Производство азота., Технология производства., Основные факторы риска при производстве азота., Техника безопасности при производстве азота. - Техника безопасности на азотных комбинатах

Технология производства.

В настоящее время азот на химических комбинатах добывают из атмосферного воздуха его разделением на фракции в специальных газгольдерах. При добывании азота из воздуха его охлаждают до температуры -195,82° С. При производстве азота на химических комбинатах могут также получать кислород (-183° С). Эти газы получают как в сжиженном виде, так и в сжатом.

Основные факторы риска при производстве азота.

При производстве азота следует учитывать возможность воздействия на организмы работающих низких температур при выбросах или разлитии жидкого азота. При производстве сжатого азота, которым заполняют баллоны или цистерны, приходится работать с высокими давлениями. Поэтому должны соблюдаться правила техники безопасности при работе с высокими давлениями.

Техника безопасности при производстве азота.

При производстве азота необходимо придерживаться установленных инструкциями правил проведения технологических операций и правил техники безопасности. Как показано выше при производстве жидкого азота возможен контакт работающих с ним. Поэтому рассмотрим особенности такого контакта и его влияние на организм человека, жидкий азот не токсичен и его влияние обусловлено лишь его низкой температурой. Его относят к криогенным жидкостям. Криогенные жидкости определяются как жидкости с температурой кипения ниже -129 °С.

Криогенные жидкости при контакте с телом человека вызывают так называемые "холодные ожоги" [6, ст. 440]. Следует разделять ожоги, вызванные попаданием криогенных жидкостей на тело, и обморожения, происходящие в результате длительного пребывания в холодной атмосфере. В то же время различие между ними невелико, особенно когда обморожение происходит в результате действия движущегося с высокой скоростью потока очень холодного воздуха.

Криогенные жидкости могут вызвать серьезные травмы у людей в тех случаях, когда происходит их разлитие. Если наступить в небольшую лужу такой жидкости, не надев специальной обуви, можно получить серьезную травму ноги, а в случае падения человека в разлитие криогенной жидкости может быстро наступить летальный исход. Вдыхание холодных паров, поднимающихся над разлитием, может привести к серьезным повреждениям дыхательных путей и легких. В случае если "холодный ожог" образовался на большой части поверхности тела человека, возможен летальный исход. Локальные "холодные ожоги" могут вызвать гангрену, если вовремя и правильно не провести лечение. В отличие от сильных тепловых ожогов при сильных "холодных ожогах" не происходит отмирания нервных окончаний, вследствие чего поражение обычно сопровождается сильной болью и требует введения сильных обезболивающих средств.

При производстве азота значительную опасность представляют собой сосуды и аппараты, работающие под давлением. Сосуды, работающие под давлением, - это, как правило, герметически закрытые емкости, предназначенные для ведения химических и тепловых процессов, хранения и перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов, а также жидкостей под давлением. Основная опасность при работе с такими сосудами - возможность их разрушения при физическом взрыве среды.

Под физическим взрывом понимают мгновенное действие силы внезапного адиабатического (т. е. происходящего без подвода или отвода тепла) расширения газов или паров, сопровождающееся выделением механической энергии и образованием взрывной и ударной волн.

Работа, производимая адиабатическим расширением газа при взрыве сосуда, и мощность взрыва зависят от давления в аппарате, его объема, продолжительности действия взрыва (обычно около 0,1 с), показателя адиабаты (отношение теплоемкостей при постоянном объеме для воздуха равно 1,41) и могут быть подсчитаны по эмпирическим формулам.

Расчеты показывают, что мощность физических (адиабатических) взрывов весьма велика. Например, мощность взрыва (разрыва) сосуда вместимостью 1 м3, находящегося под давлением воздуха, равным 1 МПа, составляет 13 164 кВт.

Наиболее частыми причинами аварий и взрывов сосудов, работающих под давлением, являются несоответствие конструкции максимально допустимому давлению и температурному режиму, превышение давления сверх предельного, потеря механической прочности аппарата (коррозия, внутренние дефекты металла, местные перегревы), несоблюдение установленного режима, отсутствие необходимого технического надзора.

Безопасность устройства, изготовления и эксплуатации со-судов, работающих под давлением, определяется Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. К сосудам, на которые распространяются эти правила, относятся:

    - сосуды, работающие под давлением свыше 0,07 МПа; - цистерны и бочки для перевозки сжиженных газов, давление паров которых при температуре до 50°С превышает 0,07 МПа; - баллоны, предназначенные для перевозки и хранения сжатых, сжиженных и растворенных газов с рабочим давлением свыше 0,07 МПа.

Согласно правилам установлены специальные требования к конструкции и материалам сосудов, к их изготовлению, монтажу, установке, регистрации, техническому освидетельствованию, содержанию и обслуживанию.

Сосуд, работающий под давлением, до пуска его в работу, а также периодически во время эксплуатации и после каждого ремонта или реконструкции технически освидетельствуют (внутренний осмотр и гидравлическое испытание) для установления его исправности и правильности включения в схему.

Перед внутренним осмотром и гидравлическим испытанием сосуд должен быть остановлен, охлажден, освобожден от заполняющей его рабочей среды и отключен заглушками от трубопроводов, соединяющих его с источником давления или с другими аппаратами. Если имеются признаки разрушения стенок сосуда под слоем футеровки или изоляции, то эти покрытия должны быть удалены. Перед гидравлическими испытаниями нужно тщатель-но очищать всю арматуру, притирать краны и клапаны и проверять плотность закрепления крышек и люков; сосуды, углубленные в грунт, надо освобождать от земли для осмотра наружной поверхности и замеров в случае необходимости толщины стенок. Для баллонов, заполняемых сжатым газом, пробное давление устанавливают в 1,5 раза больше рабочего.

Под пробным давлением сосуды (в зависимости от толщины стенок) находятся 10 - 30 мин, а литые и многослойные не менее 60 мин, после чего давление снижают до рабочего и тщательно осматривают все сварные соединения. Давление повышают до пробного и снижают до рабочего постепенно. Сосуд считается выдержавшим испытание, если не обнаружено признаков разрыва, течи, слез и потения в сварных соединениях и видимых остаточных деформаций на основном металле.

В тех случаях, когда гидравлическое испытание невозможно (большие напряжения от веса воды в фундаменте, в междуэтажных перекрытиях или самом сосуде; трудность удаления воды; наличие внутри сосуда футеровки, препятствующей заполнению сосуда водой), проводят пневматическое испытание (воздухом или инертным газом) на такое же пробное давление. Этот вид испытания допускается только при условии положи-тельных результатов тщательного внутреннего осмотра и проверки прочности сосуда.

Баллоны - закрытые металлические сосуды небольшой вмести-мости, предназначенные для транспортирования и хранения сжатых (азота), сжиженных (например, аммиака) газов.

Стандартные баллоны, изготовляемые из стальных бесшовных труб, состоят из цилиндрического корпуса с выпуклым; сферическим днищем и горловины с нарезкой, в которую ввинчивается запорный вентиль с боковым штуцером для отбора газа. Баллоны предназначены для транспортирования строго определенных газов и должны иметь соответствующую маркировку. Для азота окраска баллона черная, а для аммиака желтая. При эксплуатации баллонов необходимо не допустить физического или химического взрыва газов, находящихся в баллоне. Физический взрыв газов возможен при повреждении корпуса баллона в случае его падения или удара, особенно при минусовых температурах, когда ударная вязкость стали понижается, и она становится хрупкой. Причинами нарушения прочности баллонов может также явиться их переполнение сжатыми и особенно сжиженными газами, что повышает давление выше допустимого значения. Поэтому количество заполняю-щих баллоны газов строго регламентируется по массе и давлению.

При повышении температуры газа в баллоне резко повышается давление, что может вызвать разрыв сосуда. Поэтому баллоны с газом, устанавливаемые в помещениях, должны находиться на расстоянии не менее 1 м от радиаторов отопления и других отопительных приборов, а также не менее 5 м от источников с открытым огнем.

Газ из баллонов в емкости с более низким давлением отбирают только через редуктор. Необходимо контролировать маркировку, окраску и надписи, а перед заполнением проверять наличие остаточного давления газа. Баллоны хранят в специальных помещениях или на открытом воздухе, защищенном от осадков и солнечных лучей. Наполненные баллоны с насаженными на них башмаками хранят на складах в вертикальном положении; баллоны, не имеющие башмаков, укладывают горизонтально на деревянные рамы или стеллажи. Склады для хранения наполненных баллонов должны быть одноэтажными, без чердачных помещений и иметь покрытия легкого типа.

Стены, перегородки, покрытия складских помещений выполняют из несгораемых материалов. Полы складов должны быть ровными с нескользящей поверхностью. В помещениях для хранения баллонов, заполненных газом, предусматривают естественную или искусственную вентиляцию.

В пунктах наполнения и потребления баллоны перемещают на специальных тележках. Баллоны следует перевозить в горизонтальном положении, вентилями в одну сторону и обязательно с прокладками между баллонами. Кроме того, на баллоны надевают предохранительные колпаки.

Основное требование безопасности при эксплуатации цистерн и бочек заключается в строгом соблюдении в них заданной температуры и давления. Цистерны и бочки для сжиженных газов должны иметь расчетную прочность, позволяющую выдержать давление, которое может возникнуть при 50 °С.

Для предупреждения нагревания газа выше расчетной температуры все цистерны имеют термоизо-ляцию из негорючего материала или металлический теневой кожух, расположенный над верхней половиной цистерны. Все цистерны и бочки имеют специальные окраску и надписи, указывающие на их содержимое. Свойства газов учитывают при конструировании компрессоров, а также при выборе материалов для изготовления компрессоров и смазочных материалов для них. Наиболее опасны при эксплуатации компрессоров испарение и разложение смазочных масел при неправильной или нерацио-нальной смазке и при отсутствии необходимого охлаждения. Для смазки азотных и азотно-водородных компрессоров применяют легкие, а при высоких давлениях тяжелые цилиндровые масла. Чтобы предотвратить резкое повышение давления, на компрессорах устанавливают предохранительные клапаны и разрывные мембраны, а также специальные устройства, которые при давлении газа или воздуха выше допустимого переводят компрессор на работу вхолостую или полностью его останавливают.

Защитные устройства предназначены для обеспечения безаварийного ведения технологических процессов и являются дополнительными устройствами к рабочим органам управления. Их можно разделить на средства защиты оборудования от разрушения (редукционные, обратные, отсечные и предохранительные клапаны, предохранительные мембраны) и средства зашиты обслуживающего персонала (ограждения, блокировочные, сигнализирующие и тормозные устройства, аварийные выключатели и др.).

Похожие статьи




Производство азота., Технология производства., Основные факторы риска при производстве азота., Техника безопасности при производстве азота. - Техника безопасности на азотных комбинатах

Предыдущая | Следующая