Оценка обстановки при авариях на химических объектах

Министерство транспорта и связи РФ

Федеральное агентство морского и речного флота

 

Федеральное государственное  образовательное учреждение высшего  профессионального образования "Волжская государственная академия водного  транспорта

 

Кафедра охраны окружающей среды и производственной безопасности

 

 

 

Практическая  работа №1

 

 

Оценка обстановки при авариях на химических объектах

 

Вариант№17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:_________________________________________(Спиридонов В.А.)

                                                                                                      СМ - 13 - 664

 

Проверил:_____________________________________________ Горбунов В.С.

 

 

 

 

 

 

 

г. Нижний Новгород 2013 г.

Цели работы:

 

Определение химических потерь и принятие решения руководителем объекта по защите рабочих и служащих и ликвидации последствий аварии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходные данные:

 

На судостроительном заводе произошла авария обвалованной ёмкости с аммиаком: массой 17т  наземного хранения (Z = 1), местность закрытая. Рабочие обеспечены противогазами ГП - 5М на 90%. Завод расположен в 1 км от реки (У = 3), ПДК = 1 мг/м3. Метеоусловия на момент аварии: скорость ветра 2,5м/с, день, пасмурно, температура воздуха

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теоретическая часть:

 

1.Физико - химические свойства веществ и соединений:

Агрегатное состояние - это состояние вещества при каком-либо влиянии на него.

Нормальные условия - для химических веществ температура 273,15К и давление 1,0 атм.

Парообразование - это переход из жидкого состояния в парообразное.

Испарение - процесс парообразования, который совершается на поверхности  жидкости.

Кипение - процесс парообразования  как на поверхности так и внутри жидкости.

Температура кипения -   Температура кипения соответствует температуре насыщенного пара  над плоской поверхностью кипящей жидкости.

Плотность - массовое содержание  вещества в единице объема при данной температуре  и давлении газов.

Растворимость - это свойство вещества растворяться в других жидкостях.

Гидролиз - это реакция  обменного разложения соединений с  водой.

летучесть - способность  вещества переходить в парообразное состояние.

ПДК - концентрация, которая  при длительном воздействии на человека не вызывает патологических изменений  и заболеваний.

Пороговая токсодоза - количество вещества при котором проявляются начальные признаки токсического поражения.

Поражающая токсодоза - количество вещества при котором  происходит вывод людей из строя.

Максимальный концентрационный предел воспламенения - температура, выше которой смеси газов и насыщенных паров не способны воспламеняться.

Минимальный концентрационный предел воспламенения - температура, выше которой смеси газов и насыщенных паров способны воспламеняться.

Очаг химического заражения - территория, подвергшаяся непосредственному разливу СДЯВ.

Очаг химического заражения - территория, в пределах которой  под воздействием направления ветра, содержится такое количество АХОВ, которое может создавать опасность  для людей.

Зона возможного химического  заражения - территория, в пределах которой под воздействием направления ветра может перемещаться облако зараженного воздуха.

Зона фактического химического  заражения - территория, в пределах которой заражен приземный слой воздуха в опасных для жизни  концентрациях.

Первичное облако - облако АХОВ, образующееся в результате мгновенного испарения вещества из ёмкости при ёе разрушении.

Вторичное облако - облако АХОВ, образующееся в результате испарения  разлившегося вещества с подстилающей поверхности.

2.Характеристика вещества и его действие на человека.

Аммиак

 

Химическая формула NH₃.

Физико-химические свойства. Аммиак – бесцветный газ с резким запахом нашатырного спирта, в 1,7 раза легче воздуха, хорошо растворяется в воде. Растворимость его в воде больше, чем всех других газов: при 20°C в одном объеме воды растворяется 700 объемов аммиака. 
Температура кипения сжиженного аммиака – 33,35°С, так что даже зимой аммиак находится в газообразном состоянии. При температуре минус 77,7°С аммиак затвердевает. 
При выходе в атмосферу из сжиженного состояния дымит. Облако аммиака распространяется в верхние слои приземного слоя атмосферы. 
Нестойкое АХОВ. Поражающее действие в атмосфере и на поверхности объектов сохраняется в течение одного часа.

Пожаро  и взрывоопасность. Горючий газ. Горит при наличии постоянного источника огня (при пожаре). При горении выделяет азот и водяной пар. Газообразная смесь аммиака с воздухом (при концентрациях в пределах от 15 до 28 % по объему) взрывоопасна. Температура самовоспламенения 650°С

Действие  на организм. По физиологическому действию на организм относится к группе веществ удушающего и нейротропного действия, способных при ингаляционном поражении вызвать токсический отёк лёгких и тяжёлое поражение нервной системы. Аммиак обладает как местным, так и резорбтивным действием. Пары аммиака сильно раздражают слизистые оболочки глаз и органов дыхания, а также кожные покровы. Вызывают при этом обильное слезотечение, боль в глазах, химический ожог конъюктивы и роговицы, потерю зрения, приступы кашля, покраснение и зуд кожи. При соприкосновении сжиженного аммиака и его растворов с кожей возникает жжение, возможен химический ожог с пузырями, изъязвлениями. Кроме того, сжиженный аммиак при испарении охлаждается, и при соприкосновении с кожей возникает обморожение различной степени. Запах аммиака ощущается при концентрации 37 мг/м³. Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны производственного помещения составляет 20 мг/м³. Следовательно, если чувствуется запах аммиака, то работать без средств защиты уже опасно. Раздражение зева проявляется при содержании аммиака в воздухе 280 мг/м³, глаз – 490 мг/м³. При действии в очень высоких концентрациях аммиак вызывает поражение кожи: 7–14 г/м³ – эритематозный, 21 г/м³ и более – буллёзный дерматит. Токсический отёк лёгких развивается при воздействии аммиака в течение часа с концентрацией 1,5 г/м³. Кратковременное воздействие аммиака в концентрации 3,5 г/м³ и более быстро приводит к развитию общетоксических эффектов. Предельно допустимая концентрация аммиака в атмосферном воздухе населённых пунктов равна: среднесуточная 0,04 мг/м³; максимальная разовая 0,2 мг/м³.  
Признаки поражения аммиаком: обильное слезотечение, боль в глазах, потеря зрения, приступообразный кашель; при поражении кожи химический ожог 1 й или 2 й степени.

 Использование. Аммиак используется при производстве азотной и синильной кислот, мочевины, соды, азотсодержащих солей, удобрений, а также при крашении тканей и серебрении зеркал; как хладоагент в холодильниках; 10 %-й водный раствор аммиака известен под названием «нашатырный спирт», 18–20 %-й раствор аммиака называется аммиачной водой и используется в качестве удобрения.  
Аммиак перевозится и часто хранится в сжиженном состоянии под давлением собственных паров (6–18 кгс/см²), а также может храниться в изотермических резервуарах при давлении, близком к атмосферному давлению. При выходе в атмосферу дымит, быстро поглощается влагой.

Поведение в атмосфере. При выбросе паров в воздух очень быстро формируется первичное облако с высокой концентрацией аммиака. Образуется оно очень быстро (в течение 1–3 мин). За это время в атмосферу переходит 18–20 % вещества.  
Вторичное облако возникает при испарении аммиака с площади разлива. Характеризуется оно тем, что концентрация его паров на 2–3 порядка ниже, чем в первичном облаке. Однако их продолжительность действия и глубина распространения значительно больше. В таких случаях за внешнюю границу зоны заражения принимают линию, обозначающую среднюю пороговую токсодозу – 15 (мг мин)/л. Продолжительность действия вторичного облака определяется временем испарения разлившегося вещества, которое, в свою очередь, зависит от температуры кипения и летучести вещества, температуры окружающей среды, скорости ветра и характера разлива (свободно или в поддон).  
Аммиак почти в 2 раза легче воздуха, а это существенно влияет на глубину его распространения. Так, по сравнению с хлором глубина распространения первичного и вторичного облака, а также площадь зоны заражения будут примерно в 25 раз меньше. 
Заражает водоёмы при попадании в них.

3.Источники АХОВ

- аммиак

- хлор

- сероводород

- фосген

- сернистый ангидрид 

- синильная кислота

- сероуглерод

- хлорпикрин

4.Хранение и транспортировка аварийно химически опасных веществ.

На предприятиях химической, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, пищевой, мясомолочной, текстильной, бумажной и ряда других отраслей промышленности  АХОВ являются исходным материалами и конечной продукцией либо побочным продуктом. Для бесперебойной работы предприятий на них создается неснижаемый запас химических веществ, рассчитанный в среднем на трое суток, а для предприятий по производству минеральных удобрений – до 10–15 суток. В результате на крупных предприятиях, а также на складах и в некоторых портах могут одновременно храниться тысячи, и даже десятки тысяч тонн таких веществ в зависимости от масштабов производства. На отдельных овощных (торговых) базах содержится до 150 т сжиженного аммиака, используемого в качестве хладоагента, а на станциях водоподготовки – от 100 до 400 т сжиженного хлора. Запасы  АХОВ хранятся в резервуарах базовых и расходных складов, содержатся в технологических линиях, транспортных средствах (в продуктопроводах, железнодорожных цистернах, контейнерах, баллонах, танкерах). В ВВС компоненты ракетного топлива хранятся в резервуарах на складах; транспортируются в железнодорожных цистернах и автозаправщиками. Грузоподъёмность железнодорожных цистерн составляет: для хлора 47,6 т, 55,8 т  или 57 т; для аммиака 30,7 и 45,3 т; для соляной кислоты 52,2 и 59,4 т. Автомобильные цистерны имеют грузоподъёмность 2–6 т. Ёмкость контейнеров (бочек) составляет 0,4–2,5 м3, а баллонов – от 0,005 до 0,08 м3. Контейнеры и баллоны применяются для транспортировки АХОВ практически всеми видами транспорта. По агрегатному состоянию в принятых условиях производства, хранения и транспортировки АХОВ делятся на сжатые газы, сжиженные газы, жидкости и твердые вещества. Для хранения АХОВ используются  герметичные стальные (для КРТ из сплавов алюминия) резервуары цилиндрической или шаровой формы. Основной способ хранения наземный. Сжиженные газы могут храниться в следующих условиях:

- при температуре окружающей  среды под давлением собственных  паров  6–20 кгс/см2. Типовые объёмы 10, 25, 40, 50, 100, 125, 160 и 200 м3;

- при пониженной температуре  (не выше температуры кипения)  под давлением, близким к атмосферному давлению (изотермические условия хранения). При этом резервуары искусственно охлаждаются. Типовые объёмы 10000, 20000 и 30000 м3.

Сжатые газы хранятся в сферических газгольдерах при  температуре окружающей среды и давлении 0,7–30 кгс/см2. Объём газгольдера от 300 до 2000 м3. Жидкости хранятся при атмосферном давлении и температуре окружающей среды. Резервуары имеют объём от 50 до 5000 м3. Для временного хранения АХОВ могут использоваться железнодорожные цистерны. При этом на путях железнодорожной станции может скопиться большое количество цистерн. Наземные резервуары располагаются группами или отдельно. Для каждой группы резервуаров или отдельных хранилищ по периметру оборудуется замкнутое обвалование или ограждающая стенка высотой не менее 1м. Под складскими резервуарами предприятий химической и некоторых других отраслей промышленности оборудуются поддоны для сбора разлившейся жидкости.

Способ хранения АХОВ во многом определяет их поведение  при аварии.

При разгерметизации резервуаров (технологических линий), содержащих сжиженные газы (аммиак, хлор и др.) или перегретые летучие жидкости с температурой кипения ниже температуры окружающей среды (окись этилена, фосген, окислы азота, сернистый ангидрид, синильная кислота и др.) под давлением собственных паров, часть вещества мгновенно испаряется, образуя первичное облако АХОВ, а часть выливается в обвалование или образует «лужу» на  местности и постепенно испаряется за счет тепла окружающей среды, создавая вторичное облако паров. В начальный момент аварии помимо паров сжиженных газов выбрасывается оседающий грубодисперсный аэрозоль. При этом образуется тяжёлое облако. Опыты с аммиаком показали, что первичное облако моментально поднимается вверх примерно на 20 м, а затем под действием силы тяжести опускается на грунт. Радиус такой зоны может достигать 0,5–1 км. Границы облака отчетливо видны первые 2–3 минуты, так как оно имеет большую оптическую плотность. Авария с выбросом сжиженного газа, находящегося под давлением, характеризуется ингаляционным поражающим воздействием: кратковременно первичным облаком АХОВ с высокой (вплоть до смертельной) концентрацией паров  и более продолжительное время вторичным облаком с опасными поражающими концентрациями паров. В зависимости от типа и количества АХОВ, а также метеоусловий время испарения может составлять от десятков минут до нескольких суток. Наиболее опасным периодом аварии являются первые 10 минут, когда испарение АХОВ происходит весьма интенсивно. Кроме того, пролитый продукт может заражать грунт и воду. В случае разрушения оболочки изотермического хранилища сжиженных газов или хранилища жидких АХОВ с температурой кипения ниже или близкой к температуре окружающей среды вещество проливается в поддон (обвалование) или на подстилающую поверхность. При разрушении изотермического хранилища образование первичного облака АХОВ не характерно. Количество вещества, переходящее в первичное облако, как правило, не превышает 3–5 % при температуре воздуха от плюс 25 до 30 °С. Вследствие испарения пролитого продукта образуется только вторичное облако АХОВ с поражающими концентрациями, которое при благоприятных метеоусловиях может распространиться на значительные расстояния от места аварии. Основными поражающими факторами в этом случае являются ингаляционное воздействие вторичного облака АХОВ, а также заражение грунта и воды на месте пролива. В зависимости от типа и количества АХОВ и метеоусловий время испарения может составлять от нескольких часов до нескольких суток. В результате аварийного выброса (пролива) значительного количества низко летучего АХОВ (жидкого с температурой кипения, значительно выше температуры окружающей среды, или твердого) может произойти заражение местности (грунта, воды) с опасными последствиями для живых организмов и растительности. Высококипящие жидкости имеют малую скорость испарения, скорость испарения жидкости зависит в основном от скорости ветра и площади розлива. Поэтому при разрушении резервуаров с высококипящими АХОВ первичное облако не образуется, а во вторичном облаке (кроме гептила) не создаются поражающие концентрации паров. Однако пребывание личного состава в районе аварии без средств индивидуальной защиты органов дыхания может привести к поражению личного состава. Типичным поражающим фактором в случае розлива этих веществ является возможное пероральное или, в ряде случаев, кожно-резорбтивное воздействие на организм. Наибольшую опасность представляет заражение АХОВ рек и водоемов, которые являются источниками водопотребления.