通过化学抑制减轻蒸气云爆炸的制作方法_3

文档序号:8475987阅读:来源:国知局
炼油厂。
[0111]有利地,每个系统与已经限定相应的危险区域的区块相关联。
[0112]上文描述的特征当然可以进行结合。
【附图说明】
[0113]通过由简单的、说明性的和非穷举的示例给出的特定实施方式的以下描述以及通过附图,其他特征和优势将更加清楚地显现,在附图中:
[0114]图1和图2为根据本发明的实施方式的示例性系统的非常示意性的视图。
[0115]图3以流程图的形式表示了根据本发明的实施方式的示例性方法的主要步骤。
【具体实施方式】
[0116]易燃气体在包括公用设施、化学和石油化工制造厂、石油精炼厂、冶金工业、酿酒厂、涂料和清漆制造业、海上作业、印刷业、半导体制造业、医药制造业以及气溶胶罐填充作业在内的很多工业应用中作为原材料、产品或副产品处理。此外,可燃气体通过地上或地下管道系统的泄漏或易燃液体的泄漏而被释放。本发明对精炼厂和石油化工厂来说是很有吸引力的。
[0117]炼油厂可以包括多个单元。
[0118]本发明例如可以应用于炼油厂的三个单元,例如,蒸汽裂化器单元、丁二烯分离单元、芳香剂单元等。
[0119]每一个单元已被分成数个加工区。每个单元例如可以有I至4个加工区。
[0120]每一个加工区已被分成数个区块。每个区块的尺寸在与石脑油裂化器单元中的主要VCE的下限——即,5000m3——大致对应的预定范围内【FABIG (火灾爆炸信息协会),D.Roosendans,伦敦,2008年12月4日】。例如,每个区块可以具有40米的长度、30米的宽度和在3米与12米之间变化的高度,例如4米的高度(40 * 30 * 4 = 4800m3)。
[0121]对具有这样的尺寸的单元的每个区块的保护可以防止对建筑物、材料和人具有重大影响的任何VCE。
[0122]例如,对蒸汽裂化器单元而言,限定已4个区域:
[0123]-炉区,炉区包括2个区块;
[0124]-加热机组区,加热机组区包括5个区块;
[0125]-冷却机组和压缩区,冷却机组和压缩区包括4个区块;以及
[0126]-分离部分,分离部分包括4个区块。
[0127]对丁二烯分离单元而言,限定了单个区域。该单个区域包括3个区块。
[0128]对丁芳香剂单元而言,限定了 3个区域。第一区域具有4个区块,第二区域具有2个区块,并且第三区域具有2个区块。
[0129]图1为示例性区块I的俯视图,并且图2为该示例性区块I的侧视图。这两个视图均为非常示意性的。
[0130]虽然图1和图2为了简化起见示出了单个区块,但技术人员将理解到,炼油厂包括多个区块。
[0131]区块I包括多个设备和管道(未示出),这些设备和管道中的一些设备和管道运输易燃气体。
[0132]易燃气体为能够在易燃气体以足够的体积浓度与氧气一起存在时响应于点火源而爆燃的任何气体或蒸气。爆燃通常由易燃气体的负的生热引起。易燃气体通常在处于易燃气体的爆炸下限以上以及易燃气体的爆炸上限以下的浓度处爆燃。在爆燃过程中,易燃气体或其他易燃物质的燃烧引发化学反应,该化学反应通过将热量和/或自由基传递到易燃气体的相邻分子而向外传播。
[0133]容积3被限定为危险区域。容积3的长度和宽度可以与区块的长度和宽度相等,例如,长度和宽度分别为40米和30米。容积的高度例如可以为4米。可以认为,在更高的高度处,设备和管道的堵塞程度更低(VCE风险更低),并且易燃气体被风吹散。
[0134]每个区块和/或每个容积3由位于相反的各侧上的两对喷嘴2A、2B、2C、2D、即由总共4个喷嘴进行保护。每个喷嘴允许将粉末释放到区块I中。喷嘴放置在与危险区域的高度例如4米相等的高度处。
[0135]粉末为在释放到易燃气体云中时用作抑制剂的火焰加速抑制物。
[0136]抑制剂的主要作用为捕获链载体使得链分支速率降低。还将存在能够降低反应速率的额外物理作用(例如冷却和吸附)。
[0137]在释放之后,火焰加速抑制物不仅稀释了能够用于易燃气体的燃烧的氧气,而且削弱了自由基传播爆燃的能力。
[0138]虽然本发明的方法能够用来抑制与易燃气体相关的爆燃,但是该方法特别适用于抑制具有在大约500°C到大约2500°C的范围内的燃烧温度的易燃气体的爆燃。
[0139]这种易燃气体例如可以包括乙烯、丙烯、丙烷、还有苯、醚、甲烷、乙烷、氢气、丁烷、丙烷、一氧化碳、庚烷、甲醛、乙炔、乙烯、肼、丙酮、二硫化碳、乙酸乙醋、己烷、甲醇、甲基乙基甲酮、辛烷、戊烷、甲苯、二甲苯以及它们的混合物和同分异构体。
[0140]火焰加速抑制物可以为捕获自由基并且因而限制分支反应的任何产品。有利地,粉末可以包括避免结块的添加剂以及改善流化特性的添加剂。
[0141]结果是火焰加速被改变,并且毁灭性的爆炸得到减轻。在点燃的情况下,易燃气体将燃烧得更慢且不会发展成毁灭性的爆炸。火焰加速抑制物不应当对人类或环境造成任何危险(例如有毒)。
[0142]火焰加速抑制物可以是气体、液体或固体(有利地可以是粉末形式,并且优选地可以是干粉形式)。
[0143]火焰加速抑制物可以是诸如例如盐之类的金属化合物。已试验了几种产品(盐)和混合物。火焰加速抑制混合物的目的是允许捕获不同类型的基。
[0144]作为火焰加速抑制物的示例,可以引用碳酸氢钠((NaHCO3)、碳酸氢钾(KHCO3)、氯化钠和碳酸钠。火焰加速抑制物可以与主抗氧化剂和/或辅抗氧化剂混合。
[0145]特别是在产品主要包括碳酸氢钠时,火焰加速抑制物的大多数(例如,90%或更多)粒子可以具有在20 μ m与40 μ m之间变化的直径。
[0146]相对地布置喷嘴,即,喷嘴2A面向喷嘴2D且喷嘴2B面向喷嘴2C,使得粉末能够散布在整个限定的容积内。如图2中由箭头4所示,释放的粉末移动到整个容积中,或者至少移动到该危险区域的大部分中(例如,大于危险区域的容积的80%)。在区块I的两侧上设置喷嘴可以因此允许在危险区域的全部宽度内以更短的时间(在气体释放之后尽可能快地形成具有正确浓度的抑制剂云是有利的)达到期望的粉末浓度。
[0147]有利地,加速抑制物可以通过最初包含在容器6中的诸如氮气之类的载气分散在上述区域中。
[0148]容器5容纳火焰加速抑制物。
[0149]系统还包括在管8上设置在容器5与喷嘴2A、2B、2C、2D之间的阀(未示出)。
[0150]控制室内的诸如处理器7之类的处理器件与设置在区块I内的检测器装置
8A........81以及与容器5、6电气通信。处理器7设置成在2个或3个检测器装置被一起激活时产生控制信号,并且将产生的控制信号传递至容器5、6以经由区块的四个喷嘴2A、2B、2C和2D —起来释放粉末。
[0151]如能够从图1看到的,设置有用于粉末5的单个容器以及用于与一对喷嘴2A、2B或2C、2D对应的载气6的单个容器。管8设置成将用于粉末5的每个容器连接至两个喷嘴2A、2B 或 2C、2D。
[0152]这种布置与每个喷嘴设置有容器5和容器6的布置相比是有利的,因为这种布置能够为每对喷嘴节省一个用于火焰加速抑制物的容器以及一个用于载气的容器。技术人员不会将容器5、6与一对喷嘴结合,因为期望将火焰加速抑制物插入具有更长的用于产品从容器5到喷嘴的路径的管内或期望火焰加速抑制物在不同的喷嘴上以不同的流量分散。令人惊奇的是,情况并非如此。特别地,从容器5到喷嘴的路径的长度可以达到10米或更多。
[0153]在替代性实施方式中,可以在该管8上在喷嘴2A、2B或2C、2D之间的中间位置处设置由相同的容器供料的第三喷嘴。然而,每个容器5仅具有两个喷嘴是有利的,因为只要这些喷嘴2A、2B或2C、2D相对对称地布置,喷嘴2A (或2C)处的压力就接近喷嘴2B (或2D)处的压力。即,喷嘴2A和2B或2C和2D处的粒子速度可以大致相似,因此允许危险区域中的更好的(均匀的)散布。
[0154]每个喷嘴可以限定具有1mm至Ilmm的直径的简单的孔。
[0155]检测器装置8A........81例如可以包括红外检测器。
[0156]如能够在图1中看到的,多个红外检测器例如9个红外检测器8A........81设置在区块I内或区块I周围,优选地设置在区块I的危险区域3内。
[0157]现在参照图3,示出的流程图对应于由抑制系统的控制室的处理器7执行的方法。
[0158]在接收到来自于相应的气体检测器8A........81的信号Sa........SJt (步骤
300),处理器将每个接收到的信号与第一阈值THRl进行比较。这些比较步骤未在图3中示出。第一阈值等于预定的易燃下限(LFL)值的20%。
[0159]该LFL值与空气中易燃气体的浓度对应,该浓度对应于易燃气体与空气之间的反应的化学计量比。
[0160]如果两个侧部检测器例如检测器8A和8B、或者8A和8E、或者8D和8G已测量到超过第一阈值THRl的信号,则第一检测布尔变量2ooN设定为I。
[0161]否则,布尔变量2ooN保持为零值。例如,如果检测器8A、8C、8I已测量到超过第一阈值THRl的信号以及如果其他检测器8B、8D、8E、8F、8G和8H已测量到低于第一阈值的信号,则变量2ooN等于零。
[0162]该变量2ooN的产生由图3中的步骤301表示。
[0163]如果变量2ooN等于I (测试3
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