Взрывоопасные свойства веществ и пожаробезопасность
Анализ пожаро-взрывоопасных свойств веществ, обращающихся в производстве. Оценка опасности среды внутри аппаратов при нормальной работе, анализ возможных причин их повреждения, разработка необходимых средств защиты. Возможные пути распространения пожара.
| Рубрика | Безопасность жизнедеятельности и охрана труда |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 16.11.2012 |
| Размер файла | 63,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http:\\www.allbest.ru\
1
Содержание
1 Исходные данные
2 Краткое описание технологического процесса
3 Анализ пожаро-взрывоопасных свойств веществ, обращающихся в производстве
4 Оценка пожаро-взрывоопасности среды внутри аппаратов при их нормальной работе
5 Пожаро-взрывоопасность аппаратов, при эксплуатации которых возможен выход горючих веществ наружу без повреждения их конструкции
6 Анализ возможных причин повреждения аппаратов, разработка необходимых средств защиты
7 Анализ возможности появления характерных технологических источников зажигания
8 Возможные пути распространения пожара
9 Расчет категории производственного помещения по взрывопожарной и пожарной опасности
10 Пожарно-профилактические мероприятия. Вопросы экологии
Выводы
Литература
1. Исходные данные
|
№ п/п |
Наименование оборудования |
Режим работы |
||
|
Р, МПа |
t, 0C |
|||
|
1 |
Смеситель-разбавитель |
0,12 |
40 |
|
|
2 |
Мерник 5% триэтилаллюминия |
0,12 |
20 |
|
|
3 |
Линия подачи бензина |
0,15 |
20 |
|
|
4 |
Линия подачи циклогексана |
0,15 |
20 |
|
|
5 |
Мерник 5% |
0,12 |
20 |
|
|
6 |
Линия свежего этилена |
0,30 |
20 |
|
|
7 |
Линия подачи этилена в полимеризатор |
0,30 |
15 |
|
|
8 |
Полимеризатор |
0,25 |
80 |
|
|
9 |
Линия циркулярного газа |
0,30 |
15 |
|
|
10 |
Циклонные отделители |
0,30 |
80 |
|
|
11 |
Холодильник-конденсатор |
0,30 |
15 |
|
|
12 |
Линия отвода избыточного газа |
|||
|
13 |
Сепаратор |
0,30 |
15 |
|
|
14 |
Насосы циркуляционные |
- |
- |
|
|
15 |
Линия отвода газа на очистку |
0,11 |
20 |
|
|
16 |
Сепаратор |
0,11 |
20 |
|
|
17 |
Линия отвода растворителя |
0,10 |
20 |
|
|
18 |
Линия подачи суспензии |
0,15 |
70 |
|
|
19 |
Конечный сборник суспензии |
0,12 |
70 |
|
|
20 |
Насос суспензионный |
0,20 |
60 |
|
|
21 |
Сборник суспензии |
0,25 |
80 |
|
|
22 |
Холодильник-конденсатор |
0,15 |
20 |
|
|
23 |
Линия отвода суспензии |
0,25 |
80 |
|
|
24 |
Линия подачи катализаторного комплекса |
0,30 |
40 |
|
|
25 |
Насос подачи катализатора |
0,30 |
40 |
|
Параметр |
Величина |
|
|
Полимеризатор пропилена |
||
|
Диаметр, м |
2 |
|
|
Высота, м |
4,2 |
|
|
Степень заполнения |
0,7 |
|
|
Давление, МПа |
0,36 |
|
|
Температура, 0С |
75 |
|
|
Контролируемые и регулируемые параметры |
Контр. |
|
|
Защита дыхательной линии |
ПК |
|
|
Конечный сборник суспензии (бензин Б-70 + полимер) |
||
|
Диаметр, м |
2,1 |
|
|
Высота, м |
2,6 |
|
|
Давление, МПа |
0,12 |
|
|
Температура, 0С |
66 |
|
|
Диаметр линии, мм |
75 |
|
|
Наличие аварийного слива |
Есть |
|
|
Насос суспензионный |
||
|
Давление, МПа |
0,2 |
|
|
Температура, 0С |
66 |
|
|
Диаметр всасывающей линии, мм |
75 |
|
|
Диаметр нагнетательной линии, мм |
75 |
|
|
Вид сальникового уплотнения |
Торцевое уплотнение |
|
|
Диаметр вала, мм |
37 |
|
|
Помещение сборников |
||
|
Длина, м |
26 |
|
|
Ширина, м |
12 |
|
|
Высота, м |
8 |
|
|
Кратность вентиляции,1/ч |
6 |
|
|
Скорость воздуха, м/с |
0,5 |
|
|
Расстояние до задвижек, м |
8 |
|
|
Привод задвижек |
Ручной |
|
|
Средства тушения |
Нет |
|
|
Ограничение растекания, (0/0)от площади пола |
Нет |
2. Краткое описание технологического процесса
В промышленности органического синтеза важное значение имеют процессы полимеризации и поликонденсации, при осуществлении которых получаются высокомолекулярные вещества - полимеры. Полимеры - большая группа синтетических высокомолекулярных соединений, используемых для получения пластических масс, химических волокон, синтетических каучуков, лакокрасочной продукции, различных клеев и других синтетических материалов.
Полимеризацией и поликонденсацией называют химические процессы образования полимерных соединений (полимеров) из низкомолекулярных веществ (мономеров). При поликонденсации, кроме полимера, образуются побочные низкомолекулярные вещества (вода, спирт, аммиак, хлористый водород и др.) Исходными веществами для реакций полимеризации являются ненасыщенные соединения, имеющие двойные или тройные связи (этилен, ацетилен, стирол, винилхлорид, бутадиен и их производные), а также вещества, имеющие подвижные атомы, которые легко замещаются атомами других веществ. Возможность получения полимера обусловливается разрывом двойной связи, в результате которой молекула мономера реагирует с другими молекулами.
Процесс полимеризации проводят с использованием инициаторов или катализаторов. В присутствии инициаторов процесс протекает по радикальному механизму (через образование свободных радикалов), при использовании катализаторов - по ионному механизму (через образование ионов).
Полипропилен получают путём полимеризации пропилена методом низкого давления с использованием в качестве катализатора слабого раствора триэтилалюминия в бензине и циклогексане. В результате полимеризации получается механическая смесь (суспензия) мелких частичек полимера с растворителем, так как полиэтилен в бензине и циклогексане не растворяется. Полученный полимер в дальнейшем освобождают от растворителя путём фильтрации, промываются метиловым спиртом и высушиваются. Готовая продукция в виде мелкого порошка насыпается в мешки или предварительно формуется в гранулы, а затем насыпается в мешки.
Процесс полимеризации, осуществляется в среде слабого раствора катализатора - триэтилалюминия. Кроме катализатора, используют также слабый раствор сокатализатора - четыреххлористый титан. В качестве растворителя используют смесь бензина и циклогексана в соотношении 2:1 (по объему).
Чтобы реакция полимеризации шла нормально и получаемый полимер удовлетворял необходимым требованиям, концентрация катализатора и соктализатора должна быть в пределах 0, 2 - 0, 3 0/0, а в цех полимеризации эти вещества поступают, имея концентрацию 50/0. Следовательно, их надо дополнительно разбавлять.
В соответствии с технологической схемой 50/0 - ный раствор триэтиалюминия и четыреххлористого титана поступает в мерники 2 и 5 цеха полимеризации и из них в смеситель - разбавитель 1. В смеситель подается необходимое количество бензина по линии 3 и циклогексана по линии 4. Смеситель - разбавитель имеет мешалку и рубашку для подогрева раствора до 50 С0 . готовый катализаторный комплекс насосом 25 закачивается в полимеризатор 3.
Процесс полимеризации. Полимеризация пропилена осуществляется в вертикальном цилиндрическом аппарате. Готовый катализаторный комплекс подают по линии 24 в нижнюю часть полимеризатора, заполняют его и поддерживают все время постоянный уровень жидкости. Газ пропилен подают также в нижнюю часть полимеризатора по линии 7. Проходя через раствор катализатора, часть газа полимеризуется, образуя мелкие твердые частички полимера, которые стремятся оседать в низ.
Реакция полимеризации сопровождается выделением тепла, избыток которого отводят за счет охлаждения, циркулирующего (не вступающего в реакцию) газа. Не вступивший в реакцию газ, нагретый и насыщенный парами растворителя, отводится из верхней части полимеризатора в циркуляционную сеть, состоящую из циклонных отделителей 10, холодильника - конденсатора 11, сепаратора 13 и насосов 14.
В циклонных отделителях 10 от газа отделяются капли растворителей и частички полимера. Растворитель, содержащий полимер из нижней части отделителей - сепараторов 13 насосами 14 подается снова в полимеризатор.
В холодильнике - конденсаторе 11 газ и пары растворителя охлаждаются водой до 40 С0 . при этом пары растворителей конденсируются. Далее охлажденный газ в смеси с конденсатом проходит циклонный сепаратор 13, освобождается от жидкости и по линии 9 подается на смешивание со свежим газом, поступившим в цех по линии 6. Смесь свежего и охлажденного циркулирующего по линии 7 газа, поднимается в полимеризатор. Таким образом, температура в полимеризаторе регулируется изменением количества и температуры циркулирующего газа. Образующийся в полимеризаторе 8 полимер в виде взвеси твердых частиц в растворителе (в соотношении 1:10) отводится из нижней части аппарата по линии 23 в сборник 21. Здесь происходит выделение жидкости растворенного газа за счет снижения давления в сборнике. Выделившийся этилен для улавливания из него растворителя проходит водяной холодильник 22. Смесь газа и растворителя из холодильника поступает на разделение 16. Газ из сепаратора по линии 15 попадает в цех очистки, а жидкая фаза по линии 17 поступает в сборники растворителя. Суспензия, освобожденная от газа, из сборника 21 насосом 20 подается в конечный сборник 19 из него по линии 18 поступает на дальнейшую обработку.
