项目一__硝基苯的合成1(精品).ppt

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1、 项目报告一项目报告一硝基苯的硝基苯的制备制备组别：第组别：第六六组组小组小组成成员：员：林长耀林长耀 吴志益吴志益 徐岩徐岩 黄逸黄逸一、合成线路的选择1、几种生产方法方法一：将质量比为65%68%的浓硝酸加入到苯中，再加入一定量的复合催化剂，加料完毕后，在70100，磁力棒搅拌下进行反应，反应210小时，冷却，反应液自然分成有机相和水相的，有机相即为硝基苯。催化剂：用SnO2与Al2O3按Sn:Al(摩尔比）=4:1混合，向混合粉体中加入无水乙醇，混合研磨0.51h，将固体混合试样在110烘箱中干燥4h，并在马弗炉中于300下焙烧3小时，制得复合催化剂。催化剂与苯的摩尔比：1:10010:

2、100、选择性100%。浓硝酸：65%68%。浓硝酸与苯的体积比：3:1硝基苯收率：95.21%，方法二：常压冷却硝化法 按原料配比与部分冷的循环废酸连续地加入硝化锅中，控制反应温度在6970摄氏度，反应物再经过三个串联的硝化锅，保持温度在6568摄氏度，停留时间约为1015min，然后进入连续分离器分离出废酸和酸性硝基苯，废酸进入连续萃取锅，用苯萃取废酸中的硝基苯，然后经分离器分离出萃取苯，并用泵连续地送往硝化锅1，萃取后的废液用泵送去浓缩成质量分数为90%93%或76%78%硫酸，套用于配制混酸。酸性硝基苯经水洗器、分离器、碱洗器和分离器除去所含的废酸和副产的硝基酚，即得到硝基苯。方法三：

3、加压绝热连续硝化法 将超过理论量5%10%的苯和预热到约为90摄氏度的混酸（HNO35%8.5%，H2SO460%70%,H2O=25%）连续地加到四个串联的无冷却装置的硝化锅中进行反应，利用反应热升温，物料的出口温度达到132136摄氏度，操作压力0.44MPa，停留时间约为11.2min。分离出的废酸(硫酸浓度约为65.5%，120摄氏度)，进入闪蒸器，在90摄氏度和8kPa(60mmHg)下，利用本身热量快速蒸出水分，浓缩成68%70%的硫酸循环使用，有机物经水洗、碱洗。蒸出过量即得到工业硝基苯，收率99.1%，二硝基物质量分数低于0.05%方法四、混酸硝化法原理：Ar+HONO2+H2

4、SO4 Ar-NO2+H2O（主）Ar-NO2+HONO2+H2SO4 Ar-(NO2)2+H2O（副）药品：苯、硝酸、硫酸、碳酸钠、无水氯化钙 在50ml圆底烧瓶上装配一个二口连接管，正口配一温度计，其水银球离瓶底约5mm，侧口装配一回流冷凝管。也可以用一个二口烧瓶，正口装配回流冷凝管，侧口装一温度计，其水银球离瓶底约5mm。在烧瓶中加入苯。通过冷凝管上口，将已冷却的混酸分多次加入苯中。每加一次后，必须充分振荡烧瓶，使苯与混酸充分接触，待反应物的温度不再上升而趋于下降时，才继续加混酸。反应物的温度应保持在4050之间，若超过50，可用冷水浴冷却烧瓶。加料完毕后，把烧瓶放在水浴上加热，约于10

5、min内把水浴加热到60(反应混合物的温度为6065)并保持30min，间歇地振荡烧瓶。冷却后，将反应混合物倒入分液漏斗中。静置分层，分出酸层，倒入指定回收瓶内。粗硝基苯先用等体积的冷水洗涤，再用10%碳酸钠溶液洗涤，直到洗涤液不显酸性。最后用水洗至中性。分离出粗硝基苯，放在干燥的小锥形瓶中，加入无水氯化钙干燥，间歇振荡锥形瓶。把澄清透明的硝基苯倒入30ml蒸馏烧瓶中，连接空气冷凝管。在石棉网上加热蒸馏，收集204210的馏分。为了避免残留在烧瓶中的二硝基苯在高温下分解而引起爆炸，注意切勿将产物蒸干。反应特点：混酸硝化反应温度较高，硝化能力强，反应速度快，硝化产率高产物纯度高，不易发生副反应。

6、但会产生大量废酸和含硝基苯的废水，条件不易控制，对环静污染严重。2.各种方法的质量产率，原料消耗量，生产成本比较及估算(完成者：陈永良)经查得：苯的价格是3200元/吨，硝酸的价格是2200元/吨，硫酸的价格是2700元/吨，生产1t硝基苯，常压冷却法，需消耗 苯 0.65t 硝酸 0.55t 硫酸 0.39t则生产1t硝基苯的成本为：2.各种方法的质量产率，原料消耗量，生产成本比较及估算 经查得：苯的价格是3200元/吨，硝酸的价格是2200元/吨，硫酸的价格是2700元/吨，每生产1t硝基苯，若用绝热硝化法，需消耗 苯 0.64t 硝酸 0.515t 硫酸 0.0033t则生产1t硝基苯的

