苯的硝化反应是典型的芳烃硝化反应之一,硝化产物广泛用于生产染料、香料、炸药等有机合成工业。目前关于微反应器内苯硝化反应的研究报道主要集中于催化剂的研发、硝化剂的选择以及苯的工艺优化等领域,而苯非均相硝化传质和均相硝化动力学的报道较少。因此,本论文利用具有良好传质和传热性能的微通道反应器测定了苯硝化过程的传质数据和动力学参数。通过对苯-硫酸液液平衡研究发现,在温度为15～55℃、硫酸质量分率为20%～80%的条件下,苯在硫酸中的溶解度变化范围为7.249～14.121 mmol·L-1,苯在硫酸介质中的溶解度随着温度的升高而增大,随着硫酸质量分率的增加先减少而后增加,同时苯的溶解热随硫酸质量分率的增加基本不变。微通道反应器内苯均相硝化反应动力学研究表明,在硫酸质量分率为66%～76%、硝酸摩尔浓度为0.00738～0.8 mol·L-1、反应温度为25～65℃的实验条件下,苯均相硝化反应动力学符合二级硝化反应的规律;苯硝化反应活化能随着催化剂硫酸的浓度的变化而变化,在硫酸质量分率为68%、70%、72%时,反应活化能分别为63.412 KJ·mol-1、57.257KJ·mol-1、47.97 KJ·mol-1,即硫酸质量分率每增加1%,硝化反应活化能降低3～5 KJ·mol-1。微通道反应器内苯两相硝化过程传质研究发现,在硫酸质量分率为71.6%～78%、硝酸摩尔浓度为2～3.9 mol·L-1、酸相流量体积分率为0.53～0.92的实验条件下,苯液液两相硝化反应处于传质控制区,总传质系数为1～60 s-1,总传质系数随着硝酸摩尔浓度和硫酸质量分率的增加迅速增大,随着酸相流量体积分率增大而减小。对微通道反应器内苯两相硝化工艺进行研究,考察了反应温度、停留时间、硫硝比、硝苯比、有机溶剂及反应空速等因素对苯硝化反应的影响,研究结果表明,在反应温度为20～80℃、反应停留时间为0.667～100 s、硝苯比为1～1.6、硫硝比为1.1～1.6、溶剂体积分数为30%～90%、反应空速为45～4321 h-1的实验条件下,苯两相硝化转化率随着反应温度和反应空速的增加而降低,随着硝苯比、硫硝比以及溶剂体积分数的增加而先增大后趋于平衡;产物一硝基苯的收率随着反应温度的升高而降低,随着溶剂体积分数的增加而增大,当硝苯比和硫硝比增加时,一硝基苯收率呈现出先增加后降低的趋势。