Чрезвычайные ситуации, связанные с применением сжиженных углеводородных газов (стр. 1 )

ВВЕДЕНИЕ

Чрезвычайные ситуации, связанные с применением сжиженных углеводородных газов в настоящее время происходят все чаще, в связи с нарастанием объемов обслуживающего производства. Актуальность работы обусловлена тем, что ущерб от пожаров и взрывов в промышленно развитых странах имеет колоссальные размеры и тенденцию постоянного роста. По мере повышения уровня технической оснащенности производства, повышается и его пожаровзрывоопасность. Пожары и взрывы являются составной частью большинства чрезвычайных ситуаций на предприятиях нефтегазопереработки, что обуславливает необходимость и актуальность разработки мер, направленных на их предупреждение.

Цель курсовой работы – разработать рекомендации по планированию и организации МТО работ по ликвидации ЧС на Уфимской ГНС, вызванной разгерметизацией автоцистерны с СУГ.

В соответствии с целью поставлены следующие основные задачи:

- изучить анализ обеспечения безопасности населения и территории при авариях на ГНС;

- Рассчитать необходимого количества сил и средств, участвующих в выполнение АСДНР;

- Оценить потребности в материально-техническом обеспечении формирований РСЧС при ликвидации ЧС;

- Провести анализ необходимости и объёма информационного, технического, экономического, медицинского обеспечения при ликвидации ЧС на Уфимской ГНС;

- Оценить финансовые затраты на ликвидацию ЧС на Уфимской ГНС.

ЧС на опасных объектах приводят к нарушению нормального экономического, социального, политического развития общества и часто сопровождаются большими людскими и материальными потерями.

Основными аспектами ликвидации последствий ЧС, которые необходимо учитывать при разработке курсовой работы, являются:

Экономический - значительный экономический ущерб в денежном и натуральном выражении, уничтожение производственных зданий и сооружений, оборудования, что приводит к нарушению функционирования объекта экономики.

Социально-экономический - опасность пожаров и взрывов на ГНС для персонала проявляется в угрозе непосредственного воздействия на людей, их имущество. При возникновении пожара или взрыва персонал и население временно лишаются иллюзии обеспечения собственной безопасности, что может привести к паническому состоянию, а так же к недоверию органам власти и управления объектом.

Вопросы устойчивого развития - размещение подобных объектов экономики на территориях в близости от мест массового скопления людей приводит к созданию потенциально опасной ситуации.

Экологический аспект – основной формой воздействия пожаров является химическое загрязнение продуктами горения и токсичными горючими материалами, что неблагоприятно влияет на окружающую природную среду.

1 Анализ состояния проблемы

Газовая промышленность является одной из составных частей топливно-энергетического комплекса, в состав которого входят предприятия по добыче и переработке всех видов топлива (топливная промышленность), производству электроэнергии и её транспортировке.

Широкое использование газообразного топлива в жилищно-коммунальном хозяйстве и сфере услуг обусловлено такими потребительскими свойствами, как высокая энергоотдача, удобство применения и чистота сгорания, относительно низкая цена [54].

В данном разделе рассматриваются сведения о применении сжиженных углеводородных газов в промышленности, об основных характеристиках сжиженных газов. Также рассматриваются характеристики газонаполнительных станций, наружных газопроводов. Приводится статистика аварий на объектах газовой промышленности.

1.1 Промышленное значение, применение пропана и других сжиженных газов

Пропан - насыщенный углеводород с химической формулой: CH3CH2CH3, бесцветный горючий газ, без запаха; температура плавления (tпл) -187,7 0С, температура кипения (tkип) - 42,1 0С. Имеет пределы взрываемости в смеси с воздухом 2,1-9,5% (по объёму). Он содержится в природных и попутных нефтяных газах, в газах, получаемых из CO и H2, а также при переработке нефти.

Пропан обладает следующими свойствами:

высокая теплотворная способность при сгорании; сгорает без остатка, при правильной эксплуатации практически безвреден; удобен в пользовании; возможны поставки в баллонах различной ёмкости на любое расстояние.

