專利名稱：：一種二硝基氯苯的合成方法及微反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及芳烴硝化，具體地說是一種二硝基氯苯的合成方法及微反應(yīng)器，是在微通道反應(yīng)器中一步法由氯苯合成二硝基氯苯(DNCB)的工藝；其可在強硝化酸及常溫至80。C反應(yīng)器條件下，在微通道反應(yīng)器中安全連續(xù)合成二硝基氯苯。
背景技術(shù)：
：2，4-二硝基氯苯(2,4-DNCB)被廣泛用于有機合成原料中間體，主要用來制作染料(硫化黑)、農(nóng)藥、醫(yī)藥、糖精、二硝基酚、二硝基苯胺等化工產(chǎn)品。常規(guī)制備工藝有一步法和分步法將一定量的氯苯加入硝化反應(yīng)釜中，在攪拌狀態(tài)下按比例加入預(yù)先配制好的一硝化硝酸和硫酸的混合酸進行反應(yīng)，反應(yīng)物出現(xiàn)黃色結(jié)晶(或溶液出現(xiàn)混濁)時逐漸升溫，并在一定溫度范圍內(nèi)，加入預(yù)先配制好的二硝化混酸。加料完畢后，升高溫度809(TC，并維持反應(yīng)約2小時，反應(yīng)結(jié)束后靜置分層，放出下部酸液處理或循環(huán)利用，上部有機相經(jīng)中和熱水洗至中性，分去水層干燥結(jié)晶得產(chǎn)品。現(xiàn)有的2,4二硝基氯苯制備工藝的缺點是，工藝復(fù)雜，反應(yīng)時間長。在CN1513830A中公開了一種以對硝基氯苯DNCB)為原料制備2,4二硝基氯苯的方法，所述方法為使用混酸在609(TC、常壓下反應(yīng)510小時，產(chǎn)品中2，4-DNCB含量達99%以上。該工藝的缺點是，反應(yīng)時間長，硝化溫度高，原料對硝基氯苯的主要來源仍為氯苯的硝化，且硝基氯苯常溫下為固態(tài)，投料及反應(yīng)時應(yīng)嚴格控制混酸給料速度以避免飛溫爆炸，主產(chǎn)品2,4-DNCB的高收率是使用p-DNCB為原料進行二次硝化的必然結(jié)果，因為p-DNCB中的氯基具有鄰對位定位效應(yīng)(93.3%)，而硝基具有間位定位效應(yīng)(93.3%)，兩者的綜合定位結(jié)果是:在,DNCB中引入一個硝基必生成2,4-DNCB。Veretennikov(RussianJournalofOrganicChemistry,Vol.37,No.10，2001,pp.14511454.)等研究了p-DNCB硝化動力學(xué)和機理，認為在氯苯中引入一個硝基后，硝化速率降低1600倍，二硝化反應(yīng)速度在25°C、89~90重量％的硫酸介質(zhì)中最大。但現(xiàn)有二硝基氯苯的合成都是在60卯"C下進行的，因為現(xiàn)有工藝絕大多數(shù)使用常規(guī)攪拌釜式或環(huán)式反應(yīng)器，反應(yīng)器傳熱速率較慢，要求相對溫和的反應(yīng)工藝(通常為1025%的水和低于7%的硝酸)與之匹配，這樣反應(yīng)速率除借助于攪拌裝置外，還必須通過提高反應(yīng)溫度的方式強化二硝化速率。上述可見，現(xiàn)有二硝基氯苯生產(chǎn)工藝仍停留在使用串聯(lián)釜式或環(huán)式硝化器的水平上，這類工藝要求有機相和酸相按特定比例調(diào)配，并保持足夠停留時間，嚴格控制反應(yīng)溫度，其結(jié)果必導(dǎo)致設(shè)備龐大復(fù)雜，副產(chǎn)物多，收率不高，過程不安全等。微通道反應(yīng)器由于特征尺度微型化，流體間熱質(zhì)傳遞速率較常規(guī)化工設(shè)備提高13個數(shù)量級。同時微反應(yīng)技術(shù)具有許多內(nèi)在的、獨特的優(yōu)點高傳質(zhì)速率；快速直接放大(模塊結(jié)構(gòu)、并行放大)；內(nèi)在安全和過程可控；過程連續(xù)和高度集成；分散和柔性生產(chǎn)。在微反應(yīng)器中采用氯苯為原料進行混酸硝化合成二硝基氯苯還未見文獻報導(dǎo)。于微反應(yīng)器中進行芳烴硝化反應(yīng)可見于KalFabian的US6861527，RaghunathHalder等(Nitrationoftolueneinamicro-reactor,CatalysisToday125(2007)74—80)的研究，J.R.Burns的US7032607，在這三個相關(guān)的文獻中，都未涉及到比苯還難硝化的氯苯二硝化方面的內(nèi)容。本發(fā)明根據(jù)氯苯混酸硝化法合成2,4-二硝基氯苯過程中，放熱量大、傳質(zhì)速率小、過程易爆的特點，提出在微通道反應(yīng)器中進行該反應(yīng)，并提供一種可提高氯苯二硝化本征反應(yīng)速率的硝化工藝一步合成二硝基氯苯。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供從原料氯苯直接到二硝基氯苯的制備方法，而無需分步加酸，無需攪拌過程、無需多臺反應(yīng)器串聯(lián)組合。本發(fā)明的另一目的是提供從原料氯苯直接合成二硝基氯苯的微反應(yīng)器。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為在微通道反應(yīng)器中由氯苯直接合成二硝基氯苯，在常溫或高于常溫的反應(yīng)器控制溫度下，采用提高硝化反應(yīng)本征反應(yīng)速率的快速反應(yīng)工藝。一種二硝基氯苯的合成方法，在帶有兩個進口和一個出口的微反應(yīng)器中進行反應(yīng)，包括下列特征1)以硝酸和硫酸的混合酸為硝化劑，硝化劑中硝酸和硫酸的物質(zhì)量比(即n/s值)為0.10.5，含水10%以下；2)反應(yīng)物料混合酸和氯苯兩股物料流經(jīng)由計量泵同步輸送至微通道反應(yīng)器的兩個進口中，控制硝酸和氯苯的摩爾比為1.6~2.4;3)兩股原料液在微通道反應(yīng)器中接觸、混合并發(fā)生反應(yīng)后，從反應(yīng)器的出口處流出，進入分離器；微通道反應(yīng)器的液時空速LHSV為5008000W;4)將分離器中的反應(yīng)產(chǎn)物靜置分層、分離水相和有機相，有機相經(jīng)洗滌、干燥得產(chǎn)物二硝基氯苯(簡稱"DNCB")。所述配制的混酸溶液中硝酸和硫酸的物質(zhì)量比最好0.10.3，水5%以下;硝酸和氯苯的摩爾比最好為2.0~2.4;反應(yīng)溫度常溫至130°"反應(yīng)器最好不控溫；對應(yīng)于反應(yīng)器液時空速范圍下的反應(yīng)壓力為0.10.2MPa;所述產(chǎn)物在常溫下收集，并靜置515分鐘。所述方法包括從產(chǎn)物水相中回收溶解的高純度二硝基氯苯的過程，有機相產(chǎn)物與水相中回收的有機產(chǎn)物的質(zhì)量比通常為1:1020;產(chǎn)物分離及水相濃縮提純可借助于常規(guī)方法與設(shè)備進行，廢酸濃縮提純后可重復(fù)使用。當(dāng)允許產(chǎn)物中含一硝基氯苯(簡稱"MNCB")質(zhì)量濃度在20%及以下時，物料配比可為，1)混酸n/s值為0.10.3，水10%以下，硝酸與氯苯摩爾比1.6~2.0;或2)混酸n/s值為0.30.5，水10%以下，硝酸與氯苯摩爾比2.02.4。用于實現(xiàn)上述方法的微通道反應(yīng)器，包括兩塊封板和一片微通道板；位于微通道板上的至少三條微通道，即至少兩條進口通道，和分別與進口通道相連的至少一條反應(yīng)通道；進口通道分別與兩個進口相連，反應(yīng)通道與出口相連；且至少一條進口通道與反應(yīng)通道同處于微通道板的一側(cè)。所述兩條進口通道可以分別處于微通道板的二側(cè)。