Анализ пожаро-взрывоопасных свойств веществ, обращающихся в производстве. Возможности появления характерных технологических источников зажигания. Причины повреждения аппаратов, разработка средств защиты. Расчет категории производственного помещения.
Аннотация к работе
В промышленности органического синтеза важное значение имеют процессы полимеризации и поликонденсации, при осуществлении которых получаются высокомолекулярные вещества - полимеры. 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. В результате полимеризации получается механическая смесь (суспензия) мелких частичек полимера с растворителем, так как полиэтилен в бензине и циклогексане не растворяется.№ п/п Вещество Сост. Твсп (вспышки) Тсв (самовоспламенения) НТПР (0/0) ВТПР (0/0) НКПР (0/0) ВКПР (0/0)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). 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 0СОсобенностью 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. 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 = ?•VанПри 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. Особенностью процессов полимеризации является изменение вязкости реагирующей среды по мере накопления продуктов реакции. Это затрудняет теплообмен в реакторах, так как коэффициент теплопередачи с увеличением вязкости среды в течение процесса будет уменьшаться. Так, в полимеризаторе, давление может повыситься изза увеличения интенсивной закачки, уменьшения пропускной способности системы, переполнение резервуара жидкостью изза 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. 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).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. 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. Одним из источников зажигания может послужить тепловое проявление механической энергии при повреждении подшипников насосов, поэтому необходимо производить тщательный контроль за состоянием трущихся деталей.Они зависят от причины и места возникновения пожара. В случае возникновения пожара в полимеризато
План
Содержание взрывоопасный зажигание защита пожар
1. Исходные данные
2. Краткое описание технологического процесса
3. Анализ пожаро-взрывоопасных свойств веществ, обращающихся в производстве
4. Оценка пожаровзрывоопасности среды внутри аппаратов при их нормальной работе
5. Пожаровзрывоопасность 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
Вывод
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».
Список литературы
1. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Пожарная профилактика технологических процессов», ВИПТШ, - М., 1989 г.
2. Алексеев М.В., Волков М.О., Шатров Н.Ф. «Пожарная профилактика технологических процессов производств», ВИПТШ, - М., 1986 г.
3. Горячев С.А., Клубань В.С. Задачник по курсу «Пожарная профилактика технологических процессов», ВИПТШ, - М., 1996 г.
4. 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.
5. НПБ 105-03 Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности, ГУГПС, - М., 2003 г.
6. Баратов А.Н. Справочник «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения» 1 и 2 части.