1.介质用途及危险性分析

硝基苯是一种无色油状透明液体^[1]，分子式是C₆H₅NO₂。工业品因含杂质而呈微黄色，具有苦杏仁油的特殊臭味。熔点5.7℃ ，凝固点5.85℃，沸点210.9℃，相对密度1.2037（20℃），闪点90℃，自燃点495℃。微溶于水，密度比水大。易溶于乙醇、乙醚、苯、甲苯等有机溶剂。遇明火、高热会燃烧、爆炸。与硝酸反应剧烈。其水溶液有甜味，能随水蒸气蒸发。

硝基苯是重要的基本有机化工原料，经催化加氢或铁粉还原可得苯胺，由苯胺进而生产各种有机中间体，广泛应用于合成皮革（MDI）、橡胶、染料、医药、农药、军事及其他工业硝基苯在液碱存在下，经锌糊还原生产氢化偶氮苯，再经重排而得联苯胺（目前国际上已限制），用于生产直接黑EW和联苯胺黄等各种染料和有机颜料；经三氧化硫或发烟硫酸磺化、中和可得间硝基苯磺酸钠，用于染料助剂、船舶除锈剂、电镀退镍剂和染料、医药中间体；在甲醇、氢氧化钠存在下，经锌粉还原生产偶氮苯，用于联苯染料和橡胶硫化促进剂；由硝基苯再经混酸硝化，可得间二硝基苯，用于有机合成制造染料、农药及医药等；在铁屑存在下经氯气氯化而得间硝基氯苯，用于制造间氯苯胺（橙色基GC），也用于医药、农药及香料工业等^[2]。

硝基苯的生产绝热硝化过程中，主要的副产品是单一的二硝基酚和苦味酸和邻位二硝基酚。如果蒸馏步骤去除高沸点杂质，副产品可以集中使用。在目前的工作中，利用差示扫描量热法(DSC)和加速量热法(ARC)相对于纯物质来调查他们的热稳定性，可得知硝基苯的代表性样本包含二硝基苯（占20 - 30%），二硝基酚（不到1%），苦味酸（1%），和氢氧化钠（1%）。电弧数据的分析表明，硝基苯混合物（包含质量可达20%的二硝基苯）短期接触到温度208℃时不应该构成严重失控反应风险。应该注意的是，如果混合物最初温度在238℃，结果表明在不到两天的时间里，这些混合物可以导致裂解炉热失控。因此，研究结果表明，在温度高于208℃时，硝基苯混合物的初始温度和热损失是影响系统稳定性的关键参数。硝基苯混合物相比于纯硝基苯，纯二硝基苯则表现出在分解时更高的初始温度和更大的焓变值。含有杂质的或两者混合的混合物将使硝基苯混合物的热稳定性降低。因此，在工业硝基苯真空蒸馏装置上，提供一种安全的方式泄压和对提供真空热资源的硝基苯真空蒸馏装置紧急停车是明智的预防措施^[8]。

硝基苯生产中硝化反应生成的水使原料混酸的浓度降低，不能满足反应需要。为了重新利用这部分混酸，需对其进行提浓处理。在提浓过程中释放出大量含有苯、硝基苯、氮氧化物的有毒有害气体，这些气体是重要的大气污染源，对入体和动植物的危害极大。因此对这部分废气的处理成为环境保护的重要任务之一，也是硝基苯工业生产装置得以运行的首要条件。目前氮氧化物的处理方法有催化还原法、液体吸收法、等离子体活化法、吸附法等。在以上方法中催化还原法和等离子体活化法工艺复杂，处理成本高。吸附法不适合处理高浓度的氮氧化物，且在脱附过程中又产生了新的污染。而加压水吸收法能将氮氧化物转化为硝酸产品，工艺过程简单，技术成熟，在氮氧化物的治理中得到广泛应用。该法的主要缺点是：吸收后尾气中氮氧化物的浓度仍然较高，为了解决此问题，有关专家进行了废酸提浓尾气补氧加压水、双氧水串级吸收治理氮氧化物的研究^[21]。

2.硝基苯国内外研究及需求预测

硝基苯自1843年由英国科学家米尔斯琪第一次硝化制取，并于1856年在英国实现工业化生产，迄今已有一百多年历史。作为最早发展起来的化学工业原料之一，硝基苯在有机化工原料工业中一直占有重要地位。

硝基苯是一种重要的基本有机中间体，是工业上制备苯胺和苯胺衍生物的重要原料，同时也被广泛用于橡胶、涂料溶剂等，在我国90%以上用于生产苯胺，其余应用于生产间二硝基苯，间氨基苯磺酸以及医药和燃料等方面。作为绿色消化方法的以固体酸催化苯的气相硝化工艺，随着研究的深入，必将逐步完善显示其先进性，气相催化硝化生产硝基苯工艺的工业化，将会对硝基苯的生产技术带来重大突破，产生显著的经济效益和社会效益。

目前硝基苯的生产方法主要有两种：直接硝化法和绝热硝化法。

绝热硝化法是由美国氰胺公司和加拿大工业公司联合开发，并在美国罗比康公司和第一化学公司建成了工业生产装置。该法是将过量苯和硝酸与硫酸的混合物加至一组反应器中，与135度和0.5Mpa压力下进行连续硝化反应，将反应物与稀硫酸分离，反应产物经中和水洗和精致得到成品硝基苯，稀硫酸在真空下闪蒸出水后压缩至70--75%循环使用。该工艺突出优点在于反应热被稀硫酸吸收，硝化反应器内不需设置复杂的冷却系统，节省了浓缩所需的大量能耗。该工艺还不能在国内普遍推广，主要障碍是对设备材料的苛刻要求及昂贵的工程造价。