Химического производства
Важнейшей . особенностью процесса горения является самоускоряющийся характер химического превращения. В соответствии с представлениями о ки-
Взрыв — процесс быстрого неуправляемого физического или химического превращения системы, сопровождающийся переходом ее потенциальной энергии в механическую работу. Механическая работа, совершаемая при взрыве, обусловлена быстрым расширением газов или паров независимо от того, существовали ли они до взрыва или образовались во время взрыва. В основе взрывного процесса могут лежать как физические (разрушение сосуда со сжатым газом или с перегретой жидкостью), так и химические превращения (детонация конденсированного взрывчатого вещества, быстрое сгорание газового облака). Самым существенным признаком взрыва является резкий скачек давления в среде, обусловливающий образование ударной волны, распространяющейся на некоторое расстояние от места взрыва.
Здесь необходимо сделать несколько существенных замечаний. Во-первых, во избежание путаницы при классификации взрывов на "ограниченные" и "неограниченные" целесообразно основываться на различии в физической стороне этих процессов. Для "ограниченного" взрыва характерно значительное увеличение давления в смеси даже при относительно низкой скорости химического превращения, что может иметь место только при большой степени ограниченности пространства - взрывы в замкнутых сосудах, помещениях и т. д. Взрывы паровых облаков в условиях промышленной застройки следует рассматривать как "неограниченные", но с большим количеством препятствий, способных приводить лить к локальному росту давления и турбулизации течения. Во-вторых, дефлаграционные процессы с высокими видимыми скоростями пламени (свыше 100 м/с) также являются взрывами, поскольку они приводят к формированию воздушных ударных волн. В-третьих, возникновение мощных взрывных процессов (вплоть до детонации) в паровых облаках не обязательно требует ограничения пространства и мощных источников инициирования. Неоднородность температуры и/или концентрации смеси, центры турбулизации могут являться причиной появления таких процессов. Подобный сценарий событий тем вероятнее, чем больше облако [Гельфанд,1988; Berman,1986]. - Прим. ред.
инициирующая химическое превращение с выделением энергии. Скорость детонационной волны больше скорости звука в исходной смеси. Детонация характеризуется жесткой связью ведущей процесс ударной водны и следующего за ней фронта химического превращения. При детонационном превращении парового облака основным поражающим фактором является воздушная ударная волна. - См. разд. 12.3.4.5.
ДЕФЛАГРАЦИЯ (deflagration) - режим сгорания парового облака (а также других взрывчатых веществ и смесей). В соответствии с классическим определенном распространение пламени в этом режиме происходит посредством процессов диффузии и теплопроводности, а скорость горения меньше скорости звука. Расширение продуктов горения при дефлаграции может приводить к возникновению движения среды, волны сжатия и, в ряде случаев, ударной волны. При этом, хотя скорость распространения горения по частицам определяется процессами теплопроводности и диффузии (вообще говоря, турбулентными), видимая скорость распространения горения может приближаться к скорости звука и даже превосходить ее. В современной литературе под дефлаграцией понимается весь спектр процессов горения - от распространения ламинарного пламени, до высокоскоростных процессов с ударными волнами, в которых отсутствует жесткая связь между ударным фронтом и фронтом химического превращения, которая имеет место при детонации. Основным поражающим фактором при высокоскоростной дефлаграции является ударная волна. -См. разд. 12.3.4.5.
1. Изменение соотношения подаваемых компонентов (непрерывный процесс) или скорости слива одного из компонентов (полунепрерывный процесс). И в том, и в другом случае скорость химического превращения веществ растет, что приводит к увеличению количества выделяемого тепла, подъему температуры, ускорению побочных реакций, интенсивному газовыделению и пр. Оба отклонения возникают при отказах средств автоматизации, оборудования, регламентирующего подачу, или в результате ошибок обслуживающего персонала (при ручном управлении).
5. Нарушение состава исходных компонентов, подаваемых в виде смеси или раствора. Приводит к изменению соотношения реагирующих веществ, следствием чего может быть увеличение скорости химического превращения веществ и т. д. (см. п. 1). Причинами этого нарушения являются отказы средств автоматизации и ошибки обслуживающего персонала.
На первом этапе исследований, цель-которого — приближенное определение формально-кинетических данных наиболее вероятных опасных режимов потенциально опасных процессов, сопровождаемых в большинстве случаев побочными реакциями, получают важные данные, характеризующие предаварииныи и аварийный режимы исследуемого процесса. Из альбома термограмм, полученных при вероятных опасных режимах процесса химического превращения, определяют приблизительно тепловые эффекты побочных реакций, параметры теплового взрыва. Перебором вариантов нарушения регламента, а также имитацией вероятных отказов оборудования выявляют спектр возмущений, вызывающих изменение опасных параметров до аварийного значения, "и находят защитные воздействия для возврата процесса в регламентный режим и для его ликвидации.
Сущность эксперимента заключается в следующем. Теорией теплового взрыва установлена связь между характеристиками рассматриваемого явления, с одной стороны, и кинетическими параметрами и условиями протекания процесса, с другой. Если известны условия процесса и экспериментально измерены характеристики, то по теоретическим формулам, решая обратную задачу, можно определить кинетические параметры. В нашем случае условия процесса ^адиабатические; в результате окспсрп мента мы снимаем конкретные характеристики — время индукции теплового взрыва и характер изменения температуры, т. е. исходные данные для решения указанной обратной задачи. Полученная в результате опыта информация в виде кривых «температура — время» несет в себе данные о периоде индукции теплового взрыва и о критической температуре. Серия экспериментов с различными исходными температурами реакционной массы дает зависимость периода индукции теплового взрыва от температуры. Информацию об изменениях концентрации реагентов в реакционной массе несут полученные кривые «электропроводность — время». Важные стороны характера физико-химического превращения раскрывает записанный во времени расход смеси газов и паров из реактора.
