[发明专利]一种硝化反应装置及利用该反应装置进行硝化反应的方法

权利要求书

1.一种硝化反应装置，包括列管式反应器、氮气干燥床和氮气洗涤塔，其特征在于，氮气干燥床上部进口连接管网氮气，下部出口连接位于列管式反应器下部的氮气注入管，氮气注入管通过表面开孔将氮气注入列管式反应器，列管式反应器顶部设置气相出口，气相出口连接至氮气洗涤塔底部，氮气洗涤塔顶与上游浓硫酸管线连接，氮气洗涤塔塔顶气相出口与外排尾气管线连接，氮气洗涤塔塔底与列管式反应器顶部连接。

2.根据权利要求1所述的硝化反应装置，其特征在于，所述氮气干燥床内填装3A分子筛或偏铝酸盐。

3.根据权利要求1所述的硝化反应装置，其特征在于，所述列管式反应器底部氮气注入管为贯通插入反应器，其距离底部轴流泵上端的距离为500-800mm，管侧以5°-90°，优选45°螺旋分布内径为25-50mm的小孔。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的硝化反应装置，其特征在于，所述氮气洗涤塔，采用85-95％硫酸于塔顶喷淋，塔内设散堆玻璃填料，填料中填埋循环水盘管，塔底硫酸进入列管式反应器。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的硝化反应装置，其特征在于，氮气干燥床采用碳钢材质，氮气注入管、氮气洗涤塔采用不锈钢材质。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的硝化反应装置，其特征在于，氮气进料管线前设置压力报警，氮气洗涤塔设置溢流和液位报警。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的硝化反应装置，其特征在于，氮气流量采用定值控制，控制列管式反应器内气含率为8-10％，和/或，氮气压力为2-7barG，优选为6-7barG。

8.一种硝化反应方法，其特征在于，使用权利要求1-7中任一项所述的反应装置，将硝酸及甲苯由列管式反应器顶部注入列管式反应器，氮气经干燥塔干燥后经过氮气注入管由列管式反应器底部注入，同时由轴流泵提供搅拌，进料和反应器持液迅速混合并发生反应，高于列管式反应器侧部溢流口的物料通过溢流排出，不凝气从列管式反应器顶部排出进入氮气洗涤塔，经过硫酸吸收后外排至尾气处理，硫酸吸收氮气夹带的水分被稀释，同时通过循环水移出稀释热，后由氮气洗涤塔底进入列管式反应器。