Прогнозирование последствий аварии с аммиачными веществами на холодильной установке молочного завода (стр. 6 из 13)
В природе аммиак образуется при разложении азотсодержащих органических соединений.Впервые аммиак был получен в чистом виде в 1774 году английским химиком Джозефом Пристли. Он нагревал нашатырь (хлорид аммония) с гашеной известью (гидроксид кальция).
Эту реакцию до сих пор используют в лабораториях, если требуется получить небольшие количества этого газа. Другой удобный способ получения аммиака – гидролиз нитрида магния:
В начале XIX века аммиак получали с помощью синтеза, например из цианамида кальция:
или из цианида натрия: 
В наше время в промышленности аммиак получают синтезом из азота и водорода:
Процесс протекает при повышенных значениях температуры и давления, в присутствии катализатора
[11].3.2 Физико-химические свойства аммиака
Аммиак при нормальной температуре и атмосферном давлении находится в газообразном состоянии. С понижением температуры до –33,3 °С или при комнатной температуре при повышении давления примерно до 10 атм аммиак сжижается. А при охлаждении до –77,7°С – замерзает [5].
Аммиак отличается хорошей растворимостью в воде: при нормальных условиях 1 мл воды способен поглотить больше литра газообразного аммиака (точнее, 1170 мл) с образованием 42,8%-ного водного раствора. Водные растворы аммиака обладают уникальным среди всех щелочей свойством: их плотность снижается с увеличением концентрации раствора (от 0,99 г./см3 для 1%-ного раствора до 0,73 г./см3 для 70%-ного).
Аммиак вступает в реакции присоединения, замещения и окисления. Не разрушает углеродистые стали, но взаимодействует с медью, алюминием, цинком и их сплавами.
Таблица 3.1 – Физико-химические свойства аммиака [4]
| Наименование показателя | Значение |
| Молекулярная масса | 17,03 |
| Температура кипения, 0С (при атмосферном давлении) | -33,3 |
| Плотность, кг/м3 (при t=200С) | 0,727 |
| Теплота испарения, кДж/моль | 23,4 |
| Критическая температура, 0С | 132 |
| Удельная теплота испарения, кДж/кг | 1190,7 |
| Давление насыщенных паров при температуре 20 °С, Па | 85,46 |
| Растворимость в воде | ∞ |
| В других растворителях | спирт, эфир |
3.3 Свойства, определяющие пожаровзрывоопасность аммиака
Жидкий аммиак не горюч и не взрывоопасен. Газообразный аммиак относится к горючим газам. В соответствии с ГОСТ 12.1.011 – 78 (1991) «ССБТ. Смеси взрывоопасные. Классификация и методы испытаний» аммиачно-воздушная смесь относится к категории взрывоопасности IIА и группе Т1 [25]. В чистом кислороде аммиак сгорает бледно-желтым пламенем, превращаясь, в основном, в азот и воду.
Аммиак горит при наличии постоянного источника огня. Наличие масел и другого горючего увеличивает пожаровзрывоопасность этого вещества [5]. Емкости с аммиаком при нагревании могут взрываться.
Водный раствор аммиака обладает свойствами слабого основания. Контакт с ртутью, хлором, йодом, бромом, кальцием и окисью серебра может привести к образованию взрывчатых соединений.
Таблица 3.2 – Параметры, характеризующие пожаровзрывоопасность аммиака
| Горючесть | Горючий бесцветный газ | ||
| Предел воспламененияГПВС*при н.у.,% объемный | Смесь с воздухом | нижний | 14,5 |
| верхний | 26,8 | ||
| Смесь с кислородом | нижний | 13,5 | |
| верхний | 82 | ||
| Температура воспламенения, 0С | 650 | ||
| Температура вспышки, 0С (смеси, содержащие 9…57 об.% NH3) | 1000 | ||
| Минимальная энергия зажигания, МДж | 680 | ||
| Максимальное давление взрыва, МПа | 0,6 | ||
| Нормальная скорость пламенивоздушной смеси, м/с | 0,07 | ||
3.4 Токсические свойства аммиака
Аммиак является токсичным веществом и согласно ГОСТ 12.1.007 – 76 «ССБТ. Вредные вещества» относится к 4-му классу опасности (Таблица П. 4.1). Запах этого вещества ощущается при содержании его в воздухе в количестве 0,5 мг/м3. Токсические свойства аммиака приведены в таблице 3.3, а также в таблицах П. 4.1…П. 4.3.
Газообразный аммиак вызывает острое раздражение слизистых оболочек, слезоточение, удушье, рвоту. Жидкий аммиак или струя газа, попадая на кожу, вызывают сильные ожоги [2].
