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ScanARC 物质的爆炸性筛选
ScanARC 物质的爆炸性筛选

原材料危险性筛查

-TSU(热筛选量热仪)Phi-TEC 

在研发的早期阶段进行原材料热危险筛选可以及时的决定如何设计反应或工艺流程。


  1. 识别放热和压力危险等级

    在同一个平台上,T炉能够迅速筛选出样品的温度和压力的特征参数,如分解的起始温度Td以及压力变化率等,对材料的危险性进行初级评估。

  2. 快速反应(热爆炸检测)

    如果需要表征的样品可能发生非常剧烈的热分解反应,需要仪器具有分辨高速压力变化的能力。 Phi-TEC I 可以配置高速数据采集模块,从而提供具有潜在热爆炸材料的筛选鉴别能力。

  3. 反应量热

    安全地进行化学生产,要求彻底理解主反应和可能发生的副反应或者分解反应。

    通过反应量热来评估主反应,通过反应量热实验,能够优化操作条件避免危险发生。


    目标反应的热特性(1)

    Simular能够测定反应放热从而能够计算出保持反应温度 (Tp)恒定所需要的工厂冷却功率。


    反应的热失控(2)

    当发生生产事故时了解主反应在热失控时候可达到温度是至关重要的。

    Simular 测定合成反应热失控后能够达到的最高温度 (MTSR )及动力学计算所需要的参数。 通过这些数据来评估是否有充足的时间和紧急冷却能力来处理反应失控后 的温度升高。

    兼具三种量热模式:热流量热;功率补偿星热;回流量热。 失控体系能达到的最高温度(MTSR)

    反应热焙llrH /摩尔反应热llrHm ;


    绝热温升flTad                                                 热失控体系温度Tcf

    反应料液比热容Cp                                         反应放热量Q

    反应放热速率q                                               热传导速率UA

    热转化率X                                                      换热面积A

    判断反应是加料控制型反应或者动力学控制型反应,评估试剂的累积效应,评估催化剂效率。广泛应用于工艺开发,反应工艺过程的优化,反应工艺过程的设计,工艺安全性研究,工程化放大和规模化生产的工厂设计。

风险最小化

风险评估可以突显工厂不充足的紧急制冷能力,以避免反应热失控。Simular可以用来探究和设计安全反应条件,优化安全 操作和风险最小化。

混合反应危险筛选

反应混合体系中是否有其他热失控风险源,需要在过程开发中进一步考虑的问题。

反应混合物风险筛选,需要结合反应量热仪产生的数据,使反应的危险程度得以分类。 进一步阐述放热反应特征,为反应过程设计安全操作条件。

  • 二次热失控风险(3)

  • 如果MTSR大于反应混合物中某种成分的onset温度(Td) , 可能会引发意外的副反应或者物质分解导致二次 分解热失控TSU 支持更大样品量的绝热筛选测试样品更具有代表性。 Onset——放热反应的温度突变起始点。Runaway——反应失控的压力突变起始点。提供反应全过程压力数据,反应失控压力/时间数据。T驴使用1-lOml的样品测试池,数据更具有代表性。

  • 如果要分析二次热失控反应的可能性必须使用绝热加速量 热仪进行更彻底的热分析,比如Phi-TECI。 


绝热筛选

当反应进行过程放大时,精确了解反应放热情况,对于确保完全了解热失控风险至关重要。

绝热加速量热仪

  • 大型反应器产生的反应热向周围环境热量散失速率非常小,在进行放大实验时会造成—个潜在的风险因为热量会保存在反应器里面,好的情况要求工厂具有足够的冷却能力,最坏的清况如果冷却不足可能出现热失控。

  • Phi-T ECI 可以在实验室模拟大规模生产的化工过程中物质的热行为。

  • Phi- TEC I 提供的数据:初始测试温度——依据T炉测试结果设定失控反应,反应速率到达时间(T MRad/Td24)自加热分解温度(TSADT)绝热温升▲Tad反应动力学参数及分解动力学参数。

测量热失控

  • Phi-TECI 提供一种直接测量样品温度的方式,结合对样品热行为的迅速响应,完成对放热事件的精确追踪。绝热筛选过程能够精确确定起始分解温度Td ,到达反应速率时间TMR , 反应速率,绝热温升▲Tad , 这些数据共同描述了热失控风险的大小。

反应风险和超操作性评估

Phi-TEC II能够完全模拟在工厂生产条件下化学反应发生的热失控,在实验室规模条件下,这是一种有效地降低过程风险的办法,在最终规模化生产之前可以设计并实施适当的安全措施。

从实验室到工厂规模放大参数

  • Phi-TEC II 是一种更高级的绝热加速量热仪,支持使用低Phi 因子的测试池,这个能力意味着在反应中或热失控中产生的热量只有非常小的—部分用来加热测试样品池。因此,样品的热失控反应速率没有收到测试池影响而减弱。

    压升速率,到达反应速率时间TMR, 绝热温升flTad ,反应终点温度,以上参数用于评估大规模生产事故中预计发生的问题。因此,Phi-TECII 能够在规模扩大之前能够全面评估可能发生的危害,探索减轻危害的措施。

  • 设计安全

  • 通过分析Phi-TECII 测试的数据,直接比较不同操作方案的影响,然后为工厂选择必要的安全控制,比如:·紧急蒸汽冷却·滓灭·受控减压·泄放口尺寸设计。