2. Опасные свойства углеводородных смесей

Опасные характеристики нефтей и нефтепродуктов не следует путать с эксплуатационными свойствами, под которыми понимаются свойства топлив, смазочных материалов и технических жидкостей, проявляющиеся при использовании продукта непосредственно в двигателе, механизме и в их системах (бензосистеме, маслосистеме, гидросистеме). Эти свойства подробно изучаются на специальных дисциплинах.

Нефть и нефтепродукты – хорошие диэлектрики и способны сохранять электрические заряды в течение длительного времени. Значение относительной диэлектрической постоянной g = 2, что в 3,5 раза меньше такого изолятора как стекло (g = 7). У безводных, чистых нефтепродуктов электропроводность совершенно ничтожна. Это свойство широко используется на практике. Так, твердые парафины применяются в электромеханической промышленности в качестве изолятора, а специальные нефтяные масла – для заливки трансформаторов, конденсаторов и другой аппаратуры в электро- и радиопромышленности.

Высокие диэлектрические свойства нефтепродуктов способствуют накоплению на их поверхности зарядов статического электричества. Образование статического электричества может произойти от ряда самых разнообразных причин. При перекачке нефтепродуктов с большой скоростью в результате трения о трубы или в результате ударов жидкой струи при заполнении емкостей возникают заряды, иногда очень высокого напряжения.

Если изолированные металлические емкости или трубопроводы примут высокие потенциалы относительно земли, то между ними и заземленными предметами возможен искровой разряд, который может вызвать загорание или взрыв нефтепродуктов и нефтей.

Для предупреждения возникновения опасных искровых разрядов статического электричества с поверхности нефти и нефтепродуктов, оборудования, а также с тела человека, необходимо предусматривать меры, уменьшающие величину возникающего заряда и обеспечивающие его стекание.

Для снижения интенсивности накапливания электрических зарядов нефтепродукты должны закачиваться в резервуары и цистерны без разбрызгивания, распыления или бурного перемешивания. В резервуары нефтепродукты должны поступать ниже уровня находящегося в нем остатка нефтепродукта. Налив светлых нефтепродуктов свободно падающей струей не допускается. Расстояние от конца загрузочной трубы до конца приемного сосуда не должно превышать 200 мм, а если это невозможно, то струя должна быть направлена вдоль стенки. Скорости движения жидких углеводородов по трубопроводам не должны превышать предельно допустимых значений, которые зависят от вида проводимых операций, физико-химических свойств содержания и размера нерастворимых примесей и свойств материала стенок трубопровода. Для нефтепродуктов с удельным электрическим сопротивлением не более 10⁹ Ом скорости движения и истечения допускаются до 5 м/с. При заполнении порожнего резервуара нефти должны подаваться в него со скоростью не более 1 м/с до момента затопления конца приемно-раздаточного патрубка.

Для обеспечения стекания возникшего электрического заряда все металлические части аппаратуры, насосов и трубопроводных коммуникаций заземляются, и осуществляется постоянный электрический контакт тела человека с заземлением. Емкости, находящиеся под наливом и сливом пожароопасных нефтепродуктов, в течение всего времени заполнения и опорожнения должны быть присоединены к заземляющим устройствам.

Токсичность – способность вещества вызывать отравление живого организма. Наиболее токсичным является оксид углерода, значительное количество которого имеется в искусственных газах. Оксид углерода препятствует усвоению кислорода красными кровяными шариками. Сильное вредное воздействие оказывают сероводород, оксиды серы и азота (табл. 8.1). Метан и другие углеводородные газы не ядовиты. Природные и нефтяные горючие газы, сжиженные углеводородные газы, ШФЛУ, углеводородные конденсаты, углеводородные фракции относятся к слаботоксичным веществам 4 класса опасности в соответствии с классификацией по ГОСТ 12.1.007-76 (за исключением сырых природных и попутных нефтяных газов, содержащих сероводород).

В соответствии с санитарными нормами вредные вещества по степени воздействия на организм человека делят на четыре класса:

• вещества чрезвычайно опасные (ртуть металлическая, свинец, фтористый водород, тетраэтилсвинец и др.);

• вещества высоко опасные (окислы азота, анилин, мышьяковистый водород, сероводород, сернистый ангидрид, окись этилена и др.);

• вещества умеренно опасные (метанол, уксусная кислота, окись цинка и др.);

• вещества мало опасные (ацетон, бензин, изобутилен, керосин, этиловый спирт, этиловый эфир и др.).

