1

P O L I T E CH N I K A P O Z N A Ń S K A

Wydział Technologii Chemicznej

Instytut Technologii i Inżynierii Chemicznej

Zakład Inżynierii i Aparatury Chemicznej

Eksploatacja i bezpieczeństwo procesowe

Rok akademicki:

2013/2014

Rok studiów:

IV

Nr projektu:

4.0

Data oddania:

04.12.2013

Wykonanie:

Sprawdził:

Zwrot:

Ocena:

Anna Brejecka

Marcin Lewandowski

Mikołaj Maciejewski

Hubert Rodak

Agnieszka Samborska

dr inż. Piotr Mitkowski

ZADANIE PROJEKTOWE

Raport o bezpieczeństwie instalacji magazynowej izobutanu

UWAGI

2

Spis treści:

Spis treści: ...................................................................................................................................................... 2
1.

Cel projektu............................................................................................................................................ 3

2.

Opis procesu .......................................................................................................................................... 3

3.

Opis i schemat aparatury ....................................................................................................................... 4

4.

Rozmieszczenie instalacji ....................................................................................................................... 5

5.

Strefy bezpieczeństwa ........................................................................................................................... 6

6.

Lokalizacja instalacji magazynowej........................................................................................................ 6

6.1. Opis lokalizacji..................................................................................................................................... 6
6.2. Populacja i miejsca wrażliwe społecznie............................................................................................. 8
6.3. Zebrania masowe................................................................................................................................ 9
6.4. Obszary chronione .............................................................................................................................. 9
6.5. Dostępność materiału......................................................................................................................... 9
6.6. Rynek zbytu materiału ...................................................................................................................... 10
6.7. Unieszkodliwienie ............................................................................................................................. 10
6.8. Transport........................................................................................................................................... 10
6.9. Możliwości władz lokalnych na wypadek zaistnienia sytuacji kryzysowej ....................................... 10
6.10. Warunki zewnętrzne ....................................................................................................................... 11

7.

Analiza zagrożeń i zdolności operacyjnych HAZOP.............................................................................. 12

8.

Analiza drzewa błędów FTA ................................................................................................................. 15

8.1. Drzewko błędów dla zdarzenia „Zbyt wysoka temperatura” ........................................................... 16
8.2. Drzewko błędów dla zdarzenia „Nieszczelny zbiornik” .................................................................... 16
8.3. Drzewko błędów dla zdarzenia „Uszkodzona regulacja procesem magazynowania”...................... 17

9.

Analiza drzewa zdarzeń – ETA.............................................................................................................. 17

9.1. Drzewo zdarzeń dla przyczyny "Brak automatycznego otwarcia zaworu"....................................... 18
9.2. Drzewo zdarzeń dla przyczyny "Przekroczenie poziomu alarmowego w zbiorniku spowodowane
niedrożnością rurociągu" ......................................................................................................................... 19
9.3. Drzewo zdarzeń dla przyczyny "Podwyższenie temperatury w zbiorniku powyżej 35

o

C" ............... 20

10.

Analiza procesu FMEA...................................................................................................................... 20

10.1. Funkcjonalność ............................................................................................................................... 21
10.2. Analiza FMEA .................................................................................................................................. 21
10.3. Zalecenia ......................................................................................................................................... 22

11.

Bezpieczeństwo instalacji ................................................................................................................ 22

11.1. Zwiększenie bezpieczeństwa instalacji ........................................................................................... 22
11.2. Plan zagospodarowania instalacji magazynowej............................................................................ 22
11.3. Możliwe scenariusze dwóch awarii ................................................................................................ 23

12.

Karta charakterystyki IZOBUTANU................................................................................................... 24

12.1. Identyfikacja zagrożeń: ................................................................................................................... 24
12.2. Zwroty charakteryzujące środki ostrożności: ................................................................................. 25
12.3. Inne zagrożenia: .............................................................................................................................. 25
12.4. Środki pierwszej pomocy: ............................................................................................................... 25
12.5. Postępowanie w przypadku pożaru:............................................................................................... 26
12.6. Postępowanie w przypadku niezamierzonego uwolnienia do środowiska: ................................... 27
12.7. Warunki bezpiecznego magazynowania:........................................................................................ 27
12.8. Właściwości fizyczne i chemiczne:.................................................................................................. 27
12.9. Stabilność i reaktywność:................................................................................................................ 28

13.

Spis literatury ................................................................................................................................... 29

3

1.

Cel projektu

Celem projektu jest stworzenie raportu bezpieczeństwa instalacji magazynowej izobutanu

zgodnie z wymogami.

W raporcie uwzględniono następujące aspekty:

lokalizację zakładu i rozmieszczenie instalacji,

analizę ryzyka dotyczącego jednego z elementów instalacji,

określenie i opisanie możliwych scenariuszy awarii,

zalecenia dotyczące możliwości zwiększenia bezpieczeństwa instalacji,

kartę charakterystyki substancji występującej w instalacji.

2.

Opis procesu

Instalacja służy do magazynowania izobutanu i znajduje się ona na obszarze rafineryjnej instalacji

produkcyjnej. Izobutan przechowywany jest pod ciśnieniem

W skład całego systemu instalacji wchodzą:

3 zbiorniki kuliste o pojemności 300 m

3

każdy,

system pomp,

wymiennik ciepła,

rurociągi łączące.

Temperatura w zbiornikach jest na poziomie 35

o

C, co odpowiada ciśnieniu około 0,4 MPa.

Zastosowanie butanu:

gaz pędny,

wyrób benzyny syntetycznej,

składnik gazu samochodowego LPG,

gaz do napełniania zapalniczek,

czynnik chłodzący stosowany w chłodziarkach.

4

Izobutan jest nierozpuszczalny w wodzie, a rozpuszczalny w etanolu i eterze dietylowym.

Występuje w ropie naftowej. Po spaleniu całkowitym kilograma tego węglowodoru powstaje ok. 1,5 kg

wody i ok. 3 kg dwutlenku węgla:

2C

4

H

10

+ 13O

2

→ 8CO

2

+ 10 H

2

O

3.

Opis i schemat aparatury

Rysunek 1. Schemat instalacji do magazynowania izobutanu

W skład aparatury wchodzą:

1)

Zbiornik kulisty o objętości 300 m

3

połączony z rurociągami z instalacją zrzutową, instalacją

produkcyjną i instalacją procesową. Zbiornik wyposażony jest w wskaźnik poziomu z sygnalizacją
świetlną i akustyczną (LIAH), układ pomiaru ciśnień (PRCAL), miejscowe wskaźniki temperatury
(TI), ciśnienia (PI) oraz poziomu (LI).

2)

Pompa wyprowadzająca izobutan do instalacji procesowej. Zabezpieczona jest zaworami
bezpieczeństwa przed i za nią. Ponadto na rurociągach wchodzących i wychodzących
zamontowane są miejscowe wskaźniki ciśnienia.

3)

Wymiennik ciepła zabezpieczony zaworami bezpieczeństwa. Wymiennik ma na celu utrzymanie
względnie stałej temperatury 35

o

C.

5

4.

Rozmieszczenie instalacji

Rysunek 2. Schemat rozmieszczenia instalacji magazynowej izobutanu

6

5.

Strefy bezpieczeństwa

a.

wokół zbiorników wyznaczono strefę bezpieczeństwa równą 5 m,

b.

wokół wymienników ciepła wyznaczono strefę bezpieczeństwa równą 3 m,

c.

wokół pomp wyznaczono strefę bezpieczeństwa równą 2 m,

d.

układy pomiarowe oddalone są od zbiornika w odległości 2 m,

e.

wokół zbiorników z azotem wyznaczono strefę bezpieczeństwa równą 3 m,

f.

kratka ściekowa jest oddalona od zbiornika w odległości 1 m.

Aby produkt był bezpiecznie magazynowany konieczne jest:

zachowanie dużej szczelności zbiornika,

przechowywanie z dala od źródła ciepła, iskrzenia oraz otwartego ognia,

zbiornik z substancją nie może być narażany na działanie zbyt wysokich temperatur oraz środków

silnie utleniających, metali i ziem alkalicznych jak również alkoholanów.

6.

Lokalizacja instalacji magazynowej

6.1. Opis lokalizacji

Zbiorniki magazynowe znajdują się na terenie rafineryjnej instalacji produkcyjnej w Płocku przy

ulicy Długiej. Miasto znajduje się nad Wisłą, w województwie mazowieckim. Jest siedzibą ziemskiego

powiatu płockiego. Głównym czynnikiem umiejscowienia zbiornika z izobutanem jest pobliska obecność

największej polskiej rafinerii, znajdującej się na trasie kolejowej oraz rurociągu ropy naftowej z Rosji.

7

Rysunek 3. Lokalizacja instalacji – Płock – mapa

Rysunek 4. Lokalizacja instalacji - zdjęcie satelitarne

8

Rysunek 5. Lokalizacja instalacji – powiat płocki – mapa

6.2. Populacja i miejsca wrażliwe społecznie

Miasto zamieszkuje obecnie 124 048 osób. Gęstość zaludnienia wynosi 1409 os/km

2

. Płock

znajduje się w odległości 50 km od Włocławka oraz 110 km od Warszawy. Podzielony jest na 23 osiedla.

Dwa z nich są osiedlami niezamieszkałymi i to właśnie tam umieszczona została instalacja magazynowa

izobutanu, co znacznie zwiększa odległość między zakładem, a wrażliwymi społecznościami (takimi jak

szpitale, szkoły, przedszkola, domy opieki społecznej). Na terenie miasta działają dwa szpitale:

Wojewódzki Szpital Zespolony, Szpital Świętej Trójcy oraz Poliklinika. W Płocku jest 27 przedszkoli, 16

szkół podstawowych, 14 szkół gimnazjalnych, 34 szkoły ponadgimnazjalne oraz 8 uczelni wyższych.

9

6.3. Zebrania masowe

W znacznej odległości występują miejsca zebrań masowych:

Stary Rynek,

Płocki Park Przemysłowo-Technologiczny,

Płocka Orkiestra Symfoniczna,

Stadion Wisły Płock im. Kazimierza Górskiego,

Płockie ZOO,

Teatr Dramatyczny im. Jerzego Szaniawskiego,

Amfiteatr w Płocku,

Kino Helios,

Kino Novekino,

Galeria Wisła,

Galeria Mazovia,

CH Atrium Mosty.

6.4. Obszary chronione

Na terenie miasta znajduje się 9 pomników przyrody (dąb szypułkowy Bronieckiego, dąb

szypułkowy Wojciech, platan klonolistny, kasztanowiec zwyczajny, robinia akacjowa, katalpa

żółtokwiatowa, magnolia, miłorząb dwuklapowy). Płock posiada 2 zespoły przyrodniczo-krajobrazowe:

jar rzeki Brzeźnicy, jar rzeki Rosicy. Żaden z nich jednak nie znajduje się w bezpośrednim sąsiedztwie

zbiornika z izobutanem.

6.5. Dostępność materiału

Izobutan jest transportowany bezpośrednio z instalacji produkcyjnej znajdującej się na obszarze

rafineryjnym.

10

6.6. Rynek zbytu materiału

Rynek zbytu ma charakter lokalny. Głównym odbiorcą izobutanu jest spółka PKN ORLEN SA oraz

inne firmy mieszczące się w bezpośrednim sąsiedztwie instalacji.

6.7. Unieszkodliwienie

Magazynowanie izobutanu nie wymaga unieszkodliwiania odpadów.

6.8. Transport

Kolejowy:

Transport kolejowy ma znaczenie głównie jako transport osobowy. W mieście znajduje się dworzec

kolejowy i stacja Płock Radziwie. Linie kolejowe łączą Płock z Warszawą, Włocławkiem i Toruniem oraz

mniejszymi miastami takimi jak Sierpc, Kutno i Brodnica.

Instalacja magazynowa znajduje się w bliskim sąsiedztwie przemysłowej linii kolejowej spółki PKN ORLEN.

Drogowy:

Bezpośredni dojazd do instalacji stanowi ulica Długa, która jest zdatna do użytku samochodów

zarówno osobowych jak i ciężarowych. W Płocku krzyżują się 2 drogi krajowe: 60 - Łęczyca – Kutno –

Płock – Ciechanów – Ostrów Mazowiecka oraz 62 - Strzelno – Włocławek – Płock – Wyszków – Sokołów

Podlaski – Siemiatycze oraz 4 drogi wojewódzkie.

6.9. Możliwości władz lokalnych na wypadek zaistnienia sytuacji kryzysowej

Na terenie miasta znajduje się Państwowa Staż Pożarna przy ul. Wyszogrudzkiej 1a (odległość 5,5

km od instalacji, 11 min jazdy samochodem). Istnieje również wiele jednostek Ochotniczej Straży

Pożarnej na terenie powiatu płockiego:

11

•

Gmina BIELSK

•

Gmina BODZANÓW

•

Gmina BRUDZEŃ DUŻY

•

Gmina BULKOWO

•

Gmina DROBIN

•

Gmina GĄBIN

•

Gmina ŁĄCK

•

Gmina MAŁA WIEŚ

•

Gmina NOWY DUNINÓW

•

Gmina PŁOCK

•

Gmina RADZANOWO

•

Gmina SŁUBICE

•

Gmina SŁUPNO

•

Gmina STARA BIAŁA

•

Gmina STAROŹREBY

•

Gmina WYSZOGRÓD

Na terenie miasta działają dwa szpitale - wojewódzki państwowy i miejski prywatny oraz

Poliklinika MSWiA:

•

Wojewódzki Szpital Zespolony w Płocku przy ul. Medycznej 19 (odległość od instalacji 2,9 km, 6

min jazdy samochodem),

•

Szpital Świętej Trójcy Sp. z o.o. w Płocku przy ul. Kościuszki 28 (4,3 km, 9 min),

•

Poliklinika MSWiA w Płocku przy ul. Sportowa 2 (5,3 km, 10 min).

6.10. Warunki zewnętrzne

Lokalizacji instalacji sprzyjają warunki pogodowe. Rekordowo wysokie temperatury

zarejestrowane wynoszą 35

o

C, a najniższe temperatury wynoszą -26

o

C. Główna część miasta Płock jak i

instalacja magazynowania nie są zagrożone powodzią. Znajdują się na wysokim, prawym brzegu Wisły

(wysokość skarpy wynosi ok. 50 m). Klimat lokalny charakteryzuje się najniższą w Polsce

sumą opadów

12

(510 mm rocznie). Płock leży w zasięgu zbiornika wodnego utworzonego zaporą we Włocławku. Płock

jest miejscem, w którym ryzyko trzęsienia ziemi, huraganu oraz innych kataklizmów jes znikome. Teren,

na którym znajduje się instalacja, jest stabilny geologicznie.

7.

Analiza zagrożeń i zdolności operacyjnych HAZOP

HAZOP to analiza zagrożeń i zdolności operacyjnych. Jest metodą identyfikacji potencjalnych

zagrożeń występujących w procesach przemysłowych. Metoda ta polega na systematycznym przeglądzie

założeń projektowych i procesu technologicznego pod kątem mogących się pojawić odchyleń

parametrów. Podstawowym celem jest określenie prawdopodobnych zdarzeń niebezpiecznych. Analiza

HAZOP pomaga w identyfikacji problemów technicznych mogących spowodować obniżenie efektywności

procesu lub spadek wydajności produkcji.

