Основные опасности химических и нефтехимических производств. Крупномасштабные пожары

пожар определяют, как пожар, отличающийся от обычного промышленного пожара высокой

интенсивностью горения и/или скоростью развития, включают огневые шары.
Некоторые стандарты дают следующую классификацию:
Класс А – Пожары твердых материалов (обычно органических материалов);
Класс В – Пожары жидкостей и сжиженных материалов;
Класс С - Пожары газов;
Класс Д - Пожары металлов.

природа пожаров заключается в окислении газовой или паровой фазы. Пример

парафиновой свечки С25Н52. Когда свеча начинает устойчиво гореть, тепло от пламени растапливает воск (Тпл=500), который благодаря капиллярному действию подпитывает фитиль. В фитиле он испаряется, распадается на более короткоцепочные фрагменты. Главная особенность пожаров в том, что пламя может давать тепло, равное скрытой теплоте плавления, испарения и разложения. Таксономия основных опасностей химических пожаров. Все жидкости способные вызвать пожар делят на 6 классов:

зажигаются от источника находящегося в непосредственной близости
2. Жидкости 2 класса

не зажигаются от источника, но будут зажигаться от удара пламени и гореть в самоподдерживающем режиме при разлитии.
3. Жидкости 3 класса зажигаются от находящегося рядом источника и могут быстро образовать самоподдерживающийся пожар разлития. «Вспышечный пожар»
4. Жидкости 4 класса занимаются от источника
5. Зажигание жидкостей 5 класса возможно от относительно удаленного источника. Огневой шар.
6. Жидкости 6 класса способны зажигаться от относительно удаленного источника

КЛИВЛЕНДЕ, ШТАТ ОГАЙО, США
На газовом заводе в Кливленде 20

Октября 1944г. произошла утечка сжиженного природного газа. Первоначально утечка составила около 19000т, а через 20 минут произошел повторный выброс примерно 1000т. Вылившийся СПГ быстро воспламенился, и часть газа попала в сточную канализацию, которая впоследствии была повреждена внутренними взрывами. Возникший пожар полностью уничтожил не только газовый завод, но и 10 административных зданий, 80 частных домов на расстоянии 400м. от места утечки. В результате пожара погибло 128 человек, получивших травмы около 200-400 человек. Ущерб в ценах 1983 г. – 30 млн. долларов.

годов и считалось первым в мире по всем показателям среди

заводов такого типа. В момент аварии все резервуары были заполнены полностью.
Последовательность: -
утечка газа, жидкости (аэрозоль) часть вытекла в канализацию;
-образование парового воздуха;
-воспламенение;
-ряд взрывов паровоздушной смеси;
-взрывы в системе канализации.
- разгерметизация одного из резервуаров вследствие растрескивания стали: - марка стали становится хрупкой при –160С .
- образование трещин под действием сжиженных природных газов.

В 5ч.35 мин. В пригороде мехико сан-хуан-иксуатепек произошла серия взрывов,

сопровождавшихся пожаром, продолжавшимся до 20 часов. В результате событий погибло не менее 500 человек; получили травмы 7231человек, из которых 144 умерли в больнице. Около 200000 человек остались без крова или были эвакуированы. Катастрофа произошла в хранилище сжиженного нефтяного газа современного предприятия. Хранилище предназначалось для получения сжижения нефтяного газа, поставляемого с окрестных НПЗ, его хранения и снабжения им потребителей (обогрев 16 млн. чел. в Мехико).
В хранилище содержалось 13,7х103 м3 СНГ(- 5,5тыс. т.) заполнено ¾ общего объёма.

из трубопроводов (D=0,2м). Вероятно утечка из этого трубопровода произошла в

районе резервуаров хранилища. Образовавшееся облако паровоздушной смеси со скорость 0,4 м/сек. и размером 200х150х2 м.
2. Воспламенение произошло через 5-10 мин. после утечки. Источник – факельное устройство в 100 м. от места утечки. Воспламенение сопровождалось взрывами. Первый из 9-ти взрывов - огненный шар, который оторвался от земли и поднялся в воздух. На месте первоначальной трещины трубопровода образовался мощный факел горящего газа, направленного в сторону одного из резервуаров. Примерно 10 жилых домов загорелись после первоначального воспламенения в течение 1,5 час. Произошло 7 или 8 мощных взрывов.
Последний резервуар взорвался в 11.00 ч. Большое количество крупных осколков были отброшены на сотни метров. 4 из 48 цилиндров-резервуаров остались на своих фундаментах. Один резервуар отлетел на 1200 м.

хранилища (площадь хранилища мала, система пожаротушения только для небольшого пожара).
2.

Жилая застройка вокруг хранилища. Высокая плотность населения. Большое число жертв по сравнению с пожарами сопоставимых размеров связано с очень маленьким расстоянием до периметра хранилища.
3. Отсутствие системы автоматической блокировки трубопроводов на случай аварии.

сопровождающееся шумом. Взрыв - происходящее внезапно событие, при котором высвобождается

внутренняя энергия и формируется избыточное давление - процесс, благодаря которому из-за быстрого высвобождения энергии генерируется волна сжатия конечной амплитуды. Взрыв - это внезапное высвобождение энергии, сопровождающееся образованием волны сжатия и громким шумом. Взрыв несет потенциальную опасность поражения людей и характеризуется разрушающей способностью.
Различают
Физические: ядерные взрывы;
разрушение сосудов под давлением (вакуумом)
Химические: экзотермические реакции твердых веществ или в жидком веществе.
Газофазные реакции

присутствие кислорода (окислителя)
3. наличие достаточно высокой температуры (источник зажигания)
Влияние концентрации

реагентов - окислителя и восстановителя
Существование пределов воспламенения (меры борьбы с возгоранием).
Влияние температуры- существует минимальная температура в диапазоне воспламенения-
tсамовоспламенения ниже которой самопроизвольная реакция окисления невозможна.

1.06.74г. в 16ч.53мин. началась утечка циклогексана на предприятии фирмы Nyrpo

в Фликсборо (Хамберсайд, Англия) Возгорание привело к сильному взрыву, в результате погибло 28 человек , 36 человек на территории предприятия и 53 человека вне его получили серьёзные ранения. Большинство зданий на предприятии и оборудование серьёзно пострадали (1821 зданий, 167 магазинов и различных учреждений вне территории предприятия). По счастливой случайности взрыв произошел во второй половине дня в пятницу. За взрывом произошел сильный пожар.

котором произошла утечка - установка окисления циклогексана (жидкое состояние, Т=1550С

под давлением 0,9 МПа) цепь реакторов(6)-перемещение жидкости под действием гравитационных сил (Vp=20т) Анализ для случая мгновенного испарения в адиабатическом процессе показал образование паров циклогексана – 56 т.
Предпосылки:
27 марта 1974г. была обнаружена трещина в пятом реакторе. Решено было изъять этот реактор из технологического процесса -обходной трубопровод. (После взрыва стало очевидно ,что реактор 6 тоже имел повреждения) Обходной трубопровод был поднят над землей.
Вывод: Существование небольшой трещины, как источник основного разрыва. Ряд данных позволили определить тринитротолуол. Эквивалент парового взрыва составил 15-45т. На территории предприятия: среднее расстояние 350м. Избыточное давление 10Кпа. За территорией предприятия среднее расстояние 5000м. Уровень избыточного давления составил 3 кПа. Все населенные пункты распределены по расположениям - категориям в соответствии с долей разрушенных домов (более 80%, 40-80%, <40%).Площадь зоны аварии составила 117 км2.

которой жидкость находилась в состоянии, характеризующимся Т>75оС, и давлением, значительно

превышающем точку кипения при атмосферном давлении. Это способствовало утечке и образованию парового облака, содержащего десятки тонн циклогексана; Утечка произошла в результате разрыва неправильно сконструированного бай-паса, который был недостаточно испытан и неверно вывешен при помощи опор;

Размеры образовавшейся в трубопроводе трещины обусловили утечку значительного количества пара менее чем за 1 мин.;
Благодаря возгоранию облака произошло его мгновенная вспышка, после чего последовал разрушительный взрыв. Наиболее справедливая оценка ТНТ – эквивалента – 32 т наземного взрыва.

транспорта нефтепродуктов – трубопроводные системы.
Особенность: Эксплуатируются несколько десятилетий.
Износ;
Опасность аварий

Трагедия

в ночь с 3 на 4 июня 1989 г. (1 час 10мин.) произошла на перегоне между станциями Казаяк и Улу-Теляк на 1710 км. Недалеко от Уфы в зоне взрыва оказались 2 пассажирских поезда в которых находились 1284 чел.(383 ребенка). Воздушно ударной волной было оторвано от поездов и сброшено с пути 11 вагонов, из которых 7 полностью разрушено. При катастрофе погибли или получили различной степени повреждения 1224 чел. На месте аварии найдено 258 трупов (86 – в степени обугливания).

