Овај чланак представља информације о основној процесној опреми, складиштењу, распореду постројења и операцијама у хемијским процесним индустријама, укључујући главне ставке и концепте који су широко применљиви у целој хемијској индустрији. Међутим, велики део опреме која је потребна за хемијску обраду је високо специјализована и не може се генерално генерализовати. Детаљније информације о токсичности и опасним материјама и безбедности процеса су прегледане на другом месту у овом делу Енцицлопаедиа.

Постоје две основне категорије распореда у хемијској прерађивачкој индустрији: распоред постројења, који покрива све процесне јединице, комуналије, складишта, просторе за утовар/истовар, зграде, продавнице и складиште, и распоред јединица или процеса, који покрива само постављање опреме за специфичан процес, такође назван процесни блок.

Биљка распоред

Ситинг

Лоцирање или постављање целокупног постројења заснива се на низу општих фактора, као што је приказано у табели 1 (ЦЦПС 1993). Ови фактори значајно варирају у зависности од локације, влада и економске политике. Од ових различитих фактора, безбедносна разматрања су изузетно важна, а на неким локацијама они могу бити главни фактор који регулише локацију постројења.

Табела 1. Неки општи фактори избора локације

• Густина насељености око локације
• Појава природних катастрофа (земљотрес, поплава, итд.)
• Преовлађујући ветрови и метеоролошки подаци
• Доступност струје, паре и воде
• Безбедносна разматрања
• Прописи о ваздуху, води и отпаду и њихова сложеност
• Доступност сировинама и тржиштима
• транспорт
• Локалне дозволе и сложеност њиховог добијања
• Захтеви за интеракцију у индустријском развоју
• Доступност и трошкови рада
• Инвестициони подстицаји

Један важан аспект безбедности постројења на локацији је дефинисање тампон зоне између постројења са опасним процесима и оближњих постројења, станова, школа, болница, аутопутева, пловних путева и коридора авиона. Нека општа безбедносна разматрања су представљена у табели 2. Тампон зона је важна јер удаљеност тежи да смањи или ублажи потенцијалну изложеност разним несрећама. Може се дефинисати растојање неопходно за смањење токсичних концентрација на прихватљиве нивое кроз атмосферску интеракцију и дисперзију токсичних материјала од случајног испуштања. Штавише, временски размак између токсичног ослобађања и излагања јавности створеном тампон зоном може се користити за упозорење становништва кроз унапред планиране програме реаговања у ванредним ситуацијама. Пошто постројења имају различите типове објеката који садрже токсичне материјале, анализе дисперзије треба да се спроведу на потенцијално опасним системима како би се осигурало да је тампон зона адекватна у свакој области која окружује периметар постројења.

Табела 2. Безбедносна разматрања локације постројења

• Тампон зона
• Локација других опасних инсталација у близини
• Попис токсичних и опасних материја
• Адекватност водоснабдевања за гашење пожара
• Приступ опреми за хитне случајеве
• Доступност подршке за хитне случајеве од суседних индустрија и заједнице
• Екстремни временски услови и преовлађујући ветрови
• Локација аутопутева, пловних путева, железничких и авионских коридора
• Ограничења за животну средину и одлагање отпада током ванредних ситуација
• Одводњавање и нагиб нагиба
• Одржавање и инспекција

Пожар представља потенцијалну опасност у процесним постројењима и објектима. Велики пожари могу бити извор топлотног зрачења које се такође може ублажити даљином. Повишене бакље такође могу бити извор топлотног зрачења током операције у случају нужде или покретања/искључивања. Бакља је уређај који аутоматски сагорева издувне гасове или испуштање паре у случају нужде на повишеним позицијама или посебним локацијама на земљи. Оне треба да буду постављене даље од периметра постројења (ради заштите заједнице), а подручје на бази бакље треба да буде забрањено радницима. Ако се не користи правилно, преношење течности у бакљу може довести до сагоревања капљица течности. Поред пожара, може доћи до експлозија унутар опреме или облака паре који производи таласе експлозије. Иако ће удаљеност донекле смањити интензитет експлозије изнад тампон зоне, експлозија ће и даље имати утицај на оближњу заједницу.

Такође треба размотрити могућност случајног испуштања или пожара из постојећих објеката који се могу налазити у близини предложене локације. Потенцијалне инциденте треба моделирати и проценити да би се одредио могући утицај на предложени распоред постројења. Реакције у хитним случајевима на спољашњи догађај треба да буду процењене и одговори координисани са другим постројењима и погођеним заједницама.

Остали разлози

Компанија Дов Цхемицал је развила други приступ распореду постројења заснован на прихватљивом нивоу максималне вероватне имовинске штете (МППД) и ризика од прекида пословања (Б1) (Дов Цхемицал Цомпани 1994а). Ова разматрања су важна и за нова и за постојећа постројења. Дов индекс пожара и експлозија је користан у новим плановима постројења или у додавању опреме постојећим постројењима. Ако се утврди да су ризици израчунати из Индекса неприхватљиви, раздаљине раздвајања треба повећати. Алтернативно, промене распореда такође могу смањити потенцијал ризика.

Укупан распоред

У целокупном распореду постројења, преовлађујући ветрови су важан фактор. Извори паљења треба да се налазе уз ветар од потенцијалних извора цурења. У ову категорију спадају гријалице, котлови, спалионице и бакље (ЦЦПС 1993). Локација резервоара за складиштење низ ветар од процесних јединица и комуналних предузећа је још једна препорука (ЦЦПС 1993). Прописи о животној средини довели су до значајног смањења цурења из резервоара (Липтон и Линцх 1994).

Минималне удаљености раздвајања су наведене у различитим публикацијама за процесне јединице, опрему и различите функције постројења (ЦЦПС 1993; Дов Цхемицал Цомпани 1994а; ИРИ 1991). Општи објекти који обично имају препоручена одвајања на удаљености у укупним распоредима постројења приказани су у табели 3. Препоруке о стварној удаљености треба пажљиво дефинисати. Док грејачи на ложење и процесне пећи нису приказани у табели 3, они су важна ставка и препоручена одвајања удаљености морају бити укључена у распоред процеса јединице.

Табела 3. Објекти су генерално одвојени у укупном распореду постројења

• Процесне јединице
• Фарме резервоара
• Објекти за утовар и истовар
• Фларес
• Струја, котлови и спалионице
• Расхладни торњеви
• Трафостанице, велике разводнице
• Централне контролне куће
• складишта
• Аналитичке лабораторије
• Долазни мерни и блок системи
• Ватрогасна црева, фиксни монитори, резервоари и ватрогасне пумпе за хитне случајеве
• Подручја за третман отпада
• Зграде и површине за одржавање
• Административне зграде

Поред тога, путеви су неопходни за приступ возилима или опреми за хитне случајеве и одржавање и захтевају пажљиво постављање између процесних јединица и кроз различите делове фабрике. Прихватљиве размаке за надземне носаче цеви и другу надземну опрему треба успоставити заједно са бочним размацима на раскрсницама и улазима у све објекте.

Захтеви за распоред могу бити засновани на препорученим минималним растојањима раздвајања (ЦЦПС 1993; НФПА 1990; ИРИ 1991; Мекленбург 1985) или одређени анализом опасности (Дов Цхемицал Цомпани 1994а).

Распоред процесне јединице

Табела 3 представља општи преглед распореда одвајања постројења. Процесне јединице су садржане унутар специфичног блока приказаног у општем изгледу. Хемијски процес је генерално детаљно приказан у дијаграмима процеса и имплементације (П&ИДс). Распоред процеса захтева разматрање изван специфичних раздаљина одвајања опреме, од којих су неке приказане у табели 4.

