Chƣơng 2 : THỰC NGHIỆM
2.5.4. Ƣớc lƣợng mối nguy hiểm và dự đoán diễn biến của hệ phản ứng
2.5.4.1. Ước lượng mối nguy hiểm phản ứng [10]
Mối nguy hiểm nhiệt của phản ứng có thể ƣớc lƣợng sơ bộ dựa trên giá trị biến thiên entanpy phân hủy hoặc biến thiên entanpy phản ứng (hiệu ứng nhiệt của phản ứng) thu đƣợc từ các phép đo DSC và xếp hạng độ nguy hiểm theo bảng phân loại của phần mềm Computer Program for Chemical Thermodynamic and Energy Release Evaluation (CHETAH) do Hội thƣ̉ nghiê ̣m và vâ ̣t liê ̣u Mỹ (American Society for Testing and Materials - ASTM) đƣa ra dƣới đây:
Bảng 2.3: Phân loại độ nguy hiểm nhiệt theo biến thiên entanpy phân hủy hoặc biến thiên entanpy phản ứng [10]
Hạng Độ nguy hiểm
ΔH phân hủy hoặc ΔH phản ứng lớn nhất
(kcal/g) [10]
ΔH phân hủy hoặc ΔH phản ứng lớn nhất (J/g)* A B C D Cao Trung bình Thấp Rất thấp > 0,7 0,3 … 0,7 0,1 … 0,3 < 0,1 > 2931 1256 … 2931 419 … 1256 < 419
Chú thích: (*) là biến thiên entanpy đổi từ đơn vị kcal/g sang J/g với 1 kcal/g = 4186,8 J/g.
Tuy nhiên trong thực tế, hạng C và D trong Bảng 2.3 khơng phát hiện đƣợc rằng các hóa chất đang nghiên cứu vẫn có thể có mối nguy hiểm khi có sự tăng nhiệt độ lớn hơn 600o
C, là nhiệt độ khi đó có thể sinh ra một lƣợng khí đáng kể và tạo áp suất cao.
2.5.4.2. Dự đoán diễn biến của hệ phản ứng và tối ưu hóa biên dạng nhiệt độ [16]
a. Dự đốn diễn biến của hệ phản ứng
Phần mềm động học nhiệt Netzsch Thermokinetics giúp dự đốn các giá trị tín hiệu phân tích nhiệt (DSC, TG…), độ chuyển hóa của phản ứng, nồng độ các chất phản ứng bao gồm các sản phẩm cuối cùng và sản phẩm trung gian theo chƣơng trình nhiệt độ mới đƣa vào.
Việc dự đoán diễn biến của các hệ phản ứng một giai đoạn và nhiều giai đoạn đƣợc tiến hành nhƣ sau:
- Lựa chọn mơ hình phản ứng - Nhập các thơng số đã điều chỉnh
- Nhập các khoảng dự đoán (khoảng thời gian, nhiệt độ, các giai đoạn nhiệt độ…).
b. Tối ưu hóa biên dạng nhiệt độ
Việc tối ƣu hóa biên dạng nhiệt độ dựa trên mơ hình phản ứng đã chọn đƣợc thực hiện nhƣ sau:
- Chọn khoảng nhiệt độ lớn nhất và nhỏ nhất. - Chọn tốc độ quét lớn nhất và nhỏ nhất (K/phút). - Chọn tốc độ phản ứng (%phút).