2. Аналіз стану небезпеки об’єктів хімічної промисловості

Серед НС техногенного характеру аварії на хімічно небезпечних об'єктах займають одне з найважливіших місць. Інколи втрати при таких аваріях можуть бути порівнянні із втратами від застосування ядерної зброї.

Про реальність хімічної небезпеки, що існує у світі, свідчать численні аварії, в тому числі і пожежі та вибухи, що мали місце в останні роки в різних країнах світу. Так, в 1996р. викиди діоксину із реактора заводу швейцарсько-італійської компанії в Севезо (Італія) через його мембрану, що зруйнувалася, мав дуже серйозні наслідки для населення та наколишнього середовища. З метою ліквідації наслідків цієї аварії в зоні площею 105 га знімали шар грунту. Ці роботи, що проводилися в засобах індивідуального захисту, були закінчені через 40 днів після аварії. Незважаючи на заходи. Що приймалися, загальна кількість, що постраждали склала 2000 чол.

В 1984 році в м. Бхопал (Індія) сталася найбільш страшна за всю історію розвитку хімічної промисловості за своїми наслідками хімічна катастрофа. На заводі по виробництву інсектицидів (севину) на стадії очистки метилізоцианату виникло витікання його із хімічного реактора. Реактор розмірами: об’єм- 57 м³, висота – 13 м; діаметр 2,5 м, тиск в апараті – 0,3 МПа. Реактор був установлений на бетонній опалубці, на даху його був влаштований запобіжний клапан та розривна мембрана, між якими додатково встановлений манометр. До резервуару була підведена лінія високо чистого азоту. Охолодження продукту в реакторі здійснювалось за допомогою хлороформу (холодоагент), для запобігання попадання води із системи охолодження.

На запобіжному клапані розміщувався скрубер, де пари МІЦ у разі підвищення тиску та викиду через клапан повинні були омилятися гідроксидом натрію, а далі газ повинен був через скрубер направлятися на факельну систему для спалювання. Факельний пристрій розміщався на висоті 30 м. Газ повинен згорати до безпечних продуктів горіння.

Але ні одна система захисту не спрацювала. Несподівано в апараті підвищилась температура та тиск, спрацював запобіжний клапан, тріснула бетонна основа, після включення скрубера, він не спрацював.

На початок 1989 року число померлих від отруєння МІЦ досягло 3500 чоловік.

Аварії на ХНО характеризуються, в основному, масштабом і тривалістю хімічного зараження.

Під масштабом хімічного зараження розуміються просторові межі (лінійні розміри й площі) прояви наслідків аварій і руйнувань об'єктів, що містять АХНР; під тривалістю — часові межі проявів наслідків аварії або руйнувань об'єктів, що містить АХНР.

Неконтрольовані викиди АХНР характеризуються частковим або повним руйнуванням технологічного устаткування, систем захисту, оболонок резервуарів. Вони можуть супроводжуватися пожежами й вибухами газо- і пароповітряних сумішей, що обумовлюють повторні руйнування устаткування й ушкодження сусідніх об'єктів.

Характер аварій на ХНО й поводження АХНР при аварії багато в чому залежать від способів зберігання АХНР на цих об'єктах, які можуть бути:

• у резервуарах під тиском насичених парів (16-18 кг/см²);

• в ізотермічних сховищах (ємності штучно охолоджуються) під тиском, що приблизно дорівнює атмосферному (зріджені гази);

• при температурі навколишнього середовища й тиску 0,7 — 30 кг/см² (стиснені гази);

• в закритих ємностях при атмосферному тиску й температурі навколишнього середовища (рідини).

У випадку руйнування оболонки ємності, що містить АХНР під тиском, і наступного розливу великої кількості АХНР у піддон (обвалування), його надходження в атмосферу може відбуватися протягом тривалого часу. Процес випаровування при цьому можна умовно розділити на три періоди.

Перший період — бурхливе, майже миттєве, випаровування за рахунок різниці пружності насичених парів АХНР у ємності й парціального тиску у повітрі. У цей час в атмосферу надходить основна кількість парів речовини й утвориться первинна хмара. Крім того, частина АХНР переходить у пару за рахунок зміни тепломісткості рідини, температури навколишнього повітря й сонячної радіації. Враховуючи, що за даний період часу випаровується значна кількість АХНР, може утворитися хмара з концентрацією АХНР, яка значно перевищуює смертельну.

Другий період — нестійке випаровування АХНР за рахунок тепла поверхні, на яку потрапила рідина (піддона, обвалування), зміни тепломісткості рідини й припливу тепла від навколишнього повітря. Цей період характеризується різким падінням інтенсивності випаровування з одночасним зниженням температури рідкого шару нижче температури кипіння.

Третій період — стаціонарне випаровування АХНР, що розлилася, за рахунок тепла навколишнього повітря, що може тривати на протязі кількох годин й навіть діб — відбувається утворення вторинної хмари.

Найнебезпечнішою стадією аварії в цьому випадку є перші 10 хв., коли випаровування АХНР відбувається найбільш інтенсивно. При цьому, у перший момент викиду зрідженого газу, що перебуває під тиском, утвориться аерозоль у вигляді важкої хмари, що моментально піднімається вгору до 20 м, а потім під дією власної ваги опускається на ґрунт. Межі хмари спочатку дуже виразні й тільки через 2 - 3 хв. розмиваються. На цьому етапі, формування й напрямок руху хмари носить вкрай невизначений характер, обумовлений тим, що передбачити його місце знаходження, керуючись тільки метеорологічними умовами, неможливо. Радіус хмари може досягати 0,5 - 1 км і більше.

