2. Исходные данные

Смеситель (стирол + бутадиен).

Диаметр – 2,2 м

Высота – 2 м

Температура – 50 С

Давление – 0,14 МПа

Защита от повышения давления – ПК

Наличие аварийного слива – нет

Диаметры линий подачи стирола и бутадиена – 80 мм

Диаметр трубопровода откачки смеси батадиена и стирола – 90 мм

Насос для подачи стирола-ректификата.

Давление рабочее – 0,2 МПа

Рабочая температура – 30 С

Диаметр всасывающей линии – 115 мм

Диаметр нагнетательной линии – 75 мм

Вид уплотнения вала – СУ

Диаметр вала – 25 мм

Производительность – 40 л/c

Резервуар (емкость) стирола.

Объём – 70 м³

Степень заполнения – 95 %

Рабочая температура – 30^оС

Давление – 0,101 МПа

Количество емкостей – 3шт

Размеры вертикальных емкостей:

- диаметр – 3 м

- высота – 5 м

Диаметр линии для закачки стирола в емкости – 115 мм

Диаметр линии для откачки стирола в емкости – 80 мм

Защита дыхательных линий – ДК

Степень заполнения емкостей – 0,9

Наличие аварийного слива из емкостей – Да

Расстояние до задвижек – 6 м

Привод задвижек на трубопроводах – Авт.

Средства тушения – нет

Насосная станция подачи стирола и бутадиена

Ширина помещения – 6 м

Длина помещения – 8 м

Высота помещения – 5 м

Кратность воздухообмена аварийной вентиляции – 7, 1/ч

Длина линии до задвижки – 7 м

Количество насосов – 4 шт

Отключение задвижек – ручное

Средства тушения – пар

Площадь остекления – 16 м²

3. Оценка пожаровзрывоопасных свойств веществ, обращающихся в поизводстве.

Показатели пожаровзрывоопасности стирола.

Таблица №1.

Наименование показателя	Значение
Молярная масса	104,14
Плотность, кг/м^3	901,7
Температура вспышки, °С	30
Температура самовоспламенения, ^оС	490
Температурные пределы распространения пламени, °С: нижний верхний	27 67
Концентрационные пределы распространения пламени, % (об.): нижний верхний	1,1 7,2
Константы уравнения Антуана:	АА = 7,06542 БА = 2123,057 СА =272,988
Удельная теплота сгорания, кДж/моль	4438,8
Удельная массовая скорость выгорания, кг/(м^2×с )
Средства тушения	пена

Показатели пожаровзрывоопасности бутадиена.

Таблица №2.

Наименование показателя	Значение
Молярная масса	54.09
Плотность, кг/м^3	650
Температура вспышки, °С	40
Температура самовоспламенения, ^оС	430
Концентрационные пределы распространения пламени, % (об.): нижний верхний	2 11,5
Константы уравнения Антуана:
Удельная теплота сгорания, кДж/моль	2411
Средства тушения	пена

1. Оценка пожаровзрывоопасности среды внутри аппаратов при их нормальной работе

По заданию в проекте рассматриваются следующие аппараты: смеситель (стирол + бутадиен) , насос для подачи стирола-ректификата, емкость стирола и насосная станция подачи стирола и бутадиена . Рассмотрим пожаровзрывоопасность каждого аппарата в отдельности.

Смеситель (стирол + бутадиен)(3) – аппарат, полости которого заполнены парами и газом, является герметичным, рабочая концентрация газа и пара равна 100 %. Следовательно, она выше верхнего концентрационного предела распространения пламени, то есть опасность взрыва (взрывоопасная концентрация) отсутствует.

Насос для подачи стирола-ректификата(2а) – аппараты, заполненные горючим газом, рабочая концентрация газа 100 %, следовательно, возможность образования пожаровзрывоопасной концентрации при нормальном режиме работы отсутствует.

Ёмкость стирол (2) – вертикальная емкость, имеющая сообщение с окружающей средой по средствам ДК, следовательно в данном аппарате над поверхностью жидкость всегда есть паровоздушное пространство, концентрация паров может в пределах от нижнего до верхнего пределов распространения пламени (воспламенения). Взрывоопасная концентрация паров в воздушном объеме аппарата при нормальной рабочей температуре образуется при выполнении условия:

t_нп ≤ t_р≤ t_вп;

где t_нп, t_вп – нижний и верхний температурные пределы распространения пламени, t_р – рабочая температура жидкости.

27°С≤ 25°С≤ 67°С,

Следовательно, при нормальной работе в промежуточной емкости стирол образование пожаровзрывоопасной концентрации не происходит.

Определим величину давления, образующегося при взрыве по формуле:

Р_взр= Р_р(Т_взр/Т_нач) (m/n),

Где Р_взр и Р_р – конечное давление взрыва и начальное рабочее давление в аппарате; Т_взри Т_нач – температура продуктов горения при взрыве и начальная температура горючей смеси, mи n – количество молей в продуктах горения и в исходной смеси. Запишем уравнение реакции горения стирола:

С₈Н₈ + 10О₂ = 8СО₂ + 4Н₂О.

Определяем давление взрыва по имеющимся данным:

Р_взр= 0,101*(1592/298)*(12/11)=0,59 МПа

Доля предотвращения образования пожаровзрывоопасной концентрации на промежуточной емкости стирола предусмотрен дыхательный клапан с огнепреградителем. Для обеспечения мер пожарной профилактики рекомендуется дегазация взрывопожароопасных паров путем вентилирования.

Насосная станция подачи стирола и бутадиена – помещение, в котором находятся герметичные аппараты – насосы для подачи стирола и бутадиена, следовательно при нормальной работе пожаровзрывоопасной концентрации газа не создается.