王 甫 李 芳 李艳春 钱 华

①南京理工大学化工学院(江苏南京，210094)

②国家民用爆破器材质量监督检验中心(江苏南京，210094)

引言

聚乙二醇(PEG)结构式为HO(CH2CH2O)nH，平均分子量一般为200～8 000，不同分子量的PEG具有不同的化学性质。 PEG 具有优良的吸湿性、水溶性、配伍性及增容性等，在医药、储能材料及化工等行业中被广泛应用[1-3]。 工业上常采用液相聚合的方法，用无机碱作催化剂，将乙二醇和环氧乙烷在130 ～140 ℃反应，压力控制在 0.4 ～0.5 MPa 之间，得到粗产品，再进行中和、吸附等精制过程，得到外观和性能良好的PEG 产品[4-5]。

PEG的合成工艺存在热危险性，操作不当可能引起热失控爆炸。近年来，国内化工行业出现多次由热失控造成的生产事故[6]。 PEG 的合成过程为不可逆的强放热聚合反应[7]，属于《重点监管的危险化工工艺目录》之一。 因此，研究PEG 的合成工艺的危险性极其必要。

着眼于降低PEG 的合成工艺风险，实现企业的安全生产，采用反应量热仪(RC1e)、绝热加速量热仪(ARC)对工艺过程和产品稳定性进行了热安全分析，并给生产企业提出了合理的建议和措施。

1 实验部分

1.1 实验原理

PEG 合成反应方程式见图1。 反应原料为乙二醇和环氧乙烷，催化剂为氢氧化钠。 反应按阴离子聚合机理进行。

图1 PEG 的合成原理Fig.1 Synthesis mechanism of PEG

1.2 试剂与仪器

试剂:乙二醇、氢氧化钠、环氧乙烷，分析纯。

仪器:MidTemp 全自动反应量热仪(RC1e)，瑞士Mettler Toledo 公司；ARC-ES 绝热加速量热仪(ARC)，英国 THT 公司。

1.3 实验过程

1.3.1 RC1e 实验

RC1e 玻璃反应釜的体积为1 L，反应釜底料最少需300 mL，否则传感器无法监测釜内物料温度变化。 理论上，300 mL 的底料乙二醇需通入33 297 g环氧乙烷和11.25 g 氢氧化钠才能反应得到PEG6000。……