2. Пожежна небезпека виробництва поліетилену методом високого тиску

Пожежна небезпека процесів полімеризації етилену та поділу продуктів реакції визначається наявністю у виробництві великої кількості вихідної речовини - етилену в суміші з киснем, готового продукту - поліетилену у виді розплаву і твердих гранул, жорсткими умовами роботи технологічного устаткування, а також екзотермічністю хімічної реакції.

Приклад пожежі: У 1987 р. у м. Томську на відкритій установці виробництва ПЕ високого тиску внаслідок аварійного руйнування трубопроводу протягом 3 сек. в атмосферу було викинуто 450 кг етилену. У результаті вибуху - руйнування на площі 3000 м². Еквівалент вибуху 650 кг ТНТ.

Причина вибуху: зниження напруги в електромережі. Спочатку відкрилися запобіжні клапани реакторного блоку (тиск у реакторі 180 МПа, температура 288⁰С, реактор- трубчастого типу). Подальше розслідування установило, що був забитий полімерами викидний трубопровід.

2.1. Пожежна небезпека процесу стиснення етилену компресорами

2.1.1. Пожежна небезпека процесу

Пожежна небезпека технологічного процесу стиснення етилену компресорами обумовлюється наявністю великої кількості горючих матеріалів – етилену, масел, гліцерину.

Цех компресії за вибухопожежною та пожежною небезпекою відноситься до категорії А.

Етилен – горючий, токсичний газ, _н=3%, _у=34%, Т_самов.=543С. Етилен стійкий до 350–400С, вище цієї температури йде розкладання по реакції:

При більш високих температурах розкладання йде до утворення вуглецю і водню за схемами:

Розкладання етилену супроводжується швидким наростанням тиску і температури.

Масло «Індустріальне «20» – горюча рідина, Т_сп.= 170С, Т_{самосп.}= 320С.

Гліцерин – горюча рідина, Т_сп.= 176,5С, Т_{самосп.}= 393 С.

Процес стиснення етилену супроводжується розігрівом газу і конструктивних елементів компресора за рахунок виділення значної кількості тепла. Якщо надлишкове тепло не відводити вчасно, то це приведе до підвищення температури і тиску. При повній відсутності охолодження компресора температура газу після п'ятої ступіні стиску може досягти 560С, тобто бути вище 543С (температури самозапалювання) і газ при виході самозаймається.

Причинами аварій і ушкоджень у цеху компресії газу можуть бути:

• перегрів газу при стисканні, що у свою чергу приводить до:

• підвищення тиску;

• вибуховому розкладанню етилену в циліндрах компресорів;

• заклинюванню поршнів у циліндрах;

- інтенсивному випаровуванню та розкладанню масла та гліцерину, застосовуваного для змащення тертьових деталей компресора і для гідроущільнення штоків циліндрів (нагрівання масла та гліцерину може досягати їхньої температури спалаху);

– наявність в етилені домішок (ацетилену), що приводить до нагромадження зрідженого ацетилену в циліндрах компресорів, а при підвищенні температури і тиску – до вибухового розкладання ацетилену;

– порушення нормального дозування кисню в етилен, що приводить до утворення вибухонебезпечних сумішей у трубопроводах і компресорах (циліндрах);

– припинення подачі води на охолодження в результаті сильного забруднення відкладеннями теплообмінної поверхні холодильників;

– порушення герметичності апаратури і комунікацій, що приводить до великих викидів газів у виробничі приміщення й утворенню вибухонебезпечних сумішей з повітрям. Вибухи етиленоповітряних сумішей мають велику руйнівну силу.

Приклад пожежі: У квітні 1982 р. у м. Едмонте (Канада) відбувся витік етилену в приміщенні компресорної (близько 220-5000 кг етилену) у результаті розриву в арматурі приладу для виміру тиску, викликаного втомою металу.

Цілком зруйнована будівля, уламки скла, що розлетілись при вибуху виявлені в радіусі 7 км. Еквівалент вибуху 400-700 кг ТНТ. Збиток склав 22 млн дол.

При аваріях і пожежах у цеху компресії може виникнути смолоскипове горіння етилену, що виходить з апаратів або трубопроводів під великим тиском, має високу температуру і може викликати розрив трубопроводів, апаратів і т.д.