硝基苯精馏再沸器工艺安全性研究

论文摘要

硝基苯属于精细化工产品,其生产装置与大型石油炼制装置相比而言,无论规模还是生产能力均较小,国内对硝基苯生产工艺安全的研究也较少。随着硝基苯装置的不断增加,某些易燃、易爆、易致毒的危险化学品生产和使用量大幅增加。由于认识上的不足,从而导致硝基苯生产过程中的再沸器装置安全事故频发。这些事故伤亡惨重,损失巨大,为了减少或避免硝基苯精馏再沸器安全事故的发生,需要对硝基苯精馏工艺中的主要危险因素及其危险特性进行系统的研究。根据国内外有关硝基苯生产装置爆炸事故的研究成果,从安全本质出发,基于热化学反应过程中的放热速率、放热量、初始放热温度、反应活化能与反应级数、传热系数等特征,分析再沸器中危险介质的热动力学数据,确定其工艺安全性。同时,利用同步热分析仪、C80微量热仪、快速筛选量热仪等分析仪器,对硝基苯精馏工艺中的危险组分硝基苯、二硝基苯及再沸器中的焦化物（以2,4-二硝基酚钠为代表）等开展实验工作。对危险介质自分解反应过程的热力学行为和动力学性质进行测试分析研究,得到反应失控的产生条件、失控模式及其临界判据。研究工作中,结合热分析实验数据,利用BAM撞击感度仪对2,4-二硝基酚钠进行撞击感度实验,分析撞击能对硝基苯精馏再沸器中危险物料热安全性的影响情况。课题的创新点是从分析危险物质的热稳定特性出发,进而研究工艺装置的本质安全属性;研究成果可以放大应用到实际生产规模,不仅对提高硝基苯精馏工艺的安全性具有重要的实用价值,而且可以利用这些基本参数,进行科学决策、确定更加严密的工艺路线、制定科学合理的安全防范措施,对于实现生产过程的本质安全化具有重要的意义。同时,这项工作的开展对于提高其他具有爆炸的危险化学品生产工艺的安全性具有相当的借鉴意义,从源头上提高生产过程的本质安全性提供重要的参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 绪论
• 1.1 硝基苯装置工艺简介
• 1.1.1 反应原理
• 1.1.2 工艺流程
• 1.2 主要危险介质分析
• 1.2.1 危险物质特性
• 1.2.2 硝基酚及其钠盐的产生
• 1.3 硝基苯精馏工艺安全研究进展
• 1.3.1 精馏系统安全分析
• 1.3.2 爆炸事故主要诱发因素分析
• 1.4 热危险性分析理论基础
• 1.4.1 热分析动力学
• 1.4.2 热分析基本特征
• 1.4.3 热危险性分析法
• 1.5 本课题研究思路、研究内容和意义
• 1.5.1 研究意义
• 1.5.2 研究思路和研究内容
• 第二章 硝基苯精馏装置事故树分析研究
• 2.1 事故树分析法简介
• 2.2 事故树的建立
• 2.3 定性分析
• 2.3.1 最小割集
• 2.3.2 最小径集
• 2.3.3 结构重要度
• 2.4 定量分析
• 2.4.1 事故树顶上事件发生概率
• 2.4.2 概率重要度分析
• 2.4.3 临界重要度分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 硝基苯精馏再沸器中危险介质热稳定性研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验仪器
• 3.1.2 实验试样
• 3.2 硝基苯的热危险性研究
• 3.2.1 硝基苯的实验测试结果
• 3.2.2 硝基苯热稳定性分析
• 3.3 间二硝基苯的热危险研究
• 3.3.1 间二硝基苯的实验测试结果
• 3.3.2 间二硝基苯热稳定性分析
• 3.4 2,4-二硝基酚钠的热危险性研究
• 3.4.1 2,4-二硝基酚钠的实验测试结果
• 3.4.2 2,4-二硝基酚钠热稳定性分析
• 3.5 二硝基酚钠与硝基苯的复配物热危险性研究
• 3.5.1 复配溶液的影响因素
• 3.5.2 复配溶液的实验测试
• 3.5.3 复配溶液热稳定性分析
• 3.6 撞击对危险介质的影响研究
• 3.7 本章小结
• 第四章 硝基苯精馏再沸器工艺危险性分析
• 4.1 主要危险介质的确定
• 4.2 硝基苯精馏再沸器爆炸机理
• 4.2.1 硝基苯生产中危险介质爆炸分析
• 4.2.2 硝基苯精馏再沸器装置爆炸机理分析
• 4.3 硝基苯精馏工艺中安全预防措施
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
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