所述進口微通道與反應(yīng)微通道特征尺寸可一致，也可不同；每條進口通道可設(shè)置分支，當(dāng)進口通道設(shè)一條以上的分支時，分支通道以圓弧形結(jié)構(gòu)與上級微通道相連，且微通道的當(dāng)量直徑尺寸可逐級遞減，遞減幅度為0-80%;與反應(yīng)通道相連的至少兩條進口通道間的夾角可以是任意角度，反應(yīng)通道的水力直徑范圍應(yīng)在lmm以下；微通道長度范圍為0.250C附；所述反應(yīng)通道經(jīng)出口通道與出口相連；其中進口通道加上出口通道的長度占進口和出口間總長度的1/3~2/3。所述與反應(yīng)通道相連的至少兩條進口通道間的夾角最好為0~180°;反應(yīng)通道的水力直徑最好在0.1~0.5m附；微通道長度范圍最好為220cm。所述二塊封板上至少分別設(shè)置有1個加熱孔及測控?zé)崤疾蹇祝凰龇獍迮c微通道板之間以不銹鋼螺栓連接密封或采用真空擴散焊接；所述反應(yīng)器出口以導(dǎo)出管接產(chǎn)物分離裝置，且該導(dǎo)出管可置于常溫下，也可浸于冷卻液中。本發(fā)明采用在微反應(yīng)器內(nèi)制備二硝基氯苯的工藝與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)勢1.氯苯和混酸反應(yīng)直接合成二硝基氯苯，且過程安全連續(xù)；2.氯苯和混酸相間傳質(zhì)及反應(yīng)過程在微反應(yīng)通道內(nèi)完成，無需常規(guī)攪拌裝置，從而簡化反應(yīng)器構(gòu)造，減少動力能耗；3.微通道反應(yīng)器的快速傳熱能力使反應(yīng)過程易于實現(xiàn)恒溫硝化，因此，微反應(yīng)器內(nèi)可采用提高反應(yīng)本征速率的快反應(yīng)工藝進行硝化反應(yīng)，可顯著提高二硝基氯苯的收率。5.微反應(yīng)器中物料停留時間在毫秒至幾秒范圍，反應(yīng)快速到達平衡態(tài)，產(chǎn)物選擇性可穩(wěn)定控制；6.在相同物質(zhì)量配比下，微反應(yīng)器內(nèi)的氯苯轉(zhuǎn)化率及DNCB選擇性都高于常規(guī)反應(yīng)器或常規(guī)級聯(lián)反應(yīng)器。本發(fā)明在強硝化工藝條件下連續(xù)操作，過程安全，在常溫至80。C反應(yīng)器控制溫度內(nèi)二硝基氯苯選擇性大于99.5mol%，其中2,4二硝基氯苯的選擇性大于98%;圖l為本發(fā)明多通道反應(yīng)器通道板正面視圖。具體實施例方式用于實現(xiàn)由氯苯直接合成二硝基氯苯的裝置包括至少兩臺液體計量泵，分別輸送兩種互不相溶反應(yīng)物料氯苯和硝化混酸，一個微通道反應(yīng)器，若干盛裝原料及反應(yīng)產(chǎn)物的玻璃瓶或燒杯等實驗室器具，不銹鋼或PTFE連接管用于將原料導(dǎo)入反應(yīng)器及產(chǎn)物物流導(dǎo)出。其中微通道反應(yīng)器，包括至少兩塊封板和一片微通道板5;位于微通道板上的至少三條微通道，即至少兩條進口通道2，和分別與進口通道2相連的至少一條反應(yīng)通道3;進口通道分別與兩個進口l相連，反應(yīng)通道3與出口4相連；兩條進口通道2可以分別處于微通道板的二側(cè)；圖1中微通道板為一塊不銹鋼薄板，夾在兩塊上下封板中間，在上封板中有三個與反應(yīng)板圓形出入口位置對應(yīng)的原料進出口，原料氯苯和硝化混酸分由兩個入口通道進入，其中一個原料由通道板一側(cè)入口通道進入，而另一原料則由通道板另一側(cè)入口通道進入，原則上兩種原料由哪一側(cè)進口通道進入反應(yīng)通道都是可行的，從兩個入口的阻力考慮，流量大的原料由壓降小的刻有反應(yīng)通道的一側(cè)進口通道進入，而另一側(cè)因流體在進口通道中多次分流后要通過反應(yīng)通道前端的一個圓形微小通孔(當(dāng)量直徑為0.10.5mm)垂直進入反應(yīng)通道，因而該側(cè)的進口阻力要略大于通道側(cè)，所以兩股原料中流量小的從該側(cè)進入反應(yīng)通道(本發(fā)明所述的微反應(yīng)器，在液時空速低于2000h—1時，兩側(cè)阻力沒有表現(xiàn)出差異)，這樣反應(yīng)器的處理能力可略有提高。