Пожарная безопасность технологических процессов

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНЖЕНЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ ВЫСОКИХ ТЕХНОЛОГИЙ

Кафедра безопасности жизнедеятельности

Курсовая работа по дисциплине

«Пожарная безопасность технологических процессов»

Специальность «Пожарная безопасность»

Валиулова Рамиса Альбертовича

Ульяновск 2012

Содержание

1. Методика определения категорий помещений и зданий по взрыво- и пожарной опасности

2. Анализ пожарной опасности помещений

3. Физико-химические характеристики горючего газа

4. Расчет избыточного давления для горючих газов

5. Определение категории каждого помещения

6. Вывод о категории всего здания по взрыво- и пожарной опасности

Список литературы

пожарный опасность газ

1. Методика определения категорий помещений и зданий по взрыво- и пожарной опасности

Категории помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности

Таблица 1 Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности (по НПБ105-95)

Категория помещения	Характеристика веществ и материалов, находящихся (образующихся) в помещении
А взрывопожароопасная	Горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28°С в таком количестве, что могут образовать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. Вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа.
Б взрывопожароопасная	Горючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28°С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные или паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа.
В1-В4 пожароопасная	Горючие и трудно горючие жидкости, твердые горючие и трудно горючие вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии или применяются, не относятся к категориям А или Б.
Г	Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени; горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива.
Д	Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии.

Категория зданий определяется путем последовательной проверки принадлежности помещения к категориям от высшей (А) к низшей (Д). Категорию зданий определяют согласно следующим рекомендациям:

Здание относится к категории А, если в нем суммарная площадь помещения категории А превышает 5% площади всех помещений или 200 м2. Допускается не относить здание к категории А, если суммарная площадь помещений категории А зданий не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 м2), если эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.

Здание относится к категории Б, если одновременно выполнены два условия:

а) здание не относится к категории А;

б) суммарная площадь помещений категории А и Б превышает 5% суммарной площади всех помещений или 200 м2.Допускается не относить здание к категории Б, если суммарная площадь помещений категории А и Б в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 м2), и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.

Здание относится к категории В, если одновременно выполнены два условия:

а) здание не относится к категории А или Б;

б) суммарная площадь помещений категории А, Б, В превышает 5% (10%, если в зданиях отсутствуют помещения категории А и Б) суммарной площади всех помещений.

Допускается не относить здание к категории В, если суммарная площадь помещений категории А, Б, В не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 3500 м2) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.

К пожароопасной категории В следует относить помещения в технологическом процессе которых находятся или обращаются горючие материалы, при этом уровень пожарной опасности учитывается введением такого критерия как пожарная нагрузка и устанавливается дифференцированной классификацией в соответствии с которой помещения категории В разделяются на 4 категории (В1, В2, В3, В4) в зависимости от удельной временной пожарной нагрузки.

Здание относится к категории Г, если одновременно выполняются два требования:

а) здание не относится к категории А, Б, В;

б) суммарная площадь помещений категории А, Б, В и Г превышает 5% суммарной площади всех помещений.

Допускается не относить здание к категории Г, если суммарная площадь помещений категории А, Б, В и Г в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 5000м2) и помещения категории А, Б, В оборудуются установками автоматического пожаротушения.

Здание относится к категории Д, если оно не относится к категориям А, Б, В и Г.

К категории Д относятся помещения где не используются горючие материалы без учета строительных конструкций.

2. Анализ пожарной опасности помещений цеха

Производственный цех состоит из 5 помещений:



1. Помещение площадью =300 высота 3м для хранения автомобильных покрышек

2.Помещение площадью =250высота 3,5м для хранения автомобильных камер

3.Помещение площадью=400 высота 3м для хранения автомобильных дверей

4.Помещение площадью =150 высота 3,5м для хранения изделий из войлока (автомобильные сиденья)

5.Помещение площадью =110 высота 3м для хранения в резервуаре горючего газа, образующего с воздухом газовоздушную смесь дивинила 1,4

В помещении 1 и 2 хранятся твердые пожароопасные горючие материалы. При пожаре автомобильные покрышки и автомобильные камеры выделяют опасный для жизни человека токсичный едкий дым.