Табела 4. Општа разматрања у распореду процесне јединице

• Дефиниција подручја за будуће проширење и доступност јединица
• Приступ опреми за поправку за често одржавање
• Захтеви за простором за појединачну поправку опреме (нпр. простор потребан за повлачење снопа измењивача топлоте или приступачност контролном вентилу)
• Препреке за опрему под високим притиском или реакторе са потенцијалом експлозије
• Механички и просторни захтеви за утовар/истовар реактора или торњева пуњених чврстим материјама
• Простор за одзрачивање експлозија прашине
• Одвајање опреме која се често отвара или одржава од високотемпературних цевовода, посуда итд.
• Посебне зграде или конструкције и неопходан простор (нпр. компресорска кућа са унутрашњом мосном или спољном дизалицом)

Састављање опреме у било којој појединој процесној јединици ће се значајно разликовати у зависности од процеса. Токсичност и опасне карактеристике токова и материјала унутар јединица такође се веома разликују. Упркос овим разликама, стандарди минималне удаљености су развијени за многе ставке опреме (ЦЦПС 1993; НФПА 1990; ИРИ 1991; Мекленбург 1985). Доступне су процедуре за израчунавање потенцијалног цурења и излагања токсичности из процесне опреме које такође могу утицати на раздаљину раздвајања (Дов Цхемицал Цомпани 1994б). Поред тога, анализа дисперзије се може применити када се израчунају процене цурења.

Опрема и раздаљина раздвајања

За израчунавање простора потребног за одвајање опреме може се користити матрична техника (ЦЦПС 1993; ИРИ 1991). Прорачуни засновани на специфичним условима обраде и процени опасности опреме могу довести до раздаљине раздвајања која се разликује од стандардног водича за матрицу.

Опсежне листе за матрицу могу се развити пречишћавањем појединачних категорија и додавањем опреме. На пример, компресори се могу поделити на неколико типова, као што су они који рукују инертним гасом, ваздухом и опасним гасовима. Удаљености раздвајања за компресоре са мотором могу се разликовати од машина на моторни или парни погон. Раздаљине раздвајања у складиштима у којима се налазе течни гасови треба анализирати на основу тога да ли је гас инертан.

Ограничења батерија процеса треба пажљиво дефинисати. Оне су граничне линије или границе графике за процесну јединицу (назив потиче од ране употребе батерије пећи у процесу обраде). Друге јединице, путеви, комуналије, цевоводи, канали за отицање и тако даље су уцртани на основу ограничења батерије. Док се локација опреме јединице не протеже до граница батерије, треба дефинисати раздаљину између опреме и ограничења батерије.

Контролне собе или контролне куће

У прошлости је свака процесна јединица била пројектована са контролном собом која је омогућавала оперативну контролу процеса. Са појавом електронске инструментације и компјутерски контролисане обраде, појединачне контролне собе су замењене централном контролном собом која контролише низ процесних јединица у многим операцијама. Централизована контролна соба је економски исплатива због оптимизације процеса и повећања ефикасности особља. Појединачне процесне јединице и даље постоје, ау неким специјализованим јединицама, старије контролне куће које су замењене централизованим контролним собама и даље се могу користити за локални надзор процеса и за контролу у хитним случајевима. Иако су функције и локације контролне собе углавном одређене економијом процеса, дизајн контролне собе или контролне куће је веома важан за одржавање контроле у ​​хитним случајевима и за заштиту радника. Нека разматрања за централне и локалне контролне куће укључују:

• стварање притиска у контролној кући како би се спречио улазак токсичних и опасних испарења
• пројектовање контролне куће за отпорност на експлозију и експлозију
• успостављање локације која је под минималним ризиком (на основу удаљености раздвајања и вероватноће испуштања гаса)
• пречишћавање улазног ваздуха и инсталирање локације улазног димњака која минимизира унос токсичних или опасних испарења
• заптивање свих канализационих испуста из контролне куће
• постављање система за гашење пожара.

Смањење залиха

Важно разматрање у распореду процеса и постројења је количина токсичног и опасног материјала у укупном инвентару, укључујући опрему. Последице цурења су теже како се запремина материјала повећава. Сходно томе, залихе треба свести на минимум где год је то могуће. Побољшана обрада која смањује број и величину комада опреме смањује залихе, смањује ризик и такође резултира мањим инвестицијама и побољшаном оперативном ефикасношћу.

Нека разматрања потенцијалног смањења залиха приказана су у табели 6. Тамо где ће се инсталирати нови процесни објекат, обраду треба оптимизовати узимајући у обзир неке од циљева приказаних у табели 5.

Табела 5. Кораци за ограничавање залиха

• Смањење смањења залиха резервоара за складиштење кроз побољшану контролу процеса, рад и контролу залиха тачно на време
• Елиминисање или минимизирање инвентара резервоара на лицу места кроз интеграцију процеса
• Коришћење анализе реакционих варијабли и развоја за смањење запремине реактора
• Замена шаржних реактора са континуалним реакторима, што такође смањује задржавање низводно
• Смањење задржавања у дестилационој колони кроз смањење запремине на дну и задржавање тацне са напреднијим тацнама или паковања
• Замена бојлера за котао са термосифонским ребојлерима
• Минимизирање запремине бубња изнад главе и дна
• Побољшање распореда цеви и димензионисања ради минимизирања задржавања
• Где се производе токсични материјали, минимизирање задржавања токсичних делова

Просторије магацина

Складишни објекти у фабрици за хемијску прераду могу да садрже течну и чврсту храну, интермедијарне хемикалије, нуспроизводе и процесне производе. Производи који се чувају у многим објектима служе као интермедијери или прекурсори за друге процесе. Такође може бити потребно складиштење за разблаживаче, раствараче или друге процесне материјале. Сви ови материјали се углавном складиште у надземном складишном резервоару (АСТ). Подземни резервоари се и даље користе на неким локацијама, али употреба је генерално ограничена због проблема са приступом и ограниченог капацитета. Поред тога, потенцијално цурење таквих подземних резервоара (УСТ) представља еколошке проблеме када цурења контаминирају подземне воде. Општа контаминација земље може довести до потенцијалног излагања атмосфери са цурењем материјала са већим притиском паре. Процурели материјали могу бити потенцијални проблем изложености током напора на санацији тла. Цурење УСТ резултирало је строгим еколошким прописима у многим земљама, као што су захтеви за резервоаре са двоструким зидовима и подземни надзор.

Типични надземни резервоари за складиштење су приказани на слици 1. Вертикални АСТ су конусни или куполасти кровни резервоари, резервоари са плутајућим кровом који су покривени или непокривени плутајућим кровом или спољни резервоари са плутајућим кровом (ЕФРТ). Конвертовани или затворени кровни резервоари су ЕФРТ са поклопцима инсталираним на резервоарима који су често куполе геодетског типа. Пошто ЕФРТ током времена не одржавају савршено кружни облик, заптивање плутајућег крова је тешко и на резервоар се поставља поклопац. Геодетски дизајн куполе елиминише кровне решетке потребне за конусне кровне резервоаре (ФРТ). Геодетска купола је економичнија од конусног крова и, поред тога, купола смањује губитке материјала у животну средину.

Слика 1. Типични надземни резервоари за складиштење

Обично су резервоари ограничени на складиштење течности где притисак паре течности не прелази 77 кПа. Тамо где притисак премашује ову вредност, користе се сфероиди или сфере пошто су обе дизајниране за рад под притиском. Сфероиди могу бити прилично велики, али се не постављају тамо где притисак може премашити одређене границе дефинисане механичким дизајном. За већину апликација за складиштење са вишим притиском паре, кугле су обично контејнер за складиштење и опремљене су вентилима за смањење притиска како би се спречио превелики притисак. Безбедносни проблем који се појавио код сфера је превртање, које ствара прекомерну пару и доводи до пражњења вентила за растерећење или у екстремнијим ситуацијама као што је пуцање зида сфере (ЦЦПС 1993). Генерално, течни садржај се раслојава и ако се топли (мање густ) материјал убаци у дно сфере, топли материјал се диже на површину са хладнијим површинским материјалом веће густине који се котрља на дно. Топли површински материјал испарава, подижући притисак, што може довести до пражњења вентила за ослобађање или превеликог притиска сфере.

