Взрывы на химических предприятиях

Аварии на химических предприятиях.

Химически опасные объекты (ХОО) –  объекты народного хозяйства, производящие, хранящие или использующие аварийно-химические опасные вещества (АХОВ).

В настоящее время  в народном хозяйстве  широко применяются  химические соединения, большинство из которых представляют опасность для человека. Из 10 млн химических соединений, применяемых в промышленности, сельском хозяйстве и быту, более 500 высокотоксичные и опасны для человека.

К химически опасным  объектам относят:

• Предприятия химической, нефтеперерабатывающей промышленности
• Предприятия пищевой, мясомолочной промышленности, хладокомбинаты, продовольственные базы, имеющие холодильные установки, в которых в качестве хладогена используется аммиак
• Водоочистные и другие сооружения, использующие хлор
• Склады с запасом сильнодействующих химических веществ (СДЯВ)

 

Классификация взрывов  по происхождению выделившейся энергии

 

Взрыв— физический или химический быстропротекающий процесс с  выделением значительной энергии в  небольшом объёме (по сравнению с количеством выделяющейся энергии), приводящий к ударным, вибрационным и тепловым воздействиям на окружающую среду и высокоскоростному расширению газов.

 

Классификация взрывов по происхождению  выделившейся энергии:

 

— химические;

 

— физические;

 

— взрывы ёмкостей под давлением (баллоны, паровые котлы);

 

— взрыв расширяющихся паров  вскипающей жидкости (BLEVE);

 

— взрывы при сбросе давления в  перегретых жидкостях;

 

— взрывы при смешивании двух жидкостей, температура одной из которых  намного превышает температуру кипения другой;

 

— кинетические (падение метеоритов);

 

— ядерные 

 

— электрические (например, при грозе).

1. Химические взрывы

Единого мнения о том, какие именно химические процессы следует считать  взрывом, не существует. Это связано  с тем, что высокоскоростные процессы могут протекать в виде детонации или дефлаграции (горения). Детонация отличается от горения тем, что химические реакции и процесс выделения энергии идут с образованием ударной волны, и вовлечение новых порций взрывчатого вещества в химическую реакцию происходит на фронте ударной волны, а не путём теплопроводности и диффузии, как при горении. Как правило, скорость детонации выше скорости горения, однако это не является абсолютным правилом. Различие механизмов передачи энергии и вещества влияют на скорость протекания процессов и на результаты их действия на окружающую среду, однако на практике наблюдаются самые различные сочетания этих процессов и переходы детонации в горение и обратно. В связи с этим обычно к химическим взрывам относят различные быстропротекающие процессы без уточнения их характера.

 

Существует более жёсткий подход к определению химического взрыва как исключительно детонационному. Из этого условия с необходимостью следует, что при химическом взрыве, сопровождаемом окислительно-восстановительной реакцией (сгоранием), сгорающее вещество и окислитель должны быть перемешаны, иначе скорость реакции будет ограничена скоростью процесса доставки окислителя, а этот процесс, как правило, имеет диффузионный характер. Например, природный газ медленно горит в горелках домашних кухонных плит, поскольку кислород медленно попадает в область горения путём диффузии. Однако, если перемешать газ с воздухом, он взорвётся от небольшой искры — объёмный взрыв.

 

Индивидуальные взрывчатые вещества, как правило, содержат кислород в составе своих собственных молекул, притом, их молекулы, по сути, метастабильные образования. При сообщении такой молекуле достаточной энергии (энергии активации) она самопроизвольно диссоциирует на составляющие атомы, из которых образуются продукты взрыва, с выделением энергии, превышающей энергию активации. Подобными свойствами обладают молекулы нитроглицерина, тринитротолуола и др. Нитраты целлюлозы (бездымный порох), чёрный порох, который состоит из механической смеси горючего вещества (древесный уголь) и окислителя (различные селитры), в обычных условиях не склонны к детонации, но их по традиции относят к взрывчатым веществам.

