音像化工过程热风险陈网桦,陈利平,郭子超

章 绪论
节 化工过程热风险的双维度认知
一、横向维度与热风险分布
二、纵向维度与热风险分布
第二节 不同激励条件对危险物料的刺激作用
第三节 化工过程热失控的定义与本质
一、化工过程热失控的定义
二、热失控的本质
第四节 热失控典型事故案例分析
一、事故案例
二、事故原因统计
第五节 化工过程热风险与风险的关系
一、化工过程热风险
二、热风险与过程风险的关系
三、热安全与本质安全的关系
第六节 国内外化工过程热风险发展状况
参考文献
第二章 基本概念与基本原理
节 化学反应的热效应
一、反应热
二、分解热
三、热容
四、绝热温升
第二节 压力效应
一、气体释放
二、蒸气压
三、溶剂蒸发量
四、蒸气管的溢流现象
五、蒸气管内的蒸气速率
第三节 热平衡
一、热平衡项
二、热平衡的简化表达式
第四节 化学反应速率
一、温度对反应速率的影响
二、绝热条件下的反应速率
第五节 失控反应
一、热
二、Semenov热温图
三、参数
四、临界温度
五、绝热条件下反应速率到达时间
六、绝热诱导期为24h时引发温度
参考文献
第三章 物料热稳定及热分析动力学
节 热分解
一、放热分解反应
二、分解反应的评估
第二节 热分析及热分析动力学简介
一、热分析
二、热分析动力学方程
三、速率常数
四、动力学模型函数
五、动力学补偿效应
第三节 热分析动力学基本信息
一、ICTAC对热分析动力学计算的建议
二、热分析动力学基本信息
第四节 热分析动力学算的据要求
一、温度误差的影响
二、微分与积分数据
三、等温测试和恒定温升速率测试
第五节 热分析动力学求算方法
一、等转化率方法
二、模型拟合法
第六节 动力学预测
第七节 自催化分解反应
一、自催化反应的定义
二、自催化反应行为
三、自催化模型
四、自催化反应的鉴别或表征方法
第八节 动力学分析实例
一、热分析动力学的模型拟合方法
二、热分析动力学的等转化率方法
三、偶氮二动态DSC吸放热耦合处理
四、自催化反应的表征
参考文献
第四章 热安全参数与评估模型
节 热失控致灾模型
一、热失控致灾的一般过程
二、化工过程热的事故树模型
三、基于冷却失效情形的热失控致灾模型
四、热安全参数
第二节 严重度表征参数
一、绝热温升
二、压力升高
三、泄漏影响半径
第三节 可能表征参数
一、反应速率到达时间TMRad
二、给定温度下反应失控可能参数
三、蒸气管溢流及反应物料膨胀问题
四、可能表征参数
第四节 危险度分级与评估流程
一、风险矩阵评估方法
二、基于特征温度的危险度评估方法及简化评估流程
三、多因素危险度综合评估方法及综合评估流程
四、热安全评估的般程
参考文献
第五章 传热受限
节 工业过程中不同类型的热累积
第二节 热量平衡
一、时间尺度与热量平衡
二、强制对流
三、自然对流
四、高黏液体和固体
第三节 反应物料的热平衡
一、Frank-Kamenetskii模型
二、Thomas模型
三、有限元模型
第四节 基于决策树的热累积评估
一、基于决策树的热累积评估流程
二、储料罐传热受限评估的应用实例
参考文献
第六章 热安全参数的获取
节 理论计算和评估方法
一、反应方程
二、标准生成焓
三、物料热分解危险的评估
四、算例
五、CHETAH方法的不足之处
第二节 量热方法分类及量热原理
一、量热仪的样品规模及运行模式
二、常见的量热设备及量热原理
第三节 基于差示类量热仪的热安全参数获取
一、实测数据
二、动力学计算及有关参数的获取
三、比热容的测试
四、热稳定的实验筛选和评估
第四节 基于绝热量热的热安全参数获取
一、实测数据
二、基于n级模型的动力学参数获取方法
三、TMRad的计算
四、热惯量的计算和应用
五、基于绝热数据的动力学参数及压力数据改进算法
六、反应类型对动力学参数和TMRad、TD24的影响
七、热惯量对计算结果的影响分析
八、自催化特分级方法
第五节 基于反应量热方法的热安全参数获取
一、实测数据
二、MTSR的获取
、应动力学参数的获取
四、热安全参数的获取
第六节 热交换参数的获取
一、透过反应器壁面的热交换
二、搅拌釜的内膜系数
三、内膜系数的确定
四、设备的传热阻力
五、传热系数的实际测定
第七节 热稳定参数求解实例
一、基于等转化率的TMRad的求算
二、基于模型拟合法的TMRad的求算
参考文献
第七章 间歇和半间歇工艺的安全分析与优化
节 间歇反应器
一、数学模型
二、间歇反应器稳定分析
三、温度控制方法
四、等温模式
五、恒温模式
六、绝热模式
七、多变模式
八、温度控制反应模式
九、间歇反应器安全操作准则
十、间歇反应过程案例分析
第二节 半间歇反应器
一、数学模型
二、半间歇反应器中反应物料的累积
三、半间歇反应过程动态稳定分析
四、半间歇反应工艺安全设计
五、半间歇反应工程案例分析
参考文献
第八章 化工过程热风险评估的应用实践
节 合成过程热风险评估
一、某硝化反应
二、某缩合反应
三、某氧化反应
第二节 蒸馏单元的危害与热风险评估
一、蒸馏过程存在的危害
二、一起溶剂回收过程热失控事故的测试与分析
第三节 储存、运输过程中的热风险评估
一、SADT测试方法
二、SADT的小药量试验推算方法
参考文献
附录 事故案例
附录A 弗朗西斯·施特塞尔在其著作中列举的部分案例
附录B 美国T2 Laboratories有限公司反应失控导致的事故
索引

陈网桦，南京理工大学化工学院教授，全国高等学校安全工程教学指导委员会委员、中国兵工学会与安全专业委员会副主任委员、国防科工局安全标准化委员会委员、中国安全生产协会安全评价工作委员会专家组成员、江苏省安全生产委员会专家组成员。1968年1月生，工学博士，教授，博士生导师。一直从事化工工艺热安全、与安全防护、安全评价技术等方面的研究。化学工艺过程热危险测评技术方面，主运用代各类热分析手段，对化学化工工艺过程中的各种化学物质及工艺过程的危险进行测试，并在测试的基础上进行评价。包括：分子结构与物质危险，物质危险的分析、测试与评价技术，化学反应过程危险的分析、测试及评价技术等。安全评价技术方面，主要围绕民爆行业、危险化学品行业、军工行业、烟花爆竹行业开展适合于这些行业特点的定量化的安全评价技术和方法研究。与安全防护技术方面，围绕气体气云、粉尘、凝聚态物质的等，开展有关安全防护技术的研究。

化工过程热风险，也称化工工艺热风险、反应风险，是由热失控（也称反应失控）引发因素及其相关后果所带来的风险，普遍存在于化工过程的各个操作单元中。
根据安监总局《关于加强精细化工反应安全风险评估工作的指导意见》（安监总管三〔2017〕1号），精细化工生产中反应失控是发生事故的重要原因，开展精细化工反应安全风险评估、确定风险等级并采取有效管控措施，对于保障企业安全生产意义重大。

《化工过程热风险》是“危险化学品安全丛书”（第二版）的一个分册。本书共分八章，章主要介绍化工过程热失控及热风险的概念与内涵、化工过程热风险与风险的关系，第二章介绍热风险相关的基本概念与原理，第三章介绍物料稳定与热分析动力学等知识与理论，第四章介绍热失控致灾模型、热风险表征参数体系、评估模型及评估程序，第五章重点围绕工程中常见的传热受限问题进行叙述，第六章介绍热安全参数的获取途径与方法，第七章介绍间歇与半间歇工艺的安全分析、优化与放大，第八章介绍热风险评估方法在合成、蒸馏、储存、运输等操作单元中的应用等。
《化工过程热风险》适合化工行业从事研发、设计、生产和安全等工作的科技和管理人员阅读，也可供高等院校化工、安全工程及相关专业的高年级生、参考。

化工过程热风险，也称化工工艺热风险、反应风险，是由热失控（也称反应失控）引发因素及其相关后果所带来的风险，普遍存在于化工过程的各个操作单元中。 根据安监总局《关于加强精细化工反应安全风险评估工作的指导意见》（安监总管三〔2017〕1号），精细化工生产中反应失控是发生事故的重要原因，开展精细化工反应安全风险评估、确定风险等级并采取有效管控措施，对于保障企业安全生产意义重大。