失控的几种形式:1,物理上的失控,下面我们就来说一说关于化学反应中的产率?我们一起去了解并探讨一下这个问题吧!

化学反应中的产率(放大生产之失控的化学反应)

化学反应中的产率

失控的几种形式:

1,物理上的失控

2,化学上的失控

3,管理上的失控

4,工艺缺陷导致的失控

化学反应失控后的常见表现:

1,产品做坏

2,喷料

3,着火

4,爆炸

5,死人

6,气体泄漏导致大面积中毒

7,二次爆炸

引起失控的原因:

1,管理缺陷

2,工艺问题

反应失控的最常见表现:

反应釜夹套的传热效率远远达不到化学反应能量释放的速度;基于能量守恒定律;能量没有出路,只好在体系能聚集,大量的能量传递给了体系自身,链式反应,导致了温度的急剧上升。

最严重的表现:

最终导致,体系料液瞬间沸腾,反应失控,喷料;以及喷料后高度压缩的气体相互撞击摩擦,爆炸发生了。(这种情况,DCS系统其实已经失效);给企业和社会造成恶劣形象,给以企业巨大的打击,甚至是致命的打击!

一般表现:

反应温度还是能控制,不至于沸腾;反应做坏了。或者是重新研究工艺,找到解决问题的方案。或者,畏手畏脚的,不敢上了,最终导致订单流失;有损企业形象。

投料失控:

比如氯化亚砜和酸反应生成酰氯;原料含水量较高;导致氯化亚砜集聚,在加入大量的氯化亚砜后,反应釜爆炸,并且产生大量有毒有害的气体,给周围人员造成二次伤害。分析原因:水的分子量很小,为18;氯化亚砜分子量很大,为119(火警119啊);1kg水需要消耗6.6kg的氯化亚砜!特别是小分子量的酸和氯化亚砜反应,那就更加危险了!

反应失控:

反应为放热反应;反应启动需要一定的能量,关键控制参数又模糊不清的情况;比如反应是80度启动;在90度一下,夹套循环水是控制的临界点;当体系超过90度时,失控,反应釜在几分钟之内,就飞到天上!

如果是硝化反应,其实是很安全的;如果硝酸积累过多的情况下,没来得及反应,一旦反应启动,瞬间爆炸,没有反应时间!

管理失控:

比如丁基锂参与的反应,或者是钠氢,或者是金属钠参与的反应;等这些遇到空气容易着火的物料。在换瓶,投料等环节。直接着火,特别是丁基锂,火苗窜的老高老高。幽灵一般漂浮在空气中,根本没法灭火,越灭火越多!

或者是投料过程

高速流动的流体,流过PP管,高速的撞击,导致大量的经典积累,瞬间着火,或者是瞬间暴涨!

或者是离心过程

在干燥的环境下,放料,直接着火;或者是在离心机开盖子的一瞬间,或者是在用铲子铲料的一瞬间,着火,冒烟,甚至爆炸!

运输卸料过程失控:

在卸料时,往罐区打甲苯的时候,又是高速流动的流体,导致闪爆!

设备泄漏导致的失控:

某些忌水反应,或者是忌水的产品;冷凝器被腐蚀,破裂导致失控,爆炸;酸气较多的反应,316L不锈钢的寿命在1年左右;碳化硅或者石墨冷凝器或者聚四氟冷凝器是比较理想的替代品。

操作不当的意外导致的失控:

由于蒸干,导致局部过热,局部撞击导致的爆炸!废水处理,尤其要注意!

在高温下,放空也很容易导致大量空气瞬间进入高温釜中,爆炸失控!

工人脱岗导致的失控:

特别是对于控温严格的,放热剧烈的反应;工人脱岗10分钟(比如刚好肚子疼撒花上厕所),然后失控爆炸!当然,很多时候,后悔已经来不及了!

后处理不当导致的失控:

比如硼氢化钠还原;或者是钠氢参与的反应;未在氮气保护下;你在后处理过程,直接放到水中进行水解(小试的时候基本没有问题);“轰”的一下,大量氢气的产生,以及大量能量的产生,瞬间,整个车间瞬间有没有了!

仓库储存不当导致的失控:

比如物料在30度以下是安全的;然后在夏天爆晒时,大量堆积的物料(或者是溶剂,或者废水,或者是产品等等),在一个夏天的中午,瞬间“轰燃”,把所有人都整蒙了!比如响水大爆炸,比如天津大爆炸,比如今年夏天,某某上市企业的废溶有机溶剂着火事件!

俗话说,发现问题是成功的一半!其他地方,我就不多说了!

今天笔者就反应上的失控如何控制,来做一些简单的讲解;简单预防,可以有效预防失控的发生。

开锅盖取样中控,导致的失控

在高温条件,特别是回流条件下的开盖取样;导致挥发的有机溶剂在空气中,大到爆炸极限,“闪爆”就这样在无知中发生了!

对于放热反应预防:

1,能量稀释:比如改为缓缓滴加法

2,防止集聚:在尽量高的温度下反应(如果没有副反应);使原料滴加进去后马上变成产品,生成的能量,通过釜壁,马上被转移打夹套循环水中。

3,替换反应体系:如果反应太快;我们要想办法降低反应速度!那么如何降低反应速度?换成惰性溶剂;加上相转移催化加;使能量慢慢释放,使能量稳定释放!因为PTC的转移效率是有限的!

4,或者用微通道反应:微通道反应器的双面换热,以及狭小的孔道,单位体积换热面积是普通夹套反应釜的1000倍;使得微通道连续流反应在散热方面有得天独厚的优势;

5,用盘管;提高散热面积;加了盘管之后,换热效率石膏15倍以上;比如高压反应釜的内盘管就可以极大的提高换热效率;在夹套循环水达不到要求的时候;开启内盘管换热;

6,提高循环泵的循环量

7,若是一锅法反应,没法避免;则改变反应体系;改为非均相反应,加入相转移催化剂,以降低反应速度,让能量缓慢,有效释放;(类似于缓释制剂)

8,很多情况,氮气保护是必要的

物理方面失控预防:

1,产气的反应:将气体及时移走;投料不能太满;将气体缓缓释放;

2,产生固体的反应:预估体系中的固体;预估电机功率;根据设备负荷能力,设计反应釜的投料量;或者是用更大功率的电机;或者是安装变频;或者是加溶剂稀释,增加固体的流动性,以减少电机的负荷!

3,有固体参与的非均相反应:加大相转移催化剂的用量;换用更细颗粒或者是粉末状的固体原料

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