设计安全过程时,我们的目标是通过实施多层保障来减少风险处理风险的一个例子是失去封隔,而潜在原因就是意外增加压力紧急救援系统(ERS)是一种保障措施,用于减轻过压场景保护人、环境和基础设施如果这些系统不够大、安装或维护,灾难事件就可能发生
通常我们把潜在的过压源归为反应性或非反应性,重要的是要注意反应性危险可能存在,而不管反应是否意图存在,并可能有多重过压源存在给件设备或过程可能导致过压的危害实例包括防火、断电或冷却和高压或低压反应器、催化器或溶剂
评估或设计ERS需要仔细考虑失序场景导致高压(危险特征描述)、压力在系统内积聚速率(推送源)和压力从系统解压速率(推送速率)。失序假想通常在系统化程序如进程危险分析中确定PHA的一个特殊子集是反应性危险评估,在过程内识别潜在的反应性危险确定潜在危害后,可评价风险,并使用VSP2[1]等低二因演算卡路里计获取源速率
ERS设计同时依赖容器和降压装置细节排出率取决于流体和物性焦点讨论是ERS设计中物性选择和影响这不仅对适当保护容器不受过压很重要,而且下游污水因素也受到物性的影响。
文特分级基础
关于喷口分级评价,加压源常使用三大类建模:软化系统(或蒸发系统)、非热化系统(或气相系统)和燃气系统(混合系统)。
蒸气系统描述因液蒸气压力增加而产生压力的响应式和非响应式环境在这个系统里,液蒸发用控制或调温器异温反应所需体积蒸发速率ERS必须适应以确保利益容器不超压与Equation1描述的温度上升率相关
gassy系统描述非冷凝气生成状况,例如氧或二氧化物反作用成因系统内蒸发潜热无法调温,反应温度无法通过排空控制源词单由增压率函数体积气生成术语描述于Equation2
混合系统描述喷气区蒸发和气生成并发隐式冷却热在降压时可用,反应温度可以通过排空控制,但不可冷却气同时发生混合蒸气生成术语描述见方程3
下方简单版排气方程 我们看到理想排气区与这两个条件成比例 视系统类型而定4方程中的蓝词突出块状物属性代表蒸发生成液密度 液热容量c 蒸发潜热+++文章将进一步探索这一块状参数对理想喷口大小的影响
ERS设计材料属性
物质属性和温度依存性,当评价或设计ERS时,我们特别关心高松散条件时喷口流体属性图2和图3提供乙醇从方程4以蓝显示温度函数表2并举物性对ERS设计至关重要的温度依赖实例
理想情况是,预期卸载流体纯分量或混合性能可见诸文献,如NISTWebbook[3]、DIPPR[2]或素材SDS或多工具实验测量物性,例如使用VSP2测量物蒸发压提取蒸发热不幸的是,文献中可能很难找到属性,有时实验性测量这些属性不可行因此,我们采取了分阶段方法选择ERS评价设计的物质属性
- 单片分解
- 假设理想混合属性
- 热动混合模型
案例研究-重定位现有船
例子探索重定位现有容器已确定两种潜在用途:一反应器处理芬醇-甲状腺素,或乙醇、水和丙烯甘醇混合容器容器内部扰动,容器和降压装置参数列于表1
流程危险分析评价容器两种潜在用途PHA辨明,消防接触假想和反应期间冷却假想都可能成为倍醇-正态进程超压源运行响应有两种潜在方法:批量或半批量视最终产品使用而定,因此,两种方法都必须评价冷却损耗假设被确定为唯一可信故障假设
phenol甲状腺反应堆ERS设计
评估容器作为反应器的适当性 和可能的松动线 保护反应器不受过压 我们从评价理想喷口直径开始PHA发现,对防火场景而言,当容器内装物不反应时最有可能发生火因此,在评估现有排水系统是否足以保护反应器防火假想时,非反应式排空被视为源词521基础(发现为651kW无隔热,但考虑即时消防和适当排水)[4]
冷却机率损失演算模拟批量和半批量过程表2汇总了每项实验的近似测试组成
数据表示蒸发器生成将是喷口区域压强的唯一源温度上升率对VSP2实验温度结果图4批处理数据显示红色,半批处理数据显示为蓝色每种假想流机制假设为冒泡
六大理想排量评价使用leungOmega方法[5-7]由CHEMAD[8]授权FERST假设冒泡流机制表3汇总了这些情况前三大结果使用最佳估计物属性消防接触假想(非反应式蒸气排空),水是预期存在的主要构件,因此假设水的物质特性充分表示排解流冷却假想损失时使用理想混合物性(拉波特定律),通过比较测量的蒸气压力和预测蒸气压力确认这一假设对比而言,蓝块属性术语(见方程4显示)对后三大结果翻番
对比结果使用最佳估计物性能时,我们注意到非反应式蒸发假想结果理想喷口面积近半批处理结果30倍,近百倍小批处理此外,我们注意到,将块状物属性乘以二大致比理想喷口面积翻倍
这些结果说明先理解并量化最糟糕似然失序假设和与此假设相联加压源的重要性关键是要识别并描述该值,因为加压源可导致所需喷口区域数级级相位变换最差似然失序假设完全理解后,如果对理想区作进一步改进是正当的,则物性应进一步调查,因为物性也可对理想区产生直接影响。
仅比较结果和材料属性最佳估计值,产生最大解析需求的设想是批量处理中冷却损耗理想喷口直径为17度 远大于可用4度喷口直径,
Ethanol-Water-ProphleneGlycol存储槽ERS设计
评估现有容器是否足够储存乙醇-水-丙醇复合混合物时,必须回答一系列重要问题:
- 混合反应性或非反应性
- 喷口受精量多高
- 混合物属性计算有多重要
留播第二部分探索这些问题并判定现有容器是否足以作为乙醇-水-丙醇混合物的存储槽
结论
简言之,本文章第一部分展示直接撞击物属性选择对ERS设计相对大小的影响,但也清楚表明检测和量化化学反作用常对ERS设计产生最大影响第二部分将进一步探索蒸气/液分解特征对ERS设计的影响,并举例说明我们推荐方法,即纯构件或理想混合物属性可能不适当表示解析液
VSP2是一个极佳实验室工具,用于检测化学响应性(意图或非),它测量ERS设计可直接缩放温度和压力增速源术语CHEMCAD驱动FERST系统是一个易用软件工具,可快速应用VSP2数据全尺寸容器,材料性能为3000多组件嵌入并使用~40不同热动混合模型代表多种混合物联系Seaines@fauske.com学习更多
引用
开工FauskeAssociates,Vent规模包2(VSP2)://m.domyth.com/blog/the-vsp2-still-relevant-to-processsafety-testing
二叉物理属性设计学院DIPPR信息评价管理员11.3.0版数据库日期2016
3级NIST化学网页https://webbook.nist.gov/
4级API标准521,“缓冲和抑制系统”,美国石油研究所,华盛顿特区,第七版,2020年6月
5级梁市C.,“闪散双相流包括不可压缩气体效果”,Hat转移杂志,pp269-272 (1991年2月)
6级leung J.C.,“Vent Sizing for gassy and mplicate系统”,化学批量堆和存储槽安全,1991年
7梁市J.CEpstein,M.A.,“两相异合播流通用关联性”,ASME交易卷112,1990
八点八分FERST由CHEMCAD版本1.0.0.15653Fauske & AssociatesLLC提供,2020
