炼油装置元素S高温腐蚀产物FeS2的自然氧化性

使Fe2O3和Fe(OH)3分别与元素S在不同条件下进行硫化反应,并采用X射线衍射仪鉴定硫化产物组成,在95 ℃恒温水浴中对硫化产物进行氧化反应,考察了硫化温度和硫化时间对硫化产物自然氧化性的影响.结果表明,元素S高温硫化产物主要是FeS2.硫化产物FeS2具有较高的自然氧化性,随着硫化温度升高,硫化时间延长,硫化产物的自然氧化性增大,更容易发生氧化放热反应,造成油品火灾和爆炸事故.元素S与Fe2O3硫化温度在360 ℃以上,与Fe(OH)3硫化温度在300 ℃以上时,其硫化产物FeS2具有较高的自然氧化性.硫化时间在24 h以上时,Fe2O3、Fe(OH)3的硫化产物自然氧化性较大.     

硫高温腐蚀及腐蚀产物氧化自燃性的研究

随着炼制原油硫含量的增加,炼油装置的硫腐蚀问题也日益严重.针对硫高温腐蚀状况,用差热-热重分析仪研究硫与Fe(OH)3、Fe2O3和Fe3O4发生硫化腐蚀反应的初始温度,并采用X射线衍射仪鉴定了360 ℃高温无氧条件下硫化腐蚀产物的组成.结果表明,硫与Fe(OH)3、Fe2O3和Fe3O4发生硫化反应的初始温度分别为287.67 ℃、233.34℃和308.47 ℃;高温硫化腐蚀产物主要是FeS2.对硫化产物FeS2进行氧化反应,氧化升温曲线和耗氧曲线表明,硫化腐蚀产物FeS2具有很高的氧化自燃性,在一定条件下能引发油品火灾和爆炸等事故.     

含硫油品储罐腐蚀产物自燃性的热重分析

含硫油品储罐低温湿H2S腐蚀产物FeS的氧化自燃是引起储罐火灾爆炸事故的主要原因.运用SDT-Q600型同步热分析仪对FeS从室温到1 000 ℃的氧化过程进行了实验研究,用不同的动力学模型对热重实验数据进行了相关性分析处理,计算了不同粒径FeS的活化能.结果表明,FeS的氧化自燃过程符合一级反应动力学机制,活化能可以作为衡量FeS氧化自燃性能的一个指标.FeS样品粒径大小对其氧化自燃性有明显影响,随着FeS粒径的减小,TG曲线上氧化起始温度和氧化终止温度降低,其活化能减小.     

储罐硫腐蚀产物标志性气体的监测

含硫油品储罐内的腐蚀产物与油品中的活性硫反应生成硫化物,而此类硫腐蚀产物氧化自燃是导致储油罐发生火灾、爆炸事故的重要原因.通过试验考察了氧气体积比对硫腐蚀产物氧化自燃过程的影响,探索了铁锈模拟物在氧化过程中SO2气体的释放规律.结果表明:氧气浓度越高,硫腐蚀产物的自燃危险性越大;随着O2浓度增加,氧化反应中SO2的浓度越大,SO2气体析出速度越快,当氧化反应的温度为40℃时,SO2气体浓度达到最大.     

不同自燃倾向性煤自燃氧化特性试验研究

为了研究不同自燃倾向性煤自燃特性变化规律,利用煤氧化动力学测定系统,测试了三种不同自燃性煤的氧化特征。结果表明:(1)单一气体生成量、耗氧量及耗氧速率均随着煤自燃性的增强而增大,且CO生成量和耗氧速率急剧上升的拐点温度与出现C_2H_4气体的温度相同。(2)CO、CO_2和C_2H_4产生率具有明显的阶段性,且前两种气体最大产生率所对应的温度相同;当不同自燃性煤的温度超过80℃时,两组指标CO/ΔO_2和CO/CO_2均迅速增大,表明其氧化反应加快。(3)在TG-DSC试验中,煤的氧化燃烧过程可分为5个阶段,对应于4种特征温度。其中过渡稳定阶段指煤的质量保持稳定,是失重到增重的过渡态,且不同自燃性煤每个阶段持续时间及阶段性特征温度存在显著差异。     

