化工工藝的熱安全

前言

總體而言，化工工藝熱安全問題可以分為兩個(gè)方面：物質(zhì)安全和化學(xué)反應(yīng)過程的安全。近年來(lái)，美國(guó)和歐洲的一些國(guó)家在化工工藝熱安全方面開展了大量的研究，取得了許多對(duì)化工工藝設(shè)計(jì)、事故診斷、安全評(píng)估有益的成果，其中不乏一些先進(jìn)的理念。國(guó)內(nèi)在物質(zhì)安全領(lǐng)域盡管也做了很多工作，但總體而言在諸如間歇、半間歇等反應(yīng)過程方面開展的工作很少，起步很晚。雖然譯者所在的課題組等在國(guó)內(nèi)較早地開展了這方面的研究，并在《安全原理與危險(xiǎn)化學(xué)品測(cè)評(píng)技術(shù)》（化學(xué)工業(yè)出版社，2004）一書的部分章節(jié)中對(duì)此進(jìn)行了一些粗淺的介紹，但我們深切地感到在系統(tǒng)性、深度、廣度等方面均存在諸多不足，亟待一些專著能對(duì)這個(gè)領(lǐng)域的內(nèi)涵、內(nèi)容、研究方法、評(píng)估判據(jù)等進(jìn)行系統(tǒng)的闡述。Francis Stoessel教授長(zhǎng)期從事工藝研發(fā)、化工工藝熱安全方面的研究，在諾華制藥等公司擔(dān)任工藝安全部門負(fù)責(zé)人近二十年，而后進(jìn)入大學(xué)繼續(xù)進(jìn)行工藝熱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面的教學(xué)、科研及相關(guān)的企業(yè)實(shí)踐活動(dòng)，是該領(lǐng)域知名的專家。本書為其最新的著作，系統(tǒng)地介紹了化工工藝熱風(fēng)險(xiǎn)的概念、內(nèi)涵、評(píng)估方法與判據(jù)、測(cè)試技術(shù)、工藝設(shè)計(jì)、工藝運(yùn)行過程中的安全對(duì)策措施等內(nèi)容。本書共分三個(gè)部分，分別為工藝熱安全的一般問題、放熱化學(xué)反應(yīng)的控制以及二次反應(yīng)的預(yù)防。通觀全書，我們認(rèn)為本書具有以下主要特點(diǎn)：（1）從基本概念人手，系統(tǒng)地介紹了工藝熱風(fēng)險(xiǎn)的概念、評(píng)估方法、測(cè)試技術(shù)；圍繞工藝熱風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)合各類反應(yīng)器進(jìn)行分析并給出相應(yīng)控制方法；同時(shí)，將物質(zhì)熱穩(wěn)定性、自催化反應(yīng)及傳熱受限問題納入了熱風(fēng)險(xiǎn)的研究范疇。所涉內(nèi)容具有很強(qiáng)的系統(tǒng)性、新穎性和實(shí)用性。（2）從可能出現(xiàn)的最壞情形出發(fā)，進(jìn)行工藝熱風(fēng)險(xiǎn)分析、評(píng)估和分級(jí)，并在此基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的控制方法和應(yīng)對(duì)策略。這樣的內(nèi)容一一方面抓住了化工事故的源頭問題，對(duì)提高化工工藝的本質(zhì)安全化大有裨益，另一方面對(duì)工藝研發(fā)、工程設(shè)計(jì)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等領(lǐng)域的工作人員來(lái)說，不僅有很好的參考價(jià)值，而且可以從中獲得一些新的理念和方法。（3）對(duì)該領(lǐng)域一些重要的、常用的測(cè)試技術(shù)及測(cè)試設(shè)備進(jìn)行分析，并結(jié)合習(xí)題、工作示例、案例進(jìn)行介紹，深入淺出，通俗易懂，便于學(xué)習(xí)掌握。

內(nèi)容概要

　　《化工工藝的熱安全：風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與工藝設(shè)計(jì)》共分三個(gè)部分14章：第一部分主要介紹化工實(shí)踐過程中一些常用的風(fēng)險(xiǎn)分析方法、熱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基礎(chǔ)理論、熱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的程序和方法、實(shí)驗(yàn)室通常采用的量熱方法和測(cè)試手段；第二部分主要介紹反應(yīng)器動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性及其常用的評(píng)估判據(jù)、不同類型反應(yīng)器的主要安全問題及工業(yè)規(guī)模情況下使目標(biāo)反應(yīng)受控的技術(shù)；第三部分主要針對(duì)二次反應(yīng)，介紹了二次反應(yīng)的總體情況、失控后果的確定及避免引發(fā)的控制技術(shù)等內(nèi)容，并對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程中常常出現(xiàn)的傳熱受限問題進(jìn)行了討論?！　　痘すに嚨臒岚踩猴L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與工藝設(shè)計(jì)》可作為化學(xué)、化工類安全工程及化工工藝專業(yè)的高年級(jí)本科生、研究生的教材，也可供化工工藝危險(xiǎn)性的分析與評(píng)價(jià)人員、新工藝的研發(fā)人員或化工生產(chǎn)的主管人員參考。

