Коротко и по делу — совокупность мероприятий делится на: характеристика риска, конструктивные меры, система автоматического и оперативного контроля, организационно-административные меры и аварийные средства. Основные элементы:
1) Характеризация реакции (обязательна до масштабирования)
- Измерить тепловыделение и кинетику (DSC, adiabatic calorimetry / ARSST, reaction calorimeter). Определить: температура начала разложения, SADT, TMR (time‑to‑maximum‑rate), ΔH и скорость тепловыделения.
- Кинетическая модель: $k(T)=A\exp \left(-\frac{E_a}{RT}\right)$. Энергетический баланс для реактора: $$m{C}_p\frac{dT}{dt}=Q_{gen}(T)-Q_{rem}(T),$$ где обычно $Q_{gen}=\Delta H\cdot r(T)$. Критерий склонности к аварии: $$\frac{d}{dT}{Q}_{gen}(T)>\frac{d}{dT}{Q}_{rem}(T).$$
2) Конструктивные меры предотвращения
- Минимизировать запасы реактива и образования пероксидов (уменьшить объем партии, перейти на непрерывный реактор для малых средних тепловых запасов).
- Проект теплоотвода с запасом: высокоэффективные теплообменники (внутренние змеевики, плоскопленочные, многоканальные реакторы), избыточная холодильная мощность и резервные холодильные контуры.
- Уменьшить концентрацию активного окислителя/пероксида; использовать растворители/разбавители, совместимые и стабильные.
- Материалы и пассивация, чтобы избежать каталитического разложения (избегать металлов/импуритетов, которые ускоряют разложение).
- Проектировать для быстрого введения «глушителей»/ингибиторов и для быстрой развязки потоков (emergency quench line).
3) Системы управления и автоматический контроль
- Непрерывный контроль температуры и расхода на входе; по крайней мере две независимые температурные цепочки (редандантные датчики).
- Алгоритмы по абсолютной температуре и по скорости роста: триггеры по $T$ и по $\frac{dT}{dt}$ (rate‑of‑rise). Установить уставки, основанные на TMR и SADT.
- Быстрые автоматические остановы дозирования и аварийное переключение на охлаждение/сброс (ESD), реализованные через независимую SIS (SIL, 2‑out‑of‑3 логика при необходимости).
- Моделирование и прогноз (online model) TMR и теплового профиля на основе реального процесса; прогнозные предохранительные уставки.
- Контроль состава (онлайн FTIR/GC) для обнаружения накопления пероксидных промежуточов.
4) Аварийные системы и физическая защита
- Резервный аварийный «quench» бак с охлаждением и перемешиванием, совместимым реагентом‑поглотителем (предварительно протестированным).
- Избыточные системы охлаждения, аварийные насосы и источники холода.
- Предохранительные устройства: предохранительные клапаны, взрывные панели и направленное вентилирование в защищённую зону/скруббер; система улавливания паров.
- Нитрирование/инертизация при необходимости и контроль кислорода/влажности.
5) Операционные и организационные меры
- Ограничение размеров партий и времени реакции; поэтапное, контролируемое введение окислителя (дозирование по расходу с обратной связью по T).
- SOP, HAZOP, LOPA, MOC; обучение персонала; регламентированные проверки приборов и интервалов инспекций.
- План эвакуации, сценарии аварий и отработанные процедуры реагирования.
6) Предупреждение образования и накопления опасных примесей
- Очистка сырья от следов металлов и пероксидобразующих загрязнений; поставки с сертификатами; контроль хранения (температура, стабилизаторы).
- Использование стабилизаторов/ингибиторов при хранении пероксидсодержащих веществ.
7) Тестирование и валидация мер
- Провести HAZID/HAZOP и LOPA; назначить SIL для критических функций. Проверить аварийные процедуры на пилоте и в моделях.
Короткая практическая рекомендация при внедрении: сначала выполнить DSC/adiabatic тесты → вычислить TMR/SADT → задать рабочую температуру с запасом ниже начала разложения → обеспечить охлаждение и систему автоматического отключения дозирования с SIS и alarms по $T$ и $\frac{dT}{dt}$ → ограничить партию/перейти на непрерывник и предусмотреть аварийный quench и вентилирование.
Если нужно, могу дать чек‑лист для конкретного реактора (стекло/сталь), расчёт требуемой холодильной мощности или пример уставок сигналов тревоги.