FeS引发储油罐着火温度动态变化曲线的研究

储油罐着火事故被推测是由硫腐蚀产生的FeS氧化引起的。笔者阐述了储罐中FeS形成的原因 ,并采用自然发火绝热测试系统对FeS自然氧化进行 1 9h的跟踪实验 ,观察FeS绝热氧化过程中温度动态变化特性。实验发现 ,FeS氧化由诱导氧化期、中速氧化期和加速氧化期 3个阶段组成。诱导氧化期是积蓄能量 ,激发FeS活性的过程 ,试样温度基本未发生变化 ;中速氧化期是FeS试样表面的分子活性被激发 ,与FeS试样表面吸附的氧气发生氧化反应的过程 ,温度增加较慢 ;加速氧化期是FeS分子内部的活性被激活并进行氧化反应的过程 ,温度迅速升高。结果证明 :随着反应的进行 ,温度随反应时间变化的幅度越来越大 ,氧化反应的反应热不能及时散开而急剧地积累 ,温度急剧地升高 ,将引起油品自燃。此外 ,通过X衍射图和氧化升温曲线证明 ,水是影响FeS氧化的重要因素。     

(FeS)m(m=1～6)团簇与O2相互作用的密度泛函理论研究

为探究石化行业中硫铁化合物自燃的微观机理，基于密度泛函理论建立了(FeS)_m(m=1～6)团簇模型，计算O₂在(FeS)_m(m=1～6)团簇上的吸附性质与反应过程。吸附性质计算表明，O₂倾向于吸附在Fe原子周围，随着FeS团簇尺寸增大，吸附能先增大后减小，当m=3时吸附能最大。O₂吸附前后，(FeS)_m(m=1～6)团簇的能隙均逐渐减小，其中(FeS)₃团簇在所有吸附结构中能隙最小，化学活性最好。反应路径计算表明，反应分不同阶段，反应初期有FeSO、SO等产物形成，随着反应进行会生成S₂和FeO,反应后期产物S₂会受热氧化生成SO₂。各阶段反应在动力学和热力学上均是可行的。分析认为FeS的氧化过程是一个自发的多阶段放热反应，FeS的氧化释放大量的热，引发S₂的氧化反应，两步反应形成协同效应，加剧体系的反应进程，使反应体系不断积聚热量直至发生自燃。     

硫化亚铁氧化自燃倾向性的实验研究

含硫油品储罐腐蚀产物FeS的氧化自燃是引起储罐火灾爆炸事故的主要原因。用同步热分析仪(STA)在30～900℃范围内对FeS进行热重热流分析,从物理吸附和化学反应的角度分析了不同粒径和不同升温速率FeS的自然氧化倾向性,计算了不同升温速率FeS的活化能。结果表明,FeS样品粒径越小,越容易发生氧化自燃反应;升温速率越大,FeS越不容易氧化。同时,不同升温速率条件下的FeS反应机制各不相同。从实验得出的动力学参数看出,FeS的氧化反应较复杂,而非简单的放热反应。     

干燥条件下高硫煤低温氧化特性研究

为进一步揭示不同环境条件下高硫煤的低温氧化特性,选取含硫量较低、自燃倾向性较高的褐煤,向其添加不同比例的FeS2,配制成含量分别为3%,5%,7%的混合高硫煤样,利用中国矿业大学自行研制的煤氧化模拟试验系统,测试分析干燥混合煤样在低温氧化过程中,交叉温度和指标气体CO产生量体积的变化。试验结果表明,在低温干燥的条件下,随着FeS2含量的增加,煤样的氧化特性受到抑制:交叉点温度升高;指标气体CO产生量在相同温度时体积降低。因此,在高硫煤层自燃火灾防治过程中,应尽量控制煤层周围环境的干燥度。     

元素硫高温腐蚀产物氧化自燃性影响因素的研究

用差热-热重分析仪考察元素硫与Fe(OH)3发生硫化腐蚀反应的初始温度,分析硫化温度、硫化时间、氧化温度和水对高温硫腐蚀产物氧化自燃性的影响。结果表明:元素硫与Fe(OH)3发生硫化反应的初始温度为287.67℃;硫化温度越高,硫化时间越长,元素硫高温硫化腐蚀产物中FeS2的含量越高,氧化自燃性越大;氧化温度对高温硫腐蚀产物的氧化自燃性有很大影响,室温时几乎不发生氧化反应,氧化温度超过95℃后,腐蚀产物的氧化反应速率大幅度提高,对炼油装置安全构成极大威胁;水对高温硫腐蚀产物的氧化自燃性起着重要作用,无水时,高温硫化产物基本不发生氧化反应,少量水存在即可极大影响高温硫腐蚀产物的氧化速率。     

公路隧道火灾逃生疏散研究

以苍岭隧道为背景,首先采用经验计算理论和计算软件building EXODUS相结合的方式,从被困人员的安全疏散时间、高温烟气的影响、隧道横通道的利用率以及人员的疏散行为特性进行了研究。结果表明:中小规模火灾情况下的安全疏散时间控制在8 min之内,高温烟气影响不大,但横通道的利用率不平均,且人员疏散路线相对集中。然后对存在的逃生疏散问题提出针对性建议以及其他相关建议,旨在为更大程度降低事故的严重性和经济财产损失。     

建筑安全管理的系统定义与评价

在系统论与控制论的背景下，定义建筑安全管理作为社会时效系统的控制模型、应用评价方程式，既可以定量地评价各种条件下建筑安全管理的绩效，又可以指导社会与企业建筑安全管理工作，实现建筑安全管理工作科学化与规范化。     

Potentially preventable prehospital deaths from motor vehicle collisions

Background: In 2011, about 30,000 people died in motor vehicle collisions (MVCs) in the United States. We sought to evaluate the causes of prehospital deaths related to MVCs and to assess whether these deaths were potentially preventable.

Methods: Miami–Dade Medical Examiner records for 2011 were reviewed for all prehospital deaths of occupants of 4-wheeled motor vehicle collisions. Injuries were categorized by affected organ and anatomic location of the body. Cases were reviewed by a panel of 2 trauma surgeons to determine cause of death and whether the death was potentially preventable. Time to death and hospital arrival times were determined using the Fatality Analysis Reporting System (FARS) data from 2002 to 2012, which allowed comparison of our local data to national prevalence estimates.

Results: Local data revealed that 39% of the 98 deaths reviewed were potentially preventable (PPD). Significantly more patients with PPD had neurotrauma as a cause of death compared to those with a nonpreventable death (NPD) (44.7% vs. 25.0%, P =.049). NPDs were significantly more likely to have combined neurotrauma and hemorrhage as cause of death compared to PPDs (45.0% vs. 10.5%, P <.001). NPDs were significantly more likely to have injuries to the chest, pelvis, or spine. NPDs also had significantly more injuries to the following organ systems: lung, cardiac, and vascular chest (all P <.05). In the nationally representative FARS data from 2002 to 2012, 30% of deaths occurred on scene and another 32% occurred within 1 h of injury. When comparing the 2011 FARS data for Miami–Dade to the remainder of the United States in that year, percentage of deaths when reported on scene (25 vs. 23%, respectively) and within 1 h of injury (35 vs. 32%, respectively) were similar.

Conclusions: Nationally, FARS data demonstrated that two thirds of all MVC deaths occurred within 1 h of injury. Over a third of prehospital MVC deaths were potentially preventable in our local sample. By examining injury patterns in PPDs, targeted intervention may be initiated.     

空气气氛下木材表观热解动力学

研究了空气气氛下马尾松和楠木的树叶、树皮和树干试样的热解过程,发现每种试样的热解均包含两步主要的失重过程,在600℃时总失重均达90%以上.利用积分方法建立了适用于所有试样的两阶段一级动力学模型,实验失重曲线较好地符合模型计算出的失重曲线.     

胶粘剂对芳纶无纬布防弹性能的影响

通过物理共混的方法,将固化剂及消泡剂加入到丙烯酸酯胶粘剂中,从而改善丙烯酸酯胶粘剂织造的无纬布表面粘手及不平整的问题,并利用电子拉力实验机对无纬布进行力学性能测试。研究表明：固化剂的添加可明显提高布样的粘结强度,并且布样的表面不粘手;消泡剂的添加能够明显改善布样的表观质量,布样表面平整、无气泡;添加固化剂可提高布样的力学性能,同时还可提高了材料的防弹性能,子弹穿透层数减少,布样的平均凹陷明显降低,减少了对人体的二次钝伤。     

地铁事故应急疏散模拟及优化研究

为探究如何提高地铁车站应急疏散的效率,以我国近十年来地铁常见事故类型统计为基础,在事故风险分析的前提下,利用风险矩阵和元胞自动机设定应急疏散等级,分析不同事故水平下相应疏散措施。以北京地铁西直门站为实例,使用疏散仿真软件Pathfinder构建模拟环境,对高峰时期下站内最短逃生路径进行疏散模拟;按照事故与疏散的响应过程,从预防次生事故角度出发,针对西直门站疏散过程中可能发生的踩踏事故的诱发因素进行优化;研究拥堵对疏散进度的具体影响,选取使用率较低的M通道设施,进行不同使用率下的多次模拟,得到最优的疏散方案,研究结果可为进一步提高疏散设施利用率、改善应急疏散效果提供技术支持。     

不同通风条件下密闭空间CO2泄漏及排散过程模拟研究

为了探究密闭空间内通风对气体泄漏扩散过程的影响,基于FLACS模拟软件,对密闭空间内CO2泄漏及排散过程进行模拟,探讨入风口、出风口相对位置对泄漏及排散过程的影响。研究结果表明:入风口高度与出风口高度越高,越有利于CO2气体排散,应急排散时间更短;入风口位于屋顶时,CO2排散效果最好。     

基于DEMATEL/ISM的深水井喷风险影响因素研究*

为提高深水井喷事故风险管理水平,提出研究深水井喷风险影响因素的分析方法。从技术、人员、环境和管理4个方面,识别深水井喷事故风险致因因素,建立深水井喷事故风险评价指标体系;运用矩阵决策实验室分析法（DEMATEL）,研究风险因素之间的相互影响关系,计算不同风险因素的中心度和原因度,确定关键风险因素;进一步基于解释结构模型（ISM）划分不同影响因素的层次结构,分析风险因素之间的综合影响关系,建立深水井喷事故风险影响因素模型。结果表明:层级1为近邻致因,可直接导致井喷事故的发生;层级2~7为过渡致因,在风险传递过程中起到桥梁作用,对井喷事故的直接影响较小;而层级8则为本质致因,重视本质致因的改善有利于从根源上降低井喷事故的风险。研究结果可为深水井喷事故风险的预防和控制提供理论依据。     

化工企业DVR风险分析模型的构建及应用——基于公共安全三角形模型*

为对化工企业风险进行评价,根据公共安全三角形理论,从危险源破坏性、目标脆弱性和应急处置可恢复性3个方面建立风险分析模型。在危险源破坏性上,从事故发生可能性和事故后果危险性2个方面进行讨论并得出可能性和危险性系数。在目标脆弱性上,建立人和物的脆弱性计算模型得出目标脆弱性的系数。设立应急管理指标,结合专家评分得出应急处置可恢复性系数。将各系数归一化相乘得到化工安全风险分析整合系数,建立基于危险源破坏性（Destructiveness）、目标脆弱性（Vulnerability）、应急处置可恢复性（Recoverability）的DVR风险分析模型,并进行应用实例分析。结果表明:该模型在化工企业的风险评价中具有一定的实用性。     

微波作用下煤层渗透性变化规律实验研究

为了深入研究微波辐射条件下功率、辐射时间、渗透率、有效应力之间的关系,采用自行设计的微波辐射含瓦斯煤渗流实验系统,进行了不同微波功率、不同辐射时间条件下的煤样渗透率测量实验。研究结果表明:微波辐射条件下,渗透率与有效应力之间遵循负指数函数关系,拟合结果R2均大于0.98;渗透率随微波功率和辐射时间的增加单调递增,并且在低有效应力区数据增长的线性拟合斜率大于高有效应力区;煤样在微波作用下,相同的能量输入,微波功率越高,煤样渗透率越大;研究结果为微波辐射技术在煤层气开采领域的应用提供理论参考。