作者簡(jiǎn)介

作者：(瑞士)弗朗西斯·施特塞爾 譯者：陳網(wǎng)樺 彭金華 陳利平 解說詞：劉榮海

書籍目錄

譯者序前言第一部分 工藝熱安全的一般問題第1章 精細(xì)化工工藝風(fēng)險(xiǎn)分析概述1.1 引言1.2 化學(xué)工業(yè)與安全1.2.1 化學(xué)工業(yè)與社會(huì)1.2.2 責(zé)任1.2.3 定義及概念1.3 風(fēng)險(xiǎn)分析1.3.1 分析范圍1.3.2 安全數(shù)據(jù)的收集1.3.3 安全條件和臨界限值1.3.4 偏差查找1.3.5 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估1.3.6 風(fēng)險(xiǎn)圖1.3.7 風(fēng)險(xiǎn)降低措施1.3.8 殘余風(fēng)險(xiǎn)1.4 安全數(shù)據(jù)1.4.1 物理參數(shù)1.4.2 化學(xué)性質(zhì)1.4.3 毒性1.4.4 生態(tài)毒性1.4.5 火災(zāi)爆炸參數(shù)1.4.6 相互作用1.5 危險(xiǎn)陛的系統(tǒng)辨識(shí)1.5.1 檢查表法1.5.2 故障模式與影響分析1.5.3 危險(xiǎn)與可操作性研究1.5.4 決策表1.5.5 事件樹分析1.5.6 事故樹分析1.6 風(fēng)險(xiǎn)分析的主要影響因素參考文獻(xiàn)第2章 工藝熱風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)知識(shí)2.1 引言2.2 潛熱2.2.1 熱能2.2.2 壓力效應(yīng)2.3 溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響2.3.1 單一反應(yīng)2.3.2 復(fù)雜反應(yīng)2.4 熱平衡2.4.1 熱平衡項(xiàng)2.4.2 熱平衡的簡(jiǎn)化表達(dá)式2.4.3 絕熱條件下的反應(yīng)速率2.5 失控反應(yīng)2.5.1 熱爆炸2.5.2 Semenov熱溫圖2.5.3 參數(shù)敏感性2.5.4 臨界溫度2.5.5 熱爆炸的時(shí)間范圍TMRad的概念2.6 習(xí)題參考文獻(xiàn)第3章 熱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估3.1 引言3.2 熱風(fēng)險(xiǎn)3.3 系統(tǒng)評(píng)估程序3.3.1 冷卻失效情形3.3.2 嚴(yán)重度3.3.3 可能性3.3.4 工藝危險(xiǎn)度評(píng)估3.3.5 危險(xiǎn)度分級(jí)3.4 評(píng)估程序3.4.1 熱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的一般規(guī)則3.4.2 熱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的實(shí)用程序3.5 習(xí)題參考文獻(xiàn)第4章 實(shí)驗(yàn)技術(shù)4.1 引言4.2 量熱法的測(cè)量原理4.2.1 量熱儀的分類4.2.2 量熱儀的運(yùn)行模式4.2.3 量熱儀的熱平衡4.3 如何選擇安全實(shí)驗(yàn)室所用的儀器4.3.1 絕熱量熱儀4.3.2 微量熱儀4.3.3 反應(yīng)量熱儀4.4 習(xí)題參考文獻(xiàn)第二部 分放熱化學(xué)反應(yīng)的控制第5章 反應(yīng)器安全的一般知識(shí)5.1 引言5.2 反應(yīng)器的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性5.2.1 參數(shù)敏感性5.2.2 溫度敏感性5.2.3 熱平衡5.2.4 冷卻失效后反應(yīng)器的安全性5.3 范例參考文獻(xiàn)第6章 間歇反應(yīng)器6.1 引言6.2 間歇反應(yīng)的原理6.2.1 導(dǎo)言6.2.2 物料平衡6.2.3 熱量平衡6.3 溫度控制方法6.4 等溫反應(yīng)6.4.1 原理6.4.2 等溫反應(yīng)器的安全設(shè)計(jì)6.4.3 安全評(píng)估6.5 絕熱反應(yīng)6.5.1 原理6.5.2 絕熱間歇反應(yīng)器的安全設(shè)計(jì)6.5.3 安全評(píng)估6.6 多變反應(yīng)6.6.1 原理6.6.2 多變操作的設(shè)計(jì)，溫度控制6.6.3 安全評(píng)估6.7 恒溫反應(yīng)6.7.1 原理6.7.2 恒溫操作的設(shè)計(jì)，溫度控制6.7.3 安全評(píng)估6.8 溫度控制反應(yīng)6.8.1 原理6.8.2 溫度控制反應(yīng)的設(shè)計(jì)6.8.3 安全評(píng)估6.9 間歇反應(yīng)器安全設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素6.9.1 相關(guān)安全數(shù)據(jù)的確定6.9.2 間歇反應(yīng)器的安全操作規(guī)則6.10 習(xí)題參考文獻(xiàn)第7章 半間歇反應(yīng)器7.1 引言7.2 半間歇反應(yīng)的基本原理7.2.1 半間歇操作的定義7.2.2 物料平衡7.2.3 半間歇反應(yīng)器的熱量平衡7.3 半間歇反應(yīng)器中反應(yīng)物料的累積7.3.1 快反應(yīng)7.3.2 慢反應(yīng)7.4 半間歇反應(yīng)器的安全設(shè)計(jì)7.5 等溫反應(yīng)……第三部分 二次反應(yīng)的預(yù)防

