化工工艺的热安全.pptVIP

作业： 自行查找有关的化工生产相关事故案例，结合PSM要求分析事故中存在哪些要素控制方面的问题，阐述应如何避免。 应包含以下几项内容： （1）事故概况； （2）原因分析——直接原因和间接原因； （3）要素分析——哪个要素出现了问题，怎样发生的？ （4）避免措施（或经验教训）——工程技术上的、工艺管理上的等PSM要素控制要点。 * * 5.4.1 临界温度TC,CRIT----反应体系中存在冷却介质允许的最高温度 零级反应 5.4.2绝热温升△TAD——在绝热条件下进行的放热反应，反应物完全转化时所放出的热量导致物料温度的升高 5.4.3冷却失效后合成反应的最高温度MTSR 5.4.4二次反应后的最高温度Tend Tend = MTSR + △Tad，d 5.4.5热爆炸的时间范围TMRad 未转化反应物的累积度：1-X ，X为转化率 不回归时间 5.4.6 失控反应的严重度 危险等级 △Tad，℃ 失控后果 极高/灾难性的 ＞400 工厂毁灭性损失 高度/危险的 200~400 工厂严重损失 中度/中等的 50~200 工厂短期破坏 低度/可忽略的 ＜50且无压力影响 批量损失 5.4.7 失控反应的可能性 简化的三等级分类 扩展的六等级分类 TMRad，h 高度（high） 频繁发生（frequent） ＜1 很可能发生（probable） 1~8 中度（medium） 偶尔发生（occasional） 8~24 低度（low） 很少发生（seldom） 24~50 极少发生（remote） 50~100 几乎不可能发生（almost impossible） ＞100 例题： 在匀速最大工作压力为10MPa的1m3的高压釜中，将氯代芳烃化合物转化成相应的苯胺化合物，反应过程中使用大大超过化学计量比（4：1）的氨水（30%），目的是使剩余氨水能够与反应生成的盐酸发生中和反应，维持pH值大于7，从而避免腐蚀问题。反应温度为180℃，停留时间为8h，反应的转化率达到90%。反应方程式表示为 Ar-Cl + 2NH3 → Ar-NH2 + NH4Cl 反应器中物料量：315kg氯代芳烃化合物（约2kmol）和453kg的30%氨水（约8mol）。两种反应物均在室温下进料，然后反应器加热到180℃，恒温维持12h。基本数据： 反应焓变：△H=175kJ/mol（包括中和反应） 反应物料比热容：CP=3200J/(kg·K) 最终反应物料的分解热：QD=840kJ/kg 分解反应TMRad为24h的温度：TD24=280℃ 请评估该工艺过程失控反应的危险度 。 作业 将浓度为0.1mol/L的酮类物质在30℃的水溶液中加氢反应得到相应的醇，反应器压力为2bar（表压），为了防止超压破坏，反应器装有设定压力为3.2bar （表压）的安全阀，分子中没有其他官能团。已知：反应焓为200kJ/mol，反应物的比热容为3.6kJ/（kg·K）。试问： （1）该加氢反应的失控反应危险度？ （2）该反应存在其他哪些风险？（提示：安全阀起跳后的氢气泄漏，近似估算方法每升高20℃压力倍增。不起跳也要防止其他因素泄露！） 思考： 某芳烃磺化和硝化反应制备染料，反应后用水将硫酸稀释使得产物析出。若稀释在绝热条件下进行且最终温度达到80℃，然后快速降温至20℃以防止分解反应发生。研究表明：80℃放热速率为10W/kg，总分解热为800kJ/kg，比热容2.0kJ/(kg·K）。问： （1）一旦冷却失效，评估该操作的严重度。 （2）评估事故发生的可能性（提示：TMR计算中，活化能根据范特霍夫定律，每升高10℃，放热速率加倍） （3）如果采取应急措施，这些措施需在多长时间内到位？（提示：TNR计算） TMR推导过程 单位时间放热量 = 单位时间温升吸热量 Q dt = ρVCp dT ∴ dT/dt = Q/（ρVCp ） 假设：不同温度下的反应焓相同，则 Q0 = k0 exp(-E/RT0)V △H ① Q = k0 exp(-E/RT)V △H ② 由②/①得 如果T0与T接近，则 又∵ ∴③式可写成 令 式④可写成 热爆炸形成时间下，T0到T0 +△Tad或θ→∞积分得到 第六章 工艺安全管理 河北赵县克尔化工厂爆炸事故 2012年2月28日9时4分，位于石家庄市赵县境内的河北克尔化工有限公司发生重大爆炸事故，造成25人死亡、4人失踪、46人受伤，直接经济损失4459万元。 6.0典型案例 直接原因： 克尔公司从业人员不具备