7、成本为：产物的安全性及防护措施名称名称中文名称：硝基苯 中文别名：密斑油 英文别名：Nitrobenzene，Essence of mirbane 化学式化学式C6H5NO2 相对分子质量相对分子质量123.11 性状性状无色或浅黄色油状液体。见光后颜色变深。有苦杏仁气味。有吸湿性。能随水蒸气挥发。易溶于乙醇、苯、乙醚和油类。溶于约500份水。相对密度(d154)1.205。熔点6。沸点210211。折光率1.5529。闪点(闭杯)88。低毒，半数致死量(大鼠，经口)640mg/kg。易与人体皮肤、眼睛接触，或被误食与吸入。储存储存：密封阴凉避光保存。对人体造成的危害1.毒物所引起的高铁血红蛋

8、白血症是急性中毒临床表现的主要病理基础。急性硝基苯中毒可在工作接触时或工作后经几小时的潜伏期发病。高铁血红蛋白达10%15%时患者粘膜和皮肤开始出现紫绀。最初,口唇、指(趾)甲、面颊、耳壳等处呈蓝褐色;舌部的变化最明显。高铁血红蛋白达30%以上时,其他神经系统症状随着发生,头部沉重感、头晕、头痛、耳鸣、手指麻木、全身无力等相继出现。高铁血红蛋白升至50%时,可出现心悸、胸闷、气急、步态蹒跚、恶心、呕吐,甚至昏厥等。如高铁血红蛋白进一步增加到60%70%时患者可发生休克、心律失常、惊厥,以至昏迷。经及时抢救,一般可在24小时内意识恢复,脉搏和呼吸逐渐好转,但头昏、头痛等可持续数天。血高铁血红蛋白

9、的致死浓度在85%90%。2.肾脏受到损害时,出现少尿、蛋白尿、血尿等症状,严重者可无尿。3.血红细胞出现赫恩滋小体的百分比高者,可出现溶血性贫血,红细胞计数可于34天内迅速降低,但经积极治疗,在12周后逐渐回升。4.急性肝病常在中毒后23天左右出现肝脏肿大、压痛、消化障碍、黄疸、肝功能异常。5.急性硝基苯中毒的神经系统症状较明显,中枢神经兴奋症状出较早,严重者可有高热,并有多汗、缓脉、初期血压升高、瞳孔扩大等植物神经系统紊乱症状。6.硝基苯对眼有轻度刺激性。对皮肤由于刺激或过敏可产生皮炎。7.据短期内经皮肤吸收或吸入大量硝基苯的蒸气的职业接触史,以及出现高铁血红蛋白血症、溶血性贫血或肝脏损害

10、为主要病变的临床表现,结合现场卫生学调查及空气中硝基苯浓度测定资料,排除硫化血红蛋白血症、肠原性青紫症、NADH-MHb还原酶缺乏症、血红蛋白M病、各种原困的缺氧性紫绀症等其他病因后,可诊断为急性硝基苯中毒。健康危害：主要引起高铁血红蛋白血症。可引起溶血及肝损害。急性中毒：有头痛、头晕、乏力、皮肤粘膜紫绀、手指麻木等症状；严重时可出现胸闷、呼吸困难、心悸，甚至心律紊乱、昏迷、抽搐、呼吸麻痹。有时中毒后出现溶血性贫血、黄疸、中毒性肝炎。慢性中毒：可有神经衰弱综合征；慢性溶血时，可出现贫血、黄疸；还可引起中毒性肝炎。毒性相关数据急性毒性：LD50489mg/kg(大鼠经口)；2100mg/kg(大

11、鼠经皮)；狗静脉150mg/kg，最小致死剂量；人(女性)经口200mg/kg，最小中毒剂量(血液毒性)；人经口5mg/kg，最小中毒剂量(不悦感)。致突变性：细胞遗传学分析：啤酒酵母菌10mmol/管。生殖毒性：大鼠吸入最低中毒浓度(TCL0)：5ppm(6小时)，(90天，雄性)，影响精子生成，影响睾丸、附睾和输精管。急救方式1.皮肤接触：立即脱去被污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。就医。2.眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。3.吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。4.食入：饮足量温水，催吐，就医。

12、防护措施1.呼吸系统防护：可能接触其蒸气时，佩戴过滤式防毒面具(半面罩)。紧急事态抢救或撤离时，建议佩戴自给式呼吸器。2.眼睛防护：戴安全防护眼镜。身体防护：穿透气型防毒服。3.手防护：戴防苯耐油手套。4.其它：工作现场禁止吸烟、进食和饮水。及时换洗工作服。工作前后不饮酒，用温水洗澡。注意检测毒物。实行就业前和定期的体检。三废及相关处理方法一、废气处理：1、对一些污染严重的实验应选择微型实验，减少废气的量。、对少量有害的尾气，以润湿相应的试剂的棉花或活性炭或相应的试液吸收。、对有毒气体应改进实验装置、采用闭路、循环操作等避免毒气排放。以上办法对无机气体制备（如 2、2、等）和性质实验，有机制备

