Проект битумной установки широкого профиля мощностью 190 тысяч тонн в год с расчётом реактора

=+0,000528(90-20);

=+0,000528(270-20);

=1,0002 кг/м³;

=868,2 кг/м³;

Q_гуд=G_f/=28,4 м³/ч.

Подача насоса Н-2 для подачи битума:

Q_бит=31,4м³/ч.

Подача насоса Н-3 для подачи рециркулята:

Q_рец=125,83 м³/ч.

Насос для подачи сырья поз. Н-1

Тип НК 65/35-70

Назначение подача гудрона

Подача 35 м³/ч

Напор 70 м

Условное давление корпуса 40 кг/см²

Число оборотов насоса 2950 об/мин

Исполнение ротора 2 а

Диаметр рабочего колеса, 245 мм

Габаритные размеры, LxBxH 1810x1070x1500 мм

Тип двигателя ВАО72-2

Мощность эл.двигателя 15 кВт

Завод - изготовитель ХИММАШ

Насос для подачи рециркулята поз Н-2

Тип НК 65/35-70

Назначение подача битума

Подача 35 м³/ч

Напор 70 м

Условное давление корпуса 40 кг/см²

Число оборотов насоса 2950 об/мин

Исполнение ротора 2 а

Диаметр рабочего колеса, 245 мм

Габаритные размеры, LxBxH 1810x1070x1500 мм

Тип двигателя ВАО72-2

Мощность эл.двигателя 15 кВт

Завод - изготовитель ХИММАШ

Насос для подачи битума поз Н-3

Тип НК 200/120-70

Назначение подача рециркулята

Подача 120-130 м³/ч

Напор 70 м

Условное давление корпуса 40 кг/см²

Число оборотов насоса 2950 об/мин

Исполнение ротора 2 а

Диаметр рабочего колеса, 258 мм

Габаритные размеры, LxBxH 2170х1080х1600 мм

Тип двигателя 2В250S-2

Мощность эл.двигателя 35 кВт

Завод - изготовитель ХИММАШ

2.6.6 Расчёт теплообменника

Теплообменник поз. Т1 предназначен для охлаждения битума, поступающего из испарителя поз. И1 в ёмкость готовой продукции поз. Е1.

Тепловой баланс аппарата рассчитывается по формуле:

G_f(I_t2 - I_t1)=I_t3G_б - G_бI_{t4 ,} (2.43)

где G_б - количество битума, 23750,00кг/ч;

G_f - количество гудрона, 24739,58 кг/ч;

t₁ - температура гудрона, поступающего в теплообменник поз. Т1, 90 С;

t₃ - температура битума, поступающего в теплообменник поз. Т1, 250 С;

t₄ - температура битума, выходящего из теплообменника поз. Т1, 170 С;

I_t1 - энтальпия гудрона при температуре t₁, 200,00 кДж/кг;

I_t3 - энтальпия битума при температуре t₃, 529,25 кДж/кг;

I_t4 - энтальпия битума при температуре t₄, 337,00 кДж/кг;

I_t2=; (2.44)

I_t2= кДж/кг,

тогда температура t₂=180⁰ C.

Средний температурный напор t_ср. в теплообменнике определяем по формуле Грасгоффа для противотока теплоносителей [13]:

90⁰180⁰

170⁰250⁰

=250-180=70⁰ C;

=170-90=80⁰C;

=;

Для того чтобы по действующим нормалям выбрать теплообменный аппарат следует ориентировочно определить средний температурный напор t_ср. в теплообменнике.

Определяем необходимую поверхность теплообмена по формуле:

, (2.45)

где Q - количество тепла отдаваемое конденсатом, ккал/ч;

К - коэффициент теплопередачи, Вт/(м^{2 .} К);

t_{ср .}- средний температурный напор, С,

Q=G_бI_t3-I_t2)3,2210⁶ кДж/ч; (2.46)

F= м². (2.47)

По каталогу [15] выбираем теплообменник по поверхности теплообмена.

Кожухотрубчатый теплообменник с плавающей головкой ТП горизонтальный многоходовой поз. Т1

Поверхность теплообмена 210,1 м³

Давление 1,6 МПа

Длина труб 9000 мм

Общая длина аппарата 10655 мм

Число ходов по трубам 4

Завод - изготовитель «Бугульминский механический завод»

2.6.7 Расчет печи для нагрева гудрона

Q = G_f(J_t1 - J_t2), (2.36)

где G_f - количество нагреваемого гудрона 24739,58 кг/ч;

J_t1 - энтальпия сырья на входе в печь t = 180⁰ С, 514,97кДж/ч;

J_t2 - энтальпия сырья на выходе из печи t = 240⁰ С, 550 кДж/ч;

Q = G_f(J_t1 - J_t2) =24739.58(550 - 514,97) = 8,610⁶ кДж/ч = 2,40МВт (Дж/с)

Печь цилиндрическая с вертикально расположенным рядом труб змеевика в одной камере радиации, свободного вертикально-факельного сжигания комбинированного топлива.

Отвод газов сгорания через дымовую трубу. Все трубы получают одинаковое количество тепла, поэтому только одна труба работает с допускаемым теплонапряжением, остальные трубы не догружены.

Печь поз. П - 1

Назначение нагрев гудрона

Тип ЦС1 31/4

Радиантные трубы :

Поверхность нагрева 31 м²

Рабочая длина 4 м

Теплопроизводительность 2,41 МВт

Внутренний диаметр корпуса,D 2,1 м

Габаритные размеры

(с площадками для обслуживания):

длина L 4,4 м

ширина В 4,4 м

высота Н 21,9 м

Масса:

металла печи (без змеевика) 7,3 т

футеровки 20,7 т

2.6.8 Паро-, водо-, холодоснабжение производства

Водяной пар используют на установке для пропарки оборудования перед ремонтом. На установке используют пар давлением 3 атм. его количество зависит от количества аппаратов, находящиеся в ремонте в течение года. Данная величина строго не регламентируется. Водяной пар также используется для обогрева бытовых помещений.

Расход водяного пара на обогрев бытовых помещений рассчитывается по формуле:

G= q, (2.47)

где q= 1,7 кДж/(м³чК);

V- объем бытовых помещении, м³;

t^внутр- температура воздуха в помещении, ^оС;

t^наружн- средняя температура воздуха за отопительный сезон, ^оС;

r- скрытая теплота конденсации пара, 2609 кДж/кг [13];

G=1,754 кг/ч.

На проектируемой установке вода используется на хозяйственные и санитарно-гигиенические нужды, для противопожарной системы водоснабжения.

Снабжения установки хозяйственно-питьевой водой осуществляется по отдельному самостоятельному водопроводу с забором воды из городского питьевого водопровода из артезианских или обычных подземных источников питьевой воды, не требующие отчистки, и из производственного водопровода через дополнительные специальные сооружения по доочистке сооружения. Помимо расхода на питьевые нужды эта вода используется также на санитарно-гигиенические нужды (санузел, душевые).

Расход воды на хозяйственно-бытовые нужды определяется в соответствии со СНиП 2.04.01-85. На хозяйственные питьевые нужды и бытовые стоки расходуется 25 л/сутки на человека. Расход воды на один душ составляет 500 л/ч. На мытье полов на 1 м³ -1 л воды.

3. Обеспечение качества и аналитический контроль производства

Стандартизация - деятельность, направленная на достижение степени упорядочения в определенной области посредством установления положений для всеобщего и многократного применения в отношении реально существующих или потенциальных задач.

Под объектом стандартизации понимаются продукция, процессы и услуги, которые в равной степени относятся к любому материалу, компоненту, оборудованию, системе, их совместимости, правилу, методу или деятельности.

Стандарт - нормативный документ, содержащий правила, общие принципы, характеристики, и разработанный на основе согласия, характеризующегося отсутствием возражений по существенным вопросам у большинства заинтересованных сторон, и утвержденный признанным органом (или предприятием), который направлен на достижение оптимальной степени упорядочения в определенной области.

Характеристику материалов, сырья, требования к качеству выпускаемой продукции и т.д. устанавливают в соответствии с нормами ГОСТов, СТП, ТУ.

Государственный стандарт Российской Федерации - национальный стандарт, утвержденный Государственным комитетом РФ по стандартизации, метрологии и сертификации (Госстандарт России).

Стандарт предприятия - стандарт, утвержденный предприятием и применяемый только на данном предприятии.

Технические условия - нормативный документ на конкретную продукцию (услугу), утвержденный предприятием-разработчиком, по согласованию с предприятием-заказчиком (потребителем) [18].

Основные задачи стандартизации:

- обеспечение взаимопонимания между разработчиками, изготовителями, продавцами и потребителями (заказчиками);

- установление оптимальных требований к качеству продукции в интересах потребителя и государства, в том числе, обеспечивающих ее безопасность для здоровья и жизни людей;

- установление требований по совместимости (конструктивной, электрической, программной и др.), а так же взаимозаменяемости продукции;

- согласование и увязка показаний и характеристик продукции, сырья, материалов;

- установление метрологических норм, правил, положений, требований;

- нормативно-техническое обеспечение контроля (испытаний, анализа, измерений), сертификации и оценки качества продукции;

- установление требований к технологическим процессам, в том числе для снижения материалоемкости, энергоемкости и трудоемкости, применение малоотходных технологий;

- создание и ведение систем классификации и кодирования технико-экономической информации;

- содействие выполнению законодательства РФ методами и средствами стандартизации.

Основные функции стандартизации:

- повышение качества продукции в соответствии с развитием науки и техники, с потребностями населения и народного хозяйства;

- защита интересов потребителей и государства в вопросах качества продукции;

- соблюдения экономии людских и материальных ресурсов, улучшение экономических показателей производства;

- обеспечение конкурентоспособности продукции на мировом рынке и эффективного участия государства в международном разделении труда;

- обеспечение безопасности народнохозяйственных объектов с учетом риска возникновения природных и техногенных катастроф и других чрезвычайных ситуаций [18].

3.1 Стандартизация методов отбора проб, испытаний, анализов

Методы контроля устанавливаемые в стандартах на продукцию и в стандартах на методы контроля, должны обеспечивать объективную проверку всех обязательных требований к качеству продукции устанавливаемых в стандартах на нее. Методы контроля должны быть объективным, четко сформулированными и обеспечивать

последовательные и воспроизводительные результаты.

Для каждого метода, в зависимости от сертификации его проведение устанавливают:

- средства контроля и вспомогательные устройства;

- порядок подготовки к проведению контроля;

- правила оформления результатов;

- допустимую погрешность контроля.

Стандарт на методы контроля может устанавливать методы контроля одного показателя, нескольких групп однородной продукции, либо методы контроля комплекса показателей групп одной продукции. При этом должна быть гарантирована сопоставимость результатов контроля. В стандарте устанавливающим требованием к методам контроля одного показатель, допускает, предусматривать несколько методов контроля один из которых определяется в качестве проверочного. Если установленные методы не являются полностью взаимозаменяемыми, для каждого из них должны быть приведены данные, характеризующие их различии или назначение.

Если для нескольких методов контроля содержание отдельных требований совпадает, отсутствующие требования приводят только для первого метода, а для остальных дают ссылки на первый метод. При указании средств контроля и вспомогательных устройств, приводят перечень применяемого оборудования или основные технические характеристики оборудования, необходимые для обеспечения контроля с требуемой точностью, а также перечень материалов или данные об их свойствах. При необходимости однозначного определения конкретных марок материалов должно быть дано их условное обозначение.

При применении универсального оборудования указывают его наименование, обозначение со ссылкой на нормативный документ, по которому оно выпускается, а также его класс и диапазон. При применении оборудования или реактивов, изготовляемых специально для данного испытания и производство которых отсутствует, в тексте стандарта или в приложение дают описание, схемы, рецептуру и.т.п..

Основные вопросы, решаемые службой стандартизации применительно к проектируемой установке, заключаются в контроле за качеством исходного сырья и готовой продукции в соответствии с таблицей 3.1.

