产物主通路内的压力达到阈值时，通过开合所述第一开关阀、所述第二开关阀、所述第三开关阀、所述第四开关阀，来控制所述产物主通路内的压力。

16、本实用新型通过自动化系统设计，通过对各个管路上监测元件、传感器、阀门、变送器等之间的连锁逻辑设定和反馈调节，可以实现各股物料的精准稳定输送以及对过程情况的实时监控，并且对于紧急情况下也可快速应急处置，做到本质安全，实现连续硝化系统的稳定安全运行；同时，本实用新型的系统可以同时保证持液量低和反应时间短，爆炸性混合物产生的概率也大幅度降低，有利于提高安全性；自动化系统设计可以实现工艺过程的自动控制和主要参数指标的自动报警以及自动停机，可以实现现场无人值守；本实用新型的系统将进料系统、反应系统和控制系统集成在一起，能够将占地几百平方米的传统反应装置浓缩至几平方米的空间，极大的节约了设备的占地面积；本实用新型的系统还可通过远程自动控制，连续加料、反应等，反应过程贯穿了整个生产工艺，避免重复投料、出料过程、反应物料配比准确、工艺指标稳定，生产效率大幅提高，且工人劳动强度大幅降低。

17、本实用新型中，较佳地，所述苯温度控制单元包括苯温度控制器，所述苯温度控制器设于所述苯排液支路和所述第二开关阀之间，所述苯温度控制器分别与所述第一开关阀和所述第二开关阀电连接。

18、本实用新型中，较佳地，所述苯流量控制单元包括苯流量控制器，所述苯流量控制器设于所述苯排液支路和所述第二开关阀之间，所述苯流量控制器与所述苯计量泵电连接。

19、本实用新型中，较佳地，所述苯压力控制单元包括苯压力控制器，所述苯压力控制器设于所述第二开关阀和所述苯出口之间，所述苯压力控制器分别与所述第一开关阀和所述第二开关阀电连接。

20、本实用新型中，较佳地，所述酸温度控制单元包括酸温度控制器，所述酸温度控制器设于所述酸排液支路和所述第四开关阀之间，所述酸温度控制器分别与所述第三开关阀和所述第四开关阀电连接。

21、本实用新型中，较佳地，所述酸流量控制单元包括酸流量控制器，所述酸流量控制器设于所述酸排液支路和所述第四开关阀之间，所述酸流量控制器与所述酸计量泵电连接。

22、本实用新型中，较佳地，所述酸压力控制单元包括酸压力控制器，所述酸压力控制器设于所述第四开关阀和所述酸出口之间，所述酸压力控制器分别与所述第三开关阀和所述第四开关阀电连接。

23、本实用新型中，较佳地，所述产物温度控制单元包括产物温度控制器，所述产物温度控制器设于所述产物主通路上并位于所述产物排液支路上游，所述产物温度控制器分别与所述换热介质开关阀、所述第三开关阀、所述第四开关阀、所述第五开关阀、所述第六开关阀电连接。

24、本实用新型中，较佳地，所述产物压力控制单元包括产物压力控制器，所述产物压力控制器设于所述产物主通路上并位于所述第六开关阀下游，所述产物压力控制器分别与所述换热介质开关阀、所述第三开关阀、所述第四开关阀、所述第五开关阀、所述第六开关阀电连接。

25、本实用新型中，所述连续硝化系统较佳地还包括后处理模块，所述后处理模块设于所述反应模块的下游。

26、本实用新型中，在所述苯入口和苯计量泵之间较佳地设有苯过滤单元，所述苯过滤单元用于对苯进行除杂。

27、其中，所述苯过滤单元较佳地包括两个并联设置的过滤器。

28、本实用新型中，所述酸入口和所述酸计量泵之间较佳地设有酸过滤单元，所述酸过滤单元用于对酸进行除杂。

29、其中，所述酸过滤单元较佳地包括两个并联设置的过滤器。

30、本实用新型中，所述酸进料模块较佳地还包括酸补充进料管路，所述酸补充进料管路与所述酸进料主通路汇合后与所述反应模块连接，所述酸补充进料管路上设有第七开关阀。

31、其中，所述产物压力控制单元较佳地还与所述第七开关阀电连接，用于当所述产物主通路内的压力达到阈值时，通过开合所述第七开关阀，来控制所述产物主通路内的压力。

32、本实用新型中，所述反应器较佳地为微反应器。采用微反应器可以极大缩短反应时间，提升效率，一般需要几分钟就可以得到较高的转化率和选择性；且能够使制备的化合物品质稳定、杂质种类减少、含量稳定，这对于制药企业是一个很大的优势。

33、本实用新型中，较佳地，所述反应器包括一外壳和设置于所述外壳内部的混合物料通道；所述混合物料通道和所述外壳之间形成换热介质通道；

34、所述混合物料通道由依次连通的一第一倒u形管、一u形管和一第二倒u形管组成；所述第一倒u形管所在的平面和所述u形管所在的平面垂直，且所述第一倒u形管和所述u形管通过共用同一直管段实现连接；所述u形管所在的平面和所述第二倒u形管所在的平面垂直，且所述u形管和所述第二倒u形管通过共用同一直管段实现连接；

35、所述第一倒u形管由两个直管段和一个弯管段组成，所述第一倒u形管的一直管段连通苯进口管道和酸进口管道，所述苯进口管道和所述酸进口管道分别穿设于所述外壳上的两个不同的孔中；所述苯进口管道和所述苯出口连通，所述苯进口管道用于向所述第一倒u形管通入苯，所述酸进口管道和所述酸出口连通，用于向所述第一倒u形管通入酸；

36、所述第二倒u形管由两个直管段和一个弯管段组成，所述第二倒u形管的一直管段连通产物出口管道，所述产物出口管道用于将生成的产物排出所述连续硝化混合器；

37、每一所述直管段的外壁上设有多层翘片层，同一水平面上的每个翘片层设有呈十字对称分布的翘片，竖直方向上每两个相邻的翘片层的间距相等。

38、本实用新型中，可根据实际情况选择并联设置的一套或多套连续硝化系统。

39、本实用新型的积极进步效果在于：

40、采用本实用新型的连续硝化系统，自动化程度高，通过各元件之间的连锁逻辑设定和反馈调节，精确控制反应参数，提高工艺运行的稳定性，并进一步提高反应效率和产物的稳定性；同时还可实现系统的本质安全，提高安全性能，并进一步节约占地。