CN113128046A - 一种精细化工反应安全风险评估方法 - Google Patents

一种精细化工反应安全风险评估方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113128046A
CN113128046A CN202110410618.5A CN202110410618A CN113128046A CN 113128046 A CN113128046 A CN 113128046A CN 202110410618 A CN202110410618 A CN 202110410618A CN 113128046 A CN113128046 A CN 113128046A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reaction
chemical
value
production
risk
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110410618.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113128046B (zh
Inventor
耿来红
王涛
许青梅
赵永生
冯维真
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gansu Chemical Industry Research Institute Co ltd
Original Assignee
Gansu Chemical Industry Research Institute Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gansu Chemical Industry Research Institute Co ltd filed Critical Gansu Chemical Industry Research Institute Co ltd
Priority to CN202110410618.5A priority Critical patent/CN113128046B/zh
Publication of CN113128046A publication Critical patent/CN113128046A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113128046B publication Critical patent/CN113128046B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16C—COMPUTATIONAL CHEMISTRY; CHEMOINFORMATICS; COMPUTATIONAL MATERIALS SCIENCE
    • G16C20/00—Chemoinformatics, i.e. ICT specially adapted for the handling of physicochemical or structural data of chemical particles, elements, compounds or mixtures
    • G16C20/10—Analysis or design of chemical reactions, syntheses or processes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
    • G06F2111/10—Numerical modelling
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/08—Thermal analysis or thermal optimisation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/30—Computing systems specially adapted for manufacturing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

本发明提供一种精细化工反应安全风险评估方法，涉及化工风险评估领域。该一种精细化工反应安全风险评估方法，包括确定化工工艺路线，制备获得目标产物所需要的原料种类数量X，过程中需要进行反应的次数Y，获取每次反应的工艺温度TP、绝热温升速率ΔT、绝热下可达到最大温度Tmax，反应釜的容积L，物料在反应釜中的空间占比Z，物料的质量M，反应釜的耐压值Pmax，获得化工生产过程中出现紧急情况的反应时间t反，以及紧急情况频率a，即平均进行一次生产，产生a次的紧急情况，并进行计算分析评估。通过化工工艺路线、原料、工厂设备和工厂应急处理措施时间，综合评判，化工生产中风险的大小。

