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H.E.L赫伊爾商貿(北京)有限公司>>技術文章>>H.E.L Phi-TEC Ⅱ 新工藝、新材料評估解決方案

H.E.L Phi-TEC Ⅱ 新工藝、新材料評估解決方案

閱讀:276        發布時間:2024-6-3

                                H.E.L Phi-TEC 新工藝、新材料評估解決方案

H.E.L是專業的化工工藝研發、優化,化學反應熱動力學研究設備供應商,可以為化工、制藥、新能源、第三方檢測機構及科研院所等提供一系列化工工藝研發、工藝優化與放大、化學品熱危險性評估、燃爆事故調查與分析以及熱動力學研究等解決方案,幫助客提高生產及測試效率,識別和降低風險,滿足生產及科研的需求。

u                      低φ因子絕熱加速量熱儀Phi-TEC

從制藥行業到精細化工生產領域,所涉及到風險的核心是:物料的安全存儲以及隨著反應規模的變化導致的熱散失行為的變化。

                     原始物料、反應生成的產物以及副產物廢料安全存儲風險

                     很多反應是放熱反應,在進行反應放大時需要進行冷卻來確保操作安全

                     在一定的操作條件下,反應中的反應組分變得不穩定,導致額外的熱危害


H.E.L Phi-TEC Ⅱ 新工藝、新材料評估解決方案從實驗室到工廠規模放大參數

Phi-TEC II是由計算機精密控制的低φ自動壓力補償絕熱加速量熱儀,Phi-TEC II僅用10~100mL的反應規模,即可準確模擬實際工廠規模的大型化學反應器的行為,可以直接反映大型反應器任一條件改變帶來的危害性,其數據也可直接用于泄爆口設計。




Phi-TEC II的主要特點:

      測試池

材質為玻璃及各種金屬;進行篩選實驗時,可使用10mL玻璃或金屬測試池;如需更詳細精確的數據或研究結果,則應使用100~120mL測試池;可定制特殊規格測試

      池攪拌功能

可選配磁力攪拌,也可選配由精密數控馬達驅動的機械攪拌功能,更適用于模擬實際工廠條件,以及粘性液體或多相樣品的攪拌。機械攪拌可用于薄壁測試池,對于數據可靠性非常重要

      溫度/壓力檢測

溫度檢測仍采用樣品直接接觸的快速響應溫度傳感器;壓力檢測分別檢測樣品壓力,內腔壓力及內外壓差,標準配置最大壓力2000PSI(138Bar),更高壓力可定制

      放熱檢測靈敏度

放熱檢測靈敏度0.005~0.2°/min,放熱反應追蹤率達200°C/min以上

      自動壓力補償功能

具有壓力自動跟蹤補償功能,確保低中測試池的安全使用,標配壓力補償速率100Bar/min

      手動/自動加料(選配)

在實驗的任何一個階段都可以進行手動或自動加料,加料管路經補償加熱器預熱,自動加料精度及數據可靠性遠高于手動加料,但技術難度較高,目前僅 HEL掌握相關技術

      Phi值測試池得到的數據更加準確可靠H.E.L Phi-TEC Ⅱ 新工藝、新材料評估解決方案

      放熱起始溫度測試(T onset );

      最大溫升速率(dT/dt)max

      最大自放熱速率Maximum self-heat rate(熱爆炸或者最糟糕情況判定)

      反應失控絕熱溫升,ΔTad

      最大壓力 P  

      壓升速率dp/dt

      MTSR= Tp + ΔTad

      最大反應速率到達時間 (TMR)

      反應動力學及分解動力學參數

      安全儲存及運輸條件


Phi-TEC II泄放測試

      自放熱速率Self-heat rate (反應釜緊急排放面積計算)

      報警設計,淬火,緊急情況蒸發冷卻 ,減壓控制

      流動形態機理:單相流、多相流

      泄放口尺寸設計

      泄放壓力設計:蒸汽體系、產氣體系、混合氣體體系

H.E.L Phi-TEC Ⅱ 新工藝、新材料評估解決方案Phi-TEC泄放程序

      Runaway test – (HWS) or closed cell失控試驗- (HWS)或封閉測試池

      Tempering test回火試驗

      Blowdown or flow regime test 排污或流動狀態試驗

Phi-TEC反應動力學研究

通過化學動力學的研究,可以知道如何控制反應條件,提高主反應的速率,增加產品產量,抑制副反應的速率,減少原料消耗,減少副產物,提高純度,提高產品質量。化學動力學也研究如何避免危險品的爆炸、材料的腐蝕、產品的變質與老化等問題。所以化學動力學的研究有理論與實踐上的重大意義。

l       化學反應動力學研究Kinetics studies of chemicals/reaction

--反應級數Reaction Order

--指前因子Log Pre-Arrhenius factor

--活化能Activation Energy (Ea)

l       動力學軟件H.E.L Phi-TEC Ⅱ 新工藝、新材料評估解決方案

化學動力學研究化學反應的速率和反應的機理以及溫度、壓力、催化劑等外界因素對反應速率的影響,把熱力學的反應可能性變為現實性,通過動力學研究:

                     給出有關反應機理的信息 (反應步驟、基元反應和限制 )

                     給出有關化學過程設計的信息 (溫度、時間、濃度、催化劑、抑制劑的影響 )

                     對反應速率的各方面描述 (告訴我們反應進行得如何之快 )

                     模擬研究 (例如其它條件下的反應預測) (免除規模放大、安全性和穩定性的反復試驗 )

                     預測:

-過程最佳化(反應速率)

-安全性(熱生成速率)

-穩定性(儲存時間)

動力學軟件主要解決化學動力學研究中出現的主要問題:

1)       在一些實驗數據的基礎上建立一個數學反應模型——動力學模型,這是動力學評估(估計)的主要目的;

2)       模擬某些特定條件下的反應行為,這就是模擬仿真。如果知道一個反應的數學模型和進行這個反應的反應器的類型,可以解決實際應用問題。

化學科學家要處理的反應種類繁多,彼此差異很大:同種反應、異種催化反應、聚合反應、生化反應、拓撲化學固態反應等。反應危險性研究通常涉及均相或假均相反應。H.E.L提供的動力學軟件涉及許多模型(如下圖公式),可以很好的解決這些問題。

H.E.L Phi-TEC Ⅱ 新工藝、新材料評估解決方案

Phi-TEC II 可選測試池:

H.E.L Phi-TEC Ⅱ 新工藝、新材料評估解決方案

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