Основные признаки потенциально опасных технологических процессов. Производственные технологические процессы, представляющие опасность для человека и элементов производства. Безопасность технологических процессов. Выбор способа производства Потенциально оп

Читайте также: II. Основные принципы и правила служебного поведения государственных гражданских служащих Федеральной налоговой службы II. Основные цели и задачи Программы, срок и этапы ее реализации, целевые индикаторы и показатели II. Основные этапы развития физики Становление физики (до 17 в.). II. Чрезвычайные ситуации на химически опасных объектах экономики и при использовании химического оружия III. Технологическое проектирование строительных процессов. III.2.1) Понятие преступления, его основные характеристики.

Производства: нефтехимия, металлургия, полимерное производство, нефтепровод., деревообрабатывающая и угольная промышленность.Признаки отнесения технологических процессов к опасным : использование в технологическом процессе опасных хим. в-в, а также вредных веществ в большом количестве; наличие на производстве ЛВЖ, ГЖ, радиоактитивных в-в (материалов) в качестве сырья, промежуточного продукта или готовой продукции; производство (применение) взрывчатых веществ и материалов; применение взрывоопасных технологий: перегонка ЛВГЖ по продуктопроводам под высоким давлением; применение высокотемпературных режимов; работа установок в глубоком вакууме; использование котлов под давлением; использование технологии и оборудования, не исключающих образование пылевоздушных и газовоздушных смесей; использование технических систем, создающих опасные поражающие факторы (электромагнитные поля, СВЧ-излучение, инфракрасное излучение, лазерное и т.д.); гидротехнические сооружения; технологические процессы с использованием открытого огня; перемещение грузов (в т.ч. опасных грузов); использование энергоемких систем; непрерывные технологические процессы. 1) производственная пыль - тонкодисперсные частицы, взвешенные в воздухе. Органические пыли (растительная и животная пыль, пыль некоторых синтетических веществ) и неорганические пыли - металлические и минеральные (кварц, асбест, цемент и др.) пыли. Пыли могут оказывать как чисто механическое, так и отравляющее действие. 2)Вероятность возникновения взрыва в рабочем помещении. 3)Вероятность разгерметизации оборудования (Р1), в свою очередь представляет произведение весьма вероятных случаев:нарушение технологического режима; возможная коррозия; наличие неразъемных соединений; наличие фланцев; разгерметизация сальников; отказ предохранительных устройств; возможные отказы тепловых компенсаторов; ошибки работающего персонала. виды опасности: отравление, взрыв, механическое разрушение оборудования и аппаратуры, выброс реакционной массы, технологический брак. Все процессы, протекающие в сложных технологических систе­мах, в соответствии с общими правилами взрывоопасности (1988 г.) можно разделить на: гидродинамические; тепломассообменные; реакционные, в т.ч. физико-химические и биохимические; с токсическими веществами (СДЯВ, ОХВ, вредными веществами); со взрывоопасными веществами и смесями; процессы с большой скоростью реакций; механические; комбинированные.

Описание презентации Тема № 4 Потенциально опасные (ПО) технологические процессы по слайдам

Тема № 4 Потенциально опасные (ПО) технологические процессы (Тл. П) и производства Лекция № 4. 1 (5) Классификация производственных Тл. П. Основные признаки ПО Тл. П опасные для человека и элементов производства Вопросы 1. Классификация производственных Тл. П. 2. Основные признаки ПО Тл. П. 3. Тл. П опасные для человека и элементов производства Литература Рейхов, Ю. Н. Потенциально опасные Тл. П и производственные системы / Ю. Н. Рейхов, О. В. Укке, Мищенко В. Ф. – Уч. пособие. — М. : АГЗ, 2001. – 249 с.

1 Классификация производственных Тл. П

Производственный процесс — совокупность всех действий людей и средств производства, направленных на изготовление продукции. Производственный процесс вкл. процессы: Основные — в ходе которых происходят изменения геометр. форм, размеров и физ. -хим. свойств продукции; Вспомогательные — обеспечивают бесперебойное протекание осн. процессов (изготовление и ремонт инструментов; ремонт оборудования; обеспечение энергий (электрической, тепловой, пара, воды, сж. воздуха); Обслуживающие — обслуживающие осн. и вспом. процессы, но не создающие продукцию (хранение, транспортировка, тех. контроль и т. д.). Вспомогательные и обслуживающие процессы — неотъемлемая часть процессов производства продукции.

Тл. П делятся на фазы: заготовительную; обрабатывающую; Сборочную. Фаза — комплекс работ, выполнение которых характеризует завершение определенной части Тл. П, и связано с переходом предмета труда из одного качественного состояния в другое.

Операция — часть Тл. П, выполняемая на одном рабочем месте (станке, стенде), состоящая из ряда действий над предметом труда. Не технологические операции — которые не ведут к Δ геометр. форм, размеров, физ. -хим. свойств предметов труда (транспортные, погрузочно-разгрузочные, контрольные, испытательные, комплектовочные и др.).

В зависимости от средств труда различаются операции: ручные – вып. без применения машин, механизмов и механизированного инструмента; машинно-ручные – вып. с помощью машин или ручного инструмента при непрерывном участии рабочего; машинные – вып. на станках, агрегатах при ограниченном участии рабочего (установка, закрепление, пуск и остановка станка, раскрепление и снятие детали); автоматизированные – вып. на автоматическом оборудовании (линиях).

Процессы, в сложных Тл системах разделяются на: 1) гидродинамические; 2) тепломассообменные; 3) реакционные, в т. ч. физико-химические и биохимические; 4) с токсическими веществами (химическими, вредными); 5) со взрывоопасными веществами и смесями; 6) с большой скоростью реакций; 7) механические; 8) комбинированные (смешанные).

2 Основные признаки ПО Тл. П

Потенциально опасные процессы (ПОП) — процессы, кот. при определённых условиях, вследствие нарушения требований регламента, выходят в аварийные режимы с последствиями различной степени тяжести. Они могут протекать в режимах: нормального функционирования; предаварийной работы. Признак ПОП – способность переходить в предаварийное состояние.

В режиме нормального функционирования процесса различают три состояния: 1) все параметры соответствуют заданным; определяющие безопасность параметры — 2) отклоняются в сторону уменьшения опасности; 3) отклоняются в сторону увеличения опасности.

При нарушении Тл режима, ведущего к аварийной ситуации, процесс переходит в предаварийное состояние, характеризующееся значительными отклонениями определяющих параметров от заданных в сторону опасности.

В предаварийном состоянии — две фазы: возможен возврат процесса к нормальному режиму, развитие аварийной ситуации – необратимо, имеющимися средствами вывести процесс на нормальный режим невозможно; необходимо прекратить ведение процесса. Если процесс не прекратить, возникает аварийное состояние (авария) с последствиями различной степени тяжести (разрушение аппарата, загазованность помещения, и т. д.).

Признак отнесения технологии к потенциально опасной — возможность проявления в процессе деятельности объекта опасных факторов, которые могут привести к: поражению персонала; серьезному материальному ущербу; поражению населения; аварийной остановке всего производства.

Тл. П – опасные, если в них используют (13): 1) опасные ХВ и вредные вещества в большом количестве; 2) р / а вещества (материалы); 3) котлы под давлением; 4) технологии и оборудование, образующие пыле- и газовоздушные смеси; 5) системы, создающие ЭЛМ поля, СВЧ-излучение, ИК излучение, лазерное и т. д. ; 6) энергоемкие системы; далее:

7) открытый огонь; 8) легковоспламеняющиеся горючие жидкости; 9) взрывчатые вещества и материалы; 10) взрывоопасные технологии; 11) непрерывные Тл процессы; 12) гидротехнические сооружения; 13) процессы с перемещением грузов (в т. ч. опасных).

ПОП делят на ЧЕТЫРЕ подгруппы: 1, 2. В качестве исходных, конечных, промежуточных и побочных продуктов участвуют: токсические и химические вещества и процессы, в кот. токсичные вещества могут образовываться из нейтральных — в результате реализации опасностей аварийной ситуации; взрывоопасные вещества и процессы, в кот. могут образовываться взрывоопасные смеси.

3. Включают: процессы с интенсивным газо — и паровыделением; сильно экзотермические реакции; автокаталитические (со значительным тепловым эффектом или интенсивным газовыделением). 4. Обладающие свойствами всех или части рассмотренных групп. (Большая часть ПОП химической технологии — смешанные процессы).

Причины аварийных ситуаций (6): 1) изменение соотношения подаваемых компонентов или скорости слива одного из компонентов (при отказах средств автоматизации, оборудования регламентирующего подачу, в результате ошибок персонала; 2) снижение (отсутствие) расхода хладагента, подаваемого для охлаждения (снижение теплоотбора, увеличение температуры. Причины — те же); 3) отсутствие перемешивания (накапливаются непрореагировавшие компоненты, растёт скорость реакции, нарушается температурный режим — возникает при выходе из строя оборудования);

4) попадание посторонних продуктов в аппарат (приводит к ускорению нештатных побочных реакций — возникает при ошибках персонала); 5) нарушение состава исходных компонентов; 6) нарушение режима удаления газов и паров.

3 Тл. П опасные для человека и элементов производства

Тл. П опасные для персонала и ОПФ Экзотермические реакции – с выделением теплоты(14) : 1) сгорание твердого, жидкого, газообразного топлива; 2) гидрирование (используется водород под давлением, при относительно высокой t 0); 3) гидролиз — реакция соединения с водой; 4) алкилирование при получении органических соединений; 5) изомеризация — перегруппировка атомов в органической молекуле; 6) сульфирование в органическом синтезе; далее:

7) нейтрализация — реакции кислоты и основания с образованием соли и воды; 8) этерификация — реакция кислоты и спирта; 9) окисление — взаимодействие веществ с О 2 ; 10) полимеризация — соединение молекул; 11) конденсация — соединение ≥ 2 молекул орг. Веществ; 12) галогенирование — введение атомов фтора, хлора, брома или йода (галогенов) в молекулу орг. Вещества; 13) нитрование — замещение атома Н 2 в соединении на нитрогруппу; 14) обогащение — увеличение концентрации продукта.

Эндотермические реакции – с поглащением теплоты: кальцинирование — нагревание материала для удаления из него влаги или других летучих веществ; электролиз; пиролиз или крекинг — термическое разложение.

Погрузка, разгрузка и перемещение материалов: перевозка опасных веществ, материалов; погрузка и разгрузка опасных материалов; хранение материалов на складах в бочках, баллонах, транспортных танках и прочих материалов с t ° переработки (хранения) выше точки кипения при нормальных условиях.

Системы безопасности в Тл. П включают: датчики t 0 , давления, скоростей процесса; локальные системы э / снабжения; средства технической защиты; C истемы (12) : 1) предотвращения Δ от допустимых рабочих режимов; 2) … и устройства аварийного сброса давления; 3) предупреждающие переполнение аппаратов; 4) безавар. остановки процесса;

5) предупреждения разрушения деталей и узлов систем безопасности; 6) авар. Сигнализации; 7) контроля параметров процесса; 8) обнаружения неисправности узлов; 9) обнаружения утечек; 10) обнаружения открытого огня, дыма; 11) обнаружения опасных концентраций ОХВ; 12)обнаружение поврежденных защитных устройств.

Средства технической защиты включают: 1) газовые детекторы; 2) коллективные сборники; 3) Системы: распыления воды; автоматические пожаротушения; взрывозащиты; распыления пара; защиты от неправильных действий персонала.

ВЗРЫВООПАСНЫЕ ПАРОГАЗОВЫЕ СМЕСИ, ВЗРЫВНЫЕ ТЕРМИЧЕСКИЕ

РАЗЛОЖЕНИЯ

В парогазовой среде технологических установок взрывоопасными могут быть как индивидуальные нестабильные соединения, так и смеси горючих веществ с окислителями. Склонность к взрывному термическому разложению индивидуальных веществ и взаимодействию веществ в смесях определяются химическим строением вещества, выделяемого при химической реакции.

Типичными нестабильными соединениями, способными взрываться без участия окислителей в условиях технологических процессов, можно считать некоторые непредельные углеводороды алифатического ряда, например, ацетилен. При его взрывном разложении в отсутствие кислорода или других окислителей выделяется 8,7 МДж/кг энергии, которой достаточно для того, чтобы разогреть продукты реакции до 280 °С. Взрывной распад ацетилена под давлением 400 кПа в присутствии катализатора - оксида железа возможен при 280 °С.

Следует обратить внимание на то, что многие вещества, ранее считавшиеся достаточно стабильными соединениями, в условиях современных технологических процессов оказываются взрывоопасными. Например, этилен в реакторах полимеризации высокого давления (350-400 МПа при 280 °С) уже при 320 °С оказывается способным к взрывчатому разложению на метан и углерод, что возможно при нарушении режима экзотермического процесса полимеризации.

Техническое разложение этилена в реакторах полимеризации сопровождается быстрым нарастанием давления и температуры с последующей разгерметизацией системы и воспламенением горючих газов в атмосфере. Инициирование термического разложения этилена может произойти вследствие изменений температуры и давления, попадания с газовым потоком и накоплением повышенного количества инициирующих примесей (кислорода), превышения заданного времени пребывания его в реакционной зоне.

На производстве чаще всего взрывоопасность технологических установок, объектов и уровень возможных разрушений при авариях характеризуют энергетическим потенциалом, а также удельной объемной плотностью энерговыделения.

ПЕРЕЧЕНЬ ПРЕДПРИЯТИЙ, ПРОИЗВОДСТВ, ОБЪЕКТОВ И РАБОТ, НАДЗОР ЗА КОТОРЫМИ ОСУЩЕСТВЛЯЮТ ОРГАНЫ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОРНОГО И ПРОМЫШЛЕННОГО НАДЗОРА РОССИИ

В области надзора за горными производствами и работами:

Ø действующие, строящиеся и реконструируемые шахты, рудники, карьеры, разрезы, рассолопромыслы, солепромыслы, прииски, спецучастки шахтного, гидротехнического, транспортного и специального строительства, обогатительные, углебрикетные, брикетные, агломерационные, дробильно-сортировочные, золотоизвлекательные фабрики, заводы (установки), фабрики инертной пыли (подземные, открытые и специальные работы);

Ø отработанные горные выработки и естественные подземные полости, используемые для размещения в них народно-хозяйственных объектов, в части безопасности их эксплуатации;

Ø специализированные организации по монтажу и наладке горношахтного оборудования, КИПА и противоаварийной защиты;

Ø Заводы - изготовители и ремонтные предприятия, поставляющие оборудование, механизмы, аппаратуру и приборы в части соответствия продукции требованиям (правилам и нормам) безопасности.

В области надзора за использованием и охраной недр, проведением маркшейдерских и геологических работ:

Ø действующие, строящиеся, реконструируемые, проектируемые и законсервированные предприятия по добыче полезных ископаемых и подведомственные геологоразведочные организации, объекты горно-технической рекультивации;

Ø предприятия и организации по добыче и использованию в лечебных и хозяйственных целях гидроминеральных ресурсов;

Ø маркшейдерские и геологические работы;

Ø производства и объекты по использованию недр в целях, не связанных с добычей полезных ископаемых.

В области надзора в нефтегазодобывающей промышленности (включая магистральный трубопроводный транспорт) и геологоразведке:

Ø проектирование и строительство разведочных и эксплуатационных скважин на нефть, газ. термальные воды, на подземных хранилищах газа, проектирование и строительство нефтяных шахт. Все виды технологических систем для производства буровых работ.

Ø проектирование, обустройство и разработка нефтяных, газовых, газоконденсатных и геотермальных месторождений, подземных хранилищ газа и нефтяных шахт. Эксплуатация объектов добычи нефти, газа, конденсата и воды, подземного хранения газа и др.;

Ø проектирование, строительство и эксплуатация магистральных газо-, нефте-, и продуктопроводов;

Ø проектирование, строительство и эксплуатация газоперерабатывающих и гелиевых заводов, установок комплексной подготовки нефти и газа, насосных и компрессорных станций, резервуарных парков, нефтегазодобывающих комплексов на шельфе морей;

Ø полевые геофизические работы;

Ø военизированные противофонтанные и газоспасательные формирования.

В области надзора за взрывными работами:

Ø предприятия и организации, применяющие взрывчатые материалы для взрывных работ;

Ø пункты по изготовлению простейших взрывчатых веществ и пункты по подготовке промышленных взрывчатых веществ;

Ø заводы - изготовители и ремонтные предприятия, поставляющие оборудование, приборы и машины, используемые при производстве взрывных работ;

Ø научно-исследовательские институты и лаборатории, использующие ВВ.

В области газового надзора.

ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Сегодня, в век бурного развития промышленности, мы стали свидетелями негативного воздействия достижений человечества на окружающую среду и гибели производственного персонала, населения в различных чрезвычайных ситуациях, связанных с авариями и катастрофами в техносфере.

Зоны, подверженные воздействию опасных факторов, постоянно растут. Количество населения, проживающего в районах с опасными зонами в условиях увеличения плотности производства также увеличивается.

В то же время анализ промышленных аварий и катастроф приводит к выводу, что население, подвергаясь реальной опасности, не знает о ней и может так и не узнать о случившейся аварии и ее последствиях.

Примеров достаточно. Это Кыштымская трагедия - 1957 г.; это авария на реакторе атомной подводной лодки - 1985 г., о которой общественность узнала лишь через 10 лет; это попытка скрыть масштабы Чернобыльской катастрофы; аварии на объектах ВПК - до сих пор закрытая тема.

В такой ситуации надо отдавать отчет себе в том, что всегда будет существовать категория должностных лиц, заинтересованных в сокрытии аварии или масштабов последствий чрезвычайных ситуаций. В этом смысле для территориальных органов управления РСЧС сегодня существует задача выявления опасных факторов, опасных зон и источников возможных чрезвычайных ситуаций.

Опыт работы в территориальном звене управления подсказывает, что эта задача достаточно сложна. Руководство объектов промышленности всеми силами старается скрыть степень опасности своего производства.

