Основы безопасности в промышленности

При наличии пульта управления его помещение должно быть застеклено небьющимся стеклом с ограждением металлической сеткой с ячейками размером не более 15 x 15 мм.

1.13.12. Остановка дробилки, кроме аварийных случаев, разрешается после полной переработки загруженного материала и удаления с питателя нависших кусков материала. При длительной остановке питателя материал с него должен быть удален.

1.13.13. Загрузка материалом дробилок, не предназначенных для работы «под завалом», должна производиться после того, как машины достигнут номинального числа оборотов или качаний. Пуск дробилок, не работающих «под завалом», допускается только при отсутствии в них материала.

1.13.14. В случае аварийной остановки дробилок, работающих «под завалом», разбутовка и запуск должны выполняться по инструкции, утвержденной техническим руководителем организации.

1.13.15. Запрещается извлечение и разбивка кусков материала, застрявших в рабочем пространстве машины, с помощью ручного инструмента.

Резка металлических предметов, попавших в дробилку, должна производиться по наряду-допуску.

1.13.16. При спуске людей в рабочее пространство дробилок должны применяться предохранительные пояса, а над загрузочными отверстиями дробилок устраиваться временные перекрытия для предохранения производственного персонала от случайного падения посторонних предметов.

1.13.17. Дробление материалов, образующих при измельчении взрывоопасную пыль, должно производиться с выполнением мероприятий, исключающих взрывы пыли, а также образование тройных взрывоопасных смесей «пыль - горючий газ - воздух».

1.13.18. При местном управлении пусковые устройства мельниц должны быть расположены таким образом, чтобы оператор мог наблюдать за работой мельницы.

1.13.19. Загрузка и выгрузка из мельниц шаров и стержней должны быть механизированы.

1.13.20. При погрузке шаров в контейнеры место погрузки необходимо оградить и вывесить плакат «Опасно!». Контейнеры должны загружаться шарами на 100 мм ниже бортов.

1.13.21. Отвертывать гайки крышки люка или ослаблять их, когда мельница находится в положении люком вниз, а также подтягивать болты кожуха улиткового питателя при работе мельницы запрещается.

1.13.22. Бегуны мокрого помола должны иметь по периметру чаши сплошное металлическое ограждение высотой не менее 1,5 м. В ограждении должны быть устроены дверки, сблокированные с пусковым устройством бегунов.

1.13.23. Бегуны сухого помола должны быть заключены в сплошной герметичный кожух, подсоединенный к аспирационной установке, и иметь блокировку, предотвращающую запуск бегунов при снятом кожухе. Для наблюдения за работой бегунов в кожухе должны быть устроены смотровые окна. Загрузочные дверки должны быть герметизированы и сблокированы с пусковым устройством бегунов.

1.13.24. Взятие пробы перерабатываемых материалов во время работы бегунов запрещается.

1.13.25. В загрузочных и разгрузочных воронках грохотов по всей их ширине должны быть предусмотрены защитные приспособления, предохраняющие обслуживающий персонал от случайного выброса кусков материала.

1.13.26. Перед пуском в работу грохотов и барабанных сит необходимо проверить все крепления, обратив особое внимание на крепление неуравновешенных дебалансовых грузов.

1.13.27. Шуровка в выпускных отверстиях питателей, подающих материал на грохот, а также в загрузочных и разгрузочных воронках при работающих питателях и грохотах допускается при наличии специально предусмотренных шуровочных отверстий и с применением специальных приспособлений и инструментов.

1.13.28. Очистка вручную разгрузочных воронок грохотов, спуск производственного персонала в разгрузочные воронки, а также очистка рабочего пространства барабанных сит могут быть разрешены при соблюдении требований части 1.11 настоящих Правил.

Основная литература: 2 [42 -74], 6 [98-105].

Дополнительная литература: 18 [3-17].

Контрольные вопросы:

1. Правила безопасности для металлургических и коксохимических предприятий и производств

2. Безопасность технологических процессов в соответствии с инструкциями

3. Обеспечение безопасности плавильных агрегатов в металлургии

4. Безопасность загрузки влажной шихты и материалов в агрегаты

5. Эксплуатация плавильных агрегатов при разгерметизации системы водяного охлаждения агрегатов

Лекция 11. Технологическая составляющая химической опасности

Технологическая составляющая химической опасности включает характеристику следующих сфер жизнедеятельности

человека:

Производственной сферы, включая:

- добычу, классификацию и обогащение опасного химического сырья;

- технологическую переработку опасных химических веществ;

- транспортировку опасных химических веществ и грузов;

- хранение опасных химических веществ, в том числе химических отходов;

- производственный контроль опасных химических веществ (сырья, полупродуктов, финишной товарной продукции);

- производственный контроль (управление) технологических процессов, реализуемых с участием опасных

химических веществ;

- целевое использование опасных химических веществ;

- утилизацию опасных химических веществ и химических отходов.

Научной сферы, включая:

- лабораторный синтез (изготовление), качественно-количественный анализ и другие виды исследований, перемещение и хранение синтезируемых (изготавливаемых) опасных химических веществ;

- функциональные испытания синтезируемых (изготавливаемых) опасных химических веществ;

- производство экспериментальных и опытных партий опасных химических веществ на опытном(пилотном)

технологическом оборудовании;

- лабораторный контроль опытных химико-технологических процессов и производимой опытной продукции.

Образовательной сферы (школы, средние и высшие учебные заведения химико-технологического профиля), включая:

- демонстрационные учебные опыты с использованием опасных химических веществ;

- хранение и утилизацию опасных химических веществ, используемых в учебном процессе.

