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Tests de danger de réaction chimique
Normes de sécurité sans compromis et optimisation des processus chimiques
Les conséquences des réactions chimiques exothermiques incontrôlables peuvent être dévastatrices. Les réactions incontrôlables qui se sont produites à Bhopal et à Seveso illustrent bien l'impression durable laissée par de tels événements et la tache indélébile qu'ils ont laissée sur la réputation des entreprises impliquées. Lorsqu'on travaille avec un processus de fabrication, il est toujours nécessaire de déterminer les dangers associés à son fonctionnement.
Lorsqu'on travaille avec un processus de fabrication, il est toujours nécessaire d'identifier les dangers associés à son fonctionnement. La compréhension des réactions chimiques et de la réactivité des matériaux est un élément essentiel de la sécurité des processus, car les processus chimiques exothermiques sont très nombreux dans les processus de fabrication. Souvent, ces réactions sont inhérentes à la transformation que nous effectuons (par exemple, la conversion du styrène en polystyrène) ; dans d'autres cas, il peut s'agir de réactions involontaires qui ne font pas partie de notre plan de traitement (par exemple, la décomposition d'un matériau due à une contamination ou à une exposition à une température excessive).
L'identification, l'évaluation et la caractérisation des réactions exothermiques intentionnelles et, surtout, non intentionnelles, sont essentielles pour garantir la sécurité de la mise à l'échelle et du fonctionnement d'un procédé chimique. Cela implique souvent le recours à une stratégie d'évaluation des risques réactionnels et des substances thermiquement instables dans les situations les plus prévisibles dans une usine. Grâce à notre méthodologie préventive, nous vous aidons à exploiter vos procédés chimiques avec une sécurité et une qualité accrues.
Vos avantages
- Une technologie de laboratoire à la pointe de la technologie
- Vaste expérience dans le domaine du développement et de l'optimisation des procédés chimiques
- Mécanisme rentable d'évaluation des risques liés aux réactions chimiques
- Une approche nouvelle et pratique des anciens processus
Notre approche
Il convient de noter que lors du traitement de réactions chimiques exothermiques impliquant des substances et des mélanges thermiquement instables, le danger provient de la génération de pression. La pression peut être générée dans un récipient fermé (ou insuffisamment ventilé) par :
- Production permanente de gaz, par exemple production d'azote, de dioxyde de carbone, etc. à partir du processus souhaité ou d'un événement imprévu.
- Effets de la pression de vapeur causés par le chauffage, pouvant résulter d'une réaction exothermique ou d'une défaillance du processus, entraînant ainsi une élévation de la température d'un mélange au-dessus de son point d'ébullition.
Ces modes de génération de pression peuvent résulter de la réaction souhaitée, d'une réaction secondaire importante ou d'une réaction de décomposition secondaire. Il est essentiel d'identifier comment la pression se génère afin de garantir la sécurité.
Nos tests de dangerosité des réactions chimiques commencent par un examen technique qui dresse un inventaire des processus existants et en développe de nouveaux. Nos compétences spécialisées comprennent, sans s'y limiter, l'évaluation par criblage, la calorimétrie adiabatique Dewar, la calorimétrie réactionnelle à l'aide d'un Mettler RC1, la calorimétrie à vitesse accélérée (ARC), le calorimètre à balayage différentiel (DSC), le Vent Sizing Package 2 (VSP2™) et le tube Carius avec analyse des gaz finaux.
Pourquoi DEKRA ?
- Nous mettons à votre disposition notre expertise spécialisée, notre expérience et nos laboratoires à la pointe de la technologie pour que vos tests chimiques réactifs soient efficaces.
- Nous sommes spécialisés dans la sécurité des procédés et réalisons des études de réaction en laboratoire, des plans d'expériences factoriels et des essais sous reflux et à pression élevée.
- Nous nous engageons à protéger la vie humaine, la société et l'entreprise, et nous utilisons cette approche pour évaluer les effets des changements de processus sur la sécurité et l'environnement.
- Nous adaptons nos solutions à vos besoins et vous proposons des recommandations pratiques et économiques pour améliorer vos processus.
Le programme CHETAH (programme ASTM pour l'évaluation thermodynamique et énergétique des produits chimiques) est un outil unique permettant de prédire à la fois les propriétés thermochimiques et certains « risques chimiques réactifs » associés à un produit chimique pur, à un mélange de produits chimiques ou à une réaction chimique. CHETAH est utile pour classer les matériaux en fonction de leur capacité à se décomposer violemment, pour estimer les chaleurs de réaction ou de combustion, et pour prédire les limites inférieures d'inflammabilité.
La DSC est une méthode d'analyse thermique utilisant de petits échantillons de quelques milligrammes (micro-analyse thermique). Comme la DSC fonctionne à l'échelle microscopique en utilisant seulement quelques milligrammes de substance, il est possible d'étudier des processus hautement exothermiques dans des conditions extrêmes sans aucun risque. Les quantités d'échantillons relativement faibles utilisées en DSC garantissent une homogénéité suffisante de la température au sein de l'échantillon, ce qui permet de mesurer quantitativement même des puissances thermiques élevées. De plus, la durée d'une expérience en mode balayage n'est que de quelques heures, ce qui fait de la technique DSC une méthode très rapide et puissante pour le criblage.
Le tube de Carius est un outil de dépistage de la stabilité thermique permettant de rechercher une activité exothermique et la génération de gaz. Les tests de dépistage par tube de Carius permettent de détecter une activité exothermique, telle que les températures de déclenchement, d'identifier les effets de la pression, tels que le début de la génération permanente de gaz, et enfin de déterminer la quantité de gaz générée pendant le test. Les gaz permanents générés peuvent être analysés à l'aide de diverses techniques analytiques, telles que la GC-MS et la GC-FID.
L'ARC est un instrument de laboratoire automatisé qui aide à déterminer expérimentalement les relations entre le temps, la température et la pression de toute réaction exothermique dans un environnement adiabatique confiné. Les données produites par l'ARC peuvent être utilisées pour évaluer les risques thermiques et de pression des produits chimiques réactifs et pour définir des mesures de protection des installations, notamment la conception de systèmes d'urgence utilisant la technologie DIERS.
Le calorimètre réactionnel Mettler RC1 est un réacteur de laboratoire contrôlé par ordinateur qui équilibre les flux thermiques et massiques. Il s'agit d'un excellent outil pour étudier les caractéristiques thermiques des réactions souhaitées et pour garantir la sécurité des performances du processus. Les données RC1 fournissent des informations telles que l'énergie de réaction, la chaleur spécifique, les augmentations de température adiabatiques et les coefficients de transfert thermique. Le RC1 peut être utilisé pour le développement et l'optimisation de processus en étudiant le comportement des processus chimiques en fonction de l'évolution des paramètres du processus, tels que la température, le dosage, l'agitation, la concentration et le catalyseur.
Cet instrument permet de simuler directement en laboratoire des réactions incontrôlables à l'échelle industrielle. De plus, le calorimètre Dewar garantit une simulation directe de réacteurs jusqu'à 25 m3, fournit des données d'essai très précises et une représentation fidèle des mélanges réactionnels multiphasiques. Il peut fonctionner en mode discontinu, semi-continu ou discontinu avec gaz et constitue une solution très économique pour combiner la sécurité des processus et les études de développement. Les données issues d'une expérience Dewar peuvent être utilisées pour définir des mesures de protection des installations, notamment la conception de systèmes de secours d'urgence à l'aide de la technologie DIERS.
Le Vent Sizing Package a été initialement développé dans le cadre du projet DIERS au milieu des années 1980 afin de collecter des données pour le calcul de la taille des évents en cas de réactions exothermiques incontrôlables et de décomposition. Il a ensuite été commercialisé sous le nom de VSP2™. Contrairement aux systèmes Adiabatic Dewar et ARC, qui utilisent des cellules d'essai à parois plus épaisses pour résister à des pressions élevées, les cellules d'essai VSP2™ de 120 cm3 sont à parois minces avec un facteur phi plus faible. Cet appareil est l'un des calorimètres adiabatiques les plus connus au monde et est particulièrement apprécié aux États-Unis pour l'étude des réactions incontrôlables.
