H.E.L Phi-TEC Ⅱ 新工艺、新材料评估解决方案
时间:2024-06-04 阅读:174
H.E.L Phi-TEC Ⅱ 新工艺、新材料评估解决方案
H.E.L是专业的化工工艺研发、优化,化学反应热动力学研究设备供应商,可以为化工、制药、新能源、第三方检测机构及科研院所等提供一系列化工工艺研发、工艺优化与放大、化学品热危险性评估、燃爆事故调查与分析以及热动力学研究等解决方案,帮助客提高生产及测试效率,识别和降低风险,满足生产及科研的需求。
u 低φ因子绝热加速量热仪Phi-TEC Ⅱ
从制药行业到精细化工生产领域,所涉及到风险的核心是:物料的安全存储以及随着反应规模的变化导致的热散失行为的变化。
• 原始物料、反应生成的产物以及副产物废料安全存储风险
• 很多反应是放热反应,在进行反应放大时需要进行冷却来确保操作安全
• 在一定的操作条件下,反应中的反应组分变得不稳定,导致额外的热危害
从实验室到工厂规模放大参数
Phi-TEC II是由计算机精密控制的低φ自动压力补偿绝热加速量热仪,Phi-TEC II仅用10~100mL的反应规模,即可准确模拟实际工厂规模的大型化学反应器的行为,可以直接反映大型反应器任一条件改变带来的危害性,其数据也可直接用于泄爆口设计。
Phi-TEC II的主要特点:
• 测试池:
材质为玻璃及各种金属;进行筛选实验时,可使用10mL玻璃或金属测试池;如需更详细精确的数据或研究结果,则应使用100~120mL测试池;可定制特殊规格测试
• 池搅拌功能:
可选配磁力搅拌,也可选配由精密数控马达驱动的机械搅拌功能,更适用于模拟实际工厂条件,以及粘性液体或多相样品的搅拌。机械搅拌可用于薄壁测试池,对于数据可靠性非常重要
• 温度/压力检测:
温度检测仍采用样品直接接触的快速响应温度传感器;压力检测分别检测样品压力,内腔压力及内外压差,标准配置最大压力2000PSI(138Bar),更高压力可定制
• 放热检测灵敏度:
放热检测灵敏度0.005~0.2°℃/min,放热反应追踪率达200°C/min以上
• 自动压力补偿功能:
具有压力自动跟踪补偿功能,确保低中测试池的安全使用,标配压力补偿速率100Bar/min
• 手动/自动加料(选配):
在实验的任何一个阶段都可以进行手动或自动加料,加料管路经补偿加热器预热,自动加料精度及数据可靠性远高于手动加料,但技术难度较高,目前仅 HEL掌握相关技术
• 低Phi值测试池得到的数据更加准确可靠;
• 放热起始温度测试(T onset );
• 最大温升速率(dT/dt)max
• 最大自放热速率Maximum self-heat rate(热爆炸或者最糟糕情况判定)
• 反应失控绝热温升,ΔTad
• 最大压力 P
• 压升速率dp/dt
• MTSR= Tp + ΔTad
• 最大反应速率到达时间 (TMR)
• 反应动力学及分解动力学参数
• 安全储存及运输条件
Phi-TEC II泄放测试
• 自放热速率Self-heat rate (反应釜紧急排放面积计算)
• 报警设计,淬火,紧急情况蒸发冷却 ,减压控制
• 流动形态机理:单相流、多相流
• 泄放口尺寸设计
• 泄放压力设计:蒸汽体系、产气体系、混合气体体系
Phi-TECⅡ泄放程序:
• Runaway test – (HWS) or closed cell失控试验- (HWS)或封闭测试池
• Tempering test回火试验
• Blowdown or flow regime test 排污或流动状态试验
Phi-TECⅡ反应动力学研究
通过化学动力学的研究,可以知道如何控制反应条件,提高主反应的速率,增加产品产量,抑制副反应的速率,减少原料消耗,减少副产物,提高纯度,提高产品质量。化学动力学也研究如何避免危险品的爆炸、材料的腐蚀、产品的变质与老化等问题。所以化学动力学的研究有理论与实践上的重大意义。
l 化学反应动力学研究Kinetics studies of chemicals/reaction:
--反应级数Reaction Order
--指前因子Log Pre-Arrhenius factor
--活化能Activation Energy (Ea)
l 动力学软件
化学动力学研究化学反应的速率和反应的机理以及温度、压力、催化剂等外界因素对反应速率的影响,把热力学的反应可能性变为现实性,通过动力学研究:
• 给出有关反应机理的信息 (反应步骤、基元反应和限制 )
• 给出有关化学过程设计的信息 (温度、时间、浓度、催化剂、抑制剂的影响 )
• 对反应速率的各方面描述 (告诉我们反应进行得如何之快 )
• 模拟研究 (例如其它条件下的反应预测) (免除规模放大、安全性和稳定性的反复试验 )
• 预测:
-过程最佳化(反应速率)
-安全性(热生成速率)
-稳定性(储存时间)
动力学软件主要解决化学动力学研究中出现的主要问题:
1) 在一些实验数据的基础上建立一个数学反应模型——动力学模型,这是动力学评估(估计)的主要目的;
2) 模拟某些特定条件下的反应行为,这就是模拟仿真。如果知道一个反应的数学模型和进行这个反应的反应器的类型,可以解决实际应用问题。
Phi-TEC II 可选测试池: