硝基苯精馏再沸器爆炸事故机理研究

笔者借助实验方法,对硝基苯精馏再沸器爆炸事故机理进行探讨。研究了再沸器中焦化物和焦油这两种主要介质的热爆炸敏感性,认为焦化物的热爆炸敏感性远远超过焦油;通过研究工艺过程,得出爆炸性焦化物是由液面的频繁波动、加热控制错误及可爆物含量升高等原因引起的,过程中可能存在的爆炸触发能量种类主要为氧化热、分解热或者摩擦、撞击能;进一步分析得出了再沸器爆炸事故的机理及爆炸事故的发展过程,认为在触发能作用下,首先是干燥的裸露焦化物被引爆,其产生的爆炸冲击能量可能进一步触发部分焦油,导致二次爆炸;最后根据分析得出的爆炸物形成原因及引爆能出现的条件提出了相应的安全对策措施。     

某化工厂硝基苯精馏塔爆炸事故

[事故经过] 1999年5月28日1：50,某化工厂硝基苯车间硝基苯精馏塔发生爆炸事故,造成1人轻伤。 5月27日10：00～15：00,由于更换洗后油泵,苯硝化工序停止了生产,但硝基苯粗馏塔、精馏塔仍在运行,只是在中班减少了对粗馏塔的进料量。23：10,操作人员交接班检查时,生产正常,未发现异常情况。     

反应失控型火灾爆炸事故预测

介绍了一种预测反庆失控灾害的方法,通过实验测定容器的时间常数,预测能够引起反应失控的最低环境温度,发生反应失控时的危险温度,以及达到最大反应速度反需的时间,预测结果与实际情况具有良好的一致性。     

工业粉尘爆炸事故危害因素的特点

工业粉尘爆炸事故自身所特有的危害特征是造成此类事故严重后果的重要原因之一。从粉尘爆炸基本原理出发,对粉尘爆炸产生的主要危害因素及其特点进行了深入分析,并给出了有针对性的防治建议,特别是指出了阻断冲击波与高温反馈环对预防粉尘二次爆炸的重要性,为我国工业粉尘爆炸事故防治提供参考依据。     

基于小尺寸试验的过氧化氢储运过程热风险评估

近年来过氧化氢储运过程中的爆炸事故频发,因此对其进行热风险评估意义重大.利用自制小尺寸试验装置模拟200 mL质量分数30％ H2O2溶液在10 mL0.1 mol/L Fe2(SO4)3杂质催化作用下的热分解反应,并全程记录反应历程中的温度和压力等参数.基于热失控模型,采用绝热温升△Tad和到达最大温升速率时间TMRad分别作为事故严重度和事故可能性评估指标.结合小尺寸试验所测数据对过氧化氢储罐进行风险评估.结果表明,TMRad随初始温度T0增大而减小,其值均小于试验值,且其二者差值随T0增大而增大.此外,在T0为18℃时,过氧化氢分解未发生失控反应,这表明当T0低于一定值时,将不会发生失控反应.绝热平衡法从最坏情景进行评估,其值相对实测值较保守,但从安全的角度是可行的.如初始温度为39.9℃时,评估值TMRad为108 s,略小于非绝热条件下到达最大温升速率时间的试验值118 s.这表明该法可用于过氧化氢储罐的热风险评估,但该评估方法的精确性有待提高.     

注氮辅助蒸汽吞吐工艺过程井筒爆炸事故分析方法

在注氮气辅助蒸汽吞吐开采原油的工艺过程中,由于地层条件复杂,存在发生油井爆炸事故的风险.以某油田注氮作业过程的井筒爆炸事故为例,结合现场调研和理论计算分析了事故的爆炸性质和点火源类型.通过对物理爆炸和化学爆炸的爆炸能量和爆炸压力进行理论计算,结合本次爆炸事故的总能量及井口装置的破坏压力,确定此次井筒爆炸事故类型为化学爆炸.此外,通过对比分析3种不同类型的点火源,确定此次井筒爆炸事故的点火源为注气速度过快导致油套管相互碰撞产生的碰撞火花.通过全面分析某油田井筒爆炸事故原因和性质,形成了一种系统性的井筒爆炸事故分析方法.     

一起精馏塔爆炸事故的原因分析及改进措施

一、事故简介 2007年3月11日下午17：40左右,泰州市某化工厂发生一起硝基苯精馏塔爆炸事故,爆炸引发大火,造成整个装置区设备失效,且有3人受伤,直接经济损失100多万元。     

温度压力耦合对甲烷爆炸极限影响的试验研究

在对甲烷爆炸极限理论分析的基础上,建立了一套温度压力耦合条件下的气体爆炸极限测试系统,并对甲烷在50~200℃和0.2~1.0 MPa环境条件下的爆炸极限进行了试验研究。结果表明:随环境温度升高和环境压力增大,甲烷爆炸上限升高,爆炸下限下降,爆炸范围变大;在200℃和1.0 MPa条件下,试验测得的甲烷爆炸下限为4.05%,爆炸上限为25.6%,相对于常温常压条件爆炸下限下降了0.95%,而爆炸上限上升了9.6%,这表明初始温度和压力对甲烷爆炸上限的影响较大,而对爆炸下限的影响较小。     

密闭空间中甘薯粉爆炸特性的试验研究

利用20 L球形爆炸测试装置探寻甘薯粉尘在密闭空间内的爆炸特性.测得甘薯粉的爆炸下限质量浓度,研究质量浓度,粒度和点火能量对爆炸猛烈度(最大爆炸压力和最大压力上升速率)以及燃烧特续时间的影响.结果表明:粒径较小时,甘薯粉爆科较猛烈,燃烧持续时间较短;随着质量浓度的增加,燃烧持续时间减少,最大压力上升速率逐渐增大并趋于稳定,而最大爆压呈现先增后减,并且存在一个最佳浓度范围,使粉尘爆炸最猛烈;最大爆压和上升速率随点火能量的增强而增大,较强的点火能量能显著改善低质量浓度粉尘的“爆炸不良”效应.将甘薯粉的爆炸下限质量浓度爆炸猛烈度与锌粉、镁粉和烟煤粉进行对比,发现甘薯粉的爆炸风险远高于烟煤粉和锌粉.     

锂离子电池过充爆炸强度试验研究

过充是导致电池爆炸的一种常见原因,分析过充与电池爆炸的关系及过充所导致的电池爆炸对周围环境的破坏程度极其重要.以10 Ah三元材料锂离子电池为研究对象,采用不同倍率过充方式刺激锂离子电池,利用高速摄影仪、红外热像仪和压力传感器来记录该锂离子电池爆炸、燃烧的图像、温度和压力.结果表明:电池在过充的过程中,其温度变化分为3个阶段;发生爆炸后,电池的能量主要以燃烧的形式释放,燃烧的火球面积高达770.64 cm2;距电池爆炸15 cm处,最大压强为0.03 MPa,可见电池爆炸会对周围环境造成一定破坏.     

硬脂酸粉尘爆炸特性试验研究

为研究硬脂酸粉尘的爆炸特性,采用20 L球型爆炸仪对4个粒径范围的硬脂酸粉尘进行粉尘爆炸试验研究。结果表明:一定浓度范围内增大粉尘浓度能够提升硬脂酸粉尘的爆炸能量和燃烧速率。增大粉尘浓度,爆炸猛烈度先增强后减弱;减小粉尘粒径,能增强爆炸猛烈度和敏感度。粒径小于58 μm粉尘的爆炸猛烈度和敏感度最大,浓度500 g/m3时,该粉尘有最大爆炸压力1.12 MPa和最大升压速率142.00 MPa/s。     

