硝酸-苯乙烯混合体系的热失控特性与机制

作者：朱云峰; 钱亚男; 徐伟^*; 蒋军成; 石宁; 王志荣

来源：中国安全科学学报, 2019, 29(11): 32-38.

DOI：10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.11.006

• 硝酸
• 苯乙烯
• 反应失控
• 绝热温升(Δθad)
• 红外光谱(FTIR)
• 分子动力学模拟

硝酸氧化是粗苯乙烯脱色精制的关键技术,采用C600热扫描仪、VSP2绝热量热仪、ReactIR原位红外光谱(FTIR)仪等测试装备,结合ReaxFF分子动力学模拟方法,研究反应体系的热稳定性、绝热失控特性、失控动力学与失控引发机制。结果表明:苯乙烯自聚失控自加速起始温度(θ0)为132℃,绝热温升(Δθad)为209℃,最高失控压力(Pmax)为1.2 MPa,表观活化能(Ea)为131.3 kJ/mol,反应级数(n)为3.6。体系中含有硝酸时失控过程分为2段,第1阶段为苯乙烯侧链氧化反应,θ0为51℃,Δθad为70℃,Ea为71.3 kJ/mol,n为0.3;第2阶段为苯乙烯自聚失控,θ0为131℃,Δθad为152℃,Pmax为2.1 MPa。在工业生产过程中应严格控制脱色反应硝酸的配比、降低反应温度,避免硝化、氧化等副反应的发生。

• 单位
  中国石油化工股份有限公司; 南京工业大学