[发明专利]一种超声微反应器内连续合成单硝基甲苯的系统及方法

权利要求书

1.一种合成单硝基甲苯的微反应器系统：包括依次连通的原料供给端、微混合器、毛细管微反应器和产物收集端；所述毛细管微反应器浸没于超声辐射区；所述超声辐射区包括超声换能器和具有中空腔的控温腔体，中空腔内循环流动用于调控温度的控温介质，所述超声换能器经前辐射面与控温腔体的底部刚性连接；所述毛细管微反应器通过卡槽固定于中空腔内；

所述卡槽为桥式结构，设有若干通孔A；所述毛细管微反应器经往复穿过所述通孔A而固定；所述桥式结构还设有位于桥体结构的底端的若干通孔B，通孔A与通孔B相间排列；

所述控温腔体的体壁还设有进料孔和出料孔，毛细管微反应器依次穿过所述进料孔和出料孔；

所述微混合器为耐腐蚀且导热性材质；所述微反应器材质为惰性材质；所述超声辐射区施加的超声频率为10-100KHz，功率50-200W；

所述微混合器的内部通道尺寸为亚毫米级；所述毛细管微反应器的长度10-100cm，水力学直径0.2-3.0mm。

2.根据权利要求1所述的微反应器系统，其特征在于：所述微混合器的材质为不锈钢或哈氏合金；所述微反应器的材质为钛、哈氏合金或不锈钢。

3.一种快速连续合成单硝基甲苯的方法，其特征在于：采用权利要求1-2任一项所述的微反应器系统，以甲苯为原料，以发烟硝酸和浓硫酸的混合酸为硝化剂，45-60℃条件下在微反应器内混合反应；

所述硝化剂中以质量分数计，水含量为5％-15％，硝酸含量为10％-30％；硝化剂与甲苯的进料物质的量比为1.0-1.2；

所述甲苯及硝化剂在微混合器停留时间1s，微反应器内的停留时间为2-30s；

反应产物经静置分相，上层为甲苯的硝化产物，经碱洗、水洗、干燥后得到甲苯的单硝化产物。