Программный комплекс "Тепловой взрыв" (стр. 92 )

Рис. 13.9. Блок – схема программы ReRank.

ReRank поддерживает работу с различными кинетическими моделями:

1)вводимыми пользователем вручную, если модель поставляется извне;

2) вводимыми из банка моделей Rerank, в котором модель была сформирована ранее;

3) импортируемыми из программ FORK и DESK/

ReRank может работать с формальными и дескриптивными моделями любой структуры, предусмотренной TSS.

При моделировании процесса в ReRank предполагается, что процесс выполняется в условиях реактора идеального перемешивания. При определении TCL и индекса реакционной опасности по стандарту NPFA предполагается изотермический режим, при определении TMRи TER – адиабатический режим.

Программа ReRank не требует от пользователя какого – либо дополнительного программирования.

Список литературы к главе 13

Johnson R. W.; Rudy S. W.; Unwin S. D. Essential Practices for Managing Chemical Reactivity Hazards,. Center for Chemical Process Safety/AIChE, 2003, 208 p. Guidelines for Chemical Reactivity Evaluation and Application to Process Design. New York: American Institute of Chemical Engineers–Center for Chemical Process Safety, 1995. .Guidelines for Safe Storage and Handling of Reactive Materials. New York: American Institute of Chemical Engineers–Center for Chemical Process Safety, 1995. Guidelines for Process Safety in Batch Reaction Systems. New York: American Institute of Chemical Engineers–Center for Chemical Process Safety, 1999. Yoshida, T., Y. Wada and N. Foster 1995. Safety of Reactive Chemicals and Pyrotechnics. London: Elsevier Science. ISBN 0444886567 .Grewer, T. Thermal Hazards of Chemical Reactions. 1994, London: Elsevier Science. .Barton, J. and R. Rogers (eds.) 1997. Chemical Reaction Hazards: A Guide to Safety, 2nd Edition. Houston: Gulf Publishing Company. ISBN 0—88415—274—X. Hazard Investigation. Improving Reactive Hazard Management. Institution of Chemical Engineers. Nomenclature for hazard and risk assessment in process industries. IChemE, Rugby,1985 U. S. Chemical Safety and Hazard Investigation Board (CSB). Hazard Investigation. Improving Reactive Hazard Management. Report No 2001—01—H, December 2002, 145 p. Daniel A. Crowl _, Timothy I. Elwell. Identifying criteria to classify chemical mixtures as ‘‘highly hazardous due to chemical reactivity. / Journal of Loss Prevention in the Process Industries 17, (2004) 279–288. National Fire Protection Association, “Standard System for the Identification of the Fire Hazards of Materials”, Guideline 704, 12th ed., NFPA, Quincy, MA, pp. 704—7 to 704—13, 1997. F. Stossel. What is Your Thermal Risk? Chem. Eng. Progr., October 1993, 68—75 Bowes P. C., Self—heating: evaluating and controlling the hazards, ELSEVIER, Amsterdam — Oxford — New York – Tokyo, 1984, p.131 J. A. Hare. Problem Specification for Round Robin on Chemical Reactor Relief System Models (Vapor Pressure System). Health and Safety Executive, 1999. Roundtable on Regulation of Reactive Chemical Hazards held at American Industrial Hygiene Conference and Expo (AIHCE), May 15 2003. http://www. /articles/7131 Recommendations on the Transport of Dangerous Goods, Manual of Tests and Criteria, 2004, 4—nd edition (United Nations, New York and Geneva). Fisher H. G., Goetz D. D., 1993, Determination of self—accelerating decomposition temperature for self—reactive substances, J. Loss Prev. Process Ind., 6, N 3, 183—194 H. Fierz. Influence of heat transport mechanisms on transport classification by SADT—measurement as measured by the Dewar—method, J. Hazardous Materials, 2003, 96, N2—3, 121—126 NFPA 704: Standard System for the Identification of the Hazards of Materials for Emergency Response Kossoy, T. Hofelich, Methodology and software for Reactivity Rating, Proc. Saf. Progress, 22 (4) (2003) 235—240. A. Kossoy, A. Benin, Yu. Akhmetshin. AN ADVANCED APPROACH TO REACTIVITY RATING. J. Hazardous Materials, 2005, 118, № 1—3, 9—17 Hare J. A. Problem Specification for Round Robin on Chemical Reactor Relief System Models (Vapor Pressure System). / Health and Safety Executive, 1999.

Глава 14. Температура самоускоряющегося разложения

14.1. Введение

Температура самоускоряющегося разложения (далее ТСУР, англ. – Self Accelerating Decomposition Temperature, сокращенно SADT) – основной параметр, используемый для характеристики безопасности самореагирующих веществ в части возможности развития теплового взрыва в условиях транспортировки в национальном законодательстве большинства стран в соответствии с едиными типовыми правилами перевозки опасных грузов, разработанными Комитетом экспертов по перевозке опасных грузов Экономического и Социального Совета ООН. Рекомендации, касающиеся перевозки опасных грузов, представлены в форме "Типовых правил перевозки опасных грузов" (так называемая "оранжевая книга ООН" [1]), содержат базовую систему положений, позволяющих на единообразной основе разрабатывать национальные и международные правила, регулирующие перевозки опасных грузов, осуществляемые различными видами транспорта.

Действующие в России правила перевозки опасных грузов законодательно унифицированы с европейским законодательством.

Использование ТСУР определено рекомендациями ООН "Рекомендации по перевозке опасных грузов. Руководство по тестам и критериям" [1, 2] (далее ПОГ). Согласно этим рекомендациям (обязательными для исполнения на территории РФ!) транспортировка органических перекисей, для которых ТСУР≤50°C и опасных грузов, отнесенных к классу 4.1 "самореактивные вещества" (вещества, имеющие ТСУР≤55°C), должна выполняться с соблюдением определенных температурных условий, установленных по значению ТСУР. Величина ТСУР определяет граничные значения контрольной и аварийной температур транспортировки таких веществ согласно табл. 14.1. Транспортировка таких грузов считается безопасной при температурах окружающей среды, не превышающих контрольную и опасной выше этой температуры. При повышении температуры до аварийного значения должны предприниматься чрезвычайные меры для предотвращения теплового взрыва. Аналогичные правила выбора безопасных условий транспортировки вводятся международными правилами морской [4, 5] и дорожной [6] перевозки опасных грузов, а также рядом российских нормативных актов [8-12, 14] и нормативами стран-членов СНГ [см., напр., [13]).

Таблица 14.1

Граничные значения контрольной и аварийной температур транспортировки

Упаковка	Группа	ТСУР	Контрольная температура	Аварийная температура
Единичная упаковка или контейнер для насыпных грузов (КНГ)	1	ТСУР≤20°C	ТСУР-20°C	ТСУР-10°C
2	20°C≤ТСУР≤35°C	ТСУР-15°C	ТСУР-10°C
3	ТСУР≥35°C	ТСУР-10°C	ТСУР-5°C
Транспортные баки	4	ТСУР<50°C	ТСУР-10°C	ТСУР-5°C

ТСУР был унаследован Согласованной на глобальном уровне системой классификации и маркировки химических веществ (СГС) [3] в качестве классификационного критерия для отнесения опасных веществ к классу самореагирующих веществ. Согласно определению [3], к классу самореагирующих веществ или смесей относятся термически нестабильные жидкие или твердые вещества (или их смеси), способные к сильному экзотермическому разложению даже без участия кислорода (воздуха). Основным видом опасности для этого класса веществ, как и для органических перекисей и взрывчатых веществ, является потенциальная способность к тепловому взрыву. Поэтому отнесение или исключение вещества (или смеси) из класса самореактивных веществ является принципиально важным на этапе первичной идентификации опасностей. Согласно определениям СГС, из класса самореагирующих веществ исключаются вещества (или смеси), имеющие ТСУР выше 75єС для упаковки 50 кг. В настоящее время система классификации опасных веществ СГС введена в России в составе законодательно утвержденного технического регламента [7] в соответствии с ФЗ "О техническом регулировании".

Рекомендации ПОГ – единственный на сегодня документ, нормативно определяющий правила определения ТСУР.

В рекомендациях ПОГ ТСУР определяется как минимальная температура внешней среды, при которой в веществе, содержащемся в промышленной упаковке, заметно проявляется самоускорение реакции. Это определение отражает факт признания того, что ТСУР определяется не только внутренними свойствами вещества, но и "…суммарным влияниянием температуры окружающей среды, кинетики реакции, размеров упаковки, теплофизических свойств вещества и условий теплоотдачи с поверхности упаковки" [2].

Для определения ТСУР ПОГ рекомендованы 4 экспериментальных метода:

американский ТСУР тест (US ТСУР test) H1; адиабатический тест хранения (Adiabatic storage test, AST) H2; изотермический тест хранения (Isothermal storage test, IST) H3; тест хранения при аккумулировании тепла, обычно называемый Дьюар тест (Heat accumulation storage test, Dewar test) H4.

Тест H1 предполагает экспериментальное определение ТСУР непосредственно в коммерческой упаковке. Поэтому тест Н1 в отличие от других методов позволяет получить прямые данные по значениям ТСУР. Использование теста H1 рекомендовано для упаковок объемом не более 220 литров.

Тесты H2 и H3 основаны на применении для эксперимента адиабатической (Н2) или изотермической (Н3) калориметрии с последующей оценкой ТСУР с использованием специальной процедуры масштабирования для перенесения полученных результатов на транспортную упаковку. Тест H4 использует эксперимент в условиях малоразмерного сосуда Дьюара с последующим выполнением для определения ТСУР процедуры масштабирования полученных результатов на коммерческую упаковку.