Курсовая работа: Курсовая работа по дисциплине Пожарная безопасность технологических процессов Пожарная опасность и защита технологического оборудования при производстве бутадиенстирольного каучука

^{=0,371 мм,}

где Р_е = 65 − критерий Пекле на пределе гашения пламени;

р_р = 105 Па − атмосферное давление;

λ − коэффициент теплопроводности горючей смеси, Вт/(м·К);

Т − температура окружающей среды К;

U_н − нормальная скорость распространения пламени, м/с;

С_р − удельная теплоемкость горючей паровоздушной смеси, Дж/(кг·К),

^{=0,8*1,183+(1-0,8)= 1,146,}

с_рг и с_рв − удельная теплоемкость соответственно газа или пара и воздуха;

ϕ_п − концентрация паров ЛВЖ в воздухе, об. доли.

Коэффициент теплоемкости горючей смеси находится по формуле:

λ = ϕп·λг +( 1-ϕп) λв,

где λ_в − коэффициент теплопроводности воздуха Вт(/м·К);

λ_г − коэффициент теплопроводности паров ЛВЖ, Вт/(м·К);

λ = 0,8*0,13+(1-0,8)*0,026= 0,109

Определенный расчетом тип огнепреградителя предполагается устано- вить на линиях стравливания газовоздушных смесей из емкостей поз. 2, 3.

Для ограничения развития пожара емкости стирола 2 установить внутри обвалования, а резервуар смесителя 3 оборудовать аварийным сливом (само- течную в заглубленную аварийную емкость).

Необходимый диаметр трубопровода аварийного слива:





где τ_опор=15мин=900с – время опорожнения;

Н₁ и Н ₂ – соответственно максимальный и минимальный уровень жидкости в аппарате при аварийном сливе, м. Для стального вертикального резервуара 70 м³ максимальная высота налива составляет 3,5 м, минимальную высоту примем 0,1 м;

где V_ж – объем сливаемой жидкости, м³;

ϕ_сист – коэффициент расхода системы:



где ζ_сист – суммарный коэффициент местных сопротивлений системы аварийного слива, определяемый из выражения:

где ζ _вх, ζ _г, ζ _п, ζ _вых, ζ _з – соответственно коэффициенты местных сопротивлений входа в аварийный трубопровод, гидрозатвора, поворотов, выхода из трубопро- вода в аварийную емкость и задвижек.

Аварийный трубопровод обычно имеет вход с плавными закруглениями, задвижку с электроприводом, гидравлический затвор, два плавных поворота, с учетом поворота 90 при R = 5. Величину коэффициента местного сопротивления выходу ЛВЖ из трубопровода в аварийную емкость можно принять ζ_вых =0,5. Для входа в аварийный трубопровод из аппарата ζ_вх = 0,5; для задвижки ζ_з= 0,5; гидрозатвора ζ_г = 1,3; двух поворотов ζ_п = 0,5.
8. Расчет категории производственного помещения по взрывопожарной и пожарной опасности

При расчете критериев взрывопожарной опасности в качестве расчетного следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором в образовании горючих газо-, паро, пылевоздушных смесей участвует наибольшее количество газов, паров, пылей, наиболее опасных в отношении последствий сгорания этих смесей.

Количество поступивших в помещение веществ, которые могут образовать горючие газовоздушные, паровоздушные, пылевоздушные смеси, определяется, исходя из следующих предпосылок:

а) происходит расчетная авария одного из аппаратов согласно 8.2.1;

б) все содержимое аппарата поступает в помещение;

в) происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов, питающих аппарат, по прямому и обратному потокам в течение времени, необходимого для отключения трубопроводов.

Расчетное время отключения трубопроводов определяют в каждом конкретном случае, исходя из реальной обстановки, и должно быть минимальным с учетом паспортных данных на запорные устройства, характера технологического процесса и вида

расчетной аварии.

Критерием оценки взрывопожарной и пожарной опасности помещений является избыточное давление взрыва, которое определяется для индивидуальных веществ (стирол и бутадиен) по формуле:

,

где P_max – максимальное давление взрыва, 900 кПа;

P₀– начальное давление, 101 кПа;

Z – коэффициент участия горючих паров в горении, 0,3;

V_св=0.8∙6∙6∙5=144 м³–свободный объем помещения;

ρ_п– плотность паров:



где М — молярная масса, равная 104,14 кг/кмоль;

— мольный объем, равный 22,4 м³/кмоль;

В качестве расчетной температуры следует принимать максимально возможную температуру воздуха в данном помещении в соответствующей климатической зоне или максимально возможную температуру воздуха по технологическому регламенту с учетом возможного повышения температуры в аварийной ситуации. Принимаем t_мах = 37 ⁰C.

— коэффициент, учитывающий не герметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать равным 3.

m — масса паров стирола, вышедших в результате расчетной аварии в помещение, вычисляемая для ЛВЖ по формуле (А.11):

^{???? = ????}???? ^{+ ????}_емк ^{+ ????}_св.окр

Так как в помещении производства отсутствуют открытые емкости и поверхности, на которые нанесены различные составы, то:

???? = ???? ∙ ????_???? ∙ ????

где T=3600 c=1 ч, согласно п. А.1.1;

- интенсивность испарения, определяемая по формуле:

W=10 ^-6 ∙

η√M∙P_Н = 10 ^-6 ∙ 1 ∙ √104,14 ∙ 15 ∙ 10 ³ = 0,15 кг/с∙м²

- коэффициент, принимаемый по таблице А.2 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения, равный 1;

Pн = 15 кПА – давление насыщенных паров при tр = 37 ℃ .

Определим объем разлившегося бутадиен- стирольного каучука:



где q– производительность насоса, равная 20 л/с=72 м³/ч;

T– время отключения насоса, так как оно ручное берем значение равное 300 с;

d– диаметр нагнетательного трубопровода;

L– длина трубопровода .

Определим массу паров бутадиен-стирольного каучука:

m=W∙F_и ∙T = 0,15 ∙ 180 ∙ 1 = 27 кг

Наличие аварийной вентиляции учитывается в соответствии с п. А.2.3 :



где К – коэффициент, определяемый по формуле:

K= АТ + 1=8∙1 + 1 = 9

A- кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, ч-1;

Т - продолжительность поступления горючих газов, равная 3600 с = 1 ч. Отсюда:



Так как давление взрыва ˂ 5 кПа, то категория помещения насосной станции не относится к А или Б.

9. Пожарно – профилактические мероприятия

1. 
   Аппараты, имеющие паровоздушное пространство, должны быть оборудованы дыхательными линиями. При заполнении аппаратов пары растворителя будут выходить наружу, создавая местные взрывоопасные концентрации и увеличивая потери растворителей, а при сливе жидкости может быть подсос воздуха внутрь аппаратов. Последнее обстоятельство совершенно недопустимо с точки зрения безопасности и по условиям технологии, учитывая большую химическую активность катализаторов к кислороду. Следовательно, система дыхания аппаратов по условиям технологии, а также пожарной безопасности должна быть изолирована от воздуха, т. е. аппараты должны работать под защитой азота.
   
2. 
   Если выделяющееся тепло своевременно не отводить, температура и давление в аппарате будут повышаться. Повышение температуры вызовет увеличение скорости реакции в реакторе и более интенсивное выделение теплоты.
   
3. 
   При эксплуатации технологических трубопроводов с горючими газами следует соблюдать «Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов для горючих, токсичных и сжиженных газов», «Правила безопасности во взрывоопасных и взрывопожароопасных химических и нефтехимических производствах» и требования настоящего раздела Правил:
   

• 
  в производственных цехах и на отдельных установках должна быть вывешена схема трубопроводов с указанием расположения задвижек, которыми отключают поступление продукта при пожаре;
  
• 
  обслуживающему персоналу необходимо знать расположение трубопроводов, задвижек и их назначение, а также уметь четко и быстро переключать задвижки при авариях и пожарах.
  

трубопроводы из керамики, стекла и пластических масс не разрешается использовать для транспортирования горючих жидкостей и газов без специального обоснования.

• 
  при транспортировании по трубопроводам веществ и смесей, воспламеняющихся при контакте с водой и водными растворами, следует обеспечить тщательную осушку коммуникаций от влаги после ремонта.
  
• 
  размещение огнепреградителей, их типы, размеры и высота огнегасящей насадки должны соответствовать проекту и технологической инструкции.
  
• 
  при значительном прорыве газа или жидкости из поврежденных трубопроводов, а также при возникновении пожара на межцеховых коммуникациях вызвать пожарную команду и газоспасательную службу. Одновременно должны быть приняты меры к локализации аварии и прекращению подачи продукта в поврежденный трубопровод.
  

Необходимо регулярно проверять исправность огнепреградителей и производить чистку их огнегасящей насадки, а также исправность мембранных клапанов. Сроки проверки должны быть указаны в цеховой инструкции. (СНиП21- 01-97*).
Заключение

Бутадиен-стирольный каучук является одним из самых распространенных промышленно выпускаемых каучуков общего назначения и выпускается в широком ассортименте и большом объеме.

Распределение звеньев бутадиена и стирола в макромолекуле полимера – нерегулярное, статистическое.

Производство бутадиен-стирольных каучуков может проводиться как в растворе, так и в эмульсии.

Эмульсионную полимеризацию проводят при высокой (50°С – «горячая» полимеризация) и при пониженной (5°С – «холодная» полимеризация) температуре.

Содержание полимера в эмульсионных каучуках составляет около 92–95%, а