某硝化工艺热安全评估设计毕业论文
2022-01-08 21:10:10
论文总字数：20552字
摘 要
为研究某硝化工艺所存在的风险，研究涉及材料和过程的热失控风险。该过程分为三个步骤，首先通过使用差示扫描量热仪（DSC）对硝化反应进行第一步的初筛，通过得到数据判断是否含有在受热情况下物料是否有不稳定性，再进一步对其在绝热情况下进行相关测试。通过使用反应量热仪（RCle）来进行测定，获得其在绝热情况下的绝热温升（△Tad）。通过相关计算得到其TMRad，对照反应物在反应时候温度变化得到反应操作温度Tp、硝化反应过程中得到的最高合成反应温度MTSR、以及硝化工艺中的技术最高温度MTT和TD24四个参数综合对比，来分析反应的危险等级。根据实验结果可知：某硝化工艺所包含的硝化工艺分解热评估风险等级为一级。反应风险等级为I级，是可接受的风险，一般来说可采取常规控制措施，并且能够适当地提高安全管理和设备水平。
关键词：硝化反应 热危险性 反应量热仪 绝热反应测试 风险评估
Thermal safety assessment design of a nitrification process
Abstract
In order to study the risk of a nitrification process, the risk of thermal runaway of involved materials and process was studied. The process is divided into three steps. Differential scanning calorimeter（DSC） was used for screening test to find out material that may have thermal instability and conduct adiabatic reaction test on them.The reaction heat is determined by RCle reaction calorimeter, and adiabatic temperature rise（△Tad） of the reaction are obtained. The TMRad is calculated by kinetics. The danger grade I determined by comparing the parameters of reaction operation temperature Tp, maximum synthesi temperature MTSR, maximum technology temperature MTT and TD24. The results showed that the risk level of hydrazine hydrate decomposition heat of raw material involved in this proce sswas level 1. The risk level of both steps is level I, which is an acceptable risk. Conventional control measures can be taken and safety management and equipment level can be improved appropriately.
Keywords: Nitrification process;Thermal hazard;Reaction calorimeter;Adiabatic reaction test;risk assessment
目录
某硝化工艺热安全评估设计 I
摘 要 I
Abstract II
第一章 绪论 1
11研究背景和意义 1
1.1.1现行化工企业存在的问题 1
1.2国内外研究现状 2
1.2.1 二氯丙烷、戊胺原料理化特性和风险 2
1.2.2反应过程的热危害研究 3
1.3研究内容 3
1.4本文研究要求 4
第二章 硝化工艺物及其硝化过程热危险性评估 5
2.1硝化工艺热危险性评估 5
2.1.1动力学三因子计算公式 6
2.1.2失控后到达最大反应速率的时间（TMRad）计算公式 6
2.1.3 TD24计算公式 7
2.2硝化工艺反应过程的热危害评估 7
2.2.1严重度评估 7
2.2.2可能性评估 8
2.2.3风险矩阵评估法 9
2.2.4失控情景分析法 10
2.3 多种风险评估方法的比较 12
第三章 工艺介绍及实验内容 14
3.1硝化工艺的流程介绍 14
3.1.1硝化反应原理 14
3.1.2工艺流程简述 14
3.2硝化反应过程中包含的稳定性筛查 14
3.2.1所用实验仪器 14
3.2.2实验步骤 15
3.3反应量热实验 15
3.3.1实验原料 16
3.3.2实验仪器 16
3.3.3实验步骤 17
3.4硝化反应热危险隐患点的绝热反应测试 17
3.4.1实验仪器 17
3.4.2实验步骤 18
第四章 实验结果及风险评估结论 19
4.1涉及物料DSC筛查测试实验结果 19
4.2反应量热实验实验结果 21
4.3热危险隐患点的绝热反应测试结果 22
第五章 硝化工艺过程安全风险评估 23
5.1物质分解热评估 23
5.2严重度评估 23
5.3可能性评估 23
5.4矩阵评估 23
5.5失控情景分析 23
5.6硝化工艺反应安全评估小结 24
第六章 总结与展望 25
6.1总结 25
6.2展望 26
参考文献 27
致谢 28
第一章 绪论
11研究背景和意义
化学产业的快速发展与我们的生活息息相关密不可分。石油以及化学工业是我国的支柱产业，促进国民经济的可持续发展，其主营业务收入占国内生产总值（GDP）的比重超过12％，并呈逐年上升的趋势[1]。随着化学工业的发展，化工产业的各种产品的产量居世界首位，但生产规模也逐渐变大，更加趋向于大型的企业化。此外，如连云港、张家港等沿海地区凭借着优越的地理位置也使得其化工厂化工园更加集中化，通过这种方式，我国国内现在已经建成的化工园区已达千余家[2]。化工企业、化工厂数量众多。每个企业涉及不同的反应类型和生产过程。生产设备复杂多变。所使用的大多数原材料，中间体和产品都是易燃、易爆、有毒、有害和腐蚀性的，这决定了发生化学生产事故的可能性很高[3]，严重后果的特征。
1.1.1现行化工企业存在的问题
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