ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ХИМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА ПРИ ПОВЫШЕНИИ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАПОЛНЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ
Источник:
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:
« Что такое жизнь?» Этот вопрос занимает человечество с древнейших времён. Многие философы и естествоиспытатели пытались и пытаются разрешить этот вопрос, определить жизнь как явление. Существует множество определений жизни, но, несмотря на это, среди них нет ни одного, который бы наиболее полно отразил основной принцип существования жизни, её сущность. В предлагаемой вашему вниманию статье сделана ещё одна попытка объяснения феномена жизни. Её основная идея: Жизнь - это самовоспроизводящийся катализатор диссипации энергии. Что касается самовоспроизведения, то здесь всё более или менее понятно, а вот словосочетание «катализатор диссипации» требует некоторых разъяснений. Диссипация - термин, обозначающий рассеяние энергии, т.е. её переход с потенциально более высокого уровня на более низкий - тепловой уровень. В свете рассматриваемого определения жизни подразумевается, что энергия квантов солнечного света, которые могут странствовать в космосе «бесконечно», будучи поглощенной растениями поэтапно диссипатируется, в процессах жизнедеятельности и формирования собственных структур последовательными участниками пищевой цепи (растение - травоядное - хищник - падальщики), в тепловое излучение. Таким образом, живое вещество, многократно ускоряя процесс диссипации энергии солнечных квантов в тепловое излучение, играет в нем роль специфического катализатора. Далее рассматривается ряд важных следствий, вытекающих из данного определения. ...
23 01 2021 16:56:41
Статья в формате PDF 100 KB...
22 01 2021 18:37:52
Статья в формате PDF 136 KB...
21 01 2021 18:38:14
Статья в формате PDF 117 KB...
20 01 2021 19:55:54
Статья в формате PDF 269 KB...
19 01 2021 5:51:25
Статья в формате PDF 115 KB...
18 01 2021 14:22:51
У плодов человека 10-12 нед обнаружено формирование левых яремных лимфатических стволов. Медиальный ствол спускается к грудному протоку около трахеи и пищевода. Поперечный латеральный ствол выходит из воротного синуса крупного нижнего глубокого латерального шейного лимфатического узла, расположенного на месте медиального отрога яремного лимфатического мешка, проходит позади блуждающего нерва и общей сонной артерии и впадает в начало шейной части грудного протока. ...
17 01 2021 4:20:15
Статья в формате PDF 365 KB...
16 01 2021 22:47:26
Статья в формате PDF 115 KB...
15 01 2021 13:51:50
Статья в формате PDF 97 KB...
14 01 2021 14:50:41
Методика диагональной сегментарной амплитудометрии, заключающаяся в регистрации амплитуды колебаний активного и реактивного сопротивления тканей человеческого организма, широко используемая в медицинской практике, начинает применяться в спорте для контроля за функциональным состоянием спортсменов в различные периоды учебно-тренировочного процесса. Результаты, полученные данным методом, показывают, что различия в проводимости тканей определяются видом спорта, а также квалификацией спортсменов. Проводимость тканей более устойчива в подготовительный период по сравнению с соревновательным. Суммарная нестабильность проводимости тканей выше на соревнованиях более высокого уровня. ...
13 01 2021 8:35:21
Статья в формате PDF 151 KB...
12 01 2021 5:45:27
Статья в формате PDF 241 KB...
11 01 2021 5:54:52
Статья в формате PDF 100 KB...
10 01 2021 4:52:24
Статья в формате PDF 108 KB...
08 01 2021 5:12:52
Статья в формате PDF 97 KB...
07 01 2021 23:59:20
Статья в формате PDF 108 KB...
06 01 2021 11:40:45
Статья в формате PDF 174 KB...
05 01 2021 15:55:44
Статья в формате PDF 116 KB...
04 01 2021 2:40:49
Статья в формате PDF 108 KB...
03 01 2021 23:42:23
Статья в формате PDF 197 KB...
02 01 2021 22:43:31
Статья в формате PDF 87 KB...
01 01 2021 8:33:41
В статье дано определение техническому состоянию техники, представлены виды технических состояний и процессы изменения технического состояния при эксплуатации. Бытовая техника при эксплуатации может принимать исправное и неисправное состояние, а также работоспособное и неработоспособное состояние. Показана взаимосвязь видов технических состояний в виде графа переходов технических состояний, позволяющий проводить технологию восстановления работоспособности техники. Определен порядок восстановления бытовой техники и сформулирован критерий отказа техники. Рассмотрены признаки восстановления бытовой техники по отношению к восстанавливаемой и невосстанавливаемой техники. Показано, что к невосстанавливаемой технике относится техника, нахоящаяся в предельном состоянии или в результате ресурсного отказа. Рассмотрены признаки предельного состояния для восстанавливаемой и невосстанавливаемой техники. ...
31 12 2020 22:37:36
Статья в формате PDF 196 KB...
30 12 2020 14:29:37
Статья в формате PDF 119 KB...
29 12 2020 13:36:32
Статья в формате PDF 119 KB...
28 12 2020 22:38:27
Статья в формате PDF 112 KB...
26 12 2020 0:55:50
Статья в формате PDF 106 KB...
25 12 2020 19:26:34
Статья в формате PDF 250 KB...
24 12 2020 2:16:58
Статья в формате PDF 109 KB...
22 12 2020 2:17:50
Статья в формате PDF 106 KB...
21 12 2020 21:36:21
Статья в формате PDF 123 KB...
20 12 2020 2:34:47
Статья в формате PDF 99 KB...
18 12 2020 20:49:40
Статья в формате PDF 119 KB...
17 12 2020 12:37:39
Статья в формате PDF 124 KB...
16 12 2020 20:40:12
Статья в формате PDF 138 KB...
15 12 2020 17:34:32
Статья в формате PDF 129 KB...
13 12 2020 19:59:53
Статья в формате PDF 119 KB...
12 12 2020 2:27:29
Статья в формате PDF 103 KB...
11 12 2020 12:30:32
По мере прогрессирования В И Ч-инфекции наблюдается дисбаланс в выработке цитокинов, характеризующийся переключением Тh-1 ответа на Тh-2. Это, в свою очередь, приводит к прогрессированию иммуносупрессии и развитию оппортунистических инфекций. Определено, что IFN-γ, IL-2, IL-4, IL-10 и TGFβ могут обладать разнонаправленным действием в зависимости от локальных условий. Оценка иммунологических параметров может определять прогноз развития заболевания и коpрегировать интенсивность противовирусной терапии. ...
10 12 2020 4:29:16
Статья в формате PDF 110 KB...
09 12 2020 14:35:57
Статья в формате PDF 137 KB...
08 12 2020 16:54:42
Статья в формате PDF 107 KB...
07 12 2020 22:57:38
Статья в формате PDF 270 KB...
06 12 2020 3:22:32
Статья в формате PDF 111 KB...
05 12 2020 14:18:17
Статья в формате PDF 96 KB...
03 12 2020 8:22:32
Территориальные различия электоральных предпочтений отличаются высокой устойчивостью в современной России. Этот феномен подтверждается методом корреляционного анализа. Выделяются шесть основных социальных факторов, влияющих на различия в электоральной географии: 1) доля городского населения; 2) приближенность к центру; 3) этнический фактор; 4) доля молодежи в составе населения; 5) преобладающие виды деятельности населения; 6) структура социальных связей. Электоральное поведение в России менее индивидуально, чем в западных странах, большее значение имеют объективные социальные факторы. ...
01 12 2020 20:26:26
Статья в формате PDF 132 KB...
28 11 2020 13:48:19
Статья в формате PDF 295 KB...
27 11 2020 22:57:14
Статья в формате PDF 133 KB...
26 11 2020 12:17:20
Статья в формате PDF 126 KB...
25 11 2020 14:13:59
Статья в формате PDF 103 KB...
24 11 2020 14:18:43
Статья в формате PDF 142 KB...
23 11 2020 14:42:49
Статья в формате PDF 224 KB...
22 11 2020 10:16:13
Статья в формате PDF 111 KB...
