Безопасность химически опасных веществ

Введение

Проблема промышленной безопасности значительно обострилась с появлением крупномасштабных химических производств в первой половине нашего века. Основу химической промышленности составили производства непрерывного цикла, производительность которых не имеет, по существу, естественных ограничений. Постоянный рост производительности обусловлен значительными экономическими преимуществами крупных установок. Как следствие, возрастает содержание опасных веществ в технологических аппаратах, что сопровождается возникновением опасностей катастрофических пожаров, взрывов, токсических выбросов и других разрушительных явлений.

Безопасность функционирования химически опасных веществ (АХОВ) зависит от многих факторов: физико-химических свойств сырья, полупродуктов и продуктов, от характера технологического процесса, от конструкции и надежности оборудования, условий хранения и транспортирования химических веществ, состояния контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации, эффективности средств противоаварийной защиты и т.д.

Целью данной работы состоит в том, чтобы: изучить процесс заражения АХОВ.

Характеристика АХОВ – аммиака.

Аммиак – бесцветный газ с резким запахом, температура плавления равна –78°С, температура кипения –33°С, хорошо растворяется в воде, спирте и ряде других органических растворителей, аммиак легче воздуха почти в два раза Синтезируют из азота и водорода. В природе образуется при разложении азотсодержащих органических соединений.

Резкий запах аммиака известен человеку с доисторических времен, так как этот газ образуется в значительных количествах при гниении, разложении и сухой перегонке, содержащих азот органических соединений, например мочевины или белков. Не исключено, что на ранних стадиях эволюции Земли в ее атмосфере было довольно много аммиака. Однако и сейчас ничтожные количества этого газа всегда можно обнаружить в воздухе и в дождевой воде, поскольку он непрерывно образуется при разложении животных и растительных белков. На некоторых планетах Солнечной системы ситуация иная: астрономы считают, что значительная часть масс Юпитера и Сатурна приходится на твердый аммиак.

Аммиак – бесцветный газ, который легко сжижается при охлаждении до  –33,3°С или при комнатной температуре при повышении давления примерно до 10 атм. Замерзает аммиак при охлаждении до –77,7°С.

Аммиак химически довольно активен и вступает во взаимодействие со многими веществами. В чистом кислороде он сгорает бледно-желтым пламенем, превращаясь, в основном, в азот и воду. Смеси аммиака с воздухом при его содержании от 15 до 28% взрывоопасны. В присутствии катализаторов реакция с кислородом приводит к оксидам азота.

По объемам производства аммиак занимает одно из первых мест; ежегодно во всем мире получают около 100 миллионов тонн этого соединения. Аммиак выпускается в жидком виде или в виде водного раствора – аммиачной воды, которая обычно содержит 25% NH3. Огромные количества аммиака далее используются для получения азотной кислоты, которая идет на производство удобрений и множества других продуктов. Аммиачную воду применяют также непосредственно в виде удобрения, а иногда поля поливают из цистерн непосредственно жидким аммиаком. Из аммиака получают различные соли аммония, мочевину, уротропин. Его применяют также в качестве дешевого хладагента в промышленных холодильных установках.

Аммиак используется также для получения синтетических волокон, например, нейлона и капрона. В легкой промышленности он используется при очистке и крашении хлопка, шерсти и шелка. В нефтехимической промышленности аммиак используют для нейтрализации кислотных отходов, а в производстве природного каучука аммиак помогает сохранить латекс в процессе его перевозки от плантации до завода.

Прогнозирование масштабов заражения аммиака при химической аварии.

Исходные данные

На расстоянии о,9 км к западу от населенного пукта произошла химическая авария со свободным выливом (выбросом) 9 т АХОВ типа аммиак. Метеоусловия: ветер – западный, 2 м/c ,температура наружного воздуха оо С, инверсия.

1.     Расчёт времени испарения АХОВ ,час

, (час)

где    В – толщина слоя разлившихся АХОВ;

  Рв – плотность АХОВ ;

  К2 – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств;

К4 – коэффициент, учитывающий скорость ветра;

  К7 – коэффициент, учитывающий температуру воздуха

ТИ=== ;  (час)

2.     Расчет количества АХОВ в первичном облаке, тонн

Мэ1=К1*К3*К5*К7*М0, ( тонн)

где    К1 – коэффициент, определяющий условия хранения вещества;

          К3 – коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы аммиака к         пороговой токсодозе данного вещества;

   К5 – коэффициент вертикальной устойчивости воздуха;

 К7 – коэффициент, учитывающий температуру воздуха;

 М0 – количество аварийного вещества, т.

МЭ1=0,18*0,04*1*0,6*9=0,03888;( тонн)

3.     Расчет количества АХОВ во вторичном облаке; (тонн)

МЭ2=;   (тонн)

где, К1 – коэффициент, определяющий условия хранения вещества;

         К2 – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств;

К3 – коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы аммиака к пороговой токсодозе данного вещества;

К4 – коэффициент, учитывающий  скорость ветра;

К5 – коэффициент вертикальной устойчивости воздуха;

-коэффициент зависящий от времени испарения вещества

=

 К7 – коэффициент, учитывающий температуру воздуха;

МЭ2===0,032;   (тонн)

4. Расчет глубины зоны заражения первичным и вторичным облаком, Г1 и Г2:

для нахождения Г1 и Г2 делаем интерполяцию по количеству АХОВ в первичном и вторичном облаке соответственно и по скорости ветра:

для Г1:

Мэ1

Скорость ветра
2 м/с

=*===

т.е. Г1=0,491, км

Мэ2

Скорость ветра 2 м/с

===

Т.е. Г2=0,441,км

5. Расчет полной глубины зоны заражения,

Гт=Гmax+0,5 Гmin, (км)

=0,491; =0,441

Гт==, км

6. Расчет предельно-возможной глубины зоны заражения

Гп=ТU * CП, КМ

где, СП – скорость переноса облака ветром, км/ч

ГП==, км/ч

7. Определение окончательной глубины зоны заражения:

за окончательную глубину принимаем меньшую из сравниваемых  Гт или Гп; км

=0,7115;  =10,240601

SЗХЗ =(R) =,км

8.Определение формы площади зоны заражения:

если Vв = 0,5 м/с или меньше, то получаем форму круга,

если Vв = 1 м/с – получаем форму полукруга,

если Vв = 2 м/с – сектор с углом 90°,

если Vв = 3 м/с – сектор с углом 45°.

9. Расчет зоны площади заражения, SЗХЗ; км2

где φ° – угловые размеры зоны заражения.

 SЗХЗ=8,72* ( SЗХЗ)2 * φ°*10-3

 SЗХЗ=8,72*(0,7115)2 * 90°* 10 -3=8,72*0,5062*90°*0,001=0,3972 ,( км2 )

10. Расчет времени подхода облака к заданному объекту, tпод;   час

tпод=;час

tпод==0,09  (час)

Защита населения от аварийно химически-опасного вещества – аммиака.

Вследствие производственных аварий или стихийных бедствий на объектах промышленного производства из резервуаров, трубопроводов или цистерн может произойти выброс (разлив) аммиака в виде газа или жидкости в окружающую среду. Жидкий аммиак быстро вскипает. Образуется облако заражённого воздуха с высокой концентрацией паров, которое распространяется по направлению ветра. В результате возникает зона химического заражения (ЗХЗ) включающая территорию, подвергшуюся непосредственному воздействию аммиака, и территорию, над которой распространяются его пары в поражающих концентрациях.

Признаки поражения аммиаком: насморк, кашель, раздражение и жжение слизистых оболочек, покраснение и зуд кожи, резь в глазах и слезотечение, затруднённое дыхание, удушье, сердцебиение. При соприкосновении жидкого аммиака и его растворов с кожей возможен ожог с образованием пузырей и изъязвлений. В лёгких случаях отравления наблюдается лёгкое раздражение глаз и слизистой носа, чихание, сухость и першение в горле, охриплость голоса, слюнотечение, лёгкая тошнота, головная боль, покраснение лица, потливость, боль в груди. При отравлении средней степени тяжести появляется жгучая боль в горле, сильный кашель, чувство удушья. Возможно развитие отёка гортани. При тяжелых поражениях отмечаются ожоги глаз, кожных покровов, сильное возбуждение, головокружение, тошнота, боли в желудке, рвота, координаторные нарушения, спазм голосовой щели, удушье, возможен бред, задержка мочи, потеря сознания, судороги и смертельный исход (из-за сердечной слабости или остановки дыхания). Летальный исход чаще наступает через несколько часов или дней в результате развившегося отека гортани или лёгких.