原料氯苯和混酸由微通道反應(yīng)器(核心反應(yīng)板如附圖1示)入口通道進入反應(yīng)通道(或稱"混合通道")，并在反應(yīng)通道內(nèi)完成混合傳質(zhì)和反應(yīng)過程，在反應(yīng)通道的出口處流出并獲得包含二硝基氯苯和酸相的反應(yīng)產(chǎn)物，反應(yīng)產(chǎn)物的分離可在本領(lǐng)域已知的設(shè)備中進行，或借助于本領(lǐng)域已知的手段進行，例如分離可在靜態(tài)分離器中完成，廢酸濃縮可采取低壓閃蒸方式完成。而本發(fā)明是為公開一種新型氯苯二硝化合成工藝及微反應(yīng)器設(shè)備，因此產(chǎn)物處理過程是在實驗室內(nèi)采用快速分離完成的。圖1所示的通道板中的每一側(cè)進口通道設(shè)置16條分支，也可設(shè)置成其它條數(shù)如2n(n為進口通道分支數(shù)，可為0即不分支)，上級微通道與下級微通道之間以半圓弧形微通道相連，且微通道的當(dāng)量直徑尺寸逐級遞減，遞減幅度為50%,也可在080°/。范圍內(nèi)定。因而原料被均布在16個反應(yīng)通道內(nèi)完成混合傳質(zhì)及反應(yīng)過程，相當(dāng)于16個管式反應(yīng)器同步進行二硝化反應(yīng)，其中每條反應(yīng)通道的當(dāng)量直徑為0.3mm，也可以在0.11.0mm間任選，每條通道長60mm，或在2~500mm間任定。本發(fā)明所用的硝化酸為硝酸和硫酸的混合酸，配制混酸的硝酸和硫酸的質(zhì)量濃度應(yīng)都大于95%。硝化酸中硝酸和硫酸的物質(zhì)量比(或稱n/s值)為0.1~0.5，其中水10%以下。當(dāng)要求產(chǎn)物中DNCB濃度高于95%時，應(yīng)提高硫酸濃度降低硝酸濃度，此硝化酸中n/s值為0.10.3，水低于5%，此硝化酸具有較強的硝化能力，可以提高二硝化反應(yīng)速度，反應(yīng)器可在常溫下操作；本發(fā)明述微反應(yīng)器可以在非控溫環(huán)境下采取強硝化酸進行二硝化，且過程安全。這種工藝條件下反應(yīng)產(chǎn)物酸相中會溶解相當(dāng)量的有機成分，并且溶解的量超過有機相層中的硝化產(chǎn)物量，混酸中硫酸濃度越高，溶解的量越大。在本發(fā)明所述的硝化酸濃度范圍內(nèi)，兩者的比值大約為1020，因而采取適量去離子水稀釋溶出或降溫(廢酸《283K)的方法回收廢酸中溶解的有機產(chǎn)物。從分析的結(jié)果看，廢酸中提取的二硝基物的含量大于99%，且超過96。/。為2,4-DNCB，且已不存在氯苯或極為微量，這種溶解于廢酸中的二硝基物純度經(jīng)分析在所述混酸濃度范圍內(nèi)與反應(yīng)溫度無關(guān)，與混酸組成幾乎無關(guān)。必須指出的是，廢酸中溶解的有機產(chǎn)物的量遠超過有機相層中的產(chǎn)物量這一結(jié)果，并非只是因采用強硝化酸的因素，也證實了本發(fā)明所述微反應(yīng)器的強混合能力，因為直接混合相應(yīng)量的二硝基氯苯于硝化酸中，其溶解度很低。為削弱廢酸溶解性，降低廢酸處理難度，并保證DNCB選擇性在95%以上，本發(fā)明還提出可使用水質(zhì)量濃度510%的硝化酸進行二硝化，僅對反應(yīng)器實施溫和的控溫狀態(tài)，可具體控制在308(TC，溫度超過8(TC時，硝酸在微反應(yīng)器的進口通道內(nèi)可能因發(fā)生部分分解，致使混酸進入反應(yīng)通道時硝化能力降低。