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间歇氧化工艺热失控风险动态预警方法研究

间歇氧化工艺热失控风险动态预警方法研究

作者：刘子睿重庆科技学院

学位级别：硕士

随着精细化工的发展,化工反应物料和化工工艺生产流程也日益复杂化,使得在生产过程中热失控事故频繁发生,从而造成极为严重的后果。氧化工艺作为18大危险工艺之一,反应物料及过程有着不稳定性和强放热性等特点,使得热失控更易发生。因此... 详细信息

随着精细化工的发展,化工反应物料和化工工艺生产流程也日益复杂化,使得在生产过程中热失控事故频繁发生,从而造成极为严重的后果。氧化工艺作为18大危险工艺之一,反应物料及过程有着不稳定性和强放热性等特点,使得热失控更易发生。因此,本文选用间歇氧化工艺为研究对象,针对反应过程工艺模拟、热失控判据模型、热失控风险评估和热失控风险预警等方面进行了系统的研究,主要研究内容如下:1.开展了正丁烷氧化制顺酐工艺流程模拟。采用Aspen软件的UNIQ-RK热力学模型和LHHW动力学模型对其进行工艺流程稳态及动态模拟,通过对氧化反应器添加温度及压力扰动,分析了不同操作温度对反应体系各物料的影响,建立了正确的工艺流程模拟,并验证了工艺模型的可靠性与准确性,为后文建立热失控风险预警模型奠定了基础。2.建立了间歇氧化工艺热失控风险预警模型。以正丁烷氧化制顺酐工艺为研究对象,通过数值模拟不同操作条件下的反应体系,分析了不同操作温度、不同操作压力及不同冷却失效对反应体系热失控过程的影响。研究揭示了间歇氧化工艺热失控风险的演化过程,并采用热失控判据对反应体系冷却失效情景热失控进程进行分析,最终构建了间歇氧化工艺热失控风险预警模型。3.建立了热失控事故风险综合风险评估体系。以分析间歇式氧化工艺热失控风险事故为基础,结合间歇式氧化工艺热失控关键影响因素,从发生可能性、后果严重性、热失控敏感性三维耦合对物质和工艺过程进行热失控危险因素分析与识别,确定了间歇式氧化工艺热失控事故风险综合评估指标体系的9个二级指标和22个三级指标,并采用层次分析法和熵权法修正相结合确定评估指标综合权重,基于三维评估指标体系建立了间歇式氧化工艺热失控风险综合评估模型。4.开发了间歇氧化工艺热失控风险综合预警平台。基于前文所建立的热失控风险预警模型和风险评估体系的基础,运用MVVM开发模式和Vue.js框架进行封装设计,开发了包括动态预警、信息查询、预警指标管理、用户管理等四大子系统。并对其各界面进行了展示,验证了该平台的适用性,实现热失控风险得全面感知和动态预警,对热失控风险趋势做出判断,实现化工企业安全生产动态数据的在线监测和动态预警。

关键词：间歇式氧化工艺热失控 Aspen Plus 风险预警

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化工氧化工艺全流程自动化控制设计

仪器仪表用户 2022年第6期29卷 17-21页

作者：焦宏义曹旭晖内蒙古源宏精细化工有限公司内蒙古自治区乌海016042

为实现氧化工艺的全流程自动化控制,提高其安全性,运用DCS系统编写顺序控制程序来控制现场仪表设备动作,完成氧化工艺中的各个步骤,投入顺控后,现场可以自动完成投料、滴加、升温、保温等一系列操作,不需要人工介入,达到了一键式生产的... 详细信息

为实现氧化工艺的全流程自动化控制,提高其安全性,运用DCS系统编写顺序控制程序来控制现场仪表设备动作,完成氧化工艺中的各个步骤,投入顺控后,现场可以自动完成投料、滴加、升温、保温等一系列操作,不需要人工介入,达到了一键式生产的目标。

关键词： DCS系统氧化工艺全流程自动化

三种不同氧化工艺条件下对乙酰氨基酚的降解过程与产物毒性变化研究

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环境化学 2019年第1期38卷 23-33页

作者：冯天宇黄艳潘旸金晶周庆李爱民南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室南京210023

作为一种典型的药物,对乙酰氨基酚(acetaminophen,ACE)由于其广泛存在和潜在毒性引起重要关注.本研究比较了氯化、紫外/过氧化氢(UV/H2O2)和紫外/氯(UV/Cl)三种工艺对ACE的降解情况.结果表明,3种工艺中,UV/Cl和UV/H2O2工艺均能完全降解A... 详细信息

