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

ную проблему на повестку дня. Начинается строительство самой

крупной в СССР и технически совершенной системы магистраль­

ных этиленопроводов Нижнекамск — Казань и Нижнекамск—

Уфа—Стерлитамак—Салават, по которым впервые в нашей стра­

не этилен будет транспортироваться при давлении до 100 кгс/см2. Этилен — взрывоопасное вещество, характеризующееся широ­ кой областью воспламенения его смесей с воздухом (3—32 объ­

емы. %). Минимальная энергия, необходимая для воспламенения

этиленовоздушных смесей, относительно невелика (0,12 мДж); по­ этому перед заполнением трубопровода этиленом необходимо пол­

ностью удалить воздух из трубопровода, а при эксплуатации эти­

ленопроводов не следует допускать утечки этилена в атмосферу и

производственные помещения.

При работе этиленопровода на докритическом режиме перекач­

ки возможно образование в нем конденсата и, следовательно, воз­

никновение гидравлических ударов. Поэтому в процессе эксплуа­

тации этиленопроводов необходимо принимать меры, обеспечиваю­

щие однофазовый режим перекачки. В случае, когда образуется

конденсат, его следует собирать и отправлять на факел или по­

вторное использование. Вопросы транспортирования этилена осве­ щены в работе Μ. В. Старкова [40], там же приведена библиогра­ фия.

Железнодорожный и автомобильный транспорт

Перевозка сжиженных углеводородных газов в железнодорож­

ных и автомобильных цистернах связана с повышенной опасно­

стью и менее экономична транспортирования по трубопроводам,

однако она занимает в настоящее время важное место. Значитель­

ный удельный вес таких перевозок сохранится и в будущем, по­

этому необходимо повышение безопасности железнодорожных и

автомобильных перевозок сжиженных углеводородных газов. Ни­

же приведена техническая характеристика применяемых в Совет­

ском Союзе железнодорожных цистерн для перевозки сжиженных

углеводородных газов:

На рис. ІѴ.2 показано расположение арматуры и сливоналив-

ных устройств цистерны.

Для предохранения цистерны от опасного повышения давле­ ния в центре крышки люка имеется пружинный предохрйнитель-

203

ный клапан 10. По обе стороны от предохранительного клапана

вдоль оси цистерны установлены два сливо-наливных угловых вен­ тиля 5 и 6, которые внутри соединены со сливо-наливными труба­

ми 14 через скоростные клапаны 15, перекрывающие доступ газа

к вентилям в случае их поломки или обрыва шлангов наполни­ тельных или сливных устройств. Вентиль 1 предназначен для опре­

деления максимально допустимого уровня наполнения цистерны

сжиженным газом и при правильном наполнении из него должна

ограничителем, он соединен с трубкой, конец которой расположен

предназначен для удаления из цистерны воды и тяжелых остатков.

Иногда при сливе сжиженных газов скоростные клапаны не­ ожиданно захлопываются и слив прекращается. Нормально кла­

пан должен закрываться в случае разрыва резиновых шлангов и

достижения вследствие этого критических скоростей жидкости в

трубопроводах (по ТУ эта скорость составляет 3,2 м/с). Для во­

зобновления слива необходимо закрыть вентили на сливных тру­

бопроводах и ждать, пока давление после скоростного клапану

сравняется с давлением в цистерне.

Все специальные железнодорожные цистерны для перевозки сжиженных углеводородных газов в нашей стране принадлежат

тресту «Союзгаз». Однако в связи с огромным объемом железно­

дорожных перевозок сжиженных углеводородных газов и малочис­

ленностью персонала «Союзгаза» техническое обслуживание же­ лезнодорожных цистерн фактически осуществляется поставщика­ ми и потребителями продуктов. Поэтому технический надзор C их

стороны за состоянием железнодорожных цистерн, призванный своевременно выявлять и устранять их неисправности, имеет пер­

востепенное значение в деле обеспечения условий безопасной пере­

возки сжиженных углеводородных газов.

Железнодорожный транспорт таких сжиженных углеводород­

ных газов, как бутан, изобутан, изобутилен, пропан, пропилен и других, в нашей стране осуществляется на протяжении многих

лет и в больших объемах. Работниками промышленных предприя­ тий, железнодорожного транспорта и треста «Союзгаз» накоплен

большой положительный опыт по обеспечению безопасных условий

транспортирования этих газов в железнодорожных цистернах.

В настоящее время на повестку дня поставлен вопрос орга­ низации безопасного железнодорожного транспорта этилена, зна­ чительно отличающегося по физико-химическим свойствам от пе­

речисленных выше сжиженных углеводородных газов.

205

Транспортирование этилена в железнодорожных и автомобиль­ ных цистернах связано с повышенной опасностью. В цистернах

этилен перевозят в сжиженном состоянии при низком давлении и соответственно низкой температуре. Поэтому при конструировании

цистерн предусматриваются дополнительные меры безопасности.

Основное требование к таким цистернам — возможность поддер­

жания низкой температуры (около —IOO0C) в течение всего вре­ мени транспортирования этилена. Обычно в качестве расчетного времени перевозки принимают 200 ч. Материалом для изготовле­ ния корпусов цистерн служат нержавеющие стали, которые сохра­ няют свои свойства (вязкость) при низких температурах. Основ­ ной конструктивной особенностью цистерн является наличие надежной и эффективной теплоизоляции. Особое внимание уделя­ ется защите цистерн от опасного повышения давления.

В США выпускают железнодорожные цистерны для перевозки этилена емкостью 129,3 м3. Конструкция цистерн двухкорпусная, внутренний корпус изготовлен из нержавеющей стали. Сливо-на­

ливное оборудование цистерны размещено в специальных коробах,

находящихся по обоим торцам резервуара.

Многочисленные мелкие промышленные предприятия и орга­

низации коммунально-бытового назначения потребляют значитель­ ные количества сжиженных углеводородных газов. Снабжение их

сжиженными газами производится практически только автомо­ бильным транспортом.

Безопасность автомобильных перевозок сжиженных газов за­

висит главным образом от технического оснащения автомобильных

цистерн и организации их эксплуатации. Прежде всего следует

иметь в виду, что на все цистерны для перевозки сжиженного газа распространяется действие «Правил устройства и безопасной экс­ плуатации сосудов, работающих под давлением», утвержденных Госгортехнадзором.

На автомобильных цистернах для перевозки сжиженных газов

обязательно должна, быть установлена следующая арматура: запорное устройство для налива сжиженного газа; запорное устройство для слива сжиженного газа;

запорное устройство для выпуска паров из верхней части ци­ стерны;

пружинный предохранительный клапан;

манометр; приспособление для контроля уровня жидкости. '

Помимо, обязательной арматуры рекомендуется также устанав­

ливать скоростные клапаны на трубопроводе для слива сжижен­ ного газа и на отводе паровой фазы. Выхлопная труба двигателя тягача автоцистерны должна быть расположена в передней части,

под радиатором, для уменьшения вероятности воспламенения га­ зов от искры. Цистерны должны быть защищены от разрядов

статического электричества, возникающего при наливе и сливе сжиженных газов, а также при движении.

206

Для перевозки пропан-бутановой фракции применяют цистер­ ны, размещенные на шасси автомашины, полезной емкостью 4 м3,

и транспортируемую тягачом ЗИЛ-130. Цистерна-полуприцеп

предназначена для перевозки сжиженных газов от газораздаточ­

ных станций на автозаправочные станции и может быть временно использована как емкость станции для заправки баллонов газо­

баллонных автомобилей, а также для доставки сжиженного газа

от газораздаточных станций к групповым емкостям потребителей.

