十二烷基氯化吡啶(dodecylpyridiniumchloride)是重要的化学品，通过1-氯十二烷与吡啶合成得到。但是，该反应的反应温度高于吡啶的沸点，合成过程存在一定的风险。《关于加强精细化工反应安全风险评估的指导意见》明确表明在相关工艺投产前应对其进行多因素危险度评估，确定反应工艺危险度等级，因此有必要对十二烷基氯化吡啶合成工艺的相关反应安全风险进行评估[1]。
实验方法
1、反应量热实验
RClmx可以模拟反应在工厂车间中热变化，通过软件对实验数据的分析处理，根据热数据给出反应的风险等级。合成十二烷基氯化吡啶的化学反应原理如下图：
将600g氯代十二烷加入到反应釜中，升温至工艺温度145℃，使用计量泵以恒定的速率向反应釜中滴加266g吡啶，10h滴加完毕，滴加结束后，继续保温2h直至反应完全。
2、差示扫描量热分析
运用差示扫描量热仪对1-氯十二烷、吡啶和十二烷基氯化吡啶的热稳定性进行测试。使用25μL的高压坩埚，气氛为高纯氮气，测试温度为室温至400℃，升温速率为10℃/min。
3、绝热加速量热实验
绝热加速量热仪模拟反应在失控情况下的绝热体系。通过测量绝热条件下反应的热变化，来对反应的风险等级进行评价。用绝热加速量热仪，可知反应在失控条件下最大反应速率到达时间为24h的温度。
结果与讨论
十二烷基氯化吡啶合成反应的放热曲线图见下图，从下图中可知，在大约72min时加入吡啶之后，反应立刻开始进行。由于反应的工艺高于吡啶的沸点，吡啶在滴入后会有部分吸热气化，在经过冷凝之后，再次进入到反应液当中。因此放热曲线有明显的锯齿形。在反应进行了6.3h后，锯齿形情况减弱。推测其原因为吡啶消耗速率增加，气化的吡啶含量减少。
十二烷基氯化吡啶合成反应在反应温度为145℃，吡啶滴加时间为10h的反应条件下，反应摩尔放热量为40.32kJ/mol。在反应进行到6.2h时，有最大的物料热累积度，为11.73%。失控条件下，反应能达到的最高温度为165.6℃。绝热温升为276.2K，失控反应严重度为3级，会对工厂造成严重损失。风险等级为2级，有潜在分解风险。由此可知该反应风险发生的概率较小，但后果较为严重，需要在平时做好相应的措施。在反应过程中，原料氯代十二烷和吡啶，产物十二烷基氯化吡啶均不会发生分解反应。该反应最佳反应温度为145℃。同时，吡啶的滴加时间对反应的放热影响较大，必要时，可以通过延长吡啶滴加时间来降低反应的风险[1]。
参考文献
[1]王晓飞,林树东,桂雪峰,等. 十二烷基氯化吡啶合成工艺的热危险性研究[J]. 广州化学,2023,48(3):45-48. DOI:10.16560/j.cnki.gzhx.20230314.