搜索
反应安全风险评估过程示例(1)工艺描述标准大气压下,向反应釜中加人物料A和B,升温至60℃,滴加物料C,体系在75℃时沸腾。滴完后60℃保温反应1h。此反应对水敏感,要求体系含水量不超过0.2%。(2)研究及评估讷容根据工艺描述,采用联合测试技术进行热特性和热动力学研究,获得安全性数据,开展反应安全风险评估,同时还考虑了反应体系水分偏离为1%时的安全性研究。(3)研究结果①反应放热,最大放热速率为89.9W/kg,物料C滴加完毕后,反应热转化率为75.2%,摩尔反应热为-58.7kJ/m°l,反应物料的比热容为2.5kJ/(kg·K),绝热温升为78.2K。②目标反应料液起始放热分解温度为118℃,分解放热量为13OJ/g。放热分解过程中,最大温升速率为5.1℃/min,最大压升速率为6.7bar/min(1bar=105Pa,下同)。③含水达到1%时,目标反应料液起始放热分解温度为105℃,分解放热量为206J/g。放热分解过程最大温升速率为9.8℃/min,最大压升速率为2.6bar/min。④目标反应料液自分解反应初期活化能为75kJ/mol,中期活化能为50kJ/mol。⑤目标反应料液热分解最大反应速率到达时间为2h对应的温度TD2为126.6℃,TD4为109,1℃,TD8为93.6℃,TD24为75.6℃,TD168:为48.5℃。(4)反应安全风险评估根据研究结果,目标反应安全风险评估结果如下。①此反应的绝热温升△Tad为78.2K,该反应失控的严重度为“2级”。②最大反应速率到达时间为1.1h对应的温度为138.2℃,失控反应发生的可能性等级为3级,一旦发生热失控,人为处置时间不足,极易引发事故。③风险矩阵评估的结果,风险等级为Ⅱ级,属于有条仵接受风险,需要建立相应的控制措施。④反应工艺危险度等级为4级(TpMTTTD24MTSR)。合成反应失控后体系最高温度高于体系沸点和反应物料的TD24,意味着体系失控后将可能爆沸并引发二次分解反应,导致体系发生进一步的温升。需要从工程措施上考虑风险控制方法。⑤自分解反应初期活化能大于反应中期活化能,样品一旦发生分解反应,很难被终止,分解反应的危险性较高。该工艺需要配置自动控制系统,对主要反应参数进行集中监控及自动调节,主反应设备设计安装爆破片和安全阀,设计安装加料紧急切断、温控与加料联锁自控系统,并按要求配置独立的安全仪表保护系统。建议:进一步开展风险控制措施研究,为紧急终止反应和泄爆口尺寸设计提供技术