Неконтролируемых групп народонаселения (террористические группы, отдельные персоналии), включая:

- нелегальный лабораторный синтез (изготовление), перемещение и хранение синтезируемых(изготавливаемых)

опасных химических веществ, предназначенных для использования в террористических и других враждебных целях;

- использование опасных химических веществ в террористических и других враждебных целях;

- деструктивное воздействие на технологические процессы (оборудование) производственной, научной и других сфер, реализуемые с участием опасных химических веществ;

- деструктивное воздействие на контрольное оборудование и системы автоматического управления опасными

химико-технологическими процессами;

- хищение опасных химических веществ;

- загрязнение (отравление) источников питьевой воды, продуктов питания опасными химическими веществами;

- то же в отношении водных ресурсов, подземных водных горизонтов, хранилищ продукции сельскохозяйственного производства.

Экологической сферы, включая:

- ненормативные (в том числе аварийные) выбросы в атмосферу, сбросы в водную среду опасных химических веществ;

- сверхнормативное (в количественном отношении) и долговременное (сверх установленных лимитов) хранение

опасных химических веществ в условиях, способствующих их естественной деструкции с последующим загрязнением экосферы (биосферы, техносферы).

Бытовой сферы, включая:

- целевое использование и хранение товаров бытовой химии;

- утилизацию отходов и тары для хранения товаров бытовой химии.

Пожарная (взрывная, тепловая, термическая) составляющая химической опасности

Эта составляющая химической опасности включает характеристику:

- пожароопасных (взрывоопасных) химических веществ: двойственная категория химической опасности (в отсутствие горения (взрыва) - в соответствии с классификационными признаками опасных химических веществ; при (после) горении (взрыве) - в соответствии с составом (в основном - типичным) продуктов горения (взрыва);

- наведенной химической опасности - инертные (химически безопасные) вещества (продукты, материалы - дерево, бумага и др.) в результате горения продуцируют химически опасные продукты в активной форме (высокая концентрация, высокая температура, высокая скорость распространения в атмосфере, присутствие активных радикалов, кумулятивное воздействие и т.п.);

- тепловой (термической) активизации вторичных (побочных) химических процессов, происходящих без горения (взрыва), за счет обеспечения необходимого для их начала уровня энергии активации. Спонтанность, неуправляемость и непредсказуемость активизированных химических процессов с вероятным образованием химически опасных продуктов;

- тепловой (термической) деструкции химических веществ вне режима горения (взрыва) с вероятным образованием химически опасных продуктов;

- тепловой (термической) активизации физических процессов (испарение, возгонка, десорбция, плавление и др.) вне режима горения (взрыва) с вероятным диспергированием опасных химических веществ во внешнюю среду;

- тепловой (термической) или вызванной взрывом деструкции (разрушения, разгерметизации и т.п.) технологического оборудования, хранилищ, коммуникаций с утечкой, выбросом химически опасных веществ. Вероятность усиления (развития, распространения) пожара с участием аварийно диспергированных горючих и/или поддерживающих горение веществ (окислителей);

- вероятности снижения, в том числе резкого, содержания кислорода в атмосфере замкнутых, в том числе обитаемых, объектов;

- термической десорбции предварительно адсорбированных химически опасных веществ (ОВ, АХОВ) из шихты фильтрующих средств защиты органов дыхания с попаданием их в легкие включенного в средство защиты человека при вдыхании «отфильтрованного» воздуха (самоотравление).

Организационная составляющая химической опасности

Организационная составляющая химической опасности включает характеристику:

- неполноты (незавершенности) нормативной базы в вопросах организационных мер обеспечения химической

безопасности и ее неадекватности современной структуре угроз химической направленности;

- некомплектности (отсутствия) персонального состава организационных структур обеспечения химической

безопасности на различных уровнях;

- уровня компетентности персонала организационных структур обеспечения химической безопасности.

Недостаточный уровень компетентности может быть обусловлен неадекватностью профильных образовательных программ и их учебно-методического обеспечения современной структуре угроз химической направленности;

- уровня комплектности и материально-технического обеспечения организационных структур. Низкий (недостаточный) уровень комплектности и обеспеченности организационных структур ограничивает их дееспособность;

- уровня организационного взаимодействия различных государственных и негосударственных структур обеспечения химической безопасности подведомственных объектов на этапах от принятия эффективных превентивных мер и до ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций химической направленности.

Организационная составляющая химической безопасности

Данная составляющая КСХБ включает организационно-кадровое построение, область компетенции и ответственности, состав и порядок взаимодействия структурных единиц различного уровня, обеспечивающих создание и функционированиекомплексной системы химической безопасности.

Структурные единицы, обеспечивающие создание и функционирование комплексной системы химической безопасности, включают:

Правительственную комиссию по вопросам биологической и химической безопасности РК (создана постановлением Правительства РК от 9 февраля 2005 г. № 64 [161]; распоряжение Правительства РК от 9 февраля 2005 г. № 150-р). Состав и ответственность органов исполнительной власти (ОИВ) в области обеспечения химической и биологической безопасности на государственномуровне определены постановлением Правительства РК от 16 мая 2005 г. № 303 [166]. Состав ОИВ включает: Минздравсоцразвития РК, Минобороны РК, Минпромторг РК, МЧС РК, ФМБА и другие организации.

Региональные органы исполнительной власти.

Территориальные (муниципальные, поселковые) органы исполнительной власти.

Руководство опасных (потенциально опасных) химических объектов и приравненных к ним объектов промышленности, транспорта, сельского и коммунального хозяйства, социальной сферы (образовательной, здравоохранения), других.

Региональные и территориальные представительства ФОИВ согласно [166].

Cоздание и функционирование комплексной системы химической безопасности предполагает системное и эффективное взаимодействие ОИВ, региональных, территориальных органов исполнительной власти, региональных и территориальных представительств ОИВ по вертикали и по горизонтали, руководства опасных химических объектов в соответствии с законодательно определенными полномочиями, подчиненностью, областью ответственности и компетентности, в том числе в вопросах системного комплексного обеспечения химической безопасности на соответствующем уровне.

