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:
Статья в формате PDF 245 KB...
17 04 2021 1:19:37
Статья в формате PDF 114 KB...
15 04 2021 4:25:24
Статья в формате PDF 123 KB...
14 04 2021 12:27:17
Статья в формате PDF 91 KB...
13 04 2021 5:28:38
Статья в формате PDF 127 KB...
12 04 2021 23:38:50
Статья в формате PDF 134 KB...
11 04 2021 21:19:11
Статья в формате PDF 106 KB...
10 04 2021 6:31:52
Статья в формате PDF 125 KB...
09 04 2021 22:15:19
Статья в формате PDF 293 KB...
08 04 2021 4:54:34
Статья в формате PDF 273 KB...
06 04 2021 5:49:42
Статья в формате PDF 135 KB...
05 04 2021 19:57:21
Статья в формате PDF 90 KB...
04 04 2021 11:40:31
Статья в формате PDF 112 KB...
03 04 2021 6:18:30
Статья в формате PDF 100 KB...
01 04 2021 7:43:22
Статья в формате PDF 122 KB...
31 03 2021 1:22:33
Рассмотрены некоторые проблемы идентификации моделей распределения данных, при использовании современного математического аппарата для решения этой задачи. Показано, что использование методов нелинейной оптимизации для идентификации моделей приводит к улучшению результатов идентификации, но одновременно, изменяет формальную постановку задачи. Выделено три группы проблем, связанных с выбором критериев согласия, их критических значений и проверкой адекватности получаемых моделей. Проанализированы возможные подходы к решению этих проблем. ...
30 03 2021 16:59:45
Статья в формате PDF 251 KB...
28 03 2021 10:43:48
Статья в формате PDF 122 KB...
27 03 2021 10:33:12
Статья в формате PDF 204 KB...
26 03 2021 14:16:59
Статья в формате PDF 256 KB...
25 03 2021 2:37:26
Статья в формате PDF 249 KB...
24 03 2021 23:21:45
Статья в формате PDF 113 KB...
22 03 2021 6:35:13
Статья в формате PDF 262 KB...
21 03 2021 2:18:35
Статья в формате PDF 267 KB...
20 03 2021 17:18:55
Статья в формате PDF 704 KB...
19 03 2021 8:40:38
Цель исследования - изучение особенностей клеточного звена иммунитета и содержания цитокинов в сыворотке крови у пациентов с гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью и пищеводом Барретта. Обследованы 70 пациентов с эрозивной формой гастроэзофагеальной рефлюксной болезни и 42 пациента с пищеводом Барретта. Применены клинические, эндоскопические, морфологические, иммунологические методы исследования. Выявлены различия в показателях клеточного звена иммунитета и содержания в сыворотке крови интерлейкина-4, интерлейкина-8, интерлейкина-10, фактора некроза опухолей-, интерферона- у больных гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью в динамике лечения и у пациентов с пищеводом Барретта. ...
18 03 2021 10:49:36
Статья в формате PDF 307 KB...
17 03 2021 4:49:14
Исторический аспект развития студенческого самоуправления в дореволюционный, советский и переходный периоды России показали, что будущее страны на современном этапе определяется тем, каким образом будут осуществлены воспитание и подготовка квалифицированной рабочей силы, готовой к постоянному профессиональному росту, социальной и профессиональной мобильности. Одним из важных стимулов повышения гражданской, патриотической и социальной активности будущих специалистов являются восстановление, наличие и дальнейшее развитие и совершенствование таких демократических институтов в студенческой среде как соуправление и самоуправление. ...
16 03 2021 1:53:35
Статья в формате PDF 104 KB...
14 03 2021 11:48:30
Статья в формате PDF 193 KB...
13 03 2021 4:52:32
Статья в формате PDF 108 KB...
12 03 2021 21:58:38
Обучение взрослых дипломированных специалистов существенно отличается от обучения студентов. Если на додипломном уровне приемлема педагогическая модель обучения с доминантой обучающего, то на этапе же последипломного образования необходимо руководствоваться продуктивной андрагогической моделью обучения. Её главный постулат: обучающийся – ведущее звено в процессе образования. Исходя из этого, в течение ряд лет мы используем методику психологического типирования личности американского исследователя Д. Кейрси. И на основании выявления уровней подготовки, психофизиологических и личностных особенностей обучающихся практикуем деловые игры, мастер-классы, создание взрослыми обучающимися порт-фолио непосредственно на рабочем месте. Результаты положительные. ...
11 03 2021 19:50:44
Статья в формате PDF 110 KB...
10 03 2021 0:58:58
Статья в формате PDF 113 KB...