作为一种典型的药物,对乙酰氨基酚(acetaminophen,ACE)由于其广泛存在和潜在毒性引起重要关注.本研究比较了氯化、紫外/过氧化氢(UV/H2O2)和紫外/氯(UV/Cl)三种工艺对ACE的降解情况.结果表明,3种工艺中,UV/Cl和UV/H2O2工艺均能完全降解ACE,其中UV/Cl工艺的降解速率更快. UV/H2O2和UV/Cl工艺降解能用准一级动力学模型很好地拟合,它们的反应动力学常数(kobs,ACE)分别为0.1343 min-1和0.0657 min-1(293K,p H=7).通过p H实验发现,酸性条件下UV/Cl工艺效果更好,而p H对UV/H2O2工艺没有显著影响.相比而言,ACE的矿化比降解困难许多,在60 min后其矿化率最高仅为5.60%(UV/Cl工艺).在UV/Cl工艺降解过程中,检测到12种主要的转化产物,其转化途径主要包括羟基化、氯取代、二聚化、脱酰化和氧化反应.通过发光菌实验对溶液毒性进行分析,3种工艺条件下ACE溶液的毒性都会有所升高,其中氯化工艺最为突出.每种工艺中不同的反应活性物质导致了ACE转化产物的不同,最终使得溶液毒性不同程度地升高.

关键词：对乙酰氨基酚氧化工艺降解动力学水处理毒性

低温低压氧化工艺对PERC单晶硅太阳电池性能影响的研究

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太阳能 2022年第10期 68-73页

作者：左克祥王安张晋阳钱金忠李永田杜东亚凡金星国家能源集团常州发电有限公司常州213031 常州天合智慧能源工程有限公司常州213031 天合光能股份有限公司光伏科学与技术国家重点实验室常州213031

以采用低温低压氧化工艺的PERC单晶硅太阳电池为研究对象,将在(600~700℃低温段、200mbar低压条件下制备的二氧化硅层作为PERC单晶硅太阳电池发射极表面的钝化层,并对该种太阳电池与未采用氧化工艺的PERC单晶硅太阳电池的性能进行测试... 详细信息

以采用低温低压氧化工艺的PERC单晶硅太阳电池为研究对象,将在(600~700℃低温段、200mbar低压条件下制备的二氧化硅层作为PERC单晶硅太阳电池发射极表面的钝化层,并对该种太阳电池与未采用氧化工艺的PERC单晶硅太阳电池的性能进行测试及对比。测试结果显示:采用低温低压氧化工艺的PERC单晶硅太阳电池与未采用氧化工艺的PERC单晶硅太阳电池相比,光电转换效率可提高0.64%,方块电阻可增加8.3Ω/□,少子寿命可提高59.76μs,开路电压和短路电流可分别提高0.01080 V和0.13 A。由此可知,低温低压氧化工艺是提高PERC单晶硅太阳电池光电转换效率的有效途径。以期可为更高效PERC单晶硅太阳电池的制备提供参考。

关键词： PERC单晶硅太阳电池低温低压氧化工艺钝化层二氧化硅

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表面光电压法研究氧化工艺铁离子沾污

半导体光电 2013年第4期34卷 600-602,606页

作者：廖乃镘林海青向华兵李贝李仁豪重庆光电技术研究所重庆400060

表面光电压法(SPV)能精确测量硅片的Fe离子浓度,是一种快速、非破坏性的高灵敏度测试方法。采用表面光电压技术研究了氧化工艺中的Fe离子沾污。研究表明,氧气、氮气、三氯乙烯中含有的微量杂质是氧化工艺中Fe离子沾污的主要来源。通过... 详细信息

表面光电压法(SPV)能精确测量硅片的Fe离子浓度,是一种快速、非破坏性的高灵敏度测试方法。采用表面光电压技术研究了氧化工艺中的Fe离子沾污。研究表明,氧气、氮气、三氯乙烯中含有的微量杂质是氧化工艺中Fe离子沾污的主要来源。通过对氧气、氮气进行进一步纯化处理、减少三氯乙烯杂质质量分数到1.0×10-8、更换传输气体的不锈钢管路等措施,将氧化工艺Fe离子沾污减少了一个数量级。

关键词：电荷耦合器件氧化工艺 Fe离子沾污表面光电压

基于本质安全化视角的氧化工艺危险性评价方法研究

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化学工程与装备 2022年第12期 259-261+267页

作者：刘子睿李海霞蒋俊令重庆科技学院安全工程学院重庆科技学院数理与大数据学院

本文是基于本质安全视角，对氧化反应工艺危险性进行评价，建立了建立氧化工艺危险性评价指标体系，探究基于本质安全化视角的氧化反应危险性评价方法，对化工工艺危险性的评价方法展开了深入研究，并以乙烯制备环氧乙烷为例进行了实例... 详细信息

本文是基于本质安全视角，对氧化反应工艺危险性进行评价，建立了建立氧化工艺危险性评价指标体系，探究基于本质安全化视角的氧化反应危险性评价方法，对化工工艺危险性的评价方法展开了深入研究，并以乙烯制备环氧乙烷为例进行了实例验证。

关键词：本质安全氧化工艺危险性评价

氯化、UV/Cl、UV/H2O三种氧化工艺对典型PPCPs的去除作用研究

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氯化、UV/Cl、UV/H2O三种氧化工艺对典型PPCPs的去除作用研究

作者：冯天宇南京大学

学位级别：硕士

药品及个人护理品(Pharmaceutical and personal care products,PPCPs)在世界范围内大量使用,PPCPs主要通过人类的生产生活进入自然环境中,在地表水、废水甚至饮用水中广泛存在。尽管环境水体中的PPCPs浓度较低,但其在生物体内长期积累... 详细信息

药品及个人护理品(Pharmaceutical and personal care products,PPCPs)在世界范围内大量使用,PPCPs主要通过人类的生产生活进入自然环境中,在地表水、废水甚至饮用水中广泛存在。尽管环境水体中的PPCPs浓度较低,但其在生物体内长期积累会对生物体健康构成潜在威胁,对神经、免疫和生殖系统等造成损伤。PPCPs种类繁多,不同结构的物质其性质差异也较大,常规水处理工艺对其处理效果参差不齐,大多数难以完全去除。作为常规水处理最后一环的氯化消毒工艺,因其较强的氧化性可以对有机物进行较好的降解,但已有研究表明该工艺对部分PPCPs去除效果不佳,更重要的是在此过程中可能产生比原物质毒性更高的消毒副产物。为此,可以产生自由基的高级氧化工艺(advanced oxidation processes,AOPs)受到研究者的青睐,成为是去除PPCPs的更佳选择。作为其中的典型代表,紫外/过氧化氢(UV/H2O2)工艺和新兴的紫外/氯(UV/Cl)工艺近年来越来越多地用于去除氯化难以降解的PPCPs。然而,现有的研究对这些新方法降解PPCPs的转化机理尤其是在此过程中的毒性效应变化研究还尚未有系统阐明。本论文正是基于这一研究目标,分析比较氯化、UV/H2O2以及UV/Cl等三种工艺对不同PPCPs的降解机制,力求揭示其过程与效应关系,为PPCPs的高效安全去除提供一定的理论借鉴。主要的研究结论如下:(1)研究了三种工艺条件下对乙酰氨基酚(ACE)的降解机制与毒性效应转化。三种工艺中,UV/Cl和UV/H2O2工艺均能完全降解ACE,且降解过程能用准一级动力学模型很好地拟合,其中UV/Cl工艺的降解速率更快。氯化和UV/Cl工艺在酸性条件下的效果优于碱性条件下,而UV/H2O2工艺受pH影响最小。相比于降解,ACE的矿化过程更加缓慢,在60min后矿化率最高仅为5.60%(UV/Cl工艺)。在UV/Cl工艺降解过程中,转化途径主要包括羟基化、氯取代、二聚化、脱酰化和氧化反应。经三种工艺处理后,ACE溶液的毒性均有所升高,其中氯化工艺最为明显。不同工艺中的反应活性物质的差异导致了 ACE转化产物的不同,最终使得溶液毒性不同程度地升高。(2)揭示了三种工艺对磺胺类药物(STZ、SDZ、SPD)的降解过程与毒性效应。UV/Cl工艺对三种物质均表现出最优的降解效果,而氯化工艺降解缓慢。pH实验中,STZ和SDZ在三种工艺中均为酸性条件降解效果优于碱性条件,而SPD则表现出在UV/H2O2工艺中碱性条件降解效果更好,其余两工艺中酸性条件更好。TOC实验结果表明,三种物质在各工艺中的矿化程度均表现为:UV/Cl>UV/H2O2>氯化。在UV/Cl工艺中,STZ有氯取代产物生成,而SDZ和SPD则发现了脱磺酸基产物和成醚产物,表明三种物质本身杂环结构的不同可能引起了差异化的氧化方式。毒性试验结果表明,STZ溶液的毒性在三种工艺后均有所升高,而SDZ和SPD的溶液毒性在各工艺后均保持稳定或略有下降。对于三种物质,UV/Cl工艺后溶液的毒性均表现为最低,优于其他两种工艺。(3)选取三类PPCPs(磺胺类、氯霉素类、顽固型),系统阐明了 UV/Cl工艺对不同PPCPs的降解机理。对于不同物质、不同紫外辐照量,总反应速率总体均随pH的升高而降低,但会在目标物质的pKa附近的pH时随pH的升高而升高。该现象与以下两种机理有关:OCl-比HOCl(pKa=7.5)对自由基抑制作用更强,这导致pH越高自由基抑制作用越强;在pKa附近的pH时,不同pH时目标PPCP的形态不同,而含电子越多越易被氧化,故pH越高越易被氧化,反映出更高的反应速率。此外,综合比较中性pH时各种物质的羟基自由基(·OH)和氯类自由基(reactive chlorine species,RCS)的反应速率可以发现,后者的氧化选择性比前者更高。

关键词：药品及个人护理品氧化工艺 UV/Cl工艺毒性自由基

不同钝化和氧化工艺LPNP晶体管辐射效应研究

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不同钝化和氧化工艺LPNP晶体管辐射效应研究

作者：甄兆丰哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

本文以不同钝化和氧化工艺LPNP双极晶体管为研究对象,采用Co-γ射线、30Me V Si离子和1 Me V电子进行辐照试验。通过对晶体管电性能的测试分析,探究不同工艺对晶体管电离辐射损伤、位移损伤及电离/位移协同效应的影响机制。结合深能级... 详细信息

本文以不同钝化和氧化工艺LPNP双极晶体管为研究对象,采用Co-γ射线、30Me V Si离子和1 Me V电子进行辐照试验。通过对晶体管电性能的测试分析,探究不同工艺对晶体管电离辐射损伤、位移损伤及电离/位移协同效应的影响机制。结合深能级瞬态谱和TCAD仿真进一步分析辐射缺陷的演化过程。试验结果表明,不同工艺晶体管在高低剂量率Co-γ射线辐照下,主要产生界面态陷阱和氧化物电荷,界面态陷阱会导致晶体管表面复合速率增加,进而导致基极电流增加和电流增益退化,而氧化物电荷对界面态的作用有一定的抑制作用。与高剂量率辐照相比,晶体管在低剂量率下产生的界面态陷阱浓度更高,造成的电流增益退化更严重,表现出低剂量率辐射增强效应(ELDRS),结合文献和TCAD仿真较好的验证了此结论。当晶体管受到Co-γ射线辐照时,在给定的反应温度及气氛等条件下,低温湿氧层作为钝化层的晶体管电流增益退化最小,低温湿氧层和氮化层组合的晶体管退化最严重;在30 Me V Si离子辐照下,主要在硅体内产生空位、间隙原子等缺陷,导致少子寿命降低和基极电流增加。在此条件下,低温湿氧层作钝化层的晶体管损伤最严重,低温湿氧层与氮化层组合的晶体管损伤最小;在1 Me V电子辐照下,会同时产生电离辐射损伤和位移损伤。在相同辐射吸收剂量下,Co-γ射线产生电离辐射损伤能力最强,而30 Me V Si离子产生位移损伤能力最强。不同钝化工艺晶体管在,在Co-γ射线辐照后,含有氮化层的晶体管损伤最严重,氧化物作为钝化层的晶体管损伤最小,这是因为在氮化层的制备过程中引入大量氢,氧化层中空穴俘获会释放质子到界面形成界面态陷阱,氢的存在使得界面态陷阱浓度变大;在30 Me V Si离子辐照后,钝化层的影响规律正好与上述相反,这是因为氧化层制备过程中会引入大量可动离子电荷,氮化层可以吸收并固定可动离子电荷,所以产生的损伤相对较小。含有不同氧化层的晶体管受到电离辐射损伤后,有干氧层的晶体管损伤最严重,这是因为湿氧层制备过程中会在界面处引入水分子,当氧化层中质子释放到界面产生悬挂键时,水分子可以与悬挂键反应使其重新钝化,最后产生的界面态陷阱浓度较低;湿氧层制备的温度越低,引入的界面电荷浓度越高,辐照后产生的损伤越严重。

关键词：横向双极晶体管电离辐射损伤效应位移损伤效应钝化工艺氧化工艺

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氧化工艺对氧化淀粉性能的影响研究

棉纺织技术 2007年第9期35卷 6-9页

作者：王蕾张晓东青岛大学

为研究应用不同氧化剂制备的氧化淀粉性能的差异,分别对应用次氯酸盐和过氧化氢制备的氧化淀粉的性能进行了测试、对比。通过测试两种氧化工艺所制备的氧化淀粉的溶液性能、浆膜性能和浆纱性能,得知:采用次氯酸钠制备的氧化淀粉的浆膜... 详细信息

为研究应用不同氧化剂制备的氧化淀粉性能的差异,分别对应用次氯酸盐和过氧化氢制备的氧化淀粉的性能进行了测试、对比。通过测试两种氧化工艺所制备的氧化淀粉的溶液性能、浆膜性能和浆纱性能,得知:采用次氯酸钠制备的氧化淀粉的浆膜强伸性能和浆纱性能优于采用过氧化氢制备的氧化淀粉,说明采用次氯酸钠制备的氧化淀粉更适用于经纱上浆。

关键词：淀粉氧化工艺浆膜性能粘度粘附力