Курсовая работа: Обеспечение пожарной безопасности технологического процесса пироватекса

В результате изучения пожароопасных свойств обращающихся веществ, можно сделать вывод, что наиболее опасным веществом будет являться метанол-яд. Следовательно, дальнейшее изучение процесса конденсации диметилфосфита с акриламидом будем проводить по данному веществу, то есть метанол-яду.

2.2 Анализ технологической схемы производства

2.2.1 Описание технологического процесса

Процесс конденсации диметилфосфита с акриламидом производится в аппарате из нержавеющей стали объемом 1000 литров, снабженным двухскоростной мешалкой с числом оборотов 56 и 28 об/мин., системой для обогрева и охлаждения, прибором для измерения и записи температуры, донным спусковым клапаном с пневматическим приводом, холодильником и системой охлаждения торцевого уплотнения.

Перед началом работы реакционный аппарат продувается азотом. Для этого в аппарат подается азот до создания в аппарате избыточного давления 0.1 атм. После создания требуемого давления подача азота автоматически прекращается. Перед началом загрузки избыточное давление сбрасывается в атмосферу.

В чистый, сухой продутый азотом аппарат из расходной емкости загружается расчетное количество диметилфосфита. (Количество загружаемого диметилфосфита пересчитывается в соответствии с его концентрацией.) Количество диметилфосфита, необходимого на загрузку, задается с щита управления в операторной цеха. По окончании загрузки диметилфосфита в аппарат, из сборника с помощью насоса через счетчик загружается метанол-яд. После прохождения через счетчик заданного количества метанол-яда насос автоматически отключается. Масса перемешивается в течение 20 минут и затее отбирается проба на анализ для определения кислотности смеси, которая не должна превышать 0.135 эквН/кг. Реакционная масса в аппарате охлаждается до температуры 15єС. Затем аппарат продувается азотом, включается в работу холодильник и в аппарат из бункера с помощью шлюзового питателя загружается 290 кг. Акриламида. Во время загрузки акриламида производится продувка питателя азотом. Затем в аппарат из расходной емкости загружается 72 кг. 30%-ого метилата натрия. Загрузка метилата натрия программируется и осуществляется со щита управления в операторной.

Реакция конденсации диметилфосфита с акриламидом экзотермическая и температура в аппарате самопроизвольно поднимается до 92-93єС, но не должна превышать 98єС. Если температура продолжает расти, то при 95єС автоматически включается охлаждение аппарата, а при 98єС автоматически прекращается подача метилата натрия. После загрузки метилата натрия температура реакционной массы в аппарате самопроизвольно снижается до 83-85єС. После чего отбирается проба на определениеp pH, который должен быть 9.0, и содержание диметилфосфита. При положительном результате анализа расходная емкость промывается 10 литрами метанол-яда из емкости с метанол-ядом. Промывной раствор из расходной емкости сливается также в аппарат. В это время реакционная масса охлаждается до температуры 50єС и процесс конденсации диметилфосфита с акриламидом считается законченным.

Выход с операции - 942 килограмма.

2.2.1 Составление принципиальной схемы технологического процесса

2.2.2 Составление аппаратурной схемы технологического процесса

2.3 Анализ возможности возникновения горючей среды

В условиях производства получаются, подвергаются обработке или участвуют в технологическом процессе как вспомогательные материалы разнообразные легковоспламеняющиеся и горючие жидкости в холодном или нагретом состоянии, при различном давлении и в различных по устройству аппаратах. Аппараты, резервуары и различные емкости с горючими жидкостями обычно не бывают заполнены до предела, то есть имеют определенный свободный объем. Так как жидкости обладают свойством испаряться при любой температуре, то свободное пространство закрытых аппаратов постепенно насыщается парами. При наличии в этом пространстве воздуха пары жидкости, смешиваясь с ним, могут образовывать горючие смеси. В паровоздушном объеме закрытых аппаратов горючая смесь паров образуется только в определенных температурных интервалах нагрева жидкости, которые называются температурными пределами воспламенения. Отсюда вытекает, что обязательными условиями для образования взрывоопасных (горючих) концентраций паров в закрытых аппаратах и емкостях с жидкостями являются:

1.- наличие паровоздушного пространства в аппарате.

2.- наличие в аппарате горючей жидкости, рабочая температура которой находится в интервале между нижним и верхним температурными пределами воспламенения.

Оценивая практически пожаро-взрывоопасность среды внутри аппаратов и емкостей, необходимо учитывать определенный запас надежности, так как температурные пределы воспламенения, взятые из справочных пособий, могут не в полной мере соответствовать свойствам данной жидкости и, кроме того, в реальных условиях возможно неравномерное распределение концентраций в паровом объеме аппарата. Применительно к температурным пределам воспламенения жидкостей, запас надежности принимают равным ±10єС, это обеспечивает расширение зоны пожароопасных концентраций.

