Анализ индивидуального риска событий узла пиролиза этановой фракции
1.1 Характеристика процесса
Процесс пиролиза (высокотемпературного распада) этановой фракции осуществляется в четырехпоточных трубчатых радиантно-конвекционных печах и предназначен для получения пирогаза, который дальше поступает на газоразделение и из которого в конечном счете выделяется этилен – основное сырье для тяжелого органического синтеза.
Данный процесс является взрыво- и пожароопасным. Взрыво- и пожароопасность связана с применением легко воспламеняющихся и взрывоопасных газов и жидкостей, образующих с воздухом взрывоопасные смеси. Кроме того при содержании газов и паров жидкостей в воздухе выше предельно-допустимых норм они оказывают вредное воздействие на организм человека и могут вызвать отравление. Также в цехе имеются различные по назначению и конструкции аппараты, работающие под большим давлением и высокой температурой
В связи с этим все оборудование, участвующее в технологическом процессе, представляет опасность и оценивается по показателям риска.
Оценка степени риска рассматриваемого объекта включает прогноз частоты аварийных ситуаций на узле пиролиза и оценку возможных потерь газа.
По полученным показателям риска планируются мероприятия по улучшению технологического состояния, обслуживания, диагностики и ремонта проектируемых сооружений анализируемого объекта.
1.2 Классификация объектов по взрывоопасности и санитарной характеристике
Согласно НПБ 107-97 по пожарной опасности установка относится к категории Ан, поскольку в ней перерабатываются горючие газы с температурой вспышки менее 28 оС.
Класс взрывоопасной зоны по ПУЭ-98 – ВI-г (пространства у наружных технологических установок, содержащих горючие газы или ЛВЖ).
1.3 Основные физико-химические, токсические, взрывоопасные свойства веществ, обращающихся в технологическом процессе
Таблица 1.1 – Компонентный состав сырья – этановой фракции
Компонент |
Формула |
Концентрация массовая, % |
Метан |
СН4 |
1,978 |
Этан |
С2Н6 |
95,0 |
Пропан |
С3Н8 |
3,0 |
Сероводород |
Н2S |
0,02 |
Диоксид углерода |
СО2 |
0,002 |
Таблица 1.2 – Компонентный состав пирогаза
Компонент |
Формула |
Концентрация массовая, % |
Газ: |
71,45 | |
Водород |
Н2 |
2,71 |
Метан |
СН4 |
3,63 |
Этилен |
С2Н4 |
38,02 |
Этан |
С2Н6 |
24,63 |
Ацетилен |
С2Н2 |
0,032 |
Пропилен |
С3Н6 |
1,5 |
Пропан |
С3Н8 |
0,23 |
Бутадиен |
С4Н6 |
0,23 |
Бутилен |
С4Н8 |
0,082 |
Бутан |
С4Н10 |
0,14 |
Пентен |
С5Н10 |
0,13 |
Бензол |
С6Н6 |
0,04 |
Оксид углерода |
СО |
0,06 |
Диоксид углерода |
СО2 |
0,014 |
Сероводород |
Н2S |
0,002 |
Водяной пар |
Н2О |
28,55 |
Итого |
100,00 |
1.4 Технологическая схема работы узла пиролиза этановой фракции
Процесс пиролиза этановой фракции осуществляется в четырехпоточных печах, укомплектованных акустическими горелками типа АГГ с вертикальными радиантными змеевиками.
Этановая фракция с температурой окружающей среды и давлением 10-20 кгс/см2 поступает по трубопроводу диаметром 200 мм в подогреватель Т-1а, где подогревается до температуры не более 80ºC водяным паром 7,0 кгс/см2 конденсат пара после которого поступает в деаэраторную колонну К-3.
Этановая фракция, выходящая из аппарата Т-1а дросселируется через регулирующий клапан поз.1017 до (6,5-8,5) кгс/см2 поступает в аппараты К-1, где происходит отделение механических примесей и жидких продуктов от этана.
Далее этан и этан-сырье поступает четырьмя потоками в змеевики предварительного нагрева конвекционной части, состоящие из 3-х труб каждый, где нагревается до температуры ~ 209°C. Для уменьшения коксообразования и снижения парциального давления углеводородных паров в змеевик конвекционной части, после секций предварительного нагрева этановой фракции, подается пар разбавления в количестве (30-40)% от подаваемого этана с температурой ~ 195°C и давлением 7,0 кгс/см2.
Таблица 1.3 - Основные физико-химические, токсические, взрывоопасные свойства веществ, обращающихся в технологическом процессе
№ п/п |
Наименование вещества |
Агрегатное состояние |
Пределы воспламенения в смеси с воздухом, % об. |
Температура, ОС |
ПДК мг/м3 |
Класс опасности |
Характер воздействия на человека | ||
Нижний |
Верхний |
вспышки |
самовоспл. | ||||||
1 |
Метан |
газ |
5,28 |
14,1 |
-187,69 |
537 |
300 |
4 |
Наркотическое и токсическое вещество. Действует на слизистые оболочки |
2 |
Этан |
газ |
3,3 |
12,5 |
- |
515 |
300 |
4 | |
3 |
Пропан |
газ |
2,3 |
9,4 |
-96 |
466 |
300 |
4 | |
4 |
Водород |
газ |
4,12 |
75 |
-40 |
510 |
4 | ||
5 |
Этилен |
газ |
2,8 |
36,35 |
- |
427 |
100 |
4 | |
6 |
Пропилен |
газ |
2,3 |
11,1 |
- |
410 |
100 |
4 | |
7 |
Бутан |
газ |
1,8 |
9,1 |
-69 |
405 |
300 |
4 | |
8 |
Бутилен |
газ |
1,6 |
10,6 |
- |
384 |
100 |
4 | |
9 |
Ацетилен |
газ |
2,3 |
82 |
- |
335 |
4 |