[发明专利]一种连续流下测定反应热和/或比热容的系统和方法

说明书

本发明提供一种连续流下测定反应热和/或比热容的系统和方法。所述系统包括进料计量模块、物料预热模块、反应量热模块和循环热流模块；反应量热模块包括壳体、反应器和功率补偿加热器，功率补偿加热器设于所述壳体的内腔中，用于对壳体内腔中的热流介质加热以调控壳体的热流介质出口处的温度；循环热流模块包括循环热流浴槽，用于向壳体内腔中供应热流介质以调控反应器外部环境温度；进料计量模块用于对物料进行计量；所述物料预热模块用于对待输入至反应器的物料进行预热至所需温度。利用本发明的系统和方法，解决了现有反应量热技术中大多采用全混釜反应器形式，造成测得数据不能较好的表征物料在固定床连续流状态下的实际反应放热特性。

技术领域

本发明涉及热量测量技术领域，特别涉及一种在连续流状态下测定反应热和/或比热容的系统和方法。

背景技术

化工生产是一种高危过程，存在多维度的安全风险因素。其中反应安全风险是涉及本质的风险因素，化工生产过程事故通常是由反应失控导致的，反应发生失控的本质在于工艺过程中存在的热危险性，因此对反应安全风险开展研究评估是化工安全生产的重要技术保障。在化工过程中，大部分反应均属放热反应，如聚合反应、氧化反应、硝化反应、氯化反应、臭氧化反应、磺化反应、酯化反应、中和反应等，需对反应中涉及的原料、中间物料、产品等化学品进行热稳定测试，对化学反应过程开展热力学和动力学分析，并根据反应热等参数评估反应的危险等级。化工反应安全风险评估首要的基础是建立相匹配的反应安全风险评估试验装备。作为一个多功能平台，该装置不仅涉及到反应安全风险如反应热的测定，同时还可以进行工艺过程模拟及快速分析评价，收集并评估反应工艺数据、安全参数、热数据、产品性质等，确定优化的安全工艺条件、临界值和反应化学结果。

专利US6157009公开了一种基于温度补偿原理的绝热量热仪，其原理是将反应体系置于绝热环境中，通过加热-等待-搜索或等温两种模式的运行，模拟测量潜在失控反应和量化某些化学品和混合物的热、压力危险性，该仪器的加热能力有限，仅允许加热至300℃，压力范围上限为13.0MPa，对于某些高温高压的危险工况不适用；专利CN106290463公开了一种高温高压下进行绝热量热测量的装置，主要解决现有技术中尚无高温高压进行绝热量热测量方法的问题，该装置能够在800℃以下20MPa以下按照绝热模式、等温模式进行量热测试。上述量热装置的共同点在于均采用的是带搅拌的全混釜式反应器，对物料体系的适应性存在一定的局限性，同时也无法完全模拟连续活塞流状态下的反应放热情况。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种连续流下测定反应热和/或比热容的系统和方法。

本发明为达到其目的，采用的技术方案如下：

本发明第一方面提供一种连续流下测定反应热和/或比热容的系统，包括进料计量模块、物料预热模块、反应量热模块和循环热流模块；

所述反应量热模块包括壳体、反应器和功率补偿加热器，所述反应器设于壳体内腔中，所述反应器为管式固定床反应器；所述功率补偿加热器设于所述壳体的内腔中，用于对壳体内腔中的热流介质加热以调控壳体的热流介质出口处的温度；

所述循环热流模块包括循环热流浴槽，所述循环热流浴槽用于向壳体内腔中供应热流介质以调控反应器外部环境温度；所述循环热流浴槽的热流介质出口与壳体的热流介质入口连通，所述壳体的热流介质出口与循环热流浴槽的热流介质入口相连通，用于将壳体内腔中的热流介质循环至循环热流浴槽中；

所述进料计量模块用于对待输入至反应器的物料进行计量；

所述物料预热模块用于对待输入至反应器的物料进行预热至所需温度；

所述壳体的热流介质出口、热流介质入口，以及反应器的物料入口和物料出口均设有测温元件。