Эти свойства делают пропан универсальным газом; сегодня он широко используется и на производстве, и в быту.

1.1.1  Применение пропана на производстве

1)  При выполнении газопламенных работ на заводах и предприятиях:

в заготовительном производстве; для резки металлолома; для сварки неответственных металлоконструкций.

Толщина разрезаемой стали мм свариваемой стали 2-9 мм

2)  При кровельных работах и для обогрева производственных помещений в строительстве

3)  Для обогрева производственных помещений (на фермах, птицефабриках, в теплицах)

4)  Для газовых плит, водогрейных колонок в пищевой промышленности

Пропан - идеальный вид коммунально-бытового топлива

1.1.2 Использование пропана в быту

При приготовлении пищи в домашних и походных условиях; для подогрева воды; для сезонного обогрева отдалённых помещений - частных домов, отелей, ферм; для сварки труб, теплиц, гаражей с использованием газо­сварочных постов [1].

1.1.3 Использование в промышленности

Пропан – исходный продукт для промышленных синтезов: получения хлорпроизводных пропана, каталитическим дегидрированием пропана получают пропилен, нитрованием - нитрометан (в смеси с нитроэтаном и нитропропаном). Из пропана и пропилена получают углеводороды с разветвленной углеродной цепью (2,3 – диметилбутан, 2-метилпентан и др.), служащие добавками к авиационному топливу. Некоторые виды ракетных топлив содержат в своем составе пропан.

На газобензиновых или нефтеперерабатывающих заводах из нефтяных газов пропан-бутановую фракцию отделяют от более легких компонентов сжижением и в резервуарах под давлением транспортируют на газонаполнительные станции. В процессе транспортировки и хранении смесь находится в двухфазном состоянии, т. е. в жидком виде под давлением своих паров. Жидкая фаза должна заполнять не более 85% геометрического объема баллона или резервуара, чтобы над ней оставалась паровая подушка.

Пропан при температурах от –35 до +450 С имеет высокое давление паров. Это позволяет при использовании его в установках с отбором фазы при естественном испарении устанавливать баллоны с сжиженным газом снаружи помещений. Давление паров бутана меньше, поэтому в установках с отбором паровой фазы его применяют только при положительной температуре, но он имеет преимущество перед пропаном при транспортировке: чем больше бутана в смеси с пропаном в резервуаре, тем меньше давление паров и меньше опасность разрыва емкостей. Пары пропан-бутановой смеси бесцветны и не имеют запаха. поэтому в них добавляют одоранты (этилмеркаптан).

1.1.4 Использование в качестве топлива на транспорте

Централизованные ресурсы сжиженного газа превышает 6 млн. тонн в год, из которых по разным оценкам до 1,3-1,5 млн. тонн переправляется оптом за рубеж в основном небольшими частными фирмами - экспортерами. На Российский рынок автомобильного топлива составляют 600 тыс. тонн ежегодно.

Потенциальный спрос на газовое топливо, газовые заправочные станции огромен. Для того, чтобы заправиться газом в большинстве городов России, надо простоять 1-1,5 часа.

По предварительной оценке минимальная емкость рынка продаж до годов следующая:
-станции заправки сжатым газом средней и малой мощности до 180 куб. м/час по цене примерно $ - 150-180ед;
-станции заправки сжиженным газом по цене примерно 30000$ - 400-450ед;
-газовые баллоны для сжатого газа по цене от 150 до 200$ за штуку - 20-25 тыс. ед;
-газовое автомобильное оборудование по цене 150-200$ за комплект - 200 тыс. компл.

Перечисленные виды оборудования производятся в Канаде, США, Аргентине и в Европе (Италия, Германия) и в России.

Итого, ориентировочный рынок только под поставки оборудования составляет домлн долларов. Рентабельности газового заправочного бизнеса в России составляют:
- для станций сжиженного газа - 80-100%;
- для станций сжатого газа - 20-40%;
- для станций сжатого газа внутригаражного типа - до 400%.

Анализ показывает, что в 2005 и последующих годах прибыль в этом секторе экономики РФ может составить - 200-350 млн долларов [2].

Рассмотрим преимущества газа перед бензином и дизельным топливом. Преимущества относятся как к метану, так и к пропан-бутану:

1.  Увеличение межремонтного периода работы двигателя в 1,5 раза. Цилиндропоршневая группа двигателя служит дольше (газ не смывает масло со стенок цилиндров и лучше перемешивается с воздухом, что способствует более равномерному сгоранию);

2.  Увеличение срока службы моторного масла в 1,5....2 раза. Масло можно менять реже, оно медленнее теряет свои свойства;

3.  При работе на газе не бывает детонации (октановое число больше 100);

4.  Снижение уровня шума работы двигателя на 3.....8 дб (как минимум в 2 раза);

5.  Увеличение срока службы свечей зажигания на 40 %;

6.  Снижение токсичности выхлопных газов: СО - в 2...3 раза, СН - в 1,3... 1,9 раза, гораздо меньше образуется нагара, менее вредный выхлоп;

7.  Снижение дымности выхлопных газов (для дизельных двигателей) в 2...4 раза.

При установке газобаллонной аппаратуры (ГБА) в конструкции автомобиля почти ничего не меняется. Только в разрыв топливной магистрали вставляется электромагнитный клапан для отключения подачи бензина. Остальные штатные узлы и детали изменениям не подвергаются, газовая аппаратура является дополнением, которое можно в любой момент отвинтить и установить на другой автомобиль. После установки ГБА автомобиль сможет ездить на двух видах топлива - газе и бензине [3].

Использование, производимых в США, Канаде, Европе и у нас, установок получения сжиженных газов (пропан-бутановой смеси для автотранспорта) из попутного газа при нефтегазодобыче и при нефтегазовой переработке позволит получить при относительно небольших капиталовложениях собственные объемы газа до 3 - 4 млн. тонн ежегодно.
  Таким образом, получаем, что на развивающемся российском рынке существуют все условия для начала успешного газозаправочного бизнеса.

1.2 Получение пропана

При получении пропана, как и предельных углеводородов, используют природные источники (газ, нефть и др.) и синтетические методы получения.

Пропан широко распространен в природе. Он содержится в природном газе (до 5%), растворен в нефти.

1)  Крекинг нефти. Основными процессами при крекинге являются гомолитический разрыв углеродной цепи с одновременной изомеризацией и циклизацией, а также гидрогенизация углеводорода с образованием непредельных соединений. Строение этих продуктов определяется строением исходного предельного углеводорода и технологическим режимом крекинга. Крекинг был изобретен в 1891 г.

C5H12 C3H8 + C2H4;

Пентан пропан этилен

2)  Гидрирование углей: смешивание и нагревание с тяжелыми смазочными маслами и катализатором (оксиды железа):

кат

3C + 4H2 C3H8

3)  Гидрирование непредельных углеводородов:

C3 H6 C3 H8

Пропилен Н2 пропан

4)  Синтез из оксида углерода и водорода (синтез-газ). При этом в качестве катализатора используют никель или кобальт:

nCO + (2n+1)H2 CnH2n+2 + nH2O

1.3 Хранение пропана

Сжиженные углеводородные газы хранят в стальных резервуарах (рисунок 1.3) под давлением упругости паров и в подземных газохранилищах - горных выработках и соляных пластах.

а - цилиндрический наземный; б - цилиндрический подземный; 1 - резервуар; 2 - площадка для обслуживания; 3 - опоры.

Рисунок 1.3 – Стальные резервуары

В стальных цилиндрических резервуарах под давлением упругих паров, сжиженные газы хранят на распределительных базах при объемах хранилища до 2000 м3. При объемах хранилища 2000…10000 м3 используют изотермические резервуары с промежуточным хладоносителем, а для хранения большего объема газа сооружают резервуары в соляных пластах и горных выработках [9].

1.3.1 Основные опасности при хранении пропана

В подземных хранилищах в большинстве случаев хранят сжиженные углеводородные газы под незначительным избыточным давлением (изотермические хранилища) при температуре несколько ниже температуры кипения углеводорода (пропана) при данном давлении. В этих хранилищах, как правило, хранят большие объемы сжиженных углеводородных газов (кроме пропана еще: изобутан, пропилен, пропан-бутановые смеси и др.) и ЛВЖ, так как этот способ является более безопасным и в значительной мере позволяет уменьшить масштабы и тяжесть последствий возможных пожаров и взрывов.

