Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Безопасность производства химической промышленности

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТВЕРСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ГОУ ВПО ТГТУ)

Кафедра

Безопасность жизнедеятельности и экология

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Производственная безопасность »

на тему ”Безопасность производства химической промышленности”

Автор работы_________________________Пушкин Денис Викторович

Специальность”Безопасность технологических процессов и производств ”

Обозначение курсовой работы КР факультет ПИЭ группа БТПП-0810

Руководитель работы ________профессор Пузырев Николай Михайлович

Работа защищена _______________ оценка _________________________

Преподаватель _________________

г. Тверь, 2012

Содержание:

Введение 3

Характеристика объекта 5

Описание технологического процесса 5
Основные факторы риска. Возможные аварии 15
Основные характеристики и особенности технологического объекта 19

Обеспечение безопасности технологического процесса. 21

Автоматизация и механизация технологических процессов 21
Безопасное размещение оборудования. Требования техники безопасности к организации рабочих мест 23
Технические средства безопасности 25

Электробезопасность 27

Расчет молниезащиты 29
Проектирование защитного заземления 30

Пожарная профилактика и средства тушения пожара 31
Охрана окружающей среды 33
Чрезвычайная ситуация и меры защиты 35
Средства индивидуальной защиты 38
Инструкция по охране труда для аппаратчиков хво 41

Список используемой литературы 46

Приложение 1 Характеристика помещения по электроопасности и обеспечение электробезопасности в данном помещении

Приложение 2 Характеристика помещения по взрывопожароопаности и обеспечение пожаровзрывобезопасности

Введение

В химической промышленности комплексной механизации и автоматизации уделяется большое внимание, это объясняется сложностью и высокой скоростью протекания технологических процессов, а так же чувствительностью их к нарушению режима.

С увеличением нагрузок аппаратов, мощностей машин, сложности и масштабов производства, с повышением давлений, температур и скоростей химических реакций ручной труд даже на механизированном производстве подчас просто не мыслим. В таких условиях рабочий часто не в состоянии своевременно воздействовать на процесс, в случае его отклонения от нормы.

Ограниченные возможности человеческого организма (утомляемость, недостаточная скорость реакции на изменение окружающей обстановки и на большое количество одновременно поступающей информации, ситуации и т.д.) является препятствием для дальнейшей интенсификации производства.

Наступает новый этап машинного производства автоматизации, когда человек освобождается от непосредственного участия в производстве.

Под автоматизацией понимают применение методов и средств автоматизации для управления производственными процессами. Понятие управления производственными процессами, подразумевает целенаправленные воздействия на этот процесс, который обеспечивает оптимальный или заданный режим его работы. Процесс управления складывается из многих элементарных операций, которые по их назначению можно объединить в три группы:

Получение и обработка информации о фактическом состоянии управляемого технологического процесса.

Анализ полученной информации и принятие необходимого решения о воздействии на процесс.

Осуществление принятого решения, то есть воздействие на технологический процесс изменением материальных или энергетических потоков.

По мере осуществления механизации производства сокращается тяжёлый физический труд, уменьшается численность рабочих, непосредственно занятых в производстве, увеличивается производительность труда и т.д.

В механизированном технологическом процессе человек продолжает принимать непосредственное участие, но его физическая работа сводится

лишь к нажатию кнопок, поворота рычагов и т.п. Здесь на человека возложены функции управления машинами. Автоматизация приводит к улучшению основных показателей: эффективности производства, увеличению количества, улучшению качества и снижению себестоимости выпускаемой продукции.

1. Характеристика объекта

Описание технологического процесса

Производство алкилфенолов по характеру сырья и получаемых продуктов связано с применением пожаро- и взрывоопасных веществ. Процесс происходит при избыточном давлении до 1,2 МПа и температуре 120-165⁰С. Источником энергии является электрическая энергия с напряжением до 380В. Так же для обогрева реакторов SA-201 А,В,С применяется пар 0,2; 1,6 МПа для поддержания температуры продукта.

Площадки обслуживания аппаратов расположены на разных уровнях. Технологический объект является источником повышенного уровня шума, вибрации и статического электричества.

Среди применяемых веществ имеются газы, горючие и легковоспламеняющиеся жидкости.

Алкилфенол на основе триммеров пропилена (нонилфенол) - прозрачная, маслянистая, горючая жидкость. При взаимодействии с водой, кислородом воздуха и другими веществами в реакцию не вступает

Кислота уксусная – бесцветная прозрачная жидкость без механических примесей, нейтрализатор следов щелочи.

Окись этилена – сжиженный газ, хорошо растворяющийся в воде.

Образование взрывоопасных концентраций продуктов может происходить в оборудовании при попадании в него воздуха из-за неплотностей, в производственных помещениях и на наружных установках цеха при пропуске и стравливании продуктов, а также в канализационных колодцах при сливе в них стоков с углеводородами.

Физические и горючие свойства веществ, применяемых и получаемых на производстве сведены в таблицы 1, 2.

Таблица 1 - Физические свойства веществ

№ п№ п/п	Наименование сырья, готовой продукции (вещества, % масс), полуфабрикатов, отходов производства	Агрегатное состояние при нормальных условиях	Тем-пература кипения, ⁰С	Плот-ность, кг/м ³	Плотность паров по воздуху
1	Алкилфенол	жидкость	301	949	1,22
2	Уксусная кислота	жидкость	181,1	1070	2,05
3	Окись этилена	сжижен. газ	10,73	887	1,5

Таблица 2 - Горючие свойства веществ

№ п/п	Наименование продукта	Температура, ⁰С		Пределы воспламенения
		самовос- пламене- ния	вспышки	концентрационные (% об.)
		самовос- пламене- ния	вспышки	нижний	верхний
1	Алкилфенол	361	142	0,3	-
2	Уксусная кислота	454	61	3,3	22
3	Окись этилена	429	-18	3,0	100

В соответствии с НПБ 105-03 во взрывоопасных производствах, исходя из свойств веществ и материалов, условий их применения или переработки на основе расчета избыточного давления взрыва определяем категории помещений и зданий по взрывопожарной опасности.

В основу оценки взрывопожарной опасности производственных помещений положен энергетический подход, заключающийся в оценке избыточного давления взрыва и сравнение его с допустимым.

Расчетное избыточное давление взрыва DР определяется по формуле:

, где (25)

Р_max– максимальное давление взрыва стехиометрической газо-воздушной или паро-воздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справочным данным, при отсутствии данных допускается принимать , начальное давление (допускается принимать 101 кПа), m – масса горючего газа или паров легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), вышедших в результате аварий в помещении, кг;

z- коэффициент участия горючего во взрыве, который может быть рассчитан на основании характера распределения газов и паров в объеме помещения. Допускается принимать z =0,3; V_св - свободный объем помещения, м³ ;

r - плотность пара или газа, кг/ м³; С_ст – стехиометрическая концентрация горючих газов или паров ЛВЖ и ГЖ, % (об).

(26)

(27)

, где b - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;

n_c, n_н ,n_о ,n_х - число атомов С, Н, О и галогенов в молекуле горючего; R_н – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабадичность процесса горения допускается принимать R_н = 3.

Для расчета избыточного давления берем вещество окись этилена (С₂Н₄О).

Р_мах= 900 кПа, Р₀ = 101 кПа, m= 2534 кг, z=0,3, V_св= 300 м³ , r=859 кг/ м³ .

Согласно нормам НПБ 105-03 исходя из горючих свойств веществ и материалов, условий их применения и переработки на основе расчета избыточного давления взрыва наружная установка относиться к категории А_н по взрывопожарной и пожарной опасности, а помещение операторной относиться к категории Г, в нем используются негорючие вещества и материалы в холодном состоянии.

Данное помещение удовлетворяет всем требованиям БЖД, т.к. располагается вне взрывопожароопасной зоны, а возникновение отдельных пожаров в нем будет зависеть от степени огнестойкости здания.

Согласно ПУЭ наружная установка получения оксиэтилированных алкилфенолов относится к классу взрывоопасных зон В-1г, а операторная к классу пожароопасной зоны П-IIа.

В соответствии с "Общими правилами взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических и нефтеперерабатывающих производств"

ПБ - 09.540-03, установка относится к II категории взрывоопасности, потому что относительный энергетический потенциал Q_в = 37 , а общая масса горючих паров и жидкостей 2000<m<5000.

По санитарно-гигиеническим характеристикам производства применяемые на узле, в цехе углеводороды являются токсичными и при загрязнении ими воздушной среды происходит вредное воздействие на организм человека, вызывая острые отравления, а при длительном воздействии хронические заболевания кроветворных органов, изменение состава крови, расстройства центральной нервной системы. При попадании на кожу могут вызвать химические ожоги, вызывают изменения в печени, почках, сердце.

Окись этилена – при низких температурах очень подвижная жидкость, наркотик, обладающий сильной ядовитостью. Вдыхание окиси этилена в концентрациях, превышающих ПДК может привести к острому отравлению и

хронической интоксикации, возможно изменение состава крови, бессонница. Оказывает раздражающее действие при попадании на слизистые оболочки верхних дыхательных путей и глаз. На сухую кожу не действует. Влажная окись этилена может вызвать образование пузырей и ожогов. Оказывает наркотическое действие.

Моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена - не обладают аллергонными свойствами, но при попадании на кожные покровы вызывают раздражение.

Азот - инертный газ не имеет цвета и запаха. Обладает удушающими свойствами.

Кислота уксусная - Легковоспламеняющаяся жидкость с резким запахом уксуса. Растворы уксусной кислоты концентрации 30% и выше при соприкосновении с кожей вызывают ожоги. Пары раздражают слизистые оболочки дыхательных путей.

Таблица 3 - ПДК в воздухе и класс опасности веществ

№ п/п	Наименование продукта	ПДК в воздухе рабочей зоны производственных помещений в мг/м³	Класс опасности ГОСТ12.1.005-88
1	Алкилфенол	93	4
2	Кислота уксусная	5,0	3
3	Окись этилена	1,0	2

Такие вещества, как уксусная кислота, алкилфенолы относятся к умеренно опасным веществам, окись этилена – к высокоопасным.

Технологическое оборудование, аппараты, трубопроводы и насосы, транспорт являются источниками шума. Интенсивный шум на производстве способствует снижению внимания и увеличению числа ошибок при выполнении работы. Исключительно сильное влияние оказывает шум на

быстроту реакции, сбор информации и аналитические процессы, из-за шума снижается производительность труда и ухудшается качество работы. Шум затрудняет своевременную реакцию на предупредительные сигналы внутрицехового транспорта, что способствует возникновению несчастных случаев на производстве.

Нормируемые параметры шума на рабочих местах определены ГОСТ 12.1.003-83 и санитарными нормами СН 2.2.4/2.1.8.562-96 и приведены в таблице 4

Таблица 4 - Допустимые уровни звукового давления, уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах в производственных помещениях и на территории предприятия (СН № 3223-85)

Рабочие места	Уровень звука и эквивалент-ный уровень звука, дБ	Уровни звукового давления, дБ, в активных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц.
Рабочие места	Уровень звука и эквивалент-ный уровень звука, дБ	31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Помещения управления, рабочие комнаты	65	93	79	70	68	58	55	52	50	49
Произво-дственные помещения и территория предприятия	80	110	99	92	86	83	80	78	76	74

При действии на организм общей вибрации страдает в первую очередь

нервная система и анализаторы: вестибулярный, зрительный, тактильный.

Отмечается нарушение зрительной функции, головокружение, снижение болевой чувствительности. Гигиеническое нормирование вибраций регламентируют ГОСТ 12.1.012-90 и cанитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.556-96.

Допустимые нормы вибрации в производственных условиях приведены в таблице 5

Таблица 5 - Гигиенические нормы вибраций (ГОСТ 12.1.012-90)

Вид вибрации	Допустимый уровень вибрации, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц
	1	2	4	8	16	31,5	63	125	250	500	1000

В производствен-ных помещениях	-	100	91	85	84	84	84	-	-	-	-
Технологическая	-	108	99	93	92	92	92	-	-	-	-

Работы, связанные с обслуживанием приборов и средств автоматизации согласно ГОСТ 12.1.005-88 соответствует работам средней тяжести и относятся к работам категории ”IIА” — связаны с постоянной ходьбой, выполняемые стоя или сидя, при которых перенос тяжестей не превышает 10 кг (172-232 Дж/с).

Оптимальные и допустимые уровни микроклимата для операторного помещения сведены в таблицу 6

Таблица 6 - Нормы микроклимата (ГОСТ 12.1.005-88)

Период года	Температура ⁰С		Влажность воздуха %		Подвижность воздуха, м/с
Период года	оптима-льная	допус-тимая	оптима-льная	допустимая не более	Опти-мальная	Допусти-мая
Холодный	18÷20	17÷23	60÷40	не более 75	не более 0,2	не более 0,3
Теплый	21÷23	18÷27	60÷40	не более 65 при t=26⁰С	не более 0,3	0,2÷0,4

Согласно СН 245 - 71 производство относится к I классу производственных процессов с санитарно-защитной зоной 1000 м.

Согласно СНиП 11-92-86 группа производственных процессов по санитарной характеристике относится к III-б, это производственный процесс с

резко выраженными вредными условиями труда и связанный с загрязнением рабочей одежды. Поэтому предусмотрены следующие бытовые помещения: гардероб, душевые, комната для курения, комната для приема пищи и другое. [13]

Описание процесса оксиэтилирования алкилфенолов. Реакция оксиэтилирования алкилфенолов проводится в реакторах периодического действия.

Реакторный блок состоит из трех параллельных реакционных узлов, которые работают со сдвигом по времени, то есть в первом реакторе идет загрузка сырья, во втором - реакция, в третьем - выгрузка готового продукта. Таким образом обеспечивается более равномерный выход продукта.

Каждый реакторный узел состоит из трех цилиндрических горизонтальных аппаратов, расположенных на двух уровнях.

Нижний аппарат служит для приема сырья и сбора продуктов реакции, а верхние аппараты служат для проведения реакции оксиэтилирования в паровой фазе.

Как нижний, так и верхние аппараты реактора снабжены обогревающими «рубашками». При необходимости обогрев производится паром 1,6 МПа первого реактора 0,2МПа второго реактора для поддержания температуры продукта 120^оС. Cброс конденсата низкого давления производится в емкость поз.SR-705, среднего давления- в емкость поз.SR-704.

Реакционные верхние аппараты оснащены распылительными соплами для ввода реагирующей массы и окиси этилена.

Внутри нижнего аппарата также предусмотрены распылительные сопла для подачи циркулирующей массы.

Реакция оксиэтилирования алкилфенолов - периодическая операция, состоящая из нескольких стадий:

1 Загрузка катализированых алкилфенолов.

2 Начало реакции.

3 Реакция оксиэтилирования.

4 Выдержка и выгрузка готового продукта.

5 Опорожнение реактора.

Каждая стадия включает в себя ряд последовательных мероприятий и, в зависимости от марки получаемых неонолов, время проведения реакции может варьироваться.

Процесс оксиэтилирования алкилфенолов протекает следующим образом.

Перед приемом катализированных алкилфенолов в реактор 1 необходимо проверить содержание кислорода в реакционной системе, для чего через клапан поз.9-3 подать азот в реакторы 1,2,3 и создать избыточное давление 0,01÷0,03МПа. Анализатором определяется содержание кислорода, которое должно быть не более 0,015 % масс.

При удовлетворительном анализе на содержание кислорода в реакторе катализированные алкилфенолы после теплообменника с температурой 130÷140^оС загружаются в реактор 1.

Уставка на вихревом расходомере выбирается в зависимости от марки получаемых оксиэтилированных алкилфенолов. По окончанию отсчета заданного значения загруженных катализированных алкилфенолов в реактор 1, автоматически закрывается клапан, установленный на входе в реактор.

От насоса, через клапан конденсатом водяного пара заполняются испаритель и сепаратор.

Регулирование уровня в сепараторе переводится на автоматический режим от регулятора.

Включается в работу турбонасос и начинается циркуляция катализированных алкилфенолов по схеме:

Циркулирующие алкилфенолы подогреваются за счет подачи пара 1,6 МПа в наружные змеевики реакторов 2,3 до температуры 150^оС, после чего начинается подача окиси этилена на оксиэтилирование. Расчетное количество окиси этилена выбирается в зависимости от марки получаемых оксиэтилированных алкилфенолов и устанавливается на суммирующем расходомере. С постепенным увеличением подачи окиси этилена в реакторы 2,3 обороты турбонасоса также увеличиваются с 2400 об/мин до 4100 об/мин.

Начало реакции характеризуется подъемом давления и температуры в реакторе. Процесс оксиэтилирования протекает с выделением тепла, которое отводится в испарителе за счет вскипания конденсата водяного пара. Система охлаждения действует по принципу естественной циркуляции, парожидкостная смесь сепарируется в сепараторе, пар поступает в коллектор водяного пара с давлением 0,2 МПа, а конденсат возвращается в испаритель. Подпитка системы конденсатом производится из емкости поз.SR-701 насосом.

Температура реакционной смеси на выходе из испарителя поз.Е-201 выдерживается регулятором, регулирующий клапан которого установлен на выходе вторичного пара из сепаратора.

