CN105676765A - 一种化工过程安全监控系统 - Google Patents

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CN105676765A CN201610139247.0A CN201610139247A CN105676765A CN 105676765 A CN105676765 A CN 105676765A CN 201610139247 A CN201610139247 A CN 201610139247A CN 105676765 A CN105676765 A CN 105676765A
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刘章蕊
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Shanghai Institute of Technology
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Abstract

本发明提供了一种化工过程安全监控系统,用于对固体类反应物的反应过程监控,包括:测量模块、修正模块、应急处理模块、监控主机;测量模块,用于测量获取被监控的反应物的热失控温度曲线、压力曲线以及温升速率;修正模块,用于测定杂质对反应物热稳定性的影响,并修正测量模块所测量的数据;应急处理模块包括温度控制子系统、压力控制子系统、泄放收集处理子系统;监控主机,用于根据测量模块、修正模块获得反应物的反应过程数据,并根据反应过程数据控制测量模块、温度控制子系统、压力控制子系统、泄放收集处理子系统的工作。实现了化工过程安全监控的有效预判、智能监控、高效多方位报警、应急降温降压。

Description

一种化工过程安全监控系统
技术领域
本发明涉及化工安全技术领域,具体地,涉及一种化工过程安全监控系统。
背景技术
在现代化学工业飞速发展的今天,世界各地重大工业事故相继发生,毒气泄漏、危险化学品火灾爆炸等事故层出不穷。在1960-1977年的18年中,美国和西欧共发生化学物品的重大火灾爆炸事故360余起,死伤1979人,直接经济损失超过10亿美元。我国化学工业事故更是频繁发生,在1950-1999年的50年中,发生各类伤亡事故23425起,死伤25714人,其中化学物品的火灾爆炸事故死伤人数4043人。在众多化学物品的火灾爆炸事故中,因自反应性化学物质的热危险性(热自燃,热分解、热爆炸)而引起的事故是常见的事故形式之一。
高分子、树脂及精细化工和制药工业中的典型化学反应通常都是放热的,如果能量的释放不能控制就会引发火灾和爆炸等严重的工业事故。由于化学品反应性与生产过程密切相关,因此化工生产过程的安全问题日渐受到人们关注。许多实验方法被引入到化学品的反应危险性评价当中,并不断发展。
AcceleratingRateCalorimeter(ARC)技术是1970年首先由美国DOW化学公司开发,后由ColumbiaScientific成功的将其商业化,并注册商标为Acceler2atingRateCalorimeter(ARC)。它能够模拟潜在失控反应和量化某些化学品和混合物的热、压力危险性。仪器使用简单,灵敏度高,可以测试任何物理状态和含能水平的样品,结果易于处理和分析。自开发以来,已成为全球最广泛使用的绝热安全量热技术。化工过程的危险性评价包括物质反应的热力学、动力学和系统物理特性等多种相关因素。寻找能够精确表征化工过程热失控反应特征的方法,并力求评价方法与实际情况间较好的相关性是保证安全生产的重要前提。绝热加速量热技术作为一种高灵敏度的绝热量热测试方法,具有许多其他实验手段不可比拟的特点,逐渐成为化工生产过程安全评价必不可少的手段。同时对新型化学品的开发和应用也具有重要意义。ASTM在1998年发布的“利用ARC方法评估物料热稳定性标准指南”中指出“ARC实验所获数据可用于预测与生产、储存和运输化学物质及混合物有关的热量和压力危险性,以采取适当的预防措施。
自反应性化学物质一般指本身具有一定的能量,不需要借助外界的氧就能进行分子内分解、分子内或分子间氧化还原反应的化学物质。它不仅在外界能量作用下容易发生火灾、爆炸等安全事故,而且即使没有外界能量的作用,在自然条件下也会发生不同程度的化学反应,放出热量。通常所说的自反应性化学物质包括有机过氧化物、氧化剂、硝化物、火药、炸药等。如果由这些物质组成的体系内的化学反应放热速度大于该体系向环境的散热速度,就会造成体系内的热积累,最终导致热自燃或热爆炸事故。在工业生产和国民经济建设中,因自反应性化学物质的热自燃等引起的火灾、爆炸事故频繁发生,给人民的生命财产带来了巨大的损失。
因此建立一种安全、快捷、有效的化工过程安全监控系统非常有必要。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种化工过程安全监控系统。
根据本发明提供的一种化工过程安全监控系统,用于对固体类反应物的反应过程监控,其特征在于,包括:测量模块、修正模块、应急处理模块、监控主机;
所述测量模块,用于测量获取被监控的反应物的热失控温度曲线、压力曲线以及温升速率;
所述修正模块,用于测定杂质对所述反应物热稳定性的影响,并修正所述测量模块所测量的数据;
所述应急处理模块包括温度控制子系统、压力控制子系统、泄放收集处理子系统;
所述监控主机,用于根据所述测量模块、修正模块获得所述反应物的反应过程数据,并根据所述反应过程数据控制所述测量模块、温度控制子系统、压力控制子系统、泄放收集处理子系统的工作。
作为一种优化方案,所述测量模块包括绝热加速量热仪;
所述绝热加速量热仪包括:
封闭炉体;
加热装置,用于对所述封闭炉体内待测量反应物进行加热,多个所述加热装置均匀分布于所述封闭炉体的内壁上,
反应篮筐,用于使待测量反应物发生反应,所述反应篮筐设置于所述封闭炉体内部、下侧;
样品炉,用于放置待测量反应物,所述样品炉悬置于所述反应篮筐内部;
内气体循环装置,用于驱动所述封闭炉体内部空间的气体循环,所述内气体循环装置设置于所述封闭炉体内部、所述反应篮筐上方;
外循环气体增压装置,所述外循环气体增压装置与所述封闭炉体连通并形成气体进口和气体出口;
检测工装,用于检测所述样品炉的温度和压力数据;
冷却装置,通过冷却水的流通对所述封闭炉体进行冷却,所述冷却装置设于所述封闭炉体上并与所述封闭炉体形成冷却水进口和冷却水出口;
控制子系统,自动或响应所述控制主机的命令控制所述内气体循环装置、外循环气体增压装置、加热装置、检测工装的工作。
作为一种优化方案,所述修正模块用于根据所述测量模块的检测数据判断杂质对所述反应物热稳定性的影响,并基于杂质对所述反应物热稳定性的影响的判断对所述测量模块的检测数据进行修正后传输至所述监控主机;
所述修正模块判断杂质对所述反应物热稳定性的影响具体包括:
所述修正模块根据差示扫描量热法自所述检测模块分别获取被测反应物、杂质与被测反应物的混合物两者的最大放热温度的差值和起始放热温度的差值,
若所述两者的最大放热温度的差值或起始放热温度的差值大于或等于6℃,则所述修正模块判断所述杂质对所述反应物的热稳定性有影响,且该杂质与被测反应物不相容,
若所述两者的最大放热温度的差值和起始放热温度的差值小于6℃,则所述修正模块判断所述杂质对被测反应物的热稳定性有影响,并根据真空安定法自所述检测模块获取以所述杂质与所述反应物混合物相对于所述反应物和杂质净增加的气体量△V,
若△V≥0.6mL,则所述修正模块判断所述杂质对所述反应物的热稳定性有影响,且该杂质与所述反应物不相容,
若△V<0.6mL,则所述修正模块进一步根据自所述测试模块获取所述反应物、杂质与反应物的混合物两者的自加速分解温度,
当所述反应物的自加速分解温度≤75℃时,
若所述反应物、杂质与反应物的混合物两者的自加速分解温度差值≥10℃,则所述修正模块判断该杂质与所述反应物不相容,
若所述反应物、杂质与反应物的混合物两者的自加速分解温度差值<10℃,则所述修正模块判断该杂质与所述反应物相容;
当所述反应物的自加速分解温度>75℃时,
若所述反应物、杂质与反应物的混合物两者的自加速分解温度差值≤75℃,则所述修正模块判断该杂质与所述反应物不相容,
若所述反应物、杂质与反应物的混合物两者的自加速分解温度差值>75℃,则所述修正模块判断该杂质与所述反应物相容。
作为一种优化方案,还包括监控模块,所述监控模块进一步包括视频监控单元和实时监测单元;
所述视频监控单元用于对化工过程进行全程视频监控,获取包括装卸作业过程、生产作业过程的生产安全视频数据;
所述实时监测单元用于监测生产作业过程中环境的参数变化;
所述控制主机还用于在监测到自所述实时监测单元获取的参数出现异常时控制应急处理模块工作。
作为一种优化方案,所述实时监测单元包括温度传感器、浓度传感器、流量计、压力表;
所述控制主机实时对温度传感器、浓度传感器、流量计及压力表采集到的环境数据集中处理并进行异常判断和处理,
所述控制主机在任一所述环境数据未超出阈值范围但已进入预警范围内时发出安全预警,
所述控制主机在任一所述环境数据超出阈值范围时判断为系统异常,发出安全报警。
作为一种优化方案,还包括报警预警模块;所述报警预警模块响应所述控制主机发出的安全预警或安全报警而启动。
作为一种优化方案,所述报警预警模块包括电话语音报警装置、打印报警装置、短信报警装置、微信群发报警装置、声光报警器、蜂鸣器中的一种或多种。
作为一种优化方案,还包括远程传递与控制模块和远程终端;
所述远程传递与控制模块与所述监控主机相连,所述监控主机通过所述远程传递与控制模块向远程终端发送包括反应过程数据在内的信息,所述远程终端根据外部输入或自所述监控主机获得的信息向所述监控主机反馈工作控制命令。
作为一种优化方案,所述测量模块用于测量并获得所述反应物在化工反应过程中的时间-温度-压力曲线、和/或温升速率-时间曲线、和/或温升速率-温度曲线、和/或压力-温度曲线、和/或升压速率-温度曲线、和/或温升速率-升压速率曲线。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
本发明实现了远程移动终端对化工过程监控系统的及时有效的应急处理,由于现场设置有温度控制系统、压力控制系统、泄放收集处理系统,可以及时作出应急处理,进一步确保生产安全。另外,多方位的报警系统进一步保障了生产人员的安全,并以监控模块可以多重保障以记录安全事件。
解决了现有技术中化工过程中安全预判、安全监控以及应急处理的技术问题,实现了化工过程安全监控的有效预判、智能监控、高效多方位报警、应急降温降压的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中:
图1是可选的一种化工过程安全监控系统框图。
具体实施方式
下文结合附图以具体实施例的方式对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,还可以使用其他的实施例,或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改,而不会脱离本发明的范围和实质。
在本发明提供的一种化工过程安全监控系统,用于对固体类反应物的反应过程监控,如图1所示,包括:测量模块、修正模块、应急处理模块、监控主机;
所述测量模块,用于测量获取被监控的反应物的热失控温度曲线、压力曲线以及温升速率;
所述修正模块,用于测定杂质对所述反应物热稳定性的影响,并修正所述测量模块所测量的数据;
所述应急处理模块包括温度控制子系统、压力控制子系统、泄放收集处理子系统;
所述监控主机,用于根据所述测量模块、修正模块获得所述反应物的反应过程数据,并根据所述反应过程数据控制所述测量模块、温度控制子系统、压力控制子系统、泄放收集处理子系统的工作。
