为保证高温高湿作业环境下一线职工的热舒适性和安全,提出一款结合相变调温、吸附吸湿、网格透气和温度超限报警功能的新型多功能降温服的设计.通过热湿平衡计算,确定其4h工作时间内需约250g膨胀石墨-石蜡复合材料作为相变材料;需约110g PAAAM/PVA高吸水纤维材料作为吸湿材料,选用网格透气面料作为相变材料的布置层,以此改善材料在微环境热湿迁移的能力;并进行温度超限报警功能的设计,从而增强新型多功能降温服对石化职工的安全保障.设计的新型多功能防护服,其功能、结构、局部设计能够提高职工的热舒适性和安全保障性,并同时具有穿着的舒适感和方便性,可助力工人的职业健康.
针对传统的氨气传感器便携性差、柔韧性低、无法与织物结合实现可穿戴等问题,提出了一种柔性氨气传感器的制备策略,采用聚酰亚胺作为柔性衬底,金作为导电电极,将敏感材料Ti3C2Tx纳米片涂覆于金电极上构筑得到Ti3C2Tx基氨气传感器.该传感器可实现在室温下高灵敏度检测氨气,最低检测限为0.1×10-6,且在0.1×10-6～50×10-6内具有良好的线性响应.多次弯折大于90°下材料无脱落及裂纹情况,表明传感器具有良好的柔韧性与抗弯折性.该性能有利于将传感器集成于防护服,可应用于石化现场日常巡检、泄漏检测、异味溯源等安防领域.Ti3C2Tx基氨气传感器的构建为新型柔性可穿戴传感器的发展提供了新的方向.
系统分析了《大气污染防治行动计划》考核为优秀、良好、合格的36个城市在2017—2019年细颗粒物(PM2.5)浓度的时空分布情况,借助BenMAP解析控制PM2.5污染带来的健康经济收益,对PM2.5浓度和气象因素进行Pearson相关分析,同时利用地理加权回归确定控制PM2.5污染带来的经济收益的多种社会经济驱动力.结果表明:①2017—2019年长江经济带PM2.5年均浓度降低了17％;②长江经济带因PM2.5浓度降低而减少的全因死亡人数为67943人,获得经济收益1548.18亿元;③2017—2019年长三角城市群空气质量改善获得的经济收益为558.62亿元,占长江经济带经济收益的36.08％,长江中游城市群空气质量改善获得的经济收益为554.71亿元,占长江经济带经济收益的35.83％,成渝城市群空气质量改善获得的经济收益为430.71亿元,占长江经济带经济收益的27.82％;④平均气温与PM2.5浓度有显著相关性,人口密度对控制PM2.5的经济收益影响最大.根据以上分析,提出对成都、重庆、南昌、合肥、扬州、黄石、武汉、九江、上海、黄冈等经济效益大的城市优先管控,并提出了分区分类治理区域大气污染和对人口密度高、城镇化率高的地区严格把控等政策建议.
为系统了解CO2管道裂纹扩展及止裂技术的研究现状,从管道止裂判据出发,重点关注裂纹扩展过程,从实验和数值模拟两方面综述了CO2管道裂纹扩展的研究进展,分析了相态、管径、含杂情况等对裂纹扩展的影响,归纳了裂纹扩展仿真模拟的建模方法,并对目前的管道止裂技术进行了综述.研究结果表明:CO2管道裂纹扩展过程具有不同于输气管道的特性,管道韧性更低,危险性更大,Battelle双曲线模型已不再适用于CO2管道,需要开展大量实验进行修正;数值模拟仿真可以有效揭示管道裂纹扩展的过程,是研究CO2管道裂纹扩展的重要手段,开展流固耦合分析是下一步的工作重点;复合型止裂结构具有更优的止裂性能表现,具有较好的发展前景.
生理体征监测纺织传感器在石化行业从业人员健康监测领域具有极大的应用潜力.生理体征监测纺织传感器能够实时监测人体状况,包括脉搏、心率、血压、体温等生理指标检测.通过介绍生理体征监测纺织传感器研究进展,包括生理体征监测纺织品传感器工作机制、成型加工技术及相关应用现状,总结了生理体征监测纺织传感器面临的挑战,并提出保证其安全性、提升稳定性、降低生产成本、建立标准规范的研发建议.
为进一步提高石化厂区作业安全识别水平,提出一种电致发光型高可视性劳保服设计策略,分别采用超薄镀镍铜机织导电织物、超薄镀银针织导电织物为上下层电极,制备了两种ZnS系电致发光织物,比较了两种织物的电致发光性能.结果表明,在6kHz、700V的驱动条件下,超薄镀镍铜机织导电织物基电致发光织物亮度高达144.190cd/m2,为超薄镀银针织导电织物基电致发光织物亮度(109.580cd/m2)的1.316倍.且在不同的驱动频率下,该电致发光织物表现出优异的大范围颜色变化,可实现从绿光区到蓝光区的迁移.将电致发光织物用作劳保服高可视性材料,解决了常规警示服装的固有弊端,显著提高服装可视性,为进一步提高工人作业的防护水平提出一种可行策略.
传统安全鞋底材料皮革、棉麻等纤维织物和天然橡胶存在比重大,耐寒性、耐久性、防滑性差等问题.对新型聚氨酯安全鞋材制备及性能进行分析,结果表明,新型聚氨酯鞋底制作工艺简单、自动化程度高、绿色环保,具有高耐磨、高止滑、高耐折的物理性能,能保证美观、优质、实用和环保,具有物理性能稳定,复合化、绿色化和经济化的特点.安全鞋底使用新型聚氨酯材料可以有效提升性能,提供个性化选择,具有广阔的应用前景.
针对传统传感设备的柔软性差、可穿戴舒适性低等问题,提出一种基于电容效应的全纺织基柔性电子织物的制备策略,采用镀镍铜织物作为电极,以纬平针织物作为介电层,构筑得到针织物基传感器.镀镍铜机织物电极层和中间针织物介电层厚度均在微米级别,拥有良好的透气和透湿性,也具有良好的可穿戴舒适性.结果表明,全纺织基柔性电子织物在压力范围0～400kPa内的灵敏度约为0.00044～0.0025kPa-1,具有较好的线性度;在8000次施压循环后仍保持稳定的电容变化,表现出优异的耐久性能;此外,三维织物基传感器显示出很好的服用性能,透气性为168.20g/(m2·h)和透湿性为537.86mm/s.全纺织基柔性电子织物对人体动态信号有优异的识别能力,在矿井勘探等安防领域具有广阔应用前景.
针对炼化工程现场高处作业事故率较高的问题,将信息化技术和手段与安全防护产品——高空安全带相结合研发出一款智能安全带,在原有五点式安全带的基础上新增了卡扣、挂钩模块,分别检测穿戴、系挂状态,通过划定危险区域、检测人的不安全行为,实时判断作业人员高度、所在区域,全方位进行感知预警,实时掌握作业人员的安全状况,从而降低高空作业的事故发生率、减少人员伤亡及经济损失.
SINOALKY硫酸烷基化工艺是由中国石化自主开发的碳四烷基化技术,流出物精制单元采用聚结除酸技术和碱水洗除酸技术串联的方式.针对碱水洗流程存在产生大量含盐废水及导致下游设备腐蚀的问题,对聚结除酸技术完全取代碱水洗除酸技术开展了中试与工业试验研究.探究了聚结组合除酸的优选方案与高效除酸的流量范围,验证了工业装置停用碱水洗流程的可行性.结果表明:两级填料聚结分离优于一级填料+一级滤芯组合分离,二级填料聚结器出口流出物硫含量可减少为3.7～5.8mg/kg,铜片腐蚀等级为1a.200kt/a工业装置停用碱水洗流程后,两级聚结后总硫含量小于6mg/kg,可为装置产生500万元/年的经济效益.流出物的干法精制使得下游无腐蚀风险,增强了硫酸烷基化装置的本质安全属性.
安全仪表系统(SIS)是典型的工业控制过程安全保护系统,其信息安全问题日益凸显,但对SIS的风险量化评估与分析,目前并无系统的解决方案.针对这一现状,提出一种信息安全评估方法,该方法首先收集目标系统中单点资产的数字资产信息并与公开漏洞数据库匹配,利用CVSS取得单点资产安全评价值;再以单点资产为根节点,根据系统单点资产间的物理结构和网络拓扑关系,构建攻击关系树模型;然后进行攻击路径分析,利用贝叶斯网络方法量化攻击发生概率;最后响应于安全评定申请,对检测结果进行风险评级.通过实例计算说明上述方法的具体实施方式,并证明该方法合理可行,应用该方法可对SIS的信息安全风险进行科学评估,寻找系统的薄弱环节,有助于实现对SIS信息安全现状的精准把控.
随着电动汽车的大规模应用,因动力电池火灾引起的安全事故呈显著增长趋势.总结了锂离子动力电池热失控机理和产气特性,电池热失控是在外部条件诱发下电池材料发生了不可逆放热反应,并超过了电池自身的热量导出能力,同时在此过程中产生大量气体.综述了正极、负极、电解液、隔膜等电池材料安全性方面的研究进展,电池材料是决定电池安全性的根本因素,通过对电池材料的设计、改性和优化可提升电池安全性能.对比了不同电池热管理技术的优缺点,相变材料冷却效果明显优于传统冷却方式,但要提高热传导能力.对锂离子动力电池安全性研究作了展望,未来保障动力电池安全应从电池材料、热管理、安全控制等多个保护层出发,形成系统化的安全解决方案.
为常压储罐设置恰当的保护设施,可以有效防止常压储罐的超压与负压情况发生.分析了某油田实际工况,确定了原油储罐内气相空间压力调节方案.以油田储运原油工艺为实例,对油田正常生产工况及事故工况进行总结分析,并基于常压储罐进出油品、热效应和火灾这3种呼吸条件,分别采用API 2000及SH/T 3007标准对储罐的呼吸量、呼吸有效面积进行计算.API 2000选择在罐顶设置2台DN250的呼吸阀,1台DN600的紧急泄压人孔;SH/T 3007选择在罐顶设置2台DN300的呼吸阀,1台DN500的紧急泄压人孔.通过对比计算过程和结果分析,可知API 2000计算过程较为详尽,结果更接近实际情况;SH/T 3007选择数据更加便捷,有一定的工程应用价值,但容易疏漏闪蒸气量,且不能明确火灾引起的呼气量.
为进一步推进ε-己内酯合成工业化进程,针对环己酮氧化制备ε-己内酯工艺路线存在的副产物多、燃爆风险高、催化剂稳定性差等问题,系统综述了国内外以环己酮为原料制备8-己内酯工艺路线的研究进展,并分别阐述了过氧酸氧化法、双氧水氧化法、氧气氧化法及生物氧化法在该工艺应用的优势及存在问题.结果表明,过氧酸氧化法是当前工业化大规模生产ε-己内酯的方法,但该法存在副产有机酸及燃爆风险;从原子经济性角度考量,过氧化氢及氧气替代过氧酸作为氧化剂是绿色化工的发展方向;研发高效稳定的催化剂,弥补过氧化氢和氧气氧化能力弱的缺限,是双氧水氧化法及氧气氧化法能否工业化生产的关键,也是ε-己内酯合成领域未来的重要研究方向.
利用数字图像处理和高速显微镜成像系统相结合的方法获取气泡的大小、形状、流场信息,考察了多通道陶瓷膜混合器内不同操作条件和液相性质对气泡尺寸和气含率的影响规律.结果表明,气泡尺寸随气液通量和气液比增大而增大,一定范围内较低的液相表面张力和黏度更易于形成微小气泡,实验体系下制备气泡平均直径为300 μm～3 mm.气含率主要受到气泡尺寸和气体流量的影响,气泡越小、气体流量越大,气含率越高.采用计算流体力学方法(CFD)进一步剖析膜分散法形成气泡的机理,研究操作条件和膜结构影响气液混合效果的机制.模拟结果阐明了陶瓷膜管不同通道对气液分散的贡献分配,跨膜压差和气含率的计算值与实验值偏差分别为±10％和±15％,模型准确度较高.结合实际生产需求对膜结构进行优化设计,分析了 19通道型、花瓣型和中空型3种陶瓷膜管构型的内部流场变化和气泡特性,对比了三者在气含率、渗透通量等方面的利弊,为优化工艺参数和混合器结构、实现微气泡体系尺度及分布的精准调控提供了理论支持.
由于正丁烷高温转化制顺酐工艺涉及高温高压等操作条件,量化正丁烷反应混合气在反应器中的安全停留时间,是保证其安全转化的前提.通过自主建设的高温高压燃爆测试平台,测定了正丁烷在不同温度、压力下的着火延迟时间.研究发现,温度与压力越高,着火延迟时间越短.更值得注意的是,正丁烷在500～618℃温度范围内,温度越高,着火延迟时间越长,且具有明显负温度效应现象.通过CHEMKIN软件对正丁烷燃烧反应路径进行分析,发现正丁烷出现负温度效应的原因是由于产生的丁基过氧自由基导致低温链支化,抑制了主链反应路径的发展.研究结果有助于深入理解正丁烷自燃机理,指导正丁烷高温转化工艺的安全设计与爆炸防控.
非贵金属基催化剂因价格低廉、来源广泛且催化活性高,受到广泛青睐.通过综述几种典型非贵金属氧化物在近十年中脱除VOCs的相关进展,总结出影响催化剂性能的因素主要有前驱体种类、制备方法、助剂和复合金属协同作用等.提出今后催化剂的发展重点在于开发新型制备方法,增强复合金属间的协同作用,进而提升催化剂的整体性能.
气相氧化是化工产业重要工艺之一,由于反应原料多为可燃性气体,且物料配比大多设置在爆炸极限内,存在较大燃爆风险,对安全生产构成严重威胁.因此,开发高效、可行的爆炸防控技术对提升气相氧化过程本质安全具有重要意义.通过对气相氧化工艺爆炸理论和防控技术研究现状进行综述,着重对惰性气体抑爆、粉体抑爆、细水雾抑爆、多孔介质阻爆4种爆炸防控技术的作用机理和应用效果进行综述和分析,并对气相氧化工艺爆炸防控技术发展趋势进行展望.研究结果可对气相氧化工艺爆炸防控技术的提升和改进提供参考,促进气相氧化工艺本质安全.
国内外学者通过催化氧化法不断优化催化剂的脱氧反应性能,在低温脱氧催化剂的设计、降低运行成本及燃爆风险等方面取得了突破性进展.对国内外含氧尾气处理研究进行了概括,针对不同脱氧方法及部分机理进行了分析,并对目前脱氧催化剂的应用案例进行了总结,为今后设计和合成更高效的催化剂提供了研究思路.
基于高压聚乙烯(LDPE)聚合条件苛刻,伴随着较大的失控分解和燃爆风险这一现状,对LDPE的聚合过程及失控分解模型进行了详细介绍,重点对乙烯分解综合模型、LDPE产品分子量分布模型、乙烯分解CFD模型的计算验证以及反应器内部热点的识别模型进行了探讨,并进行了总结和展望.模型研究加强了对LDPE合成过程中乙烯燃爆风险的边界分析,提高了局部热点预测能力和风险识别能力,为我国LDPE的工业安全生产提供借鉴.
