6.4. Химически опасные объекты (хоо)

Из всех промышленных производств, представляющих определенную опасность как для работающих на предприятии, так и для населения, живущего вблизи предприятия, преобладающим является во всем его многообразии химическое производство.

Потенциальная опасность химического производства связана с тем, что в технологическом процессе обращается большое количество самых различных веществ, представляющих определенную опасность как для самого предприятия, так и для человека, технологические процессы ведутся при высоких температурах и давлениях, протекают с большими скоростями.

В условиях возникающей аварийной ситуации все это может привести к тяжелым последствиям: взрывам с разрушением зданий и аппаратуры, поражениям людей как следствие взрыва, так и токсическое поражение ядовитыми веществами. Все это требует более детального ознакомления с основами химического производства, с теми потенциально опасными технологическими процессами, которые наиболее подвержены аварийным ситуациям.

6.4.1. Классификация химически опасных объектов

В химической промышленности промышленное производство связано с коренным изменением состава, свойств и внутреннего строения вещества, т. е. его химического превращения.

Все многообразие технологических процессов химической промышленности можно свести к двум кардинальным направлениям:

◙ неорганическое производство – производство кислот, щелочей, солей, минеральных удобрений, силикатов, цемента, хлора, водорода и ряд других веществ;

◙ органическое производство – в свою очередь подразделяется на тяжелый органический синтез (производство органических кислот и спиртов и др.) и тонкий органический синтез (производство различных химических реактивов, инсектицидов и пр.).

Особое место в ряду химических производств занимает производство высокомолекулярных соединений – различных пластических масс, волокон, синтетического каучука и многое другое.

К химическому производству можно отнести и промышленные предприятия газо- и нефте- химии: производство бензинов, дизельного топлива, различных масел и пр.

В технологических процессах на различных стадиях используется широкий спектр веществ – исходное сырье, промежуточные продукты и полупродукты, конечные продукты.

Химические процессы протекают в различном технологическом оборудовании (трубопроводы, реакторы и другие технические устройства) при самых различных физических параметрах – температуре, давлении, соотношении компонентов и скорости процесса.

В ходе технологического производственного процесса на работающего человека воздействуют:

■ физические факторы – движущиеся части механизмов и машин, повышенная загазованность и запыленность рабочего помещения, шум и вибрация от работающих агрегатов и машин;

■ химические факторы – токсическое воздействие вредных веществ через органы дыхания, кожные покровы тела или желудочно-кишечный тракт.

Химический фактор воздействует на работающего не только в результате возникшей аварийной ситуации, но и в процессе ежедневного производственного цикла. Систематическое воздействие на человека даже небольших концентраций или доз вредных веществ приводит к химическим заболеваниям.

Острое заболевание возникает за короткий промежуток времени в результате аварийной ситуации – поломок оборудования, разгерметизации аппаратуры, нарушений требований по безопасности процесса и т. д. Характер поражения может быть различным и определяется в первую очередь токсичностью вещества.

К массовым санитарным потерям при возникновении аварийной ситуации, в результате которой произошел выброс или утечка токсического продукта, могут привести одновременное сочетание следующих условий: достаточно высокая токсичность вещества; крупнотоннажность его производства, потребления, хранения или перевозок, а также способность этого вещества достаточно легко переходить в пар или тонкодисперсную аэрозоль.

В этой связи ГОСТом 12.1.007-76 ССБТ «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности» вредные химические вещества по степени прямой опасности для человека подразделяются на четыре класса:

▪ 1-й класс - чрезвычайно опасные;

▪ 2-й класс – высокоопасные;

▪ 3-й класс – умеренно опасные;

▪ 4-й класс – малоопасные.

Химики-технологи при оценке степени опасности для работающего персонала руководствуются, в первую очередь, величиной предельно допустимой концентрации (ПДК) используемого в технологическом процессе химического вещества.

Согласно этого ГОСТа значения ПДК распределяются в порядке понижения токсичности:

- для 1-го класса ПДК < 0,1 мг/м (такие вещества, как: бензальхлорид, дым пятиокиси ванадия, гексахлоран, ДДТ, динитрофенол, окись кадмия, метил бромистый, свинец и др.);

- для 2-го класса 0,1 > ПДК 1,0 мг/м (вещества: аналин, бензоксазалон, бор фтористый, дибутилфталатат, динитротуол, дихлорэтан, марганец, медь, цианистый водород и др.);

- для 3-го класса 1,0 > ПДК 10,0 мг/м (вещества: валериановая кислота, сульфид и дисульфид вольфрама, камфора, ксилол, сернистый ангидрид, спирт метиловый и др.);

- для 4-го класса ПДК > 10,0 мг/м (ацетон, керосин, нафталин, спирт этиловый и др.).

По физическому смыслу ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны – это максимальные концентрации веществ, которые в пределах установленного рабочего времени (но не более 40 часов в неделю) и всего рабочего стажа не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования непосредственно в процессе работы или отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Поражающее действие на человека в конечном итоге определяется не только степенью токсичности вещества, но и индивидуальной чувствительностью, полом и возрастом пострадавшего.

Вещества, в той или иной степени способные оказывать поражающее действие на человека, особенно в условиях аварийной ситуации (опасные химические вещества – ОХВ), в больших количествах широко используются в промышленности и на транспорте.

Свое поражающее действие эти вещества могут оказывать не только в результате аварийной ситуации, связанной с разрушением технологического оборудования, но и нарушением нормального хода технологического процесса – разгерметизацией оборудования,

нарушением основных параметров технологического процесса (температуры, давления, скорости потока реагирующих компонентов и ряд других).

Технологические процессы, при проведении которых возможно возникновение аварийных ситуаций, составляют группу потенциально опасных процессов.

В химическом производстве к потенциально опасным технологическим процессам относят:

• переработка и получение токсичных веществ;

• переработка и получение взрывоопасных веществ и смесей;

• процессы, протекающие с большой скоростью;

• смешанные процессы.

Большую часть потенциально опасных процессов представляют смешанные процессы, в которых одновременно присутствуют все или часть видов опасности: отравление, взрыв, механическое разрушение оборудования и аппаратуры, выброс реактивной массы, брак технологический.

Сами причины, вызывающие отклонения от нормального течения технологического процесса и приводящие к аварийной ситуации очень разнообразны и многочисленны.

В то же время их можно свести к следующим:

▪ изменение соотношения подаваемых компонентов при непрерывно процессе или скорости слива одного из компонентов при полунепрерывном процессе. Эти отклонения являются результатом отказа средств автоматизации, оборудования, регламентирующего подачу, или при ручном управлении в результате ошибок обслуживающего персонала;

▪ отсутствие или снижение расхода хладоагента, подаваемого для охлаждения. Нарушение подобного вида возникает вследствие отказа средств автоматизации или технологического оборудования, а также в результате возможных ошибок обслуживающего персонала;

▪ отсутствие перемешивания компонентов. Подобная ситуация возможна в результате отказа технологического оборудования.

▪ непреднамеренное попадание посторонних продуктов в реакционный аппарат в результате отказа технологического оборудования или ошибок работающего персонала;

▪ нарушение состава исходных компонентов, подаваемых в реакционный аппарат в виде смеси или раствора, от предусмотренного регламентом. Основная причина этого кроется в отказах средств автоматики или ошибках работающих;

▪ нарушение режима удаления образующихся газов и паров из реакционного аппарата, приводящего к резкому возрастанию давления и связанной с этим вероятностью разрыва аппарата, возможно как в результате отказа средств автоматики, так и при ошибках работающего персонала.

Таким образом, основные причины возникновения аварийных ситуаций – это отказ технологического оборудования и ошибки обслуживающего персонала. Поэтому возможность аварийной ситуации носит вероятностный характер и может быть представлена в виде:

,

где каждая вероятность имеет свой технический смысл:

- вероятность разгерметизации оборудования;

- вероятность отказа аппаратуры локализации аварийного участка;

- вероятность отказа аварийной вентиляции;

- вероятность отказа контрольно-измерительных приборов и автоматики (КИП и А) с

сигнализацией;

- вероятность появления источника воспламенения;

- вероятность ошибки работающего персонала.

Под итоговой вероятностью «Р» в приведенном выражении подразумевается вероятность возникновения взрыва в рабочем помещении, т. е. один из вариантов аварийной ситуации с выбросом химического вещества в помещение.

Одна из основных вероятностей – это вероятность разгерметизации оборудования ( ), в свою очередь представляет произведение вероятных случаев:

▪ нарушение технологического режима;

▪ возможная коррозия;

▪ наличие неразъемных соединений;

▪ наличие фланцев;

▪ разгерметизация сальников;

▪ отказ предохранительных устройств;

▪ возможные отказы тепловых компенсаторов;

▪ ошибки работающего персонала.

Таким образом, аварийная ситуация на химическом предприятии имеет в основном технический характер.

Появляющиеся в результате аварии вредные вещества носят весьма разносторонний токсикологический характер по отношению человеческому организму: нервный, раздражающий, прижигающий, ферментный, печеночный, кровяной и др. Причем многие из вредных веществ могут оказывать полигенное действие. Например, аммиак поражает дыхательные пути и вызывает расстройство нервной системы.

В ходе ряда технологических процессов (дробление, размалывание, резание и др.) в рабочем помещении появляется производственная пыль – тонкодисперсные частицы, взвешенные в воздухе. В зависимости от их происхождения это могут быть органические пыли (растительная и животная пыль некоторых синтетических веществ) и неорганические пыли – металлические и минеральные (кварц, асбест, цемент и др.) пыли.

В зависимости от химического состава эти пыли могут оказывать как чисто механическое, так и отравляющее действие.

Как правило, имеет место комбинированное действие вредных веществ – однонаправленное (компоненты смеси действуют на одни и те же системы организма) и независимое (компоненты смеси действуют на различные органы).

Токсическое действие вредных веществ – это результат взаимодействия человеческого организма, вредного вещества и окружающей среды. Оно зависит от количества и токсичности попавшего в организм вещества, длительности и пути попадания в организм, также химизма взаимодействия с различными органами человека. Кроме того, токсическое воздействие зависит от пола, возраста и индивидуальной чувствительности человека.

Окружающая среда и, в первую очередь, метеорологические условия производственной среды оказывают непосредственное влияние на токсическое воздействие.