3. Анализ пожаро-взрывоопасных свойств веществ, обращающихся в производстве
|
№ п/п |
Вещество |
Сост. |
Твсп (вспышки) |
Тсв(само-восплаенения) |
НТПР (0/0) |
ВТПР (0/0) |
НКПР (0/0) |
ВКПР (0/0) |
|
|
1 |
Пропилен |
Г.Г. |
- |
455 С0 |
2,4 |
11 |
|||
|
2 |
Бензин |
ЛВЖ |
-34 |
375 |
-34 |
17 |
|||
|
3 |
Циклогексан |
ЛВЖ |
-17 |
259 |
-17 |
20 |
1,3 |
7,8 |
|
|
4 |
Триэтилал-люминий |
Т.В. (р-р) |
- |
57 |
|||||
|
5 |
Полиэтилен |
Т.В. |
380(аэровзвесь) |
20г/м3 |
4. Оценка пожаровзрывоопасности среды внутри аппаратов при их нормальной работе
В полимеризаторе обращаются пары пропилена, бензина Б-70 и циклогексана.
Процесс полимеризации происходит под избыточным давлением 0.36 МПа, при рабочей температуре в аппарате (полимеризаторе) = 75 0С. Рабочая концентрация газа в полимеризаторе пропилена составляет 100 %. Следовательно, она выше верхнего концентрационного предела распространения пламени пропилена (11 %), то есть опасность взрыва (взрывоопасная концентрация отсутствует). Однако она может образовываться в периоды запуска.
Условие горючей смеси газа с воздухом: ?н ??р ??в не выполняется.
Конечный сборник суспензии (бензин Б-70 + полимер):
В резервуаре над поверхностью суспензии всегда есть паровоздушное пространство. Для установления концентрации паров в паровоздушном объеме сборника при нормальной температуре, сравним ее с температурными пределами распространения пламени бензина:
Параметры работы аппарата: Темп. пределы Б-70:
Траб = 66 0С, Т нп = - 34 0С, Т вп = -4 0С
Условие
Т нп ? Траб ? Т вп
не выполняется, так как Траб >Т вп.
Взрывоопасная среда при нормальной работе сборника суспензии отсутствует. Однако она может образоваться при понижении уровня жидкости (в период расхода).
При нормальной работе насоса внутренний объем полностью заполнен жидкостью и поэтому, горючая среда внутри насоса образовываться не может. Пожарная опасность может возникнуть в период остановки насоса на ремонт (профилактику).
|
№ аппарата |
Наименование аппарата; жидкость |
Рабочая температура в аппарате, 0С |
Наличие ПВС в аппарате |
Температурные пределы воспламенения бензина Б-70 |
Заключение о горючести среды |
||
|
нижний |
верхний |
||||||
|
19 |
Конечный сборник суспензии |
66 |
Есть |
-34 |
-4 |
Среда не горючая, так как Траб >Т вп. |
|
|
20 |
Насос суспензионный |
66 |
Нет |
-34 |
-4 |
Отсутсвует паровоздушное пространство |
5. Пожаровзрывоопасность аппаратов, при эксплуатации которых возможен выход горючих веществ наружу без повреждения их конструкций
Особенностью технологического процесса полимеризации является то, что полимеризатор работает под избыточным давлением.
Из емкости полимеризатора выхода газа и паров не будет.
Сборник суспензии: при изменении уровня суспензии в аппарате возможен выход паровоздушной смеси через дыхательную линию. Проведем анализ, является ли он пожаровзрывоопасным:
Т нпв ? Т
Температура суспензии в сборнике 66 0С, т.е.
660С > -340С
следовательно, выброс паровоздушной смеси через дыхательную систему пожаровзрывоопасен.
Количество горючих паров, выходящих из сборника за один цикл при «большом» дыхании равен:
G? = Vж???s? [кг/цикл]
где, G? - количество выходящих паров из заполняемого жидкостью аппарата, кг/цикл; Vж - объем поступающей в аппарат жидкости, м куб.; Рр - рабочее давление в аппарате, Па. Величину Vж можно определить, зная геометрический объем аппарата Vан и степень его заполнения Vж = ?•Vан
Vж = ? •Vап
Vап = ПД?•H/4=3.14•2.12•2,6/4= 9 м куб.
? - степень заполнения аппарата примерно равно 0,9
Vж = 0,9•9= 8,1 м куб
Концентрация насыщенного пара при рабочей температуре
?s = ps •pp = 3,79 • 105 /12 • 104 = 0,008
ps = 10?• 10(А - В/(tр +Са)
ps = 10?• 10(8,41944 - 2629,65/(66+384,195)) = 986,28 Па
pр = 0,12МПа = 12• 104 Па
М ?100
Количество выходящих паров из заполняемого жидкостью аппарата:
G? = 8,1 ?12• 104/(66+273) ?0,008?100/8413,31 = 7,81 кг/цикл.
Размер зоны взрывоопасной зоны вблизи места выхода паров
V ВОК = m/?н ?k ?
k ? - коэффициент запаса надежности, пример равным 2.
масса выделившихся паров
m = G•N•? / 3600 = 7,81?2?900/3600 = 3,9 кг
при N = 2 в час
? = 900 сек.
?н = 0,79 % об.
V ВОК = 3,9?2 / 0,79 = 9,9 м куб.
В целях сокращения потерь паров бензина и снижения пожаровзрывоопасности в окрестности дышащего сборника целесообразно осуществить следующие мероприятия:
осуществить устройство систем улавливания и утилизации паров (для этой цели могут использоваться адсорбционные, абсорбционные, холодильные и компрессорные установки);
либо, при экономической невыгодности, вывести дыхательную трубу за пределы помещения.
6.Анализ возможных причин повреждения аппаратов; разработка необходимых средств защиты
Подавляющее большинство процессов полимеризации протекает со значительным тепловым эффектом. Для обеспечения оптимальных температурных условий реакторы охлаждаются. Охлаждение может осуществляться различными способами, например, циркуляцией непревращенного сырья (мономера) или путем дозировки мономера, а также отводом тепла через теплообменную поверхность. При охлаждении реакционной смеси полимеризатора путем циркуляции мономера через выносной холодильник (полимеризация этилена методом низкого давления) для поддержания заданной температуры необходимо автоматически регулировать скорость циркуляции мономера и хладоагента.
Наиболее частой причиной аварий и повреждений реакторов является нарушение температурного режима и рост давления в результате уменьшения отвода избыточного тепла реакции. Особенностью процессов полимеризации является изменение вязкости реагирующей среды по мере накопления продуктов реакции. Это наиболее характерно для блочной полимеризации, в конце которой образуется расплав полимера, обладающий большой вязкостью. Вязкость реакционной среды может изменяться в широких пределах (от 0,005 до 500 Па-с). Это затрудняет теплообмен в реакторах, так как коэффициент теплопередачи с увеличением вязкости среды в течение процесса будет уменьшаться. Кроме того, реакционные среды, находящиеся в полимеризаторах, сами по себе обладают малой теплопроводностью. С этим связаны возможные перегревы реакционной среды, повышение давления, нарушение герметичности и повреждения. В некоторых случаях перегрев реакционной среды может привести к взрыву. Наблюдались случаи взрывного разложения этилена при блочной полимеризации методом высокого давления.
Одной из причин повреждения аппаратов является образование в них повышенных давлений. Так, в полимеризаторе, давление может повыситься из-за увеличения интенсивной закачки, уменьшения пропускной способности системы, переполнение резервуара жидкостью из-за отсутствия или неисправностей измерителей уровня, образованием полимерных пробок (пленок) на стенках аппаратов, трубопроводах, использования недоочищеного мономера (примеси значительно ускоряют ход реакции, делают ее неуправляемой), изменения уровня подачи мономера, неисправностью системы дозирования исходных реагентов и катализатора.
В сборнике суспензии повышенное давление может образоваться из-за отсутствия условий своевременного удаления вытесняемой паровоздушной смеси (при наполнении аппарата суспензией). Это может произойти при загрязнении или обледенении огнепреградителя, когда пропускная способность дыхательной системы не соответствует скорости налива. Пропускная способность дыхательных линий и установленных на них дыхательных клапанов должна соответствовать скорости закачки.
Процесс полимеризации протекает с высоким тепловым эффектом. На стенках аппаратов образуется полимерная пленка, ухудшающая теплообмен. Поэтому необходимо предусмотреть периодическую очистку полимеризатора механическим способом. Операция очистки также может представлять значительную пожарную опасность, так как связана с частичным разложением полимера, применением ЛВЖ и использованием дополнительного оборудования для подогрева и хранения горючих растворителей. Во избежание повышения давления в реакторах линии после реактора необходимо промывать, очищать от отложений. Предохранительные клапаны и вентили ручного стравливания обрабатывать ингибиторами.
В рассматриваемом случае используется металлоорганический катализатор, поэтому предлагается исходные вещества предварительно осушать и освобождать от свободного кислорода.
Повышение давления в газовой линии может произойти из-за попадания в них жидкости (газового дистиллята, водяного конденсата), образующей пробки в коленах, изгибах, что в свою очередь может вызвать гидравлический удар.
Аппараты и трубопроводы могут повреждаться от образования повышенных против норм давлений; появления динамических воздействий; образования температурных напряжений в материале стенок; коррозии материала стенок или эрозии (механического истирания стенок).
Образование повышенного давления в аппаратах может иметь место на производстве при нарушении технологического режима, при недостаточном контроле за технологическим процессом, при неисправности контрольно-измерительных приборов и защитной автоматики.
Гидравлические удары возникают обычно в результате быстрого закрывания или открывания вентилей на трубопроводах, при больших пульсациях подаваемой насосом жидкости, при резком изменении давления на каком-либо участке трубопровода.
Повреждение технологического производственного оборудования может произойти в результате образования не предусмотренных расчетом температурных перенапряжений в материале стенок аппаратов и трубопроводов, а также в результате ухудшения механических характеристик металлов при низких или высоких температурах.
Нормальная работа и герметичность насоса обеспечивается системой охлаждения и смазки, предназначенной для отвода выделяющегося тепла и уменьшения силы трения и износа деталей от трения. Неисправности и повреждения насоса в виде нарушения герметичности уплотнений или разрушения деталей могут быть вследствие вибрации, трения, износа, ослабления соединений, перекоса валов.
Во избежание неисправностей необходимо: осуществлять систематический контроль за герметичностью уплотнений; предотвращать вибрацию насоса путем тщательной регулировки, устройства массивного фундамента; применение торцевого уплотнения (задано по исходным условиям); устройство перепускной линии (со стороны нагнетания на всасывание) и предохранительного клапана; при возможности устройство насосной открытого типа, обеспечивающего рассеивание горючих паров.
Для предотвращения последствий коррозии необходимо проводить планово-предупредительные профилактические осмотры стенок аппаратов, трубопроводов, нагревательных процессов. Необходимо строго следить за соблюдением технологического режима работы. Также необходим контроль за фланцевыми соединениями циркуляционных линий. Необходима установка измерительной аппаратуры над давлением, температурой, расходом и поступлением веществ. Для предотвращения переполнения технологического оборудования целесообразно установить автоматическую систему прекращения подачи исходных реагентов, отключающие насосы и питающие линии, систему сигнализации и связи между наполняемыми аппаратами и операторными. Во избежание конденсации паров газовые линии защитить теплоизоляцией, а в наиболее низких участках установить сборник конденсата. От облучения внешними источниками тепла полимеризатор защитить окрашиванием в теплоотражающий белый цвет.
При авариях и повреждениях аппаратов и трубопроводов из них выходят горючие газы или пары, что может привести к образованию пожаровзрывоопасных смесей, как в производственном помещении, так и на открытых площадках.
При аварии полимеризатора произойдет разлив растворителя (смесь бензина и циклогексана).
Также при аварии емкости сборника суспензии произойдет разлив бензина Б-70.
Необходимо предусмотреть автоматическое перекрывание трубопроводов, чтобы уменьшить количество вытекаемой жидкости из аппаратов (8, 19). При необходимости выполнить аварийный слив суспензии из сборника.
Следствием неисправности и повреждения суспензионного насоса может быть выход бензина Б-70 в помещение насосной.
В насосной предусмотреть автоматическую систему обнаружения опасных концентраций горючих паров и газов в воздухе помещения с использованием сигнализаторов. В этом случае по аварийному сигналу включается аварийная вентиляция, отключается подача электроэнергии, перекрываются электрофицированные задвижки.
Произведем расчет необходимого сечения предохранительного клапана полимеризатора:
Сброс среды при срабатывании предохранительного клапана (ПК) производится в специальную закрытую систему (так как необходимо предотвратить опасность загазованности территории технологических установок и воздействия ядовитых и вредных веществ на окружающую среду и людей.
Принимаем избыточное давление срабатывания ПК по известному избыточному давлению в аппарате:
Рап = 0,36 Мпа
При 0,3 ?Рап < 6 рср.и. = 1,15?Рап = 1,15?0,36 = 0,414 МПа
Определим плотность среды в аппарате при давлении срабатывания предохранительного клапана и рабочей температуре:
Рt = 120.27 ?V? рср / (tр + 273) = 120,27?13,2?0,36/(75+273) = 1,64 кг/м куб.
Зададим давление на входе в отводящий трубопровод Рвх (на выходе из отводящего патрубка ПК)
Рвх = Рс
Рс = 0,15 Мпа = Рвх
4. Определим соотношение
Рвх.и / Рср.и. = 0,05/0,437 = 1,15
Рвх.и = Рвх - 0,1 Мпа - избыточное давление среды в отводящем трубопроводе, Мпа.
Показатель адиабаты k среды, выходящей через ПК из аппарата, будет равен 1,29.
Коэффициент В = 0,508
Определим необходимую площадь проходного сечения предохранительного клапана (пропускную способность):
F = 7.142?10-4 ? Gmax / ??Вv(Рср - Рвх) ??t
Gmax = 2500 кг/ч = 0,7 кг/с
F = 7,142?10-4 ?0,7/0,1650,508?v(0,437-0,15)?5,49 = 4,75?10-3
7. Анализ возможности появления характерных технологических источников зажигания
Специфичными источниками зажигания при эксплуатации полимеризаторов могут быть термополимеры, отлагающиеся на стенках аппаратов и трубопроводов при полимеризации некоторых мономеров (например, бутадиена, изопрена) и самовозгорающиеся на воздухе. Для предотвращения этого необходима периодическая очистка реакторов и трубопроводов от отложений термополимеров.
При использовании металлоорганических катализаторов возможно самовозгорание суспензии полимера. Это происходит тогда, когда из мельчайших частичек полимера с находящимися на их поверхности адсорбированным катализатором будет испаряться растворитель. При испарении растворителя концентрация катализатора в массе увеличивается, так как растворитель обладает большей испаряемостью по сравнению с металлоорганическим катализатором (>200 °С).
Если концентрация катализатора по отношению к растворителю достигнет 40%, возможно загорание массы (температура самовоспламенения металлоорганического катализатора будет при этом 18 - 20°С). Такие условия могут создаться на практике при небольших утечках, когда частички полимера, проходя через теплоизоляцию, будут отфильтровываться, а также при остановке аппаратов на чистку и наличии отложений полимеров на стенках, при авариях и выбросах суспензии из аппаратов.
Применяемые в процессах полимеризации углеводородные растворители и многие мономеры являются хорошими диэлектриками, при движении которых образуется статическое электричество. Это вызывает необходимость тщательного заземления аппаратов и трубопроводов.
Одним из источников зажигания может послужить тепловое проявление механической энергии при повреждении подшипников насосов, поэтому необходимо производить тщательный контроль за состоянием трущихся деталей. В целях пожарной профилактики следует предусмотреть:
систематический контроль за герметичностью уплотнений;
предотвращение вибраций насоса путем тщательной регулировки, устройство массивного фундамента;
исключение перегрева насоса в местах трения (из-за перекоса вала, нарушения смазки и охлаждения).
Источники зажигания могут возникнуть при неисправности и несоответствии электроприводов к мешалкам, а также электроподогревателей реакционной среды. Пожары в цехах полимеризации сопровождаются обычно взрывами, растеканием огнеопасных и токсичных мономеров и углеводородных растворителей, расплавленных полимеров, горением их на больших площадях с выделением токсичных продуктов разложения. Это вызывает травмы у людей и затрудняет тушение пожара.
При неисправности молниезащиты может возникнуть электрический разряд, что тоже будет являться источником зажигания. При неисправностях внешнего и внутреннего заземляющего контура возможны вторичные проявления статического электричества: разряды электричества при наведении электромагнитной индукции. При вторичном проявлении удара молнии обычно принято понимать те явления при разрядах молнии, которые сопровождаются появлением электродвижущих сил и разностью потенциалов на различных металлических конструкциях, трубопроводах, которые не подверглись непосредственному прямому удару молнией. Вторичные проявления молнии обычно разделяют на электромагнитную и электростатическую индукцию. Разряд молнии сопровождается появлением в пространстве изменяющегося во времени магнитного поля. Магнитное поле индуцирует в контурах, образованных из различных протяженных металлических предметов (труб, эл. проводок), электродвижущую силу, величина которой зависит от амплитуды и крутизны фронта тока молнии, взаимного расположения канала молнии и контура, в котором наводится Э.Д.С. В замкнутых контурах индуктированная Э.Д.С. вызывает появление эл. тока, который нагревает отдельные элементы контуров. В незамкнутых - искрение.
При перемещении веществ по линиям циркуляции могут возникнуть статические заряды и поэтому следует заземлять эти линии, а также необходимо уменьшить скорость движения жидкостей по линиям за счет увеличения диаметра труб (при этом уменьшается возникновение статических зарядов).
Наиболее вероятными источниками зажигания является нарушение ППБ при проведении огненных работ. Неосторожность при курении также может стать источником зажигания.
8. Возможные пути распространения пожара
Они зависят от причины и места возникновения пожара. В случае возникновения пожара в полимеризаторе, которое может сопровождаться взрывом, огонь может охватить часть здания. Путем распространения при этом может служить газовое облако. При возгорании разлитой жидкости распространение пожара зависит от количества жидкости. Количество разлитой жидкости зависит от диаметра истечения жидкости, времени истечения и наличия преград ограничивающих разлив жидкости. Разлив жидкости может происходить как из аппаратов, так и из трубопроводов.
Здание имеет ограниченное распространение пожара, т.е. площадь помещения, где расположен сборник и другие аппараты.
