Абсорбция. Предотвращение источников техногенной чрезвычайной ситуации

Насосная станция  для сжатия природного газа 

Ширина помещения, м 

12  
 

Длина помещения, м 

24  
 

Высота помещения, м 

10  
 

Кратность вентиляции, 1/ч 

8  
 

Скорость воздуха, м/с 

0.8  

Насосная станция  для сжатия этилена 

Ширина помещения, м 

18  
 

Длина помещения, м 

24  
 

Высота помещения, м 

10  
 

Кратность вентиляции, 1/ч 

6  
 

Скорость воздуха 

0.4  
 

Общий энергетический потенциал, Е, ГДж.  

90  
 
 
 

2. Анализ пожароопасных  веществ, обращающихся в технологическом  оборудовании 

Сводная таблица  показателей опасности, применяемых в производстве веществ 
 

Вещества 

Показатель 

опасности 

Вещества обращающиеся 

в производственном процессе  

Этилен 

Этиловый спирт  

1 

5 

6  

Агрегатное состояние 

Газ 

Жид.  

Группа горючести 

Г4 

Г4  

Молекулярная  масса 

28.03 

46.069  

Температура плавления 0С 

- 

-114.15  

Температура кипения 0С 

-103.7 

78.39  

Плотность г/см3 

- 

0.7893  

Температура вспышки 

- 

13  

Стандартная энтальпия  образования, кДж/моль 

- 

-234,8 (г)  

Теплота сгорания, кДж/кг 

-1318 кДж/моль 

281,38 (г) кДж/кг  

Стандартная мольная теплоемкость Cp (298 К, Дж/моль·K)  

1,197 (г)  

Энтальпия плавления  ДHпл (кДж/моль) 

- 

4,81  

Энтальпия кипения  ДНкип (кДж/моль)  

839,3  

Температура воспламенения, 0С 

-   

Температура самовоспламенения, 0С 

435 

404  

Летальная доза (ЛД50, в мг/кг)  

9000  

Нижний концентрационный предел распространения пламени   

2.7 

3.6  

Верхний концентрационный предел распространения пламени   

34 

17.7  

Нижний температурный  предел распространения пламени, 0С 

- 

11  

Верхний температурный  предел распространения пламени 0С  

- 

41  

Температура тления 0С 

- 

-  

Условия теплового  самовозгорания 

- 

-  

Минимальная энергия  зажигания, мДж 

0.12   

Способность взрываться и гореть при взаимодействии с  водой, кислородом воздуха и др. веществами 

Взрывоопасен при взаимодействии с кислородом   

Нормальная скорость распространения пламени, м/с 

0.735   

Минимальное взрывоопасное  содержание кислорода,% 

10   

Минимальная флегматизирующая концентрация флегматизатора, % 

42% СО2   

Максимальное  давление взрыва 

830   

Скорость нарастания давления взрыва, МПа/с  

37.7   

Класс опасности  вещества 

2 

3  

Класс опасности  и подкласс вещества 

2.3 

3.2  
 
 
 

Вывод: обращающееся в технологическом процессе вещество является взрывопожароопасным, что  свидетельствует о большой пожарной опасности данного процесса. 

3. Анализ системы  предотвращения источников техногенной  ЧС 

3.1 Определение  возможности образования горючей  среды внутри производственного  оборудования 

Заключение о  пожаровзрывоопасности газовоздушной  смеси определяется по следующей зависимости: 

Для этанола  условия образования горючей  среды: 

Для этилена: 

Внутри оборудования с жидкостью горючая среда  может образоваться только при наличии  в оборудовании свободного от жидкости объема (газового пространства), который сообщается с атмосферой и в той или иной степени насыщается парами жидкости. 

Все оборудование (и с газовой смесью, и с жидкостью) работает под избыточным давлением, поэтому подсос окислителя в исследуемом  процессе невозможен. Образование горючей  смеси может происходить на стадии формирования смеси этилена и этанола и в результате неисправности оборудования, а также ошибок оператора.  

3.2 Определение  возможности выхода горючих и  вредных веществ в воздух производственного  помещения (на открытую площадку) 

3.2.1 При нормальном  режиме функционирования 

Горючие газы, пары и жидкости выходят в производственное помещение или на открытую площадку, если технологические аппараты с  жидкостями имеют открытую поверхность  испарения или дыхательные устройства, при использовании аппаратов периодического действия, аппараты с жидкостями и газами имеют сальниковые уплотнения. Размеры образующихся наружных пожаровзрывоопасных зон определяются свойствами обращающихся в технологическом процессе производства веществ, количеством их, количеством веществ которое может выходить наружу за определенный промежуток времени; условиями выброса, растекания и рассеивания веществ в окружающей среде. 

При нормальном режиме функционирования выход веществ  наружу в производственное помещение  практически невозможен при исправности всего технологического оборудования.  

Как правило, на величину выходящих веществ в  производственное помещение оказывает  влияние и конструктивное исполнение технологического оборудования. Так, в  настоящее время оно выполнено не на достаточно высоком уровне. Поэтому пары ЛВЖ будут поступать в производственное помещение и при нормальном режиме работы. В случае недостаточно хорошей работы местных отсосов будут образовываться местные взрывоопасные зоны.

3.2.2 При повреждении производственного оборудования

Большую техногенную  опасность представляют аварии и  аварийные ситуации, при которых  горючие вещества (жидкости, газы) выходят  в производственное помещение или  на открытую площадку, растекаются  и рассеиваются по окрестности, образуя пожаровзрывоопасные зоны за пределами технологического оборудования.

Последствия повреждения  или аварии будут зависеть от:

- размеров аварии;

- пожароопасных  свойств веществ, выходящих наружу;

- давления и  температуры в аппарате.

При эксплуатации производственного оборудования возможно повреждение сальников, прокладок материала корпуса, полное разрушение аппаратов.

Если в поврежденных аппаратах находятся жидкости нагретые в условиях производства, то возможно:

- воспламенение  веществ, если они нагреты в условиях производства выше температуры самовоспламенения;

- образование  ВОК, если выходящие из аппарата  вещества нагреты ниже Тсам, но  выше t всп.

Повреждения аппаратов  и трубопроводов могут быть:

- местными (локальными);

- полными.

В первом случае через образовавшееся отверстие почти под постоянным давлением продукт в виде струй пара, газа или жидкости будет выходить наружу, а во втором - все содержимое аппарата сразу выйдет наружу и кроме того, будет продолжаться истечение газа или жидкости из соединенных с ним трубопроводов.

При авариях  и повреждениях аппаратов и трубопроводов  из них выходят горючие газы, пары или жидкости, что приводит к образованию  пожаровзрывоопасных смесей не только у мест утечки, но и во всем производственном помещении, даже на открытых площадках.

3.2.2.1 Повреждения  технологического оборудования  в результате механического воздействия

В результате механических воздействий на материал аппарата будут  воздействовать сверхнормативные внутренние напряжения, которые могут вызвать  не только образование не плотностей в швах и соединениях, но и его взрыв. Высокие внутренние напряжения возникают при повышенном давлении в аппаратах, а также в результате нагрузок динамического характера.

Повышенные давления, которые приводят к повреждению  аппаратов могут возникать в результате:

I. Нарушения  материального баланса работы  аппарата, скорости и очередности  подачи компонентов.

Нарушение материального  баланса происходит при несоответствии производительности работы насосов (11,12,15) и компрессоров (7), принятой интенсивности заполнения аппаратов, в случае неправильного соединения аппаратов, которые работают с разным давлением, при увеличении сопротивления в дыхательных линиях, отсутствия или неисправности автоматики регулирования, подачи и отвода веществ.

II. Нарушений  температурного режима работы  аппарата.

Нарушений температурного режима происходит при отсутствии или  неисправности контрольно-измерительных  приборов, недосмотра персонала, а в  отдельных случаях от действия лучистой энергии соседних аппаратов и даже от повышения температуры окружающей среды. Особенно опасно нарушение температурного режима для переполненных аппаратов.

III. Нарушений  процесса конденсации паров (холодильники 2,14,6)

Нарушение процесса конденсации паров происходит в  результате:

1. уменьшения  или полного прекращения подачи  хладагента;

2. подачи хладагента  с более высокой начальной  температурой;

3. сильного загрязнения  теплообменной поверхности аппарата.

IV. Попадания  в высоконагретые аппараты жидкостей,  с низкой температурой кипения (десорбер 5,подогреватель абсорбента 13)

Жидкости с  низкой температурой кипения могут  попасть в аппарат: с продуктом, подаваемым в аппарат; через неплотности  теплообменной поверхности; при  неправильном переключении линий; в  виде конденсата из паровых и продувных линий.

V. Нарушений  режима работы аппарата с экзотермическим  процессом.

Это происходит при несвоевременном отводе излишек  тепла в реакции, нарушениях соотношений  реагирующих веществ, увеличении количества подаваемого катализатора или инициатора, при несвоевременном отводе из реактора излишек газообразных продуктов реакции, образовании пробок в линиях стравливания и отвода веществ.