Определение химически опасных объектов. Аварии на химически опасных объектах и их классификация

Реферат 

Тема: Определение  химически опасных объектов. Аварии на химически опасных объектах и их классификация. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………….……...3

1. ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫЕ ОБЪЕКТЫ……………………………......4
1. Понятие химической опасности……………………………………….…4
2. Определение химически опасных объектов……………………………..6
3. Потенциально опасные процессы химической технологии……..…..7
2. АВАРИИ НА ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ОБЪЕКТАХ.....................9
1. Понятие аварии на химически опасных объектах………………….....9
2. Классификация аварий на химически опасных объектах…………...13
3. Примеры возникновения аварий на химически опасных объектах...14
3. ЛИТЕРАТУРА………………………………………………………….…17

     ВВЕДЕНИЕ 

     Развитие  систем топливной энергетики и объемов  химической технологии связано с  увеличением масштабов добычи и  переработки нефти и газа, со значительным возрастанием единичных мощностей установок и аппаратов, а также с усложнением самих технологических процессов и режимов управления производством. Как следствие, наряду с развитием научно-технического прогресса в промышленности имеет место устойчивая тенденция роста числа аварий со все более тяжкими экологическими, экономическими и социальными последствиями. Безопасность, таким образом, выдвигается в число основных характеристик промышленных объектов. Это особо подчеркивается в принятых Правительством Федеральных целевых программах “Экологическая безопасность России”, “Химическая безопасность России”, в которых поставлена задача безотлагательного решения широкого круга вопросов, связанных с технологической и экологической безопасностью энергетики и химии, предусмотрена разработка и внедрение нормативов по оценке экологического риска, методов минимизации риска.

     Химические  производства являются одними из наиболее опасных техногенных источников воздействия на человека и объекты природной среды. Опасность химических производств усугубляется при возникновении чрезвычайных ситуаций, связанных и их функционированием. Несмотря на некоторый спад производства в 90-е годы, аварийность на предприятиях химической, нефтехимической и смежных отраслях промышленности остается очень высокой.

     К химически опасным объектам относятся  не только предприятия химической, нефтехимической, металлургической и других отраслей промышленности, где токсические химические вещества содержатся в сырье, вспомогательных материалах, технологических смесях, продуктах и отходах. Значительные массы сильнодействующих токсических веществ сосредоточены на объектах пищевой, мясомолочной промышленности, в жилищно-коммунальном хозяйстве и т.д. В России и государствах СНГ в настоящее время продолжают эксплуатироваться более 1000 крупных химических объектов с большим количеством ядовитых и взрывоопасных веществ.

     В Советском Союзе в течение  длительного периода осуществлялась научно-техническая политика, ориентированная на постоянный рост объемов промышленного производства. При этом ущерб, наносимый техническим прогрессом окружающей природной среде, по существу во внимание не принимался.

     Такая политика в большой степени определялась развитием человеческой цивилизации в целом, ибо и в развитых странах ученые серьезно озаботились ростом техногенной опасности лишь в 70-е годы истекшего столетия после аварии в г. Севезо (Италия, 1976).

     С 1992 г. в России происходит трансформация  хозяйственного облика страны, которая сократила темпы промышленного роста, однако лишь в небольшой степени снизила давление техносферы на экосистемы.

     Переход к рыночным принципам хозяйствования, появление новых форм и видов собственности, физическое и моральное старение оборудования, резкое ухудшение материально-финансового положения и промышленных предприятий привели к росту числа крупных аварий с тяжелыми социальными и экономическими последствиями.

     В 1999 г. предприятия химической промышленности занимали третье место в списке наиболее аварийно опасных производственных объектов. Таким образом, химическая промышленность становится одной из наиболее вероятных источников промышленной техногенной опасности. 

     1.   ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫЕ  ОБЪЕКТЫ

     1.1 ПОНЯТИЕ ХИМИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ 

     Среди различных объектов техносферы значительную долю составляют объекты химического профиля или химические объекты, в которых обращаются различные химические вещества. Химические вещества при всей их пользе и необходимости таят в себе значительные опасности для людей и окружающей среды. Подавляющее большинство из них обладают токсичностью, и их воздействие на живые организмы может приводить к токсическим поражениям различной степени тяжести, включая летальные исходы. Многие химикаты, используемые в промышленности, к тому же и огнеопасны. Паровоздушные смеси, образованные на их основе, способны взрываться. Все это предопределяет опасность объектов техносферы, где обращаются химические вещества.

     Под опасностью понимаются явления, процессы, действия или условия, чреватые наличием потенциала, который может нанести ущерб здоровью людей, привести к их гибели, нанести ущерб окружающей среде, привести к потере сохранности материальных объектов антропогенного происхождения. Опасности, содержащиеся в объектах химического профиля, обусловлены наличием в них токсического и энергетического потенциала. Надо подчеркнуть вероятностную природу этого понятия. Опасность - это предтеча возможных негативных событий, но не сами эти события. Они могут произойти, но могут и не осуществиться.

     Основные  виды техногенных опасностей следующие: химическая, радиационная и бактериологическая опасности. Объекты химического профиля характеризуются химической опасностью. Последняя подразделяется на токсическую, пожаро- и взрывоопасность. Токсическая опасность предопределяется наличием токсического потенциала. Пожаро- и взрывоопасность обусловлены энергетическим потенциалом.

     При высвобождении токсического потенциала, сконцентрированного на объекте, опасность может преобразоваться в токсическую аварию. Высвобождение энергетического потенциала может привести к превращению соответствующей опасности в пожар или взрыв. Возможны комбинированные аварии: пожар в сочетании с токсической аварией, когда огнеопасное вещество является одновременно и токсичным веществом, или когда нетоксичное вещество (материал) при горении выделяет токсичные вещества.

     Химическая (токсическая) опасность отличается рядом важных специфических особенностей:

     Во-первых, химические продукты (токсичные химические вещества   -  ТХВ)  обращаются на множестве химически   опасных объектов (ХОО). К ним относятся не только предприятия химической, нефтехимической, металлургической и других видов промышленности, где ТХВ содержатся в сырье, вспомогательных материалах, технологических смесях, продуктах и отходах.

     Опасность присуща не только стационарным химико-технологическим объектам, но и транспортным средствам, постоянно перемещающим по суше, воде и воздуху громадные массы токсически опасных грузов.

     Во-вторых, токсическая опасность химических продуктов, производимых и используемых в промышленности, проявляется не только в авариях, но и при "нормальном" режиме эксплуатации промышленных предприятий. Химические объекты промышленного назначения работают по принципу открытой системы. В них поступают сырье и вспомогательные материалы; в объектах обращаются также технологические смеси, образующиеся продукты. С другой стороны из объектов в окружающее пространство уходят отходящие газы, сточные воды и твердые отходы. Все эти технологические составляющие зачастую являются в той или иной мере токсичными, их попадание в окружающую среду и нахождение в ней представляют опасность.

     В-третьих, химическая опасность, обусловленная  попаданием токсикантов в окружающую среду, может проявляться на значительном удалении от источников токсического загрязнения (трансграничный и трансконтинентальный перенос). Токсические аварии могут сопровождаться образованием вторичных источников токсического поражения в виде зараженных объектов и участков, которые могут существовать и проявлять себя длительное время после аварии.

     В-четвертых, токсическому воздействию подвержены буквально все представители  биосферы. Разнообразны пути попадания  токсикантов в живые организмы, многообразны механизмы токсического поражения и если ранее учитывался пороговый характер воздействия, то в самое последнее время установлено, что многие химические продукты способны негативно воздействовать на человека при супермалых концентрациях и дозах.

     В-пятых, и это едва ли не главная особенность  химической опасности, свойства многих ТХВ, способность негативно воздействовать на человека и ОПС, изучены слабо. Исследования механизмов воздействия в системах токсикант - организм, токсикант - окружающая среда - организм затруднены в силу исключительной вариабельности последствий токсического воздействия.

     А между тем, по свидетельству крупных  специалистов в области экотоксикологии "...из 12860 исследованных продуктов при объеме их производства свыше 500 т/год для      78 % из них не имеется никакой информации о токсических свойствах этих химикатов".

     В промышленности, сельском хозяйстве, в  быту уже применяется более 100 тысяч химических веществ и ежегодно к ним добавляется 500-1000 новых химикатов. Токсический потенциал химических веществ, используемых в промышленности, сельском хозяйстве и в быту, исчисляется триллионами летальных доз.

     Из  всего сказанного выше следует, что  токсическая техногенная опасность представляет собой большую угрозу для человечества. 

     1.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКИ  ОПАСНЫХ ОБЪЕКТОВ

     Промышленным  объектом, предприятием принято считать совокупность элементов (цехов, установок, отделов), входящих в единый комплекс, находящихся на расстояниях не более 500 м и обеспечивающих единый технологический процесс. Химический объект (объект химического профиля, ХО) объект техносферы, где обращаются (производятся, получаются, образуются, используются, перерабатываются, хранятся, транспортируются и/или уничтожаются) токсичные химические вещества.

     ГОСТ 22.0.05-97 регламентирует следующее определение  химически опасного объекта: объект, на котором хранят, перерабатывают, используют или транспортируют опасные химические вещества, при аварии на котором или при разрушении которого может произойти гибель или химическое заражение людей, сельскохозяйственных животных и растений, а также химическое заражение окружающей природной среды.

     Химически опасные объекты  могут быть разбиты на стационарные (неподвижные) и нестационарные (подвижные). Среди стационарных ХОО особое место занимают ХТО - химико-технологические объекты, в технологическом цикле которых используются токсичные химические вещества, способные при их попадании в окружающее пространство привести к массовым поражениям людей, животных и растений. ХТО - это химически опасные объекты, в которых производится переработка химической субстанции. ХТО, как правило, представляют пожаро- и взрывоопасность. ХТО является основной структурной единицей химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей промышленности, и многих других отраслей техносферы.

     Типовой химико-технологический  объект обычно расчленяют на составные части (участки) разного назначения. Среди них выделяют:

• основные технологические участки,
• вспомогательные участки (блоки),
• функциональные участки общего назначения.

     Современные ХТО отличаются рядом специфических особенностей, влияющих на уровень опасности таких объектов.

     Во-первых, они характеризуются многообразием  различных производственных сред, которые используются на объекте. Многие из них обладают повышенной токсичностью, горючестью, воспламеняемостью и склонностью к коррозии.

     Во-вторых, современные ХТО отличаются использованием агрегатов большой единичной мощности, в которых сконцентрированы значительные массы ТХВ.

     В-третьих, на химико-технологических объектах в настоящее время в более широких масштабах, чем ранее, используется оборудование, работающее в экстремальных условиях (высокая, и слишком низкая температура производственных сред, высокое давление и значительное разряжение в аппаратах, большие скорости движения, колебания элементов оборудования и др.)

     В-четвертых, в химико-технологических схемах современных ХТО используется большое число структурных элементов разного назначения, от нормального функционирования (надежности, безотказности) которых во многом зависит безаварийность объекта в целом.

     В-пятых, в состав ХТО теперь, как правило, входят автоматизированные системы управления, автоматические системы защиты и мониторинга, оснащенные современной вычислительной техникой, контроллерами, микропроцессорами, что должно учитываться при анализе надежности и уровня опасности ХТО. 

     1.3 потенциально опасные процессы химической технологии

     Среди большого числа отличающихся по характеру  процессов химической технологии можно выделить группу процессов, которые при определенных условиях, возникающих вследствие нарушения требований регламента, выходят в аварийные режимы с последствиями различной степени тяжести. Такие процессы называются потенциально опасные процессы химической технологии и их можно разделить на четыре группы: переработка и получение токсичных веществ; переработка и получение взрывоопасны веществ и смесей; процессы, протекающие с большой скоростью; смешанные процессы.

     Большая часть потенциально опасных процессов  химической технологии - это смешанные процессы, т.е. такие, которые можно отнести одновременно к двум или трем указанным группам. В них присутствуют все или часть видов опасности: токсичность, взрыв, механическое разрушение оборудования и аппаратуры, выброс реакционной массы, технологический брак.

     Классификация потенциально опасных процессов  химической технологии по виду опасности приведена на рис. 1. 
 
 
 
 

     Рис.1. Классификация потенциально опасных процессов химической технологии 

     Причины, приводящие к отклонению от нормального  режима работы и вызывающие аварийную ситуацию очень разнообразны. Основные причины возникновения аварийной ситуации можно свести к следующим:

1. Изменение        соотношения        подаваемых        компонентов 
   (непрерывный    процесс)   или    скорости    слива   одного   из 
   компонентов (полунепрерывный процесс). И в том, и в другом 
   случаях скорость химического превращения веществ растет, что 
   приводит   к   увеличению   количества   выделяемого   тепла, 
   подъему     температуры,     ускорению     побочных     реакций, 
   интенсивному газовыделению и пр. Оба отклонения возникают 
   при      отказах      средств      автоматизации,      оборудования, 
   регламентирующего    подачу,    или    в    результате    ошибок 
   обслуживающего персонала (при ручном управлении).
2. Снижение (или отсутствие) расхода хладагента, подаваемого 
   для   охлаждения.   Это   приводит   к  снижению  теплоотбора, 
   увеличению температуры и т. д. и возникает при отказе средств                      автоматизации и технологического оборудования или в результате                     ошибок обслуживающего персонала.
3. Отсутствие    перемешивания.    В    этом    случае    возможно 
   накопление    непрореагировавших    компонентов,    что    при 
   последующем включении мешалки ведет к интенсивному росту 
   скорости     реакции     и,     как     следствие,     к     нарушению 
   температурного    режима.    Возникает    в   результате    отказа 
   технологического оборудования (остановка или обрыв лопастей 
   мешалки).
4. Попадание  посторонних продуктов  в  аппарат.   Приводит  к 
   ускорению   побочных   реакций,   нарушению  температурного 
   режима   и   т.   д.   Возникает   при   отказе   технологического 
   оборудования    и    в    результате    ошибок    обслуживающего 
   персонала.
5. Нарушение состава исходных компонентов, подаваемых в виде 
   смеси  или  раствора.  Приводит к  изменению   соотношения 
   реагирующих веществ, следствием чего возможно увеличение 
   скорости химического превращения веществ и т.д.  
   Причины этого нарушения — отказы средств автоматизации и 
   ошибки обслуживающего персонала.
6. Нарушение режима удаления газов или паров. Приводит к 
   увеличению   давления   и   возникает   при   отказах   средств 
   автоматизации, технологического оборудования, стоящего на 
   линии: отвода газов или паров из реактора, и при ошибках 
   обслуживающего персонала.

2.   АВАРИИ НА ХИМИЧЕСКИ  ОПАСНЫХ ОБЪЕКТАХ

2.1 ПОНЯТИЕ АВАРИИ НА ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ОБЪЕКТАХ

     ГОСТ 22.0.05-97 регламентирует следующее определение аварии: опасное техногенное происшествие, создающее на объекте, определенной территории или акватории угрозу жизни и здоровью людей и приводящее к разрушению зданий, сооружений, оборудования и транспортных средств, нарушению производственного или транспортного процесса, а также к нанесению ущерба окружающей природной среде.

     Токсическая авария - несанкционированное высвобождение ТХВ, распространение их в окружающем пространстве и поражающее действие на людей и окружающую среду.

     Сценарий  аварии состоит в описании воображаемого, но правдоподобного сочетания случайных событий, которые могут в будущем привести к возникновению и развитию явлений, составляющих аварию.

     Обычно  совокупность случайных событий, составляющих токсическую аварию, можно подразделить на две группы. В первую группу входят события, образующие фазу инициирования аварии. Это - инициирующие, промежуточные события и сам инцидент.

     Вторую  группу образуют события, связанные  с выходом токсического или энергетического потенциала в окружающее пространство, формирование поля поражающих факторов и воздействие поля поражающих факторов на реципиентов.

     Реципиентами  аварии являются люди, а также фауна и флора, составляющие биоту, а также абиотические элементы окружающей природной среды (атмосфера, поверхностные воды, почва) и материальные  объекты  антропогенного  происхождения   (МОАП).

     Под последними понимаются оборудование, имущество, здания, сооружения и т.д. На рис. 2 представлена блок-схема основных атрибутов химической опасности и её реализаций.

Рис. 2. Блок-схема  основных атрибутов химической опасности  и ее реализаций.

     Сегодня химические технологии в той или  иной степени используются во всех отраслях промышленности. При этом, в большинстве случаев даже при нормальном функционировании этих объектов имеет место выброс в атмосферу или сброс в водную среду тех или иных загрязняющих веществ. В табл. 1 представлены данные по динамике этих выбросов и сбросов в России. 
 

     Таблица 1.

Динамика  выбросов загрязняющих веществ в  атмосферный воздух (тыс. т)                                и сброса загрязненных сточных вод в поверхностные водные объекты (млн. м³)

     Основу  веществ, загрязняющих атмосферу, составляют окись углерода (28%), сернистый ангидрид (16,3%), окислы азота (6,8%), аммиак (3,7%), сероуглерод (2,6%), сероводород (0,6%), толуол (1,2%), ацетон (0,95%), дихлорэтан (0,6%) и другие.

     Со  сточными водами сбрасываются нефтепродукты, нитраты, нитриты, хлориды, сульфаты, фосфор, цианиды, родониты, кадмий, кобальт, марганец, медь, никель, ртуть, свинец, хром, цинк, сероводород, сероуглерод, бензол, формальдегид, фенолы, пестициды и т.д.

     В результате этих выбросов и сбросов  во многих районах, где работают объекты, использующие химические технологии, сегодня имеет место превышение среднегодовых предельно-допустимых концентраций в атмосферном воздухе и поверхностных водных объектах, загрязнение подземных вод. Высокая степень загрязнения атмосферного воздуха и воды приводит к накоплению загрязняющих веществ в почвах.

     Безусловно, наиболее масштабные и опасные техногенные  загрязнения происходят при авариях и катастрофах на объектах, использующих химические технологии, особенно на химически опасных объектах, где производятся, перерабатываются, используются, транспортируются или хранятся аварийно химически опасные вещества. Аварийные выбросы и сбросы (разливы), при авариях которых нередко приводят к катастрофическим последствиям.

     Сегодня на территории России функционируют  более 3600 такого рода  объектов,   имеющих   значительные   запасы  АХОВ.   Суммарная площадь, на которой может возникнуть очаг химического заражения, составляет 300 тыс. км² с населением около 54 млн. человек. Классификация таких объектов по степени опасности приведена в табл. 2.

     Таблица 2.

Классификация предприятий по степени химической опасности.