Вредные вещества могут поступать в организм человека тремя путями: через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и кожный покров. Наиболее часто вредные вещества попадают в организм человека через дыхательные пути. Т.к. поверхность поглощения легочной ткани велика, непосредственно в кровь через органы дыхания поступает большое количество токсичных веществ. В желудочно-кишечный тракт вредные вещества попадают через продукты питания или воду.

Таблица 8.1

Действие вредных веществ на организм человека

Газ	Содержание		Длительность и характер воздействия
	об. %	мг/л
Оксид углерода	0,1	1,25	Через 1 ч – головная боль, тошнота, недомогание
	0,5	6,25	Через 20¸30 мин. сильное или смертельное отравление
	1,0	12,50	Через 1¸2 мин. сильное или смертельное отравление
Серо-водород	0,01÷0,015	0,15÷0,23	Через несколько часов легкое отравление
	0,02	0,31	Через 5¸8 мин. сильное раздражение глаз, носа, горла
	0,1÷0,34	1,54÷4,62	Быстрое смертельное отравление
Сернис- тый газ	0,001÷0,002	0,029÷0,058	При длительном воздействии – раздражение горла и кашель
	0,05	1,46	Кратковременное воздействие опасно для жизни
Оксиды азота	0,006	0,29	При кратковременном воздействии – раздражение горла
	0,010	0,48	Продолжительное воздействие опасно для жизни
	0,025	1,20	При кратковременном воздействии смертельное отравление

Для предупреждения неблагоприятных последствий загрязнения воздуха содержание вредных веществ в атмосфере регламентируется соответствующими нормативными документами. Допустимой считается концентрация вредного вещества, которая не оказывает прямого или косвенного вредного и неприятного действия на организм человека, не снижает его работоспособности, не ухудшает самочувствия. Недопустимыми являются такие концентрации вредных веществ, которые оказывают влияние на растительность, климат местности, прозрачность атмосферы, условия жизни населения.

Гигиеническая сторона проблемы требует определения предельно допустимых концентраций (ПДК) выбросов в атмосферу и ее приземный слой, а также организации служб контроля за составом воздушной среды.

Под предельно допустимыми концентрациями следует понимать такие концентрации различных токсических химических веществ, содержащихся в выбросах промышленных предприятий в виде газов, паров и пыли, которые при ежедневном воздействии в течение рабочего дня не вызывают патологических изменений или заболеваний, обнаруживаемых современными средствами исследования.

Таблица 8.2

Предельно допустимая концентрация вредных веществ в

атмосферном воздухе населённых мест (по СН 245-71)

Вещество	ПДК, мг/м3			Вещество	ПДК, мг/м3
	максим. разовая	средне-суточ- ная	максим. разовая		средне-суточная
Аммиак		0,2	0,2	Сернистый ангидрид		0,5	0,05
Бензин (нефтяной, малосернистый в пересчёте на углерод)		5	1,5	Сероводород Углерода оксид Хлор		0,008 3 0,1	0,008 1 0,03
Бутан		200	-	Этанол		5	5
Метанол		1	0,5	Этилен		3	3

При санитарной оценке чистоты воздуха различают два предельно допустимых показателя загрязненности: максимально разовая и среднесуточная концентрации, устанавливают также нормативы для предельно допустимых выбросов (ПДВ). Максимально-разовая ПДК учитывает залповые, массивные выбросы в атмосферу вредных веществ вследствие особенностей технологии, аварийных ситуаций. Среднесуточная ПДК учитывает пиковые и наименьшие концентрации атмосферных загрязнений, которые имеют место в течение суток. Эта концентрация представляет собой среднюю арифметическую из всех проб, отобранных в населённом пункте в течение суток. Предельно допустимая концентрация в воздухе населённых мест установлена для максимального разового и среднесуточного значений. Для воздуха производственных помещений установлена норма только максимальной разовой концентрации. Для производственных помещений, где человек находится ограниченное время, ПДК выше, чем ПДК для воздуха населённых мест (табл. 8.2). При их установлении принимают коэффициенты запаса от 2 до 100 для разных вредных веществ, что создаёт дополнительную гарантию безопасности.

В России нормативы ПДК в атмосфере узаконены и обязательны, они учитывают ряд более тонких, скрытых проявлений организма. При выработке обоснований используют высокочувствительные методы, принимают высокие коэффициенты запаса. Поэтому, если проанализировать действующие нормативы, то окажется, что России почти для 50% веществ допустимые пределы концентраций в 10¸100 раз ниже, чем в США. Например, ПДК окиси углерода в воздухе городов США составляют 100 см³/м³, в Англии – 50, а в России – 17 см³/м³.

Здесь можно отметить достаточно низкие значения установленных ПДК для паров нефтепродуктов, около 0,01% (0,3 мг/л). Предельно допустимые выбросы (ПДВ) несколько выше и составляют 0,07% (2,1 мг/л) или около 5% от нижнего предела взрываемости (НПВ).

Для водоемов различного назначения установлены показатели предельно допустимых концентраций вредных веществ. Эти показатели устанавливаются по наиболее чувствительному организму.

Существует стандарт общих требований к составу и свойствам воды водоемов у пунктов питьевого и культурно-бытового водопользования. Эти требования следующие:

• содержание взвешенных веществ в воде водоемов после спуска сточных вод не должно увеличиваться больше, чем на 0,25¸0,75 мг/л. На поверхности водоема не должно быть плавающих примесей (пленок, пятен минеральных масел и др.);

• вода не должна приобретать запахов и привкусов интенсивностью более двух баллов, обнаруживаемых непосредственно или при последующем хлорировании;

• окраска не должна изменяться в столбике воды высотой 10¸20 см;

• температура водоема летом в результате спуска сточных вод не должна превышать температуру воды наиболее жаркого месяца более, чем на 3°С;

• реакция не должна выходить за пределы рН 6,5÷8,6;

• после смешивания сточных вод с водой количество растворенного кислорода в водоеме в любой период года не должно быть ниже 4 мг/л в пробе, отобранной до 12 часов дня;

• биохимическая потребность в кислороде (БПК) (количество кислорода, необходимое для биохимического окисления загрязнений аэробными бактериями, определяется лабораторно) при 20°С не должна превышать 3 мг/л для водоемов хозяйственно-питьевого водоснабжения и 6 мг/л для водоемов, используемых для купания, спорта и отдыха населения;

• вода не должна содержать возбудителей заболеваний; сточные воды, содержащие болезнетворные организмы, подвергаются обеззараживанию после предварительной очистки;

• должны строго соблюдаться нормы предельно допустимых концентраций радиоактивных и других ядовитых веществ в воде.

Природные газы (не содержащие сероводород) не оказывают серьезного токсикологического действия на организм человека. Однако следует подчеркнуть, что при концентрациях углеводородов в воздухе, снижающих содержание кислорода до 15÷16 об. %, наступает удушье. В то же время жидкие углеводородные смеси (конденсаты, керосин и т.п.) и их пары оказывают вредное воздействие на центральную нервную систему, раздражают слизистую оболочку и кожу человека. А попадание на кожу сжиженных углеводородов (С₃÷С₄, конденсатов и ШФЛУ) может вызвать обморожение из-за их быстрой испаряемости с местным охлаждением ткани. Пары углеводородных топлив обладают слабым наркотическим действием, тогда как пары сжиженных углеводородных газов действуют на человека с более ярко выраженным наркотическим эффектом (это может быть связано с тем, что углеводороды С₃ и изо-С₄ являются газами, легко образующими газовые гидраты). Поэтому и устанавливается предельно допустимые концентрации (ПДК) всех вышеуказанных веществ в воздухе рабочей зоны.

Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать ПДК, устанавливаемых по ГОСТ 12.1.005-88. Их содержание в пересчете на углерод подлежит систематическому контролю для предупреждения возможности превышения предельно допустимых концентраций. По ГОСТ 12.1.005-88 устанавливается предельно допустимая концентрация природного (и углеводородов метанового ряда) в воздухе рабочей зоны, равная 300 мг/м³. Тогда как для непредельных углеводородов С₃÷С₄ величина ПДК в три раза ниже. ПДК сероводорода составляет 10 мг/м³, а сероводорода в смеси с углеводородами С₁÷С₅ в воздухе рабочей зоны не более 3 мг/м³ При одновременном содержании в воздухе рабочей зоны нескольких вредных веществ разнонаправленного действия ПДК остаются такими же, как и при изолированном воздействии. Но при одновременном содержании в воздухе рабочей зоны нескольких вредных веществ однонаправленного действия сумма отношений фактических концентраций каждого из них (у₁, у₂, … у_n) в воздухе к их ПДК (ПДК₁, ПДК₂, … ПДК_n) не должна превышать единицы, т.е.:

В табл. 8.3 представлены ПДК веществ, пары которых могут оказаться в рабочих помещениях.

С увеличением молекулярной массы токсичные свойства предельных углеводородов возрастают. Предельно допустимые концентрации для метана – 10 мг/м³, а для гептана только 2 мг/м³. Первые признаки отравления парообразными углеводородами – недомогание и головокружение. Вслед за этим наступает опьянение, сопровождаемое смехом, галлюцинациями и потерей сознания.

Из газовых компонентов природных и нефтяных газов особенно токсичен сероводород. Сероводород (H₂S) – бесцветный газ. Относительная плотность его по воздуху – 1,19. Человек чувствует сероводород (запах тухлых яиц) даже при содержании его в воздухе 1,4¸2,3 мг/м³. Однако, даже при непродолжительном пребывании человека в сероводородной среде, его обоняние притупляется. Сероводород является ядом, вызывающим паралич органов дыхания и сердца.

Концентрация H₂S 6 мг/м³ при четырехчасовом дыхании вызывает головную боль, слезотечение, светобоязнь, насморк. При концентрации около 200¸280 мг/м³ наблюдается жжение в глазах, светобоязнь, слезотечение, раздражение в носу и зеве, металлический привкус во рту, тошнота, и концентрация более 1000 мг/м³ приводит к острому отравлению (судороги, потеря сознания и быстро наступающая смерть).

Таблица 8.3

Предельно допустимые концентрации вредных веществ

в воздухе рабочей зоны, ГОСТ 12.1.005-88

№ п/п	Вещество	ПДК, мг/м3 воздуха
1	Природный газ, в пересчете на углерод	300
2	Углеводороды алифатические предельные С1-С10, в пересчете на углерод (а также ШФЛУ, конденсаты, бензины и т. п.)	300
3	Сероводород в смеси с углеводородами С1-С5	3
4	Оксид углерода	20
5	Метанол	5
6	Этанол	1000
7	Пропанол и изопропанол	10
8	Сероводород, моноэтиловый эфир	5÷10 (по разным источникам)
9	Этиленгликоль	5
10	Диэтиленгликоль	10
11	Пропиленгликоль	7
12	Ацетон	200
13	Нефть	10
14	Ингибитор коррозии И-IA	2
15	Аммиак	20
16	Тетроэтилсвинец	0,005

Углекислый газ – бесцветный, практически без запаха. Общий характер действия на организм – наркотический и раздражающий кожу и слизистые оболочки. В высоких концентрациях вызывает быстрое удушье вследствие недостатка кислорода. При содержании 4¸6% углекислого газа в воздухе у человека раздражается слизистая оболочка дыхательных путей и глаз, появляется кашель, головокружение, повышается кровяное давление. При вдыхании весьма высоких концентраций углекислого газа наступает смерть от остановки дыхания (при 20% газа в воздухе смерть наступает через несколько секунд).

Метиловый спирт (метанол) – бесцветная прозрачная жидкость (плотность 792 кг/м³, температура кипения 64,5°С), по запаху напоминающая запах этилового спирта. Он растворим в спиртах и других органических соединениях, смешивается с водой во всех соотношениях, легко воспламеняется (температура вспышки 16°С), при испарении взрывоопасен (пределы взрывоопасных концентраций метилового спирта в воздухе 6,72÷36,5 об. %). Предельно допустимая концентрация метанола в воздухе рабочей зоны производственных помещений 5 мг/м³. Метанол – сильный яд, действующий, преимущественно, на нервную и сосудистую системы. В организм человека может проникнуть через дыхательные пути и даже через неповрежденную кожу. Особенно опасен прием метанола внутрь: 5÷10 г его могут вызвать тяжелое отравление, 30 г являются смертельной дозой. Симптомы отравления следующие: головная боль, головокружение, тошнота, рвота, боль в желудке, общая слабость, раздражение слизистых оболочек, мелькание в глазах, в тяжелых случаях – потеря зрения и смерть.

Чтобы ошибочно не употребить метанол в качестве спиртного напитка, в него необходимо добавлять этилмеркаптан в соотношении 1:1000, керосин в соотношении 1:100, химические чернила или другой краситель темного цвета, хорошо растворяющийся в метаноле, из расчета 2÷3 л на 1000 л метанола.

К работам с метанолом допускают лица не моложе 18 лет, прошедшие специальный инструктаж о свойствах метанола и соответствующих мерах безопасности.

