книги из ГПНТБ / Гинзбург М.Б. Техника безопасности в товарно-транспортном и реагентном хозяйстве нефтеперерабатывающего завода

которой плавятся кристаллы сернистого ангидрида, что позволяет сливать низкозастывающий олеум в зимних условиях. Крепкая серная кислота и олеум по­ ступают в специальных цистернах, оборудованных верхним сливом. При сливе в трубопроводе до на­ соса создается вакуум.

Серная кислота при соприкосновении с органиче­ скими веществами обугливает их, отнимая воду. Ре­ акция протекает с выделением тепла. Дымящаяся серная кислота (олеум) хранится только в закрытых и отапливаемых помещениях во избежание ее замер­ зания и разрыва стеклянной тары.

Азотная кислота на свету разлагается на воду, кислород и двуокись азота, являющуюся сильным окислителем. Кислота действует на многие горючие вещества, вызывая процесс нитрации с образованием нитропродуктов. Нитрация может протекать очень интенсивно и закончиться разложением и взрывом. Очень опасны смеси азотной и серной кислот.

Соляная кислота сильно корродирует металлы, при этом выделяется водород.

Концентрированная серная кислота хранится и перевозится в стальных цилиндрах, не вызывая их коррозии. Однако после откачки из емкости остав­ шееся количество поглощает влагу из воздуха, раз­ бавляется и вызывает коррозию стенок. Выделяю­ щийся при этом водород образует взрывоопасную смесь с воздухом.

Щелочь (едкий натр) поступает на завод в виде раствора в железнодорожных цистернах или в сухом виде в барабанах. Кальцинированная сода транспор­ тируется и хранится в бумажных мешках или нава­ лом. Хранение раствора щелочи производится в ре­ зервуаре, где она разбавляется водой до необходи­ мой концентрации и откачивается насосом. Сухая щелочь обрабатывается острым паром в бачках, а ре­ зервуары для хранения щелочи оборудуются внут­ ренним обогревом. Для слива раствора щелочи, по­ ступившего в цистернах, сооружается эстакада с верхним сливом.

Аммиак поступает в специальных цистернах, отка­ чивается центробежными насосами и хранится под давлением в парке горизонтальных емкостей.

20

В другом отделении принимается, хранится и пе­ рекачивается фенол. Здесь также есть эстакада с обо­ гревающими устройствами, парк емкостей и насосы. Перевозят фенол в специальных цистернах с паровой рубашкой. Емкости также оборудуются обогревом.

На нефтеперерабатывающих заводах применяется карбид кальция, который разлагается водой, причем реакция протекает бурно с выделением тепла и на­ гревом до высоких температур.

Часто на складах приходится совместно хранить различные химические вещества, реагенты и реак­ тивы. Однако не всегда и не все вещества можно хранить совместно. Нельзя, например, сильные окис­ лители (азотную кислоту, хлор и т. п.) хранить сов­ местно с органическими веществами. Нельзя хра­ нить вещества, способные к самовозгоранию или загорающиеся от воздействия воды, с горючими веще­ ствами. Нельзя совместно хранить вещества, которые при взаимодействии образуют взрывоопасные смеси.

2. Транспортирование нефти, нефтепродуктов и реагентов

Нефть, нефтепродукты и реагенты доставляются от места добычи или производства к месту перера­ ботки и потребления различными видами транспорта. Наиболее распространенные среди них: трубопровод­ ный, железнодорожный, водный, автомобильный. Каждый из них имеет определенные достоинства и недостатки. Например, водный транспорт наиболее экономичен, но его недостатком является сезонность. Для перевозки высоковязких нефтепродуктов явное преимущество имеет железнодорожный транспорт.

