硝化反应

硝化是有机化合物分子中引入硝基（-NO₂）的反应，最常见的是取代反应。硝化反应可分成直接硝化法、间接硝化法和亚硝化法，分别用于生产硝基化合物、硝胺、硝酸酯和亚硝基化合物等。涉及硝化反应的工艺工程为硝化反应。

典型工艺：硝基苯、三硝基甲苯（TNT）

硫酸和硝酸配制的混酸硝化苯：硝酸在硫酸或其他强酸的存在下，形成离子状，和苯发生硝化反应。

HNO₂+(H⁺)—->NO₂⁺+H₂O

苯+NO₂⁺—->苯-NO₂+H₂O

（1）反应类型：放热反应

（2）工艺危险特点

1. 反应速度快，放热量大。大多数硝化反应是在非均相中进行的，反应组分的不均匀分布容易引起局部过热导致危险。尤其在硝化反应开始阶段，停止搅拌或由于搅拌叶片脱落等造成搅拌失效是非常危险的，一旦搅拌再次开动，就会突然引发局部激烈反应，瞬间释放大量的热量，引起爆炸事故。
2. 反应物料具有燃爆危险性。
3. 硝化剂具有强腐蚀性、强氧化性、与油脂、有机化合物（尤其是不饱和有机化合物）接触能引起燃烧或爆炸。
4. 硝化产物、副产物具有爆炸危险性。

（3）重点监控单元：硝化反应釜、分离单元

（4）重点监控工艺参数

1. 硝化剂流量；
2. 硝化反应釜内温度、搅拌速率；
3. 冷却水流量；
4. pH值；
5. 精馏分离系统温度；
6. 硝化产物中杂质含量；
7. 塔釜杂质含量等。

（5）安全控制的基本要求

1. 自动进料控制和联锁；
2. 反应釜温度的报警和联锁；
3. 搅拌的稳定控制和联锁系统；
4. 分离系统温度控制与联锁；
5. 塔釜杂质监控系统；
6. 紧急冷却系统；
7. 安全泄放系统。

（6）宜采用的控制方式

1. 将硝化反应釜内温度与釜内搅拌、硝化剂流量、硝化反应釜夹套冷却水进水阀形成联锁关系，在硝化反应釜处设立紧急停车系统，当硝化反应釜内温度超标或搅拌系统发生故障，能自动报警并自动停止加料。分离系统温度与加热、冷却形成联锁，温度超标时，能停止加热并紧急冷却。
2. 硝化反应系统应设有泄爆管和紧急排放系统。