Исходя из задания данного курсового проекта, нам необходимо проанализировать процесс конденсации диметилфосфита с акриламидом и по полученным данным установить и сделать вывод о наличии взрывоопасной среды внутри аппарата, снаружи аппарата, при аварийном режиме работы и при проведении ремонтных работ. Анализировать необходимо по одному веществу (самому опасному). В данном случае это метанол-яд, как выяснилось при анализе пожароопасных свойств обращающихся веществ. Данные обобщить и занести в таблицы.

Таблица 2

2.3.1 Анализ образования горючей среды внутри аппарата

Проанализировав возможность образования горючей среды внутри аппарата, можно сделать вывод о том, что при всех 3-х операциях есть паровоздушное пространство (это одно из условий наличия ВОС ), также при первом и третьем режимах ( согласно двух условий образования ВОС ) ВОС образуется, а при втором режиме работы - нет, это означает, что при втором режиме работы рабочая температура попадает в рамки, которые установлены вторым условием образования ВОС.

2.3.2 Анализ образования горючей среды снаружи аппарата

Таблица 3

Проанализировав возможность образования горючей среды внутри аппарата, можно сделать вывод о том, что при всех 3-х операциях есть паровоздушное пространство (это одно из условий наличия ВОС ), также выполняется и второе условие образования ВОС, при котором рабочая температура попадает в рамки второго условия образования ВОС при всех трех режимах работы аппарата.

2.3.3 Анализ образования горючей среды при аварийном режиме и ремонтных работах

При проведении ремонтных работ аппарат должен быть очищен от остатков горючих веществ и материалов. Очистку проводят путем продувания инертными газами или горячим паром. При проведении ремонтных работ должны соблюдаться требования пожарной безопасности.

Таблица 4:

Наибольшую опасность для производства представляют повреждения и аварии технологического оборудования и трубопроводов, в результате которых значительное количество горючих веществ выходит наружу, вызывая опасное скопление паров и газов в помещении, загазованность открытых территорий, разлив жидкостей на большие площади.

Последствия повреждений и аварий будут зависеть от размеров аварии, а также пожароопасных свойств выходящих наружу веществ, от их температуры и давления. При эксплуатации производственных аппаратов возможны не только повреждения отдельных частей аппаратов, но и полное его разрушение. Если в поврежденных аппаратах или трубопроводах горючие вещества нагреты до температуры самовоспламенения, то при выходе наружу и при соприкосновении с воздухом произойдет их возгорание и образуется устойчивый факел горящего газообразного продукта или разлившейся жидкости. Если же выходящее из поврежденного аппарата горючее вещество нагрето ниже температуры самовоспламенения, но выше температуры вспышки, то неизбежно произойдет образование горючих концентраций паров и газов с воздухом.

Таким образом, оценка реальной опасности повреждений и аварий производственного оборудования предполагает необходимость выявления причин повреждений, установления размера повреждения и количества вышедших наружу пожаро - и взрывоопасных веществ, а также величины возможных зон взрывоопасности.

2.4 Анализ возможности образования источника зажигания в горючей среде

На данном производстве, как и на всех других производствах, использующих ЛВЖ и ПК, имеется множество источников зажигания. Источники воспламенения, встречающиеся в условиях производства, весьма разнообразны по причинам появления, по природе и параметрам.

Огневые работы.

Значительную пожарную опасность представляют огневые ремонтные и монтажные работы на промышленных предприятиях, складах и базах. К огневым работам относятся электрогазосварочные, резательные, паяльные, ремонтные и монтажные работы, связанные с нагреванием деталей, оборудования, конструкций и коммуникаций открытым огнем; огневое напыление на поверхности полимерных материалов и т. д. Пожарная опасность огневых работ обусловлена не только открытым пламенем, но и наличием раскаленного и расплавленного металла, искр в виде мелких горящих капель металла, разлетающихся во все стороны, раскаленных огарков электродов и разогретых участков аппарата, трубопровода или других конструктивных элементов, обрабатываемых пламенем. При газовой сварке и резке металлов и бензорезательных работах стремятся получить пламя с максимально высокой температурой, для этого топливо сжигают в чистом кислороде. Температура пламени в этом случае достигает 2000--3000°С. Температура пламени дуги при использовании угольных электродов составляет 3200-- 3900°С, а при использовании стальных электродов 2400--2600°С.

Наибольшее количество брызг и искр образуется при газовой или воздушно-дуговой резке металлов. В этом случае значительная часть расплавленной массы металла выдувается из прорезаемой канавки воздушной струей на расстояние 10 м и более вокруг места производства работ. При сварке металлов искр и брызг выделяется меньше, но и в этом случае около 10% металла электродов и некоторая часть основного металла расходуется на образование искр и брызг. Капли и искры в виде частично расплавленного металла имеют температуру 1700°С и более. Естественно, что, попадая на горючие материалы, они их воспламеняют.

Очаги загорания часто обнаруживаются спустя несколько часов после окончания огневых работ.