Нитрование углеводородов.

8. Нитрование углеводородов.

Нитрование ароматических и алициклических углеводородов в общем виде может быть представлено следующей схемой

где R - ароматический или алициклический радикал.

При нитровапии образуется вода, разбавляющая азотную кислоту, что вызывает побочные реакции окисления углеводородов. Для связывания воды при нитровании добавляют концентрированную серную кислоту. При нитровании могут получаться мононитросоединения и полинитросоединения. Мононитросоединения получаются при введении примерно стехиометрического количества азотной кислоты (1-1,5%-ного избытка или 5%-ного недостатка но сравнению с расчетным количеством). Полинитросоединения получаются при 10-20%-ном избытке НNО₃.

При нитровании выделяется большое количество тепла. Температура при нитровании регулируется с большой точностью, так как незначительное повышение температуры сверх заданного значения ускоряет реакции окисления, сопровождающиеся образованием газообразных окислов азота. Иногда последнее обстоятельство является причиной взрыва реакторов-нитраторов.

Для отвода тепла нитрования реакторы снабжены теплообменными элементами, в которые подастся охлаждающая вода или рассол.

Производство нитробензола. Нитробензол получают нитрованием бензола нитрующей смесью, содержащей 32% HNO₃ и 60% Н₃S0₄, при температуре около 40° С.

На рис. 9 приведена схема получения нитробензола непрерывным методом. Реактор-нитратор 1, изготовленный из нержавеющей хромоникелевой стали, снабжен змеевиком для охлаждающей воды и пропеллерной мешалкой. В нитратор непрерывно вводятся бензол и нитрующая смесь. Процесс нитрования бензола начинается в нитраторе и завершается в дозревателе 2. Продукты реакции охлаждаются в оросительном холодильнике 3 и поступают в отстойник-сепаратор 4, где образуются два слоя: нижний - сернокислотный и верхний - нитробензольный. Сырой нитробензол промывают в колонне 5 водой, а затем нейтрализуют в колонне 6 раствором соды. Кислоту денитрируют, а затем концентрируют.
Нитробензол - промежуточный продукт в анилинокрасочной и фармацевтической промышленности. Он используется для получения анилина, бензидина, n-аминосалициловой кислоты (ПАСК) и др.