РОЗДІЛ 2 ПОЖЕЖНА ПРОФІЛАКТИКА ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ ТЕМА 11

РОЗДІЛ 2. ПОЖЕЖНА ПРОФІЛАКТИКА ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ ТЕМА 11 ПОЖЕЖНА ПРОФІЛАКТИКА ПРОЦЕСІВ РЕКТИФІКАЦІЇ ЛЕКЦІЯ 15 ПОЖЕЖНА БЕЗПЕКА РЕКТИФІКАЦІЙНИХ УСТАНОВОК

кафедра пожежної і техногенної безпеки об’єктів та технологій 2

План лекції 1. СУТНІСТЬ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ РЕКТИФІКАЦІЇ. 2. ПОЖЕЖНА НЕБЕЗПЕКА РЕКТИФІКАЦІЙНИХ КОЛОН. 3. Протипожежний захист ректифікаційних установок (вивчити самостійно і законспектувати)

ЛІТЕРАТУРА: 1. О. П. Михайлюк, В. В. Олійник та інші. Пожежна безпека об’єктів підвищеної небезпеки/ Навчальний посібник. – Х. : НУЦЗУ, 2010. с. 62 -71, 84 -95. 2. Михайлюк О. П. , Олійник В. В. , Мозговий Г. О. Теоретичні основи пожежної профілактики технологічних процесів та апаратів. 3. Алексеев М. В. , Волков О. М. и др. Пожарная профилактика в технологических процессах производства. с. 215 -242. 4. Котов Г. М. и др. Пожарно-профилактические мероприятия на нефтеперабатывающих заводах. 1981 с. 32 -37.

6

ОСНОВНІ ФРАКЦІЇ НАФТИ: - бензин - 40 -180 о. C; - гас - 180 -240 о. C; - газойль - 240 -360 о. C; - мазут - залишок перегонки.

1. СУТНІСТЬ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ РЕКТИФІКАЦІЇ ПЕРЕГОНКА – ПРОЦЕС ПОДІЛУ РІДКИХ (ГАЗОВИХ, ПАРОВИХ) СУМІШЕЙ ШЛЯХОМ ВИПАРОВУВАННЯ (КОНДЕНСАЦІЇ) ЧАСТИНИ ВИХІДНОЇ РІДКОЇ (ГАЗОВОЇ, ПАРОВОЇ) СУМІШІ. РЕКТИФІКАЦІЯ - ПРОЦЕС ПОДІЛУ РІДКИХ СУМІШЕЙ НА ОКРЕМІ КОМПОНЕНТИ АБО ЇХ СУМІШІ (ФРАКЦІЇ) ШЛЯХОМ ВЗАЄМОДІЇ ПОТОКІВ ПАРИ І РІДИНИ.

Схема простої перегонки 3 2 Початкова суміш Вода Водяна пара 1 4 Залишок Дистилят

Ректифікаційна установка Пара 2 Флегма 1 Н 2 О 4 Суміш Пара 5 Залишок 3

Основні апарати – ректифікаційні колони (РК). РК – апарати колонного типу висотою від 10 до 100 м, діаметром 0, 5 -6 м. В ЗАЛЕЖНОСТІ ВІД ТИСКУ РК ПОДІЛЯЮТЬСЯ: Ø АТМОСФЕРНІ (Р – 0, 05 МПа); Ø ВАКУУМНІ (Р – 4 -10 к. Па); Ø ПРАЦЮЮЧІ ПІД ТИСКОМ (Р – 4 МПа).

Установка вакуумної перегонки

ДЛЯ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЕФЕКТИВНОГО КОНТАКТУ ФАЗ (парової та рідкої) РК ОБЛАДНАНІ ВНУТРІШНІМИ ПРИСТРОЯМИ: НАСАДКАМИ (ТАРІЛКАМИ). В залежності від виду насадки РК називають: насадковими, тарільчастими, ковпачковими, сітчастими тощо.

Типи ректифікаційних колон: а) тарільчасті (ковпачкові); б) сітчасті; в) насадкові. 1 - корпус; 2 - відповідно тарілка, сітка чи насадка

НАСАДКИ - тверді тіла різної форми (шматки заліза, коксу, металеві чи скляні кульки, трубчасті насадки та ін. ) Ø Ø Ø Наприклад, ковпачки ЗА ФОРМОЮ МОЖУТЬ БУТИ: круглими багатогранними, прямокутними; Тарілки - одно- та багатоковпачковими. Ковпачкова тарілка забезпечує ефективний контакт між парою та рідиною, ефективне перемішування на тарілці та інтенсивний масообмін між ними. КОЛОНИ З СІТЧАСТИМИ ТАРІЛКАМИ МАЮТЬ ВЕЛИКУ КІЛЬКІСТЬ ОТВОРІВ МАЛОГО ДІАМЕТРУ (ВІД 0, 8 ДО 3 мм). ЗАСТОСОВУЮТЬ У ТОМУ ВИПАДКУ, КОЛИ КОЛОНУ ЗА УМОВАМИ ВИРОБНИЦТВА ПОТРІБНО ЧАСТО ЗУПИНЯТИ. ДУЖЕ ЧУТЛИВІ ДО ЗАБРУДНЕНЬ (ВІДКЛАДЕНЬ).

Колона ковпачкова, діаметром 2000 мм и висотою 35 метрів, корпус товщиною 16 мм, для ректифікації вуглеводнів, тарілки ковпачкові нержавіючі 48 шт. робочий тиск - 16 м. ПА 21

22

23

Колона ректифікаційна титанова ВТ 1 -0, діаметром 2000 мм и висотою 42 метра, корпус товщиною 12 мм, для ректифікації вуглеводнів, тарілки ковпачкові нержавіючі 48 шт. робочий тиск – 3, 0 м. ПА, робоча температура 350ºС , новая 24

Колона клапанна, діаметром 1600 мм и высотой 35 метра, корпус товщиною 16 мм, для ректифікації вуглеводнів, тарілки клапанні 42 шт. робочий тиск - 16 м. ПА 25

Улаштування ковпачкової тарілки: 1 - дно тарілки; 2 - ковпачок; 3 - парові патрубки; 4 - зливальні патрубки.

2. ПОЖЕЖНА НЕБЕЗПЕКА РЕКТИФІКАЦІЙНИХ КОЛОН Ø ХАРАКТЕРИЗУЄТЬСЯ: Ø Пожежонебезпечними властивостями речовин, що обертаються (ЛЗР, ГГ), Ø Їх кількістю (парів 60 т/год. , флегми 20 - 40 т/год. ), Ø Режимом роботи установки (Т, Р) Ø Складністю апаратурного оформлення (H від 10 до 100 м, D від 0, 5 до 6 м), Ø Можливістю пошкодження апаратів, утворення ГС, Ø Наявністю ДЗ, Ø Наявністю шляхів поширення пожежі.

УМОВИ УТВОРЕННЯ ГОРЮЧОГО СЕРЕДОВИЩА Ø При нормальному режимі роботи усередині апаратів не утворюється ; РК ГС Ø ГС може утворитися в періоди зупинки РК на ремонт, пуску в експлуатацію, а також при проведенні ремонтних робіт; Ø Основна причина небезпеки РК - вихід назовні горючих парів і флегми при наявності нещільностей та пошкоджень.

ПРИЧИНИ РОЗГЕРМЕТИЗАЦІЇ РК : Ø МЕХАНІЧНІ ВПЛИВИ (УДАРИ, ВІБРАЦІЯ, ЕРОЗІЯ, ГІДРОУДАРИ); Ø ТЕМПЕРАТУРНІ ВПЛИВИ НА МАТЕРІАЛ АПАРАТІВ; Ø ХІМІЧНИЙ ЗНОС МАТЕРІАЛІВ; Ø ПІДВИЩЕННЯ ТИСКУ.

ПРИЧИНИ ПІДВИЩЕННЯ ТИСКУ В РК: Ø ПОРУШЕННЯ МАТЕРІАЛЬНОГО БАЛАНСУ; ПОРУШЕННЯ РЕЖИМУ; Ø ПОРУШЕННЯ ПАРІВ; Ø ТЕМПЕРАТУРНОГО ПРОЦЕСУ КОНДЕНСАЦІЇ ПОТРАПЛЯННЯ ДО ВИСОКО ТЕМПЕРАТУРНИХ КОЛОН РІДИН З НИЗЬКОЮ ТЕМПЕРАТУРОЮ КИПІННЯ. Ø (Повторити і записати розрахункове визначення приросту тиску при порушенні процесу конденсації парів, при попаданні до високонагрітих апаратів рідин з низькою температурою кипіння).

ХАРАКТЕРНІ ДЖЕРЕЛА ЗАПАЛЮВАННЯ: Ø Ø Ø відкритий вогонь, розжарені продукти горіння і нагріті ними поверхні теплові прояви механічної енергії теплові прояви електричної енергії; теплові прояви хімічних реакцій.

ШЛЯХИ ПОШИРЕННЯ ПОЖЕЖІ: Ø ПО ПАРО ЧИ ГАЗОПОВІТРЯНІЙ ХМАРІ; Ø ПО РОЗЛИВАХ НАФТОПРОДУКТУ АБО КОНДЕНСАТУ; Ø ПО ПРОСОЧЕНІЙ ГОРЮЧИМИ ПРОДУКТАМИ ТЕПЛОІЗОЛЯЦІЇ РК; Ø ПО УСТАТКУВАННЮ, ТЕХНОЛОГІЧНИМ КОМУНІКАЦІЯМ тощо.

3. Протипожежний захист ректифікаційних установок НОРМАТИВНІ ДОКУМЕНТИ: 1. ПРАВИЛА ПОЖЕЖНОЇ БЕЗПЕКИ В УКРАЇНІ. 2014. 2. НАОП 1. 3 -1. 01 -88. Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств. 3. НАПБ В. 07. 003 -88/112. Ведомственные указания по противопожарному проектированию предприятий, зданий и сооружений нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. ВУПП-88. 4. НАПБ В. 01. 027 -85/112. Правила пожарной безопасности в нефтяной промышленности. ППБО – 116 -85. Миннефтепром СРСР.

ЗАВДАННЯ НА САМОПІДГОТОВКУ опрацювати наданий матеріал за допомогою літератури, що наведена; законспектувати окремі положення нормативних документів, що регламентують питання забезпечення пожежної безпеки. Результати оформити у вигляді таблиці. ППЗ що запобігають утворенню ГС 1. 2. 3. 4. 5. ППЗ, що виключають можливість виникнення ДЗ ППЗ, спрямовані на обмеження ШПП

3. 1. Запобігання підвищення тиску в РК: Попередження порушення матеріального балансу: застосування напірних баків і автоматичних регуляторів тиску на лінії подачі вихідної суміші; Ø контроль за висотою рідини в нижній частині колони (регулятори рівня); Ø контроль за чистотою патрубків і отворів тарілок колон, трубопроводів (запобігання утворення коксу, смол, льоду, полімерних відкладень); Ø зупинка колон та інших апаратів перед очищенням; Ø контроль температурного режиму (регулювання подачі теплоносія); Ø автоматична зупинка колони припиненні подачі холодоагенту. Ø

3. 2. Попередження порушення процесу конденсації парів РК : Ø контроль за температурним режимом у колоні (автоматичний контроль за температурою вихідної суміші і кубового залишку); Ø автоматичне регулювання подачі флегми в колону; Ø контроль за температурним режимом роботи дефлегматорів і конденсаторів; Ø автоматичне регулювання подачі холодоагентів; Ø автоматична зупинка РК припиненні подачі холодоагенту; Ø контроль за чистотою теплообмінних поверхонь дефлегматорів і конденсаторів.

3. 3. Запобігання підвищення тиску при попаданні до колони рідин з низькою температурою кипіння: Ø контроль операції переключення ліній; Ø повне видалення води і конденсату після промивання, продувки і гідравлічного випробування колони; Ø контроль за наявністю конденсату; Ø влаштування запобіжних клапанів (ЗК); Ø влаштування відвідної, дренажної лінії, сепараторів.

Вимоги до захисту РК ЗК РК, що працюють під тиском, повинні бути захищені ЗК: Ø РК для поділу скраплених газів захищають двома ЗК (робочий і контрольний); Ø ЗК вибирають за розрахунковим тиском, а встановлюють (регулюють) відповідно за робочим; Ø пропускна здатність клапана повинна бути такою, щоб тиск у колоні не перевищував для колон з робочим тиском: Ø до 0, 03 МПа – 0, 05 МПа; Ø від 0, 3 – 0, 6 МПа - 15% від Рр; Ø вище 6 МПа – на 10% Рр. Ø

Ø Ø Ø 3. 4. Захист РК від проявів високих температурних напружень: контроль за справністю теплоізоляції; захист трубопроводів на прямих ділянках температурними компенсаторами; захист теплоізоляцією опорних металевих конструкцій (опор, етажерок і ін. )

3. 5. ППЗ при порушеннях, пов’язаних з хімічним і механічним зносом матеріалу апаратів РУ: правильний вибір конструкційного матеріалу для виготовлення корпусу колон, тарілок, труб, прокладок; Ø очищення від корозійних домішок; Ø ізоляція металу від агресивного середовища захисними покриттями; Ø очищення продукту від механічних домішок; Ø попередження різкої зміни напряму руху потоків у колоні. Ø

3. 6. ППЗ при пуску колони: колони продувають парою або інертним газом; контроль колони на герметичність шляхом гідравлічного випробування; Ø вакуумна колона повинна бути обладнана системою подачі аварійних сигналів. Ø Ø 3. 7. ППЗ при зупинці колони: повне видалення залишків рідини з колони; інтенсивне промивання гарячою водою з наступним тривалим пропарюванням водяною парою або продувкою негорючим газом; Ø контроль закінчення продувки колони; Ø перед відкриванням люків до колони подається пара або інертний газ; Ø люки колони відкриваються зверху вниз. Ø Ø

Запобігання виникнення ДЗ при експлуатації РУ: контроль за температурним режимом; Ø контроль за станом теплоізоляції апаратів з високою температурою; Ø очищення апаратів, поверхонь від пірофорних відкладень; Ø заземлення технологічного обладнання; Ø блискавкозахист обладнання; Ø використання іскробезпечного інструменту; Ø дотримання ППБ при проведенні вогневих ремонтних робіт. Ø

Профілактика поширення пожежі на ректифікаційних установках На стадії проектування: Ø РУ розміщують у приміщеннях або на відкритих майданчиках; Ø РУ влаштовують блоками з урахуванням розривів, згідно вимог НД; Ø РК на відкритих майданчиках повинні мати етажерки обслуговування верхніх частин колони (каркас із майданчиками і сходовими маршами); Ø етажерки повинні мати суцільний настил з бортиками висотою не менш 0, 14 м; Ø кожний блок апаратів РУ на відкритих майданчиках повинен мати по периметру обвалування; Ø отвори в сусідні приміщення і при виході назовні повинні мати пороги з пандусами.

усередині приміщень РУ захищають внутрішнім пожежним водопроводом, повітряно-пінними і порошковими автоматичними установками локальної дії. Ø на відкритих РУ для гасіння пожежі та аварійного охолодження апаратів використовують стаціонарні установки водяного і пінного гасіння; Ø колони великої висоти (80 -100 м) захищають локальними стаціонарними системами водяного або повітряно-пінного охолодження і гасіння; Ø влаштовують аварійний злив рідин з апаратів РУ в дренажні або спеціальні аварійні ємності. Ø комунікації захищають вогнеперешкоджувачами. Ø