摘 要

本文以反应条件温和且催化性能良好的负载硅胶的聚醚离子液体为催化剂，以环氧丙烷与二氧化碳直接合成碳酸丙烯酯的实验为研究对象。由于该反应涉及环氧丙烷等易燃易爆化学品，危险性较高，需要进行实验安全设计。首先根据参考文献购置实验原料以及仪器设备。对实验过程环氧丙烷等化学试剂进行危险物质辨识。根据实验步骤、设备划分单元节点。最后选择危险与可操作性研究的方法，通过关键词、流量、温度、压力等，对每个节点的偏差、可能原因以及后果进行分析。通过危险与可操作性研究表格发现实验过程在反应、设备、操作、管理等方面存在的危险性，并提出相应对策措施优化实验方案。为碳酸丙烯酯合成实验的安全提供保障，为该类实验安全研究提供依据。

关键词：二氧化碳 碳酸丙烯酯 实验安全 HAZOP

The Safety Design of Acrylic Carbonate Synthesis Experiment

Abstract

In this paper, polyether Ionic liquids loaded with silica gel with mild reaction conditions and good catalytic properties are used as catalysts, and the synthesis of acrylate carbonate by propylene oxide and carbon dioxide is studied. Because the reaction involves flammable and explosive chemicals such as propylene oxide, the risk is high and experimental safety design is required. First, the experimental materials and equipment are purchased according to the references. Identification of hazardous substances for chemical reagents such as epoxide and propane in experimental process. Divide the node according to the experimental steps and equipment. Finally, HAZOP study is chosen, and the deviation, possible cause and consequences of each node are analyzed through keywords, flow, temperature, pressure, etc.. Through the HAZOP study table, it was found that the experimental process was the risks of leakage, equipment, operation, management, etc., and put forward corresponding countermeasures to optimize the experimental plan. It provides a guarantee for the safety of acrylate synthesis experiments and provides a basis for the safety research of these experiments.

Key words:Carbon dioxide；Acrylic carbonate；Experimental safety；HAZOP

目 录

摘要.........................................................................................................................................................I

Abstract................................................................................................................................................II

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2实验室事故案例 2

1.3碳酸丙烯酯的理化性质与应用 3

1.4本课题研究意义及主要内容 4

1.4.1本课题研究意义 4

1.4.2研究主要内容 5

第二章 实验 6

2.1均相催化剂 6

2.1.1有机碱催化剂 6

2.1.2金属配合物催化剂 6

2.1.3离子液体催化剂 6

2.2非均相催化剂 7

2.2.1金属氧化物催化剂 7

2.2.2分子筛类催化剂 7

2.2.3负载型有机碱催化剂 8

2.2.4负载型离子液体催化剂 8

2.3实验原料与仪器 9

2.4硅胶负载聚醚离子液体催化剂的合成 9

2.5实验反应部分 10

2.5.1前期准备 10

2.5.2换气单元 10

2.5.3加入环氧丙烷单元 11

2.5.4二氧化碳充入单元 11

2.5.5反应单元 11

2.5.6泄压以及尾气处理单元 12

2.5.7蒸馏单元 12

2.5.8称量单元 12

第三章 辨识与分析危险有害因素 13

3.1物质种类 13

3.2物质危险特性分析 13

3.3设备危险性分析 17

第四章 危险性与可操作性研究 19

4.1概述 19

4.2节点划分 20

4.3危险与可操作性研究表格 22

4.4本章小结 25

第五章 安全对策措施 26

5.1已有安全规定 26

5.2提出安全对策措施 27

第六章 总结与展望 30

参考文献 31

第一章 绪论

1.1引言

近年来，大气中二氧化碳含量持续上升，使得全球变暖、气候异常等一系列问题。如何减少大气汇总二氧化碳含量越发受人关注。由于二氧化碳是化工合成过程中的重要原料，通过将二氧化碳转化成化学品是目前普遍采用的减少二氧化碳含量的方法。而且，碳酸丙烯酯是许多化工反应过程中的重要中间产物，研究二氧化碳与环氧丙烷合成碳酸丙烯酯的方法，再投入生产，可以有效的减少大气中二氧化碳含量，而且可以合成非常有用的化合物。

碳酸丙烯酯的主要合成方法见表1.1。