Hexion a.s. Havarijní nástřik požární vody Ing. Josef Petr, Ph.D. vedoucí odboru procesní bezpečnosti, inspekce a ostrahy

Poučme se z věcí, které se staly špatně Poučme se z věcí, které se staly špatně! We can learn from things that went wrong!

Kyselina akrylová technická Kyselina akrylová polymerační Vyráběné produkty Kyselina akrylová technická Kyselina akrylová polymerační Methylakrylát Ethylakrylát n-Butylakrylát 2-Ethylhexylakrylát

Vyráběné produkty Vyráběné produkty jsou hořlavé látky, jejichž páry tvoří se vzduchem výbušnou směs v širokém rozmezí koncentrací. Pokud nejsou produkty dostatečně inhibovány a skladovány při vhodných bezpečných podmínkách, mohou podléhat spontánní radikálové polymeraci, při které se uvolňuje velké množství tepla. Následně může být spontánní polymerace kyseliny akrylové a jejích esterů příčinou rozsáhlých explozí a požárů, což je nebezpečné.

Vyráběné produkty Látka Polymerizační teplo Jednotka Kyselina akrylová 1070 kJ/kg Methylakrylát 960 Ethylakrylát 653,1 n-Butylakrylát 489,9 2-Ethylhexylakrylát 330,8

Rozpustnost ve vodě: 40 g/litr (25°C) Používané inhibitory O OH CH3 Pevná látka Bod tání: 52,5°C Bod varu: 243°C 4-Methoxyfenol C7 H8 O2 Rozpustnost ve vodě: 40 g/litr (25°C)

Rozpustnost ve vodě: 70 g/litr (25°C) Používané inhibitory OH Pevná látka Bod tání: 172,3°C Bod varu: 286°C p-Hydrochinon C6 H6 O2 Rozpustnost ve vodě: 70 g/litr (25°C)

Molární hmotnost: 199,277 g/mol Používané inhibitory Phenothiazin C12 H9 N S N S H Molární hmotnost: 199,277 g/mol

Používané inhibitory Phenothiazin C12 H9 N S Bod tání: 184°C Bod varu: 235°C (2,7 kPa) Rozpustnost ve vodě: nerozpustný Rozpustnost ve vodě: 0,0041 g/litr (20°C) Rozpustnost ve vodě: 0,021 g/litr (90°C) Rozpustnost - kyselina akrylová: 2 % hmot. (20°C)

Maximální skladovací teplota Teploty při skladování a přepravě kyseliny akrylové a esterů kyseliny akrylové Látka Teplota skladování Maximální skladovací teplota Jednotka Kyselina akrylová 15 – 25 30 °C Methylakrylát 5 – 10 35 Ethylakrylát n-Butylakrylát 10 – 20 2-Ethylhexylakrylát

Vznik mimořádné situace Dosažení teploty 45°C, je možné označit za mimořádnou situaci. Teplota 65°C je považována již za nebezpečnou!

Možnosti zastavení rozvoje mimořádné události Přímý nástřik vody do skladovací nebo přepravní nádoby je možné použít, pokud již nebylo dosaženo v nádobě teploty v rozmezí 90 – 110°C. Při těchto a vyšších teplotách dochází k nebezpečnému pěnění a zvýšení produkce plynné fáze v důsledku odpařování přidávané vody.

Možnosti zastavení rozvoje mimořádné události Místo přímého nástřiku vody lze použít přímý nástřik vodného roztoku hydroxidu sodného nebo draselného o koncentraci maximálně 5 % hmot., pokud již nebylo dosaženo teploty v rozmezí 100 – 120°C.

Možnosti zastavení rozvoje mimořádné události Při těchto a vyšších teplotách dochází k nebezpečnému pěnění a zvýšení produkce plynné fáze v důsledku odpařování přidávaného vodného roztoku. Vyšší koncentrace vodných roztoků hydroxidů naopak způsobují produkci polymerů a podstatné zhoršení situace.

Možnosti zastavení rozvoje mimořádné události V případě přímého nástřiku vodného roztoku hydroxidu sodného nebo draselného do kyseliny akrylové je nutné počítat se zvýšením teploty v důsledku probíhající exotermické neutralizace. Hodnota neutralizačního tepla je 58,2 kJ/mol = 807,2 kJ/kg kyseliny akrylové. Je proto nutné pečlivě zvážit použití přímého nástřiku vodného roztoku hydroxidu sodného nebo draselného do kyseliny akrylové.

