[發明專利]一種用于控制失控反應風險的應急淬滅方法

在審

• 申請號: 202211596914.X
• 申請日: 2022-12-12
• 公開（公告）號: CN115920799A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 程春生;魏振云;馬曉華;李全國;劉玄;孔蓉;趙闖
• 申請（專利權）人: 沈陽化工研究院有限公司
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00;G16C20/10;F25D1/02;F25D29/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 高笑;何薇

1.一種用于控制失控反應風險的應急淬滅方法，其特征在于：在體系發生失控并引發二次分解反應的化學反應于淬滅點下投加淬滅介質，并根據淬滅點計算獲得淬滅介質的添加速度和量，進而實現對引起二次分解反應的失控化學反應的應急淬滅；其中，淬滅點為失控體系最大反應速率達到時間為0.5小時時所對應的溫度(T_D0.5)，或體系壓力達到泄爆片起跳壓力80％時對應的溫度，兩溫度的低值，即為淬滅點。

2.按權利要求1所述的用于控制失控反應風險的應急淬滅方法，其特征在于：所述淬滅點的獲得，根據化學反應測定其在正常反應條件下到熱失控體系偏離正常工藝下溫度、壓力指標，獲得溫度與壓力隨時間的變化曲線，以及溫度-溫升速率曲線，通過選取失控體系最大反應速率達到時間為0.5小時對應的溫度，或體系壓力達到泄爆片起跳壓力80％時對應的溫度作為依據，兩者取低值作為淬滅點，淬滅點溫度即為Ts。

3.按權利要求1或2所述的用于控制失控反應風險的應急淬滅方法，其特征在于：所述淬滅介質的添加速度為淬滅介質的冷卻能力大于反應放熱功率、二分分解反應放熱功率和體系自降溫之和的要求，見式(3)

t₀—淬滅介質開始加入時間，為0s；

t₁—淬滅介質加料結束時間，s；

M—淬滅介質加入速度，kg·s^-1；

C_p，q—淬滅介質比熱容，kJ·kg^-1·℃^-1；

T_end—淬滅后體系溫度，℃；

T_q—淬滅介質溫度，℃；

m_q—淬滅介質質量，kg；

m_r—物料質量，kg；

_T_s溫度下的反應放熱速率；

q₍'_Ts)_T_s溫度下二次分解反應的放熱功率。

4.按權利要求3所述的用于控制失控反應風險的應急淬滅方法，其特征在于：所述T_s溫度下的反應放熱速率見(1)式：

式中—在T_s溫度下的反應放熱速率，W·kg^-1；

q_(Tp)—工藝溫度下的反應放熱速率，W·kg^-1；

E—表觀活化能，kJ·mol^-1；

R—氣體常數值為8.314，單位為焦耳每摩爾每開爾文[J·(mol·K)-¹]

T_p—工藝溫度，℃。

5.按權利要求3所述的用于控制失控反應風險的應急淬滅方法，其特征在于：所述T_s時二次分解反應的放熱功率見(2)式：

式中—T_s溫度下的放熱功率，W·kg^-1；

—經絕熱量熱修正后，T_s溫度下的溫升速度，℃·s^-1；

C_p，r—物料比熱容，kJ·kg^-1·℃^-1。

6.按權利要求3或5所述的用于控制失控反應風險的應急淬滅方法，其特征在于：通過低熱惰性絕熱加速量熱儀測定獲得T_S溫度下的溫升速度實驗值，并對測試結果進行修正，獲得T_S溫度下的溫升速度

7.按權利要求1或2所述的用于控制失控反應風險的應急淬滅方法，其特征在于：所述淬滅介質的加料量按照公式(4)計算

t₀—淬滅介質開始加入時間，為0s；

t₁—淬滅介質加料結束時間，s；

M—淬滅介質加入速度，kg·s^-1。

8.按權利要求1所述的用于控制失控反應風險的應急淬滅方法，其特征在于：所述淬滅介質為與被淬滅化學反應物料不發生反應，且比熱容較大。