Предпроектные с учетом безопасности
Эта статья поможет вам развить сильные инстинкты безопасности, которые помогут вам в принятии важных решений на предварительном этапе проектирования.
Безопасность стала необходимым условием для любого производителя на получение "лицензии общества на работу". Поскольку собственной безопасности процесса модуля формируется в предпроектной стадии, безопасность можно улучшить, если больше опыта и больше внимания было посвящено безопасности в начале проекта. В связи с этим предварительным дизайнеры глубокое влияние на конечную безопасности на производстве.
Безопасность в предпроектной представляет собой дилемму. Традиционные опасности и работоспособности исследований (HAZOPS) требуют детальной технической документации, таких как трубопроводы и приборы диаграмм (P
HAZOP как правило, включает команды от шести до восьми человек, которые тратят от 25 до 50 общей человеко-часов в P
Опасности по сравнению с риском
Можно уменьшить риск путем разработки так что появление становится крайне редко, или так, что если это произойдет, мало ущерб будет результат.
Где лежат опасности?
Везде, где есть скрытая энергия любого вида, есть и опасность. Чем больше энергия, тем больше опасность. Риск кроется в каждом члене - кинетическая энергия, потенциальная энергия, работа, тепло, энтальпии и внутренней энергии - основной энергетический баланс, что химические инженеры используют почти каждый день.
* Кинетическая энергия - Несмотря на более важную для его повреждения людей, путешествующих в высокоскоростных транспортных средств, кинетическая энергия присутствует в вращающегося оборудования или другие машины вызывает много изолированных личные потери в химической промышленности.
* Потенциальная энергия - Чаще источником опасности в подземном строительстве, структурные неудачи может освободить эту форму запасенной энергии к катастрофическим последствиям.
* Работа - накопившегося работы, хранящиеся в пружин, электрических схем (боковой панели, стр. 28) или других устройств, полномочия многих аварий машины и может вызвать хаос в химической ситуациях процесса.
* Тепло - строго определены, как энергетика пересечения границы, тепло от быстрого высвобождения внутренних или другие виды энергии является одним из факторов многих серьезных инцидентов, которые происходят в обрабатывающих отраслях промышленности, таких как беглый реакций и взрывов котлов.
* Энтальпия и внутренняя энергия - это источник полномочий большинства химических реакторов беглецов и разрушительных пожаров. В одном из таких инцидентов, беглый реакции взорвали инспекции крышку реактора и выбросил струи распыленной жидкости через третий этаж и крышу здания, брызгая прилегающие окрестности. Аэрозоля шлейфа воспламеняется, образуя огненный шар со взрывом, что гнали 7500-L (2-м ID на 2,7 м высотой) рубашкой судна от его причалов и на цементной стены. Девять сотрудников были ранены, двое тяжело со второго и третьего ожоги градусов. (Для понимания драмы и травмы, об этом инциденте, а также фотографии сцены, см. США химической безопасности и опасности следственного комитета Report 1998-06-I-NJ, NTIS Доклад № PB2000-107 721, <A HREF = " http://www.csb.gov/index.cfm?folder=completed_investigations "целевых =" _blank "относительной =" NOFOLLOW "> www.csb.gov/index.cfm?folder=completed_investigations </ A>
Риск "горячих точках" на заводе
Прежде чем обсуждать, как проектировать для обеспечения безопасности, имеет смысл проанализировать, что, на заводе, причины катастрофы.
Трубопроводов, в том числе клапанов, резьбовых соединений, стоков, фильтров, фильтров и других элементов, является самым крупным источником неудачи (4). Предварительные дизайнеров не так много общего с трубопроводы, за исключением выбора строительных материалов для технологического оборудования, которые почти всегда соответствует в технологических трубопроводов. Ответственность за безопасное проектирование трубопроводов в конечном счете, в руках окончательного дизайнеров завода. Многие трубопроводы неудачи, однако, вследствие коррозии и неисправных содержание. Таким образом, предпроектной оценки стоимости производства должна включать в себя щедрые пособия на содержание в растениях, что процесс опасных веществ.
Хранение судов второго рискованным оборудования на заводе. Большинство резервуаров инцидентов в результате благодушия. Вспомогательные таких областях, как этого не требуют много внимания со стороны операторов, так что они, как правило, получают меньше содержание, которое не является дизайн проблема, но проблема операции.