Možnosti zastavení rozvoje mimořádné události Vodné roztoky hydroxidu sodného nebo draselného jsou velmi účinné pro zastavení reakcí, které vedou ke spontánní polymeraci esterů kyseliny akrylové, destilačních zbytků, odpadů s obsahem kyseliny akrylové a esterů kyseliny akrylové a nebo kdy nejsou přítomny chemické iniciátory polymerace. Pro kyselinu akrylovou se použití vodných roztoků hydroxidu sodného nebo draselného nedoporučuje.

Možnosti zastavení rozvoje mimořádné události Pro instalaci přímého nástřiku chladící (požární) vody byly vybrány následující skladovací nádoby: KAE-I Látka T-906 A,B Kyselina akrylová T-203 Kyselina akrylová surová T-801 Destilační zbytky T-803

Možnosti zastavení rozvoje mimořádné události Pro instalaci přímého nástřiku chladící (požární) vody byly vybrány následující skladovací nádoby: KAE-III Látka T-20901 Kyselina akrylová technická T-20903 Kyselina akrylová polymerační 2T-203 Kyselina akrylová surová 2T-602 Destilační zbytky

Možnosti zastavení rozvoje mimořádné události Pro přímý nástřik vody do skladovacích zásobníků by bylo vhodné a nejjednodušší použít stávající potrubní rozvod pěny a provést pouze propojení těchto jednotlivých potrubí s rozvodem požární vody. Vzhledem k umístění ejektoru a pěnotvorné nádoby na potrubním rozvodu pěny bylo rozhodnuto provést technologické zkoušky na některém odstaveném zásobníku. Zkoušky byly provedeny na momentálně nepoužívaném zásobníku T-907 B v termínu 8/2013.

Zkoušky nástřiku požární vody za atmosférického tlaku Zkoušky nástřiku požární vody byly provedeny do skladovacího zásobníku T-907 B za atmosférického tlaku přes potrubí pěny a pěnotvornou nádobu. Protržení skleněné záslepky proběhlo vždy bez významného úniku vody z ejektoru a následné napouštění do zásobníku bylo taktéž bez úniku vody z ejektoru.

Zkoušky nástřiku požární vody za zvýšeného přetlaku Zkoušky nástřiku požární vody byly provedeny do skladovacího zásobníku T-907 B za přetlaku 613 mm v.sl. (6,012 kPa) přes potrubí pěny a pěnotvornou nádobu. Protržení skleněné záslepky proběhlo bez významného úniku vody z ejektoru a následné napouštění do zásobníku bylo taktéž bez úniku vody z ejektoru. Vyšší přetlak než 613 mm v.sl. (6,012 kPa) nebyl pro zkoušky nutný ani použitelný, protože vyšší přetlak by nevydrželo víko pěnotvorné nádoby, což potvrdila zkouška.

Zkoušky nástřiku požární vody za zvýšeného přetlaku Kromě toho zvýšení přetlaku ve skladovacím zásobníku za podmínek spontánní polymerace na 400 – 450 mm v.sl. by znamenalo, že teplota v některých místech zásobníku již dosáhla hodnoty kolem 140 – 180°C, což je teplota již zcela nepřípustná pro přímý nástřik požární vody.

Zkoušky nástřiku požární vody Zkoušky potvrdily použitelnost této varianty pro přímý nástřik požární vody do skladovacích zásobníků kyseliny akrylové a esterů kyseliny akrylové.

Minimální objem nástřiku požární vody Minimální objem chladící vody pro zastavení polymerace je 0,12 – 0,14 kg/kg kyseliny akrylové a esterů. Minimální objem alkalického roztoku (vodný roztok hydroxidu sodného nebo draselného o koncentraci max. 5% hmot.) pro zastavení polymerace je 0,08 – 0,1 kg/kg esterů kyseliny akrylové, destilačních zbytků a odpadů s obsahem kyseliny akrylové a esterů.

Minimální objem nástřiku požární vody Dle uvedených minimálních objemů nástřiku požární vody bude řízeno skladování daných produktů z hlediska udržení minimálního volného objemu ve skladovacích zásobnících pro havarijní přímý nástřik požární vody.

Havarijní nástřik požární vody Náklady instalace uvedeného potrubního rozvodu pro nástřik požární (chladící) vody do uvedených skladovacích nádob jsou ve výši 1 101 973 CZK nebo 58 121 USD.

Havarijní nástřik požární vody Děkuji za pozornost! Otázky?