失控化学反应的救济系统大小:一个简单的方法gydF4y2Ba

基于原始介绍的工艺安全咨询总监Jim Burelbach博士的安全技术研讨会基于Ken Kurko，首席技术官，FaeSke＆Associates，LLCgydF4y2Ba

热失控gydF4y2Ba

热失控是来自化学过程的热量的逐步生产，并且当热量产生速率超过散热速率时发生gydF4y2Ba
批量温度升高，因为没有足够的冷却可用于从系统中去除热量以保持等温条件gydF4y2Ba

热产生>热损失=热失控gydF4y2Ba

热产生>热损失=热失控gydF4y2Ba

危害来自压力gydF4y2Ba

当考虑反应危害时，温度本身很少是一种危害。温升对系统压力的影响更为重要。gydF4y2Ba
有三个潜在的超压来源:gydF4y2Ba
-正常过程产生的气体gydF4y2Ba
-蒸气压效应(作为正常过程中热量的结果)gydF4y2Ba
-正常过程产生的热量导致高温下的二次反应(产生气体和/或蒸汽)gydF4y2Ba
压力的影响)gydF4y2Ba
紧急救济系统（ERS）gydF4y2Ba必须设计成安全排出可能的超压源吗gydF4y2Ba

难过的场景选择gydF4y2Ba

从过程危害分析(PHA)中确定可能的破坏情况gydF4y2Ba

是什么导致或触发失控的反应？gydF4y2Ba

药物不正确或错误的报道gydF4y2Ba
反应物积累gydF4y2Ba
污染gydF4y2Ba
腐蚀→不必要的催化效果gydF4y2Ba
催化剂过充/过充gydF4y2Ba
添加温度不正确gydF4y2Ba
冷却功能的缺失gydF4y2Ba
Loss-of-mixinggydF4y2Ba
无意的加热gydF4y2Ba
暴露于火gydF4y2Ba
材料兼容性gydF4y2Ba

绝热量热法gydF4y2Ba

低phi因子量热法允许直接应用数据处理规模gydF4y2Ba
直接模拟感兴趣的不安场景gydF4y2Ba

ARSST和VSP2gydF4y2Ba

ARSST方法论gydF4y2Ba

低热惯性(phi-factor φ = 1.05)gydF4y2Ba
热扫描识别中等到高放热活动gydF4y2Ba
开放系统gydF4y2Ba
-施加反压力以抑制沸腾gydF4y2Ba
- 初始压力取决于测试目标gydF4y2Ba

直接测量样品温度gydF4y2Ba

VSP2方法gydF4y2Ba

低热惯性(phi-factor φ = 1.05-1.15)gydF4y2Ba
模拟正常过程或镦粗条件gydF4y2Ba
鉴别轻度到高放热活动gydF4y2Ba
开式或闭式电池gydF4y2Ba
利用压力平衡技术gydF4y2Ba

遏制船 - 4000 CCgydF4y2Ba

注射活塞gydF4y2Ba

注射泵gydF4y2Ba

加气装置gydF4y2Ba

救济制度设计的源项确定gydF4y2Ba

系统分类gydF4y2Ba
蒸汽(缓和)gydF4y2Ba
瓦斯(Non-tempered)gydF4y2Ba
-hybrid，回火gydF4y2Ba
混合,non-temperedgydF4y2Ba
“源项”根据系统分类确定gydF4y2Ba

蒸汽系统gydF4y2Ba

压力的产生是由于增加的蒸汽压gydF4y2Ba
汽化潜热(回火)gydF4y2Ba
温升速率用于通气孔的通径gydF4y2Ba
反应温升可通过排气控制gydF4y2Ba

温度-时间反应gydF4y2Ba 反应温度升高gydF4y2Ba

瓦斯系统gydF4y2Ba

产生不凝气体gydF4y2Ba
没有冷却潜热gydF4y2Ba
典型的分解反应产生气体产品gydF4y2Ba
反应温度升高gydF4y2Ba不能gydF4y2Ba通过排气来控制gydF4y2Ba

Temp-Time率gydF4y2Ba 反应温度升高不能通过排气来控制gydF4y2Ba

混合动力系统gydF4y2Ba

在释放压力和温度(回火)时可获得冷却潜热gydF4y2Ba
反应温升可通过排气控制gydF4y2Ba
产生不凝气体gydF4y2Ba

反应温升可通过排气控制gydF4y2Ba 产生不凝气体gydF4y2Ba

流态的考虑gydF4y2Ba

夹带的液体减少了可用于排气的流动面积gydF4y2Ba

两相流（泡沫）gydF4y2Ba 图片11.gydF4y2Ba 所有气体或蒸气流（非泡沫状）gydF4y2Ba

用于ARSST的流量状态检测器(FRED)gydF4y2Ba

如果反应物起泡，传感器温度冷却到反应物温度gydF4y2Ba

VSP2中的排污测试gydF4y2Ba

给VSP2测试单元降压，并确定剩余多少材料gydF4y2Ba
用于模仿浅表速度以确定预期的流动制度gydF4y2Ba

Picture14gydF4y2Ba

Picture15gydF4y2Ba Picture16gydF4y2Ba Picture17gydF4y2Ba

简单排气尺寸公式gydF4y2Ba

使用低PHI因子量量热法数据gydF4y2Ba
有限的材料性能要求gydF4y2Ba
排气口大小根据所有蒸汽或气体排气而定gydF4y2Ba
这是gydF4y2Ba不是gydF4y2Ba即不存在两相流gydF4y2Ba
-两相流仍然可能发生，但通过允许超过减压设置压力的足够超压来调节不确定性gydF4y2Ba
这里提出的等式适用于临界流程gydF4y2Ba
- “失控化学反应的救济系统规模:一个简单的综合方法”，第11届全球过程安全大会，2015年，K. KurkogydF4y2Ba
- “反应系统的排气尺寸应用”，AIChE 2001，第五届过程工厂安全研讨会，J. BurelbachgydF4y2Ba

A =要求的排气面积(mgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba）gydF4y2Ba

CgydF4y2Ba_DgydF4y2Ba=流量系数(-)gydF4y2Ba

m =血管内容物（kg）gydF4y2Ba

cgydF4y2Ba_pgydF4y2Ba=血管内容的热容量（J / kg·k）gydF4y2Ba

Picture19gydF4y2Ba =量热试验的温升速率(K/s)gydF4y2Ba

Untitled-2-9gydF4y2Ba =容器内容物潜热(J/kg)gydF4y2Ba

T =排气压力（PA）gydF4y2Ba

r =通用气体常数（8,314.47 j / kmol·k）gydF4y2Ba

排气温度(K)gydF4y2Ba

兆瓦gydF4y2Ba_vgydF4y2Ba=蒸气的分子量（kg / kmol）gydF4y2Ba

V =试验干舷容积(mgydF4y2Ba^3.gydF4y2Ba）gydF4y2Ba

Picture20gydF4y2Ba =来自量热试验的压力升高率（PA / S）gydF4y2Ba

米gydF4y2Ba_tgydF4y2Ba=测试样品质量（kg）gydF4y2Ba

兆瓦gydF4y2Ba_ggydF4y2Ba=气体的分子量（kg / kmol）gydF4y2Ba

简化公式的使用指南gydF4y2Ba

蒸气系统gydF4y2Ba
-在减压装置的设定压力下评估材料性能gydF4y2Ba
-使用设定压力作为排气压力gydF4y2Ba
- 在设定压力下使用温度上升速率（来自量热试验）gydF4y2Ba
-使用公式需要40%的超压(以绝对压力计算)gydF4y2Ba
- 为泡沫系统，乘以排气区2gydF4y2Ba
Gassy Systems.gydF4y2Ba
- 峰值气体产生率的材料性质gydF4y2Ba
-使用最大允许积累压力(1.1×MAWP)作为排气压力gydF4y2Ba
-使用峰值压力上升速率(来自量热法测试)gydF4y2Ba
混合动力系统gydF4y2Ba
-在减压装置的设定压力下评估材料性能gydF4y2Ba
-使用设定压力作为排气压力gydF4y2Ba
- 在设定压力下使用温度和压力上升速率（来自量热试验）gydF4y2Ba