W dniu 28.10.1999r. zwiedzilimy zakady chemiczne w Owicimiu. Celem naszej wycieczki byo zapoznanie si z procesami technologicznymi wytwarzanych produktów przez zakad. Zakad ten zajmuje okoo 400 ha powierzchni, jest wic zakadem do obszernym.
W skad kombinatu wchodz nastpujce zakady:
Zakad I - zaopatrujcy kombinat w media niezbdne do procesów technologicznych przebiegajcych na terenie kombinatu.
Drugim czonem tego zakadu jest oczyszczalnia cieków, wysypisko mieci i skadowisko odpadów chemicznych.
Zakad II - produkcja karbidu i acetylenu
Zakad III - produkcja chloru, detergentów , chlorku winylu (póprodukt do produkcji PCV)
Zakad IV - produkcja lateksu i kauczuku
Zakad V - produkcja polistyrenu
Zakad VI - elektrociepownia
Zakad VII - remonty dróg, instalacji itp.
Zakad VIII - automatyka i pomiary
(czuwajcy nad bezpieczestwem kombinatu)
W Polsce znajduj si tylko dwa zakady specjalizujce si w produkcji wyej wymienionych surowców. Jeden z nich to opisywany przez nas obiekt, drugi natomiast znajduje si w Chorzowie, dlatego te póprodukty wytwarzane tutaj s rozprowadzane niemale po terenie caej Polski oraz eksportowane za granic (np. Niemiec, Austrii ).
Zagroenia wystpujce w zakadach chemicznych "Owicim":
1. Toksyczne
2. Poarowe
3. Wybuchowe
Na wyej wymienione zagroenia maj duy wpyw wytwarzane zwizki chemiczne a przede wszystkim ich procesy technologiczne wytwarzania:
- acetylenu,
- chloru,
- chlorku winylu,
- ugi,
- kwasy,
- butadien,
- amoniak,
- nadtlenki,
- itp.
Kady proces technologiczny zabezpieczony jest odpowiednimi instalacjami przeciw poarowymi. Najczciej stosowana do zabezpiecze jest instalacja parowa, suy ona do zabezpieczania i ochrony obiektów w których przetwarza si media których pary s cisze od powietrza, a oprócz pary wodnej stosuje si jeszcze instalacje na azot (N2) i dwutlenek wgla (CO2).
Nasza wycieczka skoncentrowana bya na poznaniu procesu produkcji karbidu , magazynowania butadienu i kauczuku.
Osoby przedstawiajce nam zakad zapoznay nas dokadniej z trzema wydziaami znajdujcymi si na terenie zakadu. Wydziaem produkcji karbidu, butadienu i kauczuku. Szczególne zainteresowanie wywara na nas produkcja kauczuku i jego magazynowanie, w zwiazku z tym chcielibymy zaj si charakterystyk procesu technologicznego i zwizanymi z nim problemami. Ogólnie kauczuk mona podzieli na naturalny otrzymywany z lateksu i syntetyczny (polimery butadienu lub jego kopolimery ze zwizkami nienasyconymi ). Kauczuk charakteryzuje si du elastycznoci oraz du odpornoci na cieranie. Przejawia jednak swoje cenne cechy tylko w temperaturze od 10 do 60oC. Zakad ten mona uzna za obiekt historyczny, gdy zosta wybudowany za czasów okupacji hitlerowskiej przez winiów z pobliskiego obozu. W zwizku z tym jego obiekty nie zostay w peni wykoczone. Wszystkie nimale budynki wykonane zostay z cegy palonej penej i s nieotynkowane z zewntrz. W wikszoci przypadków s to budynki dwu lub trójkondygnacyjne. Nasz obiekt skada si z dwóch pomieszcze magazynowych w jednym budynku i jednego pomieszczenia w ssiednim budynku. Magazyny na swej powierzchni mog zgromadzi okoo 3 tys. ton rónego rodzaju kauczuku. Podczas naszej wizyty w jednym budynku znajdowao si okoo 2 tys. ton kauczuku, a w drugim okoo 600 ton. Jak wic wida iloci przechowywanego surowca s ogromne i wystpuje bardzo due niebezpieczestwo powstania poaru. Pomieszczenie magazynowe zabezpieczone byo przed przedostawaniem si wilgoci. Szyby w magazynach powinny by koloru ótego aby ograniczy dostp promieni witlnych do wntrza, w naszym przypadku byy to szyby biae. Ogldany budynek wyposaony by zgodnie z normami, w wentylacj oraz instalacj sygnalizacji poarowej automatycznego dziaania.
Produktem wyjciowym do produkcji kauczuku jest butadien magazynowany w zbiornikach stalowych o pjemnoci 600m3 znajdujcych si w oddzielnym wydziale zakadu. Na cele produkcji kauczuku transportowany on jest za pomoc specjalnych rurocigów. W zbiornikach przechowywany jest w postaci ciekej pod cinieniem okoo 0,5 MPa. W wyniku zwikszenia temperatury jego cinienie wzrasta, w zwizku z tym nadmiar gazu upuszczany jest zaworami bezpieczestwa. Zbiorniki dodatkowo chronione s kurtyn parow na wypadek ich rozszczelnienia. Para spenia rol gazu rozcieczajcego unoszcego butadien w atmosfer. Butadien jest gazem bardzo wybuchowym to te wszystkie czci elektryczne na terenie wydziau wykonane byy w obudowach przeciw- wybuchowych.
W procesie technologicznym wytwarzany jest kauczuk syntetyczny, powstaje on w wyniku czenia polimerów butadienu ze zwizkami nienasyconymi: styrenem, akrylonitrylem. Produktem jest masa która, w zalenoci od rodzaju odznacza si wiksz lub mniejsz elastycznoci. Przebieg procesu technologicznego kauczuku odbywa si nastpujco: butadien wprowadzony jest do mieszalnika , w którym miesza si go z wod oraz innymi dodatkami pozwalajcymi uzyska waciwy stopie polimeryzacji. Otrzyman emulsj spuszcza si do mieszalnika ,w którym miesza si j ze styrenem po czym toczy pomp do autoklawów . W tych autoklawach prowadzona jest kopolimeryzacja pod cinieniem kilku atmosfer w temperaturze 50oC. Po okoo 30 godzinach odbiera si z ostatniego autoklawu lateks kopolimeru (ywicowy sok stanowicy emulsj kauczuku ), który toczy si do kolumny próniowej . Z jej szczytu oddestylowuj nieprzereagowane monomery, które s zawracane do mieszalnika . Lateks kieruje si do mieszalnika . Dodanie kwasu octowego i soli powoduje koagulacj lateksu, czyli wytrcanie si kauczuków kopolimeru. Powstaa zawiesina wylewa si na przenonik wykonany z gstej siatki metalowej. Ciecz (woda ) zostaje odsczona przez jej oczka, a polimer formuje si we wstg która na przenoniku zostaje przemyta wod z licznych natrysków. Przechodzc pomidzy walcami ze wstgi wyciskany jest nadmiar wody. Kocowe suszenie nastpuje w komorze . Po pudrowaniu talkiem podaje si j do zgniatarki walcowej , a nastpnie nawija na odpowiedni rdze. Powstaj 75 kg. bele które, pakowane w folie wysya si do zakadów przemysu gumowego.
1. Waciwoci fizykochemiczne surowców do produkcji kauczuku.
Butyl - erytren, biwinyl, dawniej dwuwinyl, CH2=CH-CH=CH2, najprostszy wglowodór nienasycony z grupy dienów, bezbarwny, palny gaz, temperatura wrzenia -2,6 0C, ulega polimeryzacji i kopolimeryzacji, wystpuje w gazie wglowym, otrzymywany gównie z acetylenu albo przez katalityczne odwodornienie butenu lub mieszanin butenu z butanem.
Styren - winylobenzen - C6H5-CH=CH2 najprostszy zwizek aromatyczny z alkenowym acuchem bocznym, bezbarwna ciecz o sodkim zapachu, nierozpuszczalna w wodzie, rozpuszczalna w rozpuszczalnikach organicznych, temperatura wrzenia 145,20C, otrzymywany przez katalityczne odwodornienie etylobenzenu, ulega polimeryzacji, stosowany do otrzymywania polistyrenu i kauczuku oraz w syntezie organicznej
Ogólne zasady magazynowania produktów chemicznych przedstawiaj si nastpujco:
Materiay stae skaduje si w budynkach na skadowiskach zadaszonych i placach otwartych. Na otwartej przestrzeni pod zadaszeniem wzgldnie bez niego umieszcza mona tylko te materiay, które nie ulegaj zmianom fizycznym i chemicznym pod wpywem dziaania czynników atmosferycznych. Materiay stae skada si w stosy a wysoko stosu dobiera si tak aby nie wystpowao trwae odksztacenie, wzgldnie uszkodzenie wyrobu. W zalenoci od wasnoci fizykochemicznych materiay opakowuje si w: papier, tektury, karton, tkaniny, folie, blach. W omawianym magazynie powierzchnia magazynowa nie powinna przekracza 60% ogólnej [powierzchni budynku, a szeroko dróg gównych powinna wynosi 2 m. Wyroby kauczukowe ustawia si w stosy o dugoci 25 m i szerokoci 10 m, odlegoci midzy stosami powyej 1,1 m a od cian i grzejników 0,5 m. Naley uwaa aby wyroby kauczukowe nie leay w pobliu tuszczów olejów i smarów. W magazynie tym przechowywane jest 2000 ton.
2. Obliczenie obcienia ogniowego dla magazynu kauczuku
Obcienie ogniowe jest podstawow wielkoci okrelajc zagroenie poarowe budynków i skadowisk materiaów palnych. Jest ono obliczane wedug wytycznych normy PN-70/B-02852 i wyraone w kilogramach drewna o rednim cieple spalania 4400 kcal/kg ( 18,4 MJ/kg ) przypadajcego na 1m2 powierzchni poziomej pomieszczenia.
Budynek, w którym magazynuje si kauczuk jest budynkiem trzy kondygnacyjnym. Dugo jego wynosi 120 metrów, szeroko okoo 20 metrów a wysoko 20 metrów.
Obliczenie obcienia ogniowego dla jednej kondygnacji
- powierzchnia F= 2400 m2
- wspóczynnik dla kauczuku 2,43
- ilo kauczuku - przyjto 200 ton
2,43 x 200000
Qd = --------------- =202,5 kg/m2
2400
Warto obcienia wyraona w MJ
MJ = 202,5x18,4 = 3726 MJ/kg
3. Podzia obiektu na strefy poarowe
Podzia budynków na strefy poarowe ma na celu ograniczenie moliwoci rozszerzenia si poaru w paszczynie poziomej i pionowej. Za stref poarow w budynku uwaa si przestrze oddzielon od innych czsci tego budynku cianami i stropami przeciwpoarowymi a take oddzielon od innych obiektów budowlanych pasami terenu nie mniejszymi ni dopuszczalna odlego midzy obiektami.
Aby wyznaczy odporno poarow budynku naley zna obcienie ogniowe danego budynku. Dla budynku o obcieniu ogniowym wikszym od 4000 MJ/m2 klasa odpornoci poarowej zwikszona jest do klasy A.
Wymagania budynku w tej klasie odpornoci poarowej s nastpujce:
- min. odporno ogniowa cian konstrukcji nonej 240 min.
- min. odporno ogniowa dla stropów 120 min.
- min. odporno dla dachu 30 min.
Wszystko powinno by wykonane z materiaów nie rozprzestrzeniajcych ognia (NRO ).
- min. odporno ogniowa oddzielenia p.po. 240 min.
- min. odporno ogniowa drzwi 120 min. lub 2 x 60 min.
Przedstawiony magazyn spenia wszystkie wyej wymienione warunki.
4.Strefa Poarowa.
Stref poarow moe stanowi powierzchnia skadowiska oddzielonego od innych obiektów budowlanych cianami o odpowiedniej odpornoci ogniowej, których wysoko powyej poziomu skadowania powinna wynosi co najmniej 0,5 m. Kada kondygnacja opisywanego magazynu bya podzielona cianami przeciwpoarowymi wykonanymi z cegy penej, których odporno ogniowa wynosi F min. Tak wic powierzchnie poszczególnych pomieszcze magazynowych jednej kondygnacji wynosz odpowiednio (wystpuj dwie ciany dziaowe)
120 : 3 = 40 m 40 m x 18 m = 720 m2
Wedug norm strefy poarowe dla budynków niskich powyej jednej kondygnacji i rednio wysokich o obcieniu ogniowym powyej 4000 MJ/m2 powinny wynosi nie wicej jak 1000 m2. Jak wida z oblicze budynek spenia te wymagania. Mona take w budynkach produkcyjnych i magazynowych strefy poarowe powikszy o 100 % przy zastosowaniu staych urzdze ganiczych, a o 50 % przy zastosowaniu samoczynnych urzdze oddymiajcych. Magazyn posiada stae urzdzenia ganicze. Uwzgldniajc obliczone obcienie ogniowe mona okreli wzgldny czas trwania poaru, który dla tego obcienia bdzie wynosi ponad osiem godzin.
