Runaway (chimie)
În chimie și inginerie chimică , termenul fugar (sau fugă ) se referă la o situație în care o creștere a temperaturii creează condiții care determină o creștere suplimentară a temperaturii, pentru care se generează o abatere necontrolată de condiții. sistem . Acesta este un caz particular de feedback pozitiv .
În cazuri grave, o situație de fugă poate provoca o explozie, care se numește explozie termică . [1]
Fugitor de reacții fugitive
Fugitul poate fi determinat de acțiunea unei reacții exoterme (adică care dezvoltă căldură ) și poate duce la o explozie (adesea a reactorului chimic unde are loc reacția ). În acest caz vorbim de reacții fugitive sau reacții fugare pentru a identifica reacțiile care declanșează fugarul. [2] [3]
Dinamica unui fugar
Fazele în care se poate efectua o fugă cu explozia consecventă a unui reactor chimic sunt următoarele: [4]
- din cauza amestecării ineficiente sau a unei defecțiuni a sistemului de răcire a reactorului, se creează o regiune în interiorul reactorului chimic cu o temperatură ridicată, numită „hot-spot”;
- viteza de reacție crește la punctul fierbinte (exponențial cu creșterea temperaturii, [5] conform ecuației Arrhenius );
- pe măsură ce viteza de reacție crește, deoarece reacția este exotermă, căldura produsă de reacție crește;
- căldura produsă de reacție are ca rezultat o creștere suplimentară a temperaturii;
- presiunea din interiorul reactorului crește datorită creșterii temperaturii (așa cum este dictată de ecuațiile de stare a fluidelor ), la care se poate adăuga o creștere suplimentară a presiunii asociată cu o creștere a numărului de moli (datorită dezvoltării reacția, care se întâmplă mai repede);
- creșterea suplimentară a temperaturii determină o creștere suplimentară a vitezei de reacție, ceea ce duce la o creștere suplimentară a temperaturii și a presiunii și așa mai departe, până când presiunea din interiorul reactorului depășește presiunea maximă admisă de pereții reactorului; aceasta este faza de „ autoaccelerare ”; [1]
- odată ce presiunea maximă admisibilă din reactor este atinsă (sau puțin înainte sau puțin după), discul de rupere se deschide în general, care eliberează o parte din fluidul conținut în reactor în mediul înconjurător (cu consecințe grave în cazul în care acest fluid este periculos pentru sănătate și / sau mediu). Dacă nu sunt furnizate un disc de rupere sau alte dispozitive de siguranță sau dacă aceste dispozitive cedează, reactorul poate exploda . [2]
Situația fugar descris mai sus poate fi evitată a priori prin îmbunătățirea amestecării în interiorul reactorului, sau poate fi contracarat prin efectul unui sistem de control , care trebuie să intervină prin răcirea sistemului destul de rapid (de exemplu, în cazul lui cu manta reactor , crescând debitul fluidului de serviciu care trece prin manta).
Fugirea nu este întotdeauna cauzată de reacția chimică principală: poate fi de fapt cauzată de reacții exoterme secundare care apar la temperaturi ridicate.
Evenimente accidentale
Printre incidentele care au avut loc în industria chimică din cauza unei situații de fugă se numără următoarele:
- dezastrul din Texas City ( 1947 ), din cauza supraîncălzirii unei încărcături de azotat de amoniu transportată de nava implicată în accident;
- dezastrul Bhopal ( 1984 ), care a dus la eliberarea unor cantități mari de izocianat de metil ; [6]
- dezastrul Seveso , în care dioxina a fost produsă din cauza temperaturilor ridicate atinse în timpul fugării, a fost eliberată în mediu datorită deschiderii discului de rupere . [7]
Notă
- ^ a b http://www.fedoa.unina.it/1486/1/Di_Somma_Ingegneria_Chimica_Materiali_Production.pdf
- ^ a b Detonări și explozii
- ^ Copie arhivată ( PPT ), pe unindustria.bg.it . Adus la 4 august 2010 (arhivat din original la 8 iunie 2006) .
- ^ http://ingchim.ing.uniroma1.it/~mazzarot/pagina%20mia%20internet/IIP%20Nuovo/7-reattori.pdf [ conexiune întreruptă ]
- ^ Analiza termocinetică a sistemelor de reactivi și prevenirea exploziilor termice în procesele chimice. Arhivat 8 decembrie 2006 la Internet Archive .
- ^ 15 Resconi - Bhopal_7 ( PDF ), pe jal-group.com . Accesat la 4 august 2010 (arhivat din original la 5 martie 2016) .
- ^ Trevor A. Kletz , Learning from Accidents, ediția a treia , Oxford UK, Gulf Professional, 2001, pp. 103-9, ISBN 978-0-7506-4883-7 .
Elemente conexe
linkuri externe
- Cum să efectuați în condiții de siguranță reacții exoterme de semibatch [ link rupt ] , pe monitoringambientale.info .
