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二硝基甲苯的生产工艺和合成应用

二硝基甲苯(DNT)是一种主要基础化学品，广泛应用在医药、涂料、染料、橡胶和其他

多种有机化工产品的合成制造过程中。常用来生产二氨基甲苯、聚氨脂、甲苯二异氰酸酯(TDI)

等化工产品，也可直接用作军事工业中的火炸药和发射药和用来生产三硝基甲苯(TNT)。二

硝基甲苯的年产量在百万吨以下，并以每年4-8%的增长率迅速增长!”。

二硝基甲苯生成途径有两种，一种是用硝基甲苯作原料在硫酸和硝酸的混合酸中与硝酸

一段硝化反应获得二硝基甲苯，另一种方法是用甲苯为原料经过两段硝化反应生成二硝基甲

苯。工业生产中常用到的是两段硝化法，生产过程中通常会产生多种二硝基甲苯异构体。因

为化工生产中通常要用2,4-二硝基甲苯和2,6一二硝基甲苯两种异构体，所以工业生产中在

硝化生产后都需要经过分离过程获得目标二硝基甲苯。二硝基甲苯的典型生产工艺过程

当今二硝基甲苯的主要生产工艺是两段硝化法，具体工艺是以甲苯为原材料，在硝硫混酸中

反应，由甲苯分两步硝化成二硝基甲苯。第一步反应是:由甲苯硝化生成一硝基甲苯;第二步

是:由一硝基甲苯硝化生成二硝基甲苯。这种工艺生产的产物主要是2,4-DNT和2,6-DNT，产

品中2,4-DNT与2,6-DNT的质量比大概是80比20，俗称叫(80/20)DNT。其余四种结构的异

构体(2,3-DNT;2,5-DNT;3,4-DNT;3,5-DNT)均为需要排除杂质和副产物。

1.1两段硝化法生产二硝基甲苯

这种工艺的主要工艺流程为:原料、硝化、预洗、精制、干燥、成品、输送。

1.1.1原料

原料工序主要是准备好生产二硝基甲苯所需的原料:甲苯、浓硝酸、稀硝酸、硫酸等原

料，保证生产过程中所需要的各种原料及时准确输送到位。

1.1.2硝化

硝化工序主要是经过两段硝化反应将甲苯硝化成二硝基甲苯。一阶段硝化过程是在热

水浴环境中按比例配制硫酸和硝酸的混合酸，再缓慢将甲苯加入混合酸液中，加热一段时间

后就会反应生成一硝基甲苯，再经过冷凝分离出黄色油状的一硝基甲苯用作二段硝化的原料。

二段硝化过程仍然是在水浴环境中按规定比例配制混酸，再将一段硝化制备的一硝基甲

苯同样加热反应一段时间后会反应生成二硝基甲苯，加入冷水中准备进行下一步预洗工序。

两段硝化的反应方程式如下。

一段硝化:从甲苯硝化生成一硝基甲苯

二段硝化:从一硝基甲苯硝化生成二硝基甲苯

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1.1.3预洗

预洗工序是用水清洗硝化产生的DNT，目的是洗去硝化生产中混入DNT成品的酸及可

溶于水的杂质。

1.1.4精制、干燥

精制、干燥工序主要是用碳酸钠溶液将经过预洗的DNT中所含有的酚类杂质去除，还

能够中和DNT中混杂的多余的酸，同时可以调节产品DNT的酸碱度，使其符合产品质量要

求，保证产品的质量。经过精制的DNT再使用干燥器除去产品中多余的水分。

1.1.5成品

成品工序是指接收干燥后合格的DNT并用DNT中间泵输送到DNT成品罐区，并将成品

装车。

1.1.6输送

输送工序主要是将生产过程中所需要的原材料和辅料输入生产系统;并将生产过程中的

废弃物输送到废酸罐和废水池，将可再利用的产物回收并处理后重新输入生产系统。

1.2二硝基甲苯分离方法

上述生产过程中生产出的产物是(80/20)二硝基甲苯，想要获得2,4-DNT或2,6-DNT就必

须对其产物进行分离，一般利用结晶分离的方法和化学还原分离法分离2,4-DNT和2,6-DNT。

结晶分离