Основная литература: 6 [45-31], 7 [78-50].

Дополнительная литература: 1 [2-10].

Контрольные вопросы:

1. Опасности химической технологии

2. Добыча, классификация и обогащение опасного химического сырья

3. Технологическая переработка опасных химических веществ

4. Транспортировка опасных химических веществ и грузов

5. Хранение опасных химических веществ и химических отходов

6. Утилизация опасных химических веществ и химических отходов

Лекция 12. Безопасность химических предприятий по производству азота и азотосодержащих продуктов

Азот, азотная кислота, аммиак и его водный раствор, аммиачные удобрения различного типа широко используются в различных областях промышленности, в быту, медицине, сельском хозяйстве военной сфере.

Азот используют для пожаротушения. Большее использование имеет жидкий азот, его используют в ракетной технике, при строительстве метрополитенов и туннелей для замораживания плывущих грунтов.

В сельском хозяйстве используют азотные удобрения и гидроксид аммония для обработки полей. Азотная кислота используется в огромных количествах для производства удобрений, в химическом синтезе для нитрования органических веществ, для изготовления пироксилиновых порохов и бризантных взрывчатых веществ. Большие количества азотной кислоты идут на изготовление ракетного топлива, где азотная кислота используется в качестве окислителя, многих видов искусственных волокон, пластмасс, связующих материалов, лаков и красок, химико-фармацевтических препаратов. Аммиак используют в качестве хладагента в промышленных морозильных установках, в качестве компонента полирующих и очищающих жидкостей, в медицине.

Как видим у этих веществ огромный список использования. И производят их, также, в очень больших количествах.

И азот и азотная кислота и аммиак, как правило, производятся на одном химическом комбинате, так как конечный продукт первого производства - азот - является сырьём для изготовления аммиака, окислением которого получают азотную кислоту. Объединение этих производств экономически выгодно, поскольку позволяет сократить расходы на транспортировку.

В данной работе мы сделаем попытку рассмотреть производство азота и азотной кислоты, постараемся выделить те его виды, которые имеют повышенную опасность для персонала и требуют жестко придерживаться правил техники безопасности при их проведении. Рассмотрим и способы повышения безопасности азотнокислотных производств, как для рабочих, так и населения окружающих территорий, которое может пострадать при авариях на комбинатах.

Безопасность химических предприятий и ее обеспечение.

Безопасность технологических процессов определяется способом производства, его аппаратурным оформлением, квалификацией персонала.

При проведении технологических процессов предусматривают:

- устранение непосредственного контакта работающих с исходными материалами, заготовками, полуфабрикатами, готовой продукцией и отходами производства, оказывающими вредное воздействие;

- замену опасных и вредных операций на менее вредные и безопасные;

комплексную механизацию, автоматизацию, применение дистанционного управления технологическими процессами и операциями при наличии опасных и вредных производственных факторов;

- герметизацию оборудования.

Безопасность технологических процессов обеспечивается также своевременным удалением и обезвреживанием отходов производства.

Все работающие должны иметь профессиональную подготовку, соответствующую характеру труда.

В большинстве технологических процессов непосредственный контакт работающих с химическими веществами исключен либо сокращен до минимума. Для этого процессы производства ведут в закрытой аппаратуре, а там, где это невозможно, - отделяют рабочую зону от открытых химических продуктов. Безопасность технологических процессов и отдельных производственных операций можно существенно повысить, если изменить отдельные технологические приемы работы. Например, если заменить сухой размол твердых веществ мокрым, транспортировать сыпучие продукты пневмотранспортом, подавать пылящие токсичные продукты не в сухом виде, а в виде пасты или раствора.

Безопасность транспортирования аммиачной селитры, серы, едкого натра и других продуктов можно повысить, превращая твердые продукты в растворы, расплавы, суспензии и перекачивая их по технопроводам. Дистанционное управление процессами производства, применение робототехники и средств механизации на стадиях загрузки, приемки, транспортирования сырья, материалов и готовой продукции позволяют устранить непосредственный контакт работающих с химическими продуктами при производстве продукции. Для повышения безопасности из рецептур исключают токсичные и опасные для здоровья продукты и заменяют на менее токсичные, вводят специальные добавки (флегматизаторы), которые замедляют или прекращают нежелательную реакцию, меняют режим производства.

Во многих случаях в процесс вводят добавки, снижающие опасность взрыва не участвующих в реакции продуктов. Необходимо, чтобы концентрации горючих веществ в смеси с окислителем были меньше нижнего или выше верхнего концентрационного предела воспламенения. При нарушении безопасного соотношения между горючим веществом и окислителем возможен взрыв. Для его предотвращения в реакционную среду вводят флегматизаторы. Применяют активные (ингибиторы) и инертные (пассивные) флегматизаторы.

Активные флегматизаторы (оксид углерода, хлор- и бромзамещенные углеводороды и др.) вводят в процесс в очень небольших количествах. Они взаимодействуют с продуктами реакции, в результате цепные реакции горения и взрыва прекращаются. Побочный эффект применения активных флегматизаторов - резкое снижение температуры продуктов сгорания, способствующее прекращению процесса горения и взрыва.

Пассивные флегматизаторы (азот, диоксид углерода, водяной пар) снижают объемное содержание окислителя ниже критического значения, при котором реакция горения становится уже невозможной и горючие пары и газы не воспламеняются. Если в реакционной смеси содержание кислорода не превышает 10% (об.), то горение, как правило, не происходит. Пассивные флегматизаторы, если они не влияют на нормальный ход технологического процесса, можно вводить в реакционную зону заблаговременно. Инертные флегматизаторы применяют не только для флегматизации технологических процессов с взрывоопасными средами, но и для продувки аппаратов и технопроводов при подготовке их к ремонту и чистке, а также перед пуском системы после длительной остановки или вскрытия; при транспортировании легковоспламеняющихся жидкостей и горючих пылей; при испытании на герметичность оборудования, предназначенного для работы с горючими веществами; для заполнения свободного пространства емкостей с легковоспламеняющимися жидкостями.

Безопасные условия труда на производстве определены должностными инструкциями и инструкцией по технике безопасности, производственной санитарии и пожарной безопасности. На территории цехов и производств химического предприятия запрещается находиться в нерабочее время и без разрешения соответствующего руководителя.

Все работы должны выполняться в строгом соответствии с технологическим регламентом и рабочими инструкциями.

Правилами внутреннего трудового распорядка определены требования к персоналу, обеспечивающие его безопасность. Запрещается курить в не отведенных местах, находиться на рабочем месте без средств индивидуальной защиты. Многие работы следует проводить только под контролем инженерно-технических работников и т. д.

Руководители предприятия, технических служб, начальники цехов, производств, смен и участков имеют конкретные обязанности по технике безопасности, утвержденные как Единая система работы по технике безопасности в химической промышленности.

Например, начальник смены (мастер участка) обеспечивает безопасное ведение технологического процесса, контролирует соблюдение инструкций на рабочих местах по применению работающих средств индивидуальной защиты, инструктирует работающих по технике безопасности и т. д.

Главный механик предприятия руководит работой по технике безопасности в подчиненных службах, организует технический надзор за безопасным состоянием зданий, сооружений, оборудования и т. д. Согласно Единой системе работ по технике безопасности эти функции инженерно-технических работников включены в должностные положения и инструкции.

В каждом цехе (производстве) должна быть разработана одна для всех профессий и должностей цеха (производства) инструкция по технике безопасности, производственной санитарии и пожарной безопасности. В ней указывают характерные основные опасности в цехе (производстве) и общие для данного коллектива меры защиты.

Для взрывопожароопасных производств разрабатывают планы ликвидации аварии, также заводские и производственные (цеховые) инструкции, определяющие порядок и меры безопасности при огневых, газоопасных и других периодически выполняемых работах.

Для рабочих в зависимости от должности, профессии, специфики предприятия, установлены следующие инструктажи: вводный, первичный, повторный, внеплановый, текущий, специальный, а также проверки знаний техники безопасности: первичная, периодическая и внеочередная.

Для инженерно-технических работников, включая руководителей предприятий, установлены вводный инструктаж, первичная, периодическая и внеочередная проверки знаний.

Бухгалтеры, экономисты и другие инженерно-технические работники, непосредственно не связанные с производством, проходят только вводный инструктаж.

Вводный инструктаж проводят для всех категории работников, включая работников сторонних организаций, учащихся различных учебных заведений, прибывших для производственного обучения или на практику, в кабинетах по охране труда и технике безопасности. Цель инструктажа - ознакомить работников с общими, обязательными для всех требованиями безопасности труда и правилами внутреннего трудового распорядка. Его проводят по инструкции, разработанной предприятием на основе отраслевой типовой программы вводного инструктажа.

Вводный инструктаж проводят работники отдела охраны труда и техники безопасности, пожарной части, газоспасательной и иногда медицинской службы.

Первичный инструктаж. Проходят все категории рабочих, а также инженерно-технические работники цехов и служб предприятия. Инструктаж проводится в первый день пребывания работников в цехе в соответствии с требованиями инструкции по технике безопасности, производственной санитарии и пожарной безопасности. Он позволяет ознакомить работника с опасными участками и видами работ в цехе, но не дает права на самостоятельное выполнение работ.

До получения допуска к самостоятельной работе эти рабочие распоряжением начальника цеха закрепляются за одним из инженерно-технических работников или квалифицированным рабочим цеха для прохождения стажировки и контроля за соблюдением стажером правил техники безопасности.

Для приобретения практических навыков безопасного выполнения работ все рабочие взрывопожароопасных и взрывоопасных производств дополнительно обучаются на учебно-тренировочном полигоне.

После завершения стажировки квалификационная комиссия проверяет качество полученных знаний и практических навыков.

Вне очередная проверка знаний может быть проведена в следующих случаях:

- при введении в действие новых или переработанных инструкций по безопасному выполнению работ;

- после несчастного случая или аварии, происшедших из предприятии или в цехе из-за нарушения правил техники безопасности;

- при неудовлетворительном знании инструкций по рабочему месту и технике безопасности.

При проверке знаний по технике безопасности должны быть проверены знания рабочими их действий по предупреждению и ликвидации аварийных ситуаций и аварий в цехе в соответствии с требованиями, изложенными в инструкции по рабочему месту и в плане ликвидации аварийных ситуаций и аварий.

Внеплановый инструктаж проводят также при неудовлетворительном знании работающими инструкций рабочего места и техники безопасности, по требованию инспектирующих органов или вышестоящей организации.

Внеплановый инструктаж проводит непосредственный руководитель (из числа инженерно-технических работников), в подчинении которого находится работник. Объем и содержание внепланового инструктажа определяют в каждом конкретном случае в зависимости от причин и обстоятельств, вызвавших необходимость его проведения.

Текущий инструктаж проходят работники, направляемые для проведения работ (газоопасных, огневых, земляных, работ на высоте и др.), выполняемых по наряду-допуску (разрешению).

Цель текущего инструктажа - ознакомить работников с мерами безопасности, которые необходимо соблюдать при выполнении порученной работы.

Инструктаж проводит ответственный за работы перед их началом и фиксирует его проведение в наряде-допуске.

Специальный инструктаж. Проходят работники, направленные для разовой работы, не предусмотренной инструкцией по рабочему месту или должностной инструкцией, если для этой работы не требуется оформление наряда-допуска.

Специальный инструктаж проводит инженерно-технический работник, ответственный за данные виды работ, по соответствующим инструкциям.

