Isotherme Kalorimetrie für die sichere Auslegung von Reaktoren

Jinyao Wang von der Texas A&M University beschreibt die Anwendung der isothermen Kalorimetrie für die Entwicklung inhärent sicherer Reaktoren.

Die Identifizierung inhärent sicherer und intensiverer Reaktionsbedingungen ist ein entscheidender Schritt für die Umstellung der traditionellen Batch/Sem-ibatch-Synthese auf einen kontinuierlichen Betrieb. Die Beschleunigung von Reaktionen wird durch verschiedene Sicherheits- und Effizienzprobleme erschwert, darunter das Risiko eines thermischen Durchgehens, Nebenreaktionen, der Abbau des Endprodukts und der Überdruck im Reaktor. Diese Arbeit demonstriert den Einsatz der Reaktionsflächenmethodik, um inhärent sicherere und effizientere intensivierte Reaktionsbedingungen für die 3-Methylpyridin-N-Oxidation zu identifizieren, die in einem druckbeständigen isothermen Halbchargen-Kalorimeter durchgeführt wird. Die experimentellen Bedingungen wurden ausgewählt, um verschiedene Kombinationen von Betriebsvariablen mit Hilfe der statistischen Versuchsplanung von Box-Behnken zu untersuchen. Es wurden Regressionsmodelle entwickelt, die die Katalysatormenge, die Dosierrate des Oxidationsmittels und die Reaktionstemperatur mit dem Reaktordruck und der N-Oxid-Ausbeute korrelieren. Es wurde eine gute Übereinstimmung mit den experimentellen Daten aus der vorliegenden Studie und aus der Literatur erzielt. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Reaktion, selbst wenn sie im Semibatch-Verfahren durchgeführt wird, unter intensivierten Bedingungen von Natur aus sicherer und effizienter ist.

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Jinyao Wang - Texas A&M Universität