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优秀论文｜绝热加速量热仪用于研究硝化工艺优化、热危害评价及反应机理

来源：杭州仰仪科技有限公司      分类：促销 2024-04-03 10:00:04 67阅读次数


南京工业大学倪磊教授团队在 Process Safety and Environmental Protection 期刊发表题为 Process optimization, thermal hazard evaluation and reaction mechanism of m-xylene nitration using HNO3-Ac2O as nitrating reagent 论文，该成果由国家自然科学基金项目(No. 21927815, 52334006, 52274209)等支持。
本研究使用绝热加速量热仪TAC-500A 等获取实验数据并结合理论分析，为间二甲苯硝化反应提供了工艺参数优化、热危害控制策略和深入的反应机理理解，为化学工业中的硝化反应提供重要的理论和实践价值。



硝化是化工生产中应用最广泛的亲电取代反应之一，其合成产物在炸药、染料和药品中不可或缺。然而，近年来由于错误操作和热累积导致的硝化事故屡见不鲜。据中国化学品安全协会综合数据显示，我国硝化工艺发生危险事故率最高，且造成的死亡人数也最高。


（左）江苏响水“3·21”特别重大爆炸事故与（右）江苏聚鑫生物“12·9”重大爆炸事故


《GB/T 42300-2022 精细化工反应安全风险评估规范》（点击查看往期标准解读）进一步加强了重点监管危险化工工艺的风险评估要求，其中规定了反应安全风险评估的关键仪器包括自动反应量热仪、绝热加速量热仪、差示扫描量热仪与快速筛选量热仪等。



本研究中的TAC-500A应用：

1. 模拟潜在热失控行为

TAC-500A绝热加速量热仪通过保持环境与反应体系温度相等，测定样品在绝热条件下的热行为，可模拟潜在热失控反应。该研究中使用不锈钢量热弹装载约1g样品，并使用经典H-W-S模式检测样品自放热行为，该模式可在严苛的自分解检测阈值（0.02°C/min）下进行，以确定样品自放热分解特性。



2. 绝热动力学分析

TAC-500A绝热加速量热仪集成多种反应动力学分析方法。在不确定反应机理模型时，为避免因不匹配的预设模型带来的误差，可选择等转化率法进行参数拟合；对于具有明确的n级反应动力学方程，可直接采用速率常数法进行拟合。



3. 反应风险评估

对于强放热类的硝基化合物热危险参数测试，TAC-500A绝热加速量热仪可以实现反应温度实时追踪，绝热温升快速追踪，确保实验安全的同时精确量热。

数据分析软件计算二次分解反应相关热危险参数，并可输出反应风险评估报告。



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