Контрольная работа - Катастрофы на химических предприятиях

Подождите немного. Документ загружается.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «ГДУ»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «Природные и техногенные катастрофы»

Тема: «Катастрофы на химических предприятиях»

Выполнил

Студент: Касатова Ж.В.

Факультет: ЗФ

Группа: ОТЗ-630

Преподаватель: Балаганский И.А.

Дата сдачи:

Дата защиты:

Новосибирск

2009

ВВЕДЕНИЕ

Возникновение чрезвычайных ситуаций, обусловленных химическими авариями и

катастрофами, в сегодняшних условиях вполне реально. Более того, в последние годы

их вероятность постоянно растет.

Сегодня в мире происходят тысячи аварий при производстве, хранении,

транспортировке аварийно химически опасных веществ. Наибольшее число аварий в

мире и в России происходит на предприятиях производящих или хранящих хлор,

аммиак, минеральные удобрения, гербициды, продукты органического и

нефтеорганического синтеза [1].

В России насчитывается более трех тысяч шестисот химически опасных объектов, а

сто сорок шесть городов с населением более ста тысяч человек расположены в зонах

повышенной химической опасности.

По расчетам экспертов затраты на предупреждение аварий во много раз меньше по

сравнению с величиной ущерба, к которому они приводят в случае возникновения.

Поэтому во всем мире вопросам безопасности химических производств придается

очень большое значение.

1. АВАРИИ НА ХИМИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

Химически опасные объекты - объекты, производящие, хранящие или использующие

аварийно-химические опасные вещества (АХОВ).

К химически опасным объектам относят:

 предприятия химической, нефтехимической и 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.

За период с 2004 по 2008 г.г на опасных производственных объектах химической

промышленности произошло порядка 60 аварий. Из них можно отметить следующие.[2]

Так, 17.11.2005 года на заводе «Этилен» ОАО «Казаньоргсинтез» при подаче

азота в ректификационную колонну, содержащую этан-этиленовую фракцию,

произошел взрыв внутри колонны. В результате взрыва колонна частично

разрушилась, повреждены технологические трубопроводы и рядом стоящее

оборудование. Малые фрагменты разрушившейся колонны обнаружены на расстоянии

200 м от места взрыва. Экономический ущерб от аварии составил 245 тыс. руб.

Причиной аварии явилась проектная недоработка схемы общей трубной обвязки

компрессоров, работающих попеременно на азоте и воздухе, что привело к пропуску

воздуха в линию подачи азота и образованию взрывоопасной среды в

ректификационной колонне. Воспламенение газовоздушной смеси было инициировано

самовоспламенением пирофорных полимеров, имевшихся внутри оборудования.[3]

Авария, произошедшая 23.11.2005 на ОАО «Воронежсинтезкаучук», где при

проведении подготовительных к ремонту операций и пропарке емкости обратного

стирола произошел взрыв внутри емкости. В результате аварии три человека получили

тяжелые травмы, двое из которых скончались. Экономический ущерб составил 4 млн.

874 тыс. 854 руб. Причиной взрыва явилось недостаточное заполнение аппарата водой

перед пропаркой. Подача острого пара осуществлялась непосредственно на набухший

в стироле полимер и стирол, что вызвало термополимеризацию стирола с выделением

большого количества тепла, резкое повышение давления и температуры с

последующим разрушением аппарата, воспламенением и взрывом образовавшейся в

производственном помещении газовоздушной смеси.[3]

17.05.2006 года на этом же предприятии из резервного трубопровода, который

готовился к ремонтным работам, произошла утечка опасного вещества - дивинила. На

этот день на резервном трубопроводе была запланирована замена запорной

арматуры. При проведении подобных работ должно соблюдаться одно очень важное

правило – предварительная проверка самой емкости. И хотя цистерна считалась

пустой. Рабочие обязаны были продавить емкость азотом и только потом открывать

задвижку. Дивинил (бутадиен) – это летучий газ с резким неприятным запахом. В

воздухе он улетучивается мгновенно. Что касается опасности отравления, то тут

многое зависит от его концентрации и количества вытекшего вещества. Силами самих

рабочих предприятия утечка дивинила была устранена уже через несколько минут

после сигнала о чрезвычайном происшествии. Причиной аварии считается

несоблюдение техники безопасности. Дивинил, попавший в воздух, в районе вытекания