При взрыве возможно попадание горящей жидкости на фланцевые соединения, прогар их и образование новых очагов горения. При неработающем оборудовании возможно распространение горения по трубопроводам.
Путем распространения пожара могут быть: изоляция электросети питания электрозадвижек, КИП, и др.; дверные и оконные технологические проемы здания; ливневая канализация; воздуховоды вентиляции с наличием горючих отложений на внутренней поверхности.
Целесообразно применять стационарную систему пожаротушения в помещении сборников, насосов. Однако, согласно заданию, установка пожаротушения отсутствует.
9. Расчет категории производственного помещения по взрывопожарной и пожарной опасности
В мерников и разбавителей обращается пожароопасное вещество в большом количестве: бензин Б-70.
Исходные данные:
Характеристика производственного помещения:
Длина ? ширина ? высота - l ? b ? h - 26 ? 12 ? 8 м.
КСВ=80%
Кратность аварийной вентиляции Ав=6 1/ч
Температура воздуха t = 220C
Наличие АУПТ - нет
Характеристика вещества:
Наименование - бензин Б-70
Температура вспышки tвсп= - 34 0С
Нижний концентрационный предел распространения пламени 0,8 % об.
Константы уравнения Антуана: А=8,41944; В=2629,65; СА=384,195
Молекулярная масса М?100
Плотность жидкости ж=745 кг/м3
Максимальное давление взрыва Рmax=900 кПа.
Характеристика технологического блока:
Объем аппарата Vап=9 м3
Температура жидкости в аппарате tр=66 0С
Подводящий трубопровод lп=8 м; dп=75 мм
Продолжительность отключения задвижек з=300 с.
Масса жидкости, которая может поступить в помещение из аппарата и трубопроводов при аварии:
кг
Масса жидкости, которая может дополнительно поступить в помещение из соседних аппаратов до отключения задвижек:
Общая масса жидкости, которая может поступить в помещение:
кг
Максимальная площадь разлива:
кв.м
Площадь испарения Fи=lb=26 ? 12 = 312 м2
Расчетная температура жидкости tж=0,5(tв+tр)= 0,5(22+66)=440С
Давление насыщенных паров:
кПа
Подвижность воздуха: U=АВ ? L/3600 = 6 ? 26/3600 = 0,043 м/с-1
Коэффициент , учитывающий влияние скорости и температуры воздушного потока на интенсивность испарения: при t=22 0С
= 2
Интенсивность испарения:
Время полного испарения разлившейся жидкости
сек
Так как и > 3600, то расчетное время испарения р=3600 с
Масса жидкости, испарившейся с поверхности испарения, равной площади пола
m= Wy Fп ? р= 1,06?10-3? 312?3600 = 1190,6 кг
Масса паров, которая будет аккумулирована в объеме помещения:
m = mnf / (1+ Ав?? / 3600) = 1190,6/ (1+6?3600/3600)= 170,1 кг
Плотность паров бензина
?= 12,15?М/(tв +273)= 12,15?100/(22+273)= 4,12 кг/м
Свободный объем помещения:
Vсв=0,01Ксв lbh=0,01?80?26?12?8 =1996,8 м3
Средняя рабочая концентрация паров в помещении:
?р
Так как ?р (2,07%) > ?н.п. (0,8%), то объем зоны взрывоопасной концентрации принимаем равной геометрическим размерам помещения.
Аккумулированная масса паров, участвующая в образовании реальных зон взрывоопасных концентраций:
м = м? ? Z = 170,1 ? 0,3 = 51,03 кг
где Z = 0,3
Плотность воздуха до взрыва
?= 352/(22+273) = 1,193 кг?м-3
Избыточное давление взрыва:
? ? = 1/КН ? m?QТ ? ?о / V ? ? ? c (22+273)
? ? = 44094?101 / 1996,8?1,193?1,01?(22+273)?3 = 201,9 кПа
Заключение: помещение относится к категории «А», т.к. ЛВЖ с взрыва в помещении Ризб=201,9 кПа >> 5 кПа.
10. Пожарно-профилактические мероприятия. Вопросы экологии
В целях уменьшения пожарной опасности процесса полимеризации предлагается:
производить периодическую очистку реакторов, с целью предотвращения образование полимерных пленок (недопустима очистка реактора и связанных с ним трубопроводов путем выжигания, к чему иногда прибегают в производственных условиях);
с целью защиты от отложений полимеров смазывать ингибитором коммуникации, продолжительное время соприкасающиеся с мономером, а также поверхность предохранительных клапанов и вентилей ручного стравливания;
площадки, на которых расположены аппараты с большим количеством продукта, ограждать обвалованием;
производить ремонтные работы в помещении после проветривания;
определить места для курения на предприятии;
при проведении ремонтных работ использовать искробезопасный инструмент;
на предприятии соорудить противопожарный водопровод;
производить плановый ремонт аппаратов, чистку, замену изношенных деталей;
производить постоянный контроль над давлением и температурой в аппаратах;
на территории предприятия предусмотреть систему молниеотводов;
предусмотреть заземление аппаратов;
в помещении категории «А» около аппаратов использовать электрооборудование взрывозащищенного исполнения.
