Программный комплекс "Тепловой взрыв" (стр. 4 )

В предлагаемой книге речь идет о методологии исследования термической опасности химических веществ, химической продукции и химических процессов. Задача книги в том, чтобы с единых позиций системного анализа описать методы, методики, способы и средства исследования термической опасности химических веществ, химической продукции и химических процессов с применением комплекса TSS. Как автор сумел справиться с этой задачей пусть оценит читатель.

Следует предупредить читателя, что в этой книге нет систематического обзора публикаций по различным аспектам проблемы термической безопасности. Дело в том, что количество монографий, книг и журнальных статей по различным аспектам термической безопасности огромно. Достаточно упомянуть только многотомную серию руководств Центра безопасности химических процессов при Американском институте химиков-технологов (CCPS of AIChE), постоянно издаваемые журналы "Journal of Hazardous Materials", "Loss Prevention in the Process Industries", "Process Safety and Environmental Protection", "Process Safety Progress" и другие, затрагивающие различные аспекты реакционных опасностей и термической безопасности. В связи с этим автор даже не ставил перед собой такой задачи. Необходимые ссылки по обсуждаемым вопросам приводятся в конце каждой главы.

Комплекс TSS имеет широкое международное признание и активно используется ведущими мировыми химическими фирмами США, Европы, Японии, других стран.

Проблематика предлагаемой книги охватывает широкий спектр вопросов из разных областей науки: теории горения и взрыва, химической кинетики, системного анализа, вычислительной математики, моделирования и т. д. Применение комплекса TSS – программного инструмента, основного средства решения задач, рассматриваемых в книге, переносит основную тяжесть исследования проблем термической безопасности с использованием методологии математического моделирования, с разработки, отладки алгоритмов и программ на содержательную часть исследования. Благодаря использованию TSS исследователь имеет возможность применять сложные современные вычислительные методы и решать задачи, далеко выходящие за задачи, рассматриваемые в классических теориях теплового взрыва. Однако появившаяся при этом относительная простота и возможность решения весьма сложных задач, в которых используются сложные вычислительные методы, возможность быстрого получения конечных результатов не только не снимают с исследователя необходимость хорошего понимания смысла результатов, способов и методов, с которыми они получены, но и резко повышают необходимость этого. Спасительная особенность нашей жизни - наша способность делать множество вещей, не понимая до конца всех их деталей. Именно так мы сегодня работаем с самой разнообразной техникой. TSS делает это применительно к исследованиям термической безопасности с применением математического моделирования. Цель книги - дать основы понимания того, как TSS выполняет это.

Предлагаемая вниманию читателей монография не является руководством по работе с программами комплекса TSS. Каждая такая программа имеет подробное руководство для их пользователей (к нашему большому сожалению, только на английском языке), находящееся в свободном доступе в Интернет на сайте ЗАО "Химинформ" [27]. Предполагается, что читатель этой книги при работе с TSS будет пользоваться этими документами. Для первичного информирования читателей о комплексе TSS в целом в качестве введения к основному содержанию книга содержит в своей первой главе обзор комплекса TSS.

То, чего нет в этой книге. В нее не вошли (кроме краткой справочной информации) материалы о трех компонентах комплекса TSS: программах расчета систем аварийного сброса давления BST и VENT и программе расчета физико – химических свойств смесей MIXTURE. Дело в том, что изложение научных основ проблем, с которыми связаны задачи, решаемые с их применением, самостоятельный большой вопрос, изложение которого неминуемо привело бы к существенному увеличению объема книги. Кроме того, эти вопросы хорошо освещены во множестве публикаций, в первую очередь, в работах и симпозиумах DIERS. Ограничимся только указанием на новую фундаментальную работу [28], содержащую систематическое изложение проблем систем аварийной защиты от теплового взрыва.

В книге используется иллюстративный материал, заимствованный из общедоступных ресурсов интернета, не содержащих указаний на авторов этих материалов и каких-либо ограничений для их заимствования.

Книга, в первую очередь, ориентирована на российского читателя. И если она каким-то образом будет способствовать продвижению в России новых методов решения проблем термической безопасности и теплового взрыва, то автор будет считать цель ее написания достигнутой.

Пусть больше не будет таких катастроф как гибель "Курска" и не повторится Кыштым!

Тепловой взрыв можно и нужно прогнозировать! TSS – мощный современный инструмент для этого.

Благодарности

Автор считает своим приятным долгом и обязанностью поблагодарить всех своих многочисленных коллег, принимавших участие в разное время в разработке методов, проведении экспериментальных исследований и создании программного обеспечения, в первую очередь, , и многих других. И пусть простят меня многочисленные коллеги, которых я здесь не указал. Отдельно хочу отметить безвременно ушедших и . О важнейшей роли в этих работах я уже говорил. Без профессионализма и вложенных в работу усилий многих моих коллег и сотрудников создание такой сложной современной системы как комплекс TSS было бы невозможно.

Необходимо выразить глубокую признательность специалистам зарубежных исследовательских центров химических компаний и консалтинговых фирм Rhone-Poulenc, Elf Atochem, Rhodia (Франция), BASF, Solvay, BAYER, Inburex (Германия), The Dow Chemical Company и DuPont Company (США), Thermal Hazard Technology (Англия), Sumitomo Chemicals (Япония), ряда университетов Франции, Германии и Тайваня. Их опыт, плодотворные дискуссии и обмен идеями были очень важны и полезны. Специальная благодарность Тому Хофелиху и Харолду Джонсону (the Dow Chemical Company), Стиву Коатсу (the DuPont Company), Жан-Луи Гюста (Rhodia), Ричарду Роджерсу (Inburex), Юргену Рабе (Solvay), Мартину Оттавею (Thermal Hazard Technology), Сэму Мэннону (Texas A&M University) и многим другим зарубежным коллегам. Сотрудничество с ними, признанными мировыми экспертами в области термической безопасности, обмен мнениями и идеями позволили проводить наши разработки на самом высоком уровне.

Неоценимую помощь оказали встречи и дискуссии на конференциях таких международных организаций как Design Institute of Emergency Relief Systems (DIERS) и European DIERS Users Group (EDUG), Mary Kay O’Connor Process Safety Center (MKOPSC), International Group of Experts on Unstable Substances (IGUS), многих других конференциях, симпозиумах, семинарах.

Существенное значение для сохранения и развития наших работ в тяжелое время российской перестройки имела для нас весьма существенная финансовая поддержка Международным научно – техническим центром (МНТЦ). В рамках деятельности МНТЦ под руководством автора монографии было успешно выполнено несколько крупных проектов с участием крупнейших мировых фирм и ведущих мировых экспертов в этой сфере. После завершения деятельности МНТЦ эти научные и деловые контакты с зарубежными коллегами были существенно расширены и сохраняются до сих пор.

И, конечно, самая искренняя благодарность в целом моей "альма-матер" - ГИПХ, основоположнику отечественной прикладной химии, о работе в котором более 50 лет я всегда буду вспоминать с гордостью и гордостью.

Автор будет благодарен всем читателям книги за их замечания, критику и предложения по ее улучшению. Связаться с автором можно по электронной почте *****@***spb. ru.

