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重氮化反应及工艺风险

1.什么是重氮化反应?

重氮化反应是一种化学反应,是芳香族伯胺和亚硝酸作用(在强酸介质下)生成重氮盐的反应(一般在低温下进行,伯胺和酸的摩尔比是1:2.5)。

例如:脂肪族、芳香族和杂环的一级胺都可进行重氮化反应。通常,重氮化试剂是由亚硝酸钠与盐酸作用临时产生的。除盐酸外,也可使用硫酸、过氯酸和氟硼酸等无机酸。脂肪族重氮盐很不稳定,能迅速自发分解;芳香族重氮盐较为稳定。芳香族重氮基可以被其他基团取代,生成多种类型的产物。所以芳香族重氮化反应在有机合成上很重要。

重氮化反应产物除了部分重氮盐(如氟硼酸重氮盐,吡唑重氮盐、三蝶烯重氮盐等)较为稳定外,绝大多数重氮盐极不稳定,活性强,受热或摩擦、撞击等作用分解速度极快,短时间释放大量气体和热量,高温会引起重氮盐分解,引起火灾、爆炸。

2.重氮化反应工艺风险

反应风险评估:

对反应中涉及的原料、中间物料、产品等化学品进行热稳定测试,对化学反应过程开展热力学和动力学分析;根据反应热、绝热温升等参数评估反应的危险等级,根据最大反应速率到达时间等参数评估反应失控的可能性,结合相关反应温度参数进行多因素危险度评估,确定反应工艺危险度等级。

根据反应工艺危险度等级,明确安全操作条件,从工艺设计、仪表控制、报警与紧急干预(安全仪表系统)、物料释放后的收集与保护,厂区和周边区域的应急响应等方面提出有关安全风险防控建议。

3.首批重点监管的危险化工工艺安全控制方案

1、监视测量;温度、压力、搅拌电流、重氮化剂流量(或重氮组分加入量)、反应物料配比

2、报警:温度、压力高、低报警,搅拌电流高、低限制报警

3、联锁:反应温度与进料量和冷媒流量实现联锁,搅拌电流 高高、低低联锁切断进料

4、安全仪表系统:SIS

5、安全泄放:安全阀、爆破片、安全泄放等

6、隔离防护:五级防爆隔离

4.结语

重氮化反应,重点在于热风险控制重氮盐分解,因此如何控制重氮化工艺反应温度,管控重氮盐分解环节的风险,避免事故发生尤其重要企业通过工艺改进、自动化改造提升安全仪表系统装备,提升本质安全,从源头上把控风险,同时严格落实过程管控企业安全生产责任,完全可以实现安全可靠运行。

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