На опытно-промышленном трубчатом реакторе для синтеза системы защиты исследовалась динамика каналов теплообмена и химического превращения. Исследования производились посекционно, было поставлено большое количество экспериментов, после чего на ЭВМ были рассчитаны коэффициенты усиления и постоянные времени дифференциальных уравнений, аппроксимирующих названные каналы как апериодические звенья первого порядка. На основании этих расчетов была составлена математическая модель реактора, позволившая выбрать рабочий режим процесса.
Горение — процесс быстрого (самоускоряющегося) химического превращения вещества, сопровождающийся интенсивным выделением тепла и излучением света. Для возникновения и развития горения необходимо взаимодействие горючего вещества, окислителя и источника (импульса) воспламенения.
Наибольшую опасность представляют аварии, на объектах ядерной энергетики и химического производства. Так, авария на четвертом энергоблоке Чернобыльской АЭС в первые дни после аварии привела к повышению уровней радиации над естественным фоном до 1000... 1500 раз в зоне около станции и до 10...20 раз в радиусе 200...250 км. При авариях все продукты ядерного деления высвобождаются в виде аэрозолей (за исключением редких газов и иода) и распространяются в атмосфере в зависимости от силы и направления ветра. Размеры облака в поперечнике могут изменяться от 30 до 300 м, а размеры зон загрязнения в безветренную погоду могут иметь радиус до 180 км при мощности реактора 100 МВт.
Одной из распространенных причин пожаров и взрывов особенно на объектах нефтегазового и химического производства и при эксплуатации средств транспорта являются разряды статического электричества. Статическое электричество — совокупность явлений, связанных с образованием и сохранением свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрических и полупроводниковых веществ. Причиной возникновения статического электричества являются процессы электризации.
Наибольшую опасность представляют аварии на объектах ядерной энергетики и химического производства. Так, авария на Чернобыльской АЭС в первые же дни привела к повышению уровней радиации над естественным фоном до 1000...1500 раз в зоне около станции .и до 10...20 раз в радиусе 200...250 км.
Устойчивая, безаварийная и безопасная работа химического производства зависит от многих факторов: физико-химических свойств сырья, полупродуктов и продуктов, от характера самого процесса, а также от конструкции и надежности эксплуатируемого* оборудования, контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации, от эффективности средств противоаварийной защиты и т. д.
Следовательно, основы безопасности современного химического производства должны обеспечиваться еще на стадии исследовательских работ, при разработке технологического процесса, конструкций оборудования, контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации, а также при разработке проекта во всех его основных частях.
Технический уровень современного химического производства не позволяет еще полностью исключить газовые выбросы. По условиям технологии и безопасности приходится сжигать на факелах значительные объемы горючих и токсичных газов, а также •сбрасывать в атмосферу не токсичные, но горючие газы. Системы сброса и сжигания газовых выбросов представляют собой потенциальную опасность возникновения аварий на химических и нефтехимических предприятиях, что обусловлено нестабилизированным режимом сбросов, сложностью схемы, наличием постоянного открытого пламени, а во многих случаях недостатками проектного решения и эксплуатации факельных установок.
1 ерметичность оборудования, машин и коммуникаций — основа безопасной эксплуатации любого химического производства. Поэтому для предотвращения выделений газов важное значение имеет проверка плотности (герметичности) оборудования и трубопроводов методом пневматических испытаний. Для испытаний используют воздух, азот или другие инертные газы.
Начальники смен (мастера), аппаратчики и другие работники химического производства обязаны вести технологический процесс в строгом соответствии с требованиями технологического регламента. Установленные им параметры (температура, давление, уровень, расход и др.) измеряются контрольно-измерительными приборами, величины показаний записываются в самопишущих (регистрирующих) приборах на движущейся диаграмме (ленте, диске или барабане). При отсутствии регистрирующих приборов персонал цеха, установки, агрегата систематически следит за показаниями приборов и ведет записи фактических показателей в технологических журналах, рабочих листках или в другой технической документации. Начальник, технолог, меха-
Основным направлением в развитии современной химической промышленности является переход на непрерывные процессы с максимальной механизацией и автоматизацией всего производства. Переход на непрерывные процессы является важнейшей предпосылкой автоматизации химического производства, поскольку такие процессы наиболее экономичны и обеспечивают возможность точного '.соблюдения технологического режима путем
Давая большой производственный и экономический эффект новые технологические процессы обязательно обеспечивают оздоровление условий труда и точное соблюдение правил техники безопасности, нормативов по противопожарной охране и промышленной санитарии. Таким образом, строгое соблюдение запроектированного технологического процесса обеспечивает безопасные и здоровые условия труда на каждом участке химического производства.
Технологический регламент — основной закон химического производства, и нарушать его никому не дозволено. Он может изменяться только теми организациями, которые его разработали, с разрешения тех, которые утвердили его в установленном порядке.
 Читайте далее:
 Характеристики разрушения
Характеристик материала
Характеристик сопротивления
Характеризуется относительно
Характеризует способность
Характеризующих состояние
Характерных опасностей
Характерными признаками
Химических нефтехимических
Характеру повреждений
Химическая активность
Химических органических
Химических предприятиях
Характера технологических
Химических реактивов
|
