瞬时功密度在化学品热危险性分析中的应用

采用C80量热仪测定几种化学品的放热反应特性,根据试验数据得到相应的动力学和热力学参数,进一步求得瞬时功密度(ρIPD).依据化学品热不稳定性分级标准对所测定化学品的热危险性进行分级.结果表明,以瞬时功密度为依据得出的化学品热危险程度与化学品的实际危险情况接近,真实、全面地反映了化学品反应过程能量释放的危险程度,可为化学品危险性评价与事故预防提供可靠的技术支持.     

苯胺重氮化-席曼反应热危险性的理论研究

为研究苯胺重氮化-席曼反应的热危险性,采用Gaussian98软件,运用密度泛函理论(DFT)B3LYP,在6-31G(D)基组水平上,研究气相条件下重氮化-席曼反应的反应过程及微观机理,得到反应路径以及反应物、中间体、过渡态、产物全优化几何构型,探讨结构与性能的关系,解释重氮化-席曼反应的历程。通过热力学和动力学计算,获得标准热力学函数,分析反应的热危险性。理论计算结果表明:苯胺重氮化-席曼反应是剧烈的放热反应,这与重氮化反应剧烈以及重氮盐的热不稳定性的试验结果相吻合。     

简单放热化学反应体系热安全性研究判据

许多危险化学物质在发生热化学反应的同时通常会放出热量,如果能量不能有效释放就可能引起火灾和爆炸事故,考虑到化学物质对热的响应方式非常复杂,从分析绝热条件下化学物质的热化学反应动力学入手,利用化学物质的物理化学特性参数计算化学反应体系在绝热条件下发生热化学反应的温升速率dT/dt,进而获得有关的动力学因子A,E等。结果表明,尽管在近似绝热条件下化学反应体系的热化学反应与其本身的特性和反应容器有关,但温升速率dT/dt只与物质的物理化学特性参数有关。含氯酸钾的几种简单放热反应体系的ARC实验结果进一步验证了这一结论。因此,同一种化学物质与不同物质构成的多元混合反应体系在相同近似绝热条件下的热化学反应特征参数,可以作为判据用来比较并评价体系的相对安全性,该判据对表征热化学反应的难易程度以及物质的相对安全性起到一定的指导意义。     

化学放热系统热爆炸潜在危险性评价

讨论化学放热系统的热稳定性和临界条件,用化学反应物无消耗的假设推导化学放热系统热失控(热爆炸)时的动力学参数临界值,得到热失控的判据、临界点火温度和熄火温度。提出用系统安全指数概念来评价放热反应系统发生热爆炸的潜在危险性,分析化学放热系统的平衡域。用硝酸甲酯分解爆炸实例,说明如何利用安全指数对具有热爆炸可能性的系统的潜在危险性进行定量评价,其预测结果与实验结果一致。     

煤热动力学参数、特征温度与挥发分关系的试验研究

通过煤的热动力学参数和特征温度可以表征煤自燃危险程度。而在实际情况中,这些数据缺少,往往只有煤的工业参数。因此,研究工业参数与表征煤自燃危险参数的关系十分必要。为了分析和建立该关系,基于非等温试验方法对不同煤样进行热重试验分析,得出8个煤样在10℃/min升温速率下的反应动力学参数与煤工业分析参数的关系,揭示挥发分与煤的氧化特性、特征温度的关系。试验结果表明:8个煤样的挥发分排序F3>F8>F4>F7>F2>F1>F5>F6,各特征温度排序基本满足T3相似文献   

自反应性化学物质的热危险性评价方法

笔者进行的研究工作 ,给出了利用C80微量量热仪所测得的自反应性化学物质的热流速曲线 ,从而求解该物质的化学反应动力学参数 ,以及在Semenov模型下求解其自加速分解温度SADT(Self AcceleratingDecompositionTemperature)的方法 ,并将一些有机过氧化物、氧化剂和可燃剂的混合物的自加速分解温度的推算结果与实测值进行了比较。实验证明 ,该推算方法结论准确 ,是一种安全、简便、实用的反应性化学物质热危险性的评价方法     

二叔丁基过氧化物的热失控动力学研究

为研究二叔丁基过氧化物(DTBP)热失控危险性,利用C600微量量热仪对DTBP热分解动力学进行试验研究,测定DTBP在不同升温速率下的起始放热温度和分解热,分别用非等转化率法和等转化率法得到DTBP热分解反应的动力学参数。用非等转化率法确定反应的最佳反应级数为1,相应的活化能分别为137.75、132.60、128.61和122.93 kJ/mol,指前因子分别为8.82×1012、6.69×1012、2.06×1012和3.89×10111/s。用等转化率法确定的活化能范围为102～138 kJ/mol,并拟合出活化能与转化率的关系曲线。结合计算出的动力学参数,通过对DTBP分解机理的分析,可以推断其具有热失控危险性。     

