硝酸对硝基苯热稳定性的影响机理

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实验测试 条 件 % 采 用 < ' #I &高 压 样 品 池 # 测 量温 度 范 围 为 室 温 , * *Z # 升 温 速 率 为 * ' )Z ,
A+ # 实验 气 氛 为 空 气 # 样 品 质 量 为 ) P '表 + I : 4 为实验样品的组成及配比 ' 其中硝基苯由中国医药
硝基苯热稳定特性的影响进行了初步研究 " 但未深 入探讨其内在影响机理 ' 有必要结合热分析实验及 其他分析手段 " 对硝基苯的热解机理及杂质对其热 稳定性的影响机理进行深入研究 ' 本文主要围绕硝酸对硝基苯在升温条件下热分
由于工艺波动或操作失误等原因混入一些杂质 " 这 些杂质会影响硝基苯的热分解特性 " 有些还会加速 其热分解过程 " 如果体系放热速度大于向环境的散 热速度 " 体系内热量会逐渐积累 " 最终会发生热自
! . 5 ) ) 6 ) 5 $ < . # 6= / / $ $ * / > # / / / 1 $ * 2 " . $ / . $# / 34 $ . 5 / ) 6 ) > # / / + * * 8 ""@ # / 2 ;"8 5 / #$ +8 7 7" ? 70 &) +! 7 &" ? 7) 7
+ ) 燃和爆炸等事故 * ' 目前对于杂质对硝基苯热分解 * + , 特性影响的研究相对较少 ' V 5 4 < *量热 P等 用 -

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) ! 中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室 " 安徽 合肥 ) 南京理工大学化工学院 " 江苏 南京 ) $ , * * ) !# + * * 8 "

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"卷第#期 第! * + ,年#月 )
化 工 学 报 . / 0 -1 % 2 3 4 5 &
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研究简报
硝酸对硝基苯热稳定性的影响机理
阮继锋+ 孙金华+ 郭 耸) 平 平+
关键词 % 硝基苯 # 硝酸 # 热稳定性 # 自加速分解温度 # 反应机理 %+ & ' : ; ; 4 ' * " , < = + + # > ' ) * + , ' * # ' * * " ! " # * ' , 8 ! 8 9 中图分类号 %?8 文献标志码 %@ , > 文章编号 %* $* " , <A+ + # >! ) * + , #A+ # ) !A* !
A+ 升温至) I : 4 后以 <Z , I : 4 < *Z " 保 持 + *I : 4'
分流比 + *`+' 接 口 温 度 + < *Z ' 质 谱 条 件 为 % 离 子源 温 度 + < *Z " 电 离 方 式 / .a " 电 子 能 量 > * D $" 分辨率 < * * *" 精度 #' 用全氟三丁基胺作内 标在 < & A) ! , ' 8 < > * 处对 / .作单点锁定矫正精确质 量 ' 裂解炉温度设置 为 # * *)! * *)> * *Z ' 进 样 方 式 % 采用微 升 级 进 样 针 将 液 体 样 品 直 接 注 入 裂 解 炉 " 裂解产物由气相色谱进行分析 ' < F ? 热力学 动力学参数及 = 8 ! G 的求解 利用 微 量 量 热 仪 对 样 品 在 恒 温) 升 温 测 < * 试过程中的热流量进行测试 " 计算样品发生放热分 解反应的 化 学 动 力 学 和 热 力 学 参 数 ! 包括反应级 数 ) 反应活 化 能 ) 指 前 因 子 ) 反 应 热 等 $ '假设反
# $ % & ' ( $ ) (* ( ) + , $ . */ %$ 0 1 ), ) 2/ $0 + ( 1 * , & . 0 , 3 & 0 %$ 0 1 / 3 ( $ 5 ( $ ( 4/
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*+ 应遵循 @ 3 3 C D 4 : 2 ;定律 ! " 则化学 反 应 放 热 速 率 方
+ 实验及计算方法
本文采用 < *微量量热仪对硝基苯及硝基苯 和硝酸的混 合 物 进 行 了 升 温 分 析 实 验 " 采 用 U B 气相色谱 飞行时 间 质 谱 联 用 仪 对 硝 基 苯 在 不 同 温 = 度下的高速热解特性进行了分析实验 ' < F < 热分析实验仪器 + ' + ' +< * 微量 量 热 仪 < *微量量热仪由法国 0 D G 5 3 5 I 公 司 生 产" 适 用 于 化 学 反 应 的 热 特 性 测 定 ' 性能指标为 % 感度约为 + *A! V # 实验试样质 量范围为 *+ # 测 量 温 度 范 围 为 室 温 , *P * *Z # 恒温 控 制 精 度 为 [* ' * * +Z # 升 温 速 率 为 * ' * + ) ' * *Z ,I : 4 #分 辨 率 为 * ' + IV # 感 度 极 限 为 +V '
引言
硝基苯是重要的化工产品 " 主要用作生产苯胺 的原料 ) 橡 胶 硫 化 促 进 剂 及 其 他 有 机 合 成 的 中 间
++ 体* ' 在硝基苯的生产 ) 储存 ) 使用等过程中 可 能
仪对硝基苯纯品以及与混酸 ) 苯胺的混合物的热特
+ " 性进行了分析 ' 阮继锋等 * 在前期对硝酸和硫酸对
A+
程为
H 9 ! & 9C*: D O E 4$ B D= N 5 H " $ ! +
式 中 9 为 单 位 质 量 反 应 物 的 反 应 发 热 量 #C 为反应物的 质 量 #: 为 反 应 指 前 因 子 #=5 为 反 应 活化能 # / 为 反 应 级 数# " 为 时 间 #4 为 温 度 ' 将 式! $ 变形为 +
* + )A* 8A* # 收到初稿 ") * + ,A* +A) > 收到修改稿 ' ) 联系人 % 孙金 华 ' 第 一 作 者 % 阮 继 锋 ! "男" 博 士 研 + 8 > "($ 究生 " 副研究员 '

