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
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