تقدم هذه المقالة معلومات عن معدات العملية الأساسية والتخزين وتخطيط المصنع واعتبارات التشغيل في صناعات العمليات الكيميائية ، بما في ذلك العناصر والمفاهيم الرئيسية القابلة للتطبيق على نطاق واسع في جميع أنحاء الصناعة الكيميائية. ومع ذلك ، فإن الكثير من المعدات المطلوبة في المعالجة الكيميائية عالية التخصص ولا يمكن تعميمها على نطاق واسع. تتم مراجعة المزيد من المعلومات التفصيلية حول السمية والمواد الخطرة وسلامة العمليات في مكان آخر من هذا موسوعة.

هناك فئتان أساسيتان للتخطيط في صناعات المعالجة الكيميائية: تخطيط المصنع ، والذي يغطي جميع وحدات العملية ، والمرافق ، ومناطق التخزين ، ومناطق التحميل / التفريغ ، والمباني ، والمحلات التجارية والمستودعات ، وتخطيط الوحدة أو العملية ، والذي يغطي فقط وضع المعدات من أجل عملية محددة ، تسمى أيضًا كتلة العملية.

تخطيط المصنع

الموقع

يعتمد تحديد موقع مصنع شامل أو تحديد موقعه على عدد من العوامل العامة ، كما هو موضح في الجدول 1 (CCPS 1993). تختلف هذه العوامل بشكل كبير حسب المواقع والحكومات والسياسات الاقتصادية. من بين هذه العوامل المختلفة ، تعتبر اعتبارات السلامة مصدر قلق بالغ الأهمية ، وفي بعض المواقع يمكن أن تكون العامل الرئيسي الذي يحكم مواقع المصنع.

الجدول 1. بعض عوامل اختيار الموقع العامة

• الكثافة السكانية حول الموقع
• حدوث الكوارث الطبيعية (الزلازل والفيضانات وما إلى ذلك)
• الرياح السائدة وبيانات الأرصاد الجوية
• توافر الطاقة والبخار والماء
• اعتبارات السلامة
• أنظمة الهواء والماء والنفايات ومدى تعقيدها
• الوصول إلى المواد الخام والأسواق
• وسائل النقل
• تصاريح الموقع وتعقيد الحصول عليها
• متطلبات التفاعل في التطورات الصناعية
• توافر العمالة والتكاليف
• حوافز الاستثمار

يتمثل أحد الجوانب المهمة لسلامة المصنع في تحديد الموقع في تحديد منطقة عازلة بين مصنع ذي عمليات خطرة والنباتات المجاورة والمساكن والمدارس والمستشفيات والطرق السريعة والممرات المائية وممرات الطائرات. يتم عرض بعض اعتبارات السلامة العامة في الجدول 2. المنطقة العازلة مهمة لأن المسافة تميل إلى تقليل أو تخفيف التعرض المحتمل من الحوادث المختلفة. يمكن تحديد المسافة اللازمة لتقليل التركيزات السامة إلى مستويات مقبولة من خلال التفاعل الجوي وتشتت المواد السامة من الإطلاق العرضي. علاوة على ذلك ، يمكن استخدام الفاصل الزمني بين الإطلاق السام والتعرض العام الناتج عن منطقة عازلة لتحذير السكان من خلال برامج الاستجابة للطوارئ المخطط لها مسبقًا. نظرًا لأن النباتات بها أنواع مختلفة من المرافق التي تحتوي على مواد سامة ، يجب إجراء تحليلات التشتت على الأنظمة التي يحتمل أن تكون خطرة لضمان أن المنطقة العازلة كافية في كل منطقة تحيط بمحيط المصنع.

الجدول 2. اعتبارات سلامة مواقع المصنع

• منطقة عازلة
• موقع المنشآت الخطرة الأخرى في المنطقة المجاورة
• جرد المواد السامة والخطرة
• كفاية إمدادات مياه مكافحة الحرائق
• وصول معدات الطوارئ
• توافر دعم الاستجابة للطوارئ من الصناعات المجاورة والمجتمع
• الطقس المتطرف والرياح السائدة
• موقع الطرق السريعة والممرات المائية والسكك الحديدية وممرات الطائرات
• القيود البيئية والتخلص من النفايات أثناء حالات الطوارئ
• منحدر الصرف والصرف
• الصيانة والفحص

الحريق خطر محتمل في مصانع ومنشآت المعالجة. يمكن أن تكون الحرائق الكبيرة مصدرًا للإشعاع الحراري الذي يمكن أيضًا تخفيفه عن طريق المسافة. يمكن أن تكون المشاعل المرتفعة أيضًا مصدرًا للإشعاع الحراري أثناء حالة الطوارئ أو بدء التشغيل / الإغلاق. التوهج هو جهاز يقوم تلقائيًا بحرق غازات العادم أو إطلاق بخار الطوارئ في مواقع مرتفعة أو مواقع أرضية خاصة. يجب أن تكون بعيدة عن محيط المصنع (لحماية المجتمع) ويجب حظر منطقة في قاعدة الشعلة على العمال. إذا لم يتم تشغيله بشكل صحيح ، فقد يؤدي انتقال السائل إلى التوهج إلى احتراق قطرات السائل. بالإضافة إلى الحريق ، يمكن أن تكون هناك انفجارات داخل المعدات أو سحابة بخار تنتج موجات الانفجار. على الرغم من أن المسافة ستقلل من شدة الانفجار إلى حد ما فوق المنطقة العازلة ، إلا أن الانفجار سيظل له تأثير على المجتمع القريب.

يجب أيضًا مراعاة احتمالية حدوث إطلاقات أو حرائق عرضية من المرافق الحالية التي قد تكون قريبة من الموقع المقترح. يجب نمذجة الحوادث المحتملة وتقييمها لتحديد التأثير المحتمل على تخطيط المصنع المقترح. يجب تقييم استجابات الطوارئ لحدث خارجي وتنسيق الاستجابات مع النباتات الأخرى والمجتمعات المتضررة.

اعتبارات أخرى

طورت شركة داو للكيماويات نهجًا آخر لتخطيط المصنع بناءً على مستوى مقبول من الحد الأقصى لأضرار الممتلكات المحتملة (MPPD) ومخاطر انقطاع الأعمال (B1) (شركة داو كيميكال 1994 أ). هذه الاعتبارات مهمة لكل من المصانع الجديدة والقائمة. يعتبر مؤشر داو للحريق والانفجار مفيدًا في تخطيطات المصنع الجديدة أو في إضافة المعدات إلى المصانع الحالية. إذا تبين أن المخاطر المحسوبة من الفهرس غير مقبولة ، فيجب زيادة مسافات الفصل. بدلاً من ذلك ، قد تؤدي تغييرات التخطيط أيضًا إلى تقليل احتمالية المخاطر.

التخطيط العام

في التخطيط العام للمصنع ، تعتبر الرياح السائدة من الاعتبارات المهمة. يجب تحديد مواقع مصادر الإشعال عكس اتجاه الريح لمصادر التسرب المحتملة. تندرج السخانات والمراجل والمحارق والشعلات المشتعلة في هذه الفئة (CCPS 1993). يُعد موقع صهاريج التخزين في اتجاه الريح لوحدات المعالجة والمرافق توصية أخرى (CCPS 1993). أدت اللوائح البيئية إلى تقليل التسرب من الخزان بشكل كبير (ليبتون ولينش 1994).

تم تحديد مسافات الفصل الدنيا في المنشورات المختلفة لوحدات المعالجة والمعدات ووظائف المصنع المختلفة (CCPS 1993 ؛ Dow Chemical Company 1994a ؛ IRI 1991). يتم عرض المرافق العامة التي عادةً ما يوصى بفصل المسافات في التخطيطات الكلية للمصنع في الجدول 3. يجب تحديد توصيات المسافة الفعلية بعناية. بينما لا يتم عرض السخانات المحروقة وأفران المعالجة في الجدول 3 ، إلا أنها عنصر مهم ويجب تضمين فواصل المسافات الموصى بها في تخطيط عملية الوحدة.

الجدول 3. فصل المرافق بشكل عام في تخطيطات المصنع الشاملة

• وحدات المعالجة
• مزارع الخزانات
• مرافق التحميل والتفريغ
• مشاعل
• الطاقة والمراجل والمحارق
• أبراج التبريد
• محطات فرعية ، ساحات مفاتيح كهربائية كبيرة
• بيوت التحكم المركزية
• المخازن
• المعامل التحليلية
• أنظمة القياس والكتل الواردة
• خراطيم حريق وشاشات ثابتة وخزانات ومضخات حريق للطوارئ
• مناطق معالجة النفايات
• صيانة المباني والمناطق
• مباني إدارية

بالإضافة إلى ذلك ، تعتبر الطرق ضرورية لوصول المركبات أو المعدات في حالات الطوارئ والصيانة وتتطلب وضعًا دقيقًا بين وحدات المعالجة وعبر الأقسام المختلفة للمصنع. يجب إنشاء التصاريح المقبولة لأرفف الأنابيب العلوية وغيرها من المعدات العلوية جنبًا إلى جنب مع الخلوص الجانبي عند مفترق الطرق ومداخل جميع المرافق.

يمكن أن تستند متطلبات التخطيط إلى مسافات الفصل الدنيا الموصى بها (CCPS 1993 ؛ NFPA 1990 ؛ IRI 1991 ؛ Mecklenburgh 1985) أو يتم تحديدها من خلال تحليل المخاطر (Dow Chemical Company 1994a).

تخطيط وحدة العملية

يقدم الجدول 3 ملخصًا شاملاً لتخطيط فصل المصانع. يتم تضمين وحدات العملية في الكتلة المحددة الموضحة في التخطيط العام. تظهر العملية الكيميائية بشكل عام بالتفصيل في مخططات العمليات والتنفيذ (P & IDs). يتطلب تخطيط العملية اعتبارات تتجاوز مسافات فصل المعدات المحددة ، والتي يظهر بعضها في الجدول 4.

الجدول 4. اعتبارات عامة في تخطيط وحدة العملية

• تعريف المنطقة للتوسع المستقبلي وإمكانية الوصول للوحدة
• إمكانية الوصول إلى معدات الإصلاح للصيانة المتكررة
• متطلبات المساحة لإصلاح المعدات الفردية (على سبيل المثال ، المنطقة اللازمة لسحب حزمة المبادل الحراري أو إمكانية الوصول لصمام التحكم)
• حواجز لمعدات الضغط العالي أو المفاعلات التي يمكن أن تنفجر
• المتطلبات الميكانيكية والفضائية لتحميل / تفريغ المفاعلات أو الأبراج المملوءة بالمواد الصلبة
• مساحة لتنفيس الغبار عن الانفجارات
• فصل المعدات التي يتم فتحها أو صيانتها بشكل متكرر عن الأنابيب والأوعية ذات درجة الحرارة العالية وما إلى ذلك.
• المباني أو الهياكل الخاصة والتخليص الضروري (على سبيل المثال ، منزل ضاغط مع رافعة جسرية داخلية أو رافعة خارجية)

سيختلف تجميع المعدات في أي وحدة معالجة معينة اختلافًا كبيرًا ، اعتمادًا على العملية. كما تختلف السمية والخصائص الخطرة للتيارات والمواد داخل الوحدات على نطاق واسع. على الرغم من هذه الاختلافات ، تم تطوير معايير الحد الأدنى للمسافة للعديد من عناصر المعدات (CCPS 1993 ؛ NFPA 1990 ؛ IRI 1991 ؛ Mecklenburgh 1985). تتوفر إجراءات لحساب التسرب المحتمل والتعرضات السامة من معدات العملية التي يمكن أن تؤثر أيضًا على مسافة الفصل (Dow Chemical Company 1994b). بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تطبيق تحليل التشتت عند حساب تقديرات التسرب.

المعدات ومسافة الفصل

يمكن استخدام تقنية المصفوفة لحساب المساحة اللازمة لفصل المعدات (CCPS 1993 ؛ IRI 1991). قد تؤدي الحسابات المستندة إلى ظروف معالجة محددة وتقييم مخاطر المعدات إلى مسافات فصل تختلف عن دليل المصفوفة القياسي.

يمكن تطوير قوائم موسعة لمصفوفة عن طريق تنقيح الفئات الفردية وإضافة المعدات. على سبيل المثال ، يمكن تقسيم الضواغط إلى عدة أنواع ، مثل تلك التي تتعامل مع الغازات الخاملة والهواء والغازات الخطرة. قد تختلف مسافات الفصل بين الضواغط التي تُدار بالمحرك عن الآلات التي تعمل بمحرك أو بالبخار. يجب تحليل مسافات الفصل في منشآت التخزين التي تحتوي على غازات مسيلة على أساس ما إذا كان الغاز خاملًا.

يجب تحديد حدود بطارية العملية بعناية. إنها خطوط الحدود أو حدود الرسم لوحدة معالجة (الاسم مشتق من الاستخدام المبكر لبطارية الأفران في المعالجة). يتم رسم الوحدات الأخرى والطرق والمرافق وخطوط الأنابيب وخنادق الجريان السطحي وما إلى ذلك بناءً على حدود البطارية. في حين أن موقع معدات الوحدة لا يمتد إلى حدود البطارية ، يجب تحديد مسافات فصل المعدات عن حدود البطارية.

غرف التحكم أو بيوت التحكم

في الماضي ، تم تصميم كل وحدة معالجة بغرفة تحكم توفر التحكم التشغيلي للعملية. مع ظهور الأجهزة الإلكترونية والمعالجة التي يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر ، تم استبدال غرف التحكم الفردية بغرفة تحكم مركزية تتحكم في عدد من وحدات العمليات في العديد من العمليات. تعد غرفة التحكم المركزية مفيدة اقتصاديًا بسبب تحسين العملية وزيادة كفاءة الموظفين. لا تزال وحدات المعالجة الفردية موجودة ، وفي بعض الوحدات المتخصصة ، قد لا تزال بيوت التحكم القديمة التي حلت محلها غرف التحكم المركزية تستخدم لمراقبة العمليات المحلية وللتحكم في حالات الطوارئ. على الرغم من أن وظائف ومواقع غرفة التحكم يتم تحديدها بشكل عام من خلال اقتصاديات العمليات ، فإن تصميم غرفة التحكم أو بيت التحكم مهم جدًا للحفاظ على التحكم في حالات الطوارئ وحماية العمال. تتضمن بعض الاعتبارات لكل من بيوت التحكم المركزية والمحلية ما يلي:

• الضغط على بيت التحكم لمنع دخول الأبخرة السامة والخطرة
• تصميم بيت التحكم لمقاومة الانفجار والانفجار
• إنشاء موقع معرض لأدنى حد من المخاطر (بناءً على مسافة الفصل واحتمال انبعاث الغازات)
• تنقية كل الهواء الداخل وتركيب مكدس مدخل يقلل من دخول الأبخرة السامة أو الخطرة
• إغلاق جميع منافذ الصرف الصحي من غرفة التحكم
• تركيب نظام إخماد الحرائق.

تخفيض المخزون

أحد الاعتبارات المهمة في تخطيطات العمليات والمصنع هو كمية المواد السامة والخطرة في الجرد العام ، بما في ذلك المعدات. تكون عواقب التسرب أكثر خطورة مع زيادة حجم المادة. وبالتالي ، ينبغي تقليل الجرد قدر الإمكان. المعالجة المحسّنة التي تقلل عدد وحجم قطع المعدات تقلل من المخزون ، وتقلل من المخاطر وتؤدي أيضًا إلى انخفاض الاستثمار وتحسين كفاءات التشغيل.

ويرد في الجدول 6. بعض الاعتبارات المحتملة لخفض المخزون. وحيثما يتم تركيب مرفق عملية جديد ، ينبغي تحسين المعالجة من خلال مراعاة بعض الأهداف الموضحة في الجدول 5.

الجدول 5. خطوات للحد من المخزون

• تقليل تقليل مخزون صهاريج التخزين من خلال تحسين التحكم في العملية والتشغيل والتحكم في المخزون في الوقت المناسب
• القضاء على أو تقليل مخزون الخزان في الموقع من خلال تكامل العملية
• استخدام التحليل المتغير للتفاعل والتطوير لتقليل حجم المفاعل
• استبدال المفاعلات الدفعية بمفاعلات مستمرة ، مما يقلل أيضًا من توقف التيار
• خفض توقف عمود التقطير من خلال التخفيضات في حجم القاع وتعليق الدرج إما باستخدام صواني أو عبوات أكثر تقدمًا
• استبدال غلايات الغلاية بمراجل إعادة الغليان الحرارية
• التقليل من ارتفاع حجم الأسطوانة العلوية والقاع
• تحسين تخطيط الأنابيب وحجمها لتقليل التعطل
• حيث يتم إنتاج المواد السامة ، والتقليل من تعليق القسم السام

مرافق التخزين

يمكن أن تحتوي مرافق التخزين في مصنع المعالجة الكيميائية على أعلاف سائلة وصلبة ومواد كيميائية وسيطة ومنتجات ثانوية ومنتجات معالجة. تعمل المنتجات المخزنة في العديد من المرافق كوسائط أو سلائف لعمليات أخرى. قد يكون التخزين مطلوبًا أيضًا للمخففات أو المذيبات أو مواد التصنيع الأخرى. يتم تخزين كل هذه المواد بشكل عام في صهريج تخزين فوق الأرض (AST). لا تزال الصهاريج الجوفية مستخدمة في بعض المواقع ، ولكن الاستخدام محدود بشكل عام بسبب مشاكل الوصول والسعة المحدودة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التسرب المحتمل لخزانات التخزين تحت الأرض (USTs) يمثل مشاكل بيئية عندما يؤدي التسرب إلى تلويث المياه الجوفية. يمكن أن يؤدي تلوث الأرض العام إلى تعرضات جوية محتملة مع تسرب مواد ذات ضغط بخار أعلى. يمكن أن تكون المواد المتسربة مشكلة تعرض محتملة أثناء جهود معالجة الأرض. أدى تسرب الخزانات الأرضية إلى وضع لوائح بيئية صارمة في العديد من البلدان ، مثل متطلبات الخزانات مزدوجة الجدران والمراقبة تحت الأرض.

تظهر صهاريج التخزين النموذجية فوق سطح الأرض في الشكل 1. إن الخزانات الرأسية ASTs عبارة عن خزانات ذات أسقف مخروطية أو مقببة ، وخزانات ذات أسقف عائمة مغطاة أو غير مغطاة بسقف عائم أو صهاريج خارجية عائمة (EFRTs). صهاريج السقف المحولة أو المغلقة هي EFRTs مع أغطية مثبتة على الخزانات التي غالبًا ما تكون قبابًا من النوع الجيوديسي. نظرًا لأن EFRTs بمرور الوقت لا تحافظ على شكل دائري تمامًا ، فإن إحكام إغلاق السقف العائم أمر صعب ويتم تثبيت غطاء على الخزان. يزيل تصميم القبة الجيوديسية دعامات السقف اللازمة لخزانات السقف المخروطي (FRTs). تعتبر القبة الجيوديسية أكثر اقتصادا من السقف المخروطي ، بالإضافة إلى أن القبة تقلل من خسائر المواد في البيئة.

الشكل 1. صهاريج تخزين نموذجية فوق الأرض

عادة ، تقتصر الخزانات على تخزين السائل حيث لا يتجاوز ضغط البخار السائل 77 كيلو باسكال. عندما يتجاوز الضغط هذه القيمة ، يتم استخدام الأجسام الشبه الكروية أو الكرات لأن كلاهما مصمم لتشغيل الضغط. يمكن أن تكون الأجسام الشبه الكروية كبيرة جدًا ولكن لا يتم تثبيتها حيث قد يتجاوز الضغط حدودًا معينة يحددها التصميم الميكانيكي. بالنسبة لمعظم تطبيقات تخزين ضغط البخار العالي ، تكون الكرات عادةً عبارة عن حاوية تخزين ومجهزة بصمامات تنفيس الضغط لمنع الضغط الزائد. يتمثل أحد مخاوف السلامة التي تطورت مع الكرات في الانقلاب ، والذي يولد بخارًا زائدًا وينتج عنه تصريفات صمام الإغاثة أو في المواقف الأكثر خطورة مثل تمزق جدار الكرة (CCPS 1993). بشكل عام ، يتم تقسيم محتويات السائل إلى طبقات ، وإذا تم تحميل مادة دافئة (أقل كثافة) في قاع الكرة ، فإن المادة الدافئة ترتفع إلى السطح مع مادة السطح الأكثر برودة والأعلى كثافة تدحرج إلى القاع. تتبخر مادة السطح الدافئ ، مما يرفع الضغط ، مما قد يؤدي إلى تصريف صمام التنفيس أو الضغط الزائد على الكرة.

تخطيط الخزان

يتطلب تخطيط الخزان تخطيطًا دقيقًا. هناك توصيات لمسافات فصل الخزانات واعتبارات أخرى (CCPS 1988 ؛ 1993). في العديد من المواقع ، لا يتم تحديد مسافات الفصل بواسطة الكود ، ولكن يمكن أن تكون المسافات الدنيا (OSHA 1994) نتيجة لقرارات مختلفة تنطبق على مسافات الفصل والمواقع. يتم عرض بعض هذه الاعتبارات في الجدول 6. بالإضافة إلى ذلك ، تعتبر خدمة الخزان عاملاً في فصل الخزانات للخزانات المضغوطة والمبردة والخزانات الجوية (CCPS 1993).

الجدول 6. اعتبارات فصل الخزانات والموقع

• يمكن أن يعتمد الفصل على مسافات القشرة إلى القشرة على المراجع ويخضع لحساب مسافة الإشعاع الحراري في حالة نشوب حريق في خزان مجاور.
• يجب فصل الخزانات عن وحدات المعالجة.
• موقع الخزان ، ويفضل في اتجاه الريح من مناطق أخرى ، يقلل من مشاكل الاشتعال في حالة إطلاق الخزان لكمية بخار كبيرة.
• يجب أن تحتوي صهاريج التخزين على حواجز ، وهو ما يتطلبه القانون أيضًا في معظم المناطق.
• يمكن تجميع الخزانات لاستخدام السدود المشتركة ومعدات مكافحة الحرائق.
• يجب أن تتمتع السدود بقدرة عزل في حالات الطوارئ.

السدود مطلوبة ويتم تحديد حجمها حجميًا لاستيعاب محتويات الخزان. عندما تكون الخزانات المتعددة داخل السد ، فإن الحد الأدنى من سعة السد الحجمي يعادل سعة أكبر خزان (OSHA 1994). يمكن بناء جدران السد من الأرض أو الصلب أو الخرسانة أو البناء الصلب. ومع ذلك ، يجب أن تكون السدود الترابية غير قابلة للاختراق ولها سطح مسطح بعرض لا يقل عن 0.61 متر. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تحتوي التربة داخل المنطقة المصبوغة أيضًا على طبقة غير قابلة للاختراق لمنع تسرب أي مادة كيميائية أو زيت إلى التربة.

تسرب الخزان

المشكلة التي تطورت على مر السنين هي تسرب الخزان نتيجة التآكل في قاع الخزان. في كثير من الأحيان ، تحتوي الخزانات على طبقات مياه في قاع الخزان يمكن أن تساهم في التآكل ، وقد يحدث التآكل الإلكتروليتي بسبب ملامسته للأرض. نتيجة لذلك ، تم وضع المتطلبات التنظيمية في مناطق مختلفة للتحكم في تسرب قاع الخزان والتربة الجوفية وتلوث المياه من الملوثات في المياه. تم تطوير مجموعة متنوعة من إجراءات التصميم للتحكم في التسرب ومراقبته (Hagen and Rials 1994). بالإضافة إلى ذلك ، تم تركيب قيعان مزدوجة. في بعض التركيبات ، تم تركيب حماية كاثودية للتحكم في تدهور المعادن (Barletta، Bayle and Kennelley 1995).

سحب المياه

يمكن أن يؤدي تفريغ المياه يدويًا بشكل دوري من قاع الخزان إلى التعرض. يمكن أن تؤدي الملاحظة المرئية لتحديد الواجهة من خلال الصرف اليدوي المفتوح إلى تعرض العمال. يمكن تركيب تفريغ مغلق مع مستشعر واجهة وصمام تحكم لتقليل التعرض المحتمل للعمال (ليبتون ولينش 1994). تتوفر مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار تجاريًا لهذه الخدمة.

فرط ملء الخزانات

في كثير من الأحيان ، تكون الخزانات ممتلئة بشكل زائد ، مما يؤدي إلى مخاطر محتملة تتعلق بالسلامة وتعرض العمال. يمكن منع ذلك باستخدام أدوات زائدة عن الحاجة أو ثنائية المستوى تتحكم في صمامات كتلة المدخل أو مضخات التغذية (Bahner 1996). لسنوات عديدة ، تم تركيب خطوط الفائض على الخزانات الكيميائية ، لكنها انتهت على مسافة قصيرة فوق فتحة التصريف للسماح بالمراقبة البصرية لتصريف الفائض. علاوة على ذلك ، يجب أن يكون حجم الصرف أكبر من الحد الأقصى لمعدل التعبئة لضمان الصرف المناسب. ومع ذلك ، فإن مثل هذا النظام هو مصدر تعرض محتمل. يمكن التخلص من ذلك عن طريق توصيل خط الفائض مباشرة بالمصرف بمؤشر تدفق في الخط لإظهار الفائض. على الرغم من أن هذا سيعمل بشكل مرض ، إلا أن هذا يؤدي إلى زيادة التحميل على نظام الصرف بكمية ملوثة كبيرة جدًا ومشاكل محتملة تتعلق بالصحة والسلامة.

فحص الخزان وتنظيفه

بشكل دوري ، يتم إخراج الخزانات من الخدمة للفحص و / أو التنظيف. يجب التحكم في هذه الإجراءات بعناية لمنع تعرض العمال وتقليل مخاطر السلامة المحتملة. بعد التجفيف ، غالبًا ما يتم شطف الخزانات بالماء لإزالة آثار سائل العملية. تاريخيًا ، تم تنظيف الخزانات يدويًا أو ميكانيكيًا عند الضرورة. عندما يتم تفريغ الخزانات ، يتم ملؤها بالبخار الذي قد يكون سامًا ويمكن أن يكون في نطاق قابل للاحتراق. قد لا يؤثر تدفق المياه بشكل كبير على سمية البخار ، ولكنه قد يقلل من مشاكل الاحتراق المحتملة. مع الأسطح العائمة ، يمكن شطف المواد الموجودة أسفل السقف العائم وتصريفها ، ولكن قد تظل بعض الخزانات تحتوي على مواد في الحوض. يجب إزالة هذه المادة السفلية يدويًا وقد تمثل مخاوف التعرض المحتملة. قد يُطلب من الموظفين ارتداء معدات الحماية الشخصية (PPE).

عادة ، يتم تطهير الخزانات المغلقة وأي حجم أسفل الأسطح العائمة بالهواء حتى يتم الوصول إلى مستوى تركيز الأكسجين المحدد قبل السماح بالدخول. ومع ذلك ، يجب الحصول على قياسات التركيز باستمرار للتأكد من أن مستويات التركيز السامة مرضية ولا تتغير.

التحكم في تنفيس البخار والانبعاثات

بالنسبة للسقف الثابت أو الخزانات ذات الأسطح العائمة المحولة (CFRTs) ، قد لا يكون التنفيس في الغلاف الجوي مقبولًا في العديد من المواقع. تنفيس ضغط الفراغ (الموضح في الشكل 2 ، تتم إزالة هذه الخزانات وتتدفق الأبخرة عبر قناة مغلقة إلى جهاز تحكم حيث يتم تدمير الملوثات أو استعادتها. يتم حقنها للقضاء على تأثير الفراغ النهاري والحفاظ على ضغط إيجابي لجهاز الاسترداد. في خزان CFRT ، يزيل النيتروجين التأثير النهاري ويقلل أي أبخرة في الغلاف الجوي من خلال فتحة الكهروضوئية. ومع ذلك ، لا يتم التخلص من انبعاثات البخار. أ يتوفر عدد كبير من أجهزة وتقنيات التحكم بما في ذلك الاحتراق والامتصاص والمكثفات والامتصاص (Moretti and Mukhopadhyay 1993؛ Carroll and Ruddy 1993؛ Basta 1994؛ Pennington 1996؛ Siegall 1996). اختيار نظام التحكم هو دالة لأهداف الانبعاثات النهائية وتكاليف التشغيل والاستثمار.

في الخزانات ذات الأسطح العائمة ، تعمل أدوات التحكم الخارجية والداخلية على حد سواء ، وموانع التسرب والتركيبات الإضافية على تقليل فقد البخار بشكل فعال.

مخاطر السلامة

القابلية للاشتعال هي مصدر قلق كبير في الخزانات وأنظمة مكافحة الحرائق مطلوبة للمساعدة في السيطرة والوقاية من مناطق الحرائق الموسعة. تتوفر أنظمة مياه النار وتوصيات التركيب (CCPS 1993 ؛ Dow Chemical Company 1994a ؛ NFPA 1990). يمكن رش الماء مباشرة على النار في ظل ظروف معينة وهو ضروري لتبريد الخزان أو المعدات المجاورة لمنع ارتفاع درجة الحرارة. بالإضافة إلى ذلك ، تعتبر الرغوة عاملاً فعالاً في مكافحة الحرائق ويمكن تركيب معدات الرغوة الدائمة على الخزانات. يجب مراجعة تركيب معدات الرغوة على معدات مكافحة الحرائق المتنقلة مع الشركة المصنعة. تتوفر الآن رغاوي مقبولة بيئيًا ومنخفضة السمية وهي فعالة وقابلة للمقارنة مع الرغاوي الأخرى في الإطفاء السريع للحرائق.

معدات التجهيز

هناك حاجة إلى مجموعة متنوعة من معدات العمليات في معالجة المواد الكيميائية نتيجة للعمليات العديدة ومتطلبات العمليات المتخصصة والاختلافات في المنتجات. وبالتالي ، لا يمكن إعادة النظر في جميع المعدات الكيميائية المستخدمة اليوم ؛ سيركز هذا القسم على المعدات الأكثر استخدامًا والموجودة في معالجة متواليات.

المفاعلات

يوجد عدد كبير من أنواع المفاعلات في الصناعة الكيميائية. أساس اختيار المفاعل هو دالة لعدد من المتغيرات ، بدءًا من تصنيف ما إذا كان التفاعل دفعة أم تفاعل مستمر. في كثير من الأحيان ، يتم تحويل التفاعلات الدفعية إلى عمليات مستمرة مع زيادة الخبرة في التفاعل وإتاحة بعض التعديلات ، مثل المحفزات المحسنة. تعد معالجة التفاعل المستمر أكثر كفاءة بشكل عام وتنتج منتجًا أكثر اتساقًا ، وهو أمر مرغوب فيه في تحقيق أهداف جودة المنتج. ومع ذلك ، لا يزال هناك عدد كبير من العمليات المجمعة.

رد فعل

في جميع التفاعلات ، يعتبر تصنيف التفاعل على أنه طارد للحرارة أو ماص للحرارة (ينتج حرارة أو يتطلب حرارة) ضروريًا لتحديد متطلبات التسخين أو التبريد اللازمة للتحكم في التفاعل. بالإضافة إلى ذلك ، يجب وضع معايير التفاعل الجامح لتركيب أجهزة الاستشعار وأدوات التحكم التي يمكن أن تمنع التفاعل من أن يصبح خارج نطاق السيطرة. قبل التشغيل الكامل للمفاعل ، يجب التحقيق في إجراءات الطوارئ وتطويرها لضمان احتواء التفاعل الجامح بأمان. بعض الحلول المحتملة المختلفة عبارة عن معدات تحكم في حالات الطوارئ يتم تنشيطها تلقائيًا ، وحقن مادة كيميائية توقف التفاعل ومنشآت التهوية التي يمكنها استيعاب محتويات المفاعل واحتوائها. يعتبر صمام الأمان وتشغيل التهوية مهمين للغاية حيث يتطلبان معدات جيدة الصيانة وعاملة في جميع الأوقات. وبالتالي ، يتم تثبيت العديد من صمامات الأمان المتشابكة بشكل متكرر لضمان أن الصيانة على أحد الصمامات لن تقلل من سعة الإغاثة المطلوبة.

في حالة وجود صمام أمان أو تصريف تنفيس بسبب عطل ، يجب احتواء النفايات السائلة في جميع الظروف لتقليل مخاطر السلامة والصحة المحتملة. نتيجة لذلك ، يجب تحليل طريقة احتواء تصريف الطوارئ عبر الأنابيب جنبًا إلى جنب مع التخلص النهائي من تفريغ المفاعل بعناية. بشكل عام ، يجب فصل السائل والبخار مع إرسال البخار إلى الشعلة أو الاستعادة وإعادة تدوير السائل حيثما أمكن ذلك. قد تتطلب إزالة المواد الصلبة بعض الدراسة.

دفعة

في المفاعلات التي تشتمل على تفاعلات طاردة للحرارة ، هناك اعتبار مهم هو تلوث الجدران أو الأنبوب الداخلي بوسائط التبريد المستخدمة للحفاظ على درجة الحرارة. تتنوع إزالة المواد المتسخة بشكل كبير وتعتبر طريقة الإزالة دالة لخصائص المواد الفاسدة. يمكن إزالة المواد الفاسدة باستخدام مذيب أو تيار فوهة نفاثة عالية الضغط أو يدويًا في بعض الحالات. في كل هذه الإجراءات ، يجب التحكم بعناية في السلامة والتعرض. يجب ألا تسمح حركة المواد داخل وخارج المفاعل بدخول الهواء ، مما قد ينتج عنه خليط بخار قابل للاشتعال. يجب كسر الفراغات بغاز خامل (مثل النيتروجين). يمكن تصنيف دخول السفينة للتفتيش أو العمل على أنه دخول إلى مكان مغلق ويجب مراعاة قواعد هذا الإجراء. يجب فهم سمية البخار والجلد ويجب أن يكون الفنيون على دراية بالمخاطر الصحية.

مستمر

يمكن ملء المفاعلات المتدفقة بسائل أو بخار وسائل. تنتج بعض التفاعلات عجائن في المفاعلات. أيضا ، هناك مفاعلات تحتوي على محفزات صلبة. قد يكون مائع التفاعل سائلًا أو بخارًا أو مزيجًا من بخار وسائل. عادة ما يتم احتواء المحفزات الصلبة ، التي تعزز التفاعل دون المشاركة فيه ، داخل الشبكات ويطلق عليها اسم الطبقات الثابتة. قد تحتوي المفاعلات ذات الطبقة الثابتة على أسرة مفردة أو متعددة ويمكن أن يكون لها تفاعلات طاردة للحرارة أو ماصة للحرارة ، حيث تتطلب معظم التفاعلات درجة حرارة ثابتة (متساوي الحرارة) من خلال كل طبقة. يتطلب هذا في كثير من الأحيان حقن تيارات تغذية أو مادة مخففة في مواقع مختلفة بين الطبقات للتحكم في درجة الحرارة. مع أنظمة التفاعل هذه ، يعد مؤشر درجة الحرارة وموقع المستشعر من خلال الأسِرَّة في غاية الأهمية لمنع هروب التفاعل وإنتاجية المنتج أو تغييرات الجودة.

تفقد الأسرة الثابتة نشاطها بشكل عام ويجب تجديدها أو استبدالها. للتجديد ، يمكن حرق الرواسب الموجودة على الطبقة أو إذابتها في مذيب أو ، في بعض الحالات ، إعادة توليدها من خلال حقن مادة كيميائية في سائل خامل في الطبقة ، وبالتالي استعادة نشاط المحفز. اعتمادًا على المحفز ، يمكن تطبيق إحدى هذه التقنيات. عند حرق الأسِرَّة ، يُفرغ المفاعل ويُطهر من جميع سوائل العملية ثم يملأ بغاز خامل (نيتروجين عادةً) ، يُسخَّن ويُعاد تدويره ، مما يرفع الطبقة إلى مستوى درجة حرارة محدد. عند هذه النقطة ، يتم إضافة كمية صغيرة جدًا من الأكسجين إلى التيار الخامل لبدء جبهة اللهب التي تتحرك تدريجيًا عبر السرير وتتحكم في ارتفاع درجة الحرارة. كميات الأكسجين الزائدة لها تأثير ضار على المحفز.

إزالة المحفز ذو القاعدة الثابتة

يجب التحكم بعناية في إزالة المحفزات ذات القاعدة الثابتة. يتم تصريف المفاعلات من مائع العملية ثم يتم إزاحة السائل المتبقي بسائل التنظيف أو تطهيره بالبخار حتى تتم إزالة كل سائل العملية. قد يتطلب التطهير النهائي تقنيات أخرى قبل أن يتم تطهير الوعاء بغاز أو هواء خامل قبل فتح الوعاء أو تفريغ المحفز من الوعاء تحت غطاء خامل. في حالة استخدام الماء في هذه العملية ، يتم تصريف المياه من خلال أنابيب مغلقة إلى شبكة الصرف الصحي. بعض المحفزات حساسة للهواء أو الأكسجين ، وتصبح قابلة للاشتعال أو سامة. تتطلب هذه الإجراءات الخاصة للتخلص من الهواء أثناء ملء أو تفريغ الأوعية. يجب تحديد الحماية الشخصية جنبًا إلى جنب مع إجراءات المناولة بعناية لتقليل التعرضات المحتملة وحماية الأفراد.

قد يتطلب التخلص من المحفز المستهلك مزيدًا من المعالجة قبل إرساله إلى مصنع المحفز لإعادة التدوير أو إلى إجراء التخلص المقبول بيئيًا.

أنظمة محفز أخرى

الغاز المتدفق عبر طبقة محفز صلبة فضفاضة يوسع الطبقة ويشكل تعليقًا مشابهًا للسائل ويطلق عليه طبقة السوائل. يستخدم هذا النوع من التفاعل في عمليات مختلفة. تتم إزالة المحفزات المستهلكة كتيار جانبي للمواد الصلبة الغازية للتجديد ثم إعادتها إلى العملية من خلال نظام مغلق. في التفاعلات الأخرى ، قد يكون نشاط المحفز مرتفعًا جدًا ، وعلى الرغم من تفريغ المحفز في المنتج ، يكون التركيز منخفضًا للغاية ولا يمثل مشكلة. عندما يكون التركيز العالي للمواد الصلبة المحفزة في بخار المنتج غير مرغوب فيه ، يجب إزالة المواد الصلبة المرحلة قبل التنقية. ومع ذلك ، ستبقى آثار المواد الصلبة. تتم إزالتها للتخلص منها في أحد تدفقات المنتجات الثانوية ، والتي بدورها يجب توضيحها.

في الحالات التي يتم فيها تجديد المحفز المستهلك من خلال الاحتراق ، يلزم وجود مرافق واسعة لاستعادة المواد الصلبة في أنظمة طبقة الموائع للوفاء بالقيود البيئية. قد تتكون الاستعادة من مجموعات مختلفة من الدوامات ، المرسبات الكهربائية ، المرشحات الكيسية) و / أو أجهزة الغسل. عندما يحدث الحرق في أسرة ثابتة ، فإن الشاغل الأساسي هو التحكم في درجة الحرارة.

نظرًا لأن محفزات الطبقة السائلة تكون في كثير من الأحيان ضمن النطاق التنفسي ، يجب توخي الحذر أثناء مناولة المواد الصلبة لضمان حماية العامل سواء بالمحفزات الجديدة أو المستعادة.

في بعض الحالات ، يمكن استخدام فراغ لإزالة مكونات مختلفة من سرير ثابت. في هذه الحالات ، غالبًا ما تكون نفاثة الفراغ التي تعمل بالبخار هي منتج التفريغ. ينتج عن هذا تصريف بخار يحتوي في كثير من الأحيان على مواد سامة على الرغم من التركيز المنخفض جدًا في التيار النفاث. ومع ذلك ، يجب مراجعة تصريف نفاثة البخار بعناية لتحديد كميات الملوثات والسمية والتشتت المحتمل إذا تم تصريفها مباشرة في الغلاف الجوي. إذا كان هذا غير مرضٍ ، فقد يتطلب التفريغ النفاث التكثيف في حوض حيث يتم التحكم في جميع الأبخرة ويتم إرسال المياه إلى نظام الصرف الصحي المغلق. ستعمل مضخة فراغ دوارة في هذه الخدمة. قد لا يُسمح بالتفريغ من مضخة التفريغ الترددية بالتصريف مباشرة في الغلاف الجوي ، ولكن يمكن في بعض الحالات التفريغ في خط التوهج أو المحرقة أو سخان المعالجة.

السلامة

في جميع المفاعلات ، تعد زيادة الضغط مصدر قلق كبير حيث يجب عدم تجاوز تصنيف ضغط الوعاء. قد تكون هذه الزيادات في الضغط نتيجة لضعف التحكم في العملية أو عطل أو رد فعل سريع. وبالتالي ، فإن أنظمة تخفيف الضغط مطلوبة للحفاظ على سلامة الوعاء عن طريق منع الضغط الزائد للمفاعل. يجب تصميم تصريفات صمام التصريف بعناية للحفاظ على راحة مناسبة في جميع الظروف ، بما في ذلك صيانة صمام التنفيس. قد تكون هناك حاجة إلى صمامات متعددة. في حالة تصميم صمام تنفيس للتصريف في الغلاف الجوي ، يجب رفع نقطة التفريغ فوق جميع الهياكل المجاورة ويجب إجراء تحليل التشتت لضمان الحماية الكافية للعمال والمجتمعات المجاورة.

إذا تم تركيب قرص تمزق بصمام أمان ، فيجب أيضًا إحاطة التفريغ وتحديد موقع التفريغ النهائي كما هو موضح أعلاه. نظرًا لأن تمزق القرص لن يستقر مرة أخرى ، فمن المحتمل أن يحرر القرص الذي لا يحتوي على صمام أمان معظم محتويات المفاعل وقد يدخل الهواء إلى المفاعل في نهاية الإطلاق. وهذا يتطلب تحليلاً دقيقاً لضمان عدم حدوث حالة قابلة للاشتعال وعدم حدوث تفاعلات غير مرغوب فيها للغاية. علاوة على ذلك ، قد يؤدي التفريغ من القرص إلى إطلاق سائل ويجب تصميم نظام التهوية لاحتواء جميع السوائل التي تم تفريغها من البخار ، كما هو موضح أعلاه. يجب أن توافق السلطات التنظيمية على الإطلاقات الطارئة في الغلاف الجوي قبل التركيب.

محرضات الخلاط المثبتة في المفاعلات محكمة الغلق. قد تكون التسريبات خطرة وفي حالة حدوثها يجب إصلاح الختم الأمر الذي يتطلب إيقاف تشغيل المفاعل. قد تتطلب محتويات المفاعل مناولة خاصة أو احتياطات ويجب أن يتضمن إجراء الإغلاق الطارئ إنهاء التفاعل والتخلص من محتويات المفاعل. يجب مراجعة التحكم في القابلية للاشتعال والتعرض بعناية لكل خطوة بما في ذلك التخلص النهائي من مزيج المفاعل. نظرًا لأن الإغلاق يمكن أن يكون مكلفًا وينطوي على خسارة في الإنتاج ، فقد تم إدخال خلاطات تعمل بالمغناطيسية وأنظمة ختم أحدث لتقليل الصيانة وإغلاق المفاعلات.

يتطلب الدخول إلى جميع المفاعلات الامتثال لإجراءات الدخول الآمن إلى الأماكن المحصورة.

أبراج التجزئة أو التقطير

التقطير عملية يتم من خلالها فصل المواد الكيميائية بطرق تستفيد من الاختلافات في نقاط الغليان. الأبراج المألوفة في المصانع الكيماوية والمصافي هي أبراج التقطير.

التقطير بأشكال مختلفة هو خطوة معالجة موجودة في الغالبية العظمى من العمليات الكيميائية. يمكن العثور على التجزئة أو التقطير في خطوات عملية التنقية ، والفصل ، والتعرية ، والزيوتروبية ، والاستخراج. تتضمن هذه التطبيقات الآن التقطير التفاعلي ، حيث يحدث التفاعل في قسم منفصل من برج التقطير.

يتم التقطير بسلسلة من الصواني في برج ، أو يمكن إجراؤه في برج مملوء بالتغليف. تحتوي العبوات على تكوينات خاصة تسمح بسهولة بمرور البخار والسائل ، ولكنها توفر مساحة سطح كافية للتلامس بين البخار والسائل والتجزئة الفعالة.

عملية

يتم عادةً إمداد برج بالحرارة بمرجل إعادة الغلي ، على الرغم من أن المحتوى الحراري لتيارات معينة قد يكون كافياً للتخلص من المرجل. مع حرارة مرجل إعادة الغلاية ، يحدث فصل بخار عن سائل متعدد الخطوات على الصواني وتصعد المواد الأخف من خلال البرج. يتم تكثيف الأبخرة من الدرج العلوي كليًا أو جزئيًا في المكثف العلوي. يتم جمع السائل المكثف في أسطوانة استرداد نواتج التقطير ، حيث يتم إعادة تدوير جزء من السائل إلى البرج ويتم سحب الجزء الآخر وإرساله إلى مكان محدد. يمكن استعادة الأبخرة غير المكثفة في مكان آخر أو إرسالها إلى جهاز تحكم يمكن أن يكون جهاز احتراق أو نظام استرداد.

الضغط

تعمل الأبراج عادة عند ضغوط أعلى من الضغط الجوي. ومع ذلك ، يتم تشغيل الأبراج في كثير من الأحيان تحت فراغ لتقليل درجات حرارة السائل التي قد تؤثر على جودة المنتج أو في الحالات التي تصبح فيها مواد البرج مصدر قلق ميكانيكي واقتصادي بسبب مستوى درجة الحرارة الذي قد يكون من الصعب تحقيقه. أيضًا ، قد تؤثر درجات الحرارة المرتفعة على السائل. في الأجزاء البترولية الثقيلة ، غالبًا ما تؤدي درجات حرارة قاع البرج المرتفعة جدًا إلى مشاكل فحم الكوك.

عادة ما يتم الحصول على الفراغات باستخدام قاذفات أو مضخات تفريغ. في وحدات المعالجة ، تتكون حمولات التفريغ من بعض مواد البخار الخفيف ، والمواد الخاملة التي قد تكون موجودة في تيار تغذية البرج والهواء الناتج عن التسرب. عادة يتم تركيب نظام التفريغ بعد المكثف لتقليل التحميل العضوي لنظام التفريغ. يتم تحديد حجم نظام التفريغ بناءً على تحميل البخار المقدّر ، حيث تتعامل القاذفات مع أحمال أكبر من البخار. في أنظمة معينة ، قد يتم توصيل آلة التفريغ مباشرة بمخرج مكثف. عملية نظام القاذف النموذجية هي مزيج من القاذفات ومكثفات بارومترية مباشرة حيث يكون لأبخرة القاذف اتصال مباشر بمياه التبريد. تعتبر المكثفات البارومترية مستهلكة كبيرة للمياه ويؤدي خليط البخار والماء إلى ارتفاع درجات حرارة مخرج الماء التي تميل إلى تبخير أي آثار مركبة عضوية في حوض الضغط الجوي ، مما قد يؤدي إلى زيادة التعرض في مكان العمل. بالإضافة إلى ذلك ، يتم إضافة كمية كبيرة من النفايات السائلة إلى نظام الصرف الصحي.

يتم تحقيق انخفاض كبير في المياه إلى جانب انخفاض كبير في استهلاك البخار في أنظمة التفريغ المعدلة. نظرًا لأن مضخة التفريغ لن تتعامل مع حمولة بخار كبيرة ، يتم استخدام قاذف بخار في المرحلة الأولى مع مكثف سطحي لتقليل حمل مضخة التفريغ. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تركيب أسطوانة الحوض للتشغيل فوق سطح الأرض. يقلل النظام الأبسط من تحميل مياه الصرف ويحافظ على نظام مغلق يزيل التعرض المحتمل للبخار.

السلامة

يجب حماية جميع الأبراج والأسطوانات من الضغط الزائد الذي قد ينتج عن عطل أو حريق (Mowrer 1995) أو فشل المرافق. مراجعة المخاطر ضرورية ومطلوبة بموجب القانون في بعض البلدان. يعمل نهج إدارة سلامة العمليات العامة المطبق على تشغيل العمليات والمصنع على تحسين السلامة وتقليل الخسائر وحماية صحة العمال (Auger 1995؛ Murphy 1994؛ Sutton 1995). يتم توفير الحماية من خلال صمامات تنفيس الضغط (PRVs) التي يتم تصريفها في الغلاف الجوي أو إلى نظام مغلق. يتم تثبيت PRV بشكل عام على قمة البرج لتخفيف حمل البخار الكبير ، على الرغم من أن بعض التركيبات تحدد موقع PRV في مواقع البرج الأخرى. يمكن أيضًا وضع صمام الأمان PRV على أسطوانة استرداد نواتج التقطير العلوية طالما لم يتم وضع الصمامات بين صمام الضغط العالي وقمة البرج. إذا تم تركيب صمامات الكتلة في خطوط المعالجة للمكثف ، فيجب تثبيت PRV على البرج.

عندما يتم تخفيف الضغط الزائد لبرج التقطير ، في ظل سيناريوهات طوارئ معينة ، قد يكون تصريف PRV كبيرًا للغاية. قد يكون التحميل العالي جدًا في خط تنفيس تصريف النظام المغلق هو أكبر حمولة في النظام. نظرًا لأن تفريغ PRV يمكن أن يكون مفاجئًا وقد يكون وقت التخفيف الإجمالي قصيرًا جدًا (أقل من 15 دقيقة) ، يجب تحليل حمل البخار الضخم للغاية هذا بعناية (Bewanger and Krecter 1995؛ Boicourt 1995). نظرًا لأنه من الصعب معالجة هذا الحمل الذروي القصير والكبير في أجهزة التحكم مثل أجهزة الامتصاص والممتزات والأفران وما إلى ذلك ، فإن جهاز التحكم المفضل في معظم الحالات هو التوهج لتدمير البخار. عادة ، يتم توصيل عدد من PRVs برأس خط التوهج الذي يتم توصيله بدوره بمصباح واحد. ومع ذلك ، يجب تصميم نظام التوهج والنظام العام بعناية لتغطية مجموعة كبيرة من حالات الطوارئ المحتملة (Boicourt 1995).

المخاطر الصحية

للإغاثة المباشرة في الغلاف الجوي ، يجب إجراء تحليل تفصيلي للتشتت لأبخرة تصريف صمام الإغاثة للتأكد من عدم تعرض العمال وأن التركيزات المجتمعية جيدة ضمن إرشادات التركيز المسموح بها. للتحكم في التشتت ، قد يلزم رفع خطوط تصريف صمام الإغاثة الجوية لمنع التركيزات المفرطة على الهياكل المجاورة. قد يكون من الضروري وجود كومة طويلة جدًا تشبه التوهج للتحكم في التشتت.

مجال آخر مثير للقلق هو دخول برج للصيانة أو إجراء تغييرات ميكانيكية أثناء الإغلاق. يستلزم ذلك الدخول إلى مكان مغلق ويعرض العمال للمخاطر المرتبطة بذلك. يجب إجراء طريقة التنظيف والتطهير قبل الفتح بعناية لضمان الحد الأدنى من التعرض عن طريق تقليل أي تركيزات سامة أقل من المستويات الموصى بها. قبل البدء في عمليات الشطف والتصفية ، يجب تقليل ضغط البرج وتعمية جميع توصيلات المواسير بالبرج (على سبيل المثال ، يجب وضع الأقراص المعدنية المسطحة بين فلنجات البرج وفلانشات أنابيب التوصيل). يجب إدارة هذه الخطوة بعناية لضمان الحد الأدنى من التعرض. في عمليات مختلفة ، تختلف طرق تطهير البرج من السوائل السامة. في كثير من الأحيان ، يتم إزاحة سائل البرج بسائل له خصائص سمية منخفضة للغاية. يتم بعد ذلك تصريف سائل الإزاحة هذا وضخه إلى الموقع المحدد. يمكن تبخير الغشاء السائل والقطرات المتبقية في الغلاف الجوي من خلال شفة علوية بها ستارة خاصة مع فتحة بين الستارة وحافة البرج. بعد التبخير ، يدخل الهواء إلى البرج من خلال الفتحة العمياء الخاصة بينما يبرد البرج. يتم فتح فتحة في أسفل البرج وواحدة في أعلى البرج للسماح بنفخ الهواء عبر البرج. عندما يصل تركيز البرج الداخلي إلى مستوى محدد مسبقًا ، يمكن إدخال البرج.

المبادلات الحرارية

هناك مجموعة متنوعة من المبادلات الحرارية في صناعة العمليات الكيميائية. المبادلات الحرارية هي أجهزة ميكانيكية لنقل الحرارة من أو إلى تيار العملية. يتم اختيارهم وفقًا لشروط العملية وتصميمات المبادلات. يتم عرض عدد قليل من أنواع المبادلات الشائعة في الشكل 2. اختيار المبادل الأمثل لخدمة عملية معقد نوعًا ما ويتطلب تحقيقًا تفصيليًا (Woods 1995). في كثير من الحالات ، لا تكون أنواع معينة مناسبة بسبب الضغط ودرجة الحرارة وتركيز المواد الصلبة واللزوجة وكمية التدفق وعوامل أخرى. علاوة على ذلك ، يمكن أن يختلف تصميم المبادل الحراري الفردي بشكل كبير ؛ تتوفر عدة أنواع من أنابيب ومبادلات الألواح العائمة (Green، Maloney and Perry 1984). عادةً ما يتم اختيار الرأس العائم حيث قد تتسبب درجات الحرارة في تمدد مفرط في الأنبوب لا يمكن لولا ذلك الحفاظ على السلامة في مبادل ألواح الأنبوب الثابت. في مبادل الرأس العائم المبسط في الشكل 2 ، يتم احتواء الرأس العائم بالكامل داخل المبادل وليس له أي اتصال بغطاء الغلاف. في تصميمات الرأس العائمة الأخرى ، قد يكون هناك تغليف حول ورقة الأنابيب العائمة (Green، Maloney and Perry 1984).

الشكل 2. مبادلات حرارية نموذجية

تسرب

تتلامس العبوات الموجودة على صفائح الأنابيب العائمة مع الغلاف الجوي وقد تكون مصدرًا للتسرب والتعرض المحتمل. قد تحتوي المبادلات الأخرى أيضًا على مصادر تسرب محتملة ويجب فحصها بعناية. نتيجة لخصائص نقل الحرارة ، غالبًا ما يتم تثبيت مبادلات الألواح والإطار في الصناعة الكيميائية. تحتوي الألواح على تمويجات وتكوينات مختلفة. يتم فصل الألواح بواسطة حشوات تمنع اختلاط التيارات وتوفر مانع تسرب خارجي. ومع ذلك ، فإن الأختام تحد من تطبيقات درجة الحرارة إلى حوالي 180 درجة مئوية ، على الرغم من أن تحسينات الختم قد تتغلب على هذا القيد. نظرًا لوجود عدد من اللوحات ، يجب ضغط الألواح بشكل صحيح لضمان الإغلاق المناسب بينها. وبالتالي ، فإن التركيب الميكانيكي الدقيق ضروري لمنع التسرب والمخاطر المحتملة. نظرًا لوجود عدد كبير من الأختام ، فإن المراقبة الدقيقة للسدادات مهمة لتقليل التعرضات المحتملة.

تعتبر المبادلات المبردة بالهواء جذابة اقتصاديًا وقد تم تركيبها في عدد كبير من تطبيقات المعالجة وفي مواقع مختلفة داخل وحدات المعالجة. لتوفير المساحة ، غالبًا ما يتم تثبيت هذه المبادلات فوق مسارات الأنابيب ويتم تكديسها بشكل متكرر. نظرًا لأن اختيار مادة الأنبوب مهم ، يتم استخدام مجموعة متنوعة من المواد في الصناعة الكيميائية. هذه الأنابيب متصلة بصفيحة الأنبوب. هذا يتطلب استخدام مواد متوافقة. يعد التسرب من خلال شق في الأنبوب أو في ورقة الأنبوب مصدر قلق لأن المروحة ستدور الأبخرة من التسرب وقد يؤدي التشتت إلى التعرضات المحتملة. قد يقلل تخفيف الهواء بشكل كبير من مخاطر التعرض المحتملة. ومع ذلك ، يتم إغلاق المراوح في كثير من الأحيان في ظل بعض الظروف الجوية وفي هذه الظروف يمكن أن تزيد تركيزات التسرب وبالتالي زيادة التعرض المحتمل. علاوة على ذلك ، إذا لم يتم إصلاح الأنابيب المتسربة ، فقد يتفاقم الشق. مع السوائل السامة التي لا تتبخر بسهولة ، يمكن أن يحدث تقطر مما يؤدي إلى التعرض الجلدي المحتمل.

قد تتسبب المبادلات الحرارية ذات الغلاف والأنبوب في حدوث تسريبات من خلال أي من الفلنجات المختلفة (Green، Maloney and Perry 1984). نظرًا لأن المبادلات الحرارية للقذيفة والأنبوب تختلف في الحجم من مساحات سطح صغيرة إلى كبيرة جدًا ، فإن قطر الشفاه الخارجية يكون عمومًا أكبر بكثير من حواف الأنابيب النموذجية. مع هذه الحواف الكبيرة ، لا يجب أن تتحمل الحشيات ظروف العملية فحسب ، بل توفر أيضًا مانع التسرب تحت اختلافات حمل البراغي. يتم استخدام تصميمات حشية مختلفة. من الصعب الحفاظ على ضغوط حمل البرغي الثابت على جميع مسامير الفلنجة ، مما يؤدي إلى حدوث تسرب في العديد من المبادلات. يمكن التحكم في تسرب الفلنجات بواسطة حلقات مانعة للتسرب بالفلنجات (ليبتون ولينش 1994).

قد يحدث تسرب في الأنبوب في أي من أنواع المبادلات المتاحة ، باستثناء مبادلات الألواح وعدد قليل من المبادلات المتخصصة الأخرى. ومع ذلك ، فإن هذه المبادلات الأخيرة لديها مشاكل أخرى محتملة. عندما تتسرب الأنابيب إلى نظام مياه التبريد ، تقوم مياه التبريد بتفريغ الملوثات في برج التبريد والذي يمكن أن يكون مصدر تعرض لكل من العمال والمجتمع القريب. وبالتالي ، يجب مراقبة مياه التبريد.

يمكن أن يكون تشتت أبخرة أبراج التبريد منتشرًا على نطاق واسع نتيجة وجود المراوح في أبراج تبريد السحب القسري والمستحث. بالإضافة إلى ذلك ، تقوم أبراج الحمل الحراري الطبيعي بتصريف الأبخرة في الغلاف الجوي والتي تتشتت بعد ذلك. ومع ذلك ، يختلف التشتت إلى حد كبير بناءً على كل من الظروف الجوية وارتفاع التفريغ. تبقى المواد السامة الأقل تطايرًا في مياه التبريد وتيار تفريغ برج التبريد ، والتي يجب أن تتمتع بقدرة معالجة كافية لتدمير الملوثات. يجب تنظيف برج التبريد وحوض البرج بشكل دوري وتزيد الملوثات من المخاطر المحتملة في الحوض وفي تعبئة البرج. الحماية الشخصية ضرورية لكثير من هذا العمل.

تنظيف المبادل

تتمثل مشكلة الأنابيب في خدمة مياه التبريد في تراكم المواد في الأنابيب الناتج عن التآكل والكائنات البيولوجية وترسب المواد الصلبة. كما هو موضح أعلاه ، قد تتسرب الأنابيب أيضًا من خلال الشقوق ، أو قد يحدث تسرب عندما يتم دحرجة الأنابيب في شقوق في ورقة الأنبوب. عند حدوث أي من هذه الشروط ، يلزم إصلاح المبادل وإزالة سوائل العملية من المبادل. وهذا يتطلب عملية محتواة بالكامل ، وهو أمر ضروري لتلبية أهداف التعرض البيئي والسلامة والصحة.

بشكل عام ، يتم تصريف مائع العملية إلى جهاز استقبال ويتم طرد المادة المتبقية من المبادل باستخدام مذيب أو مادة خاملة. يتم أيضًا إرسال المادة الأخيرة إلى جهاز استقبال للمواد الملوثة عن طريق التصريف أو الضغط بالنيتروجين. في حالة وجود مادة سامة في المبادل ، يجب مراقبة المبادل بحثًا عن أي آثار للمواد السامة. إذا كانت نتائج الاختبار غير مرضية ، فيمكن تبخير المبادل للتبخير وإزالة جميع آثار المواد. ومع ذلك ، يجب توصيل فتحة تنفيس البخار بنظام مغلق لمنع تسرب البخار إلى الغلاف الجوي. في حين أن الفتحة المغلقة قد لا تكون ضرورية تمامًا ، فقد يكون هناك في بعض الأحيان المزيد من المواد الملوثة في المبادل ، مما يتطلب تنفيس بخار مغلق في جميع الأوقات للتحكم في المخاطر المحتملة. بعد التبخير ، تنفيس في الغلاف الجوي تسمح للهواء. هذا الإجراء العام قابل للتطبيق على جانب المبادل أو الجوانب التي تحتوي على مادة سامة.

المواد الكيميائية المستخدمة بعد ذلك لتنظيف الأنابيب أو جانب الغلاف يجب أن يتم تعميمها في نظام مغلق. عادة ، يتم إعادة تدوير محلول التنظيف من نظام شاحنة صهريج ويتم تصريف المحلول الملوث في النظام إلى شاحنة للتخلص منه.

كعب عريض

من أهم وظائف العملية حركة السوائل وفي الصناعة الكيميائية يتم نقل جميع أنواع المواد السائلة بمجموعة متنوعة من المضخات. المضخات المعلبة والمغناطيسية هي مضخات طرد مركزي بدون سدادات. تتوفر محركات المضخات المغناطيسية للتركيب على أنواع المضخات الأخرى لمنع التسرب. يتم سرد أنواع المضخات المستخدمة في صناعة العمليات الكيميائية في الجدول 7.

الجدول 7. المضخات في صناعة معالجة المواد الكيميائية

• نابذ
• الترددية (المكبس)
• معلب
• المغناطيسي
• التوربينات
• معدّات الأطفال
• غشاء
• التدفق المحوري
• برغي
• تجويف متحرك
• فص
• ريشة مروحة

ختم

من وجهة نظر الصحة والسلامة ، يعد إغلاق مضخات الطرد المركزي وإصلاحها من الاهتمامات الرئيسية. يمكن أن تتسرب الأختام الميكانيكية ، التي تشكل نظام ختم العمود السائد ، وفي بعض الأحيان تنفجر. ومع ذلك ، فقد حدثت تطورات كبيرة في تكنولوجيا مانع التسرب منذ السبعينيات والتي أدت إلى انخفاض كبير في التسرب وإطالة عمر خدمة المضخة. بعض هذه التحسينات عبارة عن أختام منفاخ ، وأختام خرطوشة ، وتصميمات محسنة للوجه ، ومواد وجه أفضل وتحسينات في مراقبة المضخة المتغيرة. علاوة على ذلك ، ينبغي أن يؤدي البحث المستمر في تكنولوجيا الختم إلى مزيد من التحسينات التكنولوجية.

عندما تكون سوائل العملية شديدة السمية ، يتم بشكل متكرر تركيب مضخات بدون تسرب أو معلبة أو مغناطيسية. تحسنت فترات خدمة التشغيل أو متوسط ​​الوقت بين الصيانة (MTBM) بشكل ملحوظ وتتراوح بشكل عام بين ثلاث وخمس سنوات. في هذه المضخات ، يكون سائل العملية هو سائل التشحيم لمحامل العضو الدوار. يؤثر تبخر السائل الداخلي سلبًا على المحامل وغالبًا ما يجعل استبدال المحمل ضروريًا. يمكن الحفاظ على ظروف السائل في المضخات من خلال ضمان أن الضغط الداخلي في نظام المحمل دائمًا أكبر من ضغط بخار السائل عند درجة حرارة التشغيل. عند إصلاح مضخة غير مانعة للتسرب ، من المهم استنزاف مادة منخفضة التطاير نسبيًا ويجب مراجعتها بعناية مع المورد.

في مضخات عملية الطرد المركزي النموذجية ، تم استبدال التعبئة بشكل أساسي بأختام ميكانيكية. تصنف هذه الأختام عمومًا على أنها أختام ميكانيكية مفردة أو مزدوجة ، ويغطي المصطلح الأخير أختام ميكانيكية ترادفية أو مزدوجة. هناك مجموعات أخرى من الختم المزدوج ، لكنها لا تستخدم على نطاق واسع. بشكل عام ، يتم تركيب موانع تسرب ميكانيكية ترادفية أو مزدوجة مع سوائل عازلة سائلة بين السدادات لتقليل تسرب الختم. تم إصدار معايير السداد الميكانيكي للمضخات لكل من المضخات الطاردة المركزية والدوارة التي تغطي مواصفات وتركيب الختم الميكانيكي الفردي والثنائي من قبل معهد البترول الأمريكي (API 1994). يتوفر الآن دليل تطبيق مانع التسرب الميكانيكي للمساعدة في تقييم أنواع السدادات (STLE 1994).

لمنع التسرب المفرط أو النفخ من الختم الفاشل ، يتم تثبيت لوحة الغدة بعد الختم. قد تحتوي على سائل تدفق للغدة لنقل التسرب إلى نظام تصريف مغلق (API 1994). نظرًا لأن نظام الغدة ليس مانع تسرب كامل ، تتوفر أنظمة مانعة للتسرب إضافية ، مثل البطانات الخانقة ، ويتم تثبيتها في الغدة التي تتحكم في التسرب المفرط إلى الغلاف الجوي أو انفجار السداد (ليبتون ولينتش 1994). هذه الأختام غير مصممة للتشغيل المستمر ؛ بعد التنشيط ، ستعمل لمدة تصل إلى أسبوعين قبل الفشل ، وبالتالي توفر وقتًا لعمليات تبديل المضخات أو إجراء تعديلات على العملية.

يتوفر نظام مانع تسرب ميكانيكي أحدث يقلل بشكل أساسي من الانبعاثات إلى مستوى الصفر. هذا هو نظام مانع تسرب ميكانيكي مزدوج مع نظام غاز عازل يحل محل المخزن المؤقت السائل في نظام الختم الميكانيكي المزدوج القياسي (Fone 1995 ؛ Netzel 1996 ؛ Adams ، Dingman and Parker 1995). في أنظمة المخزن المؤقت للسائل ، يتم فصل أوجه الختم بواسطة طبقة تشحيم رفيعة للغاية من السائل العازل الذي يبرد أيضًا أوجه الختم. على الرغم من فصله قليلاً ، يوجد قدر معين من ملامسة الوجه مما يؤدي إلى تآكل الختم وتسخين وجه الختم. تسمى أختام الغاز أختام عدم التلامس حيث يضخ أحد وجه الختم ذو المسافات البادئة المنحنية الغاز عبر أوجه الختم ويبني طبقة غاز أو سدًا يفصل أوجه الختم تمامًا. يؤدي هذا النقص في التلامس إلى إطالة عمر الختم ويقلل أيضًا من فقد الاحتكاك ، وبالتالي تقليل استهلاك الطاقة بشكل ملحوظ. نظرًا لأن الختم يضخ الغاز ، فهناك تدفق صغير جدًا في العملية وإلى الغلاف الجوي.

المخاطر الصحية

مصدر القلق الرئيسي للمضخات هو التصريف والشطف لتحضير المضخة للصيانة أو الإصلاح. يغطي التصريف والإزالة كلاً من سوائل العملية والسوائل العازلة. يجب أن تتطلب الإجراءات تصريف جميع السوائل في نظام صرف مغلق التوصيل. في صندوق حشو المضخة حيث تفصل جلبة الحلق المكره عن صندوق الحشو ، تعمل الجلبة كسد في الاحتفاظ ببعض السوائل في صندوق التعبئة. تسمح ثقوب البكاء في البطانة أو الصرف في صندوق التعبئة بإزالة السائل بالكامل من خلال التصريف والشطف. بالنسبة للسوائل العازلة ، يجب أن تكون هناك طريقة لتصريف كل السوائل من منطقة الختم المزدوج. تتطلب الصيانة إزالة الختم وإذا لم يتم تصريف حجم السداد بالكامل وغسله ، فإن السدادات هي مصدر محتمل للتعرض أثناء الإصلاح.

الغبار والمساحيق

يعتبر التعامل مع الغبار والمساحيق في معدات معالجة المواد الصلبة مصدر قلق بسبب احتمالية نشوب حريق أو انفجار. قد ينفجر انفجار داخل الجهاز عبر جدار أو حاوية نتيجة للضغط الناتج عن الانفجار مما يرسل ضغطًا مشتركًا وموجة حريق في منطقة مكان العمل. يمكن أن يتعرض العمال للخطر ، ويمكن أن تتأثر المعدات المجاورة بشدة بتأثيرات شديدة. الغبار أو المساحيق المعلقة في الهواء أو في غاز مع وجود الأكسجين وفي مكان مغلق تكون عرضة للانفجار عند وجود مصدر للاشتعال بطاقة كافية. يتم عرض بعض بيئات المعدات المتفجرة النموذجية في الجدول 8.

الجدول 8. مصادر الانفجار المحتملة في المعدات

ينتج عن الانفجار حرارة وتمدد سريع للغاز (زيادة الضغط) ويؤدي عمومًا إلى الاحتراق ، وهو عبارة عن واجهة لهب تتحرك بسرعة ولكن بسرعة أقل من سرعة الصوت لهذه الظروف. عندما تكون السرعة الأمامية للهب أكبر من سرعة الصوت أو تكون بسرعة تفوق سرعة الصوت ، فإن الحالة تسمى انفجار ، وهي أكثر تدميراً من الاحتراق. يحدث التمدد الأمامي للهب والانفجار في أجزاء من الثانية ولا يوفران وقتًا كافيًا لاستجابات العملية القياسية. وبالتالي ، يجب تحديد خصائص الحريق والانفجار المحتملة للمسحوق لتحديد المخاطر المحتملة التي قد توجد في خطوات المعالجة المختلفة (CCPS 1993 ؛ Ebadat 1994 ؛ Bartknecht 1989 ؛ Cesana and Siwek 1995). يمكن أن توفر هذه المعلومات بعد ذلك أساسًا لتركيب الضوابط ومنع الانفجارات.

تقدير مخاطر الانفجار

نظرًا لأن الانفجارات تحدث عمومًا في معدات مغلقة ، يتم إجراء اختبارات مختلفة في معدات معملية مصممة خصيصًا. بينما قد تبدو المساحيق متشابهة ، لا ينبغي استخدام النتائج المنشورة لأن الاختلافات الصغيرة في المساحيق يمكن أن يكون لها خصائص انفجار مختلفة جدًا.

يمكن أن تحدد مجموعة متنوعة من الاختبارات التي يتم إجراؤها على المسحوق خطر الانفجار ويجب أن تشمل سلسلة الاختبار ما يلي.

يحدد اختبار التصنيف ما إذا كانت سحابة مسحوق الغبار يمكن أن تبدأ وتنتشر ألسنة اللهب (عبادات 1994). المساحيق التي لها هذه الخصائص تعتبر مساحيق من الفئة أ. تسمى هذه المساحيق التي لا تشتعل بالفئة ب. تتطلب مساحيق الفئة أ بعد ذلك سلسلة أخرى من الاختبارات لتقييم احتمالية انفجارها وخطرها.

يحدد اختبار طاقة الاشتعال الأدنى الحد الأدنى من طاقة الشرارة اللازمة لاشتعال سحابة مسحوق (Bartknecht 1989).

في شدة الانفجار والتحليل ، يتم اختبار مساحيق المجموعة (أ) كسحابة غبار في كرة حيث يتم قياس الضغط أثناء انفجار اختباري بناءً على الحد الأدنى من طاقة الاشتعال. يتم تحديد الحد الأقصى لضغط الانفجار جنبًا إلى جنب مع معدل التغيير في الضغط لكل وحدة زمنية. من هذه المعلومات ، يتم تحديد القيمة المميزة للانفجار (Kst) بالأمتار الشريطية في الثانية ويتم تحديد فئة الانفجار (Bartknecht 1989؛ Garzia and Senecal 1996):

Kst (بار · م / ث) فئة انفجار الغبار القوة النسبية

1-200 شارع 1 أضعف إلى حد ما

201-300 شارع 2 قوي

300+ شارع 3 قوي جدا

تم اختبار عدد كبير من المساحيق وكانت غالبيتها في فئة St 1 (Bartknecht 1989؛ Garzia and Senecal 1996).

في تقييم المساحيق غير السحابية ، يتم اختبار المساحيق لتحديد إجراءات وظروف التشغيل الآمنة.

اختبارات منع الانفجار

يمكن أن تكون اختبارات منع الانفجار مفيدة حيث لا يمكن تثبيت أنظمة إخماد الانفجار. أنها توفر بعض المعلومات عن ظروف التشغيل المرغوبة (عبادات 1994).

يحدد اختبار الحد الأدنى من الأكسجين مستوى الأكسجين الذي لن يشتعل الغبار دونه (Fone 1995). الغاز الخامل في العملية سيمنع الاشتعال إذا كان الغاز مقبولاً.

يتم تحديد الحد الأدنى لتركيز الغبار من أجل تحديد مستوى التشغيل الذي لن يحدث اشتعال دونه.

اختبارات المخاطر الكهروستاتيكية

تحدث العديد من الانفجارات نتيجة الاشتعال الكهروستاتيكي وتشير الاختبارات المختلفة إلى المخاطر المحتملة. تغطي بعض الاختبارات الحد الأدنى من طاقة الإشعال وخصائص الشحنة الكهربائية للمسحوق ومقاومة الحجم. من نتائج الاختبار ، يمكن اتخاذ خطوات معينة لمنع الانفجارات. تشمل الخطوات زيادة الرطوبة ، وتعديل مواد البناء ، والتأريض المناسب ، والتحكم في جوانب معينة من تصميم المعدات ومنع الشرر (Bartknecht 1989؛ Cesana and Siwek 1995).

السيطرة على الانفجار

هناك طريقتان أساسيتان للتحكم في الانفجارات أو الجبهات من الانتشار من موقع وآخر أو احتواء انفجار داخل قطعة من المعدات. هاتان الطريقتان هما المثبطات الكيميائية وصمامات العزل (Bartknecht 1989؛ Cesana and Siwek 1995؛ Garzia and Senecal 1996). استنادًا إلى بيانات ضغط الانفجار المأخوذة من اختبارات شدة الانفجار ، تتوفر مستشعرات الاستجابة السريعة التي ستؤدي إلى تشغيل مثبط كيميائي و / أو إغلاق صمامات حاجز العزل بسرعة. الكابتات متوفرة تجارياً ، لكن تصميم الحاقن الكابت مهم جداً.

فتحات الانفجار

في المعدات التي قد يحدث فيها انفجار محتمل ، يتم بشكل متكرر تركيب فتحات تنفجر تتمزق عند ضغوط معينة. يجب تصميمها بعناية ويجب تحديد مسار العادم من الجهاز لمنع تواجد العمال في منطقة المسار هذه. علاوة على ذلك ، يجب تحليل الاصطدام بالمعدات في مسار الانفجار لضمان سلامة المعدات. قد تكون هناك حاجة إلى حاجز.

شحن وتفريغ

يتم تحميل المنتجات والوسائط والمنتجات الثانوية في شاحنات صهريجية وعربات قطارات. (في بعض الحالات ، اعتمادًا على موقع المرافق ومتطلبات الرصيف ، يتم استخدام الناقلات والصنادل). يعد موقع مرافق التحميل والتفريغ أمرًا مهمًا. في حين أن المواد التي يتم تحميلها وتفريغها عادة ما تكون سوائل وغازات ، يتم أيضًا تحميل وتفريغ المواد الصلبة في المواقع المفضلة بناءً على نوع المواد الصلبة المنقولة وخطر الانفجار المحتمل ودرجة صعوبة النقل.

الفتحات المفتوحة

عند تحميل شاحنات الصهريج أو عربات السكة الحديد من خلال فتحات الفتح العلوية ، هناك اعتبار مهم للغاية وهو تقليل تناثر السوائل أثناء ملء الحاوية. إذا كان أنبوب الملء موجودًا فوق قاع الحاوية جيدًا ، فإن الملء ينتج عنه تناثر وتوليد بخار أو تبخر مختلط لبخار السائل. يمكن تقليل تكوّن الرذاذ والبخار عن طريق تحديد موقع مخرج أنبوب التعبئة أسفل مستوى السائل بشكل جيد. عادةً ما يتم تمديد أنبوب التعبئة عبر الحاوية بمسافة لا تقل عن أسفل قاع الحاوية. نظرًا لأن تعبئة السوائل تزيح البخار أيضًا ، يمكن أن تكون الأبخرة السامة خطرًا محتملاً على الصحة وأيضًا تمثل مخاوف تتعلق بالسلامة. وبالتالي ، يجب جمع الأبخرة. تتوفر أذرع التعبئة تجاريًا والتي تحتوي على أنابيب تعبئة عميقة وتمتد من خلال غطاء خاص يغلق فتحة الفتحة (ليبتون ولينتش 1994). بالإضافة إلى ذلك ، يمتد أنبوب تجميع البخار مسافة قصيرة أسفل غطاء الفتحة الخاصة. في نهاية المنبع للذراع ، يتم توصيل مخرج البخار بجهاز الاسترداد (على سبيل المثال ، جهاز امتصاص أو مكثف) ، أو يمكن إعادة البخار إلى خزان التخزين على شكل نقل موازنة بخار (ليبتون ولينتش 1994).

في نظام الفتحة المفتوحة لشاحنة الخزان ، يتم رفع الذراع للسماح بالتصريف في شاحنة الصهريج ويمكن ضغط بعض السائل الموجود في الذراع بالنيتروجين أثناء سحب الذراع ، ولكن يجب أن تظل أنابيب الملء أثناء هذه العملية داخل الفتحة افتتاح. عندما يمسح ذراع التعبئة الفتحة ، يجب وضع دلو فوق المخرج لالتقاط قطرات الذراع.

قطارات

تحتوي العديد من عربات السكك الحديدية على فتحات مغلقة بأرجل تعبئة عميقة قريبة جدًا من قاع الحاوية ومنفذ منفصل لتجميع البخار. من خلال ذراع يمتد إلى الفتحة المغلقة ، يتم تحميل السائل وتجميع البخار بطريقة مشابهة لطريقة ذراع الفتحة المفتوحة. في أنظمة تحميل عربات السكك الحديدية ، بعد إغلاق الصمام عند مدخل الذراع ، يتم حقن النيتروجين في جانب الحاوية من الأذرع لتفجير السائل المتبقي في الذراع في عربة السكك الحديدية قبل إغلاق صمام الملء في عربة السكك الحديدية (ليبتون ولينتش 1994) .

شاحنات صهريج

يتم تعبئة العديد من شاحنات الصهريج من خلال الجزء السفلي لتقليل تولد البخار (ليبتون ولينش 1994). يمكن أن تكون خطوط التعبئة عبارة عن خراطيم خاصة أو أذرع قابلة للمناورة. يتم وضع قارنات الفصل الجاف على أطراف الخرطوم أو الذراع وعلى الوصلات السفلية لشاحنة الصهريج. عندما تمتلئ شاحنة الصهريج ويتم إغلاق الخط تلقائيًا ، يتم فصل الذراع أو الخرطوم عند أداة التوصيل الجاف ، والتي يتم إغلاقها تلقائيًا عند فصل أدوات التوصيل. تم تصميم أدوات التوصيل الأحدث بحيث يتم فصلها مع عدم وجود أي تسرب تقريبًا.

في التحميل السفلي ، يتم جمع البخار من خلال فتحة تهوية أعلى للبخار ويتم نقل البخار عبر خط خارجي ينتهي بالقرب من قاع الحاوية (ليبتون ولينش 1994). هذا يسمح للعامل بالوصول إلى وصلات اقتران البخار. يجب جمع البخار المتجمع ، والذي يكون عند ضغط أعلى قليلاً من الغلاف الجوي ، وإرساله إلى جهاز الاسترداد (ليبتون ولينش 1994). يتم اختيار هذه الأجهزة بناءً على التكلفة الأولية والفعالية والصيانة والتشغيل. بشكل عام ، يُفضل نظام الاسترداد على الشعلة ، التي تدمر الأبخرة المستعادة.

التحكم في التحميلl

في شاحنات الصهريج ، يتم تثبيت مستشعرات المستوى بشكل دائم داخل جسم الشاحنة للإشارة إلى وقت الوصول إلى مستوى الملء والإشارة إلى صمام كتلة التحكم عن بعد الذي يوقف التدفق إلى الشاحنة. (ليبتون ولينش 1994). قد يكون هناك أكثر من جهاز استشعار في شاحنة الصهريج كدعم لضمان عدم امتلاء الشاحنة بشكل زائد. يمكن أن يؤدي الإفراط في الملء إلى مشاكل خطيرة تتعلق بالسلامة والصحة.

قد تحتوي عربات السكك الحديدية في خدمة كيميائية مخصصة على مستشعرات مستوى مركبة داخليًا في السيارة. بالنسبة للسيارات غير المخصصة ، يتحكم جهاز تجميع التدفق في كمية السائل الذي يتم إرساله إلى عربة السكك الحديدية ويغلق تلقائيًا صمام كتلة جهاز التحكم عن بُعد في إعداد محدد مسبقًا (ليبتون ولينتش 1994). يجب فحص كلا نوعي الحاويات لتحديد ما إذا كان السائل يبقى في الحاوية قبل التعبئة. تحتوي العديد من عربات القطارات على مؤشرات مستوى يدوية يمكن استخدامها لهذه الخدمة. ومع ذلك ، عندما يظهر المستوى من خلال فتح فتحة تهوية صغيرة للعصا في الغلاف الجوي ، يجب تنفيذ هذا الإجراء فقط في ظل ظروف خاضعة للتحكم والمعتمدة بشكل صحيح بسبب سمية بعض المواد الكيميائية المحملة.

التفريغ

عندما يكون للمواد الكيميائية ضغط بخار مرتفع جدًا ويكون للعربة أو شاحنة الصهريج ضغط مرتفع نسبيًا ، يتم تفريغ المادة الكيميائية تحت ضغط البخار الخاص بها. إذا انخفض ضغط البخار إلى مستوى يتداخل مع إجراء التفريغ ، فيمكن حقن غاز النيتروجين للحفاظ على ضغط مُرضٍ. يمكن أيضًا ضغط البخار من خزان من نفس المادة الكيميائية وحقنه لرفع الضغط.

بالنسبة للمواد الكيميائية السامة التي لها ضغط بخار منخفض نسبيًا ، مثل البنزين ، يتم تفريغ السائل تحت ضغط النيتروجين ، مما يلغي الضخ ويبسط النظام (ليبتون ولينتش 1994). تتميز شاحنات الصهاريج وعربات السكك الحديدية الخاصة بهذه الخدمة بضغوط تصميمية قادرة على التعامل مع الضغوط والتغيرات التي تواجهها. ومع ذلك ، يتم الحفاظ على الضغوط المنخفضة بعد تفريغ الحاوية حتى يتم إعادة تعبئة شاحنة الصهريج أو عربة القطار ؛ يعيد الضغط أثناء التحميل. يمكن إضافة النيتروجين إذا لم يتم الوصول إلى ضغط كافٍ أثناء التحميل.

تتمثل إحدى المشكلات في عمليات التحميل والتفريغ في خطوط الصرف والتطهير والمعدات في مرافق التحميل / التفريغ. تعتبر المصارف المغلقة والمصارف ذات النقاط المنخفضة ضرورية مع عمليات تطهير النيتروجين لإزالة جميع آثار المواد الكيميائية السامة. يمكن جمع هذه المواد في أسطوانة وإعادتها إلى مرفق الاستلام أو الاسترداد (ليبتون ولينش 1994).

الرجوع