ГФУ-300. Сепарация газов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки России

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет»

Факультет химических технологий

Кафедра промышленной безопасности

Контрольная работа

по дисциплине производственная безопасность

на тему:

«ГФУ-300.Сепарация газов»

Казань 2013

Содержание

1. Назначение технологического процесса

2. Исходное сырье (полупродукты) и конечные продукты

3. Применяемое технологическое оборудование

4. Описание технологической схемы

5. Система автоматической противоаварийной защиты (паз) и предохранительные устройства технологического блока

5.1 Применяемые средства противоаварийной защиты (паз)

5.2 Предохранительные устройства

6. Основные опасности блока

6.1 Основные опасности, связанные со свойствами, обращающихся в блоке веществ

6.2 Основные опасности осуществляемых технологических процессов и применяемого оборудования

7. Вероятные аварийные ситуации и их последствия

8. Рекомендации и выводы по повышению безопасности эксплуатации объекта

Список литературы

1. Назначение технологического процесса

Газофракционирование - получение индивидуальных легких углеводородов или углеводородных фракций высокой чистоты из нефтезаводских газов.

Газофракционирующие установки (ГФУ) Ѓ] комплекс устройств для разделения смеси лёгких углеводородов на индивидуальные или технически чистые вещества. Ha ГФУ перерабатываются газовые бензины, получаемые из нефтяных (попутных), природных и нефтезаводских газов. В состав сырья входят в основном индивидуальных низкомолекулярных углеводородов С1Ѓ]С6 (как предельных, так и непредельных, нормального или изостроения) или их фракций высокой чистоты, являющихся компонентами высокооктановых автобензинов, ценным нефтехимическим сырьем, а также сырьем для процессов алкилирования и производств метилтретбутилового эфира и т.д.

На нефтеЃ] и газоперерабатывающих заводах наибольшее распространение получили следующие физические процессы разделения углеводородных газов на индивидуальные или узкие технические фракции: конденсация, компрессия, ректификация и абсорбция. На ГФУ эти процессы комбинируются в различных сочетаниях. До фракционирования углеводородные газы направляются вначале в блоки очистки от сероводорода и осушки.

Смеси углеводородов разделяются ректификацией в колонных аппаратах ГФУ.

Ректификация является завершающей стадией разделения углеводородных газов. Особенность ректификации сжиженных газов, по сравнению с ректификацией нефтяных фракций, Ѓ]необходимость разделения очень близких по температуре кипения компонентов или фракций сырья при высокой четкости фракционирования.

Основными показателями работы ГФУ являются четкость разделения сырья на составляющие компоненты и концентрация целевых компонентов во фракциях. Качество их должно удовлетворять требованиям технических условий и стандартам.

Для каждой установки разрабатывается своя технологическая карта, в которой указывают: оптимальный режим работы всего оборудования -- пределы изменений основных параметров процесса -- давление в колоннах и емкостях орошении, температура верха и низа (на контрольной тарелке) колонн, расход сырья, расход орошения, уровни в кипятильниках, емкостях орошения и химический состав получаемых продуктов.

Совершенствование технологической схемы ГФУ направлено на снижение энергетических и капитальных затрат, автоматизацию контроля и управления процессом путём установки хроматографических анализаторов качества продуктов на потоках и электронных вычислительных машин.

Газофракционирующая установка ГФУ-300 предназначена для производства углеводородных фракций: фракции пропановой марки "А", фракции нормального бутана марки "высшая", фракции изобутановой марки "высшая", фракции пентан-изопентановой марки "А" и фракции гексановой.

В состав установки ГФУ-300 входят:

· ректификационное оборудование (газофракционирование);

· технологическая насосная;

· насосная теплоносителя;

· контур теплоносителя с печами;

· дренажную систему и утилизацию факельных газов;

· факельную систему;

- установка утилизации тепла дымовых газов печей;

- антифризное хозяйство.

Контур теплоносителя с печами состоит:

-из сепаратора топливного газа С-601;

-из расходной емкости теплоносителя Е-608;

-из дренажной емкости теплоносителя;

-из печей нагрева теплоносителя.

Сепарация газа -- процесс разделения твердой, жидкой и газовой фаз потока с последующим извлечением из него твердой и жидкой фаз. Сепарация газа предназначена для предохранения от попадания влаги и твердых частиц в промысловые газосборные сети и технологическое оборудование. Недостаточный уровень сепарации газа приводит к низкой гидравлической эффективности промысловых газопроводов, существенному перерасходу энергии, росту эксплуатационных затрат, возможности образования газогидратных пробок в промысловых системах сбора и транспорта газа, снижению эффективности работы технологического промыслов. В конструкциях газовых сепараторов отделение газа от жидких и твердых примесей основано на выпадении частиц при малых скоростях потока в результате воздействия сил тяжести или инерционных (центробежных) сил, возникающих при криволинейном движении потока.

2. Исходное сырье (полупродукты) и конечные продукты. Их основные физико-химические, взрывопожароопасные и токсические свойства

Таблица 1. Исходное сырье:

Газ отбензиненный (по стандарту предприятия)

Класс опасности-четвертый.

1. Компонентный состав, % об.
- кислород	0,04
- двуокись углерода	0,05
- азот	17,66
- метан, СН4	61,61
- этан, С2Н6	17,15
- пропан, С3Н8	2,68
- изобутан, i-C4H10	0,49
- бутан, n-С4Н10	0,27
- пентан +выше, n-С5Н12 + выше	0,05
2. Молекулярная масса	21,68
3. Температура, оС	От 20 до 50
4. Давление на границе установки, Мпа	От 3,5 до 3,9
5. Плотность (0 оС и 0,1013 МПа), кг/м3	0,97

Газ отбензиненный-горючий газ, без цвета и вкуса, высокое содержание в воздухе вызывает удушье.

Таблица 2. Азот низкого давления(ГОСТ 9293-74* с изменениями):

1. Объёмная доля азота, %. не менее 2. Объёмная доля кислорода, %, не более	"2 сорт" 99,0 1,0
3. Объемная доля водяного пара в газообразном азоте, %, не более	Выдерживает испытание по п. 3,6
4. Содержание масла в газообразном азоте	Выдерживает испытание по п. 3,7
5. Температура, оС	От минус 44 До 40
6. Давление, Мпа	0,8

Таблица 3. Углеводородный конденсат (Стандарт предприятия):

1. Компонентный состав, % масс.: - метан, СН4 - этан, С2Н6 - пропан, С3Н8 - изобутан, i-С4Н10 - бутан, n-С4Н10 - изопентан, i-C5H12 - пентан, n-C5H12 - С6 +выше	Не нормируется 0,00 0,27 62,51 9,39 18,99 3,87 3,26 1,71

Углеводородный конденсат опасен тем что при дальнейшем хранении и нагреве выделяются пары углеводородов, что резко повышает газовзрывоопасность.

Класс опасности - четвертый.

Воздействие на организм человека при высокой концентрации в воздухе - удушающее.

Таблица 4. Горячая вода(Стандарт предприятия):

1. Температура, оС 2. Давление, МПа	130 0,8 (максимально)

3. Применяемое технологическое оборудование: назначение, конструкция

Классификация сепараторов, их устройство и принцип работы

Сепарация газа может происходить под влиянием гравитационных, инерционных сил и за счет селективной смачиваемости. В зависимости от этого и различают гравитационную, инерционную и пленочную сепарации, а газосепараторы - гравитационные, гидроциклонные и жалюзийные.

Гравитационная сепарация осуществляется вследствие разности плотностей жидкости и газа, т.е. под действием их силы тяжести. Газосепараторы, работающие на этом принципе, называются гравитационными.

Инерционная сепарация происходит при резких поворотах газонефтяного потока. В результате этого жидкость, как наиболее инерционная, продолжает двигаться по прямой, а газ меняет свое направление. В результате происходит их разделение. На этом принципе построена работа гидроциклонного газосепаратора, осуществляемая подачей газонефтяной смеси в циклонную головку, в которой жидкость отбрасывается к внутренней поверхности и затем стекает вниз в нефтяное пространство газосепаратора, а газ двигается по центру циклона.

Пленочная сепарация основана на явлении селективного смачивания жидкости на металлической поверхности. При прохождении потока газа с некоторым содержанием нефти через жалюзийные насадки (каплеуловители) капли нефти, соприкасаясь с металлической поверхностью, смачивают ее и образуют на ней сплошную жидкостную пленку. Жидкость на этой пленке держится достаточно хорошо и при достижении определенной толщины начинает непрерывно стекать вниз. Это явление называется эффектом пленочной сепарации или адгезией. Жалюзийные сепараторы работают на этом принципе.

В соответствии с назначением в нефтегазовых сепараторах имеются три зоны: разделительная, осадительная и отбойная. В разделительной зоне из жидкости отделяется основная масса свободного газа. Это достигается при помощи различных устройств, обеспечивающих или оптимальную скорость вращения газожидкостного потока, или достаточно высокую поверхность раздела фаз за счет стечения жидкости тонким слоем по специальным наклонным желобам. В осадительной зоне поднимающийся нефтяной газ освобождается от сравнительно крупных частичек жидкости под действием гравитационных сил. В отбойной зоне происходит окончательная очистка нефтяного газа от мелких частичек жидкости под влиянием сил инерции, проявляющихся при резком изменении направления потока и его прохождении между отбойными пластинами, а также сил адгезии, проявляющихся в прилипании капелек жидкости к поверхности сеточных, насадочных и других отбойников.

С-601 - сепаратор топливного газа, в нем происходит отделение от газа, выпавшего углеводородного конденсата и механических примесей, представляющих собой смесь песка и продуктов коррозии металла труб.

Сепаратор топливного газа предназначен для высокоэффективного отделения и вывода из газового потока аэрозольных, жидких мелкодисперсных фракций и твердых частиц, с целью использования очищенного газа в качестве топлива в газотурбинных установках, и применяется в газовой, энергетической, машиностроительной и химической отраслях промышленности.

Устройство и принцип работы

Газожидкостная смесь подводится в аппарат через входной патрубок (2), расположенный в верхней части аппарата. Радиальное расположение входного патрубка позволяет не ослаблять прочностные характеристики корпуса сепаратора. Вертикально расположенные пластины (6) и (7), установленные в этом патрубке, формируют поток таким образом, что в корпус аппарата он поступает, сохраняя свою центробежную силу, т.е. как будто бы поток подавался в сепаратор тангенциально.

Потеря давления во входном патрубке при его радиальном расположении с наличием в патрубке вертикальных пластин (6) и (7) снизилась на 65% по сравнению с аналогичным подводом газа без пластин. Дефлектор(8) препятствует поступлению газа в осевую зону сепарационного пакета без предварительного разделения газовзвеси. В пространстве, образованном стенкой корпуса (1) и пластинами (3), (4), (5), из газового потока выделяется основная масса жидкости. Капли жидкости отбрасываются центробежной силой на стенки корпуса сепаратора и под действием гравитационных сил, по ходу газового потока, по нисходящей спирали транспортируются через кольцевой зазор (11) к сливному патрубку (12). Мелкодисперсная капельная жидкость, не осевшая на корпусе, (1) попадает на наружную поверхность пластин (5) и транспортируется газовым потоком через входные тангенциальные щели, попадая на их внутреннюю поверхность. Применение вертикальных плоских пластин, согнутых под определенным углом, позволяет жидкостной пленке, движущейся по ходу вращения газового потока, транспортироваться с конца одной пластины на начало другой за счет сил инерции, тем самым жидкая фаза в виде пленки не успевает распылиться в мелко-дисперсную жидкость внутри сепарационного элемента, что, в свою очередь, положительно сказывается на эффективности сепарации. Транспортируясь с пластины на пластину, жидкость с небольшим количеством газа направляется в отводной канал (13), откуда по сужающимся по ходу вращения газового потока желобам (14) отбрасывается к стенке корпуса (1) с последующим удалением отсепарированной жидкости через сливной патрубок (12). Образовавшаяся в нижней части сепарационного элемента жидкостная пленка, не успевшая попасть в нижний сливной желоб, удаляется из сепарационного элемента через кольцевой зазор, образованный плоским днищем (15) и пластинами (5).

Радиальные пластины, (16) с закрепленным к ним в нижней части ложным днищем (17), исключают вращательный эффект газового потока под ложным днищем, что беспрепятственно способствует стеканию отсепарированной жидкости с нижних кромок пластин через кольцевой зазор (11) к патрубку (12). Шайба (20) препятствует возникновению вращающегося вихря над патрубком, что значительно улучшает слив жидкости из аппарата. Остаток мелкодисперсной капельной жидкости улавливается в конфузоре (9) кольцевыми горизонтальными и вертикальными щелевыми каналами. Жидкостная пленка, транспортируясь по спирали вниз по внутренней поверхности конусной части отражателя, совместно с незначительной частью газового потока, наталкивается на пористое кольцо. Проходя через это кольцо, газожидкостный поток рассеивается, теряя при этом скорость своего движения, а очищенный газовый поток, смешиваясь с основным потоком, удаляется из аппарата через выходной патрубок (19). Отбитая камерой (10) жидкость стекает через кольцевой зазор (11) и удаляется из сепаратора через сливной патрубок (12).

Отличительные способности

-- высокая эффективность сепарации сохраняется во всем диапазоне нагрузок по жидкой и газовой фазам (от 20% до 120% от номинальной производительности); -- низкая металлоемкость и малые габаритные размеры; -- возможность объединения в одном аппарате сепаратора и разделителя жидкости;

-- рабочая среда -- воздух, газ, газожидкостная смесь, насыщенный пар; -- эффективность сепарации -- менее 0,015 г/м жидких и механических примесей в газе после сепарации; -- содержание взвешенных частиц на выходе соответствует нормам ГОСТ 17433-80; -- низкая потеря напора за счет особой конструкции сепарационного пакета и входного патрубка не выше 250 мм. вод. ст.; -- устойчивая работа в пробковом режиме;

С-602- Сепаратор факельный предназначен для очистки газа от капельной жидкости, поступающей в факельный коллектор при срабатывании предохранительных клапанов и продувках оборудования и трубопроводов. Он входит в состав факельной системы при обустройстве газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождений, а также газо- и нефтеперерабатывающих заводов.

Таблица 4.

А	Вход газа
Б	Выход газа
В	Выход жидкости
Г	Дренаж
Д	Для уравнительной линии
Е	Для пропарки
Ж	Люк-лаз

Аппарат представляет собой горизонтальный цилиндрический аппарат, в котором установлены уголковая и вертикальная сетчатая насадки. Для поддержания заданного режима работы и удобства обслуживания аппараты снабжены необходимыми технологическими штуцерами, штуцерами для приборов КИПиА и люком-лазом.

Газожидкостная смесь подается в сепараторы через штуцер входа. Затем газ проходит на уголковую насадку для равномерного распределения потока по сечению аппарата и частичного отделения капельной жидкости. Дальнейшая очистка газа от жидкости происходит в вертикальной сетчатой насадке и в зоне гравитационного осаждения. Отделенная жидкость выводится через штуцер в дренажную емкость.

Е-606 - Емкость подземная горизонтальная дренажная, типа ЕПП (с подогревателем) предназначена для слива остатков светлых и темных нефтепродуктов, нефти, масел, конденсата, в том числе в смеси с водой из технологических сетей (трубопроводов) и аппаратов во всех отраслях промышленности.

Также подземную емкость можно использовать для хранения химических продуктов, в том числе агрессивных. Подземная дренажная емкость представляет собой цельносварной горизонтальный аппарат с коническими днищами и двумя люками, один из которых предназначен для обслуживания стальной емкости, другой - для удаления среды из емкости. Удаление продукта осуществляется посредством полупогружного электронасосного агрегата.

В зависимости от характера среды могут применяться насосные агрегаты с двойным уплотнением, в коррозионном или взрывозащитном исполнении. Для предотвращения коррозионного воздействия атмосферы на электродвигатель насоса и для защиты от низких температур предусмотрен бетонный или металлический колодец, которым комплектуется емкость ЕПП.

Для наблюдения за технологическим процессом конструкцией емкости предусмотрены патрубки и штуцера для уровнемера, термометра, манометра. Ввиду того, что величины вылетов люков стальной емкости составляют 1 м и более, для удобства транспортирования к месту монтажа, люки и патрубки срезают на расстоянии 0,4 м от обечайки.

Класс опасности рабочих сред -- 2, 3, 4 по ГОСТ 12.1.007-76. Сливаемая жидкость должна иметь плотность не более 1000 кг/м³ и кинематическую вязкость до 30·10^-6 м?/с.

D_в - внутренний диаметр резервуара, L - длина резервуара, L₁ - расстояние между опорами, L₂ - длина цилиндрической части резервуара, S,S₁ - толщина корпуса резервуара, B - ширина резервуара, H - высота резервуара, H₁ - высота резервуара при транспортировке, H₂ - уровень засыпки

4. Описание технологической схемы

Из сети завода принимается отбензиненный газ через кран №47 с дистанционным управлением в топливный сепаратор С-601 с давлением 3,5 3,9 МПа и температурой 20 50 ^оС.

Кроме того, от коллектора отбензиненного газа предусмотрена подача в емкости Е-606, Е-613, Е-608, Е-609, Е-611 и на продувку факельного коллектора.

Из топливного сепаратора С-601 газ поступает на сжигание в топки печей П-601/3,4. Давление газа в сепараторе С-601 измеряется и регулируется двумя регуляторами с раздельным диапазоном регулирования. Оба регулятора работают от одного датчика PICA 457-1. Один из регуляторов поддерживает давление в С-601, равное 0,45 МПа, клапаном PV 457-1-2. При возрастании давления в С-601 до 0,55 МПа второй регулятор через клапан PV 457-1-1 сбрасывает отдувку в факельный коллектор. Расход и температура газа, поступающего к печам П-601/3,4, измеряется (датчики FIA 539-1 и ТIA 287-1, соответственно). Понижение давления газа в сепараторе С-601 до 0,45 МПа сигнализируется PAL 3113-1, а понижение до 0,4 МПа и повышение до 0,55 МПа сигнализируется PAH 457-1, PAL 457-1.

Жидкость из сепаратора С-601 через клапан LV 669-1 регулятора уровня в сепараторе (датчик LICA 669-1) выводится в подземную дренажную емкость Е-611.

Повышение уровня жидкости в сепараторе С-601 до 450 мм и понижение до 200 мм сигнализируется LAH 667-1, LAL 668-1, соответственно.

Кроме того, предусмотрена сигнализация повышения до 0,005 МПа перепада давления на сетке каплеотбойника С-601 (датчик РdIA 458-1).

Газы стравливания (от аппаратов и предохранительных клапанов) поступают по факельному коллектору в факельную систему 7/8 завода или в факельный сепаратор С-602. В сепараторе газ отделяется от жидких продуктов и подается в систему факельного хозяйства ГФУ-300 (блок 5), а жидкость стекает через кран № 24 с дистанционным управлением в дренажную емкость Е-606.

Уровень жидкости в факельном сепараторе С-602 измеряется, а его повышение до 600 мм сигнализируется (датчик LIA 671-1).

Собранная в подземную емкость Е-606 жидкость затем выдавливается отбензиненным газом в трубопровод сырья к Т-620. В емкости Е-606 замеряется температура (датчик ТIA 292-1) и уровень (датчик LIA 672-1). При достижении в емкости Е-606 уровня 1350 мм автоматически перекрываются краны № 24 на сливе жидкости из факельного сепаратора С-602 и № 25 на уравнительной линии емкости и открываются краны № 22 на подаче отбензиненного газа на передавливание и № 23 на подаче жидкости в трубопровод сырья из емкости Е-606. При достижении уровня 300 мм в емкости Е-606 автоматически в обратном порядке осуществляется переключение кранов: краны № 23 и № 22 закрываются, а краны № 24 и № 25 открываются.

Кроме того, предусмотрена аварийная сигнализация высокого уровня в емкости Е-606 (датчик LAH 685-1).

Для продувки факельного коллектора в его начало подается отбензиненный газ от сети завода. Расход газа на продувку измеряется и регулируется клапаном FV 545-1 регулятора расхода (датчик FICA 545-1). При понижении расхода отбензиненного газа до 153 кг/час, срабатывает сигнализация (датчик FISA 545-1), автоматически открывая кран № 129 на трубопроводе азота от сети завода. Расход азота на продувку коллектора замеряется местным прибором FI 550.

Таблица 6. Режимные параметры

Наименование стадий процесса, места измерения параметров или отбора проб	Контролируемый параметр	Частота и способ контроля	Нормы и технические показатели	Метод испытания и средства контроля
Сепаратор топливного газа С-601	Давление, Мпа(кгс/см) Уровень, (мм) Давление -перепад, Мпа (кгс/см?)	Автоматическая регистрация и визуально Визуально по месту Визуально по прибору	0,4-0,55(4-5,5) 200-450 Повышение до 0,005 (0,05)	PICA 457-1 LAH 667-1,LAL 668-1 Датчик PdlA 458-1
Факельный сепаратор С-602	Уровень, (мм)	Визуально по прибору	Повышение до 600	Датчик LIA 671-1
Дренажная емкость Е-606	Уровень, мм	Визуально по прибору	300 - 1350	LIA 672-1
Отбензиненный газ для продувки факельного коллектора	Расход, кг/час	Автоматическая регистрация и визуально	Понижение до 153 кг/час	FICA 545-1

5. Система автоматической противоаварийной защиты (ПАЗ) и предохранительные устройства технологического блока

5.1 Обеспечение средствами противоаварийной защиты

Таблица 7.

Наименование оборудования, стадий технологического процесса	Контролируемый параметр или наименование защищенного участка (места) оборудования	Предельно-допустимое значение контролируемого параметра или проявление опасности защищаемого участка (места) оборудования	Предусмотренная защита оборудования, стадии технологического процесса
Сепаратор топливного газа С-601	Давление датчик PICA 457-1	Не более 0,55 МПа(5,5кгс/см?)	Через клапан PV 457-1-1 сбрасывает отдувку в факельный коллектор
Дренажная емкость Е-606	Уровень поз. LIA 672-1, датчик LAH 685-1	Не менее 300 мм Не более 1350 мм	переключение кранов №23 и №22 закрываются, краны №24 и №25 открываются; перекрываются краны №24 на сливе жидкости из факельного сепаратора С-602 и №25 на уравнительной линии емкости. И открываются краны №22 на подаче отбензиненного газа на передавливание и №23 на подаче жидкости в Т-620
Отбензиненный газ от сети завода на продувку факельного коллектора	Расход поз. FISA 545-1	Не менее 153 кг/час	Автоматически открывается кран №129 на трубопроводе азота от сети завода

5.2 Предохранительные устройства

Предохранительный клапан - клапан, предназначенный для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от превышения давления свыше заранее установленной величины посредством сброса избытка рабочей среды и обеспечивающий прекращение сброса при давлении закрытия и восстановления рабочего давления.

17с7нж (СППК) Клапан предохранительный угловой полноподъемный Таблица фигура: 17с7нж

Материал корпуса: сталь углеродистая

Присоединение: фланцевое

Рабочая среда: вода, пар, воздух, газ

Давление Ру, кгс/см?: 16

Максимальная температура, °С: +425

Способ управления: автоматическое срабатывание

Таблица 8.

Габаритные размеры и масса

Наименование	Ду,мм	L, мм	Н, мм	Масса, кг
17с7нж (СППК4-150-16)	150	205	860	91,0

17с89нж клапан предохранительный пружинный

Наименование, обозначение	Тип присоединения	DN, мм	PN, кгс/см2	H	L	Масса, кг
Клапан предохранительный пружинный 17с89нж СППК4Р-50-63	фланцевое по ГОСТ 12815-80	50	63	665	145	40

6. Основные опасности блока

6.1 Основные опасности связанные со свойствами, обращающихся в блоке веществ

Опасности связанные со свойствами обращающихся веществ характеризуются наличием пожаровзрывоопасных и токсичных свойств.

Основная опасность процесса обусловлена возможностью образования больших объемов углеводородовоздушных смесей как в аппаратах, так и на территории предприятия.

Отбензиненный газ, а также углеводородный конденсат представляют собой смесь легковоспламеняющихся и сжиженных углеводородных газов.

С точки зрения токсичности вещества в основном относятся к 4 классу опасности вредных веществ - малоопасные вещества. Оказывают слабый наркотический эффект, вызывают недомогания и головокружения. При большой концентрации в воздухе вызывают удушье.

Азот при повышенном давлении вызывает наркоз, опьянение или удушье (при недостатке кислорода); при быстром снижении давления азот вызывает кессонную болезнь.

6.2 Основные опасности осуществляемых технологических процессов и применяемого оборудования

Особенно опасным является нарушение герметичности оборудования. Причинами нарушения герметичности могут явиться недопустимое повышение давления внутри системы, механические повреждения аппаратов,

трубопроводов, арматуры, коррозия, вибрации, при засорении сетки каплеотбойника и другие причины. Наиболее возможными участками образования неплотностей являются люки, штуцера, соединения царг, трубопроводов, смотровые фонари, пробоотборники, арматура.

Технологические процессы переработки газа осуществляются при высоких температурах и высоком давлении, что создает предпосылки для возникновения ЧС, положение усугубляется существенным износом оборудования и пожаровзрывоопасными свойствами перерабатываемого сырья и получаемых продуктов.

При горении углеводородных газов в большом количестве образуются продукты сгорания, которые содержат мало кислорода, необходимого для дыхания человека. Сжиженные углеводородные газы тяжелее воздуха и при утечках распространяются по земле, заполняя низкие места (впадины, колодцы, приямки и другие подземные коммуникации). Таким образом, газ может распространиться на значительные расстояния (до нескольких сотен метров).

При пожарах в случае возгорания газов характерны быстрое развитие огня, высокая интенсивность тепловыделения, возможность взрывов баллонов и резервуаров, малая эффективность обычных средств пожаротушения.

Большую опасность представляют заряды статического электричества, возникающие при трении газа и жидких углеводородов в трубопроводах, насосах, арматуре, гибких прорезиненных шлангах, свободном падении струи. При большом скоплении зарядов (до 35 кВ) может произойти электрический разряд, искра которого способна вызвать взрыв паров или загорание жидких углеводородов. Накопление заряда статического электричества повышает опасность взрыва и загорания за счет образования искрового разряда на оборудовании, а также представляет опасность для обслуживающего персонала.

Таким образом, основными потенциальными опасностями применяемого оборудования и трубопроводов, их ответственных узлов на установке являются:

- обращение в аппаратах и трубопроводах взрывопожароопасных продуктов, паров и углеводородных газов;

- нарушение целостности и герметичности колонн, аппаратов и трубопроводов;

- утечки продуктов через запорную арматуру, которые должны немедленно устраняться, не устраненные пропуски могут в дальнейшем привести к аварийной остановке, взрывам, отравлению обслуживающего персонала;

- разрушение трубопроводов и аппаратов может произойти при резком повышении давления, значительных колебаниях температуры, коррозионном воздействии продуктов, размораживании, при плохом качестве монтажа, что создаёт угрозу их разрыва с последующим возможным загоранием или взрывом;

- возникновение взрывоопасных концентраций углеводородов, загорания и/или взрыва в случаях разгерметизации оборудования и трубопроводов при нарушении режимов работы оборудования или в случаях его механического или коррозионного износа;

- поражение электрическим током в случае выхода из строя заземления токоведущих частей оборудования или пробоя электроизоляции;

- возможность падения персонала при обслуживании аппаратов и трубопроводов, расположенных на высоте, в случае отсутствия ограждения или его неисправности;

- получение термического ожога в случае контакта незащищенных частей тела с нагретыми поверхностями аппаратов и трубопроводов с нарушенной изоляцией.

- наличие вращающихся механизмов насосов создает угрозу получения от них травм;

- нечеткое соблюдение технологического режима работы колонного оборудования;

- разгермитизация или разрушения аппаратов и трубопроводов под воздействием внешних силовых факторов.

Основные опасности производства, обусловленные нарушениями правил безопасности работающими:

- Работа на неисправном технологическом оборудовании.

- Нарушение норм технологического режима.

- Допуск к самостоятельной работе персонала без документальноЃ]оформленных результатов проведенного обучения.

- Незнание обязательных инструкций и нормативноЃ]технической документации.

- Плохая организация рабочего места.

- Несогласованность действий работающих.

- Ослабление внимания при обслуживании технологического оборудования.

- Ошибки в действиях обслуживающего персонала.

- Эксплуатация технологического оборудования при неисправности (или отсутствии),

предусмотренных проектом, приборов КИП и средств автоматики.

- Эксплуатация технологического оборудования при неисправности (или отсутствии),

предусмотренных проектом, предохранительных клапанов.

- Эксплуатация технологического оборудования при отсутствии, предусмотренных технологией, стандартных заглушек.

- Эксплуатация технологического оборудования при наличии утечки нефтепродуктов, пропуска углеводородных газов.

- Пуск в автоматическом режиме, а не в ручном центробежных насосов после

срабатывания блокировки, стоянки и ремонта.

- Пуск насосов без проверки положения запорной арматуры на их всасывающих и нагнетательных трубопроводах.

- Ручное регулирование уровней в аппаратах (сосудах) при использовании запорной арматуры в качестве регулирующей.

- Подтягивание болтов во фланцевых соединениях под давлением.

- Полная или частичная замена сальниковой набивки запорной арматуры, не имеющего обратного затвора сальника.

- Вскрытие аппаратов (сосудов) без предварительного отключения от системы заглушками и сброса до атмосферного давления.

- Производство ремонтных работ на установке без отсоединения от электросетей электрических устройств (двигатели, приборы КИП и А, щиты управления и др.), а также при отсутствии на пусковом устройстве электрооборудования таблички “Не включать! Идет ремонт”.

- Отсутствие предупредительных щитов и табличек о ремонте и запрете входа посторонних лиц в зону ремонта.

- Использование инструментов и приспособлений, выполненных из материалов, не исключающих искрообразование.

- Производство ремонтных работ с применением открытого огня на площадках установки без “Наряда допуска на проведение огневых работ”, оформленного соответственным образом.

- Выполнение газоопасных и других работ без использования требуемых при этом средств индивидуальной защиты.

- Не соблюдение требований безопасности, изложенных в инструкциях по эксплуатации и обслуживанию оборудования, КИП и А, электросетей, других систем и элементов установки, а также инструкций по пожарной безопасности и охране труда.

7. Вероятные аварийные ситуации и их последствия

Характерные аварии в газоперерабатывающей промышленности подразделяются на взрывы на открытых установках и в производственных помещениях, вызванные выбросами по какимЃ]либо причинам горючих и взрывоопасных веществ в атмосферу, и взрывы внутри технологического оборудования, сопровождаемые его разрушением и выбросом горючих продуктов, что влечет за собой вторичные взрывы или пожары в атмосфере.

Часто пожару предшествует взрыв, возникающий в результате воспламенения и горения газовоздушной смеси в ограниченном объеме: производственном помещении, подвале, канале, колодце, резервуаре, топке котла или печи. Горение в этом случае сопровождается нагревом и расширением газов, что приводит к быстрому повышению давления, влекущему за собой разрушение строительных конструкций. К физическим взрывам относятся:

1) взрывы емкостей под давлением (баллоны, паровые котлы);

2) Взрывы расширяющихся паров вскипающей жидкости - эффект BLEVE (выброс перегретой жидкости);

3) взрывы при смешении двух жидкостей, температура одной из них намного превышает температуру другой.

