PPS am CSE

PPS Studium – Uni und Inhalt

Ingenieure denen wir vertrauen

PPS – Process and Plant Safety (Prozess- und Anlagensicherheit) wird am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und an der Technsichen Universität Kaiserslautern im Masterstudiengang gelehrt. Es ist eine Querschnittsdisziplin für Ingenieure, Chemiker und andere.

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Zielgruppe

Die Vorlesung PPS richtet sich an Studierende der Studiengänge:

  • Maschinenbau und Verfahrenstechnik
  • Bio- und Chemieingenieurwissenschaften
  • Wirtschaftsingenieurwesen
  • Chemie
  • Energiewirtschaft
  • Technische Volkswirtschaftslehre

sowie Interessenten anderer technisch orientierter Fachrichtungen, die ihre Kenntnisse in dem Bereich Prozess- und Anlagensicherheit erweitern möchten.

Voraussetzungen

Es werden keine speziellen Kenntnisse für die Vorlesung vorausgesetzt. Grundlagen der Strömungstechnik, Thermodynamik und Technischen Chemie vereinfachen jedoch das Verständnis.

PPS ist stark interdisziplinär – viele Fächer unterschiedlicher Studiengänge können wichtig sein für den PPS-Experten. Nachfolgend sind die Themen dargestellt, die im Fach Prozess- und Anlagensicherheit gelehrt werden:

Vorlesung-Prozess-Anlagensicherheit

Inhalte der Vorlesung

Die Vorlesungsinhalte stimmen überein mit den Anforderungen des Dechema Lehrprofils Prozess- und Anlagensicherheit.

Einführung in die Sicherheitstechnik
  • Störfälle – Ursachen und Auswirkungen
  • Prinzipielle Möglichkeiten zur Absicherung von Anlagen
  • Sicherheitstechnik als interdisziplinäres Arbeitsgebiet
Risikomanagement
  • Begriffe/Definitionen: Gefahr, Risiko, Grenzrisiko
  • Einschätzen und Bewerten von Risiken
  • Gesetzliche Anforderungen (z. B. Störfallverordnung)
  • Anlagensicherheitskonzept
  • Operability: Chemie/Verfahren/Standort/Apparate
  • Primäre und sekundäre Absicherungsmaßnahmen
  • Sicherheitsanalysen (z. B. HAZOP)
  • Methoden der Gefahrenidentifikation
  • Technische Risikoanalyse (Risikograph und Reliability Study)
  • Möglichkeiten der Gefahrenabwehr / Risikominimierung
Sicherheitstechnische Beurteilung von Gefahr-/Stoffen
  • Begriffe: Gefahrstoff, gefährlicher Stoff, Aufnahmewege
  • Regelwerke: Gefahrstoff- / Gefahrgutrecht
  • Einstufung / Kennzeichnung / Verpackung von Gefahrstoffen
  • Einführung in die Arbeitssicherheit:
  • Gefährdungsbeurteilungen
  • Arbeitsplatz-Grenzwert, biologischer Toleranzwert
  • Sicherheitsdatenblätter / REACH Verordnung
  • Prüfverfahren zur Bestimmung sicherheitstechnischer
  • Kenngrößen von Gefahrstoffen (Gefahrstoffklassifizierung)
  • Lagerung / Zusammenlagerung von Stoffen
Sicherheitstechnische Beurteilung von chemischen Prozessen
  • Ursachen für durchgehende Reaktionen
  • Konzepte und Leitfäden (z.B. TAA, TRAS 410)
  • Vorgehen zur Ermittlung und Bewertung von Gefahren durch exotherme Reaktionen
  • Sicherheitstechnische Kenngrößen (z. B. adiabate Temperaturerhöhung, adiabate Induktionszeit)
  • Einführung in die adiabate Reaktionskalorimetrie
  • Beurteilung von Gefahren durch exotherme chemische Reaktionen (Bewertung von DSC, Druckwärmestau Versuchsergebnissen)
  • Theorie der Wärmeexplosion
Anlagensicherheitskonzept
  • Auswahl eines geeigneten Sicherheitskonzeptes
  • Inhärente Sicherheit / Layer-of-protection concept / human factors
Grundlagen der Zwei-Phasen-Strömung
  • Grundlagen (Strömungsformen / Bilanzgleichungen / Kennzahlen)
  • Strömungskonzepte
  • Quasi-Einphasenströmung, homogene Strömung,
  • Zwei-Fluid-Modelle, Frozen Flow, HEM, HNE
Notentlastung von Chemiereaktoren
  • Phänomenologische Beschreibung der Vorgänge bei Wärmeexplosionen und Zersetzungsreaktionen
  • Berechnung des abzuführenden Massenstroms / Dampfanteils (DIERS – Methodology)
Sicherheitseinrichtungen
  • Aufbau und Funktion von Flammendurchschlagsicherungen, Berstscheiben und Sicherheitsventilen
  • Ventilcharakteristik, Hysterese
Absicherung von Reaktoren I
  • Verfahrenstechnische Optimierung des Prozesses
  • Inhärent sichere Anlagen
  • Auslegung von Sicherheitsventilen und Berstscheiben (ISO 4126)
  • Strömungszustand am Ventileintritt,
  • Einphasenströmung, Gas/Flüssigkeits-Strömung
  • Bewertung der sicheren Funktion eines Sicherheitsventils
  • Bemessung von Rohrleitungssystemen
Einführung in die Absicherung anderer Apparate
  • Kolonnen
  • Wärmetauscher
Rückhaltesysteme
  • Konzepte und Leitfäden: Rückhaltung gefährlicher Flüssigkeiten / Dämpfe
  • Abscheider für Notentlastungssysteme (Auslegung von Schwerkraft- und Zyklonabscheidern)
  • Direktkondensation: Quenche / Tauchungen / Strahlapparate
  • Betriebliche Entsorgung / Safe Bag
  • Reaktionsstopper / Notkühlsysteme
Absicherung von Reaktoren II
  • PLT-Schutzkonzepte
  • Aufbau von PLT-Einrichtungen
  • Klassifizierung von PLT-Einrichtungen (Überwachung / Absicherung)
  • Anforderungen an PLT-Schutzeinrichtungen
  • Risikominderung nach IEC 61511
  • Zuverlässigkeit / Verfügbarkeit von PLT-Schutzeinrichtungen
  • Klassische PLT-Schutzkonzepte
Neue Methoden zur Absicherung von Reaktoren
  • „Intelligente hochverfügbare PLT-Schutzeinrichtungen“
  • Absicherung von Reaktoren ohne Sicherheitseinrichtungen
  • Ausführung komplexer softwarebasierter PLT-Schutzeinrichtungen
  • Sicherheitsgerichtete Steuerungen
  • Validierung / Verifizierung von PLT-Schutzkonzepten
Gefahrloses Ableiten von Gasen und Dämpfen
  • Ausbreitungsrechnung
  • Grundlagen zur Ausbreitung von Gefahrstoffen (Inversion, atmosphärische Temperaturschichtung, Turbulenz)
  • Gesetzliche Anforderungen (Störfallverordnung, VDI 3783)
  • Freistrahlausbreitung / Atmosphärische Ausbreitung nach VDI 3783
  • Abdunstung aus Flüssigkeitslachen
  • Störfallbeurteilungswerte: z.B. ERPG, AEGL, IDLH, TEEL
  • Bewertung von Explosionsgefahren / toxischen Gefahren

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