Description

一种精细化工反应安全风险评估方法
技术领域
本发明涉及化工风险评估技术领域，具体为一种精细化工反应安全风险评估方法。
背景技术
化学工业是多品种的基础工业，为了适应化工生产的多种需要，化工设备的种类很多，设备的操作条件也比较复杂。按操作压力来说，有真空、常压、低压、中压、高压和超高压：按操作温度来说，有低温常温、中温和高温；处理的介质大多数有腐蚀性，或为易燃、易爆、有毒剧毒等。有时对于某种具体设备来说，既有温度、压力要求，又有耐腐蚀要求，而且这些要求有时还互相制约，有时某些条件又经常变化。
现有的化工生产中，设备、原料以及工艺路线等原因，其生产中潜在的风险也不一样。故需要进行化工生产进行风险评估。在一份指导意见中《安监总管三〔2017〕1号安监总管三〔2017〕1号》中的附件《精细化工反应安全风险评估导则（试行）》中详细介绍怎样进行风险评估。但是在该文件中，仅对化工原料和反应中的状态进行评估，没有进一步对化工的工艺路线、工厂设备，以及工厂紧急情况处理措施纳入风险评估中。工艺路线、工厂设备，以及工厂紧急情况处理措施同样是化安全工生产中的重要指标。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种精细化工反应安全风险评估方法，解决了现有化工风险评估不全面的问题。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种精细化工反应安全风险评估方法，包括以下内容：
1、获得参数
1-1、确定化工工艺路线，制备获得目标产物所需要的原料种类数量X，过程中需要进行反应的次数Y，化工工艺为3种原料经过两步反应获得目标产物，则X=3，Y=2；
1-2、为获得目标产物，需要进行多次的反应，反应的次数为Y，每次反应的环境均不一样，需要对每一次进行评估，并以危险性最高的一项作为评估的标准，获取每次反应的工艺温度TP、绝热温升速率ΔT、绝热下可达到最大温度Tmax，反应釜的容积L，物料在反应釜中的空间占比Z，即物料的体积除以，物料的质量M，反应釜的耐压值Pmax；
1-3、获得化工生产过程中出现紧急情况的反应时间t反，极为发生紧急情况后到处理解决的时间，以及紧急情况频率a，即平均进行一次生产，产生a次的紧急情况；
2、计算
2-1、根据化工工艺路线从如下矩阵获取风险值D工：
Figure 930538DEST_PATH_IMAGE001
；
2-2、计算绝热下反应釜中的压强：
Figure 873086DEST_PATH_IMAGE002
，以及增压速度
Figure 747239DEST_PATH_IMAGE003
，n为系数，其数值可由反应的类型给定，根据如下矩阵获取反应的风险值D反：
Figure 167856DEST_PATH_IMAGE004
；
2-3、计算绝热下，反应釜可能发生事故的时间，
Figure 640426DEST_PATH_IMAGE005
，并根据如下矩阵获取工厂措施风险值D措：
Figure 691558DEST_PATH_IMAGE006
；
3、分析
计算风险的平均值，并对的数值大小进行分析：
≤1.8，则处于安全生产；
1.8＜≤2.5，处于中度危险生产；
2.5＜≤3，处于重度危险生产；
＞3，处于极度危险生产。
优选的，所述化工工艺中，获取所用每一种原料燃烧危险性和活性反应危害，根据现有化学物料危险性分级，燃烧危险性和活性反应危害的分级为0～4共五级，将物料的燃烧危险性和活性反应危害级别相加，并取最大值并除以15，附加于中，再进行分析。
优选的，所述化工工艺中，反应釜中反应的质量以200Kg为基础，每增加50Kg，增加0.05，即
Figure 616789DEST_PATH_IMAGE007
。优选的，所述P/Pmax≥1或者t反/t≥1，无需进行判断，则直接判定该工艺处于极度危险生产。
优选的，所述n的数值由反应腔室中混合气体的物质的量（mol）为摩尔气体常数（R）决定，实际的生产中，结合工艺类型，给定任意一个数值，该值由经验给定。
（一）有益效果
本发明提供了一种精细化工反应安全风险评估方法。具备以下有益效果：
1、本发明，从化工工艺路线、原料本身、工厂的生产设备和工厂应急处理措施方面上，对化工生产进行全面的评估。
2、本发明，可全面进行评估，并且评估方式简单，易于进行化工风险的评估。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
本发明实施例提供一种精细化工反应安全风险评估方法，包括以下内容：
1、获得参数
1-1、确定化工工艺路线，制备获得目标产物所需要的原料种类数量X，过程中需要进行反应的次数Y，化工工艺为3种原料经过两步反应获得目标产物，则X=3，Y=2，化工工艺采用的原料种类和反应的次数越多，相对的生产中潜在的风险越大，该项极为对化工工艺路线本身进行风险的评估；
1-2、为获得目标产物，需要进行多次的反应，反应的次数为Y，每次反应的环境均不一样，需要对每一次进行评估，并以危险性最高的一项作为评估的标准，获取每次反应的工艺温度TP、绝热温升速率ΔT、绝热下可达到最大温度Tmax，反应釜的容积L，物料在反应釜中的空间占比Z，即物料的体积除以，物料的质量M，反应釜的耐压值Pmax，该项是对化工工艺反应要求以及配合生产的设备进行风险的评估；
1-3、获得化工生产过程中出现紧急情况的反应时间t反，极为发生紧急情况后到处理解决的时间，以及紧急情况频率a，即平均进行一次生产，产生a次的紧急情况，该项是对工厂整体生产的设备以及应急措施进行的风险评估；
2、计算
2-1、根据化工工艺路线从如下矩阵获取风险值D工：
Figure 841097DEST_PATH_IMAGE008
；
以X=3，Y=2为例，则查询得知D工=1；
2-2、计算绝热下反应釜中的压强：
Figure 840277DEST_PATH_IMAGE009
，以及增压速度
