矿用电缆护套热降解动力学与火灾危险性探究

针对矿用电缆护套的燃烧性能,为电缆安全设计和合理选用提供依据,通过TGA/DSC和CONE探究了MYQ、MHYV和MKVV型电缆护套热降解特性和火灾危险性。结果表明:3种护套的热降解过程均可分为3个阶段,热失重主要发生在前2个阶段,且第一阶段的失重率最大;MYQ护套受温度影响最大,但是热解过程最缓慢;MHYV和MKVV护套受温度影响较小,但是热解反应最剧烈,且2种护套热解过程相似。MYQ护套的火灾危险性远大于MHYV和MKVV护套。根据计算得出的3种电缆护套的热解活化能,采用广义主图法确定了每种护套各个阶段的热解反应模型。研究结果可为电缆护套材料热解和火灾危险性研究以及电缆护套安全设计提供参考。

全混流反应器异常操作工况下反应温度预测方法及危害分析

采用数学拟合方法,根据不同温度下反应物含量变化的实验数据获取釜式反应器中主反应的动力学参数,根据加速量热仪法测定二次反应温度随时间的关系确定二次反应的动力学参数,并基于热量衡算和反应动力学研究建立全混流反应器(CSTR)的温度预测模型,研究了CSTR异常操作工况下反应温度的预测方法,并进行了危害分析。模拟结果显示,对常规n级放热反应,该模型可简单准确模拟不同操作条件下CSTR内操作参数随时间的变化关系,在换热失效条件下,反应温度最高可达130℃;所建立的模型可定量模拟异常工况下反应温度、组分含量及热负荷的变化,可为反应器异常操作工况下的反应危害分析提供数据支持,对反应工艺和反应器设计及本质安全的实现具有指导意义。

Gygax冷却失效模型在化工过程反应安全风险评估应用的局限性

目前我国精细化工的反应安全风险评估技术主要是使用Stoessel反应危害分级方法而得出1~5级的工艺危险度等级,本文提出该方法是基于Gygax冷却失效模型建立的,即评估冷却失效工况下反应体系的工艺危险度等级。而国内外的化工反应安全事故统计结果表明,冷却失效工况仅是反应安全事故起因的很小部分(约3%)。以硝化工艺为例,文献报道的基于冷却失效的反应危害分级方法得出大部分硝化反应工艺处于低风险,这与实际生产中硝化反应事故数与死亡数占比最多存在矛盾。主要原因是由于该方法只评估间歇反应釜的冷却失效工况,而忽略其他众多复杂的事故起因。这表明该分级方法无法准确评估出实际工艺生产中的反应危害,无法较全面地涵盖化工反应安全事故起因并提出有效的事故管控措施,具有一定局限性。而化工过程全流程的反应危害分析(RHA)是根据从异常工况起因至最后反应事故发生的事故链以提出相应保护层,进而确定具体事故防范措施。相比Stoessel反应危害分级方法更适合实际生产工艺安全的提升。因此,建议对化工过程的反应安全风险评估作全流程RHA分析,特别是危险工艺和4~5级的高风险工艺。

融合危险度模糊分级的UAV动态避障方法

针对无人机(UAV)在多障碍环境中面对运动障碍的反应式避障问题,为了在反应避障决策时能够朝向周围障碍更远、更少的方向进行避障,提出了一种融合障碍危险度模糊分级的三维速度障碍避障方法。通过三维速度障碍法,给出探测域内各运动障碍的碰撞预测。选取坐标系三轴方向作为相互独立的可用避障加速度方向,在速度及加速度限制下求解三轴方向上避障加速度方向以及数值区间。通过模糊算法,给出了周围其他静止障碍的危险分级方法,提出优化评价函数对计算各方向上的最优加速度,给出优化避障指令。仿真结果表明,针对复杂环境,UAV在反应避障的同时考虑了其他障碍的影响,相比原算法拥有了更高的避障成功率和更少的避障次数。

化工工艺氯化反应的重点监管与分类探讨

文章从化工生产企业精细化管理要求及国家政策对危化品行业监管的角度出发,对当前国家重点监管的化工工艺中的氯化反应放热类型未加以细化分类、给企业投资带来影响等问题进行了探讨。从氯化反应危险特性角度通过反应物料量热实验验证氯化工艺中有一类氯化反应类型为吸热反应,并结合典型氯化反应类别进行比较对比,发现这类特殊的氯化反应类型为甲酰化反应。因此,建议国家相关部门对此类吸热氯化反应工艺应从现有政策危险反应工艺中加以区分,并对重点危险化工工艺监管的合理性及规范性进行调整,以减少企业建设过程中的不必要投资,为国家优化出台涉及重点监管化工反应工艺的管理控制提供更合理的参考依据。