13、等均可采用。二、废液处理：二、产品的用途以及原料、产品的理化常数指标产品的用途 硝基苯最大的用途是将其还原制造苯胺；此外，还用作间氯硝基苯和间硝基苯磺酸的原料，作Friedel Crafts反应等的溶剂或作制造三苯甲烷染料时的温和氧化剂。（出自：精细化学品辞典编辑委员会，精细化学品辞典，1987，化学工业出版社）硝基苯是基本有机化工原料。可用于生产多种医药和染料中间体如：苯胺，间氨基苯磺酸，三硝基苯等。亦可用作有机溶剂，有时在有机反应中作弱氧化剂用。如制造三芳基甲烷染料等。（王延吉、赵新强，化工产品手册有机化工原料，化学工业出版社）名称外观分子量溶解性熔点/沸点/折射率/20相对密度/20/4

14、L50D/mg*Kg-1硝基苯无色或微黄123.11难溶于水，易溶于有机溶剂5.7210.91.552911.2489mg/kg（大鼠经口）；2100mg/kg(大鼠经皮）苯无色有甜味透明液体78.11难溶于水，易溶于有机溶剂5.5180.11.50120.878648mg/kg(小鼠经皮;3306mg/kg(大鼠经口）浓硝酸棕色63.01易溶于水-42831.405浓硫酸无色无味油状液体98易溶于水103381.84三、原料、产品的分析测试草案所需仪器与设备：精密天平、（25ml、10ml容量瓶）、烧杯、玻璃棒、气相色谱仪、微量注射器、1、标准样品的制备:用精密天平准确称取硝基苯类标准化物质

15、,放入25ml 容量瓶中,用少量甲醇溶解,加甲醇至刻度,作为硝基苯类储备液(约1mg/mL)。标准溶液中间液:取硝基苯类标准储备液于10ml容量瓶中,配制成标准使用液,浓度均为10mg/L、标准溶液中间液以甲醇为溶剂。色谱分析参考条件 色谱柱温度：60保持4min，以20/min升温至220，保持3min；检测器温度：250；汽化室温度：230；载气流量：1ml/min；空气流量：400ml/min；尾吹气流量：20ml/min；进样方式：不分流进样，进样后0.5min分流，分流比为30：1；进样量1.0l。标准曲线的绘制：取硝基苯标准溶液（120g/ml）取标准系列溶液1.0l 注射到气相色

16、谱仪进样口，绘制标准色谱图。测定：用微量注射器取1.0l 试样注入气相色谱仪中，在与标准曲线相同的色谱条件下进行测定。四、分离提纯粗品的草案 本工艺采用方法一进行硝基苯的合成。利用复合催化剂对质量比为65%68%的浓硝酸和苯进行催化反应。从而得到硝基苯和水，其中无其他副产物出现。在合成反应完合成物硝基苯是有机化合物，苦杏仁油，无色或微黄色具苦杏仁味的油状液体。难溶于水，密度比水大;易溶于乙醇、乙醚、苯和油。遇明火、高热会燃烧、爆炸。与硝酸反应剧烈。由于该方法在生产的过程中无其他副产物生成，产物中只有硝基苯和水，由于硝基苯难容于水。只要将产物静置一段时间。水和硝基苯即可分层。五、实验操作草案 催

17、化剂的制备：取4.610gSnO2和0.390gAl2O3，用SnO2与Al2O3按Sn:Al(摩尔比）=4:1混合，向混合粉体中加入无水乙醇，混合研磨0.51h，将固体混合试样在110烘箱中干燥4h，并在马弗炉中于300下焙烧3小时，制得复合催化剂。实验过程：在装有回流冷凝管的250ml三颈圆底烧瓶中加入0.500g复合催化剂和18ml苯，加料完毕，用恒温槽进行油浴加热，升温至60，缓慢滴加浓硝酸36ml，调节反映温度为76，在磁力搅拌或机械搅拌下反应7h。为消除扩散影响，搅拌速率大于400r/min，反应结束后，冷却，去有机相分析。六、经修改、完善后的实验方案实验方案：1、主要试剂及用量

18、苯，浓硝酸，浓硫酸。2、实验步骤 在装有搅拌器、温度计、滴定漏斗与回流冷凝器的四口烧瓶中，加入苯8.9ml，开动搅拌，在1h内，滴加混酸。混酸的加入速度应控制在不使反应温度超过4550，当加酸完毕后继续搅拌2h，在后一个小时可将反应温度升高到60，反应结束后，将物料冷却到室温，在分液漏斗中分层。将上层硝基苯层先用少量水洗，然后用5%的碳酸钠溶液洗一次，再用水洗至中性，蒸馏得到粗制的硝基苯。分离提纯草案的修改：硝化反应后，主要副产物为二硝基苯。因此产品的分离主要是硝基苯与二硝基苯的分离。硝基苯沸点210211，间二硝基苯沸点：301，两者沸点相差较大，所以采用蒸馏的方法分离，但要控制温度不超过214。谢谢观看