Несмотря на преимущества подземного хранения пропана с точки зрения безопасности, по экономическим, эксплуатационным и другим соображениям широко применяют и наземные хранилища, а также склады.

В наземных хранилищах пропан хранят:

1)  под высоким давлением, равном давлению их паров при температуре окружающей среды (без отвода испаряющегося газа);

2)  под умеренным давлением, достигаемым отводом испаряющегося газа;

3)  под небольшим избыточным давлением, близком к атмосферному, при температуре несколько ниже температуры конденсации данного газа. Необходимые температура и давление газа в хранилище поддерживаются отводом и конденсацией испаряющегося газа; испарение достигается за счет тепла поступающего сжиженного газа, а также тепла из окружающей среды (изотермический способ хранения).

Опасности хранения пропана связаны с возможностью пожаров, взрывов и интоксикации людей при утечке больших объемов. Большую опасность представляют в самих резервуарах и последующие выбросы в атмосферу взрывоопасных и токсичных продуктов.

При выборе способа хранения и конструкции резервуаров исходят из физико-химических свойств, токсичности и количества пропана, а также расположения склада, санитарно-гигиенических требований и др. При проектировании нужно стремиться к минимальным объемам хранилищ и уменьшению вероятности утечки больших объемов газа с тем, чтобы предотвратить крупные аварии. При утечке сжиженного газа, хранящегося под высоким давлением, происходит его бурное вскипание, так как температура газа в хранилищах высокого давления выше точки его кипения при атмосферном давлении. При этом могут образовываться большие количества газообразного горючего или токсического продукта.

При хранении под давлением, близком к атмосферному (или ему равном), когда пропан охлажден до соответствующей температуры, бурного вскипания вытекшей жидкости происходить не будет.

Таким образом, утечка газа из хранилищ при давлении, близком к атмосферному, связана с меньшей опасностью, чем утечка из хранилищ, работающих под повышенным давлением. Несмотря на принимаемые, возможность утечки пропана из хранилища не может быть полностью исключена. Поэтому безопаснее выбирать хранилища, работающие под давлением, близком к атмосферному, особенно в густонаселенных районах или вблизи больших дорог, больниц, школ, жилых домов и т. д. Эти особенности всегда учитывают при создании крупных хранилищ пропана. При строительстве крупных складов газа принимают, как правило, изотермические хранилища большого единичного объема.

1.3.2 Меры безопасности при перемещении пропана

Пропан можно перекачивать насосами. Однако при этом должны строго выполняться требования правил техники безопасности, при нарушении которых могут возникать следующие опасности:

§  Утечка в атмосферу через сальниковые уплотнения и их воспламенение и взрыв;

§  Перегрев в насосах в насосах с возможным взрывом;

§  Образование газовых пробок в насосах и трубопроводах с возможным разрушением трубопроводов от превышения давления;

§  Подсос воздуха в систему или его неполное удаление перед пуском после остановки или ремонта.

1.4 Мгновенное испарение пропана

Пропан входит в категорию жидкостей, которые имеют критическую температуру выше температуры окружающей среды. Основное отличие жидкостей данной категории заключается в явлении «мгновенного испарения», которое возникает тогда, когда в системе, включающей жидкость, находящуюся в равновесии со своими парами, понижается давление. Через некоторое время устанавливается новое состояние равновесия, причем температура кипения жидкости будет ниже. Особо выделим случай выброса жидкости из герметичной системы в окружающую среду. При разрушении резервуара с пропаном начальные и конечные условия могут выглядеть следующим образом:

	Начальные условия	Конечные условия
Температура, 0С	26,9	-42,1
Абсолютное давление, бар	10	1

При переходе от начальных условий к конечному происходит частичное испарение. Если считать, что процесс протекает адиабатически (т. е. система не получает и не отдает тепло), то это будет означать, что энтальпия единицы массы жидкости будет при начальных условиях равна сумме энтальпии части жидкости, которая испарилась.

