МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОЙ РАБОТЫ БЛОКА РАЗДЕЛЕНИЯ НА УСТАНОВКЕ ПО ПРОИЗВОДСТВУ АЗОТА ВРУ А-1,5

АННОТАЦИЯ

В настоящее время невозможно представить работу нефтеперерабатывающего или нефтехимического предприятия без установок по производству азота. Полученный азот в основном идет на производство азотной кислоты и аммиака, а так же, активно используется в качестве инертного газа во взрывоопасных средах. Выполнение правил промышленной безопасности обеспечивает безопасность труда и производства, но инциденты продолжают происходить. Вопросы, связанные с обеспечением промышленной безопасности при производстве и применении азота, очень актуальны в современном мире и требуют постоянного анализа и совершенствования.

Ключевые слова: Промышленная безопасность. Азот. Адсорбер. Углеводороды. Конденсатор. Предохранительный клапан.

1. Снижение риска работы конденсатора в условиях, приближенных к опасным, путем установки дополнительного адсорбера

Сырьем для воздухоразделительных установок является атмосферный воздух, в состав которого входят также и углеводороды, такие как: метан, этан, этилен, пропан, пропилен  и ацетилен. Наличие и концентрация этих газов напрямую зависит от местонахождения воздухоразделительной установки. Это может быть площадка нефтеперерабатывающего завода, газораспределительная станция или ремонтно-монтажная организация. Как правило, в таких воздушных бассейнах присутствует большее количество углеводородов, чем, например, на машиностроительном заводе.

Атмосферный воздух в установке проходит несколько этапов подготовки, после чего разделяется на фракции, которые разными путями попадают в конденсатор. Конденсатор в воздухоразделительной установке служит для конденсации газообразного азота за счет кипения кубовой (обогащенной кислородом) жидкости. Для обеспечения взрывобезопасности конденсатора часть обогащенного кислородом жидкого воздуха направляется в циркуляционный контур, включающий адсорбер, в котором воздух очищается от углеводородов. Но данный процесс очистки необходимо прерывать раз в 720 часов для проведения регенерации адсорбента (силикагеля), который занимает 16 часов. Этот процесс и приводит к опасным условиям работы конденсатора путем накопления взрывоопасных примесей в кубовой жидкости, что подтверждено результатами аналитического контроля с применением газового хроматографа. Данное действие может привести к взрыву и разрушению воздухоразделительной установки. Подробно о вероятностях взрывов на воздухоразделительных установках описано в работе [1].

Выходом из данной ситуации может быть включение в схему установки второго адсорбера. Данный метод позволит исключить вероятность накопления взрывоопасных примесей в кубовой жидкости конденсатора.

2. Исследование надежности предохранительных клапанов в работе при отрицательных температурах колонны разделения

Процесс разделения воздуха в колонне протекает при стабильном давлении в 0,78 МПа. Но существуют нестандартные ситуации, которые влекут за собой резкое падения или повышение давления. Последнее может привести к открытию предохранительного клапана, так как давление его начала открытия, согласно ГОСТ [4], принимается на 5-7 % превышающее давление расчетное аппарата. У данной колонны оно составляет 0,8 МПа. Следовательно, согласно формуле 1, оно составляет 0,856 Мпа.

При открытии клапана из колонны начинает выходить криоагент в жидком и газообразном состоянии, вследствие чего, на поверхности механизмов затвора образуется сначала конденсат, затем иней. Так как процесс подрыва предохранительного клапана является цикличным, он вызывает обмерзание механизма затвора клапана, как в открытом, так и в закрытом положении. Именно в закрытом положении обмерзание является риском разрушения сосуда.

Р н.о. = 1,07 * Р н ;                                                                                                                  (1)

Р н.о. = 1,07 * 0,8;

Р н.о. = 0,856 Мпа ,                                                                                                                (1)

где:

Р н.о. – давление начала открытия;

Р н – давления настройки клапана равное расчетному давлению аппарата 0,8 МПа.

Для предотвращения подобных ситуаций, следует установить на данную колонну и аппараты с аналогичной рабочей средой предохранительные клапаны производства фирмы «Herose GmbH». Арматура этой фирмы способна работать в среде, температура которой составляет от -196°С до +185°С и давлением от 0,2 bar до 55 bar. Особенностью данных клапанов является возможность сохранять работоспособность при прохождении через него среды с отрицательной температурой, как в жидком, так и в газообразном состоянии. Также возможна работа с большим количеством циклов открытия и закрытия без потери работоспособности и износа основных деталей и узлов. Данные характеристики подтверждены исследованием Ральфа Данкерт-Паулсена и Вацлав Влчека и описаны в работе [2].

Список литературы:

1. Файнштейн В.И. Обеспечение взрывобезопасности воздухоразделительных установок: ретроспективный анализ проблем и современное состояние: Технические газы. - 2009. - №2. – С. 60-66.
2. Ральф Данкерт-Паулсен, Вацлав Влчек//Исследования надежности предохранительных клапанов при возможном переполнении резервуара жидким криоагентом: Технические газы. -  2012 - №4. – С. 61-65
3. Файнштейн В.И.// Кислород, азот, аргон - безопасность при производстве и применении 2008. – М.:Интермет Инжиниринг,2008. – С. 192.
4. ГОСТ Р 53402-2009 «Арматура трубопроводная. Методы контроля и испытаний».