Seguridad del proceso químico | Técnicas, equipos

Seguridad del proceso químico

Evitar perder el control durante el proceso químico

Importancia de la seguridad del proceso químico
Técnicas para investigar la seguridad del proceso químico
Calorimetría de reacción en la seguridad del proceso químico.
Tecnología para la seguridad del proceso químico

Aplicaciones

Desarrollo y escalado de procesos químicos
Diseñe procesos químicos robustos y sostenibles para una transferencia más rápida a la planta piloto y de producción

Diseñe procesos químicos robustos y sostenibles para una transferencia más rápida a la planta piloto y de producción

Escalado de procesos y transferencia de calor
Cómo afecta el transporte de calor en recipientes agitados al escalado de procesos

El hecho de escalar un proceso químico desde el laboratorio a la fase de fabricación ofrece resultados útiles solo con coeficientes precisos de transferencia de calor. La medición de la temperatura del reactor y el enchaquetado (durante la liberación de una cantidad de calor bien definida) permite a los investigadores calcular con precisión la resistencia térmica que se usa para modelar la transferencia térmica y realizar predicciones críticas para los reactores a mayor escala. La calorimetría de reacción es esencial para determinar parámetros que afectan a la transferencia de calor y a los coeficientes relacionados con objeto de desarrollar modelos que maximicen el ancho de banda de una planta de fabricación. 

Transferencia de masa y velocidad de reacción
Mezclado en un reactor químico y los efectos en la cinética de la reacción y el escalado

El mezclado consiste en la reducción o eliminación de la falta de homogeneidad de las fases que sean mezclables o no mezclables. La optimización y el escalado de procesos requieren que se cuantifique el impacto del mezclado en la velocidad de reacción. Se pueden llevar a cabo experimentos automatizados y controlados en paralelo en un sistema de reactor de laboratorio para establecer una correlación de transferencia de masa y proporcionar los medios para ajustar rápidamente el área de interfaz de gas/líquido y el volumen del reactor. Esto permite conseguir las condiciones necesarias que se requieren para el escalado ascendente o descendente de un proceso.

Cristalización y precipitación
Optimice el tamaño, el rendimiento y la pureza con el equipo de cristalización

Tanto la optimización como el escalado de la cristalización y la precipitación para elaborar un producto que cumpla constantemente con las especificaciones de pureza, rendimiento, forma y tamaño de las partículas conforman uno de los mayores retos del desarrollo de procesos.

Control de procesos en las reacciones exotérmicas
Conocimiento y control del desarrollo y escalado de reacciones de Grignard con tecnología analítica de procesos

Las reacciones químicas exotérmicas conllevan ciertos riesgos inherentes, especialmente durante el escalado. Entre los riesgos, podemos destacar los peligros para la seguridad, por ejemplo, una presión excesiva, la descarga de contenido o la explosión, así como el rendimiento del producto y la degradación de la pureza asociada a cualquier fuerte incremento de la temperatura.  Por ejemplo, un control inadecuado de las reacciones de Grignard plantea riesgos de seguridad asociados a la acumulación de haluro orgánico que, si no se detecta, puede generar un resultado catastrófico que provoque una reacción en cadena.

Reacciones de hidrogenación
Comprender y optimizar los efectos de los parámetros de proceso en las reacciones de hidrogenación

El estudio de las reacciones de hidrogenación requiere decisiones informadas para optimizar el proceso en el laboratorio y garantizar su repetibilidad en mayores cantidades. Se realizan mediciones continuas y en tiempo real de las reacciones para lograr una comprensión profunda y sólida del proceso. El objetivo es tomar decisiones más rápido para reducir el número de experimentos y el tiempo de escalado del proceso; aumentar la selectividad y el rendimiento a partir de la información prácticamente instantánea sobre la dirección de la reacción; reducir los tiempos de ciclo y mejorar el rendimiento determinando el punto final ideal mediante la detención de una reacción en un punto específico y además evitando el riesgo de formación de productos secundarios.

Estudios cinéticos sobre las reacciones químicas
Estudio sobre las velocidades de las reacciones químicas y la medición cinética en línea

Los estudios cinéticos de las reacciones químicas in situ proporcionan un mejor conocimiento del mecanismo de las reacciones y ofrecen una ruta al especificar las dependencias de las concentraciones de los componentes de la reacción en tiempo real. Los datos continuados durante el transcurso de una reacción permiten el cálculo de las leyes de velocidad con menos experimentos debido a la naturaleza exhaustiva de los datos.  El análisis cinético del progreso de la reacción (RPKA) usa datos in situ en concentraciones relevantes sintéticamente y captura información durante todo el experimento para garantizar que se puede describir con precisión todo el comportamiento de la reacción.

Medición de las reacciones de polimerización
Métodos y técnicas para desarrollar procesos químicos de polímeros sintéticos

La medición de la reacción de polimerización resulta fundamental para producir materiales que cumplan los requisitos, entre los que se incluyen la comprensión inmediata, la exactitud y reproducibilidad, y la seguridad mejorada.

Química de flujo continuo
Mejore la seguridad, reduzca el tiempo de los ciclos y aumente la calidad y el rendimiento

La química de flujo continuo abre las puertas a opciones de síntesis exotérmicas que no son posibles en los reactores por lotes. Los nuevos avances en el diseño de los reactores de flujo ofrecen alternativas a las reacciones que están mezclando los límites en los reactores por lotes. Con frecuencia, esto permite obtener un producto de mejor calidad y un mayor rendimiento.  Cuando se combina con la tecnología analítica de procesos (PAT), la química de flujo permite analizar, optimizar y escalar rápidamente las reacciones químicas.

Evite riesgos de explosión y peligros de reacciones químicas
Riesgos de explosión en procesos químicos y cómo evitar peligros en las plantas

Los científicos e ingenieros eliminan los riesgos de explosión en una planta química tras un exhaustivo estudio sobre la seguridad. Este estudio sobre seguridad se aplica para desarrollar un proceso con el que eliminar la generación de gas o calor sin control, la liberación de vapor inflamable o una sobrepresurización del reactor (que lleva a una ruptura y a la pérdida de contenido), que puede resultar inflamable. Con el fin de evitar el riesgo de generación de calor sin control, la calorimetría de reacción determina el calor de reacción y la velocidad de liberación, para así poder diseñar un proceso que minimice el riesgo de pérdida de control.

Evite reacciones químicas en cadena
Desarrolle un proceso químico seguro

Las mediciones y cálculos esenciales son necesarios para definir situaciones fuera de control y establecer el procedimiento de reacción ideal. La medición, el cálculo y la comprensión de los parámetros son esenciales para evaluar y evitar riesgos en un proceso químico. De esta forma, los científicos pueden realizar predicciones de forma segura sobre los perfiles de temperatura, la temperatura de funcionamiento máximo y la dosificación.

Calor de la reacción
Evaluación del riesgo de los procesos químicos

El calor o entalpía de la reacción es un parámetro esencial para escalar con seguridad y correctamente los procesos químicos. El calor de la reacción es la energía que se libera o absorbe cuando las sustancias químicas se transforman en una reacción química.

Desarrollo y escalado de procesos químicos

Diseñe procesos químicos robustos y sostenibles para una transferencia más rápida a la planta piloto y de producción

Escalado de procesos y transferencia de calor

El hecho de escalar un proceso químico desde el laboratorio a la fase de fabricación ofrece resultados útiles solo con coeficientes precisos de transferencia de calor. La medición de la temperatura del reactor y el enchaquetado (durante la liberación de una cantidad de calor bien definida) permite a los investigadores calcular con precisión la resistencia térmica que se usa para modelar la transferencia térmica y realizar predicciones críticas para los reactores a mayor escala. La calorimetría de reacción es esencial para determinar parámetros que afectan a la transferencia de calor y a los coeficientes relacionados con objeto de desarrollar modelos que maximicen el ancho de banda de una planta de fabricación. 

Transferencia de masa y velocidad de reacción

El mezclado consiste en la reducción o eliminación de la falta de homogeneidad de las fases que sean mezclables o no mezclables. La optimización y el escalado de procesos requieren que se cuantifique el impacto del mezclado en la velocidad de reacción. Se pueden llevar a cabo experimentos automatizados y controlados en paralelo en un sistema de reactor de laboratorio para establecer una correlación de transferencia de masa y proporcionar los medios para ajustar rápidamente el área de interfaz de gas/líquido y el volumen del reactor. Esto permite conseguir las condiciones necesarias que se requieren para el escalado ascendente o descendente de un proceso.

Cristalización y precipitación

Tanto la optimización como el escalado de la cristalización y la precipitación para elaborar un producto que cumpla constantemente con las especificaciones de pureza, rendimiento, forma y tamaño de las partículas conforman uno de los mayores retos del desarrollo de procesos.

Control de procesos en las reacciones exotérmicas

Las reacciones químicas exotérmicas conllevan ciertos riesgos inherentes, especialmente durante el escalado. Entre los riesgos, podemos destacar los peligros para la seguridad, por ejemplo, una presión excesiva, la descarga de contenido o la explosión, así como el rendimiento del producto y la degradación de la pureza asociada a cualquier fuerte incremento de la temperatura.  Por ejemplo, un control inadecuado de las reacciones de Grignard plantea riesgos de seguridad asociados a la acumulación de haluro orgánico que, si no se detecta, puede generar un resultado catastrófico que provoque una reacción en cadena.

Reacciones de hidrogenación

El estudio de las reacciones de hidrogenación requiere decisiones informadas para optimizar el proceso en el laboratorio y garantizar su repetibilidad en mayores cantidades. Se realizan mediciones continuas y en tiempo real de las reacciones para lograr una comprensión profunda y sólida del proceso. El objetivo es tomar decisiones más rápido para reducir el número de experimentos y el tiempo de escalado del proceso; aumentar la selectividad y el rendimiento a partir de la información prácticamente instantánea sobre la dirección de la reacción; reducir los tiempos de ciclo y mejorar el rendimiento determinando el punto final ideal mediante la detención de una reacción en un punto específico y además evitando el riesgo de formación de productos secundarios.

Estudios cinéticos sobre las reacciones químicas

Los estudios cinéticos de las reacciones químicas in situ proporcionan un mejor conocimiento del mecanismo de las reacciones y ofrecen una ruta al especificar las dependencias de las concentraciones de los componentes de la reacción en tiempo real. Los datos continuados durante el transcurso de una reacción permiten el cálculo de las leyes de velocidad con menos experimentos debido a la naturaleza exhaustiva de los datos.  El análisis cinético del progreso de la reacción (RPKA) usa datos in situ en concentraciones relevantes sintéticamente y captura información durante todo el experimento para garantizar que se puede describir con precisión todo el comportamiento de la reacción.

Medición de las reacciones de polimerización

La medición de la reacción de polimerización resulta fundamental para producir materiales que cumplan los requisitos, entre los que se incluyen la comprensión inmediata, la exactitud y reproducibilidad, y la seguridad mejorada.

Química de flujo continuo

La química de flujo continuo abre las puertas a opciones de síntesis exotérmicas que no son posibles en los reactores por lotes. Los nuevos avances en el diseño de los reactores de flujo ofrecen alternativas a las reacciones que están mezclando los límites en los reactores por lotes. Con frecuencia, esto permite obtener un producto de mejor calidad y un mayor rendimiento.  Cuando se combina con la tecnología analítica de procesos (PAT), la química de flujo permite analizar, optimizar y escalar rápidamente las reacciones químicas.

Evite riesgos de explosión y peligros de reacciones químicas

Los científicos e ingenieros eliminan los riesgos de explosión en una planta química tras un exhaustivo estudio sobre la seguridad. Este estudio sobre seguridad se aplica para desarrollar un proceso con el que eliminar la generación de gas o calor sin control, la liberación de vapor inflamable o una sobrepresurización del reactor (que lleva a una ruptura y a la pérdida de contenido), que puede resultar inflamable. Con el fin de evitar el riesgo de generación de calor sin control, la calorimetría de reacción determina el calor de reacción y la velocidad de liberación, para así poder diseñar un proceso que minimice el riesgo de pérdida de control.

Evite reacciones químicas en cadena

Las mediciones y cálculos esenciales son necesarios para definir situaciones fuera de control y establecer el procedimiento de reacción ideal. La medición, el cálculo y la comprensión de los parámetros son esenciales para evaluar y evitar riesgos en un proceso químico. De esta forma, los científicos pueden realizar predicciones de forma segura sobre los perfiles de temperatura, la temperatura de funcionamiento máximo y la dosificación.

Calor de la reacción

El calor o entalpía de la reacción es un parámetro esencial para escalar con seguridad y correctamente los procesos químicos. El calor de la reacción es la energía que se libera o absorbe cuando las sustancias químicas se transforman en una reacción química.

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