1. Общая характеристикапроизводства
1.1 Краткаяхарактеристика объекта
Аппарат № 21 — ректификационная колонна, служащая для выделения этилена из этан-этиленовойфракции.
Жидкая этан-этиленоваяфракция с деметанизационной колонны № 150 поступает на одну из питающих тарелок(22, 30, 36) ректификационной колонны № 21.
Число тарелок — 75 шт.
Расстояние междутарелками — 325 мм.
Тарелки колпачковые,капсульного типа
Диаметр колонны — 1800 мм.
Высота — 31070 мм.
Давление в колонне — 25кгс/см2
Температура верха колонны- 3 С
Температура куба колонны — минус 25°С
Давление в кипятильникеколонны — 25 кгс/см2
Технологическоеоборудование расположено на открытой площадке. Размеры наружной установки:
Длина L=5 м;
Ширина S=4 м;
Высота h=33 м
Технологический процессвыделения этилена является непрерывным.
Количество рабочих,обслуживающих установку, в смену – 5. Из них основных – 2, вспомогательных – 3.Рабочие работают 8 часов по 3 смены.
2. Опасные и вредныепроизводственные факторы проектируемого объекта
1. токсичностьприменяемых веществ, так как в производстве используются вещества которые могутпривести к производственным отравлениям табл. 2.1);
2. взрыво- ипожароопасность, так как используемые в процессе вещества являются горючими испособны образовывать с воздухом взрывоопасные смеси в широких диапазонах, снизким нижним пределом воспламенения (табл.2.2);
3. опасность падения свысоты (в связи с расположением обслуживаемого оборудования на значительнойвысоте (33м) относительно поверхности земли);
4. опасность получениятермических ожогов о нагретые поверхности, при пропуске пара, конденсата,горячих продуктов (так как температура 125 ºС);
5. опасность поражениястатическим электричеством, так как на установке ведется обработка иперемещение веществ-диэлектриков, способных подвергаться электризации собразованием опасных потенциалов;
6. опасность пораженияатмосферным электричеством, так как объект находится в районе с активнойгрозовой деятельностью;
7. опасность физическоговзрыва, так как объект эксплуатируется при повышенном внутреннем давлении(давление в колонне 25 кгс/см2, в кипятильнике колонны 25 кгс/см2)
Таблица 2.1 — Токсичностьобращающихся в колонне веществ
Наименование
Веществ
Агрегатное
состояние
Плотность
кг/м3
ПДК,
мг/м3
Класс опасности
(ГОСТ 12.1.00.7.-76) Характер токсического воздействия на организм человека Метан Газ 0,5545 300 4 Газ наркотического действия Этилен Газ 0,974 100 4 Газ наркотического действия Этан Газ 1,0488 300 4 Газ наркотического действия Пропилен Газ 1,45 100 4 Газ наркотического действия
Таблица 2.2 — Взрыво — ипожароопасные свойства, обращающихся веществ в колоннахНаименование вещества
tвсп, С
tсв, С Пределы воспламенения, % (об.) Категория взрывоопасности Температур-ная группа нижн. верхн. Метан
минус
187,9 537 5,28 14,1 IIA Т1 Этилен
минус
136,1 435 2,8 36,35 IIB Т2 Этан
минус
152 515 3,3 12,5 IIA Т1 Пропилен
минус
107,8 410 2,3 11,1 IIA Т2
3. Категорирование технологическойустановки по взрыво-и пожарной опасности
Таблица 6.3.-Классификация установки по взрыво-пожароопасности
Наименование производственных зданий, помещений, наружных установок Категория взрывопожарной и пожарной опасности помещений и зданий (НПБ 105-95) Классификация взрывоопасных зон внутри и вне помещений для выбора и установки электрооборудования по ПУЭ Группа производственных процессов по санитарной характеристике (СНИП 2.09.04-87) Средства пожаротушения Класс взрывоопасности Категория и группа взрывоопасных смесей Наименование веществ, определяющих категорию и группу взрывоопасных смесей
Корпус 202
— наружная установка Ан В-1г IIВ-Т2 Предельные и непредельные углеводороды 3б Огнетушители, песок, асбестовое полотно, вода
Категория Ан –взрывопожароопасная — технологическая установка, в которой обращаются горючиегазы, ЛВЖ с температурой вспышки не более 28 °С; вещества, способные взаимодействовать с водой,кислородом воздуха и друг с другом, при условии, что на расстоянии 30 м от наружной установки величина расчетного избыточного давления взрыва DР превысит 5 кПа.
4. Разработка защитныхмероприятий
4.1 Меры по взрыво- ипожаробезопасности
Меры по недопущениюпожара:
Устанавливаютсяавтоматические газоанализаторы, настроенные на 0,8НКПРП этилена, как наиболееопасного вещества. При пожаре включается сигнализация и приводится в готовностьлафетная пожарная установка.
В качестве первичныхсредств для тушения пожаров используют:
Огнетушители ОХП-10,ОВП-10. Установлены на пожарном щите.
Также на пожарном щитерасполагаются:
— вода в бочкахвместимостью 200-250 л.;
— песок на специальныхящиках вместимостью 1,0 или 3 м3 и комплектованный совковой лопатой(ГОСТ 3620-76);
— асбестовое полотно,предназначено для прекращения доступа кислорода в зону горения.
4.2 Меры защиты оттоксичности
Для защиты от токсичностииспользуется автоматический газоанализатор, настроенный на 0,8 ПДК наиболеетоксичного вещества этилена. При достижении 0,8 ПДК включается аварийнаявентиляция.
В перечень средствиндивидуальной защиты (СИЗ) входят:
противогазы марки БКФ;
защитные очки;
дерматологическиесредства (моющие средства, мази, пасты и др.).
4.3 Меры для предотвращенияпадения рабочих с высоты
— рабочим выдаются каскизащитные ГОСТ 20010-93.
— при работе на высотеиспользуются монтажные пояса, которые привязываются к надежным конструкциям(исключая трубопроводы).
— все переходы, площадки,лестницы, приямки, переходные мостики, этажерки должны иметь ограждения высотойне менее 1 м. Для обслуживания оборудования на высоте более 1,3 м должны быть устроены стационарные лестницы. Угол наклона лестниц не более 45 градусов.
4.4 Меры обеспечения безопасностипри получении термических ожогов о нагретые поверхности, при пропуске пара,конденсата, горячих продуктов
Осуществляюттеплоизоляцию колонны несгорающим теплоизоляционным материалом, таким какстекловолокно, толщина которого обеспечивает температуру наружной поверхностине более 600С.
Для защиты от термическихожогов рабочего персонала используют средства индивидуальной защиты:
-рукавицы комбинированныеГОСТ 12.4.010-75 (с огнезащитной пропиткой);
-костюм хлопчатобумажныйс огнезащитной пропиткой (с накладками из термостойких материалов);
-куртка с утепляющейпрокладкой ГОСТ 29335-92;
-спецобувь (ботинкикожаные, галоши, сапоги резиновые).
4.5 Меры защиты отстатического электричества
Колонна №11 являетсяоборудованием, на котором ведется обработка и перемещение веществ-диэлектриков,способных подвергаться электризации с образованием опасных потенциалов. Квеществам-диэлектрикам относятся: этан, этилен, пропан и пропилен с удельным объемнымэлектрическим сопротивлением 1∙1016Ом ×см.
Для защиты отстатического электричества и вторичных проявлений молний проводятся следующиетехнические мероприятия:
-заземлениемметаллических частей технологического оборудования. Сопротивление — заземляющего устройства до 100 Ом.
-трубопроводы,вентиляционные короба, кожухи аппаратов представляют собой на всем протяжениинепрерывную электрическую цепь, которая в пределах установки присоединена кконтуру заземления не менее чем в двух точках.
-ручной инструмент из неискрящих цветных металлов.
слив и налив жидкихпродуктов осуществляется так, чтобы труба опускалась на дно и струя стекала соскоростью 0,5-0,7 м/с. Площадка вокруг емкостей забетонирована.
4.6 Защита зданий исооружений от разрядов атмосферного электричества (молниезащита)
Объектом молниезащитыявляется наружная площадка с размерами: длина 5 м, ширина 4 метров, высота 33 м.
Согласно инструкции поустройству молниезащиты зданий и сооружений (РД 34.21.122-87) установкапроизводства этилена по степени опасности поражения молнией относится ко II категории (наружные установки,создающие зону В-Iг). Установкадолжна быть защищена от прямого удара молнии, вторичных проявлений и заносавысокого потенциала через наземные, надземные и подземные металлическиекоммуникации.
Объект находится в г.Казань, РФ, по карте интенсивности грозовой деятельности находим среднегодовуюпродолжительность гроз в часах: 20-40. Тогда среднегодовое число ударов молниив 1 км2 земной поверхности: n=2.
Ожидаемое количество Nпоражений молнией в год рассчитывается по формуле:
N=[(S+6·h)·(L+6·h)–7,7·h2]·n·10-6
N=[(5+6·33)·(6+6·33)–7,7·332]·2·10-6=0,033раза в год.
По найденному значению N и классу зоны, создаваемой объектом(В-Iг) выбираем тип зоны защиты Б.
Для защиты выбираемодиночный стержневой молниеотвод, установленный на расстоянии C=3 м. (рисунок 6.1).
/>
h0
h
/>
/> hx/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
r0
/>
Рисунок 6.1 — Зона защиты одиночного стержневогомолниеотвода
h – требуемая высота молниеприемника; h0– высота зоны защиты; r0– радиус границы зоны защиты на уровне земли; rx – требуемый радиус защиты нарасчетной высоте защищаемого объекта hx с учетом требований минимально допустимого приближения кнему молниеотвода.
С=3 м
rx= С+√L2 +S2 = 3+√52+42=9.4м
Величина hx равна высоте наружной установки, hx=33 м.
Высота молниеотвода h находится по следующей формуле:
h = (rx +1,63*hx)/1,5 = (9.4+1,63∙33)/1,5 = 42,146 м
Высота зоны защиты надземлей:
h0= 0,92·h = 38.774 м
Радиус зоны защиты науровне земли:
r0=1,5·h= 63.219 м
4.7 Меры защиты отфизического взрыва
Устанавливают натрубопроводе подачи пара в кипятильник предохранительный клапан марки АТА-7 сдавлением срабатыванияР=Ризб∙1,15.
Ризб=2.5 МПа
Р=2.5∙1,15=2.875МПа
5. Обеспечениеэкологической безопасности
При нормальных условияхработы ректификационная колонна не представляет угрозы для окружающей среды. Впроцессе работы установки твердых отходов не образуется.
/>Источникамивозможного загрязнения окружающей среды служат:
— газовые выбросы присрабатывании клапанов;
— аварийные разливы принарушении герметичности аппарата и трубопроводов.
Мероприятия по защитеокружающей среды;
— в целях защитыатмосферного воздуха от загрязнения сбросами с предохранительных клапановаппаратов предусматривается сброс газа через газосмеситель на сжигание (нафакел);
— при аварийном разливежидкие углеводороды сосредотачиваются в железобетонном поддоне с отбортовкой, впериметре железобетонного поддона имеются трапы для слива в канализацию, послечего попадают на очистные сооружения установки;
— для предупреждения переливов всеемкости отделения обеспечены аварийно-предупредительной световой и звуковойсигнализацией.