Гигиеническая характеристика основных технологических процессов и производственных вредностей в химической промышленности

К химической промышленности относится комплекс производств, в которых преобладают химические способы переработки разнообразного сырья. Различают следующие основные производства химической промышленности:

· производства основной химии по выпуску неорганических кислот, щелочей, солей, хлора и других неорганических соединений;

· предприятия органического синтеза, на которых получают большой ассортимент органических веществ: кислоты, спирты, растворители;

· производства по получению искусственных и синтетических волокон и нитей – лавсана, капрона, вискозы и т. п.;

· производства, выпускающие синтетические смолы, пластмассы, синтетический каучук и т. п.;

· предприятия по производству шин, резино-технических изделий и резиновой обуви;

· производства, выпускающие анилиновые красители, лакокрасочные материалы;

· химико-фармацевтические заводы по выпуску лекарственных и других препаратов;

· комбинаты и заводы по выпуску минеральных удобрений и ядохимикатов и многие другие.

Несмотря на большое разнообразие химических производств, они имеют много общего. Существует несколько классификаций технологических процессов: по физико-химическим свойствам реакционных систем, по агрегатному состоянию реагирующих веществ, по процессам и аппаратам и т. д.

Наиболее удачной в гигиеническом отношении является классификация, согласно которой все технологические процессы и операции подразделяются на следующие этапы:

1. Подготовительные операции (размол, дозирование, смешивание, просев и разделение на фракции исходных материалов, транспортировка).

2. Собственно химические процессы (окисление, восстановление, хлорирование, нитрация, электрохимические процессы и др.).

3. Разделение химических компонентов (отгонка, ректикация, центрифугирование, фильтрация, экстракция, кристаллизация и др.).

4. 3аключительные операции (сушка, измельчение, расфасовка, упаковка и хранение).

5. Дополнительные операции (отбор технологических проб, замена катализаторов, профилактические и аварийные ремонты и т. п.).

Кроме того, технологические процессы по своему характеру подразделяются на периодические и непрерывные, многостадийные и малостадийные, горизонтальные и вертикальные. Для большинства современных крупнотоннажных произовдств характерны замкнутые непрерывные циклы, исключающие поступление вредных. веществ в воздух рабочей зоны и окружающую среду.

Периодические процессы все еще используются в малотоннажных производствах. Они связаны со вскрытием аппаратуры, загрузкой и выгрузкой сырья, реакционных масс, полуфабрикатов и конечной продукции, а следовательно, с опасностью поступления вредных веществ в воздух производственных помещений. Эти процессы в большинстве случаев мало механизированы и автоматизированы, требуют большого количества рабочих, отличаются наличием многочисленных трудоемких ручных операций и сопровождаются загрязнением воздуха рабочей зоны, спецодежды и кожных покровов работающих, а следовательно, воздействием на них вредных веществ.

Непрерывный процесс производства является прогрессивным и по сравнению с периодическим имеет все технико-экономические и гигиенические преимущества: возможность комплексной механизации и автоматизации, резкого сокращеня обслуживающего персонала, повышения производительности оборудрвания и качества выпускаемой продукции. Особенно важной является возможность применения дистанционного управления технологическим процессом и его автоматизации, что в значительной степени сокращает контакт работающих с вредными веществами. Кроме того, непрерывный процесс позволяет поддерживать в аппаратах более стабильный технологический режим (температура, давление), что облегчает сохранение герметичности аппаратуры и уменьшает утечку вредных веществ.

Различают процессы низкотемпературные, высокотемпературные, некаталитические, каталитические, электрохимические и др. В гигиеническом отношении наиболее неблагоприятными являются процессы, проводящиеся под повышенным атмосферным давлением. При таких процессах часто наблюдается выделение вредных веществ через неплотности в аппаратуре. Этому в значительной степени способствует повышение температуры реакционной массы в аппаратах. Более современными являются химические процессы, проводящиеся в аппаратуре под давлением ниже атмосферного или в вакууме и при низкой температуре.