Распоред резервоара

Распоред резервоара захтева пажљиво планирање. Постоје препоруке за раздаљину одвајања резервоара и друга разматрања (ЦЦПС 1988; 1993). На многим локацијама раздаљине раздвајања нису специфициране кодом, али минималне удаљености (ОСХА 1994) могу бити резултат различитих одлука применљивих на раздаљине и локације раздвајања. Нека од ових разматрања су представљена у табели 6. Поред тога, сервис резервоара је фактор у раздвајању резервоара за резервоаре под притиском, хлађене и атмосферске резервоаре (ЦЦПС 1993).

Табела 6. Разматрање одвајања резервоара и локације

• Раздвајање на основу удаљености гранате од гранате може бити засновано на референцама и подложно израчунавању удаљености топлотног зрачења у случају пожара у суседном резервоару.
• Резервоари треба да буду одвојени од процесних јединица.
• Локација резервоара, пожељно низ ветар од других области, минимизира проблеме са паљењем у случају да резервоар испусти значајну количину паре.
• Резервоари за складиштење треба да имају насипе, који су такође прописани законом у већини региона.
• Резервоари се могу груписати за коришћење заједничких насипа и опреме за гашење пожара.
• Насипи би требало да имају способност изолације у хитним случајевима.

Насипи су потребни и номиналне су запреминске величине да држе садржај резервоара. Када је више резервоара унутар насипа, минимални запремински капацитет насипа је еквивалентан капацитету највећег резервоара (ОСХА 1994). Зидови насипа могу бити изграђени од земље, челика, бетона или чврстог зида. Међутим, земљани насипи треба да буду непробојни и да имају раван врх са минималном ширином од 0.61 м. Поред тога, тло унутар насипаног подручја такође треба да има непробојан слој како би се спречило било какво цурење хемикалија или уља у тло.

Цурење резервоара

Проблем који се развија годинама је цурење резервоара као резултат корозије на дну резервоара. Често, резервоари имају слојеве воде на дну резервоара који могу допринети корозији, а електролитичка корозија може настати услед контакта са земљом. Као резултат тога, у различитим регионима су успостављени регулаторни захтеви за контролу цурења на дну резервоара и подземног загађења тла и воде од загађивача у води. Развијене су различите дизајнерске процедуре за контролу и праћење цурења (Хаген и Риалс 1994). Поред тога, постављена су и дупла дна. У неким инсталацијама постављена је катодна заштита ради даље контроле пропадања метала (Барлетта, Баиле и Кеннеллеи 1995).

Испустите воду

Повремено ручно испуштање воде са дна резервоара може довести до излагања. Визуелно посматрање за одређивање интерфејса путем отвореног ручног пражњења може довести до излагања радника. Затворено пражњење се може инсталирати са сензором интерфејса и контролним вентилом који минимизира потенцијалну изложеност радника (Липтон и Линцх 1994). Различити сензори су комерцијално доступни за ову услугу.

Препуњавање резервоара

Често су резервоари препуни, стварајући потенцијалне опасности по безбедност и изложеност радника. Ово се може спречити редундантним или инструментима на два нивоа који контролишу улазне блок вентиле или напојне пумпе (Бахнер 1996). Дуги низ година, водови за преливање су били инсталирани на резервоарима за хемикалије, али су се завршавали на краткој удаљености изнад отвора за одвод да би омогућили визуелно посматрање испуштања прелива. Штавише, одвод је морао бити димензиониран за већу од максималне стопе пуњења да би се осигурала правилна дренажа. Међутим, такав систем је потенцијални извор изложености. Ово се може елиминисати повезивањем линије за преливање директно са одводом са индикатором протока у линији који показује преливање. Иако ће ово функционисати на задовољавајући начин, то доводи до преоптерећења система за одводњавање са веома великом запремином загађивача и потенцијалним здравственим и безбедносним проблемима.

Преглед и чишћење резервоара

Повремено се резервоари уклањају из употребе ради прегледа и/или чишћења. Ове процедуре морају бити пажљиво контролисане како би се спречило излагање радника и свеле потенцијалне опасности по безбедност на минимум. Након пражњења, резервоари се често испиру водом како би се уклонили трагови процесне течности. Историјски гледано, резервоари су се затим чистили ручно или механички где је то било потребно. Када се резервоари испразне, они се пуне паром која може бити токсична и може бити у запаљивом домету. Испирање водом можда неће значајно утицати на токсичност паре, али може смањити потенцијалне проблеме са сагоревањем. Код плутајућих кровова, материјал испод плутајућег крова се може испирати и дренирати, али неки резервоари могу још увек имати материјала у резервоару. Овај материјал дна се мора уклонити ручно и може представљати потенцијалну забринутост због изложености. Од особља се може захтевати да носи личну заштитну опрему (ЛЗО).

Обично се затворени резервоари и било која запремина испод плутајућих кровова прочишћавају ваздухом све док се не постигне одређени ниво концентрације кисеоника пре него што се дозволи улазак. Међутим, мерења концентрације треба континуирано да се врше како би се осигурало да су нивои токсичних концентрација задовољавајући и да се не мењају.

Одзрачивање паре и контрола емисије

За резервоаре са фиксним кровом или претворене резервоаре са плутајућим кровом (ЦФРТ), испуштање ваздуха у атмосферу можда неће бити прихватљиво на многим локацијама. Вентилациони отвор под притиском (ПВ) (приказан на слици 2, ови резервоари се уклањају и паре теку кроз затворени канал до контролног уређаја где се загађивачи уништавају или обнављају. За оба резервоара, инертно прочишћавање (нпр. азот) може се убризгава да би се елиминисао ефекат дневног вакуума и одржао позитиван притисак за уређај за опоравак. У ЦФРТ резервоару, азот елиминише дневни ефекат и смањује све паре у атмосферу кроз ПВ вентил. Међутим, емисије паре се не елиминишу. А На располагању је велики број контролних уређаја и техника укључујући сагоревање, апсорбере, кондензаторе и апсорпцију (Моретти и Мукхопадхиаи 1993; Царролл и Рудди 1993; Баста 1994; Пеннингтон 1996; Сиегалл 1996). Избор контролног система је функција коначног циља. и оперативних и инвестиционих трошкова.

У резервоарима са плутајућим кровом, спољним и унутрашњим, заптивке и помоћне команде ефикасно минимизирају губитке паре.

Сигурносне опасности

Запаљивост је главна брига у резервоарима и системи за гашење пожара су потребни да помогну у контроли и превенцији проширених зона пожара. Доступни су системи противпожарне воде и препоруке за инсталацију (ЦЦПС 1993; Дов Цхемицал Цомпани 1994а; НФПА 1990). Вода се може прскати директно на ватру под одређеним условима и неопходна је за хлађење суседног резервоара или опреме како би се спречило прегревање. Поред тога, пена је ефикасно средство за гашење пожара и трајна опрема за пену се може уградити на резервоаре. Инсталацију опреме од пене на мобилној противпожарној опреми треба прегледати са произвођачем. Сада су доступне еколошки прихватљиве пене ниске токсичности које су ефикасне и упоредиве са другим пенама у брзом гашењу пожара.

Опрема за обраду

За обраду хемикалија потребна је широка лепеза процесне опреме као резултат бројних процеса, специјализованих захтева процеса и варијација у производима. Сходно томе, сва хемијска опрема која се данас користи не може се прегледати; овај одељак ће се концентрисати на ширу примењену опрему која се налази у секвенцама обраде.

Реактори

У хемијској индустрији постоји велики број типова реактора. Основа за избор реактора је функција бројних варијабли, почевши од класификације да ли је реакција шаржна или континуирана реакција. Често се шаржне реакције претварају у континуиране операције како се искуство са реакцијом повећава и неке модификације, као што су побољшани катализатори, постају доступне. Континуирана обрада реакција је генерално ефикаснија и производи конзистентнији производ, што је пожељно у испуњавању циљева квалитета производа. Међутим, још увек постоји велики број групних операција.

Реакција

У свим реакцијама, класификација реакција као егзотермна или ендотермна (која производи топлоту или захтева топлоту) је неопходна да би се дефинисали захтеви за грејање или хлађење неопходни за контролу реакције. Поред тога, морају се успоставити критеријуми за одметнуту реакцију да би се инсталирали сензори на инструментима и контроле које могу спречити да реакција измакне контроли. Пре потпуног рада реактора, процедуре за хитне случајеве морају бити истражене и развијене како би се осигурало да је одбегла реакција безбедно задржана. Нека од различитих потенцијалних решења су опрема за контролу у хитним случајевима која се аутоматски активира, убризгавање хемикалије која зауставља реакцију и вентилациони објекти који могу да приме и садрже садржај реактора. Сигурносни вентил и рад вентила су изузетно важни јер захтевају добро одржавану и функционалну опрему у сваком тренутку. Сходно томе, вишеструко блокирани сигурносни вентили се често инсталирају како би се осигурало да одржавање једног вентила неће смањити потребан капацитет растерећења.

У случају квара на сигурносном вентилу или отвору за одзрачивање, отпадни ефлуент се мора задржати у практично свим околностима како би се потенцијалне опасности по безбедност и здравље свеле на минимум. Као резултат тога, треба пажљиво анализирати начин задржавања испуштања у нужди кроз цевовод заједно са коначним одлагањем испуста из реактора. Уопштено говорећи, течност и пара треба да се одвоје са паром која се шаље на бакљу или рекуперацију и течност рециклира где је то могуће. Уклањање чврстих материја може захтевати неку студију.

Серија

У реакторима који укључују егзотермне реакције, важно је узети у обзир онечишћење на зидовима или унутрашњим цевима расхладним медијумом који се користи за одржавање температуре. Уклањање запрљаног материјала значајно варира и начин уклањања зависи од карактеристика запрљаног материјала. Запрљани материјал се може уклонити растварачем, млазницом под високим притиском или, у неким случајевима, ручно. У свим овим поступцима, безбедност и изложеност морају бити пажљиво контролисани. Кретање материјала у и ван реактора не сме дозволити улазак ваздуха, што може довести до запаљиве смеше паре. Вакуме треба разбити инертним гасом (нпр. азотом). Улазак пловила ради прегледа или рада може се класификовати као улазак у скучени простор и треба се придржавати правила за овај поступак. Треба разумети токсичност паре и коже, а техничари морају бити упознати са опасностима по здравље.

Непрекидан

Проточни реактори могу бити напуњени течношћу или паром и течношћу. Неке реакције производе кашу у реакторима. Такође, постоје реактори који садрже чврсте катализаторе. Реакциони флуид може бити течност, пара или комбинација паре и течности. Чврсти катализатори, који промовишу реакцију без учешћа у њој, обично се налазе унутар решетки и називају се фиксним слојевима. Реактори са фиксним слојем могу имати један или више слојева и могу имати егзотеринске или ендотермне реакције, при чему већина реакција захтева константну температуру (изотермну) кроз сваки слој. Ово често захтева убризгавање токова хране или разблаживача на различитим местима између слојева да би се контролисала температура. Са овим реакционим системима, индикација температуре и локација сензора кроз слојеве су изузетно важни да би се спречило одмицање реакције и принос производа или промене квалитета.

Фиксни кревети углавном губе своју активност и морају се регенерисати или заменити. За регенерацију, наслаге на слоју могу бити спаљене, растворене у растварачу или, у неким случајевима, регенерисане убризгавањем хемикалије у инертној течности у слој, чиме се обнавља активност катализатора. У зависности од катализатора, може се применити једна од ових техника. Тамо где се слојеви спаљују, реактор се празни и пречишћава од свих процесних флуида, а затим се пуни инертним гасом (обично азотом), који се загрева и поново циркулише, подижући слој на одређени температурни ниво. У овом тренутку, врло мала запремина кисеоника се додаје инертној струји да би се покренуо фронт пламена који се постепено креће кроз слој и контролише пораст температуре. Превелике количине кисеоника имају штетан утицај на катализатор.

Уклањање катализатора са фиксним слојем

Уклањање катализатора са фиксним слојем мора се пажљиво контролисати. Из реактора се испушта процесна течност, а затим се преостали флуид истискује течношћу за испирање или се испарава док се сав процесни флуид не уклони. Завршно пречишћавање може захтевати друге технике пре него што се посуда прочисти инертним гасом или ваздухом пре отварања посуде или испуштања катализатора из посуде испод инертног покривача. Уколико се у овом процесу користи вода, вода се одводи кроз затворене цеви у процесну канализацију. Неки катализатори су осетљиви на ваздух или кисеоник, постају пирофорни или токсични. Ово захтева посебне процедуре за уклањање ваздуха током пуњења или пражњења посуда. Лична заштита заједно са поступцима руковања морају бити пажљиво дефинисани како би се потенцијална изложеност свела на минимум и заштитило особље.

Одлагање истрошеног катализатора може захтевати даљи третман пре него што се пошаље произвођачу катализатора на рециклажу или у еколошки прихватљиву процедуру одлагања.

Други системи катализатора

Гас који тече кроз лабав слој чврстог катализатора шири слој и формира суспензију која је слична течности и назива се флуидним слојем. Ова врста реакције се користи у различитим процесима. Потрошени катализатори се уклањају као бочни ток гаса и чврсте материје за регенерацију, а затим се враћају у процес кроз затворени систем. У другим реакцијама, активност катализатора може бити веома висока и, иако се катализатор испушта у производу, концентрација је изузетно ниска и не представља проблем. Када је висока концентрација чврстих материја катализатора у пари производа непожељна, остатак чврстих материја се мора уклонити пре пречишћавања. Међутим, остаће трагови чврстих материја. Они се уклањају ради одлагања у једном од токова нуспроизвода, који заузврат морају бити разјашњени.

У ситуацијама када се истрошени катализатор регенерише сагоревањем, у системима са флуидним слојем су потребни екстензивни објекти за обнављање чврстих материја како би се испунила ограничења животне средине. Опоравак се може састојати од различитих комбинација циклона, електричних таложника, врећастих филтера) и/или пречистача. Тамо где се горење дешава у фиксним креветима, основна брига је контрола температуре.

Пошто се катализатори са флуидним слојем често налазе у респираторном домету, мора се водити рачуна током руковања чврстим материјама како би се обезбедила заштита радника са свежим или регенерисаним катализаторима.

У неким случајевима може се користити вакуум за уклањање различитих компоненти из фиксног лежаја. У овим ситуацијама, вакуумски млаз са паром је често произвођач вакуума. Ово производи испуштање паре које често садржи токсичне материјале иако у веома ниској концентрацији у млазној струји. Међутим, испуштање парног млаза треба пажљиво прегледати како би се утврдиле количине загађивача, токсичност и потенцијална дисперзија ако се испушта директно у атмосферу. Уколико је ово незадовољавајуће, млазно пражњење може захтевати кондензацију у сумпу где се контролишу све паре и вода се шаље у затворени канализациони систем. У овом сервису радиће ротациона вакуум пумпа. Можда није дозвољено да се пражњење из клипне вакуум пумпе испусти директно у атмосферу, али у неким случајевима може да се испусти у линију бакље, спалионицу или процесни грејач.

Безбедност

У свим реакторима, повећање притиска представља велику забринутост јер се називни притисак у суду не сме прекорачити. Ова повећања притиска могу бити резултат лоше контроле процеса, квара или несталне реакције. Сходно томе, системи за смањење притиска су потребни да би се одржао интегритет посуде спречавањем превеликог притиска у реактору. Испусни вентили морају бити пажљиво пројектовани да би се одржало адекватно растерећење у свим условима, укључујући одржавање вентила за растерећење. Можда ће бити потребно више вентила. Уколико је преливни вентил пројектован за испуштање у атмосферу, тачка пражњења треба да буде подигнута изнад свих оближњих структура и да се изврши анализа дисперзије како би се обезбедила адекватна заштита радника и оближњих заједница.

Ако је диск за пуцање уграђен са сигурносним вентилом, испуст такође треба да буде затворен и крајње место пражњења означено као што је горе описано. Пошто диск руптура неће поново да се постави, диск без сигурносног вентила ће вероватно ослободити већину садржаја реактора и ваздух може ући у реактор на крају ослобађања. Ово захтева пажљиву анализу како би се осигурало да се не створи запаљива ситуација и да се не појаве веома непожељне реакције. Штавише, пражњење из диска може ослободити течност и систем за одзрачивање мора бити пројектован тако да садржи све течности са испуштеном паром, као што је горе описано. Регулаторне власти морају одобрити испуштање у случају нужде пре инсталације.

Мешалице уграђене у реакторе су заптивене. Цурења могу бити опасна и ако до њих дође, заптивање мора бити поправљено што захтева гашење реактора. Садржај реактора може захтевати посебно руковање или мере предострожности, а процедура хитног гашења треба да укључи прекид реакције и одлагање садржаја реактора. Контрола запаљивости и изложености морају се пажљиво прегледати за сваки корак, укључујући коначно одлагање мешавине реактора. Пошто гашење може бити скупо и укључивати губитак производње, уведени су магнетни миксери и новији системи заптивки да би се смањило одржавање и гашење реактора.

Улаз у све реакторе захтева поштовање безбедних процедура уласка у ограничени простор.

Куле за фракционисање или дестилацију

Дестилација је процес у коме се хемијске супстанце раздвајају методама које користе предности разлика у тачкама кључања. Познати торњеви у хемијским постројењима и рафинеријама су куле за дестилацију.

Дестилација у различитим облицима је корак обраде који се налази у великој већини хемијских процеса. Фракционисање или дестилација се могу наћи у фазама пречишћавања, одвајања, уклањања, азеотропног и екстрактивног процеса. Ове примене сада укључују реактивну дестилацију, где се реакција дешава у посебном делу торња за дестилацију.

Дестилација се врши са низом тацни у торњу, или се може обавити у торњу испуњеном паковањем. Паковање има посебне конфигурације које лако дозвољавају пролаз паре и течности, али обезбеђују довољну површину за контакт пара-течност и ефикасно фракционисање.

операција

Топлота се обично доводи у торањ са бојлером, иако садржај топлоте специфичних токова може бити довољан да елиминише бојлер. Са топлотом поновног бојлера, вишестепено одвајање пара-течност се дешава на тацнама и лакши материјали се пењу кроз торањ. Паре из горње посуде су потпуно или делимично кондензоване у надземном кондензатору. Кондензована течност се сакупља у бубњу за прикупљање дестилата, где се део течности рециклира у торањ, а други део се повлачи и шаље на одређену локацију. Некондензоване паре се могу повратити негде другде или послати у контролни уређај који може бити ложиште или систем за опоравак.

Притисак

Торњеви обично раде при притисцима вишим од атмосферског. Међутим, стубови се често раде под вакуумом како би се смањиле температуре течности које могу утицати на квалитет производа или у ситуацијама када материјали стубова постају механички и економски проблеми због нивоа температуре који је тешко постићи. Такође, високе температуре могу утицати на течност. У тешким фракцијама нафте, веома високе температуре дна торња често доводе до проблема коксовања.

Вакуми се обично добијају ејекторима или вакуум пумпама. У процесним јединицама, вакуумска оптерећења се састоје од неких лаких парних материјала, инертних материја који су можда били у струји напајања торња и ваздуха због цурења. Обично се вакуум систем инсталира након кондензатора да би се смањило органско оптерећење вакуумског система. Вакум систем је димензионисан на основу процењеног оптерећења паром, са ејекторима који рукују већим оптерећењима паром. У одређеним системима, вакуум машина може бити директно повезана на излаз кондензатора. Типичан рад ејекторског система је комбинација ејектора и директних барометарских кондензатора где паре ејектора имају директан контакт са расхладном водом. Барометријски кондензатори су веома велики потрошачи воде, а мешавина паре и воде доводи до високих излазних температура воде које имају тенденцију да испаре било које трагове органског једињења у атмосферском барометарском резервоару, потенцијално повећавајући изложеност на радном месту. Поред тога, у систем отпадних вода се додаје велико оптерећење отпадним водама.

Велика редукција воде се постиже уз значајно смањење потрошње паре у модификованим вакуум системима. Пошто вакуум пумпа неће поднети велико оптерећење паре, у првој фази се користи ејектор паре у комбинацији са површинским кондензатором да би се смањило оптерећење вакуум пумпе. Поред тога, уграђен је бубањ за надземни рад. Једноставнији систем смањује оптерећење отпадне воде и одржава затворени систем који елиминише потенцијално излагање пари.

Безбедност

Сви стубови и бубњеви морају бити заштићени од надпритиска који може настати услед квара, пожара (Моврер 1995) или квара у комуналној мрежи. Преглед опасности је неопходан и обавезан је законом у неким земљама. Општи приступ управљања безбедношћу процеса који је применљив на рад процеса и постројења побољшава безбедност, минимизира губитке и штити здравље радника (Аугер 1995; Мурпхи 1994; Суттон 1995). Заштиту обезбеђују вентили за смањење притиска (ПРВ) који се испуштају у атмосферу или у затворени систем. ПРВ се генерално монтира на врху торња како би се ослободио великог оптерећења паре, иако неке инсталације лоцирају ПРВ на другим локацијама торња. ПРВ такође може да се налази на бубњу за прикупљање дестилата изнад главе све док вентили нису постављени између ПРВ-а и врха торња. Ако су блок вентили уграђени у процесне линије до кондензатора, онда ПРВ мора бити инсталиран на торњу.

Када се смањи натпритисак у дестилационом торњу, у одређеним хитним случајевима, ПРВ пражњење може бити изузетно велико. Веома велико оптерећење у вентилационом воду затвореног система може бити највеће оптерећење у систему. Пошто ПРВ пражњење може бити изненадно и укупно време растерећења може бити прилично кратко (мање од 15 минута), ово изузетно велико оптерећење паром мора бити пажљиво анализирано (Бевангер и Крецтер 1995; Боицоурт 1995). Пошто је ово кратко, велико вршно оптерећење тешко обрадити у контролним уређајима као што су апсорбери, адсорбери, пећи и тако даље, пожељнији контролни уређај у већини ситуација је бакља за уништавање паре. Нормално, одређени број ПРВ-ова је повезан са заглављем линије бакље која је заузврат повезана са једном шиљком. Међутим, бакља и укупни систем морају бити пажљиво дизајнирани да покрију велику групу потенцијалних непредвиђених ситуација (Боицоурт 1995).

Опасности по здравље

За директно испуштање атмосфере, треба спровести детаљну анализу дисперзије испарења испусног вентила како би се осигурало да радници нису изложени и да су концентрације у заједници у границама дозвољених смерница концентрације. У контроли дисперзије, испусни водови атмосферског вентила за растерећење можда ће морати да се подигну да би се спречиле прекомерне концентрације на оближњим структурама. За контролу дисперзије може бити неопходан веома висок сноп налик на пламен.

Друга област која изазива забринутост је улазак у торањ ради одржавања или механичких промена током гашења. Ово подразумева улазак у скучени простор и излаже раднике повезаним опасностима. Метода испирања и прочишћавања пре отварања мора се пажљиво спровести како би се обезбедила минимална изложеност смањењем било које токсичне концентрације испод препоручених нивоа. Пре почетка испирања и пражњења, притисак у стубу се мора смањити и сви прикључци цеви на торњу морају бити заслепљени (тј. равни метални дискови морају бити постављени између прирубница торња и прирубница прикључне цеви). Овим кораком треба пажљиво управљати како би се осигурала минимална изложеност. У различитим процесима, методе чишћења торња од токсичних течности варирају. Често се течност торња замењује течношћу која има веома ниске карактеристике токсичности. Ова течност се затим испушта и пумпа на одабрану локацију. Преостали течни филм и капљице могу да се испаре у атмосферу кроз горњу прирубницу која има специјалну одпорну заслепницу са отвором између слепе и прирубнице торња. Након парења, ваздух улази у торањ кроз посебан слепи отвор док се торањ хлади. Отворени су шахт на дну торња и један на врху торња који омогућавају дување ваздуха кроз торањ. Када унутрашња концентрација торња достигне унапред одређени ниво, у торањ се може ући.

Измењивачи топлоте

У хемијској индустрији постоји велики избор измењивача топлоте. Измењивачи топлоте су механички уређаји за пренос топлоте у процесни ток или из њега. Одабиру се у складу са условима процеса и дизајном измењивача. Неколико уобичајених типова измењивача приказано је на слици 2. Избор оптималног измењивача за процесну услугу је донекле компликован и захтева детаљно испитивање (Воодс 1995). У многим ситуацијама, одређени типови нису прикладни због притиска, температуре, концентрације чврстих материја, вискозитета, количине протока и других фактора. Штавише, индивидуални дизајн измењивача топлоте може значајно да варира; доступно је неколико типова измењивача цеви и листова са плутајућом главом (Греен, Малонеи и Перри 1984). Плутајућа глава се обично бира тамо где температуре могу да изазову прекомерно ширење цеви које иначе не би могло да одржи интегритет у фиксном измењивачу листова цеви. У поједностављеном измењивачу са пливајућом главом на слици 2, пливајућа глава је у потпуности садржана у измењивачу и нема никакву везу са поклопцем. Код других дизајна плутајућих глава, може бити паковања око плутајуће цеви (Греен, Малонеи и Перри 1984).

Слика 2. Типични измењивачи топлоте

цурење

Паковање на плутајућим цевним плочама је у контакту са атмосфером и може бити извор цурења и потенцијалног излагања. Други измењивачи такође могу имати потенцијалне изворе цурења и треба их пажљиво испитати. Као резултат својих карактеристика преноса топлоте, плочасти и оквирни измењивачи се често уграђују у хемијској индустрији. Плоче имају различите наборе и конфигурације. Плоче су одвојене заптивкама које спречавају мешање токова и обезбеђују спољашњу заптивку. Међутим, заптивке ограничавају примену температуре на око 180 ºЦ, иако побољшања заптивки могу превазићи ово ограничење. Пошто постоји велики број плоча, плоче морају бити правилно компримоване да би се обезбедило правилно заптивање између њих. Због тога је неопходна пажљива механичка инсталација како би се спречило цурење и потенцијалне опасности. Пошто постоји велики број печата, важно је пажљиво праћење печата како би се потенцијална изложеност свела на минимум.

Ваздушно хлађени размењивачи су економски атрактивни и инсталирани су у великом броју процесних апликација и на различитим локацијама унутар процесних јединица. Ради уштеде простора, ови измењивачи се често постављају преко цевовода и често су наслагани. Пошто је избор материјала цеви важан, у хемијској индустрији се користе различити материјали. Ове цеви су повезане са цевним листом. Ово захтева употребу компатибилних материјала. Цурење кроз пукотину цеви или на цевној плочи представља забринутост јер ће вентилатор циркулисати паре из цурења и дисперзија може довести до потенцијалног излагања. Разређивање ваздуха може значајно смањити потенцијалну опасност од излагања. Међутим, вентилатори се често искључују под одређеним временским условима и у тим околностима концентрације цурења могу да се повећају, чиме се повећава потенцијална изложеност. Штавише, ако се цеви које цуре не поправе, пукотина се може погоршати. Са токсичним течностима које не испаравају лако, може доћи до капања и потенцијалног излагања коже.

Измењивачи топлоте са омотачем и цевима могу развити цурење кроз било коју од различитих прирубница (Греен, Малонеи и Перри 1984). Пошто се измењивачи топлоте са шкољком и цевима разликују по величини од малих до веома великих површина, пречник спољних прирубница је генерално много већи од типичних прирубница цеви. Са овим великим прирубницама, заптивке морају не само да издрже услове процеса, већ и да обезбеде заптивање под варијацијама оптерећења вијака. Користе се различити дизајни заптивки. Одржавање константног оптерећења завртња на свим прирубничким завртњима је тешко, што доводи до цурења у многим измењивачима. Цурење прирубнице се може контролисати помоћу заптивних прстенова прирубница (Липтон и Линцх 1994).

До цурења из цеви може доћи у било ком од доступних типова измењивача, са изузетком плочастих измењивача и неколико других специјалних измењивача. Међутим, ови последњи измењивачи имају и друге потенцијалне проблеме. Тамо где цеви цуре у систем расхладне воде, расхладна вода испушта загађивач у расхладни торањ који може бити извор изложености и за раднике и за оближњу заједницу. Сходно томе, расхладну воду треба пратити.

Дисперзија пара расхладног торња може бити широко распрострањена као резултат рада вентилатора у расхладним торњевима са принудним и индукованим промајем. Поред тога, природни конвекцијски торњеви испуштају паре у атмосферу које се затим распршују. Међутим, дисперзија значајно варира у зависности од временских услова и висине протока. Мање испарљиви токсични материјали остају у расхладној води и струји издувавања расхладног торња, који би требало да имају довољну способност третмана да униште загађиваче. Расхладни торањ и базен торња морају се периодично чистити, а загађивачи повећавају потенцијалне опасности у базену и пуњењу торња. Лична заштита је неопходна за већи део овог посла.

Чишћење измењивача

Проблем са цевима у систему расхладне воде је накупљање материјала у цевима које је резултат корозије, биолошких организама и таложења чврстих материја. Као што је горе описано, цеви такође могу да процуре кроз пукотине, или може доћи до цурења када су цеви умотане у траке у цевном листу. Када се појави било који од ових услова, потребна је поправка измењивача и процесни флуиди се морају уклонити из измењивача. Ово захтева потпуно затворен рад, који је неопходан да би се испунили циљеви излагања животне средине, безбедности и здравља.

Генерално, процесна течност се одводи у пријемник, а преостали материјал се испире из измењивача помоћу растварача или инертног материјала. Потоњи материјал се такође шаље у пријемник за контаминирани материјал испуштањем или притиском са азотом. Тамо где је токсични материјал био у измењивачу, измењивач треба пратити да ли има трагова токсичног материјала. Ако су резултати испитивања незадовољавајући, измењивач се може испарити да би испарио и уклонио све трагове материјала. Међутим, отвор за пару треба да буде повезан са затвореним системом како би се спречило излазак паре у атмосферу. Иако затворени отвор за вентилацију можда није апсолутно неопходан, понекад може бити више загађивача у измењивачу, што захтева затворени вентил за пару у сваком тренутку да би се контролисале потенцијалне опасности. Након парења, отвор у атмосферу пушта ваздух. Ова општа процедура је применљива на страну измењивача или стране које садрже токсични материјал.

Хемикалије које се затим користе за чишћење цеви или стране шкољке треба да циркулишу у затвореном систему. Обично се раствор за чишћење рециркулише из система камиона цистерне и контаминирани раствор у систему се одводи у камион за одлагање.

Пумпе

Једна од најважнијих процесних функција је кретање течности, ау хемијској индустрији све врсте течних материјала се померају помоћу разних пумпи. Конзервиране и магнетне пумпе су центрифугалне пумпе без затварача. Магнетни драјвери пумпи су доступни за уградњу на друге типове пумпи како би се спречило цурење. Врсте пумпи које се користе у хемијској индустрији су наведене у табели 7.

Табела 7. Пумпе у хемијској процесној индустрији

• Центрифугално
• Покретно (клип)
• Конзервирано
• Магнетни
• Турбина
• Зупчаник
• Дијафрагма
• Аксијални ток
• шраф
• Покретна шупљина
• Лобе
• Ване

Печаћење

Са становишта здравља и безбедности, заптивање и поправка центрифугалних пумпи су главна брига. Механичке заптивке, које чине преовлађујући систем заптивки вратила, могу да процуре и понекад издувају. Међутим, дошло је до великог напретка у технологији заптивки од 1970-их, што је резултирало значајним смањењем цурења и продуженим радним веком пумпе. Нека од ових побољшања су мехови заптивачи, кертриџ заптивке, побољшани дизајн лица, бољи материјали лица и побољшања у праћењу варијабли пумпе. Штавише, наставак истраживања технологије заптивача би требало да резултира даљим технолошким побољшањима.

Тамо где су процесни флуиди веома токсични, често се инсталирају пумпе без цурења или магнета. Оперативни сервисни периоди или средње време између одржавања (МТБМ) су се значајно побољшали и генерално варирају између три и пет година. У овим пумпама, процесна течност је течност за подмазивање лежајева ротора. Испаравање унутрашње течности негативно утиче на лежајеве и често чини неопходном замену лежаја. Услови течности у пумпама се могу одржавати тако што ће се обезбедити да је унутрашњи притисак у систему лежајева увек већи од притиска течне паре на радној температури. Приликом поправке пумпе без заптивки, потпуно испуштање материјала релативно ниске испарљивости је важно и треба га пажљиво прегледати са добављачем.

У типичним центрифугалним процесним пумпама, паковање је у суштини замењено механичким заптивкама. Ове заптивке се генерално класификују као једноструке или двоструке механичке заптивке, при чему последњи термин обухвата тандем или двоструке механичке заптивке. Постоје и друге комбинације двоструких заптивки, али оне се не користе тако широко. Генерално, тандем или двоструке механичке заптивке са течним пуферским течностима између заптивки се постављају да би се смањило цурење заптивке. Стандарде за механичко заптивање пумпе и за центрифугалне и за ротационе пумпе који покривају спецификацију и уградњу једног и двоструког механичког заптивача издао је Амерички институт за нафту (АПИ 1994). Водич за примену механичких заптивача је сада доступан као помоћ у процени типова заптивки (СТЛЕ 1994).

Да би се спречило прекомерно цурење или издувавање због неисправне заптивке, након заптивке се поставља плоча са заптивком. Можда има течност за испирање жлезде да помери цурење у затворени дренажни систем (АПИ 1994). Пошто систем заптивки није потпуна заптивка, доступни су помоћни системи заптивки, као што су чауре за гас. Они се уграђују у заптивку која контролише прекомерно цурење у атмосферу или издувавање заптивке (Липтон и Линцх 1994). Ове заптивке нису дизајниране за континуирани рад; након активације ће радити до две недеље пре квара, чиме ће се обезбедити време за операције за промену пумпи или прилагођавање процеса.

Доступан је новији систем механичких заптивача који у суштини смањује емисије на нулти ниво. Ово је систем двоструке механичке заптивке са системом гасног пуфера који замењује течни пуфер у стандардном систему двоструких механичких заптивача (Фоне 1995; Нетзел 1996; Адамс, Дингман и Паркер 1995). У течним пуфер системима, заптивке су одвојене изузетно танким подмазујућим филмом пуферске течности која такође хлади површине заптивке. Иако је мало раздвојен, постоји одређена количина контакта са лицем што резултира хабањем заптивке и загревањем лица заптивке. Гасне заптивке се називају бесконтактним заптивкама јер једна заптивна површина са закривљеним удубљењима пумпа гас кроз површине заптивача и гради слој гаса или брану која потпуно одваја стране заптивача. Овај недостатак контакта резултира веома дугим веком заптивке и такође смањује губитак трења заптивке, чиме се приметно смањује потрошња енергије. Пошто заптивка пумпа гас постоји веома мали проток у процес и у атмосферу.

Опасности по здравље

Главна брига код пумпи је дренажа и испирање како би се пумпа припремила за одржавање или поправку. Пражњење и уклањање обухвата процесну течност и пуфер течности. Процедуре треба да захтевају испуштање свих течности у затворени систем за одвод воде. У кутији за пуњење пумпе где чаура за грло одваја радно коло од кутије за пуњење, чаура делује као преграда у задржавању неке течности у кутији за пуњење. Рупе за испирање у чаури или одвод у кутији за пуњење ће омогућити потпуно уклањање течности из процеса кроз одводњавање и испирање. За пуферске течности, требало би да постоји метод одводње све течности из области двоструког заптивача. Одржавање захтева уклањање заптивке и ако запремина заптивке није потпуно испрана и испрана, заптивке су потенцијални извор изложености током поправке.

Прашина и прах

Руковање прашином и прахом у опреми за прераду чврстих материја представља забринутост због могућности пожара или експлозије. Експлозија унутар опреме може пробити зид или кућиште као резултат притиска изазваног експлозијом, који шаље комбиновани талас притиска и ватре у подручје радног места. Радници могу бити изложени ризику, а суседна опрема може бити озбиљно погођена драстичним ефектима. Прашина или прах суспендовани у ваздуху или у гасу са присутним кисеоником иу скученом простору подложни су експлозији када је присутан извор паљења са довољно енергије. Нека типична окружења експлозивне опреме приказана су у табели 8.

Табела 8. Потенцијални извори експлозије у опреми

Експлозија производи топлоту и брзо ширење гаса (повећање притиска) и генерално доводи до дефлаграције, што је фронт пламена који се креће брзо, али мањом од брзине звука за ове услове. Када је брзина фронта пламена већа од брзине звука или је на надзвучној брзини, стање се назива детонација, која је деструктивнија од дефлаграције. Експлозија и ширење фронта пламена се дешавају у милисекундама и не дају довољно времена за стандардне реакције процеса. Сходно томе, потенцијалне карактеристике пожара и експлозије праха морају бити дефинисане како би се утврдиле потенцијалне опасности које могу постојати у различитим корацима обраде (ЦЦПС 1993; Ебадат 1994; Барткнецхт 1989; Цесана и Сивек 1995). Ове информације онда могу пружити основу за постављање контрола и спречавање експлозија.

Квантификација опасности од експлозије

Пошто се експлозије углавном дешавају у затвореној опреми, различита испитивања се спроводе у специјално дизајнираној лабораторијској опреми. Иако прахови могу изгледати слично, објављене резултате не треба користити јер мале разлике у праху могу имати веома различите карактеристике експлозије.

Различити тестови спроведени на праху могу дефинисати опасност од експлозије и серија тестова треба да обухвати следеће.

Класификациони тест утврђује да ли облак прашине праха може да покрене и шири пламен (Ебадат 1994). Пудери који имају ове карактеристике сматрају се праховима класе А. Они прахови који се не запале називају се класом Б. Прахови класе А онда захтевају даљу серију тестова да би се проценила њихова експлозија и потенцијал опасности.

Тест минималне енергије паљења дефинише минималну енергију варнице неопходну за паљење облака праха (Барткнецхт 1989).

У тежини експлозије и анализи прахови Групе А се затим тестирају као облак прашине у сфери у којој се мери притисак током пробне експлозије на основу минималне енергије паљења. Максимални притисак експлозије је дефинисан заједно са брзином промене притиска по јединици времена. Из ових информација, одређена је специфична карактеристична вредност експлозије (Кст) у бар метрима у секунди и дефинисана је класа експлозије (Барткнецхт 1989; Гарзиа и Сенецал 1996):

Кст(бар·м/с) Класа експлозије прашине Релативна чврстоћа

1-200 Ст 1 Нешто слабије

201-300 Ст 2 Стронг

300+ Ст 3 Веома јак

Испитиван је велики број прахова и већина је била у класи Ст 1 (Барткнецхт 1989; Гарзиа и Сенецал 1996).

Приликом процене прахова без облака, прахови се тестирају да би се утврдиле безбедне радне процедуре и услови.

Тестови за спречавање експлозије

Тестови за превенцију експлозије могу бити од помоћи тамо где се не могу инсталирати системи за сузбијање експлозије. Они пружају неке информације о пожељним условима рада (Ебадат 1994).

Минимални тест кисеоника дефинише ниво кисеоника испод којег се прашина неће запалити (Фоне 1995). Инертни гас у процесу ће спречити паљење ако је гас прихватљив.

Минимална концентрација прашине се утврђује како би се установио радни ниво испод којег неће доћи до паљења.

Испитивања опасности од електростатике

Многе експлозије су резултат електростатичког паљења и различити тестови указују на потенцијалне опасности. Неки од тестова покривају минималну енергију паљења, карактеристике електричног набоја праха и запреминску отпорност. На основу резултата испитивања, могу се предузети одређени кораци за спречавање експлозија. Кораци укључују повећање влажности, модификовање грађевинских материјала, правилно уземљење, контролу одређених аспеката дизајна опреме и спречавање варница (Барткнецхт 1989; Цесана и Сивек 1995).

Контрола експлозије

У основи постоје две методе контроле експлозија или фронтова од ширења са једне и друге локације или да садрже експлозију унутар комада опреме. Ове две методе су хемијски супресори и изолациони вентили (Барткнецхт 1989; Цесана и Сивек 1995; Гарзиа и Сенецал 1996). На основу података о притиску експлозије из тестова озбиљности експлозије, доступни су сензори брзог реаговања који ће покренути хемијски супресант и/или брзо затворити изолационе вентиле. Средства за сузбијање су комерцијално доступна, али дизајн ињектора за сузбијање је веома важан.

Експлозијски отвори

У опреми где може доћи до потенцијалне експлозије, често се инсталирају отвори за експлозију који пуцају при одређеним притисцима. Они морају бити пажљиво пројектовани и издувни пут из опреме мора бити дефинисан како би се спречило присуство радника у овој области пута. Штавише, удар на опрему на путу експлозије треба анализирати како би се осигурала сигурност опреме. Можда ће бити потребна баријера.

Пунити и празнити

Производи, полупроизводи и нуспроизводи се утоварују у цистерне и вагоне. (У неким случајевима, у зависности од локације објеката и захтева за пристајање, користе се танкери и барже.) Локација објеката за утовар и истовар је важна. Док су материјали који се утоварују и истоварују обично течности и гасови, чврсте материје се такође утоварују и истоварују на пожељним локацијама на основу врсте чврстих материја које се померају, потенцијалне опасности од експлозије и степена тешкоће преноса.

Отвори врата

Приликом утовара цистерни или вагона кроз отворе за отварање на врху, веома важно разматрање је минимизирање прскања док се контејнер пуни. Ако се цев за пуњење налази доста изнад дна контејнера, пуњење доводи до прскања и стварања паре или мешавине течности и паре. Прскање и стварање паре се могу свести на минимум постављањем излаза цеви за пуњење знатно испод нивоа течности. Цев за пуњење се обично протеже кроз контејнер минимално растојање изнад дна контејнера. Пошто течно пуњење такође истискује пару, токсичне паре могу представљати потенцијалну опасност по здравље и такође представљати забринутост за безбедност. Сходно томе, испарења треба да се сакупе. Комерцијално су доступне ручице за пуњење које имају дубоке цеви за пуњење и протежу се кроз посебан поклопац који затвара отвор за отвор (Липтон и Линцх 1994). Поред тога, цев за сакупљање паре се протеже на краткој удаљености испод специјалног поклопца отвора. На узводном крају крака, излаз за пару је повезан са уређајем за рекуперацију (нпр. апсорбером или кондензатором), или се пара може вратити у резервоар за складиштење као пренос равнотеже паре (Липтон и Линцх 1994).

У систему отвореног отвора за камион цистерне, рука је подигнута како би се омогућило одводњавање у камион цистерна и део течности у руци може да се притисне азотом док се рука повлачи, али цеви за пуњење током ове операције треба да остану унутар отвора. отварање. Како ручица за пуњење чисти отвор, преко отвора треба поставити канту да би се ухватила капља из руке.

Вагони

Многи вагони имају затворене отворе са ногама за дубоко пуњење веома близу дна контејнера и одвојени излаз за сакупљање паре. Кроз крак који се протеже до затвореног отвора, течност се пуни и пара сакупља на начин сличан методи отворене руке. У системима за пуњење вагона, након затварања вентила на улазу у руку, азот се убризгава у контејнер на страни кракова како би се течност која је остала у руци издувала у вагон пре него што се вентил за пуњење на вагону затвори (Липтон и Линцх 1994) .

Камиони цистерне

Многи камиони цистерне се пуне кроз дно да би се смањило стварање паре (Липтон и Линцх 1994). Линије за пуњење могу бити специјална црева или маневарске руке. Спојнице за суво прекидање постављају се на крајеве црева или руку и на доње прикључке камиона цистерне. Када је цистерна напуњена и вод се аутоматски блокира, рука или црево се одвајају на спојници за суво ломљење, која се аутоматски затвара када се спојнице одвајају. Новије спојнице су дизајниране тако да се искључују са скоро нултим цурењем.

Код доњег пуњења, пара се сакупља кроз горњи отвор за пару, а пара се води кроз спољну линију која се завршава близу дна контејнера (Липтон и Линцх 1994). Ово омогућава раднику приступ прикључцима парне спојнице. Прикупљена пара, која је под притиском мало изнад атмосферског, мора се прикупити и послати у уређај за опоравак (Липтон и Линцх 1994). Ови уређаји се бирају на основу почетних трошкова, ефикасности, одржавања и оперативности. Генерално, систем за опоравак је пожељнији од бакље, која уништава прикупљене паре.

Лоадинг цонтроl

У камионима цистернама, сензори нивоа су трајно уграђени у каросерију камиона како би указали када је ниво пуњења достигнут и сигнализирали блок вентил за даљинско управљање који зауставља проток до камиона. (Липтон и Линч 1994). Може постојати више од једног сензора у камиону цистерни као резерва како би се осигурало да камион није препун. Прекомерно пуњење може довести до озбиљних безбедносних и здравствених проблема.

Вагони у наменској хемијској служби могу имати сензоре нивоа уграђене у унутрашњост аутомобила. За возила која нису намењена, збројивач протока контролише количину течности која се шаље у вагон и аутоматски затвара вентил блока даљинског управљања на унапред одређеном подешавању (Липтон и Линцх 1994). Оба типа контејнера треба испитати да би се утврдило да ли течност остаје у контејнеру пре пуњења. Многи вагони имају ручне показиваче нивоа који се могу користити за ову услугу. Међутим, тамо где се ниво показује отварањем малог вентилационог отвора у атмосфери, ову процедуру треба изводити само под правилно контролисаним и одобреним условима због токсичности неких од напуњених хемикалија.

Истовар

Тамо где хемикалије имају веома висок притисак паре, а вагон или цистерна имају релативно висок притисак, хемикалија се истоварује под сопственим притиском паре. Ако притисак паре падне на ниво који ће ометати процедуру истовара, може се убризгати гас азота да би се одржао задовољавајући притисак. Пара из резервоара исте хемикалије се такође може компримовати и убризгати да би се повећао притисак.

За токсичне хемикалије које имају релативно низак притисак паре, као што је бензен, течност се испушта под притиском азота, што елиминише пумпање и поједностављује систем (Липтон и Линцх 1994). Камиони цистерне и вагони за ову услугу имају пројектоване притиске који су у стању да издрже притиске и варијације на које се наилазе. Међутим, нижи притисци након истовара контејнера се одржавају све док се цистерна или вагон не напуни; притисак се обнавља током оптерећења. Азот се може додати ако током пуњења није постигнут довољан притисак.

Један од проблема у операцијама утовара и истовара је одводњавање и прочишћавање водова и опреме у објектима за утовар/истовар. Затворени одводи и одводи са ниским тачкама су неопходни са азотним пражњењем како би се уклонили сви трагови токсичних хемикалија. Ови материјали се могу прикупити у бубњу и вратити у објекат за пријем или опоравак (Липтон и Линцх 1994).

Назад