Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Характеристика технологического процесса производства



Полимеризация этилена при высоком давлении представляет собой цепной процесс, протекающий по свободно радикальному механизму. Для уменьшения энергии активации используют инициаторы: в основном кислород, а также перекиси, некоторые нитрильные соединения и т. д. Процесс полимеризации протекает в три стадии: инициирование, рост цепи и обрыв цепи.

Полимеризация этилена под высоким давлением может осуществляться двумя способами: полимеризацией в массе и полимеризацией с растворителем или в суспензии.

Способ полимеризации в массе нашел более широкое распространение и заключается в следующем. Этилен, поступающий на полимеризацию, представляет собой смесь нового свежего и возвратного газа. Для очистки от механических примесей его пропускают через фильтр. В этилен из баллона вводят инициатор — кислород.

Количество вводимого кислорода должно строго контролироваться, так как в случае более высокой концентрации кислорода этилен разлагается со взрывом иа углерод, водород и метан. Так, при 200 МПа п 165°С разложение происходит уже при 0, 075% кислорода.

Перемешивание этилена с кислородом происходит в процессе транспортировки газа, его фильтрации и сжатия. Сжатие этилена до давления полимеризации происходит в две стадии в цехе компрессии. Первое сжатие до 30—35 МПа производится вертикальным четырехступенчатым компрессором. После каждой ступени сжатия этилен подвергается охлаждению в водяном холодильнике. Сжатый этилен тщательно очищается от примеси масла, идущего на смазку компрессора и поступает в компрессор высокого давления. Для сжатия этилена до давления 150 МПа применяют одно- или многоступенчатые компрессоры.

Трубки верхней части реактора диаметром 10 мм имеют рубашки, п которых циркулирует вода, нагретая до температуры 200" С. Смесь полиэтилена с этиленом выходит через нижнюю головку аппарата и после дросселирования до 30—40 МПа поступает в сепаратор. Этилен отводится в систему очистки, полиэтилен с остатками этилена направляется в шнек-приемник, дросселируясь на пути до 0, 2—0, 3 МПа. В цилиндрической части шнек-приемника полиэтилен забирается вертикальным червяком и выводится в боковой штуцер внизу цилиндра, а проникающий в приемник этилен отводится через верхний штуцер верхнего корпуса этого аппарата.

Получение полиэтилена методом высокого давления пожаро- и взрывоопасно. Наибольшую опасность представляют сжатие этилена и его полимеризация в трубчатых реакторах.

Анализ взрывопожароопасных свойств веществ, образующихся в процессе

В таблице №1 представлены показатели пожаро- взрывоопасности веществ и материалов, образующихся в производстве полиэтилена методом высокого давления.

 

Таблица №1

 

Наименование вещества Плотность, кг/м³ Показатели пожаровзрывоопасности веществ и материалов
Температура, С КПР, % (об) Мин энергия зажигания, мДж
вспышки воспламенения самовоспламенения φ н φ в
Этилен 1, 18     2, 7 0, 12
Полиэтилен          

 

 

2.3. Анализ условий образования горючей среды (ГС)

Получение полиэтилена методом высокого давления пожаро- и взрывоопасно. Наибольшую опасность представляют сжатие этилена и его полимеризация в трубчатых реакторах.

При работе компрессоров возможна утечка газа из системы в производственные помещения с образованием взрывоопасных газовоздушных смесей.

При авариях компрессоров и трубопроводов помещение цеха компрессии быстро заполняется газом, и за очень короткий промежуток времени может образоваться взрывоопасная концентрация, однако визуально заметить утечку этилена нельзя.

Взрывоопасные концентрации газа в рабочей линии и цилиндрах компрессоров возможны в момент пуска компрессоров после ремонта за счет смешения воздуха, находящегося в системе, с первыми порциями этилена.

 

2.4. Анализ ситуаций, приводящих к образованию в горючей среде источников зажигания, вероятные источники зажигания

Полимеризация этилена в трубчатых реакторах также является пожаро- и взрывоопасным процессом. Повышение температуры в полимеризаторе может привести к резкому увеличению давления и взрыву.

При авариях компрессоров и трубопроводов помещение цеха компрессии быстро заполняется газом, и за очень короткий промежуток времени может образоваться взрывоопасная концентрация. Так, при разрыве трубопровода диаметром 100 мм с этиленом под давлением 30 МПа при 35°С взрывоопасная концентрация в помещении объемом 12 000 м3 образуется менее чем за 1 с.

 

Специфические источники зажигания: 1)тепловое проявление электрической энергии(короткое замыкание, перегрузки); 2) возникновение искр при ударах инструмента(трение элементов оборудования, неисправности электроприборов); 3)тепловое проявление химических процессов, в том числе самовозгорание соединений, тепло химических реакций, нагретые конструкции оборудования (температура при проведении реакции полимеризации колеблется в пределах 0 - 300 °С, а давление - 150 - 200 МПа).

 

2.5. Анализ возможности распространения пожара (взрыва)

Горючую среду в процессе данном процессе полимеризации составляет этилен (ГГ) и его взрывоопасные смеси с кислородом.

При авариях компрессоров и трубопроводов помещение цеха компрессии быстро заполняется газом, и за очень короткий промежуток времени может образоваться взрывоопасная концентрация. Так, при разрыве трубопровода диаметром 100 мм с этиленом под давлением 30 МПа при 35°С взрывоопасная концентрация в помещении объемом 12 000 м3 образуется менее чем за 1 с.

Пути распространения пожара: взрыв, растекание мономеров, растворителей, расплавленных полимеров, горение их на больших площадях с выделением токсичных продуктов разложения.

 

 

Определение категорий по взрывопожарной и пожарной опасности

Определение категорий помещений по взрывопожарной и пожарной опасности

Помещение №4

Избыточное давление DР для индивидуальных горючих веществ определяется по формуле

где (3.1)

Рmax -максимальное давление, развиваемое при сгорании стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справочным данным в соответствии с требованиями 4.3. При отсутствии данных допускается принимать Рmax равным 900 кПа; Р0 — начальное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа); m — масса горючего газа (ГГ) или паров легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), вышедших в результате расчетной аварии в помещение, вычисляемая для ГГ по формуле (А.6), а для паров ЛВЖ и ГЖ по формуле (А.11), кг; Z — коэффициент участия горючих газов и паров в горении, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения согласно приложению Д. Допускается принимать значение Z по таблице А.1; Vсв — свободный объем помещения, м3; ρ г, п — плотность газа или пара при расчетной температуре tp, кг× м–3, вычисляемая по формуле: где (3.2)

где М = 28, 05 [8] - молярная масса, кг× кмоль–1;

V0 - мольный объем, равный 22, 413 м3× кмоль–1;

tр - расчетная температура, допускается принимать ее равной 61°С.

Сст - стехиометрическая концентрация горючего газа, % (объемных), вычисляемая по формуле

В качестве расчетной температуры следует принимать максимально возможную температуру воздуха в данном помещении в соответствующей климатической зоне или максимально возможную температуру воздуха по технологическому регламенту с учетом возможного повышения температуры в аварийной ситуации. Если такого значения расчетной температуры tр по каким-либо причинам определить не удается, допускается принимать ее равной 61 оС;

 

Молярная масса ацетилена равна:

М (С2Н4) = 2х12 + 4х1 = 28

=28/22, 413(1+0, 00367∙ 61)=1, 527 кг × м–3

Сст - стехиометрическая концентрация ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ, % (объемных), вычисляемая по формуле:

(3.3)

где β -стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;

 

nС, nH, nО, nX - число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего;

Кн - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать Кн равным трем.

=3

Сст=100/1+4, 84∙ 3=6, 44%

Значение коэффициента Z участия горючих газов и паров в горении принимаем равным 0, 5

где

h=3, 2м

m=14, 5кг

Vcв=2, 5∙ 3, 85∙ 3, 2∙ 0, 8=24, 64 м³

 

=(900-101)∙ 14, 5∙ 0, 5/24, 64∙ 1, 527∙ 15, 53∙ ⅓ =789кПа

 

Помещение №4 относится к категории А, т.к. расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа

Помещение №2

где

h=6 м

m=87, 8кг

Vcв=16, 9∙ 14, 9∙ 6∙ 0, 8=1208, 7, м³

 

=(900-101)∙ 87, 8∙ 0, 5/1208, 7∙ 1, 527∙ 15, 53∙ ⅓ =98, 3кПа

Помещение №2 относится к категории А, т.к. расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа

Помещение №3

где

h=4, 1 м

m=706, 6 кг

Vcв=16, 9∙ 8∙ 4, 1∙ 0, 8=443, 5 м³

 

=(900-101)∙ 706, 6∙ 0, 5/443, 5∙ 1, 527∙ 15, 53∙ ⅓ =2136кПа

Помещение №3 относится к категории А, т.к. расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа

Помещение №5

где

m=6, 2

h=3, 3 м

Vcв=3, 8∙ 2, 3∙ 3, 3∙ 0, 8=23 м³

 

=(900-101)∙ 6, 2∙ 0, 5/23∙ 1, 527∙ 15, 53∙ ⅓ =365 кПа

Помещение №5 относится к категории А, т.к. расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа

Помещение №1

Расчет избыточного давления взрыва для горючих пылей определяется согласно приложению А СП.12.13130-2009, подпункта А3.

Расчет избыточного давления , кПа, производится по формуле (А.4), где коэффициент участия взвешенной пыли в горении рассчитывают по формуле:

, где (3.4)

где - теплота сгорания, Дж·кг ;

- плотность воздуха при начальной температуре , кг·м ;

 

- теплоемкость воздуха, Дж·кг ·К (допускается принимать равной 1, 01·10 , Дж·кг ·К );

 

- начальная температура воздуха, К.

M- масса, кг;

Ро- атмосферное давление;

Vсв- свободный объем помещения, м3;

Z-коэффициент участия взвешенной пыли в горении.

 

, где

m=12, 1∙ 45, 7=57, 8 кг

h=4 м

Vсв=9, 4∙ 16, 9∙ 4∙ 0, 8=508, 35 м³

=57, 8∙ 47400000∙ 0, 5∙ 101/508, 35∙ 1, 05∙ 1010∙ 334∙ ⅓ =253, 5кПа

 

Помещение №1 относится к категории А, т.к. расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа.

 

Производство полиэтилена методом высокого давления относится к категории А, так как расчетное избыточное давление взрыва каждого помещения превышает 5 кПа.

 

 


Поделиться:



Популярное:

  1. B. отрасль производства, обеспечивающая жизненно необходимую потребность общества в перевозке грузов и пассажиров.
  2. C. Сотворчество участников театрального процесса
  3. II. Алгоритм процесса кибернетического моделирования.
  4. III. Порядок производства и решения дел
  5. Int nProcess; // номер процесса (0-99), которому выделен блок (255 -
  6. IV. Педагогические технологии на основе гуманно-личностной ориентации педагогического процесса
  7. Text(0.3,0.45,'процесса','FontSize',10)
  8. V. Себестоимость продукции судостроения и судоремонта и оценка эффективности производства
  9. VI. Педагогические технологии на основе эффективности управления и организации учебного процесса
  10. Альтернативные возможности производства книг и компьютеров
  11. Анализ динамики производства и реализации продукции
  12. Анализ производства и реализации продукции. Анализ качества произведенной продукции и ритмичности производства.


Последнее изменение этой страницы: 2016-05-29; Просмотров: 980; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.045 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь