Производство полиэтилена методом низкого давления

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Химия


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Содержание

1. Исходные данные

2. Краткое описание технологии производства и размещения оборудования

3. Анализ пожаровзрывоопасных свойств веществ обращающихся в производстве

4. Оценка пожаровзрывоопасности среды внутри технологического оборудования

5. Пожарная опасность выхода горючих веществ из нормально работающих технологических аппаратов

6. Пожарная опасность выхода горючих веществ из поврежденного технологического оборудования

7. Анализ возможных причин повреждения технологического оборудования

8. Анализ производственных источников зажигания

9. Анализ возможных причин и условий способствующих развитию пожара

10. Расчетное обоснование категории производственного помещения по взрывопожарной и пожарной опасности

11. Разработка карты пожарной опасности и защиты технологического процесса

Выводы

Литература

1. Исходные данные

№ п/п

Наименование оборудования

Режим работы

Размеры

Р, МПа

t, 0C

d, l, м

h, м

1

Смеситель-разбавитель

0,12

40

1,0

1,5

2

Мерник 5% триэтилаллюминия

0,12

20

0,5

1,0

3

Линия подачи бензина

0,15

20

0,05

-

4

Линия подачи циклогексана

0,15

20

0,05

-

5

Мерник 5%

0,12

20

0,5

1,0

6

Линия свежего этилена

0,30

20

75,0

-

7

Линия подачи этилена в полимеризатор

0,30

15

0,1

-

8

Полимеризатор

0,25

80

3

6

9

Линия циркулярного газа

0,30

15

75,0

-

10

Циклонные отделители

0,30

80

1,0

1,5

11

Холодильник-конденсатор

0,30

15

1,0

3,5

12

Линия отвода избыточного газа

13

Сепаратор

0,30

15

1,0

1,5

14

Насосы циркуляционные

-

-

-

-

15

Линия отвода газа на очистку

0,11

20

50,0

-

16

Сепаратор

0,11

20

0,7

1,5

17

Линия отвода растворителя

0,10

20

25,0

-

18

Линия подачи суспензии

0,15

70

0,1

-

19

Конечный сборник суспензии

0,12

70

2,0

2,5

20

Насос суспензионный

0,20

60

0,003

-

21

Сборник суспензии

0,25

80

2,0

2,5

22

Холодильник-конденсатор

0,15

20

0,75

2,0

23

Линия отвода суспензии

0,25

80

0,1

-

24

Линия подачи катализаторного комплекса

0,30

40

0,05

-

25

Насос подачи катализатора

0,30

40

-

-

Основные характеристики оборудования

Позиция на рис.

Исходные данные

Полимеризатор пропилена

8

Диаметр, м.

2,5

Высота, м.

4,3

Степень заполнения

0,7

Давление, Мпа

0,38

Температура, 0С

78

Контролируемые и регулируемые параметры

Рег.

Защита дыхательной линии

ПК

Конечный сборник суспезии (бензин Б-70 + полимер)

19

Диаметр, м.

2,3

Высота, м.

2,8

Давление, Мпа

0,14

Температура, 0С

68

Диаметр линий, мм

75

Наличие аварийного слива

Нет

Насос суспензизионный

20

Давление, Мпа

0,22

Температура, 0С

68

Диаметр всасывающей линии, мм

75

Диаметр нагнетательной линии, мм

75

Вид сальникового уплотнения

ТУ

Диаметр вала, мм

40

Помещение сборников

Длина, м.

28

Ширина, м.

10

Высота, м.

8

Кратность вентиляции, 1/ч.

7

Скорость воздуха, м/с.

0,4

Расстояние до задвижек, м.

5

Привод задвижек

Авт.

