UNIVERSITATEA SPIRU HARET FACULTATEA DE MARKETING ŞI AFACERI ECONOMICE

INTERNAŢIONALE

MASTERATUL: MANAGEMENTUL SITUAŢIILOR DE URGENŢĂ ŞI RESURSELOR SPECIFICE

MEMORIU DE CERCETARE ACP ANUL II SEMESTRUL II

PREVENIREA INCENDIILOR ÎN INDUSTRIA PETROLIERĂ

STUDIU DE CAZ

COORDONATOR ŞTIINŢIFIC,

MASTERAND,

Cuprins

A. Proprietăţi fizicochimice ale produselor petroliere

B. Rafinării de petrol

C. Depozitarea produselor petroliere

Introducere

În obiectivele industriale, instituţii, clădiri de locuit, instalaţii tehnologice şi ori unde se

depozitează, se manipulează şi se folosesc materiale şi substanţe combustibile există pericol de

incendiu. Aceasta se datoreşte faptului că materialele şi substanţele au înmagazinat un anumit

potenţial caloric (sarcină termică). Daca în acelaşi spaţiu sau în împrejurimi există sau îşi fac

apariţia vreo sursă de aprindere, pericolul de incendiu este iminent. Acesta se produce atunci

când există o corelaţie în timp şi în spaţiu a unor condiţii specifice. De fapt este o trecere a

energiei unei surse de aprindere asupra materialului sau substanţei combustibile (potenţialul de

incendiu), ceea ce are ca urmare „pregătirea şi activarea energiei până se formează sistemul

inflamabil. Dintr-un astfel de sistem în afara substanţei combustibile face parte şi oxigenul din

aer.

In condiţiile progresului de astăzi, sursele de aprindere sunt prezente aproape pretutindeni

şi dacă incendiile nu izbucnesc în mare număr, aceasta se datoreşte faptului că sursele nu se

găsesc in corelaţie necesară de timp şi spaţiu, faţă de potenţialul de incendiu, pentru a declanşa un

incendiu.

Rolul de seamă în înlăturarea acestui fenomen îl au măsurile de prevenire a incendiilor.

În activitatea practică este necesar să se aprecieze cât mai exact pericolul de incendiu

pentru a se putea lua cele mai eficiente măsuri de prevenire, care au ca scop principal:

Menţinerea la un nivel redus a probabilităţii de izbucnire a unui incendiu;

Oprirea propagării rapide a unui eventual incendiu, respectiv producerea de pagube

minime.

A. Proprietăţi fizicochimice ale produselor petroliere

Pericolul de incendiu depinde in mare măsura de următoarele proprietăţi fizicochimice ale

produselor.

a. Temperatura de inflamabilitate şi auto inflamare. Vaporii de produse petroliere

formează cu aerul amestecuri inflamabile şi explozive. Temperatura de inflamabilitate variază

mult, funcţie de fracţiunea petrolieră. Astfel, fracţiunile de benzină au punctul de inflamabilitate

cuprins intre 58 °C si +10°C, cele de petrol lampant de la 28°C la 60°C, iar fracţiunile de uleiuri

de la 130°C la 325°C.

Până nu demult, clasificarea fracţiunilor petroliere lichide din punctul de vedere al

pericolului de incendiu se făcea numai pe baza temperaturii de inflamabilitate a produsului. De

curând s-a introdus o nouă clasificare, care ia în consideraţie şi un alt criteriu şi anume

temperatura produsului, considerând că punctul de inflamabilitate sigur nu exprimă suficient

tendinţa de inflamare. Astfel, un combustibil greu cu punct de inflamabilitate egal cu 70°C,

încălzit la o temperatura de 60°C poate prezenta aceleaşi riscuri ca şi un petrol lampant.

În timp ce temperatura de inflamabilitate creşte cu creşterea greutăţii moleculare a

fracţiunilor, de la benzină la uleiuri, temperatura de autoinflamare scade de la fracţiunile uşoare

la cele grele. Din această cauză fracţiunile grele încălzite (motorina, păcura) sunt foarte

periculoase la incendiu, întrucât se autoinflamează în contact cu aerul, fără vreo sursă exterioară.