С другой стороны, в некоторых случаях хранения танков в результате overpressurization. Это особенно верно помоев цистерны, используемые для хранения отходов. Жидкости с давлением паров, неожиданно более конструктивными спецификациями, иногда накапливается в этих судов. Танки ворвались, что зачастую приводит взрывов, пожаров.
В некоторых случаях, уровня жидкости ниже танка обогреватели, которые впоследствии перегреться и воспламениться горючей смеси в паровой фазе. Другие события вытекают из плавающей крыши танка, которые разрабатывают утечки, что позволяет воздуху входить и создают взрывоопасную смесь. Танки иногда ошибочно переполнилась. Нерадивых работников или неисправности оборудования, создания опасных условий во время погрузки и разгрузки.
На основе этих статистических данных, наиболее хранения риски ответственности, обслуживание и техническому персоналу окончательного дизайна. Предварительные дизайнеров, с другой стороны, следует указать емкости для хранения, которые достаточно велики и достаточно сильным для любых предполагаемых потребностей. Как и трубопроводы, надо быть осторожным в выборе строительных материалов. Инертных газов, подушки должны быть серьезно рассмотрены для отстоя цистерн или любое судно, которое содержит горючих жидкостей.
Вакуумные операций, связанных с какой-либо химическое вещество, которое может вступать в реакцию с воздухом требует осторожности. Воздух в протечке трудно обнаружить, и может создать неожиданные взрывоопасных смесей. (При давлениях выше атмосферного, а с другой стороны, утечка наружу, и зрение, слух, обоняние или специальных инструментов может обнаружить его на ремонт.)
Печи рискованный по своей природе, потому что горючих смесей и источников воспламенения, имеют важное значение для их функции. Ключевым фактором в конструкции печи, чтобы избежать большого количества реактивной смеси. Например, большинство печей работают горелки с небольшой камеры смешения специальной конструкции, где интенсивное турбулентности, температуры и геометрии обеспечения надежного зажигания и устойчивость пламени. Специальные приборы предоставляется отключения топлива, если пламя гаснет, так что unreacled смеси не накапливаются в камере сгорания и взорваться. Эти гарантии будут интегрированы в приобрела комплект оборудования, так печи безопасности требует мало предварительного дизайнер отличается от обычного, бдительности.
Насос неудачи едины, потому что насосы широко распространены в химическом заводе процесса. Требования к насоса также широкий и серьезный в связи с давлением, температурой, экспозиции и других условий службы. Печать неудачи на сегодняшний день является наиболее распространенным дефектом в эксплуатацию. В результате, токсичных или реактивной смеси могут выбраться. Это усугубляется трением вызванных перегревом от коррозии подшипников, которые могут испаряться и зажечь утечки жидкости. Инженеров, участвующих в подробных или механическая конструкция может указать магнитной связью или консервированные насосы для особо опасных ситуациях. Механики и операторы должны обеспечить надлежащее содержание и эффективных инспекций. В предварительный проект опасных услуг, нужно быть консервативным в выборе материала конструкции и насос типа.
Теплообменники не имеют механических осложнений и движущихся частей насосов, они не имеют защиты безопасности печей. Как правило, безопасная конструкция уважает тех же критериев, для давления и обработки судов. Но когда теплообменников работать при экстремальных температурах и давлениях, соблюдение правил безопасной конструкции печи может быть более подходящим.
Газ двигателей и компрессоров выставка механических же требования, как насосы, но эти требования, как правило, более экстремальные. Тепловой энергии больше в сжатия газа и паров воспламеняется легче, чем жидкости. Таким образом, компрессоры неразрывно более опасны, чем насосов. Газ тягачи ниже насосов в инциденте частоты, поскольку они менее повсеместно, но компрессорных вызвало повреждение часто более опасным и катастрофическим. Руководящие принципы обеспечения безопасности для всех вопросов, обсуждавшихся выше, следует учитывать при проектировании двигателей газа.
Химические реакторы нового Наиболее распространенным типом оборудования после хранения судов, которые инициируют процесс химического бедствия. Это и не удивительно, поскольку большинство коммерческих реакции контролируемых взрывов, часто с участием ядовитых реагентов или продуктов.
реакции Runaway партии возглавляют список инцидентов с применением насилия (13% всех инцидентов реактора). Конкретные причины включают потери коммунальных услуг (например, электроэнергии или охлаждения воды), расход разворота, переходящий в кормах или продукт потоков, неправильный реагента зарядки процедур подключения и загрязнение теплообменных поверхностей или документа, плохое перемешивание или агитатор неудачи, а также внешних пожаров. Большинство из них обусловлены небрежным, плохо обученные операторы, механики и неисправных систем управления. Основные ошибки связаны инженерных выбор неподходящих материалов строительства, поверхностный осмотр оборудования, неспособность предвидеть разрушительных побочных реакций, и после рискованных оперативных процедур. Резервные системы безопасности, такие как отверстия, самосвалы танков и утоляет жажду, а также из строя, и тем самым способствовать их прямому назначению лишь около 80% надежности.
Один ориентиром для предварительного проектирования должен следовать стратегии печи: Избегайте больших реакторов партии или больших реакторов любого типа, в том числе постоянно смешения реакторов (CSTRs), особенно если экзотермические реакции возможны (5-7). Это серьезная и зачастую невозможно ограничения, так как основной или экзотермических стороне реакции протекают с высокой энергией сырья в большинстве коммерческих процессов, начиная от продуктов питания, пластмасс, удобрений и лекарств для химикатов и топлива. Почти 90% коммерчески важных химических реакций (табл. 4-21 из Ref. 8), сильно экзотермических.
Как следует из формулы. 1 показывает, наибольший риск лежит на тех общих процессов, которые занимаются наиболее летучих и химически активных веществ. Более 90% от технологических жидкостей, участвующих в инцидентах в единой базе данных были нефтяных фракций (4). Сжиженный petroeleum газ (СНГ) возглавил список, а затем бензин / керосин, водорода, углеводородов, тяжелых углеводородных газов, нефти и дизельного топлива. Вода, с другой стороны, участвует в самых не-нефтяных аварий (боковой выше), а затем хлора и окиси этилена.
Принципы безопасного проектирования
Популярных и успешных современных движение к большей безопасности в химической промышленности, обработки известен как безопасна дизайн (ISD). Целью данной концепции является создание производственных модулей настолько безопасны, что катастрофические неудачи быть не может. ИСД был впервые Trevor Kletz в 1976 году, который подвел итоги философии в его знаменитое заявление: "Что у вас нет, не может привести к утечке" (9). Бхопал трагедии не произошло бы эту норму были тщательно к нему применяется завод по производству пестицидов.
Номер 10 (стр. 26-5, автор Kletz) списки десятков принципы ИСД, хотя более половины относятся к сборочный завод и эксплуатации, а не дизайн. Следующие пять принципов (11-13) применяется к предварительным процесса проектирования.
1. Использование меньше вредных веществ, а также меньшее количество из них (минимизировать). Methyisocyanate (MIC) было лишь промежуточным звеном в производстве менее токсичных пестицидов в Бхопале. Если реактор непрерывного действия были использованы лишь небольшое количество MIC пришлось бы существовать в любой точке процесса.
Kletz описывает переход от реактор в тысячу раз меньшее непрерывного 1 снизило опасность нитроглицерина производство по еще большей величины. В дополнение к этому драматического усиления безопасности было значительное сокращение капитальных и эксплуатационных затрат с меньшим реактора (10).
2. Использование веществ, которые являются менее опасными (заменить). Гупта и Эдвардс утверждают, что различные схемы реакции можно было бы использовать на заводе Бхопал MIC, которая заменена гораздо менее токсичны, промежуточное сырье для MIC (9).
3. Использование умеренных условиях эксплуатации (умеренные, затухают). В качестве примера применения этого принципа, Gupta и Эдвардс пункт производства аммиака, источником многих бедствий химической обработки (9). С помощью катализаторов лучше, реактор условия стали менее жесткими, с 1000 атм и 500 ° C в 1920 году, до 100 атм и 300 ° C сегодня. (Сопровождающие 20% прироста урожайности в равновесии (7), несомненно, важным стимулом для миграции.)
В качестве примера затухание или ослабление опасности, Kletz отмечает, что, как правило, безопаснее хранить большое количество опасных летучих химических как охлажденный до жидкого состояния, чем, как газ под давлением.
4. Использовать простой конструкции завода (упрощения). Аналогичные сведения к минимуму количество вредных веществ, что упрощает оборудования часто приводит к менее дорогим, более эффективной и безопасной установки.
5. Дизайн оборудования, с тем последствия инцидента были сведены к минимуму (ограничения воздействия). Аналогичные к затуханию, что этот принцип может иногда выходить за пределы ослабления к обходить опасности (см. врезку слева).
