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双氧水分解反应热危险性分析 双氧水分解反应热危险性分析 摘要 双氧水是常见的化工原料之一，广泛应用于生产和生活领域，如过氧丙酸的制 备、医用消毒剂以及漂白剂的生产。双氧水是一种热不稳定的物质，在较低的环境 温度下就能发生分解，产生大量的热量并释放出相当量的氧气。双氧水的浓度和温 度越高，其分解反应就愈剧烈。双氧水分解产生的氧气由于反应温度的升高而急速 膨胀，产生的高温高压会导致容器破裂甚至爆炸事故。分解产生的氧气若与可燃气 体或蒸汽混合，形成可燃性混合物，遇明火或高热，就可能发生燃烧或爆炸事故。 因此，研究双氧水热分解反应对防止其发生危险事故意义重大。针对上述状况，本 文开展的工作以及所得结论总结如下： (1)基于C600的量热实验研究 利用C600量热仪，在室温至300℃的温度范围内，对4种浓度的纯双氧水进行 多个升温速率的热扫描试验，最终得到热流曲线。分析热流曲线，得到评估双氧水 热分解反应危险性的初步参数，如初始放热温度(To)、最大放热温度(T。)和分解 反应热(zxH)等。在上述结论的基础上，使用Advanced Kinetics and Technology Solution(简称AKTS)软件处理数据得：最大反应速率到达时间(TMR。d)，绝热温 升(ATad)，自加速分解温度(SADT)等热危险性评价参数。动力学研究表明双氧 水分解反应过程近似符合1级反应模型。使用C600量热仪分别研究了pH值和Fe” 的含量对双氧水分解反应的影响，结果表明：在酸性范围内，双氧水的稳定性随着 pH值的增加先升后降，当pH为4附近时最佳，在碱性范围内，其稳定性先急速下 降后微小上升，当pH为9附近时最差。无Fe”的双氧水在一定温度下的TMR。d近 似等于含10ppm Fe的双氧水在低5。C条件下的TMRad，近似等于含30ppm铁离子 的双氧水在低15。C条件下的TMR。d。由此可得出一个结论：当双氧水中铁离子含量 低于30ppm时，铁离子浓度每增加10 ppm，稳定性降低5℃。 (2)放大的量热实验研究 采用试验量放大的绝热量热装置VSP2(一般测试量为几十克)对中等浓度(40％、 50％)的双氧水分解反应进行量热实验，同时，利用泄放小试实验模拟装置(一般 测试量为千克级)对低浓度(10％、15％)双氧水分解反应进行研究。实验结果表 明：509的50％H202基于VSP2的初步危险性参数与O．39左右70％H202基于C600 的量热测试结果相似，与泄放小试实验模拟装置对2．8kg的1 5％H202的测试结果显 万方数据 双氧水热分解危险性分析示的危险性一致，相关热力学及动力学的参数都十分接近。 双氧水热分解危险性分析 示的危险性一致，相关热力学及动力学的参数都十分接近。 泄放小试实验装置对10％和15％双氧水的测试结果表明：试验量为2．8kg的低 浓度双氧水，其初始放热温度都约41℃，分解反应过程中10％和1 5％H202的最大 温升速率分别是11．7。C／min、81．6。C／min，最大压升速率分别为6．0MPa／min、12．97 MPa／min。环境温度每升高10℃，泄放小试实验装置测得的TMR。d比同等条件下 C600和VSP2测得的数值降幅大。环境温度达40℃时，1 5％双氧水的TMR。d仅为 0．37h，其分解过程非常剧烈。因此，不可忽略低浓度双氧水在大量生产，存储，运 输等环节中的危险性。 关键词：双氧水；分解反应；危险性分析；动力学分析 万方数据 青岛科技大学研究生学位论文STUDY 青岛科技大学研究生学位论文 STUDY ON THE THEI洲AL IUSK OF THE HYDROGEN PEROXIDE DECOMPOSITION ABSTRACT Hydrogen peroxide iS common chemical raw material which widely used in the production and living areas，such as the productions of perpropionic acid， medical disinfectant and bleach．Hydrogen peroxide is thermal unstable material that decomposing at certain low environment temperature．The decomposition can release vast heat and generate large quantities of oxygen．The higher the concentration and temperature are，the more intense th