应用计算流体力学研究低热值火炬燃烧过程

为获得低热值火炬安全设计及运行中所需基础数据,采用计算流体动力学的方法建立了低热值火炬燃烧模型,对典型的低热值火炬燃烧过程进行了模拟研究,得到了低热值火炬气燃烧产物分布、温度场等基础数据。结果表明,低热值气体在燃烧过程中会产生NOx,其中主要为NO;NO主要是由N2在高温下氧化而生成的,即热力型NOx,低热值火炬燃烧器设计时,应注意采取措施降低热力型NOx的产生。低热值气体燃烧时的CE和DRE均小于98%,因此低热值火炬设计和运行时,应考虑燃烧效率的问题,通过掺烧或伴烧的方法提高其燃烧效率。

石化装置泄漏事故点火源及点火概率的确定

简要综述石化企业常见点火源的分类及点火概率的确定方法。首先介绍点火源的常见分类方式,通过事件树展示泄漏发生后立即点火和延迟点火造成的不同事故后果;其次总结目前国内外确定点火概率的两种方法,即基于事故统计的点火概率以及基于点火源分类和统计的方法。在基于事故统计的点火概率中,给出国外在易燃液体运输、井喷、储罐破裂、管道运输等行业发生泄漏事故后的点火概率。在基于点火源分类及统计的点火概率计算中,给出TNO、HSE推荐的点火概率计算方法。同时对国内的研究情况进行了总结,给出已发表的点火概率计算方法。最后简要介绍目前国内关于点火过程的试验研究。针对国内工厂实际情况确定不同点火源的点火概率的工作亟待开展。

微米气泡强化臭氧氧化的作用机理研究

采用微米气泡系统(平均粒径约为58μm)和普通的鼓泡系统进行对比研究微米气泡对臭氧氧化的强化作用机理.在相同的进气流率下,采用微米气泡体系臭氧在水中的传质系数和利用率是鼓泡系统的1.6—2.7倍和2.3—3.2倍.利用臭氧氧化模拟活性艳蓝KN-R废水(100mg·l-1)的实验结果表明,染料在微米气泡体系中的脱色速率高于鼓泡系统,二者达到99%脱色效率所需的时间分别为30min和60min.在同样的脱色速率下,染料在微米气泡系统中的TOC去除率较大,说明微米气泡不仅能够提高臭氧的传质速度,而且可以强化臭氧的氧化能力.

封闭式地面火炬爆炸事故后果模拟研究

运用FLACS软件对某石化企业封闭式地面火炬进行三维建模,并对封闭式地面火炬不同排放气发生爆炸时爆炸超压随时间的变化规律进行模拟分析。研究结果表明,当封闭式地面火炬排放气为烃类气体时,发生爆炸所造成的爆炸冲击波只在排气筒内;当封闭式地面火炬排放气为H2时,发生爆炸所造成的爆炸冲击波影响范围较大,且在局部区域爆炸超压值较高。FLACS模拟计算方法可用于优化封闭式地面火炬安全设计,并能为确定封闭式地面火炬安全距离提供技术支撑。

石油化工装置安全距离确定方法研究

为确定石油化工装置与暴露目标间的合理安全距离,对国内外安全距离确定方法进行研究,以个体风险标准值和不同危害的伤害阈值为基础,提出确定石油化工装置与暴露目标间安全距离的基本原则。在此基础上,将确定性分析方法和基于风险的方法进行结合,形成石油化工装置与暴露目标安全距离的评估方法。该方法利用暴露目标的个体风险标准选择危害事件,并定义安全距离种类,根据"伤害标准"或"无伤害标准",采取确定性分析方法的方式,确定危害事件与不同暴露目标间的安全距离。应用示例展示该方法在石油化工装置安全距离确定中的应用。

环己烷泄漏事故模拟与风险控制措施研究

环己烷具有闪点低、爆炸极限宽等特点,一旦发生泄漏,着火爆炸的危险性随时存在。利用计算流体动力学模拟的方法对工程项目中环己烷的泄漏事故进行模拟及风险分析,建立环己酮生产装置的全尺寸三维模型并进行仿真计算,模拟了不同泄漏场景所形成的环己烷可燃气体云团瞬态发展过程及影响范围,并对建构筑物的布局对可燃气体云团的扩散行为的影响进行研究。研究结果表明,通过优化建构筑物布局,可有效降低该装置环己烷的燃爆风险,为企业相关装置的总图布置及环己烷泄漏的安全监控和应急响应提供有价值的参考数据。

固体和液体危险化学品仓库火灾风险分析方法探讨

固体和液体化学品仓库火灾是企业安全面临的经常性威胁之一,需考虑火灾中毒性燃烧产物释放和非燃烧产生的毒性物质释放。结合火灾风险分析方法,阐述火灾场景中各要素及相互关系,主要包括火灾场景、物质、燃烧速率、源项、毒性、扩散、概率和风险之间的关系,火灾场景考虑持续时间、面积和通风率的影响,物质中考虑平均结构式和燃烧方程,源项中考虑形成的产物、燃烧物质每千克的散发和活性物质百分比,毒性中考虑HCl,NO2,SO2和非燃烧产生的物质。基于储存物质平均结构式,建立燃烧关系方程。燃烧速率计算取决于可用的氧气量和需要的氧气量,分为面积受限的燃烧速率和氧气受限的燃烧速率。最后给出毒性燃烧产物HCl,NO2,SO2释放量和非燃烧产生的毒性物质释放量的计算方法,同时以毒性燃烧产物释放场景后果模拟为例说明仓库发生火灾的后果严重性,为仓库火灾风险分析提供借鉴。

火炬火焰监测技术实验测试及对比研究

基于Labview软件,开展热电偶探测、紫外火焰探测、离子火焰监测系统对火炬长明灯火焰响应的实验研究和数据分析。通过分析比较不同火焰监测系统的响应信号,得出以下结论:热电偶监测技术响应时间较长;紫外监测技术响应时间为2-4s,但其输出电压值较小,且在实际运行过程中无法区分高空点火器火焰及长明灯火焰;火焰离子监测技术响应时间为2-6s,输出信号强,容易实现火焰燃烧状态的快速判断。

重组大肠杆菌生产极端耐热木聚糖酶

将含有来自于嗜热网球菌(Dictyoglomusthermophilum)Rt46B.1编码极端耐热木聚糖酶基因xynB的表达载体pET?DBc转化大肠杆菌(Escherichiacoli)BL21(DE3),获得重组菌E.coliDB1,目的基因可表达出有活性且耐90oC的木聚糖酶.初步优化的E.coliDB1发酵培养基的组成为(g/L):葡萄糖50,NH4Cl3,MgSO40.5,CaCl20.6,Na2HPO4?7H2O12.8,KH2PO43.0,NaCl0.5.重组菌E.coliDB1木聚糖酶的耐热特性有利于木聚糖酶的下游回收和提取.

炼油火炬系统水封罐设计压力研究

水封罐作为炼油火炬系统防止回火爆炸的重要安全设施,其设计应能保证在发生回火爆炸事故时不被破坏。采用数值模拟技术,利用FLACS工具,建立水封罐三维模型,模拟计算水封罐内的典型气体爆炸,据此提出水封罐的设计压力。结果表明：烃类气体（如甲烷、丙烷）在水封罐密闭空间内发生爆炸产生的压力为气体初始压力（绝压）的7~8倍,氢气爆炸产生的压力为气体初始压力（绝压）的10~12倍。对于炼油火炬系统,建议富氢气体排放系统的水封罐设计压力不低于1.0MPa（绝压）,一般烃类火炬气排放系统的水封罐设计压力不低于0.7MPa（绝压）。

地面火炬气体爆炸安全距离研究

基于CFD软件对某石化企业地面火炬进行三维建模,并对地面火炬泄放气体发生泄漏扩散和爆炸的场景进行模拟研究。通过模拟计算得到了封闭式地面火炬点火不成功、排放气体H2、CH4、C3H8以最大设计处理量发生泄漏时的扩散规律。按照最大泄漏扩散区域计算爆炸后果,得到了最大爆炸超压值的大小、位置和造成人员伤害区域的最大半径。当H2充满筒体空间60%以上时,人员伤害半径超过40 m,最大爆炸压力约为1.7 MPa;当CH4气云团100%充满筒体空间时,人员最大伤害区域的半径约为15m,爆炸超压值最大约为29.52kPa;当C3H8气云团50%充满筒体空间时,人员最大伤害区域的半径约为20m,最大爆炸超压值约为51.83kPa。

基于CFD的酸性气管道泄漏危险性分析

针对酸性气管线泄漏风险进行研究,发现两种多发泄漏场景:管道沿壁和管道升降弯管处因腐蚀造成泄漏;阀门腐蚀断裂造成泄漏。管道腐蚀的主要原因是氢致开裂(HIC)和硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)。基于对酸性气管道的危险源分析,借助CFD软件对酸性气管线泄漏后果进行模拟,对主要危险源泄漏场景进行分类和仿真建模,设置工艺边界和环境边界条件,进行泄漏扩散的模拟。根据计算结果预测泄漏的高危风险区域,模拟扩散范围和最严重事故后果,并提出改进措施。

炼油火炬系统水封安全设计与运行研究

水封作为炼油火炬系统防止回火爆炸的重要安全设施,需要考虑水封罐的设计压力、水封量和水封高度。采用数值模拟技术,模拟计算水封罐典型气体爆炸,提出水封罐的设计压力,并通过建立水封高度的计算模型,得出水封高度与气体种类、火炬筒体和环境温度的关系,提出水封高度的设计原则。

大肠杆菌重组菌生产极端耐热木聚糖酶的研究

将含有来自于嗜热网球菌 (Dictyoglomusthermophilum)Rt4 6B .1编码极端耐热木聚糖酶基因xynB的表达载体pET -DBc转化大肠杆菌EscherichiacoliBL2 1(DE3) ,获得重组菌E .coliDB1,目的基因可表达出有活性且耐 90℃的木聚糖酶。E .coliDB1发酵培养基的较佳组成为 (g/l) :葡萄糖 5 0 ,NH4Cl 3、MgSO40 .5、CaCl2 0 .6、Na2 HPO4·7H2 O 12 .8、KH2 PO43.0和NaCl 0 .5。在工程菌培养的对数生长前期加入终浓度为 1mmol/l的异丙基硫代 - β -D -半乳糖苷 (IPTG)进行诱导 ,对菌体生长无阻碍作用 ,木聚糖酶酶活在菌体生长的后期达到最高 ,利用优化的培养基在不加入IPTG的情况下木聚糖酶酶活仍维持在很高的水平。

工艺安全管理系统的发展现状及建议

介绍工艺安全管理的发展历程、关键要素及各要素在企业不同生命周期的应用,总结国外发达国家的相关法规及实施工艺安全管理后重大事故发生概率的变化,对我国工艺安全管理提出建议。

石油化工企业定量风险评价程序探讨

介绍了定量风险评价的风险可接受准则和石油化工企业定量风险评价的一般程序。基本程序主要包括准备、资料数据收集、危险辨识、失效频率分析、失效后果分析、风险计算、风险评价及建议和风险评价报告和结论。此外,提出了评价过程中应注意的事项。

液化烃球罐泄漏温度场及材料适应性研究

针对高压储存的液化烃一旦发生泄漏,会迅速气化并吸热,使得球罐温度降低,严重时温度可能低于标准中允许的球罐材质最低适应温度的问题,建立球罐三维物理模型,基于CFD模拟的方法,采用雷诺时均的Navier-Stokes方程和k-ε湍流模型,分析球罐管线发生泄漏时球罐本体及周围环境的温度分布情况,探讨了不同泄漏孔径对球罐温度的影响。研究结果表明球罐发生泄漏时,球罐外部温度会明显降低,由于保温层的存在,球罐本体温度降幅不大。但在泄漏孔附近会形成较小的低温区,超过了16MnR材质的低温承受能力,存在较大的风险。

工艺安全管理系统的适用范围——危险化学品目录及临界量的确定

从工艺安全管理(PSM)的角度,对美国、欧盟等的工艺安全管理系统适用范围的定义进行分析,结合目前国内《重大危险源辨识》中给出的部分危险化学品的临界量,以此为基础制定适合我国国情的危险化学品目录并确定各物质的临界量,提出在我国推行工艺安全管理系统的建议。

高架火炬泄漏后果模拟研究

基于CFD技术,以某石化厂高架火炬为例开展建模计算,研究装置在最大泄放工况下高、低压火炬和酸性气火炬未点燃后的气体扩散行为。研究结果可为火炬系统紧急状态下的安全区域划分、应急响应预案制定提供技术支撑。