Шаги по сути безопасного предпроектной
Номер 15 обеспечивает прекрасную основу для выявления и ослабления опасностей, в том числе важный первый шаг - определение опасности. Таблица 1 описывает структуру по своей природе безопасным предпроектной (ISPD) анализ, основанный на (15) и Kletz в Шеппарда (13) рекомендаций. Kletz правила для ISD отмечены в скобках в первом столбце. Обратите внимание, что использование "безопасных", чем "безопасной" является преднамеренным, поскольку ни одна человеческая деятельность может быть в полной безопасности.
1. Идентифицировать
Полезным инструментом для определения опасности является пожар треугольника (рис. 1), которая показывает, что три количествах топлива, окислителя и источника воспламенения - необходимы для поддержания горения и вызвать химический взрыв. Казалось бы, на рисунке 1, что эти три фактора физически разделены. Со многими соединениями, инженеры-химики встречи (взрывчатые вещества, например), топлива и окислителя объединены, и незначительное воздействие может вызвать воспламенение. Номер 10 (стр. 26-51) содержится полезный список известных неустойчивой насильственных соединений.
Тождества топлива и окислителей будет очевидно, в большинстве случаев дизайн. Иногда горючести химическое соединение может быть неопределенным. Некоторые ресурсы для решения этого вопроса.
Во-первых, как показано в третьей колонке таблицы 1, можно выполнить термодинамических расчетов с использованием теплоты образования. В принципе, любое смесь способна экзотермическая реакция может быть опасной. Тем не менее, Есть составов, которые не поддерживают горения. Они четко определены в предел воспламеняемости карт, которые доступны для общего горючих смесей. Рисунок 2 является предел воспламеняемости диаграммы для метана и кислорода и азота смесей.
Даже при таком диаграммы, нужно быть осторожными, потому что ограничения ком bustibility изменения температуры, давления, наличие примесей, и других факторов. И, в реальных процессах, неполное перемешивание может создать карманы, что будет гореть, даже если карта развитых из тщательно контролируемых лабораторных экспериментов говорит однородную смесь не будет.
Много новых и интересных проектов, привлекать собственных реакций, для которых Есть некоторые опубликованные данные. Большинство корпораций, которые занимаются опасными экзотермических реакций, имеют собственные лаборатории сложных калориметрических контрольно-измерительной аппаратуры. Чтобы определить опасные зоны, исследователи могут измерять реактивности различных кормовых смесей на всех возможных состава, температуры и давления диапазонах. Если ваша организация имеет такой ресурс, вы должны использовать ее в максимально возможной степени. (Более подробную информацию по калориметрии, см. работах. 3, 14 и 15).
Термохимии является важной областью диагностики ISPD. Одна четверть реактор беглых инцидентов проистекают из незнания в этой области, конкурируя человека вызванных ошибками в операционной значение (14). Помните, что большинство химических веществ может в конечном итоге идут на самые крайние степени окисления (углеводородов до СО2 и Н2О, например). И, надо не упускать из виду потенциал для пыли на самоопределение, сжигать и производить взрывные смеси (10).
Еще одним инструментом для выявления опасностей химических диаграммы реактивности, таких, как одна для производства акрилонитрила из пропилена, воздуха и аммиака, показано в таблице 2. Схема химической реактивности предоставляет полезную информацию в некоторые последствия, ожидаемые и неожиданные, смешения этих реагентов.
Хорошее место для начинающего дизайнера начаться химического анализа опасности процесса матрица (табл. 3), которая включает в себя другие важные факторы риска. Компоненты перечислены в один столбец, и в верхнем ряду. Взаимодействия между различными химическими веществами оцениваются в соответствии с Национальной ассоциацией противопожарной защиты (NFPA) код. Более детальный вариант этого взаимодействия перечень (22) может быть построена с столбцов и строк для пара, люди, грязи, жира и других опасностей, с использованием химических информационной совместимости (например, из Ref. 18). Этот тип матрицы служит основой для химического анализа рисков (ЦДХ) рассмотреть аналогичные HAZOP проводятся на более поздних этапах проекта. По мере появления новой информации в процессе строительства и эксплуатации, анализ рисков матрицы зрелые в постоянный документ безопасности на производстве.
Таблицы 2 и 3 карты принятия решений, которые делают процесс дизайнер думает публичности и прозрачности. С помощью этих средств диагностики, мы переходим через следующие шаги ISPD.
2. Искоренять
Можно смотреть на огонь, треугольник и заключить, что ликвидация риска очень просто - всего лишь предотвратить воспламенение. Если бы это было так просто, много жизней и миллиарды долларов, не было бы впустую. Ссылки в таблице 1 (и другие) перечислить многих источников инициирования реакции. Большинство разрушительные пожары, взрывы и реакции инициируются путем:
* Авто-или самовозгорания, вызванных нагревом
* Трения, например, тепло от неудачной отношение насос или компрессор
* Статического электричества
* Ремонтных работ, таких, как дуговой сварки, резки, шлифовки и воздействия, которые могут порождать искры
* Открытого пламени, которые зачастую неизбежным вокруг печи, реакторы и обогреватели
* Неохраняемых или неисправных электрических светильников и выключателей
* Удара молнии или других естественных причин.
Учитывая широкое присутствие столь большого числа источников зажигания, невозможно для них должны быть ликвидированы.
Для исключения рисков и обеспечения безопасного подхода к проектированию, во избежание горючих смесей. Это может быть сделано, например, с помощью подушки резервуары для хранения азота, двуокиси углерода или других соответствующих инертного газа. Реакторы, где это возможно, должны быть построены как отказоустойчивости судов, как описано выше.
3. Минимизировать
При реактивной смеси нельзя избежать, сохранить объемы невелики. Если реакция является целью, зажигание должно быть надежным и определенных для обеспечения полного сгорания, что происходит (см. предыдущие обсуждения печей).
4. Изолировать
В качестве последней линии обороны, ограничить последствия инцидента сегрегации. В США, например, твердых объектов ракеты были размещены в пустыне штата Юта, километров от цивилизации и ядерного полигона реактор был построен в отдаленном районе штата Айдахо.
Риск также может быть ограничена. Реактор сдерживания судов на атомных электростанциях представляют такого рода карантин.
Ввод ISPD на практике
Начиная с обеспечением безопасности документов представлен Шеппард (15), предварительный блок-схему для производства акрилонитрила будет разработан с использованием ISPD понятий.
Этот простой информации создает несколько красных флагов:
* Двойной и тройной связями атомов углерода свидетельствуют сдерживаемую энергию
*- C
* Высоко ненасыщенных структуры практически гарантирует возможность спонтанной полимеризации экзотермических
* Углеводородного характера обеспечивает горючести
* Малого размера молекул указывает на газ в условиях окружающей среды или легколетучих жидких
* Циано группа предлагает растворимость в воде.
Все эти факторы указывают на весьма опасный процесс. Действительно, нитроалканов, с-нитро-и polynitroaryl соединений, как правило, подвергаются насилию или взрывного разложения (10).
Таблица термодинамических данных в Справочник Перри (табл. 2-221 в работе. 10) не включают акрилонитрила, однако, энтальпии образования для своих братьев и сестер, ацетонитрил (C ^ 2 югу ^ H ^ 3 югу ^ N) и пропионитрил (C ^ к югу 3 ^ H ^ югу 5 ^ N), как положительные, так, обозначая потенциал экзотермических спонтанного распада. Акрилонитрил связано с ТНТ и нитроглицерин, хотя его отсутствие молекулярного кислорода делает ее менее опасной, чем последние два.
Свойства акрилонитрила приведены в таблице 4. Производство происходит в псевдоожиженный реактора при температуре 400 ° C-510 ° C и давлением 0,5-2 бар, где преобразования до 98% достигается за один проход. Начиная количестве 1,1 кг пропилена дает около 1,0 кг акрилонитрила, 0,1 кг цианистого водорода и 0,03 кг ацетонитрила.
Более детальные оценки рисков. Дальнейшее чтение показывает, акрилонитрил высоко токсичен при попадании, умеренно токсичен при вдыхании, раздражает и очень агрессивны по отношению к кожу и глаза, легко всасывается через кожу, канцерогенными и мутагенными свойствами. Средняя допустимая 8-часовой экспозиции предел в США 2 стр / мин, с 10-стр / мин максимальный не более чем на 15 мин. Акрилонитрил сгорания может производить HCN, смертельно опасного газа.
Поскольку более половины из Северной Америки и Западной Европы продукции идет на экспорт, кажется, что производители уже компромисс первым правилом Kletz о ISD, свести к минимуму. В больших количествах акрилонитрил хранятся и отправляются по всему миру, какой-либо аварии танкера будет хуже, чем обычные разлива нефти из-за растворимость соединения в воде. В идеале, акрилонитрила производства будут интегрированы с конечным продуктом производства, а рынки и экономики, очевидно, не за это. (К чести акрилонитрила органов, только один из случаев в базе данных Дагид в (4) место в этой отрасли.)