Средства тушения

Пена

Ограничение растекания, % от площади пола

40

* ТУ — торцевое уплотнение;

** СУ — сальниковое уплотнение.

2. Краткое описание технологии производства и размещения оборудования

полимеризация этилен пожарный циклогексан

Полиэтилен и полипропилен получают путем полимеризации соответственно этилена и пропилена методом низкого давления с использованием в качестве катализатора слабого раствора триэтилаллюминия в бензине и циклогексане. В результате полимеризации получается механическая смесь (суспензия) мелких частичек полимера с растворителем, так как полиэтилен и полипропилен в бензине не растворяются. Полученные полимеры в дальнейшем освобождаются от растворителя.

Схема установки указана ниже:

1

24

Полимеризация этилена и 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 (этилен, пропилен) подают также в нижнюю часть полимеризатора по линиям 7. Проходя через раствор катализатора, часть газа полимеризуется, образуя мелкие твердые частички полимера, которые стремятся опуститься вниз.

Реакция полимеризации сопровождается выделением тепла, избыток которого отводят за счет охлаждения циркулирующего (не вступившего 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 охлаждают водой до 40 С. 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 смешение со свежим газом, поступившим в цех по линии 6. Смесь свежего и охлажденного циркулирующего по линии 7 (как было сказано выше) газа подается 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 линиям 23 в сборник 21. Здесь происходит выделение из жидкости растворенного в ней 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 в сепаратор 16. Газ из сепаратора по линии 15 подается 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 и из него по линии 18 поступает на дальнейшую обработку.

3. Анализ пожаровзрывоопасных свойств веществ обращающихся в производстве

Бензин Б-70. Легковоспламеняющаяся бесцветная жидкость, представляющая собой смесь легких углеводородов. Пожароопасный продукт. Твсп. = -34 0С, плотность 745 кг/м куб., нижний концентрационный предел 0,79% - верхний 5,16%, температурные пределы воспламенения — Тн.п. = - 34 0С, Тв.п. = - 4 0С. Тсамовос. = 300 0С, минимальная энергия зажигания 0,39 мДж, нормальная скорость распространения пламени 0,44 при 62 0С. При горении прогревается в глубину, образуя все возрастающий гомотермический слой. Скорость нарастания прогретого слоя 0,7 м/ч; температура прогретого слоя 80−100 0С; температура пламени 1200 0С.

Циклогексан, С6Н12, легковоспламеняющаяся бесцветная жидкость. Молекулярная масса 84,16; плотность 773 кг/м куб.; температура плавления 6,5 0С; коэффициент рефракции 1,42 354; температура кипения 80,7 0С; теплота образования 123,13 кДж/моль; теплота сгорания 3689 кДж/моль; в воде не растворяется; Температура вспышки -17 0С; Т. самовоспламенения 259 0С; концентрационные пределы распространения пламени 1,3−7,8%; температурные пределы: ниж. -17 0С, верх. 20 0С; максимальное давление взрыва 858 кПа; максимальная нормальная скорость распространения пламени 0,436 м/с; температура горения 2270 К; минимальная энергия зажигания 0,22 мДж; БЭМЗ 0,94 мм.

Пропилен, С6Н3, горючий бесцветный газ. Молекулярная масса 42,8,05; плотность по воздуху 1,45; температура кипения -47,7 0С; теплота сгорания 1919 кДж/моль; в воде растворяется незначительно; Т. самовоспламенения 455 0С; концентрационные пределы распространения пламени: 2,4−11% в воздухе; 2,1−53% в кислороде; максимальное давление взрыва 648 кПа; минимальная энергия зажигания 0,12 мДж;; максимальная нормальная скорость распространения пламени 0,51 м/с; БЭМЗ 0,7 мм; МВСК 11,9% при разбавлении газовоздушной смеси азотом. Для предупреждения взрыва при аварийном истечении пропилена в закрытых объемах необходимая минимальная концентрация диоксида углерода составляет 30%

Полипропилен, горючий белый порошок. Плотность 900−910 кг/м куб.; температура плавления 165 0С; теплота сгорания 44 000 кДж/кг. Дисперстность образца 160 мкм. Температура воспламенения аэрогеля 325−343 0С; температура самовоспламенения аэрогеля 325−388 0С; нижний концентрационный предел распространения пламени 40 г/м куб.; максимальное давление взрыва 590 кПа; скорость нарастания давления 39 Мпа; минимальная энергия зажигания 3,4 мДж.

В качестве катализатора используется слабый раствор триэтилаллюминия. Триэтилаллюминий — металлоорганическое соединение, обладающий высокой химической активностью, самовоспламеняется на воздухе, при контакте с водой и веществами, содержащими группу ОН.

4. Оценка пожаровзрывоопасности среды внутри технологического оборудования

В полимеризаторе обращается пары пропилена, бензина Б-70 и циклогексана.

Процесс полимеризации происходит под избыточным давлением 0. 38 МПа, при рабочей температуре в аппарате (полимеризаторе) = 78 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 отсутсвует. 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 пламине бензина:

Параметры работы аппарата: Темп. пределы Б-70:

— Траб = 68 0СТ 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

68

Есть

-34

-4

Среда не горючая, так как Траб >Т вп.

20

Насос суспензионный

68

Нет

-34

-4

Отсутсвует паровоздушное пространство

5. Пожарная опасность выхода горючих веществ из нормально работающих технологических аппаратов

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 68 0С, следовательно

680С > -34 0С

следовательно, выброс паровоздушной смеси через дыхательную систему пожаровзрывоопасен.

Количество горючих паров, выходящих из сборника за один цикл при «большом» дыхании равен:

G? = Vж * Рр/tр * ?s * М/8314,31

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 = є*Vан

Vж = є*Vап

Vап = ПД?*H/4=3. 14*2. 3*28/4= 11.6 м куб.

Є- степень заполнения аппарата пример равным 0,9

Vж = 0,9*11,6= 10,5 м куб

Концентрация насыщеного пара при рабочей температуре 5 4

?s = ps *pp = 5,12 * 10 /14 * 10 = 3,66

(А — В/(tр +Са)

ps = 10?*10

(5,0702 — 682,876/(68+222,066)) 5

ps = 10?*10 = 5,12 * 10

pр = 0,14МПа = 14*10 Па

М ?100

Количество выходящих паров из заполняемого жидкостью аппарата:

G? = 10,5 * 14*10 / (68+273) * 3,66 *100/8314,31 = 13,6 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 = 13,6*2*900/3600 = 6,8 кг

при N = 2 в час

? = 900 сек.

?н = 0,79% об.

V ВОК = 6,8*2 / 0,79 = 17,9 м куб.

В целях сокращения потерь паров бензина и снижения пожаровзрывоопасности в окрестности дышащего сборника целесообразно осуществить следующие мероприятия:

осуществить устройство сисстем улавливания и утилизации паров (для этой цели могут использоваться адсорбционные, абсорционные, холодильные и компрессорные установки);

либо, при экономической невыгодности, вывести дыхательную трубу за пределы помещения.

6. Пожарная опасность выхода горючих веществ из поврежденного технологического оборудования

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.

7. Анализ возможных причин повреждения технологического оборудования

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 катализотора.

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 очитку полимеризатора механическим способом. Операция очистки также может представлять значительную пожарную опасность, так как связана с частичным разложением полимера, применением ЛВЖ и испльзованием 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 металлоогрганический 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 дистилята, водяного конденсата), образующей пробки в коленах, изгибах, что в свою очередь может вызвать гидравличкский 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.

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 = 0,38 Мпа

При 0,3 ?р ап < 6 рср.и. = 1,15*рап = 1,15*0,38 = 0,437 Мпа

Определим плотность среды в аппарате при давлении срабатывания предохранительного клапана и рабочей температуре:

Рt = 120. 27 * V* рср / (tр + 273) = 120,27*42,08*0,38/(78+273) = 5,49 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): -4

F = 7. 142*10 * Gmax / ?*Вv (Рср — Рвх)*?t

Gmax = 2500 кг/ч = 0,7 кг/с

-4 -3

F = 7,142*10 0,7/0,1650,508*v (0,437−0,15)*5,49 = 4,75*10

8. Анализ производственных источников зажигания

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).

Тепловое проявление электрической энергии может также послужить источником зажигания в том случае, если электрооборудование установлено без учета необходимой взрывозащиты.

В электродвигателях возможны замыкания и разряды между фазами при возникновении перегрузок.

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.

9. Анализ возможных причин и условий способствующих развитию 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, др электрических аппаратов; дверные и оконные технологические проемы здания; ливневая канализация; воздуховоды вентиляции с наличием горючих отложений на внутренней поверхности.

Целесообразно применить стационарную систему пожаротушения в помещении сборников, насосов. Согласно заданию установка имеется, огнетушащее вещество — пена.

10. Расчетное обоснование категории производственного помещения по взрывопожарной и пожарной опасности

В помещении сборников обращается пожароопасное вещество в большом количестве: бензин Б-70.

Исходные данные:

Характеристика производственного помещения:

Длина * ширина * высота — l * b * h — 28 * 10 * 8 м.

КСВ=80%

Кратность аварийной вентиляции Ав=7 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: Аа=8,41 944; Ва=2629,65; Са=384,195

Молекулярная масса М=102,2

Плотность жидкости ж=745 кг/м3

Максимальное давление взрыва Рmax=900 кПа.

Характеристика технологического блока:

Объем аппарата Vап=11,5 м3

Температура жидкости в аппарате tр=68 0С

Подводящий трубопровод lп=5 м; dп=75 мм

Продолжительность отключения задвижек з=120 с. (автом.).

Масса жидкости, которая может поступить в помещение из аппарата и трубопроводов при аварии:

Масса жидкости, которая может дополнительно поступить в помещение из соседних аппаратов до отключения задвижек:

Общая масса жидкости, которая может поступить в помещение:

Максимальная площадь разлива:

Площадь испарения Fи=lb=28 * 10 = 280 м2

Расчетная температура жидкости tж=0,5(tв+tр)= 0,5(22+68)=45 0С

Давление насыщенных паров:

Подвижность воздуха: U=АВ * L/3600 = 7 * 28/3600 = 0,054 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

Так как и > 3600, то расчетное время испарения р=3600 с

Масса жидкости, испарившейся с поверхности испарения, равной площади пола

m= Wy Fп? р= 1,08*10* 280*3600 = 1088,64 кг

Масса паров, которая будет аккумулирована в объеме помещения:

m = mnf / (1+ Ав*? / 3600) = 1088,64 / (1+7*3600/3600)= 136,08

Плотность паров бензина

?= 12,15*М/(tв +273)= 12,15*102,2/(22+273)= 4,21 кг/м

Свободный объем помещения:

Vсв=0,01Ксв lbh=0,01 * 80 * 28 * 10 * 8 = 1792 м3

Средняя рабочая концентрация паров в помещении:

?р

Так как ?р (1,8%)> ?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 = 136,08 * 0,3 = 40,824 кг

где Z = 0,3

Плотность воздуха до взрыва

-3

?= 352/(22+273) = 1,193 кг*м

Избыточное давление взрыва:

?? = 1 * m*QТ * ?о / V *? * c (22+273)

К Н

?? = 40,824*44 094*101 / 1792*1,193*1,01*(22+273)*3 = 95 кПа

Заключение: помещение относится к категории «А», т.к. ЛВЖ с

tвсп= - 340С< 280С и образуется развиваемое избыточное давление взрыва в помещении Ризб=95 кПа > > 5 кПа.

11. Разработка карты пожарной опасности и защиты технологического процесса

Основные результаты анализа пожароопасности рассмотренных аппаратов к их противопожарной защите отражены на технологической карте пожарной опасности.

Выводы

Производство полипропилена методом низкого давления 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, суспензионный насос, сборник суспензии (бензин Б-70). В работе разработаны меры защиты этих аппаратов, предотвращающие возможность повреждения, разрушения с последующим выходом горючих паров, жидкостей и газов.

Помещение сборников 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».

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой