Автоматизация системы противопожарной защиты технологической установки полимеризации. Автоматизация системы противопожарной защиты технологической уст. И ликвидации последствий стихийых бедствий магистарская квалификационная работа
 Скачать 3.04 Mb.
|
|
1.2 Расчет пожарного риска технологической установки полимеризации (на примере Ярославского нефтеперерабатывающего завода) Пожаровзрывоопасность процесса полимеризации определяют следующие факторы: Физико-химические и пожароопасные свойства исходных реагентов и продуктов реакции; Свойства реакционной среды и применяемых инициаторов; Параметры процесса, происходящего в реакторе (давление, температура, объемная или массовая скорость); Тип и конструктивные особенности пожаровзрывоопасных аппаратов. Метод производства полипропилена на Ярославском НПЗ - полупериодическая полимеризация пропилена в среде жидкого мономера на катализаторах Циглера-Натта. Проектная мощность производства - 10 тыс. т ПП в год. Пропан-пропиленовая фракция с установки каталитического крекинга с содержанием пропилена около 70% об. поступает на установку подготовки сырья, где вертается горячей и холодной щелочной и водной промывкам, процессу при обдувке от легких углеводородов на ректификационных колоннах с после-сушкой целевой фракции. После очистки пропан-пропиленовая фракция с содержанием пропилена 95-98 % об. периодически подается в отделение полимеризации. Технологическая установка полимеризации Ярославского НПЗ состоит из следующих секций: Секция 100 – хранение, приготовление и дозировка компонентов каталитической системы; Секция 200 – полимеризация пропилена; Секция 300 – дегазация и рекуперация пропилена; Секция 500 – пропаривание полимера и рекуперация отпарных газов; Секция 600 – система сбросов в факельную систему; Секция 700 – очистка пропилена от СОS. Секция 700: Жидкий пропилен с установки подготовки сырья поступает в колонну Т-702, заполненную катализатором SelecsorbCOS, где происходит поглощение COS. С низа колонны Т-702 жидкий пропилен через фильтр F-701 поступает в питательную емкость полимеризации D-302. Секция 100: Каталитическая система состоит из твердого катализатора (TiCl4-MgCl2), сокатализатора (триэтилалюминия), донора (циклогексилметилдиметоксилан). Твердый катализатор суспензируется в смеси масла и загустителя в аппаратеD-106. Готовая суспензия, в виде пасты периодически выдавливается в дозировочные цилиндры D-108А, В, откуда подается в емкость предварительного контакта D-201 (с.200), туда же подается и сокатализатор (ТЭАЛ) из дозировочной емкости D-101. Донор используется в качестве стереорегулирующего агента. Донор разбавляется маслом и хранится в емкости D- 110В, откуда подается в емкость предварительного контакта D-201 (секция 200). Секция 200: В секции 200 происходят следующие процессы: Предварительное контактирование компонентов каталитической системы в D-201; Смешение катализаторной пасты с потоком сырья; Предварительная полимеризация в мягких условиях с низкими скоростями в одноконтурном реакторе R-200 (рис. 4). Реакция полимеризации пропилена происходит в контурном петлевом реакторе трубчатого типа R-201 (рис 4). Для регулирования молекулярной массы полимера в линию подачи пропилена на реакторный блок подается водород. Секция 300: Выходящая из реактора R-201 суспензия (50% полипропилена: 50% смеси пропилена и пропана) поступает в испарительный трубопровод, а затем в сепаратор D-301. В D-301 удаляется основная масса непрореагировавшего пропилена, который пройдя цикл очистки в колонне Т-301, возвращается в процесс. Полимер из нижней части сепаратора D-301 направляется в рукавный фильтр F-301, являющийся основным аппаратом узла дегазации, где происходит окончательное удаление пропилена из порошка. Пропилен, пройдя промывку в колонне Т-302 смесью масла с АТМЕРом, компримируется и подается в колонну Т-301. Порошок полипропилена из нижней части фильтра F-301 самотеком поступает в пропариватель D-501 секции 500. Секция 500: Пропариватель D-501 предназначен для дезактивации катализатора и отпарки остаточных углеводородов, содержащихся в полимере. При разложении катализатора водяным паром образуется хлористый водород HCl. Пары воды, хлористый водород, пары углеводородов и унесенные частицы полимера из верхней части D-501 поступают в циклон S-501, где происходит отделение полимера. Полимер из нижней части S-501 потоком пара направляется в D-501, а газ в колонну Т-501, предназначенную для конденсации водяного пара, отделения тяжелых углеводородов, мелкой фракции полимера и поглощения HCl. Тяжелые углеводороды после конденсации в Е-501 и сепарации в D-503, D-506 дренируются в бочки и вывозятся на сжигание. Углеводородный газ с верха колонны Т-501 после холодильника Е-501 и сепаратора D-504 сбрасывается в факельную линию. Влажный полимер из пропаривателя D-501 самотеком поступает сушилку D-502 для сушки полимера горячим азотом в режиме псевдокипящего слоя. В линию от D-501 доD-502 дозируется стабилизатор Иргонокс 1076 в виде раствора в масле. После D-502 полипропилен выгружается в систему транспортировки на грануляцию. Секция 600:Секция обеспечивает сепарацию технологических и аварийных сбросов газов с установки в факельную систему и нейтрализацию отработанного масла. Система сбросов на факел состоит из 2-х сепараторов D-601 и D-602, защитного циклона S-601 и сборника D-602. Сепаратор высокого давления D-601 принимает в случае необходимости сбросы от предохранительных клапанов аппаратов с высоким давлением и клапанов аварийного сброса из R-200, R-201, D-301. В сепаратор D-602 поступают сбросы от аппаратов с низким давлением. Сброс газа из D-601, D-602 на факел осуществляется через циклон S-601.Загрязненное ТЭАЛом масло на секцию 600 поступает в емкость D-607. Нейтрализация масла производится АТМЕРом-163. Нейтрализованное масло затаривается в бочки и вывозится на сжигание. Учитывая параметры техпроцесса произведен расчет индивидуального риска для реактора R-201 (рис. 4), как наиболее опасного аппарата установки полимеризации при возникновении таких поражающих факторов, как избыточное давление, развиваемое при сгорании газопаровоздушных смесей, и тепловое излучение. После определения частот инициирующих событий, произведено построение деревьев аварий, отражающих технологические особенности рассматриваемых производств, связанных в первую очередь с возможными режимами протекания аварии, возникшей в результате разгерметизации оборудования и возможности образования значительных зон пожаров вытекшего вещества и зон токсического поражения персонала предприятия с учетом возможности выхода поражающих факторов за пределы предприятия. Результаты проведенного анализа условий возникновения и развития аварийных ситуаций позволили формализовать все многообразие событий в виде обобщенного «дерева событий» (рис. 5) развития аварий для резервуаров, аппаратов и участков трубопроводов, содержащих взрывопожароопасные вещества . Индивидуальный риск R, год-1, на промышленном объекте равен:  где  - условная вероятность поражения человека при реализации i-й ветви логической схемы;Q(Ai) - интенсивность реализации в течение года i-й ветви логической схемы, год-1; п - число ветвей логической схемы. Интенсивности реализации конечных событий, исходя из статистики возникновения аварий на нефтегазоперерабатывающем производстве, представлены в таблице 4. Расчет вероятности реализации каждого из представленных событий произведем на ПК АСМ АРБИТР на основе данных, приведенных в таблице 4, дерева событий, изображенного на рисунке 5 и вероятностей возникновения этих событий. Начальным этапом расчета на ПК АСМ АРБИТР является разработка соответствующего СФЦ заданного сценария развития аварии. Эта СФЦ приведена на рисунке 6.  Рис.4. Принципиальная технологическая схема установки полимеризации  Рис.5. Логическая схема развития аварии («Дерево событий»), связанной с выбросом полипропилена на установке полимеризации Ярославского НПЗ Таблица 4 - Интенсивности возникновения аварий в следствии разгерметизации реактора R-201 установки полимеризации ЯНПЗ
|