Для предотвращения загрязнения окружающей среды необходимо удалять разлившуюся жидкость в специально отведенные места
Для предотвращения попадания горючих паров в атмосферу необходимо использовать рекуперационные установки.
Выводы
Процесс полимеризации пропилена является взрывоопасным производством. В нем обращается большое количество ЛВЖ и газы. Все происходящие процессы в установке происходят под избыточным давлением при повышенных температурах.
В работе дан анализ пожаровзрывоопасности следующих аппаратов производства: полимеризатор, мерников и разбавителей (бензин Б-70). В работе разработаны меры защиты этих аппаратов, предотвращающие возможность повреждения, разрушения с последующим выходом горючих паров, жидкостей и газов.
Помещение мерников и разбавителей по взрывопожарной опасности относится к категории производства «А».
Литература
Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Пожарная профилактика технологических процессов», ВИПТШ, - М.,1989 г.
Алексеев М.В., Волков М.О., Шатров Н.Ф. «Пожарная профилактика технологических процессов производств», ВИПТШ, - М., 1986 г.
Горячев С.А., Клубань В.С. Задачник по курсу «Пожарная профилактика технологических процессов», ВИПТШ, - М., 1996 г.
Сучков В.П. Методические указания к изучению темы «Категорирование помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности» курса «Пожарная профилактика технологических процессов производств», ВИПТШ, -М., 1988 г.
НПБ 105-03 Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности, ГУГПС, - М., 2003 г.
Баратов А.Н. Справочник «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения» 1 и 2 части.
Размещено на allbest.ru
Подобные документы
Описание технологического процесса и анализ пожаро-взрывоопасных свойств веществ, обращающихся в производстве. Возможные причины повреждения аппаратов и необходимые средств защиты. Возможные пути распространения пожара, расчет категории помещения.
курсовая работа [51,1 K], добавлен 11.12.2015Назначение объекта, анализ пожаровзрывоопасных свойств веществ, обращающихся в производстве. Характер работы оборудования. Анализ пожаровзрывоопасности среды, возможных причин повреждений аппаратов. Мероприятия по обеспечению пожарной безопасности.
курсовая работа [72,8 K], добавлен 11.07.2012Пожаровзрывоопасные свойства веществ, обращающихся в производстве. Пожаровзрывоопасность аппаратов, при эксплуатации которых возможен выход горючих веществ наружу без повреждения их конструкций. Расчет категорий опасности производственного помещения.
дипломная работа [361,0 K], добавлен 23.08.2014Анализ пожаровзрывоопасных свойств веществ, обращающихся в технологическом процессе, возможности образования горючей среды внутри и снаружи. Пути образования источников зажигания, причин повреждений аппаратов. Мероприятия по обеспечению безопасности.
курсовая работа [127,1 K], добавлен 16.12.2015Анализ пожаровзрывоопасных веществ и материалов, обращающихся в производстве. Категория здания по взрывопожарной и пожарной опасности. Предотвращение распространения пожара по технологическому оборудованию. Экспертиза эвакуационных путей и выходов.
курсовая работа [48,8 K], добавлен 03.02.2014Анализ пожарной опасности и разработка систем противопожарной защиты. Определение категории производственного помещения по взрывопожарной и пожарной опасности. Анализ возможных производственных источников зажигания. Возможные пути распространения пожара.
курсовая работа [45,7 K], добавлен 27.05.2014Основное технологическое оборудование и его размещение. Пожаро-взрывоопасные свойства веществ, их количество и размещение. Выход горючих веществ из оборудования при нарушении режима его работы и повреждении. Возможные причины разгерметизации оборудования.
реферат [34,1 K], добавлен 25.05.2013Анализ причин повреждения технологического оборудования в процессе окраски. Пожарная опасность технологического процесса. Расчёт категории помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности. Анализ путей распространения пожара.
курсовая работа [625,1 K], добавлен 18.04.2014Исследование и расчет категории пожаровзрывоопасности технологического процесса производства стирола из этилбензола. Анализ причин возникновения и распространения пожара или взрыва. Разработка необходимых средств защиты, профилактические мероприятия.
курсовая работа [432,4 K], добавлен 23.08.2011Оценка и анализ пожарной опасности процесса улавливания паров бензола из паровоздушной смеси методом адсорбции. Определение возможности образования горючей среды в помещениях и на открытых площадках. Исследование возможных путей распространения пожара.
курсовая работа [257,1 K], добавлен 19.11.2012
