Пожарная опасность установок первичной перегонки нефти

 

ГБОУ  СПО «Волгоградский  экономико-технический  колледж»

 

 

                                                                                

                                                                        

 

 

 

 

дисциплине «Пожарная безопасность объектов и населенных пунктов»

на  тему: Пожарная опасность установок первичной перегонки нефти. 

 

 

Студента: Ковалев В.Г.

Шифр: К-2248                

Группа: 6Пб-2                         

Руководитель: Рогова Ю.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Волгоград, 2012

 

 

Содержание 
1.     Краткое описание технологического процесса                    стр.3-5 
 
2.     Анализ пожаровзрывоопасных свойств веществ обращающихся в производстве                                                                                      стр.6-8 
 
3.     Анализ пожарной опасности технологического процесса

3.1 Анализ  образования горючей среды внутри  и снаружи технологического оборудования  при нормальных условиях работы  и в результате повреждений

3.2 Анализ  источников зажигания и путей  распространения пожара                                                                                            стр.9-23

 
4.     Определение соответствия технологии производства требованиям нормативных правовых актов по пожарной безопасности       стр.24-29 
 
5.     Определение категорий помещений и / или наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности, классов взрывоопасных и пожароопасных зон                                                                             стр.30-31      

 
6. Выводы.                                                                                             стр.32-33 
 
7. Литература                                                                                        стр.34

 

 

 

 

 

 

1. Краткое  описание технологического процесса

перегонка

Установка AT (атмосферная  трубчатка) предназначена для перегонки  нефти до мазута. Сырье, поступающее  на установку, т.е. сырая нефть, представляет сложный раствор взаиморастворимых  углеводородов различного молекулярного  веса (жидких, твердых и газообразных) с примесями различных солей и воды. От избыточного содержания солей и воды нефть очищается перед началом процесса перегонки.

Разнообразие  углеводородов, входящих в состав нефти, и их различные температуры кипения  дают возможность получать из нефти  фракции с различными интервалами температур кипения от наиболее легких фракций до тяжелых. На установках AT, осуществляя совокупность ряда физических процессов (нагревание, испарение, конденсация), из сырой нефти, получает бензины, керосины, дизельное топливо и в остатке - мазут.

Сырая нефть, очищенная  от солей и воды, хранится на сырьевом складе, в резервуарах. Из сырьевых резервуаров нефть забирается насосом и подается на установку для ее перегонки. Поступая на установку, нефть, прежде всего, подогревается до температуры 100-120°С в теплообменниках-подогревателях. Подогрев нефти ведется за счет использования теплоты конечного продукта перегонки мазута, который при выходе из низа ректификационной колонны имеет температуру до 350°С.

От подогретой до 100-120°С сырой нефти уже можно отделить наиболее легкие пары - пары бензина и растворенные в нефти газы. Для этого нефть из теплообменников подают в предварительный испаритель. Предварительный испаритель - это вертикальная колонна с тарелками. При движении нефти по тарелкам колонны сверху вниз из нее отделяются пары легкого бензина и по трубопроводу подаются в основную ректификационную колонну. В нижней части колонны скапливается отбензиненная нефть, которая забирается горячим насосом и под давлением до 1,6 МПа подается для основного подогрева в змеевик трубчатых печей. За счет тепла сжигаемого топлива нефть в трубчатой печи нагревается до температуры кипения мазута и поступает на ректификацию (разделение) в основную ректификационную колонну . Так как, давление в колонне небольшое (немного выше атмосферного), то в ней имеется редуктор для снижения давления нефти, выходящей из трубчатой печи, до требуемой величины. Ректификационная колонна представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с тарелками. Нижняя часть колонны подогревается острым перегретым водяным паром. Верхняя часть колонны питается орошением бензином.

Поступающая в  колонну нефть за счет взаимодействия жидкой фазы, движущейся по тарелкам сверху вниз, с паровой фазой, движущейся по колонне снизу вверх, разделяется на нужные фракции. Из верхней части колонны выходит самая легкая фракция - пары бензина в смеси с водяным паром. Эта смесь по шлемовой трубе поступает на конденсацию и охлаждение в конденсатор-холодильник. Полученная смесь конденсата (бензин + вода) и несконденсировавшихся продуктов (пары бензина и легкие углеводородные газы) поступает на разделение в газосепаратор. В газосепараторе вода отстаивается от бензина и отводится из нижней части аппарата в дренажную канализацию. Бензин из средней части газосепаратора насосом и подается на орошение по линии и в резервуар товарной продукции. Газовая фаза отводится из верхней части газосепаратора на утилизацию.

Фракция тракторного керосина отводится из колонны в холодильник 1 и в охлажденном виде насосом подается в товарный парк. Фракция дизельного топлива отводится из колонны в холодильник и охлажденная, по подается в резервуар товарного парка.

Остаток от перегонки  нефти - горячий мазут из нижней части  ректификационной колонны  прокачивается  через подогреватели теплообменники для подогрева сырой нефти. Затем мазут для окончательного охлаждения проходит холодильник и насосом подается в резервуары с мазутом. Режим работы основных аппаратов и их размеры приведены в исходных данных.

