硝基苯基础知识
1、硝化反应常用的硝化剂是硝酸和硫酸的混合物酸，简称混酸，试述用混酸进行硝化反应的机理。 答：用混酸进行硝化反应公认的机理包括下列反应程序：
1）硝酸在硫酸中离解，产生硝酰阳离子N +O 2它是真正进攻芳烃的亲电质点 HONO 2 + 2H 2SO 4 → H 3O + 2HSO 4- + N +O 2
硝酸 硫酸 负离子硫酸氢离子 硝酸酰阳离子
2）硝酰阳离子向芳环进攻，先与大∏电子云形成不稳定的结合，即形成所谓∏络合物，以苯的一硝化为例，可用下式表示；
3）生成的∏络合物不稳定，一部分逆反应又变成原始物质，另一部分向芳环上络合物，可用下式表示； 4）生成的δ络合物，由于硝基的强吸电子性，在定域的碳原子上排拆质子氢而使之游离，结果生成了硝基苯。
5）游离的质子氢又与硫酸氢离子结合成硫酸，所以称硫酸氢离子为质子接受体。 H + + HSO 4- → H 2SO 4
2、烃的硝化反应为什么目前工业上都用混酸做为硝化剂？ 答：用混酸做硝化剂有下列优点和作用：
（1）硝化反应是一个生成水的反应，如果单独用硝酸做硝化剂生成的水很快被稀释，硝化反应也就很快停止了，因而硝酸就不可能的全部被利用，混酸的硫酸有强的吸水作用，可以使硝酸最大可能地被利用。 （2）硝化反应是一个大盘放热反应，而有机物一般热容量较小（0.3-0.4千卡/公斤﹒℃），它又是热的不良导体，反应的热量不易放出，当用混酸做硝化剂时，由于大量硫酸的存在，它是热的良导体，又有较大的热容量，因而反应生成的热量较容易传出，而且使反应较平稳。
（3）单独使用硝酸硝化时，由于浓稀硝酸的腐蚀性很强，因而必须选用特殊材料的储存、运输、反应和分离设备以及管道，当酸中加入一定量的硫酸以后，例如废酸的硫酸达70%以上时，使用铸铁材质的设备就可以应用了，当废酸的硫酸浓度70%以上时，甚至选用碳钢设备也可以生产，所以用混酸做硝化剂还有一定的抗腐蚀作用。
（4）实际上当将硝酸和硫酸混合成一定组成的硝酸以后，已如题中所谈到的，其中的硝酸几乎百分之百的离解成硝酰阳离子，是它直接和芳环进行硝化反应，所以又可以说硫酸在硝化反应过程起着加速反应的催化作用。
3、什么叫混酸的硫酸脱水值？怎样计算脱水值？
答：混酸中的硫酸和混酸中的总水——包括混酸中代入水和硝酸生成水之和的比值称谓混酸的硫酸脱水值，常用“DVS ”来表示，即：脱水值（DVS ）=混酸中硫酸/（混酸中代入水+硝酸生成水） 4、一种硝化混酸，它的组成H 2SO 4：52%，HNO 3：44%，H 2O ：4%，求它的脱水值。 解：DVS=52/（4+44×18/63）=3.03
5、一种硝化混酸，它的组成为：H 2SO 4：64.5%，HNO 3：30%，H 2O ：5.5%，试求这种混酸的脱水值。 解：DVS=64.5/（5.5+30×18/63）=4.58 6、混酸的硫酸脱水值高低代表什么？
答：混酸硫酸脱水值的高低，代表着这种混酸硝化能力的强弱，脱水值越高，混酸中HNO 3离解成硝酰离子的数量越多，硝化的反应速率越快，也就是硝化能力越强。 7、什么叫高水混酸和低水混酸？两者在生产过程中有什么利弊？
答：同一硫酸脱水值的硝化混酸，它的组成可以在很大的范围内变动，例如脱水值等于3的混酸，它的硝酸可以从0-53%，而水可以从0-25%，一般我们人为的将含水大于12%的混酸称谓高水混酸，含水小于4%的混酸叫低水混酸。
在脱水值一定的条件下，高水混酸中含有的硝酸百分率低，这种混酸反应较缓和，在一定的硝化设备内使用这类混酸时，在主反应段（即边疆过程的加料反应器，间断过程的加料段）的转化率较低，可以控制在较低的温度下加料，反应缓和，较易控制，生成串联反应及其他反应较少，硝酸不易分解。因此，高水混酸特别适用于一硝化作业，它唯一的缺点就是在间断混酸时工作量较大。但如果采用连续混酸，或锅外预
混（废酸和低水酸连续进入反应前混合），这个问题就解决了。 低水混酸中含水少，硝酸浓度高，一定量的硝酸其混酸占有的容积较小，在间断作业时可提高设备利用率，但容易发生串联反应和其它付反应尤其在一硝化作业时缺点很多，不宜采用。 8、在芳烃的一硝化过程，怎样减少串联反应使产物中尽量少的生成二硝基物？
答：在一硝化过程减少二硝基物生成是最关键的环节是降低主反应段的转化率，例如苯的一硝化如果主反应的转化率减少1%，二硝基苯的生成量可以降低0。81倍，氯苯的一硝化如果主反应段的转化率减少1%，二硝基苯的确良生成量可以降低0。57倍，甲苯的一硝化如果主反应段的转化率减少1%，二硝基甲苯的生成量可以降低一倍左右。
采用下列方法之一或联合采用，都可以降低主反应的转化率： 1） 降低主反应段的温度；
2） 减少反应物料在主反应段的停留时间； 3） 采用高水或较低硫酸脱水值的混酸； 4） 配料时硝酸不理论量；
5） 循环适当量的冷循环废酸。
9、为什么降低主反应段的温度可以减少一硝化过程二硝基物的生成量？
答：硝化反应是一种强烈的放热反应，反应温度较高，越容易起反应，结果在主反应段的介质中，反应了的一硝物浓度越高，这些反应了的一硝基物和新鲜混酸接触，较容易生成二硝基物，如果将反应段的温度降低，则反应了的一硝基物浓度较低，NO 2+与一硝基物互相碰撞的几率较少，而与未反应的芳烃接触碰撞的几率较多，所以生成二硝基物的几率就少了。
10、为什么减少物料在主反应段的停留时间，可以减少二硝基物的生成？
答：当反应了的一硝基物生成了以后，如果较快地脱离与新鲜混酸接触的机会，则串联反应而生成二硝基物的几率就少了。
11、为什么采用高水混酸可以减少二硝基物的生成？
答：硫酸脱水值一定而含水较多的混酸，它的组成中硝酸的浓度较低，也就是说反应介质中硝酰阳离子的浓度较低，和有机物的碰撞频率减少，因而可以减少二硝基物的生成量。
12、为什么脱水值较低的混酸，在反应温度相似的条件下，二硝基物的生成量较少？
答：已如问题（11）所述，硫酸脱水值的高低，代表着硝化能力的强弱。因此，在采用较低硫酸脱水值的混酸时，反应介质中硝酰阳离子的浓度较少，因而与一硝基物发生碰撞的几率较少，二硝基物的生成量也就相应的少了。
13、为什么向主反应段加冷的循环废酸可以减少二硝基物的生成量？ 答：向主反应段加入适量的冷循环废酸，不但可以降低主反应段的温度，减少物料在主反应段的停留时间，而且降低了硝酰阳离子的浓度，减少了反应生成的一硝基物与硝酰阳离子的接触机会，因而是最有效的减少二硝基物的措施。
14、为什么硝酸配比不足理论量时二硝基物生成较少？
答：在配料时如果硝酸不足理论量，则必定在反应介质中存在着较多的未被硝化的芳烃，这样在主反应段生成的一硝基物被稀释着，他们与新鲜混酸中硝酰阳离子碰撞的几率较少，因而二硝基物生成的较少。 15、在配料时如果硝酸比理论量超过较多，有那些特点？ 答：硝酸比理论量超过过多时，还有下列缺点：
（1）废酸中剩余过多的硝酸，在萃取时会使萃取液中含有较多的一硝基物这种含一硝基物较多的萃取液返回硝化反应器做加料时，等于器外提前转化，相当于提高了主反应的转化率，又增加二硝基物生成的机会。
（2）实验及生产证明，废酸中含有的硝酸和有机物含有的硝酸是有一定比例关系的，例如苯硝化废酸中含有硝酸1%，酸性硝基苯中含硝酸0。95%左右。氯苯一硝化废酸1%，酸性硝基氯苯中含硝酸0。65%。甲苯一硝化废酸中含硝酸1%，有机相中含硝酸还多于1%。这样一来，不但使中和脱酚和洗涤过程损失较多的硝酸和碱水，增加了废水量，提高了生产成本。
（3）由于废酸中剩余较多的硝酸，使废气中排出氮的氧化物，不但污染大气和周围环境，而且增加了对
设备的腐蚀。
16、在硝化过程中生成了巴特盖络合物怎么办？
答：巴特盖络合物遇硝酸就分解，因此，在硝化或萃取废酸过程生成了这种物质，加入适量混酸或多些的循环废酸就可以将它破坏了。如在废酸萃取生成紫色或红色物质，证明废酸中没有硝酸了。应减小有机物投料量，一般情况下一硝废酸萃取产生巴特盖络合物并不乳化，可以正常进行操作，在二硝废酸萃取使如发生乳化，可用少量混酸（间断）或增加硝酸配比来解决。 17、应从什么步骤着手减少巴特盖络合物的生成？ 答：生成巴特盖络合物的必要条件是废酸中含有亚硝酰硫酸，因此，在硝化过程减少巴特盖络合物的生成，必须较少亚硝酰硫酸的生成。
亚硝酰硫酸是在硝化过程生成硝基酚类付反应的伴生物，生成一个分子的硝基酚，就生成一个分子的亚硝酰硫酸。因此，应从减少硝基酚类付反应着眼。来减少或杜绝巴特盖络合物的生成。 18、在硝化过程影响基酚类副反应的因素有哪些？
答：实验证明：硝化反应温度越高，硝酸配料不足理论量，混酸的硫酸脱水值高，混酸中的硝酸浓度高，都会增加硝基酚类的生成。因此，采用较低的温度进行硝化反应，并适量大的循环废酸或采用高水混酸，是减少硝基酚类生成的有效措施。
19、在硝化过程生成硝基酚类过多有什么危害？ 答：有下列危害：
（1）增加了物料损失。
（2）增加了硝化废水的毒性，含有多硝基酚类的废水较难生化处理。 （3）生成的多硝基物如果与硝基物没有分离干净，容易使产品变色。
（4）多硝基酚的金属盐（酚淦）尤其是铁盐、钙、镁盐脱水后安定性很差，容易分解而产生爆炸影响后处理过程的安全。
20、芳烃的一硝化产物为什么需要中和水洗？ 答：硝化完了与废酸分离后的硝化产物中，尚含有一定量的硝酸和微量硫酸，还有副反应生成的硝基酚类，必须在后处理精制前将它们去除，加碱和水洗的目的有二：（1）去余酸；（2）脱酚。 21、碱性硝化洗水为什么常呈红棕色？ 答：加碱后的硝化洗水中，含有一二三硝基酚类的钠盐，其中硝基与氧钠基相邻的各种硝基酚类多呈红色，因生成的硝基酚类中都存在邻硝基酚类的钠盐，他们溶解在水中后，就是碱性洗水变红棕色了。 22、试说明硝基苯的主要物化性质数据如下：
分子式：C 6H 5NO 2 结构式：C 6H 5--- NO2 分子量：123.112 沸点：210。85℃ 熔点：5.75℃ 临界温度：445.3℃ 临界压力：43.4大气压
答：硝基苯生产中主要包括下列工序：
（1）混酸配制工序：此工序可以将原料硫酸、硝酸和废酸间断预混，也可以连续配制，它的目的是用原料酸配制成符合苯—硝化条件需要的混酸。
（2）硝化工序：此工序是用混酸、含硝基苯的苯（酸性苯或苯洗后油）和一定比例的循环废酸，在硝化反应器内进行苯的一硝化反应，以得到符合工艺要求的硝基苯。
（3）硝化产物的分离工序：从反应器出来的硝化产物，在分离器内进行分离以使硝基物料和废酸分离。 （4）废酸萃取工序：硝化分离后的废酸中，含有少量剩余硝酸和溶解的硝基苯，在搅拌和保持一定的温度下，向硝化器内加入到硝化加料平衡的苯与之反应和物理萃取，以使废酸中尽量少的带走硝基物和硝酸，分离后得到的废酸除少部经冷却循环废酸使用外，其余去浓缩脱水而成较浓的硫酸。分离后得到的含硝基苯的苯，供硝化工序加料用。
（5）中和水洗工序：将硝化分离后的酸性硝基苯使在中和器内与稀的碱水进行中和余酸和脱酚，然后经分离后的硝基苯再进行水洗，以去掉含酚的碱性洗水，得到中性无酚的粗硝基苯，然后送去初馏。 （6）初馏工序：将中和后含有少量水和苯的粗硝基苯，进行加热减压蒸馏，以脱去水和轻组分苯等。 （7）精馏工序：将脱去轻组分的粗硝基苯进入精馏塔，在减压下进行精馏，蒸出工业纯的精制硝基苯，定期的排出含二硝基苯，二硝基噻吩热敏聚合物及硝基苯等的焦油。
（8）废酸浓缩脱水工序：将萃取后的硝化废酸在减压下加热脱水和蒸出或分解有机物和氮氧化物。
（9）硝基苯的包装工序：外销部分的硝基苯经装桶后销售。 24、苯一硝化对混酸有什么要求？
答：苯的一硝化是一个较易进行的硝化反应，在混酸的硫酸脱水值不太高的情况下，反应就较易完成，一般代表硝化强度概念的硫酸脱水值（DVS ），在2.2左右就可以了。为了使反应缓和，在硝化过程消除废气，并使二硝基物生成很少，采用高水混酸是有利的，高水混酸即混酸在硫酸脱水值不变的前提下，含水15%以上的混酸，高水混酸可以在混酸罐预先配制，也可以用循环废酸的办法在硝化器内或进入硝化器前配制。 25、在硝化刚开车时，如果硝化锅是空的，应当按什么程序进行开车？为什么要这样开车？ 答：在硝化设备都完好的前提下，应当先将第一个硝化锅间断开车，可按下列程序进行：
（1）先向硝化锅内加入1/2体积左右的废酸，然后再加计算体积的苯或含硝基苯的酸性苯，在搅拌冷却情况下，然后慢慢加入混酸，控制加混酸温度不超过规程规定的范围，一般可控制在50℃以下。
如果刚开车时没有废酸，要先向硝化锅内加入计算量的苯或酸性苯；所谓计算体积，是指酸性苯和混酸加完后，在搅拌状态下总体积接近溢流口，然后再按上述加混酸。
（2）混酸加完后，然后升温到70℃左右进行维持搅拌1小时，取样分析有机物中含未硝量，如果硝基苯中未硝化物接近合格，则可以降温到连续时的加料温度，开始连续投料。
先向硝化锅内加废酸和苯，后控制温度再加混酸的目的，是避免过多的生成二硝基苯。 26、苯的一硝化过程为什么要加循环废酸？ 答：（1）冷却作用——由于废酸可以预冷却，而且它有较大的热容量，所以加入冷的循环废酸以后，可以吸收较多的反应热，因而可以降低1#锅的反应温度，从而降低了主反应锅苯变成硝基苯的转化率，达到降低二硝基苯的生成量和减少硝酸分解的作用。
（2）吸收作用——因为加入的废酸中含有很少的硝酸，而且温度较低，所以可以溶解一定量的氮的氮化物，从而达到消除硝化废气的作用。
（3）稀释作用——因为废酸中含有很少的硝酸，所以加入一定量的循环废酸以后，使混酸中的硝酸显著降低，有利于硝化反应的缓和及减少串联反应和其它副反应的发生。 27、循环废酸为什么要用冷的？又为什么应当用萃取以后的废酸？
答：循环废酸主要作用之一是降低主反应段的转化率，在其它条件不变时，而降低反应温度是降低主反应转化率的最有效措施。加循环废酸所以能降低主反应段温度重要原因之一，因为它的热容量较大，能吸收反应热，则废酸的温度越低，能吸收的热量越多，越可以保持在低温下进行硝化反应。使用萃取后的循环废酸一则含有硝酸很少，二则含有硝基苯也少，可以减少废酸与混酸预混时二硝的生成。同时由于萃取温度较低，等于预冷却。
28、循环废酸加入量以多少为宜？为什么？
答：在目前的四锅串联设备条件和生产能力下，以加入混酸1. 5～2倍的循环废酸为宜，过多了停留时嫌不足，未硝化物可能提高，过少了，主反应锅的温度升高，1#锅的转化率也要增加，二硝基苯的生成量也要增多。
29、目前1#锅的容积比2#、3#、4#锅都小，这是为什么？
答：1#体积较小的目的，是为了降低主反应锅的苯转变成硝基苯的转化率，有利于少生成二硝基苯，计算和试验都证明，主反应锅的转化率降低1%，二硝基苯生产率将下降0.81倍, 例如在混酸相同的条件下，当1#锅的转化率为90%时，二硝基苯生成率是0.4%，如果1#锅的转化率下降到80%，则一硝基苯中含二硝为0.4%÷0.81(90-80)≈0.05%。
30、在一硝化过程如果硝化锅串联形式采用变容积的先大后小会发生什么情况？
答：将生成较多的二硝基苯，因为1#锅的容积大，则物料在其中的停留时间长，苯变成硝基苯的转化率提高，加入含硝酸浓度较高的混酸和高浓度的硝基苯接触，势必增加分子碰撞的几率，易于多生成二硝基苯。 为此，以生产一硝基苯为目的硝化作业，在采用变容积串联硝化设备时，硝化锅的安排应当先小后大，不宜先大后小。
31、在苯硝化过程如果硝酸过剩量过多，会有什么害处？为什么？ 答：硝酸过量太多时有下列主要害处：
（1）使生成二硝基苯较多，因提高了1#锅的转化率，在2#、3#、4#甚至在分离器中生成二硝基苯。
（2）使生产过多的硝化废气，即污染环境，又损失原料。
（3）使酸性硝基苯中含有较多的硝酸（硝酸在废酸中和有机物中之比近于1），这样不但增加了洗水和碱水量，增加了难以处理的废水也是浪费了硝酸。
因此，合理的硝化工艺，应在保证未硝化物合格的条件下，尽量降低硝酸过剩量，从最后硝化锅出来的废酸中含硝酸以下不超过0.6%为宜。
32、在苯的一硝化过程中，设苯的转化率为99.2%，加抽取前前废酸量为混酸量的2倍。硝酸再生产过程中很少分解，废气中硝酸很少，可以忽略不计，硝化完毕，废酸中含硝酸0.8%，硝基苯和废酸中硝酸的分配比等于1，求配料中的硝酸过剩量。
混酸组成为：HNO 3：46%； H 2SO 4：46%； H 2O ：8% 解：基准：每小时生产硝基苯1000公斤计。
每小时理论上需硝酸：C 6H 6 + HNO 3 → C 6H 5ON 2 +H2O 78 63 123
X 1000×99.2% X=1000×0.992×63/123≈508公斤 每小时理论上需硝酸：508/0.46≈1104公斤
每小时理论上生成废酸量：1104×46%+1104×0.08+1104×46%×18/63=741公斤
实际近似生成废酸量:1104×0.46+1104×0.08+(1104×0.46-741×0.008) ×18/63+741×0.008=746公斤 每小时硝基苯和废酸中共剩余硝酸量：1000×0.08+746×0.008=14公斤 硝酸近似过剩量为14/508×100%≈2.8% 33、在苯的一硝化过程，如果硝化阶段的总转化率达99.2%，经水洗中和萃取损失约1%，废气及库损约0.5%，精馏等损失约1.5%，求苯的理论单耗和实际单耗（二硝生成不计） 解：苯的理论单耗为：78/123≈634公斤 设以投入苯1000公斤为基准： 则：得到酸性硝基苯（不计酸）
1000×0.992×123/78+1000×0.008=1572公斤 经水温中和后实得：1572×（100-1）%=1556公斤 经废气处理得： 1556×0.995=1548.5公斤
经精馏后实得： 1548.5×（100-1.5）%=1525公斤 苯的实际单耗为： 1000/1525×1000≈656公斤
34、1983年全年平均苯的单耗为655公斤，求苯的总利用率？ 解：苯的理论单耗为：634公斤
苯的实际单耗为：655公斤
则苯的利用率为：634/655×100%≈96.8%
35、1983年硝基苯的硝酸单耗平均为563公斤，求硝酸的总利用率？ 解：硝酸的理论单耗为：63/123÷0.98≈522.3公斤
硝酸的实际单耗为：563公斤
硝酸的利用率为；522.3/563×100%=92.8%
36、从例（34）和例（35）中证明生产中存在什么问题？怎样解决？
答：从两例看，硝酸的总利用率比苯少（96.8-92.8）%=4%，两种原料利用率不同步，而且从消耗的途径看，应当苯多于硝酸，因硝基苯的精馏损失较高，而硝酸仅是库耗，混酸和硝化过程损耗，水洗中和损耗等，令硝酸单耗比苯多4%，证明在下列方面有漏洞，应研究改进： （1）硝酸进库计量和核算不准，原料部门以少算多。 （2）库耗太多或跑酸。 （3）混酸损失太多。
（4）硝化配料时硝酸超过理论量太多，大量硝酸被水带走。 37、在硝化加料时如果硝酸超过理论量太多，还有哪些害处？
答：当硝酸超过理论量太多时，在硝化终了后的有机相和废酸中都含有较多的硝酸，使在硝化分离器的界面继续发生局部反应，将进一步产生二硝基苯，且溶解在酸性硝基苯中的硝酸被水洗掉，既浪费原材料，又制造了较多的洗涤废水，增加了硝基苯的溶解损失。