氯苯一硝化產(chǎn)物MNCB的熔點低于DNCB，因而在二硝化反應(yīng)中往往允許產(chǎn)物中存在一定量MNCB，這樣反應(yīng)產(chǎn)物分離及濃縮時就可避免DNCB結(jié)晶導(dǎo)致熱交換器堵塞的問題。當(dāng)允許產(chǎn)物中MNCB的濃度在20%以下，則在全部所述的混酸濃度內(nèi)，反應(yīng)在常溫下進行。當(dāng)允許產(chǎn)物中MNCB濃度小于10%或20%時，有兩種途徑一是使用強硝化能力酸，也就是n/s值為0.10.3及含水低于7%(質(zhì)量)，優(yōu)選低于5%，而控制關(guān)鍵反應(yīng)物料硝酸和氯苯的進料比小于2，但不能小于1.6，這樣在相同的硝化反應(yīng)速度下，反應(yīng)過程中生成的一硝基氯苯?jīng)]有足夠可用的硝酸繼續(xù)反應(yīng)生成二硝基氯苯，但氯苯已完全轉(zhuǎn)化或接近完全轉(zhuǎn)化。二是保持硝酸和氯苯在當(dāng)量比2.0以上的條件下，增加硝酸濃度或水濃度，降低混酸硝化能力，使二硝化反應(yīng)速度下降，在較短停留時間內(nèi)，一硝化中間產(chǎn)物難以快速繼續(xù)硝化成DNCB。但單獨增加混酸中水濃度難以控制產(chǎn)物分布，因為水濃度的微小變動將使氯苯的轉(zhuǎn)化率及二硝化速率產(chǎn)生較大變化，而硝酸濃度增加不會使氯苯轉(zhuǎn)化率較快響應(yīng)。因而采取單獨增加硝酸濃度法，具體說硝化酸中n/s值介于0.30.5，水濃度低于7%(質(zhì)量)，優(yōu)選低于5%。本發(fā)明微反應(yīng)器中的液時空速為5008000h—1，反應(yīng)物料硝酸對氯苯的摩爾比控制在1.82.4，并于常溫下由計量泵同步輸入到微反應(yīng)器的兩個入口，這里強調(diào)反應(yīng)物料必須同步進入微通道反應(yīng)器，反應(yīng)產(chǎn)物分離器內(nèi)不會發(fā)生進一步反應(yīng)。本發(fā)明在優(yōu)化條件下證實，當(dāng)硝酸與氯苯摩爾比為當(dāng)量比2時，產(chǎn)物中MNCB已低于5%，因而硝酸與氯苯的摩爾比大于2.4無技術(shù)意義。本發(fā)明在圖1所示的多通道反應(yīng)器中使用的液時空速，介于5008000h"之間，主要受限于實驗室所用的計量泵量程，其次是反應(yīng)器的阻力降，本發(fā)明所述的最高空速為反應(yīng)器產(chǎn)生1大氣壓的壓力降時允許的流體的最大空間速度，或者說本發(fā)明所述的液時空速所對應(yīng)的反應(yīng)器的壓力為0.10.2MPa。當(dāng)允許反應(yīng)器在更大壓力下操作，且流體輸送設(shè)備及物料管路滿足反應(yīng)器最大阻力時，反應(yīng)器可以在更高空速下操作，以期最大程度上獲取二硝基氯苯的高空時收率。以上描述了本發(fā)明，以下實施例證實本發(fā)明實施效果，實施例中所有百分數(shù)均為質(zhì)量百分數(shù)。實施例l采用無水硝酸(^98%)和濃硫酸(^95%)配制n/s值為0.15±0.02、水濃度為4土1%的混酸。配制混酸過程中溫度控制在35。C以下。在常溫條件下，混酸和氯苯由微量平流泵連續(xù)泵入微反應(yīng)器(附圖1所示的反應(yīng)器)并在微反應(yīng)通道內(nèi)進行反應(yīng)。本實施反應(yīng)物料硝酸和氯苯的摩爾比為2.08，反應(yīng)器的液時空速1516h"。反應(yīng)產(chǎn)物連續(xù)流出反應(yīng)器，流出反應(yīng)器的產(chǎn)物溫度為36°C，并于分離器中靜置分層，分出酸液，酸液采取適量水(用量約廢酸體積的1/101/20)稀釋熔出法回收二硝基氯苯，有機相進行熱洗，即先水洗、堿洗最后水洗至中性，稱量酸液中回收有機產(chǎn)物的質(zhì)量與有機層中產(chǎn)物的質(zhì)量比為15.7，各取少樣后，將從有機層中得到的有機物和從酸相層中回收的有機物以熱水混勻，冷卻分去水層干燥結(jié)晶得二硝基氯苯。有機層、酸液層及混勻后的硝基氯苯產(chǎn)物分析數(shù)據(jù)見表l。實施例2過程與混酸組成同實施例1，反應(yīng)器控溫8(TC，硝酸與氯苯摩爾比為2.22，反應(yīng)器的液時空速1485h"，反應(yīng)器產(chǎn)物出口溫度89。C，僅對產(chǎn)物有機層中的組成作分析。實施例3過程同實施例1，混酸n/s值為0.30土0.02，水4±1%，反應(yīng)器分別在常溫和8(TC下控制，反應(yīng)器出口處的溫度分別為3TC和124°C，反應(yīng)物料硝酸對氯苯的摩爾比在兩不同溫度條件下分別為1.94、2.10，反應(yīng)器內(nèi)液時空速分別為1695h—1656h"，僅對產(chǎn)物有機層中的產(chǎn)物組成作分析，表1示。實施例4過程同實施例1，混酸n/s值為0.50±0.02，水4±1%，反應(yīng)器在8(TC下控制，反應(yīng)器出口處的溫度134t:，反應(yīng)物料硝酸對氯苯的摩爾比2.37，一反應(yīng)器內(nèi)液時空速511h人僅對有機層中的產(chǎn)物組成作分實施例14的氯苯轉(zhuǎn)化率及二硝基氯苯的選擇性反應(yīng)結(jié)果列于表l中。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>盡管在以上的說明中詳細述說了本發(fā)明及其實施結(jié)果，本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可理解想到的變換或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的包含范圍之內(nèi)，因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求書的保護范圍為準(zhǔn)。權(quán)利要求1.一種二硝基氯苯的合成方法，在帶有兩個進口和一個出口的微反應(yīng)器中進行反應(yīng)，其特征在于1)以硝酸和硫酸的混合酸為硝化劑，硝化劑中硝酸和硫酸的物質(zhì)量比、即n/s值為0.1～0.5，硝化劑含水量小于10wt％；2)反應(yīng)物料混合酸和氯苯兩股物料流經(jīng)由計量泵同步輸送至微通道反應(yīng)器的兩個進口中，控制硝酸和氯苯的摩爾比為1.6～2.4；3)兩股原料液在微通道反應(yīng)器中接觸、混合并反應(yīng)后，從反應(yīng)器的出口處流出，進入分離器；微通道反應(yīng)器的液時空速LHSV為500～8000h-1；4)將分離器中的反應(yīng)產(chǎn)物靜置分層、分離水相和有機相，并回收水相中硝化產(chǎn)物，有機產(chǎn)物經(jīng)洗滌、干燥、結(jié)晶純化得二硝基氯苯。2.按照權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于所述硝化劑中硝酸和硫酸的物質(zhì)量比為0.10.3，含水量小于等于5wt。/。；硝酸和氯苯的摩爾比為2.02.4;反應(yīng)溫度常溫至130°C。3.按照權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于對應(yīng)于反應(yīng)器液時空速范圍下的反應(yīng)壓力為0.10.2MPa。4.按照權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于包括從產(chǎn)物水相中回收溶解的高純度二硝基氯苯的過程，所述產(chǎn)物有機相與回收的有機產(chǎn)物的質(zhì)量比通常為1:1020;產(chǎn)物分離及水相濃縮提純可借助于常規(guī)方法與設(shè)備進行，廢酸濃縮提純后可重復(fù)使用。5.按照權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于當(dāng)允許產(chǎn)物中含一硝基氯苯質(zhì)量濃度在20%及以下時，物料配比可為，1)混酸n/s值為0.10.3，含水量10wt。/。以下，硝酸與氯苯摩爾比1.6~2.0;或2)混酸n/s值為0.3~0.5，含水量10wt%以下，硝酸與氯苯摩爾比2.0~2.4。6.—種用于實現(xiàn)權(quán)利要求1所述合成方法的微通道反應(yīng)器，其特征在于包括兩塊封板和一片微通道板；位于微通道板上的至少三條微通道，即至少兩條進口通道，和分別與進口通道相連的至少一條反應(yīng)通道；進口通道分別與兩個進口相連，反應(yīng)通道與出口相連；且至少一條進口通道與反應(yīng)通同處于微通道板的一側(cè)。7.按照權(quán)利要求6所述的微通道反應(yīng)器，其特征在于所述兩條進口通道分別處于微通道板的二側(cè)。8.按照權(quán)利要求6所述的微通道反應(yīng)器，其特征在于所述進口微通道與反應(yīng)微通道特征尺寸可一致，也可不同；每條進口通道可設(shè)置分支，當(dāng)進口通道設(shè)一條以上的分支時，分支通道以圓弧形結(jié)構(gòu)與上級微通道相連，且微通道的當(dāng)量直徑尺寸可逐級遞減，遞減幅度為0-80%;與反應(yīng)通道相連的至少兩條進口通道間的夾角可以是任意角度，反應(yīng)通道的水力直徑范圍應(yīng)在lmw以下；微通道長度范圍為0.250c附；所述反應(yīng)通道經(jīng)出口通道與出口相連；其中進口通道加上出口通道的長度占進口和出口間總長度的1/32/3。9.按照權(quán)利要求8所述的微通道反應(yīng)器，其特征在于所述與反應(yīng)通道相連的至少兩條進口通道間的夾角為0180°;反應(yīng)通道的水力直徑為0.10.5ww;微通道長度范圍為220cw。10.按照權(quán)利要求6所述的微通道反應(yīng)器，其特征在于所述二塊封板上至少分別設(shè)置有1個加熱孔及測控?zé)崤疾蹇?；所述封板與微通道板之間以不銹鋼螺栓連接密封或采用真空擴散焊接；所述反應(yīng)器出口以導(dǎo)出管接產(chǎn)物分離裝置，且該導(dǎo)出管可置于常溫下，也可浸于冷卻液中。全文摘要本發(fā)明涉及一種氯苯一步合成二硝基氯苯的方法及微通道反應(yīng)器。該法以氯苯和硝酸/硫酸(n/s)的混合酸為起始反應(yīng)物料，物料流由計量泵同步輸入到微反應(yīng)器中，并在反應(yīng)通道內(nèi)完成混合傳質(zhì)及反應(yīng)過程。反應(yīng)混合酸中物質(zhì)量組成為0.1～0.5n/s，及小于10％(質(zhì)量)的水。所用微通道反應(yīng)器采取不銹鋼平板結(jié)構(gòu)，包括固定壓封板、微通道板、原料入口和產(chǎn)物出口及位于兩塊封板上的溫控孔道與熱偶測控插孔。本發(fā)明在強硝化酸工藝條件下連續(xù)操作，過程安全。在常溫至80℃反應(yīng)器操作溫度內(nèi)二硝基氯苯選擇性大于99.5mol％，其中2，4二硝基氯苯的選擇性大于98mol％。文檔編號C07C201/00GK101544568SQ200810010790公開日2009年9月30日申請日期2008年3月28日優(yōu)先權(quán)日2008年3月28日發(fā)明者焦鳳軍,權(quán)袁,趙玉潮,陳光文申請人:中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所