Файл: Нт гражданской защиты и пожарной безопасности ямалоненецкого автономного округа государственное учреждение дополнительного профессионального образования.pdf

14
Реактор вытеснения (рисунок 7.1) характеризуется тем, что в нем все частицы заполняющего продукта движутся в заданном направлении, не перемешиваясь с движущимися впереди и сзади частицами и полностью вытесняя, подобно поршню, находящиеся впереди частицы потока. Время пребывания всех частиц реакционной среды в аппаратах идеального вытеснения одинаково. Состав реакционной смеси изменяется постепенно, по длине (высоте) реактора,
вследствие протекания химической реакции.
По фазовому состоянию исходных реагентов реакторы бывают гомогенные и гетерогенные. Гомогенным называют реактор, если в нем реагирующие вещества находятся в одной фазе, например, только в жидкой или только в газообразной, а гетерогенным – если в реакторе реагирующие вещества находятся в различных агрегатных состояниях.
По конструктивному оформлению теплообменных устройств различают реакторы с рубашкой, с внутренними змеевиками, с наружным (внутренним)
теплообменником и с двойными трубками.
Система теплообмена может быть непрерывной и ступенчатой.
Пожарную опасность химических реакторов определяют физикохимические и пожароопасные свойства исходных реагентов и продуктов реакции; свойства реакционной среды и применяемых катализаторов (инициаторов); параметры проходящего в реакторе процесса, (давление, температура, объемная или массовая скорость); тип и конструктивные особенности реактора.
Горючая среда в период нормального ведения технологического процесса в реакторе не образуется, т.к. в исходных реагентах и продуктах реакции отсутствует окислитель. Горючая среда может образоваться в периоды загрузки или выгрузки, при замене отработанного катализатора, если нарушается безопасное соотношение между горючим и окислителем при подаче их в реактор.
Катализаторы могут быть взрывопожароопасными и стать источниками зажигания. Органические соединения обладают большой химической активностью, самовоспламеняются на воздухе, реагируют с взрывом с водой и другими веществами. Для увеличения поверхности контакта катализатора с веществом его наносят на пористую основу (активированный уголь, силикагель,
керамику и др.), обладающую развитой поверхностью. Катализаторы,
приготовленные на основе активированного угля склонны к самовозгоранию.
Пути распространения пожара: при нормальном ходе технологического процесса выход ГГ, паров и жидкостей из реакторов исключен, т.к. они закрыты герметично. Выход горючих веществ в производственное помещение или на открытую площадку возможен только в случае повреждений либо возникновения аварий. Повреждения (аварии) реакторов могут произойти при нарушении материального баланса в реакторе, увеличении скорости химической реакции
(приводит к значительному повышению давления и температуры в реакторе) и снижении механической прочности стенок реактора.

15
Основные требования пожарной безопасности при устройстве и
эксплуатации химических реакторов :
- эксплуатация реакторов с отключенными или неисправными контрольно- измерительными и регулирующими приборами, средствами и системами противоаварийной защиты не допускается;
- в реакторном отделении не допускается приготовление растворов взрывопожароопасных компонентов. Эта операция должна производиться в специально оборудованном помещении;
- загрузку порошкообразных взрывопожароопасных веществ необходимо осуществлять при исправной системе местных отсосов или использовать эти вещества в виде предварительно подготовленных суспензий;
- не допускается эксплуатация реакторов и других аппаратов при заполнении гидравлических затворов ниже требуемого уровня;
- отбор проб из реакторов через неисправные пробоотборные устройства не допускается;
- при использовании металлоорганических катализаторов необходимо контролировать содержание кислорода и влаги в исходном сырье, инертном газе с периодичностью, установленной технологическим регламентом;
- для предотвращения повышения давления в контактных аппаратах, питающихся через испарители, не допускается попадание в них неиспарившейся жидкости;
- в реакторах, в которых происходит перемешивание взрывопожароопасных веществ, необходимо обеспечить надежную работу мешалок и контролировать герметичность сальниковых уплотнений вала мешалок. При остановке мешалки или нарушении герметичности вала мешалки реактор должен быть остановлен;
- в реакторах с использованием твердого катализатора (в виде зерен, стружки и т.п.) и необходимостью перемешивания массы, мешалку после остановки не допускается включать повторно без предварительной разгрузки аппарата от твердого катализатора;
- в жидкостных реакторах не допускается превышение регламентированного уровня жидкости. Устройства, регулирующие высоту слоя жидкости, должны быть исправными;
- при отводе избыточного тепла реакции за счет испарения воды или др. жидкости не допускается снижение уровня испаряемой жидкости ниже установленной нормами;
- при использовании сжиженного газа в качестве хладагента не допускается отключать охладительные устройства реактора от общей системы охлаждения без предварительного слива сжиженного газа;

16
- при включении в работу системы охлаждения реакторов со сжиженным газом арматуру на линии его подачи необходимо открывать постепенно во избежание переохлаждения стенок аппаратов и их повреждения;
- состояние стенок реакторов с агрессивными средами должно контролироваться путем осмотра и замера величины износа металла;
- при возможности отложения твердых продуктов на внутренних поверхностях оборудования и трубопроводов, их забивки, в том числе и устройств аварийного слива из технологических систем, предусматриваются контроль за наличием этих отложений и меры по их безопасному удалению;
- дозировка компонентов в реакционных процессах должна быть преимущественно автоматической и осуществляться в последовательности,
исключающей возможность образования внутри аппаратуры взрывоопасных смесей или неуправляемого хода реакций;
- использование остаточного давления среды в реакторе периодического действия для передавливания реакционной массы в другой аппарат допускается в отдельных, обоснованных случаях;
- аппаратура жидкофазных процессов оснащается системами контроля и регулирования в ней уровня жидкости и (или) средствами автоматического отключения подачи этой жидкости в аппаратуру при превышении заданного уровня или другими средствами, исключающими возможность перелива;
- реакционные аппараты взрывоопасных технологических процессов с перемешивающими устройствами, как правило, оснащаются средствами автоматического контроля за надежной работой и герметичностью уплотнений валов мешалок, а также блокировками, предотвращающими возможность загрузки в аппаратуру продуктов при неработающих перемешивающих устройствах в тех случаях, когда это требуется по условиям ведения процесса и обеспечения безопасности. Средства контроля и системы блокировок определяются при проектировании;
- реакционная аппаратура, в которой отвод избыточного тепла реакции при теплопередаче через стенку осуществляется за счет испарения охлаждающей жидкости (хладагента), оснащается средствами автоматического контроля,
регулирования и сигнализации уровня хладагента в теплообменных элементах;
- при разработке реакционных процессов получения или применения продуктов,
характеризующихся высокой взрывопожароопасностью (ацетилена, этилена при высоких параметрах, пироксидных, металлоорганических соединений и др.),
склонных к термическому разложению или самопроизвольной спонтанной полимеризации, саморазогреву, а также способных самовоспламеняться или взрываться при взаимодействии с водой и воздухом, должны предусматривать дополнительные меры пожарной безопасности с учетом этих свойств;
- при применении в реакционных процессах веществ и материалов, способных к самовозгоранию в среде воздуха, должны предусматриваться меры,

17
исключающие или тормозящие процесс их окисления (предотвращение воздействия на них воздуха, уменьшение поверхности окисления посредством уплотнения массы, принудительное охлаждение, введение ингибиторов,
тормозящих процесс окисления);
- при применении катализаторов, в том числе металлоорганических, которые при взаимодействии с кислородом воздуха и (или) водой могут самовозгораться и
(или) взрываться, необходимо предусматривать меры, исключающие возможность подачи в систему сырья, материалов и инертного газа, содержащих кислород и влагу в количествах, превышающих предельно допустимые значения;
- для исключения возможности перегрева участвующих в процессе веществ, их самовоспламенения или термического разложения с
образованием взрывопожароопасных продуктов в результате контакта с нагретыми элементами аппаратуры определяются и регламентируют температурные режимы,
оптимальные скорости перемещения продуктов, предельно допустимое время пребывания их в зоне высоких температур и другие меры;
- вскрытие реакторов при их остановке допускается после стравливания избыточного давления, слива горючей жидкости, удаления горючих паров и газов,
продувки внутреннего объема инертным газом;
- выгрузку катализатора из аппарата можно производить только после его регенерации (пассивации) и продувки инертным газом;
- выгрузка отработанного катализатора, в составе которого могут быть самовоспламеняющиеся продукты разложения, должна производиться в герметически закрытые бункеры, в которые должен подаваться инертный газ;
- для образующихся в процессе производства отходов должны быть определены и регламентироваться способы их обработки, утилизации или уничтожения.
Контрольные вопросы:
1. Пожарная безопасность теплообменных процессов и аппаратов.
2. Пожарная безопасность процессов ректификации.
3. Пожарная безопасность процессов окраски.
4. Пожарная безопасность химических процессов и реакторов.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ:
1. Федеральный закон от 21.12.1994 № 69-ФЗ «О пожарной безопасности».
2. Федеральный закон от 22.07.2008 № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».
3. Правила противопожарного режима в Российской Федерации»
(утверждены Постановлением Правительства РФ № 1479 от 16.09. 2020г.)
4. Постановление Правительства Российской Федерации от 12.04.2012 № 290
(ред. от 01.12.2021) «О федеральном государственном пожарном надзоре».

18 5. Государственный пожарный надзор
: уч ебное пособие / С. В. Макаркин [и др.]. – Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2015.