过氧乙酸生产工艺安全及反应过程危险性研究

发布时间：2020-07-13 07:43

【摘要】：过氧乙酸生产工艺常利用乙酸氧化法,其中涉及到对热极为敏感的过氧化物(双氧水、过氧乙酸),在较低温度下即有可能发生反应失控现象,产生高温、高压,对反应釜造成破坏,严重时甚至会引发火灾、爆炸,影响周边设备的安全生产。目前,研究多集中在储存、运输过程中单纯物质的热安全,而针对过氧乙酸生产过程中物质在反应体系中的危险性以及整个反应过程的危险性研究相对较少,相比静态环境下储存的危险性远远比不上生产过程中的危险性。本文利用差示扫描量热仪(DSC)对反应过程中涉及到的危险物质热分解情况进行测试分析,得到双氧水和过氧乙酸不同扫描升温速率下的放热量分别为682.8 J/g、460.2 J/g,起始分解放热温度分别在41.8~85.4℃、34.1~86.6℃之间;利用高等动力学分析软件(AKTS)计算得到双氧水和过氧乙酸的热动力学参数,包括反应进程、活化能等,预测分析等温条件下过氧化物的分解反应进程规律以及热安全性指标TMRad,得到双氧水和过氧乙酸的T_(D24)分别为-10.1℃、-1.4℃,绝热温升(?T_(ad))分别为183.5℃、120.9℃。结果表明,30%双氧水和15%过氧乙酸发生失控反应的可能性均为4级,属于频繁发生事件;严重度等级均为2级,后果是工厂和周边设施受到短期破坏。采用反应量热仪(RC1e)研究改变加料方式的条件下,过氧乙酸生产工艺的热危险性,结果表明,“一锅法”工艺放热量为10.11 kJ,放热量更小。使用绝热加速量热仪(ARC)对产物和双氧水在绝热状态下的热分解行为进行研究,得到绝热温升(?T_(ad))分别为141.2℃、196.1℃,TMRad分别为3.1 h、7.2 h,结果表明,过氧乙酸生产工艺的危险性主要来自反应物和产物在发生失控反应后的二次分解放热;根据矩阵评估标准对反应体系、产物以及双氧水进行风险评估,得到反应体系危险等级为Ⅰ级,属于可接受风险,产物和双氧水的危险等级均为Ⅱ级,属于有条件可接受风险;利用道化学火灾、爆炸指数法评估过氧乙酸生产装置反应釜单元和双氧水储罐的危险等级,在经过安全系数补偿之后,两者的危险等级均降为Ⅲ级,属于中度危险单元。
【学位授予单位】：北京石油化工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ225.25

【参考文献】

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本文编号：2753170