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方面：物質安全和化學反應過程的安全。近年來，美國和歐洲的一些國家在化工工藝熱安全方面開展了大量的研究，取得了許多對化工工藝設計、事故診斷、安全評估有益的成果，其中不乏一些先進的理念。國內在物質安全領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內較早地開展了這方面的研究，并在《安全原理與危險化學品測評技術》（化學工業(yè)出版社，2004）一書的部分章節(jié)中對此進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，亟待一些專著能對這個領域的內涵、內容、研究方法、評估判據(jù)等進行系統(tǒng)的闡述。Francis Stoessel教授長期從事工藝研發(fā)、化工工藝熱安全方面的研究，在諾華制藥等公司擔任工藝安全部門負責人近二十年，而后進入大學繼續(xù)進行工藝熱風險評估方面的教學、科研及相關的企業(yè)實踐活動，是該領域知名的專家。本書為其最新的著作，系統(tǒng)地介紹了化工工藝熱風險的概念、內涵、評估方法與判據(jù)、測試技術、工藝設計、工藝運行過程中的安全對策措施等內容。本書共分三個部分，分別為工藝熱安全的一般問題、放熱化學反應的控制以及二次反應的預防。通觀全書，我們認為本書具有以下主要特點：（1）從基本概念人手，系統(tǒng)地介紹了工藝熱風險的概念、評估方法、測試技術；圍繞工藝熱風險，結合各類反應器進行分析并給出相應控制方法；同時，將物質熱穩(wěn)定性、自催化反應及傳熱受限問題納入了熱風險的研究范疇。所涉內容具有很強的系統(tǒng)性、新穎性和實用性。（2）從可能出現(xiàn)的最壞情形出發(fā)，進行工藝熱風險分析、評估和分級，并在此基礎上提出相應的控制方法和應對策略。這樣的內容一一方面抓住了化工事故的源頭問題，對提高化工工藝的本質安全化大有裨益，另一方面對工藝研發(fā)、工程設計、風險評估等領域的工作人員來說，不僅有很好的參考價值，而且可以從中獲得一些新的理念和方法。（3）對該領域一些重要的、常用的測試技術及測試設備進行分析，并結合習題、工作示例、案例進行介紹，深入淺出，通俗易懂，便于學習掌握。

內容概要

　　《化工工藝的熱安全：風險評估與工藝設計》共分三個部分14章：第一部分主要介紹化工實踐過程中一些常用的風險分析方法、熱風險評估的基礎理論、熱風險評估的程序和方法、實驗室通常采用的量熱方法和測試手段；第二部分主要介紹反應器動態(tài)穩(wěn)定性及其常用的評估判據(jù)、不同類型反應器的主要安全問題及工業(yè)規(guī)模情況下使目標反應受控的技術；第三部分主要針對二次反應，介紹了二次反應的總體情況、失控后果的確定及避免引發(fā)的控制技術等內容，并對工業(yè)生產過程中常常出現(xiàn)的傳熱受限問題進行了討論?！　　痘すに嚨臒岚踩猴L險評估與工藝設計》可作為化學、化工類安全工程及化工工藝專業(yè)的高年級本科生、研究生的教材，也可供化工工藝危險性的分析與評價人員、新工藝的研發(fā)人員或化工生產的主管人員參考。

作者簡介

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 精細化工工藝風險分析概述1.1 引言1.2 化學工業(yè)與安全1.2.1 化學工業(yè)與社會1.2.2 責任1.2.3 定義及概念1.3 風險分析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 風險評估1.3.6 風險圖1.3.7 風險降低措施1.3.8 殘余風險1.4 安全數(shù)據(jù)1.4.1 物理參數(shù)1.4.2 化學性質1.4.3 毒性1.4.4 生態(tài)毒性1.4.5 火災爆炸參數(shù)1.4.6 相互作用1.5 危險陛的系統(tǒng)辨識1.5.1 檢查表法1.5.2 故障模式與影響分析1.5.3 危險與可操作性研究1.5.4 決策表1.5.5 事件樹分析1.5.6 事故樹分析1.6 風險分析的主要影響因素參考文獻第2章 工藝熱風險的基礎知識2.1 引言2.2 潛熱2.2.1 熱能2.2.2 壓力效應2.3 溫度對反應速率的影響2.3.1 單一反應2.3.2 復雜反應2.4 熱平衡2.4.1 熱平衡項2.4.2 熱平衡的簡化表達式2.4.3 絕熱條件下的反應速率2.5 失控反應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 熱爆炸的時間范圍TMRad的概念2.6 習題參考文獻第3章 熱風險評估3.1 引言3.2 熱風險3.3 系統(tǒng)評估程序3.3.1 冷卻失效情形3.3.2 嚴重度3.3.3 可能性3.3.4 工藝危險度評估3.3.5 危險度分級3.4 評估程序3.4.1 熱風險評估的一般規(guī)則3.4.2 熱風險評估的實用程序3.5 習題參考文獻第4章 實驗技術4.1 引言4.2 量熱法的測量原理4.2.1 量熱儀的分類4.2.2 量熱儀的運行模式4.2.3 量熱儀的熱平衡4.3 如何選擇安全實驗室所用的儀器4.3.1 絕熱量熱儀4.3.2 微量熱儀4.3.3 反應量熱儀4.4 習題參考文獻第二部 分放熱化學反應的控制第5章 反應器安全的一般知識5.1 引言5.2 反應器的動態(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 冷卻失效后反應器的安全性5.3 范例參考文獻第6章 間歇反應器6.1 引言6.2 間歇反應的原理6.2.1 導言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6.4.1 原理6.4.2 等溫反應器的安全設計6.4.3 安全評估6.5 絕熱反應6.5.1 原理6.5.2 絕熱間歇反應器的安全設計6.5.3 安全評估6.6 多變反應6.6.1 原理6.6.2 多變操作的設計，溫度控制6.6.3 安全評估6.7 恒溫反應6.7.1 原理6.7.2 恒溫操作的設計，溫度控制6.7.3 安全評估6.8 溫度控制反應6.8.1 原理6.8.2 溫度控制反應的設計6.8.3 安全評估6.9 間歇反應器安全設計的關鍵因素6.9.1 相關安全數(shù)據(jù)的確定6.9.2 間歇反應器的安全操作規(guī)則6.10 習題參考文獻第7章 半間歇反應器7.1 引言7.2 半間歇反應的基本原理7.2.1 半間歇操作的定義7.2.2 物料平衡7.2.3 半間歇反應器的熱量平衡7.3 半間歇反應器中反應物料的累積7.3.1 快反應7.3.2 慢反應7.4 半間歇反應器的安全設計7.5 等溫反應……第三部分 二次反應的預防

章節(jié)摘錄

插圖：第一部分工藝熱安全的一般問題第1章精細化工工藝風險分析概述典型案例工程上利用爆破片保護多用途反應器不受超壓破壞。壓力泄放時，氣體可通過廠房屋頂直接排放到外界。維護人員在維護保養(yǎng)時發(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。由于接下來要進行磺化反應，因此他決定在不更換爆破片的情況下打開泄壓管（relief pipe）。事實上，磺化反應不會導致超壓（硫酸沸點為300℃），不需要這樣的保護裝置。在第一批次的反應過程中，泄壓管被升華物（sublimate）堵塞。遺憾的是，工作人員當時并沒有發(fā)現(xiàn)堵塞而繼續(xù)生產。一場大雨過后，雨水進入泄壓管并且聚積在升華物形成的“塞柱”上。下一批次反應開始后，升華物受熱致“塞柱”突然破裂，積水突然進入反應器使?jié)饬蛩嵯♂?，放出大量熱量。溫度升高引發(fā)反應物料急劇分解，從而導致了反應器破裂并造成巨大的破壞。經(jīng)驗教訓這類事故很難預測。但是，如果采用系統(tǒng)方法進行風險辨識，就會清楚地知道只要有水進入反應器，就會導致爆炸。因此，當改變設備尤其是多用途反應器的某些部件時（這些改變可能與給定工藝不直接相關），人們至少應考慮工藝參數(shù)的變化可能帶來的后果。1.1 引言本章主要介紹風險分析方法的基本步驟，即風險的系統(tǒng)識別、風險評估和可能的補救措施的確定。 第二節(jié)在介紹化學工業(yè)的社會地位后，將介紹有關風險分析的基本概念，并對化工工藝過程的風險分析步驟進行小結，隨后介紹有關的安全參數(shù)及危險辨識的方法，本章最后一節(jié)介紹與風險分析有關的實踐。1.2化學工業(yè)與安全我們知道化學工業(yè)對人類、社會和環(huán)境的威脅高于其他任何行業(yè)，但化學工業(yè)在健康、農作物保護、新材料、染料、紡織品等方面帶來的好處也是不能否認的。一次次重大事故如Seveso事故和Bhopal事故擴大了其負面影響。

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《化工工藝的熱安全:風險評估與工藝設計》是由科學出版社出版的。

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