Din practică se cunosc cazuri de incendii la rezervoarele de păcură, datorită pompării produsului

de fierbere in rezervor.

b. Limite de explozie. La anumite concentraţii ale vaporilor de produse petroliere cu aerul,

amestecul se aprinde exploziv. Se observă că intervalul dintre limita inferioară şi cea superioară

este relativ mic. În schimb, valoarea scăzută a limitei inferioare permite atingerea cu uşurinţă a

concentraţiei periculoase.

c. Volatilitatea. Aceasta are o strânsă legătură cu pericolul de incendiu pe care-l prezintă

produsul respectiv in timpul depozitării. Astfel formează în interiorul rezervorului amestecuri

inflamabile de vapori şi aer în special iarna. Vara, din cauza volatilităţii mari, amestecul de

vapori de aer este prea bogat, fiind în afara limitelor inflamabile. In timpul verii, un rezervor de

benzină, care a luat foc, arde numai la gură. Explozia nu se produce decât la sfârşit, când întreaga

cantitate de benzină sa evaporat, amestecul de vapori şi aer din rezervor nemaifiind alimentat cu

vapori de benzină se diluează cu aer, ajungând la limita superioară de explozie şi explodează.

d. Greutatea specifică. Datorită greutăţii specifice mici a produselor petroliere uşor

inflamabile, precum şi al insolubilităţii lor în apă, ele nu pot fi stinse cu apă. Pentru stingerea lor

sunt necesare mijloace speciale ca: spuma chimică, spuma mecanică, pulberi stingătoare.

Greutatea specifică mare a vaporilor (de câteva ori mai mare decât aerul) măreşte

pericolul de incendiu, întrucât nu permite împrăştierea vaporilor prin ventilaţie naturală. Vaporii

se acumulează in părţile inferioare ale clădirilor, in gropi, cuve, canale de conducte şi cămine de

canalizare.

e. Puterea calorică şi viteza de ardere. Valorile mari ale acestora duc în cazul incendiului

la dezvoltarea unor temperaturi ridicate ce provoacă distrugerea utilajelor şi propagarea cu

repeziciune a incendiului la instalaţiile învecinate.

f. Electrizarea. Produsele petroliere fiind dielectrice (nu conduc curentul electric) la

transportul pe conducte, ca urmare a frecării lor, se încarcă cu electricitate statică. Sarcini

electrice apar şi la trecerea lor printr-un strat de aer. Valoarea sarcinilor electrice ajunge in unele

cazuri de la 20000 pana la 75000 V, pentru aprinderea lichidelor uşor inflamabile fiind suficientă

o scânteie cu un potenţial de 500 V.

g. Corozivitatea. Acţiunea corozivă a produselor petroliere provenite din ţiţeiuri cu conţinut

ridicat de sare sulf provoacă neetanşeităţi şi deci scurgeri de lichide inflamabile. Produsele

petroliere cu conţinut de sulf formează totodată compuşi piroforici, cu pericol de autoaprindere în

aer.

B. Rafinării de petrol

1.Desalinizarea electrică a ţiţeiului

Desalinizarea este operaţiunea prin care se elimină sarea sau emulsia de apă sărată din

ţiţeiul brut. Sub acţiunea câmpului electric realizat cu ajutorul a doi electrozi de înaltă tensiune,

emulsia se desface, particulele de apă încărcate pozitiv se unesc intre ele şi se acumulează la

fundul rezervorului.

În instalaţiile de desalinizare electrică pericolul de incendiu constă în prezenţa unor

cantităţi mari de ţiţei brut. Numai în deshidratoare se găseşte la un moment dat o cantitate de ţiţei

de 100200 t, iar prin instalaţie trec zilnic circa 1500 t ţiţei.

Pentru stingerea unor incendii la deshidratoare se va prevedea, pe lângă instalaţii de

stingere obişnuite, o instalaţie de stingere cu bioxid de carbon, montată direct pe capacul

deshidratorului, pentru intervenţii la izolatorii de inaltă tensiune.

2.Distilarea primată a ţiţeiului

Operaţia de distilare primară constă in fracţionarea ţiţeiului in fracţii componente, după

intervalul de fierbere: benzina (C5180 °C), petrol (180250 °C), motorina (250340 °C), păcura,

reziduu.

Atât ţiţeiul, cat şi fracţiile petroliere obţinute sunt lichide inflamabile sau combustibile..

Prezenţa în instalaţiile de distilare primară a unor cantităţi mari de ţiţei şi produse

petroliere încălzite la temperaturile lor de fierbere constituie un pericol deosebit de incendiu.

Astfel, intr-o singură coloană de rectificare se găsesc în orice moment circa 20 t produse

petroliere, în cuptorul de încălzire 10 tone, iar în întreaga instalaţie de distilare primară se pot afla

până la 80120 t produse.

Faptul că toate instalaţiile de distilare primară sunt amplasate în aer liber micşorează

întrucâtva urmările incendiilor si permite in majoritatea cazurilor localizarea acestora.

În instalaţiile de distilare primară, ţiţeiul este încălzit până la temperaturi de 320370 °C,

temperaturi ce depăşesc cu mult temperaturile de inflamabilitate şi chiar cele de autoaprindere ale

unor fracţii petroliere. Astfel, temperatura de autoaprindere a motorinei este cuprinsă intre 300 şi

330°C, iar a păcurii intre 270 si 320°C.

Cele mai frecvente incendii în instalaţiile de distilare primară au loc la cuptorul

tubular de preîncălzire a ţiţeiului. Aceasta se explică prin faptul ca în ţevile cuptorului ţiţeiul se

găseşte la temperaturi ridicate. Orice scurgere de ţiţei în interiorul cuptorului, direct în zona

focarului, provoacă o aprindere intensă, care poate conduce la deformarea ţevilor şi chiar la

deteriorarea construcţiei cuptorului.

3.Cracarea termica şi catalitică

În instalaţiile de cracare termică şi catalitică, păcurile şi motorinele primare sunt

descompuse termic în hidrocarburi mai uşoare, prin încălzire la temperaturi de 470500 °C.

Presiunile de lucru sunt de 3050 at, in cazul cracării catalitice.

Pericolul de incendiu în aceste instalaţii este sporit faţă de instalaţiile de distilare primară,

datorită temperaturilor şi presiunilor de lucru ridicate. Majoritatea incendiilor se datoresc

scăpărilor de produse ca urmare a neetanşeităţii echipamentelor şi conductelor.

4.Reformarea catalitică

Acest procedeu se foloseşte pentru a obţine benzine cu cifra octanică ridicată din benzine

de distilaţie primară din reacţii de izomerizare şi aromatizare, pe catalizatori de platină, în

prezenţa hidrogenului. Presiunile de lucru sunt cuprinse intre 35 si 45 at, iar raţia de recirculare a

gazelor bogate in hidrogen de 810 moli H2/mol materie primă.

În instalaţiile recente se folosesc catalizatori bimetalici, care permit scăderea presiunii la

510 at şi reducerea radiaţiei de recirculare a gazelor bogate in hidrogen pana la 2,53 moli H2/mol

materie primă.

Ca şi în cazul cracării termice, pericolul de incendiu este legat în special de scăpările de

gaze şi scurgerile de produs. În instalaţiile recente se folosesc catalizatori bimetalici, care permit

scăderea presiunii la 510 at şi reducerea raţiei de recirculare a gazelor bogate în hidrogen până la

2,53 moli H2/mol materie primă. Funcţionarea la presiuni joase micşorează mult pericolul

scăpărilor de produse.

5.Rafinarea selectivă a uleiurilor

În vederea îmbunătăţirii proprietăţilor de ungere a uleiurilor, acestea sunt supuse unei

rafinări selective. In acest mod, se îndepărtează din uleiuri compuşi nedoriţi cum sunt: compuşii

asfaltoşi şi compuşii nestabili din punct de vedere termic. Drept solvent selectiv se utilizează

furforul. Procesul tehnologic de rafinare selectiva cuprinde următoarele faze:

· extracţie;

· regenerarea solventului din soluţia de rafinat;

· regenerarea solventului din soluţia de extract;

· regenerarea solventului din soluţia apoasă.

Pericolul de incendiu din instalaţiile de rafinare selectivă datoreşte prezenţei unor cantităţi

mari de ulei şi furfol – produse combustibile şi inflamabile la temperaturi de 230250 °C.

6.Deparafinarea uleiurilor şi desuleirea parafinei

Pentru coborârea punctului de congelare uleiurile sunt supuse unui proces de extragere a

hidrocarburilor parafinice cu punct de congelare ridicat. Aceasta se realizează prin tratare cu

amestec de solvenţi: metiletilcetonă (MEC), benzen şi toluen, după care urmează o răcire treptată

cristalizatore.

Materia primă supusă deparafinării este rafinatul rezultat de la solventarea cu furfunol.

Procesul tehnologic se continuă in instalaţia de desuluiere, unde se separă ultimele cantităţi de

ulei de parafină. Acesta se realizează printr-o solventare mai adâncă, folosind aceiaşi solvenţi.

Pericolul de incendiu şi explozie în instalaţiile de deparafinare a uleiurilor şi desluierea

parafinei se datoreşte în special folosirii unor solvenţi foarte volatili şi inflamabili .

Cerinţa de bază care se impune în aceste instalaţii este asigurarea unei etanşeităţi perfecte.

Orice scurgeri de solvenţi se vor înlătura imediat pentru a evita acumulările de vapori inflamabili.

Pentru stingerea incendiilor în instalaţia de deparafinare şi desluiere se foloseşte

aburul.

7.Bitumul

Se obţine prin oxidarea la cald a reziduurilor de petrol. Bitumul este o substanţă solida,

combustibilă, de culoare neagră lucitoare, cu miros caracteristic. Se înmoaie la temperaturi

cuprinse intre 40 si 100°C. Pericolul de aprindere al bitumului depinde de calitatea materiei prime

şi de regimul tehnologic utilizat. Temperatura de aprindere este cuprinsă intre 285 şi 349°C, iar

cea de autoaprindere intre 368 şi 397°C. Arde mocnit la 195°C. Bitumul aplicat pe vata de zgură

are tendinţa spre autoaprindere. Tendinţa este maximă la raporturi bitum/zgură de 1:2 , dar la

raporturi mai mici de 1:20 se pot iniţia autoaprinderi.

În instalaţiile de fabricare a bitumului, pericolul principal îl constituie cazanele în care are

loc încălzirea reziduului. La o creştere necontrolată a temperaturii poate avea loc autoaprinderea

bitumului încălzit. De asemenea, scurgerile de produs fierbinte la încărcarea în butoaie sau la

neetanşeităţi ale conductelor pot conduce la aprinderea acestuia.

C. Depozitarea produselor petroliere

1.Depozitarea produselor lichide inflamabile

Pericolul de incendiu. Posibilitatea formării amestecurilor explozive în rezervoarele de

produse petroliere este determinată de existenţa în interiorul rezervorului a unui spaţiu de vapori

de produs şi aer la suprafaţă lichidului. Concentraţia vaporilor în spaţiu de deasupra lichidului

este în funcţie de temperatura iniţială de fierbere a produsului şi de condiţiile climatice.

In timpul încărcării unui rezervor, aerul din interior saturat cu vapori de produs petrolier

este evacuat în atmosferă. La golirea rezervorului pătrunde aer din exterior. Şi în acest caz are loc

o respiraţie, care, fiind de volum mai mare decât prima, poartă numele de „respiraţia mare” a

rezervorului. In timpul „respiraţiei” rezervoarelor se pot forma amestecuri inflamabile în

interiorul rezervoarelor şi în exteriorul lor, ca urmare a evacuării vaporilor de produs în aer.

Încetinirea vitezei de evaporare în rezervoare măreşte pericolul de aprindere. Pericolul nu

apare decât iarna, la temperaturi sub 15 °C, când concentraţia vaporilor de benzină se afla în

limitele de explozie, ori, datorită faptului că spaţiul de vapori într-un rezervor de benzină nu este

saturat în partea superioară, aprinderea se poate produce chiar şi vara, amestecul situându-se în

limitele de inflamabilitate.

Surse de aprindere. Cauzele principale de aprindere a amestecurilor de vaporizare din

rezervoare sunt:

· sarcini electrostatice;

· descărcări atmosferice;

· producerea accidentala de scântei electrice;

· formarea sulfurii de fier.

Măsuri de securitate la depozitarea produselor petroliere. Pentru a evita scăpările de

produse petroliere şi răspândirea lor, care constituie principalul pericol de incendii şi explozii, la

depozitare se vor lua o serie de măsuri: Cuve de retenţie. Rezervoarele izolate sau grupurile de

rezervoare se prevăd cu cuve de retenţie pentru a împiedica revărsarea produsului în cazuri de

avarie sau incendiu. Înălţimea digului sau zidului de protecţie, precum şi spaţiul din interiorul

îndiguirii se calculează astfel încât sa încapă în el întreaga capacitate de lichid din rezervoarele

grupei respective sau a rezervorului izolat. Oglinda lichidului scurs trebuie sa fie cu 0,20 m sub

înălţimea digului. În ultima vreme s-au realizat rezervoare având spaţiul colector sub forma

unui spaţiu inelar format din peretele rezervorului şi o manta exterioară din otel.

Echiparea rezervoarelor cu echipamentul necesar unei exploatari lipsite de pericol şi

anume:

1) Clapeta de reţinere pentru a împiedica deversarea produsului din rezervor în cazul

deteriorării conductelor.

2) Supapa de respiraţie, in cazul rezervoarelor cu capac fix, care asigură automat

comunicaţia spaţiului gazos al rezervorului cu atmosfera la variaţiile de presiune datorită

temperaturii sau la operaţiile de încărcare şi golire a rezervorului. Supapele de respiraţie se

montează pe aceeaşi conductă cu opritoarele de flăcări.

3) Supapa de siguranţă hidraulică limitează mărirea suprapresiunii sau a depresiunii din

spaţiul gazos al rezervorului, in cazul nefuncţionării supapei de respiraţie.

4) Opritorul de flăcări serveşte la protecţia spaţiului gazos al rezervorului de pătrunderea

flăcării prin supapele de respiraţie.

2.Depozitarea gazelor lichefiate

In funcţie de natura gazului, depozitarea gazelor lichefiate se face sub presiunea

atmosferica şi la temperaturi scăzute. Anumite gaze cum sunt: etanul, etilena, gazul natural,

metanul nu pot fi depozitate îin stare lichefiată la temperatura ambiantă, întrucât

temperatura critică a acestor gaze este inferioară temperaturii ambiante. Ele nu se pot

depozita decât la temperaturi scăzute şi la presiuni care pot varia de la presiunea atmosferică până

la presiunea corespunzătoare temperaturii admisibile (sub temperatura critica). Asemenea

rezervoare se numesc rezervoare criogenice. Astfel, etilena poate fi depozitata la presiunea

atmosferica şi temperatura de 104 °C (corespunzătoare temperaturii de fierbere la presiunea

atmosferică), de exemplu, de 9 at şi temperatura de 53 °C corespunzătoare acestei presiuni.

Gaze lichefiate ca: propanul, propilena, butanul, butilena, butadiena, sau

amestecurile de aceste hidrocarburi se depozitează de regula în rezervoare de presiune.

Presiunea variază în funcţie de natura gazului de la 6 at pana la 20 at. Şi aceste gaze lichefiate pot

fi depozitate în rezervoare criogenice la presiune atmosferică. În acest caz, scăpările de gaze sunt

considerabil reduse, ceea ce micşorează pericolul de incendiu şi explozie. Într-o situaţie deosebită

se găsesc unele produse ca: gazolina, izoprenul şi în general fracţia C5, care sunt la limita

dintre lichide foarte volatile şi gaze lichefiate. Din cauza volatilităţii lor ridicate, la depozitarea

în rezervoare atmosferice obişnuite, in timpul verii, se pierd cantităţi mari de produs. În afară de

aceasta, ieşirea în atmosferă a unor cantităţi mari de vapori inflamabili constituie un pericol

important de incendiu.

a. Rezervoare de presiune . Pentru depozitarea gazelor lichefiate sub presiune se folosesc

rezervoare sferice sau, pentru capacităţi mici, rezervoare cilindrice orizontale. Rezervoarele

cilindrice pot fi supraterane sau îngropate.

Pentru prevenirea unor scăpări de gaze la îmbinările cu flanşe, aceasta trebuie executate

astfel, încât garnitura să nu poată fi împinsă de la locul ei, ca de exemplu la flanşele cu prag şi

adâncitura, sau să se folosească garnituri speciale (armate cu metal). Aceasta sa impune mai ales

in cazul gazelor lichefiate ce se depozitează la presiuni de 16 at si mai mari. În cazul

rezervoarelor de C4, o asemenea măsura nu este absolut necesara.

b. Rezervoare criogenice . Pentru depozitarea gazelor lichefiate la presiunea atmosferica şi

temperaturi scăzute se folosesc în general rezervoare cilindrice cu pereţi dubli. Ca materialul

de construcţie rezistent la temperaturi scăzute se utilizează oţelul cu conţinut 9% nichel. Pentru

reducerea la maximum a pierderilor de frig, între cei doi pereti se introduce un material cu

proprietăţi izolatoare bune, de obicei perlita.

De o importanta capitală pentru securitatea unui rezervor criogenic este construcţia

acoperişului. Soluţia cea mai simplă şi mai des folosită datorită preţului scăzut este cu acoperişul

rezervorului interior suspendat. Deoarece la acest tip de construcţie etanşarea mantalei interioare

nu este posibilă, in timpul variaţiilor de temperatură, presiunea gazului ajunge la stratul de

izolaţie. În acest caz, chiar vaporii gazului lichefiat servesc drept gaz de protecţie pentru stratul

de izolaţie.

Concluzii

Din cele arătate rezultă ca pericolul total nu poate fi indicat printr-o singură valoare

numerică. Deci, trebuie stabilite valori pentru pericolul clădirii şi valori pentru pericolul

conţinutului. Pentru aceasta este necesară cunoaşterea mărimii a o serie de indici care să intre cu

valoarea respectivă în unele relaţii matematice. Totuşi se poate rezuma că, la baza stabilirii

pericolului de incendiu trebuie să stea, pe de o parte factori importanţi care determină producerea

şi dezvoltarea incendiului, iar pe de alta parte, factori ce trebuie să determine prevenirea

incendiilor, exprimaţi în aceasta prin anumite mărimi.

Produsul dintre factorii de pericol redă pericolul de incendiu potenţial, în timp ce produsul

mărimilor care micşorează acest pericol exprimă valoarea efectiva de protecţie.

Pericolul de incendiu = Pericol potenţial

Măsurile de protecţie

Bibliografie

[1] http://www.isujcv.ro/De%20postat/Prevenire%20incendii/Site/Notiuni

%20de%20prevenire%20a%20incendiilor.pdf

[2] Ordinul Inspectorului General nr. 776 I.G./ din 18 iunie 2010

[3] LEGEA nr. 307 din 12 iulie 2006

[4] ORDIN nr. 106 din 9 ianuarie 2007

[5] ORDIN nr. 1.474 din 12 octombrie 2006

[6] ORDIN nr. 108 din 1 august 2001

[7] NORMATIV DE SIGURANŢĂ LA FOC A CONSTRUCŢIILOR

INDICATIV P 11899