Основное количество аварий связано с ведением химико-технологических процессов (81%), с подготовкой оборудования к ремонту, ремонтными работами или приемом оборудования из ремонта (13%), по другим причинам (6%).

Выход параметров технологического процесса за критические значения - изменение давления, изменение температуры, изменение уровня жидкости, изменение состава сырья, изменение дозы и скорости подачи сырья.

Нарушение герметичности оборудования. Наибольшее число случаев разгерметизации технологических систем связано с повышенной скоростью коррозии металла, сверхдопустимым износом оборудования и трубопроводов, некачественным выполнением сварных швов, пропуском через прокладки фланцевых соединений, недостаточным уплотнением сальниковых набивок, конструктивными недостатками аппаратов, сброс продукта через предохранительные клапана в атмосферу без сжигания.

Неисправность средств регулирования и противоаварийной защиты процессов. Пятая часть взрывов, пожаров и загораний на предприятиях газоперерабатывающей промышленности обусловлена несовершенством, неисправностью или необоснованным отключением контрольноЃ]измерительных приборов, блокировок и других средств автоматического управления процессом. Наибольшую опасность представляют отказы в работе средств регулирования заданных параметров: температуры, давления, уровней жидкости в аппаратуре, скорости дозирования и состава материальных сред, которые, в конечном итоге, приводят к разгерметизации технологического оборудования, выбросам в атмосферу взрывоопасных продуктов и крупным авариям. Многие отклонения режима, вызванные отказами и средств регулирования, являются также и причиной возникновения источников воспламенения или импульсов взрыва.

Таблица 9.

№	Вид аварийного состояния прозводства	Причины возникновения неполадок	Действия персонала по устранению аварийного состояния
1	Отключение электроэнергии	Отключение фидера	Переключить на основной фидер
2	Самоотключение	Образование «газовой шапки»	Стравить через ППК на факел
3	Нарушение целостности корпуса сепаратора	Коррозия металла	Отключить от работы, подготовить на ремонт
4	Загазованность производственных помещений	Пропуск газа через сальники задвижки, фланцевых соединений и т.д.	Остановить неисправное оборудование, включить аварийную вентиляцию, приступить к ликвидации аварии согласно ПЛАС

8. Выводы и рекомендации по повышению безопасности эксплуатации блока (объекта)

Мерами по предупреждению аварийной разгерметизации технологических систем являются:

- важную роль в обеспечении противоаварийной защиты имеют предохранительные клапаны, которые предназначены для защиты оборудования от возможного разрушения в случае повышения давления в системе;

- каждый случай срабатывания предохранительного клапана следует рассматривать как аварийный;

- во время капитальных ремонтов предохранительные клапаны проверяются на специальном стенде на герметичность и срабатывание при превышении допустимого установленного давления;

- блокировки, предупреждающие развитие аварийных ситуаций;

- специальная подготовка персонала;

- наличие детальной эксплуатационной документации и рабочих инструкций;

- соблюдение режима, не допускающего в производственную зону посторонних лиц;

- обеспечение соответствия оборудования, трубопроводов, запорной арматуры,

предохранительных устройств, систем защитной автоматики, сигнализации требованиям действующих нормативных технических документов;

- обеспечение своевременного освидетельствования сосудов, работающих под давлением;

- систематическая оценка технического состояния аппаратов, оборудования, трубопроводов и других элементов установки;

- обеспечение технического обслуживания и своевременного ремонта колонного и насосного оборудования в соответствии с инструкциями заводовЃ]изготовителей;

- эксплуатация только исправного оборудования и своевременное выполнение плановоЃ]предупредительного ремонта;

- своевременное освидетельствование и регистрация котлонадзорного оборудования и аппаратов;

- обеспечение безопасной организации ремонта и чистки аппаратов и трубопроводов;

- ведение технологического процесса без нарушения норм настоящего технологического регламента, исключающих выход параметров работы аппаратов и оборудования за критические значения;

- проведение расследования причин, по которым произошла остановка, и их устранение;

- состояние колонного оборудования, аппаратов и трубопроводов определяют нормальную эксплуатацию установки.

Обеспечение герметичности сосудов, газопроводов, запорной и регулирующей арматуры, а также их соединений является условием полной безопасности и безаварийности при хранении, розливе и транспортировке сжиженных газов. При заполнении сосудов сжиженными газами сверхдопустимого возможно повышение давления, приводящее к аварии, поэтому резервуары и баллоны полностью не заполняют, а оставляют некоторый объем, занимаемый парами сжиженных газов.

Устойчивая работа сепараторов возможна при обеспечении:

- равномерной подачи сырья в целом на установку и на загрузку отдельных аппаратов;

- постоянства состава сырья;

- надежного обеспечения установки теплоносителем;

-своевременной замене сетки каплеотбойника.

Постоянство подачи сырья. Сырье в сепаратор поступает из сети завода. При залповом поступлении смеси во входной патрубок сепаратора наступает пробковый режим. Пробковый режим характеризуется высокими скоростями потока при поступлении в сепаратор, значительными гидродинамическими нагрузками на внутренние элементы сепаратора, значительными перепадами давления на аппарате. Всякие изменения загрузки аппаратов необходимо проводить плавно, без рывков, ориентируясь на показания уровнемеров.

Своевременной замене сетки каплеотбойника. Несвоевременная смена сеток каплеотбойника может привести к поломке системы подготовки газа, поскольку ее фильтрующей способности может не хватить для полноценного улавливания частиц грязи и капельной жидкости.

