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 116 KB...
01 08 2021 7:31:44
Выбрать оптимальный метод введения больных в период реабилитации после черепно-мозговой травмы. Материалы и методы: За 2011 год в Новокуйбышевской центральной городской больницы пролечено 960 пострадавших с черепно-мозговой травмой, из них 780 пострадавших с сотрясением головного мозга. Все пациенты с сотрясением головного мозга, первых семь дней находились на стационарном лечении в условиях травматологического отделения. Под наблюдением врачей нейрохирурга, травматолога, невролога и окулиста, проводилась дегидратационная и симптоматическая терапия. После первой недели стационарного лечения данных пациентов разделили на три равных группы по 260 человек и в дальнейшем их вели по- разному. Результаты: Удовлетворительные результаты лечения получены в первой группе у 252 пациентов (97%), у второй группы 243 пациентов(93%), а в третьей 156 пациентов (60%). Один день дневного стационара в травматологическом отделение в Новокуйбышевской центральной городской больницы Н Ц Г Б стоит 360 рублей, а один день дневного стационара, стоит 190 рублей. Таким образом стоимость лечения пациентов первой группы = (7 + 7)·360 = 5040 рублей, стоимость лечения пациентов второй группы = 7·360 + 7·190 = 2520 + 1330 = 3850 рублей, стоимость лечения пациентов третьей группы = 7·360 = 2520 рублей. Из данных расчетов видно, что пациенты третьей группы, требует меньше расходов, но к сожалению, у них намного хуже результаты лечения. Результаты лечения пациентов первой и второй группы практически одинаковы, а стоимость пациентов второй группы намного меньше. ...
31 07 2021 13:51:23
Статья в формате PDF 119 KB...
29 07 2021 19:54:48
Статья в формате PDF 107 KB...
28 07 2021 2:41:52
Статья в формате PDF 132 KB...
27 07 2021 17:56:52
Статья в формате PDF 103 KB...
26 07 2021 6:43:34
Статья в формате PDF 285 KB...
25 07 2021 8:24:55
Статья в формате PDF 139 KB...
24 07 2021 8:45:56
Статья в формате PDF 129 KB...
23 07 2021 5:44:29
Статья в формате PDF 208 KB...
22 07 2021 14:31:22
Статья в формате PDF 108 KB...
21 07 2021 13:57:19
Статья в формате PDF 122 KB...
20 07 2021 6:13:14
Статья в формате PDF 132 KB...
18 07 2021 23:14:25
Статья в формате PDF 104 KB...
15 07 2021 16:13:49
В данной статье выделены основные подходы к проблеме человека, сложившиеся в истории казахской традиции и современной казахской философской мысли. По мнению автора, в объяснении феномена человека казахской традицией можно найти ряд толкований, пояснений, отражающих особое внимание к человеку, его духовному миру, самоценности, достоинству, чести. Именно на этой основе казахская национальная традиция получает возможность сосредоточиться на рассмотрении своего видения проблемы отношения человека и мира. ...
14 07 2021 23:13:53
Статья в формате PDF 93 KB...
13 07 2021 15:40:39
По комплексу признаков оценили трансформированные урбанизацией лесные фитоценозы, и населяющие их сообщества мелких млекопитающих в лесопарково-парковой зоне крупного промышленного центра. Выявили, что хотя и наблюдаются общие закономерности в группировке фито- и зооценозов в зависимости от уровня и характера урбаногенного воздействия, но между ними нет полного соответствия. Специфика сообществ мелких млекопитающих определяется не только эдафо-растительными условиями. Ведущим параметром в трансформации сообществ является рекреация и сопровождающие ее факторы. ...
12 07 2021 0:55:21
Статья в формате PDF 101 KB...
11 07 2021 12:51:36
Статья в формате PDF 121 KB...
10 07 2021 17:18:34
Статья в формате PDF 119 KB...
09 07 2021 22:23:31
Статья в формате PDF 112 KB...
08 07 2021 4:11:25
Статья в формате PDF 108 KB...
07 07 2021 8:38:19
Статья в формате PDF 121 KB...
05 07 2021 17:20:21
Статья в формате PDF 107 KB...
04 07 2021 3:24:24
Статья в формате PDF 108 KB...
03 07 2021 9:25:22
Статья в формате PDF 118 KB...
02 07 2021 14:56:28
Статья в формате PDF 193 KB...
01 07 2021 21:15:27
В данной работе авторами выдвигается и обосновывается тезис о том, что торгово-коммерческая деятельность является определяющим фактором в системе рыночных отношений. ...
30 06 2021 12:50:49
Статья в формате PDF 121 KB...
29 06 2021 6:29:59
Статья в формате PDF 252 KB...
27 06 2021 10:28:12
Статья в формате PDF 391 KB...
26 06 2021 18:15:33
Статья в формате PDF 114 KB...
24 06 2021 10:36:44
Статья в формате PDF 299 KB...
23 06 2021 17:29:47
Статья в формате PDF 129 KB...
22 06 2021 6:38:42
Статья в формате PDF 110 KB...
21 06 2021 18:39:44
Статья в формате PDF 129 KB...
20 06 2021 16:29:31
Статья в формате PDF 154 KB...
19 06 2021 3:58:37
Статья в формате PDF 200 KB...
18 06 2021 13:59:41
Географическое расположение и климатические условия Нижнего Поволжья, неудовлетворительная экологическая обстановка способствует росту заболеваемости мочеполовой системы у населения, проживающего в регионе. Увеличение частоты заболеваемости уратным нефролитиазом диктует необходимость поиска адекватного объема терапии по улучшению качества консервативного лечения этой патологии. Изучение особенностей симптомокомплекса уратного нефролитиаза в разных возрастных группах (25-30; 40-45; 60-70 лет) позволило научно обосновать и разработать практические рекомендации по рациональному и эффективному лечению данного вида мочекаменной болезни у пациентов с учетом их возраста. ...
17 06 2021 11:32:23
Статья в формате PDF 170 KB...
16 06 2021 14:41:30
Статья в формате PDF 257 KB...
15 06 2021 7:31:55
Статья в формате PDF 134 KB...
14 06 2021 9:14:26
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: