An toàn cháy nổ cho xưởng reforming

BỘ GIÁO DỤC VÀO ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

Báo cáo: An toàn cháy nổ cho xưởng reforming
MÔN: An toàn quá trình

Năm 2018-2019


Mục Lục
A. PHÂN TÍCH XƯỞNG REFORMING XÚC TÁC VÀ BIỆN PHÁP………………...2
1. An toàn lao động trong phân xưởng reforming xúc tác..............................................2
1.1

Nguyên nhân do kỹ thuật..........................................................................................2

1.2

Nguyên nhân do tổ chức...........................................................................................2

1.3

Nguyên nhân do công tác vệ sinh.............................................................................2

1.4

Nguyên nhân khác....................................................................................................3

2. Các công tác phòng chống cháy nổ..............................................................................3
2.1

Các biện pháp phòng chống cháy nổ.........................................................................3

2.2

Ngăn ngừa khả năng xuất hiện các nguồn cháy nổ...................................................3

2.3

Những biện pháp tổ chức để đảm bảo an toàn phòng cháy nổ..................................4

2.4

Quá trình nghiên cứu người ta đề ra các cách phòng tránh như sau:.........................5

3. Tính cháy nổ của các sản phẩm reforming và biện pháp...........................................5
3.1

Đối với các sản phẩm khí..........................................................................................5

3.2

Đối với sản phẩm LPG.............................................................................................6

3.3

Nguyên liệu, sản phẩm reforming.............................................................................6

3.4

Sản phẩm hydrocacbon thơm( BTX)........................................................................6

B. PHÂN TÍCH SỰ CỐ CỤ THỂ.………………………………………………………...7

2


3


A. PHÂN TÍCH XƯỞNG REFORMING XÚC TÁC VÀ BIỆN PHÁP
1. An toàn lao động trong phân xưởng reforming xúc tác.
 Trong quá trình sản xuất ở các nhà máy lọc dầu nói chung và trong các phân xưởng
reforming xúc tác nói riêng thì vấn đề an toàn lao đông có vai trò hết sức quan trọng
và cần thiết nhằm cải thiện điều kiện làm việc của nhân công, đảm bảo sức khỏe , an
toàn cho công nhân trong nhà máy, để đảm bảo an toàn lao động ta cần phải nắm
được các nguyên nhân gây ra tai nạn cháy nổ. Các nguyên nhân gây ra tai nạn cháy
nổ như sau:

1.1 Nguyên nhân do kỹ thuật






Nguyên nhân này phụ thuộc chủ yếu vào tình trạng máy móc, thiết bị, đường ống nơi
làm việc:
Máy móc và các thiết bị trong nhà máy bị hỏng hóc, không đảm bảo an toàn trong
quá trình sản xuất.

Sự rò rỉ các đường ống.
Kết cấu thiết bị không đảm bao an toàn, hệ thống thiết bị không đồng bộ dể gây ra sự
cố trong quá trình làm việc
Không đảm bảo khoảng cách an toàn giữa các máy móc, giữa máy và người lao động
Không thực hiện đúng và đầy đủ các yêu cầu về kiểm tra định kỳ, bảo đưỡng, sữa
chữa máy móc thiết bị.

1.2 Nguyên nhân do tổ chức







Vi phạm các quy tắc quy trình kỹ thuật
Tổ chức lao động, nơi làm việc không đúng yêu cầu.
Giám sát kỹ thuật không chặc chẽ
Vi phạm chế độ làm việc
Sử dụng lao động không đúng ngành nghề chuyên môn
Người lao động chưa nắm vững các quy tắc an toàn lao động

1.3 Nguyên nhân do công tác vệ sinh






Môi trường làm việc ô nhiễm

Điều kiện khí hậu không thích hợp
Việc đảm bảo chiếu sáng và thông gió không được tốt
Tiếng ổn và chấn động vược quá quy định cho phép
Vi phạm các quy định về vệ sinh cá nhận

1.4 Nguyên nhân khác
 Do có ngọn lửa hở trong khu vực sản xuất.

1


 Do những người thiếu hiểu biết kiến thức phòng cháy, chữa cháy đã sử dụng nguồn
nhiệt như diêm, bật lửa, đèn dầu vi phạm các quy định nên gây cháy.
 Vi phạm quy trình kỹ thuật
 Bề mặt kim loại quá nhiệt
 Coi nhẹ công tác phòng cháy chữa cháy, không thực hiện nghiêm nội quy, quy định
phòng cháy tạo nên nguy cơ cháy.
 Đốt phá
 Do tĩnh điện hoặc do sét đánh gây cháy nổ.
 Thiết bị hở
 Công việc sinh nhiệt (hàn cắt….)
2. Các công tác phòng chống cháy nổ.
 Như chúng ta đã biết nguyên liệu cũng như sản phầm của quá trình reforming xúc tác
đều rất dể cháy nổ.Vì vậy, các vấn đề giáo dục an toàn phòng cháy nổ cho cán bộ,
công nhân viên trong nhà máy là hết sức quan trọng và phải được đặt lên hàng đầu.

2.1 Các biện pháp phòng chống cháy nổ
Đề phòng chống cháy nổ cần thực hiện những biện pháp sau đây:






Ngăn ngừa khả năng tạo ra môi trường cháy nổ
Ngăn ngừa khả năng xuất hiện những nguồn cháy nổ trong môi trường dể cháy nổ
Duy trì nhiệt độ môi trường thấp hơn nhiệt độ cho phép lớn nhất có thể cháy nổ được
Duy trì áp suất của môi trường thấp hơn áp suất cho phép lớn nhất có thể cháy nổ
được

2.2 Ngăn ngừa khả năng xuất hiện các nguồn cháy nổ
Để ngăn ngừa khả năng xuất hiện những nguồn cháy nổ phải tuân thủ chặt chẽ các
quy định sau:
 Nồng độ cho phép của các chất gây cháy ở dạng khí, hơi hoặc dạng lơ lững trong
không khí. Hãy tiến hành quá trình ngoài giới hạn cháy nổ của hỗn hợp hydrocacbon
với không khí và oxy.

Bảng 1:Giới hạn cháy nổ của hydrocacbon với không khí và oxy
2


Hydrocacbon
Metan
Etan
Propan
n-Butan
n-Pentan
Benzen

Với không khí
Giới hạn dưới

Giới hạn trên
(%TT)
(%TT)
5.3
14
3
12.5
2.2
9.5
1.9
8.5
1.5
7.8
1.4
7.1

Với oxy
Giới hạn dưới
Giới hạn trên
(%TT)
(%TT)
5.1
61
3
66
2.3
55
1.8
49
1.8

49
2.6
30

 Tính dể cháy của vật liệu, thiết bị và kết cấu.
 Tuân thủ chắc chẽ các quy định về sử dụng, vận hành và bảo vệ máy móc thiết bị
cũng như sử dụng vật liệu và các sản phẩm khác có thể là nguồn cháy
 Sử dụng các loại thiết bị phù hợp
 Áp sụng quy trình công nghệ và sử dụng thiết bị bảo đảm không phát sinh tại lửa
điện
 Có biện pháp chống sét cho nhà xưởng, thiết bị
 Quy định nhiệt độ nung nóng cho phép lớn nhất của bề mặt thiết bị, sản phẩm và vật
liệu tiếp xúc với môi trường cháy
 Loại trừ các điều kiện có thể dẫn đến cháy nổ do nhiệt độ, do chất xúc tác, do tác
dụng hóa học

2.3 Những biện pháp tổ chức để đảm bảo an toàn phòng cháy nổ
Để đảm bao an toàn trong quá trình xây dựng cũng như vận hành sản xuất cần phải
thực thi những biện pháp sau đây:
 Trước khi giao việc phải tổ chức cho công nhân và những người liên quan học tập về
công tác an toàn cháy nổ, Đối với những môi trường làm việc đặc biệt nguy hiểm về
cháy nổ thì cán bộ và công nhân viên cần được cấp giấy chứng nhận và định kỳ kiểm
tra lại.
 Mỗi phân xưởng, xí nghiệp cần phải xây dựng các nội quy, quy định về an toàn cháy
nổ và các phương pháp chữa cháy thích hợp cho đơn vị mình
 Trang bị các phương tiện phòng cháy chữa cháy đầy đủ, đồng bộ,…. Thường xuyên
luyện tập các phương án chữa cháy nhằm đảm bảo xử lý tốt khi có sự cố xảy ra.
 Cần tổ chức thành các tổ, đội chữa cháy chuyên nghiệp trong mỗi phân xưởng để
thực hiện tốt các yêu cầu đề ra và để đảm bảo công tác phòng cháy nổ trong mỗi
phân xưởng tốt hơn,

 Xây dựng các phương án chữa cháy, phân công cụ thể trách nhiệm cho từng tổ, từng
người.
Với các nguồn gây cháy phải thực hiện các biện pháp sau đây:
3


 Cơ khí hóa, tự động hóa các quá trình công nghệ có liên quan đến sử dụng vận
chuyển những chất dể cháy.
 Sử dụng các thiết bị sản xuất, bao bì kín cho những chất dể cháy nổ
 Sử dụng những ngăn, khoang, buồng cách ly đối với những quá trình dể cháy nổ
 Bên cạnh những tai nạn có thể xảy ra do cháy nổ thì còn một vấn đề cần được quan
tâm đó là độc tính của các hóa chất. Như chúng ta đã biết hầu hết các hóa chất trong
những điều kiện nhất định đều có thể gây tác hại đối với con người.
Những chất gây ra cháy nổ hoặc tổn hại đến sức khỏe con người
 Nhóm 1: Gồm các chất có tác dụng làm cháy hoặc kích thích chủ yếu lên da và võng
mach như ammoniac, vôi,…
 Nhóm 2: Gồm các hóa chất kích thích chức năng hô hấp:
Những chất tan trong nước như: NH3,Cl2, SO2,…
Những chất không tan trong nước như: NO2
 Nhóm 3: Những chất gây độc hại cho máu, làm biến đổi động mạch, tùy xương, làm
giảm các quá trình sinh bạch cầu như: Benzen, toluene, xylen…Những chất làm biến
đổi hồng cầu thành các sắc tố không bình thường như CO, C6H5NO2
 Nhóm 4: Các chất độc hại với hệ thần kinh như: xăng, H2S, anilin, benzene…

2.4 Quá trình nghiên cứu người ta đề ra các cách phòng tránh như sau:
 Trong quá trình sản xuất phải chú ý đảm bảo an toàn trong các khâu tháp, nạp sản
phẩm, lọc, sấy là những khâu mà công nhân thường phải tiếp xúc trực tiếp
 Duy trì độ chân không trong sản xuất.
 Thay những chất độc dùng trong quá trình bằng những chất ít độc hại hơn nếu có thể.
 Tự động hóa, bán tự động hóa những quá trình sử dụng nhiều hóa chất độc hại

 Nơi làm việc của công nhân cần được thông thoáng nhằm làm giảm tối đa nồng độ
có trong môi trường làm việc
 Tổ chức các buổi học tập về an toàn đồng thời nâng cao ý thức tự giác thực hiện các
biện pháp an toàn trong nơi làm việc và sản xuất.
3. Tính cháy nổ của các sản phẩm reforming và biện pháp
3.1 Đối với các sản phẩm khí
 Các hợp chất olefin và paraffin phân tử lượng thấp là những chất khí dể hoàn tan
trong không khí và tạo thành hỗn hợp dể cháy nổ rất nguy hiểm. Vì vậy, trong phân
xưởng sản xuất và sử dụng thì ta xếp các hydrocacbon này thuộc loại A. Chúng có
khả năng làm mê man khi hít thở và có tác hại lâu dài về sau.Nồng độ cho phép của
chúng trong khu sản xuất năm ngoài giới hạn nổ cho phép (5% - 7.6% thể tích), công
nhân phải đeo khẩu trang, trang bị đầy đủ bảo hộ lao động trong quâ trình làm việc
 Xây dựng các bể chứa phải xa nơi dân cư, không được rò rỉ
4


 Trồng cây xanh có khả năng hấp thục khí tốt xung quanh

3.2 Đối với sản phẩm LPG
 LPG là sản phẩm khí hóa lỏng ở nhiệt độ thấp và áp suất ( 6-7 atm), có khả năng
năng dể nổ, do đó ta cần phải cần thận trong khẩu bảo quản và sử dụng. Ta cần phải
duy trì áp suất và nhiệt độ trong giới hạn cho phép.