自反应性化学物质热危险性综合评估

自反应性化学物质热危险性评估的关键在于表征参数的选择和量化,单一的评估参数往往仅表征其热危险性的某一方面。综合考虑自反应性物质发生热分解反应的难易程度及其造成后果的严重程度两个方面,分别选取放热反应初始温度(To)和反应热(-ΔH)作为相应的表征参数,通过半正态分布函数对这两个指标进行标准化处理。在此基础上根据风险的定义提出了一种新的自反应性化学物质的热危险性综合评估指数(THI指数),并建立相应的热危险性分级标准,对自反应性化学物质的热危险性进行综合评估与分级。结果表明,建立的THI指数所确定的热危险性分级结果与基于活化能和最大绝热温度的RHI指数的反应危险性等级基本一致,该指数能够对自反应性化学物质的热危险性进行定量评估。     

新型含能化合物的热危险性计算预测

简要介绍了含能材料的热危险性评价,进而提出了一套用于计算预测热危险性的方法,并对高能量密度化合物、有机叠氮化合物、笼形多硝基烷烃化合物进行了热危险性预测.结果表明,目前常见高能量密度化合物的热危险性均小于NG.在选取的有机叠氮化合物中叠氮乙酰的热危险性较大,对甲基叠氮苯热危险性相对较小.立方烷和金刚烷上引人硝基后,热危险性增大,并随硝基数量的增多而增大.该计算方法和预测结果对评估含能材料热危险性有一定的参考意义.     

基于SEM-MC的地铁车站深基坑施工危险性测度研究*

为提高地铁车站深基坑施工危险性测度的准确性,考虑多风险因素耦合作用和危险性测度主观性对传统风险评测结果的影响,提出基于结构方程（SEM）与蒙特卡洛模拟（MC）相结合的地铁车站深基坑施工危险性测度方法。首先,从基坑支护、基坑开挖、降水排水以及周边环境4个维度建立危险性测度指标体系,利用SEM确定指标权重,并确定关键因素;然后,根据指标的数据分布特征,利用MC法模拟出潜变量值并与风险损失程度、指标权重相结合得出危险度;最后,将该危险性测度方法运用于南昌地铁双港站。研究结果表明:该地铁车站深基坑风险等级为4级,基坑开挖为该地铁车站深基坑施工主要风险影响因素,其直接影响因素为开挖技术参数设置。项目实施结果表明该方法对地铁车站深基坑施工危险性评测适用可信。     

Inherent thermal runaway hazard evaluation method of chemical process based on fire and explosion index

Thermal runaway hazard assessment provides the basis for comparing the hazard levels of different chemical processes. To make an overall evaluation, hazard of materials and reactions should be considered. However, most existing methods didn't take the both into account simultaneously, which may lead the assessment to a deviation from the actual hazard. Therefore, an integrated approach called Inherent Thermal-runaway Hazard Index (ITHI) was developed in this paper. Similar to Dow Fire and Explosion Index(F&EI) function, thermal runaway hazard of chemical process in ITHI was the product of material factor (MF) and risk index (RI) of reaction. MF was an indicator of material thermal hazards, which can be determined by initial reaction temperature and maximum power density. RI, which was the product of probability and severity, indicated the risk of thermal runaway during the reaction stage. Time to maximum rate under adiabatic conditions and criticality classes of scenario were used to indicate the runaway probability of the chemical process. Adiabatic temperature rise and heat of the desired reaction and secondary reaction were used to determine the severity of runaway reaction. Finally, predefined hazard classification criteria was used to classify and interpret the results obtained by this method. Moreover, the method was validated by case studies.     

苯和甲苯硝化及磺化反应热危险性分级研究

首先介绍了化工工艺热安全性的内涵,并从反应过程热危险性分析的方法学出发,介绍间隙、半间歇化学反应工艺热危险性分级研究的总体思路及方法。然后,围绕甲苯和苯的硝化、磺化反应,用全自动反应量热仪(RC1e)和加速度量热仪(ARC)测定其反应过程的绝热温升(△Tad)、目标反应所能达到的最高温度(TM)、分解反应最大速率到达时间(θD)等参数。运用风险评价指数矩阵法(方法1)和基于失控过程温度参数的热危险评估法(方法2)分别对其硝化和磺化反应过程的热危险性进行了分级评估。结果表明,这两种方法具有良好的一致性;给定工艺条件下甲苯和苯的一段硝化反应过程的热危险度等级较低;而磺化反应的热危险较高。尽管这两种方法还有一定的局限性,但对于间歇、半间歇合成工艺的本质安全化设计、工艺热危险性的评估具有重要的参考价值和实用意义。     

基于ai智能图像的工控火电现场爆炸风险评估

对工控火电现场爆炸风险进行评估时，若采用人工识别现场图片信息的方法，容易导致现场图片特征信息采集不准确，存在评估耗时长、评估效率低和评估结果不准确的问题。针对该问题，提出1种基于ai智能图像的工控火电现场爆炸风险评估方法；通过自适应融合方法提取工控火电现场ai智能图像中的特征信息，根据特征信息对工控火电现场ai智能图像进行识别；结合层次分析法和问卷调查法，选取工控火电现场爆炸风险评估指标；在图像识别结果的基础上，通过风险等级集合、评估指标权重，建立工控火电现场爆炸风险评估模型，并与另外2种工控火电现场爆炸风险评估方法进行了对比。研究结果表明:所建方法能够缩短评估时间，且评估效率较高、评估结果准确率较高。     

基于热风险理论对道化学评价中物质系数的研究

随着本质安全研究的深入,道化学评价方法中物质系数MF的计算已不能准确描述反应物本身的热风险大小。在道化学评价方法中引入热风险概念,比较热危险性评价方法和道化学评价方法间相异点;以六甲基磷酰三胺工艺为研究对象,用DSC量热仪对反应物进行分析得出放热速率q、反应波峰峰值、单位质量的反应焓Hr,对采集的工艺参数用热力学理论外推法、基因贡献法得出活化能E、比热容CP并以此求出最大反应失效时间TMRad、绝热温升Qad、物质系数MF值以及工艺单元中物料量。得出最大反应失效时间与物质系数MF间具有相关性,道化学评价方法对因失效反应引发二次反应的热风险评估也适用。     

不同供电方式ESP极板电流密度分布研究

介绍了电除尘器极板电泳密度测试方法和装置，测定了不同极距下脉冲供电和直流供电时，沿电晕极线垂直方向、水平方向及整个极板上电流密度的分布结果，得出在同等条件下，脉冲供电的极析电流密度分布比直流供电的更加均匀，有利于改善电除尘器运行。     

一种化学物质的热危险性研究

以某一化学物质(ANPyO)为例,探讨了化学物质热危险性分析方法和步骤:建议首先从化学结构上对物质进行初步分析,然后根据化学结构进行理论计算预测,最后在前面研究的基础上,选择和确定采用合适的,比如:DSC/TG、ARC等小药量实验方法,研究化学物质的热危险性.对于ANPyO,通过分子结构可知其为多硝基多氨基芳烃,是具有潜在的燃烧、爆炸危险的活性化学物质.理论计算预测其属于高危险性物质.对其进行DSC/TG、ARC实验,得到绝热分解反应的热力学和动力学参数,自加速分解温度( TSADT)为199℃,热分解开始温度为310.0℃,最大反应速度出现在系统温度771.5℃时,自热分解开始到最大反应速度的时间为23.5min.文中研究可为该化学物质生产、使用和储运安全提供参考.     

基于风险指引的核电厂设计改进评价研究

核电厂概率安全评价(PSA)可以论证核电厂的风险满足安全目标,也是对运行核电厂进行风险管理的有效工具,例如核电厂的在役检查、安全分级、技术规格书优化等。核电厂的风险指引管理是在确定论的基础上,充分利用概率安全评价的结果进行风险影响评价,以此来论证决策的合理性。核电厂的重要设计改进通常基于传统的工程分析结果,没有分析其对核电厂整体风险的影响。重点探讨风险指引决策的基本原则以及方法,以核电厂设计改进实例探讨如何在分析时引入风险指引方法,并提出相关建议。     

Reaction hazard and mechanism study of H2O2 oxidation of 2-butanol to methyl ethyl ketone using DSC,Phi-TEC II and GC-MS

Methyl ethyl ketone (MEK) oxidation via H₂O₂ with tungsten-based polyoxometalate catalysts has gained much attention with an ever-growing body of knowledge focusing on the development of environmentally benign processes in chemical industry. In this study, two calorimetry techniques, differential scanning calorimetry (DSC) and Phi-TEC II adiabatic calorimetry, were employed to analyze the thermal hazards associated with the 2-butanol oxidation reaction system. Hydrogen peroxide was the oxidant and a tungsten-based polyoxometalate as the catalyst. Gas chromatography-mass spectrometry was used for identification of the organic products. Important thermal kinetic data were obtained including “onset” temperature, heat of reaction, adiabatic temperature rise and self-heat rate. From DSC results, three exothermic peaks were detected with a total heat generation of approximately 1.26 kJ/g sufficiently to induce a thermal runaway. Possible reaction pathway for three stages were proposed based on both DSC and GC-MS results. One exotherm was detected by Phi-TEC II calorimeter and the pressure versus temperature profile together with the DSC and GC-MS data demonstrate the complexity of 2-butanol reaction system under both thermal screening and adiabatic conditions.     

从全混流反应器热稳定性的角度探讨高危工艺的危险性

通过对全混流反应器(CSTR)热平衡条件下多态的分析,探讨热稳定性条件,并对一级不可逆反应在CSTR中的热稳定性进行定性分析;探讨不同反应热和活化能对反应过程热稳定性的影响,及其对反应器发生"飞温"事故要求紧急停车时的控制要求的影响,进而从反应工程的角度对高危工艺的界定提出新的思路。分析结果表明,工艺的危险性不仅与工艺的种类相关,更与工艺本身的热力学、动力学特征密切相关。通过对高危工艺的热稳定状况的分析,能够动态地揭示其在温度扰动下发生"飞温"或"熄火"的过程,从本质上把握高危工艺潜在的危险性,并能有针对性地制定自动化改造方案,提高化工企业的本质安全度。