5.Wymagania w zakresie ewakuacji.
W celu zapewnienia ewakuacji ludzi z obiektów i pomieszcze naley uwzgldni liczb przebywajcych w nich ludzi, ich stan, sprawno oraz funkcj, wielko i wysoko pomieszcze i obiektów.
Warunki ewakuacji polegaj w szczególnoci na:
- zapewnieniu odpowiedniej iloci i szerokoci wyj
- zachowaniu dopuszczalnych dugoci dróg ewakuacyjnych
- zapewnieniu odpowiedniej, bezpiecznej poarowo, obudowy i wydziele dróg ewakuacyjnych
- zapewnienie urzdze do usuwania dymów i gazów poarowych.
W tym celu dla kadego tego rodzaju obiektu musz by zapewnione wyjcia ewakuacyjne które powinny by odpowiednio oznaczone. Przedstawiony magazyn ma obcienie ogniowe wynoszce ponad 500 MJ/m2, a wic wymagane s conajmniej dwa wyjcia ewakuacyjne. Szeroko wyj ewakuacyjnych conajmniej 0,6 - 0,9 m.
- powierzchnia magazynowa jest wiksza od 200 m2, wic drzwi ewakuacyjne musz si otwiera na zewntrz.
- wysoko dróg ewakuacyjnych nie moe by mniejsza jak 2,2 m.
W pomieszczeniach produkcyjnych i magazynowych o obcieniu ogniowym conajmniej w jednej strefie poarowej powyej 500MJ/m2 naley stosowa klatki obudowane i zamykane drzwiami, klatki te powinny mie urzdzenia zapobiegajce zadymieniu lub suce do usuwania dymu. Elementy klatek schodowych powinny by wykonane z materiaów niepalnych. Na drogach ewakuacyjnych zabronione jest stosowanie:
- spoczników ze stopniami,
- schodów ze stopniami zabiegowymi, jeeli schody te s jedyn drog ewakuacyjn,
- powinna by moliwo wyjcia na dach od wewntrz budynku.
W budynkach magazynowych jako dodatkow drog ewakuacyjn dla ludzi z wyszych kondygnacji mona stosowa drabiny ewakuacyjne (zabrania si ich stosowania naprzeciw okien ).
Ogólnie drogi ewakuacyjne w magazynie byy wykonane prawidowo.
Wymagania dla urzdze techniczno uytkowych przedstawiaj si nastpujco:
6.Instalacja grzewcza.
Urzdzenia do ogrzewania powinny mie wysok sprawno energetyczn potwierdzon atestem. Poszczególne czci instalacji CO powinny by wyposaone w zawory umoliwiajce zamknicie dopywu ciepa do nich i oprónienie z czynnika grzejnego bez koniecznoci przerywania dziaania pozostaej czci instalacji. Instalacje te powinny by zaopatrzone w odpowiedni aparatur kontrolno- pomiarow zapewniajc sprawne i bezpieczne ich uytkowanie. W zalenoci od zapotrzebowania na ciepo lub sposób uytkowania instalacja ta powinna by odpowiednio podzielona na niezalene gazie. W skadach magazynów stosuje si centralne ogrzewanie powietrzne, wodne lub gazowe. Powierzchnie przewodów i urzdze ogrzewczych oraz ich izolacja w obrbie pomieszcze, w których dopuszczone jest nagrzewanie powierzchni zewntrznych powyej 100oC zabezpiecza si przed moliwoci stykania si z materiaami palnymi i ewentualnego poparzenia pracujcych ludzi (zastosowanie oson ).
7.Instalacja wentylacyjna.