38、苯硝化时，苯的转化率99. 2%，循环抽取前的废酸到1#锅，抽取前废酸中含硝酸2. 5%，废酸量为混酸量的2倍，废气损失硝酸不计，求硝酸的近似过剩量，混酸组成为HNO 3：46%，H 2SO 4：46%，H 2O ：0. 8%，硝酸在两相中分配相等
解：基准：每小时生产硝基苯1000公斤
混酸理论需要量X=10000×0.992×63/123×0.46=1104公斤 硝酸理论需要量Y=1104×0.46=508公斤
设实用混酸量为Z ，在实际生成废酸量为：Z-508+508×0.286 则：（Z-1104）×0.46/Z-508+508×0.286×1000=2.5% 即：0.46Z-508/Z-362.7+1000=0.025 得：Z=1204.4公斤
比理论多加混酸：1204.4-1104=100.4公斤 比理论多加硝酸：100.4×46%=46.2公斤 硝酸过剩量为：（46.2+508）/508-1=0.091=9.1% 39、苯的硝化过程中，有机相和无机相的相比以多少为宜？设在反应温度下，在1#锅内废酸的比重为1.65，有机物的比重为1.15，苯的转化率为80%，求在题38的条件下，反应物料的相比。 解：基准：每小时生产硝基苯一吨 实际加入混酸量：1204. 4公斤 实际加入苯量：（以100%苯计）1000×78/123=634公斤 已转化了的苯量；634×80%=507.2公斤 剩余苯量： 634-507.2=126.8公斤 生成硝基苯： 507.2×123/78=799.8公斤 有机相重量： 799.8+126.8=926.6公斤 有机相体积： 926.6/1.15=806升
反应了的硝酸量：507.2×63/78=409.5公斤 生成了的水量： 409.5×18/63=117公斤
生成了的废酸量：1204. 4-409.5+117=911.9公斤
加入循环废酸量为二倍混酸量：2×1204. 4=2408.8公斤 合计酸相重量： 911.9+2408.8=3320.7公斤 1#锅废酸体积：3320.7/1.65=2013升 ∴有机相体积/无机相体积=806/2013=0.4
根据试验研究，从综合反应速率最佳看，想必为0.5～0.55，今反应速率少小于综合最佳反应速率，其优点是：主反应锅温度可低些，二硝基苯生成小，停留时间比较短了点。当硝化锅的总体积固定了的情况下，最大生产能力有所降低。如果停留时间富裕，对总转化率将无影响。 40、在苯的一硝化过程，严禁在停止搅拌下连续加料，这是为什么？
答：在停止搅拌下继续加料，将发生局部反应，会产生堆积大量反应热。如不及时发现，妥善处理，将产生严重冲料甚至爆炸等事故，需特别注意！
41、在硝化反应加料过程，如果反应温度急剧上升，应如何处理？能不能停止搅拌？
答：应立即停止加混酸和酸性苯，加大循环废酸量，继续冷却降温，但不准停搅拌器，否则发生局部过热而产生冲料或爆炸等严重事故！要及时查出温度上升原因，否则不能继续开车。 42、在硝化反应过程，如果大量冒出棕烟，这一般是什么原因？ 答：有下列主要原因：
（1）混酸过量太多，反应温度过高。
（2）加入物料中带水，或蛇管、加套等漏水；
（3）搅拌停止，局部过热。
43、硝化过程如果从各锅溢流管视镜观察到流出的物料呈现净白带黄的颜色，这是什么原因？
答：一般是由于物料中带入水或蛇管加套等部位漏入水所至，应及时检查废酸的总酸度，证实后采取措施解决漏水或带水的问题。
44、硝化过程如果从各溢流管视镜观察到流出的物料呈半透明，这是什么原因？
答：一般是由于硝酸不足的原因，应及时分析废酸中的剩余硝酸量，证实后立即调整混酸的加料量。 45、水洗中和后的分离中，在水的下层，硝基苯的上层常有一层絮状物，这是什么原因？
答：在硝化过程中的副反应产生了一定量的硝基酚类，而且是以二硝基酚为主，三硝基酚其次，一硝基酚较少的混合硝基酚，它们很容易与水含有的铁、钙、镁等离子形成水不溶性的酚铁、酚镁或酚钙。 46、上题的絮状物，如果带到精馏和脱焦工序，会有什么坏处？
答：上述絮状物中的酚铁、酚镁、酚钙等，都是属于多硝基的金属盐，它们脱水后的热稳定性很差，耐冲击感度也很灵敏，当它们的浓度达到临界值，有爆炸的危险性，另外，脱水后的这类物质，在温度较高时粘性很大，会吸附大量铁渣，污垢等物，冷却后变成类似水泥，质地坚硬，造成堵塞设备和管道，为此，在水洗中和以后的分离时，不要将这类絮状物分到硝基苯中去。
47、精硝基苯初馏蒸出水和苯时采用常压蒸馏和减压蒸馏那一种合理？为什么？ 答：水的常压沸点是100℃，苯是80.1℃, 两者的共沸点是69.25℃, 共沸组成是水:8.83%,随着真空的增加, 共沸点也下降, 例如当真空度在600mmHg ，苯的沸点只有36～38℃，一般工业汽水已不易冷却，需用冷冻水才可以回收苯，否则苯和水都大部分从真空系统跑掉，为此，为了降低混合液的沸点而采用减压蒸馏时，应考虑冷冻水的应用，否则将损失较多的苯。采用常压蒸馏可以不使用冷冻水，但再沸器的温度要较高，否则蒸发效率较低，而且在再沸器内增加热敏损失。从原料的减少损失蒸馏效果的良好看，应采用500～600毫米汞柱真空度，塔顶用0～10℃的冷水进行冷冻为佳，单独用500～700毫米汞柱真空下减压蒸馏而冷却不用低温水冷却，或单独用常压蒸馏回收苯，都不是最佳操作。 48、在蒸馏、精馏和脱焦油时为什么要控制回流？
答：硝基苯的初馏主要是从塔顶蒸出苯和水，而不让过多的硝基苯蒸出来，如果不回流，则是简单蒸馏，此时部分硝基苯也随着水和苯蒸出来，不但损失物料，而且减少了产量。
硝基苯的精馏是是将脱去水和苯以后的物料在减压下蒸出硝基苯，使二硝基苯、二硝基酚、一硝基噻吩等高沸物残留在再沸器中，如果塔顶冷凝液不回流进塔，也变成简单的蒸馏，达不到分离的目的。 蒸馏脱焦油的要控制回流的道理同上。 49、什么叫回流比？什么叫操作回流比？
答：使塔顶蒸出液中保持重组分能全部回流进釜量和塔顶的液相流量与采出量的比，叫做回流比。 设用 R 代表回流比 L 代表塔顶液相流量 D 代表采出量
则：R =L/D
50、什么叫最小回流比？什么叫操作回流比？
答：能保持塔顶组成不变的最小回流量与采出量之比，叫做最小回流比，常Rm 表示。最小回流比不能保持操作稳定，实际上操作时回流比要比最小回流比大1.1～2倍，这种在操作中应用的回流比叫做操作回流比，常用R 表示，即R=1.1～2Rm 。
51、精馏时如果回流比太大有什么害处？ 答：回流比太大的害处有： （1）过多的增加能耗； （2）塔的生产能力减少； （3）增加热量损失；
硝基苯基础知识
1、硝化反应常用的硝化剂是硝酸和硫酸的混合物酸，简称混酸，试述用混酸进行硝化反应的机理。 答：用混酸进行硝化反应公认的机理包括下列反应程序：
1）硝酸在硫酸中离解，产生硝酰阳离子N +O 2它是真正进攻芳烃的亲电质点 HONO 2 + 2H 2SO 4 → H 3O + 2HSO 4- + N +O 2
硝酸 硫酸 负离子硫酸氢离子 硝酸酰阳离子
2）硝酰阳离子向芳环进攻，先与大∏电子云形成不稳定的结合，即形成所谓∏络合物，以苯的一硝化为例，可用下式表示；
3）生成的∏络合物不稳定，一部分逆反应又变成原始物质，另一部分向芳环上络合物，可用下式表示； 4）生成的δ络合物，由于硝基的强吸电子性，在定域的碳原子上排拆质子氢而使之游离，结果生成了硝基苯。
5）游离的质子氢又与硫酸氢离子结合成硫酸，所以称硫酸氢离子为质子接受体。 H + + HSO 4- → H 2SO 4
2、烃的硝化反应为什么目前工业上都用混酸做为硝化剂？ 答：用混酸做硝化剂有下列优点和作用：
（1）硝化反应是一个生成水的反应，如果单独用硝酸做硝化剂生成的水很快被稀释，硝化反应也就很快停止了，因而硝酸就不可能的全部被利用，混酸的硫酸有强的吸水作用，可以使硝酸最大可能地被利用。 （2）硝化反应是一个大盘放热反应，而有机物一般热容量较小（0.3-0.4千卡/公斤﹒℃），它又是热的不良导体，反应的热量不易放出，当用混酸做硝化剂时，由于大量硫酸的存在，它是热的良导体，又有较大的热容量，因而反应生成的热量较容易传出，而且使反应较平稳。
（3）单独使用硝酸硝化时，由于浓稀硝酸的腐蚀性很强，因而必须选用特殊材料的储存、运输、反应和分离设备以及管道，当酸中加入一定量的硫酸以后，例如废酸的硫酸达70%以上时，使用铸铁材质的设备就可以应用了，当废酸的硫酸浓度70%以上时，甚至选用碳钢设备也可以生产，所以用混酸做硝化剂还有一定的抗腐蚀作用。
（4）实际上当将硝酸和硫酸混合成一定组成的硝酸以后，已如题中所谈到的，其中的硝酸几乎百分之百的离解成硝酰阳离子，是它直接和芳环进行硝化反应，所以又可以说硫酸在硝化反应过程起着加速反应的催化作用。
3、什么叫混酸的硫酸脱水值？怎样计算脱水值？
答：混酸中的硫酸和混酸中的总水——包括混酸中代入水和硝酸生成水之和的比值称谓混酸的硫酸脱水值，常用“DVS ”来表示，即：脱水值（DVS ）=混酸中硫酸/（混酸中代入水+硝酸生成水） 4、一种硝化混酸，它的组成H 2SO 4：52%，HNO 3：44%，H 2O ：4%，求它的脱水值。 解：DVS=52/（4+44×18/63）=3.03
5、一种硝化混酸，它的组成为：H 2SO 4：64.5%，HNO 3：30%，H 2O ：5.5%，试求这种混酸的脱水值。 解：DVS=64.5/（5.5+30×18/63）=4.58 6、混酸的硫酸脱水值高低代表什么？
答：混酸硫酸脱水值的高低，代表着这种混酸硝化能力的强弱，脱水值越高，混酸中HNO 3离解成硝酰离子的数量越多，硝化的反应速率越快，也就是硝化能力越强。 7、什么叫高水混酸和低水混酸？两者在生产过程中有什么利弊？
答：同一硫酸脱水值的硝化混酸，它的组成可以在很大的范围内变动，例如脱水值等于3的混酸，它的硝酸可以从0-53%，而水可以从0-25%，一般我们人为的将含水大于12%的混酸称谓高水混酸，含水小于4%的混酸叫低水混酸。
在脱水值一定的条件下，高水混酸中含有的硝酸百分率低，这种混酸反应较缓和，在一定的硝化设备内使用这类混酸时，在主反应段（即边疆过程的加料反应器，间断过程的加料段）的转化率较低，可以控制在较低的温度下加料，反应缓和，较易控制，生成串联反应及其他反应较少，硝酸不易分解。因此，高水混酸特别适用于一硝化作业，它唯一的缺点就是在间断混酸时工作量较大。但如果采用连续混酸，或锅外预
混（废酸和低水酸连续进入反应前混合），这个问题就解决了。 低水混酸中含水少，硝酸浓度高，一定量的硝酸其混酸占有的容积较小，在间断作业时可提高设备利用率，但容易发生串联反应和其它付反应尤其在一硝化作业时缺点很多，不宜采用。 8、在芳烃的一硝化过程，怎样减少串联反应使产物中尽量少的生成二硝基物？
答：在一硝化过程减少二硝基物生成是最关键的环节是降低主反应段的转化率，例如苯的一硝化如果主反应的转化率减少1%，二硝基苯的生成量可以降低0。81倍，氯苯的一硝化如果主反应段的转化率减少1%，二硝基苯的确良生成量可以降低0。57倍，甲苯的一硝化如果主反应段的转化率减少1%，二硝基甲苯的生成量可以降低一倍左右。
采用下列方法之一或联合采用，都可以降低主反应的转化率： 1） 降低主反应段的温度；
2） 减少反应物料在主反应段的停留时间； 3） 采用高水或较低硫酸脱水值的混酸； 4） 配料时硝酸不理论量；
5） 循环适当量的冷循环废酸。
9、为什么降低主反应段的温度可以减少一硝化过程二硝基物的生成量？
答：硝化反应是一种强烈的放热反应，反应温度较高，越容易起反应，结果在主反应段的介质中，反应了的一硝物浓度越高，这些反应了的一硝基物和新鲜混酸接触，较容易生成二硝基物，如果将反应段的温度降低，则反应了的一硝基物浓度较低，NO 2+与一硝基物互相碰撞的几率较少，而与未反应的芳烃接触碰撞的几率较多，所以生成二硝基物的几率就少了。
10、为什么减少物料在主反应段的停留时间，可以减少二硝基物的生成？
答：当反应了的一硝基物生成了以后，如果较快地脱离与新鲜混酸接触的机会，则串联反应而生成二硝基物的几率就少了。
11、为什么采用高水混酸可以减少二硝基物的生成？
答：硫酸脱水值一定而含水较多的混酸，它的组成中硝酸的浓度较低，也就是说反应介质中硝酰阳离子的浓度较低，和有机物的碰撞频率减少，因而可以减少二硝基物的生成量。
12、为什么脱水值较低的混酸，在反应温度相似的条件下，二硝基物的生成量较少？
答：已如问题（11）所述，硫酸脱水值的高低，代表着硝化能力的强弱。因此，在采用较低硫酸脱水值的混酸时，反应介质中硝酰阳离子的浓度较少，因而与一硝基物发生碰撞的几率较少，二硝基物的生成量也就相应的少了。
13、为什么向主反应段加冷的循环废酸可以减少二硝基物的生成量？ 答：向主反应段加入适量的冷循环废酸，不但可以降低主反应段的温度，减少物料在主反应段的停留时间，而且降低了硝酰阳离子的浓度，减少了反应生成的一硝基物与硝酰阳离子的接触机会，因而是最有效的减少二硝基物的措施。
