化学反应放热失控是引起流体压力设备超压原因的一种,广泛存在于石油化工过程当中,产生的高温高压会导致压力容器的爆炸性破坏。DIERS(美国紧急泄放设计协会)自上世纪八十年代起,投入大量精力财力,经过三十多年的努力,已经逐步建立起一整套较完整的、针对化学反应放热失控安全泄放的设计体系,但该方法体系得出的结果往往偏保守,有时甚至过于保守,造成巨大浪费。而国内在该领域起步较晚,所得成果较少,与国际先进水平之间还存在着较大的差距。针对以上现状,现将本文开展的工作以及所得结论总结如下：(1)化学反应放热失控量热实验研究利用VSP2绝热量热装置,对己内酰胺合成工艺、环己酮氨肟化工艺等高危工艺进行了量热实验研究,获取化学反应放热失控安全设计评估计算必不可少的基础热数据,并通过对实验数据的分析以及在此基础上的手工安全设计评估计算,得出：对于己内酰胺合成工艺,反应器中的反应为快速强放热反应。反应结束后,继续升高温度,无二次反应失控。气相正己烷冷却装置冷却失效为该工艺过程的最危险场景,为蒸汽型泄放体系,所需泄放面积为0.090 m2,实际泄放面积为0.0912 m2,现有的安全泄放装置的泄放面积能满足安全泄放要求。对于环己酮氨肟化工艺,氨肟化反应为快速强放热反应。反应结束后,继续升高温度,无二次反应失控。双氧水浓度过高为该工艺过程的最危险场景,为剧烈型混合泄放体系,所需泄放面积为0.051 m2。(2)化学反应放热失控泄放实验研究通过对实验装置的改造,增加泄放物收集罐、快速响应气动阀和节流孔板,完善其泄放数据跟踪采集功能,在此基础之上进行化学反应放热失控体系的泄放实验测试,考察放热功率、物料初始填充率、泄放压力、泄放口径、物料发泡性对泄放能力及泄放物质量的影响,得出：两相流泄放能力随蒸汽生成量的增大而减弱,随填充率的增大先增大后减小,随泄放压力的增加先急剧减弱后缓慢增大,随泄放口径的增大而持续增大；而泄放物质量则是随蒸汽生成量、物料初始填充率、泄放压力、泄放口径的增大而增大。物料是否发泡对最终结果影响较明显：当物料由非发泡性转变为发泡性时,泄放能力及泄放物质量均有较大的突跃；随着发泡剂浓度的增大,两相流泄放能力持续减弱,而泄放物质量随之持续增大。通过实验结果与DIERS方法所得计算结果的比较,认为后者在乘以修正系数0.69之后,仍然处于偏保守的状态,仍能够保证泄放的充分有效性。(3)化学反应放热失控安全泄放设计及评估程序以VB为平台,将DIERS方法体系集成至程序当中,编写了以化学反应放热失控设计计算为主体的软件,内容包括泄放体系判定、安全泄放面积计算、泄放物收集处理系统的选择三个板块。通过与手工计算及手册中算例对比,对全部泄放体系类型的安全面积计算过程进行评估,其结果最大相对误差为1.8%,认为程序计算结果正确、计算精度能够满足工程计算要求。