作为一种实施例,所述测量模块包括绝热加速量热仪;
所述绝热加速量热仪包括:
封闭炉体;
加热装置,用于对所述封闭炉体内待测量反应物进行加热,多个所述加热装置均匀分布于所述封闭炉体的内壁上,
反应篮筐,用于使待测量反应物发生反应,所述反应篮筐设置于所述封闭炉体内部、下侧;
样品炉,用于放置待测量反应物,所述样品炉悬置于所述反应篮筐内部;
内气体循环装置,用于驱动所述封闭炉体内部空间的气体循环,所述内气体循环装置设置于所述封闭炉体内部、所述反应篮筐上方;
外循环气体增压装置,所述外循环气体增压装置与所述封闭炉体连通并形成气体进口和气体出口;
检测工装,用于检测所述样品炉的温度和压力数据;
冷却装置,通过冷却水的流通对所述封闭炉体进行冷却,所述冷却装置设于所述封闭炉体上并与所述封闭炉体形成冷却水进口和冷却水出口;
控制子系统,自动或响应所述控制主机的命令控制所述内气体循环装置、外循环气体增压装置、加热装置、检测工装的工作。
作为一种实施例,所述修正模块用于根据所述测量模块的检测数据判断杂质对所述反应物热稳定性的影响,并基于杂质对所述反应物热稳定性的影响的判断对所述测量模块的检测数据进行修正后传输至所述监控主机;
所述修正模块判断杂质对所述反应物热稳定性的影响具体包括:
所述修正模块根据差示扫描量热法自所述检测模块分别获取被测反应物、杂质与被测反应物的混合物两者的最大放热温度的差值和起始放热温度的差值,
若所述两者的最大放热温度的差值或起始放热温度的差值大于或等于6℃,则所述修正模块判断所述杂质对所述反应物的热稳定性有影响,且该杂质与被测反应物不相容,
若所述两者的最大放热温度的差值和起始放热温度的差值小于6℃,则所述修正模块判断所述杂质对被测反应物的热稳定性有影响,并根据真空安定法自所述检测模块获取以所述杂质与所述反应物混合物相对于所述反应物和杂质净增加的气体量△V,
若△V≥0.6mL,则所述修正模块判断所述杂质对所述反应物的热稳定性有影响,且该杂质与所述反应物不相容,
若△V<0.6mL,则所述修正模块进一步根据自所述测试模块获取所述反应物、杂质与反应物的混合物两者的自加速分解温度,
当所述反应物的自加速分解温度≤75℃时,
若所述反应物、杂质与反应物的混合物两者的自加速分解温度差值≥10℃,则所述修正模块判断该杂质与所述反应物不相容,
若所述反应物、杂质与反应物的混合物两者的自加速分解温度差值<10℃,则所述修正模块判断该杂质与所述反应物相容;
当所述反应物的自加速分解温度>75℃时,
若所述反应物、杂质与反应物的混合物两者的自加速分解温度差值≤75℃,则所述修正模块判断该杂质与所述反应物不相容,
若所述反应物、杂质与反应物的混合物两者的自加速分解温度差值>75℃,则所述修正模块判断该杂质与所述反应物相容。
作为一种实施例,还包括监控模块,所述监控模块进一步包括视频监控单元和实时监测单元;
所述视频监控单元用于对化工过程进行全程视频监控,获取包括装卸作业过程、生产作业过程的生产安全视频数据;
所述实时监测单元用于监测生产作业过程中环境的参数变化;
所述控制主机还用于在监测到自所述实时监测单元获取的参数出现异常时控制应急处理模块工作。
作为一种实施例,所述实时监测单元包括温度传感器、浓度传感器、流量计、压力表;
所述控制主机实时对温度传感器、浓度传感器、流量计及压力表采集到的环境数据集中处理并进行异常判断和处理,
所述控制主机在任一所述环境数据未超出阈值范围但已进入预警范围内时发出安全预警,
所述控制主机在任一所述环境数据超出阈值范围时判断为系统异常,发出安全报警。
作为一种实施例,还包括报警预警模块;所述报警预警模块响应所述控制主机发出的安全预警或安全报警而启动。
作为一种实施例,所述报警预警模块包括电话语音报警装置、打印报警装置、短信报警装置、微信群发报警装置、声光报警器、蜂鸣器中的一种或多种。
作为一种实施例,还包括远程传递与控制模块和远程终端;
所述远程传递与控制模块与所述监控主机相连,所述监控主机通过所述远程传递与控制模块向远程终端发送包括反应过程数据在内的信息,所述远程终端根据外部输入或自所述监控主机获得的信息向所述监控主机反馈工作控制命令。远程终端可以是手机、IPAD或远程计算机等智能设备。
作为一种实施例,所述测量模块用于测量并获得所述反应物在化工反应过程中的时间-温度-压力曲线、和/或温升速率-时间曲线、和/或温升速率-温度曲线、和/或压力-温度曲线、和/或升压速率-温度曲线、和/或温升速率-升压速率曲线。
在可选的一种实施例中,提供了包括测量模块、修正模块、监控模块、安全管理模块、报警预警模块、远程传递与控制模块以及应急处理模块;所述测量模块用于测量被监控反应物的热失控温度曲线、压力曲线以及温升速率;所述修正模块用于修正测量模块所测量的数据,并且所述修正模块还包括测定杂质对反应物热稳定性的影响;所述监控模块包括实时监测单元以及视频监控单元;所述化工过程安全监控系统还包括监控主机,所述监控主机连接上述子系统,在子系统中设置有控制器,所述的控制器连接数据传输单元,所述的数据传输单元通过接口连接监控主机。
所述测量模块用于测量被监控反应物的热失控温度曲线、压力曲线以及温升速率;所述测量模块包括绝热加速量热仪,所述绝热加速量热仪包括:封闭空间的炉体;多块用于对所述炉体内待测量反应物进行加热的加热装置,多个所述加热装置均匀设置于所述炉体的内壁上;用于使待测量反应物发生反应的反应篮筐,所述反应篮筐设置于所述炉体内部、下侧;用于放置待测量反应物的样品炉,所述样品炉悬置于所述反应篮筐内部,即所述样品炉的侧面和底面不与所述反应篮筐接触;内气体循环装置,所述内气体循环装置设置于所述炉体内部、所述反应篮筐上侧;外循环气体增压装置,所述外循环气体增压装置与所述炉体连通并形成气体进口和气体出口;检测工装;冷却装置,设置于所述炉体上并与所述炉体形成冷却水进口和冷却水出口;控制系统,所述控制系统与所述内气体循环装置、所述外循环气体增压装置、所述加热装置和所述检测工装电连接。所述加热装置的数量为9块,其中,3块所述加热装置设置于所述顶盖上,3块所述加热装置设置于所述侧壁上,3块所述加热装置设置于所述底座上。所述内气体循环装置为搅拌桨,所述搅拌桨上设置有电机,且所述搅拌桨沿顺时针旋转。所述炉体上设置有安全阀口、接近开关、门联锁联动装置和自动烟气排除装置。所述检测工装包括9组温度检测装置、1组物料粘度检测装置和2组流量检测装置,9组所述温度检测装置分布于所述炉体上,所述物料粘度检测装置设置于所述样品炉内,2组所述流量监测装置分别设置于所述气体进口和所述气体出口处。6组所述温度检测装置设置于所述炉体外壁上,1组所述温度检测装置设置于所述炉体内壁上,1组所述温度检测装置设置于所述安全阀口处,1组所述温度检测装置备用。所述控制系统包括实时控制模块,功率调节模块,流量控制模块和软件控制模块,且所述软件控制模块与所述实时控制模块、所述功率调节模块和流量控制模块电连接。设置于所述气体进口和所述气体出口中的所述外循环气体增压装置上设置有外循环泵和逆止阀。所述气体进口和所述气体出口在所述炉体上的位置处于同一水平线上。
所述绝热加速量热仪检测反应物安全性参数的方法包括如下步骤:
A、选择样品炉,称重并记录数据;
B、在样品炉中放入待测量反应物,称重并记录数据;
C、将装有待测量反应物的样品炉放入绝热加速量热仪中,检测装置气密性;
D、设定参数,根据待测量反应物的性能,在所述控制系统中设置好起始温度、终止温度、斜率敏感度、升温速度和等待时间的参数;
E、检测开始,启动绝热加速量热仪,并通过控制系统对绝热加速量热仪进行检测并控制绝热加速量热仪内部达到平衡状态,即使绝热加速量热仪内部各点的温度、压力均一且稳定;
F、反应调节,对样品的升温速率和绝热加速量热仪的升温速率进行比较,调整每一所述加热装置的加热功率,维持绝热加速量热仪的温度与样品温度一致,通过系统判断样品进入吸热或放热阶段,进行检测;
