异辛醇硝化反应国内外研究现状
时间:2018-03-28 10:22 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 国内已有人开展关于异辛醇硝化反应以及其主要产物性质的研究。胡应喜等人研究表明当硫酸与硝酸的摩尔比为2：1左右，硝酸与异辛醇的摩尔比为1.3：1左右，反应温度为40℃~50℃时，EHN收率最高[3]；沈佳妮等曾研究过微反应器内异辛醇混酸硝化过程行为，认为当温度稳定在25℃~40℃时，反应在微反应器中可以安全进行[4]；另外，曾秀琳曾对硝酸正丙酯(NPN)、硝酸异丙酯(IPN)以及EHN三种硝酸酯的热安定性进行了综合分析研究，认为三种硝酸酯中EHN的热安定性最差[5]。20259 （2）反应热危险性评估方法的发展 大多数化工行业的产品生产伴随有潜在的危险性，几乎所有的化学反应都伴随着热效应，一旦反应发生热失控，反应釜内温度、压力将急剧上升，如果此时安全防护措施不足或失效，会导致严重的化工生产事故[6]。 化学工业的快速发展，伴随着大量化工事故的发生，人们逐渐意识到反应安全的重要性[7]。经过近年来对热危险性的深入研究和现代仪器技术的发展，反应热危险性评估方法逐渐得到大家的重视。 Gygax在第l0届国际化学反应工程研讨会上，介绍了化工生产中的热危险性，认为化工企业热失控都是由于反应进行中的放热速度大于工艺设备的散热能力。并首次提出目标反应失控时体系所能达到的最高温度(maximal temperature attainable by runaway of the desired synthetic reaction，MTSR)，是评估反应热危险的重要参数[8]。Ralph N.Landauf之后推导了分别适用于间歇和半间歇反应的热释放速率（HRR）、绝热温升（ΔTad）等安全参数的计算公式，为反应热失控危险性分析和工艺过程优化提供重要依据[9-10]。本文主要采用失控情景分析法对EHN生产工艺进行危险性评估。 （3）热分析及量热技术的应用 热分析技术是指通过控制温度变化，研究测量物质的理化性质的变化规律，分析其与温度或时间之间的关系[11]。针对异辛醇硝化过程的主要危险因素及其特点，通过一些热分析设备和量热设备对其进行全面而深入的分析与研究，可以减少或避免其爆炸事故的发生。 最常用的热分析及量热设备有差示扫描量热仪（DSC）、加速度量热仪（ARC）以及反应量热仪（RC1e）。RC1e是汽巴公司研发的测试设备，梅特勒公司将其商品生产[12]，用来研究反应热安全、开发及优化新工艺等。RC1e可以模拟化学反应工艺中的操作，实现对反应釜内温度、压力、搅拌转速、加样速率等相关参数的控制，研究反应放热、连续监测反应，操作简单灵活[13]。DSC能够准确测量转变温度、转变焓，能够检测弹性体吸热、放热过程特性，只需要很少的样品就能获得定量数据[14]。通过ARC测试，能得到起始分解温度、温升速度、反应活化能等相关参数，为准确测试物质的热稳定性提供依据[15-16]。 近年来人们对过程安全和反应失控方面进行的研究已经有了很大的进步，尤其是在间歇与半间歇反应中。Duh Y S等人利用RC1e测量甲醇和乙酸酐的酯化反应过程中的绝热温升、热转换系数等参数，并得到时间-温度关系曲线，以此进行动力分析获得指前因子、活化能等参数，为防止反应失控提供理论依据[17]。陈利平等用RC1e初步研究了硝酸溶液与甲胺溶液反应过程的热安定性，并分析反应温度、加料速度和初始硝酸浓度对反应放热的影响[18]。Chun- Yu Chen等结合等温反应量热仪和微量热量仪，研究甲苯硝化间歇反应过程的热危险性，得到该工艺的安全操作范围[19]。此外，在聚合、磺化等反应热危险性研究中，RC1e也得到广泛运用[20-21]。 鉴于上述三种设备的特点，本文将采用这三个设备开展异辛醇硝化反应热失控风险的研究。 (责任编辑：qin) |