Курсовая работа: Анализ пожарной опасности адсорбирования бензина А-72 из паровоздушной среды

МЧС РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Уральский институт Государственной противопожарной службы

Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий»

Кафедра пожарной безопасности технологических процессов

Дисциплина «Пожарная безопасность технологических процессов и производств»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Анализ пожарной опасности адсорбирования бензина А-72 из паровоздушной среды

Специальность 20.05.01 Пожарная безопасность

Выполнил:

Проверил: доцент кафедры Штеба Т.В.

Екатеринбург

2021

Оглавление

Введение

1. Краткое описание технологического процесса

2. Анализ пожарной опасности технологического процесса адсорбирование бензина из воздушной среды

2.1 Анализ пожаровзрывоопасных свойств веществ, обращающихся в производстве

2.2 Оценка возможности образования горючей среды внутри технологического оборудования

2.3 Оценка возможности образования горючей среды при выходе веществ наружу из технологического оборудования

2.3.1 Оценка пожаровзрывоопасности среды при выходе из нормально работающего технологического оборудования

2.3.2 Оценка пожаровзрывоопасности среды при выходе из поврежденного технологического оборудования

2.4 Анализ причин повреждения аппаратов и трубопроводов, разработка необходимых средств защиты

2.5 Анализ возможных причин и условий самопроизвольного возникновения горения и зажигания горючих смесей

2.6 Определение возможных причин и условий для распространения пожара

3. Оценка пожарной опасности производственного объекта

3.1 Построение сценариев возникновения и развития пожаров, влекущих за собой гибель людей

3.2 Определение частоты реализации пожароопасных ситуаций

3.3 Оценка опасных факторов, реализующихся при различных сценариях пожароопасных ситуаций

3.4 расчет категории производственного помещения по взрывопожарной опасности

4. Разработка мероприятий по повышению пожарной безопасности адсорбирования паров бензола из паровоздушной среды

Заключение

Литература

Введение

В современном мире значительное влияние на экономику нашей страны оказывает нефтегазовая индустрия. Роль нефти и продуктов ее переработки для народного хозяйства чрезвычайно велика. Из этого полезного сырья получают различные углеводороды: бензин, керосин, реактивные дизельные и котельные топлива, а так же сжиженные газы и сырье для химических производств. Многие, казалось бы, повседневные вещи не мыслимы без продуктов переработки нефти. Поэтому важнейшие полезные ископаемые - нефть и газ требуют к себе самого бережного отношения.

За последние годы произошли крупные изменения в технологии переработки нефти. Появилось новое, более совершенное и высокопроизводительное оборудование. Все более широко вводятся в технологию каталитические процессы с глубокими химическими превращениями сырья. Возрастают мощности единичных производственных агрегатов. Широко используется комбинирование технологических процессов в одной установке, что значительно увеличивает пожаровзрывоопасность технологических процессов.

Оценка пожаровзрывоопасности производственных объектов необходима для решения вопросов их безопасности и приведения в соответствие с фактическим и требуемым уровнями взрывопожарной безопасности с целью снижения пожаров и приносимого ими ущерба. Для профилактики аварийных ситуаций необходимо прогнозирование, позволяющее выявить места возможных аварий на объекте и разработать мероприятия по снижению негативных последствий.

Верный выбор категории взрывоопасности позволяет установить оптимальные соотношения между безопасностью производства и размером капитальных затрат на его проектирование и дальнейшую эксплуатацию.

Таким образом, в соответствии с категорией взрывоопасности, определяются нормативные противопожарные и технологические требования к аппаратурному снабжению, системам контроля, управления и автоматической противоаварийной защиты и т.д.

Поэтому правильность выбора категории взрывоопасности технологических объектов является одним из основных вопросов, решаемых государственными надзорными органами и администрацией объекта, и влияет на качество предлагаемых мероприятий по всем направлениям профилактической работы на предприятии.

В 2018 году в результате аварий и несчастных случаев погибли 45 человек, что на 10 человек меньше, чем в 2017 году. Наибольшее число погибших (27 чел.) зарегистрировано на производствах, связанных с переработкой нефти.

Был составлен перечень причин, по которым произошли несчастные случаи на производстве в 2015 году. Это нарушения технологии проведения работ (36% -- аварии, 27% -- несчастные случаи), нарушение правил охраны труда на производстве (41% -- аварии, 32% -- несчастные случаи).

Тем самым, целью данного курсового проекта является разработка мероприятий по защите установки для улавливания паров бензина АИ-72 из паровоздушной смеси методом абсорбции.

Курсовая работа ставит перед обучаемыми следующие задачи:

· Произвести описание технологического процесса;

· Проанализировать пожарную безопасность технологического процесса;

· Проанализировать пожаровзрывоопасных свойств веществ, обращающихся в производстве;

· Оценить возможность образования горючей среды внутри технологического оборудования;

· Оценить возможность образования горючей среды при выходе веществ наружу из технологического оборудования;

· Оценить пожаровзрывоопасности среды при выходе из нормально работающего технологического оборудования;

· Оценить пожаровзрывоопасности среды при выходе из повреждённого технологического оборудования;

· Проанализировать причину повреждения аппаратов и трубопроводов, разработка необходимых средств защиты;

· Проанализировать возможные причины и условия самопроизвольного возникновения горения смесей;

· Определить возможные причины и условия для распространения пожара;

· Проанализировать пожарную опасность производственного объекта;

· Построить сценарии возникновения и развития пожаров, влекущих за собой гибель людей;

· Определить частоты реализации пожароопасных ситуаций;

· Оценить опасные факторы, реализующихся при различных сценариях пожароопасных ситуаций.

1. Краткое описание технологического процесса

Установка для улавливания паров ЛВЖ из паровоздушной смеси методом адсорбции. Из паровоздушной смеси пары летучего растворителя можно выделить, используя метод адсорбции. Адсорбцией называют процесс поглощения одного или нескольких компонентов из газовой смеси или раствора твердым пористым веществом - адсорбентом.

Установка предназначена для улавливания из паровоздушной смеси паров бензола при производстве искусственной кожи и паров бензина при производстве резинотехнических изделий. Технологические схемы адсорбционных процессов улавливания из паровоздушных смесей паров бензола и паров бензина принципиально не отличаются друг от друга.

Схема приведена на рис. 1 и дано описание технологического процесса адсорбционной установки, общее для первого (улавливание бензола) и второго (улавливания бензина) случаев.

Поступающая на установку по линии 1 паровоздушная смесь (в первом случае воздух с парами бензола, во втором - воздух с парами бензина) имеет концентрацию 20 г горючего вещества в 1 м³ воздуха. ПВС подсасывается на установку центробежным вентилятором 3 и под избыточным давлением 400 мм рт. ст. и температуре 20°С поступает по линии 4 в адсорбер 7. Находящийся в адсорбере активированный уголь поглощает 90 % паров горючего вещества из ПВС, а воздух с остатком пара выбрасывается по линии 9 в атмосферу. В адсорбере 8 в этот же момент (т.е. когда в адсорбере 7 идет поглощение) происходит процесс десорбции - обратное извлечение из активированного угля паров растворителя. Для осуществления процесса десорбции в адсорбере по линии 10 подают водяной пар давлением 3 кг/см². Смесь водяного пара и извлеченных из угля паров растворителя по линии 11 поступает в холодильник-конденсатор 12 на конденсацию.

а - принципиальная технологическая схема;

б - план и продольный разрез установки

Рис. 1. Процесс улавливания паров ЛВЖ из паровоздушной смеси методом адсорбции:

Охлаждение паров в конденсаторе происходит за счет подачи через трубки холодной воды. Полученный в холодильнике 12 конденсат, представляющий собой смесь горючей жидкости (бензола, бензина) и воды, поступает в отстойник 13 на разделение эмульсии путем ее расслаивания. Вода, как наиболее тяжелая, скапливается в нижней части отстойника и по трубе 18 отводится в канализацию. Горючая жидкость, как более легкая, из верхней части отстойника 13 насосом 15 подается в ёмкость растворителя 16. Ёмкость имеет дыхательную трубу 17. Несконденсировавшиеся пары из отстойника по линии 14 поступают снова в адсорбер на улавливание. После процесса поглощения паров адсорбер 7 переключается на десорбцию, а адсорбер 8 после десорбции переключается на поглощение паров растворителя, т.е. пропускают через него ПВС. Для сушки увлажненного после десорбции угля, пропускаемого через адсорбер, ПВС подогревают некоторое время в кожухотрубчатом паровом подогревателе 6 до температуры 80 °С. бензин пожаровзрывоопасность противоаварийный

При аварийной ситуации на ректификационной станции ПВС выбрасывается в атмосферу по трубе 5. От распространения пламени линии ПВС защищены гравийными огнепреградителями 2, а для защиты их от разрушения при взрыве имеются мембранные предохранительные клапаны.

Адсорберы расположены на открытой металлической этажерке, примыкающей к зданию II степени огнестойкости, где размещены все остальные аппараты установки.

План размещения адсорберов и технологических аппаратов в здании, а также продольный разрез установки показаны на рис. 1б.

Данные по отдельным аппаратам приведены в табл. 1.

Таблица 1

2. Анализ пожарной опасности технологического процесса адсорбирование бензина из воздушной среды

2.1 Анализ пожаровзрывоопасных свойств веществ, обращающихся в производстве

В технологическом процессе адсорбции принимает участие легковоспламеняющиеся жидкость, газы и твердые горючие вещества в холодном и нагретом состоянии. Рассмотрим ниже пожароопасные свойства основных веществ, обращающихся в процессе:

Бензин АИ-72 (стабильный) - бесцветная легковоспламеняющаяся жидкость представляющая собой смесь легких углеводородов. Может вызывать разряд статического электричества. Плотность 798 кг/м³ при 25?С. Температура вспышки в закрытом тигле -36?С. Температура самовоспламенения 370?С. Концентрационные пределы распространения пламени: нижний 0,98%об., верхний 5,48%об. Температурные пределы распространения пламени: нижний -36?С, верхний -10?С. Теплота сгорания 44239 кДж/кг. Средства тушения: воздушно-механическая пена, химическая пена, перегретый водяной пар, порошок ПСБ-2. Константы Антуана: А=5,07; В=682,87; С_а=222,06. Активированный уголь - черный порошок. Состав, %(масс.): основное вещество 90; примеси летучих 5-10. Плотность 2100кг/м³; насыпная плотность 400-600 г/м³. Температура самовоспламенения: аэрогеля 175?С (тлеет), аэровзвеси 420?С, скорость нарастания давления: среднее 9,7 МПа/с, максимальное 21,1 МПа/с. Недостатком активированных углей является их способность гореть и самовозгораться, при взаимодействии с воздухом. Средства тушения: вода в виде компактных или распыленных струй. Показатели пожарной опасности горючего вещества приведены в таблице 2

Таблица 2

Вывод: Из анализа пожарной опасности технологического процесса адсорбирования бензина из воздушной среды видно, что в данном производстве наиболее пожароопасным веществом является бензин А-72, так как имеет самую низкую температуры вспышки - 36?С, и его пары выделяются в процессе адсорбации, которые могут образовывать взрывоопасную концентрацию внутри адсорбера. Пары бензина в смеси с воздухом могут не только вспыхнуть, но и взорваться. Взрыв в отличие от вспышки представляет собой практически мгновенное сгорание смеси, сопровождающееся выделением большого количества нагретых газов большой разрушительной силы, а так же создается избыточное давление.