3.3 Nguyên liệu, sản phẩm reforming
 Nguyên liệu và sản phẩm reforming ở trang thái lỏng, dể bay hơi và có khả năng hòa
tan trong không khí tạo thành hỗn hợp dể cháy nổ, rất nguy hiểm
 Ta cần xây dựng khu sản phẩm và nguyên liệu xa khu dân cư, gần nhà cứu hỏa và ở
cuối hướng gió của phân xưởng, trồng cây xung quanh để hấp thụ khi bể bị rò rỉ.
 Bể chứa có có van thở để tránh hiện tượng nổ khi nguyên liệu và sản phẩm giản nỡ,
tăng áp suất trong bể và có bộ phận thu hồi khí để tránh ô nhiễm môi trường

 Ta cần xây dựng bể chứa ngầm dưới đất, sơn bể bằng sơn trắng để tránh hiện tượng
hấp thụ tia hồng ngoại, tử ngoại

3.4 Sản phẩm hydrocacbon thơm( BTX)
 BTX là sản phảm lỏng có nhiệt độ bắt cháy thấp nên độ nguy hiểm cháy của chúng
rất lớn. Sự độc hại của chúng vượt trội hơn những hydrocacbon khác loại.
 Nồng độ cho phép của chúng tại khu sản xuất đối với benzene là 20mg/m3

B. PHÂN TÍCH SỰ CỐ CỤ THỂ
 Xét quá trình cháy nổ của các chất có trong nhà máy reforming xúc tác trong oxy:
Hydrocacbon

Giới hạn dưới
5

Giới hạn trên


Metan
Etan
Propan
n-Butan
n-Pentan
Benzen

(%TT)
5.1
3
2.3
1.8

1.8
2.6

Ước lượng khả năng cháy của chất này trong nhà máy:
Mole % O2
LOC  LFL �
Mole % fuel
x y
x
Cn H x Oz  (n   ) O2 � n CO2  H 2O
4 2
2

CH4 + 2O2 => CO2 + 2H2O
n=1, x=4, y=0 => ( = 1+1-0 = 2
LOC = 5.1%*2 = 10.2%
So với thử nghiệm LOC 12 % trong bảng 6 – 2 trang 239
2C2H6 + 7O2 => 4CO2 + 6H2O
n=2, x=6, y=0 => ( = 2+1.5-0 = 3.5
LOC = 3%*3.5 = 10.5%
So với thử nghiệm LOC 11 % trong bảng 6 – 2 trang 239
C3H8 + 5O2 => 3CO2 + 4H2O
n=3, x=8, y=0 => ( = 3+2-0 = 5
LOC = 2.3%*5 = 11.5%
So với thử nghiệm LOC 11.5 % trong bảng 6 – 2 trang 239
2C4H10 + 13O2 => 8CO2 + 10H2O
n=4, x=10, y=0 => ( = 4+2.5-0 = 6.5
LOC = 1.8%*6.5 = 11.7%
So với thử nghiệm LOC 12 % trong bảng 6 – 2 trang 239
C5H12 + 8O2 => 5CO2 + 6H2O

n=5, x=12, y=0 => ( = 5+3-0 = 8
6

(%TT)
61
66
55
49
49
30


LOC = 1.8%*8 = 14.4%
So với thử nghiệm LOC 12 % trong bảng 6 – 2 trang 239
2C6H6 + 15O2 => 12CO2 + 6H2O
n=6, x=6, y=0 => ( = 6+1.5-0 = 7.5
LOC = 2.6%*7.5 = 19.5%
So với thử nghiệm LOC 11.4 % trong bảng 6 – 2 trang 239
 Đối với những chất nhỏ hơn LOC thì khả năng cháy của nó không cao so với những
chất cao hơn LOC.
Xét sản phẩm LPG: C3H8 với 5kg bị rò rỉ ra bên ngoài, xét bán kính ở áp suất là 2 psig với
=1
C3H8 + 5O2 => 3CO2 + 4H2O
Tra bảng phụ lục Ec = 2877.5 (kJ/mol) = 65.39 (kJ/g)
mTNT =

= 69.77 kg

Ta có Ps = = = 0.2

=>

z = 10 tra đồ thị

r = Z* = 10* = 41.16m từ đó cứ 5kg Propane sẽ nổ khoảng 41.16 m

7