Реакция оксиэтилирования алкилфенолов проводится при температуре 160÷190^оС и давлении 0,4÷0,7МПа.

Таблица 7 - Описание сырьевых потоков и вспомогательных потоков

N	Наименование	Показатели качества, обязательные для проверки	Норма (по ГОСТУ, стандарту предприятия)
1	2	3	4
1	Сырье: Моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена С₁₅Н₂₃ОН	1. Внешний вид 2. Цветность, единицы йодной шкалы, не более 3. Массовая доля моноалкилфенолов, %, не менее 4. Массовая доля диалкилфенолов, %, не более 5. Массовая доля фенола, %, не более 6. Массовая доля воды, %, не более	Маслянистая прозрачная жидкость 10 98,0 1,0 0,1 0,05
2	Этилена окись (С₂Н₄О)	1. Массовая доля этилена окиси, %, не менее 2. Массовая доля воды, %, не более 3. Массовая доля альдегидов в пересчете на ацетальдегид, %, не более 4. Цвет единицы Хазена, не более	99,9 0,01 0,01 10
3	Вспомогательные материалы: Кислота уксусная синтетическая и регенированная СН₃СООН	1 Внешний вид и цвет 2 Растворимость в воде 3 Массовая доля уксусной кислоты, %, не менее	Бесцветная прозрачная жидкость без механических примесей Полная, раствор прозрачный 99,5
4	Азот газообразный	1 Объемная доля азота, %, не менее	99,95

1.2 Основные факторы риска. Возможные аварии

Производство алкилфенолов, в состав которого входит установка ректификации ароматических углеводородов, связано с применением и переработкой больших количеств легковоспламеняющихся веществ в сжиженном и газообразном состоянии. Эти продукты могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси. Особую опасность представляют низкие места, колодцы, приямки, где возможно скапливание взрывоопасных смесей углеводородов с воздухом, так как пары углеводородов в основном тяжелее воздуха.

Наиболее опасными являются такие места, которые считаются труднодоступными для контроля путем внешнего осмотра, где может быть повышенная загазованность, и которые по характеру работы аппаратчик посещает не часто

Особо опасными факторами при эксплуатации данного узла являются:

-- высокое давление и температура при эксплуатации оборудования установки получения пара высокого давления;

-- образование взрывоопасных концентраций природного газа (метана) при розжиге и эксплуатации котла;

-- возможность получения химических ожогов

Установлено, что наиболее часто аварии в наземных хранилищах сжиженного газа происходят вследствие утечки газов и загазованности территории складов при разрыве трубопроводов и гибких шлангов, разгерметизации фланцевых соединений и сальниковых уплотнений, арматуры, насосов и компрессоров, переполнении и разрушении резервуаров. На отдельных предприятиях допускается эксплуатация резервуаров без достаточного оснащения: необходимыми КИП и средствами автоматического регулирования. Способствует авариям также отсутствие или недостаточная надежность средств и систем противоаварийной защиты, локализации и тушения пожаров. Отмечены случаи установки неработоспособных приборов замера уровней, неудачно запроектированных схем гашения вакуума, нарушения требований безопасной эксплуатации оборудования, трубопроводов и арматуры.

Предприятия нефтеперерабатывающей промышленности в значительной степени насыщены средствами автоматического регулирования. На основных установках непрерывно контролируются и регулируются важнейшие параметры технологического процесса. Главной задачей автоматизации основного производства является расширение внедрения комплексной автоматизации с применением ЭВМ, автоматически определяющих и поддерживающих оптимальный и безопасный режим технологического процесса. Другой задачей является автоматизация вспомогательных хозяйств, в особенности товарно-сырьевого хозяйства, процессов компаундирования нефтепродуктов и определения их качества в потоке.

Технологические системы оснащаются средствами контроля за параметрами, определяющими взрывоопасность процесса, с регистрацией показаний и предаваемой (а при необходимости -- предупредительной) сигнализацией их значений, а также средствами автоматического регулирования и противоаварийной защиты. Любая система непрерывной ректификации должна быть оснащена средствами автоматического регулирования: уровня, и температуры жидкости в кубовой части, температуры исходной смеси, поступающей на разделение, и парогазовой фазы верхней части колонны, конденсата легкокипящего компонента, поступающего на орошение укрепляющей части колонны, давления в верхней и нижней части колонны или перепада давления.

Безопасность производства химической промышленности 📙 Курсовая → 🆔 36408