反应安全风险评估过程示例.docx

反应安全风险评估过程示例 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%。 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 , 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。 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 ℃ 。 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(Tp MTT TD24 MTSR)。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