Эту последнюю часть можно вычислить из таблиц или диаграмм термодинамических свойств рассматриваемого вещества. На практике используют различные способы представления термодинамических свойств вещества. Как правило, употребляют диаграммы, на которых давление, температура, энтальпия, энтропия и паросодержание являются переменными величинами. Они различаются тем, какие из величин отложены по осям, например «давление-энтальпия» или «энтальпия-энтропия». Диаграммы обычно предназначаются для определения величин, отличных от параметров, отложенных по осям [4].

Рисунок 1.4 – Доля мгновенно испарившейся жидкости в адиабатическом приближении [4].

На рисунке представлена зависимость доли мгновенно испарившейся части жидкости – пропана в адиабатическом приближении (TAFF) от начальной температуры. Расчеты проводились по следующей формуле:

TAFFТ=(НТ-НХ)/LX;

где TAFFТ - доля мгновенно испарившейся жидкости в адиабатическом приближении при температуре Т;

НТ – удельная энтальпия жидкости при температур

НХ - удельная энтальпия жидкости в точке кипения при атмосферном давлении;

LX - удельная скрытая теплота парообразования в точке кипения при атмосферном давлении.

При вычислении TAFF предполагается следующее:

1)  Испаряясь, пар находится в равновесии с жидкой фазой. В действительности это не происходит, так как первоначально выброшенный пар будет иметь более высокую температуру, чем оставшаяся жидкость. При вычислениях считалось, что этот эффект весьма незначителен.

2)  Процессы адиабатические. Процесс мгновенного испарения протекает очень быстро, и, следовательно, притоком тепла из окружающей среды скорее всего можно пренебречь. Намного существеннее здесь степень влияния пены и брызг на количество жидкости, выброшенной в окружающую среду.

1.4.1 Динамика процесса испарения

Законы термодинамики, основанные на определенных предположениях дают возможность предсказать конечное состояние равновесия процесса мгновенного испарения. Однако в эти законы не входит время, и таким образом, они не позволяют описать динамику поведения жидкости и газа при этом процессе.

Анализ гидродинамики мгновенного испарения включает в себя три аспекта, представляющих значительный интерес. Таковыми являются:

1)  Мгновенное испарение, сопряженное с полным разрушением сосуда под давлением;

2)  Мгновенное испарение при утечке над уровнем жидкости в парожидкостной системе;

3)  Мгновенное испарение при утечке ниже уровня жидкости в парожидкостной системе.

В промышленности есть ряд процессов, в которые мгновенное испарение входит как составная часть. Анализ и экспериментальные исследования этого процесса необходимы для технологических расчетов, которые включают расчеты котлов с быстрым разведением паров, систем однократной перегонки и однократного испарения.

1.4.2 Мгновенное испарение после полного разрушения

Под полным разрушением сосуда под давлением понимается его внезапный распад на приблизительно равные части, что случается довольно редко. Тем не менее явление имеет место и сопровождается выбросом горючих и токсичных паров.

Оценим приблизительно масштаб времени для таких событий.

Минимальное время, необходимое для мгновенного испарения, можно теоретически получить на основании предположения об образовании в конце процесса неперемешанного с воздухом облака пара. За время мгновенного испарения принимается время достижения выбросом пара, двигающегося со звуковой скоростью от поверхности мгновенно испаряющейся жидкости, края образовавшегося облака. Таким образом:

Tf=Rc/Cv;

Где Tf – время испарения, Rc –радиус паровой оболочки, Cv - скорость звука в паре.

Радиус полусферы определяется из выражения:

V=2/3Пr3;

Следовательно: r=(0.48V)1/3=0.78V1/3;

Для вычисления радиуса облака необходимо сначала оценить объем облака с учетом объединения объема первого выброса и объема жидкости после мгновенного испарения. Радиус распространения области пара определяется разностью между радиусом полусферы и радиусом жидкости до мгновенного испарения. Однако в большинстве случаев достаточно вычесть радиус начального объема жидкости из радиуса полусферы, имеющей объем равный объему испарившегося пара.

