化工工藝的熱安全--風險評估與工藝設計(原書第二版)
本書分為4部分18章。第1部分總括性地介紹了熱風險評估的理論、方法及實驗等,其中,第1章介紹了與化學反應工業(yè)實踐緊密相關的風險,第2章介紹了理解失控反應所需的基礎理論、化學反應熱力學及動力學,第3章介紹了熱風險的一種系統(tǒng)評估程序,第4章介紹了安全實驗室通常采用的量熱方法,第5章從熱效應及壓力效應方面對能量評估問題進行討論。第2部分介紹了目標反應以及工業(yè)規(guī)模情況下使反應受控的技術,其中,第6章介紹了反應器動態(tài)穩(wěn)定性及其常用的評估判據(jù),第7章圍繞間歇反應器的安全問題(尤其是溫度控制方法)進行了討論,第8章分析了半間歇反應器不同的溫度控制策略以及降低未轉化反應物累積的加料控制方法,第9章涉及采用連續(xù)反應器(包括管式反應器及連續(xù)攪拌釜式反應器)控制放熱化學反應的問題。第3部分涉及二次反應的內涵描述及避免引發(fā)的控制技術等,其中,第10章涉及二次反應的總體情況概述、引發(fā)可能性評估及安全溫度的確定方法,第11章討論了自催化反應的特點、控制技術等,第12章涉及熱傳遞能力減弱時的熱累積問題,第13章專門討論了物理性單元操作熱風險的測試程序以及如何從安全角度對結果進行解釋。第4部分圍繞工藝熱安全技術展開,其中,第14章著重對熱交換問題以及總傳熱系數(shù)進行了討論,第15章專門討論了失控反應的控制評估、風險降低措施的設計等內容,第16章論述了包括兩相流在內的緊急泄放系統(tǒng)的尺寸設計,第17章討論了其可靠性評估問題,第18章介紹了一些關于集成工藝開發(fā)的思路。本書末尾給出了習題解答與案例分析。
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《化工過程安全》2016年度中國石油和化學工業(yè)出版物一等獎
目錄
譯者序
前言
致謝
第1部分 工藝熱安全的一般問題
1 精細化工工藝風險分析概述 3
1.1 化學工業(yè)與安全 3
1.2 風險分析的步驟 8
1.3 安全數(shù)據(jù) 16
1.4 危險性的系統(tǒng)辨識 21
1.5 風險分析的實踐 28
1.6 習題 30
參考文獻 31
2 工藝熱風險的基礎知識 33
2.1 潛熱 35
2.2 溫度對反應速率的影響 38
2.3 熱平衡 40
2.4 失控反應 47
2.5 習題 54
參考文獻 55
3 熱風險評估 57
3.1 工藝熱安全 57
3.2 熱風險評估準則 59
3.3 化工工藝的危險度 66
3.4 評估程序 74
3.5 習題 78
參考文獻 79
4 測試技術 80
4.1 量熱法的測量原理 81
4.2 安全實驗室所用的儀器 84
4.3 微量熱儀 88
4.4 反應量熱儀 97
4.5 絕熱量熱儀 104
4.6 習題 112
參考文獻 115
5 能量評估 121
5.1 熱能 122
5.2 壓力效應 126
5.3 能量的實驗獲取 129
5.4 習題 136
參考文獻 138
第2部分 放熱化學反應的控制
6 反應器安全的一般知識 143
6.1 反應器的動態(tài)穩(wěn)定性 144
6.2 冷卻失效后反應器的安全性 150
6.3 反應系統(tǒng)示例 152
參考文獻 155
7 間歇反應器 157
7.1 間歇反應器的反應工程基礎 158
7.2 等溫反應 160
7.3 絕熱反應 163
7.4 多變反應 164
7.5 恒溫反應 169
7.6 溫度控制反應 171
7.7 間歇反應器安全設計的關鍵因素 173
7.8 習題 178
參考文獻 179
8 半間歇反應器 181
8.1 半間歇反應的基本原理 182
8.2 半間歇反應器中反應物料的累積 186
8.3 等溫反應 191
8.4 恒溫反應 195
8.5 非等溫反應 197
8.6 加料控制方法 198
8.7 溫度和加料速率的選擇 202
8.8 先進的加料控制方法 205
8.9 習題 208
參考文獻 210
9 連續(xù)反應器 212
9.1 連續(xù)攪拌釜式反應器 213
9.2 管式反應器 221
9.3 其他類型的連續(xù)反應器 228
9.4 習題 232
參考文獻 234
第3部分 二次反應的預防
10 熱穩(wěn)定性 239
10.1 熱穩(wěn)定性和二次分解反應 240
10.2 引發(fā)條件 241
10.3 熱穩(wěn)定性估算 245
10.4 TD24的定量獲取方法 250
10.5 熱穩(wěn)定性評估實踐 257
10.6 習題 259
參考文獻 261
11 自催化反應 264
11.1 自催化分解 265
11.2 自催化反應的鑒別 271
11.3 自催化反應tmrad 的獲取 276
11.4 自催化反應的實用安全問題 285
11.5 習題 287
參考文獻 288
12 熱累積 290
12.1 熱累積情形 290
12.2 熱平衡 292
12.3 反應性固體的熱平衡 297
12.4 熱累積狀態(tài)的評估 304
xii 化工工藝的熱安全——風險評估與工藝設計
12.5 習題 310
參考文獻 311
13 物理性單元操作 312
13.1 物理性單元操作的熱危險性 313
13.2 實驗測試 315
13.3 固體物料操作的危險性 320
13.4 液體物料操作的危險性 323
13.5 危險物品的運輸與SADT 329
13.6 習題 330
參考文獻 331
第4部分 工藝熱安全技術
14 工業(yè)反應器的加熱與冷卻 335
14.1 工業(yè)反應器的溫度控制 336
14.2 透過反應器壁面的熱交換 350
14.3 蒸發(fā)冷卻 357
14.4 溫度控制系統(tǒng)的動態(tài)特性與工藝設計 362
14.5 習題 365
參考文獻 369
15 風險降低措施 370
15.1 對策措施 372
15.2 消除性措施 372
15.3 技術預防措施 374
15.4 應急措施 380
15.5 技術措施的設計 381
15.6 習題 396
參考文獻 397
16 緊急壓力泄放 400
16.1 緊急泄壓系統(tǒng)基礎 401
16.2 泄放尺寸確定流程:場景 405
16.3 泄放尺寸確定流程:流體力學 412
16.4 多用途反應器ERS 的尺寸確定 420
16.5 流出物處理 424
16.6 習題 426
參考文獻 431
17 風險降低措施的可靠性 434
17.1 可靠性工程基礎 435
17.2 過程控制系統(tǒng)的可靠性 441
17.3 可靠性的評估實踐 442
17.4 習題 448
參考文獻 449
18 安全工藝過程的開發(fā) 450
18.1 本質更安全的工藝 451
18.2 方法論 455
18.3 集成工藝開發(fā)的實踐 456
18.4 結束語 459
參考文獻 459
習題解答與案例分析 461
符號與字符 501