%) ( ) ( C ( 22 , 0 ( * + )A* 8A* # ' 6 %W " D / 1 1 ( . / $ 2 $ ' 0 + / 1 3 % E ' 0 X(1 : 4 C 2 5 ; 2 4 C2 ; G F ' D H 2 ' F 4 9 E ;,
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5Hale Waihona Puke Baidu
! $ )
对式 ! $ 取自然对数 " 可得 )
& 4 H 9& H " = + 4 : BD F& ! 9C $ E 4

第#期
阮继锋等 % 硝酸对硝基苯热稳定性的影响机理
,L K J I,
解的影响开展工作 " 以期通过实验得出混合物的热 流速曲线 " 求解混合物的化学反应热力学和动力学 参数 ' 为评价样品的热稳定性 " 采用反应性化学物 质的自加速分解温度 ! 0 @ Y B$ 作 为 比 较 指 标 " 根 据热爆炸理论模型计算并比较了 ) #R P 标 准 包 装情 况下实验样品的自加速分解温度 ' 为研究热解反应 机理 " 采用 U 飞行时间质谱 联 用 仪 研 B 气相色谱 = 究硝基苯在不同温度下的快速热分解特性 " 并结合 硝酸与硝 基 苯 混 合 物 的 < * 实 验 结 果" 推 测 得 到 硝基苯的高温热解反应机理以及硝酸杂质对硝基苯 热稳定性的影响机理 '
飞行时间质谱联用 谱公司生 产 的 U B 气相色谱 =
+ # 仪* " 配备 @ : & D 4 G ! < 8 *气 相 色 谱 仪# 裂 解 炉 采 用 P
0 U / 公司的 W ] ^ _ 1 / B _ ^ 裂解炉 ' 色谱条件为 % 气化室温度 ) < *Z " 柱温箱 起 始 温 度 " *Z " 保 持 "
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