ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ХИМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА ПРИ ПОВЫШЕНИИ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАПОЛНЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ

Авторы
Файлы

Лаптев Д.А. Сечин А.И. Сечин А.А. Косинцев В.И. Статья в формате PDF 108 KB

В вопросе эффективного использования производственных мощностей, по выпуску лекарственных препаратов или ввод в действие новых технологических мощностей существенное значение имеет безопасность обеспечения процесса [1, 2]. Одним из методов увеличения производства является метод увеличения коэффициента заполнения аппарата.

В производстве этилового эфира п-нитробензойной кислоты ("нитроэфира"), как и в ряде других производств, коэффициент заполнения основного аппарата принят равным 0,6. Это условие диктуется тем фактом, что удержать тепловой режим протекания химической реакции в безопасных технологических параметрах представляет большие технические сложности.

Если опустить химизм протекающей реакции, можно констатировать: вещества, поступающие на технологическую стадию химического передела, хаpaктеризуются как ЛВЖ и пожароопасные. Наличие температуры усугубляет проведение качественной оценки безопасности процесса [1, 2].

Анализ показал [1, 2, 3], что основным источником зажигания в технологическом аппарате может быть температура самовоспламенения.

Учитывая что, процесс подчиняется закону действия масс, в основу модели положим тепловой эффект реакции. Проведя анализ устойчивости и эффективности химического процесса [3], этап технологического процесса представляем в виде системы S(t). Сформулируем подзадачу повышения безопасности процесса - оценка опасных и пограничных состояний системы, при появлении которых необходимо принимать чрезвычайные меры по предотвращению возможных ситуаций. Для этого необходимо:

Выявить прострaнcтва, по {Im} которым оценивается состояние системы.

Экспериментально (если нет возможности сделать теоретически) определить математические ожидания состояний Sп и Sн . Получить уравнение разделяющей поверхности А.

Решение поставленной задачи начнем с изменения загрузки компонентов в реакторе. Расчетами определяем такое соотношение веществ, при котором температура, на которую нагреваются вещества за счет теплового эффекта реакции, приближается к температуре самовоспламенения.

Тепловой эффект реакции определяется из выражения:

; (1)

где , количество молей участвующих в реакции.

При изменении теплового эффекта, изменяется температура, на которую нагревается реакционная масса за счет теплового эффекта

; (2)

Проведя соответствующие расчеты, получили массив представленный изменяемым полем температур. Через точки, хаpaктеризующие величину изменения температуры и по своей величине близкие к Т._{самовоспл}., проводим линию, являющуюся границей опасной и неопасной зон. Из полученного графика видно, что разделяющая поверхность опасной и безопасной зоны представляет собой прямую линию, которая описывается уравнением:

; (3)

где М(x₁,y₁), N(x₂,y₂) - координаты некоторых точек данной прямой.

Для решения уравнения (3) берем точки M и N принадлежащие данной прямой. Получаем уравнение разделяющей поверхности:

y = 3,57 + 0,46^.x. (4)

Для математического обеспечения оценки опасности производства введем критерий опасности Д(х, у), который зависит от рассмотренных факторов, изменение же последних может привести к опасным ситуациям.

Если Д(х, у) > 0 - имеем параметры процесса находящиеся в безопасной зоне.

Если Д(х, у) ≤ 0 - имеем параметры входящие в опасную зону.

Тогда зависимость критерия опасности:

Д = у - 0,46^.x - 3,57. (5)

Уравнение (5) имеет существенное значение для осуществления инженерных расчетов критерия опасности технологического процесса.

Анализ показал, что прямая А, соответствует пропорциональной загрузки веществ согласно материальному расчету.

При правильном соотношении реагентов Q_р (1) изменится прямо пропорционально изменению G_рм , при этом ∆t (2), температура на которую нагревается реакционная масса, остается постоянной ∆t = 389 ^оС. На основании полученной зависимости, можно сделать вывод, что увеличение коэффициента загрузки не влечет за собой дополнительного разогрева реакционной массы за счет увеличения Q_р , при правильном соотношении реагентов.

Однако, потенциальная опасность возрастет, так как система будет менее устойчива и в случае нарушения технологического процесса потребуется больше времени и средств для его стабилизации. Так как при этом соотношении ∆t > t и к тому же находится в опасной близости к Т_{самовоспл.} , которая для реакционной массы составляет 550 ^оС, в этом случае аварийная ситуация может сопровождаться взрывом.

Прямая В, показывает изменение ∆t при изменении соотношения реагентов.

