密闭容器内失控反应超压的数学建模及其在压力泄放中的应用

董泽，陈利平，陈网桦，马莹莹

(1南京理工大学化工学院，江苏 南京 210094；2索尔维投资有限公司（中国），上海 201108)

密闭容器内失控反应超压的数学建模及其在压力泄放中的应用

董泽1，陈利平1，陈网桦1，马莹莹2

(1南京理工大学化工学院，江苏 南京 210094；2索尔维投资有限公司（中国），上海 201108)

安全泄放是在失控条件下降低反应体系风险最为经济有效的技术措施之一。研究压力的数学模型既可以为泄放计算提供必要的参数，又可以让工程师深入了解样品在容器内的压力变化情况，设计出更可靠的泄放系统，并且在减少实验量的同时，还可以计算不同装载率下的泄放面积。以20%DTBP（过氧化二叔丁基）的ARC（加速度量热仪）测试为标准，结合理论推导得到了绝热条件下密闭容器中失控反应超压的数学模型，并将绝热修正后的压力测试曲线与模型模拟的压力曲线对比，验证了模型的正确性。最后，将模型的压力模拟数据应用于20%DTBP的泄放计算中，结合Leung方法，得到了不同装载率下的泄放面积，发现在装载率为20%时，泄放面积达到最大为0.0035 m2。研究结果表明建立的压力数学模型是正确可靠的，并且该模型能较好地应用于压力泄放的计算中。

泄放计算；数学模型；加速度量热仪；过氧化二叔丁基；模拟压力

引 言

安全泄放是在失控条件下降低反应体系风险最为经济有效的技术措施之一[1]。关于泄放方面的研究，20世纪70年代，美国紧急泄放系统设计协会[2-4]（DIERS）就对实际工厂中的化学超压问题展开了研究，并取得了一系列的成果[5-7]。……