2025年重氮化工藝參考題庫(kù)帶答案一、單項(xiàng)選擇題1.重氮化反應(yīng)中，芳伯胺與亞硝酸鈉的摩爾比通?？刂圃冢ǎ〢.1:0.8～1:0.9B.1:1～1:1.1C.1:1.2～1:1.3D.1:1.5～1:2.0答案：B2.重氮化反應(yīng)最適宜的pH范圍是（）A.0～1B.1～2C.3～4D.5～6答案：B3.下列物質(zhì)中，不屬于重氮化反應(yīng)常用酸介質(zhì)的是（）A.鹽酸B.硫酸C.硝酸D.醋酸答案：C4.重氮鹽分解的主要產(chǎn)物不包括（）A.酚類B.氮?dú)釩.鹵代烴D.芳基自由基答案：C5.工業(yè)生產(chǎn)中，重氮化反應(yīng)的溫度通常控制在（）A.-5～0℃B.0～5℃C.10～15℃D.20～25℃答案：B6.亞硝酸鈉溶液配制時(shí)，若水溫過高會(huì)導(dǎo)致（）A.亞硝酸鈉分解B.溶液濃度不均C.芳伯胺提前反應(yīng)D.設(shè)備腐蝕加劇答案：A7.重氮化反應(yīng)終點(diǎn)檢測(cè)常用的試劑是（）A.淀粉-碘化鉀試紙B.酚酞指示劑C.甲基橙D.石蕊試紙答案：A8.下列哪種情況會(huì)導(dǎo)致重氮鹽穩(wěn)定性顯著下降（）A.低溫避光儲(chǔ)存B.酸性條件C.與銅、鐵等金屬接觸D.濃度低于10%答案：C9.重氮化工藝中，“過量亞硝酸”的控制指標(biāo)通常為（）A.0.1～0.3g/LB.0.5～1.0g/LC.1.5～2.0g/LD.2.5～3.0g/L答案：A10.重氮化反應(yīng)中，若芳伯胺含有強(qiáng)吸電子基團(tuán)（如-NO?），反應(yīng)活性會(huì)（）A.顯著提高B.略有提高C.基本不變D.明顯降低答案：D二、填空題1.重氮化反應(yīng)的本質(zhì)是（芳伯胺）與（亞硝酸）在酸性條件下提供重氮鹽的反應(yīng)。2.重氮化工藝中，酸的作用是（提供H?促進(jìn)亞硝酸提供）、（維持反應(yīng)體系酸性防止重氮鹽水解）和（溶解芳伯胺鹽）。3.重氮鹽的熱穩(wěn)定性隨芳環(huán)上取代基的不同而變化，通常（供電子基團(tuán)）會(huì)降低其穩(wěn)定性，（吸電子基團(tuán)）會(huì)提高其穩(wěn)定性。4.工業(yè)重氮化裝置常用的溫度控制手段包括（夾套冷卻水）、（內(nèi)盤管冷凍鹽水）和（外循環(huán)換熱器）。5.重氮化反應(yīng)的主要安全風(fēng)險(xiǎn)包括（重氮鹽分解爆炸）、（亞硝酸鈉泄漏中毒）和（酸介質(zhì)腐蝕）。6.重氮化終點(diǎn)判斷時(shí)，若淀粉-碘化鉀試紙變藍(lán)后30秒內(nèi)不褪色，說明（亞硝酸過量）；若始終不變藍(lán)，可能是（芳伯胺未完全反應(yīng)）或（酸量不足）。7.重氮鹽溶液儲(chǔ)存時(shí)，需控制pH（≤2）、溫度（≤5℃），并避免與（金屬離子）、（強(qiáng)氧化劑）接觸。8.對(duì)于難溶芳伯胺的重氮化，常用的增溶方法有（提高酸濃度）、（添加表面活性劑）和（加熱溶解后快速冷卻）。9.重氮化工藝中，“自催化”現(xiàn)象是指（提供的重氮鹽對(duì)反應(yīng)有催化作用，導(dǎo)致反應(yīng)速率突然加快）。10.新型重氮化工藝中，微通道反應(yīng)器的優(yōu)勢(shì)包括（傳質(zhì)傳熱效率高）、（停留時(shí)間短）和（本質(zhì)安全性好）。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述重氮化反應(yīng)中“酸過量”的原因及控制要點(diǎn)。答案：酸過量的原因：①提供足夠H?使亞硝酸鈉轉(zhuǎn)化為亞硝酸（HNO?），反應(yīng)式為NaNO?+H?→HNO?+Na?；②維持體系酸性，防止重氮鹽水解（Ar-N??+H?O→Ar-OH+N?↑+H?）；③溶解芳伯胺鹽（如Ar-NH?·HCl），避免固體物料堵塞設(shè)備。控制要點(diǎn)：酸的物質(zhì)的量通常為芳伯胺的2.5～4倍（鹽酸體系）或1.5～2.5倍（硫酸體系），過量過少會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)不完全或重氮鹽水解，過量過多會(huì)增加后續(xù)中和成本并加劇設(shè)備腐蝕。2.分析重氮化反應(yīng)溫度過高的危害及控制措施。答案：危害：①重氮鹽熱分解速率加快（分解產(chǎn)物為酚類、氮?dú)饣蚍蓟杂苫?，可能引發(fā)爆炸）；②亞硝酸分解（4HNO?→2HNO?+NO↑+NO?↑+H?O），導(dǎo)致有效亞硝酸量減少，反應(yīng)不完全；③副反應(yīng)增多（如芳伯胺氧化提供醌類物質(zhì)，降低收率）?？