14、为什么硝酸配比不足理论量时二硝基物生成较少？
答：在配料时如果硝酸不足理论量，则必定在反应介质中存在着较多的未被硝化的芳烃，这样在主反应段生成的一硝基物被稀释着，他们与新鲜混酸中硝酰阳离子碰撞的几率较少，因而二硝基物生成的较少。 15、在配料时如果硝酸比理论量超过较多，有那些特点？ 答：硝酸比理论量超过过多时，还有下列缺点：
（1）废酸中剩余过多的硝酸，在萃取时会使萃取液中含有较多的一硝基物这种含一硝基物较多的萃取液返回硝化反应器做加料时，等于器外提前转化，相当于提高了主反应的转化率，又增加二硝基物生成的机会。
（2）实验及生产证明，废酸中含有的硝酸和有机物含有的硝酸是有一定比例关系的，例如苯硝化废酸中含有硝酸1%，酸性硝基苯中含硝酸0。95%左右。氯苯一硝化废酸1%，酸性硝基氯苯中含硝酸0。65%。甲苯一硝化废酸中含硝酸1%，有机相中含硝酸还多于1%。这样一来，不但使中和脱酚和洗涤过程损失较多的硝酸和碱水，增加了废水量，提高了生产成本。
（3）由于废酸中剩余较多的硝酸，使废气中排出氮的氧化物，不但污染大气和周围环境，而且增加了对
设备的腐蚀。
16、在硝化过程中生成了巴特盖络合物怎么办？
答：巴特盖络合物遇硝酸就分解，因此，在硝化或萃取废酸过程生成了这种物质，加入适量混酸或多些的循环废酸就可以将它破坏了。如在废酸萃取生成紫色或红色物质，证明废酸中没有硝酸了。应减小有机物投料量，一般情况下一硝废酸萃取产生巴特盖络合物并不乳化，可以正常进行操作，在二硝废酸萃取使如发生乳化，可用少量混酸（间断）或增加硝酸配比来解决。 17、应从什么步骤着手减少巴特盖络合物的生成？ 答：生成巴特盖络合物的必要条件是废酸中含有亚硝酰硫酸，因此，在硝化过程减少巴特盖络合物的生成，必须较少亚硝酰硫酸的生成。
亚硝酰硫酸是在硝化过程生成硝基酚类付反应的伴生物，生成一个分子的硝基酚，就生成一个分子的亚硝酰硫酸。因此，应从减少硝基酚类付反应着眼。来减少或杜绝巴特盖络合物的生成。 18、在硝化过程影响基酚类副反应的因素有哪些？
答：实验证明：硝化反应温度越高，硝酸配料不足理论量，混酸的硫酸脱水值高，混酸中的硝酸浓度高，都会增加硝基酚类的生成。因此，采用较低的温度进行硝化反应，并适量大的循环废酸或采用高水混酸，是减少硝基酚类生成的有效措施。
19、在硝化过程生成硝基酚类过多有什么危害？ 答：有下列危害：
（1）增加了物料损失。
（2）增加了硝化废水的毒性，含有多硝基酚类的废水较难生化处理。 （3）生成的多硝基物如果与硝基物没有分离干净，容易使产品变色。
（4）多硝基酚的金属盐（酚淦）尤其是铁盐、钙、镁盐脱水后安定性很差，容易分解而产生爆炸影响后处理过程的安全。
20、芳烃的一硝化产物为什么需要中和水洗？ 答：硝化完了与废酸分离后的硝化产物中，尚含有一定量的硝酸和微量硫酸，还有副反应生成的硝基酚类，必须在后处理精制前将它们去除，加碱和水洗的目的有二：（1）去余酸；（2）脱酚。 21、碱性硝化洗水为什么常呈红棕色？ 答：加碱后的硝化洗水中，含有一二三硝基酚类的钠盐，其中硝基与氧钠基相邻的各种硝基酚类多呈红色，因生成的硝基酚类中都存在邻硝基酚类的钠盐，他们溶解在水中后，就是碱性洗水变红棕色了。 22、试说明硝基苯的主要物化性质数据如下：
分子式：C 6H 5NO 2 结构式：C 6H 5--- NO2 分子量：123.112 沸点：210。85℃ 熔点：5.75℃ 临界温度：445.3℃ 临界压力：43.4大气压
答：硝基苯生产中主要包括下列工序：
（1）混酸配制工序：此工序可以将原料硫酸、硝酸和废酸间断预混，也可以连续配制，它的目的是用原料酸配制成符合苯—硝化条件需要的混酸。
（2）硝化工序：此工序是用混酸、含硝基苯的苯（酸性苯或苯洗后油）和一定比例的循环废酸，在硝化反应器内进行苯的一硝化反应，以得到符合工艺要求的硝基苯。
（3）硝化产物的分离工序：从反应器出来的硝化产物，在分离器内进行分离以使硝基物料和废酸分离。 （4）废酸萃取工序：硝化分离后的废酸中，含有少量剩余硝酸和溶解的硝基苯，在搅拌和保持一定的温度下，向硝化器内加入到硝化加料平衡的苯与之反应和物理萃取，以使废酸中尽量少的带走硝基物和硝酸，分离后得到的废酸除少部经冷却循环废酸使用外，其余去浓缩脱水而成较浓的硫酸。分离后得到的含硝基苯的苯，供硝化工序加料用。
（5）中和水洗工序：将硝化分离后的酸性硝基苯使在中和器内与稀的碱水进行中和余酸和脱酚，然后经分离后的硝基苯再进行水洗，以去掉含酚的碱性洗水，得到中性无酚的粗硝基苯，然后送去初馏。 （6）初馏工序：将中和后含有少量水和苯的粗硝基苯，进行加热减压蒸馏，以脱去水和轻组分苯等。 （7）精馏工序：将脱去轻组分的粗硝基苯进入精馏塔，在减压下进行精馏，蒸出工业纯的精制硝基苯，定期的排出含二硝基苯，二硝基噻吩热敏聚合物及硝基苯等的焦油。
（8）废酸浓缩脱水工序：将萃取后的硝化废酸在减压下加热脱水和蒸出或分解有机物和氮氧化物。
（9）硝基苯的包装工序：外销部分的硝基苯经装桶后销售。 24、苯一硝化对混酸有什么要求？
答：苯的一硝化是一个较易进行的硝化反应，在混酸的硫酸脱水值不太高的情况下，反应就较易完成，一般代表硝化强度概念的硫酸脱水值（DVS ），在2.2左右就可以了。为了使反应缓和，在硝化过程消除废气，并使二硝基物生成很少，采用高水混酸是有利的，高水混酸即混酸在硫酸脱水值不变的前提下，含水15%以上的混酸，高水混酸可以在混酸罐预先配制，也可以用循环废酸的办法在硝化器内或进入硝化器前配制。 25、在硝化刚开车时，如果硝化锅是空的，应当按什么程序进行开车？为什么要这样开车？ 答：在硝化设备都完好的前提下，应当先将第一个硝化锅间断开车，可按下列程序进行：
（1）先向硝化锅内加入1/2体积左右的废酸，然后再加计算体积的苯或含硝基苯的酸性苯，在搅拌冷却情况下，然后慢慢加入混酸，控制加混酸温度不超过规程规定的范围，一般可控制在50℃以下。
如果刚开车时没有废酸，要先向硝化锅内加入计算量的苯或酸性苯；所谓计算体积，是指酸性苯和混酸加完后，在搅拌状态下总体积接近溢流口，然后再按上述加混酸。
（2）混酸加完后，然后升温到70℃左右进行维持搅拌1小时，取样分析有机物中含未硝量，如果硝基苯中未硝化物接近合格，则可以降温到连续时的加料温度，开始连续投料。
