книги / Основы техники безопасности на нефтеперерабатывающих заводах

курения в местах, где это недопустимо по условиям пожаро- и взрывоопасности.

При проведении электро- и газосварочных работ следует строго соблюдать правила техники безопас­ ности, задача которых — не допустить проникновение взрывоопасных смесей газов и паров продуктов к месту сварки. Прежде всего нужно обязательно про­ вести анализ воздуха, чтобы узнать, нет ли в аппара­ те или возле него взрывоопасных концентраций па­ ров нефтепродуктов. Необходима тщательная провер­ ка соблюдения всех противопожарных требований. Только после этого главный инженер завода выдает разрешение на производство огневых работ, согла­ сованное с пожарной охраной. В этом разрешении указывается место проведения работы, объект и ме­ тод сварки, условия, которые должны выполняться при производстве всех операций. Сварщик не имеет права приступать к работе до тех пор, пока не полу­ чит письменное разрешение на руки. Разрешение вы­ дается сроком на одни сутки, потому что за больший промежуток времени производственная обстановка может стать взрывоопасной. Пожарная охрана пред­ приятия устанавливает на месте надзор за ходом вы­ полнения огневых работ. Эти меры предотвращают взрывы и пожары.

При проектировании нефтеперерабатывающих за­ водов трубчатые печи и другие устройства с откры-- тым огнем размещаются на территории завода на определенном расстоянии от мест возможного выде­ ления в атмосферу паров нефтепродуктов. Установки с открытым огнем располагают с подветренной сто­ роны по отношению к направлению преобладающих ветров в данной местности для того, чтобы возникшие газовыделения меньше заносились движением воз­ духа на эти объекты.

Территория, дороги, установки, производственные помещения, рабочие места оборудуются постоянной сетью электроосвещения с таким расчетом, чтобы по­ всюду было достаточно светло. Однако могут быть та­ кие случаи, когда нужно на короткое время сделать проверку или провести работу в неосвещенных мес­ тах, тогда применяются переносные аккумуляторные взрывозащищеиные светильники различных типов,

41

сто подшипников трения применяют подшипники ка­ чения, иеискрящие шестерни из бронзы или пласт­ масс. Там, где этого нельзя сделать, обеспечивается обильная смазка трущихся поверхностей, постоянный контроль за работой смазывающих устройств и за температурой трущихся частей.

Поверхности аппаратуры могут нагреваться в ре­ зультате нарушений технологических режимов. Оче­ видно, что строгое соблюдение технологических ре­ гламентов и контроль з*а температурой определенных частей оборудования могут устранить эту опасность.

Статическое электричество

Взрывы и пожары на нефтеперерабатывающих за­ водах могут вызываться так называемым статическим электричеством.

Оно образуется при трении двух диэлектриков (ве­ ществ, не проводящих или плохо проводящих электри­ ческий ток) друг о друга или диэлектриков о металл, при этом на поверхностях трущихся веществ могут накапливаться электрические заряды. За способность накапливать электрические заряды на поверхности тела образующееся при этом электричество получило название статического.

В случае накопления заряда до определенного пре­ дела может произойти электрический разряд, искра которого способна вызвать воспламенение горючей смеси. Кроме того, статическое электричество небла­ гоприятно действует на организм человека, способ­ ствует коррозии металлов.

Бензин, керосин, бензол и некоторые другие неф­ тепродукты являются диэлектриками, поэтому они спо­ собны накапливать электрические заряды.

Нужно отметить, что возникающие заряды ста­ тического электричества обладают высоким электри­ ческим потенциалом. Например, разность потенциа­ лов при протекании химически чистого бензола по стальным трубам может достигать 3600 в. Поскольку считается, что при разности потенциалов 3000 в ис­ кровой разряд может воспламенить почти все горю­ чие газы, то очевидно, насколько опасны проявления статического электричества как импульсов воспламе­ нения.

43

Заряды статического электричества возникают при перекачке нефтепродуктов по трубопроводам и рези­ новым шлангам, при перемешивании продуктов, при наливе их в емкость падающей струей, при перелива­ нии из сосуда в сосуд, а также при перевозке в ци­ стернах, когда жидкость «болтается» в емкости. При стирке в бензине шерстяной или шелковой ткани мо­ жет быть проскок электрической искры между жидко­ стью и тканью, которая вызовет воспламенение бен­ зина. Такие случаи оканчиваются, как правило, тяже­ лыми ожогами. Отмечались случаи электризации и искрообразования при мытье рук в бензине. При уда­ лении воронки от сосуда, в который наливается бен­ зин, бензол или керосин, также может появиться искра, воспламеняющая горючую жидкость.

Одним из основных способов борьбы со статиче­ ским электричеством является заземление аппаратов, емкостей и трубопроводов *. При наличии заземления образующиеся заряды статического электричества от­ водятся в землю и не накапливаются в таком количе­ стве, которое может вызвать искру. Заземляющее устройство состоит из стальных труб длиной 2—3 м, закапываемых в землю таким образом, чтобы их верх­ ние концы находились на 0,5 м ниже поверхности земли. Трубы располагают вокруг защищаемой уста­ новки и соединяют с ней стальными полосами. Для большей гарантии трубы соединяют также между со­ бой и, следовательно, заземляющее устройство яв­ ляется сплошным проводником тока. Все соединения труб и токоотводов в заземляющих устройствах вы­ полняются при помощи сварки. Сечение труб и сое­ диняющих полос выбирают на основании расчета. Вся система должна иметь такое сопротивление про­ хождению тока, при котором исключается накопление электрических зарядов на стенках аппаратуры и тру­ бопроводов.

Заземлению подлежат аппараты, оборудование, об­ вязывающие их трубопроводы. Особо тщательно за­ земляются те из них, где вероятно быстрое возникно­ вение высоких потенциалов и где имеются взрыво­ опасные и пожароопасные среды. К ним в первую

* О заземлении см. также стр. 212.

44

очередь относятся аппараты, емкости и насосы, пред­ назначенные для бензина, керосина, бензола, алкила­ тов и других горючих и легковоспламеняющихся жид­ костей; компрессоры и устройства для хранения и при­ менения сжиженных и газообразных углеводородов: бутана, бутилена, пропана, пропилена и др.

Заземляются также железнодорожные и автомо­ бильные цистерны при сливе и наливе нефтепродук­ тов. Для этого на эстакадах и бензоколонках монти­ руют постоянные заземлительные устройства, к кото­ рым болтами и клеммами присоединяют провода, закрепленные на цистернах.

Для снятия зарядов статического электричества с резиновых шлангов и наконечников последние соеди­ няют металлическим, проводом, обвитым вокруг шлан­ га, с заземленным бензопроводом. Надежность зазем­ ления систематически проверяют: специальным прибором замеряют сопротивление прохождению элек­ трического тока, контролируют надежность контактов и плотность соединения, так как любые разрывы мо­ гут вызвать искрообразование и тем уничтожить за­ щитное действие заземления. Тщательно контроли­ руют качество заземления железнодорожных и осо­ бенно автомобильных цистерн: нередки случаи, когда шофер делает заземление только «для вида» и, следо­ вательно, заземление не отвечает своей цели.

Для ослабления электризации при наполнении ре­ зервуара или цистерны сливную трубу доводят до дна так, чтобы жидкость ие падала струей, а попадала под слой продукта, находящегося в емкости. В пустые бочки сначала медленно наливают такой слой жидко­ сти, который позволяет погрузить в нее конец шланга, и только после этого начинают интенсивное заполне­ ние сосуда.

Если жидкость поступает в резервуар падающей струей, то плавающие на поверхности жидкости по­ сторонние предметы (щепка, обломок рейки, оторвав­ шийся поплавок) могут накопить в себе заряд стати­ ческого электричества. Приблизившись к стенке ре­ зервуара, такие плавающие предметы могут дать разряд электричества на стенку и вызвать взрыв и по­ жар. Поэтому нужно тщательно следить за чистотой

45

резервуаров и при их чистке удалять все находящиеся там предметы.

Тросы для поплавков не должны иметь оборван­ ных, торчащих концов проволок, потому что их нали­ чие способствует разряду статического электричества. Поплавки соединяют с дном резервуара металличе­ скими тросиками, через которые с поплавков отво­ дятся электрические заряды.

Применяют и другие способы, снижающие интен­ сивность накопления зарядов статического электриче­ ства. Например, ограничивают скорость движения жид­ костей при перекачке, потому что степень электриза­ ции возрастает с увеличением скорости движения.

В последнее время в некоторых отраслях промыш­ ленности для нейтрализации возникающих зарядов статического электричества .стали применять радиоак­ тивные изотопы. Они ионизируют воздух и нейтра­ лизуют возникающие заряды непрерывно по мере их возникновения и накопления. Однако, несмотря на перспективность, этот метод в нефтеперерабатываю­ щей промышленности еще не используется, но, по-ви­ димому, в ближайшем будущем будет применяться.

Первичные и вторичные проявления молнии и защита от них

Грозы являются результатом накопления в атмо­ сфере и облаках больших электрических зарядов, осо­ бенно в весенний и летний периоды. Разряды атмо­ сферного электричества — молнии могут являться при­ чиной взрывов, пожаров и поражения людей. Система мероприятий по предупреждению и нейтрализации опасных проявлений атмосферного электричества на­ зывается грозозащитой.

Молния обладает большой разрушительной силой. Сила тока в канале молнии может достигать 200 000 а, напряжение 150000000 в, температура в канале 6000— 10000° С, длина искры молнии — сотен и тысяч метров.

Различают первичное проявление молнии — пря­ мой удар и вторичное проявление, при котором во время разряда молнии на изолированных от земли ме­ таллических предметах возникают (в результате ин­ дукции) электротоки высокого напряжения.

46

При прямом ударе молнии могут произойти разру­ шение сооружений и оборудования в результате мгно­ венного нагрева воздуха и резкого его расширения, расплавление металла оборудования, взрыв паро- и газо-воздушных смесей, воспламенение горючих ве­ ществ.

.При вторичном проявлении молнии, если металли­ ческие части сооружения, изолированные от земли, не соединены между собой, то в местах разрывов могут возникнуть искры, достаточные, чтобы вызвать взрыв газов или паров нефтепродуктов.

Рис. 5. Схема грозозащиты производственного объекта отдельно стоящими молниеотводами:

Ло — высота здания; /и —высота молниеотвода; а = 20—30°; Р =40°.

От прямых ударов молнии сооружения защищают молниеотводами. Молниеотвод состоит из трех частей: молниеприемника, токоотвода и заземлителя. Молниеприемник — это металлический стержень, закре­ пленный над защищаемым объектом, заземлитель — устройство, служащее для отвода тока в землю, токоотвод — проводник, соединяющий молниеприемник с эаземлителем.

Способ защиты от прямых ударов молнии выби­ рают в соответствии с нормами в зависимости от вида защищаемого сооружения. Например, невысокие со­ оружения, в которых имеются взрывоопасные среды, резервуары и газгольдеры с дыхательными клапанами или газоотводящими трубами защищаются отдельно стоящими молниеотводами. На других сооружениях

используют металлические крыши. Молниеотводы рас­ ставляют по расчету так, чтобы они защищали опре­ деленное пространство. На рис. 5 приведена схема грозозащиты производственного объекта.

47

Для защиты от вторичных проявлений молнии же­ лезные кровли, эстакады, трубопроводы, металличе­ скую аппаратуру, расположенную как внутри помеще­ ний, так и вне их, соединяют между собой так, чтобы они представляли непрерывную электрическую цепь, которую заземляют в нескольких местах. Если во время разряда молнии в цепи возникнет индукцион­ ный ток, то он будет отведен в землю и элементы цепи нагреются незначительно.

Систему грозозащиты нужно постоянно проверять и поддерживать в полном порядке.

Пирофорное железо

Пирофорными называются вещества, способные к самовозгоранию в присутствии воздуха при обычной температуре. К числу таких веществ относится пиро­ форное железо, которое образуется при переработке сернистых нефтей в результате взаимодействия серо­ водорода с продуктами коррозии железной аппарату­ ры, емкостей и трубопроводов. Внешне пирофорное железо представляет собой черный осадок, похожий на сажу и покрывающий внутренние стенки аппара­ туры и емкостей. При действии кислорода воздуха пи­ рофорное железо окисляется и разогревается; если окисление происходит медленно, то образующееся пи­ рофорное железо нагревается в небольшой степени, но если окисление происходит быстро, то пирофорное же­ лезо нагревается до красного каления и находящиеся в контакте с ним нефтепродукты и их пары могут за­ гореться или взорваться. Окисление и разогрев пиро­ форного железа возможны даже при низкой темпера­ туре наружного воздуха, например при минус 20° С. Отложения пирофорного железа на крышевых кон­ струкциях резервуаров практически не опасны, так как вследствие медленного и постоянного их окисле­ ния по мере образования они не разогреваются, а по­ крываются отложениями элементарной серы. Но если отложения пирофорного железа образовались и нако­ пились под слоем нефтепродукта, а затем уровень жидкости понизился и отложения соприкасаются с воздухом, то окисление происходит быстро и пирофор­ ное железо раскаляется иногда до 600—700° С, вызы­

48

вая пожар или взрыв. Такие явления происходят глав­ ным образом при освобождении емкостей от продукта и при ремонте аппаратов.

Основным способом борьбы с пирофорным желе­ зом является удаление сероводорода из нефти и неф­ тепродуктов, поступающих на переработку. Для этого бензиновые дистилляты и сырую нефть, если она со­ держит сероводород, защелачивают до поступления в резервуары. Емкости и аппараты систематически очи­ щают от продуктов коррозии. Проводятся и другие мероприятия, уменьшающие возможность образования и накопления пирофорных веществ.

Перед ремонтом или очисткой резервуары запол­ няют паром под давлением немного выше атмосфер­ ного, тогда воздух не может проникнуть в емкость. После пропарки емкость заполняют водой и медленно снижают ее уровень (на 0,5 м в 1 ч) для того, чтобы отложения по мере их высыхания окислялись посте­ пенно. Во время ремонтных работ или очистки вну­ тренние стенки поливают водой из брандспойта, под­ держивая их таким образом во влажном состоянии. Грязь и отложения, извлеченные из резервуара в про­ цессе очистки, при удалении с территории завода, тоже поддерживают во влажном состоянии, потому что эти отложения под действием пирофорного железа могут воспламениться.

4. Предупреждение распространения пожара

Возникший в одном месте даже небольшой пожар может быстро распространиться на значительную часть территории нефтеперерабатывающего завода. Этому способствуют наличие большого количества легковоспламеняющихся жидкостей в аппаратах, ем­ костях и трубопроводах, пропитка изоляции, а также почвы горючими жидкостями, загазованность отдель­ ных мест парами нефтепродуктов, развитая сеть продуктопроводов, расположенных в открытых лотках, тоннелях и траншеях, разветвленная система произ­ водственной канализации, по которой может переда­ ваться огонь. Кроме того, во время пожара могут воз­ никнуть новые обстоятельства, способствующие его

расширению, например разрушение емкостей и аппа­ ратов и разлив нефтепродуктов, выбросы горящего продукта из резервуаров в тех случаях, когда под слоем горящей жидкости имеется водяная подушка, вскипающая от нагрева, и др.

Чтобы предупредить распространение пожара, при проектировании нефтеперерабатывающего завода предусматриваются различные мероприятия.

При выборе территории предприятия и при разме­ щении установок особое внимание обращается на исключенйе переброски огня в случае пожара с одного объекта на другой. Между цехами, установками, ре­ зервуарными парками, содержащими горючие и легко­ воспламеняющиеся жидкости, делаются противопожар­ ные разрывы, затрудняющие распространение огня. Величина разрывов определяется в зависимости от степени пожарной опасности объектов, их размеров, огнестойкости материала, из которого они сооружены, и от других условий. Резервуарные парки стараются разместить в низких местах по отношению к другим объектам, чтобы при разрушении емкостей предотвра­ щать растекание горючих жидкостей и ограничить рас­ пространение пожара. Кроме того, емкости или их группы обязательно обваловывают земляным валом

такой высоты, чтобы вся жидкость при разрыве емко­ сти вмещалась в обвалование. Резервуары с горючи­ ми газами и газокомпрессорные, наоборот, не разме­ щают в низких местах, чтобы избежать здесь скопле­ ния газов, более тяжелых, чем воздух; их стараются размещать на возвышенных площадках для создания естественной вентиляции.

Чтобы ограничить распространение огня внутри зданий применяют огнестойкие строительные конструк­ ции и материалы, в больших производственных и складских помещениях разделяют площадь несгорае­ мыми противопожарными стенами — брандмауерами, возвышающимися над крышей и преграждающими распространение огня из одной части помещения в другую. Иногда, чтобы предотвратить разрушение зданий взрывоопасных цехов при взрывах, часть па­ нелей в стенах делают легко разрушаемыми, а кры­ ши—легко сбрасываемыми. Тогда при взрыве они быстрее разрушаются или сбрасываются, давле­

50