Противоречия в деятельности территориальных и объектовых органов управления сегодня проявляются уже на этапе выявления потенциально опасных объектов в границах определенной административно-территориальной единицы, используя ведомственные документы и различного рода лазейки в нормативной базе обеспечения безопасности в промышленности, неконкретность и неоднозначность существующих формулировок и определений в этой области администрация объектов скрывает существующие опасности.

В связи с этим территориальным органам управления РСЧС следует полагаться на свой опыт и знания, вести активную работу по предупреждению чрезвычайных ситуаций в техносфере.

Поэтому рассматриваемый в названной теме материал предназначен для отработки методики идентификации основных опасностей в пределах границ административно-территориальной единицы (ATE).

Решение проблемы начинается с определения структуры хозяйства ATE. Лишь зная, какие из отраслей экономики используют опасные для окружающей среды, населения, рабочих и служащих технологические процессы и на каких предприятиях, - возможно определение основной линии действий по предупреждению ЧС.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

К а ф е д р а безопасности жизнедеятельности

Потенциально опасные нефтехимические производства

Конспект лекций

Составитель: доцент Овчинников А.П.

Самара 2011

введение 3

тема 1. опасность технологических процессов 5

связанная с оценкой опасности технологических процессов и производств 5

производственных процессов 8

1.3. Потенциальная опасность технологических процессов 9

технологическим процессам 12

технологического процесса 16

технологических процессов 19

тема 2. опасность технлогического оборудования 22

производственного оборудования 22

нефтехимических производств 26

2.3. Требования безопасности,
предъявляемые к оборудованию 29

заключение 31

список использованной литературы 32

введение

Современные технологические процессы в нефтехимической промышленности являются весьма сложными. Они характеризуются высокими значениями параметров температуры, давления, применяемые вещества и получаемые продукты обладают токсическими и пожароопасными свойствами. Некоторые процессы отличаются большой движущейся силой и протекают с выделением большого количества тепла, что может вызвать лавинообразное нарастание скорости реакции вплоть до взрыва.

Иногда, даже незначительные изменения условий протекания процесса по времени приводит к нарушению равновесного состояния и процесс становится неуправляемым. То же самое может произойти и при изменении параметров (температуры, давления, соотношения продуктов) процесса в сторону повышения или понижения их. Например, в реакциях нефтехимического синтеза при нагревании на 10 0 С скорость реакции увеличивается в 2-4 раза, нередко ускоряются нежелательные побочные реакции, происходит разложение полезных продуктов или самообразование, т.е. начинают действовать факторы, снижающие безопасность процесса.

Для обеспечения безопасности процессов, наряду с эффективностью их, необходимо определить взаимодействие параметров в количественном отношении, выбирать из них те отклонения, от которых могут произойти аварии, найти приемлемые границы для избежания предаварийных ситуаций, определить способы предотвращения опасных последствий.

Несмотря на многообразие и отличие друг от друга технологических процессов в нефтехимии существуют некоторые общие требования безопасности, которые позволяют делать оценку степени опасности этих процессов, производить ранжирование их по определенным понятиям и характеристикам, группировать в зависимости от целого ряда характерных и специфических особенностей.

тема 1. опасность технологических процессов

1.1. Законодательная и нормативная документация,
связанная с оценкой опасности технологических процессов и производств

В настоящее время органами законодательной власти, государственными надзорными инспекциями разработаны и используются на практике большое количество нормативных документов (законов, технических и технологических норм, требований, инструкций и т.п.), в которых отражены положения, связанные с оценкой опасности технологических процессов и производств.

К таким документам относятся: «Основы законодательства РФ по охране труда», ряд статей Конституции РФ (ст. 2, 7, 24, 37, 41 и др.), Трудовой кодекс РФ, многочисленные стандарты по безопасности труда, начиная от ГОСТ и заканчивая СТП. Отдельное место занимает закон РФ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов», где определены требования безопасности к промышленным производствам, расположенным на территории РФ .

По данному закону к категории опасных производственных объектов относятся:

1. Получаются, используются, перерабатываются, хранятся, транспортируются, уничтожаются следующие опасные вещества:

А) воспламеняющиеся вещества – газы, которые при нормальном давлении и в смеси с воздухом становятся воспламеняющимися и температуры кипения которых при нормальном давлении составляет 20 0 С или ниже;

Б) окисляющие вещества – вещества, поддерживающие горение, вызывающие воспламенение других веществ в результате окислительно-восстановительной экзотермической реакции;

В) горючие вещества – жидкости, газы, пыли, способные самовозгораться, а также возгораться от источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления;

Г) взрывчатые вещества – вещества, которые при определенных видах внешнего воздействия способны на очень быстрое самораспространяющееся химическое превращение с выделением тепла и образованием газов;

Д) токсичные вещества – вещества, способные при воздействии на живые организмы приводить к их гибели и имеющиеся следующие характеристики:

Средняя смертельная доза при введении в желудок от 15 миллиграммов на килограмм до 200 миллиграммов на килограмм включительно;

Средняя смертельная доза при нанесении на кожу от 50 миллиграммов на килограмм до 400 миллиграммов на килограмм включительно;

Средняя смертельная концентрация в воздухе от 0,5 до 2 миллиграммов на литр включительно;

Е) высокотоксичные вещества – вещества, способные при воздействии на живые организмы приводить к их гибели и имеющие следующие характеристики:

Средняя смертельная доза при введении в желудок не более 15 миллиграммов на килограмм;

Средняя доза при нанесении на кожу не более 50 миллиграммов на килограмм;

Средняя смертельная концентрация в воздухе не более 0,5 миллиграмма на литр.

2. Используется оборудование, работающее под давлением более 0,7 МПа или при температуре нагрева воды более 115 0 С.

3. Используются стационарно установленные грузоподъемные механизмы.

Особое место занимает нормативно-техническая документация для оценки взрыво- и пожароопасности производства. К ней относится методика определения взрыво- и прожароопасности производств, изложенная в своде Правил СП 12.13130-2009 «Категорирование зданий, сооружений и открытых площадок по взрывопожароопасности». В этом документе отнесение производства к той или иной категории взрывопожароопасности осуществляется с учетом свойств обращающихся в производстве веществ и возможности образования взрывоопасных смесей в объеме, превышающем 5 % объема производственного помещения.

В «Общих правилах взрывопожароопасностых химических и нефтеперерабатывающих производств» (ПБ 09-540-03) предложена методика определения значений энергетических показателей взрывоопасности технологического блока, которая позволяет найти энергетический потенциал взрывоопасности производства с учетом определения полной энергии сгорания парогазовой смеси, находящейся на производстве с учетом величины работы её адиабатического расширения, а также величины энергии полного сгорания испарившейся жидкости с максимально возможной площади её пролива .

По значениям общих энергетических потенциалов взрывоопасности определяются величины приведенной массы парогазовой среды и относительного энергетического потенциала. Зная эти величины, осуществляется категорирование взрывоопасности технологического блока (производства), что позволяет в зависимости от категории использовать специальные меры безопасности и защиты.

«Правила промышленной безопасности и защиты нефтеперерабатывающих производств» (ПБ 09-563-03) определяют требования безопасности к технологическим процесса в нефтепереработке, включая технологические установки, лабораториям и используемое в процессах технологическому оборудованию и трубопроводам .

Для выбора соответствующей взрывозащиты электрооборудования и электроаппаратуры с целью исключения электрических источников воспламенения в РФ действуют «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ), в которых классифицируется взрывоопасность производственных помещений и открытых площадок в зависимости от условий возможного образования взрывоопасных паро-, газо- или пылевых смесей при нормальном технологическом режиме или различных неисправностях или авариях .

И, наконец, существуют многочисленные руководящие документы (РД), правила безопасности (ПБ), инструкции по охране труда и технической безопасности, связанные со спецификой конкретного производства.

1.2. Факторы, определяющие степень опасности
производственных процессов

Степень опасности любого технологического процесса определяется набором определенных, характерных для него, опасных и вредных производственных факторов.

В соответствии с ГОС 12.0.002-90 ССБТ опасный производственный фактор – производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к травме или другому внезапному ухудшению здоровья. Вредный производственный фактор по тому же ГОСТу определяется как производственный фактор, воздействие которого на работающего приводит к заболеванию или снижению работоспособности .Все опасные и вредные производственные факторы подразделяются на четыре класса – физические, химические, биологические, психофизиологические.

Физические – движущие машины и механизмы, разрушающиеся конструкции, повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны, повышенный уровень на рабочем месте шума, вибрации, ультразвука, инфразвука, напряжения электрической цепи, повышенный уровень статического электричества, электромагнитных излучений, расположение на значительной высоте рабочего места относительно поверхности земли (пола), пониженная или повышенная влажность воздуха, его подвижность, отсутствие или недостаток естественного света, пониженная освещенность рабочей зоны, контрастность, прямая и отраженная блесткость, острые кромки, заусенцы и шероховатости на поверхности заготовок, инструментов и оборудования.

Химические – это те вещества и продукты, участвующие в процессе и по характеру воздействия на организм человека делятся на токсичные, раздражающие, сенсибилизирующие, канцерогенные, мутагенные, влияющие на репродуктивную функцию. Они могут проникать в организм человека через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, кожные покровы и слизистые оболочки.

Биологические – патогенные микроорганизмы (вирусы, бактерии, микробы, грибы, простейшие), а также макроорганизмы - различные растения и животные.

Психофизиологические – физические перегрузки как статические, так и динамические, нервно-психические и умственные перенапряжения, монотонность труда.

Наличие их на рабочих местах может привести к различным видам травм или заболеваниям.

1.3. Потенциальная опасность технологических процессов

1.3.1. Классификация производств нефтехимической технологии по виду опасности

Большинство нефтехимических процессов, несмотря на их многообразие, в определенных ситуациях и условиях, возникающих вследствие нарушений требований регламента, могут выходить в аварийные режимы. Нарушения нормальных режимов работы может быть связано с отключением электроэнергии; прекращением работы вентиляции и выключения освещения; прекращение подачи сырья, топлива, газа, пара, воды; нарушение технологического процесса или режима работы аппаратов, коммуникаций; прорыв газов и легковоспламеняющихся жидкостей; выбросам реакционной массы; термическим разложением продуктов. Особенно часто такие отклонения происходят при пуске или остановке производства, при переходе на ручное управление техпроцесса в случае выхода из строя автоматических средств регулирования и управления. Последствия аварийных нарушений, приводящих к аварийным режимам, могут иметь различную степень тяжести, а сами процессы называются в таких случаях потенциально опасными.

Потенциально опасные процессы в нефтехимии и нефтепереработке можно разделить на четыре группы: переработка и получение токсичных веществ; переработка и получение взрывоопасных веществ и смесей; процессы, протекающие с большой скоростью; смешанные процессы. Как правило, большинство процессов в нефтехимии и нефтепереработке – это смешанные процессы, т.е. такие, которые можно отнести одновременно к двум или трем указанным группам. В них присутствуют все или часть видов опасности: отравление, взрыв, механическое разрушение оборудования и аппаратуры, выброс продуктов, технологический брак.

Технологические процессы протекают при нагреве продуктов до высоких температур (800-900 0 С) или значительном охлаждении (до -50 0 С). Технология характеризуется также большим диапазоном давлений до 150-200 мН/м 2 (1500-2000 кгс/см 2). В большинстве производств применяются токсичные вещества, горючие жидкости и газы.

Классификация потенциально опасных процессов нефтехимической технологии приведена на рисунке 1.1.

Р и с. 1.1 Классификация потенциально- опасных процессов
нефтехимической технологии

1.3.2. Причины, приводящие к отклонению от
нормального режима

Причины, приводящие к отклонению от нормального режима работы и вызывающие аварийную ситуацию очень разнообразны. Основные причины возникновения аварийной ситуации можно свести к следующим.

1. Изменение соотношения подаваемых компонентов (непрерывный процесс) или скорости слива одного их компонентов (полунепрерывный процесс). И в том и другом случаях скорость химического превращения веществ растет, что приводит к увеличению количества выделяемого тепла, подъему температуры, ускорению побочных реакций, интенсивному газовыделению и пр.

2. Снижение (или отсутствие) расхода хладагента, подаваемого для охлаждения. Это приводит к снижению теплоотбора, увеличения температуры и другим отклонениям, перечисленным в п. 1.

Данные причины возникают при отказе средств автоматизации, оборудования по регулированию подачи, технологического оборудования или в результате ошибок обслуживающего персонала.

3. Отсутствие перемешивания. В этом случае возможно накопление непрореагирующих компонентов, что при последующем включении мешалки и начала барботации ведет к интенсивному росту скорости реакции и, как следствие, нарушению температурного режима. Возникает в результате отказа технологического оборудования.

4. Попадание посторонних продуктов в аппарат. Приводит к ускорению побочных реакций, нарушению температурного режима и т.д. Возникает при отказе технологического оборудования и в результате ошибок обслуживающего персонала.

5. Нарушение состава исходных компонентов, подаваемых в виде смеси или раствора. Приводит к изменению соотношения реагирующих веществ, следствием чего возможно увеличение скорости химического превращения веществ и т.д. (см. п. 1). Причины этого нарушения – отказы средств автоматизации и ошибки обслуживающего персонала.

6. Нарушение режима удаления газов и паров. Приводит к увеличению давления и возникает при отказе средств автоматизации, технологического оборудования, стоящего на линии отвода газов или паров из реактора и при ошибках обслуживающего персонала.

1.4. Требования безопасности, предъявляемые к
технологическим процессам

Несмотря на многообразие технологических процессов в нефтехимии и нефтепереработке существуют определенные требования безопасности, которые являются необходимыми, чтобы обеспечить нормальные и здоровые условия труда.

В соответствии с требованиями ГОСТ 12.3.002-75 ССБТ «Процессы производственные. Общие требования безопасности» безопасность обеспечивается определенными требованиями, которые реализуются при организации и проведении технологического процесса. К ним относятся:

Устранение непосредственного контакта работающих с исходными материалами, заготовками, полуфабрикатами, готовой продукции и отходами производства, оказывающие вредное воздействие;

Замена технологических процессов и операций, связанных с возникновением опасных и вредных производственных факторов, процессами и операциями, при которых указанные факторы отсутствуют или обладают меньшей интенсивностью;

Замена вредных и пожароопасных веществ на менее вредные и опасные;

Комплексная механизация, автоматизация, применение дистанционного управления технологическими процессами и операциями при наличии опасных и вредных производственных факторов;

Герметизация оборудования;

Применение систем контроля и управления технологическим процессом, обеспечивающих защиту работающих и аварийное отключение производственного оборудования;

Своевременное получение информации о возникновении опасных и вредных производственных факторов;

Своевременное удаление и обезвреживание отходов производства, являющихся источниками опасных и вредных производственных факторов;

Применение средств коллективной защиты работающих;

Рациональная организация труда и отдыха с целью профилактики монотонности и гиподинамии, а также ограничения тяжести труда.

Рассмотрим основные требования безопасности к технологическим процессам.

Устранение непосредственного контакта работающих с вредными веществами. В нефтехимии и нефтепереработке большинство технологических процессов исключает непосредственный контакт работающих с перерабатываемыми материалами. Обеспечение этого требования безопасности достигается ведением технологических процессов в герметически закрытой аппаратуры, отделением работающих от вредных веществ, капсуляцией оборудования, выделяющего в воздух рабочей зоны вредные вещества.

Устранение непосредственного контакта работающих с вредными веществами при ведении технологических процессов достигается также при дистанционным управлении процессами, применении средств механизации на стадиях загрузки, выгрузки и транспортировании исходных материалов, промежуточных продуктов и готовой продукции.

Замена опасных и вредных технологических операций на менее опасные. Для повышения безопасности предусматривается замена наиболее опасных операций менее опасными.

Безопасность операций транспортирования вредных и пожароопасных веществ можно повысить переводя твердые вещества в растворы, суспензии, расплавы для передачи их с одной технологической операции на другую по трубопроводам.

Безопасность производственных процессов существенно повышается при изменении технологических приемов работы; при замене сухого размола твердых веществ мокрыми; при транспортировании сыпучих продуктов пневмотранспортом; при изменении агрегатного состояния перерабатываемых продуктов (вместо сухих токсичных веществ использовать их растворы или в виде пасты).

Замена вредных и пожароопасных веществ на менее вредные и опасные. При проектировании новых технологических процессов должно быть предусмотрено исключение из них высокотоксичных соединений или замена их менее токсичными продуктами.

Для снижения пожаровзрывоопасности веществ, обращающихся в производстве, вводятся различные инертные добавки и флегматизирующие вещества.

Герметизация оборудования. Герметизация оборудования - одно из основных условий обеспечения безопасности технологических процессов. Особое значение она имеет при переработке токсичных, пожаро- и взрывоопасных сред, т.к. их утечка в окружающую среду может привести к профессиональным отравлениям, пожарам и взрывам.

Наиболее частыми причинами нарушения герметичности являются неплотности в соединениях деталей оборудования. Устранение или уменьшение степени неплотности достигается применением уплотнителей.

Выбор тех или иных видов уплотнений определяется требуемой степенью герметизации и условиями эксплуатации оборудования, в том числе давлением среды, температурным режимом, скоростями движения и др.

Механизация, автоматизация и дистанционное управление технологическими процессами. Это требование обеспечения безопасности технологических процессов играет большую роль в коренном улучшении условий труда работающих.

Механизация технологических процессов позволяет заменить операции, выполняемые вручную, машинами и механизмами, тем самым, уменьшая опасности, связанные с ними. Механизация вредных и опасных производственных процессов освобождает рабочего от выполнения тяжелых, утомительных и монотонных операций, уменьшает время контакта с вредными и опасными веществами.

Наиболее перспективна механизация таких операций, как загрузка в аппараты и машины и выгрузка из них сырья и готовой продукции; удаление и транспортирование отходов; отбор проб и проведение различных замеров в аппаратах и емкостях.

Автоматизация технологических процессов – более высокая ступень обеспечения безопасных условий труда на производстве.

Автоматизация производственных процессов, являясь одним из самых прогрессивных направлений новой техники, имеет не только большое экологическое и социальное значение, но и играет существенную роль в обеспечении безопасности технологических процессов. В автоматизированном производстве значительно уменьшается количество выделяющихся в воздух производственного помещения вредных и пожароопасных паров, газов и пылей.

Автоматизация дает возможность управлять также такими технологическими процессами, которые вследствие их вредности, опасности или недоступности исключают непосредственное обслуживание человеком. Для автоматизации производственных процессов используют средства автоматического контроля и сигнализации, защиты и блокировки, управления и регулирования.

Дистанционное управление не только облегчает труд человека, но и выводит его из опасной зоны, если эта зона не может быть изолирована. В нефтехимии и нефтепереработке наиболее широко применяются пять систем дистанционного управления6 механическое, пневматическое, гидравлическое, электрическое и комбинированное.

1.5. Технологический регламент – основа безопасности
технологического процесса

Технологический регламент – основной технический документ, определяющий режим и порядок проведения операций технологического процесса. Безусловное соблюдение всех требований технологического регламента обязательно и обеспечивает надлежащее качество выпускаемой продукции, рациональное и экономическое ведение производственного процесса, сохранность оборудования и безопасность работ.

Технологические регламенты утверждают руководители предприятия или вышестоящей организации. Руководитель предприятия обязан обеспечить точное соблюдение утвержденного технологического регламента с максимальным использованием современных средств технического контроля и автоматического регулирования процесса.

В технологическом регламенте дается подробное описание всех стадий производства, его аппаратурно-механического оформления, приводятся: технологическая карта, нормы технологического режима, технологические инструкции по нормальному пуску, нормальной и аварийной остановке объекта, а также правила безопасного ведения технологического процесса и обслуживания аппаратов. Даются технические параметры нормального технологического процесса, такие как концентрация отдельных веществ, их температура, давление, скорости потоков и другие параметры, а также, что особенно важно, допустимые от них отклонения.

Регламент должен быть построен, чтобы отклонения рабочих параметров процесса в допустимых пределах не нарушают стабильности технологического процесса. Если же рабочие параметры процесса выйдут за пределы допустимых отклонений, то процесс может быть неуправляемым и понадобиться некоторое время, чтобы привести его в нормальное состояние, при этом потеря стабильности процесса может вызвать аварийные ситуации.

Основа обеспечения безопасности технологического процесса заложена в ряде разделов регламента.

Характеристика изготавливаемой продукции. В этом разделе приводятся основные физико-химические свойства, горючесть, токсические характеристики, температуры воспламенения, взрыва, пределы взрываемости и другие.

Нормы технологического режима. Для каждой стадии и каждого потока указывается скорость подачи продуктов, температура, давление и другие параметры.

Возможные неполадки, их причины и способы устранения. В данный раздел включаются основные возможные неполадки в технологическом процессе: отклонения от норм по давлению, температуре, скорости подачи продуктов и реагентов, приводятся основные причины неполадок и указывается действие персонала, необходимые для их устранения, вплоть до отключения оборудования.

Особо оговариваются неполадки, грозящие авариями, при этом четко оговариваются действия персонала.

Контроль производства. Проводится по стадиям процесса и местах отбора проб или измерения параметра. Указываются параметры, подлежащие контролю, частота и способ контроля, ответственные за контроль. В случае применения опасных пожаро- и взрывоопасных видов сырья и материалов, а также готовой продукции. Предусматривается систематический санитарный контроль воздуха.

В разделе приводится также полный перечень систем сигнализации и блокировки, автоматического регулирования, дистанционного управления техпроцессом или отдельными агрегатами, указываются точки расположения и целевого назначение этих систем.

Основные правила безопасного ведения процесса. Раздел содержит описание обязательных условий ведения процесса, исключающих возникновение взрывов, пожаров, отравлений, ожогов и прочего, а также правила обращения с опасными веществами в конкретных условиях данного производства. В нем указывается, к каким последствиям могут привести нарушения обязательных условий ведения процесса.

В этом разделе приводятся также:

Основные правила первого пуска производства, правила приемки и пуска оборудования в эксплуатацию после его остановки и ремонта;

Основные признаки аварийного состояния производства и меры для его устранения;

Основные правила аварийной остановки производства;

Класс помещений по ПУЭ.

1.6. Основные меры по снижению опасности
технологических процессов

Увеличение единичной мощности основных технологических агрегатов. Внедрение укрупненных установок при одновременном комбинировании разных техпроцессов, дает не только экономический эффект, но и улучшает условия труда и увеличивает степень безопасности проведения процессов. Уменьшается общая протяженность промежуточных энергетических и технологических коммуникаций, от чего резко сокращается количество арматуры и фланцевых соединений, являющихся потенциальными источниками газовыделений.

Уменьшается число насосов, компрессоров и другого оборудования, они становятся более крупными, технически совершенными и удобными для обслуживания.

Предотвращение образования взрывоопасных концентраций. Это достигается тем, что технологический процесс проектируется с таким расчетом, чтобы концентрации взрывоопасных веществ в смеси с кислородом были либо ниже нижнего, либо выше верхнего концентрационных пределов взрываемости.

Взрывобезопасная концентрация обеспечивается подбором соотношения объемов находящихся в аппаратуре компонентов, скоростью их подачи, давлением, температурой и другими параметрами.

При нарушении безопасного соотношения между взрывоопасными веществами и окислителем предусматривается автоматическое прекращение подачи компонентов и остановка системы по определенному аварийному режиму.

Флегматизация. Флегматизацией называется введение в реакционную среду веществ, замедляющих или останавливающих нежелательное направление реакций.

Применяются активные флегматизаторы, которые вступают в химическое взаимодействие с продуктами реакции и тем самым обрывают цепные реакции горения и взрыва, например окись углерода, хлор- и бромзамещенные углеводороды и другие вещества.

Инертные флегматизаторы (азот, двуокись углерода, водяной пар) снижают объемное содержание окислителя ниже критического значения, при котором реакция горения уже становится невозможной, и тем самым исключают воспламенение продукта.

Некоторые флегматизаторы могут использоваться для продувки аппаратов и трубопроводов перед пуском, чтобы освободить систему от воздуха, и после остановки – для освобождения от продукта, могущего дать с воздухом взрывоопасные смеси.

Вынос оборудования на открытые площадки. Является важным принципом при проектировании производств. Вынос основного технологического оборудования и аппаратуры на открытые площадки и продуваемые этажерки создают условия для снижения вероятности образования вредных и взрывоопасных концентраций. Кроме этого улучшаются условия выполнения ремонтных и монтажных работ.

Применение вакуума. Известно, что при увеличении давления в аппаратах область взрываемости, как правило, расширяется. Наоборот, при понижении давления он сужается, а при определенном вакууме в ряде случаев взрыв вообще может быть исключен. При глубоком вакууме прекращается выделение в окружающую среду газов, пыли, чем уменьшается опасность взрывов и отравлений. Ряд процессов при использовании вакуума может проходить при более низких температурах, что устраняет опасность термического разложения перерабатываемых веществ, их перегрев, воспламенение, а также нежелательные побочные реакции, нередко создающие дополнительные опасности взрыва.

Увеличение степени непрерывности производственного процесса. В периодических процессах после окончания каждой операции продукт выгружается из аппарата и на его место загружается новая порция сырья, при этом выделяются газы, пыль, увеличивается опасность отравления или взрыва. При непрерывных процессах эти операции отпадают, а опасности устраняются. Непрерывные процессы характеризуются также устойчивостью, равномерностью и постоянством, что снижает необходимость регулирования технологических параметров, возникающих при каждом цикле производства при периодических процессах. Это уменьшает возможность ошибок со стороны обслуживающего персонала. В непрерывных процессах легче герметизировать оборудование, проще автоматизировать управление технологическими процессами.

Применение комплексной и полной автоматизации техпроцессов. Основой для этого является автоматическое регулирование и контроль, позволяющие полностью без участия оператора поддерживать наиболее оптимальные и безопасные условия ведения процесса.

Приборы автоматического контроля регистрируют параметры технологического процесса и подают сигнал о их нарушении. Существуют три вида технологической сигнализации: контрольная, предупредительная и аварийная.

Контрольная сигнализация служит для автоматического извещения о работе и останове отдельных механизмов и машин, о положении запорных органов на коммуникациях. Предупредительную сигнализацию применяют для автоматического извещения обслуживающего персонала о возникновении опасных изменений технологического процесса, т.е. о достижении крайних, предельных значений параметров, дальнейшее отключение которых может привести к аварии, пожару или взрыву. К этому виду сигнализации относится и сигнализация о появлении в атмосфере производственных помещений взрывоопасных и токсичных газов и паров. Данный вид сигнализации может быть самостоятельной или связанной с приборами автоматического контроля, защиты управления и регулирования. Аварийная сигнализация служит для извещения персонала об аварийном отключении оборудования. Обычно она связана с системой защиты и блокировки.

Приборы автоматической защиты не только сигнализируют об опасностях, связанных с отклонением от нормального хода рабочего процесса, но и при достижении предельных значений параметров частично или полностью останавливают процесс; прекращают подачу сырья или теплоносителя, стравливают избыток паров или газов, открывают спускные устройства для отвода продукта или обеспечивают другие меры ликвидации опасности возникновения аварии, пожара или взрыва.

