Lecture化工设备.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 反应-剂量曲线 * 危险物质的传播 — 建立预测模型 化工厂内的许多事故都会导致有毒物质的溢出； 典型事故可能包括管线的破裂或断裂、贮罐或管道上的小孔、反应失控或外部火焰作用于容器； 可选择泄漏源模型来描述有毒物质是怎样从过程系统中释放出来的； 然后可建立扩散模型来描述有毒物质是怎样向下风向传输的； 后果模型将这些事件的结果转化为对人的影响，例如受伤或致死。 * 危险物质的传播 — 泄漏源模型 泄漏源模型是根据描述物质释放时所表现出来的物理化学过程的理论，或经验方程而建立的； 对于较复杂的工厂，需要很多种源模型来描述有毒物质的释放； 使用这些模型的结果往往仅是一种预测，结果存在不确定性； 释放机理可分为大孔释放和有限孔释放： 大孔释放：过程单元内形成大孔，在短时间内有大量物质释放，例如贮罐的超压爆炸； 有限孔释放：物质以非常慢的速率释放，上游条件不因此而立即收到影响。 * 危险物质的传播 — 有限孔释放 物质从贮罐或管道上的孔洞和裂纹，以及法兰、阀门和泵体的裂缝及严重破坏或断裂的管道中泄漏。 危险物质的传播 — 液体通过孔洞流出 * 危险物质的传播 — 泄漏源模型 液体经孔洞流出 液体经贮罐上的 孔洞流出 液体经管道流出 蒸气经孔洞流出 气体经管道流出 闪蒸液体 液池蒸发或沸腾 * 危险物质的传播 — 泄漏及扩散模型 扩散模型描述了有毒物质远离事故发生地，并遍及整个工厂和社会的空中输送过程； 释放发生后，空气中的有毒物质被风以烟羽方式或烟团方式带走； 有毒物质的最大浓度是在释放发生处； 由于有毒物质与空气的湍流混合和扩散，其在下风向的浓度较低； 影响有毒物质在大气中扩散的因素包括：风速、大气稳定度、地面条件（建筑物、水、树等）、释放处距离地面的高度、物质释放的初始动量和浮力等。 * 危险物质的 传播 — 泄漏 及扩散模型 * 化工机械的使用过程中会因其中的化学品毒性，及高温高压产生严重伤害 危险物质的传播 — 泄漏及扩散模型 * 危险物质的传播 — 泄漏及扩散模型 氟利昂以 0.74g/min 的速率从一个敞口的蒸气除油器向外排放，若风速为 0.79m/min。估算位于除油器下风方位 3m 处的工人吸入空气中所含氟利昂的浓度： * 危险物质的传播 — 泄漏及扩散模型 情况1：无风情况下的稳态连续点源释放 情况2：无风时的烟团 情况3：无风情况下的非稳态连续点源释放 情况4：有风情况下的稳态连续点源释放 情况5：无风时的烟团。涡流扩散率是方向的函数 情况6：有风情况下稳态连续点源释放。涡流扩散率是方向的函数 情况7：有风时的烟团 情况8：释放源在地面上的无风时的烟团 其他情况 * 个体监测吸入暴露程度 — 呼吸区测量 监测一个工人在某种化学物质中的暴露程度，最常用的方法是呼吸区测量。 将一个使用电池提供能量的小型泵固定于工人身上，这个泵以恒定的速率通过一个捕集管吸气； 该捕集管入口处为软管，可以从工人的呼吸区吸气取样； 在指定的时间范围内取样，监测结果是整个取样时间内的平均值； 常用的取样平均时间有两种：正常轮班制的8小时，以及短期暴露时间15分钟，可结合进行。 吸入暴露的模型 — 质量平衡模型 用来估算工作场所中空气污染物浓度的简单模型。 将整个工作区域看作一个盒子，内部污染物均匀分布： 吸入暴露的模型 — 质量平衡模型 适用于操作人员位于排放空气污染物的敞开容器附近。 计算得到的浓度是封闭空间内的平均浓度。局部条件可能导致较高的浓度；位于敞口容器正上方的操作人员很可能暴露于较高的浓度中； 稳定状态的条件是假设的，即质量平衡中质量增量为零是假设的。 吸入暴露的模型 — 质量平衡模型 电子器件的清洗池以 0.5g/s 的速度将 CFC-12 排放到 3m×3m×2.45m 的小工作空间里，如果工作空间内的空气流速为 0.3m/s，计算正常通风和较差通风条件下的 CFC-12 的浓度。 作业 封闭空间内的敞口甲苯容器，在不同的时间进行称量，确定其蒸发速率为0.1g/min，流经封闭空间的空气体积为3m3/s，计算正常通风和较差通风条件下，封闭空间内的甲苯蒸气浓度。 本次课结束，谢谢！ * * * * * * * * * * * * * * * 第十一讲 化工设备的环境影响考量 * 2013.4，福建漳州PX（对二甲苯）项目 * 总体化工过程设计 化工过程中，反应器将原料变成产品； 但并不是全部原料都发生化学反应，另外，部分原料发生反应变成副产品。所以反应器会产生由未反应的原料、产品和副产品组成的混合物； * 化工设备举例 — 二甲醚综合反应器 * 总体化工过程设计 需将反应器生成的混合