过氧乙酸生产常利用醋酸氧化法。由于该工艺过程涉及对热极为敏感的过氧化物,因此较低温度下即可发生失控反应,产生高温、高压,造成反应容器破坏。但与多数过氧化物一样,目前研究集中于过氧乙酸的存储及运输安全,针对其生产安全的研究相对缺乏。相比存储及运输过程,生产过程包含反应更复杂,影响因素更多,如外部高温、生产因素变化等诸多因素对过氧乙酸生产体系反应失控及泄放特性影响均有待研究。基于此,本文以过氧乙酸生产体系为研究对象,系统研究过氧乙酸生产工艺热失控及泄放特性。主要内容及结论如下:(1)研究了高温情形下不同受热温度对反应体系热失控特性的影响。结果表明,反应体系受热温度越高,其失控过程所能达到的温度、压力、温升速率及压升速率值越高。进一步,对失控反应体系危险性等级进行评定,发现给定实验条件下当体系受热温度达到或高于100?C时,失控反应严重度及可能性均为最高等级。此外,在不同受热温度下,失控反应体系呈现了不同的泄放类型。当受热温度较低时,反应体系为非调和混合体系;而当受热温度较高时,反应体系为调和混合体系。这是由于高受热温度下会发生剧烈沸腾,产生大量蒸气,使蒸气压占比提高,导致反应体系类型发生变化。(2)通过正交试验及单因素实验,就生产因素对失控反应体系超压危险性影响进行了研究。以最大压升速率为指标的评价结果表明,反应物配比有显著影响,已反应时长有一定影响但不十分显著,而催化剂体积分数及三个因素间的交互作用无显著影响。以具体影响而言,反应物配比较小时,反应体系最大压升速率差别不大;配比较大时,双氧水占比越大,最大压升速率越大。催化剂用量高于理论下限时,反应体系最大压升速率始终随其体积分数增大而降低。反应时长较短时,过氧乙酸生成热作用显著,在泄放设计中不可忽略。(3)利用DIERS方法对实验工况下的反应釜进行了安全泄放设计。在此基础上,通过改变收集罐的工作状态,对比研究了敞开泄放与密闭泄放特性的不同。结果表明,泄放开始后,在收集罐敞开情形下,反应釜内压力会快速且全部泄出;而在收集罐密闭情形下,反应釜内压力也会快速下降,但不会全部泄出,且在其下降同时,收集罐内压力会快速上升,极短时间内二者达到相同压力值并在反应结束前保持共同上升。(4)在密闭泄放情形下,改变泄放体系的初始背压,研究了背压变化对泄放特性的影响。结果发现,初始背压较小时,泄放过程中未出现二次升压现象。而初始背压较大时,出现了二次升压,且该过程中反应釜内最高压力超过了泄放压力。这是因为在DIERS泄放设计中进行背压修正时,考虑到背压变化,应比较最大背压值与临界压力值,而不是初始背压值与临界压力值。否则会导致泄放面积设计值偏小。本文给出了最大背压的计算式,误差小于5%。