Химическими процессами
Только малая часть смертельных случаев в авариях в Великобритании приходится на аварии промышленных предприятий (табл. 4.10). Среди последних также лишь малая часть обусловлена химическими опасностями.
По определению основными химическими опасностями называются опасности, способные привести к возникновению крупных аварий на промышленных предприятиях. Автор называет аварию крупной, если в ходе реализации опасности, как правило, происходит более десяти несчастных случаев. Правомерность такого определения обсуждается далее в гл. 18.
Большинство возможных механических нарушений реакторов, особенно тех из них, которые работают при повышенном давлении, связано с разрушением контрольных стекол или с образованием трещин. Однако гораздо серьезнее (хотя часто менее масштабно по сравнению с прочими основными химическими опасностями) вероятность разрыва реактора смешения, спроектированного как емкость под давлением, вследствие протекания неконтролируемых реакций. Такая ситуация может возникнуть при повышении по разным причинам температуры. Возрастание температуры приводит к увеличению скорости реакции и отсюда к повышенному выделению тепла. Если при этом не усиливается охлаждение, то увеличение скорости перемешивания сопровождается дальнейшим ростом температуры. Если скорость выделения тепла превысит пределы, в которых система охлаждения способна справиться с нагрузкой, реакция может выйти из-под контроля. Ситуация не является саморегулируемой, поскольку зависимость скорости реакции от температуры выражается в виде экспоненциальной функции, и в силу этого тепловой поток нарастает также экспоненциально, а скорость охлаждения является линейной функцией от разности температур.
Конечно, в таких взрывах нет ничего связанного с химией или химическими опасностями : эти взрывы происходят за счет энергии, выделяющейся при мгновенном испарении жидкостей. Характерным подтверждением этой точки зрения является очень высокая скорость разлета цилиндрических осколков с отношением длины к диаметру 3 : 1 или 4:1. Осколки таких размеров будут иметь огромную скорость не только в случае разрыва сосудов под давлением с горючими сжиженными газами, но и с негорючими, такими, например, как фреон.
В первую очередь определяется соотношение между основными химическими опасностями и остальными промышленными опасностями. Далее обсуждаются задачи официальных лиц, ответственных за эффективность обеспечения безопасности в промышленности, а также представлена иерархическая классификация этих задач.
21.2. СООТНОШЕНИЕ МЕЖДУ ОСНОВНЫМИ ХИМИЧЕСКИМИ ОПАСНОСТЯМИ И ОСТАЛЬНЫМИ ПРОМЫШЛЕННЫМИ
Соотношение между основными химическими опасностями и некоторыми другими промышленными опасностями обсуждалось в разд. 4.6 (см. рис. 4.5.). Однако химическая и нефтехимическая промышленности заключают в себе еще и другие опасности, которые иллюстрирует рис. 21.1, являющийся как бы логическим продолжением рис. 4.5. На рис. 21.1 отмечены некоторые опасности, которым подвергаются лица, не являющиеся сотрудниками предприятия. Речь идет о следующих опасностях :
По нашему мнению, специалисту по безопасности, имеющему квалификацию в области химической технологии, химии или нефтепереработки, значительно легче стать специалистом в области нехимической безопасности, чем специалисту в области нехимической безопасности, не имеющему подготовки и опыта работы на химическом предприятии, стать специалистом по химической безопасности, особенно на производстве с основными химическими опасностями.
Точка зрения о том, что контроль за основными химическими опасностями можно вести лишь с помощью законодательных актов, неверна. Многие компании применяли некоторые меры промышленной безопасности до того, как эти меры были приняты в качестве законов. Отметим, однако, что с помощью законодательства компании, не желающие серьезно заниматься вопросами промышленной безопасности, можно заставить сделать это. Само законодательство по промышленной безопасности родилось на основе взаимодействия государственных органов надзора, промышенности, университетов и организаций, специализирующихся в области промышленной безопасности.
Внутри промышленной безопасности существует два принципиальных направления: нехимическое - предотвращение падений персонала, воздействия электричества и травм от механического оборудования (называемое в СССР также охраной труда и техникой безопасности. - Перев.) и химическое направление, которое включает в себя как недопущение несчастных случаев, так и надзор за осноиными химическими опасностями. По глубокому убеждению автора книги, специалисту в области химической безопасности необходимо иметь хорошую теоретическую основу и опыт работы на соответствующем предприятии, а также специальную подготовку в данной области. Следует, однако, отметить, что нехимическая безопасность является особым направлением, для которого у инженеров-химиков не хватает специальных знаний.
21.2. Соотношение между основными химическими опасностями и остальными промышленными опасностями....................... 558
Нарушение режима работы аппаратов с экзотермическими химическими процессами вызывает выделение тепла или побочных продуктов в виде паров и газов, которые приводят к повышению давления выше допустимого предела. Для снижения пожаро- и взрывоопасное™ избыточное тепло и газообразные продукты отводят из аппарата и тем самым поддерживают в нем нормальное давление. Кроме того, все технологические аппараты, при работе которых возможно повышение давления выше допустимого предела, оборудуют предохранительными клапанами, которые сбрасывают газ или пар. Для улавливания горючих жидкостей, выбрасываемых вместе с газом или паром, клапаны оборудуют сепараторами.
Госгортехнадзором СССР разработано и утверждено «Типовое положение по организации контроля воздушной среды на подконтрольных Госгортехнадзору СССР объектах с химическими процессами».
Профилактическая работа, в которой участвует газоспасательная служба, проводится согласно «Типовому положению по организации контроля воздушной среды на подконтрольных Госгортехнадзору СССР объектах с химическими процессами», утвержденному 15 ноября 1977 г. Организуется систематический контроль воздушной среды в производственных помещениях и в рабочих зонах наружных установок. Порядок контроля устанавливается с учетом специфических условий производства и в соответствии с ГОСТ 12.1.005—76 «Воздух рабочей зоны». Для анализа проб имеются специальные лаборатории при газоспасательных частях или в системе центральных заводских лабораторий.
Предотвращение взрывов, возникновение которых непосредственно связано с химическими процессами и, в частности, с процессами окисления, достигается главным образом регулированием и поддержанием состава смеси с тем, чтобы содержание в ней горючего было вне области воспламенения, т. е. ниже нижнего или выше верхнего концентрационного предела. При сэблюдении этого условия, как уже раньше было показано, смесь оказывается невзрывающейся и не способной к устойчивому горению. Нижний концентрационный предел воспламенения большинства горючих невелик — порядка нескольких или лаже менее одного процента и проведение процесса при еще меньшей концентрации газа, как правило, нетехнологично. Поэтому его применяют относительно редко (например, при окис-гении этилена до этиленоксида), чаще же процесс проводят с Согатыми смесями. У многих горючих газов верхний предел относительно невелик и, следовательно, такая смесь будет со-гержать достаточно кислорода для ведения процесса. Так, при Е.авлении 0,1 МПа (1 кгс/см2) верхний предел кислородных :месей углеводородов от метана до гексапа составляет 61—40% об.), а у воздушных смесей еще меньше—15—7% (об.), следовательно, имеется возможность обеспечить необходимое количество окислителя для технологичности процесса.
Действие электрического тока на живую ткань в отличие от действия других материальных факторов (пар, химические вещества, излучения и т. п.) носит своеобразный и разносторонний характер. В самом деле, проходя через организм человека,электрический ток производит термическое и электролитическое действия, являющиеся обычными физико-химическими процессами, присущими как живой, так и неживой материи; одновременно электрический ток производит и биологическое действие, которое является особым специфическим процессом, свойственным лишь живой ткани.
Действие электрического тока на живую ткань в отличие от действия других материальных факторов (пара, химических веществ, излучения и т. п.) носит своеобразный и разносторонний характер. В самом деле, проходя через организм человека, электрический ток производит термическое, электрическое и механическое (динамическое) действия, являющиеся обычными физико-химическими процессами, присущими как живой, так и неживой материи; одновременно электрический ток производит и биологическое действие, которое является специфическим процессом, свойственным лишь живой ткани.
Какие же вещества могут представлять практическую опасность отравления при их всасывании через неповрежденную кожу? Прежде всего это вещества, обладающие определенной степенью токсичности. Причем, учитывая сравнительно небольшую скорость всасывания веществ через кожу в сравнении, скажем, со скоростью всасывания через легкие, они должны обладать способностью вызывать отравление в очень малых количествах, быть высокотоксичными. Скорость всасывания этих веществ через кожу нередко сравнивают со скоростью всасывания из пищеварительного тракта. Большое значение имеет свойство их растворяться в жирах и липоидах в сочетании с растворимостью в воде. Определенную роль играет консистенция самого вещества или формы, в которой оно встречается в производственных условиях. Вязкие, клейкие жидкости при прочих равных условиях представляют большую опасность, так как они легко пристают к коже и хорошо удерживаются на ней. Механизм фиксации веществ на коже обусловлен различными физическими и химическими процессами. Вероятно, важную роль играют силы адгезии, электростатическое притяжение, адсорбция на поверхностных структурах кожи. Следует учитывать также возможность химического взаимодействия вещества на поверхности кожи (хемосорбция, образование комплексных соединений и др.).
ской АЭС —- это введение положительной реактивности в активную зону реактора: последовал мгновенный перегрев тепловыделяющих элементов и теплоносителя. В подобных ситуациях у оператора не оказывается ни времени, ни средств для эффективных действий. Собственно авария происходит на третьей фазе как результат быстрого развития событий. На Чернобыльской АЭС — разрушение конструкций и здания паровым взрывом, усиленным побочными химическими процессами, и вынос накопившихся радиоактивных газов и части диспергированного топлива за пределы четвертого блока. Эта последняя фаза была бы невозможной без накопления ошибок на первой стадии. Конструкторы обычно имеют в виду такие маловероятные инициати-рующие воздействия — на случай их появления предусматриваются необходимые защитные устройства, потеря их работоспособности на первой фазе, продолжение эксплуатации объекта создают возможность катастрофических последствий от технических неполадок или человеческих ошибок. Обстоятельный анализ статистических данных показывает, что, хотя более 60 % аварий происходило из-за ошибок персонала, львиная доля средств, расходуемых на безопасность производств, затрачивалась на совершенствование технических систем контроля и упреждения таких ситуаций. Иллюстрацией этого может служить следующий пример. К 1975 г. на атомных реакторах с кипящей водой в США было зафиксировано около 100 случаев образования трещин коррозийного происхождения в зоне термического влияния сварки на трубопроводах, причем на наиболее ответственных трубах диаметром более 510 мл — ни одного. В 1983 г. число подобных дефектов увеличилось почти в 6 раз, около 200 из них обнаружено уже на трубопроводах большого диаметра. Эта потенциально чрезвычайно опасная ситуация потребовала постоянной ультразвуковой дефектоскопии, многочасовых ремонтных операций по наплавке, избыточного простоя реакторов и дополнительного облучения персонала во время контрольных и ремонтных операций. Для радикального изменения ситуации необходима массовая замена труб, что обойдется в огромные суммы. В Японии и ФРГ эта проблема изначально была решена путем применения бесшовных труб из качественных сталей, на которых такого рода дефекты ни разу не проявлялись.
Туннельные печи являются наиболее совершенным агрегатом для обжига всех видов формованных изделий. Туннельную печь в соответствии с происходящими в ней физико-химическими процессами по длине разделяют на три зоны: подогрева, обжига и охлаждения. В огнеупорной промышленности эксплуатируются туннельные печи длиной от 5—6 (для обжига специальных изделий) до 243 м (для обжига динасовых изделий).
Как известно, пожарная опасность от самовозгорания твердых веществ и материалов при нагревании связана также с химическими процессами разложения. Горючие продукты разложения обычно увеличивают общую скорость окисления разлагающихся веществ, особенно тогда, когда они находятся в мелкодисперсном состоянии. Метод определения склонности твердых веществ и материалов к тепловому самовозгоранию ВНИИПО как бы автоматически в комплексе учитывает все виды экзотермических реакций, протекающих в объеме образца (в том числе и реакции разложения).
С другой стороны, избыточное давление может быть вызвано внутренними химическими процессами. В технологических процессах самонагревание может приводить к цепной реакции с образованием высоких температур и даате-ний. способных вызвать взрыв. Тем не менее, наиболее общий тип взрыва вызывается возгоранием горючей смеси газ/воздух, заключенной в части силовой установки либо
 Читайте далее:
 Хромового ангидрида
Хронические отравления
Хронические воспалительные
Хронических профессиональных
Хронической интоксикации
Хроническое воздействие
Хронического отравления
Хроническом облучении
Химических физических
Характеристики материала
Характеристики оборудования
Характеристики разрушения
Характеристик материала
Характеристик сопротивления
Характеризуется относительно
|
