化工過程熱風險，也稱化工工藝熱風險、反應風險，是由熱失控（也稱反應失控）引發因素及其相關後果所帶來的風險，普遍存在於化工過程的各個中。根據國家安監總局《關於加強精細化工反應安全風險評估工作的指導意見》（安監總管三〔2017〕1號），精細化工生產中反應失控是發生事故的重要原因，開展精細化工反應安全風險評估、確定風險等級並采取有效管控措施，對於保障企業安全生產意義重大。

●第一章緒論1
第一節化工過程熱風險的雙維度認知1
一、橫向維度與熱風險分布1
二、縱向維度與熱風險分布3
第二節不同激勵條件對危險物料的刺激作用3
第三節化工過程熱失控的定義與本質5
一、化工過程熱失控的定義5
二、熱失控的本質5
第四節熱失控典型事故案例分析7
一、事故案例7
二、事故原因統計10
第五節化工過程熱風險與其它風險的關繫15
一、化工過程熱風險16
二、熱風險與其它過程風險的關繫18
三、熱安全與本質安全的關繫18
第六節國內外化工過程熱風險發展狀況20
參考文獻22
第二章基本概念與基本原理24
第一節化學反應的熱效應25
一、反應熱25
二、分解熱26
三、熱容27
四、絕熱溫升30
第二節壓力效應31
一、氣體釋放31
二、蒸氣壓32
三、溶劑蒸發量33
四、蒸氣管的溢流現像33
五、蒸氣管內的蒸氣速率34
第三節熱平衡35
一、熱平衡項35
二、熱平衡的簡化表達式40
第四節化學反應速率40
一、溫度對反應速率的影響40
二、絕熱條件下的反應速率42
第五節失控反應44
一、熱爆炸44
二、Semenov熱溫圖44
三、參數敏感性45
四、臨界溫度46
五、絕熱條件下優選反應速率到達時間48
六、絕熱誘導期為24h時引發溫度49
參考文獻50
第三章物料熱穩定性及熱分析動力學51
第一節熱分解51
一、放熱分解反應51
二、分解反應的評估54
第二節熱分析及熱分析動力學簡介55
一、熱分析55
二、熱分析動力學方程58
三、速率常數59
四、動力學模型函數60
五、動力學補償效應60
第三節熱分析動力學基本信息61
一、ICTAC對熱分析動力學計算的建議61
二、熱分析動力學基本信息61
第四節熱分析動力學計算的數據要求67
一、溫度誤差的影響68
二、微分與積分數據68
三、等溫測試和恆定溫升速率測試69
第五節熱分析動力學求算方法70
一、等轉化率方法70
二、模型擬合法77
第六節動力學預測84
第七節自催化分解反應85
一、自催化反應的定義85
二、自催化反應行為86
三、自催化模型88
四、自催化反應的鋻別或表征方法91
第八節動力學分析實例95
一、熱分析動力學的模型擬合方法96
二、熱分析動力學的等轉化率方法99
三、偶氮二異丁腈動態DSC吸放熱耦合處理101
四、自催化反應的表征104
參考文獻107
第四章熱安全參數與評估模型110
第一節熱失控致災模型110
一、熱失控致災的一般過程111
二、化工過程熱爆炸的事故樹模型111
三、基於冷卻失效情形的熱失控致災模型113
四、熱安全參數115
第二節嚴重度表征參數116
一、絕熱溫升116
二、壓力升高117
三、洩漏影響半徑118
第三節可能性表征參數119
一、優選反應速率到達時間TMRad119
二、給定溫度下反應失控可能性參數121
三、蒸氣管溢流及反應物料膨脹問題123
四、其它可能性表征參數126
第四節危險度分級與評估流程127
一、風險矩陣評估方法127
二、基於特征溫度的危險度評估方法及簡化評估流程129
三、多因素危險度綜合評估方法及綜合評估流程134
四、熱安全評估的一般流程139
參考文獻140
第五章傳熱受限141
第一節工業過程中不同類型的熱累積141
第二節熱量平衡143
一、時間尺度與熱量平衡143
二、強制對流143
三、自然對流144
四、高黏液體和固體146
第三節反應性物料的熱平衡148
一、Frank-Kamenetskii模型148
二、Thomas模型152
三模型153
第四節基於決策樹的熱累積評估154
一、基於決策樹的熱累積評估流程154
二、儲料罐傳熱受限評估的應用實例156
參考文獻159
第六章熱安全參數的獲取161
第一節理論計算和評估方法161
一、反應方程162
二、標準生成焓162
三、物料熱分解危險性的評估163
四、算例164
五、CHETAH方法的不足之處166
第二節量熱方法分類及量熱原理166
一、量熱儀的樣品規模及運行模式166
二、常見的量熱設備及量熱原理167
第三節基於差示類量熱儀的熱安全參數獲取178
一、實測數據178
二、動力學計算及有關參數的獲取179
三、比熱容的測試180
四、熱穩定性的實驗篩選和評估181
第四節基於絕熱量熱的熱安全參數獲取182
一、實測數據182
二、基於n級模型的動力學參數獲取方法183
三、TMRad的計算184
四、熱慣量的計算和應用186
五、基於絕熱數據的動力學參數及壓力數據改進算法188
六、反應類型對動力學參數和TMRad、TD24的影響189
七、熱慣量對計算結果的影響分析191
八、自催化特性分級方法193
第五節基於反應量熱方法的熱安全參數獲取195
一、實測數據195
二、MTSR的獲取196
三、反應動力學參數的獲取200
四、其它熱安全參數的獲取202
第六節熱交換參數的獲取202
一、透過反應器壁面的熱交換202
二、攪拌釜的內膜繫數205
三、內膜繫數的確定205
四、設備的傳熱阻力207
五、傳熱繫數的實際測定210
第七節熱穩定性參數求解實例211
一、基於等轉化率的TMRad的求算211
二、基於模型擬合法的TMRad的求算213
參考文獻220
第七章間歇和半間歇工藝的安全分析與優化222
第一節間歇反應器222
一、數學模型222
二、間歇反應器穩定性分析224
三、溫度控制方法227
四、等溫模式227
五、恆溫模式229
六、絕熱模式231
七、多變模式232
八、溫度控制反應模式236
九、間歇反應器安全操作準則239
十、間歇反應過程案例分析240
第二節半間歇反應器244
一、數學模型245
二、半間歇反應器中反應物料的累積247
三、半間歇反應過程動態穩定性分析251
四、半間歇反應工藝安全設計256
五、半間歇反應工程案例分析263
參考文獻265
第八章化工過程熱風險評估的應用實踐268
第一節合成過程熱風險評估268
一、某硝化反應268
二、某縮合反應272
三、某氧化反應277
第二節的危害與熱風險評估281
一、蒸餾過程存在的危害281
二、一起溶劑回收過程熱失控爆炸事故的測試與分析286
第三節儲存、運輸過程中的熱風險評估291
一、SADT測試方法292
二、SADT的小藥量試驗推算方法295
參考文獻299
附錄事故案例300
附錄A弗朗西斯·施特塞爾在其著作中列舉的部分案例300
附錄B美國T2 Laboratories有限公司反應失控導致的爆炸事故306
索引312

《化工過程熱風險》是“危險化學品安全叢書”（第二版）的一個分冊。本書共分八章，第一章主要介紹化工過程熱失控及熱風險的概念與內涵、化工過程熱風險與其他風險的關繫，第二章介紹熱風險相關的基本概念與原理，第三章介紹物料穩定性與熱分析動力學等知識與理論，第四章介紹熱失控致災模型、熱風險表征參數體繫、評估模型及評估程序，第五章重點圍繞工程中常見的傳熱受限問題進行敘述，第六章介紹熱安全參數的獲取途徑與方法，第七章介紹間歇與半間歇工藝的安全分析、優化與放大，第八章介紹熱風險評估方法在合成、蒸餾、儲存、運輸等中的應用等。《化工過程熱風險》適合化工行業從事研發、設計、生產和安全等工作的科技和管理人員閱讀，也可供高等院校化工、安全工程及相關專業的高年級本科生、研究生參考。