G、记录数据,在平衡状态下,通过控制系统记录时间、温度、温升速率、压力及压力速率的具体数值;
H、数据分析,所述软件控制模块对所述检测工装所得到的数据进行分析,并绘制图表;
I、结束测量,保存所记录数据和图表,通过所述冷却装置冷却绝热加速量热仪,取出所述反应篮筐和所述样品炉,清洗,静置,以便再次测量;所述实时控制模块能够单独控制每一所述加热装置对绝热加速量热仪进行实时热量补偿。
所述修正模块还包括测定杂质对自反应物质热稳定性的影响,测定方法包括以下步骤:
(1)采用差示扫描量热法分别对被测反应物、杂质与被测反应物的混合物进行高温热稳定性测试,若被测反应物和杂质与被测反应物混合物的最大放热温度的差值或起始放热温度的差值≥6℃,则说明杂质对被测反应物的热稳定性有影响,该杂质与被测反应物热不相容;若<6℃,说明该杂质对被测反应物的热稳定性有影响,但不能确定是否相容,需进行步骤(2)测试;
(2)采用真空安定法分别对被测反应物和杂质与被测反应物的混合物进行真空安定性测试,以杂质与被测反应物混合物相对于被测反应物和杂质净增加的气体量△V作为判定依据,若△V≥0.6mL,说明杂质对被测固体类自反应物质的热稳定性有影响,该杂质与被测反应物热不相容;若△V<0.6mL,说明该杂质对被测反应物的热稳定性有影响,但不能确定是否相容,需进行步骤(3)测试;
(3)采用自加速分解温度(SADT)测试法分别对被测反应物、杂质与被测固体类自反应物质的混合物进行SADT测试,当被测反应物的SADT≤75℃时,被测反应物和杂质与被测反应物混合物的SADT的差值△SADT≥10℃,说明杂质对被测反应物的热稳定性有影响,两种物质不相容,反之则说明杂质对被测反应物热稳定性的影响不明显,两种物质能相容;当被测固体类自反应物质的SADT>75℃时,若杂质与被测反应物混合物的SADT≤75℃,则说明杂质对被测反应物的热稳定性有影响,两种物质不相容,反之,则说明杂质对被测含反应物的热稳定性影响不明显,两种物质相容。所述差示扫描量热法的测试方法参见ASTME537-12《差示扫描量热仪评价化学品中热稳定性的标准测试方法》。所述真空安定法的测试方法参见GJB5891.16-2006《火工药剂相容性试验压力传感器法》。所述自加速分解温度(SADT)法的测试方法参见联合国《关于危险货物运输的建议书——试验与标准手册》推荐的绝热储存试验。
进一步,在本市实例中,所述监控模块包括实时监测单元以及视频监控单元,所述的视频监控单元,对化工过程进行全程视频监控,获取管辖内的生产与安全数据,包括对装卸作业过程、生产作业场所的安全监控;监控画面通过计算机呈现;所述的实时监测单元,监测生产作业场所产生的参数变化及其相应的测试系统;所述实时监测单元包括数据采集系统,所述数据采集系统包括温度传感器、浓度传感器、流量计及压力表;将温度传感器、浓度传感器、流量计及压力表采集到的数据集中到监控主机的数据处理系统进行运算及异常判断,即判断参数的变化趋势是否超出设定的阈值范围,当参数值都处于各自阈值范围内时表明处于安全状态;接近阈值范围内边界则发出安全预警,超出阈值范围则发出安全报警。
进一步,在本实施例中,所述远程传递与控制模块包括设置在监控主机上的信息传递单元,所述信息传递单元与用户手机App终端控制单元连接。
其中,在本实施例中,所述报警预警模块包括电话语音报警装置、打印报警装置和短信、微信群发报警装置。
其中,在本实施例中,所述应急处理模块包括温度控制系统、压力控制系统、泄放收集处理系统。
由于采用了一种化工过程安全监控系统,包括测量模块、修正模块、监控模块、安全管理模块、报警预警模块、远程传递与控制模块以及应急处理模块;所述测量模块用于测量被监控反应物的热失控温度曲线、压力曲线以及温升速率;所述修正模块用于修正测量模块所测量的数据,并且所述修正模块还包括测定杂质对反应物热稳定性的影响;所述监控模块包括实时监测单元以及视频监控单元;所述化工过程安全监控系统还包括监控主机,所述监控主机连接上述子系统,在子系统中设置有控制器,所述的控制器连接数据传输单元,所述的数据传输单元通过接口连接监控主机。所述远程传递与控制模块包括设置在监控主机上的信息传递单元,所述信息传递单元与用户手机App终端控制单元连接。所述报警预警模块包括电话语音报警装置、打印报警装置和短信、微信群发报警装置。所述应急处理模块包括温度控制系统、压力控制系统、泄放收集处理系统。
化工生产过程中的热危险性主要在源于温度和压力的危险性,测量模块能够精确测量得到如下数据:时间-温度-压力、温升速率-时间、温升速率-温度、压力-温度、升压速率-温度和温升速率-升压速率曲线等,为控制主机提供了可靠的判定标准。
并且,采用修正模块用于修正测量模块所测量的数据,并且所述修正模块还包括测定杂质对反应物热稳定性的影响,进一步的接近反应现场环境,为控制主机的判定提供可靠保障。
再次,所述远程传递与控制模块包括设置在监控主机上的信息传递单元,所述信息传递单元与用户手机App终端控制单元连接。所述报警预警模块包括电话语音报警装置、打印报警装置和短信、微信群发报警装置。所述应急处理模块包括温度控制系统、压力控制系统、泄放收集处理系统。实现了远程移动终端的及时有效的应急处理,由于现场设置有温度控制系统、压力控制系统、泄放收集处理系统,可以及时作出应急处理,进一步确保生产安全。另外,多方位的报警系统进一步保障了生产人员的安全,并可以多重保障以记录安全事件。
解决了现有技术中化工过程中安全预判、安全监控以及应急处理的技术问题,实现了化工过程安全监控的有效预判、智能监控、高效多方位报警、应急降温降压的技术效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,本领域技术人员知悉,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外,在本发明的教导下,可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此,本发明不受此处所公开的具体实施例的限制,所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种化工过程安全监控系统,用于对固体类反应物的反应过程监控,其特征在于,包括:测量模块、修正模块、应急处理模块、监控主机;
所述测量模块,用于测量获取被监控的反应物的热失控温度曲线、压力曲线以及温升速率;
所述修正模块,用于测定杂质对所述反应物热稳定性的影响,并修正所述测量模块所测量的数据;
所述应急处理模块包括温度控制子系统、压力控制子系统、泄放收集处理子系统;
所述监控主机,用于根据所述测量模块、修正模块获得所述反应物的反应过程数据,并根据所述反应过程数据控制所述测量模块、温度控制子系统、压力控制子系统、泄放收集处理子系统的工作。
2.根据权利要求1所述的一种化工过程安全监控系统,其特征在于,所述测量模块包括绝热加速量热仪;
所述绝热加速量热仪包括:
封闭炉体;
加热装置,用于对所述封闭炉体内待测量反应物进行加热,多个所述加热装置均匀分布于所述封闭炉体的内壁上,
反应篮筐,用于使待测量反应物发生反应,所述反应篮筐设置于所述封闭炉体内部、下侧;
样品炉,用于放置待测量反应物,所述样品炉悬置于所述反应篮筐内部;
内气体循环装置,用于驱动所述封闭炉体内部空间的气体循环,所述内气体循环装置设置于所述封闭炉体内部、所述反应篮筐上方;
外循环气体增压装置,所述外循环气体增压装置与所述封闭炉体连通并形成气体进口和气体出口;
检测工装,用于检测所述样品炉的温度和压力数据;
冷却装置,通过冷却水的流通对所述封闭炉体进行冷却,所述冷却装置设于所述封闭炉体上并与所述封闭炉体形成冷却水进口和冷却水出口;
控制子系统,自动或响应所述控制主机的命令控制所述内气体循环装置、外循环气体增压装置、加热装置、检测工装的工作。
3.根据权利要求1所述的一种化工过程安全监控系统,其特征在于,所述修正模块用于根据所述测量模块的检测数据判断杂质对所述反应物热稳定性的影响,并基于杂质对所述反应物热稳定性的影响的判断对所述测量模块的检测数据进行修正后传输至所述监控主机;
所述修正模块判断杂质对所述反应物热稳定性的影响具体包括:
所述修正模块根据差示扫描量热法自所述检测模块分别获取被测反应物、杂质与被测反应物的混合物两者的最大放热温度的差值和起始放热温度的差值,
若所述两者的最大放热温度的差值或起始放热温度的差值大于或等于6℃,则所述修正模块判断所述杂质对所述反应物的热稳定性有影响,且该杂质与被测反应物不相容,
若所述两者的最大放热温度的差值和起始放热温度的差值小于6℃,则所述修正模块判断所述杂质对被测反应物的热稳定性有影响,并根据真空安定法自所述检测模块获取以所述杂质与所述反应物混合物相对于所述反应物和杂质净增加的气体量△V,
若△V≥0.6mL,则所述修正模块判断所述杂质对所述反应物的热稳定性有影响,且该杂质与所述反应物不相容,
若△V<0.6mL,则所述修正模块进一步根据自所述测试模块获取所述反应物、杂质与反应物的混合物两者的自加速分解温度,
当所述反应物的自加速分解温度≤75℃时,
若所述反应物、杂质与反应物的混合物两者的自加速分解温度差值≥10℃,则所述修正模块判断该杂质与所述反应物不相容,
若所述反应物、杂质与反应物的混合物两者的自加速分解温度差值<10℃,则所述修正模块判断该杂质与所述反应物相容;
当所述反应物的自加速分解温度>75℃时,
若所述反应物、杂质与反应物的混合物两者的自加速分解温度差值≤75℃,则所述修正模块判断该杂质与所述反应物不相容,
若所述反应物、杂质与反应物的混合物两者的自加速分解温度差值>75℃,则所述修正模块判断该杂质与所述反应物相容。
4.根据权利要求1所述的一种化工过程安全监控系统,其特征在于,还包括监控模块,所述监控模块进一步包括视频监控单元和实时监测单元;
所述视频监控单元用于对化工过程进行全程视频监控,获取包括装卸作业过程、生产作业过程的生产安全视频数据;
所述实时监测单元用于监测生产作业过程中环境的参数变化;
所述控制主机还用于在监测到自所述实时监测单元获取的参数出现异常时控制应急处理模块工作。
5.根据权利要求4所述的一种化工过程安全监控系统,其特征在于,所述实时监测单元包括温度传感器、浓度传感器、流量计、压力表;
所述控制主机实时对温度传感器、浓度传感器、流量计及压力表采集到的环境数据集中处理并进行异常判断和处理,
所述控制主机在任一所述环境数据未超出阈值范围但已进入预警范围内时发出安全预警,
所述控制主机在任一所述环境数据超出阈值范围时判断为系统异常,发出安全报警。
6.根据权利要求5所述的一种化工过程安全监控系统,其特征在于,还包括报警预警模块;所述报警预警模块响应所述控制主机发出的安全预警或安全报警而启动。
7.根据权利要求6所述的一种化工过程安全监控系统,其特征在于,所述报警预警模块包括电话语音报警装置、打印报警装置、短信报警装置、微信群发报警装置、声光报警器、蜂鸣器中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的一种化工过程安全监控系统,其特征在于,还包括远程传递与控制模块和远程终端;
所述远程传递与控制模块与所述监控主机相连,所述监控主机通过所述远程传递与控制模块向远程终端发送包括反应过程数据在内的信息,所述远程终端根据外部输入或自所述监控主机获得的信息向所述监控主机反馈工作控制命令。
9.根据权利要求1所述的一种化工过程安全监控系统,其特征在于,所述测量模块用于测量并获得所述反应物在化工反应过程中的时间-温度-压力曲线、和/或温升速率-时间曲线、和/或温升速率-温度曲线、和/或压力-温度曲线、和/或升压速率-温度曲线、和/或温升速率-升压速率曲线。
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