Автоматическая блокировка относится к особому виду автоматической защиты, она служит для предупреждения возможности неправильных или несвоевременных включений или отключений машин и аппаратов, в результате которых могут произойти аварии, взрывы, пожары. Блокировку применяют как при ручном, так и при автоматическом управлении, блокируя действия исполнительных органов, обеспечивающих включение последующих операций только после завершении предыдущих.

тема 2. опасность технлогического оборудования

2.1. Факторы, определяющие степень опасности
производственного оборудования

Перечень применяемого оборудования на нефтехимических и нефтеперерабатывающих производствах весьма широк. Это разнообразные виды колонного оборудования, нагревательные печи, компрессоры и насосы различных типов и назначения, теплообменное оборудование, трубопроводы, газгольдеры и т.д. Поэтому существуют самые разные виды опасных и вредных производственных факторов, возникающих как при эксплуатации этого оборудования, так и в процессе ремонта и монтажа его.

Опасность разрушения. Определяется в зависимости от параметров технологического процесса, вследствие их значительного превышения от нормальных, степени агрессивности рабочей среды, длительности её воздействия. Как правило, такие факторы приводят к взрыву (для сосудов, работающих под давлением) или разрушению конструкций.

Особенно опасны разрушения оборудования от взрыва как физического, так и в результате возгорания горючих смесей, Как показывают расчеты, мощность этих взрывов весьма велика. Так например, мощность разрыва сосуда емкостью 1 м 3 , находящегося под давлением воздуха равным 1 МН/м 2 (10 кгс/см 2) составляет 13150 кВ, а если в сосуде будет находится водяной пар в тех же условиях, то мощность будет составлять уже около 200000 кВ.

Наличие движущихся частей оборудования. При эксплуатации различных машин и механизмов существуют элементы у них, которые совершают вращательные, возвратно-поступательные и поступательные движения. Это валы насосов и компрессоров, грузоподъемные механизмы, валы мешалок в реакторах, транспортеры и т.п., что создает опасность механического травмирования людей.

Опасность электрического тока. Практически всё оборудование, используемое в нефтехимии и нефтепереработке в качестве использования энергии для его работы применяется электрический ток. Это приводы насосов и компрессоров, мешалок в реакторах. Электроприводы применяются для работы на грузоподъемных механизмах, ручного и механизированного инструмента и в ряде других случаев. Электрический ток высокого напряжения (свыше 1000В) применяют в некоторых технологических процессах. Электроэнергия используется для питания КИП, освещения и т.п.

Энергия электрического тока весьма значительна, что представляет опасность для обслуживающего персонала. Поэтому в случае нарушений правил эксплуатации электрооборудования человек может получить различные виды поражения вплоть до смертельного.

Наряду с опасностью поражения работающих от электрического тока, в силу различных причин в процессе эксплуатации электрического оборудования и устройств могут возникнуть искры, обладающие таким большим потенциалом, что приводит к взрывам и пожарам как в присутствии горючих смесей, так и при наличии вообще горючих материалов.

Значительная высота рабочего места относительно земли (пола). Целый ряд производственного оборудования имеет существенные габариты, в том числе и по высоте. Это относится к аппаратам колонного типа, высота которых достигает нескольких десятков метров, нагревательным печам, площадкам теплообменной аппаратуры и т.п. Необходимость их обслуживания предполагает наличие площадок обслуживания на разных высотах. Во время монтажа и ремонта также возможны работы на высоте с применением различных видов подмостей, строительных лесов, подвесных люлек, площадок и лестниц. Опасность таких работ состоит в том, что рабочие могут упасть с высоты или же может произойти падение инструмента, деталей, арматуры и т.п. на ниже находящихся людей.

Наличие открытого огня. В некоторых техпроцессах требуется производить нагрев применяемых продуктов в нагревательных печах. В них используют для этих целей открытый огонь в горелках печей. Факелы пламени от таких горелок могут иметь значительную тепловую энергию, и в случае появления паров или газов горючих веществ при аварийных ситуациях произойдет взрыв. Кроме печей, открытый огонь может быть при выполнении ремонтных и монтажных работ, когда применяют электро- и газосварку, на технологических установках, что может привести к пожару или взрыву. Особенно это опасно при выполнении огневых работ внутри аппаратов, печей, траншеях и других закрытых пространствах, где могут скапливаться горючие пары или газы.

Повышенный уровень шума и вибрации. При эксплуатации оборудования практически всегда возникает шум и вибрация различной интенсивности. Это в большей мере относится к насосам, компрессорам, горелкам печей и ряде других. Как правило, уровень шума и вибрации превышает допустимые санитарные нормы, что может привести к неприятным последствиям для работающих людей, начиная от снижения работоспособности для возникновения профзаболеваний – тугоухости и виброболезни.

Кроме вредного воздействия на организм человека, вибрация оказывает негативное воздействие на само оборудование, коммуникации и сооружение. Вредность её действия выражается в понижении КПД машин и механизмов, в преждевременном износе вращающихся частей оборудования вследствие дисбаланса, в снижении точности и уменьшении срока службы КИП, в нарушении механической прочности и герметичности аппаратов и коммуникаций, что может послужить причиной различных аварий, Длительные сотрясения, вызываемые вибрацией, могут привести к разрушению фундаментов машин и целых сооружений.

Опасность применения грузоподъемных машин. При эксплуатации производства, а особенно в процессе ремонта и монтажа для перемещения и поднятия тяжелых грузов, деталей машин и самих машин применяются различные грузоподъемные устройства, начиная от ручных талей и до стационарных мостовых кранов и монтажных стрел. Наибольшую опасность наряду с возможностью травмирования от перемещающихся элементов ГПМ, представляет возможность падения груза в результате неправильных действий обслуживающего персонала, превышения массы груза выше допустимого. Кроме этого, есть вероятность опрокидывания передвижных ГПМ и падения монтажных стрел. В результате наряду с разрушением грузоподъемных машин возникает опасность травмирования рабочих.

Опасность возникновения статического электричества. Такая опасность в производственных условиях возникает при:

Сливе, наливе и перекачке светлых нефтепродуктов по трубопроводам и резиновым шлангам в резервные емкости;

Фильтровании нефтепродуктов через пористые материалы и перемешивании мешалками и другими приспособлениями, при разбрызгивании жидкостей, при очистке загрязненных тел в растворителях;

В процессах пропаривания резервуаров и ж/д цистерн;

Транспортировании сжатых или сжиженных газов по трубам и истечении их через отверстия, особенно если в них содержится тонко распыленная жидкость, суспензия или пыль;

Пневмотранспорте пылевидных и сыпучих материалов, при движении их в аппаратах, дроблении, перемалывании и просеивании;

Применении в машинах и механизмах ременных передач и транспортерных лент;

Движении автотранспорта, тележек на резиновых шинах и людей по сухому изолирующему покрытию.

Накопление зарядов статического электричества до больших величин на поверхностях нефтепродуктов, и оборудовании может привести к разрядам в виде искры, энергия которых бывает достаточной для взрыва горючих смесей газов или паров. Кроме этого, разряды статического электричества могут вызвать сбои в работе электронного оборудования, а у человека неприятные последствия в виде укола или удара. Человек может от неожиданности потерять равновесие, упасть и получить травму.

2.2. Общие направления создания оборудования для
нефтехимических производств

Унификация. Оборудование для нефтехимических процессов весьма разнообразно, однако в разных отраслях нефте- и химпереработки для одних и тех же целей могут применяться аналогичные по конструкции аппараты и машины. Это дает возможность их унифицировать, т.е. устранить излишнее разнообразие в типах и типоразмерах оборудования. Это обеспечивает проектирование, изготовление и эксплуатацию, способствует повышению качества, долговечности, работоспособности, а также степени безопасности оборудования. Упрощается и ускоряется ремонт оборудования.

Интенсификация. Важно при интенсификации производственных процессов разрабатывать одновременно и мероприятия, направленные на улучшение и повышение безопасности труда, обращая прежде всего на следующее:

Внедрение новой техники, модернизация оборудования и машин на травмоопасных участках и работах;

Проведение экспертизы технического состояния зданий, сооружений, оборудования;

Проведение паспортизации санитарно-гигиенического состояния цехов и производств;

Обеспечение производств инженерно-техническими средствами безопасности;

Проведение ежегодных обследований расстановки оборудования и машин и приведение к норме разрывов и габаритов безопасности;

Организация безопасного движения и эксплуатацию внутрицехового и заводского транспорта;

Внедрение стандартов безопасности;

Разработка и внедрение рациональных режимов труда и отдыха;

Расширение научных изысканий и внедрение на производстве рекомендаций по психологии безопасности труда.

Установленное на производстве оборудование не должно быть источником неблагоприятных гигиенических условий труда, оно должно быть разработано с учетом возможностей человека, который будет его обслуживать и обеспечивать безопасные условия труда при его эксплуатации.

Поэтому к технологическому оборудованию предъявляются требования эргономики , обусловленные антропометрическими, психофизиологическими и психологическими свойствами человека, а также гигиенические требования.

Антропометрические требования определяют соответствие оборудования антропометрическим свойствам человека: размерам и формам человеческого тела и его отдельных людей. Эти требования должны обеспечить физиологически рациональную позу оператора на рабочем месте, способствующую наиболее эффективному выполнению человеком работы при минимальном утомлении.

