Методические указания по оценке безопасности

Методические указания по оценке безопасности

Технологического процесса

В результате перегрева ЛВЖ в технологической среде

       Количество паров ЛВЖ, образующихся в результате перегрева ЖФ может быть найдено из выражения

G₃ = D_лвж · С_р DН_сг · DТ /DН_исп,Т,           кг                   

где С_р - удельная теплоемкость ЛВЖ, находится в справочной литературе или приводится в индивидуальном задании, кДж /(кг · К),

D_лвж - масса ЛВЖ в жидкой фазе, кг

       DТ - разность между температурой ЖФ и температурой кипения ЛВЖ, К,

       DН_исп,Т - удельная теплота испарения ЛВЖ при температуре ЖФ, находится по формуле

DН_исп,Т = DН_{исп, кип} [(Т_кр - Т)/(Т_кр - Т_кип)]^0,38, кДж/кг          

где DН_{исп, кип} - удельная теплота испарения ЛВЖ при температуре кипения, находится в справочной литературе или приводится в индивидуальном задании, кДж/кг,

        Т_кр и Т_кип - критическая температура и температура кипения ЛВЖ, К, находится в справочной литературе или приводится в индивидуальном задании.

 Расчет G₄ - массы горючих паров, образующихся за счет тепла

Экзотермических реакций, при аварийной разгерметизации

       Последовательность расчета массы G₄ включает:

       определение количества тионилхлорида, прореагировавшего с водой, присутствующей в исходном сырье или в помещении. Масса тионилхлорида находится по уравнению побочной химической реакции взаимодействия его с водой (масса воды приводится в индивидуальном задании):

       определение энергии экзотермической реакции, равной произведению массы тионилхлорида, прореагировавшей с водой, на тепловой эффект реакции

E_экз = G_тх * DН_экз,             кДж               

где G_тх - масса тионилхлорида, вступившего в реакцию взаимодействия с водой, кг,

 DН_экз - тепловой эффект химической реакции, приводится в индивидуальном задании, кДж/кг.

       Если в технологической среде присутствует ЛВЖ (например, бутилацетат), то энергия химической реакции расходуется на испарение ЛВЖ в количестве, равном

                              G₄ = E_экз / DН_исп,Т,             кг                   

где DН_исп,Т – рассчитывается по формуле, приведенной выше.

Расчет G₅ - массы горючих паров, образующихся за счет

Определение категории взрывоопасности технологического блока

       Расчет энергетического потенциала производят по формуле

E = (S G_i) DH_сг,             кДж

Для оценки реальной опасности аварийной разгерметизации технологического блока вводят относительные величины: условную массу и относительный потенциал взрывоопасности. Условная масса характеризует запас горючих веществ в аварийном блоке и рассчитывается по формуле

m = E/46000,         кг                   

где - 46000 кДж/кг - единая удельная энергия сгорания углеводородов.

Относительный потенциал показывает запас энергии в технологическом блоке и определяется формулой

Q_в = E^1/3/16,534                                           

       В зависимости от величин m и Q_в устанавливают категорию взрывоопасности технологических аппаратов (блоков) в соответствии табл. 3

Категории взрывоопасности технологических блоков

Категория блока	Qв	m, кг
Ι ΙΙ ΙΙΙ	более 37 более 27 менее 27	более 5000 более 2000 менее 2000

 

       Результаты расчетов сводят в таблицу

Технологический блок (аппарат)	Расчетная масса G1 - G6, кг	Общий энергетический потенциал, Е, кДж	Условная масса, m, кг	Относительный потенциал, Qв	Категория блока

Если в аппарате присутствуют вещества с остронаправленным механизмом действия, то категорию взрывоопасности повышают на одну ступень, т.е., например, технологический блок ΙΙΙ категории переводят во ΙΙ категорию.

II Определение класса статической искроопасности стадии. Разработка мероприятий по защите от статического электричества

        По описанию технологического процесса (в индивидуальном задании) выявить операции, при которых возможно образование зарядов статического электричества. По величине удельного объемного электрического сопротивления r _v, приведенного в справочной литературе, установить класс статической искроопасности технологического блока (Э1, Э2, Э3). Рекомендовать мероприятия:

       снижающие интенсивность действия статической электризации; 

       снимающие образовавшиеся заряды статического электричества.

При оформлении этой части задания рекомендуется обращаться к учебнику и конспекту лекций.

Выбор необходимого давления срабатывания

Предохранительного клапана

       Для предохранительного клапана, установленного на ресивере с азотом или на реакторе гидрирования водородом давление срабатывания (R₁) должно быть выше рабочего (R_раб ) на 0,05 МПа: R₁ = R_раб + 0,05, где R_раб - наибольшее избыточное давление в продувочном трубопроводе азота или в аппарате гидрирования, МПа.

       Определение аварийного расхода среды

       Расход азота для процесса продувки аппаратов через трубопровод предохранительного клапана определен ранее по формуле

Для процесса гидрирования расход водорода через патрубок предохранительного клапана находится по уравнению

G_тр = a· 0,785 d_тр² · R₁ ·

· {[2M/(R · T)] ·[к/(к-1)] · [(R_раб/R₁)^2/K -(R_раб/R₁)^(K+1)/K]}^0,5, кг/с,     

где a - коэффициент расхода через трубопровод, принимается равным 0,6;

       d_тр - диаметр отводного патрубка, ограничен следующими стандартными значениями: 25, 32, 40, 50 мм,

       R - универсальная газовая постоянная, равная 8314 Дж/(моль·K),

       M - молярная масса водорода, 2,018 г/моль,

       к - показатель адиабаты для двухатомных газов, принимается равным, 1,41 - для водорода и 1,40 - для азота.

       Температура водорода в трубопроводе (T) при давлении R₁ определяется выражением

T = T_раб · [(R₁/R_раб)^(K-1)/K],

Методические указания по оценке безопасности

Технологического процесса