H.E.L 安全工藝開發(fā)—Tsu & Phi-TEC & Simualr 量熱儀

通過反應危害測試來開發(fā)安全的化學工藝是化學工程和過程安全領域中的一個重要研究方向。這種研究旨在通過系統(tǒng)的實驗和分析，識別、評估和控制化學反應過程中潛在的危害，從而降低工業(yè)事故的風險。

化學反應，尤其是在精細化工、制藥和聚合物行業(yè)中的反應，通常是放熱的。如果這些反應失去控制，可能會導致嚴重的工業(yè)事故，如火災、爆炸和有毒氣體泄漏。歷史上有許多因化學反應失控而導致的重大事故，這些事故不僅造成了巨大的經(jīng)濟損失，還對人員安全和環(huán)境造成了嚴重影響。

為了減少化學過程中的風險，許多國家和地區(qū)制定了相關的法規(guī)和標準。例如，美國職業(yè)安全與健康管理局（OSHA）的《過程安全管理》（PSM）標準（29 CFR 1910.119）和環(huán)境保護局（EPA）的《風險管理系統(tǒng)》（40 CFR 68）都要求企業(yè)對涉及危險化學品的過程進行詳細的安全評估。我國制定了《精細化工反應安全風險評估規(guī)范》（GB/T 42300-2022）。通過反應危害測試來開發(fā)安全的化學工藝：

識別潛在危害：通過實驗室測試識別化學反應過程中可能發(fā)生的危險情況。

評估風險：通過實驗數(shù)據(jù)評估這些潛在危害的嚴重性和可能性。設計安全措施：根據(jù)測試結果設計和實施適當?shù)陌踩胧绺倪M工藝設計、優(yōu)化操作條件和安裝緊急緩解系統(tǒng)（ERS）。

優(yōu)化工藝：通過調(diào)整反應條件，減少反應危害，提高生產(chǎn)效率和安全性。

案例：從反應危險測試中開發(fā)安全工藝

Leggett, D. J. (2001). Safe process development from reaction hazards testing. Thermochimica Acta, 367-368, 351-365. 

背景: 化學反應，特別是在聚合物、樹脂、精細化工和制藥行業(yè)中的反應，通常是放熱的。如果這些反應失去控制，可能會導致嚴重的工業(yè)事故。因此，理解和評估化學反應的潛在危害是降低這些風險的第一步。文章強調(diào)，僅依靠化學家的經(jīng)驗是不夠的，還需要通過實驗室測試來評估化學過程中的每一步，以確保安全操作。

研究方法：展示如何通過系統(tǒng)的反應危害測試來評估化學反應的安全性，并利用這些數(shù)據(jù)來定義涉及反應化學品的過程的關鍵溫度、壓力、功率輸出、濃度和劑量率。

差示掃描量熱法（DSC）：用于初步篩選材料的熱穩(wěn)定性，檢測材料在加熱過程中是否會發(fā)生放熱反應。

反應量熱法：用于研究期望反應的熱特性，包括反應焓、反應動力學和氣體生成速率。

絕熱量熱法：用于評估反應失控的可能性，測量反應的自熱速率、溫度和壓力變化。

等溫混合量熱法：用于評估化學品混合時的熱效應，特別是在意外混合情況下可能引發(fā)的危險。

結論：文章通過一個實際案例（胺與氯代衍生物的反應）來說明如何利用量熱測試數(shù)據(jù)來理解事故的起源和進展。

• 反應危害評估：通過絕熱量熱法測試，發(fā)現(xiàn)反應在失去冷卻能力的情況下會導致產(chǎn)品分解（起始溫度為180°C），并產(chǎn)生大量不可冷凝的氣體分解產(chǎn)物。

• 工藝改進：通過反應量熱法測試，發(fā)現(xiàn)將反應從批量模式改為半批量模式可以顯著提高系統(tǒng)的安全性。然而，降低反應溫度會導致生產(chǎn)周期延長和反應物積累增加。

• 安全操作窗口：通過評估期望和不期望反應的起始溫度（Tmax和Ts），可以確定安全操作的溫度范圍。當Ts遠高于Tmax時，操作被認為是“本質(zhì)上安全的”；而當Ts接近或低于Tmax時，操作則變得越來越危險。

• 化學過程開發(fā)中，通過這些測試，可以為化學過程的安全操作提供科學依據(jù)，并幫助設計出更安全的工業(yè)生產(chǎn)過程。

Hazard Evaluation Laboratories 

成立于1987年，總部設在倫敦，在中國、美國、德國、意大利、印度擁有分公司。全資的赫伊爾商貿(mào)（北京）有限公司于 2020年在北京設立。H.E.L最初是一家過程工藝優(yōu)化及反應危害評估的專業(yè)咨詢機構，對研究機構和生產(chǎn)企業(yè)承接工藝過程研發(fā)項目；同時提供安全咨詢，包括事故調(diào)查、HAZOP研究、安全設施的設計及制度管理等。目前，H.E.L是全球首屈一指的過程工藝及安全專業(yè)咨詢機構，同時已經(jīng)發(fā)展成為一家致力于為客戶提供專業(yè)的過程工藝優(yōu)化及反應危害評估設備的國際集團企業(yè)。

關于綠綿科技

　　2001年成立的北京綠綿科技有限公司(簡稱：綠綿科技)以體現(xiàn)客戶服務價值為宗旨，以專業(yè)精神和技能為廣大實驗室分析工作者提供樣品前處理、樣品制備及分析、實驗數(shù)據(jù)精確分析和管理的全面解決方案，致力于協(xié)助客戶提高分析檢測的效率和水平。

　　主要代理產(chǎn)品：GC/MS/MS,LC/MS/MS新機租賃業(yè)務/LUMTECH循環(huán)制備液相/靜音型雙頻超聲清洗/Knauer研發(fā)，中試和生產(chǎn)脂質(zhì)納米顆粒（LNP)碰撞噴射混合器系統(tǒng)/冰點滲透壓儀、液相/超高壓液相色譜儀、在線SPE液相色譜儀/法國F-DGSi氮氣，超高純氫氣氣體發(fā)生器，液氮發(fā)生器/Cytiva生命科學設備/LabOS實驗室運營系統(tǒng)/MassWorks準確質(zhì)量數(shù)測定及分子式識別系統(tǒng)/MsMetrix氣質(zhì)香精香料分析軟件/Sin-QuEChERS農(nóng)殘凈化柱/制藥企業(yè)質(zhì)量回顧性報告系統(tǒng)（QRS)/英國赫伊爾生物反應器，電池絕熱量熱、催化劑合成。

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