На основании идентификации (Шаг 1 из ISPD, таблица 1), ликвидация (Шаг 2) не является действительно возможно с этим продуктов UCT, если его изготовления отказались вообще. Таким образом, по своей сути безопасного предпроектной должны сосредоточить внимание прежде всего на шаге 3, минимизации. Predesigner может также рекомендовать, что изоляция (Шаг 4) может быть рассмотрен в конечной размещения завода.
При разработке предварительного проектирования, соображения безопасности оформляются путем построения всеобъемлющей диаграммы опасности поток, как сокращенный вариант показано в таблице 5. Эта схема включает в себя побочных продуктов и других химических веществ, настоящей, не входящих в таблицах 2 и 3. В предпроектной доклад, этот документ будет находиться вместе с книгой диаграммы потока в нижней части технологической схемы (ПФО). Место не позволяет включение всеобъемлющей ПФО здесь (полномасштабной версии появляется на с. 512-518 из Ref. 8 и на веб-странице <A HREF = "http://www.ulrichvasudesign.com/ACN.pdf "целевых =" _blank "относительной =" NOFOLLOW "> www.ulrichvasudesign.com / ACN.pdf </ A>). Таблица 5 является неполной опасности поток диаграммы, иллюстрирующие как всеобъемлющий 1 будет построена, она не должна приводиться в качестве авторитетного источника.
Чтобы показать, как ISPD принципы применяются к выбору оборудования и дизайна, части реактора модуля ПФО показано на рисунке 3. На первый взгляд, это выглядит как и любой другой сегмент технологического процесса. Более внимательное рассмотрение показывает, что некоторые важные уступки дизайна были сделаны ради безопасности.
Природные возможности для восстановительной регенерации тепла не эксплуатировался. Без безопасности с учетом, может возникнуть соблазн для подогрева пропилена и аммиака с реактором стоков. Но это рискованно, потому что сорванная пломба теплообменник может создать преждевременного сгорания в питающей магистрали.
Вместо этого, реагенты вводят в реактор без подогрева. Это твердое тело но простой дизайн стратегии CSTRs чтобы свести к минимуму риск преждевременного воспламенения канал. Реактор и стоков обязанностей рекуперации тепла смещаются в генерации пара и корма испарения через посредников безопасного жидкого теплоносителя. Теплообмена жидкости циркулирует между E-113 теплообменников и испарителей, чтобы избежать прямого контакта между реагентами и горячей реактора сточных вод. На предпроектной стадии, жидкого теплоносителя пока уточняется. Вода является очевидным кандидатом, хотя выход из строя насоса может привести к замораживанию и образование льда в морозильной камерой трубы, вызывая ее разрыва. Тепло-передачи нефти является альтернативой, но он также имеет свои недостатки. Таким образом, выбор жидкости теплообмена является вопросом, который может подождать окончательного варианта проекта предстоит решить.
В соответствии с третьим правилом в Kletz, затухают, пропилена и аммиака, хранятся в виде жидкости под холодильной, а не в виде газов или жидкостей под давлением.
Чтобы свести к минимуму отрицательные последствия (статья 3, таблица 1), реагенты поступают в реактор в виде газов. Пропилена и аммиака, могут быть легко распыляется в постель, как холодных жидкостей для ликвидации испарителей E-110 и E-115. Как жидкости, однако, их плотность энергии и возможности причинения ущерба в тысячу раз больше.
С другой стороны, система подачи на рисунке 3 конфликты с предостережение Kletz по упрощению. Испарение добавляет сложности в этот процесс и увеличивает риск аварий из-за дополнительного оборудования, не говоря уже о более высоких издержек капитала. Эта дилемма которого реагента фазы лучше должно быть пересмотрено в ходе обсуждений с экспертами по безопасности и других дизайнеров по проекту. Прямое впрыскивание жидкости может быть выбран, и в этом случае специальные отказоустойчивости аппаратуры и операционных процедур должны быть установлены для обеспечения того, чтобы это сделать безопасно.
Реактор R-120, экзотермических смешения, является кандидатом на бедствия. Чтобы избежать опасности воспламенения подъема, конструкции реактора и эксплуатации должны исключить любую возможность смешения классических мульти-стабильности (см. Ref. 7, стр. 184 Подробнее об этом явлении). Реактор должен быть как можно меньше. К счастью, горячая твердого катализатора является надежным инициатора реакции. Запуск процедуры должны быть направлены на тепло спать до температуры, которая гарантирует немедленного зажигания свежего корма, когда оно поступает в реактор.
Более тонкие ISPD характеристика рис 3 является то, что ключевые механических устройств, например, насосы и компрессоры, приводятся в кратных (оборудование номера следуют буквы - A, B и т.д.). Это делается потому, что большинство высокого риска инцидентов, таких как устройство неудачи, возникают при завершении работы и запуск деятельности. В нескольких блоков, завод продолжит работать, хотя и ограниченные возможности, когда устройство не один. Неисправный блок может быть изолированы, очищены, отремонтированы, проверенные, испытанные, очищенный и снова вернулся в строй, а его двойник продолжает действовать - избегая тем самым общее остановки завода.
Kletz рекомендует использовать несплошных запасных частей, то есть оборудование, которое не используется, пока это необходимо (13). Можно утверждать, что простой оборудования, скорее всего, ухудшаться, чем функционирования оборудования. По этой причине авторы за несколько пунктов, которые работают непрерывно, если один находится в стадии ремонта.
Разработка детального безопасного запуска и остановки процедуры зарезервированы для заключительной стадии разработки и его опасностей и работоспособность анализа. Тем не менее, каких-либо предварительных дизайнер должен быть в курсе проблем, которые обзоров HAZOP повысится.
Одним из основных вопросов с процессом, как акрилонитрил завода является обеспечение безопасности внутри линий и судов, когда они ничего не делают. Например, при охлаждении, паров внутри теплообменников, конденсата барабаны, распылители и другое оборудование подвержены конденсируется, создавая вакуум и, следовательно, любой утечки (от неисправного клапана изоляции, например) позволяет атмосферного воздуха на въезд и создания горючей смеси. Чтобы предотвратить это, окончательный дизайнеры должны обеспечить заполнение строки одеяло оборудования или инертного газа (например, азота или углекислого газа, или, для некоторых судов, находящихся в процессе, как показано на рисунке 3, углеводородных газов). Такая практика не допустить создания горючей смеси во все времена.
К сожалению, история записал множество смертельных примеры отказов в системах подушки, так как даже успешное инертного газа подушки имеет свои опасности. Например, случаи были зарегистрированы где изоляция процедуры были проведены надлежащим образом оставить судно готово для ремонта, кроме того, что сосуд был полон инертного газа. Обслуживание рабочих, не зная, о необходимости для дыхательных аппаратов, впоследствии вступил оборудования, только к разрушению и смерти от удушья.
По своей сути принципов безопасного проектирования, суда должны быть достаточно прочными, чтобы избежать взрыва или свернуть в вакууме, а разрыв, если взрыв происходит внутри. Для predesigner, это означает "маленький это хорошо". Руководство по проектированию безопасна судов можно найти в работах. 15 и 23.
Закрытие мысли
Документы, как Таблицы 2-5 могут быть вплетены плавно вместе с технологической схемы в проект доклада. После такой интеграции, безопасности, как экономика и охрана окружающей среды становится важнейшим элементом пакета предпроектные - и вопрос, который нельзя недооценивать или игнорировать.
ЛИТЕРАТУРА
1. Саттон, I., "Обзор" Процесс растения: Руководство по своей сути безопасного проектирования, "Хим. Eng., 106 (6), с. 9-10. (Июнь 1999).
2. Саше, "Безопасность и химической технологии образования семинар для преподавателей по безопасности и проектирования процессов", авторами которого являлись BASF, Айше Бакалавриат Комитета по образованию CCPS (Центр по химической безопасности технологических процессов), Dow, Merck, Rohm
3. Леггетт Д., "Runaway реакций: Игнорировать химии на ваш страх и риск", Chem. Eng., 107 (8), с. 78-85 (август 2000).
4. Дагид И., "Возьми эту безопасности баз данных к сердцу", "Хим. Eng., 108 (7), с. 80-84 (июль 2001).
5. Фоглер, HS, "Элементы химической технологии реакции", третий ред. Глава 8, Prentice-Hall, Нью-Йорк (1998).
6. Хилл, CG, "Введение в химической кинетики реактора инженерии и дизайна", глава 10, М., Хобокен, штат Нью-Джерси (1977).
7. Ульрих, Г. Д., "Руководство по химическому реактор технике и Кинетика". стр. 32, издательский процесс (<a target="_blank" href="http://www.ulrichvasudesign.com" rel="nofollow"> www.ulrichvasudesign.com </ A>). Ли, NH (1993).
8. Ульрих, GD, а PT Васудеван, "химическая технология проектирования процессов и экономики, практическое руководство", вторая ред. Издательский процесс (<A HREF = "http://www.ulrichvasudesign.com" целевых = "_blank" относительной = "NOFOLLOW"> www.ulrichvasudesign.com </ A>), Ли, NH (2004).
9. Гупта, JP, Д. Эдвардс, "Существенно безопасная конструкция," Связь на Саше 2000 участников (23 июля 2000) и письмо Chem. Eng., Стр. 8 (октябрь 2001).
10. Перри, JH, DW Грина и JO Малони, "Справочник инженеров-химиков," седьмой ред. Таблица 2-221 и главы 26, McGraw-Hill, Нью-Йорк (1997).
11. Kletz, T., "Что же произошло?", Издательство "Publishing Co залива, Хьюстон, Техас (1998).
12. Kletz, T., "HAZOP и Хазан: Определение и оценка опасности перерабатывающей промышленности," третий ред. Полушарии Издательское дело, Бристоль, Пенсильвания (1998).
13. Kletz, T., "Процесс установки - Руководство по своей сути безопасного проектирования, Тейлор
14. Сингх, J., "Безопасный Scaleup экзотермических реакций," Хим. Eng., 104 (5), с. 92-95 (май 1997).
15. Шеппард, CM, "Процесс безопасности в учебной программе," Хим. Eng. Ред. 32, с. 270-276 (осень 1998).
16. Лис, FP ", предотвращения потерь в обрабатывающих отраслях промышленности; опасности идентификации, оценке и контроле", Butterworth-Хайнеман, Нью-Йорке (1996).
17. Кроул Д.А., JF Louvar "Химическая безопасность процесса: основы ее применения", вторая ред. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ (2001).
18. Урбен, П. Л. Bretherick, "Справочник Bretherick о реактивной химической опасности", шестой ред. Vol. 1 и 2, ИЛ (1999).
19. Pohanish, Р. П., ред. И МЗ Ситтиг, "Справочник Ситтиг о токсичных и опасных химических веществ и канцерогенов," 4-й ред. Уильяма Эндрю Издательское дело, Норвич, штат Нью-Йорк (2002).
20. Шанли, Р. и А. Мельхем, "Об оценке потенциальной опасности химических веществ," Международный симпозиум по Runaway реакций и давление Труды помощи Дизайн, Boston, MA (1995).
21. Кирк-Отмер, "Энциклопедия химической технологии", "4-й ред. Vol. 1, с. 352-369, М., Нью-Йорк (1991).
22. Мосли, DW, АИ-Несс, и DC Хендершот, "Screen реактивной химической опасности в начале процесса развития," Хим. Eng. Прогресс, 96 (11), с. 51-63 (ноябрь 2000).
23. Уэлкер, JR, В и С. Springer "Безопасность, здоровье и предотвращения потерь в химических процессов", Айше, Центр по химической безопасности процесса, New York, NY (1990).
GAEL D. ULRICH
PALLIGARNAI Т. Васудеван
Университет Нью-Гемпшир
GAEL D. ULRICH является почетным профессором химического машиностроения в Univ. Нью-Хэмпшир (E-почта: <a href="mailto:gaelulrich@gmail.com"> gaelulrich@gmail.com </ A>), где он был преподавателем с 1970 года. До проводят преподавательскую карьеру он работал в Международном Atomics Div. в Северо-американская авиация и Кабот Корпорация За последние 30 лет, он провел консультации для ряда компаний и председательствовал на небольшой исследовательской фирмой договор на 10 лет. Материала в настоящей статье, была извлечена из "химической промышленности Дизайн и экономики, практическое руководство", второе издание, опубликованное с соавтором PT Васудеван в 2004 году. Он имеет степень бакалавра и магистра в Univ. Юта и доктор наук из Массачусетского технологического института, все в области химического машиностроения, а также является членом Института горения.
PALLIGARNAI Т. Васудеван является профессором химического машиностроения в Univ. Нью-Хэмпшир (E-почта: <a href="mailto:ptvasu@gmail.com"> ptvasu@gmail.com </ A>), где он был преподавателем с 1988 года, а до этого он работал в крупная компания нефтехимической течение семи лет. Его исследования в UNH посвящен катализа и биокатализа. В настоящее время он сотрудничает с исследователями в Испании в области гидрообессеривания и ферментативного катализа. Он имеет степень бакалавра в Мадрасе, Индия, из MS-во Моск. Нью-Йорк в Буффало, и кандидат от Clarkson университет, все в области химического машиностроения, а также является членом AlChE.