Urządzenia/Aparat/Linia: Zbiornik Izobutanu

Parametr procesowy: Temperatura

Słowo-
klucz

Dewiacja

Przyczyna

Konsekwencje

Zabezpieczenia
istniejące

Zabezpieczenia
proponowane

Zużyty

wymiennik

ciepła

Za duża

Za duża

temperatura

Pożar

Wybuch

Miejscowy wskaźnik

temperatury (TI),

czujnik pożarowy,

instalacja zraszaczowa,

straż pożarna

Zwiększenie grubości ścianki

zbiornika, sygnalizacja

świetlna i akustyczna

przeciwpożarowa, instalacja

elektryczna w wykonaniu

przeciwwybuchowym,

odpowiednie uziemienie

instalacji

Obniżone

ciśnienie

Za mała

Za mała

temperatura

Warunki

otoczenia

Obniżenie

poziomu

izobutanu w

zbiorniku

Miejscowy wskaźnik

temperatury (TI)

Zwiększenie grubości ścianki

zbiornika

13

Parametr procesowy: Ciśnienie

Nadciśnienie

spowodowane

temperaturą

Za duże

Za duże

ciśnienie

Błąd systemu

pomp

Wybuch

Miejscowy wskaźnik

ciśnienia (PI), układ

pomiaru ciśnień

(PRCAL), instalacja
zraszaczowa, straż

pożarna

Dodatkowy zawór

bezpieczeństwa, okresowe

kontrole pomp, sygnalizacja

świetlna i akustyczna

przeciwpożarowa, instalacja

elektryczna w wykonaniu

przeciwwybuchowym

Za małe

Za małe

ciśnienie

Dziurawy

zbiornik

Wyciek

izobutanu

Miejscowy wskaźnik

ciśnienia (PI), regularne

konserwacje zbiornika,

układ pomiaru ciśnień

(PRCAL), taca

podzbiornikowa

Naddatek na korozję dla

ścianki zbiornika

Parametr procesowy: Poziom

Za wysoki

Za wysoki

poziom

izobutanu

Nagły wzrost

temperatury

Wzrost ciśnienia

gazu inertnego -

azotu

Wskaźnik poziomu z

sygnalizacją świetlną i

akustyczną (LIAH),

zawór bezpieczeństwa,

miejscowy wskaźnik

poziomu (LI)

Instalacja automatycznie

wyrównująca ciśnienie azotu

Za niski

Za niski
poziom

izobutanu

Uszkodzenie

zaworu

bezpieczeństw

a z instalacji

produkcyjnej

Trudność

kontroli procesu

Azot bezpieczeństwa,

wskaźnik poziomu z

sygnalizacją świetlną i

akustyczną (LIAH),

zawór bezpieczeństwa,

miejscowy wskaźnik

poziomu (LI)

Kontrole zaworu

bezpieczeństwa z instalacji

produkcyjnej

Urządzenia/Aparat/Linia: Rurociągi

Parametr procesowy: Temperatura

Warunki

otoczenia

Za duża

Za duża

temperatura

Zużyty

wymiennik

ciepła

Podniesienie

temperatury w

zbiorniku

izobutanu

Izolacja rurociągów z

materiałów niskiej

jakości

Izolacja rurociągów z

materiałów wysokiej jakości,

zwiększenie grubości izolacji,

kontrole wymiennika ciepła

Uszkodzenie

wymiennika

ciepła

Za mała

Za mała

temperatura

Warunki

otoczenia

Obniżenie

temperatury w

zbiorniku

Izolacja rurociągów z

materiałów niskiej

jakości

Izolacja rurociągów z

materiałów wysokiej jakości,

zwiększenie grubości izolacji,

kontrole wymiennika ciepła

14

Parametr procesowy: Przepływ

Uszkodzenie

systemu pomp

Miejscowe wskaźniki

ciśnienia (PI) przed i za

pompą

Okresowe kontrole oraz

wymiany pomp

Brak

Brak

przepływu

Uszkodzenie

zaworu przy

rurociągu z

instalacji

produkcyjnej

Obniżenie

poziomu

izobutanu w

zbiorniku

Miejscowy wskaźnik

poziomu (LI)

Okresowe kontrole oraz

wymiany zaworu przy

rurociągu z instalacji

produkcyjnej

Dziurawy

rurociąg

Wyciek

izobutanu

Izolacja rurociągów z

materiałów niskiej

jakości

Izolacja rurociągów z

materiałów wysokiej jakości,

zwiększenie grubości izolacji

Mniejszy

Mniejszy

przepływ

Defekt pompy

Obniżenie

poziomu

izobutanu w

zbiorniku

Miejscowe wskaźniki

ciśnienia (PI) przed i za

pompą, miejscowy

wskaźnik poziomu (LI)

Okresowe kontrole oraz

wymiany pomp

Uszkodzenie

zaworu przy

rurociągu z

instalacji

produkcyjnej

Miejscowy wskaźnik

poziomu (LI)

Okresowe kontrole oraz

wymiany zaworów

otwierających/zamykających

Większy

Większy

przepływ

Wzrost

wydajności

pompy

Podniesienie

poziomu

izobutanu w

zbiorniku

Miejscowy wskaźnik

poziomu (LI), miejscowe

wskaźniki ciśnienia (PI)

przed i za pompą

Okresowe kontrole oraz

wymiany pomp

Przeciwny

Przeciwny

przepływ

Uszkodzenie

zaworów

Ubytek

izobutanu w

zbiorniku,

wybuch

Instalacja zraszczowa,

straż pożarna

Dodatkowe zawory

bezpieczeństwa, okresowe

kontrole i wymiany zaworów

Urządzenia/Aparat/Linia: Wymiennik ciepła

Parametr procesowy: Temperatura

Za duża

Za duża

temperatura

Zmniejszona

grubość ścianek

wymiennika

Zwiększenie

temperatury w

zbiorniku

izobutanu

Miejscowy wskaźnik

temperatury (TI)

Zwiększenie grubości

ścianek wymiennika ciepła

Za mała

Za mała

temperatura

Zmienione

warunki

wymiany ciepła

spowodowane

odłożeniem się

kamienia w

wymienniku

Zmniejszenie

temperatury w

zbiorniku

izobutanu

Miejscowy wskaźnik

temperatury (TI)

Regularna kontrola

wymiennika ciepła

15

Urządzenia/Aparat/Linia: Pompa

Parametr procesowy: Ciśnienie

Błąd pompy

wyporowej

Okresowe kontrole i

wymiany pompy

Za duże

Za duże

ciśnienie

Problem

wyrównania

ciśnienia

Zwiększenie

przepływu

izobutanu w

rurociągu,

niekontrolowan

e dostarczenie

izobutanu do

instalacji

procesowej

Miejscowe wskaźniki

ciśnienia (PI) przed i za

pompą, zawory

zabezpieczające

Dodatkowe manometry

sprężynowe

Za małe

Za małe

ciśnienie

Ograniczona

wydajność

pompy

wyporowej

Zmniejszenie

przepływu

izobutanu w

rurociągu,

spowolnienie

przekazania

izobutanu do

instalacji

procesowej

Miejscowe wskaźniki

ciśnienia (PI) przed i za

pompą

Pompa awaryjna

wspomagająca pracę pompy

wyporowej, okresowe

kontrole i wymiany pompy

8.

Analiza drzewa błędów FTA

Drzewa błędów to bramki logiczne pozwalające na zidentyfikowanie zdarzenia początkowego

wywołującego dany skutek. Drzewa błędów wykonano dla trzech dowolnych potencjalnych zdarzeń i

przedstawiono na rysunkach:

16

8.1. Drzewko błędów dla zdarzenia „Zbyt wysoka temperatura”

Zbyt wysoka

temperatura

Awaria czujnika

temperaturowego

Uszkodzenie

wymiennika ciepła

Wysokie cieśnienie

Nieszczelny

wymiennik ciepła

Brak strumienia

chłodzącego

Uszkodzony

rurociąg

Uszkodzony czujnik

Awaria pompy

Brak konserwacji

Uszkodzenie

połączenia

Brak prądu

8.2. Drzewko błędów dla zdarzenia „Nieszczelny zbiornik”

17

8.3. Drzewko błędów dla zdarzenia „Uszkodzona regulacja procesem magazynowania”

9.

Analiza drzewa zdarzeń – ETA

Drzewo zdarzeń pozwala przewidzieć wszystkie skutki danego wydarzenia. Jest to logiczny ciąg

wydarzeń od przyczyn do skutków. Drzewa przedstawiono dla trzech dowolnych potencjalnych zdarzeń.

18

9.1. Drzewo zdarzeń dla przyczyny "Brak automatycznego otwarcia zaworu"

19

9.2. Drzewo zdarzeń dla przyczyny "Przekroczenie poziomu alarmowego w zbiorniku
spowodowane niedrożnością rurociągu"

20

9.3. Drzewo zdarzeń dla przyczyny "Podwyższenie temperatury w zbiorniku powyżej
35

o

C"

10.

Analiza procesu FMEA

FMEA procesu to analiza procesu produkcyjnego, sposobu prowadzenia operacji przemysłowych

lub kontroli procesu. Analizę FMEA przeprowadzono dla trzech składników: zbiornika izobutanu, zaworu
bezpieczeństwa oraz rurociągu.

21

10.1. Funkcjonalność

10.2. Analiza FMEA

Składnik systemu

Funkcja wykonywana

Funkcyjność techniczna
i projektowa

Zbiornik izobutanu

Magazynowanie

izobutanu

Wytrzymuje skrajne

temperatury, ciśnienie

Zawór bezpieczeństwa

Zabezpiecza zbiornik

przed nadmiernym

wzrostem ciśnienia

Otwiera się gdy

ciśnienie w zbiorniku

osiągnie niebezpieczną

wartość

Połączenie rurociągu

Dostarczenie izobutanu
do wymienników ciepła

Zabezpieczenie

dostarczenia izobutanu

Składnik

Funkcja

Wada

Przyczyny

mechaniczne

wady

Potencjalna

wada

(przyczyny

wady)

Sposób

wykrywania

Z

R W WPR

Zbiornik

izobutanu

Magazynowanie

izobutanu

Wyciek

Nieszczelność

połączenia

Korozja na

połączeniach

Sygnał od

czujnika

LIAM

3 1

3

9

Zawór

bezpieczeństwa

Zabezpiecza

zbiornik przed

nadmiernym

wzrostem

ciśnienia

Pokazywanie

złej wartości

ciśnienia na

czujniku

Wada czujnika

Nagły wzrost

ciśnienia,

wybuch

Zwiększenie

temperatury

3 3

1

9

Połączenie

rurociągu

Dostarczenie

izobutanu do

wymienników

ciepła

Wyciek na

zewnątrz

Nieszczelność

połączenia,

nieodpowiednie

połączenie rury

ze zbiornikiem

Zagrożenie

pożarem i

wybuchem

Spadek

ciśnienia na

czujnikach

3 2

3

18

22

10.3. Zalecenia

11.

Bezpieczeństwo instalacji

11.1. Zwiększenie bezpieczeństwa instalacji

W instalacji stosowane są łatwopalne substancje. Poniżej uwzględnione zostały warunki ich

bezpiecznego działania instalacji, mające na celu uniknięcie możliwych zagrożeń dla zdrowia i życia
ludzkiego oraz środowiska naturalnego.

11.2. Plan zagospodarowania instalacji magazynowej

Na rysunku poniżej zamieszczono widok z góry instalacji magazynowej znajdującej się w obszarze

rafineryjnej instalacji produkcyjnej. Jest to rysunek poglądowy. W lewym dolnym rogu został
umiejscowiony budynek główny. W jednej jego części znajdują się pomieszczenia socjalne dla
pracowników (szatnie, prysznice, stołówka, itd.). W drugiej części znajdują się min. biura zakładu,
pomieszczenia do przeprowadzenia szkoleń. Wewnątrz umieszczone zostały miejsca ewakuacyjne. Po
prawej stronie znajduję się sterownia operująca wszystkimi procesami prowadzonymi na zakładzie. W

Krytyczność

Składnik

Zalecenie

Z

R

W

WPR

Zbiornik

izobutanu

Sprawdzenie połączeń,

określenie czasu

użytkowania połączeń

3

1

2

6

Zawór

bezpieczeństwa

Określenie czasu

użytkowania, okresowe

demontowanie w celu

sprawdzenia poprawności

działania

3

2

1

6

Połączenie

rurociągu

Sprawdzenia połączeń

uszczelniających,

określenie czasu

użytkowania połączeń

3

1

2

6

23

prawym dolnym rogu znajdują się zbiorniki izobutanu, wymienniki ciepła oraz pompy. W prawym górnym
rogu znajdują się zbiorniki cylindryczne benzyny z dachem pływającym. W lewym górnym rogu została
przedstawiona rafineryjna instalacja produkcyjna. Zbiorniki z izobutanem znajdują się w odległości
minimum 40 m od każdego punktu strategicznego. Pola do zbiórek ewakuacyjnych zamieszczone są na
rysunku. Na terenie całego zakładu panuje całkowity zakaz palenia papierosów ze względu na
łatwopalność odczynników.

D

r

oga gł

ów

n

a

Zbiornik

Wymiennik

ciepła

Pompa

Rurociąg doprowadzający

Układy

pomiarowe

Zbiornik azotu

Kratka

ściekowa

Zbiornik

Wymiennik

ciepła

Pompa

Rurociąg doprowadzający

Układy

pomiarowe

Zbiornik azotu

Kratka

ściekowa

Zbiornik

Wymiennik

ciepła

Pompa

Rurociąg doprowadzający

Układy

pomiarowe

Zbiornik azotu

Kratka

ściekowa

Rysunek 6. Zagospodarowanie instalacji magazynowej

11.3. Możliwe scenariusze dwóch awarii

Awaria 1

W wyniku awarii wymiennika ciepła, temperatura

w zbiorniku magazynującym izobutan przekroczyła 460
°C, co odpowiada temperaturze jego samozapłonu.
Doszło do wybuchu zbiornika nr 1 i wskutek
katastrofalnego wybuchu oraz wysokiej temperatury
uszkodzeniu uległy 2 kolejne nieopodal znajdujące się
zbiorniki gazu o objętości 300 m

3

każdy. Trzy wielkie

zbiorniki sferyczne przestały istnieć w wyniku wybuchu
BLEVE (Boiling liquid expanding vapour explosion -
eksplozja rozprężającej się pary wrzącej cieczy). Powstały
kule ognia o średnicy 40-60 m, którym towarzyszyło silne
promieniowanie

termiczne.

Odłamki

zbiorników

znajdowały się w promieniu nawet 150 m od miejsca
wybuchu. Niektóre z nich trafiły i uszkodziły zbiornik

24

cylindryczny benzyny znajdujący się na terenie zakładu i spowodowały wyciek 200 m

3

benzyny.

Ukształtowanie terenu, na którym znajduje się zakład zapobiegło jeszcze większym rozmiarom tragedii.
W katastrofie zginęło 27 osób, były to osoby przebywające w sterowni i w obrębię instalacji
produkcyjnej.

Awaria 2

Podczas rutynowej kontroli zaworów

pracownik techniczny rzucił niedopałek
papierosa w miejscu, gdzie w wyniku
rozszczelnienia

rurociągu

doprowadzającego izobutan do procesu,
doszło do ulatniania się gazu. Pary
izobutanu, które charakteryzują się 2-
krotnie większą gęstością niż powietrze
gromadziły się w tym miejscu już od
jakiegoś czasu. Zlekceważenie przepisów
przez pracownika oraz wspomniana usterka
doprowadziły

do

niekontrolowanego

pożaru a w konsekwencji rozsadzenia
zbiornika z gazem. W rezultacie wybuchu, uszkodzeniu uległ sąsiadujący zbiornik, jednak w wyniku
sprawnego działania załogi izobutan przepompowano do instalacji zrzutowej. Zbiornik nr 1 był
zapełniony jedynie w 40%, co zminimalizowało skutki tragedii. Na miejscu zmarł pracownik
przeprowadzający kontrole, a 2 innych członków obsługi z poparzeniami 3 stopnia trafiło do
Wojewódzkiego Szpitala Zespolonego im. Marcina Kasprzaka w Płocku.

12.

Karta charakterystyki IZOBUTANU

12.1. Identyfikacja zagrożeń:

Klasyfikacja zgodnie z rozporządzeniem (WE) nr 1272/2008 (CLP)

Gazy łatwopalne - Kategoria 1 H220: Skrajnie łatwopalny gaz.
Gazy pod ciśnieniem - Gaz skroplony. H280: Zawiera gaz pod ciśnieniem; ogrzanie grozi wybuchem

25

Zagrożenia pożarowe
Gaz skrajnie łatwopalny. Tworzy mieszaniny wybuchowe z powietrzem. Pary są cięższe od
powietrza, gromadzą się przy powierzchni i w dolnych partiach pomieszczeń.
Zagrożenia dla zdrowia
W wysokich stężeniach działa słabo drażniąco oraz dusząco. Bezpośredni kontakt ze skroplonym gazem
może powodować odmrożenia.
Zagrożenia dla środowiska
Nie jest klasyfikowany jako niebezpieczny dla środowiska.

12.2. Zwroty charakteryzujące środki ostrożności:

Zapobieganie: P210: Przechowywać z dala od źródeł ciepła/iskrzenia/otwartego
ognia/gorących powierzchni. Palenie wzbronione.
Reagowanie: P377: W przypadku płonięcia wyciekającego gazu: Nie gasić, jeżeli nie
można bezpiecznie zahamować wycieku.

P381: Wyeliminować wszystkie źródła zapłonu, jeżeli jest to bezpieczne.

Przechowywanie: P403:Przechowywać w dobrze wentylowanym miejscu.

12.3. Inne zagrożenia:

Może spowodować szybkie uduszenie,

Skrajnie łatwopalny skroplony gaz,

Może tworzyć wybuchowe mieszaniny z powietrzem,

Opary mogą rozprzestrzeniać się na duże odległości i zapalać się,

Zmieszanie z powietrzem w stężeniu przekraczającym dolną granicę palności (DGP) powoduje
natychmiastowe zagrożenie pożarem i wybuchem,

Wysokie stężenia, mogące powodować nagłe uduszenie, zawierają się w zakresie palności i nie
powinno się wchodzić do obszarów ich występowania,

Unikać wdychania gazu,

Bezpośredni kontakt z cieczą może powodować odmrożenia,

Może być konieczne stosowanie izolującego aparatu oddechowego.

12.4. Środki pierwszej pomocy:

Porady ogólne: Zabezpieczając się izolującym aparatem oddechowym przenieść poszkodowanego do
nieskażonego obszaru. Utrzymywać poszkodowanego w cieple i spokoju. Wezwać lekarza. W przypadku
zaniku oddechu zastosować sztuczne oddychanie.

26

Kontakt z oczami: W razie kontaktu z oczami, przemyć natychmiast dużą ilością wody i zasięgnąć porady
lekarza. W trakcie przemywania należy mieć szeroko otwarte oczy.
Zasięgnąć porady medycznej.

Kontakt ze skórą: Polewać odmrożone części ciała dużą ilością wody. Nie zdejmować odzieży. Założyć
sterylny opatrunek na ranę.

Połknięcie: Spożycie nie jest uważane za potencjalną drogę narażenia.

Wdychanie: Przenieść na świeże powietrze. Jeżeli oddychanie zostało zatrzymane lub jest
utrudnione, zastosować oddychanie wspomagane. Może być wskazane podanie
tlenu. W przypadku zatrzymania pracy serca przeszkolona osoba powinna natychmiast rozpocząć
resuscytację krążeniowo-oddechową. W przypadku trudności w oddychaniu, podać tlen.

12.5. Postępowanie w przypadku pożaru:

Środki gaśnicze

Właściwe środki gaśnicze
Mogą być stosowane wszystkie znane środki gaśnicze.

Środki gaśnicze, których nie wolno używać
Nie używać zwartych strumieni wody.

Szczególne zagrożenia związane z substancją lub mieszaniną

Szczególne zagrożenia
Narażenie na działanie ognia może spowodować rozerwanie/wybuch pojemnika.

Niebezpieczne produkty spalania
Pod wpływem działania ognia, poprzez termiczny rozkład mogą wytworzyć się następujące toksyczne lub
żrące opary: Tlenek węgla, Ditlenek węgla.

Informacje dla straży pożarnej

Szczególne metody
Jeżeli to możliwe, zatrzymać wypływ produktu. Usunąć pojemnik z miejsca zagrożenia chłodzić wodą z
bezpiecznego miejsca. Nie gasić płomienia wypływającego gazu chyba, że jest to absolutnie konieczne.
Może dojść do samoczynnego/wybuchowego powtórnego zapłonu. Gasić każdy następny pożar.
Zapobiec przedostaniu się wody użytej w sytuacjach awaryjnych do kanałów ściekowych i systemów
odwadniających.

27

Środki ochrony indywidualnej dla strażaków
Stosować izolujące aparaty oddechowe i odzież ochronną, odporną na chemikalia. Odzież ochronna dla
strażaków zgodna z EN 469 zapewni podstawową ochronę przed incydentami związanymi z
chemikaliami. EN 469:2008:Odzież ochronna dla strażaków -Wymagania użytkowe dotyczące odzieży
ochronnej przeznaczonej do akcji przeciwpożarowej.

12.6. Postępowanie w przypadku niezamierzonego uwolnienia do środowiska:

Indywidualne środki ostrożności, wyposażenie ochronne i procedury w sytuacjach awaryjnych

Stosować izolujące aparaty oddechowe i odzież ochronną, odporną na chemikalia. Ewakuować obszar.
Zapewnić odpowiednią wentylację powietrza. Wyeliminować źródła zapłonu. Rozważyć ryzyko związane
z atmosferami potencjalnie wybuchowymi. Zapobiegać przedostawaniu się do kanalizacji, piwnic,
zagłębień terenu oraz innych miejsc, gdzie gromadzenie się produktu może być niebezpieczne.

Środki ostrożności w zakresie ochrony środowiska

Próbować zatrzymać wyciek.

Metody i materiały zapobiegające rozprzestrzenianiu się skażenia i służące do usuwania skażenia

Obszar zagrożenia poddać wentylacji. Zapewnić ewakuację obszaru i usunięcie źródeł zapłonu do czasu,
aż rozlana ciecz odparuje. (Na ziemi nie powinno być szronu).

12.7. Warunki bezpiecznego magazynowania:

Zabezpieczyć butle przed spadkiem w dół. Przechowywać z dala od gazów utleniających i innych

środków utleniających. Przechowywać pojemnik w miejscu dobrze wentylowanym, w temperaturze
poniżej 50°. Przestrzega ć wszystkich regulacji oraz lokalnych wymagań dotyczących przechowywania
pojemników. Pojemniki należy przechowywać w pozycji pionowej, właściwie zabezpieczone przed
spadkiem w dół. Przechowywane pojemniki należy okresowo sprawdzać pod względem prawidłowego
wyglądu zewnętrznego oraz wycieków. Kołpak ochronny lub inny osprzęt chroniący zawór opakowania
musi być na swoim miejscu. Przechowywać pojemniki w miejscu wolnym od zagrożenia pożarowego oraz
źródeł ciepła i zapłonu. Nie przechowywać razem z materiałami zapalnymi. Cały osprzęt elektryczny w
miejscach przechowywania musi być odpowiedni do ryzyka związanego z atmosferami potencjalnie
wybuchowymi. Pojemniki nie mogą być przechowywane w warunkach sprzyjających powstawaniu
korozji.

12.8. Właściwości fizyczne i chemiczne:

Wygląd: Gaz skroplony. Gaz bezbarwny.

Zapach: Słodki. Słabe właściwości ostrzegawcze w niskich stężeniach. Często z dodatkiem środka
nawaniającego.

28

Próg zapachu: Brak dostępnych danych.

pH: Nie dotyczy.

Temperatura topnienia/zakres: -255 °F (-159,6 °C)

Temperatura wrzenia/zakres: 11 °F (-11,6 °C)

Temperatura zapłonu: -101 °F (-73,8 °C)

Szybkość parowania: Nie dotyczy.

Górna/dolna granica palności lub górna/dolna granica wybuchowości: 8,5 %(V) / 1,8 %(V)

Prężność par: 43,51 psia (3,00 bara) w 68 °F (20 °C)

Rozpuszczalność w wodzie: 0,054 g/l

Gęstość względna par: 2,007 (powietrze = 1)

Gęstość względna: 0,59 (woda = 1)

Temperatura samozapłonu: 460 °C

Temperatura rozkładu: Brak dostępnych danych.

Lepkość: Nie dotyczy.

Właściwości utleniające: Brak dostępnych danych.

Masa molowa: 58,12 g/mol

12.9. Stabilność i reaktywność:

Reaktywność: Odnieść się do sekcji dotyczących możliwości występowania niebezpiecznych

reakcji i materiałów niezgodnych.

Stabilność chemiczna: Trwały w warunkach normalnych.

Możliwość wystąpienia niebezpiecznych reakcji: Brak dostępnych danych.

Warunki, których należy unikać: Ciepło, płomienie i iskry.

29

Materiały niezgodne: Tlen, czynniki utleniające.

Niebezpieczne produkty rozpadu: Niecałkowite spalanie może prowadzić do tworzenia tlenku
węgla.

13.

Spis literatury

1)

http://pl.wikipedia.org/wiki/P%C5%82ock

2)

http://strazpozarnaplock.pl/

3)

https://www.google.pl/maps/preview

4)

http://mitkowski.com/

5)

Karty charakterystyki izobutanu:

http://www.bp.com/liveassets/bp_internet/lpg/bp_lpg_poland/STAGING/local_assets/do

wnloads_pdfs/k/Karta_charakterystyki_niebezpiecznej_substancji_izobutan_12_2010.pdf

http://www.linde-gaz.pl/internet.lg.lg.pol/pl/images/Izobutan48_87332.pdf

https://apdirect.airproducts.com/msds/DisplayPDF.aspx?docid=67089