基于筛选测试的化工反应危害评估探讨

本文主要讨论了基于筛选测试方法的化工反应危害评价。该方法是利用DSC、TSU等差热分析仪对化学品和混合物进行热稳定性的筛选测试,根据起始温度和反应焓变对化合物危害程度分级进行分级,建立反应风险指数,从而在小试和中试阶段就将反应危害降低或消除,确保大规模生产时的安全性,为真正实现化工工艺本质安全。此外,还比较了DSC、TSU、APTAC、RSST等热分析仪,认为TSU和RSST是目前较为合适的热筛选分析仪,为建立反应危害实验室相关仪器的选型提供了参考。

绝热反应中热惯量对最大升温速率影响的研究

绝热量热实验正在化工安全研究中得到日渐广泛的应用,而最大升温速率是实验中可以获取的重要数据之一.它既可以直观地表现反应的剧烈程度,又可以作为反应设备设计和泄放面积计算的依据.但目前的热惯量因子校正方法中,对最大升温速率的处理不够准确,有可能导致对反应风险的低估.针对上述问题,对 20%过氧化二叔丁基(DTBP)-甲苯溶液进行了绝热量热实验,计算了当体系热惯量在 1.0~2.0 范围内变化时的最大升温速率,发现绝热反应过程中最大升温速率与热惯量因子间的关系可以近似表示为幂函数的形式.对过氧乙酸(PAA)、40%过氧化甲乙酮(MEKP)和 15%过氧化异丙苯(CHP) 3 种不同反应级数的物质,基于文献值进行了类似的计算,证明了上述规律同样适用于其他分解机理为 n 级反应的物质.为了便于不同物质间的比较,将不同热惯量下的最大升温速率与热惯量为 1 时的最大升温速率之比记作 M.通过控制变量的方法,研究了物料动力学参数和环境条件对 M 的影响,发现活化能E、绝热温升Δ T和反应级数n 3个参数的影响最为明显,并据此建立了一种估算不同热惯量下最大升温速率的方法.该方法涉及到图表的查阅但在实际应用中可以得到较大程度的简化,而且相较于目前由DIERS推荐使用的最大升温速率校正方法可以得到更加准确可靠的结果.

一硝基甲苯硝化过程的热危险性

为获得一硝基甲苯(MNT)硝化生成二硝基甲苯反应过程中的热危险性信息,用差示扫描量热法(DSC)测试了反应体系及所涉物质的热分解行为。通过反应量热器(RC1e)对反应放热过程进行了研究。结果表明,混酸最易分解,在反应后的混合体系中热分解开始温度为113.3℃。在半间歇反应条件下,若在冷却失效时立即停止MNT加料,则体系的最高温度不超过100℃;否则反应放出的总热量可使体系绝热温升140℃以上,引起二次分解反应。

FOX-7合成过程中硝化反应的热危险性

利用全自动反应量热器(RC1e)测定了1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7)合成过程中的硝化反应热释放速率及传热系数、比热容。结果表明硝化反应加料过程中的平均放热速率约为80 W,保温反应过程中的平均放热速率约为40 W,物料放热量为375.22 kJ·mol-1,理论绝热温升为483.8 K。采用差示扫描量热法(DSC)和热重-微商热重(TG-DTG)法分析了中间体2-(二硝基亚甲基)-5,5-二硝基嘧啶-4,6-二酮的热稳定性,其分解分为两个阶段,起始分解温度为30℃,第一阶段分解峰温为67.01℃,放热量为201.2 J·g-1;第二阶段分解峰温为87.15℃,放热量为1046.6 J·g-1,表明中间体的热稳定性较差。

