湿品重氮化工艺危险因素.docxVIP

高等职业院校（专科）毕业论文（设计）

湿品重氮化工艺危险因素

作者：×××

指导老师：×××

重庆化工职业学院

2020年4月

重庆化工职业学院毕业论文

PAGE11

重庆化工职业学院毕业论文

摘要

重氮化工艺过程是指一级胺与亚硝酸在低温下发生反应而生成重氮盐的反应，反应最终会生成性质非常活泼的重氮类物质。重氮化工艺在农药、医药、染料和炸药等工厂作业中应用非常广泛，尤其是在染料行业中，超过一半的染料采用重氮化工艺制备而成的。但是重氮化工艺是一个相对危险的过程，本文将讲解其各种危险因素，以避免更多的人受到危害。

关键词：重氮化亚硝酸盐芳香伯胺工艺

目录

TOC\o1-3\h\z\u1.引言 1

1.1研究背景 1

1.2研究意义 1

2.湿品重氮化工艺 1

2.1.反应机理 1

2.2影响反应的因素 2

2.3湿法重氮化的方法 3

3.安全事故案例分析 4

4.湿品重氮化工艺中的危险因素 5

4.1.原料 5

4.2.投料控制 5

4.3温度控制 6

4.4重氮盐 6

5.安全工艺要点 6

5.1原料 6

5.2严格控制投量和速度 6

5.3严格控制操作条件 6

5.4配备安全装置和设备 7

5.5处理工艺安全管理 7

6.结论 7

致谢 8

参考文献 9

引言

1.1研究背景

重氮化反应是一个比较久远的反应，能追溯到一百多年前，但其产品已广泛用于精细化工行业，例如生物医学，作为有机合成的重要试剂和中间体。在重氮化过程中合成了一半以上的有机合成燃料。芳族伯胺与硝酸（在强酸性环境中）反应形成重氮盐的反应称为重氮化（通常在低温下进行，伯胺与酸的摩尔比为1：2.5），芳族伯胺通常称为重氮组分，硝酸为重氮化剂，因为硝酸不稳定，所以通常在反应过程中立即使用亚硝酸钠和盐酸或硫酸来使硝酸用芳族伯胺芳香化以避免硝酸分解，在重氮化反应后形成重氮盐。重氮化反应过程非常危险，这是一个及其高风险的过程。

1.2研究意义

虽然重氮化反应是古老的反应，但其产物作为有机合成中的重要试剂和中间体，在生物学、医学和化学等诸多领域有非常广泛的应用[2]。在重氮化过程中合成了一半以上的有机合成燃料，伯芳族胺与硝酸（在强酸性环境下）之间形成重氮盐的反应称为重氮化。重氮化反应的风险因素很高，这是高风险的作业过程，所以我们要分析湿品重氮化工艺危险因素，使人们尽量避免危险的发生。

湿品重氮化工艺

2.1反应机理

将重氮化试剂与胺放在一起进行反应，经过反应物的质子转移，反应到最后会有重氮盐产生，这一系列过程就是重氮化反应的机理[3]。在6m3搪玻璃反应釜中加入硝酸，在常压下，开启搅拌，搅拌速度为60rpm,加入亚硝酰硫酸和浓硫酸，反应温度大约在30摄氏度左右，反应时间大约为15h，最后得到重氮液。重氮化剂的形式取决于所用的无机酸，当使用弱酸时，硝酸与溶液中的三氧化二铁保持平衡，三氧化二重氮是有效的重氮化剂。当使用强酸时，重氮化试剂是质子氮和亚硝化阳离子，所以重氮化反应最关键之处在于控制其酸碱性。芳族伯胺较弱，所以这个反应一般会选择在pH值更低的条件下进行[4]。一般用下列方程式表示重氮化反应：

重氮化反应历程可以由下式表示：

2.2影响反应的因素

2.2.1反应温度

重氮化工艺通常在0-5摄氏度下进行，这是因为在低温条件下大部分重氮盐是比较稳定的，只有在温度较高条件下分解速率才会加速。硝酸在较高温度下也很容易分解，重氮化反应的温度通常取决于重氮盐的稳定性[5]。重氮化反应一般在十几摄氏度的条件下进行，重氮酸盐更加稳定，重氮化温度可以在35℃的温度下进行，通常，该反应的重氮化原理是在较低的温度下进行的[6]。重氮化的反应不是这样一成不变的，低温条件也是可以改变的，当重氮化时在管道中进行时能够在温度更高的条件下进行，这样反应中形成的重氮盐会被迅速转化[7]。

2.2.2酸的用量

按照反应式来看，酸的用量正确值为2摩尔，在重氮化反应过程中，酸的作用是溶解芳族胺，然后与亚硝酸盐反应产生硝酸，最后形成重氮盐[8]。重氮盐通常比较容易分解，它仅在过量的酸性溶液中相对稳定，因此在重氮化过程中酸的量实际上过多，通常最多3摩尔，在整个重氮化反应工艺里务必经常检测其pH值，以防止酸碱度过量，导致反应失败。

2.2.3亚硝酸盐的用量

重氮化工艺从头到尾应支持稍过量的亚硝酸，否则也会引起自偶联反应。重氮化工艺的速率是通过加速亚硝酸钠溶液的添加来控制的，它必须保持一定的进料速率，太慢的话不能使芳族胺与盐反应形成自结合反应。亚硝酸