We wszystkich pomieszczeniach magazynu nizalenie od przeznaczenia stosuje si wentylacj. Pomieszczenia przeznaczone na pobyt ludzi musz mie wentylacj naturaln bd sztuczn. Poniewa nasz budynek zaliczalimy do IV KNP, tote nie musi by on wyposaony w agregaty wentylacyjne (agregaty wentylacyjne stosuje si do I i II KNP ). Instalacja odgromowa spenia wan rol w zabezpieczeniach przeciwpoarowych w magazynach. Wszystkie obiekty chronione s za pomoc zwodów poziomych lub pionowych. Zwody pionowe powinny mie tak wysoko, aby przy kcie ochronnym 300 bya chroniona przestrze do wysokoci co najmniej 1,5m, powyej przewodów wentylacyjnych. Zwody pionowe naley poczy ze zwodami poziomymi uoonymi na dachu. Magazyn kauczuku zabezpieczono zwodami poziomymi niskimi o opornoci od 10 do 50 Ohmów.
8.Instalacja energoenergetyczna.
Zgodnie z normami w pomieszczeniach magazynowych powinno by stosowane owietlenie awaryjne. Magazyn posiada na pewno instalacj do napdu urzdze pakujcych kauczuk oraz owietlenia obiektu.
9.Instalacja odgromowa.
Ochrona odgromowa jest bardzo wanym elementem zabezpieczenia przeciwpoarowego obiektów i budynków przemysu chemicznego. Obiekt jest wyposaony w ochron odgromow zgodnie z normami.
10.Instalacja ciekowo-kanalizacyjna.
Zakad posiada wasn oczyszczalni cieków, która zapobiega przedostaniu si do wód gruntowych i komunalnych niebezpiecznych zwizków chemicznych. Woda opuszczajca oczyszczalni jest o jedn klas wysza ni woda pobierana przez zakad.
Do zabezpieczenia magazynu stosuje si w szerokim zakresie urzdzenia przeciwpoarowe zraszaczowe i tryskaczowe wodne, zasony wodne, urzdzenia piany lekkiej, redniej i cikiej. Urzdzenia zraszaczowe -zraszacze naley tak umieszcza aby równomiernie pokryway wod skadowane w magazynach materiay na paletach, regaach lub uoone luzem. Magazyn ten nie wyposaono w zraszacze. Urzdzenia tryskaczowe - stosuje si na ogó do ochrony magazynów o duym obcieniu ogniowym. Cinienie wody na najdalej i najwyej pooonym tryskaczu powinna wynosi co najmniej 0,5 atm. Jeden tryskacz powinien chroni powierzchni 6 do 9 m2. Magazyn w którym bylimy posiada tak instalacj wykonan zgodnie z normami. Urzdzenia pianowe - w obiektach magazynowych w zalenoci od skadowanych wyrobów chemicznych stosuje si stae lub póstae urzdzenia piany lekkiej, redniej lub cikiej. Póstae urzdzenia pianowe stosuje si na ogó do zabezpieczenia przeciwpoarowego pompowni, tac zbiorników z cieczami palnymi itp. Magazyn nie by wyposaony w urzdzenia pianowe.
11.Instalacje sygnalizacyjno - alarmowe.
Elektryczna sygnalizacja naley tak umieszcza aby równomiernie pokryway wod skadowane w magazynach materiay na paletach, regaach lub uoone luzem. Magazyn ten nie wyposaono w zraszacze. Urzdzenia tryskaczowe - stosuje si na ogó do ochrony magazynów o duym obcieniu ogniowym. Cinienie wody na najdalej i najwyej pooonym tryskaczu powinna wynosi co najmniej 0,5 atm. Jeden tryskacz powinien chroni powierzchni 6 do 9 m2. Magazyn w którym bylimy posiada tak instalacj wykonan zgodnie z normami. Urzdzenia pianowe - w obiektach magazynowych w zalenoci od skadowanych wyrobów chemicznych stosuje si stae lub póstae urzdzenia piany lekkiej, redniej lub cikiej. Póstae urzdzenia pianowe stosuje si na ogó do zabezpieczenia przeciwpoarowego pompowni, tac zbiorników z cieczami palnymi itp. Magazyn nie by wyposaony w urzdzenia pianowe.
arowa jest konieczna:
- we wszystkich budynkach magazynowych zaliczanych do I, II, III KNP o powierzchni uytkowej 300m2,
- we wszystkich placach skadowych otwartych i zadaszonych zaliczanych do I, II, III KNP o powierzchni uytkowej powyej 500m2,
- we wszystkich obiektach skadowych (budynkach skadowych otwartych i zamknitych) zaliczanych do IV KNP o powierzchni uytkowej powyej 500m2.
W magazynach stosuje si dwa rodzaje ostrzegaczy:
- samoczynne czujniki,
- niesamoczynne - przyciski poarowe.
Jedn czujk temperaturow umieszcza si na powierzchni okoo 10m2, przyciski poarowe barwy czerwonej umieszcza si w odlegoci okoo 50m. W obiektach III, IV, V KNP przyciski lokalizuje si wewntrz, natomiast w obiektach I i II KNP poza strefami zagroenia wybuchem i stref ochronn 3-5m. Przyciski poarowe naley umieszcza w miejscach widocznych i atwo dostpnych. Zwiedzony obiekt magazynowy posiada wyej opisywan instalacj sygnalizacyjno - alarmow.
Obiekt ten wyposaono równie w podrczny sprzt ganiczy. Byy to ganice niegowe o masie rodka ganiczego 6 kg w iloci czterech sztuk na kadej kondygnacji. Do zewntrznego gaszenia poarów suyy hydranty zewntrzne wyposaone w trzy nasady (2 x 75, 1 x 110), odpowiednio rozmieszczone na terenie caego zakadu.
12.Zaopatrzenie wodne
Na terenie zakadu znajduje si odrbna instalacja hydrantowa, która umoliwia szybkie i skuteczne zaopatrzenie w wod jednostek stray.
Dla ochrony zbiorników z butadienem zainstalowano wasn pompownie wody.
13.Drogi wewntrzne poarowe.
Wykonuje si w ten sposób aby moliwy by przejazd samochodów poarowych o ciarze do 30 ton. Drogi poarowe o utwardzonej i odpowiednio wytrzymaej nawierzchni powinny by doprowadzone do:
- budynków produkcyjno - magazynowych i usugowych urzdze technologicznych, placów skadowych, wiat o powierzchni ponad 1000m2 w których wystpuj materiay palne, z wyjtkiem obiektów o obcieniu ogniowym nie przekraczajcym 500 MJ/m2,
- naturalnych i sztucznych zbiorników oraz uj wodnych sucych celom przeciwpoarowym.
Minimalna szeroko dróg poarowych do budynku na caej dugoci obiektu oraz na odcinku 10 m przed i poza budynkiem powinna wynosi 4 m. Droga poarowa powinna umoliwi przejazd pojazdu bez zawracania. Drog poarow bez moliwoci przejazdu naley zakoczy placem manewrowym o wymiarach co najmniej 20 x 20 m, objazdem ptlicowym lub innym rozwizaniem równorzdnym. Najmniejszy promie uków zewntrznych drogi powinien wynosi przynajmniej 11 m. Wiadukty, estakady, przejcia i inne podobne urzdzenia, usytuowane ponad drogami poarowymi powinny mie przewit o szerokoci co najmniej 4,5 m, i wysokoci w wietle 4,5 m. Na teren ogrodzony o powierzchni przekraczajcej 5 ha na którym znajduj si place targowe i wystawowe oraz obiekty magazynowe naley zapewni co najmniej dwa wjazdy odlege od siebie nie mniej ni 75 m. Dojazd jednostek stray poarnej do skadu magazynowego powinien by przynajmniej z jednej strony bezkolizyjny tj. nie przecity lini kolejow i innymi przeszkodami naturalnymi lub sztucznymi. Wszystkie drogi wewntrzne oznacza si znakami drogowymi owietlanymi w porze nocy.
PODSUMOWANIE.
Caa powierzchnia zakadu podzielona bya na strefy oznaczone literowo i cyfrowo w celu atwiejszego zlokalizowania szukanego obiektu przez zakadow stra poarn lub inne suby istniejce na terenie zakadu.
Podsumowujc naley wspomnie i magazyn opisywany przez nas nie moglimy dokadnie porówna z wymogami obliczonymi w normach. Przyczyniy si do tego warunki techniczne oraz wgldu do konkretnych danych obiektu. W miar moliwoci staralimy si przyjmowa pewne zaoenia oraz okrela ich zgodno z wymaganiami.