Психофизиологические требования устанавливают соответствие оборудования особенностям функционирования органов чувств человека (порог слуха, зрения, осязания и др.). Без реализации этих требований затрудняется оперативная информация обслуживающего персонала о состоянии оборудования или она воспринимается с искажением.

Психологические требования определяют соответствие оборудования психическим особенностям человека и создают положительное эмоциональное на него воздействие в процессе работы.

Гигиенические требования обеспечивают условия жизнедеятельности и работоспособности человека при его взаимодействии с оборудованием и окружающей средой.

Укрупнение оборудования. Дает возможность увеличить его производительность при снижении капитальных затрат и эксплуатационных расходов. Уменьшается число машин и аппаратов, общая протяженность промежуточных инженерных коммуникаций, что способствует резкому сокращению числа пуско-регулирующей арматуры, КИП, средств автоматизации, а также фланцевых соединений. Сокращается площадь застройки, обслуживающий и ремонтный персонал.

Для обеспечения надежности и безопасности укрупненных агрегатов следует применять такие конструкции аппаратов, которые обеспечивают равномерное распределение потоков, интенсивный тепло- и массообмен, малое гидравлическое сопротивление, отсутствие застойных участков, в которых могут скапливаться пожаро- и взрывоопасные вещества, надежное исключение проникновения одной среды в другую через уплотнители, стойкость конструкционных материалов в условиях рабочих параметров: ремонтопригодность и другие требования, связанные с особенностями процесса.

Повышение надежности оборудования. С укрупнением мощностей технологических агрегатов существенно повышаются требования к их надежности и безопасной эксплуатации. Повышение надежности оборудования имеет особое значение, т.к. его эксплуатация связана с обработкой токсичных пожаро- и взрывоопасных веществ и осуществляется под высоким давлением, при высоких или низких температурах, больших скоростях перемещения материальных сред.

Надежность оборудования обуславливается безотказностью, долговечностью и ремонтопригодностью.

Безотказность – свойство системы непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или при выполнении определенного объема работ в заданных условиях эксплуатации.

Долговечность – свойство системы сохранять работоспособность до наступления предельного состояния, т.е. в течение всего срока эксплуатации.

Ремонтопригодность – свойство системы, заключающееся в её приспособленности к предупреждению, отысканию и устранению в ней отказов и неисправностей, что достигается проведением технического обслуживания и ремонтов.

2.3. Требования безопасности,
предъявляемые к оборудованию

Несмотря на большое разнообразие технологического оборудования по назначению, устройству и особенностям эксплуатации, к нему предъявляются общие требования безопасности, соблюдение которых при конструировании обеспечивает безопасность его эксплуатации. Эти требования сформулированы в ГОСТе 12.2.003-74 .

В соответствии со стандартом производственное оборудование должно обеспечивать требования безопасности при монтаже, эксплуатации, ремонте, транспортировании и хранении, при использовании отдельно или в составе комплексов и технологических систем.

Производственное оборудование в процессе эксплуатации:

Не должно загрязнять окружающее пространство выбросами вредных веществ выше установленных норм;

Должно быть пожаро- и взрывобезопасным;

Не должно создавать опасности в результате воздействия влажности, солнечной радиации, механических колебаний, высоких и низких давлений и температур, агрессивных веществ и других факторов.

Собственно безопасность производственного оборудования должна обеспечиваться следующими мерами:

Правильным выбором принципов действия, конструктивных схем, безопасных элементов конструкции, материалов и т.п.;

Применением в конструкции средств механизации, автоматического и дистанционного управления;

Применением в конструкции специальных средств защиты;

Выполнением эргономических требований;

Включением требований безопасности в техническую документацию на монтаж, эксплуатацию, ремонт, транспортирование и хранение.

В стандартах на отдельные группы производственного оборудования указываются:

Движущиеся, токоведущие и другие опасные части, подлежащие ограждению;

Допустимые значения шумовых характеристик и показателей вибрации, методы их определения и средства защиты от них;

Допустимые уровни излучений и методы их контроля;

Допустимые температуры органов управления и наружных поверхностей производственного оборудования;

Допустимые усилия на органах управления;

Наличие защитных блокировок, тормозных устройств и других средств защиты.

Определены требования к средствам защиты, входящих в конструкцию в том числе требования к:

Защитным ограждениям, экранам и средствам защиты от ультразвука, ионизирующих и других излучений;

Средствам удаления из рабочей зоны веществ с опасными и вредными свойствами;

Защитным блокировкам;

Средствам сигнализации;

Сигнальной окраске оборудования и его составных частей;

Предупредительным надписям.

заключение

Совершенствование условий и требований по оценке безопасности производства.

Наука и производство не стоит на месте. Происходит непрерывное совершенствование технологии и оборудования, разрабатываются новые технологические процессы и виды оборудования. Всё это требует и более качественных и совершенных оценок безопасности их. Возникает потребность в разработке новых приборов и устройств для этих целей с использование нанатехнологий и микроэлектроники, новых методов и методик с учетом последних достижений в области физики, химии и математики. Всё это позволит на более высоком уровне проводить необходимые оценочные меры по безопасности нефтехимического производства.

список использованной литературы

1. Федеральный закон о промышленной безопасности производственных объектах.

2. Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных, химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств (ПБ 09-540-03). – М.: ПИО ОБТ. 2003. – 139 с.

3. правила промышленной безопасности для нефтеперерабатывающих производств (ПБ 09-563-03). – М.: ГУП НТЦ по безопасности и промышленности РТН России. 2003. – 55 с.

4. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Издание 2000 г. с дополнениями.

5. ГОСТ 12.0.002-90 ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация.

6. ГОСТ 12.2.003-74 ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности.

7. ГОСТ 12.2.049-80 ССБТ. Оборудование производственное. Общие эргономические требования.

8. Роздин И.А. Безопасность производства и труда на химических предприятиях / Роздин И.А., Хабарова Е.И., Вареник О.Н. – М.: КолосС. 2005. – 253 с.

9. Смирнов Г.Г. и др. Конструирование безопасных аппаратов для химических и нефтехимических производств / Г.Г. Смирнов, А.Р. Толчинский, Т.Ф. Кондратьева: Под общей ред. А.Р. Толчинского. – Л. Машиностроение. 1988. – 303 с.

10. Охрана труда в химической промышленности / Г.В. Макаров, А.Я. Висин и др. – М.: Химия. 1989. – 496 с.

Экзотермические реакции:

Ø сгорание твердого, жидкого или газообразного топлива;

Ø гидрирование (используется водород под давлением и при относительно высокой температуре);

Ø гидролиз - реакция соединения с водой (получение серной или фосфорной кислот из оксидов);

Ø алкилирование при получении органических соединений;

Ø изомеризация - перегруппировка атомов в органической молекуле;

Ø сульфирование в органическом синтезе;

Ø нейтрализация - реакции между кислотой и основанием с образованием соли и воды;

Ø этерификация - реакция между кислотой и спиртом, или ненасыщенным углеводородом;

Ø окисление - взаимодействие веществ с кислородом;

Ø полимеризация - соединение молекул;

Ø конденсация - соединение двух или более молекул органических веществ с отщеплением Н 2 О, Hcl или других соединений;

Ø галогенирование - введение атомов фтора, хлора, брома или йода (галогенов) в молекулу органического вещества;

Ø нитрование - замещение атома водорода в соединении на нитрогруппу;

Ø обогащение - увеличение концентрации продукта (для опасных веществ и материалов).

Эндотермические реакции:

Ø кальцинирование - нагревание материала для удаления из него влаги или других летучих веществ;

Ø электролиз;

Ø пиролиз или крекинг - термическое разложение.

Погрузка, разгрузка и перемещение материалов:

Ø перевозка опасных веществ, материалов;

Ø погрузка и разгрузка опасных материалов;

Ø хранение материалов на складах в бочках, баллонах, транспортных танках и прочих материалов t° переработки (хранения) выше точки кипения при нормальных условиях.

Среди большого числа разнообразных по характеру процессов технологии можно выделить группы процессов, которые при определенных условиях, возникающих вследствие нарушения требований регламента, выходят в аварийные режимы с последствиями различной степени тяжести. Такие процессы называются потенциально опасными. Специфика потенциально опасных процессов состоит в том, что они могут протекать в двух различных режимах:

Ø нормальное функционирование;

Ø предаварийная работа.

Способность переходить в предаварийное состояние отличает потенциально опасные процессы от обычных процессов и технологий. Кроме того, спецификой определенной группы распространенных потенциально опасных процессов является наличие у них общей границы зон интенсивного протекания и неустойчивости, т.е. близость интенсивного режима ведения процесса и предаварийного режима.

Режим нормального (штатного) функционирования технологической системы характеризуется соответствием в некоторых пределах определяющих режимных параметров заданным. Последние установлены для условий оптимального ведения процесса (получения наибольшего выхода продукции соответствующего ТУ качества за наименьшее время).

В режиме нормального функционирования процесса различают три различных состояния:

Ø собственно нормальное протекание процесса, когда все определяющие параметры соответствуют заданным;

Ø отклонение определяющих безопасность параметров в сторону уменьшения опасности;

Ø отклонение определяющих параметров в сторону увеличения опасности.

