an toàn quá trình trong công nghệ hóa học

Để làm được điều này cần sử dụng thiết bị tạo chân không để có được áp suất chân không thấp nhất trong hệ. Để giảm thời gian lưu của mazut trong lò nung và giảm trở lực nên sử dụng lò nung hai chiều, đưa hơi nước vào ống xoắn của lò, giảm thiểu khoảng cách giữa cửa nhập liệu vào tháp và cửa ra khỏi lò nung, tăng đường kính ống dẫn nguyên liệu, giảm thiểu các chỗ uốn góc, dạng chữ S

6-5 Hãy tính UFL của bài 6-3a tại áp suất 1 atm, 5 atm, 10 atm, và 20 atm

6-6 Hãy tính LFL và UFL bằng cách sử dụng nồng độ hệ số tỷ lượng cho khí metan, propylene,ethyl ête, và acetone Hãy so sánh với giá trị thực tế

6-7 Hãy tính LOC của propan, hydro và metan

6-8 Xác định LOC của hỗn hợp 2% hexan, 3% propane, và 2% methane bởi khối lượng

6-33 Acetone được sử dụng như dung môi trong phòng thí nghiệm Có một số lo ngại về tai họa cháy liên quan đến acetone Để giải pháp là pha loãng acetone nguyên chất với nước, do đó cung cấp điểm bốc cháy tăng lên Phần mol của nước trong hỗn hợp nước axeton gì cần tìm

để tăng điểm bốc cháy của hỗn hợp đến 100 ° F? Acetone hòa tan hoàn toàn trong nước 6-34 Ta đã được chuyển nhượng nhiệm vụ hỗ trợ việc di chuyển tới phòng điều khiển mới cho quá trình của ta Phòng điều khiển mới sẽ được thiết kế để giữ vững áp suất dư bùng nổ 2 psi Sự chú ý của ta điều tiêu vào bể chứa khí propan nằm 100 m từ địa điểm dự kiến của phòng điều khiển mới Khối lượng tối đa của propan là gì (kg) có thể được lưu trữ trong bể chứa này không vượt quá áp suất dư của phòng điều khiển? Hãy chắc chắn rằng ta khẳng định bất kỳ giả thiết được sử dụng trong tính toán của ta

6-35 Chất lỏng rượu methyl được bảo quản trong bể chứa Hơi của nó được trơ nitơ tổng áp suất

2 trong áp kế nước Hơi trơ sẽ dễ cháy nếu nó thoát khỏi bể chứa?Giả sử nhiệt độ 25° C 6-36 Vẽ một biểu đồ dễ cháy cho n-butan Bằng báo cáo thí nghiệm của n-butan là 12% Nồng độ oxy gì phải được giảm xuống trước khi bơm trong butan? Nồng độ butan gì phải được hơi nước giảm xuống trước khi bơm không khí vào bể chứa trước khi nó ra khỏi cơ quan dịch vụ?

L

Lời gi i gi i giảiiii

Theo đẳng thức 6 – 6

LFL p =UFL+20, 6 ( logP+1) mà P : MPa , 1 atm = 0,101325 Mpa

Theo bài 6 – 3 UFL = 13,6%

1 atm = 0,101325 Mpa

13, 5 20, 6 ( log 0,101325 1) 13, 61776222%

p

5 atm = 0,506625 Mpa

13, 5 20, 6 ( log 0, 506625 1) 28, 01654431%

p

10 atm = 1,01325

LFL p =13, 5 20, 6 ( log1, 01325 1) 34, 21776222%+ + =

20 atm = 2,0265

6 – 5

UFL p =13, 5 20, 6 ( log 2, 0265 1) 40, 41898013%+ + =

Vậy UFL tăng lên theo áp suất

Methane ( CH4 ) : CH4+2O2→CO2+2H O2

Theo đẳng thức 6 – 9 , m = 1 , x = 4 , y = 0 thế vào đẳng thức 6 – 10 và 6 – 11

55 4.76 1,19 2, 38 1

LFL

=

350 4.76 1,19 2, 38 1

UFL

=

Trong trường hợp mẫu thức này được cho bởi

55

4, 76.1 1,19.4 2,38.0 1 5, 228136882%

350

4, 76.1 1,19.4 2,38.0 1 33, 26996198%

Giá trị thực tế từ phụ lục B là 5% và 15 % UFL dự đoán không tốt lắm

Propylene CH3CH=CH2 : 3 6 9 2 3 2 3 2

2

55

4, 76.3 1,19.6 2,38.0 1

350

4, 76.3 1,19.6 2, 38.0 1

m= x= y=

Giá trị thực tế từ phụ lục B là 2,0% và 11,0 %

Ethyl ether CH CH OCH CH3 2 2 3 : C H O4 10 +6O2→4CO2 5+ H O2

55

1,860622 %

4, 76.4 1,19.10 2,38.1 1

350

11,840325 %

4, 76.4 1,19.10 2,38.1 1

LFL

UFL

Giá trị thực tế từ phụ lục B là 1,9 % và 48 %

Acetone C H O3 6 :

55

2, 744511%

4, 76.3 1,19.6 2,38.1 1

350

17, 465070 %

4, 76.3 1,19.6 2,38.1 1

LFL

UFL

6 – 6

Giá trị thực tế từ phụ lục B là 2,6 % và 12,8 %

Phương pháp dự đoán là hợp lý trong một số trường hợp và rất xấu ở trường hợp khác Không phải là rất đáng tin cậy cho các ứng dụng thực tế

2

%

%

n x z

Propane C3H8 :

2,1

8

( 2,1% ).5 10, 5 %

LFL

n

LOC

=

So với thử nghiệm LOC 11,5 % trong bảng 6 – 2 trang 239

Hydro H2 :

4 %

0 , 2 , 0

2

( 4 % ).0, 5 2 %

TFL

LOC

=

So với thử nghiệm LOC 11,5 % trong bảng 6 – 2 trang 239

Methane CH4 :

5 %

1, 4 , 0

4

( 5 % ).2 10 %

TFL

LOC

=

So với thử nghiệm LOC 12 % trong bảng 6 – 2 trang 239

6 – 7

Hỗn hợp 2 % hexane, 3 % propane và 2 % mathane

Trước hết, tính LFL của hỗn hợp Nhận được LFLs từ phụ lục B

Loại Giá trị % số lượng Giá trị % chất cháy LFL

Tính toán hỗn hợp LFT

2, 00

28, 6 42,8 28, 6 49, 9

5 2,1 1, 2

Viết phản ứng cân bằng hóa học của từng loại

2

Propan

19

2

5

Methane CH O CO H O

O H O

+

+

Thành phần dự kiến bình thương

: 0, 286 0, 572 Propa

ne : 0, 428 3, 424

7

CH

H

Thêm phản ứng

0, 286CH +0, 428C H +0, 286 C H +6, 713O →Sp

Nhiên liệu +6, 713O2→Sp

Sau đó, theo bài ví dụ 6 – 6

LOC = ( 2,00 % ) 6,713 = 13,4 %

Cách tiếp cận khác thường được sử dụng là sử dụng LOC của loại tinh khiết với giá trị thấp nhất từ bảng 6-3

: 12 % Propane : 11, 5

e

%

x : 12 %

Me

ane

thane

H

Điều này kết quả là 11,5%

Từ phụ lục B, nhiệt độ điểm bốc cháy cho acetone tinh khiết là

-18 oC = 0 oF =460 oR = 256 K

ln ( ) 16, 6513 2940, 46

35, 93

sat

P

T

−

6 – 8

6 – 33

 T : K

 Psat : mmHg

Ở 256 K

2940, 46

256 35, 93 26,84

sat

sat

P

−

Ở 100 oF = 560 oR = 311 K

2940, 46

311 35, 93 388

sat

sat

P

−

Sử dụng định luật Raoult

26,84 (388 )

0, 069

sat

x x

=

=

⇒ =

Đây là 6,9% phần mol toluen Có lẽ quá loãng

Bể chứa khí propane là được đặt 100 m từ phòng điều khiển Cái gì là tối đa kho propane để dẫn đến áp suất dư 2 psi tại phòng điều khiển?

Các áp suất dư quy mô được xác định từ dẳng thức 6-25

0 2

0,136

14, 7

s

a

P

Theo hình 6 – 23 Trang 268, z e=11m kg/ 1/3

Theo đẳng thức 6 – 21,

1/3

100

9, 091

11 /

TNT

e

3

( 9, 09 ) 751

TNT

Dùng đẳng thức 6 – 24 để tính khối lượng propane

Theo phụ lục B, giá trị cấp nhiệt của propane thấp, ∆H c=2043,1kJ mol/

Đối với propane, C H MW3 8: =44 0, 044= kg mol/

TNT TNT

C

m

H

η

=

∆

giả thiết và hiệu suất bùng nổ 5% , do đó η=0, 05

6 – 34

Theo sách giáo khoa E TNT =4686 kJ kg/

( 0, 05 ) ( 2043,1 / ) (1 / 0, 044 )

Không có propane quá nhiều! Kết quả sẽ khác nhau tùy thuộc vào sự lựa chọn hiệu suất bùng nổ

Methanol lỏng trong bể chứa với hơi bão hòa Trơ nitơ tổng áp suất 2 trong áp kế nước Nó sẽ được dễ cháy nếu hơi thoát ra và hòa trộn với không khí

Cách giải quyết : Sử dụng sơ đồ tam giác để đưa ra quyết định này Vẽ đường thẳng từ điểm này

đến diểm tinh khiết Nếu đường đi qua khu vực dễ cháy sau đó hỗn hợp sẽ trở nên dễ cháy như nó pha trộn với không khí

T = 25 oC = 298 K

Cần xác định thành phần của hơi

Từ phụ lục E, cho methanol

3626, 55

34, 29

125, 9

sat

sat

T

−

3

2

406,8

Tổng áp suất = 760 + 3,7 = 764 mmHg

Theo định luật Dalton

125, 9

0,165 16, 5 % 764

MeOH

mmHg

mmHg

Theo phụ lục B của MeOH: LFL = 7,5 % , UFL = 36 % khối lượng

Theo Table 6 – 3 , LOC = 10 % Oxy

Hệ số tỷ lượng

3

2 2

3

2

z

=

Sử dụng đẳng thức 6 – 16

1, 5

z

z

Điều này được sử dụng để vẽ đường hệ số tỷ lượng, như được hiển thị như hình sau Chất cháy được rút ra bằng cách sử dụng phương pháp quy định tại mục 6-6 của văn bản Điểm được vẽ ở 16,5% MeOH và 83,5% nitơ Điểm này được thể hiện Đường thẳng được vẽ từ thời điểm này tới không khí tinh khiết ở mức 21% oxy, 79% nitơ Ta thấy, đường này không thực sự đi qua khu vực

dễ cháy Như vậy, hơi sẽ trở nên dễ cháy

6 – 35

Đối với buthane, LOC = 12 % oxy

Theo phụ lục B, LFL = 1,8 % , UFL = 8,5 % buthane trong không khí

Hệ số tỷ lượng của phản ứng

13

2

13

6, 5

2

z

Sử dụng đẳng thức 6 – 19

6,5

z

z

6 – 36

Điều này được sử dụng để vẽ đường hệ số tỷ lượng, như được hiển thị trên trang văn bản Giao điểm của LOC với đường hệ số tỷ lượng được hiển thị Một đường thẳng được vẽ từ không khí (21% oxy, 79% nitơ) qua điểm A với trục nhiên liệu Đường cắt trục nhiên liệu vào khoảng 3,8% buthane Đây là nồng độ nồng độ buthane phải được giảm xuống (ở mức tối thiểu) trước khi bơm trong không khí Đây là OSFC - ra dịch vụ nhiên liệu tiêu hao

Sau đó đường thẳng được vẽ từ đỉnh 100% nhiên liệu qua điểm A với trục nitơ Kết quả là 87,8% nitơ Như vậy, oxy phải giảm xuống còn 100 - 87,8 = 12,2% trước khi bơm buthane Đây

là ISOC - dịch vụ nồng độ oxy

Ta cũng có thể sử dụng đẳng thức AC - 14 và AC - 16 từ phụ lục C để tính các giá trị này

12 %

4,31%

13 (12 % )

12, 2 %

LOC OSFC

LOC z

z LOC ISOC

LOC z

Các đồ họa xác định OSFC là 3,8% - điều này không rất chính xác lắm do quy mô phức tạp nhỏ Đẳng thức đó cũng gần đúng