Список литературы к ПРЕДИСЛОВИЮ

Бенин, система исследования теплового взрыва конденсированных веществ. /, , и др. // Горение конденсированных систем: матер. VII Всесоюзн. симп. по горению и взрыву, Черноголовка, 1986. — М.: Наука, 1987. — С. 71—78. Бенин, система исследований теплового взрыва химико—технологических процессов. / , , // Ж. Всесоюз. химич. общества. — 1990. — T. 35, N4. — С.428—433. Kossoy, A. A computerized system for research into thermal safety of chemical processes. / A. Kossoy, A. Benin, P. Smykalov, al. // Thermochimica Acta. — 1992. — Vol. 203. — P. 77—92. Benin, A. Automated System of Kinetic Researches (ASKR) in Thermal Analysis. / A. Benin, A. Kossoy, P. Smykalov. // JTA. — 1992. — Vol.38. — P. 1151—1165. Kossoy, A. Some Methodological Aspects of Adiabatic Calorimetry Application for Thermal Safety Investigation. / A. Kossoy, V. Belochvostov, J—L. Gustin. // J. of Loss Prevention in Process Industries. — 1994. — Vol. 7. N5. — P. 397 — 403. Бенин, данных при изучении кинетики химических реакций методом ДСК. / , , . // Ж. физ. химии. — 1987. — Т. LXI, вып. 5. — С. 1205—1210. Kossoy A. Specific Features of Kinetics Evaluation in Calorimetric Study of Runaway Reactions. / A. Kossoy, E. Koludarova.// J. of Loss Prevention in Process Industries. — 1995. — Vol. 8, N4. — P. 229 – 234. Misharev, P. Methodology and Software for Numerical Simulation of Thermal Explosion. / P. Misharev, A. Kossoy, A. Benin. // Process Safety and Environmental Protection. Trans. IChemE. — 1996. — Vol. 74, part B. — P. 17—23. Kossoy, A. Developments in the Field of Methodology and Software for Thermal Hazards Assessment./ A. Kossoy, A. Benin. // Minutes of 21st Meeting of DIERS, Pittsburgh, Penn., USA, October 27—29, 1997. – P. 14—18. Kossoy, A. Peculiarities of Calorimetric Data Processing for Kinetics Evaluation in Reaction Hazard Assessment. / A. Kossoy, P. Misharev, V. Belochvostov. // 53rd Annual Calorimetry Conference: Midland, Much, USA, Aug. 9—14, 1998. — Р. 37—43. Kossoy, A. Methodology and Software for Chemical Engineering and Reaction Hazard Assessment. / A. Kossoy, A. Benin, P, Smykalov.// Minutes of 3rd Japanese Mettler RC User Forum: Kioto, Japan, November 4—6, 1998. — P. 78—86. Podlevskikh, N. Validation of the BST—software for ERS—design. / N. Podlevskikh, A. Kossoy, A. Sokolov. // Proceedings of the annual meeting of European DIERS User’s group (EDUG): Ludvigshafen, Germany, 18—19 May 2000. — P.45—52. Podlevskikh, parative analysis of SuperChems and BST software. / N. Podlevskikh, A. Sokolov, A. Kossoy. // Minutes of the Fall DIERS Users Group meeting: Boston, USA, 14—18 October 2000. – P. 68—74. Kossoy, A. From calorimetric data via kinetic modeling to runaway simulation and reactor optimization (Methodology and Software). / A. Kossoy, N. Podlevskikh, I. Sheinman. // Proceedings of International Conference “Assessment and Control of Chemical Processing Hazards”: London, England, 24—25 October 2000. — P. 43—51. Kossoy, A. New software for design of inherently safer processes. / A. Kossoy, Yu. Akhmetshin. // Proceedings of the annual meeting of European DIERS User’s group (EDUG): Ispra, Italy, 26 — 27 April 2001. — P. 134—141. Podlevskikh N. VENT – new software for two-phase flow simulation through the complex multi segment vent line. / N. Podlevskikh, A. Sokolov. // Proceedings of the annual meeting of European DIERS User’s group (EDUG): Ispra, Italy, 26 — 27 April 2001. — P.78—86. Kossoy, A. From experimental Data via Kinetic Model to Predicting Reactivity and Assessing Reaction Hazards (Methodology and Software). / A. Kossoy, A. Benin, Yu. Akhmetshin. // Proceedings of Mary Kay O’Connor Process Safety Center 2001 Annual Symposium “Beyond Regulatory Compliance, Making Safety Second Nature”: College Station, Texas, USA, 30—31 October 2001. — P. 321 – 335. Kossoy, A. Applying kinetics—based approach for simulation of thermal explosions and vent sizing. / A. Kossoy, I. Ya. Sheinman, N. A. Podlevskikh. // Proceedings of the 30th annual conference of North American Thermal Society (NATAS): Pittsburgh, PA, USA, 23—25 September 2002. — P. 332 – 338. Kossoy, A. The Advanced Approach to Reactivity Rating. / Kossoy, A. Benin, Yu. Akhmetshin. // Proceedings of Mary Kay O’Connor Process Safety Center 2003 Annual Symposium “Beyond Regulatory Compliance, Making Safety Second Nature”: College Station, TX, USA, 28—29 October 2003. — P. 245—258. Kossoy, A. From calorimetric data via kinetics—based simulation to predicting reactivity and assessing reaction hazards (Methodology and Software). / A. Kossoy, V. Belochvostov. // Proceedings of the 30th annual conference of North American Thermal Society (NATAS): Pittsburgh, PA, USA, 23—25 September 2002. — P. 316—321. Kossoy, A. Methodology and software for Reactivity Rating. Process Safety Progress. / A. Kossoy, T. Hofelich. // — 2003. — Vol. 22, №4, December 2003. — P. 235—240. Kossoy, A. Applying kinetics—based approach for simulation of thermal explosions. / A. Kossoy, I. Sheinman. // Proceedings of the third international NRFD Symposium “Safety in the Manufacture, Storage, Use, Transport, and Disposal of Hazardous Materials”: March 2004. — P.154—162. Kossoy, A. Evaluating thermal explosion hazard by using kinetics—based simulation approach. / A. Kossoy, I. Sheinman. // Process Safety and Environ. Protection. Trans. IChemE. — 2004. — Vol.82, issue B6. — P. 421—430. Kossoy, A. An Advanced Approach to Reactivity Rating. Journal of Hazardous Materials. / A. Kossoy, A. Benin, Yu. Akhmetshin //— 2005. — Vol. 118, issues 1—3. — P. 9—17. Kossoy, A. Identification of kinetic models for the assessment of reaction hazards, Process Safety Progress. / A. Kossoy, Yu. Akhmetshin // — 2007. — Vol. 26, N37. — P. 209—220. Использование методов математического моделирования для исследования термической опасности тепловых взрывов. [Электронный ресурс] / , , и др. // Технологии техносферной безопасности: интернет — журнал — 2011. — № 5 (39). — Режим доступа: http://ipb. mos. ru/ttb.— (Дата обращения 14.07.2012). Сайт ЗАО "Химинформ" [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://www. cisp. spb. ru (Дата обращения 14.07.2012). CCPS (Center for Chemical Process Safety). DIERS. Guidelines for Pressure Relief and Effluent Handling Systems. — Second Edition, Wiley, 2017. — 784 p.

Глава 1. Обзор комплекса TSS

Цель настоящей главы дать читателю в сжатой форме общую информацию о комплексе TSS, его основных компонентах, решаемых задачах, функциональной и информационной структуре. Каждая программа комплекса имеет подробное руководство пользователя. Все руководства пользователя находятся в свободном доступе в Интернет на сайте ЗАО "Химинформ" www. cisp. spb. ru. Все программы комплекса TSS доступны для предварительного ознакомления через тот же сайт. Программы комплекса требуют для установки и работы операционную среду Windows версии 7 и выше.