刂拼胧孩俨捎玫蜏亟橘|(zhì)（冷凍鹽水，溫度-10～0℃）進(jìn)行夾套或內(nèi)盤管冷卻；②控制加料速率（尤其是亞硝酸鈉溶液），避免局部反應(yīng)放熱集中；③使用在線溫度監(jiān)測(cè)與聯(lián)鎖系統(tǒng)（如DCS控制），溫度超限時(shí)自動(dòng)停止加料并啟動(dòng)緊急冷卻；④對(duì)于放熱劇烈的體系，采用半間歇操作（先加芳伯胺和酸，再滴加亞硝酸鈉）。3.列舉3種重氮鹽分解的誘因及對(duì)應(yīng)的預(yù)防措施。答案：誘因及預(yù)防措施：①溫度過高：控制反應(yīng)/儲(chǔ)存溫度≤5℃，使用低溫冷卻系統(tǒng)；②金屬離子催化（如Cu2?、Fe3?）：設(shè)備材質(zhì)選用不銹鋼（316L）或襯四氟，避免使用銅制閥門；③堿性環(huán)境：維持體系pH≤2，若需中和，需在重氮鹽使用前快速完成并控制中和溫度；④光照：儲(chǔ)存容器采用深色材質(zhì)或避光措施；⑤長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存：遵循“即產(chǎn)即用”原則，重氮鹽溶液儲(chǔ)存時(shí)間不超過24小時(shí)（特殊穩(wěn)定體系除外）。4.簡(jiǎn)述重氮化工藝中“亞硝酸鈉滴加速度”的控制依據(jù)及異常處理。答案：控制依據(jù)：①反應(yīng)放熱速率：滴加速度過快會(huì)導(dǎo)致局部溫度驟升，引發(fā)重氮鹽分解；②亞硝酸濃度：滴加過慢會(huì)使體系中亞硝酸濃度不足，芳伯胺未及時(shí)反應(yīng)而積累，后期可能因亞硝酸濃度升高引發(fā)劇烈反應(yīng)；③反應(yīng)類型：對(duì)于難反應(yīng)的芳伯胺（如含強(qiáng)吸電子基團(tuán)），需適當(dāng)加快滴加速度以維持亞硝酸濃度；對(duì)于易反應(yīng)的芳伯胺（如含供電子基團(tuán)），需減慢滴加速度防止失控。異常處理：若滴加過程中溫度超過10℃，應(yīng)立即停止滴加，開啟緊急冷卻并攪拌；若pH超過3，需補(bǔ)加酸調(diào)節(jié)；若淀粉-碘化鉀試紙30秒內(nèi)不顯色，需檢查亞硝酸鈉濃度或滴加泵是否故障，必要時(shí)補(bǔ)加少量亞硝酸鈉溶液。四、案例分析題某企業(yè)采用間歇式重氮化工藝生產(chǎn)對(duì)硝基苯重氮鹽，工藝參數(shù)為：對(duì)硝基苯胺（1mol）、30%鹽酸（4mol）、水（500mL），亞硝酸鈉（1.05mol，配成20%溶液），反應(yīng)溫度0～5℃。某日生產(chǎn)中，操作人員誤將亞硝酸鈉溶液全部一次性加入，5分鐘后反應(yīng)釜溫度升至15℃，攪拌電流升高，尾氣吸收系統(tǒng)檢測(cè)到NOx濃度異常。（1）分析溫度異常升高的原因。（2）提出應(yīng)急處置措施。（3）說明后續(xù)工藝改進(jìn)建議。答案：（1）溫度異常升高的原因：①一次性加入亞硝酸鈉導(dǎo)致局部亞硝酸濃度過高，與對(duì)硝基苯胺快速反應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)釋放大量反應(yīng)熱；②對(duì)硝基苯胺含強(qiáng)吸電子基團(tuán)（-NO?），本應(yīng)反應(yīng)較慢，但過量亞硝酸在酸性條件下分解（4HNO?→2HNO?+NO↑+NO?↑+H?O）產(chǎn)生額外熱量；③攪拌不足或冷卻系統(tǒng)未及時(shí)響應(yīng)，熱量無法及時(shí)移出。（2）應(yīng)急處置措施：①立即停止所有加料，關(guān)閉亞硝酸鈉進(jìn)料閥；②開啟冷凍鹽水緊急冷卻（將冷卻介質(zhì)溫度降至-15℃），同時(shí)加大攪拌速率（由200rpm提升至400rpm）促進(jìn)熱量均勻分散；③向反應(yīng)釜內(nèi)加入適量冰鹽水（約100kg，溫度-5℃）快速降溫，控制溫度≤10℃；④檢測(cè)反應(yīng)液pH（應(yīng)≤2，若pH升高需補(bǔ)加鹽酸），并用淀粉-碘化鉀試紙檢測(cè)亞硝酸過量情況（正常應(yīng)顯藍(lán)后30秒內(nèi)褪色，若持續(xù)顯色需加入尿素溶液分解過量亞硝酸：2HNO?+NH?CONH?→CO?↑+2N?↑+3H?O）；⑤開啟尾氣吸收系統(tǒng)（堿液噴淋），防止NOx泄漏；⑥溫度穩(wěn)定后，取樣分析重氮鹽含量，若分解率超過5%，則終止反應(yīng)并安全處理廢料。（3）工藝改進(jìn)建議：①改為滴加式加料：將亞硝酸鈉溶液通過計(jì)量泵勻速滴加（2～3小時(shí)加完），控制滴加速度與反應(yīng)放熱速率匹配；②增加在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：安裝溫度、pH、亞硝酸濃度（離子選擇性電極）在線檢測(cè)儀，與DCS系統(tǒng)聯(lián)鎖