過氧化二異丙苯之熱危害研究

廖蒼生 ； 杜逸興 ； 徐啟銘

《工業安全衛生》 180期 (2004/06) Pp. 52-63

https://doi.org/10.6311/ISHM.200406_(180).0007

摘要

過氧化二異丙苯(dicumyl peroxide, DCPO)之合成主要乃以濃度約為80 wt%的異丙苯過氧化氫(cumene hydroperoxide, CHP)與異丙苯醇 (cumyl alcohol, CA)，以強有機酸充當催化劑，進行脫水反應，生成濃度約50 wt%之DCPO試樣，而後依序進行鹼洗、粗結晶與再結晶等程序，逐漸將DCPO試樣提純。
本研究針對過氧化二異丙苯製程中各階段之DCPO半成品與成品（濃度約分別為50、70、94與99.3 wt%）進行本質安全研究，利用微差掃描熱卡計(differential scanning calorim-etry, DSC)進行試樣昇溫掃描測試，探討試樣基本熱力學、動力學特性。再者，利用製程中DCPO半成品試樣（濃度約分別為50與70 wt%）進行不相容性測試，模擬製程過程中DCPO半成品試樣遭不相容物質污染之放熱潛在危害現象。最後針對DCPO成品試樣(99.3 wt%)進行動力學分析，並求取相關之安全參數如不可回復溫度(temperature no return, TNR)、自加速分解溫度(self-accelerating decomposition temperature, TSADT)與到達最大反應速率所需的時間(time to maximum rate, TMR)等，以提供製程設計參考之用。
實驗結果顯示試樣由合成至結晶過程中各試樣之放熱量約介於582.50~739.80 Jg-1之間，隨著製程中試樣濃度逐漸提純，試樣之放熱量有逐漸增加之趨勢。在不相容性測試方面，DCPO製程中之半成品對於酸性不相容物質（或製程中之催化劑）產生明顯不相容反應。最後利用DSC 821e針對DCPO成品進行動力學分析，並估算相關之安全參數。結果顯示出DCPO成品之活化能(Ea)=131.85 kJmol-1；反應階數=0.94；速率因子ln (A)=30.62。安全參數TNR=82.04℃；TSADT=73.38℃；TMR=6.11 min。

關鍵字

過氧化二異丙苯 ； 本質安全 ； 微差掃描熱卡計