(стрелкой показано западное направление); 2— станция Казаяк, 3 — станция

Улу-Теляк; 4 — место разрушения трубопровода; 5 — магистральный продуктопровод (стрелкой показано направление движения продукта)

электроконтактной сети (3 км), воздушной линии связи и линии электропередачи

(1,7 км). От воздействия ударной волны в районе взрыва образовалась зона сплошного завала леса (25 км2, повалены деревья – дуб, липа, диаметр =0,9 м.). Пожар после взрыва 2 суток.
Описание места катастрофы
В месте катастрофы под насыпью на которой уложено железнодорожное полотно, проходил магистральный продуктопровод, предназначенным для перекачки под рабочим давлением 3,5-3,8 МGа углеводородной смеси ( СH 4, этан, пропан, бутан, пентан, гексан). Длина трубопровода 1852 км; Диаметр труб –1852 км. Диаметр трубы =720 мм.
Причина – выброс сжиженного нефтяного газа – следствие разрыва продуктопровода на участке 900 м от полотна железнодорожной дороги.
Размеры разрыва (l- 1989 мм, максимальная ширина 1060 мм). Протяженность трубопровода между смежными насосными станциями 555 км. Отключающая арматура с электроприводом на трассе через 10-13 км.
Отсутствие дистанционных средств управления и сигнализации не удалось оперативно блокировать аварийный участок трубопровода. Как результат на нагнетательной станции увеличили давление в трубопроводе.
Стечение обстоятельств
Энергия взрыва углеводородвоздушной смеси оценивается тротиловым эквивалентом 200-3000 т. Общий выброс углеводородов несколько тысяч тонн.

сжиженные, под давлением)
Выбросы из резервуаров (токсичные вещества при н.у. –

жидкости);
Выбросы из химических реакторов;
Применение в условиях военного времени.
Количественная оценка токсического действия.

Для количественной оценки токсических нагрузок на человека используют показатели, имеющие конкретные значения для каждого вещества:
Доза;
Концентрация (ПДК);
Токсодоза LD50, LC50 LD100, LC100,

вещества. Считают, что впервые боевое применение в первой мировой районе

польского местечка войне в Болимов (19 января 1915 г. Артиллерийские снаряды, низкая эффективность – холодная погода). Газовая атака 22 апреля 1915 г., р-н г. Ипр. Использовано 168 т. Cl2, легкий ветер, фронт 7 км. Карта места проведения газовой атаки 22 апреля 1915 г. близ Ипра (Бельгия)

высокая эффективность ОВ. 30 чел./т – смертность. Отравление 15000 чел.,

350 чел. Умерло в госпитале. Факторы, которые увеличили потери. Военная дисциплина; Метеорологические условия (ветер); Рельеф местности (низины, овраги – карманы); Быстрота образования облака; Боевые условия – пулеметный обстрел, препятствующий выходу людей. Иприт (ди(2-хлорэтил)сульфид S(CH2CH2Cl)2- бесцветная маслянистая жидкость со слабым запахом чеснока, tпл=14оС, tкип>200 оС, летучесть 960 мг/м3 при 25 оС Первые симптомы отравления через 1-48 час. На коже возникают волдыри, возможна временная или постоянная потеря зрения. LD100=64 мг/кг через кожу. Применение иприта во время первой мировой войны. Отсутствуют достоверные данные о действии 12000 т иприта, 61500 раненых, 1130 смертей. Невно-паралитические газы

войны, табун – значительных количествах.
Современные образцы ОВ представляют так называемые

бинарные снаряды. Два реагента находятся в одном снаряде и разделены специальной мембраной. Каждый из реагентов не являются токсичными. Однако в результате химической реакции высокотоксичный нервно-паралитический газ.

взаимодействие 1,2,4,5 –тетрахлорбензола с NaOH в среде метанола или этиленгликоля.

Возможна побочная реакция: конденсация 2 мол. трихлорфенолята натрия с образованием диоксина + 2 NaCl.
Диоксин вызывает отравление, профессиональное заболевание Хлоракне- у работников хлорной промышленности, заболевание кожи. Аварии происходят регулярно. Авария 10 июля 1976 г. В Севезо (Италия) Количество диоксина выброшенного из реактора 1,75 кг

Завод Union Carbide India Ltd.
23.00 2 декабря 1984. Первое событие

аварии отмечено. Давление внутри реактора, содержащего примерно 41 т. МИЦ за 40 мин. Повысилось с 13 кПа до 66 кПа;
0.15 3 декабря 1984. Сообщение об утечке МИЦ и давление в резервуаре росло и достигло 0,375 МПа. Сработал предохранительный клапан. Треснуло бетонное основание резервуара;
Включение скруббера с NaOH, однако приборы не зафиксировали начало его работы. Температура реактора превысила все допустимые значения.
отмечено появление МИЦ в атмосфере.
Усложняющие явления.
Плотность населения -25000 чел/км2
Медицинский персонал не знал причину отравления и не мог оказать помощь пострадавшим.

подготовленная часть персонала уволилась. Завод в тяжелом финансовом положении.
2. Большой

объем хранимого МИЦ. В проекте завода хранить до 120 т МИЦ в одной емкости. Согласно нормам в ЕЭС (сформулированным до Бхопала) МИЦ должен храниться до 1 т. в одной емкости.
3. Время суток.
4. Перенаселенность.
5. Тип городской застройки – трущобы, что легко позволили газу проникать.
6. Нехватка медицинских учреждений, их неподготовленность.