Следовательно,

/Сv;

для 100 м3 пропана при 10 бар: TAFF=0,38; Еf=257 – отношение удельных объемов пара и жидкости для пропана при атмосферном давлении; Сv=300 м/с; тогда:

Tf=0,78*((100*257*0,38)-100)1/3/300=0,055 с.

Сравним полученный результат со временем полного разрушения сосуда под давлением. Если предположить, что разрушение вызвано растрескиванием, распространяющимися по периметру основания полусферы со скоростью звука в стали, то это бы происходило за время 2Пr/Cs секунд. Для полусферы объемом 100 м3 r=3,63 м, а длина окружности – 22,8 м, Cs=3200 м/с, Т=0,007 с.

Ситуация, описанная выше, не реальна, хотя бы потому, что полусферических резервуаров не существует, и возникновение такой трещины почти всегда будет создавать залповый выброс с сильной деформацией воздушной среды вблизи резервуара. Облако, образующееся при выбросе, будет смешиваться с воздухом. Кроме того, пар начнет свое движение из состояния покоя, и звуковая скорость вряд ли будет достигнута даже в начальный момент, а после падения давления до определенной критической точки она не будет достижима даже теоретически. Поэтому реальное время завершения процесса мгновенного испарения будет больше, чем вычислено выше.

На практике мгновенное испарение протекает весьма бурно. Как только внешняя поверхность массы жидкости освобождается от своего пара и внешний слой распадается, происходит освобождение нижнего слоя. При этом считается, что в течении периода мгновенного испарения жидкость превращается в массу пены. Выбрасываемые при бурном распаде капли могут выходить за пределы теоретически рассчитанной паровой оболочки. В тоже время образующийся при расширении пара импульс приводит к выносу пара в окружающую атмосферу, где он смешивается с воздухом, образуя облако паровоздушной смеси. Предполагается, что при мгновенном испарении в образующее паровое облако вовлекаются и капельки жидкости, причем масса жидкой фазы равна массе паровой фазы. Эта точка зрения была принята Комитетом советников по основным опасностям [ACMH, 1979]. Вполне возможно, что расширение пара, даже если оно происходит с дозвуковыми скоростями, будет сжимать воздух впереди себя, создавая ударную волну, аналогичную образующейся при химическом взрыве.

Хотя в изложенной выше модели предполагалось, что резервуар полностью занят жидкостью, на практике, если только резервуар не переполнен и не вышел из строя из-за гидравлического разрыва, в нем должна присутствовать паровая фаза, которая при разрыве будет расширяться. Поэтому размер парового облака, образующегося при полном разрушении резервуара с пропаном, будет зависеть от степени заполнения сосуда жидкостью в момент разрыва. Так, в нашем случае, разрушение резервуара, целиком заполненного жидкостью, может привести к тому, что объем непосредственно выброшенного пара в 100 раз будет превышать его первоначальный объем. разрушение же резервуара, частично заполненного жидкостью при давлении пара в 10 бар, приведет лишь к десятикратному увеличению.

1.4.3 Мгновенное испарение при пробое выше уровня жидкости

Рассмотрим случай, когда резервуар, содержащий мгновенно испаряющуюся жидкость, пробит выше уровня жидкости. Даже небольшая утечка может привести к тому, что выброс пара при давлении в резервуаре будет продолжаться до тех пор, пока вся жидкость не испариться. Хотя при этом от окружающей среды подводится тепло, содержимое будет охлаждаться до температуры, зависящей от размеров отверстий. Скорость истечения будет являться функцией размера отверстия и давления в резервуаре. Поток может быть критическим. Это определяется значением давления и местной скорости звука. Те же самые рассуждения можно применить и для случаев разрыва патрубка, связанного с паровым пространством в резервуаре хранения. вычисление скорости потока производится по стандартной методике.

Решение вопроса о том, является ли вовлечение капель жидкости в поток пара существенным, будет зависеть от скорости выкипания и высоты парового пространства. В работе [EUF, 1964] утверждается, что в котлах с быстрым разведением паров, где конденсат испаряется от нагревательных змеевиков высокого давления, вовлечение капелек жидкости водяным паром низкого давления становится существенным при скоростях потока свыше 3 м/с. В работе [Coulson, 1956] показано, что в ректификационных колоннах с широкими расстояниями между тарелками скорость 2 м/с является пороговым значением для вовлечения. Таким образом, при скоростях истечения менее 2-3 м/с пробой в сосуде будет приводить к истечению только пара без капелек жидкости.

1.4.4 Мгновенное испарение при пробое ниже уровня жидкости

При пробое резервуара ниже уровня жидкости в отверстии истечения в плоской стенке скорее всего можно ожидать появление однофазного потока жидкости. При этом мгновенное испарение будет происходить с внешней стороны места утечки. Если утечка обусловлена разрывом трубопровода, то мгновенное испарение в трубе, вероятно, приведет к возникновению двухфазного потока. Из-за мгновенного испарения скорость потока будет ниже, чем скорость для однофазного потока жидкости при этом же перепаде давления. Тем не менее при пробое ниже уровня жидкости массовый расход будет больше, чем при пробое подобного размера выше уровня жидкости.

1.5 Физиологическое и токсическое действие пропана

Воздействие на животных: вдыхание смеси, состоящей из 90 % пропана и 10 % кислорода, вызывает у кошек полный наркоз.

Воздействие на человека: зарегистрированы случаи суидцидного смертельного отравления пропаном, предназначенным для использования в качестве бытового топлива. При отравлениях пропаном в крови, моче, спинномозговой жидкости не только пропан, но и пропен. Некоторые производные пропана метаболизируют в организме. Так при ингаляции 2-нитропропана-1,3 в концентрациях 72,8 и 560 мг/м3 у крыс в течение 48 часов свыше половины его выделилось через легкие в виде СО2, часть (13,7 и 21,9%) – неизменной молекулой, с мочой – 8,1 и 10,7%, с фекалиями – 10,7 и 5,3%; в тканях и костях накапливалось 25,5 и 11,3%. Пропан – продукт жизнедеятельности, обнаруживается в выдыхаемом человеком воздухе, хотя и в малом количестве [9].

Методы определения.

Предпочтение следует отдавать хроматографическому определению. При применении эффективных абсорбентов для отбора проб (Масловка, Новицка) метод ГЖК позволяет определять пропан. Методы определения в биосубстрактах основаны также на газоабсорбционной и ГЖК.

Методы профилактики. Индивидуальная защита.

При пользовании пропановой горелкой в закрытом помещении необходимо соблюдать меры предосторожности: при недостатке кислорода пропан сгорает с образованием СО и альдегидов, которые могут вызвать отравления. Работы следует обеспечить приточно-вытяжной вентиляцией. При работе необходимо пользоваться защитными очками.

Неотложная помощь.

При ингаляционном отравлении пострадавшего следует удалить из загрязненной атмосферы, освободить от стесняющей одежды и поместить в теплое место (обложить его грелками). При нарушении дыхания дают кислород, при отсутствии дыхания немедленно приступают к искусственной вентиляции легких. Кофе, крепкий чай, на конечности – горчичники или грелки. При наличии угрозы развития отека легких – ранее кровопускание, кислородотерапия, хлористый кальций или глюконат кальция, внутривенно 40% раствор глюкозы и т. п. Для предупреждения пневмонии применяют сульфаниламиды и антибиотики. В качестве мощных средств неспецифической противовоспалительной и антитоксической терапии назначают глюкокортикоиды (внутримышечно), в часности кортизона ацетат (2 мл суспензии), гидрокортизона ацетат (2 мл взвеси) или преднизолона гидрохлорид (0,5 или 1,0 мл). Особое внимание следует уделять состоянию сердечно-сосудистой системы [9].

Токсическое действие смеси газов

1)  Пропан-бутан

Смесь вызывает наркоз. Токсические свойства проявляются при больших концентрациях.

Животные. Морских свинок подвергали ингаляционному воздействию смеси (пропан и бутан в равных частях) в концентрации 50% (по объему) по 30 мин в течении 30 дней, 30% по 1 ч 60 дней и 5% 120 дней. Лишь 50%-ая смесь вызвала незначительную гипохромную анемию.

Человек. Описаны случаи отравления среди рабочих наполнявших сосуды пропан-бутановой смесью. Симптомы отравления: возбуждение, оглушенное состояние, сужение зрачков, замедление пульса до 40-50 ударов в минуту, слюнотечение, рвота, затем сон в течении нескольких часов; на следующий день пульс оставался замедленным, отмечались гипотония, умеренное повышение температуры тела; после тяжелых отравлений с длительным наркозом возможна потеря памяти. Местное действие на человека – при попадании на кожу вызывает обмораживание, по характеру действия напоминающее ожог.

2)  Пропан-бутан-пентан

Животные.

В опытах на крысах-самцах, непрерывно в течении 105 дней вдыхавшх смесь пропана (139 мг/м3), бутана (80 мг/м3) и пентана (32 мг/м3), после 90 дней было отмечено замедление прироста массы тела, уменьшение количества эритроцитов, гемоглобина, снижение фагоцитарной активности нейтрофилов, угнетение условнорефлекторной деятельности. У забитых животных выявлены дистрофические изменения в печени. Несколько менее выраженные, но по той же направленности изменения были обнаружены у животных при вдыхании в тех же условиях смеси пропана (11 мг/м3).

1.6 Чрезвычайные ситуации, характерные для сжиженных газов и их последствия.

По литературным данным, наиболее известные аварии, связанные с обращающимися на установке опасным веществом, приведены ниже.

1984 г. Сан-Хуанико (Мексика).

Серия последовательных взрывов с образованием огненных шаров в парке хранения жидких углеводородов С3-С4 в результате утечек большого количества углеводородов из трубопровода или резервуара. Облако воспламенилось от пламени факельного устройства.

Авария 9 декабря 1970 г. в Порт-Хадсоне (штат Миссури, США).

Взрыв парового облака последовал в результате разрыва трубопровода с жидким пропаном. Происшествие могло стать самым крупным за всю историю случаем взрыва парового облака, однако оно произошло в малонаселенном районе города и взрыву предшествовал определенный период времени, позволивший эвакуировать некоторое количество жителей. В результате аварии жертв не было, за исключением получивших легкие травмы. Хотя данное событие ранее охарактеризовывалось как детонация, однако, в настоящее время оно расценивается как дефлаграционное превращение, вызванное взрывом внутри здания.

Механическая причина взрыва – разрыв 8-дюймового (200 мм) трубопровода, по которому осуществлялась транспортировка пропана под давлением 6 МПа. После разрыва трубопровода прошло 20 мин до возгорания, что позволило окружающим переместится на безопасное расстояние.

Возгорание произошло в результате проникновения пара в здание склада, сооруженного из бетонных блоков и расположенного в 300 м от места утечки по направлению ветра. В здании находилось оборудование для глубокого охлаждения и, вероятно искровой разряд термостата привел к возгоранию. Само здание было разрушено по всей вероятности в результате первого взрыва. Ни одно из прилегающих к месту аварии зданий не было полностью разрушено в отличие от аварии 28 июля 1948 г в Людвигсхафене (Германия) и аварии 1 июня 1979 г в Фликсборо (Великобритания).

По оценке операторов количество разлившейся жидкости из трубопровода составляло примерно 750 баррелей, или 60 т. несомненно не все количество разлившегося вещества участвовало во взрыве, часть его рассеялось в воздухе до концентрации меньше нижнего предела воспламенения, а часть – до концентрации выше верхнего предела воспламенения. В случае достаточного продолжительного процесса разлития в конечном итоге наступает такое состояние равновесия, при котором скорость разбавления вещества в воздухе до концентрации, при которой горение невозможно, становиться равной интенсивности источника утечки. В отчете [Burgess, 1972] оценивается стационарное состояние облака, при котором его размеры составляют 500 м в длину, 16-20 м в ширину, 4-7 м в высоту. Такое облако покрывает площадь 6 тыс. м2.