Токсичные свойства сырья, вспомогательных веществ, полупродуктов, готового продукта и отходов производства

Таблица 6.1

Наименование вещества	Агрегатное состояние	ПДК (ОБУВ) мг/м^3	Класс опасности	Характер действия на организм человека
А. Сырье
Этиловый спирт	пары	2000/1000		Общетоксическое действие. Обладает эффектом кумуляции.
Ацетон	пары	800/200		Общетоксическое действие. Обладает эффектом кумуляции.
Йодистый метил	пары			Общетоксическое действие, сильный яд.
Натр едкий	аэрозоль	0,5		Общетоксическое действие, прижигающее. Требует специальной защиты глаз.
Уголь осветляющий древесный порошкообразный	аэрозоль			Фиброгенное, канцерогенное.
Бензацин	аэрозоль	1,1		Раздражающее действие.
Б. Полупродукты
Диметиламиноэтилбензилат (ДМАЭБ)	аэрозоль	1,1		Раздражающее действие.
В. Готовая продукция
Метацин	аэрозоль			Раздражающее действие.
Г. Отходы
Маточный раствор после фильтрации технического метацина на ТП-2	пары	800/200 (принимаем по ацетону)		Общетоксическое действие. Обладает эффектом кумуляции.
Промывной этанол с ТП-2 и ТП-3	пары	2000/1000		Общетоксическое действие. Обладает эффектом кумуляции.
Конденсат этилового спирта, полученный при сушке на ТП-2 и ТП-3	пары	2000/1000		Общетоксическое действие. Обладает эффектом кумуляции.
Маточный раствор после фильтрации фармакопейного метацина на ТП-3	пары	2000/1000 (принимаем по этанолу)		Общетоксическое действие. Обладает эффектом кумуляции.

 

Пожароопасные свойства веществ. Газы и жидкости

Таблица 6.2

№ п/п	Наименование вещества	Агрегатное состояние	Плотность, кг/м^3	Растворимость в воде, % масс.	Удельная теплота сгорания, кДж/кг	Температура, °С	Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом•м
кипения	самовоспламенения	воспламенения	вспышки
Сырье
1.	Этиловый спирт	Жидкость	1,60	Растворим неограниченно	-30562,2	78,5				7,4·10^11
2.	Ацетон	Жидкость	2,33	Растворим	-31359,8	56,5		-5	-18	8,3·10^4
3.	Йодистый метил	Жидкость	4,90	Растворим	5739,04	42,4			-28
Отходы
4.	Маточный раствор с ТП-2	Жидкость	2,33	Растворим	-31359,8	56,5		-5	-18
5.	Промывной этанол	Жидкость	1,60	Растворим неограниченно	-30562,2	78,5				7,4·10^11
6.	Конденсат этилового спирта	Жидкость	1,60	Растворим неограниченно	-30562,2	78,5				7,4·10^11
7.	Маточный раствор с ТП-3	Жидкость	1,60	Растворим неограниченно	-30562,2	78,5				7,4·10^11

 

Продолжение таблицы 6.2

№ п/п	Минимальная энергия зажигания, мДж	Пределы распространения пламени	Максимальное давление взрыва, кПа	Скорость нарастания давления взрыва, МПа/с	Минимальное взрывоопасное содержание кислорода, % об.	Примечание
Концентрационные, % об.	Температурные, ºС
Нижний	Верхний	Нижний	Верхний
Сырье
1.	0,246	3,6	17,7				15,8	11,1	ЛВЖ
2.	0,41	2,7		-20			13,8	11,9	ЛВЖ
3.								2,2	ЛВЖ
Отходы
4.	0,41	2,7		-20			13,8	11,9	ЛВЖ. Принято по ацетону
5.	0,246	3,6	17,7				15,8	11,1	ЛВЖ
6.	0,246	3,6	17,7				15,8	11,1	ЛВЖ
7.	0,246	3,6	17,7				15,8	11,1	ЛВЖ. Принято по этиловому спирту

 

 

Пожароопасные свойства веществ. Твердые продукты

Таблица 6.3

№ п/п	Наименование вещества	Плотность. кг/м^3	Растворимость в воде	Удельная теплота сгорания, кДж/кг	Температура, °С
плавления	самовоспламенения	воспламенения	тления
Сырье
1.	Уголь осветляющий древесный порошкообразный	1800,0-2000,0	Не растворим	-33890
2.	Бензацин	1000,0	Умеренно растворим
Полупродукты
3.	Диметиламино-этилбензилат (ДМАЭБ)	1000,0	Трудно растворим
Готовый продукт
4.	Метацин	1000,0	Умеренно растворим

 

Продолжение таблицы 6.3

№ п/п	Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом*м	Минимальная энергия зажигания, мДж	Нижний концентрационный предел распространения пламени, г/м^3	Максимальное давление взрыва, кПа	Скорость нарастания давления взрыва, МПа/с	Минимальное взрывоопасное содержание кислорода, % об.	Примечание
Сырье
1.	0,11·10^2						Склонен к тепловому и химическому самовозгоранию
2.			28,25	1813,96		8,28
Полупродукты
3.			25,18	1781,53		8,28
Готовый продукт
4.			34,74	1884,21		8,27

 

Расчет удельной теплоты сгорания бензацина

С₁₈H₂₂ClNO₃ (M = 335,82 г/моль)

ΔH_сг = (23,87+ 2·218,06·β) ·10³ /М, кДж/кг

где: β – стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;

М – молекулярная масса, г/моль;

β = n_с+(n_н – n_hal)/4 – n_o/2 + n_s +2,5·n_p,

где: n_c, n_н, n_hal, n_, n_p – число атомов углерода, водорода, галогена, кислорода, серы, фосфора в условной формуле вещества.

