本实用新型专利技术属于化工设备技术领域，公开了一种甲苯硝化专用微通道反应过程控制装置，甲苯硝化专用微通道反应装置分别通过管路与稀酸高位槽、冷却介质高位槽、甲苯物料动力单元和混酸物料动力单元连接；甲苯硝化专用微通道反应装置通过管路与甲苯硝化均化器连接，甲苯硝化均化器通过管路与油酸层析器连接，甲苯硝化专用微通道反应装置通过管路与柴油机动力装置连接。本实用新型专利技术甲苯硝化装置生产能力易于直接放大，甲苯硝化专用微通道反应单元是性能完全相同的多个通道组合，增加通道数量，就可以增加装置生产能力，工业放大效应微小。同时本实用新型专利技术整体装置在甲苯硝化反应过程的化学反应失控的基本条件不再出现。化学反应失控的基本条件不再出现。化学反应失控的基本条件不再出现。
【技术实现步骤摘要】
一种甲苯硝化专用微通道反应过程控制装置
[0001]本技术属于化工设备
，尤其涉及一种甲苯硝化专用微通道反应过程控制装置。
技术介绍
[0002]目前，硝化反应在有机化合物的合成反应中占有重要地位。又有很大的实际意义，无论是反应机理的研究还是在大规模的工业实践，均受到国内外学者的高度重视。
[0003]混酸工艺的甲苯硝化反应比较广泛应用的釜式反应器，硝化反应产生的大量热通过反应器配置的良好的搅拌和传热装置移出。
[0004]硝化反应是在酸相发生的，有机相需要通过扩散的方式进入酸相，这个扩散过程非常缓慢，因此需要通过机械搅拌方式使得反应物料强制转移，同时加强热量的传递，但是这种宏观上的方法很难完全消除两相反应的传质阻力。反应器内硝化物的收率也较低。
[0005]国内各硝化装置均进行自动化控制改造及本质安全提升，采取控制现场作业人员数量等安全措施，尽管这些措施在某种程度上提高了工业硝化的安全性，但是并未能够从源头消除硝化反应剧烈放热所带来的安全隐患。
[0006]国外学者提出的绝热硝化技术，以及国内许多研究选择性硝化技术等，然而存在工艺操作更复杂化，生产成本过高等因素，这些技术距工业化大生产还有一定距离。
[0007]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0008]硝化工艺危险性主要特点有：反应速度快，放热量大，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，一旦搅拌再次启动，就会突然引发发局部激烈反应，瞬间释放大量的热量，引起爆炸事故；
[0009]工业上硝化反应过程都是在低温下进行的，釜式反应器内部必须配有搅拌装置强化反应的传质传热能力。同时为避免反应过于剧烈，热量无法传出导致反应器内温度、压力等骤升引发的喷料、爆炸事故，均通过控制原料加入速度来实现。
[0010]通过控制进料速度调整硝化反应釜的物料温度的操作条件下，硝化反应釜的生产能力是在满负荷状态下运行，冷却(比表面积)能力已经是最大化利用，在异常状态下移除反应热能力远远不能满足异常情况下控制温度的需求。
[0011]通过上述，常规的硝化反应釜的物料平衡及热量平衡是建立在正常状态基础上的，其比表面积能够满足正常状态下的需求，极限工艺状态时反应放热量极易超出反应釜移出反应热的设计能力。
技术实现思路
[0012]为了解决现有技术存在的问题，本技术提供了一种甲苯硝化专用微通道反应过程控制装置。
[0013]本技术是这样实现的，一种甲苯硝化专用微通道反应过程控制装置，所述甲
苯硝化专用微通道反应过程控制装置设置有：
[0014]甲苯硝化专用微通道反应装置；
[0015]甲苯硝化专用微通道反应装置分别通过管路与稀酸高位槽、冷却介质高位槽、甲苯物料动力单元和混酸物料动力单元连接。
[0016]进一步，所述甲苯硝化专用微通道反应装置通过管路与甲苯硝化均化器连接，甲苯硝化均化器通过管路与油酸层析器连接。
[0017]进一步，所述甲苯硝化专用微通道反应装置通过管路与柴油机动力装置连接。
[0018]结合上述的所有技术方案，本技术所具备的优点及积极效果为：
[0019]本技术整体装置在甲苯硝化反应过程的化学反应失控的基本条件不再出现。化学合成过程中最重要的危险在于反应失控。采用的甲苯硝化专用微通道反应装置利用导热性能较高的碳化硅材料，其传热能力远大于单位体积的甲苯硝化反应放热强度，化学反应失控临界条件无法形成。反应物料依靠动力增压进入甲苯硝化专用微通道反应器，反应体系温度测量信息，将指令反应物料输送单元自控降压、安全仪表控制系统响应、智能控制系统联锁等，反应物料在许可时间内停止进入甲苯硝化专用微通道反应装置。甲苯硝化过程的前期快速的传质控制过程在换热能力强，传质效率高，反应器体积小，反应时间短、在线持液量小的甲苯硝化专用微通道反应装置内完成，而后期的慢速的化学动力学控制过程在甲苯硝化均化器内完成。在生产控制出现异常情况时，冷却介质高位、稀(冷)酸高位槽及柴油机动力单元可以在安全允许时间内将反应过程导入安全模式状态下。
[0020]本技术反应时间缩短，由于通道特征尺度在微米级，雷诺数远小于2000，流动多呈层流，因此微流体混合过程在很大程度上是基于扩散混合机制，而不借助于湍流。传输现象主要由扩散决定，对于扩散限制的反应，其反应时间与限速距离的平方成正比，其反应耗时可以数量级减少。(限速距离：根据伯努利流体方程，流体通过流道时，因流体同流道摩擦产生的阻力将削减流体的流速，此流体的通道距离(直径)模糊定义为限速距离。)甲苯硝化专用微通道反应装置的具有卓越的混合和换热能力。苯硝化专用微通道反应装置的温度测量调节控制装置智能自动控制，反应过程控温精确。
[0021]本技术甲苯硝化装置生产能力易于直接放大，甲苯硝化专用微通道反应单元是性能完全相同的多个通道组合，增加通道数量，就可以增加装置生产能力，工业放大效应微小。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1是本技术实施例提供的甲苯硝化专用微通道反应过程控制装置结构示意图。
[0024]图中：1、稀酸高位槽；2、冷却介质高位槽；3、甲苯物料动力单元；4、混酸物料动力单元；5、甲苯硝化专用微通道反应装置；6、甲苯硝化均化器；7、油酸层析器；8、柴油机动力装置。
具体实施方式
[0025]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0026]针对现有技术存在的问题，本技术提供了一种甲苯硝化专用微通道反应过程控制装置，下面结合附图对本技术作详细的描述。
[0027]如图1所示，本技术实施例提供的甲苯硝化专用微通道反应过程控制装置包括：稀酸高位槽1、冷却介质高位槽2、甲苯物料动力单元3、混酸物料动力单元4、甲苯硝化专用微通道反应装置5、甲苯硝化均化器6、油酸层析器7、柴油机动力装置8、自控联锁单元。
[0028]甲苯硝化专用微通道反应装置5分别通过管路与稀酸高位槽1、冷却介质高位槽2、甲苯物料动力单元3和混酸物料动力单元4连接。
[0029]甲苯硝化专用微通道反应装置5通过管路与甲苯硝化均化器6连接，甲苯硝化均化器6通过管路与油酸层析器7连接，甲苯硝化专用微通道反应装置5通过管路与柴油机动力装置8连接。
[0030]按工艺条件配制硫酸和硝酸混合酸溶液(本专利中简称“混酸”)经物料动力单元加压，计量进入本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种甲苯硝化专用微通道反应过程控制装置，其特征在于，所述甲苯硝化专用微通道反应过程控制装置设置有：甲苯硝化专用微通道反应装置；甲苯硝化专用微通道反应装置分别通过管路与稀酸高位槽、冷却介质高位槽、甲苯物料动力单元和混酸物料动力单元连接。2.如权利要求1所述甲苯硝化专用微通...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵存军，钱建东，曹犁犁，
申请(专利权)人：江苏翰祺化工有限公司，
类型：新型
国别省市：
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