В помещении 3 хранятся негорючие материалы (автомобильные двери). Эти материалы не представляют пожарную опасность.

В помещении 4 хранятся материалы из войлока. Материал является трудногорючим материалом

В помещении 5 хранится горючий газ , помещение имеет высокую пожарную опасность.

3. Физико-химические характеристики горючего газа

Определение

1,3-дивинил (бутадиен) - бесцветный газ с характерным неприятным запахом, хорошо растворим в бензоле, эфире, хлороформе, CCl4; плохо растворим в метаноле и этаноле.

Атомы углерода в молекуле дивинила-1,3 находятся в состоянии sp3 -гибридизации. За счет гибридных sp3 -орбиталей, оси симметрии которых лежат в одной плоскости, в молекуле возникают s -связи между всеми атомами углерода и s -связи углерод - водород. Центры всех атомов в молекуле дивинила-1,3 лежат в одной плоскости. Негибридные p-орбитали атомов углерода (по одной у каждого атома) расположены перпендикулярно к плоскости молекулы и перекрываются не только между атомами 1,2 и 3,4, но и между атомами 2,3. Электроны на таких орбиталях образуют общую p -электронную систему однако перекрывание p - орбиталей между атомами углерода 2 и 3 менее полное, чем 1,2- и 3,4-перекрывание.

Физические свойства

Дивинил -- бесцветный газ с характерным запахом.

Дивинил - типичный диеновый углеводород с сопряженными двойными связями; характеризуется высокой реакционной способностью. Легко полимеризуется и сополимеризуется со стиролом, нитрилами или эфирами акриловой и метакриловой кислот, винил- и метилвинилпиридинами, винил- и винилиденхлоридами, изобутиленом, изопреном и др.

Температура вспышки ? 40 °C,

Предельно допустимая концентрация в воздухе (ПДК) 0,1 г/M3,

Плотность 0,650 г/см3 при ? 6 °C.

Слабо растворим в воде, хорошо растворим в спирте, керосине с воздухом в количестве 1,6-10,8 %.

Химическая формула C4H6

Молярная масса - 54.09 г/моль

Плотность - г/смі

Температура плавления - 108.9 °C

Температура кипения - 4.4 °C

Растворимость в воде 0.735 г/100 мл

Рег. номер CAS 106-99-0

SMILES C=CC=C

RTECS: EI9275000

ООН: 1010 (ингибированный

ЕС: 601-013-00-X

Давление паров, кПа при 20°C: 245

Относительная плотность пара (воздух = 1): 1.9

Температура самовоспламенения: 414°C

Пределы взрываемости, объем% в воздухе: 1.1-16.3

Каучук хорошо растворим в бензоле, бензине, сероуглероде. При низкой температуре становится ломким, при нагревании липким.

Для улучшения механических и химических свойств каучука его превращают в резину, подвергая вулканизации. Для получения резиновых предметов торговли сначала их формуют из смеси каучука с серой, а также с наполнителями: сажей, мелом, глиной и некоторыми органическими соединениями, служащими для ycкорения вулканизации. Затем предмета торговли нагревают -- горячая вулканизация. При вулканизации сера химически связывается с каучуком. Кроме того, в вулканизированном каучуке сера содержится в свободном состоянии в виде мельчайших частиц.

Химические свойства

Дивинил склонен к полимеризации, легко окисляется воздухом с образованием перекисных соединений, ускоряющих полимеризацию.

- Реакция электрофильного присоединения

Реакции электрофильного присоединения более характерна для алкадиенов.

- Полимеризация

Полимеризация диеновых углеводородов. Полимеризация алкадиенов может происходить по катионному, радикальному, координационному, анионному (под действием натрия) механизмам, приводя к образованию полимеров, обладающих высокой эластичностью и напоминающих природный каучук. Получение синтетического каучука -- основная область применения диеновых углеводородов (главным образом дивинила и изопрена).

Получение

Дивинил получают пропусканием этилового спирта через катализатор:

2CH3CH2OH > C4H6 + 2H2O + H2

Или дегидрогенизацией нормального бутилена:

CH2=CH--CH2-CH3 > CH2=CH--CH=CH2

В промышленности дивинил получают:

- каталитическим дегидрированием н-бутана или н-бутенов, содержащихся в газах переработки нефти и попутных газах.

C4H10 сначала дегидрируют в бутены в "кипящем" слое алюмохромового Катализатора при 560-600°C. Бутены выделяют экстрактивной ректификацией с водным ацетоном или ДМФА. На второй стадии их разбавляют перегретым паром и дегидрируют в дивинил на хромкальцийникельфосфатном Катализаторе в адиабатическом реакторе при 600-660°C. Дивинил выделяют экстрактивной ректификацией с безводным ацетонитрилом или ДМФА.

- из фракции C4 пиролиза жидких и газообразных нефтепродуктов, получаемой при производстве этена. Выделение происходит при помощи экстрактивной ректификации диметилформамидом.

-Дегидрирование

В настоящее время основным способом получения этого вещества является дегидрирование бутана (получаемого из черного золота или природного газа) над Катализатором, представляющим собой смесь оксидов хрома (III) и алюминия.

В настоящее время важнейшим способом получения дивинила является каталитическое дегидрирование к-бутана и соответственно к-бутена, получаемых из природного нефтяного газа и газов нефтеперерабатывающих заводов. Получение дивинила из бутана возможно двумя способами: либо сначала дегидрируют м-C4H10 в первой ступени, получая к-бутен, который затем после выделения дегидрируют на второй ступени в дивинил, либо одноступенчатым способом, при котором за один проход через печь из к-бутана получают дивинил. Дегидрирование к-бутана в к-бутен и выделение последнего в чистом виде были кратко рассмотрены выше.

Основным промышленным способом получения бутадиена является дегидрирование соответствующих C4H10-бутиленовых смесей над Катализатором (Сг20з):

Исходные вещества (сырье) выделяют из продуктов нефтепереработки или попутных газов.

4. Расчет избыточного давления взрыва для

максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справочным данным в соответствии с требованиями:

начальное давление, кПа:

масса ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ, вышедших в результате расчетной аварии в помещении:

молярная масса газа : M=54

Максимальная расчетная температура в цеху

Рассчитываем объем газа с учетом газопровода:

Длина газопровода до задвижек: 3м

Диаметр газопровода: 60мм (0,06м)

Объем газопровода:

Полный объем газа:

Рассчитываем массу газа:



Рассчитываем

Табличные данные:

коэффициент участия горючего во взрыве, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения согласно приложению: Z=7

коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения:

5. Определение категорий каждого помещения

1. Помещение площадью =300 высота 3м для хранения автомобильных покрышек имеет категорию B

2.Помещение площадью =250 высота 3,5м для хранения автомобильных камер имеет категорию B

3. Помещение площадью =400 высота 3м для хранения автомобильных дверей имеет категорию Д

4.Помещение площадью =150 высота 3,5м для хранения изделий из войлока (автомобильные сиденья) имеет категорию B

5. Помещение площадью =110 высота 3м для хранения в резервуаре горючего газа, образующего с воздухом газовоздушную смесь дивинила 1,4 имеет категорию А

6. Определяем категорию здания

Помещение категории А имеет 9% от суммарной площади всего здания, поэтому все здание относится к категории А.

Вывод:

Данное здание относиться к категории А.

При избыточном давлении взрыва дивинила равным 234,5кПа:

Данное здание разрушится полностью. Люди находящиеся в здании погибнут.

Литература

1. Морозов В.П., Василенко В.В: Пожаровзрывозащита - часть I. Новогорск 2003.

2. Тарабаев Ю.Н, Шеломенцев С.В, Репринцев В.А: Пожаровзрывозащита-часть II взрывозащита: учебное пособие. Новогорск 2002.

3. Теория горения и взрыва: конспект лекций / сост. П.П. Воднев. - Ульяновск: УВАУГА (И), 210.-180с.

4. Физико-химические основы развития и тушения пожаров: И.М. Абдурагимов, В.Ю. Говоров, В.Е. Макаров. Москва 1980.

5. НПБ105-95 Главное управление Государственной противопожарной службы МВД России. Москва 1996 г.

Размещено на Allbest.ru

...