Оценка пожарной опасности завода ПКК

В здании запроектированы выходы на кровлю из лестничных клеток.

Трудящиеся-корпуса пользуются бытовыми помещениями, расположенными в отдельно стоящем АБК.

Бытовые помещения сообщаются с производственным корпусом надземной пешеходной галереей.

Общественное питание трудящихся осуществляется столовой, расположенной на территории площадки.

В корпусе запроектирована комната приема пищи.

Конструктивные решения

Проект каркаса здания решён в металле. Колонны  и ригели двутаврого сечения из сварных профилей. Пространственная устойчивость здания обеспечивается системой вертикальных связей по колоннам.         Внутренние перегородки - сборные железобетонные = 80 мм, по серии 1.ОЗО.9-2.

Плиты перекрытия ребристые железобетонные высотой 400 мм, по серии ИИ24-2/70.

Наружные керамзитобетонные панели толщиной 300 мм по серии

1.030.1-1.

Фундамент под здание выполнен в виде сплошной плиты толщ. 1 м на свайном основании.

(Здесь и далее  в тексте, ссылка на устаревшие нормативные документы используется в связи с тем, что проект разрабатывался в 1989-1992 г и проектировщики ссылаются на данные документы.)

 

Расположение и назначение помещений.

 

Конструктивно здание можно разбить на две основные части -отделение ректификации и вспомогательные и технологические помещения.

Отделение ректификации занимает площадь 1188м2, размеры в плане: 54х22м разделено перекрытиями на 6 этажей высотой 7 и 14м. До отметки +43,2 расположены ректификационные колонны, на монтажной площадке +46,8 установлены конденсаторы. Сборники, приемные и промежуточные емкости располагаются на отметках: +36,0; +28,8;  0,00. Для различных процессов колонны и емкости объединены в группы. Процессы ректификации трихлорсилана протекают в 4 колоннах (2 рабочие, 2 резерв) в осях: И-Е в северной части помещения. Процессы разделения смеси ТХ (тетрахлорсилана) и ТХС (трихлорсилана) в центральной группе колонн (оси Е-В). Процессы ректификации негорючего ТХ в южной группе  из 5 колонн (оси Б-В и 6-7). Всего размещено 15 колонн. Для пуска второй очереди завода предусмотрено разместить еще 9 колонн.

Все помещения отделения ректификации имеют ленточное остекление площадью 540м2, общая площадь стен 1064м2, что составляет 50,75%.

Вспомогательные помещения отделены сплошным коридором представляющим дополнительную защиту, отделены тамбур-шлюзами.

Внутренние перегородки выполнены из Ж/Б плит вставки из кирпича. 

Полы в помещениях мозаичные, бетонные со шлифованием, кислотоупорные. Местами выложены керамической кислотоупорной плиткой.

 На отметке +7,0 расположено помещение КИП. На  отметке 0,00 помещение приточной  вентиляции, электрощитовая, помещение  станции пожаротушения.

Со стороны вспомогательных помещений расположена наружная эвакуационная лестница.

Техпроцесс автоматизирован. Пребывание людей минимальное (операторы КИП и дежурный персонал). 

 

 

 

Описание аппартурно-технологических схем

              Аппаратурно-технологические схемы  опытно-промышленного производства  и промышленного производства  разработаны на основании следующих документов:

             Рекомендации по технологическому  регламенту для Красноярского  ГХК на проектируемое производство  поликристаллического кремния, 1992 год.

           Технологический регламент на  разработку процесса получения трихлорсилана, 1990 год.

                 Технологический регламент на  очистку парогазовой смеси от  хлористого водорода, 1990 год.

                 Технологический регламент на  разработку комплексной системы  управления процессом регенерации  водорода в производстве поликремния в замкнутом цикле, 1989 год.

     Ректификационная очистка хлорсиланов.

Ректификация исходного и оборотного тетрахлорсилана, очистка трихлорсилана, очистка от полисиланхлоридов, разделение смеси и конденсация абгазов размещаются в корпусе очистки хлоридов (КОХе), являются общими для опытно-промышленного производства и промышленного производства. Упрощенная аппаратурно-технологическая схема представлена на чертеже.

     Очистка исходного и оборотного тетрахлорсилана.

Исходное сырье - тетрахлорсилан технический улучшенный по ТУ 6-02-710-80 поступает со склада в емкости, передавливается в приемные емкости  и вместе с оборотным ТХ поступает на очистку в установки ректификации. Тетрахлорсилан самотеком направляется в верхнюю треть 1-ой ступени ректификации. Низкокипящие примеси - хлориды бора, фосфора и некоторых других концентрируются в верхней части колонны и непрерывно выводятся из процесса в виде легкокипящей фракции. Для более полного выведения примесей бора подается увлажненный азот. Выход на операции - 96,5 %. Низкокипящая фракция собирается в сборные емкости. Продукт составляет 3% от питания колонны и соответствует качеству ТХС технический по ТУ 48.4-180-77 и направляется на склад для реализации.

Очищенный от низкокипящих примесей тетрахлорсилан передается  на 2-ую ступень ректификации  для очистки от высококипящих примесей. Отбор ТХ для передачи его на 2-ю колонну осуществляется из нижней части 1-ой колонны в паровой фазе. Пары ТХ конденсируются в тепловом насосе  и поступают в нижнюю треть 2-ой ректификационной колонны, где происходит очистка от высококипящих примесей хлоридов железа, никеля и других тяжелых металлов. Примеси эти конденсируются в нижней части колонны и выводятся непрерывно с кубовым остатком. Очищенный тетрахлорсилан отбирается вверху колонны - из дефлегматора, и через буферные емкости  направляется на передел плазмохимии, в корпус водородного восстановления, для получения ТХС.

Выход на 2-ой ступени очистки ТХ - 96,0 %. Отбор кубового остатка составляет 3,5 % и соответствует качеству ТХ технический. Из сборной емкости  он передавливается на склад.

Очистка ТХ от низкокипящих примесей происходит при флегмовом числе R = 100, очистка от высококипящих примесей - при флегмовом числе R = 20.

            

 

 Ректификационная очистка полученной при плазмохимическом гидрировании и водородном восстановлении смеси от полисиланхлоридов

               Для очистки конденсата хлорсиланов  от полисиланхлоридов, образовавшихся  при плазменном гидрировании  и водородном восстановлении, также предусмотрена ректификационная установка.

Очистка от ПСХ производится в одну стадию, при флегмовом числе  R=5. ПСХ концентрируются в нижней части колонны и непрерывно выводятся с кубовым остатком. Концентрация ПСХ в кубовых остатках не превышает 8%. Собранные кубовые остатки направляются на обезвреживание. Очищенные хлорсиланы собираются в приемные емкости. Выход составляет 96,8%.

 

          Ректификационное разделение смеси хлоридов.

Из емкости  хлорсиланы подаются в среднюю часть колонны разделения. В процессе разделения ТХС, являющийся легко летучим компонентом, по сравнению с ТХ, концентрируется в верхней части колонны и выводится из дефлегматора в приемные емкости. Выход ТХС составляет 99,5%.

Тетрахлорсилан, как более высококипящий, концентрируется в нижней части колонны; оттуда выводится в промежуточную емкость, а оттуда в сборную емкость  и далее на очистку от примесей совместно с исходным ТХ. Выход ТХ составляет 100%. Процесс разделения ведется при флегмовом числе R= 10.

            

 

Очистка трихлорсилана.

Для предотвращения загрязнения примесями, перешедшими из конструкционных материалов в парогазовую смесь при плазмохимическом гидрировании и примесями, образовавшимися при водородном восстановлении, ТХС перед процессом водородного восстановления подвергается ректификационной очистке. Очистка, аналогично двойной ректификации исходного и оборотного ТХ, проводится в два этапа:

на 1-ой колонне ректификации (поз.  ) - очистка от низкокипящих примесей, на 2-ой колонне (поз. ) - очистка от высококипящих.

Выход на 1-ой и 2-ой колоннах ректификации составляет 97,5%. Очищенный ТХС из дефлегматора собирается в емкости (поз.   ), из которых непрерывно подается к установкам водородного восстановления. Кубовые остатки и легкокипящие фракции собираются в емкости (поз.  и    соответственно) и передаются на склад хлоридов для реализации. Продукт соответствует качеству ТХС технический по ТУ 48-4-180-77.

В корпусе очистки хлоридов для опорожнения    колонн предусмотрены емкости (поз.  ,   ,   ) и для аварийного слива - емкость (поз.  ).

Поддержание всех основных параметров процесса ректификации осуществляется средствами автоматизации в заданном режиме.

 

         Конденсация хлорсиланов из абгазов.

В процессе ректификационной очистки хлорсиланов из верхней части дефлегматоров выводятся несконденсированные продукты, представляющие собой трихлорсилан и тетрахлорсилан, в которых растворены газы (хлористый водород, азот и другие), а также низкокипящие примеси, имеющие температуру кипения ниже плюс 32°С. Эти продукты в виде абгазов выводятся из процесса. Для снижения потерь хлорсиланов абгазы подвергаются конденсации. Абгазы колонн финишной очистки отличаются по своему составу от абгазов колонн предварительной ректификации;  по составу и давлению отличаются абгазы дыхательной системы различных емкостей. Для конденсации всех абгазов предусмотрены 6 систем - 6 теплообменников, охлаждаемые фреоном.

Сконденсированные продукты сливаются в емкости а  оттуда передавливаются на склад для реализации. Не сконденсировавшиеся абгазы направляются на газоочистку. 

          Расчет основного оборудования.

       Передел ректификации. (Расчет оборудования выполнен  по сумме балансов на 180 и 300 тонн  в год поликремния).

Производительность установки ректификации с колонной диаметром 1200 мм:

при флегмовом числе 100 - 5,0 т/сутки;

при флегмовом числе 20 - 22,0 т/сутки;

при флегмовом числе 10 - 42,0 т/сутки;

при флегмовом числе   5 - 84,0 т/сутки.

7.1.1. 1-я ректификация ТХ. Флегмовое  число 100

0,5/5,0 = 0,1 шт.

где 0,5 т/сутки - выход низкокипящей фракции. Принимается 2 установки - I рабочая, I резервная.

           2-я ректификация ТХ. Флегмовое  число 20

69,2/22 = 3,1 шт. 

где 69,2т/сутки выход     ТХ очищенного. Принимается 3 рабочих установки.

          Ректификационная  очистка от ПСХ. Флегмовое число 5

97,1/84 = 1,1 шт.

где 97,1 т/сутки  выход очищенных от ПСХ суммарно ТХ и ТХС. Принимается 2 рабочих установки.

          Ректификационное разделение смеси  ТХ и ТХС. Флегмовое число 10.

   40,8/42,0= 0,97 шт.

где 40,8 т/сутки - выход ТХС из верха колонны. Принимается 2 установки - I рабочая, I резервная.

          1-я ректификация  ТХС. Флегмовое число 100.

                0,81/5,0 = 0,16 шт.

где 0,81 т/сутки - выход низкокипящих фракций. Принимается 2 установки - I рабочая, I резервная.

          2-я ректификация ТХС. Флегмовое число 20.

38.8/22 = 1,8 шт.

Где 38,8 т/сутки - выход очищенного ТХС.  Принимается 2 рабочие установки.

Всего на переделе ректификации принимается 13 установок.

 

 

 

Вентиляция и кондиционирование.

          Вентиляция помещений запроектирована в зависимости  от назначения,  характеров технологического процесса, выделяющихся вредностей.

          В цехах размещаются производства  с разными категориями взрывопожароопасности. Помещения в корпусе очистки  хлоридов (зд.3), в которых располагаются основные технологические аппараты относятся по пожарной опасности к категории "А".

В этих помещениях при аварии возможно выделение хлористого водорода, трихлорсилана, фреона. Для этих помещений запроектирована постоянно действующая приточно-вытяжная и аварийная вытяжная вентиляция. Предусмотрены отдельные системы вентиляции подачи воздуха в тамбур-шлюзы, отрицательный дисбаланс воздухообмена в помещениях, повышение огнестойкости воздуховодов, установка взрывозащищенных  клапанов на воздуховодах,  заземление и молниезащита воздуховодов и оборудования, автоматическое отключение вентиляционных систем при пожаре.

Удаление воздуха из помещений предусмотрено с по мощью эжекторов и вентиляторов во взрывозащищенном исполнении. Наружный воздух обрабатывается и подается в помещения центральными кондиционерами и приточными установками.

               Вытяжная вентиляция запроектирована  общеобменная, воздух, удаляемый системами  местной вентиляции и содержащий вредные вещества выше ПДК перед выбросом в атмосферу направляется на газоочистку.

Воздух, удаляемый системами общеобменной вентиляции с содержанием в нем вредных веществ ниже ПДК, выбрасывается в атмосферу без очистки.

 Для  защиты путей эвакуации от  поступления дыма при пожаре  запроектированы специальные системы, которые удаляют дым из коридоров и создают подпор в лифтовых шахтах и лестничных клетках.

Проектом автоматизации вент систем предусмотрено:

• автоматизация и управление всеми приточными и вытяжными установками с сигнализацией об их работе;

- включение аварийных систем вентиляции по показаниям газоанализаторов;

- автоматическое  включение резервных вентиляторов  при выходе из строя основных,