Сернистый ангидрид – бесцветный газ с острым запахом, ощутимый человеком уже при концентрации 5¸7 мг/м³ воздуха. Концентрация 20¸50 мг/м³ вызывает раздражение слизистой оболочки глаз и дыхательных путей, более высокая концентрация – одышку и расстройство сознания. Максимальное время пребывания в воздухе с содержанием сернистого газа 120 мг/м³ не превышает 3 мин., с содержанием 300 мг/м³ – 1 мин. Во влажном воздухе сернистый газ соединяется с капельками воды и образует аэрозоль серной кислоты с резким запахом, порог ощущения которого 0,60¸0,85 мг/м³. При вдыхании аэрозоль вызывает раздражение слизистой оболочки дыхательных путей. Рефлекторные изменения дыхания отмечаются при концентрации аэрозоля 3,5¸5,0 мг/м³.

Керосин и дизельные топлива действуют на организм человека значительно слабее, чем бензин. Хронические отравления парами керосина возможны при длительной работе с ним.

Бензин относят к числу наиболее токсичных нефтепродуктов. Концентрация паров бензина в воздухе, равная 30÷40 г/м³, опасна для жизни человека при вдыхании в течение нескольких минут. При меньших концентрациях отравление происходит не сразу: сначала пострадавший ощущает головокружение, сердцебиение, слабость, иногда развивается состояние опьянения, затем наступает потеря сознания. Если пострадавшему своевременно не обеспечен приток свежего воздуха и не оказана необходимая помощь, может наступить смерть. Хронические отравления бензином могут появиться даже при содержании в воздухе относительно небольших концентраций его паров. Они сопровождаются головными болями, головокружением и другими нервными расстройствами. При воздействии на кожу бензин обезжиривает ее и может вызвать кожные заболевания (дерматиты и экземы).

Смазочные масла практически не оказывают общего вредного воздействия на организм, т.к. их летучесть при обычной температуре невелика. Однако, они могут плохо воздействовать на кожу человека.

Обнаружить токсичное парообразное вещество весьма сложно. Если сероводород, аммиак, азот, диоксид серы имеют специфический запах, то оксид углерода, пары ртути и углеводородов и др. бесцветны и без запаха. Можно сказать, что при отравлении парами или газами в большинстве случаев облегчение приносит вдыхание кислорода и применение средств, способствующих повышению скорости кровообращения, см. табл. 8.4÷8.5. Первая помощь при отравлении жидкими веществами приведена в табл. 8.6.

Температура вспышки – температура, при которой смесь паров нефтепродукта и воздуха вспыхивает при поднесении к ней источника зажигания, но сам нефтепродукт не загорается. Данная характеристика является основной, по которой судят о степени огнеопасности продукта. В соответствии с международными рекомендациями к легковоспламеняющимся жидкостям (ЛВЖ) следует относить продукты с температурой вспышки t_ВСП ниже 61°С, к горючим – с t_ВСП более 61°С. К пожароопасным продуктам обычно относятся нефтепродукты с t_ВСП < 45°С.

К ЛВЖ относятся автомобильные и авиационные бензины, спирты (t_ВСП = 30¸40°С), керосины (t_ВСП = 28¸60°С), к горючим – дизельные топлива (t_ВСП = 60¸80°С), масла (t_ВСП = 130¸200°С) и более тяжелые фракции.

Большинство нефтей имеют температуру вспышки паров ниже 0°С. Анализируя углеводородный состав нефтей можно заметить, что чем больше в продукте легких фракций, тем ниже температура вспышки и воспламенения t_в, тем легче они воспламеняются (табл. 8.7¸8.9).

Таблица 8.4

Токсичные газообразные вещества

Вещество	Свойства	Токсичное действие, симптомы отравления	Первая помощь
Аммиак	Бесцветный газ с резким запахом. Растворим в воде, ограниченно растворим в спирте. ТКИП – 33,4°С	Воспаление слизистых оболочек глаза, одышка, жжение в горле, затрудненное глотание, рвота, приступы удушья	Свежий воздух, затем воздух, увлажненный парами горячей воды. Вдыхание паров уксусной кислоты, промывание глаз водой
Диоксид азота	Газ красно-бурого цвета с резким запахом. Водой разлагается. Растворим в азотной и серной кислотах ТКИП – 21,3°С	Раздражение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей, сухость в горле, кашель, тошнота; возможен отек легких. Обладает скрытым зарядом действия	Дышать чистым кислородом. Полный покой, тепло (одеяло, теплые компрессы). Пить молоко (лучше небольшими порциями) или каждые 10 мин по 2¸3 глотка воды, содержащей хлороформ (2¸3 капли хлороформа на стакан воды)
Озон	Бесцветный газ с характерным приятным запахом. ТКИП – 112°С	Тошнота, головные боли, кровотечение из носа, воспаление глаз, затрудненное дыхание	Свежий воздух, покой, тепло; вдыхание кислорода
Оксид углерода	Бесцветный газ, без запаха. Растворим в водном спирте, в воде (20 мл в 100 мл воды). ТКИП – 192°С	Головные боли, слабость, рвота, шум в ушах, судороги, потери сознания	Свежий воздух, тепло (одеяло, грелки), вдыхание чистого кислорода, или кислорода, содержащего 5% диоксида углерода
Сернис- тый газ	Бесцветный газ, с запахом зажженной спички. Растворим в серной кислоте, спирте, ограниченно – в воде	Сильное раздражение слизистых оболочек дыхательных путей. Кашель, чихание, расстройство обоняния и вкуса	Свежий воздух, покой. Промывание носа и рта 2%-ным раствором бикарбоната натрия. В тяжелых случаях – вдыхание кислорода
Серово- дород	Бесцветный газ с запахом тухлых яиц. Растворим в воде, сероуглероде, ограниченно – в спирте. ТКИП –61,8°С	Головокружение, головные боли, слабость, потеря сознания	Свежий воздух. В тяжелых случаях – искусственное дыхание; вдыхание кислорода, содержащего 5¸7% диоксида углерода
Синиль-ная кислота	Бесцветный газ с запахом горького миндаля. Смешивается с водой, спиртом, эфиром. ТКИП – 28°С	Общее отравление, возможен смертельный исход. Посинение кожных покровов, особенно губ, ногтей	Принять 1%-ный раствор тиосульфата натрия или 0,025%-ный раствор перманганата калия (по 2¸3 глотка). Вызвать рвоту, немедленно вдыхать с ваты амилнитрит. медицинские средства (камфара, кофеин), кислород.

Таблица 8.5

Токсичные пары веществ

Вещество	Свойства	Токсическое действие, симптомы отравления	Первая помощь
Анилин и его гомологи	Бесцветны, характерный запах. Растворимы в спирте и эфире, ограниченно – в воде	Сильная головная боль, нарушение равновесия, рвота. Посинение губ	Свежий воздух, холодные обливания, вдыхание кислорода. Большое количество молока, кофе
Бензол, толуол, бензин	Бесцветны, специфический запах. Растворимы в спирте и эфире	Поражают центральную нервную систему, при хроническом воздействии – кроветворные органы. Рвота, сильная слабость	Свежий воздух, покой, тепло
Этилирован-ный бензин	То же	То же	Промывание желудка, молоко, 10÷15% раствор магнезия
Бром	Оранжево-красные пары, резкий запах. Растворим в спирте, эфире, сероуглероде, ограниченно – в воде	Поражают слизистые оболочки дыхательных путей и глаз	При легком отравлении – вдыхание паров аммиака (3¸5% в воздухе). Промывание глаз, рта и носа 5%-ным раствором бикарбоната натрия или разбавленным этиловым спиртом. Вдыхание паров этилового спирта. свежий воздух (в лежачем положении), покой
Ртуть	Бесцветна, без запаха. Нерастворима в воде и в органических растворителях	Раздражение слизис-той оболочки желудочно-кишечного тракта, расстройство нервной системы. головная боль недомогание	Принять яичный белок и касторовое масло (1 столовая ложка)
Сероуглерод	Бесцветен, специ-фический запах. Хорошо растворим в спирте и эфире, слабо – в воде. Легко восплам-ся	При легком отравлении – чувство угнетения и опьянения, при сильном – потеря сознания	Свежий воздух, в тяжелых случаях – искусственное дыхание

Таблица 8.6

Первая помощь при отравлении жидкими веществами

Вещество	Первая помощь
Раствор аммиака	Пить 1%-ный раствор уксусной кислоты или лимонный сок, вызвать рвоту, принять 1¸2 столовые ложки растительного масла, молоко или яичный белок
Бензол	Вызвать рвоту, принять слабительное, сделать искусственное дыхание и вдыхать кислород
Минеральные кислоты	Полоскать рот водой и 5%-ным раствором двууглекислого натрия. Выпить большое количество воды. Принять молоко и взвесь окиси магния (10 г оксида магния в 150 мл воды), или известковую воду и растительное масло, или жидкое мучное тесто
Мышьяк или сурьма	Вызвать рвоту. Принять слабительное (сульфат магния), принимать по одной чайной ложке через каждые 10¸15 мин смесь, приготовленную растворением в 300 мл воды 100 г сульфита окисного железа и 20 г оксида магния, растертого в 300 мл воды (смесь сильно взбалтывать). Пить молоко
Наркотики: хлороформ и др.	Принять 0,03 г фенамина или 30 капель кордиамина, или 0,5 г бромистой камфары. Выпить крепкий чай или кофе. При необходимости делать искусственное дыхание
Соединения ртути (сулема)	Немедленно принять три сырых яйца в молоке (около 1 л). Вызвать рвоту. Принять смесь состава: 1 г гипофосфата натрия, 5 мл 3%-ной перекиси водорода и 10 мл воды; указанные количества берутся на каждые 0,1 г хлорированной ртути, попавшие в желудок
Соединения свинца	Принять большое количество 10%-ного раствора поваренной соли (не менее стакана)
Щавелевая кислота	Вызвать рвоту; принять известковую воду, касторовое масло
Ацетон, формалин, метиловый и спирты	Вызвать рвоту, затем принять молоко и белок куриного яйца
Метиловый спирт	Энергичное промывание желудка 2%-ным раствором соды или перманганата. Полный покой, тепло. Вдыхание кислорода. Обильное щелочное питье (3%-ный раствор соды)

Таблица 8.7

Показатели газов при нормальных условиях

Газ	Температура воспламенения смеси, оС				Пределы взрываемости газов, %
	с воздухом	с кислородом			в смеси с воздухом		в смеси с кислородом
					нижний	верхний	нижний	верхний
Ацетон (пары)	305	295			1,95	82,0	29	93
Бензол (пары)	740	662			1,40	8,0	-	-
Бутан/н-бутан	405/462	460			1,50	8,5	-	-
Водород	510	450			4,00	75,0	4,5	95
Метан	537	645			5,00	15,2	5	60
Окись углерода	610	590			12,50	75,0	13	96
Пентан н-пентан	287/427	-			1,1	8,0	-	-
Пропан	466	490			2,1	9,5	-	-
Сероводород	290	220			4,3	45,5	-	-
Этан	510	500			2,5	15,0	3,9	50,5
Этилен	450	485			2,5	34,0	3,0	80
Гексан i-С7Н16	-	-			1,0	6,0	-	-
Н-гексан n-С7Н16	-	-			2,5	80,0	-	-
Природный газ отн. плотнос- тью 0,6	-	-			4,5	14,5	-	-
Природный газ заданного состава	Определяется расчетом по приложению 4 к ГОСТ 12.1.044-89
Топливо зажигалок по ТУ 51-291-86	-		-	1,8		9,5	-	-
Фракции газоконденсата (ТУ 51-275-91,51-499-90)	-		-	0,76		5,16	-	-
Конденсат газовый нестабильный по ТУ 05751745-02-88	-		-	0,8		5,8	-	-

Все нефти и нефтепродукты в зависимости от температуры вспышки делят на 4 класса (табл. 8.8).

Пожаровзрывоопасность веществ и материалов – совокупность свойств, характеризующих их способность к возникновению и распространению горения. Номенклатура показателей детально регламентирована ГОСТ 12.1.044-89. Пожароопасность наряду с взрывоопасностью является одним из специфических свойств нефтепродуктов.

Таблица 8.8

Классификация нефтепродуктов по температуре вспышки

Классы нефти и нефтепродуктов	Температура вспышки паров, °С	Нефть, нефтепродукты
I	28 и ниже	Бензин, нефть, конденсат
II	28÷61	Керосины: тракторный, осветительный; дизельное топливо ДА; топливо для реактивных двигателей
III	61÷120	Дизельные топлива, мазуты
IV	120 и выше	Масла, битумы, асфальты, парафин

Таблица 8.9

Характеристики товарных ЛВЖ

Вещество	Температура, °С
	кипения	вспышки	самовоспламенения
Диэтиловый эфир	35	-41	164
Петролейный эфир, фракция	30÷70	-18	246
Гексан	68	-20	484
Циклогексан	80	-18	260
Бензол	80	-11	534
Толуол	110	+4	536
Метиловый спирт	64	+8	464
Этиловый спирт	78	+13	365
Конденсат	90÷110	+18	340
Бутиловый спирт	117	+34	345
Ацетон	50	-18	564

Температурой самовоспламенения называют наименьшую температуру, при которой газ с воздухом воспламеняется при нагревании без внесения пламени в смесь, лишь за счет превышения тепловыделений над теплоотводом. Температура самовоспламенения t_СВ – температура, при которой быстро нарастают химические реакции и нефтепродукт загорается, контактируя с воздухом, без поднесения пламени, как видно из табл. 8.6¸8.7. Обычно t_СВ составляет 260¸350°С. В зависимости от температуры самовоспламенения по “Правилам изготовления взрывозащищенного и рудничного электрооборудования” (ПИВРЭ) установлены пять групп взрывоопасных смесей: группа Т1 – если температура самовоспламенения более 450°С; Т2 – 300¸450°С; Т3 – 200¸300°С; Т4 – 135¸200°С; Т5 – 100¸135°С.

На практике необходимо считаться с данной характеристикой и, особенно, в тех случаях, когда технологией предусматривается хранение или транспорт нефтепродуктов при высоких температурах (например, подогрев масла в цистернах). У эфиров t_СВ – 200°С, у бензинов t_СВ > 250°С, у дизельных топлив t_СВ = 300¸330°С, у бензола t_СВ = 660°С. Температура самовоспламенения зависит от объема, концентрации газа, давления и ряда других факторов. Следует иметь ввиду, что с увеличением давления температура самовоспламенения уменьшается.

Одним из характерных является свойство в определенном соотношении с воздухом образовывать взрывоопасную (гремучую) смесь. Наименьшее и наибольшее содержание паров в смеси с воздухом, при которых возможен взрыв при внесении в эту смесь высокотемпературного источника, называют соответственно нижним и верхним пределами взрываемости (табл. 8.7÷8.9) и интервал между ними – зоной взрываемости. При концентрации паров в воздухе менее нижнего предела взрываемости – смесь не взрывается и не горит, более верхнего предела – смесь горит, а изменение ее состава в процессе горения (выгорание горючей смеси и снижение ее концентрации до предела взрываемости) может привести к взрыву, рис. 8.1.

Горение и взрыв – однотипные химические процессы, но резко отличающиеся по интенсивности протекающей реакции. При взрыве реакция происходит очень быстро в замкнутом пространстве без доступа воздуха к очагу воспламенения взрывоопасной газовоздушной смеси. Скорость распространения детонационной волны горения при взрыве (900÷3000 м/с) в несколько раз превышает скорость звука в воздухе при комнатной температуре. Сила взрыва максимальна, когда содержание воздуха в смеси становится теоретически необходимым для полного сгорания.

При содержании инертных газов в смеси газов возрастают пределы их воспламенения, на что влияет природа инертного газа. Так, при одном и том же содержании в газе СО₂ и N₂, азот в большей степени повышает пределы воспламеняемости, чем углекислый газ. Практически для всех углеводородных паров с повышением давления смеси пределы ее взрываемости изменяются с расширением зоны взрываемости, см. рис. 8.2. Струя газовой смеси с концентрацией газа выше верхнего предела воспламенения, поступая в объем воздуха и смешиваясь с ним, сгорает спокойным пламенем. Скорость распространения фронта волны горения при атмосферном давлении составляет около 0,3÷2,4 м/с (нижнее значение скоростей – для природных газов, верхнее – для водорода). Можно считать, что скорость реакции горения увеличивается в 2 раза при увеличении температуры на каждые 15°С.

Рис. 8.1. Характеристики опасных свойств паров с относительной

плотностью по воздуху – 3,5 нефти (фракция 20¸200°С)

При постепенном насыщении газового пространства, например, испарении, особую опасность представляет НПВ, который можно рассчитать аналитически:

где у_i – объемное содержание углеводородов в смеси при нижнем пределе воспламеняемости, å у_i = 100; N_i – нижний предел воспламеняемости каждого компонента, об. %.

Рис. 8.2. Влияние давления на пределы воспламеняемости смеси нефтяного газа с воздухом

В зависимости от способности передачи взрыва через фланцевые зазоры из оболочки электрооборудования установлены четыре категории взрывоопасных смесей:

Категории	Зазор между поверхностями фланцев шириной 25 мм, при котором частота передачи взрывов составляет 50% общего числа взрывов при объеме оболочки 2,5 л, мм
1	Более 1
2	0,65¸1
3	0,35¸0,65
4	0,35 и менее

Категории и группы взрывоопасной смеси определяют взрывозащищенность электрооборудования, имеющее различное исполнение. В зависимости от вида исполнения, а также от наивысшей категории и группы взрывоопасной смеси, для которых электрооборудование признано взрывозащищенным, установлены следующие условные обозначения взрывозащищенности электрооборудования, наносимые на его корпусе: В – взрывонепроницаемое; М – маслонаполненное; Н – повышенной надежности против взрыва; П – продуваемое под избыточным давлением; И – искробезопасное (с наименованием газа или пара, в котором оборудование испытано), С – специальные.