XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Предприятия, на которых перерабатываются или используются горючие жидкости, представляют собой пожарную опасность. Это объясняется тем, что горючие жидкости легко воспламеняются, интенсивнее горят, образуют взрывоопасные паровоздушные смеси и плохо поддаются тушению водой. Минимизация последствий чрезвычайных ситуаций (ЧС) на пожароопасных объектах в основном основывается на возможности оперативного принятия адекватных решений в условиях скоротечного изменения окружающей обстановки, в связи, чем актуальным является моделирование аварийной ситуации, способной привести к ЧС.

К числу пожароопасных объектов относятся предприятия лесохимической промышленности.

К основным процессам на предприятиях лесохимической промышленности относятся:

- пиролиз древесины (термическое разложение без доступа воздуха), при котором получают товарный уголь, полупродукт – жижку (конденсат парогазов) и продукты ее переработки – уксусную кислоту, ацетатные растворители;

- экстракция смолистых веществ и переработка живицы (смолистых выделений на хвойных деревьях), в результате чего получают канифоль и скипидар [1].

Пожароопасными веществами на предприятиях лесохимической промышленности являются уксусная кислота и этилацетат, характеристики представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Характеристики пожарной опасности уксусной кислоты и этилацетата

Вещество	Уксусная кислота	Этилацетат	Этиловый спирт
Характеристика
Тип вещества	Легковоспламеняющаяся жидкость
Молярная масса, кг/моль	60,05	88,1	46,07
Плотность, кг/м3	1049	900	793,5
Температура кипения, °С	118	77	78,4
Температура вспышки, °С	40	-3	13
Температура воспламенения, °С	61	6	-
Концентрационные пределы распространения пламени, %	4,0…22	2,0…11,4	3,6…18,9
Теплота сгорания, кДж/кг	13097	23587	30562

Анализ данных таблицы 1 свидетельствует о том, что наиболее пожароопасным веществом из рассмотренных является этилацетат.

Принципиальная схема производства этилацетата на предприятиях лесохимической промышленности представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Принципиальная схема производства этилацетата

Анализ схемы производства этилацетата позволяет выделить наиболее пожаровзрывоопасные элементы системы:

- эфиризатор (Э) (пары этилового спирта-70%, пары этилацетата -20%; уксусная кислота);

- ректификационная колонна (К1) (этиловый спирт);

- ректификационная колонна (К2) (этилацетат).

Эфиризатор и ректификационная колонна представляют собой тарельчатую колонну, которая выполнена в форме вертикального цилиндра по высоте которого расположены специальные контактные устройства – тарелки. Тарелки служат для развития поверхности контакта фаз при направленном движении этих фаз (жидкость течет сверху вниз, а газ проходит снизу вверх) и многократном взаимодействии жидкости и газа. Жидкость непрерывно перетекает с верхних тарелок на нижние, отделенные друг от друга свободным пространством, где газ, пар или легкая жидкость отделяется от уносимых ими частиц более тяжелой фазы. Схематическое изображение эфиризатора и ректификационных колонн с указанием опасных участков представлено на рисунке 2.

Пары этилацетата и этилового спирта

а

б

Уксусная кислота

Этиловый спирт

- опасные участки

Рисунок 2 – Схема эфиризатора и ректификационной колонны

(а – ректификационная колонна К1; б – ректификационная колонна К2)

Рассмотрение опасных участков позволяет перейти к построению дерева отказов на производстве этилацетата.

Дерево отказов позволяет вывести комбинации отказов (неполадок) оборудования, инцидентов, ошибок персонала и нерасчетных внешних (техногенных, природных) воздействий, приводящих к головному событию (аварийной ситуации) [2]. Дерево отказов анализа причин аварийной ситуации на предприятиях лесохимической промышленности по производству этилацетата представлено на рисунке 3.

Рисунок 3 - Дерево отказов анализа причин аварийной ситуации на предприятиях лесохимической промышленности по производству этилацетата

Сценарии аварийной ситуации представляются в виде дерева событий.

Дерево событий последовательность событий, исходящих из основного события (аварийной ситуации), используется для анализа развития аварийной ситуации. Частота каждого сценария развития аварийной ситуации рассчитывается путем умножения частоты основного события на условную вероятность конечного события (например, аварии с разгерметизацией оборудования с горючим веществом в зависимости от условий могут развиваться как с воспламенением, так и без воспламенения вещества). Дерево событий представлено на рисунке 4. Согласно дереву событий, отображенного на рисунке 4, основными последствиями разгерметизации аппаратов производства этилацетата в лесохимической промышленности являются взрыв и пожар пролива.

Рисунок 4 – Дерево событий

Одним из ключевых моментов в проблеме обеспечения пожарной безопасности промышленных предприятий является выполнение комплекса работ, основу которых составляет анализ, оценка и управление риском аварий, сопровождающихся пожарами и взрывами на технологическом оборудовании с пожаровзрывоопасными веществами и материалами.

Список литературы

1. Тимошин А.С.. Инженерно-экологический справочник. Т.2. – Калуга: изд-во Н.Бочкаревой, 2003. - 884 с.

2. Методические указания по проведению анализа рисков опасных производственных объектов. Дата введения 20.08.01.

Код для цитирования: Скопировать