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, характеризуются 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 пространства, 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, характеризующие 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.
Отзывы (через Facebook):
Оставить отзыв с помощью аккаунта FaceBook:
Статья в формате PDF 279 KB...
02 06 2020 18:19:45
Статья в формате PDF 131 KB...
30 05 2020 7:57:34
Статья в формате PDF 125 KB...
29 05 2020 17:39:11
Построена математическая модель системы управления качеством образования филиала В У За с учетом влияния внешних информационных связей, проведена оценка критерия качества и улучшения внешних связей вследствие внедрения информационной системы. ...
28 05 2020 18:16:40
Статья в формате PDF 131 KB...
27 05 2020 20:18:36
Статья в формате PDF 110 KB...
26 05 2020 8:19:53
Статья в формате PDF 94 KB...
25 05 2020 11:45:37
Статья в формате PDF 342 KB...
23 05 2020 15:36:33
Статья в формате PDF 106 KB...
22 05 2020 22:13:52
Статья в формате PDF 110 KB...
20 05 2020 10:23:50
Статья в формате PDF 147 KB...
19 05 2020 8:39:35
Статья в формате PDF 493 KB...
18 05 2020 3:33:53
Статья в формате PDF 314 KB...
17 05 2020 23:58:45
Статья в формате PDF 112 KB...
16 05 2020 13:30:22
Статья в формате PDF 110 KB...
15 05 2020 9:34:52
Статья в формате PDF 116 KB...
14 05 2020 0:43:48
Статья в формате PDF 170 KB...
13 05 2020 23:44:11
Статья в формате PDF 116 KB...
12 05 2020 0:25:27
Статья в формате PDF 109 KB...
11 05 2020 20:10:16
Статья в формате PDF 259 KB...
10 05 2020 11:22:14
Проведено исследование ведущих показателей метаболизма порфиринов и железа в сопоставлении с функциональным состоянием печени у 100 больных с гемохроматозом ( Г Х), в динамике. Дана объективная оценка их роли в своевременной и правильной постановке вторичной печеночной порфирии на ранних этапах развития патологического процесса. Порфириновый обмен при наследственном гемохроматозе ( Н Г Х) характеризуется глубоко нарушенными и нестабильными показателями, затрагивающими все этапы синтеза гема гемоглобина (Hb). У больных с Н Г Х и с сопутствующими поздней кожной порфирией ( П К П) и инфекционными вирусными гепатитами В и С, независимо от типа мутации гена HFE ( С289Y или H63D) изменения в обмене железа коррелируют с нарушенным синтезом аминолевулиновой кислоты ( А Л К) и порфобилиногена ( П Б Г). У больных диагностическую ценность в определении функционального состояния печени наряду с трансаминазами представляет исследование экскреции копропорфирина ( К П) с мочой. Выявленные изменения в порфириновом обмене при гомозиготной форме Н Г Х носят постоянный, часто необратимый характер, ухудшая прогноз заболевания. ...
09 05 2020 8:47:30
Статья в формате PDF 104 KB...
08 05 2020 19:40:28
Статья в формате PDF 107 KB...
07 05 2020 10:38:51
Статья в формате PDF 111 KB...
05 05 2020 1:26:33
Статья в формате PDF 95 KB...
04 05 2020 19:46:30
Статья в формате PDF 107 KB...
03 05 2020 11:28:23
Статья в формате PDF 105 KB...
30 04 2020 7:34:16
Статья в формате PDF 253 KB...
26 04 2020 13:14:17
Статья в формате PDF 107 KB...
25 04 2020 19:15:51
Статья в формате PDF 104 KB...
24 04 2020 22:51:40
Статья в формате PDF 103 KB...
23 04 2020 16:56:52
Статья в формате PDF 125 KB...
22 04 2020 22:23:20
Статья в формате PDF 112 KB...
21 04 2020 12:28:45
Статья в формате PDF 315 KB...
20 04 2020 4:49:16
Статья в формате PDF 291 KB...
19 04 2020 21:55:22
Статья в формате PDF 103 KB...
18 04 2020 23:20:42
Статья в формате PDF 99 KB...
17 04 2020 9:30:43
Эффективность фотопреобразования света в электрический ток ограничено рекомбинационными, тепловыми и другими потерями энергии в структурах солнечных элементов ( С Э). Уравнения, описывающие потери, уточнены с учетом рассредоточения омических потерь в лицевом слое ( Л С). Впервые проведена оценка тепловых потерь, обусловленных эффектом Пельтье, в контактах электрической цепи С Э. ...
16 04 2020 0:19:35
Статья в формате PDF 112 KB...
15 04 2020 16:56:24
Статья в формате PDF 104 KB...
13 04 2020 1:58:32
Статья в формате PDF 113 KB...
12 04 2020 22:51:23
Статья в формате PDF 119 KB...
11 04 2020 1:48:18
Статья в формате PDF 206 KB...
09 04 2020 4:31:38
Статья в формате PDF 153 KB...
08 04 2020 11:27:13
Статья в формате PDF 115 KB...
07 04 2020 17:30:32
Статья в формате PDF 254 KB...
06 04 2020 7:50:44
Статья в формате PDF 89 KB...
05 04 2020 10:39:29
Статья в формате PDF 98 KB...
04 04 2020 21:41:41
Статья в формате PDF 145 KB...
03 04 2020 10:24:11
Статья в формате PDF 255 KB...
01 04 2020 21:58:26
Статья в формате PDF 84 KB...
30 03 2020 19:21:15
Статья в формате PDF 295 KB...
29 03 2020 13:48:54
Статья в формате PDF 117 KB...
28 03 2020 14:29:50
Статья в формате PDF 143 KB...
27 03 2020 16:58:24
Статья в формате PDF 235 KB...
26 03 2020 8:41:14
Статья в формате PDF 97 KB...
25 03 2020 17:56:43
В процессе тренировки отдельных компонентов ручной моторики (тонус, сила, точность движений, кинетический и динамический праксис) у детей совершенствуется произвольное внимание, развиваются навыки контроля и планирования целостного действия. ...
24 03 2020 17:30:21
Статья в формате PDF 280 KB...
23 03 2020 17:45:46
Статья в формате PDF 90 KB...
22 03 2020 23:19:34
Статья в формате PDF 113 KB...
21 03 2020 16:20:53
Проанализированы изменения теплового состояния грунтов при техногенных воздействиях. Выявлено значительное повышение среднегодовой температуры верхних горизонтов криолитозоны и увеличение глубины сезонного протаивания при вырубке леса и удалении напочвенного покрова, вырубке леса на гарях в межаласном типе местности. Количественно оценена динамика среднегодовой температуры грунтов на разнорежимных вырубках, на гарях в зависимости от стадий сукцессионного развития растительности. ...
19 03 2020 4:20:14
Статья в формате PDF 141 KB...
18 03 2020 6:11:43
Статья в формате PDF 116 KB...
17 03 2020 20:58:54
Статья в формате PDF 111 KB...
16 03 2020 12:18:28
Одной из важнейших проблем современной перинатологии является прогрессирующий рост инфекционной патологии у плода и новорожденного. Целью данной работы являлась комплексная ультразвуковая оценка фето-плацентарной системы у беременных с высоким инфекционным индексом для прогнозирования степени тяжести внутриутробного инфицирования у новорожденного. Обследовано 123 беременных в сроке гестации 30-36 недель. В зависимости от тяжести состояния все новорожденные ретроспективно были разделены на 4 группы. В контрольную (1 группа) вошли новорожденные от матерей с неосложненной беременностью, состояние ребенка при рождении удовлетворительное. В основную (1 – 4 группы) вошли новорожденные от матерей с высоким инфекционным индексом, с локальными или генерализованными проявлениями внутриутробной инфекции. В результате проведенного исследования выявлены эхографические маркеры амнионита, плацентита и собственно инфекционного поражения плода, которое наиболее значимо для прогнозирования рождения ребенка с В У И. Патологические показатели биофизической активности, допплерометрия отражают системные нарушения в состоянии плода, его дисстресс. Таким образом, чем больше эхографических маркеров внутриутробного инфицирования встречается у плода, тем более вероятно рождение ребенка с признаками В У И. ...
14 03 2020 2:57:10
Исследованы вопросы влияния давления, относительной влажности и температуры атмосферы на давление воздуха в шине 175/70R13 легкового автомобиля В А З на основании данных Г У « В Н И И Г М И- М Ц Д» по постам (станциям) о температуре воздуха, относительной влажности и атмосферном давлении на уровне станции по природно – климатическим поясам России. Вопросы влияния климатических характеристик на давление в автомобильных шинах рассмотрены для летнего периода, который является наиболее нагруженным в году периодом в плане эксплуатации автомобиля. Исследования выполнены методом случайной выборки с использованием данных срочных наблюдений по постам Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Изменения давления в шине в течение рабочей смены значительно влияют на управляемость, надежность и экономическую эффективность эксплуатации автотранспорта. ...
13 03 2020 18:25:45
Статья в формате PDF 98 KB...
12 03 2020 0:30:44
Статья в формате PDF 123 KB...
11 03 2020 12:57:44
Статья в формате PDF 145 KB...
10 03 2020 0:56:57
Статья в формате PDF 138 KB...
08 03 2020 20:56:20
Статья в формате PDF 323 KB...
07 03 2020 19:32:48
Статья в формате PDF 128 KB...
06 03 2020 20:11:35
Статья в формате PDF 121 KB...
03 03 2020 19:10:53
Статья в формате PDF 102 KB...
02 03 2020 14:24:28
Статья в формате PDF 110 KB...
01 03 2020 5:35:11
Статья в формате PDF 288 KB...
29 02 2020 11:27:57
Статья в формате PDF 198 KB...
28 02 2020 18:13:36
Статья в формате PDF 103 KB...
27 02 2020 7:23:26
Статья в формате PDF 111 KB...
26 02 2020 5:58:45
Статья в формате PDF 101 KB...
25 02 2020 5:12:53
Статья в формате PDF 108 KB...
24 02 2020 4:44:18
Статья в формате PDF 127 KB...
23 02 2020 2:54:26
Статья в формате PDF 505 KB...
22 02 2020 19:14:35
Статья в формате PDF 463 KB...
21 02 2020 23:49:56
Статья в формате PDF 124 KB...
20 02 2020 3:12:31
Статья в формате PDF 121 KB...
19 02 2020 16:38:51
Статья в формате PDF 104 KB...
18 02 2020 18:49:28
Статья в формате PDF 107 KB...
17 02 2020 20:33:33
Статья в формате PDF 118 KB...
16 02 2020 17:56:51
Предложен новый подход к построению педагогической системы учителя. Выделена ее основная цель: формирование навыка понимания. Предложен путь ее реализации, включающий согласование целей обучения, разработку новой программы и новых форм и методов обучения. Выявлены некоторые трудности обучения, затрудняющие формирование навыка понимания. ...
15 02 2020 22:34:56
Статья в формате PDF 109 KB...
14 02 2020 16:21:49
Статья в формате PDF 127 KB...
13 02 2020 3:55:23
Статья в формате PDF 249 KB...
12 02 2020 15:34:37
Статья посвящена проблемам становления новейшей лексики и орфографии новописьменного карельского языка. В статье отражены современные процессы развития лексикона, а также представлена к решению проблема так называемых послеложных падежей (элатива, аблатива, комитатива, аппроксиматива и терминатива). ...
11 02 2020 10:25:42
Статья в формате PDF 241 KB...
10 02 2020 4:49:51
Статья в формате PDF 266 KB...
09 02 2020 13:41:23
Статья в формате PDF 106 KB...
08 02 2020 9:17:38
Статья в формате PDF 121 KB...
07 02 2020 8:15:29
Статья в формате PDF 100 KB...
06 02 2020 2:56:54
Статья в формате PDF 122 KB...
05 02 2020 8:25:56
Статья в формате PDF 308 KB...
04 02 2020 17:39:13
Статья в формате PDF 129 KB...
03 02 2020 9:37:10
Статья в формате PDF 97 KB...
02 02 2020 14:22:22
Статья в формате PDF 133 KB...
01 02 2020 10:35:15
Статья в формате PDF 146 KB...
31 01 2020 2:50:37
Статья в формате PDF 127 KB...
30 01 2020 0:54:34
Статья в формате PDF 117 KB...
29 01 2020 15:30:20
Статья в формате PDF 245 KB...
28 01 2020 2:29:12
Статья в формате PDF 358 KB...
27 01 2020 20:34:37
Статья в формате PDF 118 KB...
26 01 2020 2:23:53
В статье отражены результаты комплексного исследования подготовленности спортсменок, специализирующихся в беге на 300-400 м с барьерами. Дан анализ статистически достоверных различий по педагогическим, физиологическим и биометрическим показателям в ответственейший момент спортивной карьеры - момент перехода с «детской» дистанции (бега на 300 м с барьерами) на олимпийскую дисциплину (400 м с барьерами). Выявлены взаимосвязи между различными сторонами подготовленности: физической, функциональной и технической. Представленный материал можно использовать в виде модельных характеристик для девушек в возрасте 15-16 лет и закономерностей становления спортивного мастерства при уточнении Учебной программы для детско-юношеских спортивных школ, специализированных детско-юношеских школ олимпийского резерва и школ высшего спортивного мастерства по разделу « Барьерный бег». ...
25 01 2020 10:16:21
В статье даны практические рекомендации для проектирования вибратора грохота, который по технологическим соображениям был переведён в режим работы с повышенной частотой вращения и уменьшенной амплитудой. Разработана динамическая схема грохота и предложен алгоритм решения дифференциального уравнения. Короб грохота рассматривался как одномассная система с элементами переменной жесткости опор короба, что позволило определить требуемую возмущающую силу вибратора и величину статического момента массы дебалансов при заданных кинематических параметрах. На основе полученных результатов разработана рациональная конструкция дебалансов. ...
24 01 2020 23:12:53
Статья в формате PDF 248 KB...
23 01 2020 1:53:15
Статья в формате PDF 103 KB...
22 01 2020 19:28:18
Статья в формате PDF 112 KB...
21 01 2020 0:55:50
Статья в формате PDF 101 KB...
20 01 2020 20:37:45
Статья в формате PDF 103 KB...
19 01 2020 19:54:57
Статья в формате PDF 118 KB...
18 01 2020 2:50:12
Статья в формате PDF 120 KB...
17 01 2020 4:36:56
Статья в формате PDF 109 KB...
15 01 2020 1:19:56
Статья в формате PDF 151 KB...
14 01 2020 6:28:54
Статья в формате PDF 118 KB...
13 01 2020 6:32:28
Статья в формате PDF 142 KB...
12 01 2020 5:57:19
Статья в формате PDF 147 KB...
11 01 2020 11:54:54
Статья в формате PDF 113 KB...
09 01 2020 23:44:42
Статья в формате PDF 302 KB...
08 01 2020 6:58:50
Статья в формате PDF 119 KB...
07 01 2020 11:19:23
Статья в формате PDF 100 KB...
06 01 2020 4:22:29
Статья в формате PDF 150 KB...
05 01 2020 13:34:35
Еще:
Обзоры -1 :: Обзоры -2 :: Обзоры -3 :: Обзоры -4 :: Обзоры -5 :: Обзоры -6 :: Обзоры -7 :: Обзоры -8 :: Обзоры -9 :: Обзоры -10 :: Обзоры -11 ::
Последовательность подготовки научной работы может быть такой: