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

продолжалось в течение 310 мин, что при начальной высоте стол­

ба жидкости 155 см дало среднюю скорость выгорания 5 мм/мин.

При понижении уровня жидкости в процессе выгорания стенки

емкости обнажаются и, нагреваясь, разрушаются вследствие тая­

ния льда. Оттаявший грунт с водой сползает со стенок в емкость, вызывая дополнительное испарение продукта и увеличивая диа­ метр и высоту факела. Однако выбросов сжиженного газа из под­ земной емкости на поверхность не наблюдалось. К концу пожара верхняя часть стен емкости оказалась разрушенной по диаметру

на 0,5 м, а дно было покрыто слоем песка.

Была сделана попытка тушения пожара в опытной емкости

высокократной пеной. В начале тушения факел увеличился по диа­

метру в 1,5 и по высоте в 2 раза. При дальнейшем увеличении

скорости подачи пены вдвое и по достижении толщины изолирую­

щего сплошного слоя пены около 1 м пламя было погашено через

5 мин. Однако через 7 мин после прекращения подачи пены пары

сжиженных углеводородов разрушили сплошность пенного по­

крытия и произошло вторичное воспламенение газа от травы, го­ рящей в 5 м от емкости.

Опыт показал неэффективность тушения пожаров сжиженных

углеводородных газов пеной даже при скоростях ее подачи в

40—60 раз больших, чем при тушении бензинов. При тушении бензина пена изолирует горящий слой жидкости от воздуха, одно­

временно нижний слой пены разрушается, и образующаяся при этом вода, охлаждая верхний нагретый слой бензина, уменьшает его испарение. При тушении сжиженных углеводородов вода, на­

против, усиливает испарение продукта, имеющего низкую темпе­ ратуру, что приводит к нарушению сплошности пенного покрова и выходу паровой фазы на поверхность пены.

Попытка тушения пожара сжиженных углеводородов фреоном

также оказалась неудачной. Несовершенный подвод огнегасяще­

го средства в факел емкости увеличил подсос воздуха и турбу­

лентность пламени.

В подземной изотермической емкости уровень жидкости нахо­

дится ниже отметки поверхности земли, поэтому разлив жидкого газа по поверхности при пожаре невозможен и испарение продук­ та из емкости незначительно. При пожаре наземных резервуаров

эта особенность исключается. По-видимому, здесь основным эле­

ментом тактики тушения должны быть откачка сжиженных угле­

водородов из емкости, на которой возник пожар. При сооружении

емкости необходимо предусматривать устройства, позволяющие вести дистанционный отбор продукта из нижней части емкости.

НЕКОТОРЫЕ ОБОБЩЕНИЯ ПО РАЗДЕЛУ

Сжиженные углеводородные газы обладают рядом специфи­

ческих особенностей, выделяющих их из других взрывоопасных и пожароопасных веществ, используемых в промышленности. Из

246

этих опасных свойств особо следует выделить высокую плотность,

по воздуху вследствие чего СУГ скапливаются на поверхности земли, медленную диффузию в атмосферу, что способствует от­ носительно длительному их сохранению в приземных слоях, ши­

рокую область воспламеняемости смесей с воздухом, взрывающих­

ся при импульсах небольшой интенсивности, повышенную способ­

ность к электризации и накоплению зарядов статического электричества.

Все большее значение для безопасности производства приоб­

ретает, возникшая относительно недавно, необходимость защиты

магистральных и технологических трубопроводов от закупорки их

образованиями, прекращающими нормальное движение жидко­ стей и газов и создающими поэтому аварийные ситуации. Особен­ но ощутимо эта опасность проявляется при использовании сжи­

женных углеводородных газов, когда при определенных еще не всегда изученных условиях, образуются кристаллогидраты и раз­

личные полимеры, нарушающие ведение нормального технологи­

ческого процесса. Для предотвращения образования кристалло­ гидратов основными путями являются обезвоживание продукта и его подогрев, а в случае образования гидрата — разрушение его

метанолом. Опасность образования полимеров устраняется мера­

ми технологического порядка и применением ингибиторов (сто-

перов).

Не все виды защиты от опасных образований в трубопроводах и аппаратах найдены и проверены. Для образования кристалло­

гидратов имеет большое значение сужение проходных сечений продуктопроводов, отсюда вытекает необходимость сокращать на

трубопроводах число устройств, вызывающих дросселирование:

таких как замерные диафрагмы, регулирующие клапаны, запор­

ная арматура (особенно вентили). Однако с другой стороны увеличение числа арматуры делает более гибким технологический процесс и управление им. Определение оптимального числа уст­

ройств, вызывающих дросселирование, является инженерной за­

дачей и ее предстоит решать как в общем виде, так и для каждо­

го конкретного случая. Сложной и нерешенной до конца инженер­ ной задачей является определение круга веществ, способствующих

образованию опасных полимеров, а также нахождение новых

эффективных ингибиторов.

Наиболее экономичным и безопасным является транспортиро­

вание сжиженных углеводородных газов трубопроводным транс­

портом. Большинство крупных потребителей газа располагается вблизи от поставщиков и пользуется трубопроводами, иногда до­

полняя перевозки СУГ — перевозкой в железнодорожных цистер­

нах. Бурное развитие в ближайшее время отраслей химической

промышленности, потребляющих этилен, вызывает необходимость,

его транспортирования на значительные расстояния и на повест­ ку дня встает вопрос организации этих перевозок как трубопро­

водным, так и железнодорожным транспортом. При этом должны

247

РАЗДЕЛ V

УСЛОВИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ТРАНСПОРТИРОВАНИИ И ХРАНЕНИИ ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ

Миллионы тонн нефти, нефтепродуктов и углеводородного сырья ежегодно перемещаются по транспортно-распределитель­

ным системам Советского Союза. Большинство этих продуктов

относится к обширному классу легковоспламеняющихся жидко­

стей (ЛВЖ). Отдельные представители этого класса жидкостей

способны при транспортировании и хранении образовывать пере­

кисные соединения, другие обладают пирофорными свойствами,

третьи являются сильно действующими ядами. Сернистая нефть,

которая добывается в больших количествах, вызывает значи­ тельную коррозию стальных аппаратов и коммуникаций. Поэтому

обеспечение безопасности транспортирования и хранения легко­

воспламеняющихся жидкостей имеет важное народнохозяйствен­ ное значение.

ГЛАВА 1

ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ

В настоящее время почти все нефтедобывающие районы стра­

ны связаны с нефтеперерабатывающими заводами магистральны­

ми трубопроводами. Широкое развитие получила сеть межзавод­

ских технологических трубопроводов для перекачки нефтепродук­ тов и нефтехимического сырья.

Бурный рост трубопроводного транспорта нефти можно на­

глядно видеть на примере одного из самых крупных в нашей стране Управления северозападными магистральными нефтепро­

водами. Здесь в 1961 —1970 гг. были построены и сданы в экс­ плуатацию нефтепроводы Альметьевск—Горький II диаметром

800 мм; Горький—Рязань диаметром 700 мм, Горький—Ярославль

диаметром 800 мм, Альметьевск—Куйбышев I диаметром 1000 мм.

Все эти нефтепроводы большого для того времени диаметра

осваивались впервые в Советском Союзе. Управление североза­ падными нефтепроводами к концу 1972 г. имело более 6000 км

трубопроводов, 47 насосных станций, более 1 млн. м3 резервуар­

ной емкости.

Трубопроводный транспорт нефти, нефтепродуктов и углеводо­ родного сырья наиболее экономичен. Он способствует ритмичной

работе нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий,

позволяет значительно уменьшить объем хранилищ сырья и гото-

249

вой продукции. Эти факторы значительно повышают безопасность производства. Сооружение новых нефтепроводов, станций пере­

качки, резервуарных парков осуществляется с учетом повышения их надежности, с применением современных средств автоматики и телемеханики. Поэтому изучение и использование опыта экс­ плуатации таких сооружений и устройств может быть весьма по­

лезным для совершенствования и повышения безопасности транс­

порта легковоспламеняющихся жидкостей в нефтеперерабатываю­

щей, нефтехимической и химической промышленности не только между предприятиями, но и внутри их.

Железнодорожный транспорт нефтепродуктов, углеводородно­

го сырья и в особенности готовой продукции химических и неф­

техимических производств в настоящее время имеет еще значи­ тельный удельный вес. Этот способ транспорта легковоспламеняю­

щихся жидкостей, в силу специфических условий некоторых

производств, сохранится надолго примерно на этом уровне.

Железнодорожный транспорт легковоспламеняющихся жидко­

стей связан с повышенной опасностью и тяжелыми условиями

труда. По технической оснащенности и организации сливо-налив­ ных операций железнодорожный транспорт легковоспламеняющих­

ся жидкостей находится на более низком уровне, чем трубопро­ водный транспорт.

В последние годы проделана значительная работа по механи­ зации и автоматизации сливо-наливных операций, в результате чего повысилась безопасность эксплуатации и улучшились усло­

вия труда. В то же время на многих химических и нефтехимиче­

ских предприятиях не уделяется должного внимания прогрессив­

ным методам организации слива и налива жидкостей, освоенным

нефтяниками, и эти методы внедряются весьма ограниченно.

Внешние и внутренние магистральные трубопроводы совре­

менных нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприя­ тий по своей конструкции и условиям эксплуатации во многом,

за исключением разве протяженности, схожи с магистральными

трубопроводами нефтесбытовой системы. Поэтому есть смысл большой и ценный опыт, накопленный в нефтесбытовой системе,

использовать на предприятиях нефтехимии и нефтепереработки,

тем более что он хорошо обобщен в литературных источниках,

тогда как непосредственный опыт предприятий освещен весьма ■ограниченно.

Повышение надежности магистральных трубопроводов

В последние годы стали быстро развиваться теория и практи­

ка надежности магистральных трубопроводов.

Наиболее опасными видами отказов линейной части маги­

стральных трубопроводов являются разрушения металла труб в

виде разрывов и трещин, при этом на поверхность земли выходит большое количество продукта. Внезапный выход горючеопасной и

250