 |
Химическая характеристика хлора, специфика его использования в технологических процессах и воздействие хлора на организм человека
|
|
|
|
Содержание
Введение
Глава 1. Особенности аварий, связанных с применением хлора в технологических процессах
1.1 Химическая характеристика хлора, специфика его использования в технологических процессах и воздействие хлора на организм человека
Глава 2. Медико-тактическая характеристика чрезвычайных ситуаций, связанных с авариями на промышленных объектах, использующих в технологических процессах хлор
2.1 Основные требования к безопасности технологических процессов с использованием хлора
2.2 Основные требования безопасности для персонала и нормы поведения населения, проживающего вблизи предприятий, использующих в технологических процессах хлор
Глава 3. Методика прогнозирования и оценки обстановки при выбросах в окружающую среду аммиака и других аварийно химически опасных веществ
Глава 4. Организация аварийно-спасательных работ в зоне чрезвычайной ситуации, связанной с аварийным выбросом хлора
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Крупные аварии на химически опасных объектах являются одними из наиболее опасных технологических катастроф, которые могут привести к массовому отравлению и гибели людей и животных, значительному экономическому ущербу и тяжелым экологическим последствиям. Причины аварий, в большинстве случаев, связаны с нарушениями установленных норм и правил при проектировании, строительстве и реконструкции химически опасных объектов, нарушением технологии производства, правил эксплуатации оборудования, машин и механизмов, аппаратов, низкой трудовой и технологической дисциплины производственного процесса. Проблема промышленной безопасности значительно обострилась с появлением крупномасштабных химических производств в первой половине нашего века. Основу химической промышленности составили производства непрерывного цикла, производительность которых не имеет, по существу, естественных ограничений. Постоянный рост производительности обусловлен значительными экономическими преимуществами крупных установок. Как следствие, возрастает содержание опасных веществ в технологических аппаратах, что сопровождается возникновением опасностей катастрофических пожаров, взрывов, токсических выбросов и других разрушительных явлений. Хлор по объему производства и области применения является одним из важнейших продуктов химической промышленности. Широкое использование и большие объемы производства хлора определяют высокую потенциальную опасность возникновения чрезвычайных ситуаций, обусловленных его аварийными выбросами в окружающую среду.
|
|
|
Глава 1. Особенности аварий, связанных с применением хлора в технологических процессах
Химическая характеристика хлора, специфика его использования в технологических процессах и воздействие хлора на организм человека
Химические свойства хлора. Хлор относится к группе галогенов. Молекулярная масса хлора - 70,9. При нормальных условиях хлор представляет собой газ зеленовато-желтого цвета с резким раздражающим запахом. В сжиженном состоянии хлор может находиться только при избыточном давлении или при температуре ниже минус 34 °С. Хранится и транспортируется жидкий хлор в сосудах, выдерживающих избыточное давление. Давление насыщенных паров хлора в сосуде зависит от температуры и с ее повышением увеличивается. Плотность жидкого хлора при температуре кипения (-34 °С) составляет 1560 кг/м3. При испарении одного объема жидкого хлора при 0 °С образуется 457 объемов газообразного хлора. Газообразный хлор тяжелее воздуха в 2,5 раза, поэтому при аварийных утечках он стелется по низу, создавая устойчивое газовое облако. Плотность хлор-газа при 0 °С и давлении 101,3 кПа равна 3,21 кг/м3.
|
|
|
Хлор растворим в воде: в одном объеме воды растворяется около двух его объемов. Образующийся желтоватый раствор часто называют хлорной водой. Химическая активность его очень велика – он образует соединения почти со всеми химическими элементами.
Хлор является сильным окислителем. Не горюч. Реагирует с большинством органических соединений, в ряде случаев со взрывом. Смесь хлора с водородом под действием света взрывается. Хлор оказывает различное коррозионное воздействие на конструкционные материалы в зависимости оттого, "влажный" он или "сухой". В присутствии влаги протекает обратимая реакция гидролиза хлора с образованием соляной и хлорноватистой кислот:
Сl2 + Н2O «НСl + НСlO
Кроме этой реакции, в определенных условиях протекают одновременно реакции с образованием хлорноватой кислоты (НСlO3), хлоридов железа, водорода и кислорода. Поэтому во "влажном хлоре" (содержание воды > 0,04% масс.) углеродистые и низколегированные стали подвергаются точечной и язвенной коррозии, а в герметичных сосудах (например, в хлорных контейнерах) повышается вероятность образования взрывоопасных смесей водорода с кислородом и хлором. С углеродистыми и низколегированными сталями "сухой хлор" практически не взаимодействует до температуры 100 °С.
Особенности использования хлора в промышленности. Под давлением хлор превращается в жидкость, которую широко используют как отбеливатель, в частности в текстильной и бумажной промышленности, начиная с 1795. Хлор – слишком сильный окислитель для отбеливания шелка и шерсти, но эффективен для отбеливания хлопка, льна и древесной массы. Другое важное применение жидкого хлора – для очистки воды – впервые предпринято в 1895 для целей городского водоснабжения Нью-Йорка. Соединения хлора находят разнообразное применение. Хлороформ CHCl3 и хлорэтил C2 H5 Cl являются анестетиками, трихлорэтаналь (или хлораль) CCl3 CHO применяют в медицине как наркотик, тетрахлорид углерода CCl4 используется для тушения огня, для сухой чистки, как и трихлорэтилен С2 HCl3. Три хлорпроизводных – фосген COCl2 (удушающий газ), иприт (C2 H4 Cl)2 S – кожнонарывная жидкость, хлорпикрин CCl3 NO2 (слезоточивый газ) – являются боевыми отравляющими веществами. Фреон CF2 Cl2 используется как хладагент в холодильной технике. Хлор применяют в производстве красок, резин, синтетического каучука, углеводородов, взрывчатых веществ и в химических синтезах. Хлор используют также для отбеливания губок и соломы. Хранят и перевозят хлор в стальных баллонах и железнодорожных цистернах под давлением. При выходе в атмосферу он дымит, заражает водоемы. Лабораторный метод получения хлора заключается в медленном прикапывании концентрированной соляной кислоты HCl через капельную воронку к KMnO4 или MnO2:
|
|
|
Жидкий хлор был получен М.Фарадеем в 1823 при нагревании гидрата хлора Cl2 ×8H2 O, помещенного в один конец трубки. В результате конденсации в другом конце трубки, охлаждаемом смесью соли со льдом, собирался жидкий хлор. Основной промышленный метод получения хлора – электролиз концентрированного раствора хлористого натрия. Ежегодное потребление хлора в мире исчисляется десятками миллионов тонн. Хлор, полученный в электролизерах, может содержать крайне опасную примесь - трихлорид азота (NCl3).
Соединения хлора, применяемые в промышленности: Хлороводород (хлорид водорода) HCl в водном растворе был получен И.Глаубером в 1648 при взаимодействии поваренной соли и серной кислоты. Раствор HCl в воде называют хлороводородной или соляной кислотой. Эта кислота встречается в источниках рек Южной Америки, которые вытекают из вулканических районов Анд. Желудочный сок человека содержит 0,2–0,4% соляной кислоты. Хлороводород получают синтезом из Cl2 иH2 под действием света или тепла. HCl образуется также по реакции Cl2 c сероводородом или метаном и другими углеводородами. Наиболее простой способ заключается в постепенном добавлении серной кислоты к хлориду натрия (поваренной соли) при слабом нагревании:
NaCl + H2 SO4 = NaHSO4 + HCl.
При использовании твердой соли и более сильном нагревании образуется сульфат натрия:
|
|
|
NaCl + NaHSO4 = Na2 SO4 + HCl. HCl
– резко пахнущий бесцветный газ, который можно конденсировать в бесцветную жидкость, кипящую при –83,7° C и затвердевающую при –112° C. Газ в 1,26 тяжелее воздуха, очень хорошо растворим в воде (442 объема на 1 объем воды при 20° С). Концентрированная соляная кислота содержит 37% HCl (плотность 1,19 г/мл). 20,24%-ный раствор HCl имеет температуру кипения 110° С. Соляная кислота широко используется в лабораторной практике, для обработки поверхности металлов перед пайкой, для травления их, в крашении, ситценабивном деле, производстве клея, мыла, глюкозы и др. Смесь 3 объемов концентрированной HCl и 1 объема концентрированной HNO3 известна в лабораторной практике под названием «царская водка»; она растворяет золото и другие благородные металлы. Оксиды. Хлор образует оксиды Cl2 O, ClO2 и Cl2 O7. Все оксиды хлора нестабильны, могут разлагаться со взрывом, являются сильными окислителями, вызывают возгорание органических соединений, например бумаги, дерева и сахара. Cl2 O – желтовато-красный газ – образуется при пропускании Cl2 над оксидом ртути при низкой температуре. При растворении его в воде образуется хлорноватистая кислота HClO. ClO2 – темно-желтый газ, в промышленности его получают действием хлора на сухой хлорит натрия NaClO2. ClO2 применяют в отбеливающих порошках, в производстве бумаги и текстиля. Cl2 O7 – бесцветная маслянистая жидкость, более стабильна, чем другие оксиды, но при определенных условиях также может взрываться. Cl2 O7 получают обезвоживанием HClO4 в присутствии P4 O10.
Газообразный хлор раздражающе действует на влажную кожу, вызывая ее покраснение. При попадании на кожу жидкого хлора могут иметь место химические ожоги, обморожения. Предельно-допустимая концентрация хлора в воздухе рабочих помещений 1 мг/м3, в атмосферном воздухе населенных мест максимально разовая - 0,1 мг/ м3, среднесуточная - 0,03 мг/ м3. Минимально ощутимая концентрация хлора – 2 мг/м3. Раздражающее действие возникает при концентрации около – 10 мг/м3. Воздействие в течение 30 – 60 минут 100 – 200 мг/м3хлора опасно для жизни, а более высокие концентрации могут вызвать мгновенную смерть. Органы дыхания и глаза можно защитить фильтрующими и изолирующими противогазам. Но пребывание в них без дополнительной насадки на фильтрующую коробку – не более 35 мин. Максимально допустимая концентрация при применении фильтрующих противогазов – 2500 мг/м3. Если она выше, то должны использоваться только изолирующие противогазы.
|
|
|