В первую очередь аммиак поражает нервную систему, снижая способность нервных клеток усваивать кислород. Также у пораженных резко снижается слуховой порог: даже не слишком громкие звуки становятся невыносимы и могут вызвать судороги. Действие аммиака на дыхательные пути может спровоцировать рефлекторный ларингоспазм. Снижается частота сердечных сокращений вплоть до остановки сердца.
Отравление аммиаком вызывает также сильное возбуждение, вплоть до буйного бреда, а последствия могут быть весьма тяжелыми – до снижения интеллекта и изменения личности.
Таблица 3.3 – Токсические свойства аммиака [4,24]
| ПДК, мг/м3 | 20 | |
| Поражающее действие | Поражающая токсодоза Cпор, мг/м3 | 200 |
| Время поражающего воздействия tпор, ч | 6 | |
| Раздражение дыхательных путей при концентрации, мг/м3 | 300 | |
| Раздражение слизистых оболочек, глаз при концентрации, мг/м3 | 500 | |
| Токсический отек лекгих при концентрации, мг/м3 | 1500 | |
| Смертельное отравление | Смертельная токсодоза, Ссмерт, мг/м3 | 3500 |
| Время поражающего воздействия tпор, ч | 0,5 | |
3.5 Первая медицинская помощь при отравлении аммиаком
При оказании первой помощи пострадавшему следует соблюдать следующие правила:
– немедленно надеть противогаз (при отсутствии промышленных противогазов применяются гражданские противогазы, ватно-марлевые повязки, шарфы, платки, предварительно смоченные водой или 5% раствором лимонной кислоты);
– вынос пострадавшего на незараженную территорию, снятие противогаза и зараженной одежды;
– освобождение от стесняющей дыхание одежды;
– при отсутствии дыхания – искусственное дыхание, преимущественно методом «рот» в «рот»;
– вдыхание теплых водяных паров (лучше с добавлением уксуса или нескольких кристаллов лимонной кислоты), или питье теплого молока;
– при попадании аммиака в желудок необходимо вызвать рвоту;
– при попадании жидкого аммиака в глаза необходимо немедленно промыть их большим количеством воды, приложить примочку из 3–5% раствора уксусной или лимонной кислоты; при болях – закапать в глаза 1–2 капли 1%-ного раствора новокаина.
– при наличии ожогов – введение обезболивающих средств и перевязка;
– обеспечение полного покоя, в холодное время – согревание [2].
3.6 Меры предосторожности при работе с аммиаком и методы перевода его в безопасное состояние
При работе с жидким аммиаком необходимо использовать средства индивидуальной защиты: фильтрующий промышленный противогаз марки «КД», «М» защитный костюм, фартук, резиновые сапоги и перчатки. При больших концентрациях газа использовать изолирующий противогаз типа «ИП» [2].
Локализация, подавление или снижение до минимального уровня воздействия возникших при авариях с выбросом (разливом) аммиака поражающих факторов, осуществляют следующими способами:
1) прекращение выбросов вещества путем перекрытия задвижек с отключением поврежденной части технологического оборудования;
2) постановкой жидкостных завес (водяных или нейтрализующих растворов; используются стационарные системы локализации химических аварий с применением дренажных систем водного орошения);
3) обвалованием пролива вещества;
4) откачкой (сбором) пролившегося вещества в резервные емкости;
5) разбавлением пролива АХОВ водой и нейтрализующими растворами;
6) засыпкой пролива сыпучими твердыми сорбентами; выжиганием пролива [4].
4. Описание технологического процесса
В данном разделе приведена принципиальная схема АХУ, отдельно рассмотрен узел конденсатора и ресивера (являющийся наиболее опасным с точки зрения возможных последствий аварии), приведено описание технологического процесса, размещение основного оборудования по территории завода и распределение опасного вещества по технологическим блокам.
4.1 Аммиачная холодильная установка и ее составные части
ОАО «Уфамолзавод» производит пищевую продукцию первой необходимости из собираемого самовывозом из колхозов и совхозов РБ свежего и цельного молока. Специфика изготовляемой продукции и сырья в том, что она является скоропортящейся, таким образом, требуется постоянное поддержание ее в охлажденном состоянии. Для холодообеспечения процесса производства и сохранности молочной продукции на объекте имеется АХУ. В состав аммиачной холодильной установки (АХУ) входят следующие сооружения:
– компрессорный цех;
– помещение линейных ресиверов;
– конденсаторная площадка;
– площадка под аккумуляторные баки;
– основной и производственный корпус.
АХУ предназначена для получения аммиачного холода с параметрами: – 400С, – 200С, -100С, используемого в процессе производства [1].