Запись о его проведении производят в журнале регистрации специального инструктажа по технике безопасности. Журнал регистрации должен быть в каждом цехе и храниться в течение года со дня последней записи в нем.

Основная литература: 6 [60 -74]

Дополнительная литература: 15 [5-10].

Контрольные вопросы:

1. Безопасность производства азота и азотосодержащих продуктов

2. Безопасность производства азотной кислоты, аммиака и его водного раствора

3. Безопасность производства аммиачных удобрений

4. Использование азота, азотной кислоты, аммиака и его водных растворов в быту, в медицине и в военной сфере

Лекция 13. Технология и безопасность производства азота

В настоящее время азот на химических комбинатах добывают из атмосферного воздуха его разделением на фракции в специальных газгольдерах. При добывании азота из воздуха его охлаждают до температуры -195,82° С. При производстве азота на химических комбинатах могут также получать кислород (-183°С). Эти газы получают как в сжиженном виде, так и в сжатом.

Основные факторы риска при производстве азота.

При производстве азота следует учитывать возможность воздействия на организмы работающих низких температур при выбросах или разлитии жидкого азота. При производстве сжатого азота, которым заполняют баллоны или цистерны, приходится работать с высокими давлениями. Поэтому должны соблюдаться правила техники безопасности при работе с высокими давлениями.

Техника безопасности при производстве азота.

При производстве азота необходимо придерживаться установленных инструкциями правил проведения технологических операций и правил техники безопасности. Как показано выше при производстве жидкого азота возможен контакт работающих с ним. Поэтому рассмотрим особенности такого контакта и его влияние на организм человека, жидкий азот не токсичен и его влияние обусловлено лишь его низкой температурой. Его относят к криогенным жидкостям. Криогенные жидкости определяются как жидкости с температурой кипения ниже -129°С.

Криогенные жидкости при контакте с телом человека вызывают так называемые «холодные ожоги» [6, ст. 440]. Следует разделять ожоги, вызванные попаданием криогенных жидкостей на тело, и обморожения, происходящие в результате длительного пребывания в холодной атмосфере. В то же время различие между ними невелико, особенно когда обморожение происходит в результате действия движущегося с высокой скоростью потока очень холодного воздуха.

Криогенные жидкости могут вызвать серьезные травмы у людей в тех случаях, когда происходит их разлитие. Если наступить в небольшую лужу такой жидкости, не надев специальной обуви, можно получить серьезную травму ноги, а в случае падения человека в разлитие криогенной жидкости может быстро наступить летальный исход. Вдыхание холодных паров, поднимающихся над разлитием, может привести к серьезным повреждениям дыхательных путей и легких. В случае если «холодный ожог» образовался на большой части поверхности тела человека, возможен летальный исход. Локальные «холодные ожоги» могут вызвать гангрену, если вовремя и правильно не провести лечение. В отличие от сильных тепловых ожогов при сильных «холодных ожогах» не происходит отмирания нервных окончаний, вследствие чего поражение обычно сопровождается сильной болью и требует введения сильных обезболивающих средств.

При производстве азота значительную опасность представляют собой сосуды и аппараты, работающие под давлением. Сосуды, работающие под давлением, - это, как правило, герметически закрытые емкости, предназначенные для ведения химических и тепловых процессов, хранения и перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов, а также жидкостей под давлением. Основная опасность при работе с такими сосудами - возможность их разрушения при физическом взрыве среды.

Под физическим взрывом понимают мгновенное действие силы внезапного адиабатического (т. е. происходящего без подвода или отвода тепла) расширения газов или паров, сопровождающееся выделением механической энергии и образованием взрывной и ударной волн.

Работа, производимая адиабатическим расширением газа при взрыве сосуда, и мощность взрыва зависят от давления в аппарате, его объема, продолжительности действия взрыва (обычно около 0,1 с), показателя адиабаты (отношение теплоемкостей при постоянном объеме для воздуха равно 1,41) и могут быть подсчитаны по эмпирическим формулам.

Расчеты показывают, что мощность физических (адиабатических) взрывов весьма велика. Например, мощность взрыва (разрыва) сосуда вместимостью 1 м3, находящегося под давлением воздуха, равным 1 МПа, составляет 13 164 кВт.

Наиболее частыми причинами аварий и взрывов сосудов, работающих под давлением, являются несоответствие конструкции максимально допустимому давлению и температурному режиму, превышение давления сверх предельного, потеря механической прочности аппарата (коррозия, внутренние дефекты металла, местные перегревы), несоблюдение установленного режима, отсутствие необходимого технического надзора.

Безопасность устройства, изготовления и эксплуатации сосудов, работающих под давлением, определяется Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. К сосудам, на которые распространяются эти правила, относятся:

- сосуды, работающие под давлением свыше 0,07 МПа;

- цистерны и бочки для перевозки сжиженных газов, давление паров которых при температуре до 50°С превышает 0,07 МПа;

- баллоны, предназначенные для перевозки и хранения сжатых, сжиженных и растворенных газов с рабочим давлением свыше 0,07 МПа.

Согласно правилам установлены специальные требования к конструкции и материалам сосудов, к их изготовлению, монтажу, установке, регистрации, техническому освидетельствованию, содержанию и обслуживанию.

Сосуд, работающий под давлением, до пуска его в работу, а также периодически во время эксплуатации и после каждого ремонта или реконструкции технически освидетельствуют (внутренний осмотр и гидравлическое испытание) для установления его исправности и правильности включения в схему.

Перед внутренним осмотром и гидравлическим испытанием сосуд должен быть остановлен, охлажден, освобожден от заполняющей его рабочей среды и отключен заглушками от технопроводов, соединяющих его с источником давления или с другими аппаратами. Если имеются признаки разрушения стенок сосуда под слоем футеровки или изоляции, то эти покрытия должны быть удалены. Перед гидравлическими испытаниями нужно тщательно очищать всю арматуру, притирать краны и клапаны и проверять плотность закрепления крышек и люков; сосуды, углубленные в грунт, надо освобождать от земли для осмотра наружной поверхности и замеров в случае необходимости толщины стенок. Для баллонов, заполняемых сжатым газом, пробное давление устанавливают в 1,5 раза больше рабочего.

Под пробным давлением сосуды (в зависимости от толщины стенок) находятся 10 - 30 мин, а литые и многослойные не менее 60 мин, после чего давление снижают до рабочего и тщательно осматривают все сварные соединения. Давление повышают до пробного и снижают до рабочего постепенно. Сосуд считается выдержавшим испытание, если не обнаружено признаков разрыва, течи, слез и потения в сварных соединениях и видимых остаточных деформаций на основном металле.

В тех случаях, когда гидравлическое испытание невозможно (большие напряжения от веса воды в фундаменте, в междуэтажных перекрытиях или самом сосуде; трудность удаления воды; наличие внутри сосуда футеровки, препятствующей заполнению сосуда водой), проводят пневматическое испытание (воздухом или инертным газом) на такое же пробное давление. Этот вид испытания допускается только при условии положительных результатов тщательного внутреннего осмотра и проверки прочности сосуда.

Баллоны - закрытые металлические сосуды небольшой вместимости, предназначенные для транспортирования и хранения сжатых (азота), сжиженных (например, аммиака) газов.

Стандартные баллоны, изготовляемые из стальных бесшовных сосудов, состоят из цилиндрического корпуса с выпуклым; сферическим днищем и горловины с нарезкой, в которую ввинчивается запорный вентиль с боковым штуцером для отбора газа. Баллоны предназначены для транспортирования строго определенных газов и должны иметь соответствующую маркировку. Для азота окраска баллона черная, а для аммиака желтая. При эксплуатации баллонов необходимо не допустить физического или химического взрыва газов, находящихся в баллоне. Физический взрыв газов возможен при повреждении корпуса баллона в случае его падения или удара, особенно при минусовых температурах, когда ударная вязкость стали понижается, и она становится хрупкой. Причинами нарушения прочности баллонов может также явиться их переполнение сжатыми и особенно сжиженными газами, что повышает давление выше допустимого значения. Поэтому количество заполняющих баллоны газов строго регламентируется по массе и давлению.

При повышении температуры газа в баллоне резко повышается давление, что может вызвать разрыв сосуда. Поэтому баллоны с газом, устанавливаемые в помещениях, должны находиться на расстоянии не менее 1 м от радиаторов отопления и других отопительных приборов, а также не менее 5 м от источников с открытым огнем.

Газ из баллонов в емкости с более низким давлением отбирают только через редуктор. Необходимо контролировать маркировку, окраску и надписи, а перед заполнением проверять наличие остаточного давления газа. Баллоны хранят в специальных помещениях или на открытом воздухе, защищенном от осадков и солнечных лучей. Наполненные баллоны с насаженными на них башмаками хранят на складах в вертикальном положении; баллоны, не имеющие башмаков, укладывают горизонтально на деревянные рамы или стеллажи. Склады для хранения наполненных баллонов должны быть одноэтажными, без чердачных помещений и иметь покрытия легкого типа.

Стены, перегородки, покрытия складских помещений выполняют из несгораемых материалов. Полы складов должны быть ровными с нескользящей поверхностью. В помещениях для хранения баллонов, заполненных газом, предусматривают естественную или искусственную вентиляцию.

В пунктах наполнения и потребления баллоны перемещают на специальных тележках. Баллоны следует перевозить в горизонтальном положении, вентилями в одну сторону и обязательно с прокладками между баллонами. Кроме того, на баллоны надевают предохранительные колпаки.

Основное требование безопасности при эксплуатации цистерн и бочек заключается в строгом соблюдении в них заданной температуры и давления. Цистерны и бочки для сжиженных газов должны иметь расчетную прочность, позволяющую выдержать давление, которое может возникнуть при 50°С.

Для предупреждения нагревания газа выше расчетной температуры все цистерны имеют термоизоляцию из негорючего материала или металлический теневой кожух, расположенный над верхней половиной цистерны. Все цистерны и бочки имеют специальные окраску и надписи, указывающие на их содержимое. Свойства газов учитывают при конструировании компрессоров, а также при выборе материалов для изготовления компрессоров и смазочных материалов для них. Наиболее опасны при эксплуатации компрессоров испарение и разложение смазочных масел при неправильной или нерациональной смазке и при отсутствии необходимого охлаждения. Для смазки азотных и азотно-водородных компрессоров применяют легкие, а при высоких давлениях тяжелые цилиндровые масла. Чтобы предотвратить резкое повышение давления, на компрессорах устанавливают предохранительные клапаны и разрывные мембраны, а также специальные устройства, которые при давлении газа или воздуха выше допустимого переводят компрессор на работу вхолостую или полностью его останавливают.

Защитные устройства предназначены для обеспечения безаварийного ведения технологических процессов и являются дополнительными устройствами к рабочим органам управления. Их можно разделить на средства защиты оборудования от разрушения (редукционные, обратные, отсечные и предохранительные клапаны, предохранительные мембраны) и средства зашиты обслуживающего персонала (ограждения, блокировочные, сигнализирующие и тормозные устройства, аварийные выключатели и др.).

Основная литература: 6 [28-45].

Дополнительная литература: 4 [5-10], 17 [1-15]

Контрольные вопросы:

1. Обеспечение безопасности технологии производства азота

2. Добыча азота из атмосферного воздуха с разделением на фракции

3. Безопасность получения сжиженного азота

4. Факторы риска при производстве азота

5. Воздействия на организм при выбросах или разлитии жидкого азота

Лекция 14. Производство аммиака, безопасность при производстве аммиака

Производство аммиака на большинстве отечественных и зарубежных азотнотуковых заводов осуществляется в настоящее время путём синтеза азота и водорода под высоким давлением при участии специального катализатора.

Очищенные от сернистых соединений газы и пар в отделении конверсии пропускают через колонны, наполненные специальным катализатором конверсии.

Далее конвертированные газы направляются на компрессию. Сжатые до необходимой компрессии и очищенные от газовых примесей газы направляются в отделение синтеза, где проходят механическую очистку от пылеобразных соединений. Затем газы нагнетаются компрессорами в колонны синтеза, в которых при участии катализатора и высокого давления происходит синтез аммиака.

Далее проходя холодильники, образовавшийся аммиак переходит в жидкое состояние и направляется на склады.

На всех оборудованных, вплоть до последнего времени заводах все отделения цехов производства аммиака и азотной кислоты располагались в отдельных зданиях. Приборы дистанционного управления и контроля располагались на щитах, иногда - в коридорах, удалённых от аппаратов, но не изолированных от них строительными конструкциями; на заводах строительства последних лет, диспетчерские располагаются в специальных изолированных помещениях. На заводах последних лет строительства в общем здании объединены цеха производства аммиака и метанола, но управление всеми процессами конверсии, компрессии и синтеза выделено в изолированное от производственных установок помещение, оборудованное механической проточной вентиляцией. Помещение контактного отделения и турбокомпрессии разделяются капитальной стеной из звукоизолирующих материалов, поэтому вибрация и шум, образующиеся при работе турбокомпрессоров, на контактное отделение не распространяются. В контактном отделении у каждого аппарата имеются собственные щиты управления, действующие при первичном разжигании аппарата, пускаемого в эксплуатацию после оборудования или после ремонта. Такую планировку, возможно, считать с технологичной точки зрения правильной. К щитам управления у аппаратов, как и в диспетчерскую, подаётся механическими проточными вентиляционными установками свежий воздух из расчёта на создание благоприятных, соответствующим нормам СН 245-63, условий.

При синтезе аммиака получается газ, содержащий некоторое количество примесей. Содержание примесей в жидком аммиаке регламентируется ГОСТ 6221-82. Наиболее типичными примесями являются вода, смазочные масла, катализаторная пыль, окалина, карбонат аммония, растворенные газы (водород, азот, метан). При нарушении ГОСТ содержащиеся в аммиаке примеси могут попасть в аммиачно-воздушную смесь и снизить выход оксида азота (II), а водород и метан могут изменить пределы взрываемости азотно-воздушной смеси.

Свойства аммиака в значительной мере обуславливают те правила техники безопасности, которых следует придерживаться при работе с ним [9, ст. 123].

Плотность аммиака меньше плотности воздуха при одинаковой температуре. Это, однако, не означает, что в случае потери герметичности резервуара, содержащего сжиженный аммиак, формирующееся облако будет обязательно легче воздуха. В таких условиях в некоторых случаях [6, ст. 467] отмечалось образование облаков воздушно-аммичной смеси тяжелее окружающего воздуха, которые стелились по земле. Можно показать, что при смешении паров аммиака, находящегося при температуре - 33°С (температура кипения аммиака при атмосферном давлении), с окружающим воздухом, имеющим температуру, скажем, 20°С, при любом соотношении смешиваемых компонентов образующаяся смесь всегда будет легче воздуха. Для объяснения более высоких значений плотности образующейся смеси следует допустить возможность адиабатического насыщения воздуха путем либо испарения капель жидкого аммиака, захваченных в воздухе, либо охлаждения разлитого жидкого аммиака ветром ниже - 33°С. В работе [6] утверждается, что последний механизм неправомерен и такая ситуация невозможна, так как за счет теплопроводности окружающего воздуха температура разлития жидкого аммиака всегда будет близка к температуре кипения аммиака при атмосферном давлении. Однако полностью отбрасывать возможность такой ситуации на стадии мгновенного испарения не стоит. В частности, Маршалл [6] в своей работе так и не приходит к определенному заключению по этому вопросу. По некоторым своим свойствам (т. кип. -33°С, критическая температура -132°С) аммиак похож на хлор. Также как и хлор, аммиак удобно хранить в сжиженном виде. Зависимости давление паров - температура и доля мгновенно испаряющейся жидкости в адиабатическом приближении - температура для аммиака и для хлора весьма близки. Однако аммиак в основном перевозится в виде охлажденной жидкости (в рефрижераторах). В качестве примера расскажем о заводе по получению аммиака в Ливии, в Марса-эль-Брега. Производительность этого завода составляет 1000 т. в день, весь аммиак идет на экспорт и перевозится в океанских танкерах. В резервуарах хранилища этого завода содержатся десятки тонн аммиака в охлажденном виде при слегка повышенном давлении. Отметим, что в США существуют технопроводы, по которым аммиак транспортируется через всю страну. Аммиак значительно менее токсичен, чем хлор, значение ПДК равно 35 мг/м3, а ОК - 350 мг/м3. LD50 для аммиака равно 21 мг/кг массы (аналогичная величина для хлора составляет 3,5 мг/кг). Токсичность аммиака невысока. При отравлениях аммиаком происходит отек легких. Его лечат с помощью вентиляции легких кислородом, приписывают сульфат атропина. Разлития таких сжиженных газов, как хлор и аммиак, могут приводить к «холодным ожогам», но их коррозионное и токсическое воздействие значительно опаснее, чем «холодные ожоги», вызываемые ими.

В России действует крупнейший магистральный аммиакопровод Тольятти - Григорьевский лиман (вблизи Одессы). Протяженность основной трассы 2100км, пропускная способность около 3 млн. т/год, условный диаметр - 350 мм, рабочее давление - 81 кгс/см2. Поступаемый из Тольятти и Горловки аммиак накапливается в хранилищах Одесского припортового завода, в которых загружаются танкеры-газовозы. Ими продукт поставляется в США и страны Европы.

