关键词：
精细化工
本质安全
评估方法
热稳定性
反应放热
摘要：
现代化工行业是国民经济的支柱产业之一,其中的精细化工是技术密集型工业,是高附加值的高科技产业。近年来,我国精细化工行业得到迅速发展,然而由于安全事故频繁发生,引发了广泛的社会关注。多项事故原因分析报告表明,化工工艺过程缺乏本质安全设计是引发事故的主要原因,而本质安全设计的核心问题是控制化工过程发生热失控的风险。本论文针对反应物自身热危险性、产物热危险性以及反应过程热危险性等三种不同引发热失控的情形,选择环氧乙烷与二氧化碳合成碳酸乙烯酯反应、盐酸苯胺与亚硝酸的重氮化反应以及甲基丙烯酸甲酯聚合反应作为具体案例开展研究,基于物质和反应过程的热稳定性和热效应测试结果并进行了必要的计算,分析了不同精细化工过程危险性来源,提出了相应的控制热失控风险的措施和建议。主要研究结果如下:(1)环氧乙烷开环反应放热量为2863.9 J/g,热稳定性较差。在间歇反应釜条件下,环氧乙烷与二氧化碳合成碳酸乙烯酯反应发生冷却失效时绝热温升为473.2 K,体系温度较高,极易引发二次反应,失控体系的风险等级很高,工艺危险度很大;建议采用碳酸乙烯酯作为溶剂溶解环氧乙烷,并选用列管式连续反应器,绝热温升降为23.5 K,失控体系的风险等级和工艺危险度大大降低。(2)产物氯化重氮苯发生热分解反应的TD24远小于反应温度4℃,意味着分解反应很容易发生,因此建议盐酸苯胺与亚硝酸的重氮化反应产物应及时转移至下一工序,避免堆积分解放热引发事故。(3)甲基丙烯酸甲酯聚合反应体系中反应物和产物自身的热稳定性较好,但反应放热量达到638.3 J/g(以单体计),建议甲基丙烯酸甲酯聚合反应体系应严格控制反应进程,例如适当延长引发剂的滴加时间,以降低冲料风险。
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