Безопасность технологических процессов в химической промышленности

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, - капсулируют и 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.

В производстве органических красителей, минеральных пиг­ментов и других высокодисперсных порошкообразных веществ такие операции, как сушка, размол, просеивание токсичных и взрывоопасных продуктов, рекомендуется заменять мокрым размолом с последующим вытеснением воды поверхностно-ак­тивными веществами (деэмульгаторами).

Безопасность транспортирования аммиачной селитры, серы, едкого натра и других продуктов можно повысить, превращая твердые продукты в растворы, расплавы, суспензии и перека­чивая их по трубопроводам.

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.

Замена опасных и вредных производственных операций на менее вредные и безопасные. 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.

При производстве анилинокрасочной продукции сырье, по­лупродукты и готовую продукцию исследуют на содержание канцерогенных веществ. При их обнаружении независимо от качества продукта его снимают с производства, вместо него разрабатывают и применяют другой, менее токсичный.

Во многих случаях в процесс вводят добавки, снижающие опасность взрыва не участвующих в реакции продуктов. На­пример, при проведении окислительных процессов в реакцион­ных аппаратах находятся одновременно горючие продукты и окислители (кислород, хлор и др.), причем реакция часто про­ходит при высоких температурах, близких к температуре вос­пламенения реагирующих веществ или даже ее превышающих. В этих случаях 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 бром-замещенные 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 флегматизато-ров - резкое снижение температуры продуктов сгорания, спо­собствующее прекращению процесса горения и взрыва.

Активные флегматизаторы используют в системах активно­го подавления взрыва. В аппаратах, где возможно образование взрывоопасной смеси, устанавливают так называемые пушки - небольшие сосуды, заполненные активными флегматизаторами и снабженные специальными устройствами, например капсю­лями-детонаторами, которые в свою очередь связаны с высо­кочувствительными детекторами температуры или давления. В момент начала взрыва срабатывает детонатор, и флегматизирующий продукт выбрасывается под давлением в защищае­мый аппарат.

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% (°б.), то горение, как правило, не происходит. Пассивные флегматизаторы, если они не влияют на нормальный ход тех­нологического процесса, можно вводить в реакционную зону заблаговременно. При их введении в систему в момент возник­новения горения содержание кислорода в горючей смеси сни­жается, смесь охлаждается, что также способствует прекраще­нию процесса горения.

В качестве флегматизаторов иногда используют и горючие вещества. В частности, ацетилен, полученный электрокрекингом метана или высокотемпературным пиролизом углеводородных газов, содержит примеси метана, пропана, бутана и других углеводородов, которые являются хорошими флегматизаторами и препятствуют термическому разложению и взрывному распа­ду ацетилена более эффективно, чем, например, азот. Ацети­лен, флегматизированный данными углеводородами, можно сжимать до высоких давлений и нагревать до высоких темпера­тур, не опасаясь его разложения и взрыва.

Если в смеси присутствуют два горючих вещества и более, то можно флегматизировать процесс, вводя избыток наименее горючего продукта. Например, при синтезе метилвинилового эфира из ацетилена и метанола взятый в избытке метанол является флегматизатором для ацетилена и метилвинилового эфира.

Инертные флегматизаторы применяют не только для флегматизации технологических процессов со взрывоопасными средами, но и для продувки аппаратов и трубопроводов 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, летучими и легкоокисляющимися жидкостями (ацетальдегидом, этиловым эфиром, этиловым и изопропиловым спиртами и др.); для тушения загораний, особенно в за­крытых аппаратах, емкостях, помещениях небольшого объема, электроустановках идр.

В связи с расширением области применения инертных газов в химической промышленности повысились требования, предъ­являемые к их качеству. Так, нормируется содержание кисло­рода в инертных газах, применяемых для защиты от взрывов и загораний. В большинстве случаев содержание кислорода в них не должно превышать 1—3% (об.), а при контакте инерт­ных газов с пероксидными соединениями, металлоорганическими соединениями и другими веществами, легко воспламеняю­щимися в атмосфере кислорода, его концентрация не должна превышать 0, 2% (об.).

При контакте с металлическим калием, натрием, литием,. т. е. с веществами, загорающимися при взаимодействии с во­дой, инертные газы предварительно подвергают тщательной осушке.

В ряде случаев для повышения безопасности и снижения возможных последствий от аварии часть оборудования либо всю технологическую нитку размещают на открытой площадке.

Расположение оборудования на открытых площадках менее опасно, чем в замкнутых объемах зданий, так как при нару­шениях герметичности выделяющиеся взрывоопасные газы и пары рассеиваются в атмосфере, не накапливаются в рабочей зоне и не создают местных и общих для всего помещения опас­ных и вредных концентраций. Это имеет большое значение для производств, где применяют или получают легковоспламеняю­щиеся вещества с низким нижним пределом взрываемости, а также сжиженные горючие газы, кипящие при низких темпера­турах (бутан, бутилен, пропан, пропилен и др.).