09 03 2021 21:12:10
Статья в формате PDF 99 KB...
08 03 2021 4:54:32
Статья в формате PDF 79 KB...
07 03 2021 11:33:56
Статья в формате PDF 590 KB...
05 03 2021 13:37:31
Под наблюдением автора было 262 больных острым холециститом. Обсуждаются вопросы адаптации больных к условиям операционного и послеоперационного периодов, которая зависит от окислительно-восстановительных процессов, обусловленных функционированием ферментативных систем, гипоксии тканей, снижения приспособительных реакций, особенно выраженных у лиц старше 50 лет. В контрольной группе (178) больных уже при поступлении в клинику намечалась тенденция к снижению Р О2 в подкожно-жировой основе, а в момент операции оно было выраженным и устойчивым, которое держалось в течение 6 дней. Так же на всем протяжении послеоперационного периода у больных наблюдалось уменьшение кислородной емкости крови, концентрации SH-групп в плазме крови, только к моменту выписки эти показатели приближались к норме. Концентрация молочной и пировиноградной кислот крови тоже было повышенным. В исследуемой группе (84) больных, которые получали в комплексном лечении во время операции и послеоперационном периоде ганглиоблокаторы и гепарин, напряжение кислорода во время операции повышалось на 68%, повышение сохранялось 2-3 дня, а к концу 5 дня р О2 было в пределах нормы. Намечалась тенденция увеличения кислородной емкости крови и SH-групп в плазме. Не смотря на то, что при поступлении лактат и пируват были выше контроля, уже в первый день после операции эти показатели были ниже контрольных. Автор делает вывод о том, что применение в комплексном лечении ганглиоблокаторов и гепарина, позволяло улучшать кислородный баланс крови и ткани и, улучшать окислительновосстановительные процессы, адаптацию организма больного к стрессовым условиям, что способствовало снижению процента послеоперационных осложнений и летальности. ...
04 03 2021 6:42:56
Статья в формате PDF 110 KB...
03 03 2021 13:17:17
Статья в формате PDF 111 KB...
01 03 2021 2:25:12
Статья в формате PDF 94 KB...
28 02 2021 16:12:56
Статья в формате PDF 113 KB...
26 02 2021 11:28:25
Работа подъема тела в однородном поле силы тяжести всегда больше потенциальной энергии . Для минимизации работы силой тяги, равной , необходимо отключать силу тяги на некоторой высоте . Дальнейшее движение вверх до высоты происходит по инерции. Только в случае работа подъема будет стремиться к минимальному значению, равному . ...
25 02 2021 20:23:52
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. ...
23 02 2021 21:37:32
Статья в формате PDF 129 KB...
22 02 2021 17:52:49
Наши исследования показали, что эффективность профилактики кариеса зубов значительно снижается на фоне вторичных иммунодефицитных состояний ( И Д С), вызванных ортодонтическим аппаратурным лечением. Предлагаемый метод профилактики позволил купировать иммунодефицитное состояние, возникающее на этапах ортодонтического лечения, и повысить эффективность профилактики кариеса зубов. ...
21 02 2021 11:36:20
Статья в формате PDF 124 KB...
20 02 2021 17:33:40
Статья в формате PDF 270 KB...
19 02 2021 3:46:38
Статья в формате PDF 113 KB...
18 02 2021 21:46:46
Статья в формате PDF 307 KB...
17 02 2021 7:17:20
Статья в формате PDF 103 KB...
15 02 2021 14:13:43
Статья в формате PDF 312 KB...
14 02 2021 12:53:41
Статья в формате PDF 305 KB...
12 02 2021 15:11:11
Статья в формате PDF 253 KB...
11 02 2021 23:42:42
Статья в формате PDF 104 KB...
10 02 2021 0:11:21
Статья в формате PDF 127 KB...
09 02 2021 21:45:20
Статья в формате PDF 122 KB...
06 02 2021 0:23:43
Статья в формате PDF 102 KB...
05 02 2021 0:52:31
Статья в формате PDF 280 KB...
04 02 2021 3:31:29
Статья в формате PDF 276 KB...
03 02 2021 14:26:46
Статья в формате PDF 314 KB...
02 02 2021 1:50:29
Статья в формате PDF 213 KB...
31 01 2021 17:50:29
Статья в формате PDF 111 KB...
29 01 2021 10:31:49
Статья в формате PDF 146 KB...
28 01 2021 2:32:19
Статья в формате PDF 102 KB...
27 01 2021 4:15:19
Статья в формате PDF 136 KB...
26 01 2021 17:49:53
Исследовано распространение нелинейных поверхностных гравитационных электрокапиллярных волн на поверхности жидкого проводника. Библиогр. 6 назв. ...
24 01 2021 19:23:21
Статья в формате PDF 365 KB...
23 01 2021 16:50:14
Статья в формате PDF 262 KB...
20 01 2021 6:58:35
Статья в формате PDF 117 KB...
19 01 2021 20:33:18
Статья в формате PDF 160 KB...
18 01 2021 13:59:50
Статья в формате PDF 110 KB...
17 01 2021 6:16:14
Применен метод дисперсионного анализа для изучения силы влияния различных комплексных природных факторов на изменчивость длины шишки ели сибирской, произрастающей в Уральской лесорастительной провинции. Показано, что наибольшее влияние на изменчивость длины шишки в этом районе имеют индивидуальные особенности деревьев, долгота местности и высота над уровнем моря. ...
16 01 2021 15:41:21
Статья в формате PDF 103 KB...
15 01 2021 12:34:45
Статья в формате PDF 87 KB...
14 01 2021 4:40:51
Статья в формате PDF 117 KB...
13 01 2021 0:51:31
Статья в формате PDF 204 KB...
08 01 2021 6:32:36
Статья в формате PDF 143 KB...
06 01 2021 2:25:57
Статья в формате PDF 121 KB...
05 01 2021 21:54:44
Статья в формате PDF 303 KB...
04 01 2021 18:16:26
Статья в формате PDF 317 KB...
03 01 2021 11:21:31
Статья в формате PDF 109 KB...
02 01 2021 5:12:56
Статья в формате PDF 120 KB...
01 01 2021 1:13:58
Статья в формате PDF 109 KB...
31 12 2020 21:42:42
Статья в формате PDF 124 KB...
30 12 2020 4:51:57
Статья в формате PDF 116 KB...
29 12 2020 3:13:24
Статья в формате PDF 90 KB...
28 12 2020 0:43:23
Статья в формате PDF 124 KB...
27 12 2020 23:44:21
Статья в формате PDF 116 KB...
26 12 2020 3:50:42
Статья в формате PDF 128 KB...
25 12 2020 23:42:41
Статья в формате PDF 99 KB...
23 12 2020 13:15:39
Статья в формате PDF 270 KB...
22 12 2020 2:17:18
Статья в формате PDF 142 KB...
20 12 2020 12:52:49
Статья в формате PDF 129 KB...
19 12 2020 16:34:40
В статье рассматривается взаимодействие тел при различных скоростях и делается вывод о несправедливости постулата о постоянстве скорости света относительно любой системы отсчета. Дается также понятное с точки зрения классической механики объяснение зависимости длины и времени от скорости. ...
18 12 2020 19:21:51
Статья в формате PDF 110 KB...
17 12 2020 23:43:17
Статья в формате PDF 97 KB...
16 12 2020 14:29:40
Статья в формате PDF 154 KB...
15 12 2020 17:38:45
Статья в формате PDF 224 KB...
14 12 2020 8:51:18
Статья в формате PDF 140 KB...
13 12 2020 5:46:47
Статья в формате PDF 109 KB...
12 12 2020 11:41:32
Статья в формате PDF 145 KB...
11 12 2020 11:32:44
Статья в формате PDF 97 KB...
10 12 2020 19:23:52
Статья в формате PDF 277 KB...
09 12 2020 3:16:24
Статья в формате PDF 141 KB...
08 12 2020 10:18:39
Статья в формате PDF 282 KB...
07 12 2020 2:46:36
Статья в формате PDF 112 KB...
06 12 2020 8:16:24
Статья в формате PDF 110 KB...
04 12 2020 5:50:59
Статья в формате PDF 98 KB...
03 12 2020 5:59:51
Статья в формате PDF 376 KB...
01 12 2020 22:34:25
Статья в формате PDF 121 KB...
30 11 2020 10:46:46
Статья в формате PDF 261 KB...
28 11 2020 3:36:38
Статья в формате PDF 104 KB...
27 11 2020 23:54:14
Статья в формате PDF 139 KB...
26 11 2020 5:39:27
Статья в формате PDF 242 KB...
25 11 2020 12:10:29
Статья в формате PDF 123 KB...
24 11 2020 22:53:37
Статья в формате PDF 244 KB...
23 11 2020 4:52:30
Статья в формате PDF 130 KB...
22 11 2020 8:45:41
Статья в формате PDF 109 KB...
21 11 2020 16:16:48
Статья в формате PDF 134 KB...
20 11 2020 5:53:32
Статья в формате PDF 121 KB...
19 11 2020 8:53:44
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: