РОЗДІЛ 1. БЕЗПЕКА ПРОМИСЛОВИХ ПІДПРИЄМСТВ ТЕМА 3 ПОЖЕЖЕНА БЕЗПЕКА ПРОЦЕСІВ ДОБУТКУ І ПЕРЕРОБКИ НАФТИ, НАФТОПРОДУКТІВ ТА ГОРЮЧИХ ГАЗІВ Тема лекції: ПОЖЕЖНА БЕЗПЕКА ВИРОБНИЦТВ З НАЯВНІСТЮ АМIАКУ

План лекції 1. 1.Фізико-хімічні властивості аміаку 2. Сутність технологічних процесів виробництва аміаку 3.Пожежна небезпека виробництва та зберігання аміаку 4. Протипожежний захист

Аналіз характеру причин аварій у хімічній і нафтохімічній промисловості показує, що більшість їх (95%) зв'язано з вибухами різних хімічних речовин: -54% в апаратурі, -40% у виробничих будівлях -6% на відкритих технологічних установках. В азотній промисловості число аварій, пов'язаних з викидами в атмосферу горючих газів і рідин через нещільності в апаратах, компресорах, насосах, комунікаціях, приблизно в 1,6 рази більше аварій, зв'язаних з вибухами усередині технологічних систем.

Приклади аварій 1)1989 р. - м. Іонава (Литва, СРСР). Руйнування сховища рідкого аміаку. Загинуло 6 чол. 2) Северодонецький СПО «Азот» На установці компримірування азотоводневої суміші 75% водню і 25% азоту у виробництві синтезу аміаку виникла аварія – вибух газоповітряної суміші в приміщенні компресії, до якого призвів розрив штуцера трійника діаметром 70 мм на колекторі азото-водневої суміші, який працював за тиском 27МПа та Т=50С.

1. Фізико-хімічні властивості аміаку Аміак NH3 – безкольоровий газ з різким характерним запахом. При охолодженні до -33.6С він стає зрідженим, а при температурі – 77,8С твердіє. Якщо підвищувати тиск аміак легко перевести в рідкий стан при кімнатній температурі. В 1 обємі води розчиняється приблизно 700 обємів аміаку. В концентрованому розчині міститься приблизно 25% аміаку, щільність цього розчину складає 0,91 г/смз.

Аміак гарно горить в атмосфері кисню і погано – на повітрі, утворюючи в умовах відсутності каталізатору азот і воду, а в присутності платинового каталізатора – моноокис азоту і воду. При високій температурі аміак взаємодіє з металами і утворює нітриди та водень. При вмісті в повітрі 0,5% по обєму Аміак дуже сильно подразнює слизову оболонку. Рідкий аміак дає дуже сильні опіки шкіри. ПДК 20 мг на м3 Суміш аміаку з повітрям вибухобезпечна, для повітряно-аміачних (9-57%) сумішей Тспал. приблизно 23С (для 15% розчину у воді).

1. Велика кількість аміаку, що виробляється у промисловості. використовується для отримання азотної кислоти 2) Азотних добрив. 3) Як холодильний агент в холодильних установках. 4) В медицині - 10% водний розчин аміаку (нашатирний спирт). Використання аміаку

2. Сутність технологічних процесів виробництва аміаку В промисловості аміак отримують 1) синтезом із водню і азоту: N2 + 3H2 2NH3 Каталізатором цієї реакції є залізо з домішками окисів алюмінію та калію. Процес відбувається при Т= С і тиску МПа. В деяких устаткуваннях використовується тиск до 100 МПа (1000атм).

Основна сировина для синтезу: 1) 90% для отримання водню в виробництві аміаку – природний газ, що переробляється методом парової конверсії:, невелику долю (10%) складає коксовий газ та електролітичний водень. Потужність устаткування по виробництву аміаку з природного газу становить до 420 тис т в рік.

Основні стадії виробництва Очистка природного газу від сірчистих сполук каталітичним гідруванням їх до Н2S Парова конверсія природного газу під тиском 3,8 МПа при 860С на каталізаторі в трубчастій печі що надходить на синтез аміаку. Пароповітряна конверсія залишкового метану в шахтному конвекторі (риформінг) при Т-1000С і тиску 3,3 МПа в присутності каталізатору.. на цьому етапі водень збагачується азотом повітря для отримання суміші складу водень:азот=3 Конверсія СО до СО2 и Н2 Очистка Н2 Синтез аміаку при Т С 2) спосіб одержання - Аміак утворюється також як побічний продукт коксування вугілля

Аміак випускається 1) в рідкому стані або у вигляді водного розчину – аміачної води із вмістом аміаку 25%. 2) Для промисловості поставляється аміак из вмістом 99,96% за масою из домішками перекису водню, машинного масла (2 мг в л) та з домішками заліза (1 мг в л)

3.Пожежна небезпека зберігання аміаку Світове виробництво в 1982 р склало 89 млн т. Рідкий аміак зберігають при 2 МПа або при атм тиску та -33С Аміаку транспортують: 1)в стальних балонах (жовтий колір, обовязково надпис «Аміак» чорним), 1)в стальних балонах (жовтий колір, обовязково надпис «Аміак» чорним), 2) В залізничних та автомобільних цистернах 3) по воді – в спец танкерах 4) по трубопроводам

-- -- Аналіз пожежної небезпеки технології переробки і збереження аміаку, що при нормальному режимі роботи технологічного устаткування, установленого як на відкритих площадках, так і в приміщеннях, виключається можливість виникнення вибухів і пожеж. Склади готової продукції зрідженого газу аміаку є найбільше пожежовибухонебезпечними об'єктами.

Викид значних кількостей пальних речовин в атмосферу можливий тільки в аварійних ситуаціях у результаті порушення герметичності виробничого устаткування. Причини ушкодження в балонів з аміаком: - в результаті їхнього переповнення, -динамічних впливів, -конструктивних дефектів, -при несправності вентилів - залишенні їх відкритими. Вибух балонів викликається недоброякісністю металу, корозією, ударами, дією високих і низьких температур, самозапалюванням і електризацією газу.

Найбільш розповсюдженими видами порушення герметичності в апаратах і їхній обв'язці є: 1) пробої прокладок фланцевих з'єднань, сальників засувок 2) розриви апаратів і трубопроводів унаслідок перевищення тиску

Джерела запалення вибухонебезпечних сумішей на території розташування установок синтезу аміаку і апаратів: трубчасті печі іскри від зварювальних агрегатів і механічних ударів, розряди статистичної електрики, нагріті частини апаратів і труб.

Утворення горючого середовища У період нормального режиму технологічного процесу горюче середовище в реакторі не утворюється, тому що у вихідних реагентах і продуктах реакції відсутній окислювач. ГС може утворюватися в періоди завантаження і вивантаження, при заміні відпрацьованого каталізатора оскільки ці операції зв'язані з зупинкою і розкриттям реактора.

Ушкодження реакторів синтезу аміаку настають при: порушенні матеріального балансу ; порушенні теплового балансу; порушенні режиму тиску в апараті; у результаті корозії й ерозії матеріалу реактора.

ДЖЕРЕЛА ЗАПАЛЮВАННЯ ПРИ ЕКСПЛУАТАЦІЇ ХІМІЧНИХ РЕАКТОРІВ: спалахування хімічних продуктів; іскріння електроустаткування і розряди статичної електрики; відкритий вогонь при автогенних і зварювальних роботах; іскріння від ударів твердими предметами; перегрів реакційної маси і перевищення тиску газів у закритій апаратурі

ШЛЯХИ ПОШИРЕННЯ ПОЖЕЖІ по теплоізоляції технологічного устаткування; по дзеркалу горючої рідини, що розлилася; по технологічних комунікаціях і трубопроводам; по вентиляційних системах, повітроводам, прорізам; по горючим матеріалам і т.д.

4. Протипожежний захист Протипожежні заходи, що виключають утворення горючого середовища в реакторах синтезу аміаку. 1. Після зупинки реактора перед його розкриттям забезпечити ретельну продувку реактора від горючих парів і газів. 2. Продувка реакторів від горючих газів і парів перед регенерацією каталізатора і від повітря перед контактуванням. 3. Регульована подача реагентів з використанням автоматичних Регуляторів витрати і співвідношення компонентів

4. Обладнати автоматичними регуляторами витрати лінії постачання реакторів і відводу продуктів; 5. Для відводу і подачі продуктів у реактор використовувати більш надійні відцентрові насоси і турбокомпресори з пристроями сигналізації про роботу електродвигунів; постачання робочих і резервних електродвигунів здійснювати від незалежних джерел; 6. Обладнати реактори автоматичними регуляторами рівня і системою сигналізації; 7. Здійснювати контроль за утворенням відкладень у продуктових лініях. 8. Автоматичне регулювання температури вихідних реагентів; 9. Контроль за концентрацією реагуючих речовин;

10. Попереднє очищення вихідних реагентів від домішок; 11. Дотримання встановленого коефіцієнта заповнення реактора. 12. Для захисту реакторів від підвищених тисків їх обладнають запобіжними клапанами з відводом газів на свічу або смолоскип; якщо в реакторі можливий вибух, його захищають вибуховим клапаном. 13. Для захисту від корозії передбачається: - застосування корозійностійких матеріалів. В технічний аміак, що транспортується по трубопроводу, додають до 0,4% перекису водню для інгібірування корозії сталі. - використання інертних внутрішніх поверхонь реактору або футеровка, тобто покриття внутрішньої поверхні реактору хімічно стійкими лицювальними матеріалами -використання захисних покрить з органічних матеріалів (гуми, каучуку) і лакофарбових покрить.

Нормативні документи Правила пожежної безпеки в газовій промисловості України.- Київ С Правила пожежної безпеки в Україні.- Київ Укрархбудінформ ВУПП -88 Ведомственные указания по противопожарному проектированию предприятий, домов и сооружений нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Сборник нормативно-технических материалов по вопросам противопожарной охраны 31

ЗАВДАННЯ НА САМОПІДГОТОВКУ 1. Повторити тему "Джерела запалювання". 2. Клубань В.С. і ін. "Пожежна безпека підприємств промисловості й агропромислового комплексу", с , Правила пожежної безпеки в газовій промисловості України.- Київ с. 5. Правила пожежної безпеки в Україні.- Київ Укрархбудінформ Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств Правила пожежної безпеки в Україні.- Київ Укрархбудінформ с. 111,