В каждом из отделений цеха производства аммиака имеются собственные вредные факторы. Так, например, в газогенераторных и в отделениях конверсии аммиака, компрессии и очистки основной опасностью является возможность воздействия на рабочих окиси углерода и сероводорода, которые выделяются через неплотности в аппаратах и коммуникациях. В отделениях синтеза основными вредностями являются постоянное просачивание аммиака из аппарата, а также возможность внезапных выделений аммиака из аппаратов и коммуникаций при прорыве их ввиду высокого давления. Для предупреждения внезапных прорывов аммиака из технопроводов и колонн синтеза в рабочие помещения и постоянного просачивания аммиака, для изготовления аппаратов и коммуникаций должны применяться материалы повышенной прочности, способные выдерживать высокое давление и не поддающееся коррозионному воздействию самого аммиака и загрязняющих его газов.

Во всех зданиях производства аммиака следует предусматривать аэрационные фонари. Кроме того, в этих цехах должна быть оборудована механическая проточно-вытяжная вентиляция с приближением вытяжных устройств к местам возможного выделения вредных газов и с подводом свежего воздуха к местам постоянного или длительного пребывания рабочих.

В отделениях газогенераторов, конверсии, компрессии рабочие должны быть снабжены фильтрующими противогазами марки КД, на коробках противогазов должны быть дополнительные гопкалитовые патроны. Ввиду возможности выброса вредных газов, противогазы у рабочих должны всегда находиться при себе.

Работа внутри конверторов допускается только в изолирующих шланговых противогазах и со спасательными поясами и верёвкой, конец которой должен быть у находящегося вне конвертора рабочего, наблюдающего за состоянием работающего внутри конвертора. В случае плохого самочувствия последнего страховщик обязан немедленно сам или с помощью товарищей извлечь пострадавшего из конвертора и доставить его на свежий воздух, а в особых случаях отправить его на носилках в цеховой медицинский пункт или заводской здравпункт.

В отделениях компрессии и очистки газов основными факторами опасности является постоянное загрязнение воздуха в рабочих помещениях аммиаком, который просачивается через неплотности сальников на кранах и через прокладки фланцевых соединений и штуцеров, а также возможность внезапных аварийных выбросов аммиака, а также сильный шум при переключении клапанов на компрессорах.

Борьба с загрязнением воздуха вредными газами должна осуществляться путём подбора прочных и коррозийно стойких материалов для деталей всех аппаратов, а также путём установления жёстких сроков планово-предупредительного ремонта и тщательного выполнения ремонтных работ. Борьба с шумом должна осуществляться путём применения звукоизолирующих материалов и, где возможно, путём заключения образующих шум аппаратов в звукоизолирующие кожуха.

Основная литература: 6 [69 - 79].

Дополнительная литература: 6 [1-20].

Контрольные вопросы:

1. Обеспечение безопасности производства аммиака

2. Безопасность синтеза азота и водорода под высоким давлением при участии специального катализатора

3. Безопасность конвертирования газов при направлении на компрессию

4. Обеспечение безопасности синтеза аммиака

Лекция 15. Технология и безопасность производства азотной кислоты

Технологический процесс производства азотной кислоты делится на четыре основные стадии:

- конверсию аммиака;

- охлаждение нитрозных газов;

- абсорбцию азота;

- каталитическую очистку выхлопных газов.

Смесь для конверсии включает 10% газообразного аммиака и 90% очищенного от пыли и влаги воздуха, она нагнетаются в смесители, где она смешиваются, и получается аммиачно-воздушная смесь. Далее смешанные газы идут в контактные аппараты, где полученная смесь окисляется на катализаторе в виде платиновой сетки. Затем её охлаждают в теплообменниках и далее смесь газов, которая уже содержит окись азота, отправляется в холодильники. После холодильников газы направляются в окислительную и абсорбционную аппаратуру, где происходит дальнейшее окисление низших окислов азота в высшие.

Затем при поглощении окислов азота водой образуемый слабый раствор азотной кислоты снова направляется на абсорбцию окислов азота, в результате чего получается более концентрированный раствор азотной кислоты.

Основные факторы риска при производстве азотной кислоты.

Азотная кислота в концентрированном виде представляют собой очень опасное корозионно - активное вещество. Азотная кислота «дымит», т. е. испускает токсичные пары. Наиболее опасными соединениями является двуокись азота, так как она вследствие своей медленной растворимости во влаге, покрывающей слизистые оболочки дыхательных путей, имеет значительный скрытый период между моментом поступления ядовитых газов в организм и началом развития болезненных явлений, преимущественно в органах дыхания.

После вдыхания окислов азота, состоявших полностью или в большей части из двуокиси азота, пострадавший во многих случаях не чувствует никакого раздражения дыхательных путей и только через 20-30 минут у него возникает кашель, одышка, грудные боли; эти первичные явления часто проходят при выходе пострадавшего из загазованного помещения на свежий воздух, а затем через час или несколько часов снова нарастает одышка, появляются кашель, боли в груди, всё более усиливающееся затруднение дыхания, развиваются синюшность и тяжёлые, опасные для жизни явления отёка лёгких.

Тетраоксид азота, ангидрид азотной кислоты, пары и аэрозоль азотной кислоты действуют тоже раздражающе - удушающим образом на органы дыхания человека. Низшие окислы азота: закись азота и ангидрид азотной кислоты обладают преимущественно сосудорасширяющим и метгемоглобинобразующим свойствами, а отчасти и наркотическим свойством.

Систематическое воздействие превышающих предельно допустимые концентрации, но ещё не способных на острое отравление концентраций двуокиси азота и других высших окислов азота ведёт к развитию тяжёлых хронических заболеваний дыхательных путей - хронических бронхитов, токсических пневмосклерозов, часто осложнённых астмой.

...