[發明專利]一種化工反應失控后果的放大預測方法

在審

• 申請號: 201710497711.8
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN109147872A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 費軼;王振剛;張晨;張帆;劉靜如;石寧
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院
• 主分類號: G16C20/10
• 分類號: G16C20/10;G16C10/00
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務所(普通合伙) 37247
• 代理人: 劉娜;曲顯榮

1.一種化工反應失控后果的放大預測方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)通過實驗室級別的反應過程量熱數據獲取失控反應的反應動力學參數；

(2)通過小試級別的反應模擬裝置獲得該級別下的反應失控特性參數；

(3)依據步驟(2)的反應模擬裝置建立數值模擬模型，并將步驟(1)所得的反應動力學參數帶入該模型，計算反應失控特性參數；

(4)將步驟(3)計算所得參數與步驟(2)實驗所得參數對比，從而修正計算模型；

(5)將修正后的計算模型應用于工業裝置的反應失控預測。

2.根據權利要求1所述的一種化工反應失控后果的放大預測方法，其特征在于，所述步驟(1)具體包括針對具體化工工藝流程，進行量熱實驗，甄別該反應過程可能發生的物料分解、二次反應以及可能造成失控的反應，并根據反應放熱速率得到反應動力學參數及反應速率。

3.根據權利要求2所述的一種化工反應失控后果的放大預測方法，其特征在于，所述反應動力學參數包括活化能、指前因子和反應級數。

4.根據權利要求2所述的一種化工反應失控后果的放大預測方法，其特征在于，所述步驟(2)具體包括將該工藝流程在更大尺寸的反應模擬裝置上進行反應失控模擬實驗，該尺寸級別一般為1-5L級別，可以得到相應的反應失控特性參數。

5.根據權利要求1所述的一種化工反應失控后果的放大預測方法，其特征在于，所述步驟(3)具體包括根據步驟(2)的反應模擬裝置的結構及尺寸進行數值模擬，建立數值模擬模型包括幾何模型，網格劃分，以及確定流動模型、傳熱模型、物質輸運模型，并通過UDF編程模塊將步驟(1)得到的反應動力學參數嵌入數值模擬模型，通過計算得到反應失控特性參數。

6.根據權利要求1所述的一種化工反應失控后果的放大預測方法，其特征在于，所述步驟(4)具體包括將步驟(3)計算所得參數與步驟(2)實驗所得參數對比，驗證模擬數據的準確性，并根據誤差做出相應的模型修正，通過該過程的反復進行，最終得到適合該反應體系的計算模型。

7.根據權利要求1所述的一種化工反應失控后果的放大預測方法，其特征在于，所述步驟(5)具體包括將優化后的計算模型應用于工業裝置級別的模擬計算，通過改變反應溫度、反應壓力、物料濃度、取熱條件、機械輸運條件考察反應失控的引發條件，同時可考察失控過程中各設備的應力變化、流動變化、溫度場變化情況，從而對反應失控后果進行預測。