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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 127

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Не приводится также описание способа перемещения сжижен­

ных газов с помощью насоса и компрессора, который получил широкое распространение в нашей *.стране

Перемещение сжатыми газами

Слив сжиженных газов из железнодорожных цистерн в ста­

ционарные хранилища возможно осуществить созданием избы­ точного давления в цистерне по отношению к хранилищу. При

этом способе слива цистерну соединяют с резервуаром только

жидкостным трубопроводом, а в паровое пространство сливаемой

цистерны подают газ под давлением, превышающим давление на­ сыщенных паров не менее чем на 1,2—2 кгс/см2. . Анализ пока­

зал, что увеличение перепада давления выше 4—5 кгс/см2 сущест­

венного сокращения времени слива не дает. Наиболее целесооб­

разным следует считать перепад давления 2—4 кгс/см2.

Время tc, необходимое для полного слива сжиженного газа из цистерны, можно определить по формуле

,_______Уж____

tc~ Fco∙2∙3600

где Уж — объем сжиженного газа в цистерне, м3;

Fc — площадь поперечного сечения сливных труб, м2;

V — скорость движения сжиженного газа в сливных трубах, м/с (обычно принимается 2,5 м/с, с запасом 0,7 м/с на неравномерность потока при сливе и ошибку в настройке скоростных клапанов).

Время полного слива железнодорожной цистерны сжиженного

пропана, подсчитанное по формуле, составляет 2 ч 10 мин.

Избыточное давление в железнодорожной цистерне возможно

создать посторонним газом или парами сливаемого продукта.

Первый способ (поддавливание посторонним газом) может по­

влечь за собой нежелательные последствия. -

На одном нефтехимическом предприятии слив дивинила из

железнодорожных цистерн производился инертным газом, кото­

рый получался сжиганием топливного газа. В инертном газе со­

держалось около 3 объемн.% кислорода. При взаимодействии ди­

винила с кислородом получались перекисные соединения, обла­

дающие пирофорными свойствами. Кроме кислорода в инертном газе также содержались углекислота и окись углерода, снижав­

шие полимеризационную активность дивинила.

Если применяемый для передавливания газ растворяется в сли­ ваемом сжиженном углеводородном газе, это отрицательно ска­ зывается на последующих технологических процессах переработ­

* См., например, Труды Московского Ордена Трудового Красного Знамени института нефтехимической и газовой промышленности им. И. Μ. Губкина, вы­

пуск 64 «Сжиженные углеводородные газы», Μ., «Недра», 1967, с. 131 и далее.

Или книгу Бережковского Μ. И. Хранение и транспортирование химических продуктов. Μ., «Химия», 1973, с. 73 и далее.

14—659 209



ки сжиженного газа. При ректификации сжиженного углеводород­

ного газа выделяется растворенный газ, вследствие чего завыша­

ется давление в системе ректификации, срабатывают предохрани­

тельные устройства и воздушный бассейн загазовывается этим

газом. Ниже приводится пример из производственной практики.

Для слива изобутан-изобутиленовой фракции из железнодо­

рожных цистерн при передавливании ее из одной емкости в дру­

гую и для создания дополнительного давления в емкости при от­

качке указанной фракции насосом на складе сжиженных газов применяли азот. Изобутан-изобутиленовую' фракцию использова­

ли при синтезе диметилдиоксана, протекающем в реакторе при температуре около IOO0C и давлении 17—18 кгс/см2. :

Получающийся при синтезе продукт подвергали разделению в ректификационной колонне, в которой выделялись изобутан и изобутилен, не вступившие в реакцию. Вместе с парами углеводо­ родов в конденсатор поступал азот, вследствие чего в системе за­ вышалось давление. В результате завышения давления в колонне

увеличивалось остаточное содержание изобутана и изобутилена в

кубовой жидкости, которая направлялась на разделение в следу­

ющую атмосферную колонну. В этой ректификационной колонне

также постоянно завышалось давление. Таким образом, достаточ­

но было допустить попадание азота в изобутан-изобутиленовую

фракцию в одном месте как нарушился нормальный режим рабо­

ты большой технологической системы. Для стабилизации давле­ ния в разделительной колонне ректификации приходилось практи­

чески постоянно стравливать азотно-углеводородную смесь в фа­

кельную систему.

Сложнее оказалось стабилизировать режим в следующей ат­ мосферной ректификационной колонне. При завышении давления из дефлегматора этой колонны стравливались углеводороды, мета­

нол— метилальная фракция, формальдегид и другие взрывоопас­ ные и токсичные продукты. На территории цеха и смежных произ­

водственных установок создавалась загазованность.

К недостаткам способа перемещения сжиженных углеводород­

ных газов сжатыми газами следует также отнести большие поте­ ри продуктов при сбросе в атмосферу или на факел по окончанию' слива цистерны.

Существенным недостатком способа слива и передавливания сжиженных углеводородных газов азотом является потенциаль­

ная опасность попадания углеводородов в магистральные сети азота и через них к другим потребителям. Хотя в технологических схемах в таких случаях предусматривается установка обратных

клапанов, однако производственная практика показывает, что об­ ратные клапаны далеко не всегда оправдывают свое назначение.

Потребление азота технологическими установками нефтехими­ ческих предприятий характеризуется большой степенью неравномер­ ности. При аварии или пожаре на технологической установке рас­

ход азота резко увеличивается, вследствие чего резко падает

210


давление в магистральном азотопроводе. Часто даже наличие ава­ рийного запаса азота на предприятии не обеспечивает сохране­ ние заданного давления в магистральном азотопроводе. Именно в

таких аварийных ситуациях в азотопровод и попадают углеводо­ роды. Поэтому для обеспечения безопасных условий эксплуатации складов сжиженных углеводородных газов, применяющих азот для создания перепада давления при сливе углеводородов, необходимо непосредственно на складе иметь буферные емкости со сжатым

азотом. Давление в этих буферных емкостях должно находиться под особым контролем; в частности, показания давления в этих

емкостях следует вынести на щит управления. Кроме регистрации

давления необходимо предусматривать предупредительную и ава­

рийную *сигнализации.

Достоинство способа перемещения сжиженных углеводородных газов сжатыми газами заключается в простоте схемы, отсутствии

механизмов с движущимися частями и малых затратах на ремонт и обслуживание.

Перемещение при помощи компрессора

Надежным и высокопроизводительным способом слива и пере­ давливания сжиженных углеводородных газов является компрес­ сорный. Компрессор отсасывает паровую фазу из заполняемого

резервуара и нагнетает ее в паровое пространство цистерны или

расходной емкости. Создаваемая разность давлений способствует переливу жидкости в требуемом направлении. Нагнетаемые ком­

прессором пары сжиженного газа с относительно более высокой

температурой, соприкасаясь с холодной поверхностью, подогрева­ ют верхний слой жидкости и способствуют испарению и дополни­

тельному повышению давления в опорожняемой емкости. Отсасы­ вание паров из заполняемого резервуара не только снижает в нем давление, но и усиливает испарение, а следовательно, и охлажде­

ние жидкости, что также ускоряет процесс слива. После окончания

■слива сжиженных углеводородных газов компрессором произво­

дится отсасывание паров из цистерны и направление их в резерву­

ары хранилища. Оставшаяся на дне цистерны жидкость при

отсасывании испаряется и давление в цистерне снижается до

0,5—0,7 кгс/см2. На рис. ІѴ.З показана принципиальная техно­

логическая схема перемещения СУГ посредством компрессорной

установки, которая положительно зарекомендовала себя на скла­

дах сжиженных углеводородов нефтехимических предприятий. На

* Следует также иметь в виду, что «Инструкцией по наливу, сливу и пе­ ревозке сжиженных углеводородных газов (пропана, бутана, пропилена, бути­ лена и их смесей) в железнодорожных цистернах», утвержденной бывш. Газпро­ мом СССР 23 ноября 1964 года «...слив продуктов методом подлавливания инерт­ ным. газом (азотом) или парами углеводородных газов может быть разрешен

только в исключительных случаях и предусмотрен местной инструкцией

(§ 43 ин­

струкции) ».

 

14:

211


этих складах применяется компрессор марки ГРС-10/7 производи­ тельностью 10 м3/ч, давлением нагнетания 7 кгс/см2. Компрессор

ГРС-10/7 —вертикальный, двухрядный, двухступенчатый двойно­

го действия с промежуточным холодильником после первой сту­

пени.

Пары углеводородов из резервуаров склада поступают на при­ ем компрессора 7, предварительно освободившись от капельной

жидкости в сепараторе 3. Сепаратор также служит буферной ем­

костью перед компрессором. Давление паров на приеме компрес-

Рис. ІѴ.З. Принципиальная схема слива СУГ при помощи компрессора:

/ — емкость; 2 — сферический резервуар;

3 —сепаратор; 4 — маслоотделитель; 5 — насос;

6 — железнодорожная

цистерна; 7 — компрессор.

сора регулируется клапаном,

установленным перед сепаратором

(на рисунке не показан). В нормальных условиях оно поддержи­

вается в

пределах 0,5 кгс/см2.

Углеводородные

пары,

сжатые до

6 кгс/см2,

 

6

 

 

 

 

 

 

после

маслоотделителя

4

поступают

в

1

железнодорож­

ную цистерну

 

для выдавливания

сжиженных

углеводородных

газов в емкость

1.

Сжиженные газы

из

емкости

 

 

насосом

5

от­

качиваются в сферический

резервуар

2.

По окончании слива про­

дукта переключением соответствующей

запорной

 

арматуры

 

(без

останова компрессора) производится отсос паров

углеводородов

до остаточного давления

в железнодорожной

 

цистерне

около

0,5 кгс/см2. Пары после компрессора конденсируются в конденса­ торе (на рисунке не показан).

Для обеспечения безопасной работы компрессорной установки

технологическая схема оснащена блокировками автоматического

отключения компрессора в следующих случаях:

при понижении давления на приеме I ступени компрессора ниже 0,2 кгс/см2;

212