Трубопроводы. Большим достоинством трубопро­ водного транспорта является его полная герметич­ ность, обеспечивающая минимальные потери, а так­ же непрерывность. Передвижение сырой нефти и жидких нефтепродуктов по территории завода осу­ ществляется только по трубопроводам при помощи насосов или самотеком. Совокупность трубопроводов, обслуживающих производственный участок, например резервуарный парк, товарно-сырьевой цех, называется трубопроводной коммуникацией. По роду перекачи-

21

ваемых продуктов трубопроводы деляется на сырье­ вые (нефтепроводы) и товарные (продуктопроводы — бензинопроводы, маслопроводы, мазутопроводы и т. п.). Диаметр их колеблется в самых широких пре­ делах, в основном от 6 до 14 дюймов. Работают тру­

бопроводы при различных давлениях и	температу­
рах, по ним перекачиваются продукты	различного

состава, свойств и качества. При помощи трубопрово­ дов продукты транспортируются и на большие расстояния. К таким трубопроводам относятся маги­ стральные нефтепроводы и газопроводы. От проч­ ности трубопроводов и их соединений зависит без­ опасность эксплуатации не только самого трубопро­ вода, но и связанных с ним и окружающих объектов.

Существуют два основных способа прокладки трубопроводов: наземный и подземный. Наземная про­ кладка может осуществляться на эстакадах или опорах, а также в лотках; подземная — в каналах, тоннелях или непосредственно в грунте. Наземные трубопроводы подвержены воздействию значительных температурных колебаний воздуха, они загромождают территорию, пересекаются с ее дорогами. В летнее время в результате нагрева солнечными лучами в тру­ бопроводах с легкими продуктами возможно образо­ вание газовых «мешков». Некоторые из недостатков наземных трубопроводов устраняются при их про­ кладке на эстакадах.

Прокладка трубопроводов в каналах и тоннелях применяется преимущественно для транспортирования вязких, легкозастывающих продуктов. В необходи­ мых случаях каналы и тоннели обогреваются паро­ проводами (спутниками). Проходные тоннели соору­ жают высотой не менее 1,6 м для обеспечения возможности прохода в них людей при осмотре и ре­ монте. Ширина их зависит от числа прокладываемых труб, но при этом для обслуживающего персонала должен быть оставлен проход не менее 0,7 м. Дно каналов имеет уклон для отвода вод к специальным сборникам-колодцам. Все трубопроводы проклады­ вают с уклоном для того, чтобы иметь возможность опорожнять их от перекачиваемых жидкостей или от

'конденсата при транспортировании газа. В большин­ стве случаев трубы, а также фланцы, болты, гайки

22

и т. п. изготавливают из стали. Углеродистые стали пригодны для труб, работающих при высоких давле­ ниях и температуре до 435°С. Добавками к стали никеля, хрома, молибдена, ванадия и вольфрама до­ биваются устойчивости ее против коррозии, при вы­ соких температурах и воздействии кислот. При транс­ портировании серной кислоты и других химически активных веществ применяют трубопроводы из свин­

ца,	керамики	или	пластмасс. Однако трубопроводы
из	пластмасс	более	хрупки, подвергаются значитель­

ному удлинению под действием нагрева; часто они обладают высокими диэлектрическими свойствами, что приводит к накоплению на стенках труб зарядов статического электричества, причем снять эти заряды с пластмассовых трубопроводов трудно.

Трубопроводы для перекачки сжиженных газов выполняют из стальных, медных и алюминиевых бес­ шовных труб, рассчитанных на давление не ниже максимального давления системы. Трубы соединяются сваркой.

Соединения труб между собой и с арматурой мо­ гут быть разъемными (фланцы, резьба) и неразъем­ ными (сварка). Выбор типа соединения зависит от

пожаро- и взрывоопасное™ производства,			давления
и температуры,	свойств	перекачиваемых	жидкостей
(их токсичности,	наличия	осадка), а также от того,

как часто предполагается производить демонтаж тру­ бопровода. Способ соединения сваркой обладает ря­ дом преимуществ: простота, прочность и плотность соединения, надежность в эксплуатации. Однако в тех случаях, когда необходимо сделать трубопровод разъемным для удобства быстрой очистки и ремонта, прибегают к соединению на фланцах. Фланцевые сое­ динения применяют также тогда, когда нужно к тру­ бопроводу присоединить арматуру или присоединить трубопровод к резервуару и другим устройствам. Фланец — это стальной диск с отверстиями, привари­ ваемый к концу трубы, и имеющий уплотнительные поверхности различного вида (рис. 1). Для соедине­ ния двух труб в одну плеть их сдвигают уплотнительными поверхностями фланцев и, пропустив через сов­ падающие отверстия болты, затягивают последние гайками. Для предупреждения вытекания жидкостей

23

через фланцевые соединения их уплотняют с помо­

щью	прокладок	из упругого материала, который
при	затяжке	болтов заполняет все неровности

на поверхности фланцев. При этом нужно следить, чтобы поверхности стягиваемых фланцев были строго параллельны. Материал прокладок должен быть эла­ стичным, прочным, чтобы выдержать давление жид­ кости, и достаточно упругим, чтобы обеспечить герме­ тичность при температурных расширениях и сжатиях. В ряде случаев требуется, чтобы прокладки были устойчивыми в агрессивных средах. В качестве ма­ териала прокладок наиболее часто применяют кар­ тон, паронит, полиэтилен, листовой асбест, резину, фторопласт. В газопроводах в качестве уплотнительных применяют свинцовые, алюминиевые и другие прокладки.

Рис. 1. Уплотнительные поверхности фланцев:

а — г л а д к а я ; 6—выступ	— впадина; в — шип — паз;		г — п о д
линзовую прокладку;	<Э — под	кольцевую прокладку	оваль­
	ного	сечения.

На трубопроводах применяется различная арма­ тура. К запорной арматуре относятся, кроме венти­ лей, задвижки, схема действия которых показана на рис. 2. С их помощью, производя переключения, по­ ток жидкости направляется в нужном направлении.

24

На некоторых заводах распространение имеют чугун­ ные задвижки с двумя плашками, которые при за­ крытии задвижки вращением маховика разжимаются клипом и плотно прижимаются к гнездам, наглухо за­ крывая канал. Запорная арматура позволяет в не­ которой степени и регулировать величину потока жидкости. Задвижки труб больших диаметров снаб­ жаются гидравлическим или электрическим приво­ дом. На магистральных газопроводах задвижки уста­ навливают не реже чем через каждые 3 км.

{

а

б

в

Рис. 2. Схемы действия запорной арматуры:

а — крана; 6—вентиля; е — эадвпжкн.

Арматура может приводиться в действие вручную, электродвигателем или пневмоприводом.

К запорной арматуре, кроме задвижек, относятся вентили, краны и обратные клапаны. Вентили — один из наиболее распространенных типов запорной ар­ матуры. Для трубопроводов, по которым перекачивают загрязненные жидкости, вентили неприменимы, так как выпавшие из жидкости твердые частицы будут препятствовать плотной посадке золотника в клапане. Медленное открытие и закрытие прохода в вентиле предотвращает возможность гидравлических ударов.

В отличие от вентиля при быстром перекрытии трубопровода краном от остановившегося потока жид­ кости возникает гидравлический удар, который может вызвать разрыв трубопровода, повреждение арма­ туры и прокладок. Поэтому краны применяют глав­ ным образом на трубопроводах сжатого воздуха, при

вакууме и при низких	давлениях.	На трубопроводах
с легкозастывающими	жидкостями	применяют краны

с паровыми обогревающими рубашками, а при сре­ дах, могущих вызывать заедание пробок, — краны

26

с принудительной смазкой. При необходимости на­ правлять жидкость сразу или поочередно в двух на­ правлениях применяют трехходовые краны.

Герметичность трубопроводной арматуры дости­ гается при помощи сальниковых устройств, которые набиваются уплотняющим материалом, например ас­ бестовым шнуром или пеньковой нитью, пропитан­ ными различными составами — графитом, тальком, резиной, пластмассами и др.

На трубопроводах применяется автоматическая запорная арматура — обратные, редукционные и пре­ дохранительные клапаны. Обратные клапаны обеспе­ чивают перемещение жидкости лишь в одном направ­ лении. В случае прекращения движения жидкости или внезапного движения ее в обратном направлении клапан закрывается и движение жидкости прекра­ щается. Обратные клапаны применяют как на продуктопроводах, так и на водо- и паропроводах.

Предохранительные клапаны предназначены для защиты трубопроводов, насосов и другой аппаратуры от аварий (разрывов) при повышении давления выше максимально допустимой величины. При превышении установленного давления они автоматически откры­ ваются и при достижении нормального — закрывают­ ся. Предохранительные клапаны по способу уравно­ вешивания различаются на рычажные и пружинные. Давление среды уравновешивается в первых весом груза, во вторых — натяжением пружины.

Для снижения давления в трубопроводе и под­ держания его на определенном уровне, независимо от давления поступающей среды (например, пара, воз­ духа), служат редукционные клапаны. Редукционный клапан позволяет вести процесс при заданном давле­ нии, гарантирует сохранность аппаратуры.

Чтобы предотвратить попадание в трубопровод и насос механических частиц, в начале его устанавли­ ваются сетчатые фильтры.

Насосы и компрессоры. Простейшим способом пе­ ремещения жидкости является слив ее самотеком, для чего не требуется специального оборудования и за­ трат энергии. Однако для его осуществления нужно, чтобы емкость, из которой отбирается жидкость, на­ ходилась выше приемной емкости, Скорость слива

26

жидкости мала и неравномерна. Другой способ пере­ мещения — сифонирование требует применения спе­ циальных устройств. Применяется также передавливание жидкостей какой-либо средой — сжатым возду­ хом, инертным газом, водяным паром, водой, а также перемещение из одного резервуара в другой путем создания в последнем вакуума и т. д.

Наибольшее распространение получил способ транспортирования жидкостей по трубопроводам при помощи насосов. Рабочие условия, в которых рабо­ тают насосы, весьма различны, а потому их типы и конструкции существенно различаются. Для пере­ качки сжиженных газов применяют специальные на­ сосы нескольких типов.

В центробежных насосах жидкость перемещается при вращении рабочего колеса под действием центро­ бежной силы. Насос приводится в движение электри­ ческим или паровым двигателем. Жидкость поступает к насосу по всасывающему (приемному), а откачи­ вается по нагнетательному (выкидному) трубопро­ воду. На последнем расположены задвижки для пе­ рекрытия трубопровода и регулирования потока жид­ кости и обратный клапан для предотвращения потока продукта из технологического аппарата в случае вне­ запной остановки насоса. Предохранительные клапа­ ны на центробежных насосах не нужны, так как ими не могут создаваться давления выше расчетных, даже если нагнетательный трубопровод будет закрыт.

В поршневых паровых насосах во время возврат­ но-поступательного движения поршня в цилиндре про­ исходит засасывание транспортируемой жидкости из всасывающего трубопровода в цилиндр и выдавлива­ ние ее в нагнетательный трубопровод. В отличие от центробежных насосов в поршневых насосах пере­ крытие нагнетательного трубопровода во время ра­ боты приводит к быстрому возрастанию давления и аварии. Поэтому в их конструкции предусматривается перепускной клапан и байпасная линия, сообщающая выкид насоса с приемом, а также предохранительный клапан на выкиде, открывающийся при превышении рабочего давления на 10%.

Паровые поршневые насосы применяются пре­ имущественно в тех участках, где установка

27

электродвигателей не допускается по условиям взры­ воопасное™ производства.

Для герметизации насосов, предотвращения выте­ кания из них перекачиваемой жидкости и выделения паров применяются сальники. Наиболее распростра­ ненный тип сальника — с плетеной набивкой и коль­ цом гидравлического уплотнения. Через это кольцо вводится уплотнительная жидкость (масло, вода).

Для размещения насосов на территории завода строятся насосные помещения, соединенные трубопро­ водами с резервуарами, сливо-наливмыми устрой­ ствами, эстакадами. Иногда, особенно в районах с теплым климатом, насосы располагают на открытых площадках.

Другим видом оборудования, применяемого для транспортирования газов, являются компрессоры. Они применяются для получения сжатого воздуха и га­ зов, для выдавливания жидкости из железнодорожных цистерн при сливе, для заполнения автоцистер'н и т. д.

Железнодорожный, водный и автомобильный транс­ порт. Перевозка основных количеств нефтепродуктов по железным дорогам производится в вагонах-цистер­ нах. Наиболее распространены четырехосные цистер­ ны объемом 51,0 м3 . Большегрузые цистерны более выгодны, ибо в них меньше относительные потери, упрощаются условия налива и т. д. Применяются также специальные типы цистерн, приспособленные для перевозки вязких (мазут), легкозастывающих (петролатум) нефтепродуктов. Для сохранения опре­ деленной температуры нефтепродуктов цистерны снаб­ жаются внутренними устройствами для подогрева или паровой рубашкой и теплоизоляцией. Для перевозки битума используются также бункерные полувагоны, состоящие из опрокидывающихся бункеров, снабжен­ ных паровой рубашкой. Перед выгрузкой из бункера

затвердевшей массы	битума	стенки	нагревают паром
и битум подплавляется у стенок.
Железнодорожные цистерны для темных нефте­
продуктов и масел	имеют	нижний	слив; цистерны

для светлых нефтепродуктов нижним сливом не обо­ рудуются.

Для перевозки сжиженного газа широко приме­ няются горизонтальные цилиндрические цистерны.

28

Для перевозки нефтепродуктов по водоемам исполь­ зуются нефтеналивные суда — самоходные танкеры и несамоходные баржи. Налив нефтепродуктов в тан­ керы и баржи производится по трубопроводам насо­ сами. Трубопроводы прокладываются от резервуарных парков до причалов.

Для перевозки сжиженного газа по автомобиль­ ным дорогам используются автоцистерны. Кроме того, на автомашинах транспортируются баллоны с сжи­ женными газами, затаренные нефтепродукты и ре­ агенты. Для этой цели применяются обычные грузо­ вые автомобили с нормальным кузовом.

Пневмотранспорт. На нефтеперерабатывающих заводах применяются в качестве реагентов пылеобраз­ ные и сыпучие материалы, которые иногда произво­ дятся или перерабатываются на самом заводе, а за­ тем доставляются к потребляющим технологическим установкам. В этих случаях наиболее выгодным спо­

собом	транспортирования			является	пневмотранспорт.
Если	другие	способы	перемещения		(загрузка	в	авто­
транспорт и		выгрузка	из	него, затаривание		в	мешки
и т. п.) связаны со значительными					пылевыделениями,

а в некоторых случаях с выделением большого коли­ чества токсичной силикатной пыля, вызывающей серьезные заболевания, то пневмотранспорт обеспе­ чивает транспортирование пылящих сыпучих материа­

лов по трубопроводу на расстояние до	1 км с подъемом
до 25 м без пылевыделений. Такой	пневмотранспорт

применяется на заводах для доставки с размольных установок или из складов реагентов на технологиче­ ские установки каталязаторной крошки и пылевид­ ного катализатора, отбеливающих глин, измельчен­ ного кокса и других сыпучих материалов.

3. Прием и отпуск нефти, нефтепродуктов и реагентов

Слив-налив нефтепродуктов. Организация приема нефти и нефтепродуктов зависит от способа их транс­ портирования. Наиболее простым является прием нефти и нефтепродуктов по трубопроводу непосред­ ственно в резервуары.

29