В данном разделе дипломной работы представлены основные свойства аммиака, промышленное значение, области его применения и классификационные характеристики. Также проанализированы наиболее крупные аварии с выбросом (разливом) аммиака, имевшие место в мировой практике и в нашей стране. Выявлены типичные для предприятий, использующих, производящих или транспортирующих данное вещество, причины аварий.
Классификационные характеристики аммиака
АХОВ – опасное химическое вещество, применяемое в промышленности и сельском хозяйстве, при аварийном выбросе (разливе) которого может произойти заражение окружающей среды в поражающих живой организм концентрациях (токсодозах).
Токсическая доза – это количество вредного вещества, вызывающее определенный токсический эффект.
В зависимости от давления P и температуры Т, вещество может находиться в различных агрегатных состояниях (рисунок 1.1)
А – тройная точка
В-критическая точка
1 – твердая фаза
2 – жидкость
3 – газ
4 – пар
Рисунок 1.1 – Диаграмма состояния вещества [5]
Участок кривой АВ представляет условия равновесия двух фаз – жидкости и пара (линия насыщенного пара). Тройная точка А фиксирует одновременное равновесие трех фаз. В критической точке В пропадает граница между жидкостью и паром. При T ≥ Tкр вещество находится в газообразном состоянии независимо от давления [5].
В зависимости от агрегатного состояния в принятых условиях производства, хранения и транспортировки АХОВ делятся на:
– сжатые газы;
– сжиженные газы;
– жидкости;
– твердые вещества [2].
Сжиженный аммиак, находящийся под сверхатмосферным давлением при температуре выше или равной температуре окружающей среды в сосудах, резервуарах и другом технологическом оборудовании, является перегретой жидкостью.
В зависимости от соотношения критической температуры, температуры внешней среды и условий хранения, все АХОВ делятся на 4 основные группы. Аммиак относится ко 2 группе.
Во 2 группу входят вещества, у которых критическая температура выше, а температура кипения ниже температуры окружающей среды. При разгерметизации емкостей с жидкостями данной категории процесс образования газовых облаков зависит от условий хранения АХОВ [27].
Если АХОВ хранятся в жидкой фазе в емкости под высоким давлением и при температуре выше температуры кипения, но ниже температуры окружающей среды, то при разгерметизации емкости часть АХОВ (10–40%) «мгновенно» испарится, образуя первичное облако паров АХОВ [2].
Если АХОВ хранятся в изотермических хранилищах при температуре хранения ниже температуры кипения, то в случае разгерметизации емкости первоначального испарения значительной части жидкости не наблюдается. В первичное облако переходит только 3–5% от общего количества АХОВ. Оставшаяся часть жидкости перейдет в режим стационарного кипения. Наиболее опасные поражающие факторы в данном случае – вторичное облако паров АХОВ, переохлаждение, а в некоторых случаях – пожары и взрывы [4].
В соответствии с классификацией холодильных агентов по степени опасности воспламеняемости и взрывоопасности смесей с воздухом [21], аммиак относится ко 2 группе. К этой группе относят токсичные холодильные агенты. Несколько хладагентов этой группы являются также воспламеняемыми, но с нижней границей воспламеняемости, равной или выше 3,5% по объему, что требует надлежащих дополнительных ограничений.
Аммиак – единственный холодильный агент этой группы, который широко применяется в холодильной промышленности. У него есть преимущество: он благодаря своему резкому запаху сигнализирует об утечке даже при концентрации гораздо более низкой, чем уровень концентрации, представляющий опасность.
Вредные химические вещества по степени токсичности подразделяют на четыре класса:
I класс – чрезвычайно токсичные;
II класс – высокотоксичные;
III класс – умеренно-токсичные;
IV класс – малотоксичные вещества.
Аммиак относится к группе малотоксичных веществ (IV группа). Классификация установлена в зависимости от величины ПДК АХОВ (Таблица П. 4.1).
По преимущественному синдрому, складывающемуся при острой интоксикации, аммиак относится к пятой группе АХОВ удушающего нейротропного воздействия. Вещества этой группы вызывают токсический отек легких на фоне которого формируется тяжелое поражение нервной системы (Таблица П. 4.2).
По способности к горению, жидкий аммиак относится к группе трудногорючих веществ, а газообразный – к группе горючих веществ (Таблица П. 4.4). Аммиак является воспламеняющимся лишь в очень ограниченном диапазоне концентраций. При повышении температуры воспламеняемость аммиака увеличивается.
Основные свойства аммиака
Основные свойства аммиака определяются его физико-химическим характеристиками и токсичным действием на организм человека.
Токсические свойства аммиака
Токсичность – способность вредного вещества вызывать нарушения физиологических функций организма, в результате чего возникают симптомы интоксикаций (заболевания), а при тяжелых поражениях – его гибель [11].
Механизм токсического действия АХОВ и, в частности, аммиака, заключается в следующем. Внутри человеческого организма, а также между ним и внешней средой, происходит интенсивный обмен веществ. Наиболее важная роль в этом обмене принадлежит ферментам – химическим (биохимическим) веществам или соединениям, способным управлять химическими и биологическими реакциями в организме. Токсичность АХОВ заключается в химическом взаимодействии с ферментами, которое приводит к торможению или прекращению ряда жизненных функций организма. Полное подавление тех или иных ферментных систем вызывает общее поражение организма, а в некоторых случаях его гибель [4].
Для оценки токсичности АХОВ используют ряд характеристик, основными из которых являются: концентрация и токсическая доза.
Концентрация – количество вещества (АХОВ) в единице объема, массы.
Предельно допустимая концентрация – концентрация вредного вещества в воздухе, которая при ежедневной работе в течение 8 часов в день (41 часа в неделю) за время всего стажа работы не может вызвать заболеваний или отклонений состояния здоровья работающих, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений [24].
Пороговая концентрация – это минимальная концентрация, которая может вызвать ощутимый физиологический эффект. При этом пораженные ощущают лишь первичные признаки поражения и сохраняют работоспособность.
Средняя смертельная концентрация в воздухе – концентрация вещества в воздухе, вызывающая гибель 50% пораженных при двухчасовом ингаляционном воздействии.
Для характеристики токсичности веществ (при их попадании в организм человека ингаляционным путем) выделяют следующие токсодозы:
– средняя смертельная концентрация (LCt50) – приводит к смертельному исходу 50% пораженных;
Скачать реферат