Оценка безопасности технологической стадии в производстве

Левомицетина

Описание технологической стадии

    В сухой реактор Р-1, предварительно продутый азотом, из мерника М-2 самотеком сливают метиловый эфир дихлоруксусной кислоты и из мерника М-3 также самотеком подают метанол. При работающей мешалке через люк загружают порциями сухой порошок «треоамина», реакционную массу нагревают до 333-338К (60-65^оС) и выдерживают 1,5 часа. Химическая реакция получения технического левомицетина представлена ниже:

Тепловой эффект реакции ∆Н_р = + 10 кДж/кмоль .

Последовательность выполнения задания

Ι Найти в справочной литературе физико-химические, пожароопасные и токсичные свойства веществ компонентов технологической среды в реакторе Р-1: метанола, метилового эфира дихлоруксусной кислоты, левомицетина.

ΙΙ Определить категории взрывоопасности стадии

Аварийная ситуация в технологическом блоке Р-1: негерметичность аппарата может привести к попаданию воздуха и образованию взрывоопасной смеси с парами метанола. Воспламенение паров возможно от разряда статического электричества при нарушении заземления. Развитие аварийной ситуации приводит к выбросу содержимого аппарата в объем помещения, испарению метанола и воспламенению паров от случайного источника зажигания.

    Реактор Р-1 материал- нержавеющая стальной, объемом V _ап = 3,6 м³, температура среды 338 К (65°С), площадь рубашки реактора F=8,4 м ², температура воды в рубашке 363 К (90°С), толщина стенки: сталь- δ _ст =10 мм. Время отключения теплоносителя τ=300 с.

Состав среды в Р-1: метилового эфира дихлоруксусной кислоты D_мэдху=317 кг, метанола D_м=595 кг, треоамина D_тра=413 кг.        

Дополнительные справочные данные:

Метанол: ∆Н _обр= - 201,3 кДж/Моль, ∆Н _исп (Т_кип)=1102 кДж/кг, Т_кр=513 К,

 lgP= 7,3527 – 1660,454/(245,18 + t) (кПа), ρ_п=1,32 кг/м³,

Последовательность определения категории взрывоопасности стадии

1.Оценить, в результате каких процессов, протекающих при аварийной разгерметизации реактора, может происходить образование взрывоопасных сред. Качественно определить массы паров метанола, которые могут выделиться при аварии реактора и представить в виде расчетной формулы                  

E =(∑G_i)·∆Н_сг кДж

2. Рассчитать определить категорию взрывоопасности Р-1.

Дополнительные справочные данные: коэффициенты к процессу теплообмена: a₁=2512 Вт/(м²·К), a₂=640 Вт/(м²·К), Λ_ст=17,5 Вт/(м·К).

ΙΙΙ Определение класса статической искроопасности технологической

Стадии. Рекомендовать мероприятия по защите от статического

 электричества

1.Найти в справочной литературе минимальную энергию зажигания и удельное объемное сопротивление метанола и установить класс статической искроопасности технологического блока (Э1, Э2, Э3).

2.Рекомендовать мероприятия:

    снижающие интенсивность действия статической электризации; 

    снимающие образовавшиеся заряды статического электричества.

ΙV Определение и выбор условий и средств безопасности для реактора

Расчет безопасной концентрации кислорода в паровоздушном

Пространстве и минимального времени продувки аппарата азотом

Расчет сухого огнепреградителя для Р-1

Дополнительные справочные данные: метанол- λ=0,2150 Вт/(м·К), С=43,90 Дж/(моль·К); воздух: М=29 кг/кмоль, λ=0,0172 Вт/(м·К), С=29,10 Дж/(моль·К);

Коэффициенты к процессу теплообмена: a₁=2512 Вт/(м²·К), a₂=640 Вт/(м²·К),

Λ_ст=17,5 Вт/(м·К).

Расчет предохранительного клапана на ресивере азота

V Определение категории, класса производственного помещения и рекомендации по размещению его в объеме здания

Рассчитать избыточное давление взрыва при аварии и определить

Категорию помещения

Технологическая стадия размещена в производственном помещении с геометрическими размерами: F · H = (220 · 6) м³ , температура воздуха в помещении Т₀ =293 К (20^оС), атмосферное давление Р₀= 101 кПа.

Определить класс зоны помещения по ПУЭ и подобрать электрооборудование – электродвигатель, светильник и газоанализатор

Дополнительные данные: общая масса горючих паров, выделившихся из аварийного блока Р-1 (см. расчет категории взрывоопасности),