危险化学品安全丛书--化工过程本质安全化设计

《化工过程本质安全化设计》是“危险化学品安全丛书”的一个分册。本书依据作者研究团队以及国内外化工过程安全评估与设计的*研究进展，从基础到应用较全面地阐述了化工过程本质安全化设计的相关理论和方法。首先介绍了化工过程安全的基本概念和基础知识，详细叙述了分别针对物料危险性和反应过程危险性的化工过程本质安全度评估方法，重点阐述了基于强化、替代、减弱和限制等本质安全化设计原则的化工过程与化工装置本质安全化设计以及化工装置平面布局安全设计方法与实例。*后，介绍了五个典型危险化学工艺的本质安全化评估与设计实例。 《化工过程本质安全化设计》适合化工行业从事研发、设计、生产和安全等工作的科技和管理人员阅读,也可供高等院校化工、安全工程及相关专业的师生参考。

蒋军成，1967年9月生，江苏淮安人，中国矿业大学安全技术及工程专业研究生毕业，博士，教授，博士生导师。常州大学校长、党委副书记。 历任南京工业大学安全工程研究所副所长和城市建设与安全环境学院院长。1996年至1998年，中南工业大学（现中南大学）博士后。曾赴加拿大国家科学院（NRC）做访问学者。2008年6月任南京工业大学副校长、党委常委。2018年9月任现职。 主要从事危险化学品与化工过程安全、城市公共安全与应急领域的研究与教育工作。带领科研团队先后入选中国石油与化学工业联合会科技创新团队和江苏省青蓝工程科技创新团队。主持国家基金重点项目、国家科技支撑计划、国家重点研发计划与省部级课题30余项。主持项目获国家科学技术进步二等奖1项，省部级科技进步一、二等奖9项，省部级教学成果奖5项，获得第八届侯德榜化工科学技术奖创新奖。发表学术论文300余篇，150余篇被SCI/EI收录，撰写专著8部。入选江苏省“333高层次人才培养工程”中青年首席科学家、国家百千万人才工程，被评为国家有突出贡献中青年专家，享受国务院政府特殊津贴。

第一章绪论1

第一节化工安全概述1

一、我国化工安全现状1

二、化工生产的危险性及其分类3

三、化工事故的特征及主要原因4

第二节化工过程本质安全化设计内容7

一、化工设计7

二、化工安全设计8

三、化工过程本质安全化设计24

第三节化工过程本质安全化设计的发展33

一、化工过程本质安全化设计的由来33

二、化工过程本质安全化设计展望35

参考文献37

第二章化工过程本质安全度评估39

第一节基本概念及基础知识39

一、化学反应热效应39

二、化学反应热平衡43

三、失控反应47

四、反应热失控风险评估53

第二节化工物料的固有风险评估55

一、易燃易爆化工物料的固有结构危险性及致灾机理55

二、易燃易爆化工物料危险特性的定量预测58

三、易燃易爆化工物料的固有安全风险评估63

第三节化工物料的热危险性评估69

一、热危险性评价的理论模型69

二、基于实验测试的化工物料热危险性评估82

第四节化学反应过程热危险性评估93

一、基于特征温度的反应热危险性评估93

二、基于事故概率与临界判据的反应热失控定量风险评估方法103

第五节化工过程安全评估128

一、指数型安全评估方法128

二、基于数学模型的安全评估方法138

三、其他本质安全评估方法143

四、化工过程安全评估方法的比较143

参考文献145

第三章化工过程本质安全化设计151

第一节基于过程强化原则的本质安全化设计151

一、过程强化原则的优点与不足151

二、过程强化原则下不同类型反应器选择152

三、强化原则提高精馏过程本质安全度169

四、强化原则提高换热过程本质安全度173

五、强化原则在微化工技术中的应用175

第二节基于替代原则的本质安全化设计178

一、替代原则的优点与不足178

二、使用更安全的非反应性物料179

三、选择危险性更低的工艺187

四、基于替代原则的本质安全设计实例192

第三节基于减弱原则的本质安全化设计202

一、减弱原则的优点与不足202

二、减弱原则的应用202

三、基于减弱原则的本质安全设计实例204

第四节基于限制原则的本质安全化设计206

一、限制原则206

二、限制原则在优化反应条件中的应用206

参考文献209

第四章化工装置本质安全化设计215

第一节基于简化原则的化工装置本质安全化设计215

一、简化原则的优点与不足215

二、工厂设计复杂原因分析216

三、简化原则的应用217

第二节基于强化、减弱、限制原则的本质安全化设计220

一、强化原则在化工装置本质安全化设计中的应用220

二、减弱原则在化工装置储存和运输本质安全化设计中的应用227

三、限制原则在化工装置本质安全化设计中的应用228

第三节基于其他原则与方法的化工装置本质安全化设计244

一、正确组装工艺设备244

二、使用更易于观察工艺状态的设备244

三、设备应能容忍错误安装或操作245

四、设备应易于控制245

五、计算机控制注意事项246

六、加强操作指令的可读性247

七、工厂全生命周期的本质安全设计247

参考文献248

第五章化工装置平面布局安全设计250

第一节化工装置外部安全距离设计250

一、基于事故后果的化工装置外部安全距离设计250

二、基于定量风险评价的化工装置外部安全距离设计256

三、基于指数法的化工装置外部安全距离设计267

第二节基于连锁效应的化工装置平面布局安全设计273

一、化工装置事故连锁效应273

二、连锁效应风险评估275

三、基于风险的化工装置区布局优化技术285

四、基于保护层的事故连锁效应削弱技术289

第三节基于性能化的化工装置平面布局安全设计297

一、性能化目标的确定297

二、性能化目标判定准则的确定299

三、事故模式的确定308

四、基于性能化思想的设计框架流程311

参考文献313

第六章化工过程本质安全化评估与设计实例317

第一节过氧化叔丁酯合成工艺本质安全化评估与设计317

一、工艺简介317

二、过氧化叔丁酯合成工艺本质安全化评估流程318

三、过氧化叔丁酯合成工艺本质安全评估与设计319

第二节正丁基溴化镁格氏试剂制备工艺本质安全化评估与设计324

一、工艺简介324

二、正丁基溴化镁格氏试剂等温合成工艺的安全性评估325

三、正丁基溴化镁格氏试剂合成工艺的本质安全化设计327

第三节1-乙酰氨基-3,5-二甲基金刚烷合成工艺的本质安全化评估与设计328

一、工艺简介328

二、医药中间体合成工艺的安全性评估329

三、医药中间体合成工艺的本质安全化设计333

第四节二环酮合成工艺的本质安全化评估与设计334

一、工艺简介334

二、狄尔斯-阿尔德反应过程安全评估334

三、狄尔斯-阿尔德反应过程本质安全化设计339

第五节基于微化工技术的二硝基萘合成工艺优化设计342

一、工艺简介342

二、微通道中二硝基萘合成工艺设计342

三、工艺参数对二硝基萘收率及选择性的影响343

四、微反应器中二硝基萘硝化的最优工艺346

参考文献346

索引349