У випадку розриву оболонки ізотермічного сховища й наступного розливу великої кількості АХНР у піддон (обвалування) характерні фази: спочатку нестаціонарного, а потім стаціонарного випаровування. Утвориться, в основному, вторинна хмара. Кількість речовини, що переходить у первинну хмару, не перевищує 3 - 5%.

При розкритті оболонок з висококиплячими рідинами утворення первинної хмари (якщо не було попереднього перегріву оболонки) не відбувається. Випаровування рідини відбувається за стаціонарними процесами й залежить від фізико-хімічних властивостей АХНР і температури навколишнього повітря. З огляду на малі швидкості випаровування висококиплячих АХНР, вони будуть становити небезпеку тільки для людей, що безпосередньо перебувають у зоні аварії.

Основними чинниками хімічної небезпеки в Україні є:

• заводи і комбінати хімічних галузей промисловості;

• промислові підприємства, які утримують на своїй території хімічні речовини, що не використовуються у виробництві і потребують утилізації;

• заводи (комплекси) з переробки нафтопродуктів;

• підприємства, які мають на оснащенні холодильні установки, водонапірні станції і очисні споруди, які використовують хлор або аміак (особливо - ізотермічні сховища аміаку);

• залізничні станції і порти, де концентрується продукція хімічних виробництв;

• термінали і склади на кінцевих пунктах переміщення НХР;

• транспортні засоби, контейнери і наливні поїзди, автоцистерни, річкові і морські танкери, що перевозять хімічні продукти;

• магістральні аміако- та етиленопроводи; склади та бази, на яких знаходяться запаси речовин для дезінфекції, дератизації сховищ для зерна і продуктів його переробки;

• склади і бази із запасами отрутохімікатів для сільського господарства).

Великою проблемою для України залишається забезпечення належних умов зберігання, утилізації та знешкодження відходів. Загальна площа земель, зайнятих під нагромадження відходів (відвали, терикони, шламонакопичувачі, звалища тощо), становить понад 160 тис га, а загальна кількість відходів перевищує 5 млрд. тон, причому близько 60 млн. тон відносяться до 1-3 класів хімічної небезпеки. Недотримання вимог до їх зберігання причиняє забруднення грунтів, поверхневих і підземних вод та атмосферного повітря.

Рівень безпеки хімічних, нафтохімічних та нафтопереробних виробництв характеризується як моральним старінням застосовуваних технологій, так і ресурсним зношенням, моральним та фізичним старінням основних фондів. Близько 140 тис. одиниць технологічного обладнання та транспортних засобів хімічного комплексу (близько 1%) не відповідають вимогам безпеки, а понад 16,2 тис. одиниць (12%) технологічного обладнання вичерпали встановлений ресурс експлуатації, (0,6% технологічних процесів хімічних виробництв не відповідають вимогам безпеки.

На підприємствах хімічного комплексу близько 900 (12%) будівель та споруд не проходили капітальних ремонтів, близько 125будівель та споруд не відповідають вимогам будівельних норм та правил, а понад 40 знаходиться в аварійному стані.

Проблематичним залишається питання щодо поводження з непридатними до використання пестицидами та забруднення земель сільськогосподарського призначення.

В Україні на 5831 складі зберігається близько 22 тис. тон непридатних та заборонених до використання хімічних засобів захисту рослин, їх сумішей, пестицидів. Найбільша кількість їх зберігається на території Вінницької обл.. (до 2 тис. тон), Харківської обл. (до 1.1 тис. тон), Полтавської обл.. (до 760 т).

Аналіз статистичних даних дає можливість виділити найбільш характерні небезпеки хімічних виробництв:

• утворення вибухонебезпечної хмари паро-газоповітряних сумішей над територією підприємства та поблизу розміщених житлових районів, а також в об’ємі приміщень виробничих будівель;

• утворення вибухонебезпечних паро -газових сумішей в апаратурі та ініціювання вибуху їх внутрішніми джерелами спалахування в апаратурі та трубопроводах;

• утворення рідких або твердих вибухонебезпечних продуктів та накопичення їх в апаратурі, а також ініціювання вибуху внутрішніми джерелами запалювання;

• утворення вибухонебезпечних пило-повітряних сумішей у виробничих приміщеннях та в апаратурі і ініціювання вибуху внутрішніми та зовнішніми джерелами спалахування;

• прояви зовнішніх джерел спалахування, ініціювання вибуху паро газових та рідинних технологічних викидів.

Безпека функціонування хімічно небезпечних об’єктів залежить від багатьох чинників:

• фізико-хімічні властивості сировини;

• характер технологічного процесу;

• конструкція та надійність технологічного обладнання;

• умови зберігання транспортування хімічних речовин;

• стан контрольно-вимірювальних приладів та засобів автоматизації;

• ефективність засобів протиаварійного стану тощо.

ВИСНОВОК: Таким чином, техногенна небезпека хімічно небезпечних об’єктів буде залежати від багатьох факторів, найбільш значущими з яких є вид та умови зберігання небезпечних хімічних речовин. Аварійність об’єкта буде залежати від конструкції та надійності технологічного обладнання, а також від їх стану та стану засобів проти аварійного захисту.