Обработка нефти и нефтяной эмульсии

В лаборатории имеется вытяжной шкаф с регулируемой мощностью, в котором проводятся работы с токсичными веществами. Вытяжной шкаф соединен с системой воздухоотводов, по которой удаляемый воздух транспортируется из помещения к месту выброса. Содержание вредных веществ в выбрасываемом воздухе после разбавления его наружным воздухом не должно превышать предельно допустимых концентраций. Назначение локальной вентиляции - улавливание вредных паров из мест их выделения и предотвращение их перемешивания с воздухом рабочей зоны. Гигиеническое ее назначение состоит в том, что она позволяет сократить количество выделяемых в помещение вредных паров. С экологической точки зрения вредные выделения отводятся более интенсивно, чем при общеобменной вентиляции, что сокращает необходимый воздухообмен и затраты на подготовку и очистку воздуха [29].

 

4.2.1 Расчет  вентиляции

 

Вентиляционные установки  –  устройства,  обеспечивающие  в     помещении такое  состояние  воздушной среды, при  котором человек чувствует себя нормально и микроклимат помещений  не  оказывает не благоприятного действия на его здоровье.

Для обеспечения требуемого по санитарным  нормам  качества  воздушной среды  необходима  постоянная смена воздуха в помещении; вместо удаляемого вводится свежий,  после  соответствующей обработки, воздух.

В данном подразделе будет  произведен  расчет  общеобменной вентиляции от избытков тепла.

Общеобменная вентиляция – система, в которой воздухообмен, найденный из условий борьбы с  вредностью,  осуществляется путем  подачи и вытяжки воздуха из всего помещения.

Количество вентиляционного  воздуха определяется по формуле:

где Q_изб - выделение в помещении явного тепла, Вт;

C - теплоемкость воздуха (C=10 Дж/кг);

ρ - удельная плотность воздуха ( ρ =1,3 кг/м );

t_ух и t_пр  - температура удаляемого и приточного воздуха, град.

Температура удаляемого воздуха определяется из формулы:

где t_рз - температура воздуха в рабочей зоне (t_рз=20 град);

d -  коэффициент нарастания температуры  на каждый метр высоты (d=1.5 град/м);

h -  высота помещения (h=4 м).

Отсюда t_ух = 23 град.

Количество избыточного  тепла  определяется  из  теплового  баланса,  как разница между  теплом,  поступающим в помещение  и теплом, удаляемым из помещения  и поглощаемым в нем.

Поступающее в помещение  тепло определяется по формуле:

где Q_обор - тепло от работы оборудования;

Q_л - тепло, поступающее от людей;

Q_осв - тепло от источников освещения;

Q_рад - тепло от солнечной радиации через окна.

где  - доля энергии, переходящей в тепло;

P_уст - мощность установки.

где n - количество человек в зале (n=5);

q - количество тепла, выделяемое  человеком (q=90 Вт).

где     = 0,4 для люминесцентных ламп;

P_осв - мощность осветительной установки.

где А - теплопоступление в помещение с 1 м² стекла (127-234 Вт/м );

S - площадь окна (S=3 м );

m - количество окон (m=3);

k - коэффициент, учитывающий характер  остекления (k=0.8).

Из формулы (4.7) получаем Q_прих = 4724 Вт.

Отсюда по формуле (4.6) Q_изб = 4251,6 Вт.

Находим необходимый  воздухообмен:

Определяем необходимую кратность воздухообмена:

  V_пом = n∙ S_чел ∙ h,             (4.14)

где  n=5 - число людей в помещении;

S_чел - площадь производственного помещения,  приходящаяся на 1 человека (по нормам для умственного труда S_чел=4 м );

h=4 м - высота помещения.

Кратность воздухообмена:

То есть за 1 час воздух в лаборатории должен обмениваться 42 раза.

 

4. 3 Шум и  вибрация

 

ГОСТ 12.1.012-90 Система стандартов безопасности труда. Вибрационная безопасность. Общие требования.

СН 2.2.4/2.1.8.566-96 Производственная вибрация, вибрация в помещениях, жилых и общественных зданиях.

Работа мешалки, криостата, вытяжного шкафа  сопровождается шумом и вибрацией, которые в  большей или меньшей степени  могут временно активизировать или  подавлять определённые психические  процессы  организма человека. Физиопатологические последствия могут проявляться в форме нарушения функции слуха и других анализаторов, например вестибулярного аппарата, координирующей функции коры головного мозга, нервной или пищеварительной системы, системы кровообращения. Повышенные уровни вибрации и шума отрицательно влияют на КИП и другую аппаратуру, используемую в производстве и при переработке полимерных материалов, приводя к снижению ее точности и уменьшению срока службы, что, в свою очередь, может привести к аварийным ситуациям. Все это обусловливает необходимость разработки и осуществления комплекса инженерно-технических и организационных мероприятий по снижению шума и вибраций до значений, установленных санитарными нормами (санитарные нормы уровней шума рабочих мест СН 3223-05, санитарные нормы  вибрации рабочих мест СН 3044-05).

Шум и вибрация в производственных помещениях, как правило, вызываются многими причинами, что создает определенные трудности в борьбе с ними и обычно требует одновременного проведения комплекса мероприятий как инженерно-технического, так и медицинского характера. Основными из них являются следующие [27]:

-  устранение причин  шума и вибрации или существенное  их ослабление в источнике  образования;

-  изоляция источников  шума и вибрации от окружающей среды средствами звуко- и виброизоляции, звуко- и вибропоглащения;

- применение средств,  снижающих шум и вибрацию на  пути их распространения;

- уменьшение плотности  звуковой энергии помещений, отражений  от стен, перекрытий (акустическая обработка);

- архитектурно-планировочные  решения с рациональным размещением  технологического оборудования, машин,  механизмов;

-организационно-технические мероприятия (малошумные технологические процессы, оснащение машин дистанционным управлением, рациональный режим труда и отдыха работающих и т. д.);

- применение средств  индивидуальной защиты;

- профилактические мероприятия  медицинского характера.

 

4. 4 Пожарная  безопасность

 

ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования.

Поскольку в ходе работы используется электрооборудование, то велика вероятность образования  электрических зарядов, источниками  которых может быть неисправное  электрооборудование, курение, применение открытого огня. Возникновение электрических зарядов представляет серьезную пожарную опасность, так как их накопление при определенных условиях может привести к искровому разряду. Если энергия искрового разряда будет превышать минимальную энергию зажигания горючих сред, используемых при работе, то возможно возникновение пожара или взрыва [30].

 

4.4.1 Определение  категорий помещений по НПБ  105-03

 

Категории помещений  по взрывоопасности и пожарной опасности  определяются расчетным путем в  соответствии с НПБ 105-03. Нормы государственной  противопожарной службы МЧС РК «Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности. НБП 105-03».

В лаборатории вуза УНАТ расчет ведется по ацетону. Расчет избыточного давления взрыва для горючих жидкостей (Р, кПа) проводится по формуле [30]:

где Р_max - максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной или паровоздушной среды в замкнутом объеме, допускается принимать равным 900 кПа;

Р₀ - начальное давление, допускается принимать равным 101 кПа;

m - масса горючих жидкостей, вышедших в результате расчетной аварии в помещении, вычисляем по формуле:

где m_p - масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг;

m_св.окр. - масса жидкости, испарившийся с поверхностей, на которые нанесён применяемый состав, кг; m_св.окр.=0;

m_емк. - масса жидкости, испарившийся с поверхностей открытых ёмкостей, кг; m_емк. = 0;

При этом каждое из слагаемых  в формуле (4.16) определяется по формуле:

где W - интенсивность испарения, кг/с*м² ;

F_u - площадь испарения, м³; принимается из условия что 1л горючей жидкости разливается на 1 м²;

Т - время испарения, с; принимаем  равным 3600 с.

Интенсивность испарения  определяется по формуле:

где η - коэффициент, принимаемый в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения при температуре 22°С и скорости движения воздуха 0,1 м/с, принимаем равным 2,28;

М - молекулярная масса, г/моль;  для  ацетона равна 58,08 г/моль;

Р_нас= давление насыщенного пара, кПа; для ацетона определяется по формуле:

  ,                               (4.19)

где  t_p – расчётная температура, ^оС, в качестве которой следует принимать максимально возможную температуру воздуха в данном помещении в соответствующей климатической зоне или максимально возможную температуру воздуха по технологическому регламенту с учётом возможного повышения температуры в аварийной ситуации; t_p=61^оС

 

Р_нас=119,05 кПа

Z - коэффициент участия горючего во взрыве, принимаем равным 0,3;

V_св. - свободный объем помещения, м³; составляющий 80% объёма геометрического;

Плотность газа определяется по формуле:

 V_t - мольный объем, равный 22,412 моль/л;

 С_ст. -стехиометрическая концентрация ЛВЖ, вычисляется по формуле:

 

где  β - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания и определяется по формуле:

где n_с, n_н, n_о, n_X - число атомов углерода, водорода, кислорода, галоидов в молекуле горючего;

К_н - коэффициент, учитывающий не герметичность помещения, равен 3. Получаем:

 

При ΔР>5 кПа и t_всп<28°С, следовательно помещение относится  к   категории А.

 

4.4.2 Предупреждение  пожаров и взрывов

 

Опасными факторами  пожара, воздействующими на людей, являются открытый огонь и искры, повышенная температура окружающей среды, предметов, токсические продукты горения, пониженная концентрация кислорода.

Противопожарная защита обеспечивается системой предотвращения пожара и системой противопожарной  защиты. Предотвращение пожара достигается  предупреждением образования горючей среды [30].

Лаборатория обеспечена средствами пожаротушения, к которым  относятся пенные огнетушители (ОВП-10, ОУ-8, ОП-10), асбестовое волокно, сухой  песок, а также вода. Для тушения  ЛВЖ и ТЖ применяется углекислотный  огнетушитель. Тушение электроустановок под напряжением производится с помощью ОУ-2 (не допускается тушить водой).

В случае возникновения  в лаборатории загорания и  как следствие – пожара, необходимо выключить газ, вентиляцию, электроэнергию, вынести из помещения опасные  вещества, сообщить о возникновении пожара и приступить к ликвидации загорания. Для сигнализации о пожаре установлены датчики ДТЛ. Необходимо провести эвакуацию людей из здания, которая условно подразделяется на три этапа:

1) движение людей от  наиболее удалённого места их постоянного пребывания до эвакуационного выхода;

2) движение людей от  эвакуационных выходов из помещения  до выходов наружу (движение по  коридорам или лестницам);

3) движение людей от  выходов из загоревшегося здания  и рассеивание их по территории  предприятия.

В ходе раздела рассмотрены:

-освещение помещения, осуществлен расчет  количества  ламп  для   обеспечения   норм безопасности;

-вентиляция, произведен  расчет  общеобменной вентиляции от избытков тепла;

-шум и вибрация, для соответствия санитарным нормам, в лабораториях используются звукоизоляционные кожухи, оборудование устанавливается  на фундамент на виброоснове;

-пожароопасные и токсические  свойства материалов;

-охарактеризованы     санитарно-гигиенические     условия лаборатории;

-описаны мероприятия и средства по пожарной защите и представлен расчёт пожарной категории помещения по НБП 105-03.

 

 

 

 

 

 

5 Охрана окружающей  среды

 

При выполнении  работы мы использовали большие количества легковоспламеняющих (ЛВЖ) и горючих (ГЖ) жидкостей, в основном органические растворители. Критерием деления на ЛВЖ И ГЖ является температура вспышки. К ЛВЖ относятся жидкости с температурой вспышки не выше 61⁰С в закрытом тигле или не выше 66⁰С в открытом тигле, классификация приведена в таблице 5.1