화학 공정 안전 | 기법, 장비
 
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화학 공정 안전

화학 공정에 대한 제어 기능 상실 방지

화학 공정 안전 중요도
화학 공정 안전의 조사 기법
화학 공정 안전에서 반응 열량 측정
화학 공정 안전을 위한 기술

어플리케이션

화학 공정 개발 및 확장
시제품 공장 및 생산으로 빠르게 전환하기 위한 견고하고 지속 가능한 화학 공정 설계

시제품 공장 및 생산으로 빠르게 전환하기 위한 견고하고 지속 가능한 화학 공정 설계

열 전달 및 공정 확장
교반 용기 내 열 수송이 공정 확장에 미치는 영향

실험실에서 제조에 이르기까지 화학 공정을 확장함으로써 정확한 열 전달 계수만으로 유용한 결과를 제공합니다. 자켓 온도 및 반응기 온도(잘 정의된 열의 양 방출 중)를 측정함으로써 연구원들은 열 전달을 모형화하고 큰 규모의 반응기에 대해 중요한 예측을 하는데 사용되는 열 저항을 정확하게 계산할 수 있습니다. 제조 공장의 대역폭을 최대화하는 모델을 개발하기 위해 열 전달 및 열 전달 계수에 영향을 미치는 파라미터를 측정하는데 있어 반응 열량계는 필수입니다. 

질량 전달 및 역학
화학 반응기 내 혼합과 반응 역학 및 확장에 대한 효과

혼합은 혼합성 또는 비혼합성인 상의 비균질성을 감소 또는 제거하는 것입니다. 공정 확장 및 최적화 시 역학에 대한 혼합 영향이 정량화되어야 합니다. 질량 전달 상관 관계를 수립하기 위해 실험실 반응기 시스템에서 동시에 자동화된 제어 실험을 실행할 수 있으며 가스/액체 인터페이스 영역 및 반응기 부피를 빠르게 조정하기 위한 수단을 제공합니다. 이를 통해 공정 확장 또는 공정 축소에 필요한 조건을 달성할 수 있습니다.

결정화 및 침전
결정화 장치를 통한 결정 크기, 수율 및 순도 최적화

순도, 수율, 형태 및 입자 크기 사양을 일관되게 충족하는 제품 생산을 위해 결정화 및 침전을 최적화하고 스케일업하는 것은 공정 개발에 있어서 가장 큰 문제 중 하나일 수 있습니다.

발열성 반응에 대한 공정 제어
공정 분석 기술을 활용한 그리나드 반응 개발 및 확장 이해 및 제어

발열 화학 반응은 특히 확장 중에 내재된 위험을 일으킬 수 있습니다. 위험에는 과도한 압력, 내용물 방출 또는 폭발뿐만 아니라 제품 수율 및 급격한 온도 상승과 관련된 순도 저하 등의 안전 위험이 포함됩니다.  예를 들어 그리나드 반응을 부적절하게 제어함으로써 유기 할로겐 누적과 관련된 안전 문제가 발생할 수 있으며 이를 감지하지 못할 경우 폭주 반응을 유발하는 대형 사고가 발생할 수 있습니다.

Hydrogenation Reactions
Understand and Optimize Effects of Process Parameters on Hydrogenation Reactions

Studying hydrogenation reactions requires informed decisions to optimize the process in the laboratory and ensure it is repeatable on scale up. Continuous, real-time reaction measurements are applied to gain deep, fundamental process understanding. This is applied to make faster decisions to reduce the number of experiments and the time to scale-up the process; to increase selectivity/yield from almost instantaneous feedback on the direction of the reaction; to reduce cycle time and improve yield by determining the ideal endpoint by stopping a reaction at a specific time point and avoiding the risk of a byproduct formation.

화학 반응 역학 연구
화학 역학 연구 및 역학 인라인 측정

현장 화학 반응 역학 연구는 반응 성분에 대한 농도 의존성을 실시간으로 제공함으로써 반응 메커니즘 및 경로에 대한 이해도를 높여줍니다. 반응 과정 전반에 걸친 연속 데이터는 포괄적인 데이터 속성으로 인해 적은 횟수의 실험으로도 속도 법칙에 대한 계산을 가능하게 합니다.  반응 과정 역학 분석(RPKA)은 합성 연관된 조건하에서 현장 데이터를 사용하고 전체 실험 전반에 걸쳐 정보를 캡처하여 전체 반응 거동을 정확하게 설명할 수 있도록 보장합니다.