硝基苯精馏再沸器安全分析与评估

为了明确硝基苯精馏再沸器装置爆炸事故发生的原因,有针对性的采取预防措施,综合运用英国帝国化学工业公司的IC I蒙德评价法和事故树分析（FTA）法对精馏再沸器进行安全分析研究,确定了该装置生产过程中的物料物质系数,计算相关的物质危险性、工艺危险性和毒性指数,经过安全措施补偿系数修正后,得出了硝基苯精馏再沸器总危险性系数和危险等级;定性地分析了各危险因素的大小;定量地得出装置的危险程度,并提出了安全措施。结果表明,该装置的危险等级属中等,高温下漏入空气、阀门失效和法兰密封不严是导致该事故的3个最主要的原因,因此,应从以上几方面采取措施,加强安全生产管理。控制精馏再沸器的加热温度,防止局部积累热量,从而降低危险等级,确保安全生产。     

初始瓦斯浓度对爆炸温度影响实验研究*

为探索瓦斯爆炸过程中温度变化规律,基于球形爆炸实验,研究不同初始瓦斯浓度条件下爆炸温度及爆炸温度与爆炸压力之间的相互作用关系。结果表明:随初始瓦斯浓度升高,在6.5%(低浓度)、9.5%(当量浓度)、12%(高浓度)时出现爆炸温度极大值,分别为995,932,1 153 K;爆炸过程中温度延迟时间及升温时间与初始瓦斯浓度曲线均呈U型变化,当初始瓦斯浓度约为9.5%(当量浓度)时,温度延迟时间及升温时间变化较小;当初始瓦斯浓度在爆炸上限浓度（16%）和下限浓度（5%）附近时,受瓦斯浓度影响变化较大;初始瓦斯浓度在9.5%时,瓦斯爆炸过程中的压力波促进火焰燃烧波的反向传播,出现二次升温现象。研究结果可为完善瓦斯爆炸温度变化机理、提高灾害防控技术提供依据。     

Experimental research into effects of obstacle on methane-coal dust hybrid explosion

An experimental system including pressure transducer, data acquisition card, computer and electric spark ignition device was set up to research methane-coal dust hybrid explosions in closed tubes with different types of obstacles inside. Its dynamic response time was less than a millisecond and the test precision was 0.1%. The experimental results show that the obstacles had great effects on the explosion characteristics in the tube. Hollow obstacles linked with inner wall of the tube induced faster pressure rising than installed center blocked solid obstacles. Obstacles with more sharp corner induce more violent explosions. The most dangerous explosion occurred when spacing between obstacles almost equaled the inner diameter of the tube for the same size obstacle.     

Investigation of an accidental explosion in a nitromethane rectification process

An explosion that occurred during a nitromethane rectification process is investigated. Experiments were performed in an effort to elucidate the cause of the explosion. All test samples analyzed, including reaction product, crude product, 99% pure product and raffinate, were collected from the accident site. Gas chromatography was used to analyze the components of the samples, thermal analysis determined the exothermic character of the samples and the sample evaporating experiment recorded the reaction phenomena occurring at low liquid level. Based on the experimental results, the excess heat released by the decomposition of overheated raffinate is pinpointed as the root cause of the explosion.     

Experimental mine and laboratory dust explosion research at NIOSH

This paper describes dust explosion research conducted in an experimental mine and in a 20-L laboratory chamber at the Pittsburgh Research Laboratory (PRL) of the National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). The primary purpose of this research is to improve safety in mining, but the data are also useful to other industries that manufacture, process, or use combustible dusts. Explosion characteristics such as the minimum explosible concentration and the rock dust inerting requirements were measured for various combustible dusts from the mining industries. These dusts included bituminous coals, gilsonite, oil shales, and sulfide ores. The full-scale tests were conducted in the Lake Lynn experimental mine of NIOSH. The mine tests were initiated by a methane–air explosion at the face (closed end) that both entrained and ignited the dust. The laboratory-scale tests were conducted in the 20-L chamber using ignitors of various energies. One purpose of the laboratory and mine comparison is to determine the conditions under which the laboratory tests best simulate the full-scale tests. The results of this research showed relatively good agreement between the laboratory and the large-scale tests in determining explosion limits. Full-scale experiments in the experimental mine were also conducted to evaluate the explosion resistance characteristics of seals that are used to separate non-ventilated, inactive workings from active workings of a mine. Results of these explosion tests show significant increases in explosion overpressure due to added coal dust and indications of pressure piling.     

管道内瓦斯爆炸温度与压力峰值试验研究

为分析瓦斯爆炸的火焰温度及压力峰值在管道中的传播规律,采用瓦斯管网爆炸测试系统进行试验,通过爆炸压力和爆炸火焰温度采集系统采集数据。在相同点火能量和点火位置的条件下,分析了体积分数对瓦斯爆炸的温度峰值和压力峰值的影响,及温度峰值和压力峰值随管道距离的变化规律。结果表明:当瓦斯体积分数低于9.5%时,温度峰值和压力峰值随瓦斯体积分数增大而增大;同一体积分数下,温度峰值最大值出现在最接近爆源的位置,并呈逐渐下降的趋势,接近爆源的温度峰值下降较明显,随管道延长,温度峰值的下降减慢且趋于平缓;温度峰值与传播距离近似呈三次函数关系;冲击波压力峰值随管道传播呈先上升后下降再上升的波动性变化。     

浮顶油罐油气惰化防火防爆实验研究

对浮顶油罐的油气空间进行惰化,是一种新的油罐防火防爆方法。向浮顶油罐一、二次密封间的油气空间中加入氮气,可缩小浮顶油罐的一、二次密封之间环形空间油气的爆炸极限的范围。根据这一原理,通过模型实验对大型双重密封型浮顶油罐的油气空间进行了氮气惰化保护实验研究。实验结果表明油气空间内氮气的体积分数会随着氮气通入时间的增长而逐渐升高,油气的体积分数则逐渐降低。氮气通入开始一段时间,环形空间内氮气的体积分数会迅速上升,油气体积分数迅速下降。但随着氮气通入时间的增长,氮气体积分数的上升和油气体积分数的下降速度都会趋于平缓。另外当入口处氮气流量从27Nm3/h变化到54Nm3/h时,为使油气体积分数下降至油气爆炸下限1%所需氮气持续通入的时间也从300分钟左右下降至200分钟左右。     

超细冷气溶胶抑制油气预混爆炸实验研究

大型油罐区火灾事故往往伴随着油气爆炸,对应急救援消防官兵生命安全带来威胁.具有可压缩性、流动性和弥散性特征的超细干粉冷气溶胶对泄漏可燃油气爆燃爆轰有抑制作用.采用三路进气20L球试验装置模拟油气-空气与超细干粉冷气溶胶预混点火燃爆过程,实验结果表明:超细干粉冷气溶胶具有物理和化学双重抑爆作用,随着抑爆剂用量的增大其最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率呈下降趋势,且爆炸感应期明显被滞后;抑爆过程油气爆炸指数快速下降后趋于稳定,抑爆效果与超细粉体本身特性、抑爆剂用量及油气点火时刻有关.该研究有助于优化油气环境的最佳抑爆条件,对大型储油罐区油气防火防爆防护和抑爆技术的应用具有积极意义.     

矿井生产环境下光透过性实验研究

通过实验模拟巷道生产作业环境,分析了矿井生产环境下光照衰减的机理,研究了普通LED灯、金卤灯、荧光灯、头戴LED矿灯4种灯具在不同环境参数下的透射性,得出其在不同矿井因素（粉尘浓度、风速、相对湿度）下光的透过性影响规律,结果表明:在矿井中风速和相对湿度的增加均能降低光的透过率,相对湿度变化对光的透过率影响较大,且风速和相对湿度的增加对粉尘浓度有一定的积聚作用。研究结果为井下照明灯具的合理选用提供了依据。