Промышленное производство полиэтилена низкого давления

Gр - суточная производительность реактора, тонн/час;

шт.;

или находим необходимое количество реакторов по другой формуле

, шт. [6 c.37];

Q - коэффициент, показывающий какое количество сырья проходит через данную стадию;

Gс - суточная производительность цеха, кг/сутки;

К - коэффициент использования оборудования

с_см - плотность смеси веществ в аппарате, кг/м³;

Va - объем аппарата, м³;

ц - коэффициент заполнения аппарата;

Найдем коэффициент использования оборудования определяем по формуле

[6 с.37];

;

Va = 540 м³ [2];

Q = 1, т.к. все сырье загружается в реактор;

ц = 1, т.к. в качестве сырья используется газ;

Определим плотность смеси веществ в реакторе.

В реакторе находиться смесь состоящая на 99% из этилена, поэтому плотность смеси это плотность этилена.

Плотность смеси рассчитываем по формуле

, кг/м³ [6 с-13];

Р - давление, Па;

М - молекулярная масса, кг/моль;

R - универсальная газовая постоянная;

T - температура, К;

Р = 20*10⁵Па;

М = 28*10^-3кг/моль;

R = 8,314 Дж/(кмоль*К);

T = 308 К;

кг/м³;

шт.;

Для производства полиэтилена марки 276 необходим один реактор.

Определим необходимое количество питателей для катализатора.

Q =0,053;

с_см = с_кат-ра = 320 кг/м³;

Va = 0.8 м³;

ц = 0,95;

Подставляем необходимые значения в формулу и определяем количество питателей для катализатора.

шт.;

Для производства полиэтилена марки 276 необходимо два питателя для катализатора.

Определим необходимое количество емкостей для выгрузки продукта по формуле подставив туда необходимые данные.

Q = 0,85;

с_см = с_ПЭ = 963 кг/м³;

Va = 4,2 м³;

ц = 0,95;

шт.;

Для производства полиэтилена марки 276 необходимо две емкости для выгрузки продукта.

2.7 Тепловой расчет [7]

Цель: Определить количество подводимого тепла, а также рассчитать необходимую поверхность теплообмена холодильника.

Исходные данные для расчета:

Количество исходных газов (этилен и бутен-1), поступающих в реактор складывается из следующих значений: m_эт = 260000 кг/ч = 72,22 кг/с и m_бут = 6240 кг/ч = 1,73 кг/с, количество их на выходе из реактора с учетом пошедших газов на получение полиэтилена (см. материальный баланс):

m_эт = 65,50 кг/с; m_бут = 1,597 кг/с.

Тепловой баланс процесса полимеризации имеет следующий вид:

Q₁ = Q₂ + Q₃ + Q_пот - Q₄ ,

где Q₁- количество тепла, подводимое с циркуляционным газом, кДж/с;

Q₂- количество тепла, уходящее с полиэтиленом при выгрузке, кДж/с;

Q₃- количество тепла, уносимое с циркуляционным газом, кДж/с;

Q₄ - тепловой эффект реакции, кДж/с;

Q_пот - потери тепла в окружающую среду, кДж/с.

Количество тепла, приходящее с циркуляционным газом, определяется формуле:

Q₁ = ?G_i*C_i*t_ЦГ ,

где G_i - секундный расход газов, входящих в циркуляционный газ:

G_эт = 72,22кг/с - секундный расход этилена;

G_бут = 1,73кг/с - секундный расход бутена-1;

C_i - теплоемкость газов:

С_эт = 1,92 кДж/кг*град - этилена;

С_бут = 1,90 кДж/кг*град - бутена-1;

t_ЦГ = 363 К - температура циркуляционного газа на входе в реактор.

Количество тепла, приходящее с этиленом:

Q_{3 эт} = 72,22* 1,92 *363 = 50334,45 кДж/сек,

с бутеном: Q_{3 бут-1} = 1,73* 1,90* 363 = 1193,20 кДж/сек

Всего газом приходит:

Q₃ = Q_{3 эт} + Q_{3 бут-1} = 51527,63 кДж/сек

Количество тепла, уходящего в окружающую среду Q_пот принимаем равным 3% от теплового эффекта реакции [6]:

Q_пот =3% * Q₄

Тогда тепловой баланс приобретает следующий вид:

Q₁ = Q₂ + Q₃ - 0,97Q₄

Тепловой эффект реакции определяется по формуле [8]:

Q₄ = G_пэ *q_Р ,

где G_пэ = 6,85кг/сек - секундная производительность по полиэтилену;

q_Р = 345 кДж/кг - тепловой эффект реакции полимеризации [2].

Q₄ = 6,85*345 = 2363,25 кДж/с

Q_пот = 0,03 *2363,25 = 70, 9 кДж/сек

Количество тепла, уходящее с полиэтиленом при выгрузке определяется [4], пренебрегая количеством тепла, уносимым порошком вместе с газом, т.к. его количество очень мало:

Q₂ = G_пэ*C_пэ*t_пэ ,

где G_пэ = 6,85 кг/с - секундная производительность по полиэтилену;

C_пэ = 2,01 кДж/кг*град - теплоемкость порошка полиэтилена [9];

t_пэ - температура выгружаемого порошка полиэтилена

Q₂ = 6,85*2,01*373 = 5135,65 кДж/с.

Количество тепла, уносимое с циркуляционным газом, также определяется формулой:

Q₃ = ?G_i*C_i*t_ЦГ ,

где G_i - секундный расход газов, входящих в циркуляционный газ:

G_эт = 65,50 кг/с - секундный расход этилена;

G_бут = 1,597 кг/с - секундный расход бутена-1;

C_i - теплоемкость газов:

С_эт = 1,92 кДж/кг*град - этилена;

С_бут = 1,90 кДж/кг*град - бутена-1;

t_ЦГ = 378 К - температура циркуляционного газа при выходе из реактора.

Количество тепла, уносимое с этиленом:

Q_{3 эт} = 65,497* 1,92 *378 = 47535,21 кДж/с,

с бутеном:

Q_{3 бут-1} = 1,60* 1,90* 378 = 1149,12 кДж/с

Всего газом уносится:

Q₃ = Q_{3 эт} + Q_{3 бут-1} = 48684,33 кДж/с.

Полученные данные подставим в уравнение теплового баланса:

Q₁ = Q₂ + Q₃ - 0,97Q₄

Q₁ = 5135,65 + 48684,33 - 0,97* 2363,25 = 51527,63 кДж/с,

что подтверждает выполнение равенства.

Правильность выполнение теплового баланса подтверждается результатами таблицы теплового баланса

Таблица 2.6

Сводная таблица теплового баланса

Приход	Расход
Наименование тепловых потоков	Количество, кДж/с	Наименование тепловых потоков	Количество, кДж/с
Тепло с циркуляционным газом	51527,63	Тепло с полимером	5135,65
Тепловой эффект реакции	2363,25	Тепло с циркуляционным газом	48684,33
		Потери тепла	70,9
Итого:	53890,88	Итого:	53890,88

Тепловой расчет теплообменника

Исходные данные к расчету:

t₁= 373К - температура воде на входе в теплообменник;

t₂ - температура на выходе из теплообменника;

t₃ = 293К - температура умягченной воды в нормальных условиях;

д_ст = 3 мм - толщина стенки трубки;

л_ст = 17,5 Вт/(м*К) - коэффициент теплопроводности трубок.

Рассчитаем температуру циркуляционного газа:

Коэффициент теплопередачи:

,

где б₁ - коэффициент теплоотдачи от этилена стенкам, Вт/(м²*К)

б₂ - коэффициент теплоотдачи от стенок воде, Вт/(м²*К).

Определение режима течения воды осуществляем по формуле:

,

где d₁= 0,025 м - наружный диаметр трубы;

н₁ = 1 м/сек - скорость воды;

с₁ = 998 кг/м³ -плотность воды;

м₁ = 1,005*10^-3 Па*с - вязкость воды при 20⁰С.

Значение Re > 10000, значит критерий Nu определяем по формуле:

,

Где El = 1,18 - поправочный коэффициент;

Pr - критерий Прандтля.

Для нагревающихся жидкостей:



где С_Р = 4,19 кДж/(кг*К) - удельная теплоемкость воды при 20⁰С;

л_В = 59,9*10^-2 Вт/(м*К) - коэффициент теплопроводности воды при 20⁰С;

Определяем режим течения этилена:

,

где d₂= 0,019 м - внутренний диаметр трубы;

н₂ = 10 м/сек - скорость газа;

с₂ = 1,26 кг/м³ -плотность этилена при 100⁰С;

м₂ = 0,013*10^-3 Па*с - вязкость этилена при 100⁰С.

Значение Re > 10000, то:

,

где El =1,1 - поправочный коэффициент;

0,028 - атомность этилена.

л_ЭТ = 0,267 Вт/(м²*К) - коэффициент теплопроводности этилена.

Вт/(м²*К)

3. Определяем расчетную площадь поверхности теплопередачи [8]:

где Q - тепловая нагрузка, кДж/час;

q - удельный тепловой поток, кДж/(м²*час).

q = К*?Т_СР,

где

- средняя разность температур

?Т_Б = t₁ -t₃ = 373 - 293 = 80К

?Т_М = t₂ -t₃ = 363 - 293 = 70К

Тогда

q = 781,25*75 = 5,86*10⁴ кДж/(м²*час)

Q = Q₁*3600 = 51527,63* 3600 = 18,5*10⁷ кДж/час,

Требуемая поверхность теплообмена - 384 м².

Выбираем холодильник циркуляционного газа одноходовой кожухотрубчатого типа:

Длина - 18205 мм;

Диаметр - 1981 мм;

Температура до 200 ⁰С;

Давление трубное - 3,1 МПа;

Давление межтрубное - 0,8 МПа;

Поверхность теплообмена 3500м².

2.8 Механический расчет [10]

Цель расчета - определить толщину стенки аппарата.

Исходные данные [9]

Рабочее давление Р=19,0кгс/см²

Рабочая температура

Среда: этилен, полиэтилен, водород.

Материал основных частей А52FP1

Для удобства расчета разделяем аппарат на части;

2.8.1 Расчет обечайки

Толщина стенки обечайки определяется по формуле

S=S_p+c;

S - толщина стенки обечайки;

S_p- расчетная толщина стенки обечайки;

с =2мм - прибавка на коррозию;

Расчетная толщина стенки обечайки определяется по формуле

;

Р =186,2*10⁴Па - рабочее давление;

D=4420мм - внутренней диаметр обечайки;

=20978,6*10⁴ Па - допустимое напряжение при расчетной температуре;

ц_р=0,95 - расчетный коэффициент прочности сварного шва;

мм;

S = 20.75+2=22.75мм;

Допустимое внутреннее избыточное давление рассчитывается по формуле (2.28).



;

-допустимое внутреннее избыточное давление;

Па;

2.8.2 Расчет эллиптического днища

Толщина стенки эллиптического днища определяется по формуле

S₁=S_1p+c;

S₁ - толщина стенки эллиптического днища;

S_1p- расчетная толщина стенки эллиптического днища;

Расчетная толщина стенки эллиптического днища рассчитывается по формуле

;

R=3473мм - радиус кривизны в вершине днища;

мм;

S₁=16,26+2=18,26мм;

Допустимое внутреннее избыточное давление определяем по формуле

;



-допустимое внутреннее избыточное давление;

Па;

2.8.3 Расчет полусферического днища

Толщина стенки полусферического днища находится по формуле

S₂=S_2p+c;

S₂ - толщина стенки полусферического днища;

S_2p- расчетная толщина стенки полусферического днища;

Расчетная толщина стенки полусферического днища определяется по формуле

;

R=0,5D=3658мм - радиус кривизны в вершине днища;

мм;

S₂=17,13+2=19,13мм;

Допустимое внутреннее избыточное давление находим по формуле

;

-допустимое внутреннее избыточное давление;

Па;

2.8.4 Расчет конической обечайки

Расчет гладкой конической обечайки без тороидального перехода определяем по формуле

D_k=D-1.4a₁Sinб;

S=18,6мм - толщина стенки конической обечайки;

D=6420мм - диаметр;

б - угол наклона стенки конической обечайки к стенки цилиндрической обечайки.

б=9,53°;

Определяем расчетную длину переходной части по формуле

;

;

D_к=6420-1,4*229,67*0,17=6365,34мм

Допустимое внутреннее избыточное давление находим по формуле

;

Па;



2.9 Энерготехнологические ресурсы

Расход энерготехнологических ресурсов для производства полиэтилена марки 276 представлен в таблице 2.7.

Таблица 2.7

Расход энерготехнологических ресурсов для производства полиэтилена марки 276

Энерготехнологические ресурсы	Единица измерения	Расход на 1 тонну полиэтилена
Оборотная вода	мі	65.0
Пар (14-17)кгс/смІ	Гкал	0.127
Пар (4-6)кгс/смІ	Гкал	0.053
Азот	мі	127.5
Воздух КИП	мі	26.5.
Воздух технологический	мі	6.0
Электроэнергия	кВт	486.0
Конденсат	т	-

2.10 Описание основного аппарата и режима его работы [3]

Реактор (поз.1).

Реактор предназначен для проведения газофазной полимеризации в псевдоожиженном слое в присутствии хроморганических катализаторов "S-9", представляет собой цилиндрический сосуд с расширенной верхней частью. Расширенная верхняя часть предотвращает унос псевдоожиженных частиц полиэтилена за счет снижения скорости газового потока. Внутри реактора на уровне нижнего фланца встроена решетка, которая служит для удержания слоя порошка полиэтилена. Решетка имеет 1360 отверстий диаметром 14,3 мм. Эти отверстия прикрыты металлическими уголками, которые предотвращают попадание порошка полиэтилена под решетку и улучшают распределение газа. Под решеткой установлен отбойный зонт, который служит для более равномерного распределения газа.

Для очистки внутренней поверхности, а также для проведения внутреннего осмотра реактора оборудован четырьмя люками-лазами. Каждый люк-лаз имеет вставной стакан, необходимый для сглаживания внутренней поверхности реактора и предотвращения скопления порошка полиэтилена в полости люка-лаза, его спекания и образования агломерата.

Давление в реакторе (поз.1) поддерживается на заданном уровне путем изменения степени открытия клапана, установленного на линии подачи свежего этилена. При превышении давления избыток газа сбрасывается через клапан на факел.

Для контроля температуры по всей высоте реактора (поз.1) предусмотрены датчики температуры, регистрирующие температуру зон на многоточечном самописце. Предусмотрены также термокарманы для проведения контрольных замеров температуры в различных точках реактора. Для охлаждения циркуляционного газа на линии нагнетания компрессора (поз.10) предусмотрен водяной холодильник (поз.4).

Производительность реактора регулируется количеством подаваемого катализатора путем изменения скорости вращения ротора питателя поз.6.

Характеристика реактора (поз.1) представлена в таблице 1.1.

Таблица 2.8

Характеристика реактора (поз. 1)

Общая высота	26300 мм
Диаметр цилиндрической части	4420 мм
Диаметр расширенной части	7316 мм
Объем	539 м3
Давление расчетное	23,9 кгс/см2
Давление рабочее	не более 19,0 кгс/см2
Температура расчетная	минус 47-150°С
Температура рабочая	90-112°С



2.11 Технологический контроль производства

Наименование места измерения параметров, средства контроля и контролируемые параметры представлены в таблице 2.9.

Таблица 2.9

Технологический контроль

Наименование места измерения параметра	Контролируемый параметр	Нормы	Средства контроля
Реактор	Давление	2,14 Мпа	Датчик давления
	Температура	112єС	Датчик температуры бесшкальный
	Уровень	11,5м	Датчик уровня бесшкальный
Компрессор рециклового газа	Давление	1,9-2,1 Мпа	Датчик давления
	Температура	112єС	Прибор показывающий
	Расход	400000-640000кг/ч	Датчик перепада давления
Емкость для катализатора	Давление	Не более 3,1 Мпа	Датчик давления
Емкость для выгрузки продукта	Давление	1,0-21,4 кгс/смІ	Датчик давления
Продувочная емкость для продукта	Давление	0,1-0,9 кгс/смІ	Манометр
	Уровень	Не более 80%	Датчик уровня

2.12 Перечень оборудования

Перечень оборудования приведен в таблице

Таблица 2.10

Перечень оборудования

Наименование оборудования	Технические характеристики	Значения технических характеристик
1	2	3
Реактор (поз.1)	Материал	Сталь высокотемпературная легированная
	Общая высота	26300мм
	Объем	539мі
	Диаметр расширенной части	7316мм
	Диаметр цилиндрической части	4420мм
	Давление расчетное	2,39МПа
	Давление рабочее	Не более 1,9МПа
	Температура расчетная	Минус 47-150°С
	Температура рабочая	90-112°С
Емкость для выгрузки продукта (поз.2)	Материал	Сталь высокотемпературная легированная
	Объем	4,2 м3
	Диаметр	813 мм
	Высота цилиндрической части	7710 мм
	Общая высота	9431 мм
	Рабочее давление	0,35-19,0 кгс/см2
	Расчетное давление	23,9 кгс/см2
	Рабочая температура	90-112°С
	Расчетная температура	минус 47-150°С
	Фильтрующая поверхность фильтров	1, 68 м2
Продолжение таблицы
Продувочная емкость для продукта (поз.3)	Материал	Сталь высокотемпературная легированная
	Диаметр верхней части	1320 мм
	Диаметр средней части	2000 мм
	Высота	7665 мм
	Объем	14,8 м3
	Давление рабочее	не более 0,98 кгс/см2
	Давление расчетное	23,9 кгс/см2
	Температура рабочая	90-112°С
	Температура расчетная	минус 47-140°С
	Фильтрующая поверхность	22,7 м2
Водяной холодильник (позиция 4).	Материал	Сталь высокотемпературная легированная, ребра из алюминия
	Общая поверхность теплообмена	7388 м2
	Длина	12600 мм
	Ширина	7730 мм
	Высота	2755 мм
	Плотность воды	998 кг/м3
	Вязкость воды	1,005*10 3 кгс/см2
	Скорость воды	1 м/с
	Наружный диаметр трубы	0,025 м
	Температура умягченной воды в нормальных условиях	293 К
	Материал	Сталь высокотемпературная легированная
	Диаметр	585 мм
Резервуар для катализатора (поз.5)	Высота	5250 мм
	Давление расчетное	37,4 кгс/см2
	Давление рабочее	не более 31 кгс/см2
	Температура расчетная	минус 47-70°С
	Температура рабочая	минус 47-40°С
	Внутренний диаметр	381-199 мм
	Общая длина	1670 мм
	Давление расчетное	3,74 МПа
	Температура расчетная	минус 47-70°С
Уравнительная емкость сдувочного этилена (поз.9)	Рабочее давление	не более 3 кгс/см3
	Расчетная температура	минус 40-100°
	Рабочая температура	не более 90°С
	Расчетное давление	10 кгс/см2
	Диаметр	3 м
	Объем	100 м3



3. Автоматизация и автоматизированные системы управления

Автоматизация - это наука об общих принципах и методах построения автоматических систем, т.е. систем выполняющих поставленные перед ними цели без непосредственного участия оператора.

Автоматизация приводит к улучшению основных показателей эффективности производства: увеличению количества, улучшению качества и снижению себестоимости выпускаемой продукции, повышению производительности труда. Внедрение автоматических устройств обеспечивает уменьшение затрат сырья и энергии.

Внедрение специальных автоматических устройств способствует безаварийной работе оборудования, исключает случаи травматизма, предупреждает загрязнения атмосферного воздуха и водоемов промышленными отходами.

Автоматическая защита процесса полимеризации от аварийных режимов при повышении температуры в реакторе осуществляется контуром 1, который состоит из термометра сопротивления (поз. 1-1) ТСП-1193, моста показывающего (поз. 1-2) КСМ4 модель 42.563.50.280 находящегося на щите, электропневматического преобразователя П1ПР5 с выходным пневматическим сигналом (поз. 1-3) и отсечного клапана (поз. 1-4). При повышении температуры в реакторе до 117°С открывается клапан (поз. 1-4) и в реактор поступает азотно-кислородная смесь, что вызывает прекращение реакции.

Контур 2 регулируют давление в реакторе. При повышении давления в реакторе пневматический сигнал с бесшкального манометра (поз. 2-1) передается на вторичный прибор (поз. 2-2) с него на пропорционально- интегральный регулятор (поз. 2-3) и затем на регулирующий клапан (поз. 2-4) 25с50нж.

Расход в трубопроводе этилена измеряется и регулируется контуром 3. Первичным датчиком служит камерная диафрагма (поз. 3-1) ДК25-200, пневматический сигнал с бесшкального дифманометра (поз. 3-2) ДС-П поступает на вторичный прибор (поз. 3-3) ПВ10.1П, затем на пропорционально-интегрального регулятора (поз. 3-4) ПР3.21 и расход регулируется открытием, закрытием клапана с пневматическим приводом (поз. 3-5) 25с48нж.

Расход в трубопроводе водорода измеряется и регулируется контуром 4, который состоит из камерной диафрагмы (поз. 4-1) ДК16-50, бесшкального сильфонного дифманометра с выходным пневматическим сигналом (поз. 4-2) ДС-П, вторичного показывающего, самопишущего прибора (поз. 4-3) ПВ10.1П, пропорционально-интегрального регулятора (поз. 4-4) ПР3.21 и регулирующего клапана (поз. 4-5) 25с30нж открытием закрытием которого можно регулировать расход в трубопроводе.

