ГЛАВА 1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Санкт-Петербургский университет государственной противопожарной службы МЧС России
Кафедра пожарной безопасности технологических процессов и производств
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Вариант № 97
Тема: «Анализ пожарной опасности процесса получения полипропилена методом низкого давления и разработка мер противопожарной защиты».
Выполнил: Студент 59 учебной группы Роюк П.Г.
Научный руководитель: Доцент кафедры ПБТП и П подполковник вн. службы Савельев Д.В.
Дата защиты: «___»________________2018 г.
Оценка_____________________
Санкт-Петербург-2018
МЧС России
Санкт-Петербургский университет
Государственной противопожарной службы
Кафедра пожарной безопасности технологических процессов и производств
УТВЕРЖДАЮ
Научный руководитель:
|
|
|
Доцент кафедры ПБТП и П
подполковник вн. службы
Савельев Д.В.
«___»________________2018 г.
ПЛАН-ГРАФИК
Выполнения курсового проекта
Тема: «Анализ пожарной опасности процесса получения полипропилена методом низкого давления и разработка мер противопожарной защиты»
Студент 59 учебной группы Роюк П.
| Разделы, подразделы и их содержание | Срок выполнения | Отметка научного руководителя о выполнении |
| Описание технологического процесса | ||
| Анализ пожарной опасности технологического процесса | ||
| Основные мероприятия и технические решения по обеспечению пожарной безопасности технологического процесса | ||
| Инженерные расчеты | ||
| Графичекая часть и выводы по работе | ||
| Защита курсового проекта |
Подпись курсанта (слушателя) ___________________
СОДЕРЖАНИЕ
Исходные данные…………………………………………………………………5
Введение……………………………………………………………………….…..6
1. Описание технологического процесса………………………………………..9
2. Анализ пожарной опасности технологического процесса…………………14
|
|
|
2.1 Анализ пожарной опасности применяемых веществ и материалов……14
2.2 Оценка возможности образования горючей среды внутри технологического оборудования………………………………………………..15
2.3 Оценка возможности образования горючей среды в производственных помещениях и на открытых технологических площадках при выходе веществ наружу из оборудования………………………………….……………………..17
2.4 Анализ возможных причин и условий самопроизвольного возникновения горения и зажигания горючих смесей………………………………………….19
2.5 Определение возможных причин и условий для распространения пожара…………………………………………………………………………….20
3. Основные мероприятия и технические решения по обеспечению пожарной безопасности технологического процесса……………………………………..22
3.1 Мероприятия и технические решения, направленные на предотвращение образования горючей среды внутри технологического оборудования………22
3.2 Мероприятия и технические решения, направленные на предотвращение образования горючей среды в помещениях и на открытых технологических площадках………………………………………………………………………..22
3.3 Мероприятия и технические решения, направленные на устранение причин и условий инициирования горения……………………………………….……23
|
|
|
3.4 Мероприятия и технические решения, направленные на предотвращение и ограничение распространения пожара………………………………..……….24
4. Инженерные расчеты…………………………………………………………25
4.1 Расчет категории взрывопожароопасности помещения где установлены емкости с бензолом …………………………………….………………………..25
4.2 Расчёт огнегасящего диаметра сухого кассетного огнепреградителя, установленного на линии отвода избыточного газа……………………………29
Заключение……………………………………………………………………….30
Список использованной литературы……………………………………..…….31
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
| Вариант 97 | ||||
| Полимеризатор пропилена | ||||
|
| ||||
| Диаметр, м | 2 | |||
| Высота, м | 4 | |||
| Степень заполнения | 0,7 | |||
| Давление, МПа | 0,35 | |||
| Температура, ºС | 75 | |||
| Контролируемые и регулируемые параметры | Конт | |||
| Защита дыхательной линии | ПК | |||
| Конечный сборник суспензии (бензин А92+полимер) | ||||
| Диаметр, м | 2,2 | |||
| Длина, м | 2,8 | |||
| Давление, МПа | 0,12 | |||
| Температура, ºС | 72 | |||
| Диаметр линии, мм | 75 | |||
| Наличие аварийного слива | Нет | |||
| Насос суспензионный
| ||||
| Давление, МПа | 0,26 | |||
| Температура, ºС | 72 | |||
| Диаметр всасывающей линии, мм | 75 | |||
| Диаметр нагнетательной линии, мм | 75 | |||
| Вид сальникового уплотнителя | СУ | |||
| Диаметр вала, мм | 40 | |||
| Помещение сборников | ||||
| Длина, м | 30 | |||
| Ширина, м | 8 | |||
| Высота, м | 6 | |||
| Кратность вентиляции, 1/ч | 7 | |||
| Скорость воздуха м/с | 0,4 | |||
| Расстояние до задвижек, м | 6 | |||
| Привод задвижек | Авт | |||
| Средство тушения | Пена | |||
| Ограничение растекания, % от площади пола | 30 | |||
ВВЕДЕНИЕ
Защита промышленных предприятий от пожаров и взрывов неразрывно связана с изучением пожаровзрывоопасности технологического процесса производства. Без выявления причин возникновения и распространения пожара или взрыва нельзя провести качественно пожарно-техническое обследование объектов, исследование имевших место пожаров и взрывов, а следовательно, - необходимости дальнейшего улучшения защиты объектов.
Одним из крупных ЧС, на нефтехимическом предприятии, за последние годы является пожар на Нефтехимическом заводе «Ставролен», который произошёл 26 февраля 2014 года. Пожар начался в цехе газоразделения установки по производству этилена. Причиной пожара стала разгерметизация клапана в этиленохранилище, которая затем повлекла факельное горение газа и взрыв. В результате пожара 12 сотрудников предприятия получили травмы различной тяжести. Так же на этом заводе в апреле 2008 года произошёл пожар, причиной которого стал взрыв в реакторе цеха полимеризации. И в декабре 2011 года пожар произошёл в цехе№1 по разделению пирогаза и получению бензола – возгорание произошло из-за разгерметизации одной из емкостей. Всё это ещё раз доказывает необходимость анализа производств нефтехимической промышленности и разработки мер противопожарной защиты.
Разработка эффективной противопожарной защиты предполагает, помимо знаний общей методики анализа пожарной опасности, наличие глубокого понимания сущности технологии и пожароопасных свойств обращающихся в производстве веществ.
Целью курсового проекта является проведение анализа пожарной опасности технологического процесса и разработка мер противопожарной защиты. Метод анализа пожарной опасности и защиты технологических процессов производств основан на выявлении в производственных условиях причин возникновения горючей среды, источников зажигания и путей распространения огня.
Таким образом, при анализе пожарной опасности и защиты технологических процессов производств необходимо:
1. Выяснить, какие вещества и в каком количестве обращаются в производстве, каковы их основные физико-химические и пожароопасные свойства. В нашем случае это жидкость. Поэтому необходимо выяснить: химический состав, температуру кипения, плотность паров по воздуху, температуру вспышки, нижний и верхний температурные пределы воспламенения (взрыва), концентрационные пределы воспламенения (взрыва), температуру воспламенения и самовоспламенения, теплоту горения, токсичность, средства для тушения.
2. Установить пожаровзрывоопасность среды внутри производственного оборудования с учетом свойств веществ и режима работы аппаратов.
3. Установить, по каким причинам может происходить выход горючих веществ из аппаратов и трубопроводов наружу, т.е. выявить возможные причины повреждений и аварий аппаратов и к каким последствиям это может привести.
4. Выявить причины появления источников зажигания и путей распространения пожара.
5. По всем рассмотренным вопросам определить основные направления противопожарной защиты.
В нашем случае объектом анализа пожарной опасности выступает технологический процесс получения полипропилена методом низкого давления. Нефтехимическая промышленность является одной из ведущих и высокоразвитых отраслей индустрии нашей страны. Постоянно совершенствуются технологии, происходит комбинирование технологических установок, внедряются новые процессы с глубокими химическими превращениями сырья. Наряду с совершенствованием технологий переработки пропилена необходимо также учитывать особенности пожарной опасности применяемых установок и предусматривать комплекс организационных мероприятий и технических средств, направленных на предупреждение возникновения и распространения пожара на нефтеперерабатывающих заводах.
ГЛАВА 1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Полиэтилен и полипропилен получают путем полимеризации соответственно этилена и 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 и полипропилен в бензине и циклогексане не растворяются. Полученные полимеры в дальнейшем освобождаются от растворителя путем 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. В данной работе рассматривается только процесс полимеризации. Процессы дальнейшей обработки получаемой суспензии не рассматриваются. Технологические процессы полимеризации как этилена, так и пропилена принципиально не отличаются. Поэтому ниже приведена схема и дано описание технологического регламента, общего для полимеризации этилена и пропилена (Рисунок 1).
Процесс приготовления катализаторного комплекса. Процесс полимеризации, как было сказано выше, 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 сокатализатора должна быть в пределах 0,2 – 0,3 %, а в цех полимеризации эти вещества поступают, имея концентрацию 5 %. Следовательно, их надо дополнительно разбавлять.
Рисунок 1 ─ Производство полиэтилена и полипропилена методом
низкого давления:
а – принципиальная технологическая схема;
б – план и разрез цеха.
В соответствии с технологической схемой 5%-й раствор триэтилалюминия и четыреххлористого титана поступает в мерники 2 и 5 цеха полимеризации и из них – в смеситель-разбавитель 1. В смеситель попадается необходимое количество бензина по линии 3 и циклогексана по линии 4. Смеситель-разбавитель имеет мешалку и рубашку для подогрева раствора до 50ºС. Размеры аппаратов и режимы их работы приведены в таблице 1. Готовый катализаторный комплекс насосом 25 закачивается в полимеризатор 8.
Процесс полимеризации. 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 оседать 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 насоса 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 40ºС 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, поступившем в цех по линии 6. Смесь свежего и охлажденного газа, циркулирующего по линии 7, 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 (пропилен) 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 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 и из него по линии 18 поступает на дальнейшую обработку.
Таблица 1 ─ Основные характеристики оборудования
| Позиция на рис. | Наименование аппаратов | Режим работы | Размеры
 Мы поможем в написании ваших работ! | ||||