2. Ядерные взрывы

Ядерный взрыв — это неуправляемый  процесс высвобождения большого количества тепловой и лучистой энергии в результате цепной ядерной реакции расщепления атома или реакции термоядерного синтеза. Искусственные ядерные взрывы в основном используются в качестве мощнейшего оружия, предназначенного для уничтожения крупных объектов и скоплений (однако единственное военное применение ядерного оружия было против мирного населения (Хиросима и Нагасаки)) войск противника.

 

Причинами аварий на производстве, использующем химические вещества, чаще всего бывает:

• нарушение правил транспортировки и хранения ядовитых веществ
• несоблюдение правил техники безопасности
• выход из строя агрегатов, механизмов, трубопроводов
• неисправность средств транспортировки
• разгерметизация емкостей хранения
• превышение нормативных запасов

Каждые сутки в мире регистрируется около 20 химических аварий. Примерами могут служить:

1961г. 22 июля в Дзержинске из-за  разрыва хлоропровода была заражена  территория химзавода. 44 человека  получили отравления различной  тяжести.

1965г. 18 июня в Ново-Липецком  металлургическом комбинате произошла утечка аммиака. 1 человек погиб, 35 получили отравления, пострадали многие жители города, находившиеся в зданиях, автобусах, трамваях.

1983г. 15 ноября на Кемеровском  ПО «Прогресс» повреждена цистерна  с 60 тоннами хлора. Облако заполнило  территорию объединения (5 тыс. м²). 26 работников погибли, десятки получили отравления различной степени тяжести.

В результате аварий или  катастроф на химических предприятиях возникает очаг химического заражения (ОХЗ). В очаге химического поражения  или зоне химического заражения (ЗХЗ) может оказаться само предприятие и прилегающая к нему территория. В соответствии с этим выделяют 4 степени опасности химических предприятий:

1. В зону возможного заражения попадают более 75000 человек
2. В зону возможного заражения попадают 40000 – 75000 человек
3. В зону возможного заражения попадают менее 40000 человек
4. Зона возможного химического заражения не выходит за пределы предприятия.

Последствия аварий на химических предприятиях определяются степенью опасности химических веществ и их токсичностью.

Основными поражающими факторами  взрывов являются:

 

- воздушная ударная волна (ВУВ), возникающая при ядерных взрывах,  взрывах детонирующих и инициирующих  веществ, при взрывных превращениях  облаков топливно-воздушных смесей, взрывов резервуаров с перегретой жидкостью и резервуаров под давлением;

 

- осколочные поля, создаваемые  летящими обломками разного рода  объектов.

 

Основными параметрами  поражающих факторов являются:

 

- воздушной ударной волны  - избыточное давление в ее  фронте;

 

- осколочного поля - количество осколков, их кинетическая энергия и радиус разлета.

 

В результате действия поражающих факторов взрыва происходит разрушение или повреждение зданий, сооружений, оборудования, элементов коммуникации, и гибель людей и животных.

 

Вторичными последствиями взрывов являются поражение находящихся внутри объектов, обломками обрушенных конструкций здания, их погребение под обломками. В результате взрывов могут возникнуть пожары, утечка опасных веществ из поврежденного оборудования.

 

При пожарах и взрывах люди получают термические и механические травмы. Характерны ожоги верхних дыхательных  путей, тела, черепно-мозговые травмы, множественные переломы и ушибы, комбинированные поражения.

По показателям токсичности  и опасности химические вещества делят на 4 класса:

1. чрезвычайно опасные (LC₅₀  менее 0,5 г/м³)¹
2. высоко опасные (LC₅₀  до 5 г/м³)¹
3. умеренно опасные (LC₅₀  до 50 г/м³)¹
4. мало опасные (LC₅₀  более 50 г/м³)¹

LC₅₀  - концентрация, вызывающая гибель 50% животных, подвергнутых воздействию.

По характеру воздействия  на организм человека аварийно-химические опасные вещества или сильнодействующие химические вещества делятся на следующие группы:

1. вещества удушающего воздействия

А) с выраженным прижигающим эффектом (хлор)

Б) со слабо прижигающим эффектом (фосген)

2. вещества обще ядовитого действия (синильная кислота, цианиды, угарный  газ)

3. вещества удушающего и общеядовитого  действия

А) с выраженным прижигающим эффектом (азотная кислота, соединения фтора)

Б) со слабо прижигающим эффектом (сероводород, оксиды азота)

4. нейротропные яды (фосфорорганические  соединения, сероуглерод)

5. нейротропного и удушающего  действия (аммиак, гидразин)

6. метаболические яды (дихлорэтан, оксид этилена)

7. вещества, извращающие обмен веществ  (диоксин, бензофуралы)

Кроме того, все АОХВ делятся на быстродействующие и медленнодействующие. При поражении первыми картина  отравления развивается быстро, а  во втором случае до проявления картины  отравления проходит несколько часов, так называемый латентный период (скрытый).

Возможность более или менее  продолжительного заражения местности  зависит от стойкости химического  вещества. Стойкость же, в свою очередь, зависит от температуры кипения  вещества. К нестойким относятся  АОХВ с температурой кипения до 130°C, а к стойким – выше 130°C. Нестойкие заражают местность за минуты или десятки минут, стойкие – от нескольких часов до нескольких месяцев.

 

С позиции продолжительности поражающего действия и времени наступления поражающего эффекта АОХВ делятся на 4 группы:

1. нестойкие с быстронаступающим действием – синильная кислота, аммиак, оксид углерода.
2. нестойкие замедленного действия – фосген, азотная кислота.
3. стойкие с быстронаступающим действием – фосфорганические соединения, анилин.
4. стойкие замедленного действия – серная кислота, тетраэтилсвинец.

Территория, подвергшаяся заражению  АОХВ, на которой могут возникнуть массовые поражения людей, называется очагом химического поражения (ОХП).

На зараженной территории вещества могут находиться в капельно-жидком, парообразном, аэрозольном и  газообразном состоянии. При выбросе в атмосферу парообразных и газообразных химических соединений формируется первичное зараженное облако, которое в зависимости от плотности газа, пара будет в той или иной степени рассеиваться в атмосфере. Газы с высоким показателем плотности (больше 1) будут стелиться по земле, а с плотностью меньше 1 – быстро рассеиваться в высших слоях атмосферы.

В конечном счете, зона химического  заражения АОХВ включает 2 территории: подверженная непосредственному воздействию  и та, над которой распространилось зараженное облако.

Указанные и многие другие факторы, характеризующие зону химического  заражения, необходимо учитывать при  планировании работ по ликвидации последствий  аварий на химически опасных объектах.

Общие требования к организации и проведению аварийно-спасательных работ на химически опасных предприятиях устанавливает Государственный стандарт РФ ГОСТ Р 22.8-05-99.

В соответствии со стандартом устанавливается:

• аварийно-спасательные работы должны начинаться немедленно после принятия решения о проведении неотложных работ; должны проводиться с использованием средств индивидуальной защиты органов дыхания и кожи, соответствующих химической обстановке; должны проводиться непрерывно днем и ночью в любую погоду с соблюдением соответствующего обстановке режима деятельности спасателей до полного завершения работ.
• Предварительно проводится разведка аварийного объекта и зоны заражения, масштабов и границ зоны заражения, уточнение состояния аварийного объекта, определение типа чрезвычайной ситуации.
• Аварийно-спасательные работы
• Осуществление оказания медицинской помощи пораженным, их эвакуация.
• Локализация, подавление, снижение до минимально возможного уровня воздействия поражающих факторов.

Главные задачи химической разведки:

• Уточнение наличия и концентрации отравляющих веществ на объекте работ,  границ и динамики изменения химического заражения.
• Получение необходимых данных для организации аварийно-спасательных работ и мер безопасности населения.
• Постоянное наблюдение за изменением химической обстановки в зоне чрезвычайной ситуации, предупреждение об изменении обстановки.

Химическая разведка ведется путем  осмотра, с помощью специальных  приборов.

Одновременно в зоне заражения  ведутся поисково-спасательные работы. Поиск проводится путем визуального обследования территорий, зданий, сооружений, цехов и т.д., а также опроса очевидцев и с помощью специальных приборов в случае разрушений и завалов.

Спасательные работы проводятся с  обязательным применением средств  индивидуальной защиты.

При спасении пострадавших на химическом предприятии учитывается характер, тяжесть поражения, местонахождение пострадавшего.

При этом осуществляются следующие мероприятия: