关于重氮化工艺和偶合工艺危险性的讨论（三）

bawby

传热的基本方程式：q=KFΔtm

K——总传热系数 kcal/(m2.h.℃)

F——传热面积m2

Δtm——平均温度差 ℃

假设反应釜内反应温度20℃，夹套进口水温-10℃，夹套出口水温-5℃。

则：Δtm==27.4℃

    在这种情况下2000L搪瓷重氮化反应釜能够传递重氮化反应生成的热量需要的时间h：

h=126000/(7.02×200×27.4)=3.28小时=3小时17分钟。

如果重氮化反应发生异常，内部快速升温，可是需要3.28小时的时间才能把重氮化反应釜内的温度降下了。在现实生产中，重氮化反应釜早就爆炸了。 因此，这一类重氮化反应出现反应温度升高，超过安全控制范围以后，是不能控制的。非常容易发生爆炸。

    这一类重氮化反应的安全控制设施，应该有温度显示和超温报警装置，应该设置事故处理罐。事故处理罐的容积要比重氮化罐容积大10倍以上，并且经常保持相当70%容积的清水。一旦重氮化反应温度超过安全控制温度，并且继续上涨的时候，应立即将重氮化罐中的全部物料放入事故处理罐，事故处理罐要有罐盖，并且有直径比较大的（≥400mm）放空排气管道。事故处理罐要设置在重氮化罐的下面，放料管路要短，并尽量减少拐弯。

如果投料顺序是先投硫酸，再投亚硝酸钠，然后再间歇地投入固体的芳香胺类。就没有必要设置温度和投料连锁装置。投硫酸和亚硝酸钠时反应是非常安全的，投芳香胺类时是人工间歇投料，可以方便有效地控制反应温度。

如果投料顺序是先投硫酸，再投入固体的芳香胺类，降温后再投入配制好的亚硝酰硫酸溶液，就应该安装温度与亚硝酰硫酸溶液投料阀门的连锁装置，温度升高到一定温度，可以自动连锁关闭投料阀门。

二、有关“监总管三〔2009〕116号”的附件2中重氮化工艺一些问题的探讨。

（一）“监总管三〔2009〕116号”的附件2中提出的对重氮化工艺的重点监控工艺参数：重氮化反应釜内温度、压力、液位、pH值；重氮化反应釜内搅拌速率；亚硝酸钠流量；反应物质的配料比；后处理单元温度等。

我们认为其中有一些控制工艺参数需要进行探讨。

1、重氮化反应釜是常压或微负压。重氮化反应也不会产生压力，因此设备不会产生压力，因此不需要控制反应压力。

2、在工艺规定的操作范围内，液位也不需要控制。即使液位出现一些较大范围的波动也不会出现安全问题。

3、在工艺规定的操作范围内，稀酸做溶剂的重氮化反应，其酸与被重氮化物的摩尔比大于2.5，因此PH值，也不需要控制，即使酸量不够（小于2.5倍），也没有危险，只是产生自偶合副产物，影响产品质量。亚硝酰重氮化反应，是浓硫酸做溶剂，因此其PH更不需要控制。

4、重氮化反应釜内搅拌转的快慢与安全没有相关，即使短时间没有搅拌或搅拌停止以后再开动搅拌也不会出现安全问题。

5、亚硝酸钠流量、流速在稀酸做溶剂的重氮化反应中与安全无关。一般控制亚硝酸钠流量是为了间接地控制反应温度。而反应温度升高只影响产品质量。有一些重氮化反应，如对硝基苯胺重氮化，要求尽快地将亚硝酸钠溶液加到重氮化反应罐中，是为了减少自偶合物的产生，保证重氮盐的质量。

在“亚硝酰法”重氮化反应中，亚硝酰硫酸的加入速度对安全影响很大，必须控制。

6、反应物质的配料比对安全没有影响，只影响重氮盐质量和生产成本。

7、只有重氮化反应温度和后处理单元温度是应该控制的工艺参数。