Расход сдувок из реактора измеряется контуром 5, который состоит из камерной диафрагмы (поз. 5-1) ДК25-200, бесшкального сильфоннаго дифманометра (поз. 5-2) ДС-П с пневматическим выходным сигналом и вторичного показывающего прибора (поз. 5-3) ПВ10.1П.

Температура на всасе компрессора измеряется контуром 6. Он состоит из термометра сопротивления (поз. 6-1) ТСП-1193 и моста показывающего (поз. 6-2) КСМ4 42.130.50.204.

Давление на всасе компрессора измеряется контуром 7, который состоит из бесшкального сильфонного манометра с выходным пневматическим сигналом (поз 7-1) МС-П2 9124 и вторичного показывающего прибора (поз. 7-2) ПВ10.1П.

Автоматическая защита процесса полимеризации от аварийных режимов при повышении расхода этилена на всасе компрессора осуществляется контуром 8. Контур 8 состоит из диафрагмы бескамерной (поз. 8-1) ДБ10-800, бесшкального сильфонного дифманометра с выходным электрическим сигналом (поз. 8-2) ДС-Э, потенциометра показывающего сигнализирующего с двухпозиционным регулятором (поз. 8-3) КСП-4 41.563.50.180, электропневматическим преобразователем (поз. 8-4) П1ПР5 с выходным пневматическим сигналом и отсечного клапана (поз. 1-3). При повышении расхода этилена открывается клапан (поз. 1-3) и в реактор поступает азотно-кислородная смесь, что вызывает прекращение реакции.

Давление на линии нагнетания измеряется контуром 9. Он состоит из бесшкального сильфонного манометра с выходным пневматическим сигналом (поз. 9-1) МС-П2 9124 и вторичного показывающего прибора (поз. 9-2) ПВ10.1П.

Температура на линии нагнетания измеряется контуром 10, который состоит из термометра сопротивления (поз. 10-1) ТПС-1193 и моста показывающего (поз. 10-2) КСМ-4 42.130.50.204.

Давление продувочной емкости измеряется и регулируется контуром 11. Контур 11 состоит из бесшкального сильфонного манометра (поз. 11-1) МС-П1 9121, вторичного показывающего прибора (поз. 11-2) ПВ10.1П, пропорционально-интегрального регулятора (поз. 11-3) ПР3.21 и регулирующего клапана (поз. 11-4) 25ч32нж, открытие закрытие которого регулирует давление в продувочной емкости.

Уровень в продувочной емкости измеряется и регулируется контуром 12, который состоит из буйкового уровнемера с выходным пневматическим сигналом (поз. 12-1) УБ-ПВ, вторичного показывающего прибора (поз. 12-2) Пв10.1П, пропорционально-интегрального регулятора (поз. 12-3) ПР3.21 и регулирующего клапана с пневматическим приводом (поз. 12-4) 25ч32нж. Если продувочная емкость заполняется до уровня 6400 мм, то открывается клапан (поз. 12-4).

Давление в емкости для продукта измеряется и регулируется контуром 13. Он состоит из бесшкального пружинного манометра (поз. 13-1) МП-П2 9112, вторичного показывающего прибора (поз. 13-2) ПВ10.1П, пропорционально-интегрального регулятора (поз. 13-3) ПР3.21 и регулирующего клапана с пневматическим приводом (поз. 13-4) 25с48нж. При повышении давления в емкости для продукта сброс осуществляется открытием клапана (поз. 13-4).

Давление в емкости для продукта измеряется и регулируется контуром 14. Он состоит из бесшкального пружинного манометра (поз. 14-1) МП-П2 9112, вторичного показывающего прибора (поз. 14-2) ПВ10.1П, пропорционально-интегрального регулятора (поз. 14-3) ПР3.21 и регулирующего клапана с пневматическим приводом (поз. 14-4) 25с48нж. При повышении давления в емкости для продукта сброс осуществляется открытием клапана (поз. 14-4).

Давление в емкости для катализатора измеряется и регулируется контуром 15. Он состоит из бесшкального пружинного манометра (поз. 15-1) МП-П2, вторичного показывающего прибора (поз. 15-2) ПВ10.1П, пропорционально-интегрального регулятора (поз. 15-3) ПР3.21 и регулирующего клапана с пневматическим приводом (поз. 15-4) 25с40нж. При повышении давления в емкости для катализатора сброс осуществляется открытием клапана (поз. 15-4).

В таблице 3.1 представлены аппараты и измеряемые параметры.

Таблица 3.1

Аппараты и измеряемые параметры

Аппарат	Измеряемые параметры
	Давление	Температура	Уровень	Расход
1	2	3	4	5
Этилен в реактор	-	-	-	+
Водород в реактор	-	-	-	+
Реактор	+	+	-	-
Циркуляционный газ после холодильника	-	+	-	-
Сдувка этилена из реактора	-	-	-	+
Компрессор всас	+	+	-	+
Компрессор нагнетание	+	+	-	-
Емкость для продукта	+	-	-	-
Продувочная емкость	+	-	+	-
Резервуар для катализатора	+	-	-	-

На основании таблицы 3.1 составляем таблицу 3.2, в которой для каждого из аппаратов должны быть указаны параметры, предельные значения и вид автоматизации.

Таблица 3.2

Аппараты, параметры, предельные значения и вид автоматизации

Аппарат (параметр)	Предельное значение	Вид автоматизации
		Регулиро-вание	Измере-ние	Сигнали-зация	Защита
1	2	3	4	5	6
Этилен в реактор
Расход	14000 кг/ч	+	+
Водород в ректор
Расход	25 кг/ч	+	+
Реактор
Давление	2,14 МПа	+	+	+
Температура	117 єС		+	+	+
Циркуляционный газ после холодильника
Температура	112 єС	+	+	+
Сдувка этилена из реактора
Расход	6500 кг/ч	+	+
Компрессор всас
Давление	1,9 МПа		+
Температура	112єС		+
Расход	320000 кг/ч		+	+	+
Компрессор нагнетание
Давление	2,0 МПа		+
Температура	112 єС		+
Емкость для продукта
Давление	0,47 МПа	+	+	+
Продувочная емкость
Давление	0,098 МПа	+	+	+
Уровень	6400мм	+	+
Резервуар для катализатора
Давление	3,1 Мпа	+	+

Спецификация на приборы и аппаратуру приведена в таблице 3.3.