章節(jié)摘錄

插圖：第一部分工藝熱安全的一般問題第1章精細(xì)化工工藝風(fēng)險(xiǎn)分析概述典型案例工程上利用爆破片保護(hù)多用途反應(yīng)器不受超壓破壞。壓力泄放時(shí)，氣體可通過廠房屋頂直接排放到外界。維護(hù)人員在維護(hù)保養(yǎng)時(shí)發(fā)現(xiàn)爆破片已被腐蝕，決定更換，但急切問沒有可用的備件。由于接下來(lái)要進(jìn)行磺化反應(yīng)，因此他決定在不更換爆破片的情況下打開泄壓管（relief pipe）。事實(shí)上，磺化反應(yīng)不會(huì)導(dǎo)致超壓（硫酸沸點(diǎn)為300℃），不需要這樣的保護(hù)裝置。在第一批次的反應(yīng)過程中，泄壓管被升華物（sublimate）堵塞。遺憾的是，工作人員當(dāng)時(shí)并沒有發(fā)現(xiàn)堵塞而繼續(xù)生產(chǎn)。一場(chǎng)大雨過后，雨水進(jìn)入泄壓管并且聚積在升華物形成的“塞柱”上。下一批次反應(yīng)開始后，升華物受熱致“塞柱”突然破裂，積水突然進(jìn)入反應(yīng)器使?jié)饬蛩嵯♂?，放出大量熱量。溫度升高引發(fā)反應(yīng)物料急劇分解，從而導(dǎo)致了反應(yīng)器破裂并造成巨大的破壞。經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)這類事故很難預(yù)測(cè)。但是，如果采用系統(tǒng)方法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)，就會(huì)清楚地知道只要有水進(jìn)入反應(yīng)器，就會(huì)導(dǎo)致爆炸。因此，當(dāng)改變?cè)O(shè)備尤其是多用途反應(yīng)器的某些部件時(shí)（這些改變可能與給定工藝不直接相關(guān)），人們至少應(yīng)考慮工藝參數(shù)的變化可能帶來(lái)的后果。1.1 引言本章主要介紹風(fēng)險(xiǎn)分析方法的基本步驟，即風(fēng)險(xiǎn)的系統(tǒng)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和可能的補(bǔ)救措施的確定。 第二節(jié)在介紹化學(xué)工業(yè)的社會(huì)地位后，將介紹有關(guān)風(fēng)險(xiǎn)分析的基本概念，并對(duì)化工工藝過程的風(fēng)險(xiǎn)分析步驟進(jìn)行小結(jié)，隨后介紹有關(guān)的安全參數(shù)及危險(xiǎn)辨識(shí)的方法，本章最后一節(jié)介紹與風(fēng)險(xiǎn)分析有關(guān)的實(shí)踐。1.2化學(xué)工業(yè)與安全我們知道化學(xué)工業(yè)對(duì)人類、社會(huì)和環(huán)境的威脅高于其他任何行業(yè)，但化學(xué)工業(yè)在健康、農(nóng)作物保護(hù)、新材料、染料、紡織品等方面帶來(lái)的好處也是不能否認(rèn)的。一次次重大事故如Seveso事故和Bhopal事故擴(kuò)大了其負(fù)面影響。

編輯推薦

《化工工藝的熱安全:風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與工藝設(shè)計(jì)》是由科學(xué)出版社出版的。

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