ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Последствия упущений и ошибок при проектировании и строительстве производств из "Предупреждение аварий в нефтеперерабатывающих и нефтехимических производствах" Как уже было сказано, основой безопасности любого нефтеперерабатывающего и нефтехимического производства служит тщательно разработанный и практически проверенный технологический процесс. На всех этапах разработки и проектирования нового технологического процесса или модернизации существующего должен быть проведен предварительный анализ наиболее опасных ситуаций, которые его могут сопровождать. [c.30] Кроме мероприятий по предотвращению пожаров и взрывов лри проектировании необходимо учитывать и ряд других возможных опасных ситуаций. Например, несовместимость сырья или химических компонентов процесса, в результате которой могут возникнуть неизвестные или неконтролируемые источники энергии. Неконтролируемая энергия может выделяться при экзотермической реакции, быстром разложении веществ и других превращениях, что приводит к повышению давления, температуры, скоростей реакции выше предполагаемого уровня. Необходимо предупреждать возможность смешения воды, например, с горячими нефтепродуктами или другими средами, потому что даже при атмосферном давлении вода, соприкасаясь с горячими продуктами, испаряется, увеличиваясь в объеме в несколько тысяч раз. С некоторыми веществами вода бурно реагирует с выделением большого количества тепла. Ошибочное смешение разных веществ в условиях, когда необходим жесткий контроль, может привести к образованию нежелательных вредных веществ. [c.30] Необходимо стараться исключить из технологического процесса вещества, обладающие повышенной коррозионной способностью. Если это невозможно, то надо подобрать соответствующие коррозионно-стойкие конструкционные материалы. [c.30] Кроме анализа наиболее опасных ситуаций перед разработчиками технологических процессов стоят сложные задачи перехода с масштаба лабораторной установки на укрупненный масштаб промышленной установки. Изменение масштаба неизбежно сопровождается изменениями геометрических соотношений,, которые серьезно влияют на такие процессы, как смешение, теплоотдачу, расходы жидкостных и паровых потоков, распределение частиц по размерам и многие другие. Связанные с увеличением масштаба технологической установки изменения часто трудно точно предсказать поэтому наиболее надежной информацией о промышленной технологической установке могут быть только данные заводских испытаний на укрупненных установках. [c.31] После тщательного и всестороннего исследования технологического процесса разработчики должны изложить все данные и требования в технологическом регламенте на проектирование. Технологический регламент является основным техническим документом, определяющим рецептуру и конструкцию изделий, режимы и порядок проведения операций (более подробно об этом написано в главе П1). [c.31] Проектные организации при разработке новых или реконструировании существующих процессов должны строго выполнять все требования технологического регламента на проектирование. Безусловное соблюдение всех требований технологического регламента является обязательным и обеспечивает надлежащее качество выпускаемой продукции, рациональное и экономичное ведение производственного процесса, сохранность оборудования и безопасность работы. Отклонение от них приводит к непредвиденным тяжелым последствиям. К таким же последствиям приводят недостаточная изученность технологического процесса и проектные решения, принятые на основе неизученных данных. Ниже приведены примеры аварий, вызванные этими причинами. [c.31] Известен случай, когда при проектировании резервуара-хранилища сжиженного этилена не были проанализированы все возможные аварийные ситуации, что привело к аварийной ситуации [27]. На рис. 1 показан резервуар-хранилище сжиженного этилена (температура—100 °С) с предохранительным клапаном, отрегулированным на избыточное давление. 10 кПа, где произошла авария. [c.31] Сброс газа при срабатывании клапана был запроектирован через стояк (трубу) высотой 18,5 м. Чтобы исключить повышение давления в резервуаре, газообразный этилен компрессором забирали из резервуара, подвергали охлаждению в холодильной установке и возвращали в резервуар. При этом допускалось, что в случае - остановки холодильной установки давление в резервуаре может повыситься до давления срабатывания предохранительного клапана. После окончания разработки проекта пришли к выводу, что при низкой скорости ветра этилен во время срабатывания предохранительного клапана, выходя через верх трубы, может без рассеивания опуститься до уровня земли и воспламениться. Использовать трубу для сброса газа в качестве факела оказалось невозможным, так как она была слишком низка и невозможно было ее нарастить, поскольку прочность опор и всей конструкции была недостаточной. Решили подвести в стояк водяной пар для обеспечения рассеивания холодного газа. При этом не учли, что в трубе может образоваться конденсат. [c.32] Когда в процессе эксплуатации резервуара холодильная установка была аварийно отключена и сработал предохранительный клапан, сброс газа через стояк оказался невозможным, потому что в нем накопился и замерз конденсат и ледяная пробка перекрыла сечение трубы. Это привело к повышению давления в резервуаре и образованию в нем трещин. Размеры трещин оказались невелики, поэтому выходивший через них этилен не воспламенился, в противном случае авария могла закончиться крупным взрывом. [c.32] В связи с происшедшим был осуществлен сброс газа на факел с подачей пара к горелке факела для обеспечения его бездымного горения. Несколько лет спустя снова было замечено повышение давления в резервуаре. В этом случае труба была закупорена обломками футеровки, сцементированной льдом. После этого изменили конструкцию трубы. [c.32] Нельзя соглашаться и с проектными решениями, предусматривающими использование предохранительного клапана как рабочего органа. В дальнейшем при сохранении предохранительного клапана проектом были предусмотрены регулятор давления и арматура с приводом для сброса газа из резервуара на случай отключения холодильной установки. [c.32] На предприятии фирмы Полимер Корр (США) недостаточная проектная проработка привела к взрыву [27]. [c.32] За несколько дней до взрыва на установке получения бутадиена была прекращена подача сырья (вследствие возникших неполадок). Сырье, содержащее до 50% бутадиена, подавалось из резервуара насосом, который был запроектирован недостаточной производительности. Чтобы обеспечить нужную подачу сырья, в резервуаре создавали избыточное давление инертным газом, который получали сжиганием избытка топливного газа в кислороде воздуха. В получаемом инертном газе был непрореагировавший кислород и следы оксидов азота, образовавшегося в печи. В определенных условиях бутадиен реагирует с кислородом, образуя взрывоопасные пероксиды бутадиена, а с оксидами азота — бутадиен-азотистые соединения, разлагающиеся при нагревании. [c.32] Комиссия по расследованию аварии пришла к выводу, что взрыв был вызван образованием и разложением оксида азотного соединения. На линин сброса избыточного давления бутадиена было несколько повреждений, факельный трубопровод был сильно смещен в сторону, но еще до разрушения сильно деформирован внутренним взрывом. [c.32] После этой аварии все складские резервуары, трубопроводы для бутадиена, изопрена, стирола полностью изолировали от кислородсодержащих газов, а вместо инертного газа стали применять топливный или природный газ. [c.32] На установке полимеризации этилакрилата (США) произошел взрыв, приведший к гибели 10 человек н материальному ущербу в 850 тыс. долл J[27]. Процесс полимеризации этилакрилата с акриловым мономером проводили при атмосферном давлении в вертикальном реакторе с рубашкой парового обогрева и водяного охлаждения. Пары из реактора направлялись в конденсатор, а затем по стеклянному трубопроводу диаметром 50 мм в скруббер, расположенный на верхней отметке помещения. Скруббер соединялся с атмосферой стеклянной трубкой. Авария развивалась, следующим образом. Оператор обнаружил резкое повышение давления и температуры процесса в реакторе. Он пытался (неудачно) восстановить технологический режим, подавая в рубашку реактора холодную воду. После этого он дал сигнал тре- БОГИ и весь обслуживающий персонал, согласно плану эвакуации, собрался в соседнем здании. В результате высокого давления и температуры был разрушен стеклянный трубопровод между реактором и скруббером. Произошел взрыв, который разрушил здание. Погибли три оператора, вернувшихся в цех для аварийной остановки процесса. Ректификационная колонна, установленная у наружной стены взорвавшегося здания, упала па место аварийного сбора всей вахты, что привело к гибели пяти человек еще двое погибли, когда направлялись к месту аварийного сбора. [c.33] Этот случай явился результатом недооценки опасности использовании стеклянных трубопроводов в технологических установках, на которых применяются взрыво- и пожароопасные вещества. [c.33] На одном из предприятий в нашей стране в результате непредвиденной экзотермической реакции произошел взрыв [1]. За 40 ч до взрыва полупродукт (соединение полиэфира и многоатомного спирта) при 100°С закачали в два приема в технологический аппарат и оставили его без перемешивания. Полупродукт в аппарате без перемешивания находился несколько часов и контактировал с воздухом, так как дыхательная линия была открыта. Когда температура повысилась до 300 С, произошел взрыв. Расследование показало. что воздух или другой окисляющий агент могут вызвать реакцию окисления и повышение температуры. Когда температура повысилась до 300 С, произошла быстрая экзотермическая реакция с выделением большого количества тепла. [c.33] На заводе фирмы Монсанто (США) произошел взрыв в котельной установке, которым были разрушены котельная установка, дымовая труба и все паровые коммуникации. Прекратилась подача пара во все технологические установки завода. Завод бездействовал в течение двух недель [27]. Паровой котел (водотрубный, двухбарабанный) был рассчитан иа производительность 50 т/ч пара давлением 3,16 МПа. Топка была оборудована, двумя горелками (расстояние между центрами горелок 1,97 м) с принудительной подачей воздуха без предварительного подогрева. [c.33] При переводе котла с газообразного топлива на жидкое подача газа в нижнюю горелку была прекращена, весь газ стал поступать в верхнюю горелку. но подача воздуха в нее осталась прежней, т. е. оказалась в два раза меньше. Не была прекращена подача воздуха и через нижнюю горелку. Вследствие недостатка воздуха газ в верхней горелке сгорал не полностью. При смешении в топке несгоревшего газа с воздухом, поступающим в нижнюю горелку, образовалась взрывоопасная смесь, и произошел взрыв. [c.33] Вернуться к основной статье