Таблица 3.1 - Аналитический контроль технологического процесса

№ п/п	Наименование стадий процесса, анализируемый продукт	Место отбора пробы (место установки средства измерения)	Контролируемые показатели	Методы контроля (методика анализа, государственный или отраслевой стандарт)	Норма	Частота контроля
1	2	3	4	5	6	7
1.	Соляр	Емкость Е-1	1. Содержание воды	Весовой ГОСТ 2477-65	не более 0.5 %	Лаборатория, по требованию или по мере заполнения емкости
2.	Битум	на входе в насос Н-2, Н-3	1. Глубина проникания иглы 2. Температура размягчения	ГОСТ 11501-78 ГОСТ 11506-73	по ГОСТ (ТУ) на продукт то же	5 раз в сутки Лаборатория то же
3	Битум нефтяной дорожный вязкий БНД 60/90	Раздаточники	1. Глубина проникания иглы, 0.1 мм при 25 С при 0 С, не менее 2. Температура размягчения по кольцу и шару 3. Растяжимость при 25 С 4. Температура хрупкости 5. Температура вспышки 6. Изменение температуры размягчения после прогрева 7. Индекс пенетрации 8. Массовая доля водорастворимых соединений	ГОСТ 11501-78 ГОСТ 11506-73 ГОСТ 11505-75 ГОСТ 11507-78 с дополнением по п.3.2 ГОСТ 22245-90 ГОСТ 4333-87 ГОСТ 11506-73 с дополнением по п.3.3 ГОСТ 22245-90 По приложению 2 к ГОСТ 22245-90 ГОСТ 11510-65	60-90 13 не ниже 51С не менее 45 см не выше минус 12 С не ниже 230С не более 5 С от минус 1.0 до плюс 1.0 не более 0.30 %	По мере приготовления и заполнения раздаточников. то же то же то же то же, по мере приготовления то же, но не реже 1 раза в месяц по мере приготовления то же то же, но не реже 1 раза в 3 месяца
7.	Сточные воды	Пром. канализация	1. Содержание нефтепродуктов	ГОСТ 38.101-85	до 800 мг/л	1 раз в месяц. Лаборатория
8.	Воздушная среда в помещении операторной	Операторная	1. Содержание углеводородов	Хроматографический	до 300 мг/м3	1 раз в месяц. Сан. лаборатория
9.	Воздушная среда на наружной установке	Наружная установка	1. Содержание углеводородов 2. Содержание SO2 3. Содержание H2S	Хроматографический Поглотительный Поглотительный	до 300 мг/м3 до 10 мг/м3 до 3 мг/м3 (в смеси с углеводородами)	1 раз в неделю. Сан. лаборатория
10	Дымовые газы	Печь ПДГ	1. Содержание углеводородов 2. Содержание - CO - SO2 - NO2 3. Содержание H2S	Хроматографический Электрохимический Калориметрический	23.394 мг/м3 9067.906 мг/м3 51.000 мг/м3 51.000 мг/м3 отсутствие	4 раза в квартал. Сан. лаборатория
11	Газы окисления	Каплеотбойник КО-1	1. Содержание свободного кислорода	Термомагнитный (прибор ГТМК 12М)	не выше 4% объемн.	Непрерывно поточным анализатором

4. Строительный раздел

Перечень технологических блоков и зданий, входящих в состав установки

В состав установки по производству дорожных битумов входят следующие блоки:

- реакторный блок;

- блок испарения;

- блок конденсации и охлаждения;

- блок разделения газообразной и жидкой фаз;

- насосный блок;

- блок подачи сжатого воздуха;

- блок обезвреживания газов окисления;

- блок сбора и раздачи готовой продукций;

- блок промывки соляром технологического оборудования.

Здания:

- операторная:

- компрессорная;

- мастерская;

- склад.

4.1 Описание технологической этажерки

Реактор установки оборудован лестничной этажеркой с промежуточными площадками, которые необходимы для наружного осмотра и проведение ремонтных работ.

Лестничные марши должны соответствовать следующими размерами:

- ширина 1 м;

- ширина ступеньки 0,25 м;

- высота между ступеньками 0,15;

- угол наклона 45⁰,

а также лестничные марши должны быть оборудованы:

- перилами высотой 1 м;

- поперечной средней планкой.

4.2 Описание технологических зданий установки

Насосное отделение. Кроме насосов различных типов и марок здесь часто устанавливаются напорные емкости с очень вязкими жидкостями, для которых нежелательно удлинение всасывающих линий, а также оборудование для централизованной смазки поршневого насоса.

При определении свободной площадки вокруг каждого насосного агрегата нужно руководствоваться теми же данными, которые были приняты для проектирования компрессорного зала. Расстояния от длинных сторон фундаментальных плит до стен должны быть не менее 1,5 - 2 м. Необходимо предусмотреть центральный проход шириной не менее 1,5 м и монтажные площадки через каждый 50-60м. Самый крупный из установленных в насосный агрегат, должен разместится на монтажной площадки, причем около него должен оставаться свободный проход шириной 1 м.

Во всех случаях расстояние между неподвижными выступающими частями оборудования не менее 0,8 м. Полученная площадь насосного отделения необходимо увеличить на 15%-20% для размещение приборов контроля и автоматики, распределительных, водяных и продуктовых коллекторов и конденсатоотводчиков.

Высота насосного определяется в зависимости от размеров оборудовании, норм освещенности, типов подъемно-транспортных механизмов, размеров вентиляционных систем.

Компрессорное отделение. В нем различаются компрессоры различных типов, межступенчатая аппаратура, а кроме того, возможно размещение аппаратов, обслуживающих компрессоры. Такими аппаратами являются сборники для хранения свежего смазочного масла, аппараты выкачивания углеводородов из отработанного смазочного масла, насосы для перекачивания выпаренного масла в цех регенерации.

Учитывая сложность оборудования компрессорного отделения и необходимости постоянного технического надзора, к определению габаритных размеров данного помещения следует подходить с особой тщательностью. Компрессорные агрегаты должны бать расположены так, чтобы обеспечивалась полная безопасность ее удобства обслуживания, ремонта, возможность монтажа. Для соблюдения этих условий необходим свободный доступ к каждому агрегату со всех сторон. Размеры площадки возле каждого агрегата должны позволить доступ к соседнему оборудованию. Следует пользоваться габаритными и установочными чертежами, которые являются составными частями технической характеристики компрессора. Проход между агрегатами не менее 1,5 м. Перед фронтом компрессоров должен быть оставлен проход, позволяющий с помощью мостового крана перемещать самую крупную деталь от монтажной площадки до места ее установления. При наличии ручного крана монтажные площадки предусматриваются через каждые 60 м, а при наличии крана с электроприводом через каждые 100 м.

Размер монтажной площадки должен обеспечивать размещение на ней самой крупной детали компрессора или аппарата, при этом около нее ширина прохода 0,8-1 м. В конце компрессорного отделения должно быть место для установки сборников со свежими и отработанными смазочными маслом и насосов к ним, учитывая, что расстояние между аппаратами не менее 0,8 м.

Операторная. В современном цехе нефтехимического производства управление почти всеми процессами производства с пульта управления, находящиеся в операторной.

В ней размещаются щиты приборов контроля и автоматике, а также дистанционного управления. Вентиляция операторной относится к числу важных мероприятий, обеспечивающие нормальную условия труда рабочих. Правильная спроектированная вентиляция должна обеспечивать требуемые санитарно-гигиеническое нормы чистота воздуха, влажность, его температуру и скорость движения. Приточные вентиляционные системы обычно состоят из воздухозаборных устройств, устанавливаемых снаружи здания в тех местах, где воздух наименее загрязнен; устройств предназначенных для придания воздуху необходимых качеств (фильтры, калориферы, воздуховодов, воздухораспределителей, патрубков), обеспечивающих подачу воздуха в нужное место с заданной скоростью и в требуемом количестве.

4.3 Административно-бытовые сооружения

Основным требованием, способствующим снижению пожарной опасности объекта, является разделение производственных операций с различной пожарной опасностью вертикальными и горизонтальными ограждениями (стены и перекрытия). Такое разделение с использованием глухих конструкций ограничивает распространение горючих паров, газов и пыли, что уменьшает возможность возникновения пожара в объеме всей установки [20].

Одним из важных принципов производства нефтеперерабатывающей промышленности является вынос оборудования на открытые площадки, сохраняя помещения только для размещения приборов контроля и управления технологическим процессом и для нахождения в нем персонала, обслуживающего проектируемую установку - операторную. Колонны и другое громоздкое технологическое оборудование предварительно комплектуется узлами обвязочных трубопроводов с арматурой, на них наносится теплоизоляция и оснащаются лестницами и обслуживающими площадками.

Вынос основного технологического оборудования и аппаратуры на открытые площадки и продуваемые этажерки создает условия для снижения вероятности образования вредных и взрывоопасных концентраций. Если все же произошел пожар, то его ликвидация облегчается, потому что действиям пожарных команд не мешают строительные конструкции и облегчается доступ к очагу пожара. При взрыве исключается опасность обрушения строительных конструкций.

Однако вынос оборудования на открытые площадки предъявляет к аппаратам дополнительные требования. Зимой при низких температурах должны предусматриваться меры против потери тепла и защиты от замерзания аппаратуры, трубопроводов, первичных контрольно-измерительных приборов.

В состав битумной установки входит помещение управления, совмещенное с административно-бытовым корпусом.

Здание имеет размеры в плане 18 х 12 м, выполненном из кирпича. Имеется 2 эвакуационных выхода. Высота потолков в помещениях 3 м, внутренние перегородки гипсокартонные. Плиты перекрытия длиной 12 м, шириной 2,0 м, пустотелые, толщиной 220 мм. Кровля односкатная шиферная.

Здание содержит следующие помещения:

- операторная - 25 м²;

- кабинет начальника - 20 м²;

- гардеробная, в которой расположены 24 шкафчика для хранения одежды производственного персонала установки - 30 м²;

- санузел - 7,5 м²;

- душевая - 7,5 м²;

- электрощитовая - 15 м²;

- курилка - 20 м²;

- ПВК - 15 м²;

- коридор - 28 м².

Габариты технологической установки в плане 50,20 х 36,00 м. Площадь, занимаемая установкой составляет 2996 м².

Все технологическое оборудование размещено вне зданий, то есть на открытых площадках, на самостоятельных фундаментах. Площадку, на которую установлено оборудование, асфальтируют или бетонируют с устройством небольших уклонов для стока дождевых и талых вод.

Для обслуживания змеевиковой колонны, печи и сепаратора предусмотрены площадки обслуживания. Площадки соединены рядом стоящими маршевыми лестницами. Площадки металлические из профильного листа стали Ст 45. Ширина площадок - 1м, ширина лестницы - 1 м, угол наклона маршевых лестниц - 600 [22].

5. Организационно - экономический раздел

5.1 Расчет численности промышленно-производственного персонала (ППП)

Численность работников на предприятии планируют по соответствующим группам и категориям. По признаку участия в производственной деятельности всех работников делят на две группы: промышленно-производственный персонал (ППП) и непромышленный персонал.

К непромышленному персоналу относятся работники, занятые в социально-культурных и бытовых учреждениях, иными словами, персонал непромышленных организаций, но состоящих на балансе предприятия.

Промышленно-производственный персонал включает работников, связанных с основной деятельностью предприятия, т.е. работников основных и вспомогательных цехов, управления, лабораторий. По характеру выполняемых функций промышленно-производственный персонал подразделяется на следующие категории: рабочие, руководители, специалисты.

В составе категории «рабочие» выделяют основных и производственных рабочих, т.е. работников, воздействующих орудиями труда на предметы труда и вспомогательных рабочих, выполняющих функции обслуживания и обеспечения нормального хода производственного процесса, например, ремонтные, транспортные работники.

В основу разграничения категорий "руководители", "специалисты" положен должностной признак - их должностные обязанности, которые в свою очередь обуславливают наименование должности.

Главная задача планирования потребности в кадрах, их подготовки и повышения квалификации заключается в определении численности, состава и структуры работающих с целью увеличения производительности труда, снижения затрат рабочего времени на производство продукции [21].

В таблице 5.1 представлен расчет численности промышленно-производственного персонала.

Таблица 5.1 - Расчет численности промышленно-производственного персонала

Профессия	Код проф.	Категория персонала/ разряд	Условия труда	Число смен	Количество человек
					в смену	всего
1	2	3	4	5	6	7
1. Управление установкой Начальник технологической установки Механик технологической установки	25076 24110	Рук. Спец.	вредные вредные	1 1	1 1	1 1
Итого 1:					2	2
2. Объекты основного производственного назначения Оператор технологической установки Сливщик-разливщик Слесарь по ремонту технологической установки	16081 16081 18598 18547	Раб./5 Раб./4 Раб./4 Раб./4	вредные вредные вредные вредные	2 2 2 2	2 4 1 1	4 8 2 2
Итого 2:					8	16
Подмена: Оператор технологической установки	16081	Раб./4	вредные			2
Итого 2 с подменой:						18
Итого 1 + 2:						20
Рабочие Руководители Специалисты						18 1 1

6. Безопасность жизнедеятельности

6.1 Охрана труда и техники безопасности

6.1.1 Опасные и вредные производственные факторы, действующие на проектируемой установке

Условия труда на установке определяются физическим, химическим, биологическим и психофизиологическим факторами.

К физическим факторам относятся повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны, повышенная и пониженная температура воздуха рабочей зоны, повышенный уровень шума на рабочем месте, повышенный уровень вибрации, повышенная и пониженная влажность воздуха, повышенная и пониженная подвижность воздуха, недостаточная освещенность рабочей зоны, повышенная электроопасность. На проектируемом производстве источником шума, вибрации постоянных рабочих мест являются насосные, трансформаторные подстанции, компрессоры.

К химическим факторам (по характеру воздействия на организм человека) относят токсичные и раздражающие вещества. На битумной установке применяются вещества, которые отнесены к вредным, т.е. вещества, которые при контакте с организмом человека в случае нарушения требований безопасности могут вызвать производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами, как в процессе работ, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколения.

Яды в виде газов, паров, тумана, аэрозолей, пыли поступают в организм человека в основном через органы дыхания (95-98 % от всех отравлений).

Через желудочно-кишечный тракт яды чаще всего попадают с загрязненных рук при еде и курении, возможно заглатывание ядовитых веществ из воздуха или они задерживаются на слизистых оболочках носоглотки в полости рта.

Токсичность веществ и их действие на организм человека определяется большим числом факторов, из которых основными являются физико-химические свойства вещества, комбинированное их действие, внешние условия, концентрации и время воздействия.

Физиологические воздействия на организм человека проявляются в виде острых или хронических отравлений за счет токсичности паров применяемых веществ, либо в виде травм слизистых оболочек и кожных покровов при попадании на незащищенные участки тела.

Острые и хронические отравления могут возникнуть вследствие воздействия сернистых соединений, в частности сероводорода. Возможно мгновенное отравление смесью УВ, летучих соединений сернистой нефти и сероводорода.

ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны приведены в таблице 6.1.

Таблица 6.1 - Предельно-допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны

Вещество	ПДК, мг/мі	Класс опасности
Оксид углерода	20	4
Предельные углеводороды С2-С4	300	4
Сероводород	10	2
Оксиды азота	5	2
Сера (пары)	6	4
Бензин	100	4
Керосин	300	4
Дизельное топливо	300	4
Нефть	10	3

Основными газоопасными зонами являются места, где возможно выделение вредных паров и газов нефтепродуктов, способных вызвать отравление обслуживающего персонала. К ним относятся: площадки реакторов, испарителей, емкостей, печи дожига газов, насосов; где возможны пропуски через запорно-регулирующую арматуру, фланцевые соединения, уплотнения вращающихся деталей, колодцы, люки.

Биологические факторы на установке отсутствуют.

К психофизиологическим факторам относят степень утомляемости (физической и нервной) человека на рабочем месте, психологические стрессы, нездоровая обстановка в коллективе.

6.1.2 Средства коллективной защиты работников от воздействия опасных и вредных факторов

Средства коллективной защиты на установке разработаны в соответствии с ГОСТ 12.4.011-75.

Средства защиты от шума и вибрации: уровень шума на рабочих местах не превышает предельно допустимый. Поэтому специальных мероприятий по снижению уровня звукового давления не предусматривается.

Для уменьшения влияния вибрации, возбуждаемой работой оборудования, предусмотрена виброизоляция фундаментов от конструкций здания и установка оборудования (электродвигателей, вентиляторов, насосов, трансформаторов и т.д.) с применением виброизолирующих устройств, вибро- и звукоизоляционных материалов. Специальных мероприятий по борьбе с вибрацией не предусмотрено. Для ограничения шума вентиляторы установлены на виброзащитном основании и соединены с воздуховодами при помощи гибких амортизаторов.

Средства защиты от поражения электрическим током, защита от статического электричества: предусмотрено защитное заземление электрооборудования. Для предупреждения возникновения опасных потенциалов статического электричества все аппараты и трубопроводы имеют защиты. Защита предусматривается в соответствии с «Правилами защиты от статического электричества». В качестве заземлителей предусматривается использование железобетонных фундаментов и свай производственных зданий и сооружений. Для защиты обслуживающего персонала предусматривается в соответствии с требованиями ПУЭ-86 заземление и зануление всех металлических частей, нормально не находящихся под напряжением. Зануление электрооборудования предусмотрено нулевой жилой кабелей или нулевым проводом питающей сети. Все устройства защиты присоединяются к специальному контуру заземления.

Средства защиты от механических воздействий: все движущиеся части насосов заключены в защитные кожухи.

Средства нормализации воздушной среды производственных помещений и рабочих мест: операторная установки оборудована прямоточной вентиляцией, обеспечивающей воздушную среду, соответствующую требованиям санитарных норм. Вентиляция проектируется на поддержание допустимых параметров воздуха в рабочей зоне производственных помещений и в бытовых помещениях, на предотвращение загазованности производственных помещений при локальных и аварийных выбросах, для защиты подпором воздуха производственных, бытовых и электропомещений, расположенных в зоне возможной загазованности.

Концентрация газов в наружном воздухе не превышает 0,3 ПДК воздуха рабочей зоны. Включение аварийной вентиляции проектируется автоматическое при повышении концентрации вредных веществ.

Молниезащита предусматривается в соответствии с РД 34.21.122-87 «Инструкцией по устройству молниезащиты зданий и сооружений» с помощью стержневых молниеприемников, молниеприемных сеток, а также заземлением корпусов технологических аппаратов.

Технологические процессы организованы так, чтобы исключить возможность взрыва при регламентированных значениях параметров.

Аппаратура и оборудование защищаются от превышения давления установкой предохранительных клапанов.

В операторной размещаются щиты и пульты с приборами контроля параметров, характеризующих безопасную работу оборудования. Отклонение технологических параметров от норм сигнализируются, а наиболее ответственные блокируются, что обеспечивает и ускоряет ориентацию обслуживающего персонала как при нормальном состоянии технологического режима, так и при возникновении аварийных ситуаций.

Для локализации последствий разгерметизации оборудования и прекращения подачи продуктов в аварийный аппарат на трубопроводах установлена быстродействующая отсекающая арматура, что позволяет прекратить подачу продукта в аварийный блок.

6.1.3 Индивидуальные средства защиты работающих

Использование и получение на установке жидких и газообразных углеводородов, отрицательно влияющих на организм человека, вызывает необходимость применения защитных средств.

Для предохранения глаз от механического повреждения, термических и химических ожогов служат защитные очки. Для защиты кожи и тела от механических повреждений, термических и химических ожогов, от вредного воздействия нефтепродуктов рабочие установки снабжены по установленным нормам спецодеждой, спецобувью, перчатками, касками, медицинской аптечкой. Работать без специальной одежды запрещается. Хранится спецодежда, спецобувь, каски в шкафах бытового помещения.

Для защиты органов дыхания от вредного воздействия углеводородных газов каждый рабочий снабжается фильтрующим противогазом марки БКФ,А плюс запас противогазов в 20 % от общего количества. Кроме того, установка комплектуется:

- шланговым противогазом с комплектом масок, спасательным поясом и веревкой для работы при высокой концентрации газа в воздухе или при работе внутри аппаратов, в колодцах, приемниках;

- медицинской аптечкой с необходимым набором медикаментов для оказания пострадавшему первой помощи.

При работе с веществами, вызывающими раздражение рук, следует пользоваться защитными перчатки, профилактическими пастами и мазями, а так же дезинфицирующими средствами.

6.2 Производственная санитария и гигиена

В целях охраны здоровья рабочие, служащие и инженерно - технические работники должны соблюдать правила производственной санитарии, личную гигиену и проходить в установленные сроки медицинские осмотры и рентгеновские обследования. Работники предприятия обязаны не допускать загазованности и запыленности на рабочих местах, следить за бесперебойной работой приточно-вытяжной вентиляции, герметичностью аппаратуры и тары, случайно разлитые продукты и сырье надо немедленно убрать.

Спецодежду необходимо содержать в чистоте и исправности, своевременно сдавать в стирку и ремонт. Хранить спецодежду на рабочем месте запрещается.

После окончания работы необходимо принять душ и переодеться. Употребление растворителей для мытья рук запрещается. Перед приемом пищи обязательно мыть руки теплой водой с мылом. Категорически запрещается употребление в пищу каких-либо веществ, применяемых для технических целей. Выдающееся молоко используется, как нейтрализующие средство.

В соответствии со СНиП 2.09.04-87 [22], процессы, протекающие при избытках явного тепла или неблагоприятных метеорологических условиях, по санитарной характеристике относятся к группе 2а.

Проектом предусмотрено размещение бытовых помещений в здании операторной. Бытовые помещения проектируют в соответствии со СНиП 2.09.04-87 «Административные и бытовые здания» [22].

В состав санитарно-бытовых помещений входят гардеробная, душевая, умывальная, уборная, курительная.

При хранении одежды в шкафах количество шкафов в гардеробной должно быть равно количеству работающих во всех сменах. Принимаем 24 шкафа для раздельного хранения домашней и рабочей одежды. Вдоль шкафов устанавливаются скамьи шириной 300 мм. Минимальные проходы между двумя рядами шкафов 2 м, между шкафами и стеной 1 м.

Душевую размещают в помещении, смежном с гардеробной. Душевая оборудуется открытыми душевыми кабинами. Размер кабины 900 х 900 мм. Количество людей на одну душевую сетку для производственного процесса с санитарной группой 2а - 4 человека. Принимаем 2 душевые сетки. Душевая работает от 1 до 1,5 ч. после смены.

Умывальники размещают в отдельном помещении, смежном с гардеробной. Количество работников на один кран для данного производства - 20 человек. Принимаем 1 умывальник. Размер умывальника 600 х 600 мм.

Уборная должна быть расположена не далее 75 м от рабочего места. Размеры кабины 1200 х 800 мм. Ширина прохода между кабинами и стеной 1300 мм. Принимаем 2 унитаза.

Курительная комната: расстояние от рабочих мест до курительной комнаты не должно превышать 75 м. Площадь курительной комнаты принимают не менее 9 мІ. Этот размер определяется из расчета на одного работающего в наиболее многочисленной смене 0,03 мІ для мужчин и 0,01 мІ для женщин.

Помещения с постоянным пребыванием работников обеспечена естественным освещением. Электроосвещение предусматривается в соответствии с требованиями СНиП-23-05-95 «Естественное и искусственное освещение». Помещения с постоянными рабочими местами обеспечиваются естественным освещением, остальные помещения имеют искусственное или смешанное освещение. Аварийное освещение предусматривается в помещениях с взрывоопасными зонами и в производственных помещениях, требующих обслуживания при аварийных режимах. Управление наружным и охранным электроосвещением предусматривается из помещений управления.

Работники предприятия обязаны не допускать загазованности и запыленности на рабочих местах, следить за бесперебойной работой приточно - вытяжной вентиляции, герметичностью аппаратуры и тары, случайно разлитые продукты и сырье надо немедленно убрать.

После окончания работы необходимо принять душ и переодеться. Употребление растворителей для мытья рук запрещается. Перед приемом пищи обязательно мыть руки теплой водой с мылом. Категорически запрещается употребление в пищу каких-либо веществ, применяемых для технических целей. Выдающееся молоко используется, как нейтрализующие средство.

6.3 Пожарная безопасность

Процесс получения нефтяных битумов относится:

- к взрывоопасным, т.к. по условиям процесса могут образовываться взрывоопасные смеси горючих газов или паров с воздухом;

- к пожароопасным, т.к. на установке применяются и образуются горючие вещества - гудрон, битум, соляр;

Особенностями технологического процесса битумной установки являются:

- наличие нефтепродуктов, нагретых выше температуры вспышки, находящихся в контакте с воздухом, подаваемым по условиям технологии в аппарат;

- способность нефтепродуктов накапливать заряды статического электричества при определенных условиях;

- наличием открытого огня (печь дожига газов окисления, печь нагрева сырья);

Нарушение технологического режима, вытекание горячего продукта через уплотнения насосов, попадание воды в нагретый нефтепродукт, появление искр во время ремонтно-очистных работ, недостаточная подготовка аппаратов к работам внутри них может привести к пожарам, взрывам и отравлениям работников.

К основным опасностям производства относятся не профессиональные действия обслуживающего персонала. Это незнание обязательных инструкций и нормативно-технических документов, нарушение норм технологического режима, плохая организацией рабочего места, несогласованность действий работающих, ослабление внимания при обслуживании технологической установки, возможность ошибок в действиях персонала, нарушение правил и норм техники безопасности, пожарной безопасности, санитарных норм и инструкций по безопасной эксплуатации как установки в целом, так и ее отдельных блоков.

В таблице 6.2 приведены основные параметры, определяющие взрывоопасность веществ, присутствующих на проектируемой установке.

Таблица 6.2 - Основные параметры, определяющие взрывоопасность веществ:

Вещество	Плотность паров, газов по воздуху, кг/м3	Температура, оС	Пределы воспламенения, % (об.)
		вспышки	самовоспламенения	нижний	верхний
Метан (СН4)	0,554	-	537	4,90	15,4
Этан (С2Н8)	1,049	-	472	2,19	15,0
Пропан (С3Н8)	1,562	-	466	2,10	9,5
Бутан (С4Н10)	2,066	-	405	1,80	9,1
Пентан (С5Н12)	2,50	минус 40	280	1,40	7,8
Гексан (С6Н14)	3,00	минус 20	234	1,20	7,5
Гептан (С7Н16)	3,50	минус 0,4	202	1,10	6,7

Таблица 6.3 - Классификация взрывопожароопасных объектов и технологических установок:

Наименование объекта	Категория
Наружная площадка битумной установки (СНиП 2.09.04-87)	В - 1г
Помещения операторной (НПБ 105-95 [16])	В

Взрыв происходит при обязательном выполнении трех условий: наличие горючего вещества в определенном количестве (в пределах взрываемости), наличие достаточного количества окислителя и наличие источника воспламенения. В производстве окисленных битумов все эти условия могут выполнятся.

При барбатировании воздуха через окисленный нефтепродукт газовая фаза насыщается горючими парами. Содержание паров непосредственно на выходе газовой фазы из зоны реакции обычно превышает верхний предел их взрываемости.

При снижении температуры газов, вызываемой снижением температуры окисления или охлаждением их для конденсации и отделения отгона, концентрация горючего становится ниже верхнего предела взрываемости, и тогда система будет взрывоопасной. При дальнейшем охлаждении равновесная концентрация горючего может быть ниже нижнего предела взрываемости. Но это еще не гарантирует взрывобезопасности. При быстрой конденсации насыщенного пара возможно образование устойчивого тумана и содержание горючего в гетерогенной туманно-газовой смеси будет выше, чем в равновесной парогазовой.

Туман или аэровзвесь при продувке нефтепродукта воздухом может образовываться не только вследствие охлаждения, но и в результате выноса капель плохо испаряющейся жидкости. Известно, что с увеличением диаметра частиц аэровзвеси нижний предел воспламенения сдвигается в сторону уменьшения, поэтому пожарная опасность объектов с менее летучими горючими веществами не обязательно ниже опасности объектов с более летучими веществами: число пожаров и взрывов, связанных с применением тяжелых нефтепродуктов выше, чем в случае бензинов.

Коэффициент безопасности равен 2 при степени надежности невоспламеняемости смеси, равной 0,999. При окислении сырья воздухом содержание кислорода в газовой фазе в зоне ввода воздуха составляет 21 % (об.). Особенности режима в реакторах исключают образование очага горения непосредственно в зоне реакции, однако для исключения горения и на последующих стадиях - после выхода отработанной газовой смеси из слоя жидкости - необходимо соблюдать в реакторе условия (температуру, перемешивание), обеспечивающие достаточное расходование кислорода воздуха, или разбавлять отработанные газы инертным газом до взрывобезопасного содержания кислорода в газах окисления принятого для производства окисленных битумов. В соответствии с требованием техники безопасности содержание кислорода в отработанных газах окисления не должно превышать 4 % (об.) для всех битумов, кроме высокоплавких. Таким образом взрывобезопасность производства окисленных битумов гарантируется обеспечением содержания кислорода в газовой фазе на уровне 4-5 % (об.) [26].

Проектом предусмотрены следующие мероприятия для помещений категории В: предусмотрены сигнализаторы довзрывных концентраций; освещение и система постоянно действующей вентиляции выполнены во взрывобезопасном исполнении; все вспомогательные помещения размещаются в пристройках; взрывоопасные и пожароопасные помещения разделяются глухими противопожарными преградами; все вспомогательные помещения размещаются в пристройках, отделенных от взрывоопасных помещений противопожарными стенами из керамзитобетонных самонесущих панелей с разделкой швов, обеспечивающих требуемые пределы огнестойкости и газонепроницаемости.

В целях предотвращения и профилактики аварий со взрывами и пожарами на площадке битумной установки, а также осуществление контроля за обеспечением взрывопожароопасности, предусматривается пожарное депо на 4 выезда с комплексом сооружений, обеспечивающим автономное существование этой службы. Пожарное депо располагается рядом с газоспасательной службой, обеспечивая возможность прямого выезда на основную дорогу.

Защита производства выполняется стационарными установками на базе огнетушителей ОПА-100 с термомеханическим пуском. Установки имеют 100 % резерв огнетушителей, включение резерва обеспечивается при необходимости персоналом.

В помещениях насосных в дополнение к автоматической системе тушения, установлены передвижные огнетушители ОП-100.

Защита технологических печей от взрыва обеспечивается подачей пара в топку печи и включением паровой завесы по периметру печи.

Установка оборудуется системами автоматической пожарной сигнализации с выходом сигналов в соответствующие помещения управления и пожарное депо. Датчики сигнализации реагируют на пламя, дым или тепло. По периметру наружных площадок в местах наиболее возможного пребывания обслуживающего персонала устанавливаются кнопки ручных пожарных извещателей.

На наружных площадках, где возможно выделение горючих газов и паров, устанавливаются по периметру датчики довзрывоопасной концентрации. Датчики, установленные вокруг печи, дополнительно выдают сигнал для автоматического отсекания топливного газа при концентрации горючих веществ 50 %, срабатывает включение паровой завесы и подачи пара в печь [27].

7. Охрана окружающей среды

Очистка отходящих газов и сточных вод является вынужденным мероприятием, обусловленным несовершенством применяемых на производстве технологической схемы.

Существенно сократить объем таких отходов, снизить их воздействия на окружающую среду можно путем организации малоотходных производств.

Создание малоотходных технологических производств, дающих минимальные выбросы, при которых самоочищающая способность природы в достаточной степени препятствует возникновению необратимых экологических изменений, является одной из актуальнейших проблем химической технологии. Это проблема имеет большое социально-экономическое значение, как для повышения экономического уровня, так и для обеспечения связанного с этим оптимального экологического взаимодействия производства с окружающей средой [24].

7.1 Экологическое обоснование технологической схемы

Закон о чистом воздухе требует, чтобы выбросы токсичных примесей в воздухе от стационарных источников НПЗ были минимальными и соответствовали тому, что может быть обеспечено существующими технологическими методами. Поэтому возникает необходимость разработки новых перспективных технологий и использования сырья более высокого качества, что снизит затраты на производство экологически чистых нефтепродуктов.

На проектируемом производстве предусматриваются мероприятия, осуществление которых может сделать получение окисленных битумов малоотходным. К таким мероприятиям прежде всего следует отнести:

- оснащение установки аппаратами воздушного охлаждения;

- тщательное наблюдение за плотностью всех фланцевых соединений, своевременной набивки сальников насосов, герметичностью аппаратуры;

- оборудование мембранами предохранительных клапанов, установленных в технологических агрегатах;

- сбор нефтепродуктов при опорожнении аппаратуры технологических установок в специальные емкости;

- систематический контроль за качеством сточных вод выходящих с

технологической установки с определением в них органических частей;

- организацию полного учета сырья и получаемой продукции с тем, чтобы ежесуточно определялись производственные потери, выделялись источники потерь и проводилась работа по их уменьшению.

7.2 Охрана атмосферного воздуха от загрязнений

Отходами проектируемого производства являются дымовые газы от сжигания малосернистого природного топливного газа в топке печи нагрева сырья.

Состав дымовых газов: диоксид углерода - 7 до 9 % (об); вода - 12 до 16 % (об); кислород -2 до 4% (об); азот -71 до 73 % (об). Оксид углерода, оксиды азота являются сильными ядами.

Пыль и сажа помимо раздражающего действия на слизистые оболочки и кожные покровы снижают прозрачность атмосферы, в том числе для ультрафиолетовой радиации, обладающей бактерицидными свойствами, а также препятствуют самоочищению атмосферы.

Установлены нормы предельно допустимых концентраций (ПДК) различных веществ в атмосферном воздухе населенных мест. Воздействие веществ в концентрациях, не превышающих максимально разовую ПДК до 20 минут, не среднесуточною ПДК, обеспечивает нормальное функционирование человеческого организма. Ниже в таблице 7.1 приведена ПДК некоторых веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов (мг/м3).

Таблица 7.1 - ПДК веществ в атмосферном воздухе

Наименование	ПДК максимально разовая	ПДК среднесуточная
Диоксид азота	0,085	0,085
Пыль нетоксичная	0,5	0,1
Сажа	0,15	0,05

Самыми крупными является выбросы углеводородов в атмосферу. Борьба с такими выбросами затрудняется тем, что они исходя от громадного числа источников, рассредоточенных на большой территории. Поэтому применения каких либо очистных сооружений исключается, и задача сокращения выбросов должна решаться мерами технологического порядка.

В последние годы с целью предотвращения загрязнения атмосферы после отделения углеводородов и воды газы сжигаются в специальных печах. Сжигание газообразных продуктов окисления при температуре 700-750^оС и времени пребывания не менее 0,3 с обеспечивает полное сгорание органических примесей.

Снижение выброса вредных веществ в атмосферу возможно при лучшей герметизации технологического оборудования, увеличении единичной мощности аппаратов, конструировании более эффективных типов массообменных устройств. На проектируемой установке предусмотрены эти условия, позволяющие уменьшить до минимума объема образующихся газообразных, парообразных и пылевидных продуктов.

В целях предупреждения от загрязнения воздуха и почвы предусмотрены следующие мероприятия:

- прокладка трубопроводов - подземная;

- использование труб из материалов, соответствующих климатическим условиям района строительства;

- монтажное испытание трубопроводов.

Дополнительным и часто значительным источником загрязнения воздушного бассейна могут быть пары, выделяющиеся при наливе горючего битума в железнодорожные бункеры и автобитумовозы или розливе его в бумажные мешки и бочки.

...