Таблица 3.3 - Спецификация приборов и аппаратуры

Поз.	Наимено-вание парамет-ра	Предель- ное значе- ние	Место установки	Наименование и характеристика	Тип, модель	Кол-во	Завод изготови-тель	Примеча-ния
						на 1 ап-па-рат	на все
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1-1	Температура в реакторе	117єС	На реакторе	Термометр сопротивления, предел измерения 0-500°С, условное давление 40 кгс/см2, материал - сталь 20, градуировка - 21.	ТСП-1193	1	1	«Львов-прибор», г. Львов	11 [11]
1-2		-//-	На щите	Мост показывающий, сигнализирующий с выходным электрическим сигналом.	КСМ4 42.563.50.280	1	1	«Мано-метр», г. Москва	96 [12]
1-3		-//-	На ПВ10.1П	Пропорционально - интегральный регулятор, предел пропорциональности 2-3000%	ПР3.21	1	1	«Тизпри-бор», г. Москва	272 [12]
1-4		-//-	На трубопрово-де азотно-кислородной смеси	Клапан отсечной с пневматическим приводом, Ду = 50мм.	22с79нж	1	1	Завод «Красный профин-терн», Гусь - Хруста-льный
2-1	Давление в реакторе	2,14 МПа	На реакторе	Манометр сильфонный бесшкальный с выходным пневматическим сигналом, предел измерения 0-25кгс/см2.	МС-П2 9124	1	1	«Мано-метр», г. Москва	38 [12]
2-2		-//-	на щите	Вторичный одноканальный показывающий и регистрирующий прибор (миллиамперметр). Вх. (4-20) mA, k = 0,5	А542-068	1	1	«Теплоприб.» г. Челябинск
2-3		-//-	На ПВ10.1П	Пропорционально - интегральный регулятор, предел пропорциональности 2-3000%	ПР3.21	1	1	«Тизпри-бор», г. Москва	272 [12]
Продолжение таблицы 3.3
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
2-4		-//-	На трубопрово-де отработанного газа	Клапан, регулирующий с пневмоприводом для неагрессивных сред на условное давление до 64 кгс/см2, Ду = 200мм.	25с50нж	1	1	Завод «Красный профин-терн», Гусь - Хруста-льный	289
3-1	Расход в трубопроводе этилена	14000 кг/ч	На трубопрово-де этилена	Диафрагма камерная на условное давление до 25 кгс/см2, диаметр условного прохода 200мм.	ДК25-200	1	1	«Тепло-конт-роль», г. Казань	71
3-2		-//-	По месту	Дифманометр сильфонный бесшкальный с выходным пневматическим сигналом.	ДС-П	1	1	«Тепло-прибор», г. Рязань	46
3-3		-//-	На щите	Вторичный показывающий самопишущий прибор, шкала 0-15000кг/ч, класс точности 1.	ПВ10.1П	1	1	«Тизпри-бор», г. Москва	113
3-4		-//-	На ПВ10.1П	Пропорционально - интегральный регулятор, предел пропорциональности 2-3000%	ПР3.21	1	1	«Тизприбор», г. Москва	272
3-5		-//-	На трубопро- воде этилена	Клапан, регулирующий с пневмоприводом, для неагрессивных сред на условное давление 64 кгс/см2, Ду = 200.	25с48нж	1	1	Завод «Красный профин-терн», Гусь - Хруста-льный	289
4-1	Расход в трубопроводе водорода	25 кг/ч	На трубопро- воде водо-рода	Диафрагма камерная на условное давление до 16 кгс/см2, диаметр условного прохода 50мм.	ДК16-50	1	1	«Тепло-конт-роль», г. Казань	71
4-2		-//-	По месту	Дифманометр сильфонный бесшкальный с выходным пневматическим сигналом.	ДС-П	1	1	«Тепло-прибор», г. Рязань	46
4-3		-//-	На щите	Вторичный показывающий самопишущий прибор, шкала 0-30 кг/ч, класс точности 1.	ПВ10.1П	1	1	«Тизпри-бор», г. Москва	113
4-4		-//-	На Пв10.1П	Пропорционально - интегральный регулятор, предел пропорциональности 2-3000%	ПР3.21	1	1	«Тизпри-бор», г. Москва	272
4-5		-//-	На трубопрово-де водорода	Клапан, регулирующий для неагрессивных сред на условное давление до 16 кгс/см2, Ду = 50мм.	25с30нж	1	1	Завод «Красный профин-терн», Гусь - Хруста-льный	289
5-1	Расход сдувок из реактора	6500 кг/ч	На трубопро- воде сду-вок из реак-тора	Диафрагма камерная на условное давление до 25 кгс/см2,, диаметр условного прохода 200мм.	ДК25-200	1	1	«Теплоконтроль» г. Казань	71
5-2		-//-	По месту	Дифманометр сильфонный бесшкальный с выходным пневматическим сигналом.	ДС-П	1	1	«Теплоприбор», г. Рязань	46
5-3		-//-	На щите	Вторичный показывающий самопишущий прибор	ПВ10.1П	1	1	«Тизприбор», г. Москва	113
6-1	Температура на всасе компрессора	112єС	На всасе компрессора	Термометр сопротивления, предел измерения 0-500°С, условное давление 40 кгс/см2, материал - сталь 20, градуировка - 21.	ТСП-1193	1	1	«Львовприбор», г. Львов	11 [2]
6-2		-//-	На щите	Мост показывающий, шкала 0-150°С, класс точности 0,5.	КСМ4 42.130.50.204	1	1	«Манометр», г. Москва	95
7-1	Давление на всасе компрессора	1,9 МПа	На всасе компрессора	Манометр сильфонный бесшкальный с выходным пневматически сигналом, предел измерения 0-25 кгс/смІ.	МС-П2 9124	1	1	«Мано-метр», г. Москва	38
7-2		-//-	На щите	Вторичный показывающий самопишущий прибор, шкала 0-2,5 МПа, класс точности 1.	ПВ4.2П	1	1	«Тизпри-бор», г. Москва	112
8-1	Расход этилена на всасе компрессора	320000 кг/ч	На всасе компрессора	Диафрагма бескамерная условный проход 800, условное давление 10 кгс/см2.	ДБ10-800	1	1	«Тепло-конт-роль», г. Казань	72
8-2		-//-	По месту	Дифманометр бесшкальный сильфонный с выходным электрическим сигналом.	ДС-Э	1	1	«Теплоприбор», г. Рязань	46
8-3		-//-	На щите	Потенциометр показывающий, сигнализирующий с двухпозиционным регулятором.	КСП-4 41.563.50.180	1	1	«Мано-метр», г. Москва».	96
8-4		-//-	За щитом	Электропневматический преобразователь с выходным пневматическим сигналом 0,2-1 кгс/см2.	П1ПР5	1	1	Усть-ка-менагорский завод приборов	314
9-1	Давление на линии нагнетания компрессора	2,0 МПа	На линии нагнетании компрессора	Манометр бесшкальный сильфонный с выходным пневматическим сигналом, предел измерения 0-25 кгс/см2.	МС-П2 9124	1	1	«Мано-метр», г. Москва».	38
9-2		-//-	На щите	Вторичный показывающий самопишущий прибор, шкала 0-2,5 МПа, класс точности 1.	ПВ10.1П	1	1	«Тизпри-бор», г. Москва	113
10-1	Температура на линии нагнетания компрессора	112єС	На линии нагнетания компрессора	Термометр сопротивления, предел измерения 0-500°С, условное давление 40 кгс/см2, материал - сталь 20, градуировка - 21.	ТПС-1193	1	1	«Львов-прибор», г. Львов	11 [2]
10-2		-//-	На щите	Мост показывающий, шкала 0-150°С, класс точности 0,5.	КСМ-4 42.130.50.204	1	1	«Манометр», г. Москва	95
11-1	Давление в продувочной емкости	0,098 МПа	На продувочной емкости	Манометр бесшкальный сильфонный с выходным пневматическим сигналом, предел измерения 0-0,4кгс/см2	МС-П1 9121	1	1	«Манометр», г. Москва	38
11-2		-//-	На щите	Вторичный показывающий самопишущий прибор, шкала 0-1МПа, класс точности 1.	ПВ10.1П	1	1	«Тизприбор», г. Москва	113
11-3		-//-	На ПВ10.1П	Пропорционально - интегральный регулятор, предел пропорциональности 2-3000%	ПР3.21	1	1	«Тизприбор», г. Москва	272
11-4		-//-	На трубопрово-де отработанного газа	Клапан, регулирующий с пневматическим приводом для неагрессивных сред на условное давление до 16 кгс/см2, Ду = 20мм.	25ч32нж	1	1	Завод «Красный профин-терн», Гусь - Хруста-льный	289
12-1	Уровень в продувочной емкости	6400мм	На продувочной емкости	Буйковый уровнемер с выходным пневматически сигналом, допускаемое избыточное рабочее давление 40 кгс/см2.	УБ-ПВ	1	1	«Тепло-прибор», г. Рязань.	77
12-2		-//-	На щите	Вторичный показывающий самопишущий прибор, шкала 0-, класс точности 1.	ПВ10.1П	1	1	«Тизпри-бор», г. Москва	113
12-3		-//-	На ПВ10.1П	Пропорционально - интегральный регулятор, предел пропорциональности 2-3000%	ПР3.21	1	1	«Тизпри-бор», г. Москва	272
12-4		-//-	На трубопрово-де полиэтилена	Клапан, регулирующий с пневматическим приводом для неагрессивных сред на условное давление 16 кгс/см2, Ду = 200.	25ч32нж	1	1	«Киев-арматура»	289
13-1	Давление в емкости для продукта	4,7 МПа	На емкости для продукта	Манометр бесшкальный пружинный с выходным пневматическим сигналом, предел измерения 0-60кгс/см2.	МП-П2 9112	1	1	«Мано-метр», г. Москва	39
13-2		-//-	На щите	Вторичный показывающий самопишущий прибор, шкала 0-5 МПа, класс точности 1.	ПВ10.1П	1	1	«Тизпри-бор», г. Москва	113
13-3		-//-	На ПВ10.1П	Пропорционально - интегральный регулятор, предел пропорциональности 2-3000%	ПР3.21	1	1	«Тизпри-бор», г. Москва	272
13-4		-//-	На трубопрово-де отработанного газа	Клапан, регулирующий с пневматическим приводом для неагрессивных сред на условное давление 64 кгс/см2, Ду=20мм.	25с48нж	1	1	Завод «Красный профинтерн», Гусь - Хрустальный	289
14-1	Давление в емкости для продукта	4,7 МПа	На емкости для продукта	Манометр бесшкальный пружинный с выходным пневматическим сигналом, предел измерения 0-60кгс/см2.	МП-П2 9112	1	1	«Мано-метр», г. Москва	39
14-2		-//-	На щите	Вторичный показывающий самопишущий прибор, шкала 0-5 МПа, класс точности 1.	ПВ10.1П	1	1	«Тизпри-бор», г. Москва	113
14-3		-//-	На ПВ10.1П	Пропорционально - интегральный регулятор, предел пропорциональности 2-3000%	ПР3.21	1	1	«Тизприбор», г. Москва	272
14-4		-//-	На трубопрово-де отработанного газа	Клапан, регулирующий с пневматическим приводом на условное давление до 64 кгс/см2, Ду = 20мм.	25с48нж	1	1	Завод «Красный профин-терн», Гусь - Хруста-льный	289
15-1	Давление в емкости для катализатора	3,1 МПа	На емкости для катализатора	Манометр бесшкальный пружинный с выходным пневматическим сигналом, предел измерения 0-40 кгс/см2.	МП-П2 9112	1	1	«Мано-метр», г. Москва	39
15-2		-//-	На щите	Вторичный показывающий самопишущий прибор, шкала 0-5 МПа, класс точности 1.	ПВ10.1П	1	1	«Тизпри-бор», г. Москва	113
15-3		-//-	На ПВ10.1П	Пропорционально - интегральный регулятор, предел пропорциональности 2-3000%	ПР3.21	1	1	«Тизпри-бор», г. Москва	272
15-4		-//-	На трубо-прово-де отработан-ного газа	Клапан, регулирующий с пневматическим приводом на условное давление 40 кгс/см2, Ду = 20мм.	25с40нж	1	1	Завод «Красный Профин-тер»	289

технология полиэтилен низкий давление



4. Строительно-монтажная часть [13,14]

4.1 Исходные данные географические и климатические

Площадка производства расположена в северо-западном промышленном узле города Казани. Проектируемое производство расположено на резервной территории ОАО «Казаньоргсинтез» в 26 квартале, которая расположена на не пригодных для сельского хозяйства землях.

Среднегодовая температура - 2,8єС;

Абсолютный минимум - минус 47

Абсолютный максимум - плюс 38

Температура воздуха в помещении - 20-22єС;

Ветровая нагрузка - 35 кг/м²;

Температура наиболее холодной пятидневки - минус 32єС;

Температура наиболее холодных суток - минус 36єС;

Число дней со среднесуточной температурой воздуха 0єС и ниже - 156;

Зона влажности - нормальная (СНиП 23-02-2003)

Количество осадков в год - 562 мм;

Максимальная глубина промерзания грунта - 1,8 м;

Район строительства производства относиться ко IIВ климатическому району (СНиП 23-01-99) , к III дорожно - климатической зоне. Климат континентальный с колебаниями средне-месячной температур воздуха до 38єС. Рельеф площадки относительно ровный, с небольшим уклоном.

Ветровой район - II. Преобладающими ветрами являются ветры южного и юго-восточного направлений в зимнее время, а в летнее северо-западного и северного направлений.

Литологический разрез площадки производства сверху вниз следующий:

· Почвенно-растительный слой 0,2-0,5 м;

· Суглинок желтовато-коричневый, мощностью 0,7-2,5 м;

· Песок мелкий, желтый, средней плотности.

Грунтовые воды до глубины 15 м скважинами не вскрыты.

4.2 Характеристика производственного процесса

Производство полиэтилена низкого давления относится к взрывоопасным производствам.

Вода для производственных целей берется из промышленной сети.

Освещение производиться через оконные проемы, в вечернее время искусственным освещением.

Вентиляция приточно-вытяжная.

4.3 Режим производства

Режим работы трехсменный.

Списочный состав 42 человека из них: женщин - 10 человек, мужчин - 32 человека. В том числе в первой смене (самой многочисленной) 17 человек из них: 4 женщины, 13 мужчин.

4.4 Объемно-планировочное и конструктивное решение здания

Отделение реакции состоит из открытой этажерки для обслуживания реакторов и холодильников и отапливаемого помещения компрессорной и отделения газодувок. Здание состоит из одноэтажной компрессорной с пристроенной двухэтажной частью, в которой размещены помещения воздуходувок и вспомогательные помещения. Степень огнестойкости - II, класс сооружения - II.

Компрессорная оборудована мостовым краном грузоподъемностью 2,5 тонны. Компрессорная по взрывной опасности относиться к категории А. Снижение действия взрывной волны обеспечивается оконным остеклением и панелями из профильного стекла. По периметру здания имеется асфальтированная отмостка шириной 750 мм, толщиной 25мм, по щебеночному основанию толщиной 100мм.

Фундаменты приняты монолитные железобетонные столбчатые.

Ленточные фундаменты из блоков по серии 1.116-1.

Кровля здания - рулонная: для скатных - 3 слоя, для плоских - 4 слоя рубероида на битумной мастике.

Остекление принято по серии ПР-05-50/73 и панели из профильного стекла по серии I.436-8. Стеновые панели толщиной 200мм. Колонны одноэтажной части по серии КЭ-01-49в.III. Кровельные балки по серии ПК-01-06в8^х. Каркас двухэтажной части по серии ПП 20-I/70.

Открытая площадка имеет бетонное покрытие и по периметру бетонный бортик высотой 150мм. Каркас постамента под реакторы связной, стальной, с рабочими и обслуживающими площадками, лестницами и переходными мостиками на эстакаду под холодильниками. Высота постамента 23 700м. Эстакада под холодильные установки - стальная. Устойчивость обеспечивается стальными горизонтальными и вертикальными связями. Между постаментом и эстакадой под холодильниками размещаются отдельно стоящие опоры под трубопроводы.

Санитарная техника: отопление паровое, вентиляция приточная, вытяжная и аварийная, кратность воздухообмена -9. Источником водоснабжения является заводская коммуникация.

Данные о количестве работающих для расчета бытовых помещений приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Количество работающих

Количество работающих	Всего	Мужчин	Женщин
Списочный состав	56	45	11
Количество работников в самой многочисленной смене	17	13	4

Данные расчета бытовых помещений приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2

Данные расчета бытовых помещений и устройств

Наименование	Характеристика помещений	Количество
		Для мужчин	Для женщин	Всего
Гардероб	Двойной закрытый шкаф для верхней и рабочей одежды	45	11	56
Душевая	Количество сеток	4	2	6
Умывальники	Количество сеток	3	2	5
Туалеты	Количество унитазов	3	2	5



5. Безопасность жизнедеятельности [15]

5.1 Характеристика объекта

Производство полиэтилена низкого давления непрерывным газофазным способом в псевдоожиженном слое, производительностью 198000т/год. В качестве основного исходного сырья используется этилен. Этилен и водород способны образовывать взрывоопасные смеси с кислородом. Для подавления процесса полимеризации применяется окись углерода или азотно-кислородная смесь.

Площадка располагается в северо-западном промышленном узле города Казани. Проектируемое производство находится на резервной территории ОАО «Казаньоргсинтез», которая не пригодна для сельского хозяйства.

Отделение полимеризации состоит из открытой этажерки для обслуживания реакторов и холодильников и отапливаемого помещения компрессорной и отделения газодувок. Здание состоит из одноэтажной компрессорной с пристроенной двухэтажной частью, в которой размещено помещение воздуходувок. Размер наружной установки примыкающей к зданию 31,75*54,3м. Размер здания 90,3*18,0м, высота 14,4 м. Высота первого этажа отделения газодувок 7,2 м. Степень огнестойкости - II, класс сооружения - II.

5.2 Характеристика веществ, применяемых на объекте

Характеристика применяемых на объекте веществ представлена в таблице 5.1.



Таблица 5.1

Характеристика применяемых на объекте веществ

Наимено-вание вещества	Агрегатное состояние	Пределы распространения пламени, %	Температура самовоспламенения, єС	ПДК, мг/м3	Класс опасности	Характер воздействия на человека
		Нижний	Верхний
1	2	3	4	5	6	7	8
Этилен	Газ	2,8	36,35	427	100	4	Действует как наркотик
Водород	Газ	4	75	510	-	4	Физиологически инертен
Оксид углерода	Газ	12,5	74	605	20	4	Оказывает токсическое действие, вызывает головную боль, рвоту, учащенный пульс, судороги
Катализатор S-9	Твердое вещество	Пожаро-взрывоопасен, но температура воспламенения не установлена	0,01	1	Длительное вдыхание вызывает силикоз
Порошок полиэтилена	Твердое			340-352	10	4	Не токсичен
Азот	Газ	Не горюч, не взрывоопасен	-	-	Нетоксичен. Накопление азота в закрытом пространстве вызывает явление кислородной недостаточности, удушье

Вывод на объекте используются как взрывоопасные, так и невзрывоопасные вещества, токсичные, независимого действия и не токсичные.

5.3 Категорирование помещений по взрывопажароопасности [16]

Этилен используется как на наружной установке так и в помещении компрессорной, поэтому необходимо рассчитать категорию компрессорной и наружной установки.

Компрессорная

В помещении компрессорной при аварии отключение запорной арматуры происходит в ручную за время равное 300 секунд.

, КПа;

Р_о = 2*10³ КПа - начальное давление;

m = 53340кг - масса горючих газов, попавших в помещение в результате аварии;

Z = 0,5 - коэффициент участия горючего газа во взрыве;

V = 66,3*18*12,6=15036,84м³ - объем помещения;

V_св = V*0.8 =12029,472 м³ - свободный объем помещения;

с_в = 1,2 КДж/кг*К - плотность воздуха;

С_в = 1,01 КДж/кг*К- удельная теплоемкость воздуха;

Т_о = 295К - начальная температура в помещении;

К_н = 3 - коэффициент учитывающий необратимость процесса горения;

m = W*t, кг;

W = 640000кг/ч = 177,8 кг/с - производительность компрессора;

t = 300с - время закрытия запорного устройства;

m =177,8*300 = 53340 кг;

, КПа;

Так как КПа, по помещение компрессорной относиться к категории А.

Наружная установка

При аварии происходит разгерметизация реактора с выделением всего содержимого в окружающую среду. Расчет делаем по этилену.

V_г = 539м³ - объем газа в аппарате;

Р = 22 атм - давление в аппарате;

М = 28 гр/моль - молярная масса газа;

t = 385К - температура газа в аппарате;

Определяем плотность газа при рабочих условиях:

Определяем плотность газа при нормальных условиях:

m = V*с - масса газа вышедшего из реактора;

m = 539*20,386 = 1,099*10⁴кг;

Приведенная масса газа



Q_о = 4.52*10⁶ Дж/кг - константа;

Q = 50392*10³ Дж/кг - теплота сгорания этилена;

Z = 0,1 - коэффициент участия во взрыве;

=183,27КПа

Расчетное избыточное давление превышает 5КПа, следовательно, наружная установка относиться к категории А.

Категорирование помещений по взрывопажароопасности представлено в таблице 5.2.

Таблица 5.2

Категорирование помещений по взрывопажароопасности

Наименование производственных зданий, помещений, наружных установок	Категория взрывопожарной и пожарной опасности помещений и зданий (НПБ 105-03)	Классификация взрывоопасных зон внутри и вне помещений для выбора и установки электрооборудования по ПУЭ
		Класс взрывоопасной зоны	Категория и группа взрывоопасных смесей	Наименование веществ, определяющих категорию и группу взрывоопасных смесей
1	2	3	4	5
Наружная установка	А	В-1г	IIВ Т2	Этилен, водород
Компрессорная	А	В-1а	IIВ Т2	Этилен, водород

5.4 Перечень опасных и вредных факторов, присущих объекту

Технологический процесс получения полиэтилена низкого давления газофазным методом протекает в условиях сравнительно высоких температур и давлений.

Пожаровзрывоопасность, т.к. на объекте используется пожаровзывоопасные вещества (см. таблицу 5.1).

Токсичность, т.к. используются токсичные вещества (см. таблицу 5.1).

Опасность поражения электрическим током, так как к объекту подводится электрический ток напряжением 380 В.

Опасность поражения разрядами статического электричества, т.к. на объекте присутствуют вещества-диэлектрики, способные подвергаться электризации с образованием опасных потенциалов.

Опасность получения термических ожогов, т.к. на объекте используются высокие температуры.

Вредное влияние шума и вибрации, т.к. на объекте имеются агрегаты, работа которых сопровождается шумом и вибрацией. Источником шума и вибрации производства являются электродвигатели, трубопроводы, вентиляционные и компрессорные установки.

Опасность механического травмирования, т.к. на объекте используются вращающиеся и движущиеся части агрегатов, работа персонала на высоте.

5.5 Метеоусловия на производственной площадке

Район производства относиться ко II климатическому району. Климат континентальный с колебаниями средне-месячной температур воздуха до 38єС. Ветровой район - II, 35 кг/м².

Температура в помещении - 20-22єС;

Относительная влажность воздуха - 60-30%;

Уровень звука - не более 80;

Разряд работ - IV;

Освещенность на рабочей поверхности - не менее 150 лк;

5.6 Разработка защитных мероприятий

Наименование производственных зданий, помещений, наружных установок, категория взрывопожарной и пожарной опасности помещений и зданий (НПБ 105-03), средства пожаротушения представлены в таблице 5.3.

Таблица 5.3

Наименование производственных зданий, помещений, наружных установок, категория взрывопожарной и пожарной опасности помещений и зданий (НПБ 105-03), средства пожаротушения

Наименование производственных зданий, помещений, наружных установок	Категория взрывопожарной и пожарной опасности помещений и зданий (НПБ 105-03)	Средства пожаротушения
1	2	3
Наружная установка	А	Песок
		Лафетная установка пожаротушения
Компрессорная	А	Дренчерная водопенная установка пожаротушения

Для защиты организма от возможности отравления этиленом, окисью углерода применяют индивидуальные противогазы БКФ. Работы в среде азота и при высоком содержании водорода необходимо вести в шланговом противогазе ПШ-1 или ПШ-2.

Для защиты от пыли применяют респираторы Ф-62Ш (при работе с катализаторами).

Источником шума и вибрации производства являются электродвигатели, трубопроводы, вентиляционные и компрессорные установки. Для электродвигателей, трубопроводов допустимый уровень шума 80дБ, для компрессорной установки - 96дБ. Действительный уровень шума ниже для электродвигателей, трубопроводов допустимый уровень шума 76дБ, для компрессорной установки - 92дБ, то есть расчеты уровня шума не нужны. Для снижения параметров шума и вибрации проводятся следующие мероприятия (ГОСТ 12.1003-83): в помещениях стены облицованы звукопоглощающим материалом - пористой штукатуркой; оборудование устанавливают на фундамент, на виброгасящее основание; производится смазка трущихся частей оборудования. Своевременное проведение планово-предупредительных ремонтов, балансировка и центровка вращающихся частей оборудования при монтаже. Для снижения шума вентиляционных систем, вентилятор с воздухоотводом соединяются посредством эластичных муфт, применяются глушители, установленные на воздухоотводах, всасывающих трубопроводах, магистралях выброса воздуха.

Для звукоизоляции приводов электродвигателей используются кожухи, изготовленные из металла, внутри облицованные резиной. Для уменьшения вибрации аппаратом и его основанием размещены виброизоляторы, пружинно-пластмассовые амортизаторы.

Необходима тепловая изоляция трубопроводов и аппаратов.

Все площадки обслуживания обеспечены ограждениями и лестницами.

В производстве полимера используется электротехническое оборудование в защищенном исполнении. Применяются кожухи, предохраняющие от случайных прикосновений к вращающимся и токопроводящим частям аппаратов.

В целях предупреждения опасности отравления и обеспечения допустимых гигиенических условий труда предусматривается вентиляция. Для нормальных условий работы в проектируемом производстве необходимо использовать приточно-вытяжную вентиляцию.

Помещение компрессорной.

V_пом = 18*66,3*12,6 = 15036,84м³;

, м³/ч;

V_в - объем подаваемого в помещение свежего воздуха, необходимого для разбавления вредных веществ;

G =4,5г/с = 15660г/ч- масса вредных веществ, выделяющихся в рабочее помещение в единицу времени;

С_ПДК =100 мг/м³- предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ;

С_пр =0,5 мг/м³- содержание вредных веществ в подаваемом воздухе;

, ч^-1;

К - кратность воздухообмена, ч^-1;

ч^-1;

В помещении компрессорной в дополнение к общеобменной вентиляции устраиваем восьмикратную аварийную вентиляцию. Аварийную вентиляцию устанавливают только вытяжную, чтобы предотвратить переток воздуха в соседние помещения.

Помещение газодувок.

V_пом = 24*18*7,2 = 3110,4м³ ;

G =0,185г/ч- масса вредных веществ, выделяющихся в рабочее помещение в единицу времени;

С_ПДК =0,01 мг/м³- предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ;

С_пр =0,0001 мг/м³- содержание вредных веществ в подаваемом воздухе;

ч^-1;

Для защиты человека от поражения током применяют индивидуальные средства защиты: диэлектрические перчатки, инструменты с изолированными ручками, резиновые коврики, изолирующие подставки.

Молниезащита производственных зданий и сооружений.

Отделение полимеризации состоит из открытой этажерки и здания компрессорной и газодувок, в зависимости от назначения здания, интенсивности грозовой деятельности в этом районе выбироем способ защиты от молнии в соответствии с СО 153-34.21.122-2003.

Ожидаемое количество N поражений молнией в год:

N = ((S + 6h)(L + 6 h) 7,7 h²) n10^-6,

S = 18 м - ширина здания,

L = 90,3 м - длина здания,

h = 14,4 м - наибольшая высота здания,

n = 2 - удельная плотность ударов молний в землю;

N = (18 + 614,4)(90,3 + 614,4) - 7,714,4²)210^-6 = 0,034

Компрессорный зал согласно ПУЭ относится к зоне класса В-Iа, N 1, зона защиты Б, категория молниезащиты II.

Для защиты от прямых ударов молнии на кровле здания предусмотрено устройство молниеприемной сетки. Молниеприемная сетка должна быть выполнена из стальной проволоки диаметром 8 мм и уложена на кровлю сверху. Шаг ячеек сетки должен быть не более 6х6м. Узлы сетки должны быть соединены сваркой. Выступающие над крышей металлические элементы (трубы, вентиляционные устройства) должны быть присоединены к молниеприемной сетке. Заземлитель предусматривается протяженного типа и выполняется из стальной полосы 4х40, уложенной по периметру здания.

Защита этажерки выполняется молниеприемной сеткой, в качестве которой используются металлические конструкции площадок обслуживания. В качестве отпусков от молниеприемной сетки используются металлические строительные колонны и специально предусмотренная полоса заземления.

5.7 Расчет освещения объекта

Освещение помещения компрессорной. Для создания оптимальных условий для трудового процесса во всех производственных помещениях необходимо предусмотреть рациональное освещение рабочих мест. Согласно СНиП 23.05-95 «Естественное и искусственное освещение» помещение компрессорного зала по характеру зрительных работ относится к IV-му разряду, подразряда a:

- средняя точность;

- размер объектов различения 0,5-1 мм.

Для освещения помещения используется как естественный, так и искусственный свет.