[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

本發明屬于化工安全技術與工程領域，是一種用于控制失控反應風險的應急淬滅方法。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。本發明通過淬滅點的選擇基于聯合測試獲得的反應體系物料二次分解放熱速率、壓力升高速率及體系穩定性、最大反應速率到達時間等數據，進一步通過計算獲得淬滅速度和淬滅量，完成淬滅；進而終止熱失控反應，避免事故的發生。

技術領域：

本發明屬于化工安全技術與工程領域，是一種用于控制失控反應風險的應急淬滅方法。

背景技術：

精細化學品的開發生產，以間歇、半間歇反應為主，并且絕大多數的化學反應都是放熱反應，如果熱交換不及時，反應體系內積聚的反應熱不能有效實現熱交換，熱量累積將導致體系物料的溫度逐漸升高，隨著溫度的上升，反應速率進一步加快，形成熱量累積-反應加速-溫度升高-熱量再累積-反應再加速-溫度再升高的惡性循環過程，引發二次分解反應發生，最終導致反應熱失控，因此，突發和失控狀況下的應急措施建立已經成為一個化工行業重要的研究內容之一。

現有專利中，一種智能化煉油化工危險源事故預案和應急處理方法(CN95107237.4)，提供了應急狀態下的人力、物力需求、布置和危險區域的參考方案，但并未涉及對失控反應本身的應急處理，存在方法單一的問題；一種精細化工反應釜泄壓沖料應急處置消減裝置(CN201721909950.1)公開了一種精細化工反應釜泄壓沖料應急處置消減裝置，起到消減泄壓沖出的物料，防止環境污染的目的，專利主要是對泄壓沖出的物料進行消減吸收處理，提升安全水平，與應急淬滅技術不同。現有方式一種從反應設備出發，一種是添加淬滅介質；設備出發會引起二次污染等相關問題，添加淬滅介質僅僅考慮了物質本身的物理狀態，并未考慮復雜的化學反應變化，化學反應過程中會隨著溫度的變化釋放熱量，進而需要提供更科學、成體系、并適用各種反應的失控反應風險的應急淬滅方法。

發明內容：

本發明目的在于提供一種用于控制失控反應風險的應急淬滅方法。

為實現上述目的，本發明采用技術方案為：

一種用于控制失控反應風險的應急淬滅方法，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，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(溫度T_s)。

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(溫度T_s)。

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，℃；