Пожаровзрывоопасность газовых смесей, образуемых метиленхлоридом в процессе его фотохлорирования Комраков Петр Владимирович

Введение к работе

Актуальность темы.

В настоящее время многие хлорорганические продукты находят применение в технике, медицине, сельском хозяйстве и других областях жизнедеятельности человека. Хорошо известный хлорорганический продукт-хлороформ (трихлорметан) получают прямым хлорированием метиленхлорида (дихлорметана). Использование фотохимической технологии для получения хлороформа позволяет вести процесс хлорирования метиленхлорида при относительно низкой температуре с высоким выходом целевого продукта. Известно, что метиленхлорид образует пожаровзрывоопасные газовые смеси как с воздухом, так и с хлором. Поэтому создание промышленного производства хлороформа фотохлорированием метиленхлорида потребовало изучения пожаровзрывоопасности смесей, которые могут образовываться в ходе технологического процесса, а также исследования параметров фототеплового воспламенения, которое возможно при действии УФ - света на смеси дихлорметана и хлора.

Цель исследования.

Основная цель настоящей работы - на основании экспериментального исследования фототеплового воспламенения в газовых смесях дихлорметана и хлора под действием УФ - света, а также изучения распространения пламени в воздушных смесях дихлорметана и трихлорметана, разработать научно обоснованные рекомендации для обеспечения пожаровзрывобезо-пасности промышленного производства хлороформа фотохлорированием метиленхлорида.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Разработка компьютерного измерительного комплекса на базе АЦП 1-1221 для регистрации фототеплового воспламенения в смесях дихлорме-тана и хлора.

2. Экспериментальные исследования воздействия УФ-света различной интенсивности на газовые смеси хлора с дихлорметаном.

3. Изучение влияния различных факторов на процесс фототеплового-воспламенения смесей дихлорметана и хлора.

4. Анализ кинетики химического взаимодействия дихлорметана с хлором при действии на систему света.

5. Изучение концентрационной области распространения пламени в воздушных смесях дихлорметана в присутствии трихлорметана.

6. Анализ возможных аварийных ситуаций в фотореакторе и разработка рекомендаций по предотвращению фототеплового воспламенения реакционных смесей в процессе фотохлорирования метиленхлорида.

Научная новизна результатов исследований.

В настоящей работе впервые исследовано влияние на фототепловое воспламенение смесей дихлорметана и хлора интенсивности УФ - излучения, содержания в исходной смеси трихлорметана, размеров реакционного сосуда, начального давления, конвекции. В результате проведённого исследования установлены:

зависимость концентрационных пределов фототеплового воспламенения от интенсивности УФ - излучения;

критическая интенсивность УФ - излучения;

минимальная флегматизирующая концентрация трихлорметана;

значительное увеличение концентрационной области фотовоспламенения в тренированных сосудах в присутствии трихлорметана;

существование критического размера реакционного сосуда в направлении светового потока;

связь между критической длиной сосуда и начальным давлением в реакционной смеси;

- влияние конвекции на критический размер реакционного сосуда.
Наиболее значимыми научными результатами являются:

обнаружение факта существенного влияния гетерогенных реакций в процессе фотовоспламенения смесей дихлорметана и хлора;

установление роли локального расширения газовой смеси в формирующемся очаге фотовоспламенения.

Практическая ценность исследований.

1. Определены критические значения ряда параметров при фотовоспламенении смесей метиленхлорида и хлора. Установлены их безопасные значения для процесса фотохлорирования метиленхлорида.

2. Разработаны практические рекомендации по обеспечению пожаро-взрывобезопасности процесса фотохлорирования, которые использованы при создании промышленного производства хлороформа.

Апробация работы.

Результаты работы были представлены на:

1. XII Симпозиуме по горению и взрыву, (г. Черноголовка, сентябрь, 2000 г.).

2. XVI научно - практической конференции «Крупные пожары: предупреждение и тушение». ( ФГУ ВНИИПО МВД России, февраль 2002 г.).

3. XXIX Международном Симпозиуме по горению, ( г. Ногано, Япония, июль, 2002г ).

4. XXX Международном Симпозиуме по горению, (г. Чикаго, США, июль, 2004 ).

5. XIV научно - технической конференции «Системы безопасности» СБ - 2005 (Академия ГПС МЧС России, октябрь, 2005 г.)

Реализация результатов исследования. Результаты диссертационной работы реализованы при обеспечении пожаровзрывобезопасности технологического процесса производства хлороформа фотохлорированием ме-тиленхлорида.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано шесть научных печатных работ. Получено свидетельство РОСПАТЕНТа об официальной регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, из четырёх глав, выводов, списка литературы, включающего 102 библиографических наименований, и приложения. Материалы диссертации изложены на 123 страницах машинописного текста, содержат 59 рисунка и 6 таблиц.

На защиту выносятся:

1. результаты экспериментальных и теоретических исследований фототеплового воспламенения горючих смесей дихлорметана и хлора и его зависимости от различных физико-химических факторов;

2. основные выводы и рекомендации по обеспечению пожаровзрывобезопасности процесса фотохлорирования метиленхлорида.

Похожие диссертации на Пожаровзрывоопасность газовых смесей, образуемых метиленхлоридом в процессе его фотохлорирования

Развитие научных основ процессов пылеобразования и фрикционного воспламенения метановоздушных смесей для нормализации атмосферы угольных шахтТрубицына Нэля Вадимовна