По данным графика, можно сделать вывод, что при увеличении загрузки G₁ и уменьшении G₂ тепловой эффект реакции возрастает и ∆t увеличивается. Но так как прирост ∆t незначительный, при любом соотношении компонентов смеси температура реакционной массы не достигает температуры их самовоспламенения. Увеличить же коэффициент заполнения конкретно взятого аппарата на действующем производстве можно до 0,9 в том случае, если позволит система подачи охлаждающего рассола.

Полученные результаты были внедрены в производстве малотоннажной химии, на стадии окисления п-нитротолуола производства п-нитробензойной кислоты ОАО «Органика» г. Новокузнецка.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

Маршалл В. Основные опасности химических производств. М.: Мир, 1989. 678с.
Рей У. Методы управления технологическими процессами. Пер. с анг. М.: Мир, 1983. 368 с.
Кафаров В.В., Мешалкин В.П. Анализ и синтез химико-технологических систем. М.: Химия, 1991. 432 с.

К вопросу о малигнизации папиллом гортани

Статья в формате PDF 122 KB...

02 05 2026 12:10:40

Использование биопунктуры алфлутопом и траумелем S в комплексном лечении больных с мышечно – тонической формой люмбоишалгии

Статья в формате PDF 104 KB...

01 05 2026 5:50:11

О НАПРАВЛЕННОСТИ УСИЛИЙ ПО ОЗДОРОВЛЕНИЮ ДЕТЕЙ И МОЛОДЕЖИ В ХОДЕ РЕАЛИЗАЦИИ НАЦИОНАЛЬНЫХ ПРОЕКТОВ «ЗДОРОВЬЕ» И «ОБРАЗОВАНИЕ»

Статья в формате PDF 113 KB...

30 04 2026 13:18:39

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СРЕДСТВ НАРОДНОЙ ПЕДАГОГИКИ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ

Статья в формате PDF 301 KB...

29 04 2026 0:33:20

ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НА УЧАСТКЕ ПЕРЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ АЗОТНОКИСЛОГО БАРИЯ

Статья в формате PDF 290 KB...

28 04 2026 13:54:47

К ВОПРОСУ О КАЧЕСТВЕ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Статья в формате PDF 273 KB...

27 04 2026 11:31:35

Исследование изменения диаметра условной втулки-подшипника

Статья в формате PDF 392 KB...

26 04 2026 7:24:17

СУЩНОСТЬ КРИЗИСНЫХ ОТНОШЕНИЙ (ОТДЕЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ)

Статья в формате PDF 295 KB...

25 04 2026 23:28:59

РЕЦЕПТУРА В АЛГОРИТМАХ (учебное пособие)

Статья в формате PDF 98 KB...

24 04 2026 0:49:27

ОБ ОСОБЕННОСТЯХ СОВРЕМЕННОЙ РУССКОЙ ФИЛОСОФИИ

Статья в формате PDF 110 KB...

23 04 2026 18:33:28

Некоторые показатели обмена веществ у мужчин с сифилической инфекцией

Статья в формате PDF 134 KB...

22 04 2026 8:21:21

ХРОНОСТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ И ЧАСТОТЫ СЕРДЕЧНЫХ СОКРАЩЕНИЙ У ВАХТОВИКОВ ЗАПОЛЯРЬЯ

Статья в формате PDF 131 KB...

21 04 2026 5:40:26

РЕГИОНАЛЬНАЯ ТЕКТОНИКА И ГЛАВНЫЕ НЕФТЕГАЗОНОСНЫЕ БАССЕЙНЫ КИТАЯ

Статья в формате PDF 1797 KB...

20 04 2026 12:56:38

ДРОЖЖИВОЗБУДИТЕЛИ ПОРЧИ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Статья в формате PDF 106 KB...

19 04 2026 23:14:57

РАЗВИТИЕ СПЕЦИАЛЬНЫХ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ КУРСАНТОВ ВУЗОВ ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБЫ ИСПОЛНЕНИЯ НАКАЗАНИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Статья в формате PDF 312 KB...

18 04 2026 0:55:49

ЭПИСТЕМОЛОГИЧЕСКИЙ ПОВОРОТ В НАУКЕ И ПРОБЛЕМА РОСТА ЗНАНИЯ

Статья в формате PDF 133 KB...