중합 반응 측정
합성 고분자 화학을 발전시키기 위한 분석법 및 기법

중합 반응 측정은 요구 사항을 충족하는 소재를 생산하는 데 있어 중요하며 여기에는 즉각적인 이해, 정확도와 재현 가능성, 향상된 안전성이 포함됩니다.

연속 유동 화학
안전성 개선, 주기 시간 감소, 품질 및 수율 향상

연속 유동 화학은 배치 반응기에서 불가능한 발열 합성 단계에 옵션을 제공하며, 새로운 유동 반응기 개발은 혼합에 제한이 있던 배치 반응기의 새로운 대안을 제공합니다. 이를 통해 종종 제품 품질이 향상되고 수율이 높아집니다.  공정 분석 기술(PAT)과 연계될 경우, 유동 화학을 통해 신속한 분석, 최적화 및 화학 반응 스케일 업이 가능합니다.

화학 반응의 폭발 위험 방지
화학 프로세스에서의 폭발 위험 및 공장 내 위험 방지 방법

과학자 및 엔지니어는 포괄적인 안전성 연구를 통해 화학 공장에서 폭발 위험을 제거합니다. 안전성 연구는 제어되지 않은 열 또는 가스 생성, 가연성 증기 방출 또는 반응기 과압으로 인해 발생할 수 있는 가연성 물질의 함량 손실 및 파열을 제거하는 프로세스 개발에 적용됩니다. 제어되지 않은 열 생성 위험을 방지하기 위해, 반응 열량 측정을 통해 반응 열 및 열 방출률을 측정하여 제어 손실 위험을 최소화하도록 프로세스를 설계할 수 있습니다.

폭주 화학 반응 예방
안전 화학 프로세스 개발

폭주 시나리오 모델을 구상하고 이상적인 반응 절차를 수립하려면 필수 측정 및 계산이 필요합니다. 화학 프로세스 내 위험 방지 및 평가에 있어 파라미터의 측정, 계산 및 이해가 중요합니다. 이를 통해 과학자는 온도 프로필, 최대 작동 온도 및 투입에 대해 예측할 수 있습니다.

화학 공정의 위험성 평가

반응 열 또는 반응 엔탈피는 화학 공정을 안전하고 성공적으로 확대하는 데 필수적인 파라미터입니다. 반응 열은 화학 반응에서 화학 물질이 변형될 때 방출되거나 흡수되는 에너지입니다.

화학 공정 개발 및 확장

시제품 공장 및 생산으로 빠르게 전환하기 위한 견고하고 지속 가능한 화학 공정 설계

열 전달 및 공정 확장

실험실에서 제조에 이르기까지 화학 공정을 확장함으로써 정확한 열 전달 계수만으로 유용한 결과를 제공합니다. 자켓 온도 및 반응기 온도(잘 정의된 열의 양 방출 중)를 측정함으로써 연구원들은 열 전달을 모형화하고 큰 규모의 반응기에 대해 중요한 예측을 하는데 사용되는 열 저항을 정확하게 계산할 수 있습니다. 제조 공장의 대역폭을 최대화하는 모델을 개발하기 위해 열 전달 및 열 전달 계수에 영향을 미치는 파라미터를 측정하는데 있어 반응 열량계는 필수입니다. 

질량 전달 및 역학

혼합은 혼합성 또는 비혼합성인 상의 비균질성을 감소 또는 제거하는 것입니다. 공정 확장 및 최적화 시 역학에 대한 혼합 영향이 정량화되어야 합니다. 질량 전달 상관 관계를 수립하기 위해 실험실 반응기 시스템에서 동시에 자동화된 제어 실험을 실행할 수 있으며 가스/액체 인터페이스 영역 및 반응기 부피를 빠르게 조정하기 위한 수단을 제공합니다. 이를 통해 공정 확장 또는 공정 축소에 필요한 조건을 달성할 수 있습니다.

결정화 및 침전

순도, 수율, 형태 및 입자 크기 사양을 일관되게 충족하는 제품 생산을 위해 결정화 및 침전을 최적화하고 스케일업하는 것은 공정 개발에 있어서 가장 큰 문제 중 하나일 수 있습니다.

발열성 반응에 대한 공정 제어

발열 화학 반응은 특히 확장 중에 내재된 위험을 일으킬 수 있습니다. 위험에는 과도한 압력, 내용물 방출 또는 폭발뿐만 아니라 제품 수율 및 급격한 온도 상승과 관련된 순도 저하 등의 안전 위험이 포함됩니다.  예를 들어 그리나드 반응을 부적절하게 제어함으로써 유기 할로겐 누적과 관련된 안전 문제가 발생할 수 있으며 이를 감지하지 못할 경우 폭주 반응을 유발하는 대형 사고가 발생할 수 있습니다.

Hydrogenation Reactions

Studying hydrogenation reactions requires informed decisions to optimize the process in the laboratory and ensure it is repeatable on scale up. Continuous, real-time reaction measurements are applied to gain deep, fundamental process understanding. This is applied to make faster decisions to reduce the number of experiments and the time to scale-up the process; to increase selectivity/yield from almost instantaneous feedback on the direction of the reaction; to reduce cycle time and improve yield by determining the ideal endpoint by stopping a reaction at a specific time point and avoiding the risk of a byproduct formation.

화학 반응 역학 연구

현장 화학 반응 역학 연구는 반응 성분에 대한 농도 의존성을 실시간으로 제공함으로써 반응 메커니즘 및 경로에 대한 이해도를 높여줍니다. 반응 과정 전반에 걸친 연속 데이터는 포괄적인 데이터 속성으로 인해 적은 횟수의 실험으로도 속도 법칙에 대한 계산을 가능하게 합니다.  반응 과정 역학 분석(RPKA)은 합성 연관된 조건하에서 현장 데이터를 사용하고 전체 실험 전반에 걸쳐 정보를 캡처하여 전체 반응 거동을 정확하게 설명할 수 있도록 보장합니다.

중합 반응 측정

중합 반응 측정은 요구 사항을 충족하는 소재를 생산하는 데 있어 중요하며 여기에는 즉각적인 이해, 정확도와 재현 가능성, 향상된 안전성이 포함됩니다.

연속 유동 화학

연속 유동 화학은 배치 반응기에서 불가능한 발열 합성 단계에 옵션을 제공하며, 새로운 유동 반응기 개발은 혼합에 제한이 있던 배치 반응기의 새로운 대안을 제공합니다. 이를 통해 종종 제품 품질이 향상되고 수율이 높아집니다.  공정 분석 기술(PAT)과 연계될 경우, 유동 화학을 통해 신속한 분석, 최적화 및 화학 반응 스케일 업이 가능합니다.

화학 반응의 폭발 위험 방지

과학자 및 엔지니어는 포괄적인 안전성 연구를 통해 화학 공장에서 폭발 위험을 제거합니다. 안전성 연구는 제어되지 않은 열 또는 가스 생성, 가연성 증기 방출 또는 반응기 과압으로 인해 발생할 수 있는 가연성 물질의 함량 손실 및 파열을 제거하는 프로세스 개발에 적용됩니다. 제어되지 않은 열 생성 위험을 방지하기 위해, 반응 열량 측정을 통해 반응 열 및 열 방출률을 측정하여 제어 손실 위험을 최소화하도록 프로세스를 설계할 수 있습니다.

폭주 화학 반응 예방

폭주 시나리오 모델을 구상하고 이상적인 반응 절차를 수립하려면 필수 측정 및 계산이 필요합니다. 화학 프로세스 내 위험 방지 및 평가에 있어 파라미터의 측정, 계산 및 이해가 중요합니다. 이를 통해 과학자는 온도 프로필, 최대 작동 온도 및 투입에 대해 예측할 수 있습니다.

반응 열 또는 반응 엔탈피는 화학 공정을 안전하고 성공적으로 확대하는 데 필수적인 파라미터입니다. 반응 열은 화학 반응에서 화학 물질이 변형될 때 방출되거나 흡수되는 에너지입니다.

출판물

노하우

Sustain a Culture of Safety
The series of safety resources offers application-specific knowledge.
Insight for Every Reaction
Resources to help gain insight into every reaction
공정 안전 가이드
제조 공정 개발 시 공정과 원료, 중간 산물 및 최종 제품의 독성 및 안정성에 대한 정보가 중요합니다. 과학자는 이 데이터를 사용하여 이상적인 반응 절차를 수립하고 공정을 상세히 파악해야합니다. 공정 안전 가이드는 다음을 포함한 안전 공정을 설계할 때 고려해야 할 주요...
온도 상승 위험
화학 공정 확장 시 온도 변화 및 공정 안전에 중요한 반응을 통해 누적되는 관련 열 이해하기.

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Challenges in Process Safety Assurance of a Hazardous Epoxidation
This case study summarizes the retrospective process to assure safety of an energetic epoxidation process following regulatory intervention action.
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