Figure 124628DEST_PATH_IMAGE010
，n为系数，其数值可由反应的类型给定，n的数值由反应腔室中混合气体的物质的量（mol）为摩尔气体常数（R）决定，实际的生产中，结合工艺类型，给定任意一个数值，该值由经验给定，P和ΔP均为理论公式得出，可由给定n进行修正，根据如下矩阵获取反应的风险值D反：
Figure 537154DEST_PATH_IMAGE011
；
在进行两次的反应中，若P1=0.7，ΔP1=3，则D反1=2.5，若P2=0.81，ΔP2=5，则D反2=3，则取风险值高的D反2=3为评估值；
2-3、计算绝热下，反应釜可能发生事故的时间，
Figure 502836DEST_PATH_IMAGE013
，在理论计算下，反应釜达到温度最高，压强最大的时间，并根据如下矩阵获取工厂措施风险值D措：
Figure DEST_PATH_IMAGE015
；
取t反=0.6，a=4，则D措=2；
3、分析
计算风险的平均值，并对的数值大小进行分析：
≤1.8，则处于安全生产；
1.8＜≤2.5，处于中度危险生产；
2.5＜≤3，处于重度危险生产；
＞3，处于极度危险生产。
化工工艺中，获取所用每一种原料燃烧危险性和活性反应危害，根据现有化学物料危险性分级，燃烧危险性和活性反应危害的分级为0～4共五级，将物料的燃烧危险性和活性反应危害级别相加，并取最大值并除以15，附加于中，再进行分析，若原料中存在A和B中原料，A原料的燃烧危险性和活性反应危害等级分别是2和3，经计算，附加于的值为0.34，此处采用进一法，B原料的燃烧危险性和活性反应危害等级分别是2和2，经计算，附加于的值为0.27，则选取风险高的作为评估。
化工工艺中，反应釜中反应的质量以200Kg为基础，每增加50Kg，增加0.05，即
Figure DEST_PATH_IMAGE017
，反应釜中反应的质量，发生事故，造成的破坏程度也有关，若反应釜中的反应的混合质量为345Kg，经计算，风险值为0.15，多次反应中，取风险值高的作为评估。
P/Pmax≥1或者t反/t≥1，无需进行判断，则直接判定该工艺处于极度危险生产。
上述给定的数值，仅用于解释参考，可以在实际化工生产中，进行针对性设定。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种精细化工反应安全风险评估方法，其特征在于，包括以下内容：
1、获得参数
1-1、确定化工工艺路线，制备获得目标产物所需要的原料种类数量X，过程中需要进行反应的次数Y；
1-2、获取每次反应的工艺温度TP、绝热温升速率ΔT、绝热下可达到最大温度Tmax，反应釜的容积L，物料在反应釜中的空间占比Z，物料的质量M，反应釜的耐压值Pmax；
1-3、获得化工生产过程中出现紧急情况的反应时间t反，以及紧急情况频率a，即平均进行一次生产，产生a次的紧急情况；
2、计算
2-1、根据化工工艺路线从如下矩阵获取风险值D工：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
；
2-2、计算绝热下反应釜中的压强
Figure DEST_PATH_IMAGE004
：，以及增压速度
Figure DEST_PATH_IMAGE006
，n为系数，其数值可由反应的类型给定，根据如下矩阵获取反应的风险值D反：
Figure DEST_PATH_IMAGE008
；
2-3、计算绝热下，反应釜可能发生事故的时间，
Figure DEST_PATH_IMAGE010
，并根据如下矩阵获取工厂措施风险值D措：
Figure DEST_PATH_IMAGE012
；
3、分析
计算风险的平均值，并对的数值大小进行分析：
≤1.8，则处于安全生产；
1.8＜≤2.5，处于中度危险生产；
2.5＜≤3，处于重度危险生产；
＞3，处于极度危险生产。
2.根据权利要求1所述的一种精细化工反应安全风险评估方法，其特征在于：所述化工工艺中，获取所用每一种原料燃烧危险性和活性反应危害，根据现有化学物料危险性分级，将物料的燃烧危险性和活性反应危害级别相加，并取最大值并除以15，附加于中，再进行分析。
3.根据权利要求1所述的一种精细化工反应安全风险评估方法，其特征在于：所述化工工艺中，反应釜中反应的质量以200Kg为基础，每增加50Kg，增加0.05，即
Figure DEST_PATH_IMAGE014
。
4.根据权利要求1所述的一种精细化工反应安全风险评估方法，其特征在于：所述P/Pmax≥1或者t反/t≥1，无需进行判断，则直接判定该工艺处于极度危险生产。
5.根据权利要求1所述的一种精细化工反应安全风险评估方法，其特征在于：所述n的数值由反应腔室中混合气体的物质的量（mol）为摩尔气体常数（R）决定，实际的生产中，结合工艺类型，给定任意一个数值。
CN202110410618.5A 2021-04-16 2021-04-16 一种精细化工反应安全风险评估方法 Active CN113128046B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110410618.5A CN113128046B (zh) 2021-04-16 2021-04-16 一种精细化工反应安全风险评估方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110410618.5A CN113128046B (zh) 2021-04-16 2021-04-16 一种精细化工反应安全风险评估方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113128046A true CN113128046A (zh) 2021-07-16
CN113128046B CN113128046B (zh) 2022-09-09

Family

ID=76777182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110410618.5A Active CN113128046B (zh) 2021-04-16 2021-04-16 一种精细化工反应安全风险评估方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113128046B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117314167A (zh) * 2023-10-17 2023-12-29 山东润博安全科技有限公司 一种管式反应器中连续流气相反应安全风险评估方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102701995A (zh) * 2011-12-20 2012-10-03 山东凯盛新材料股份有限公司 对苯二胺的制备方法
CN109949874A (zh) * 2019-04-16 2019-06-28 南京工业大学 一种精细化工生产过程安全评估的危险度分级方法
CN209400915U (zh) * 2019-03-13 2019-09-17 甘肃省化工研究院有限责任公司 一种精细化工反应安全评价系统
CN111242504A (zh) * 2020-01-23 2020-06-05 南京工业大学 基于多米诺效应的煤气化装置风险概率的计算方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102701995A (zh) * 2011-12-20 2012-10-03 山东凯盛新材料股份有限公司 对苯二胺的制备方法
CN209400915U (zh) * 2019-03-13 2019-09-17 甘肃省化工研究院有限责任公司 一种精细化工反应安全评价系统
CN109949874A (zh) * 2019-04-16 2019-06-28 南京工业大学 一种精细化工生产过程安全评估的危险度分级方法
CN111242504A (zh) * 2020-01-23 2020-06-05 南京工业大学 基于多米诺效应的煤气化装置风险概率的计算方法

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HAOYU ZHAI等: "Research on thermal risk and decomposition behavior of methyl nitrite", 《CHINESE JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING》 *
孙志军等: "化工工艺安全评价与控制", 《山东化工》 *
张鹏: "精益安全理念准则下的精细化工企业风险管理研究", 《当代化工研究》 *
李燕等: "基于化工工艺风险性的评估", 《化工管理》 *
许青梅: "精细化工生产过程的若干安全系统工程技术问题探讨", 《冶金管理》 *
陈飞: "精细化工反应工艺HAZOP分析风险漏洞与预测", 《当代化工研究》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117314167A (zh) * 2023-10-17 2023-12-29 山东润博安全科技有限公司 一种管式反应器中连续流气相反应安全风险评估方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113128046B (zh) 2022-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110414868B (zh) 一种评估化工工艺过程热失控危险度的方法
KR101010865B1 (ko) 폴리부타디엔 제조용 촉매 시스템 및 폴리부타디엔의제조방법
CN101135617B (zh) 一种钒氮合金消解方法
CN113128046A (zh) 一种精细化工反应安全风险评估方法
Ashmore et al. Reactions in the system hydrogen, chlorine, nitric oxide and nitrosyl chloride. Part 1.—The reaction between hydrogen and chlorine in the presence of nitric oxide and nitrosyl chloride
Ray et al. Kinetics study of the Cl (2P)+ Cl2O. fwdarw. Cl2+ ClO reaction at 298 K
CN104297435B (zh) 一种合成气制乙二醇的工业生产在线检测系统
CN115892828B (zh) 一种用于化工生产用存储装置的存储监管系统
CN105628859A (zh) 检测氮化硼纯度的方法
CN112033998B (zh) 一种基于绝热加速量热法的火炸药物料热稳定性分级方法
Takacs et al. Room-temperature rate constant for the hydroperoxo+ hydroperoxo reaction at low pressures
US3350173A (en) Carbon black production
CN105868565B (zh) 一种燃料稀燃极限理论计算方法
US4237092A (en) Method and apparatus for producing carbon black
CN110470654A (zh) 一种用ICP-OES法测定Cr12MoV材料中多元素含量的方法
Yang et al. A new method for assessing the thermal hazard of reactive substances
CN105891133A (zh) 测定乳制品中磷含量的方法
CN106596520A (zh) 一种icp‑aes检测元素的方法及其应用
Verkouteren et al. Factorial design techniques applied to optimization of AMS graphite target preparation
Ricart et al. Direct thermal splitting of ZnO followed by a quench. Experimental measurement of mass balances
Bly et al. Production of electronically excited atoms. H+ Br2→ HBr+ Hb (*), H+ HBr→ H2+ Br
CN112033997B (zh) 一种基于差示扫描量热法的火炸药热稳定性分级方法
Sim et al. Gas absorption with autocatalytic reaction
CN218822800U (zh) 一种高温气体标准源辐射系统
EP0845453A2 (en) Safety system

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: A safety risk assessment method for fine chemical reactions

Granted publication date: 20220909

Pledgee: Industrial Bank Co.,Ltd. Lanzhou Branch

Pledgor: GANSU CHEMICAL INDUSTRY RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd.

Registration number: Y2024980014855