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H.E.L 化工工藝動力學機理研究—Simular 自動反應量熱儀案例：羥胺和硝酸羥胺在80-160℃的水溶液中等溫分解

前言

化工工藝機理研究是化學工程領域的一個重要分支，它涉及到對化學反應過程的深入理解，包括反應路徑、反應速率、反應動力學以及反應過程中涉及的中間體和產物。以下是化工工藝機理研究的幾個關鍵方面：l反應路徑分析：確定反應物如何轉化為產物的詳細步驟，包括所有中間體和過渡態(tài)。l反應動力學：研究反應速率與反應物濃度、溫度、壓力、催化劑等條件的關系。l催化劑作用機理：分析催化劑如何改變反應路徑，提高反應速率，以及催化劑的活性位點和作用機制。l熱力學和動力學模擬：使用計算化學和分子建模技術來預測反應過程中的能量變化和反應路徑

案例：羥胺和硝酸羥胺在80-160℃的水溶液中等溫分解

背景:自1999年以來，羥胺已經涉及兩起悲劇性事故，造成眾多人員傷亡。在這兩起事件之后，德克薩斯A&M大學化學工程系的Mary Kay O'Connor工藝安全中心對羥胺進行了研究。研究通過絕熱量熱法和計算化學研究了這些化合物的分解反應路徑，但其不穩(wěn)定行為的機制尚未完全理解。

研究方法：使用H.E.L的SIMULAR等溫量熱儀，采用等溫動力學研究方法，測量羥胺熱分解的熱量產生。建立實際可靠的方法分析反應過程中的液相和氣相產物（通過紫外光譜(UV)、高效液相色譜(HPLC)和離子色譜(IC)鑒定產物）。結合等溫和絕熱量熱法以及計算化學深入研究羥胺熱分解的機制。

結論：在80-160℃的溫度范圍內，羥胺和硝酸羥胺顯示出條件依賴的自催化分解行為，很可能是由一種與氨相關的化合物（如NH2-）引起的。正在進行進一步的實驗工作，以完全鑒定分解過程中產生的產品和穩(wěn)定自由基，隨后測量等溫分解過程中的反應熱。

產品應用量熱實驗：羥胺等溫分解測量在80-160℃的溫度范圍內進行，使用H.E.L SIMULAR等溫量熱儀，自制玻璃反應釜，耐壓6bar. 文章強調了對這些危險化學品的深入研究的重要性，以提高其處理和儲存的安全性。

來源：Isothermal decomposition of hydroxylamine and hydroxylamine nitrate in aqueous solutions in the temperature range 80–160°C. Liu, L., Papadaki, M., Pontiki, E., Stathi,P., Rogers, W. J., & Mannan, M. S. (2009). Journal of Hazardous Materials,165, 573–578. 

About H.E.L

Hazard Evaluation Laboratories 成立于1987年，總部設在倫敦，在中國、美國、德國、意大利、印度擁有分公司。全資的赫伊爾商貿（北京）有限公司于 2020年在北京設立。H.E.L最初是一家過程工藝優(yōu)化及反應危害評估的專業(yè)咨詢機構，對研究機構和生產企業(yè)承接工藝過程研發(fā)項目；同時提供安全咨詢，包括事故調查、HAZOP研究、安全設施的設計及制度管理等。目前，H.E.L是全球首屈一指的過程工藝及安全專業(yè)咨詢機構，同時已經發(fā)展成為一家致力于為客戶提供專業(yè)的過程工藝優(yōu)化及反應危害評估設備的國際集團企業(yè)。

關于綠綿科技

　　2001年成立的北京綠綿科技有限公司(簡稱：綠綿科技)以體現客戶服務價值為宗旨，以專業(yè)精神和技能為廣大實驗室分析工作者提供樣品前處理、樣品制備及分析、實驗數據精確分析和管理的全面解決方案，致力于協助客戶提高分析檢測的效率和水平。

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文章來自HEL微信公眾號，編號HEL2025-YJ-08/08。