Разрушению аппаратуры
При достижении открытого огня облако воспламенилось, но через некоторое время опало, а горение наблюдалось только у поверхности разлива. Полагают, что загорелись масло и природный газ, истекающие из разорванного (при разрушении резервуара) газового трубопровода, воспламенившегося от открытого огня костра, который находился вблизи хранилища аммиака для разогрева битума. Горящий на поверхности разлива жидкий аммиак растекался по территории предприятия и достиг склада азотных удобрений, вызвав там пожар и еигарооб-
Большой выброс жидкого хлора («90 т) произошел при разрушении резервуара от воздействия ударной волны, вызванной взрывом смеси природного газа с воздухом недалеко от крупного города (штат Луизиана, США, 1976 г.). От тяжелого поражения жителей города спасло благоприятное направление ветра в сторону реки Миссисипи (шириной 1 км) Ня современных предприятиях, объединяющих разноплановые производства, опасность разрушения резервуаров с жидким хлором и его транспортных коммуникаций от внешних промышленных взрывов достаточно высока, поэтому следует принимать меры предохранения объектов с жидким хлором от различных внешних воздействий.
Например, при разрушении резервуара, содержащего 50 т жидкого аммиака (ЮАР, июль 1973 г.), вследствие отрыва торцевой части сосуда (диаметр 2,7 м) погибли сразу 18 человек от поражения аммиаком. Аммиак хранился при температуре (15°С), значительно отличающейся от температуры окружающей среды. Осколок торцевой стены отлетел на 40 м. От токсического воздействия аммиака погибли 8 человек, находившиеся в радиусе 50 м. Вследствие интоксикации аммиаком впоследствии (при излечении) умерли 5^ человек, находившихся в момент взрыва на расстоянии 50—100 м от резервуара. Из пострадавших, находившихся на расстоянии 100—150 м, впоследствии умер один человек, а из тех, кто во время аварии находился в радиусе 150—200 м, — 5 человек. Сообщалось, что 65 человек получили тяжелые отравления, но остались живыми; было отмечено также, что на месте аварии верхние слои атмосферы были заражены аммиаком в большей степени. Отрыв торцевой стенки резервуара, как сообщалось, был вызван высокой хрупкостью металла из-за нарушения технологии сварки. При замене сферической стенки резервуара (за 4 года до аварии) не была произведена необходимая термообработка конструкции. Однако, по-видимому, были и другие причины, связанные с повышением температуры и давления аммиака, так как температура окружающей среды была значительно выше температуры резервуара1, а характер разрушения свидетельствует о более высоких давлениях во время, предшествовавшее взрыву.
Таким образом, стратегия тушения пожаров на складах сжиженных углеводородных газов сводится к предотвращению действия высокой температуры на соседние объекты. Под действием высокой температуры, с одной стороны, увеличивается внутреннее давление, а с другой стороны, уменьшается прочность стенок, что в определенных условиях приводит к разрушении) резервуара с последующим его взрывом. По данным Иванова Е. Н. [7], критические температуры в резервуарах со сжиженным га*-зом во время пожара могут возникать через 1 мин, а-.при .неког_ тором удалении резервуаров от ^)чага горения —через 10— 15 мин. Давление внутри резервуара повышается сверх рясчет--ного. (1,84 Па или 18,4 кгс/см2) уже после полуминутного нагревания. • - •
Максимально допустимую прочность слабого шва устанавливают по рабочему давлению и расчетной прочности корпуса резервуара. Поскольку современные резервуары типа РВС рассчитывают на избыточное рабочее давление 0,002 МПа, т. е. близкое к атмосферному, для абсолютного разрушающего давления можно принять рразР = 0,105 МПа. Если предельно допустимое избыточное давление взрыва при разрушении резервуара обозначить Дрразр, то сила этого избыточного давления, действующая снизу на крышу резервуара, определяется по соотношению
Предохранительный клапан как специальное устройство защи- j ты от разрушения резервуара одновременно является и устройст- : вом предотвращения пожара, так как при разрушении резервуара может возникнуть пожар. С точки зрения пожарной безопасности особого рассмотрения заслуживает тот случай, когда в предохранительном клапане отсутствует «затворная» жидкость, а резервуар как бы переходит из одного класса в другой, так как становится «атмосферным». Последствия разгерметизации резервуара, подключенного к газоуравнительной системе резервуарного парка, только отрицательны. Во-первых, при опорожнении и наполнении разгерметизированного резервуара он работает независимо от га-. зоуравнительной системы, так как дыхание идет от «линии наименьшего сопротивления» через открытый предохранительный клапан. Во-вторых, ввиду появления «линии наименьшего сопротив-: ления» работа газоуравнительной системы в целом нарушается и не способствует снижению пожароопасной загазованности на территории резервуарного парка.
Основное отличие жидкостей данной категории заключается в явлении "мгновенного испарения", которое возникает тогда, когда в системе, включающей жидкость, находящуюся в равновесии со своими парами, понижается давление. Через некоторое время устанавливается новое состояние равновесия, причем температура кипения жидкости будет ниже. Особо выделим случай выброса жидкости из герметичной системы в окружающую среду. Так, при разрушении резервуара с пропаном начальные и конечные условия могут выглядеть следующим образом:
фаза, которая при разрыве будет расширяться. Поэтому размер парового облака, образующегося при полном разрушении резервуара со сжиженным газом, будет зависеть от степени заполнения сосуда жидкостью в момент разрыва. Так, в нашем примере разрушение резервуара, целиком заполненного жидкостью, может привести к тому, что объем непосредственно выброшенного пара в 100 раз будет превышать его первоначальный обьем. Разрушение же резервуара, частично заполненного жидкостью при давлении пара в 10 бар, приведет лишь к десятикратному увеличению.
мгновенном полном разрушении резервуара может образоваться волна, которая будет выше стенки несмотря на то, что теоретически обвалование может содержать все содержимое резервуара; г) возможность сброса дождевой воды должна быть учтена таким образом, чтобы вместе с водой не произошло утечки разлившегося продукта.
* Простейшие оценки, основанные на законе сохранения энергии и уравнении состояния идеального газа, позволяют оценить долю кинетической энергии фрагментов в общей энергии, высвобождающейся при полном разрушении резервуара под давлением, как 0,6. В реальных авариях отмечены радиусы разлета фрагментов массой 1 - 4 т до 200 - 500 м. - Прим. ред.
Пример 1. Взрыв облака ГПВС, образованного при разрушении резервуара с 106 кг сжиженного пропана. Исходные данные: Св = 106кг; & = 0,5; Сстх = 4,03%; QmiCTX = 2,801-106 Дж/кг; цг = 44; у = 1,257; рстх = 1,315 кг/м3;'р0 = 1,013-Ю5 Па.
Чтобы избежать развития бурной неуправляемой реакции с образованием большого количества газообразных продуктов, которые могут привести к повышению давления, разрушению аппаратуры и выбросу реакционной массы, при пуске хлоратора необходимо соблюдать следующие требования:
ных веществ. В промышленных условиях такое случайное химическое разложение диазосоединений имеет взрывной характер и может приводить к разрушению аппаратуры и другим тяжелым последствиям.
В химической технологии смешивание больших масс жидкостей с различной степенью перегрева может привести к разрушению аппаратуры и другим опасным последствиям. Так, было разрушено хранилище жидкого аммиака общей емкостью 15 тыс. м3 (D = 30 м, Л = 20 м), рассчитанное на хранение 10 тыс. м3 жидкости при регламентированном избыточном давлении 2—8 кПа и температуре — 32—34 °С. Разрушение .резервуара произошло от внезапного роста давления в газовом пространстве, превышающего 10 кПа, на которое были рассчитаны сбросные предохранительные устройства.
Жидкофазные экзотермические окислительные процессы в большинстве случаев проводят при повышенных температуре и давлении в присутствии катализаторов (инициаторов) в аппаратуре с большим запасом энергоносителей (часто горючих перегретых жидкостей). При выходе из-под контроля такой реакции выделяющееся тепло повышает уже имеющийся запас потенциальной энергии до критических значений, при которых происходит взрывной процесс с разрушением оболочки системы. Кроме того, результатом неуправляемости экзотермической реакции может быть накопление в системе масс химически нестабильных соединений (целевых или побочных), превышающих допустимые, которые могут разлагаться с резким повышением параметров процесса, что также приводит к разрушению аппаратуры. Подобные аварии могут иметь цепной характер.
4) значительное число аварий, вызванных внутренними фи зическими -явлениями (без химических превращений), приводящими к разрушению аппаратуры от превышения избыточного давления;
Температура. Как уже отмечалось, изменение температуры во многих процессах является причиной превышения допустимого давления. Однако чрезмерное повышение или снижение температуры при неизменном избыточном давлении или в его отсутствие само по себе приводит к опасным изменениям направления процесса. Показатель взрывоопасности процесса по температуре определяется как отношение регламентированной температуры к температуре, при которой происходят изменения, приводящие к образованию взрывоопасной среды, взрывчатому разложению веществ в системе или разрушению аппаратуры и выбросам в атмосферу взрывоопасных продуктов, а также к другим последствиям, приводящим к взрыву. Однако при раз-
Результаты анализа катастроф, крупных аварий последних десятилетий очевидно подтверждают, что ни одна из них не была фатальной неизбежностью или следствием природных стихийных бедствий. Большая часть из них не получила бы опасного развития при наличии весьма доступных и даже простейших средств контроля и регулирования параметров процессов, в том числе температур и давлений, скоростей подачи и соотношений компонентов, качественного и количественного состава материальных сред, уровней жидкостей, твердых и сыпучих материалов, а также при наличии надежных методов и систем безопасного отключения процессов при соответствующих дестабилизирующих факторах. Например, ненадежность средств регулирования процесса приготовления смеси паров метанола с воздухом в производствах формальдегида длительное время являлась причиной взрывов в технологических системах. Однако вследствие незначительных объемов и низких давлений горючей смеси такие аварии имели локальный характер и не приводили к разрушению аппаратуры. В подобных же процессах на крупнотоннажных агрегатах получения этилен-оксида, где энергоносителя больше примерно в 100 раз, требуются более надежные методы регулирования, исключающие образование взрывоопасной смеси этилена с воздухом даже при ошибочных действиях персонала. Однако это не было своевременно учтено, и в результате во, время пуска взрывом образовавшейся горючей смеси был разрушен аппарат; стальные
гическом оборудовании, коллекторах и газоходах, на поверхности оборудования, а также взрывов в технологическом оборудовании, сопровождаемых срабатыванием разрывных предохранительных мембран. Несколько взрывов привело к разрушению аппаратуры, трубопроводов КИП и средств автоматики. В связи с этим в 1979 г. научно-технический совет Госгортехнад-зора СССР рассмотрел вопрос о состоянии техники безопасности в производствах фталевого ангидрида и предложил программу повышения пожаро- взрывобезопасности этого производства.
Показатель взрывоопасности процесса по температуре определяется как отношение регламентированной температуры к температуре, при которой происходят изменения процесса, приводящие к образованию взрывоопасной среды, взрывчатому разложению веществ в системе или разрушению аппаратуры и выбросом в атмосферу взрывоопасных продуктов, а также к другим последствиям, приводящим к взрыву. Например, при регламентированной температуре процесса нитрования хлоргидрин-стирола —3°С и спонтанном разложении получаемой нитро-массы (нитроэфира хлоргидритстирола в среде азотной кислоты) при 25—30 °С показатель взрывоопасности по температуре составит около (3 : 30) : 100= 10%.
При разделении газов крекинга и пиролиза нефтепродуктов , (основного сырья для промышленности органического синтеза) значительную опасность представляет окись азота. При высоких давлениях и низких температурах окись азота превращается в двуокись азота и азотистый ангидрид. Последний, реагируя с ненасыщенными углеводородами, образует нитросоединения," которые могут бурно разлагаться в теплооб*менной аппаратуре, что приводит к росту давления и возможному разрушению аппаратуры. 1^р.оме того, азотистые соединения отравляют катализаторы. .Поэтому в ряде случаев газы' очищают гидрированием азотистых примесей.
 Читайте далее:
 Результаты исследований показывают
Редукционно охладительные
Регенерации смазочных
Регламентируется правилами
Регламентируются правилами
Регламентов обеспечивающих соблюдение
Регулярно проверяться
Регулятор температуры
Регулирования отношений
Регулирования промышленной безопасности
Регулируемый воздухообмен
Результаты лабораторных
Рекомбинации радикалов
Рекомендуемом приложении
Рекомендуется обеспечивать
|
