5 Безопасность жизнедеятельности

5.1 Характеристика проектируемого объекта

Проектируемый технологический узел дегидрирования изопентана в изоамилены – это взрывопожароопасное производство, связанное с применением вредных веществ. Данный процесс характеризуется применением высоких температур t= 650⁰С, а также пара с давлением Р=1,6 МПа и температуройt= 240⁰С, горячей воды с температурой 80⁰С. Используется электрооборудование напряжениемU= 380 В. На установке имеются площадки обслуживания, расположенные на разных уровнях; технологическое оборудование, которое является источником шума, вибрации, статического электричества и электромагнитного поля.

Применяемые вещества: изопентан, изоамилен являются легковоспламеняющимися жидкостями. Вещества имеют низкие температуры кипения, низкие температуры плавления, узкий предел удельного веса жидких и твердых веществ, жидкие и твердые вещества не растворимы в воде.

Физические свойства веществ, применяемых в производстве, приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 – Физические свойства веществ

Наименование	Агрегатное состояние	Плотность паров (газа) по воздуху	Удельный вес для твердых и жидких веществ, г/см	Растворимость в воде, % масс.	Температура, °С
					кипения	плавления
Изопентан	жидкость	2,5	0,619	не растворим	27,9	-159
Изоамилен	жидкость	2,4	0,650	не растворим	30,1	-135
Топливный газ	газ	0,54	-	не растворим	-	-
Катализатор СПС	твердое	-	1,4	малорастворим	-	-

Применяемые вещества имеют высокие температуры самовоспламенения, широкие интервалы температур воспламенения и вспышки, узкий концентрационный и широкий температурный пределы воспламенения, под действием кислорода воспламеняются и взрываются. Горючие свойства веществ представлены в таблице 5.2.

Таблица 5.2 – Горючие свойства веществ

Наименование	Температура, °С			Пределы воспламенения				Теплота сгорания, кДж/моль
	самовоспламенение	воспламенения	вспыш-ки	Концентрационные, % об.		Температурные, °С
				нижний	верхний	нижний	верхний
Изопентан	425	-50	-52	1,35	8,0	-60	-30	-2693,00
Изоамилен	380	-45	-29	1,3	6,6	-48	-23	-2398,00
Топливный газ	466	-	-	5,00	15,0	-10	-34	-4993,00

Категорию наружных установок по пожарной опасности определяем согласно НПБ 105-03 исходя из расчетов величины индивидуального риска R_впри сгорании газовоздушной смеси по формуле:

, где

Q_Вi– годовая частота возникновения аварии с горением газо-, паровоздушной смеси на рассматриваемой наружной установке, год^-1;

Q_ВПi– условная вероятность поражения человека, находящегося на заданном расстоянии от наружной установки.

На основе статистических данных принимаем Q_Вi= 0,01 год^-1.

Значение Q_ВПiвычисляем, исходя из массы горючих веществ, вышедших в атмосферу:

m= (V_a +V_т)·ρ_г,где

V_a– объем газа, вышедшего из аппарата, м³;

V_т– объем газа вышедшего из трубопровода, м³;

ρ_г= 624,50 – плотность газа, кг/м³.

V_a= 0,01·Р₁·V, где

Р₁= 60 кПа – давление в аппарате;

V = 395 м³– объем аппарата;

V_a= 0,0160395 = 237 м³

V_т= V_1т+ V_2т, где

V_1т – объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м³;

V_2т– объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м³;

V_1т= qТ, где

q = 0,0232 м³/с – расход газа;

Т = 120 с – время срабатывания запорной арматуры;

V_1т= 0,0232·120 = 2,78м³

V_2т = 0,01 · π · Р₂ · (r₁² · L₁ + r₂² · L₂) где,

Р₂= 300 кПа – максимальное давление в трубопроводе;

r= 0,08м – внутренний диаметр трубопровода;

L₁= 12м,L₂= 17м – длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек.

V_2т= 0,013,14300(0,08² 12 + 0,08² 17) = 1,75 м³

V_т= 2,78 + 1,75 = 4,53м³

m= (237+ 4,53)·624,5= 150 835,49 кг

Найдём величину избыточного давления ΔP, кПа развиваемого при сгорании газопаровоздушной смеси:

, где

Р_о= 101 кПа;

r= 30 м – расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака;

m_пр– приведенная масса газа, кг.

, где

Q_ст= 37,7210⁵Дж/кг – удельная теплота сгорания газа;

Q_о= 4,5210⁶Дж/кг – константа;

Z= 0,1 – коэффициент участия горючих газов и паров в горении.

кг

Найдём величину импульса волны давления i, Па·с:

Па·с

Исходя из значений ΔР и i, вычисляем величину «пробит» – функцииP_r:

Р_r= 5 – 0,26 ·ln(V), где

Р_r= 5 – 0,26·ln(1,09·10^-8) = 9,77

При помощи табличных значений устанавливаем, что при данном значении P_r, значение условной вероятности поражения человека составляетQ_ВП= 99% = 0,99, отсюда величина индивидуального риска:

На основании свойств сырья, материалов и продуктов, согласно НПБ 105-03, устанавливаем категории помещений и зданий по пожаровзрывоопасности, для наружной установки категория «А_н», для операторной категория «Д». Согласно ПУЭ, установка дегидрирования изопентана относится к взрывоопасной зоне класса «В-1г».

Санитарно-гигиеническая характеристика производства обуславливается токсичностью применяемых веществ и их опасностью для человека. Органические соединения, используемые в ходе технологического процесса, являются отравляющими веществами и оказывают на организм человека наркотическое и раздражающее воздействие, вызывают изменение со стороны сосудистой и центральной нервной системы.

Изопентан – оказывает наркотическое действие, обладает раздражающим действием. Вызывает головокружение, боль в горле, шум в ушах, сладкий привкус во рту. Признаки отравления: головная боль, сонливость, головокружение.

Изоамилен – легковоспламеняющаяся, бесцветная жидкость. Сильный наркотик, действует на сосудистую и нервную системы, раздражает слизистые оболочки и дыхательные пути.

Топливный газ – оказывает наркотическое действие, вызывает учащение пульса, увеличение объёма дыхания, ослабление внимания, нарушение координации движений. При остром отравлении наблюдаются головная боль, головокружение, тошнота, рвота, общая слабость, боли в области сердца, бледность, глухие тоны сердца, низкое кровяное давление, потеря сознания.

Катализатор СПС – при длительном вдыхании может вызвать сухой ринит, поражение гайморовых пазух аллергического характера, действует раздражающе на кожу и слизистые оболочки, вызывает кашель, сколиоз лёгких, катары верхних дыхательных путей, прободения носовой перегородки. Через неповреждённую кожу не проникает и в организме не накапливается.

По ГОСТ 12.1.005-88 устанавливаются предельно-допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в рабочей зоне и класс опасности веществ, которые указаны таблице 5.3.

Таблица 5.3 – ПДК применяемых веществ и их класс опасности

Наименование веществ	ПДК в воздухе рабочей зоны (средне-сменная), мг/м^3	Класс опасности
Изопентан	300	4
Изоамилены	100	4
Катализатор СПС	1	3
Топливный газ	300	4

Всякий производственный процесс является источником шума и вибрации (насосы, электродвигатели, вентиляторы и т.д.). Наличие двух этих факторов оказываемых вредные воздействия на организм человека и результаты его деятельности. Шум создает значительную нагрузку на нервную систему, оказывает психологическое воздействие. Источниками шума и вибрации в самом цехе и операторной являются кондиционеры, ртутные лампы дневного света, насосы и система трубопроводов, работающих под давлением.

Допустимый уровень шума на рабочих местах по СН 2.2.4/2.1.8.562-96 отражён в таблице 5.4, нормы вибрации по СН 2.2.4/2.1.8.566-96 отражены в таблице 5.5.

Таблица 5.4 – Допустимые уровни шума на рабочих местах

Рабочие места	Уровни звукового давления, дБ, октановых полосах со среднегеометрическими частотами, Гц									Эквивалентные уровни шума, дБ
	31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Помещение операторной с телефоном	96	83	74	68	63	60	57	55	54	65
Производствен-ные помещения	107	95	87	82	78	75	73	71	69	80

Таблица 5.5 – Нормы вибрации в производственных условиях

Вид вибрации	Допустимый уровень виброскорости, дБ в октавных полосках со среднегеометрическими частотами, Гц
	1	2	4	8	16	31,5	63	125
Технологическая	-	108	99	93	92	92	92	-
Производственные помещения, где нет машин, генерирующих вибрацию	-	100	91	85	84	84	84	-

Метеорологические условия для рабочей зоны регламентированы ГОСТ 12.1.005-88 – он устанавливает оптимальные и допустимые нормы мик-роклимата в зависимости от времени года и категории выполняемых работ. Выполняемая работа относится к категории IIА (работа средней тяжести), так как связана с постоянной ходьбой, выполняется стоя или сидя и не требует перемещения тяжестей. Оптимальные и допустимые нормы микроклимата представлены в таблице 5.6.

Таблица 5.6 – Нормируемые величины температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений

Период года	Температура, ºС						Относительная влажность, %		Скорость движения воздуха, м/с
	Оптим.	Верхняя граница			Нижняя граница		Оптим.	Допуст. на рабочих местах, не более	Оптим., не более	Допуст.
		на рабочих местах
		пост.	непост.	пост.		непост.
Холодный	18-20	23	24	17		15	60-40	75	0,2	не более 0,3
Теплый	21-23	27	29	18		17	60-40	65	0,3	0,2-0,4

Учитывая характер воздействия применяемых веществ на организм человека, проектируемая установка относится ко Iклассу санитарно-защитной зоны, и ее ширина составляет 1000 м, согласно СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03. Нефтехимические и нефтеперерабатывающие производственные процессы согласно СНиП 11.92-86 относятся кIIIб группе производственных процессов по санитарной характеристике, поэтому предусматривается специальное бытовое помещение, душевая, туалет, комната для умывания и приема пищи, сушилка.