Файл: Брейман, М. И. Инженерные решения по технике безопасности в пожаро- и взрывоопасных производствах.pdf

складах сжиженных газов и ЛВЖ, должна быть не менее 30 м

от уровня земли.

При стравливании паров, которые конденсируются при темпе­

ратуре окружающего воздуха, стояки и свечи заполняются конден­ сатом. При этом создается дополнительное противодавление, рав­ ное столбу скопившейся жидкости и неучтенное установочным дав­

лением предохранительных клапанов. Положение еще более ос­ ложняется, когда продукты сброса увлажнены; в таком случае за­

мерзшая вода может полностью перекрыть сечение выхлопных трубопроводов. Для предупреждения этого после предохранитель­

ных клапанов, предназначенных для сброса газов, способных кон­ денсироваться в обычных условиях, в нижней части выхлопных

стояков предусматривается дренаж конденсата. Горизонтальные

участки объединенных коллекторов сброса паров должны прокла­ дываться с уклоном и в нижней точке иметь дренажное устрой­

ство. Установка запорной арматуры в дренажных устройствах не допускается.

Указанные технические решения, направленные для исключе­

ния заполнения и замерзания выхлопных трубопроводов, могут

быть реализованы при наличии дренажных емкостей, сообщенных с атмосферой. Однако даже при этом условии нет полной гарантии надежного дренирования конденсата и воды из выхлопных трубо­

проводов. Когда имеют место сбросы газов и паров от рабочих

предохранительных клапанов, установленных на цеховых аппара­ тах с сжиженными углеводородными газами и ЛВЖ, способные конденсироваться при температуре окружающего воздуха, а также когда возможен унос жидкости, выбросы целесообразнее направ­

лять в атмосферу через сепаратор и стояк. Наличие сепаратора

предотвращает заполнение конденсатом выхлопных труб от предо­

хранительных клапанов и исключает выброс жидкости в атмо­

сферу.

Сбросы газов и паров аналогичного характера от рабочих кла­ панов, установленных на складских емкостях, также направляют через сепаратор на свечу.

Еще раз следует подчеркнуть, что при монтаже выхлопных тру­

бопроводов безусловно следует не допускать образования гидрав­ лических «мешков».

Описанные выше способы защиты аппаратов от опасного завы­

шения давления имеют ограниченное применение для сред, спо­

собных к полимеризации. Предохранительные клапаны, установ­ ленные на таких аппаратах, забиваются полимером, в результате

чего они теряют чувствительность. В производственной практике

нашло применение комбинированное предохранительное устрой­ ство, состоящее из предохранительной разрывной мембраны и пру­ жинного предохранительного клапана 3 (рис. II.2). Предохрани­ тельное устройство следует монтировать на специальном патрубке,

который устанавливают на предназначенном для этого штуцере

аппарата. На указанном патрубке со стороны аппарата устанавли-

108

вается разрывная мембрана 1, а за ней, на штуцере этого патруб­

ка, — предохранительный клапан 3. Между мембраной и предо­ хранительным клапаном, на отдельном штуцере, помещается пробный вентиль 5 и манометр 4 для контроля за состоянием мем­ браны.

В цехах полимеризации, где обычно имеется большое число по­

лимеризаторов, контроль за состоянием предохранительных раз­

рывных мембран затруднен. В таких случаях целесообразно мон-

тировать специальную сигна­

лизацию.

Особенно трудной задачей

является конструирование на­

дежного способа сброса поли­

меризующихся сред от предо­ хранительных устройств. Обыч­ но в цехах, где осуществляет

ся процесс непрерывной поли­

меризации, устанавливаются

несколько полимеризационных

батарей, каждая из них состо­

ит из 6—12 полимеризаторов.

Обслуживает все полимериза-

ционные батареи 1—2 челове­

зующейся массы после предохранительного устройства обычно на­

правляться в специальную аварийную емкость. Здесь возможны

три варианта: по самостоятельному трубопроводу от каждого по­ лимеризатора; отдельный коллектор для каждой полимеризацион-

ной батареи со своим сбросом в аварийную емкость; объединен­

ный коллектор до аварийной емкости, к которому подключаются

коллекторы от каждой батареи.

В одном цехе полимеризации изопрена был принят вариант сбросов от предохранительных клапанов с устройством объединен­

ного коллектора. Эта система вышла из строя после первого раз­

рыва предохранительной мембраны — весь коллектор до аварий­

ной емкости оказался забитым полимером. Впоследствии вынуж­

дены были переделать систему сбросов, при этом смонтировали разборную схему с объединенными коллекторами только для каж­

дой полимеризационной батареи.

В современных крупных цехах полимеризации устанавливает­

ся большое число полимеризаторов. В каждой полимеризацион­ ной батарее содержатся сотни кубометров продукта. При срабаты­

вании даже одного предохранительного устройства почти все

109

содержимое батареи может стравиться в аварийную емкость, а из нее — в атмосферу. Кроме этого, не исключена возможность на­

рушения разрывной мембраны при давлении более низком, чем то,

на которое она рассчитана. В этом случае полимер, попадая во входной патрубок предохранительного клапана, может его заку­ порить и при опасном повышении давления полимеризатор окажет­

ся без защиты.

Из указанного выше следует, что для безопасной эксплуатации цехов непрерывной полимеризации очень важно своевременно об­

наружить срабатывание предохранительных устройств, в том числе

разрыв предохранительных мембран. Эта задача может быть

успешно решена при наличии надежной схемы сигнализации.

Сущность схемы сигнализации заключается в том, что с каждого

предохранительного устройства снимается импульс давления на электроконтактный манометр, а с него подается сигнал на световое

табло, установленное на щите управления. Когда разрывная мем­ брана находится в исправном состоянии, в пространстве между

мембраной и предохранительным клапаном давление отсутствует,

поэтому электрическая цепь «электроконтактный манометр — све­

товое табло» разомкнута. Как только в указанном пространстве

появляется давление, цепь замыкается и загорается сигнальный светильник. Во избежание забивки полимером импульсной линии отбора давления при разрыве мембраны устанавливается разде­ лительный сосуд.

В целях уменьшения числа электроконтактных манометров и сигнальных светильников на пульте управления, иногда целесооб­

разно объединить импульсные линии отбора давления от несколь­ ких аппаратов в один коллектор с подсоединением его к одному

электроконтактному манометру. Так поступили рационализаторы

на одном производстве. По проекту предполагалось установить

60 электроконтактных манометров и столько же сигнальных све­ тильников (по числу установленных полимеризаторов и других

аппаратов). По предложению рационализаторов число приборов было уменьшено до 8 (по числу установленных батарей полимери­

зации). При зажигании одного светильника, сигнализирующего о

разрыве какой-то предохранительной мембраны, оператор пооче­ редным открытием пробных кранов разделительных сосудов оп­

ределял место сработавшей мембраны. Поскольку батарея состоит из 5—6 полимеризаторов и 2—3 дополнительных аппаратов, рас­

положенных рядом, это можно выполнить за 1—2 мин.

Аварийная емкость для сбора полимеризующихся продуктов и

полимера после предохранительных устройств должна подбирать­

ся с учетом конкретных условий технологического процесса.

В цехе полимеризации дивинила с метилстиролом производства дивинилметилстирольного каучука отвод продуктов от предохрани­

тельных клапанов предусматривался в аварийную емкость, рассчи­

танную на атмосферное давление. Непрерывный процесс полиме­ ризации дивинила с метилстиролом проводился в батареях, состоя-

IlO

щих из 12 полимеризаторов. По мере прохождения мономеров че­

рез полимеризаторы возрастает степень превращения их в поли­

мер. Поскольку полимеризация мономеров протекает в пределах

не более 70%, то во всех полимеризаторах остается в свободном состоянии дивинил, который является сжиженным газом с темпе­ ратурой кипения — 4,5 °С. Режимное давление в полимеризацион-

ной батарее составляет до 6 кгс/см2.

Однажды вследствие завышения давления в головном полиме­

ризаторе разрушилась предохранительная мембрана, сработал

предохранительный клапан и продукт стал стравливаться в ава­

рийную емкость. Содержавшийся в сбросе дивинил бурно вскипел,

что привело к резкому повышению давления в аварийной емко­

сти, и она разорвалась.

Как впоследствии выяснилось, резкому повышению давления

в аварийной емкости способствовала недостаточная проходимость

воздушки вследствие частичной ее забивки полимером. Во избе­

жание повторения подобных аварий взамен емкости, рассчитан­

ной на атмосферное давление, установили аварийную емкость с расчетным давлением 6 кгс/см2, при этом сохранили возможность

свободного стравливания газов из емкости в атмосферу.

Аварийные емкости и сепараторы для приема сбросов с предо­

хранительных устройств нельзя одновременно использовать для

других целей. Они должны быть оборудованы надежными сред­ ствами контроля и сигнализации уровня. Это позволяет своевре­ менно обнаруживать аварийный сброс продуктов с предохрани­

тельных устройств. По приросту уровня жидкости в аварийных емкостях и сепараторах можно судить о характере стравливания

с предохранительных клапанов: если уровень увеличивается по­

степенно и медленно — это, как правило, результат негерметич­

ности клапанов; быстрый рост уровня свидетельствует о срабаты­

вании предохранительных устройств. Аварийные емкости и сепа­

раторы должны быть обеспечены надежной системой освобожде­

ния от продуктов.

Определение оптимального числа клапанов и их рациональное размещение

Впроцессе эксплуатации нередко нарушается герметичность

предохранительных клапанов, а также происходит открытие их

при давлении ниже установочного. В результате этого воздушный бассейн загрязняется продуктами производства. В связи с этим

представляется целесообразным искать пути уменьшения числа

предохранительных клапанов без ущерба для надежности экс­

плуатации оборудования, работающего под давлением.

Вслучае, если аппараты, входящие в состав технологического узла или агрегата, отключаются друг от друга запорной армату­

рой, то на каждом аппарате полагается установить предохрани­

тельные клапаны.

IIl