安全評估試驗平臺

• 反應安全風險研究與評估工作包含以下三方面內容：
  反應量熱實驗
  使用量熱設備（RC1）進行反應量熱實驗，獲得反應熱、ΔT_ad（絕熱溫升）、MTSR（失控體系可能達到的最高溫度）等數據；
  熱穩定性測試
  使用差示掃描量熱儀（DSC）和絕熱加速量熱儀（ARC），測試反應原料、反應完成料、中間產物以及蒸餾底料等與工藝相關的化學物質的熱穩定性，獲得起始分解溫度、分解熱、比熱、T_D24（失控體系最大反應速率到達時間為24小時對應的溫度）等數據；
  綜合評估安全風險
  綜合以上實驗和分析測試得到的數據進行反應安全風險評估。包括分解熱評估、失控反應嚴重度評估、失控反應發生可能性評估、風險矩陣評估和反應工藝危險度等級評估。
  

設備介紹

• 反應安全風險評估獲取主要指標的關鍵儀器包括反應量熱儀、絕熱加速量熱儀與差式掃描量熱儀等。
  

  全自動反應量熱儀RC1
  型號: METTLER TOLEDO RC1mx

  

  差示掃描量熱儀DSC
  型號: METTLER TOLEDO DSC3

  

  絕熱加速量熱儀ARC
  型號：THT ES-ARC

適用范圍

• 精細化工間歇反應安全風險評估精細化工半間歇反應安全風險評估精細化工連續釜式反應安全風險評估
  反應安全風險測試與評估內容
  

  反應安全風險評估應包括物料分解熱評估、失控反應嚴重度評估、失控反應可能性評估、失控反應風險可接受程度評估和反應工藝危險度評估。 對原料、催化劑、中間產品、產品、副產物、廢棄物，以及蒸餾、分餾等分離過程涉及的各相關物料進行熱穩定測試；對化學反應過程開展熱力學和動力學研究測試與分析。 涉及硝化、氯化、氟化、重氮化、過氧化工藝的精細化工生產裝置應完成有關產品生產工藝全流程的反應安全風險評估。

工藝安全評估流程

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  美迪西內部評估流程
  

  

評估結果應用

• 評估數據與結果應用到但不限于危險與可操作性分析（HAZOP）風險分析中，完善管道儀表流程圖（P&ID)。 已建成的精細化工企業根據評估結果完善安全管控措施，及時審查修訂安全操作規程。企業應根據評估結果制定專項應急預案和現場應急處置方案，并定期演練。

評估基礎條件

• 物料原料、催化劑、中間產品等以及蒸餾、分餾過程涉及的各相關物料的主要成分、含量和來源。工藝信息 反應溫度、反應壓力、物料配比、加料速度、保溫時間、升溫速率以及注意事項等。分析方法對工藝涉及的原料、中間體和產品開展定性、定量分析。 工藝裝置工藝涉及的反應壓力、反應釜體系、設計參數、投料系數，工藝涉及的反應器規格/型號、換熱介質等信息。研究設備不限于差式掃描量熱儀、絕熱加速量熱儀，常壓反應量熱儀、水分測定儀、高效液相色譜儀、氣相色譜儀。

評估內容

• 物料分解熱評估：

  等級	分解熱（J/g）	說明
  1	分解熱＜400	潛在爆炸危險性。
  2	400≤分解熱≤1200	分解放熱量較大，潛在爆炸危險性較高。
  3	1200＜分解熱＜3000	分解放熱量大，潛在爆炸危險性高。
  4	分解熱≥3000	分解放熱量很大，潛在爆炸危險性很高。

• 嚴重程度評估：

  等級	ΔTad（K）	后果
  1	≤50 且無壓力影響	可忽略
  2	50< ΔTad<200	中等的
  3	200≤ΔTad<400	危險的
  4	ΔTad≥400	災難性的

• 失控可能性評估：

  簡化的三等級分類	擴展的六等級分類	TMRad/h	國內等級分類
  高的	頻繁的	TMRad ≤ 1	4
  	很可能發生	1 < TMRad≤ 8	3
  中的	偶爾發生的	8 < TMRad< 24	2
  低的	很少發生的	24≤TMRad	1

案例分享

• 氧化反應
  原料M-Ad-010-B010氧化成產物M-Ad-010-A020
  工藝信息：
  向500mL反應釜中加入50.0 g M-Ad-010-B010，200mL 55.0%硫酸。加熱至95℃。滴加35.0g 30%過氧化氫水，滴加時間：3~4小時，滴完再保溫反應1小時。
  評估內容：
  物料分解熱，DSC測試反應后的料液分解放熱區間，可通過DSC快速篩選出危險程度較高的物料（原料、中間產品、產物等）。
  
• 結果分析：
  反應后混合液在測試區間內有兩段放熱，分別是51.39℃-93.2℃，147.79℃-307.71℃。其分解熱分別為111.47J/g,688.85 J/g.第一段放熱量不大，第二段分解放熱量較大，潛在爆炸危險性較高。
  失控嚴重程度-RC1反應量熱儀測試
  
• 反應工藝危險等級評估：

  測試對象	工藝溫度，℃	絕熱溫升，K	失控嚴重度評估等級	MTT，℃	TD24，℃	MTSR,℃
  滴加30%過氧化氫溶液	95	98.72	2	200	N/A	104.99

  結論：
  絕熱條件下，實際加料速度下（0.145g/min），反應可能達到的最高溫度MTSR=104.99℃，技術最高溫度MTT=200℃。Tp＜T_D24＜MTSR＜MTT，工藝危險度等級為5級，具有明顯的熱失控風險。
  工藝優化：
  如果反應過程中調整反應工藝溫度至48℃，那么根據Tp=48℃，MTSR（57.99℃），T_D24（58℃），MTT（200℃）四個特征溫度順序，Tp＜MTSR＜T_D24＜MTT，熱失控等級為2級，風險較低。

• 參考文件
  《精細化工反應安全風險評估規范》GB/T 42300-2022
  《反應量熱器RC1e介紹》METTLER

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