При этом все отклонения находятся в заданных пределах, обусловленных необходимой точностью поддержания определяющих параметров.

При нарушении технологического режима, ведущего к возникновению аварийной ситуации, процесс переходит в предаварийное состояние, характеризующееся значительными отклонениями определяющих параметров от заданных пределов в сторону увеличения опасности. Причины, вызывающие аварийную ситуацию, могут быть различные: от ошибок и недосмотров обслуживающего персонала до отказов (нарушения исправности) оборудования и средств автоматизации.

В предаварийном состоянии, характерном только для потенциально опасных процессов, можно выделить две фазы: в первой фазе возможен возврат процесса к нормальному режиму, во второй развитие аварийной ситуации становится необратимым и имеющимися средствами вывести процесс на нормальный режим не представляется возможным. В последнем случае необходимо прекратить ведение процесса. Возможен такой вариант процесса, когда одна из фаз предаварийного режима отсутствует. Так, если развитие аварийной ситуации не перерастает в необратимое, то вторая фаза отсутствует.

Очевидно, что если не принять меры, способствующие прекращению развития аварийной ситуации и возвращению процесса к режиму нормального функционирования или прекращению его, то возникает аварийное состояние (авария), сопровождающаяся последствиями различной степени тяжести (разрушение аппарата, загазованность помещения, человеческие жертвы и т,д.).

Повышение эффективности производства сегодня и улучшение качества продукции, выпускаемой промышленными предприятиями, тесно связано с интенсификацией технологических процессов. В каждой отрасли хозяйственной деятельности эта проблема решается различными путями - наряду с совершенствованием технологии, основанной на поиске оптимальных режимов и создании совершенных аппаратов и оборудования, все большее значение приобретает автоматизация технологических процессов. В плане обеспечения безопасности современные технологии управления исключают человеческий фактор (имеющий свойства ошибаться) из цепочки взаимосвязанных элементов производства.

Интенсификация большинства технологических процессов неотделима от проблемы их защиты средствами автоматики и телеметрии. При этом наибольшей интенсификации можно достигнуть лишь приближением технологического процесса к опасной зоне. Иными словами, при интенсификации технологического процесса приходится приближаться к границам его устойчивости. Создается равновесная зона как компромисс между эффективностью (производительностью) производства и допустимым уровнем безопасности.

Из всей совокупности процессов и технологий в целом можно выделить процессы, которые при определенных условиях выходят в аварийные режимы. Причинами возникновения аварийной ситуации могут быть как отступления от технологического регламента, так и неисправность технологического оборудования или отказы автоматических (или неавтоматических) систем управления. Такие технологические процессы, называемые здесь потенциально опасными, имеют ряд особенностей.

Для определенной группы потенциально опасных процессов характерно наличие общей границы интенсивного протекания и устойчивости. Зона неустойчивости опасна в отношении возможности выхода процесса в аварийный режим.

При соблюдении определенных регламентом условий, при исправном оборудовании и исправной системе управления потенциально опасный процесс находится в режиме нормального функционирования. Теория управления потенциально опасными процессами в этом режиме не отличается от классической. Опасные параметры - температура, давление, скорость и др. - находятся в пределах, предусмотренных регламентом, целостность технологического оборудования обеспечивается расчетом их прочности. В этом режиме опасные параметры поддаются регулированию с помощью автоматических систем или вручную. (Стремление отсюда к созданию самогасящихся (затухающих) технологических процессов в ядерной энергетике.)

Если в ходе технологического процесса под влиянием внешних воздействий будет происходить отклонение опасных параметров и они будут выходить за пределы, обусловленные регламентом, то такую ситуацию следует определить как предаварийную. Следует отметить и это абсолютно естественно, что на этапе функционирования оборудования в предаварийном режиме органы управления, аварийные службы объекта уже действуют как в условиях произо­шедшей аварии. К сожалению, статистики таких случаев недоста­точно (случаев предотвращенных аварий), т.к. информация о них не распространяется. Во всяком случае известно, что сегодня предот­вращено несколько серьезных катастроф. Поэтому можно сказать, что борьба за выживание начинается или должна начинаться уже при угрозе реализации существующей на производстве опасности.

В этой ситуации мощность, накопленная при росте, например, давления или температуры, еще недостаточна для разрушения реактора. В предаварийном режиме функционирования возврат опасных параметров в регламентные границы может быть осуществлен применением специальных управляющих (защитных) воздействий.

При недостаточной эффективности управляющих воздействий возникает неуправляемая предаварийная ситуация. При дальнейшем увеличении отклонения опасных параметров и накоплении мощности процесса, способной повредить оборудование, создается аварийная ситуация. Последнее определение предполагает то, что возвращение опасных параметров в регламентные границы не представляется возможным. В таких случаях во избежание аварии и ее последствий процесс останавливают. Это может осуществляться захолаживанием реактора, сбросом реакционных масс, остановкой технологического процесса и другими заранее предусмотренными мерами. (Штраф за заражение окружающей среды должен всегда быть выше, чем разрушенное или поврежденное в аварийной ситуации оборудование,) Сегодня интенсификация производств - объективный процесс, определенный законами экономического развития. Однако к неизбежному процессу интенсификации потенциально опасных процессов подходят разными путями. Технологический путь решения проблемы состоит в разработке эффективных регламентных условий ведения процесса и совершенного технологического оборудования, обеспечивающих безопасное и интенсивное ведение процесса. Однако поскольку условия безопасности и интенсивности часто противоречат друг другу, путь этот не всегда дает должный эффект. Интенсификации способствует создание систем автоматического регулирования процессов. Но система регулирования потенциально опасного процесса должна выполнять функции защиты, иметь повышенную надежность, что не всегда экономически целесообразно.

Таким образом, вторая особенность потенциально опасных технологических процессов определяется некоторой спецификой в вопросах управления ими. Для обеспечения автоматического управления такими процессами необходимо их всестороннее исследование. Особенностью исследования потенциально опасных процессов является необходимость изучения их динамики в предаварийном режиме. Результатами такого исследования сегодня не располагают ни технологи, разрабатывавшие процесс, ни эксплуатационники. В этом заключается третья особенность рассматриваемых процессов.

Технологический процесс крупного промышленного предприятия представляет собой одну или несколько технологических систем, каждая из которых может включать:

Ø систему управления;

Ø промышленные установки (промышленное оборудование);

Ø транспортные системы;

Ø системы газоснабжения;

Ø системы электроснабжения;

Ø системы водоснабжения;

Ø системы контроля за технологическим процессом;

Ø системы безопасности.

Основа технологического процесса - промышленные установки. Исходя из того, что аварии могут происходить из-за несоответствующего проектирования тех или иных составных частей установок, которые в любом случае должны выдерживать:

Ø статические нагрузки;

Ø динамические нагрузки;

Ø внутренние и внешние напряжения;

Ø коррозию;

Ø нагрузки, возникающие из-за больших перепадов температур;

Ø нагрузки от внешних воздействий (ветер, снег, землетрясение, просадка почв, сели и т.д.).

Все эти виды нагрузок и воздействий включены в соответствующие стандарты по проектированию и в нормы технологического проектирования (ОНТП-86). Требования, указанные в этих документах являются лишь минимальным требованием по обеспечению безопасности промышленных установок и технологических процессов в целом, на которых возможны крупные аварии (последствия которых распространяются за пределы территории объекта).

Особую важность они представляют для систем, находящихся под давлением, содержащих легковоспламеняющиеся взрывоопасные и токсичные газы, или для жидкостей, хранящихся при температуре, превышающей их точку кипения.

Работа таких систем обязательно контролируется. Если промышленная установка спроектирована так, что она может выдерживать все нагрузки, возникающие в процессе обычных или предполагаемых экстремальных условий работы, то задачей системы контроля производственных процессов должно быть обеспечение безопасной работы установки в заданных пределах. Для этого предполагается использование:

Ø ручного управления;

Ø автоматического контроля;

Ø системы автоматического отключения технологических установок;

Ø предохранительных устройств;

Ø системы аварийной сигнализации.

Основная идея безопасности производственного процесса заключается в том, чтобы надежно обеспечивать безопасные условия его работы. При помощи систем контроля переменные характеристики производственного процесса в случае нарушения нормального режима удерживаются в безопасных пределах.

Переменными в контролируемом процессе могут быть:

Ø температура;

Ø давление;

Ø скорость сырьевого потока;

Ø соотношение компонентов;

Ø скорость изменения параметров.

Наиболее передовые системы контроля имеют структуру тройного действия.

Примером такой системы являются терморегуляционные устройства, регистрирующие превышение оптимальной температуры в процессе (например, химической реакции в химической промышленности). При достижении критической температуры система включает дополнительное охлаждение.

Для обеспечения безопасности в опасном технологическом процессе системы контроля должны охватывать все основные технологические установки и их элементы, составляющие этот процесс. Это - аппараты, насосы, компрессоры, вентиляторы и т.д.

Необходимо отметить, что любая система контроля может не всегда правильно срабатывать в фазах включения и остановки производственного процесса. Поэтому как элемент защиты применяются системы безопасности.