17 04 2026 16:26:30

ФИЗИОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА БРОНЕЖИЛЕТОВ

В настоящей работе представлены результаты физиолого-гигиенической оценки бронежилетов для наружного ношения, отличающихся конструкцией и видом используемых для изготовления чехлов материалов. Проведены три серии испытаний бронежилетов в условиях микроклиматической камеры в лаборатории специальной одежды Ивановского НИИ охраны труда и реальных условиях эксплуатации в Отделе специального назначения УИН Минюста России по Ивановской области. Сравнительная оценка физиолого-гигиенических хаpaктеристик бронежилетов в первой серии испытаний показала, что по показателям теплового состояния и сердечно-сосудистой системы бронежилет модели 1, чехол которого изготовлен из нового материала с дискретным полимерным покрытием, отличается в лучшую сторону. Исследовали во второй серии испытаний эту модель бронежилета, но с введением в структуру дополнительного амортизационного слоя. Результаты испытаний показали, что сдвиги функционального состояния носчиков наименее выражены при использовании бронежилета с амортизационным слоем. При проведении третьей серии испытаний на пересечённой местности наибольшее число носчиков отметили бронежилет модели 1 с амортизационным слоем как оптимальный. ...

16 04 2026 13:40:51

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ГЛЮКОЗЫ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЕ В НОРМЕ И ПРИ ГИПОГЛИКЕМИИ

Статья в формате PDF 133 KB...

15 04 2026 1:54:59

ОСОБЕННОСТИ И ЧАСТОТА ПОРАЖЕНИЯ ЖЕЛЧНОГО ПУЗЫРЯ ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ ПАНКРЕАТИТЕ

Статья в формате PDF 104 KB...

14 04 2026 20:57:23

ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ОПЫТ: АККУМУЛЯЦИЯ, ОБОБЩЕНИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДЛЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МАСТЕРСТВА (НА ПРИМЕРЕ ОПЫТА УЧИТЕЛЕЙ ХИМИИ И ФИЗИКИ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ )

Статья в формате PDF 185 KB...

13 04 2026 9:45:38

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕАКТИВНОСТИ АРТЕРИЙ КИШЕЧНИКА И КОНЕЧНОСТИ К МЕЗАТОНУ ПОСЛЕ 30 ДНЕЙ

После 30  дней адаптации к холоду прессорное действие мезатона на артериальное русло тонкого кишечника уменьшается исключительно за счет снижения чувствительности а1-адренорецепторов на 21 %, а количество активных а1-адренорецепторов нормализовалось. В артериях конечности изменения чувствительности и количества а1-адренорецепторов артерий к мезатону было противоположно кишечнику. Чувствительность а1-адренорецепторов артерий конечности к мезатону нормализовалась и была равна контролю. А количества активных альфа-1-адренорецепторов артерий кожно-мышечной области к мезатону было меньше контроля на 10,3 %. ...

12 04 2026 3:48:37

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ШПИНДЕЛЬНЫХ УЗЛОВ МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ С ГАЗОМАГНИТНЫМИ ОПОРАМИ

Статья в формате PDF 119 KB...

11 04 2026 10:20:53

АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ И СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ТЕРРИТОРИИ ИВАНОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Статья в формате PDF 93 KB...

10 04 2026 2:50:19

ОСОБЕННОСТИ ПОДБОРА ПАРТНЕРОВ В ЖЕНСКОЙ ГРУППОВОЙ АКРОБАТИКЕ

Статья в формате PDF 264 KB...

09 04 2026 7:20:42

ХРОМОСОМНЫЕ НАРУШЕНИЯ, ИНДУЦИРОВАННЫЕ СОЛЯМИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ IN VITRO У НАСЕЛЕНИЯ, ПРОЖИВАЮЩЕГО НА ТЕРРИТОРИЯХ С ПОВЫШЕННОЙ РАДИАЦИОННОЙ НАГРУЗКОЙ

Статья в формате PDF 121 KB...

08 04 2026 8:41:49

ПУТИ СНИЖЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ТВЕРДЫМИ ОТХОДАМИ

Статья в формате PDF 146 KB...

07 04 2026 10:57:52

ЭФФЕКТЫ ГЕПАТОПРОТЕКТОРА ПРИ ПОРАЖЕНИИ ПЕЧЕНИ У БОЛЬНЫХ ТУБЕРКУЛЕЗОМ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ

В статье представлена оценка гепатопротекторной активности сукцинатсодержащего раствора – ремаксола у больных туберкулезом органов дыхания на фоне проводимой специфической антибактериальной полихиотерапии. Эффективность терапии оценивалась по клиническим проявлениям лекарственной гепатотоксичности, активности цитолитических ферментов и маркеров синдрома холестаза с учетом типов адаптационных реакций. Показано позитивное влияние ремаксола на проявления лекарственной гепатотоксичности и адаптационные реакции организма, указывая на активное использование пластических субстратов, свидетельствуя об усилении репаративных процессов в гепатоцитах, способствуя восстановлению cтруктуры печеночной ткани и снижению патологических типов реактивности у больных с туберкулезом органов дыхания. ...