Для обеспечения безопасного ведения технологического процесса, снижения вероятности образования взрывоопасной смеси на установке ГФУ должны быть предусмотрены следующие мероприятия:

- технологическое оборудование максимально размещено на наружной площадке;

- все аппараты и трубопроводы, где возможно возникновение давления, превышающего расчетное, оснащены предохранительными клапанами;

- электрооборудование, размещенное во взрывоопасных зонах, предусмотрено во взрывозащищенном исполнении (ГОСТ Р 51330.19-99);

- для контроля загазованности воздуха в производственных помещениях с

взрывопожароопасными и вредными веществами установлены стационарные

газосигнализаторы довзрывоопасных концентраций;

- противопожарная защита оборудования;

- для быстрого отсечения установки ГФУ от внешних газопроводов и отдельных блоков внутри установки ГФУ предусмотрена арматура с дистанционным управлением;

- трубопроводы и оборудование, в которых возможно застывание или замерзание среды, обогреты и теплоизолированы;

- все аппараты снабжены лестницами и площадками для свободного и безопасного доступа обслуживающего персонала к аппаратуре, арматуре и приборам КИП и А;

- все оборудование и трубопроводы заземлены, а установка имеет систему молниезащиты.

Оборудование установки считается электрически заземлёнными, если сопротивление утечки тока в любой точке при самых неблагоприятных условиях не превышает 1000000 Ом_*см.

Для безопасного ведения технологического процесса и безопасной организации условий труда необходимо соблюдение следующих основных требований:

- строгое соблюдение норм технологического режима, установленного технологическим регламентом, технологической картой и инструкциями;

- обеспечение максимальной герметизации оборудования и коммуникаций;

- своевременное предупреждение и устранение неполадок;

- принятие предупредительных мер против искрообразования от механических ударов, электротока и от разрядов статического электричества;

- обеспечение безопасной организации ремонта и чистки аппаратов и коммуникаций;

- проведение временных огневых работ на территории установки только с письменного разрешения по установленной форме;

- обеспечение постоянного контроля за эксплуатацией и техническим состоянием технологического оборудования, трубопроводов, средств КИП и А, электрооборудования, за исправностью предохранительных устройств, систем молниезащиты и заземляющих устройств;

- своевременный пересмотр и переутверждение технологической карты;

- содержание в исправности вентиляционных установок и контроль их работы;

- обеспечение надежной системы питания оборудования, средств КИП и А и приводной арматуры электроэнергией и сжатым воздухом;

- освобождение от продукта и отглушение от действующих коммуникаций неработающих аппаратов и трубопроводов;

- своевременное проведение технического освидетельствования технологического оборудования;

- контроль работы систем обогрева теплоспутниками трубопроводов, импульсных трасс КИП, утепленных шкафов КИП и арматуры в зимнее время;

- проведение систематического надзора и контроля за тупиковыми участками;

- отогревание замерзших участков трубопроводов только водяным паром или горячей водой снаружи трубопровода, начиная с конца замороженного участка;

- в случае повреждения участка трубопровода его необходимо отсечь от действующих аппаратов и трубопроводов, отогреть замороженный участок, подготовить к ремонту;

- запрещается вести отогрев замороженных участков при открытой задвижке (вентиле), а также открытым огнем;

- запрещается пользоваться крюками, ломами для открытия замерзших вентилей, задвижек и других запорных приспособлений;

- проведение анализа проб воздушной среды согласно утвержденному графику;

- проведение анализа проб воздушной среды до начала процесса и в процесс проведения огневых работ;

- своевременная разработка и выполнение мероприятий по предотвращению аварий и несчастных случаев, имевших место в газоперерабатывающей подотрасли и на родственных предприятиях;

- своевременное обучение обслуживающего персонала знаниям правил техники безопасности, пожарной безопасности и т. д.

- степень автоматизации производственного процесса исключает необходимость постоянного присутствия обслуживающего персонала на площадке в зоне размещения технологического оборудования.

сепарация газ опасность противоаварийный

Список литературы

1. Чуракаев А.М. Переработка нефтяных газов. Учебник для рабочих. М., Недра, 1983, 279 с.

2. Макаров Ю.И., Генкин А.Э. Технологическое оборудование химических и нефтегазоперерабатывающих заводов. Изд. 2Ѓ]е, перераб., и доп. М., «Машиностроение», 1976. 368с. с ил.

3. В. Маршалл. Основные опасности химических производств. Ѓ] М.: Мир, 1989г.

4. Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств (ПБ 09Ѓ]540Ѓ]03 ГГТН России от 05.05.2003 г., № 29).

5. Правила безопасности для газоперерабатывающих заводов и производств (ПБ 08Ѓ]622Ѓ]03, ГГТН РФ от 05.05.2003 г., № 54).

6. Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей. Изд.7Ѓ]е, пер. и доп. В трех томах. Том I. Органические вещества. Под ред. засл. деят. науки проф. Н. В. Лазарева и докт. мед. наук Э.Н. Левиной. Л., «Химия», 1976. 592 стр., 27 табл., библиография -- 1850 названий.

7. Н.Б. Варгафтик. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. 2Ѓ]е изд., ис. и доп.Ѓ]М.: Наука, 1971.Ѓ]721 с.

Размещено на Allbest.ru

...