3.1. Основные опасности производства
Источниками зажигания горючей среды на установке ЭЛОУ при условии взаимодействия с кислородом воздуха являются:
1. открытое пламя форсунок в трубчатых печах. На территории многих ректификационных установок или на близлежащих установках находятся печи или реакторы с огневым обогревом. Естественно, что не плотности и повреждения оборудования могут привести к контакту образующейся паровоздушной смеси с пламенем горелок или сильно нагретыми конструктивными элементами печи, реакторов. Максимальная температура конструктивных элементов аппаратов и трубопроводов, с которыми может соприкасаться горючая смесь паров, образующаяся при аварии, не должна превышать 80% температуры самовоспламенения паровоздушной смеси.
2. перегретый до высокой температуры и находящийся при высоком давлении пар, применяемый на установке. На ректификационных установках, разделяющих растворы с высокой температурой кипения и при этом работающих с повышенным давлением, температура в нижней части колонн и выносных кипятильниках может превышать температуру самовоспламенения высококипящего компонента при его нормальном давлении.
3. электрический ток, который используется в электродегидраторах, электроразделителях, для освещения и для приведения в действие центробежных насосов;
4. огневые работы.
Наличие на установке высоковольтного электрооборудования создает опасность поражения электрическим током.
Растворы щелочи, деэмульгатора, нейтрализатора, ингибитора коррозии типа "Геркулес" при попадании на слизистые оболочки и незащищенные участки кожи способны вызвать химические ожоги.
Наиболее опасными местами на установке в отношении пожар взрывоопасности и вредности производства являются: трубчатые печи, помещения насосных и компрессорной газов разложения, промколодцы, места дренирования аппаратов и отбора проб.
3.2. Противоаварийная защита процесса эксплуатации колонны
Причины повреждений ректификационных колонн – механические воздействия, температурные воздействия и химические воздействия.
К механическим воздействиям относятся повышенное давление, вибрация, эрозионный износ.
Температурные воздействия – температурные напряжения, воздействия высоких и низких температур.
Химические воздействия – химическая коррозия, электрохимическая коррозия.
В целом можно сказать, что пожарная опасность ректификационных установок определяется пожароопасными свойствами веществ, образующимися на установке, их количеством, а также режимом работы ректификационных колонн (давление, температура).
Нарушение материального баланса. Может произойти в результате увеличения подачи начальной смеси и флегмы или в результате уменьшения отбора из колонны паровой фазы и остатка. При этом будет образовываться избыточное количество паров легкокипящих компонентов, неизрасходованная теплота парообразования вызовет повышение температуры в колонне и повысится давление насыщенных паров. Увеличение подачи исходной смеси и флегмы в колонну может произойти из-за нарушения работы насосов, неисправностей в системе подачи. Уменьшение отбора – из-за образования на тарелках и паропроводах твердых продуктов термического разложения нефти и нефтепродуктов – коксообразных веществ. Кокс и кристаллогидраты откладываются на колпачках, паровых патрубках и отверстиях тарелок, тем самым, уменьшая их проходное сечение и увеличивая гидравлическое сопротивление колонны.
Нарушение теплового баланса - наблюдается при подаче исходной смеси с более высокой температурой при излишнем нагреве кубового остатка, а также при увеличении количества теплоты, подводимого с флегмой, наиболее часто причиной нарушения является уменьшение подачи хладагента в холодильник.
Нарушение процесса конденсации паровой фазы, поступающей из колонны в дефлегматор и конденсатор одновременно приводит к нарушению и материального и теплового баланса. Это обусловлено уменьшением выхода паров из колонны, а, следовательно и количества тепла, отводимого из колонны с паровой фазой. В результате происходит рост температуры, повышается давление насыщенных паров в колонне. Основные причины – уменьшение или полное прекращение подачи хладагента, поступление хладагента с более высокой начальной температурой, уменьшение коэффициента теплоотдачи от пара к хладагенту при сильном загрязнении теплообменной поверхности.
Для предупреждения образования горючей среды внутри ректификационных колонн должны быть учтены следующие особенности:
1. Ректификационные колонны должны быть обеспечены системами автоматического контроля за основными рабочими параметрами и системами автоматического регулирования.
2. Чтобы в процессе эксплуатации колонн избежать засорения коксом патрубков и отверстий тарелок, трубок теплообменников, а также коммуникаций необходимо преимущественно использовать схемы перегонки нефти с предварительным испарением. При этом твердые соединения и тяжелые смолы будут отделятся от начальной смеси в колонне-испарителе.
3. В случае обогрева нижней части ректификационных колонн острым водяным паром на паровых линиях необходимо предусматривать приспособления для спуска конденсата и оборотные клапаны, предупреждающие попадание горючей жидкости из колонны в паропроводы.
4. Ректификационные колонны должны быть оборудованы предохранительными клапанами, обеспечивающими стравливание избыточного количества паров и газов при повышении давления.
5. Чтобы не допустить вибрации колонны необходимо устанавливать на самостоятельных мощных фундаментах, не связанных с фундаментами других аппаратов.
6. Для снижения эрозионного износа в месте ввода исходной смеси необходимо устанавливать специальные рассекатели потока.
7. Для поддержания постоянного температурного режима в колоннах, уменьшения потерь в окружающую среду, во избежание образования в корпусе высоких температурных напряжений колонны необходимо защищать теплоизоляцией. Несущие металлические конструкции должны защищаться специальными огнезащитными покрытиями.
Пожар на ректификационных установках может быстро принимать крупные масштабы, так как значительные повреждения или аварии приводят к выходу наружу большого количества пара и жидкости, нагретой до температуры кипения. Пар, выходящий из колонны и образующийся при испарении выходящей наружу горячей флегмы, может привести к образованию опасной концентрации. Воспламенение горючей смеси паров приводит к быстрому распространению огня по всему газовому облаку и по поверхности жидкости. Локализовать пожар будет тем труднее, чем больше горючих веществ выйдет наружу, чем выше от уровня земли будет находится поврежденный участок, чем больше аппаратов и установок окажется под воздействием высокой температуры. Поэтому необходимо еще в период разработки технологической схемы и проектирования ректификационной установки не только предусмотреть защиту аппаратов от возможных повреждений, но и обеспечить снижение количеств образующихся в производстве горючих веществ до предельно допустимой величины с учетом нормальной эксплуатации, экономики и пожаровзрывобезопасности.
3.3. Молниезащита и защита от статического электричества
Опасность возникновения статического электричества проявляется в возможности образования электрической искры и вредном действии его на организм человека. Электризация — это комплекс физических и химических процессов, приводящих к разделению в пространстве зарядов противоположных знаков или к накоплению зарядов одного знака. При статической электризации напряжение относительно земли достигает десятков, а иногда и сотен тысяч вольт. Для воспламенения от электрической искры требуется минимальная энергия, так как малый объем газа от искры нагревается до высокой температура за предельно короткое время.
Вредное воздействие на организм человека статическое электричество оказывает не только при непосредственном его контакте с зарядом, но и за счет действия электрического поля, возникающего вокруг заряженных поверхностей.
Основные способы защиты от статического электричества следующие: заземление оборудования, сосудов и коммуникаций, в которых накапливается статическое электричество; увеличение поверхностной проводимости диэлектрика; увлажнение окружающего воздуха; ионизация воздуха или среды нейтрализатором статического электричества; подбор контактных пар; изменение режимов технологического процесса, использование операторами специальной обуви с электропроводящей подошвой и другие.
Организация молниеносной защиты промышленного предприятия.
При превышении напряженностью электрического поля атмосферы критического значения возникает разряд, сопровождающийся ярким свечением — молнией и звуком (громом). Сила тока в канале молнии достигает 200 000 А, температура составляет 6000—10000 °С и более, время существования молнии 0,1—1 с.
Различают первичные проявления молнии (прямой удар) и вторичные проявления в виде электростатической и электромагнитной индукции. Прямой удар молнии может вызвать пожар и произвести разрушение сооружений. Вторичные проявления молнии опасны тем, что возможно искрение, которое устраняется посредством заземления всех металлических элементов.
Устройство, служащее для защиты объекта от прямых попаданий молнии, называется молниеотводом. Он принимает удар молнии на себя и отводит ток в землю. Молниеотвод состоит из опоры, молниеприемника, токоотвода и заземлителя. Молниеприемники могут быть стержневыми, тросовыми (антенными), сетчатыми. Все здания и сооружения по степени требований к молниезащите делятся на три категории в зависимости от назначения и технологических особенностей объекта по степени пожаров и взрывоопасности.
I категория — это здания (сооружения), отнесенные к зонам классов B-I и В-II.Молниезащита таких объектов предусматривается независимо от средней грозовой деятельности и места расположения объекта на территории России.
II категория — это здания (сооружения) зон классов В-Ia и В-IIа; молниезащита здесь выполняется при грозовой деятельности 10 ч в год и более.
III категория — это здания (сооружения) зон классов П-I, П-II и П-IIа, а также открытые зоны классов П-III.Молниезащита этих объектов предусматривается в местностях с грозовой деятельностью 20 ч в год и более.
Защитное действие молниеотвода характеризуется зоной защиты, под которой понимается пространство, защищенное с определенной вероятностью от попадания молнии. Граница зоны, охраняемой одним стержневым молниеотводом высотой до 60 м, определяется образующими двух конусов, высоты которых равны 0,8Н и Н, где Н — высота стержневого молниеотвода, м; а радиусы этих конусов соответственно равны 0,75Н и 1,5Н.
Заключение
Процессы ректификации широко используются в химической и нефтехимической промышленности для получения отдельных компонентов или смесей более простого состава. С их помощью проводят разделение разнообразных смесей (сжиженные газы, нефтепродукты первичной и вторичной переработки и др.) для получения высокосортных топлив или веществ, имеющих желаемую степень чистоты. Процесс ректификации предназначен для разделения жидких смесей на практически чистые компоненты или фракции, различающиеся температурой кипения. Жидкость, выходящая из верхней части колонны и отбираемая как готовый продукт называется дистиллятом (ректификатом).