Все аппараты, кроме насосов, расположены на открытых площадках. Насосы размещены в насосной станции. План установки показан графической части.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Анализ пожаровзрывоопасных свойств веществ, обращающихся в производстве

 

Вещества Показатель опасности	Вещества, обращающиеся в производственном процессе
	Нефть	Бензин	Керосин	Дизельное топливо	Мазут
Группа горючести	ЛВЖ	ЛВЖ	ЛВЖ	ГЖ	ГЖ
Температура вспышки, Твсп, 0С	-35	-36	4 (ЗТ)	68	85
Температура воспламенения, Твосп, 0С	-	-	-	-	-
Температура самовоспламенения, Тсвп, 0С	320	300	250	210	250
Нижний концентрационный предел распространения пламени, %	0,9 t=25 0С	1,08	1,0	0,5
Верхний концентрационный предел распространения пламени, %	5,36 t=25 0С	5,4		-
Нижний температурный  предел распространения пламени, %	-21	-34	4	58	138
Верхний температурный  предел распространения пламени, %	-8	-4	35	108	145
Температура тления, Твсп, 0С	-	-	-	-	-
Условия теплового  самовозгорания	-	-	-	-	-
Минимальная энергия  зажигания, мДж		0,39	0,181		5,6
Способность взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и другими веществами
Нормальная  скорость распространения пламени, м/с		0,44 при 620С	0,6
Минимальное взрывоопасное  содержание кислорода, %
Минимальная флегматизирующая концентрация флегматизатора, %
Максимальное  давление взрыва, кПа
Скорость нарастания давления взрыва, МПа/с
Класс опасности  вещества	III	III	III	IX	IX
Класс опасности  и подкласс вещества	3.1	3.1	3.2	9.1	9.1

 

В технологическом  процессе принимают участие разнообразные легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, газы в холодном и нагретом состоянии при давлении до 1,8 МПа. Рассмотрим ниже пожароопасные свойства основных веществ, обращающихся в процессе.

Ø Нефть - легковоспламеняющаяся жидкость темно-бурого цвета, представляющая собой смесь углеводородов. Плотность 840-880 кг/м³, температура вспышки t_всп=-35⁰С, температура самовоспламенения t_с=320⁰С, температурные пределы воспламенения нижний - 21⁰С, верхний - 8⁰С, скорость выгорания 9-12 см/ч, скорость прогрева слоя и его нарастания 24-36 см/ч, температура пламени 1100⁰С, температура прогретого слоя 130-160⁰С.

Ø Бензин - бесцветная легковоспламеняющаяся жидкость представляющая собой смесь легких углеводородов. Плотность 730 кг/м³ температура вспышки t_всп = -36⁰С, t_c = 300⁰C, область воспламенения 0,9-7,5 объемных, температурные пределы воспламенения нижний -36⁰С, верхний -7⁰С, скорость нарастания прогретого слоя 70 см/ч, температура прогретого слоя 80-100⁰С, скорость выгорания 20-30 см/ч, температура пламени 1200⁰С.

Ø Керосин тракторный - легковоспламеняющаяся жидкость, используемая для реактивных двигателей. Плотность 809-823 кг/м³, t_всп = 4⁰С, t_с = 250⁰С, нижний концентрационный предел 1,0% объемных, температурные пределы воспламенения паров нижний 4⁰С, верхний 35⁰С.

Ø Дизельное топливо (зимнее) - горючая жидкость. Плотность 836 кг/м³, t_всп=68⁰С, t_с=240⁰С, температурные пределы воспламенения нижний 690°С, верхний 119⁰С.

Ø Мазут - горючая жидкость. Плотность 890-995 кг/м³, скорость выгорания 6 см/ч, скорость нарастания прогретого слоя 24-42 см/ч, температура прогретого слоя 230-300⁰С, температура пламени 1000⁰С, t_всп = 140⁰С, t_с = 380⁰С, температурные пределы воспламенения нижний 138⁰С, верхний 145⁰С.

Из анализа  пожароопасных свойств веществ  видно, что в данном производстве применяются вещества, которые могут образовать горючую среду в аппаратах, в помещениях насосных и на территории установки.

 

 

 

 

3. Анализ  пожарной опасности технологического  процесса

 

3.1 Анализ образования горючей среды внутри и снаружи технологического оборудования при нормальных условиях работы и в результате повреждений

 

Внутри технологического оборудования при нормальных условиях для образования взрывоопасных  концентраций должны выполняться два  условия:

1. наличие паровоздушного пространства;
2. наличие жидкости при температуре, лежащей в интервале температурных пределов воспламенения (3.1).

 

t_нвп - 10⁰С ≤ t_раб ≤ t_впв+10⁰С,    (3.1)

 

где t_раб - рабочая температура жидкости в аппарате, ⁰С,

t_нпв, t_впв - соответственно нижний и верхний пределы воспламенения жидкости с запасом надежности 10⁰С.

Для проверки условий  образования взрывоопасных концентраций в аппаратах составляем таблицу 3.1.

 

Таблица 3.1. Оценка пожаровзрывоопасности среды внутри аппаратов

Наименование  аппарата и вид жидкости	Наличие ПВП	Рабочая температура оС	Температурные пределы воспламенения		Заключение
			tн-10 оС	tв+10 оС
1	2	3	4	5	6
Резервуар с  нефтью	есть	20	-31	+2	Взрывоопасная концентрация (ВОК) образуется
Трубчатые печи, нефть	нет	350	-31	+2	ВОК не образуется
Насосы горячие	нет	100	-31	+2	ВОК не образуется
Насос бензиновый	нет	30	-44	+4	ВОК не образуется
Холодильник-конденсатор (бензин)	нет	30	-44	+4	ВОК не образуется
Холодильник керосин	нет	40	-6	45	ВОК не образуется
Холодильник ДТ	нет	40	48	118	ВОК не образуется
Холодильник мазута	нет	40	128	155	ВОК не образуется
Газосепаратор	есть	30	-44	+4	ВОК образуется
Ректификационная  колонна	нет	100-350	-44	+4	ВОК не образуется

 

Из проведенного анализа делаем вывод, что при  нормальном режиме работы в аппаратах: резервуар с нефтью, предварительный испаритель, газосепаратор данного производства есть взрывоопасные концентрации, так как имеется паровоздушное пространство или температурный режим выше верхнего предела воспламенения с учетом коэффициента надежности.