Проектирование любого объекта налива и перекачки растворителей определяют сразу три опасности: образование горючих паров над поверхностью жидкости, накопление статического электричества при течении, способное стать источником воспламенения этих паров, и потеря чистоты продукта из-за загрязнения. Статическое электричество ограничивают, снижая генерацию заряда и заземляя каждую токопроводящую деталь. Пары контролируют закрытой перекачкой и сбором паров. Чистоту сохраняют выделенными линиями и дисциплинированной сменой продукта. Насколько строго применяется каждая мера, зависит от температуры вспышки и электропроводности конкретных растворителей.
На этой странице описаны особенности объектов для растворителей и связанные решения. Налив и слив автоцистерн, узлы учёта, порционная перекачка, заземление и защита от перелива, а также рекуперация паров рассмотрены на отдельных страницах.
Не все растворители одинаково опасны
Растворителями называют широкую группу продуктов, которые служат средой-носителем или промежуточным веществом в производстве лакокрасочных материалов, покрытий, фармацевтики, клеев и химической продукции. С точки зрения электростатики эта группа неоднородна. Жидкости делят на низко-, средне- и высокопроводящие, и опасное накопление заряда чаще всего связано с низкопроводящими жидкостями.
Группа растворителей | Электростатическое поведение | На что обратить внимание в проекте |
Парафиновые и алифатические углеводороды | Низкая проводимость; заряд сохраняется долго | Ограничение скорости потока, объём релаксации после фильтра, налив без разбрызгивания |
Ароматические углеводороды | Низкая проводимость; заряд сохраняется долго | Меры против статики вместе с контролем выбросов паров |
Спирты | Высокая проводимость в электростатическом смысле | Заряд быстро стекает, но из-за горючести заземление и меры для взрывоопасной среды сохраняются |
Кетоны | Высокая проводимость в электростатическом смысле | Заземление и контроль паров; стойкость прокладок и рукавов подтверждается данными изготовителя |
Поэтому проект объекта начинается с перечня продуктов. Если на одной площадке обращаются растворители как с низкой, так и с высокой проводимостью, общее оборудование выбирается по самому требовательному продукту.
Температура вспышки и взрывоопасная среда
Температура вспышки — это наименьшая температура, при которой жидкость выделяет достаточно паров для образования горючей смеси с воздухом у своей поверхности. Нормативные документы классифицируют легковоспламеняющиеся жидкости по температуре вспышки и температуре кипения; например, правила охраны труда США относят к ним жидкости с температурой вспышки 93 °C и ниже и делят их на четыре категории. Если растворитель обращается при температуре выше его температуры вспышки, следует исходить из того, что в секциях автоцистерн и в газовом пространстве резервуаров горючие пары присутствуют и при нормальной работе.
Места, где могут находиться такие пары, разделяются на зоны по результатам классификации взрывоопасных зон, и способ взрывозащиты электрооборудования — двигателей насосов, преобразователей, шкафов управления, освещения — выбирается по этой классификации. Растворитель с высокой температурой вспышки не исключается из оценки автоматически: подогрев при перекачке или утечка в виде аэрозоля могут изменить картину.
Статическое электричество: где возникает заряд?
Жидкость заряжается при любом движении относительно твёрдой поверхности — стенки трубы или рабочего колеса насоса. Тонкие фильтры, перемешивание и наличие второй несмешивающейся фазы, например воды, усиливают электризацию. Низкопроводящий растворитель может донести заряд до автоцистерны, где возможен разряд между поверхностью жидкости и стенкой секции. Основные меры: заземление всех токопроводящих частей и персонала, ограничение расхода в начале налива, достаточный объём после насосов и фильтров для релаксации заряда и исключение налива с разбрызгиванием.
Выбросы паров и чистота продукта
При заполнении автоцистерны или резервуара находящиеся в них пары вытесняются наружу. Для летучих растворителей это одновременно выброс, источник запаха и вопрос охраны здоровья персонала. Закрытый налив с линией сбора паров улавливает их в месте образования; возвращать ли собранные пары в резервуар хранения или направлять на установку рекуперации, зависит от продукта и целевого уровня выбросов. Азотная подушка в газовом пространстве — вариант, который ограничивает и образование горючей смеси, и попадание влаги.
Для растворителей высокой чистоты, например аналитической или электронной квалификации, предпочтительно выделять резервуар, насос, счётчик и наливное устройство под один продукт. Если линия общая, порядок смены продукта, опорожнение линии и контроль качества первой отгружаемой партии заранее оформляются письменно.
Решения для объектов растворителей
· Системы налива растворителей в автоцистерны: Контроль статического заряда и газового пространства цистерны при наливе.
· Системы слива растворителей из автоцистерн: Испарение на всасывании и уравнивание паров для летучих растворителей.
· Блочные узлы учёта растворителей: Выбор расходомера для низкопроводящих маловязких растворителей.
· Системы порционной перекачки растворителей: Передача заданного количества растворителя без потери чистоты.
· Системы заземления и защиты от перелива: Контроль заземления и датчики перелива в цепи разрешающих сигналов налива.
· Системы рекуперации и возврата паров растворителей: Чем возврат паров отличается от их рекуперации.
· Налив растворителей на химических терминалах: Когда растворители соседствуют на площадке с другой химической продукцией.
Роль TLY Enerji в проектах с растворителями
В проектах перекачки и налива растворителей TLY Enerji может оказать инженерную поддержку при выборе технологии измерения и управления под условия процесса, поставке расходомеров, арматуры и насосов, интеграции разрешающих сигналов заземления и защиты от перелива в систему управления на базе PLC, а также при монтаже на объекте, испытаниях и пусконаладке. Какие из этих этапов входят в объём поставки, определяется совместно с учётом существующей инфраструктуры объекта и технического задания проекта.
Вопросы об объектах растворителей
Чем объект для растворителей отличается от линии растворителей на химическом терминале?
На специализированном объекте вся инфраструктура строится с учётом горючести, электростатики и поведения паров растворителей, а сами продукты близки по свойствам. На химическом терминале растворитель соседствует с коррозионно-активной или реакционноспособной продукцией, и главный вопрос — как отделить линию растворителей от остальных продуктов. Эта вторая ситуация рассмотрена на странице о наливе растворителей на химических терминалах.
Нужно ли заземление для проводящих растворителей, например спиртов?
Да. Высокая электропроводность спиртов и кетонов в электростатическом смысле означает, что заряд быстрее стекает внутри самой жидкости. Однако изолированная цистерна, рукав или элемент оборудования всё равно может накапливать заряд, а эти жидкости горючи. Поэтому заземление всех токопроводящих частей и запрет на начало перекачки до подтверждения заземления действуют и для них.
Нужны ли меры взрывозащиты для растворителя с высокой температурой вспышки?
Это зависит от соотношения температуры вспышки и температуры обращения, а также от того, может ли жидкость распыляться в виде тумана или аэрозоля. Растворитель, не образующий горючих паров при температуре окружающей среды, может вести себя иначе при перекачке в подогретом состоянии. Решение принимается не по этикетке продукта, а по результатам классификации взрывоопасных зон конкретного объекта и оценки электростатических рисков.