β = 18 + 21/4 – 3/2 = 21,75

ΔH_сг = (23,87+ 2·218,06·21,75) ·10³ /335,82 = 28317 кДж/кг

 

Расчет величины нижнего концентрационного предела распространения пламени для бензацина

С_н=8·10⁵/ ΔH_сг, г/м³

С_н=8·10⁵/ 28317 = 28,25 г/м³

 

Расчет минимального взрывоопасного содержания кислорода в пылевоздушной смеси бензацина

Со_2,ф = 100/[1 + (ΔH_сг – 55,8 ·n_С – 21,8 ·n_о – 8,8 ·n_N)/(35· β)], % (об.)

Со_2,ф = 100/[1 + (9509,4– 55,8 ·18 – 21,8 ·3 – 8,8 ·1)/(35· 21,75)] = 8,28 % об.

 

Расчет максимального давления взрыва для бензацина

 

Р_max = 0,34·С₁·С₇ – 101,3, кПа

где: С₁…С₇ – эмпирические коэффициенты, определяемые по формулам:

С₁=(1+n_O+n_N+n_H/2)/9,6 = 1,67

С₂=n_С + n_N/2 + n_H/2 + 3,8· β = 112,15

С₃=53·n_С + 14·n_N + 23·n_H + 110· β = 3866,50

С₄=(0,83·n_С + 0,24·n_N + 0,33·n_H + 1,8/ β) ·10⁵ = 1,00

С₅=8,5· (7,6·n_С + 19,2·n_H - 4,3·n_О - 4,3·n_N)/ β +255 = 466,82

С₆=8,5· ΔH_сг/ β = 3716,32

С₇= 2000+24,4· С₂· (С₆ – С₅)/ (С₁· С₃) – С₄/С₃ = 3379,87

Р_max = 0,34·1,67·3379,87– 101,3 = 1813,96 кПа

 

Категорирование технологического оборудования по взрывоопасности

Таблица 6.4

Наименование технологического блока, аппарата	Причина взрывоопасной ситуации	Категория взрыво-опасности блока	Контролируемый параметр, допустимый предел	Рекомендуемые средства противоаварийной защиты взрывоопасного оборудования
ТП-2. Получение метацина технического.
Йодометилирование ДМАЭБ. Сборник ацетона Св-16, Мерник ацетона М-17, Реактор йодометилирования Р-15, Фильтр-сушилка Ф-21, Сборник маточного раствора Св-22, Сборник йодистого метила Св-18, Мерник йодистого метила М-20	Образование взрывоопасной смеси ацетона и йодистого метила с воздухом. Химическая реакция. Выброс реакционной массы при нарушении скорости слива йодистого метила и нарушении температурного режима.	III	Температура слива йодистого метила и температура выдержки не выше 25 ˚C   МВСК, %: Ацетон: 11,9 Йодистый метил: 2,2	1. Запорные устройства со временем срабатывания арматуры не выше 300 с для отключения аварийного аппарата, огнепреградители на воздушках, гидрозатворы на материальных трубопроводах. 2. Использование инертного газа (сжатого азота), вакуума. 3. Наличие предохранительных устройств (клапанов, мембран). 4. Емкость, рассчитанная на аварийный сброс жидкой фазы из аппарата. 5. Наличие поддона под технологическим аппаратом (сборники) с ЛВЖ. 6. Использование местной встроенной вентиляции. 7. Защита от статического электричества. 8. Наличие взрывозащищенного и пылевлагонепроницаемого электрооборудования.

Таблица 6.4 (Продолжение)

Фильтрация и промывка метацина технического. Сборник этанола Св-23, Мерник этанола М-24, Фильтр-сушилка Ф-21, Сборник промывного этанола Св-25 Сушка метацина технического. Сборник конденсата этанола Св-27, Теплообменник Т-26	Не герметичность оборудования. Образование взрывоопасной смеси этанола с воздухом	III	МВСК, %: Спирт этиловый: 11,1	1. Запорные устройства со временем срабатывания арматуры не выше 300 с для отключения аварийного аппарата, огнепреградители на воздушках, гидрозатворы на материальных трубопроводах. 2. Использование инертного газа (сжатого азота), вакуума. 3. Наличие предохранительных устройств (клапанов, мембран). 4. Емкость, рассчитанная на аварийный сброс жидкой фазы из аппарата. 5. Наличие поддона под технологическим аппаратом (сборники) с ЛВЖ. 6. Использование местной встроенной вентиляции. 7. Защита от статического электричества. 8. Наличие взрывозащищенного и пылевлагонепроницаемого электрооборудования.
ТП-3. Получение метацина фармакопейного. Растворение метацина. Реактор растворения Р-29, Теплообменник Т-30   Очистка и фильтрация от угля. Реактор очистки Р-32, Друк-фильтр Ф-31, Сборник маточного раствора Св-34, Сборник промывного этанола Св-35 Сушка метацина фармакопейного. Фильтр-сушилка Ф-33, Сборник конденсата этанола Св-37, Теплообменник Т-36	Не герметичность оборудования. Образование взрывоопасной смеси этанола с воздухом	III	МВСК, %: Спирт этиловый: 11,1

 

Технологическое оборудование - реакторы, сборники, мерники, фильтры, фильтры-сушилка, теплообменники - относится к III категории взрывоопасности с величиной относительного потенциала менее 10.