ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ХИМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА ПРИ ПОВЫШЕНИИ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАПОЛНЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ
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 Qр (1) изменится прямо пропорционально изменению Gрм , 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 Qр , 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 Тсамовоспл. , 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.
Статья в формате PDF
113 KB...
11 06 2026 10:33:35
Статья в формате PDF
97 KB...
10 06 2026 16:45:13
Статья в формате PDF
133 KB...
09 06 2026 11:16:29
Статья в формате PDF
311 KB...
08 06 2026 17:34:18
Статья в формате PDF
120 KB...
06 06 2026 22:47:16
Статья в формате PDF 124 KB...
05 06 2026 12:53:52
Статья в формате PDF 135 KB...
04 06 2026 16:22:14
Статья в формате PDF
103 KB...
03 06 2026 14:25:46
Статья в формате PDF
102 KB...
31 05 2026 21:35:23
Статья в формате PDF
245 KB...
30 05 2026 11:58:16
Статья в формате PDF
316 KB...
29 05 2026 8:43:27
Статья в формате PDF
245 KB...
28 05 2026 7:18:47
Статья в формате PDF
116 KB...
27 05 2026 23:37:57
Статья в формате PDF
104 KB...
26 05 2026 6:32:35
Статья в формате PDF
113 KB...
25 05 2026 20:43:28
Статья в формате PDF
100 KB...
24 05 2026 6:24:18
Статья в формате PDF
163 KB...
23 05 2026 22:13:15
Статья в формате PDF
129 KB...
22 05 2026 4:24:49
Статья в формате PDF
113 KB...
20 05 2026 14:43:35
Статья в формате PDF
136 KB...
19 05 2026 1:19:15
Статья в формате PDF
122 KB...
18 05 2026 6:54:33
Статья в формате PDF
97 KB...
17 05 2026 18:43:23
Предложена октетная теория гравитации: 4-потенциал, зависимость силы гравитации от момента и его прецессии в недрах звезд, физических тел, частиц. Медленное удаление планет от звезды – связь со смещением их перигелия. Рождение "ощущаемой" материи и субпланет в ядре звезды. Обтекание падающим телом, равно как и лучами света, центра притяжения ввиду его нагруженности необратимыми термодинамическими процессами. Гравитационный коллапс – недоразумение, основанное на метафизическом понимании ограниченности всех скоростей скоростью света в физическом вакууме и игнорировании не только квантовых эффектов, но и реальных условий падения в плазму. Звезда – это отнюдь не "так просто" уже из-за различия пассивной и активной гравитационных масс. Аннигиляция генерируемой из эфира материи – неотъемлемое свойство физического мира и источник энергии звезд. Ввиду гармонического хаpaктера решений системы дифференциальных уравнений октетной теории гравитации, нет необходимости "склеивать" гравитацию и квантовую механику, как в континуалистской ОТО. Свойства решений зависит от величины констант, т.е. в конечном итоге от топологии и масштабов в прострaнcтве и необратимом физическом времени Т.
...
16 05 2026 7:29:35
Статья в формате PDF
289 KB...
15 05 2026 13:55:29
Статья в формате PDF
119 KB...
14 05 2026 23:26:46
Статья в формате PDF
292 KB...
13 05 2026 11:51:20
Статья в формате PDF
120 KB...
12 05 2026 13:16:38
Статья в формате PDF
120 KB...
11 05 2026 17:11:24
Статья в формате PDF
114 KB...
10 05 2026 1:34:34
Статья в формате PDF
129 KB...
09 05 2026 23:35:36
Статья в формате PDF
174 KB...
07 05 2026 10:39:34
Статья в формате PDF
104 KB...
06 05 2026 14:15:57
После выхода в свет первого издания книги Дарвина “Происхождение видов путем естественного отбора” прошло 150 лет, но полной ясности в некоторых вопросах, которые вызвали затруднения еще у Дарвина, по-прежнему нет. В предлагаемой статье рассматривается, каким образом под давлением окружающей среды большая популяция, эволюционирующая градуально, превращается в малую группу, в соответствии с синтетической теорией эволюции. И каким образом «многообещающий уpoд» “сальтационистов”, порождение этой вымирающей популяции, совершив скачок и обзаведясь потомством, закладывает популяцию нового вида. Рассматриваются также природа «пульсаций» в теории ”пунктационного” равновесия и ряд других вопросов.
...
05 05 2026 21:44:21
Статья в формате PDF 91 KB...
03 05 2026 17:52:58
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