21 11 2020 9:58:17
В статье приведены спорные данные предшественников по составу и особенностям становления гранитоидов Абайского массива среднего девона. Новые данные, полученные авторами по петрологии и геохимии, позволяют отнести гранитоиды массива к анорогенному типу ( А-тип) с щелочными минералами (рибекитом, астрофиллитом). Формирование массива протекало в три фазы: 1 – гранодиориты; 2 – граниты, умеренно-щелочные рибекитовые граниты; 3 – лейкограниты и лейкогранит-порфиры. Генерация их происходила в постколлизионной обстановке, инициированной плюмтектоникой. В северо-западной части массива в районе пологого погружения кровли, осложнённой куполовидным поднятием, зафиксировано аномальное обогащение флюидной магматогенной фазы летучими компонентами, и особенно фтором, что указывает на возможность обнаружения здесь редкометалльно-редкоземельного оруденения. ...
19 11 2020 3:54:57
Статья в формате PDF 119 KB...
18 11 2020 2:12:16
Статья в формате PDF 99 KB...
17 11 2020 0:18:46
Статья в формате PDF 110 KB...
16 11 2020 1:19:51
Статья в формате PDF 101 KB...
15 11 2020 14:22:15
Изучено влияние высококремнистых природных добавок на качество птицеводческой продукции. Установлено, что включение природных добавок в рацион кур-несушек улучшает прочность скорлупы, что непосредственно ведет к снижению процента боя яиц, повышению инкубационных показателей яиц и увеличению процента вывода цыплят. ...
14 11 2020 22:45:32
Приводится вывод уравнений для расчета координационного числа в неупорядоченных конденсированных системах: в зернистых материалах, в композитах с твердой монодисперсной фазой, в жидких металлах и при критическом состоянии вещества. В выводах этих уравнений используется основной их топологический параметр – средняя плотность упаковки структурных элементов дискретности. Знание координационного числа элементов дискретности неупорядоченных систем необходимо для определения многих их свойств: физических, механических, реологических и др., совокупность которых вытекает из их топологических состояний: твердого, псевдотвердого, жидкого, псевдожидкого и критического. ...
13 11 2020 15:26:23
Статья в формате PDF 89 KB...
11 11 2020 23:53:20
Статья в формате PDF 123 KB...
10 11 2020 17:36:31
Статья в формате PDF 134 KB...
09 11 2020 13:35:16
Статья в формате PDF 302 KB...
08 11 2020 4:22:23
Статья в формате PDF 251 KB...
07 11 2020 2:50:28
Статья в формате PDF 88 KB...
05 11 2020 21:18:13
Статья в формате PDF 212 KB...
04 11 2020 13:38:43
Статья в формате PDF 116 KB...
02 11 2020 8:20:41
Статья в формате PDF 274 KB...
01 11 2020 8:42:59
Статья в формате PDF 120 KB...
31 10 2020 8:18:34
Статья в формате PDF 136 KB...
30 10 2020 23:19:59
Статья в формате PDF 128 KB...
29 10 2020 14:43:34
Статья в формате PDF 104 KB...
28 10 2020 3:47:17
Статья в формате PDF 120 KB...
27 10 2020 22:20:11
Статья в формате PDF 107 KB...
26 10 2020 11:50:38
Статья в формате PDF 163 KB...
24 10 2020 21:48:18
Статья в формате PDF 132 KB...
23 10 2020 7:46:21
Статья в формате PDF 120 KB...
22 10 2020 8:38:46
Статья в формате PDF 300 KB...
21 10 2020 11:12:16
Статья в формате PDF 136 KB...
19 10 2020 18:13:53
Статья в формате PDF 115 KB...
18 10 2020 22:56:26
Статья в формате PDF 109 KB...
16 10 2020 0:10:42
Установлен факт защитного влияния нового бионического режима импульсно-гипоксических адаптаций на восстановительные процессы коры мозга после удаления внутричерепных опухолей у нейрохирургических больных. Механизмом протекции мозга от рецидива злокачественных опухолей может быть согласование ритмов энергопродукции и энергопотребления в процессе формирования адаптации. ...
15 10 2020 23:25:18
Статья в формате PDF 107 KB...
14 10 2020 14:53:42
Статья в формате PDF 112 KB...
13 10 2020 12:59:39
Статья в формате PDF 122 KB...
12 10 2020 18:44:12
Статья в формате PDF 116 KB...
11 10 2020 22:26:31
Статья в формате PDF 264 KB...
10 10 2020 10:22:54
Статья в формате PDF 124 KB...
09 10 2020 15:57:24
Статья в формате PDF 109 KB...
08 10 2020 13:50:57
Статья в формате PDF 141 KB...
07 10 2020 17:26:59
Статья в формате PDF 111 KB...
06 10 2020 19:41:33
Статья в формате PDF 97 KB...
05 10 2020 4:14:28
Статья в формате PDF 129 KB...
04 10 2020 5:39:25
Статья в формате PDF 92 KB...
03 10 2020 21:29:24
Статья в формате PDF 348 KB...
02 10 2020 16:29:37
Статья в формате PDF 119 KB...
01 10 2020 8:55:24
Статья в формате PDF 109 KB...
30 09 2020 14:11:38
Статья в формате PDF 159 KB...
29 09 2020 5:11:37
Статья в формате PDF 148 KB...
28 09 2020 16:15:28
Статья в формате PDF 111 KB...
26 09 2020 17:15:17
Статья в формате PDF 250 KB...
25 09 2020 20:45:54
Статья в формате PDF 106 KB...
24 09 2020 23:56:42
Статья в формате PDF 135 KB...
23 09 2020 18:31:46
Статья в формате PDF 111 KB...
22 09 2020 17:23:27
Статья в формате PDF 114 KB...
21 09 2020 20:48:57
Статья в формате PDF 112 KB...
20 09 2020 21:33:47
Статья в формате PDF 274 KB...
19 09 2020 2:34:36
Статья в формате PDF 106 KB...
18 09 2020 0:13:58
Получены сведения о начальных стадиях развития. Согласно профильно-генетической классификации почв техногенных ландшафтов [5] морфологически выделены элювиоземы инициальные, эмбриоземы инициальные и органо-аккумулятивные. Экспериментально показано, что выделение этих типов почв вследствие низкой скорости почвообразования пока возможно только по почвенно-биологическими показателями. Установлено, что микробное сообщество молодых почв на отвалах Мирнинского Г О К имеет характерные черты для начальной стадии почвообразования: более высокую в сравнение зональной почвой численность; низкую активность утилизации целлюлозы; низкую инвентарную. Последнее свидетельствует о низкой скорости формирования органо-минерального комплекса почвы. Выявлено, возможности дифференциации типов молодых техногенных ландшафтов по способу субстратов поддерживать начальный рост тест растений. ...
17 09 2020 1:57:56
Статья в формате PDF 343 KB...
16 09 2020 14:49:43
Статья в формате PDF 156 KB...
15 09 2020 20:55:51
Статья в формате PDF 140 KB...
14 09 2020 10:16:42
Статья в формате PDF 257 KB...
12 09 2020 14:16:48
Статья в формате PDF 111 KB...
11 09 2020 18:19:51
Статья в формате PDF 101 KB...
10 09 2020 2:11:54
Статья в формате PDF 135 KB...
09 09 2020 20:35:39
В работе исследовали влияние этацизина и димефосфона на смертность белых мышей и динамику поведенческих реакций в условиях хронического гиподинамического стресса. Показано токсическое влияние этацизина: увеличение смертности животных и негативное влияние на поведенческие реакции. Димефосфон не оказывал влияния на летальность и проявлял стресспротекторное ...
08 09 2020 8:28:36
Статья в формате PDF 152 KB...
07 09 2020 17:52:42
Статья в формате PDF 269 KB...
05 09 2020 13:35:18
Статья в формате PDF 111 KB...
04 09 2020 11:30:21
Статья в формате PDF 102 KB...
03 09 2020 8:16:23
Статья в формате PDF 262 KB...
02 09 2020 9:14:32
Статья в формате PDF 103 KB...
31 08 2020 6:22:43
Статья в формате PDF 115 KB...
30 08 2020 10:55:12
Статья в формате PDF 141 KB...
29 08 2020 22:26:56
Озонированный (5х10 -7 г/мл) раствор Кребса не влиял на базальный тонус продольных полосок (n=21) трахеи 5 коров, а также на их тонус, вызванный ацетилхолином (10 -6 г/мл), но в 43% опытов достоверно уменьшал релаксирующий эффект адреналина (10 -7 г/мл), т.е. проявлял β-адреноблокирующий эффект. Это свойство озона необходимо учитывать при нормировании условий труда в производствах с повышенным образованием озона и при озонотерапии. ...
28 08 2020 23:26:45
Статья в формате PDF 112 KB...
27 08 2020 18:41:27
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: