6

Тема 16 Пожежна безпека хімічних виробництв

Лекція 2

ПоЖежна небезпека виробництва полімерних матеріалів

Література:

1. М.В. Алексеев, А.Г.Исправникова. Пожарная профилактика при производстве пластических масс и химических волокон. М.– — 1986. — с. 6–20.

2. В.С. Клубань, А.П. Петров, В.С. Рябиков. Пожарная безопасность предприятий промышленности и агропромышленного комплекса. М: Стройиздат. — 1987. — с. 220–227.

3. Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химичес ких, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств. Сб. нормативно-технических документов № 30, 1990. — с.467.

4. Правила пожежної безпеки в Україні. -К.:Укрархбудінформ, 2004.

5. М.А. Алексєєв, О.М. Волков и др.. Пожарная профилактика в технологических процессах производства. М.: ВИПТШ. — 1976. — с. 255.

6. ТНТП 16–92. Мінмашпром. Цехи по переробці пластмас.

План лекції вступ 5 хв.

1. Виробництво поліетилену методом високого тиску. 20 хв.

2. Пожежна небезпека виробництва поліетилену методом високого тиску 45 хв.

1. Пожежна небезпека процесу стиснення етилену компресорами. 20 хв.

2. Пожежна небезпека процесу полімеризації етилену в трубчастих реакторах 25 хв.

Висновки 5 хв.

Завдання на самопідготовку 5 хв.

Вступ

Застосування полімерних матеріалів (пластмас) у народному господарстві забезпечує прогрес усіх галузей техніки. Полімери є замінниками кольорових металів, скла, шкіри, а також застосовуються як конструкційні, тепло– і звукоізоляційні, хімічно стійкі матеріали. В даний час світовий обсяг виробництва полімерів обчислюється десятками мільйонів тонн. Найбільш поширені пластмаси – поліолефіни, полістирол, полівінілхлорид, феноло– і амінопласти. На їхню частку приходиться 1/3 світового виробництва полімерів. Таке широке використання пластмас обумовлене їх властивостями. Вони легкі, деякі з них мають велику міцність та корозієстійкість тощо. Пластмаси мають малу теплопровідність (у 70-200 разів меншу ніж сталь), тому їх використовують для теплоізоляції. Деякі пластмаси мають велику морозостійкість та теплостійкість, наприклад, фторопласти можуть витримувати нагрівання за температур від -260⁰С до + 260⁰С. Мають пластмаси також добрі оптичні властивості. Проте пластмаси не позбавлені недоліків. Вони мають малу теплопровідність, незначну твердість, а також швидко „старіються” .

Пластичними масами (пластмасами) називаються конструкційні матеріали, на основі природних або синтетичних високомолекулярних сполук (полімерів), що здатні під впливом нагрівання і тиску формуватися (набувати заданої форми) і зберігати її після охолодження та припинення дії сили. Крім полімерів до складу пластичних мас входять різні добавки: наповнювачі, пластифікатори, стабілізатори, барвники, затвердники.

За складом пластмаси поділяються на прості та складні

Прості складаються лише з полімерів (наприклад , поліетилен, складні – багатокомпонентні, основою є полімер, допоміжні речовини – пластифікатори, барвники, наповнювачі тощо. Наприклад текстоліт – основа фенол формальдегідна смола, наповнювач – тканина, гетенакс- основа - фенол формальдегідна смола, наповнювач – папір).

За способом одержання пластичні маси поділяються на дві групи:

1. пластичні маси на основі полімерів, одержуваних реакціями полімеризації; (поліетилен /ПЕ/, поліпропілен /ПП/, полівінілхлорид /ПВХ/ , фторопласт.

2. пластичні маси на основі полімерів, одержуваних реакціями поліконденсаціії (фенолформальдегідні, карбамідо– і меламіноформальдегідні полімери, поліефіри, поліаміди, епоксидні смоли, фенопласти). Обсяг виробництва поліконденсаційних пластмас збільшується, хоч частка їх у світовому виробництві зменшується. Причини цього – складність способів отримання сировини, мала технологічність (у порівнянні з полімеризаційними пластмасами), відсутність досконалої технології перероблення відходів тощо. Найширше застосовують фено- та амінопласти, що виробляють з фенолу, карбаміду, та інших альдегідів.

У залежності від поводження при нагріванні всі пластмаси поділяються на термопластичні (термопластии) і термореактивні (реактопласти).

Термопласти при нагріванні розм'якшуються, а при звичайних умовах знову переходять у твердий стан без зміни первісних властивостей. До них належать поліаміди.

Реактопласти при нагріванні або на холоді перетворюються у тверді неплавкі і нерозчинні матеріали (за рахунок структурних перетворень).До них належать фенол формальдегіди, карбаміди тощо.

Пластмаси можна переробляти формованнням, екструзією, литтям під тиском.

Поліетилен (ПЕ) є одним з основних видів термопластіів, що мають велике технічне значення. Це тверда, біла, масна на дотик речовина. Її переробляють у вироби екструзією (витискуванням), литтям під тиском, пресуванням, зварюваням та різанням. Висока механічна міцність, стійкість при низьких температурах (зберігає гнучкість при –60С), відмінні електроізоляційні властивості і хімічна стійкість, вологостійкість, а також легкість переробки в різні вироби викликали бурхливе зростання виробництва поліетилену. Унаслідок водонепроникності та хімічної стійкості (до 60⁰ С) він стійкий до дії соляної кислоти, смірчаної, азотної, розчинів лугів і багатьох оргганічних розчинників. На повітрі ПЕ стійкий до температур +60⁰ - -60⁰ С. У процесі нагрівання до 300⁰ С ПЕ розплавляється і перетворюється на газ. Сировиною для виробництва ПЕ є етилен (С₂Н₄).

Полиетилен одержують полімеризацією етилену.

У промисловості полімеризація ПЕ здійснюється трьома способами:

1. при високому тиску (полиетилен низької густини), (Р=200 МПа, t=200 ⁰C, ініціатор);

2) при середньому тиску (P = 3,5 – 4,0 МПа, t= 130 – 170C, розчинник);

3. при низькому тиску (ПЕ високої густини), (P = 0,2 – 0,5 МПа, t= 50 – 80C, каталізатор);

Таким чином, усі ці способи одержання ПЕ є пожежовибухонебезпечними, тому що вони зв'язані з обертанням великої кількості горючого газу і легкозаймистих рідин. Найбільшу пожежну небезпеку в пожежному відношенні представляють перший і третій способи виробництва ПЕ, що здійснюються при високому тиску в присутності металоорганічних каталізаторів і ініціаторів.