Автоцистерна АЦЖГ-12-200В имеет геометрическую емкость 14,6 м3, полезную емкость 12,4 м3 при коэффициенте заполнения

85%. Расчетное давление цистерны 18 кгс/см2. /

Организационные мероприятия, направленные на повышение

безопасности автомобильных перевозок сжиженных газов, долж­ ны предусматривать обустройство для них пунктов налива и сли­

ва. Автоцистерны должны двигаться по определенному маршруту

с заданной скоростью. Условия труда и порядок работы водителей должны регулироваться особыми правилами. Имеются сведения [40], что за рубежом осуществляются крупные перевозки этилена

автомобильным транспортом.

Например, в Англии до прокладки этиленопровода Уилтон—,

Ранкорн этилен на этой трассе, протяженностью свыше 200 км,

4цистерны.

Вдругих странах известны маршруты перевозок этилена в ав­

томобильных цистернах большей протяженностью. Так, во Фран­

ции с нефтеперерабатывающего завода компании «Эссо» в ПорЖероме (район Гавра) этилен перевозят в автоцистернах в Бель­

гию, Нидерланды и даже в Испанию. Во Франции на заводе

фирмы «Совигаль» освоено производство автоцистерн-полуприце­ пов из нержавеющей стали и стали с 9%-ной добавкой никеля.

Цистерны изолируются слоем пенополиуретана толщиной 160 мм,

который, как утверждает фирма, гарантирует повышение темпе­

СЛИВ СЖИЖЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ ИЗ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ЦИСТЕРН

Ежегодно в нашей стране перевозятся миллионы тонн сжи­ женных газов в железнодорожных цистернах.

При наливе сжиженных углеводородных газов и сливе их в

стационарные емкости существует потенциальная опасность взры-

207

bob и пожаров. Это объясняется способностью сжиженных углево­ дородных газов образовывать взрывоопасные смеси с воздухом

и подвергаться электризации при перемещении.

Известно, что сжиженные углеводородные газы имеют высо­

кое удельное объемное электрическое сопротивление, вследствие

чего происходит накопление зарядов статического электричества. В связи с низким значением минимальной энергии, необходимой

аварийных ситуаций на хранилищах сжиженных газов.

В отечественной и иностранной литературе вопросы защиты от проявлений статического электричества освещены достаточно пол­

но. В 1973 г. введены в действие новые «Правила защиты от ста­ тического электричества в производствах химической, нефтехими­ ческой и нефтеперерабатывающей промышленности», которые

распространяются на проектируемые, строящиеся, реконструиру­ емые и действующие предприятия. По этим соображениям ука­

занные вопросы в данной книге не рассматриваются.

Не в меньшей степени безопасность эксплуатации складов

сжиженных газов зависит от выбора оптимального способа слива продуктов.

Специфические свойства сжиженных газов не позволяют поль­ зоваться обычными способами, применяемыми при перемещении

жидкостей.

При хранении сжиженного пропана в емкости при —Io0C соз­

дается давление 1,9 кгс/ом2, а при I0C — 3,5 кгс/см2. Следователь­

но, пропан, привезенный зимой в железнодорожной цистерне, при

температуре наружного воздуха —15—20 0C нельзя самотеком пе­

реливать в подземную емкость, расположенную в грунте ниже глубины промерзания его, даже при расположении цистерны на

8—10 м выше стационарной емкости. При перемещении обычных

жидкостей указанные затруднения не встречаются.

Безопасность эксплуатации склада сжиженных газов во мно­ гом определяется выбором оптимального способа слива и рацио­ нальным оформлением технологической схемы.

Перемещение сжиженных газов возможно следующими спосо­

бами:

спомощью насоса и компрессора;

сжатыми газами;

при помощи компрессора;

за счет разности уровней;

спомощью подогрева;

взаимным вытеснением жидкости.

Описание последних трех способов не приводится, поскольку онп имеют ограниченное применение в производственной прак­

тике.

208