硝化反应是向 有机化合物 分子中引入硝基的反应过程。 脂肪族化合物 硝化时有氧化-断键副反应，工业上很少采用。 硝基甲烷 、 79-24-3 、1-和2- 硝基丙烷 四种硝基 烃气相法生产过程，是30年代美国商品溶剂公司开发的。迄今该法仍是制取硝基 烷烃 的主要工业方法。此外，硝化也泛指氮的 氧化物 的形成过程。
简介
概述
硝化反应(nitration)，硝化是向 有机化合物 分子中引入硝基（－NO）的过程，硝基就是 硝酸 失去一个 羟 基形成的一价的 基团 。 芳香族化合物 硝化的 反应机理 为：硝酸的-OH基被 质子化 ，接着被脱水剂脱去一分子的水形成硝 阳离子 （nitronium ion，NO）中间体，最后和 苯环 行亲电芳香 取代反应 ，并脱去一分子的 氢离子 。
在此种的硝化反应中 芳香环 的 电子 密度会决定硝化的反应 速率 ，当芳香环的电子密度越高，反应速率就越快。由于硝基本身为一个 亲电体 ，所以当进行一次硝化之后往往会因为芳香环电子密度下降而抑制第二次以后的硝化反应。必须要在更剧烈的反应条件（例如：高温）或是更强的 硝化剂 下进行。
常用的硝化剂主要有 硝酸 、 发烟硝酸 、浓硝酸和 浓硫酸 的混酸或是脱水剂配合硝化剂。
硝化剂： 硝酸 、 五氧化二氮 （NO）
反应机理
硝化反应的机理主要分为两种，对于 脂肪族化合物 的硝化一般是通过 自由基 历程来实现的，其具体反映比较复杂，在不同体系中均有所不同，很难有可以总结的共性，故这里不予列举。而对于 芳香族化合物 来说，其反应历程基本相同，是典型的 亲电取代反应 。下图中以苯的硝化为例说明了其具体历程。
主要方法
硝化过程在液相中进行，通常采用釜式 反应器 。根据 硝化剂 和介质的不同，可采用 搪瓷 釜、钢釜、 生铁 釜或 不锈钢 釜。用混酸硝化时为了尽快地移去反应热以保持适宜的反应温度，除利用夹套冷却外，还在釜内安装冷却蛇管。产量小的硝化过程大多采用间歇操作。产量大的硝化过程可连续操作，采用釜式连续硝化反应器或环型连续硝化反应器，实行多台串联完成硝化反应。环型连续硝化反应器的优点是 传热 面积大，搅拌良好，生产能力大，副产的多硝基物和硝基酚少。
硝化方法主要有： 稀 硝酸 硝化、 浓硝酸 硝化、在 浓硫酸 中用硝酸硝化、在有机 溶剂 中用硝酸硝化和非均相混酸硝化等。
硝化方法主要有以下几种：
（1）稀硝酸硝化一般用于含有强的第一类定位基的 芳香族化合物 的硝化，反应在 耐酸钢 或 搪瓷 设备中进行，硝酸约过量10~65%。
（2）浓硝酸硝化这种硝化往往要用过量很多倍的硝酸，过量的硝酸必需设法利用或回收，因而使它的实际应用受到限制。
（3）浓 硫酸 介质中的均相硝化当被硝化物或硝化产物在反应温度下为固体时，常常将被硝化物溶解于大量浓硫酸中，然后加入硫酸和 硝酸 的 混合物 进行硝化。这种方法只需要使用过量很少的硝酸，一般产率较高，缺点是硫酸用量大。
（4）非均相混酸硝化当被硝化物或硝化产物在反应温度下都是液体时，常常采用非均相混酸硝化的方法，通过强烈的搅拌，使有机相被分散到酸相中而完成硝化反应。
（5）有机 溶剂 中硝化这种方法的优点是采用不同的溶剂，常常可以改变所得到的硝基异构产物的比例，避免使用大量 硫酸 作溶剂，以及使用接近理论量的 硝酸 。常用的有机溶剂有 冰醋 、 乙酸酐 、 二氯乙烷 等。
硝基生产
将苯、混酸和循环 废酸 分别经过 转子流量计 连续地送入第一硝化 反应器 ，反应物流经第二和第三硝化反应器后进入连续 分离器 。分出的 1-溴-2-硝基苯 经水洗、碱洗、水洗、 蒸馏 即得工业品硝基苯。分出的废酸一部分作为循环废酸送回第一硝化反应器，以吸收硝化反应释放的部分热量并使混酸稀释，以减少多硝基物的生成。大部分废酸要另外浓缩成 浓硫酸 ，再用于配制混酸。
过程特点
有机化学中最重要的硝化反应是 芳香烃 的硝化，向芳环上引入硝基的最主要的作用是作为制备 氨基 化合物的一条重要途径，进而制备酚、 氟化物 等化合物。
硝化是强 放热反应 ，其放热集中，因而热量的移除是控制硝化反应的突出问题之一。
硝化要求保持适当的反应温度，以避免生成多硝基物和氧化等副反应。硝化是放热反应，而且反应 速率 快，控制不好会引起爆炸。为了保持一定的硝化温度，通常要求硝化 反应器 具有良好的 传热 装置。
混酸硝化法还具有以下特点：①被硝化物或硝化产物在反应温度下是液态的，而且不溶于废 硫酸 中，因此，硝化后可用分层法回收 废酸 ； ② 硝酸 用量接近于理论量或过量不多，废 硫酸 经浓缩后可再用于配制混酸，即硫酸的消耗量很小；③混酸硝化是非均相过程，要求硝化反应器装有良好的搅拌装置，使酸相与有机相充分接触；④混酸组成是影响硝化能力的重要因素，混酸的硝化能力用硫酸脱水值（DVS）或硝化活性 因数 （FNA）表示。DVS是混酸中的硝酸完全硝化生成水后，废硫酸中硫酸和水的计算质量比。FNA是混酸中硝酸完全硝化生成水后， 废酸 中 硫酸 的计算质量百分浓度。DVS高或FNA高表示硝化能力强。对于每个具体硝化过程，其混酸组成、DVS或FNA都要通过实验来确定它们的适宜范围。
产品用途
硝基 烷烃 为优良的 溶剂 ，对 纤维素 化合物、 聚氯乙稀 、 聚酰胺 、 ep 等均有良好的溶解能力，并可作为溶剂添加剂和燃料添加剂。它们也是 有机合成 的原料，如用于合成 羟胺 、三羟甲基硝基甲烷、炸药、医药、农药和 表面活性剂 等。各种芳香族 硝基化合物 ，如 1-溴-2-硝基苯 、 硝基甲苯 和 硝基氯苯 等是 染料 中间体(见 苯系中间体 )。有些 硝基化合物 是单质炸药，如2,4,6-三硝基甲苯（即 三硝基甲苯 ）。芳香族硝基化合物还原可制得各种芳 伯胺 ，如 苯胺 等。
注意事项
主要危险
(1)、硝化反应是 放热反应 ，温度越高，硝化反应的速度越快，放出的热量越多，越极易造成温度失控而爆炸。
(2)、被硝化的物质大多为易燃物质，有的兼具毒性，如苯、 甲苯 、 脱脂棉 等，使用或储存不当时，易造成火灾。
(3)、混酸具有强烈的氧化性和腐蚀性，与 有机化合物 特别是不饱和有机物接触即能引起燃烧。硝化反应的腐蚀性很强，会导致设备的强烈腐蚀。混酸在制备时，若温度过高或落入少量水，会促使 硝酸 的大量分解，引起突沸冲料或爆炸。
(4)、硝化产品大都具有火灾、爆炸危险性，尤其是多 硝基化合物 和硝酸 ，受热、摩擦、撞击或接触点火源，极易爆炸或着火。
安全措施
(1)、制备混酸时，应严格控制温度和酸的配比，并保证充分的搅拌和冷却条件，严防因温度猛升而造成的冲料或爆炸。不能把未经稀释的 浓硫酸 与硝酸混合。稀释浓硫酸时，不可将水注入酸中。
(2)、必须严格防止混酸与纸、棉、布、稻草等 有机化合物 接触，避免因强烈氧化而发生燃烧爆炸。
(3)、应仔细配制反应 混合物 并除去其中易氧化的组分，不得有油类、酐类、 丙三醇 、醇类等有机物杂质，含水也不能过高；否则，此类杂质与酸作用易引发 8·12天津滨海新区爆炸事故 。
(4)、硝化过程应严格控制加料速度，控制硝化反应温度。硝化 反应器 应有良好的搅拌和冷却装置，不得中途停水断电及搅拌系统发生故障。硝化器应安装严格的温度自动调节、报警及自动连锁装置，当超温或搅拌故障时，能自动报警并停止加料。硝化器应设有泄爆管和紧急排放系统，一旦温度失控，紧急排放到安全地点。
(5)、处理硝化产物时，应格外小心，避免摩擦、撞击、高温、日晒，不能接触明火、酸、碱等。管道堵塞时，应用蒸气加温疏通，不得用金属棒敲打或明火加热。
(6)、要注意设备和管道的防腐，确保严密不漏。