Une approche technique, économique et de facteur humain pour développer un nouveau détecteur d'emballement de réaction

National audienceLes emballements de réaction sont la cause d'un nombre important d'accidents graves constatés dans l'industrie chimique. Une étude du Health and Safety Executive menée en 1987 montre que deux tiers des causes des emballements ayant donné lieu à des accidents graves proviennent de déficiences techniques (étude insuffisante, défaillances de matériel, produits chimiques hors spécification...)

Conception d'une alarme et gestion des risques dans la chimie : vers une approche développementale

Les "emballements de réaction" constituent une source majeure d'accidents dans les processus chimiques. On présente ici quelques enseignements issus de l'implantation, dans un site de production de la chimie fine, d'un système de détection des emballements de réaction. On présente quelques arguments qui suggèrent de comprendre le dispositif mis en place pour mener cette implantation comme un processus conjoint de développement des situations de travail et des acteurs qui participent au processus de conception. On tire, en conclusion, quelques enseignements sur la gestion des risques dans la chimie fine

Sizing safety vents for non-tempered systems (organic peroxides): a new tool at lab scale

National audienceThis paper deals with the development of a new experimental “similarity” vent sizing tool for non tempered chemical system combining the advantages of both DIERS method (laboratory scale) and UN similarity method (less overconservative). This tool is an extension of the VSP2 (Vent Sizing Package II) adiabatic calorimeter. The objective of this new vent sizing tool is twofold. The first is to provide the required A/V ratio necessary to assure a safe relief. The second is to provide measurement of mass vented during blow-down. This paper gives a description of this tool and exposes the first promising results obtained. Its main limits are also given

Design of an alarm and risk management in chemistry. Some lessons learned from interdisciplinary research

International audienceIn this communication, we would like to contribute some elements from inderdisciplinary research whose purpose was to develop an aid system designed to prevent "chemical runaways" taking place along with their consequences at human level (death), environmental level (SEVESO type companies) and industrial level (destruction of installations). This project follows an inquiry we made into a chemical runaway in a nuclear plant in 1994. The accident was fatal for one operator. In this case, two hours before the explosion, the operators realised that something was wrong. The five operators tried to get out of the unit a few seconds before the explosion. This type of result (which was largely confirmed by other analyses) shows that process operators often think that the time they have before an explosion is more than it really is. Our aim was the design of a system that would warn operators of the arrival of a chemical runaway and would predict the time remaining until an imminent explosion

Une recherche partenariale appuyant l'évolution de la réglementation : Un cas délicat de dimensionnement d'évent pour le stockage de peroxydes organiques

National audienceLes dangers présentés par les peroxydes organiques sont très variés, et dans tous les cas, le risque d'emballement thermique, avec explosion pneumatique du contenant est à considérer. Dans le cas étudié, le danger de déflagration ou d'explosion pneumatique éliminé au niveau du stockage mère par l'emploi d'un emballage plastique de 35 litres peu résistant, réapparaît au cœur même de l'unité de polymérisation utilisant le peroxyde, car le concepteur a prévu un stockage tampon en cuve inox d'environ 1 m3 . La préparation de ditertiobutylperoxyde (DTBP) peut donner lieu à une explosion en phase gazeuse même sous azote, induisant éventuellement une déflagration de la phase liquide. Plus classiquement, on doit tenir compte du scénario d'emballement thermique du stockage menant à l'éclatement de la cuve, suite à un incendie extérieur ou à un auto-échauffement. Nous avons réalisé des essais à l'échelle de 0,8 - 10 et 20 litres, en modifiant des méthodes normalisées ou recommandées internationalement ; une évolution de ces méthodes sera proposée dans le futur. Nous avons pu ainsi étudier le couplage entre 'explosion en phase gazeuse et l'emballement thermique de la phase liquide pour le DTBP, et proposer au vu des résultats des recommandations pour réduire dès la conception de l'installation l'apparition de ce phénomène, tout en limitant la violence de l'emballement thermique s'il apparaît. La présente étude a aussi permis de contribuer à mieux comprendre comment établir le projet d'arrêté pour les cas très différents du stockage et de l'usage des peroxydes, dans le contexte de la révision de la nomenclature et les arrêtés relatifs au stockage et à l'utilisation des peroxydes organiques, au titre des Installations Classées pour la Protection de l'Environnement (ICPE)

Vent sizing: Analysis of the blowdown of a hybrid non tempered system

International audienceThe runaway and blowdown of a non tempered hybrid chemical system (30% cumene hydroperoxide) exposed to an external heat input was investigated using a 0.1 l scale tool. The maximum temperature and the maximum temperature rise rate were showed to be sensitive to the vent size. An Antoine type correlation between the maximum temperatures and pressures was observed. These resulted from the presence of vapour, mainly generated by the reaction products. Increasing the initial filling ratio resulted in an earlier vent opening but did not have a significant influence on the blow-down. Three types of mass venting behaviour were observed, when changing the vent area to volume ratio (A/V): * for large A/V, two-phase venting occurred from the vent opening until the end of the second pressure peak; * for medium A/V, two-phase venting occurred before and after the turnaround. The data seem to indicate that gas only venting occurred at turn-around; * for low A/V, two-phase venting was observed only after the second pressure peak. Two-phase venting after the second pressure peak probably results from the boiling of the hot reaction products at low pressure

Analyse de l'emballement thermique d'un système chimique hybride non tempéré

National audienceCe travail s'intéresse au “blow-down” (emballement thermique en présence d'un évent de sécurité) d'un système chimique non tempéré (30% CHP) soumis à un incendie. Il utilise une maquette à l'échelle 0,1 l. L'analyse des données post décomposition a montré que la vapeur présente est principalement un produit de la réaction. Toutes les expériences de blow-down ont présenté deux pics de pression, quel que soit le rapport A/V, ce qui est typique des systèmes non tempérés. Nous avons cependant constaté que la température maximale (Tmax) et la vitesse maximale de montée en température ( ) sont sensibles à la taille de l'évent. Nous avons de plus observé une corrélation de type Antoine entre Pmax et Tmax, avec Pmax plus faible que la pression d'équilibre. Cela montre que la cinétique de la décomposition de CHP est sensible à la vaporisation de ses propres produits. Pour le blow-down de CHP 30%, nous avons globalement identifié à la fois des caractéristiques communes avec ce qui se passe pour un système purement gazogène, et des différences importantes dues à l'influence de la vapeur formée

Evaluation of the economic costs and benefits of methods for reducing nutrient loads to the Gulf of Mexico: Topic 6 Report for the Integrated Assessment on Hypoxia in the Gulf of Mexico.

In this report we analyze the Topic 5 report’s recommendations for reducing nitrogen losses to the Gulf of Mexico (Mitsch et al. 1999). We indicate the relative costs and cost-effectiveness of different control measures, and potential benefits within the Mississippi River Basin. For major nonpoint sources, such as agriculture, we examine both national and basin costs and benefits. Based on the Topic 2 economic analysis (Diaz and Solow 1999), the direct measurable dollar benefits to Gulf fisheries of reducing nitrogen loads from the Mississippi River Basin are very limited at best. Although restoring the ecological communities in the Gulf may be significant over the long term, we do not currently have information available to estimate the benefits of such measures to restore the Gulf’s long-term health. For these reasons, we assume that measures to reduce nitrogen losses to the Gulf will ultimately prove beneficial, and we concentrate on analyzing the cost-effectiveness of alternative reduction strategies. We recognize that important public decisions are seldom made on the basis of strict benefit–cost analysis, especially when complete benefits cannot be estimated. We look at different approaches and different levels of these approaches to identify those that are cost-effective and those that have limited undesirable secondary effects, such as reduced exports, which may result in lost market share. We concentrate on the measures highlighted in the Topic 5 report, and also are guided by the source identification information in the Topic 3 report (Goolsby et al. 1999). Nonpoint sources that are responsible for the bulk of the nitrogen receive most of our attention. We consider restrictions on nitrogen fertilizer levels, and restoration of wetlands and riparian buffers for denitrification. We also examine giving more emphasis to nitrogen control in regions contributing a greater share of the nitrogen load