我国精细化工现◢状分析
我国是↘化工大国，2018年化工行业总产值13.7万亿元，占全国GDP的15.2%，占全球化工产值的约40%，居世╱界第一位[1]。为〇提高行业附加值，经过几十年的发展，国内化工行业精细化率不断提升，目前已达到50%左右。精细化工多为间歇或半间歇的密』闭生产方式，且具有规模小、品种多、工艺复杂、变化快的特点。国内精细化工行业的快速发展对生▃产安全管理提出了一定的挑战。
2019年全国共发生化工事故164起、死亡274人。其中发生重大事∏故2起、死亡25人；特别重大▲事故1起、死亡78人。自2017年以来连续三年发生2起以上的重特大事故[2]，化工安全生产形势依然十分严峻。
反应热▽失控
化学品具有独特♀的热危险性，在特定条件下会↙发生反应，释放大量的ξ 热量，同时温度的升高又导致反应速率的加剧，剧增的反应速率导致产生更多的热量，进一步引起反应〓温度的升高。这种反馈『机制就导致了化学反应热失控的发生。反应热失控是导致化工事故发生的主要原因。Chiba-Geigy公司统计了1971-1980年十年▲间发生的工厂事故，其中56%的事故是由反应热失控或近于∮失控造成的。热失控的◣本质是反应体系的放热速率与移热︼速率之间发生失衡而导致热积累。正常工艺条件下，化学反应会在可控的温度下进行。而一旦发生冷却失效或进料过↑快等异常情况，反应体系产生的热量无法被反〓应器冷却系统完全移除，反应温度将由于热积累而偏离正常条件。一旦温度达到物料的分解温度，将引发二次反々应，导致反←应物、产物分解，引起反应器内温度压力急剧∞升高，最终导致喷◢料、反应器破坏，甚至燃烧、爆炸事故。
评估化学反应热失控过程需要考虑以下几个☉重要参数：
2. 失控体系能达到的最高温度MTSR：绝热条件下合成反应可能达到的最高温度，考虑反应过程中物料累积度最大；3. 绝热温升ΔTad：考虑绝◆热条件下，反应〒体系释放的热量全部用来升高反应体系↑的温度；4. 失控反→应最大反应速率到达时间TMRad：在绝热条件下，失控反应到达最大反应速率所需要的时间，可以通俗地理解为致爆时间；5. 反应∏最大速率到达时间24小时温度TD24：TMRad等于24h对应的温度，一般可视为样品开始分解的温度；6. 技术最高温度MTT：反应体系溶剂或混合物料√的沸点或反应容器最大允许压力所◆对应的温度。
反应风险评估
原国家安监总局↙于2017年发布了《关于加强精细化工反应安全风险评估工作的指导意见》，其中明确了对化工反应中涉及的原料、中间物料、产品等进行热稳定★性测试，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的要求和建议。
1） 物质分解热评估
2）反应风险评估
i) 严重♀度评估
ii) 可↓能性评估
ii) 可能性评估
iii) 矩阵评估（Risk = Severity ×Likelihood）
3) 反应工艺危险度评估
针对不同的反应工艺危险度等级Ψ，需要建立不同的风险控制措々施。对∴于危险度等级在3级及以上的工艺，需要进一步获取失控反应温度、失控反应体系温度与压力的关系、失控过程最高温度、最大压力、最大温度升高速率【、最大压力升高速率及绝☉热温升等参数，确定相应的风险控制措施。
反应风险评估关键仪器
反应安全风险评估需「要的仪器种类较多，包括反应◇量热仪、绝热加速量※热仪、差热扫描量热仪、闪点测试仪、爆炸极限测试仪、最小点火能测试仪等测试仪器，还包括水分☆测试仪、液相⌒色谱仪、气相色谱仪等分析仪器。其中获取主要评估指标的关键仪器为反应量ω热仪与绝热加速量热仪。
反应量热仪
反应量热仪〗可以在立升规模模拟化学反应的具体过程，对目标反应的热失控结果进行分析，测定绝热温升ΔTad和热失控体系最高温度MTSR等数据。反应量热仪软件中可设置多步骤ω 实验流程，并可通过油浴控温或加热器控☆温实现各步骤反应温度的精确控制。实验流程结束后自动计算得到不同时刻反应放热功◆率（热流）、物料和热积累、热转化率、MTSR等数据，可直观地反映出目标反应的放热◎特征以及过程变化。主要参数可按照以下公式进行计算：其中Qr为放热功率(W)，m为对象反应物的总质量(g)；其中Ht为从反应开︾始到时刻t的总放♀热量(J)，Htotal为从反应开始到结束的总放热量 (J)；ΔTad=∫dQr/(Cp·mtotal)·Xacc其中mtotal反应体系」总质量，Cp为物Ψ料比热容；MTSR=Tp+∫dQr/(Cp·mtotal)·Xacc,max其中Tp为工艺温度，Xacc,max为最大物料累计 。仰仪科技RC HP 1000A是国内自主开发的首款自动反应量热仪。该款仪器的特点是：
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控温█精度高，全温【度范围控温精度为±0.1K；
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多量热模式，支持热流、功率补偿以及蒸回流量热三种模式；
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测量精度△高，全面考虑量热过程热传递和」热散失，可实现全温度、全液位范围系统热容校准；
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定制化能力强，组件搭配灵活，支持软件功能定制开发。
绝热加速量热仪
绝热加速量热仪是在实验▆室条件下模拟潜在二次反应风险的专业测试仪器，能精确测得样品热分解初始温度、绝热分解过程中温度和压力随时间的变化ω曲线, 尤其是能给出DTA和DSC等无法给出的物质在热分解初期的压力缓慢变化过程。
绝热加速量热仪测试过程中，将样品置于中央球型样品池内，外部腔体四周¤均匀分布了电加热块，能及□ 时补充样品与其周围环境的温差所带来的热损失，并保持绝热炉内的温度处于¤均匀平衡状态，从而维持样品池内理想的绝热测试环境。绝√热加速量热仪的经典工作模式为“加热—等待—搜寻”（H-W-S）模式，工作前可设置实验起始温度◆、终止温度、斜率敏感度、加热幅度和等待时间等参数。“加热”阶段，量热仪的温度按设定的加热幅度升高；“等待”阶段，控制器通过比较样品室∴温度与绝热炉各个区域的温度◥，保持绝热炉内的温度处于均匀平衡状态；“搜寻”阶段，若检测到样品升温速率大于设置的阈值（如0.02℃/min），则进入绝热追踪阶段，通过程序控温保持样品池四周的绝热环境；否则，量热仪自动进入■下一个“加热—等待—搜寻”流程。
通过绝热追踪阶段的样『品升温曲线，可测定放热起始温度、分解反应绝热温升ΔTad；对升温曲线进行动力学分析，可进一步计∑ 算得到分解反应活化能E、指前因子A、TMRad和TD24等反应风险评估ㄨ关键参数。
仰仪科技TAC-500A是国内自主开发的首款绝热加速量热仪。该款仪器可实现快速温度追踪，即使在较低的phi因子下也能获得良好的测量精度。同时具有】实用的台式紧凑设计，易于维护，具有良好的使用维护时间比▼。目前该款仪器在国内受到客户广泛认可的同时，也已经成功打入欧洲市场。
参考资料
[1].深度产业观〖察: 化工行业深度⊙：细分领域价值分析及赛道标的梳←理https://www.tamigos.com/news/27955
