(一)基本概念

RC1反应量热器(reaction calorimeter)是一个自动化实验室合成反应器，是工厂中半间歇反应釜的真实模型。RC1既是自动化实验室合成反应器，又是热平衡的反应量热器，因此，它是过程开发包括放大过程的理想工具。

在实验室阶段，RC1反应量热器可提供实际条件下间歇反应的可重复结果，这样可以大大减轻中试工厂的压力。一切重要的过程变量都被测量和控制，如温度、压力、加料操作、混合、反应的热能、热传递数据等，通过RC1反应量热测试，从公升规模获得的结果可以放大至工厂生产条件，或反过来，工厂中的生产过程能缩小到升的规模，从而容易地得以研究和最优化。

1.RC1的系统构成

(1)自动恒温和控制系统。

(2)温度控制的反应釜，标准反应釜体积为0.1～2.0L，压力范围从真空至350bar，另外有特殊反应釜备选。

(3)速度可变的搅拌器，可测量半定量的扭力矩。

(4)全面的安全监测系统。

(5)个人计算机(PC)。

2.RC1的操作模块

由于应用于间歇式反应，一个实验可包括大量的操作，各个操作模块可由RC1按预设程序自动化运行。而对仪器和过程参数的连续监测可保证仪器的安全运行。操作模块主要包括加热和冷却，搅拌和混合，加入反应物，测量和控制过程参数[如压力(加压或真空)、pH、浊度等]，蒸馆和回流。

(二)在过程安全中的应用

1.RC1应用中常见的反应类型

对于具有潜在危险的反应，需要进行RC1测试，如氧化反应、硝化反应、重氮化反应、叠氮化反应、自由基反应和剧烈放热放气的反应。

2.RC1数据分析(一般使用控制反应温度的Tr模式)

(1)绝热温升△T=△H/Cp。

①最大绝热温升(maximum adabatic temperature，MAT)

MAT≤50℃，无压力产生：安全；MAT>50℃：存在风险。

②最大合成反应温度(maximum temperature of synthesis reaction，MTSR)最大反应温度=实际操作温度+最大绝热温升(MTSR=Tr+MAT)；

MTSR<Tsafe：安全(Tafe由DSC或C80测得)，不会触发反应分解。

(2)放热速率(maximum heat generationr ate，Qr)。

Qr<50W/kg：安全。

(3)单位质量放热量△H。

△H≤100kJ/kg：安全；△H>100kJ/kg：存在风险。

(4)加料完毕后的热转换率(fraction of heat released，FHR)

FHR≥90%：加料控制的反应。

表24-1所示为RC1数据与过程安全。

表24-1 RC1数据与过程安全

文章来源：《有机合成安全学》

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