не превысил допустимую концентрацию. Тем не менее, значительное количество

ядовитого вещества – порядка 100 кг – все же ушло в атмосферу. И от экологической

катастрофы воронежцев спас тот факт, что емкость была неполной.[4]

14.08.2007 года на ОАО «Саянскхимпласт» в цехе по производству винилхлорида

произошел взрыв с последующим возгоранием. Как показала техническая экспертиза,

проведённая ОАО «Иркутск-НИИхиммаш», причиной взрыва и пожара стало

несоблюдение безопасности при выполнении огневых работ. Производился текущий

ремонт линии пожаротушения. Бригада из четырёх человек заменяла отрезок

трубопровода, не влияющего на технологический процесс. Сварка проводилась с

использованием кислорода и ацетилена. Каждые два часа специальным

оборудованием измеряли уровень содержания ацетилена в воздухе. До очередной

проверки оставалось полчаса, когда произошёл взрыв. Ацетилен имеет свойство к

самовозгоранию и не имеет запаха, поэтому рабочие не заметили его скопления. В

результате взрыва прорвало другой трубопровод, и произошёл выброс восьми

кубических метров хлористого водорода, дихлорэтана и винил-хлорида. Огонь

перекинулся на кровлю, покрытую битумом. В результате пожара восемь человек

получили ожоги различной степени тяжести (из них 4 – смертельные).[5]

04.10.2007 года произошел групповой несчастный случай на ООО «Менделеевсказот».

В результате разгерметизации фланцевого соединения насоса по перекачке

неконцентрированной азотной кислоты получили ожоги инженер-технолог и ремонтник.

Причинами несчастного случая явились:

 установка непроектных прокладок исполнителем работ;

 неудовлетворительная организация производства работ (отсутствие контроля за

ходом производства ремонтных работ);

 применение защитных кожухов на фланцевых соединениях, конструкция которых

не обеспечивает защиту персонала от воздействия химически опасных веществ;

 после окончания ремонтных работ не было произведено дополнительное

испытание трубопровода инертной средой с составлением акта;

 неиспользование средств индивидуальной защиты лица и глаз (шлем-маски);

 отсутствие документов технологического процесса ремонта.[6]

05.06.2008 года в г. Цицикар (китайская провинция Хэйлунцзян, граничащая с Россией)

при разрезании поступившего на утилизацию газового баллона произошла утечка

неизвестного газа, повлекшая смерть троих и отравление еще восьми человек.

Экспертная оценка показала, что данным газом был фосген. Фосген - боевое

отравляющее вещество удушающего действия. Смертельная концентрация составляет

0,01 - 0,03 миллиграмма на литр. Антидота не существует. В результате проверки и

взятых проб не выявлено наличие фосгена и иных отравляющих веществ в воздухе,

воде и почве.[7]

Приведенные примеры дают представление о масштабности возможных последствий

химических аварий, что дает основание говорить об актуальности проблем их

предупреждения и ликвидации, защиты персонала и населения.

2. АНАЛИЗ УСЛОВИЙ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ АВАРИЙ

Прогностические оценки на ближайшую перспективу показывают, что тенденция

повышения вероятности химических аварий в ближайшем будет сохраняться.

Для этого есть целый ряд предпосылок [8]:

 рост сложных производств с применением новых технологий, которые

требуют высокую концентрацию энергии и опасных веществ;

 несовершенство технологий и конструктивные недостатки проектных

решений;

 конструктивное несовершенство зданий, сооружений, средств

противоаварийной защиты, технологических устройств, оборудования;

 крупные структурные изменения в экономике страны, приведшие к

остановке ряда производств, нарушению хозяйственных связей и сбоям в

технологических цепочках;

 высокий и все прогрессирующий износ основных производственных

фондов, достигающих на ряде предприятий 80-100%;

 падение технологической и производственной дисциплины, уровня

квалификации технического персонала;

 недостаточная законодательная и нормативная база;

 снижение требовательности и эффективности работы надзорных органов;

 высокая концентрация населения, проживающего вблизи потенциально

опасных промышленных объектов;

 отсутствие или недостаточный уровень предупреждающих мероприятий,

способных уменьшить масштабы последствий химических аварий и снизить риск

их возникновения;

 неизбежное увеличение объема химического производства, переход к

работе с полной нагрузкой крупнейших химических комплексов страны,

увеличение объема перевозок и хранения АХОВ;

 стремление иностранных государств и фирм к инвестированию вредных

производств на территории России;

 возрастание вероятности терроризма на химически опасных

производствах.

Для определения характерных факторов опасности и объектов предложена общая

схема анализа вероятных моделей возникновения и развития аварий, которая

приведена на рис.1. Эта модель успешно применялась при разработке ПЛАС [13] на

опасных объектах.

В каждой аварийной ситуации можно выделить три фазы [2, стр342, 343].

ФАЗА А – период возникновения аварийной ситуации в пределах одного

технологического блока. В этой фазе могут наблюдаться опасные отклонения

параметров от регламентированных значений, которые могут повлечь за собой

незначительные взрывные процессы в аппаратуре, небольшие локальные

механические нарушения герметичности технологического участка.

ФАЗА Б – угроза цепного развития аварии с выходом за пределы локального участка,

технологического блока в результате обширного раскрытия технологической системы и

возможность вовлечения в аварийный процесс всего технологического объекта. На

этой стадии для ликвидации аварийной обстановки и защиты персонала от поражения

привлекаются спецподразделения предприятия (пожарные, газоспасательные,

медицинские и др.).

ФАЗА В – цепное развитие аварии на уровне технологических объектов с возможным

разрушением зданий и сооружений с большими запасами энергоносителей и токсичных

продуктов, расположенных на территории предприятия. Существенные масштабы

поражения возможны на всей территории предприятия и за ее пределами. Для

ликвидации аварии в этой фазе и ограничения тяжести ее последствий должны

вводиться силы и средства службы гражданской обороны, а при возможной

длительной угрозе жилым кварталам – межрегиональные службы быстрого

реагирования.

Рис.1 Типовая схема анализа вероятных моделей возникновения и развития аварии.

Согласно схеме следует отметить следующие возможные причины и факторы,

способствующие возникновению и развитию аварии [12]:

 отказы оборудования: физический износ, коррозия, механические повреждения,

температурные деформации оборудования или трубопроводов;

 опасности, связанные с типовыми процессами: гидродинамическими,

реакционными, тепломассообменными, тепловыми и др.;

 прекращение подачи энергоресурсов: воды, пара, электроэнергии, азота,

сжатого воздуха;

 возможные ошибки обслуживающего персонала: нарушение технологической

дисциплины, утрата восприятия возможной опасности, нарушение правил

эксплуатации в период пуска или остановки установок, несоблюдение мер

профилактики и ревизий систем трубопроводов, оборудования,

предохранительных и запорных устройств, систем контрольно-измерительных

приборов и противоаварийной защиты;

 опасности, связанные с природными явлениями: ураганный ветер, весенние

паводки и наводнения, землетрясения, снежные заносы, сели, лавины, сильный

мороз или зной, ливневые дожди, грозовые разряды;

 опасности технологического характера: близлежащие предприятия с опасными

производствами, движение транспорта (автострады, магистральная

электрифицированная железная дорога, аэропорт);

 опасности антропогенного характера: диверсии, терроризм.

3. ОСОБЕННОСТИТ ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИИ

В результате аварии на химически опасном объекте может произойти нарушение

технологических процессов на производстве, повреждение трубопроводов, емкостей,

хранилищ, транспортных средств, приводящее к выбросу АХОВ в атмосферу в

количествах, в которых они могут вызывать массовое поражение людей, животных, а

также химическое заражение воды, почвы и т.п. При этом образуется зона химического

заражения - территория, в пределах которой в приземном слое воздуха содержатся

АХОВ в количествах, создающих опасность для жизни и здоровья людей, для

сельскохозяйственных животных и растений в течение определенного времени. Ее

размеры определяются по данным разведки.[15]

В результате мгновенного (1-3 мин) перехода в атмосферу части вещества из емкости

при ее разрушении образуется первичное облако. Вторичное облако АХОВ образуется

в результате испарения разлившегося вещества с подстилающей поверхности.

В зависимости от физико-химических свойств аварийно химически опасных веществ,

условий их хранения и транспортировки при авариях на химически опасных объектах

могут возникнуть чрезвычайные ситуации с химической обстановкой четырех основных

типов.

Чрезвычайные ситуации с химической обстановкой первого типа возникают в случае

разгерметизации (взрыва) емкостей или технологического оборудования, содержащих

газообразные (под давлением), криогенные, перегретые сжиженные АХОВ. При этом

образуется первичное парогазовое или аэрозольное облако с высокой концентрацией

АХОВ, распространяющееся по ветру.

Чрезвычайные ситуации с химической обстановкой второго типа возникают при

аварийных выбросах или проливах используемых в производстве, хранящихся или

транспортируемых сжиженных ядовитых газов (аммиак, хлор и др.), перегретых

летучих токсических жидкостей с температурой кипения ниже температуры

окружающей среды (окись этилена, фосген, окислы азота, сернистый ангидрид,

синильная кислота и др.). При этом часть АХОВ (не более 10%) мгновенно испаряется,

образуя первичное облако паров смертельной концентрации; другая часть выливается

в поддон или на подстилающую поверхность, постепенно испаряется, образуя

вторичное облако с поражающими концентрациями.

Чрезвычайные ситуации с химической обстановкой третьего типа возникают при

проливе в поддон (обвалование) или на подстилающую поверхность значительного

количества сжиженных (при изотермическом хранении) или жидких АХОВ с

температурой кипения ниже или близкой к температуре окружающей среды (фосген,

четырехокись азота и др.), а также при горении большого количества удобрений

(например, нитрофоски) или комковой серы. При этом образуется вторичное облако

паров АХОВ с поражающими концентрациями, которое может распространяться на

большие расстояния.

Чрезвычайные ситуации с химической обстановкой четвертого типа возникают при

аварийном выбросе (проливе) значительного количества малолетучих АХОВ (жидких с

температурой кипения значительно выше температуры окружающей среды или

твердых) - несимметричный диметилгидразин, фенол, сероуглерод, диоксин, соли

синильной кислоты. При этом происходит заражение местности (грунта,

растительности, воды) в опасных концентрациях.

Основным поражающим фактором при чрезвычайных ситуациях с химической

обстановкой первого типа является ингаляционное воздействие на людей и животных

высоких (смертельных) концентраций паров АХОВ. Масштабы поражения при этом

зависят от количества выброшенных АХОВ, размеров облака, концентрации ядовитого

вещества, скорости ветра, состояния приземного слоя атмосферы (инверсия,

конвекция, изотермия), плотности паров АХОВ (легче или тяжелее воздуха), времени

суток, характера местности (открытая местность или городская застройка), плотности

населения.

Поражающие факторы в чрезвычайных ситуациях с химической обстановкой второго

типа проявляются в ингаляционном воздействии на людей и животных смертельных

концентраций первичного облака (кратковременное) и в продолжительном воздействии

(часы, сутки) вторичного облака с поражающими концентрациями паров. Кроме того,

пролив АХОВ может заразить грунт и воду.

При чрезвычайных ситуациях с химической обстановкой третьего типа образуется

вторичное облако паров АХОВ с поражающими концентрациями, которое может

распространяться на большие расстояния.

Основными поражающими факторами при чрезвычайных ситуаций с химической

обстановкой четвертого типа являются опасные последствия заражения людей и

животных при длительном нахождении их на зараженной местности в результате

перорального и резорбтивного воздействия АХОВ на организм.

Локализация и обеззараживание источников химического заражения имеет целью

подавить или снизить до минимально возможного уровня воздействие вредных и

опасных факторов, представляющих угрозу для жизни и здоровья людей, экологии, а

также затрудняющих ведение спасательных и других неотложных работ на аварийном

объекте и в зоне химического заражения за пределами химически опасного объекта.

Локализация и обеззараживание источников химического заражения (с учетом

возможных типов химической обстановки при авариях) может включать

следующие основные операции:

 локализацию парогазовой фазы первичных и вторичных облаков АХОВ;

 обеззараживание первичных и вторичных облаков АХОВ;

 локализацию проливов АХОВ;

 обеззараживание (нейтрализацию) проливов АХОВ.

Основными способами локализации и обеззараживания источников химического

заражения, с учетом вида АХОВ, являются:

 при локализации облаков АХОВ - постановка водяных завес, рассеивание

облака с помощью тепловых потоков;