Введение
Газофракционирующая установка, служит для разделения смеси лёгких углеводородов на индивидуальные, или технически чистые, вещества.
Газофракционирующая установка входит в состав газобензиновых, газоперерабатывающих, нефтехимических и химических заводов. Мощность газофракционирующей установки достигает 750 тыс. т сырья в год. Для переработки на газофракционирующую установку поступает сырьё - газовые бензины, получаемые из природных и нефтезаводских газов, продукты стабилизации нефтей, газы пиролиза и крекинга. В состав сырья входят в основном углеводороды, содержащие от 1 до 8 атомов углерода в молекуле. Разделение смесей углеводородов осуществляется ректификацией в колонных аппаратах.
Схема разделения газового бензина в газофракционирующей установке включает предварительный нагрев в теплообменнике газового бензина и подачу его в пропановую колонну. Из верхней части колонны отводятся пары пропана, которые конденсируются в конденсаторе-холодильнике и поступают в ёмкость орошения. Часть пропана возвращается наверх колонны как орошение, а избыток отводится в виде готового продукта. Жидкость с низа колонны после подогрева поступает для дальнейшего разделения по такой же схеме в следующую колонну, где из неё выделяется в виде верхнего продукта смесь бутанов, а из нижней части отводится бензин. Аналогичным образом производится разделение бутанов на изобутан и нормальный бутан, а бензина - на изопентан, нормальный пентан, гексаны и т. д. Примерное содержание чистого вещества (в %) в товарном продукте того же наименования при переработке газового бензина: пропан 96; изобутан 95; нормальный бутан 96; изопентан 95; стабильный бензин 74.
Совершенствование технологической схемы газофракционирующей установке направлено на снижение энергетических и капитальных затрат, автоматизацию контроля и управления процессом путём установки хроматографических анализаторов качества продуктов на потоках и электронных вычислительных машин.
Пропан-бутан используется как топливо в системах отопления промышленных предприятий и как источник тепла для ряда технологических процессов. Конкуренцию пропан-бутановым смесям здесь составляют дизельное топливо, мазут и природный газ. Пропан-бутан - энергоэффективное, экологичное и удобное в хранении топливо; в то же время цена на него в большинстве стран мира слишком высока по сравнению с альтернативными видами топлива, что сдерживает рост потребления пропан-бутана в промышленном секторе. На настоящий момент этот сектор занимает 12-12,5% в общемировой структуре потребления СУГ. В последние несколько лет в России наблюдается растущий интерес к использованию пропан-бутана в качестве стартового и резервного топлива на предприятиях, использующих природный газ как основное топливо.
Аналитический обзор
Эксплуатация опасного производственного объекта
(ОПО) связана с большим социальным, экономическим и экологическим риском.
Данное газовое хозяйство, согласно ФЗ № 116, относится к ОПО, т.к. на
предприятии используется оборудование, работающее под избыточным давлением
более 0,07 МПа. По этой причине, для данного предприятия следует произвести
оценку промышленной безопасности.
1. Цели и задачи
курсового проекта
Основной целью данной работы является исследование проблемы оценки промышленной безопасности на рассматриваемом объекте -«Газофракционирующая установка».
При этом необходимо решить следующие задачи:
¾ разделить промышленный объект на технологические блоки;
¾ определить энергетический потенциал;
¾ определить сценарии развития аварийных ситуаций;
¾ определить вероятности реализации сценариев;
¾ рассчитать воздействия поражающих факторов;
¾ оценить индивидуальный и коллективный риск.
После выполнения поставленных задач необходимо
разработать конкретные организационно-технические предложения по снижению
техногенного риска.
2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРОМЫШЛЕННОЙ
БЕЗОПАСНОСТИ ИССЛЕДУЕМОГО ОБЪЕКТА
2.1 Технологическая
часть
.1.1 Данные о топографии района расположения промышленного объекта
Территория, на которой размещается ООО расположена на данный момент вне районов промышленного залегания полезных ископаемых, вне районов сейсмичной зоны, подрабатываемых территорий, закарстования и оползневых участков, не занята сельхозугодиями и не затапливается паводковыми и талыми водами.
Район размещения предприятия представляет собой низменную пологоволнистую равнину с понижением в сторону р. Черной и р. Жалень. Промплощадка ООО спланирована на отметку 29-32 м (в Балтийской системе высот).
На пониженных местах рельефа промзоны встречаются заболоченные и частично заторфованные участки, поросшие мелким лесом и кустарником. С севера-востока от территории промплощадки ООО «ПО распологаются леса Межсовхозлесхоза, восточнее - леса I группы, относящиеся к Гослесфонду.
Сток поверхностных вод с территории промплощадки происходит в основном в северо-западном направлении. Естественными каналами стока являются ручьи Телецкий и Язевский, впадающие в р. Волхов в районе промплощадки ТЭЦ. Небольшая часть поверхностных вод с территории промплощадки стекает в северо-восточном направлении к руслу ручья Витка, являющегося притоком р. Жалень. Малые уклоны поверхности, обуславливающие плохой поверхностный сток, наличие бессточных замкнутых понижений и широкое развитие водонепроницаемых грунтов создают благоприятные условия для заболачивания территории.
2.1.2 Наличие и границы запретных и санитарно-защитных зон объекта
Общая площадь земель, занимаемых ООО «ПО составляет 1404,46га, в том числе:
производственная зона, включая товарную базу сжиженных углеводородных газов, составляет 677,19га;
отстойники на р. Черная - 26,15га;
пруды-отстойники стоков 1 и 2 систем, пожарный полигон и полигон по захоронению твердых промышленных отходов - 692,21га;
автодорога к прудам-отстойникам - 6,66га;
коридор коммуникаций к прудам-отстойникам - 2,25га.
Территория основной площадки ООО «ПО с северо-запада ограничена автодорогой (шоссе Энтузиастов), проходящей на Городище. На северо-востоке, приблизительно в 2км от границы промышленной площадки, протекает р. Черная. На юго-западе к территории основной площадки примыкает Головная перекачивающая станция (ГПС), принадлежащая АООТ «Петербургтранснефтепродукт». Южнее основной площадки ООО на расстоянии около 600 м от нее расположена товарная база сжиженных углеводородных газов (ТСБ СУГ), западнее которого на расстоянии 300м размещаются принадлежащие МПС промывочно-пропарочная станция и железнодорожная станция Заводская. Севернее основной площадки объединения на берегу р. Черной располагаются отстойники, а западнее - пруды (отстойники стоков 1 и 2 систем), пожарный полигон и полигон по захоронению твердых промышленных отходов ООО «ПО «Территорию промплощадки ООО «и город разделяет зелёная защитная зона площадью 360,06 га.
Решением Ленинградского облисполкома № 706 от 13.12 1968 года установленный для предприятия размер санитарно-защитной зоны от жилой застройки составляет 3км.
2.1.3 Данные о природно-климатических условиях в районе расположения промышленного объекта
Район расположения ООО относится к полосе с умеренным климатом. Его обуславливают циркуляционные процессы, происходящие в атмосфере, характер подстилающей поверхности и приток солнечной радиации. В течение всего года в районе наблюдается преобладание циклонов, лишь в мае и в июле - антициклонов.
Продолжительность дня летом составляет 19 часов в период летнего солнцестояния, в то время как в декабре сокращается до минимума - около 6 часов. В соответствии с этим радиационный баланс положительный с марта по октябрь, в остальное время - отрицательный. Значительная облачность снижает значение прямой радиации на 60-65%, рассеянная - увеличивает в 1,5 раза. Среднегодовой радиационный баланс имеет значение 1400Мдж/м2 и может значительно колебаться от года к году. Территория района относится к зоне избыточного увлажнения, поэтому большая часть получаемого тепла расходуется на испарение; на нагрев почвы и воздуха расходуется небольшая его часть.
Климат характеризуется мягкой зимой, с частыми оттепелями и нежарким дождливым летом.
Температура воздуха, 0С:
среднегодовая - +3,4
абсолютный максимум - +33
абсолютный минимум - -49
Средняя температура воздуха, 0С:
самого жаркого месяца (июль) - +20,9
наиболее холодной пятидневки - -28
Среднегодовое количество осадков, мм - 767
суточный максимум, мм - 76
Нормативная снеговая нагрузка, кгс/м 2:
район - III 100
Среднегодовая относительная влажность
самого холодного и самого жаркого месяцев, %:
январь - 86
июль - 75
Преобладающее направление ветра и скорость, м/сек.:
январь - «ЮЗ» 5,5
июль - «ЮЗ» 3,6
Нормативная ветровая нагрузка, кгс/м 2:
района Iа - 27
Нормативная глубина промерзания грунтов, м - 1,6
Район не сейсмичен.
Климатический район для строительства - II-В
Площадка ОПО представляет собой
озерно-ледниковую равнину, отличающуюся однообразным, плоским рельефом с
преобладающими абсолютными отметками природного рельефа 25,3 - 26,9м.
2.1.4 Данные о размещении персонала объекта с указанием средней численности наибольшей рабочей смены цеха
Установку ГФУ обслуживает 52 человека.
Средняя численность наибольшей рабочей смены цеха Nо6 установки ГФУ составляет 12 человек.
Структура управления установкой ГФУ приведена на схеме:
Начальник установки 1/1
Механик установки 1/1
Оператор технологических установок 6(8)р. 1/3
Слесарь по ремонту технологических установок 2/1
Оператор технологических установок 6(8)р. 1/3
Машинист компрессорных установок, совмещающий профессию машиниста технологических насосов 3/3
Примечание:
В числителе дроби указано явочное количество работающих в смену, в знаменателе - количество смен.
Каждые полчаса 2 человека делают обход по всей установке для проверки работы оборудования.
В основном наблюдение за технологическим процессом ведется из здания операторной.
Одновременно на установке не может находиться более одной бригады, кроме времени, когда происходит пересмена бригад в операторной.
Количество людей, работающих в радиусе 400м от ГФУ:
Человек
· Цех №12 (КИПиА) 193
· Установка ЭЛОУ-2 11
· Установка ЛЧ-24-2000 8
· Установка ЛГ 24-8 8
· Установка ЛЧ-36-11/600 9
· Установка регенерации кислого гудрона 17
· Промпарк «Парекс» 5
· ЦВК-2 2
· Насосная 3
· Установка производства пара- и ортоксилолов 10
· Химчистка 19
· Товарная лаборатория 8
· Пожарная часть №35 25
· Столовая 13
Таким образом, общая численность работающих
людей в максимальную смену в радиусе 400м составляет 331 человек.
2.1.5 Характеристики опасных
веществ
Таблица 1 - Характеристика опасного вещества - пропана
|
№ п/п |
Наименование параметра |
Параметр |
Источник информации |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
1 1.1 1.2 |
Название вещества химическое торговое |
Пропан ПТ - пропан технический СПБТ - смесь пропана и бутана технических, фракция пропановая |
8 |
|
2 2.1 2.2 |
Формула эмпирическая структурная |
C3H8 CH3-CH2-CH3 |
[9] |
|
3 3.1 3.2 |
Состав, %масс. основной продукт: сумма углеводородов С3 не менее примеси, %масс: сумма углеводородов С1 ,С2 не более сумма углеводородов С4 и выше, не более сумма углеводородов С5 и выше, не более сероводород, не более |
Приводится по фракции пропановой (марка А) 96 2 3 отс. 0,003 |
[9] |
|
|
|
|
|
|
4 4.1 4.2 4.3 |
Общие данные молекулярная масса температура кипения, °С (при давлении 101кПа) плотность при 20°С, кг/м3 |
44.096 -42,07 500,5(ж) 1,55(г) |
[7] [7] [7] |
|
5 5.1 5.2 5.3 5.4 |
Данные о взрывопожароопасности температура вспышки, °С температура самовоспламенения, °С концентрационные пределы распространения пламени, нижний, %об. верхний,%об. минимальная энергия зажигания, мДж |
Пожаровзрывоопасен -96 466 2,1 9,5 0,25 |
[8] [10] [10] [8] |
|
6 6.1 6.2 6.3 6.4 |
Данные о токсической опасности ПДК в воздухе рабочей зоны, мг/м3 ПДК в атмосферном воздухе, мг/м3 летальная токсодоза LG50, мг/кг пороговая токсодоза РG50 |
Вещество 4 класса опасности 300 - - - |
[11] [12] |
|
7 |
Реакционная способность |
При обычных температурах химически инертен. При высокой температуре сгорает нацело, образуя СО2 и Н2О. Окисляется кислородом и воздухом в присутствии катализаторов до жирных кислот. |
[7] |
|
8 |
Запах |
Специфический характерный запах. |
[8] |
|
9 |
Коррозионное воздействие |
Неагрессивен, скорость коррозии углеродистой стали менее 0,1 мм/год |
[13] |
|
10 |
Меры предосторожности |
В производственных помещениях должны соблюдаться требования санитарной гигиены. Работы следует проводить инструментами, не дающими при ударе искру. Все помещения должны быть оборудованы приточно-вытяжной вентиляцией. Запрещается обращение с открытым огнем, искусственное освещение должно быть выполнено во взрывозащищенном исполнении. Медицинские осмотры раз в 12 месяцев. Герметизация аппаратуры и коммуникаций. В производственных помещениях и на открытых площадках должен быть периодический контроль содержания пропана в воздухе рабочей зоны. |
[7,8] [12] |
|
11 |
Информация о воздействии на людей |
Действует на организм наркотически. Признаками наркотического действия являются недомогание и головокружение, затем наступает состояние опьянения, сопровождаемое беспричинной веселостью, потерей сознания. Попадая на тело человека, вызывает обмораживание, напоминающее ожог. |
[8] |
|
12 |
Средства защиты |
При высоких концентрациях необходимо использовать шланговые изолирующие противогазы с принудительной подачей чистого воздуха. При больших концентрациях используют фильтрующие противогазы. |
[8] |
|
13 |
Методы перевода вещества в безвредное состояние |
Данные отсутствуют |
|
|
14 |
Меры первой помощи пострадавшим от воздействия вещества |
Удалить пострадавшего из вредной атмосферы, освободить от стесняющих частей одежды. Положить с приподнятыми ногами. Согреть тело. Оберегать от простуды. При нарушении дыхания - кислород. При отсутствии дыхания немедленно начать искусственное дыхание. При тяжелом отравлении, даже в случае хорошего самочувствия - госпитализация. Морфин и адреналин противопоказаны. |
[7] |
2.2 Данные о
технологическом и аппаратурном оформлении
.2.1 Принципиальная технологическая схема с обозначением основного технологического оборудования и кратким описанием технологического процесса
Очищенное от сероводорода сырье из буллитов Е-509 - Е-524 второй и третьей карт сырьевого парка поступает на прием насосов Н-1,2,3.
На приеме и выкиде насосов Н-1,2,3 установлены электрозадвижки со временем быстродействия 12 секунд.
№ 1А-прием Н-1 № 2А-прием Н-2 № 3А-прием Н-3
№ 1Б -выкид Н-1 № 2Б-выкид Н-2 № 3Б -прием Н-3
Предусмотрена возможность дистанционного управления электрозадвижками со щита оператора.
С выкида Н-1,2,3 сырье через клапан регулятора
расхода поз.FRC 3-1и
подогреватель Т-3 поступает в деэтанизатор К-1. В качестве теплоносителя в
подогревателе сырья Т-3 используется водяной пар. Часть сырья с выкида насосов
Н-1,2,3 охлаждается в водяном холодильнике Х-10 и подается на орошение колонны
К-1 через клапан регулятора расхода поз.FIRC
3-2. Регулирование температуры сырья производится регулятором температуры поз.TRC
1-1, клапан которого установлен на линии подачи пара 4 кгс/см2 в подогреватель
Т-3. Паровой конденсат из Т-3 через сборник Е-48 отводится в коллектор парового
конденсата. Уровень парового конденсата в Е-48 контролируется прибором поз. 4-26.
Режим деэтанизатора К-1:
|
Температура верха |
- |
не более |
800С |
|
Температура низа |
- |
не более |
1500С |
|
Давление |
- |
не более |
29 кгс/см2 |
Деэтанизатор К-1 оборудован 43 тарелками клапанного типа.
Ввод сырья в колонну К-1 осуществляется на 30-ую или 35-ую тарелки. Качество сырья, подаваемого в колонну К-1, контролируется автоматическим хроматографом «Vista-II». Данные об углеводородном составе сырья отображаются на экране монитора.
С верха деэтанизатора К-1 уходят пары легких углеводородов, которые охлаждаются и частично конденсируются в воздушном конденсаторе-холодильнике ХК-11, и с температурой не более 400С поступают в рефлюксную емкость Е-11. Температура парожидкостной смеси на выходе из ХК-11 регистрируется прибором поз. TR 1-3.
Поддержание заданной температуры после ХК-11 осуществляется с помощью вариатора скорости вращения лопастей вентилятора типа «Альтивар» или положением жалюзей (при отключенном вариаторе скорости). Вариатор работает в двух режимах:
1) автоматическом (от заданной температуры),
2) ручном (от заданной скорости).
Сконденсировавшиеся углеводороды из емкости Е-11 насосами Н-5,6 через клапан регулятора расхода поз.FRC 3-00 подаются на орошение К-1. Избыток углеводородов из емкости Е-11 через клапан регулятора уровня поз.LRCAS 4-2 выводится в буллиты Е-501 - Е-508 первой карты сырьевого парка ГФУ совместно с конденсатом блока компримирования. Предусмотрена сигнализация максимального и минимального значений уровня в емкости Е-11 и блокировка минимального значения, отключающая насосы Н-5,6. Несконденсировавшаяся часть углеводородов через клапан регулятора давления в емкости Е-11 поз.PIC 2-3 выводится в топливную сеть завода. Расход выводимого из Е-11 сухого газа регистрируется прибором поз.FR 3-03, диафрагма которого установлена на линии сухого газа из Е-11 в топливную сеть.