二硝基甲苯硝化反应的热危险性分析

采用差示扫描量热仪(DSC)、绝热加速度量热仪(ARC)和反应量热仪(RC)对二硝基甲苯(DNT)硝化反应的热危险性进行了研究。DSC的测试结果表明产物梯恩梯(TNT)的起始分解温度是298.38℃,低于DNT的起始分解温度;而ARC的测试结果显示TNT的开始分解温度为232℃,最大反应速率达到时间为24h时所对应开始温度TD24为224℃;反应量热实验表明DNT硝化过程的放热剧烈,且110℃时反应放热量是90℃的1.4倍,这些热量中有很大一部分来自于副反应放热。因此,该反应必须严格控制温度,避免温度过高引起放热副反应加剧和产物的二次分解。

2,6-二苦氨基-3,5-二硝基吡啶合成过程硝化反应安全风险分析

为了分析2,6-二苦氨基-3,5-二硝基吡啶(PYX)合成过程硝化反应的热危险性,以2,6-双(苦氨基)吡啶(PAP)为原料,经硝化反应制备得到了PYX,利用反应量热仪(RC1)测定了该硝化反应热数据,利用差示扫描量热仪和绝热量热仪分别对PAP、PYX和硝化液的热分解过程进行了测试,并计算了硝化液的分解反应动力学参数。结果表明,硝化反应的摩尔生成焓Δm H r为-686.8 kJ/mol,绝热温升ΔT ad为76.8 K;硝化反应的最大累积度为48.7%,发生冷却失效时,体系所能达到的最高温度MTSR为86.6℃;DSC测得PAP和PYX的分解峰温分别为312.74℃和377.77℃;利用绝热加速度量热仪(ARC)测得绝热条件下,硝化液的T D24为221.3℃;综合反应量热数据和绝热量热数据得出,该硝化反应发生冷却失效后有可能引起冲料,但触发其二次分解反应风险较低。因此,需设置加料、搅拌与温度的联锁和蒸发冷却装置。

应用驾驶仿真系统的驾驶员道路险情应对测试(英文)

基于虚拟现实技术的驾驶仿真系统在实验环境的安全性和可重复性上具有较多优势,因此可被广泛应用于道路交通安全研究和驾驶员培训中。通常有经验驾驶员通常比无经验驾驶员应对险情的能力更强,因此本研究通过焦点小组讨论和问卷调查法筛选出五类重要险情,据此开发出包含15例险情场景的虚拟环境,并在自行研发的固定底座式驾驶仿真器上对新老驾驶员各16人进行了测试。系统自动记录和分析驾驶员应对险情时的速度、刹车及转向信息,结果表明有经验驾驶员的碰撞次数远少于新驾驶员,通过险情时速度更慢,驾驶更安全。本研究为虚拟现实技术在新驾驶员培训计划中的应用以及开发险情预警装置提供了参考。

硝酸氧化仲辛醇液液非均相反应过程热危险性分析

利用反应量热仪器RC1分析半间歇操作下的硝酸氧化仲辛醇的反应放热过程,通过不同的反应温度、搅拌速率、加料时间等反应条件的变化,研究氧化反应过程中放热速率情况和热转化速率的变化趋势,推导出反应失控条件下的绝热温升和所能到达的最大温度等参数。分析结果表明:在室温下该反应就可以进行,随着反应温度的升高,反应放热速率加大;搅拌速率对非均相反应的影响明显;随着加料时间的延长,放热速率减慢,但会延长反应时间;综合分析判定其反应热失控,危险属于中度危险。

反应量热仪RC1在化工热危险性分析中的应用

介绍了一种新型热危险性分析仪器——反应量热仪RC1的设计原理和内部结构,运行模式以及所能获得的温度、传热系数、热转化率、绝热温升、最大合成反应温度等数据类型,并通过阐述其在过程安全、工艺过程开发及优化和基础研究等方面的应用,指出了反应量热仪在化工热安全领域中的特点和优势。

影响驾驶安全的驾驶员危险知觉研究述评

危险知觉是指驾驶员对交通情境中的潜在危险进行识别并做出反应的一种能力。目前,驾驶员危险知觉测量主要使用反应时、眼动或主观评定三种测量方法。在测量中,这三种方法各有优缺点,并出现相互结合的研究趋势。为了提高我国交通安全性,结合国外在提高驾驶员危险预期能力和改善视觉搜索模式两个方面的应用研究,未来国内研究可以在探索危险知觉的认知加工特点、影响因素及加快测量技术的商品化应用等方面加以深入。

环状N^(-)_(5)离子盐(N_(5))_(6)(H_(3)O)_(3)(NH_(4))_(4)Cl的合成反应热效应

为评价环状N^(-)_(5)离子盐(N_(5))_(6)(H_(3)O)_(3)(NH_(4))_(4)Cl合成反应过程的危险性,利用反应量热仪RC1e分别对(N_(5))_(6)(H_(3)O)_(3)(NH_(4))_(4)Cl合成过程中重氮化反应、环化反应及氧化切断反应的热释放规律进行研究,获得了各步反应的放热量、最大放热速率、单位质量放热量及比热容等数据,从而确定了各反应阶段的危险等级。结果表明,重氮化反应、环化反应以及氧化切断反应3个反应阶段的总放热量分别为5.624、19.638及-0.815kJ,最大放热速率分别为25.05、12.34及2.76W,单位质量放热量分别为72.85、74.37及-10.36J/g,反应体系的绝热温升分别为27.99、23.15及-8.08K;酸化-重氮化反应、环化反应过程属于典型的加料控制型放热反应,氧化-切断反应过程比较温和;合成(N_(5))_(6)(H_(3)O)_(3)(NH_(4))_(4)Cl的三步反应的危险等级均为低危险等级。

有机过氧化物分解机理及热危害

为了预防及控制有机过氧化物的分解爆炸事故,需要对其热危害进行必要的评估。利用塞塔姆C80微量热仪对不同种类的9种有机过氧化物进行热扫描测试,并分别利用n级反应模型及自催化反应模型对扫描曲线进行拟合,准确得到了这些物质的分解热及分解机理。根据反应动力学数据,采用Semenov爆炸模型及联合国H.3-等温储存试验原理,得到了9种有机过氧化物的临界温度及自加速分解温度(SADT)。结果表明,大部分有机过氧化物分解遵循n级反应模型,反应级数在1左右,少部分有机过氧化物分解时有一定的自催化效应。所得的SADT数据与文献值符合较好,证明本文动力学模拟及SADT计算方法的科学性。

FOX⁃7合成过程中水解反应的热危险性及反应动力学

利用反应量热仪(RC1),测定了以2‑(二硝基亚甲基)‑5,5‑二硝基‑2H‑嘧啶‑4,6‑二酮(TNMPO)为原料,经水解反应制备FOX‑7工艺的热流曲线,对水解反应的工艺热危险性进行了分析,采用定温实验,利用n级反应动力学方程对不同温度下的水解反应速率进行了拟合,进而获得了水解反应的表观反应动力学参数。结果显示,20℃条件下,TNMPO水解制备FOX‑7反应的摩尔生成焓为-46.563 kJ∙mol^(-1),绝热温升为9.1 K。若水解反应发生失控,反应体系可到达的最高温度(MTSR)为29.1℃。对2‑(二硝基亚甲基)‑5,5‑二硝基‑2H‑嘧啶‑4,6‑二酮(TNMPO)的反应级数为0.9317,表观活化能E_(a)为73.2 kJ∙mol^(-1),指前因子A为5.03×10^(9) s^(-1)。

白乳胶生产的火灾危险性及预防措施

本文介绍了白乳胶生产的火灾危险性，着重说明了白乳胶生产中应采取的安全措施。其中包括操作温度的控制，投料配比和速度的控制，以及溢料和泄漏的控制。

2-甲氧基-4-硝基苯胺重氮化反应热风险评估

为深入了解偶氮染料生产工艺中重氮化反应的热风险,依据工厂实际生产工艺,以2-甲氧基-4-硝基苯胺重氮化反应为例,先利用差示扫描量热仪、全自动反应量热仪以及绝热加速量热仪对整个反应以及原辅料等进行热稳定性测试,从而获取热风险评估所需的热力学参数信息。然后,在此基础上进一步对二次反应进行动力学参数计算,最后结合以上数据对反应的热风险进行评估。结果表明:目标反应总放热量约为15.11 kJ,绝热温升约为8.74 K,热失控时工艺反应能够达到的最高温度约为5.32℃;二次反应第一段放热表观活化能E为257.01 kJ/mol,指前因子A为2.18×10^(15) s^(-1),第二段放热表观活化能E为432.77 kJ/mol,指前因子A为4.45×10^(3) s^(-1),并外推得出绝热条件下最大反应速率到达时间大于24 h。基于以上数据,评估得到工艺危险度为2级,可能会引起冲料等危险事故的发生。