本质安全催化工程
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1.5 本质安全催化工程方法

本质安全原理最早由英国化学工程师Kletz教授提出,后被引入到本质安全设计中,具体实施的基本原理包括:危害物质的最小化、高危物质的替代化、剧烈反应的温和化以及过程工艺的简单化。后来,其范围又扩大到包含提高可靠性/提高失误(错误)容忍度、限制影响等方面。

如表1.2所示,本质安全原理注重安全理念、实现目标和指导意义,没有从化学工程理论上具体回答如何实现化工过程的本质安全问题。

作者在本质安全概念、原理的基础上,基于化学工程理论,通过对文献资料的归纳总结,给出了从源头上解决化工催化反应过程安全问题的七种方法:

① 去除非安全中间反应物合成和使用的多步反应一步化催化反应过程。

② 纳微尺度多功能催化活性相上非安全中间反应物及时完全转化的集成催化反应过程。

③ 替代非安全反应物的新催化反应过程。

④ 避免易爆炸反应物均相混合并在微反应相及时完全转化的膜组合催化反应过程。

⑤ 化学储氢(氧)载体安全反应物可控释放及其及时完全转化的组合催化反应过程。

⑥ 使用时易于分解为原非安全物质或原位分解转化的相对安全中间物参与的催化反应过程。

⑦ 通过高效催化剂设计、外场促进和过程强化,实现条件温和的催化反应过程。