先向硝化锅内加废酸和苯，后控制温度再加混酸的目的，是避免过多的生成二硝基苯。 26、苯的一硝化过程为什么要加循环废酸？ 答：（1）冷却作用——由于废酸可以预冷却，而且它有较大的热容量，所以加入冷的循环废酸以后，可以吸收较多的反应热，因而可以降低1#锅的反应温度，从而降低了主反应锅苯变成硝基苯的转化率，达到降低二硝基苯的生成量和减少硝酸分解的作用。
（2）吸收作用——因为加入的废酸中含有很少的硝酸，而且温度较低，所以可以溶解一定量的氮的氮化物，从而达到消除硝化废气的作用。
（3）稀释作用——因为废酸中含有很少的硝酸，所以加入一定量的循环废酸以后，使混酸中的硝酸显著降低，有利于硝化反应的缓和及减少串联反应和其它副反应的发生。 27、循环废酸为什么要用冷的？又为什么应当用萃取以后的废酸？
答：循环废酸主要作用之一是降低主反应段的转化率，在其它条件不变时，而降低反应温度是降低主反应转化率的最有效措施。加循环废酸所以能降低主反应段温度重要原因之一，因为它的热容量较大，能吸收反应热，则废酸的温度越低，能吸收的热量越多，越可以保持在低温下进行硝化反应。使用萃取后的循环废酸一则含有硝酸很少，二则含有硝基苯也少，可以减少废酸与混酸预混时二硝的生成。同时由于萃取温度较低，等于预冷却。
28、循环废酸加入量以多少为宜？为什么？
答：在目前的四锅串联设备条件和生产能力下，以加入混酸1. 5～2倍的循环废酸为宜，过多了停留时嫌不足，未硝化物可能提高，过少了，主反应锅的温度升高，1#锅的转化率也要增加，二硝基苯的生成量也要增多。
29、目前1#锅的容积比2#、3#、4#锅都小，这是为什么？
答：1#体积较小的目的，是为了降低主反应锅的苯转变成硝基苯的转化率，有利于少生成二硝基苯，计算和试验都证明，主反应锅的转化率降低1%，二硝基苯生产率将下降0.81倍, 例如在混酸相同的条件下，当1#锅的转化率为90%时，二硝基苯生成率是0.4%，如果1#锅的转化率下降到80%，则一硝基苯中含二硝为0.4%÷0.81(90-80)≈0.05%。
30、在一硝化过程如果硝化锅串联形式采用变容积的先大后小会发生什么情况？
答：将生成较多的二硝基苯，因为1#锅的容积大，则物料在其中的停留时间长，苯变成硝基苯的转化率提高，加入含硝酸浓度较高的混酸和高浓度的硝基苯接触，势必增加分子碰撞的几率，易于多生成二硝基苯。 为此，以生产一硝基苯为目的硝化作业，在采用变容积串联硝化设备时，硝化锅的安排应当先小后大，不宜先大后小。
31、在苯硝化过程如果硝酸过剩量过多，会有什么害处？为什么？ 答：硝酸过量太多时有下列主要害处：
（1）使生成二硝基苯较多，因提高了1#锅的转化率，在2#、3#、4#甚至在分离器中生成二硝基苯。
（2）使生产过多的硝化废气，即污染环境，又损失原料。
（3）使酸性硝基苯中含有较多的硝酸（硝酸在废酸中和有机物中之比近于1），这样不但增加了洗水和碱水量，增加了难以处理的废水也是浪费了硝酸。
因此，合理的硝化工艺，应在保证未硝化物合格的条件下，尽量降低硝酸过剩量，从最后硝化锅出来的废酸中含硝酸以下不超过0.6%为宜。
32、在苯的一硝化过程中，设苯的转化率为99.2%，加抽取前前废酸量为混酸量的2倍。硝酸再生产过程中很少分解，废气中硝酸很少，可以忽略不计，硝化完毕，废酸中含硝酸0.8%，硝基苯和废酸中硝酸的分配比等于1，求配料中的硝酸过剩量。
混酸组成为：HNO 3：46%； H 2SO 4：46%； H 2O ：8% 解：基准：每小时生产硝基苯1000公斤计。
每小时理论上需硝酸：C 6H 6 + HNO 3 → C 6H 5ON 2 +H2O 78 63 123
X 1000×99.2% X=1000×0.992×63/123≈508公斤 每小时理论上需硝酸：508/0.46≈1104公斤
每小时理论上生成废酸量：1104×46%+1104×0.08+1104×46%×18/63=741公斤
实际近似生成废酸量:1104×0.46+1104×0.08+(1104×0.46-741×0.008) ×18/63+741×0.008=746公斤 每小时硝基苯和废酸中共剩余硝酸量：1000×0.08+746×0.008=14公斤 硝酸近似过剩量为14/508×100%≈2.8% 33、在苯的一硝化过程，如果硝化阶段的总转化率达99.2%，经水洗中和萃取损失约1%，废气及库损约0.5%，精馏等损失约1.5%，求苯的理论单耗和实际单耗（二硝生成不计） 解：苯的理论单耗为：78/123≈634公斤 设以投入苯1000公斤为基准： 则：得到酸性硝基苯（不计酸）
1000×0.992×123/78+1000×0.008=1572公斤 经水温中和后实得：1572×（100-1）%=1556公斤 经废气处理得： 1556×0.995=1548.5公斤
经精馏后实得： 1548.5×（100-1.5）%=1525公斤 苯的实际单耗为： 1000/1525×1000≈656公斤
34、1983年全年平均苯的单耗为655公斤，求苯的总利用率？ 解：苯的理论单耗为：634公斤
苯的实际单耗为：655公斤
则苯的利用率为：634/655×100%≈96.8%
35、1983年硝基苯的硝酸单耗平均为563公斤，求硝酸的总利用率？ 解：硝酸的理论单耗为：63/123÷0.98≈522.3公斤
硝酸的实际单耗为：563公斤
硝酸的利用率为；522.3/563×100%=92.8%
36、从例（34）和例（35）中证明生产中存在什么问题？怎样解决？
答：从两例看，硝酸的总利用率比苯少（96.8-92.8）%=4%，两种原料利用率不同步，而且从消耗的途径看，应当苯多于硝酸，因硝基苯的精馏损失较高，而硝酸仅是库耗，混酸和硝化过程损耗，水洗中和损耗等，令硝酸单耗比苯多4%，证明在下列方面有漏洞，应研究改进： （1）硝酸进库计量和核算不准，原料部门以少算多。 （2）库耗太多或跑酸。 （3）混酸损失太多。
（4）硝化配料时硝酸超过理论量太多，大量硝酸被水带走。 37、在硝化加料时如果硝酸超过理论量太多，还有哪些害处？
答：当硝酸超过理论量太多时，在硝化终了后的有机相和废酸中都含有较多的硝酸，使在硝化分离器的界面继续发生局部反应，将进一步产生二硝基苯，且溶解在酸性硝基苯中的硝酸被水洗掉，既浪费原材料，又制造了较多的洗涤废水，增加了硝基苯的溶解损失。
38、苯硝化时，苯的转化率99. 2%，循环抽取前的废酸到1#锅，抽取前废酸中含硝酸2. 5%，废酸量为混酸量的2倍，废气损失硝酸不计，求硝酸的近似过剩量，混酸组成为HNO 3：46%，H 2SO 4：46%，H 2O ：0. 8%，硝酸在两相中分配相等
解：基准：每小时生产硝基苯1000公斤
混酸理论需要量X=10000×0.992×63/123×0.46=1104公斤 硝酸理论需要量Y=1104×0.46=508公斤
设实用混酸量为Z ，在实际生成废酸量为：Z-508+508×0.286 则：（Z-1104）×0.46/Z-508+508×0.286×1000=2.5% 即：0.46Z-508/Z-362.7+1000=0.025 得：Z=1204.4公斤
比理论多加混酸：1204.4-1104=100.4公斤 比理论多加硝酸：100.4×46%=46.2公斤 硝酸过剩量为：（46.2+508）/508-1=0.091=9.1% 39、苯的硝化过程中，有机相和无机相的相比以多少为宜？设在反应温度下，在1#锅内废酸的比重为1.65，有机物的比重为1.15，苯的转化率为80%，求在题38的条件下，反应物料的相比。 解：基准：每小时生产硝基苯一吨 实际加入混酸量：1204. 4公斤 实际加入苯量：（以100%苯计）1000×78/123=634公斤 已转化了的苯量；634×80%=507.2公斤 剩余苯量： 634-507.2=126.8公斤 生成硝基苯： 507.2×123/78=799.8公斤 有机相重量： 799.8+126.8=926.6公斤 有机相体积： 926.6/1.15=806升
反应了的硝酸量：507.2×63/78=409.5公斤 生成了的水量： 409.5×18/63=117公斤
生成了的废酸量：1204. 4-409.5+117=911.9公斤
加入循环废酸量为二倍混酸量：2×1204. 4=2408.8公斤 合计酸相重量： 911.9+2408.8=3320.7公斤 1#锅废酸体积：3320.7/1.65=2013升 ∴有机相体积/无机相体积=806/2013=0.4
根据试验研究，从综合反应速率最佳看，想必为0.5～0.55，今反应速率少小于综合最佳反应速率，其优点是：主反应锅温度可低些，二硝基苯生成小，停留时间比较短了点。当硝化锅的总体积固定了的情况下，最大生产能力有所降低。如果停留时间富裕，对总转化率将无影响。 40、在苯的一硝化过程，严禁在停止搅拌下连续加料，这是为什么？
答：在停止搅拌下继续加料，将发生局部反应，会产生堆积大量反应热。如不及时发现，妥善处理，将产生严重冲料甚至爆炸等事故，需特别注意！
41、在硝化反应加料过程，如果反应温度急剧上升，应如何处理？能不能停止搅拌？
答：应立即停止加混酸和酸性苯，加大循环废酸量，继续冷却降温，但不准停搅拌器，否则发生局部过热而产生冲料或爆炸等严重事故！要及时查出温度上升原因，否则不能继续开车。 42、在硝化反应过程，如果大量冒出棕烟，这一般是什么原因？ 答：有下列主要原因：
（1）混酸过量太多，反应温度过高。
（2）加入物料中带水，或蛇管、加套等漏水；
（3）搅拌停止，局部过热。
43、硝化过程如果从各锅溢流管视镜观察到流出的物料呈现净白带黄的颜色，这是什么原因？
答：一般是由于物料中带入水或蛇管加套等部位漏入水所至，应及时检查废酸的总酸度，证实后采取措施解决漏水或带水的问题。
44、硝化过程如果从各溢流管视镜观察到流出的物料呈半透明，这是什么原因？
答：一般是由于硝酸不足的原因，应及时分析废酸中的剩余硝酸量，证实后立即调整混酸的加料量。 45、水洗中和后的分离中，在水的下层，硝基苯的上层常有一层絮状物，这是什么原因？
答：在硝化过程中的副反应产生了一定量的硝基酚类，而且是以二硝基酚为主，三硝基酚其次，一硝基酚较少的混合硝基酚，它们很容易与水含有的铁、钙、镁等离子形成水不溶性的酚铁、酚镁或酚钙。 46、上题的絮状物，如果带到精馏和脱焦工序，会有什么坏处？
答：上述絮状物中的酚铁、酚镁、酚钙等，都是属于多硝基的金属盐，它们脱水后的热稳定性很差，耐冲击感度也很灵敏，当它们的浓度达到临界值，有爆炸的危险性，另外，脱水后的这类物质，在温度较高时粘性很大，会吸附大量铁渣，污垢等物，冷却后变成类似水泥，质地坚硬，造成堵塞设备和管道，为此，在水洗中和以后的分离时，不要将这类絮状物分到硝基苯中去。
47、精硝基苯初馏蒸出水和苯时采用常压蒸馏和减压蒸馏那一种合理？为什么？ 答：水的常压沸点是100℃，苯是80.1℃, 两者的共沸点是69.25℃, 共沸组成是水:8.83%,随着真空的增加, 共沸点也下降, 例如当真空度在600mmHg ，苯的沸点只有36～38℃，一般工业汽水已不易冷却，需用冷冻水才可以回收苯，否则苯和水都大部分从真空系统跑掉，为此，为了降低混合液的沸点而采用减压蒸馏时，应考虑冷冻水的应用，否则将损失较多的苯。采用常压蒸馏可以不使用冷冻水，但再沸器的温度要较高，否则蒸发效率较低，而且在再沸器内增加热敏损失。从原料的减少损失蒸馏效果的良好看，应采用500～600毫米汞柱真空度，塔顶用0～10℃的冷水进行冷冻为佳，单独用500～700毫米汞柱真空下减压蒸馏而冷却不用低温水冷却，或单独用常压蒸馏回收苯，都不是最佳操作。 48、在蒸馏、精馏和脱焦油时为什么要控制回流？
答：硝基苯的初馏主要是从塔顶蒸出苯和水，而不让过多的硝基苯蒸出来，如果不回流，则是简单蒸馏，此时部分硝基苯也随着水和苯蒸出来，不但损失物料，而且减少了产量。
硝基苯的精馏是是将脱去水和苯以后的物料在减压下蒸出硝基苯，使二硝基苯、二硝基酚、一硝基噻吩等高沸物残留在再沸器中，如果塔顶冷凝液不回流进塔，也变成简单的蒸馏，达不到分离的目的。 蒸馏脱焦油的要控制回流的道理同上。 49、什么叫回流比？什么叫操作回流比？
答：使塔顶蒸出液中保持重组分能全部回流进釜量和塔顶的液相流量与采出量的比，叫做回流比。 设用 R 代表回流比 L 代表塔顶液相流量 D 代表采出量
则：R =L/D
50、什么叫最小回流比？什么叫操作回流比？
答：能保持塔顶组成不变的最小回流量与采出量之比，叫做最小回流比，常Rm 表示。最小回流比不能保持操作稳定，实际上操作时回流比要比最小回流比大1.1～2倍，这种在操作中应用的回流比叫做操作回流比，常用R 表示，即R=1.1～2Rm 。
51、精馏时如果回流比太大有什么害处？ 答：回流比太大的害处有： （1）过多的增加能耗； （2）塔的生产能力减少； （3）增加热量损失；