В последние годы в химической и нефтехимической промышленности широкое применение нашли каталитические процессы с применением разнообразных катализаторов. В качестве катализаторов применяются многие металлы (платина, серебро, никель, молибден, хром, вольфрам и другие). Каталитические процессы имеют перед обычными некаталитическими ряд преимуществ: их высокая скорость позволяет увеличить выход целевых продуктов и повысить производительность оборудования; гигиенические преимущества этих процессов заключаются в их простоте (ограниченное количество исходных материалов и промежуточных операций). Однако неблагоприятными операциями при этом являются загрузка и выгрузка катализатора, которые связаны со вскрытием аппаратуры и поступлением вредных веществ в воздух рабочей зоны.

Используемое в химической промышленности разнообразное сырье классифицируется:

· по происхождению – на минеральное, растительное, животное;

· по химическому составу – на органическое и неорганическое;

· по агрегатному состоянию – на твердое, жидкое и газообразное.

Гигиенические условия труда на химических предприятиях зависят от применяемого сырья, организации производственных процессов и используемой аппаратуры и оборудования, степени механизации и автоматизации, устройства территории, планировочных решений внутри зданий.

Ведущим неблагоприятным производственным фактором химических производств в большинстве случаев является химический – загрязнение воздуха рабочей зоны и промышленной площадки, одежды и кожных покровов рабочих, поверхности оборудования и внешних ограждений помещений вредными веществами. На предприятиях органического синтеза при термической переработке полимеров выделение вредных веществ при несоблюдении гигиенических требований возможно на всех этапах технологического процесса. Выделению вредных веществ способствует использование высоких температур и давлений, а также негерметичных аппаратов и коммуникаций. Это обычно приводит к загрязнению воздуха при процессах фильтрации, транспортировки, затаривания продукции и периодически проводимой очистке аппаратов от кубовых остатков. Значительным источником загрязнения воздуха токсичной пылью является такое оборудование, как дробилки, мельницы, дезинтеграторы, шнеки, элеваторы для транспортировки сыпучих материалов. Кроме того, частыми причинами загрязнения воздуха рабочей зоны вредными веществами являются: нарушение технологического режима, разгерметизация емкостей для отбора технологических проб, переливы жидкости при заполнении аппаратов, прорывы коммуникаций и другие аварийные ситуации.

В момент отбора технологических проб концентрация вредных веществ в воздухе повышается во много раз, и вредному воздействию их подвергаются не только лаборанты, но и весь обслуживающий персонал. Во избежание этого в настоящее время разрабатываются и на многих предприятиях уже внедрены способы автоматического контроля за физико-химическим состоянием реакционных масс.

С гигиенической точки зрения, большого внимания заслуживают такие операции, как чистка и ремонт аппаратуры и проведение аварийных работ, при которых наблюдается наибольший контакт работающих с различными вредными веществами. Чистка аппаратов может быть самостоятельной или предварительной операцией перед ремонтом аппарата. Особое значение имеют операции, выполняемые внутри оборудования. Аварии чаще всего связаны с нарушением параметров технологического режима, в результате чего происходит изменение давления и температуры в аппаратах, нарушается химизм процессов. Это приводит к нарушению герметичности аппаратов и коммуникаций (переливы, разрушение прокладок, выбивание сальников) и поступлению вредных веществ в рабочие помещения.

Состав загрязнений воздуха рабочей зоны чаще всего бывает сложным. В воздухе могут одновременно присутствовать многие вещества в разном агрегатном состоянии – аэрозоли, пары, газы, представляющие собой исходные, промежуточные, конечные продукты, а также соединения, образующиеся в результате взаимодействия, или продукты термического распада. Поступающие в воздух вредные вещества продолжают взаимодействовать, подвергаться окислению, гидролизу и другим превращениям.

Пары и газы, имеющие большую, чем воздух, относительную плотность, скапливаются в нижней зоне, а при вертикальной планировке помещений перетекают с верхних этажей в нижние. Однако при наличии тепловых конвективных токов воздуха могут быть и обратные, тем более, когда происходит выделение легких газов и паров.

Концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны часто колеблются и во времени. При этом работающие подвергаются интермиттирующему ингаляционному воздействию химических веществ, токсический эффект которого для ряда промышленных ядов, как указывалось ранее, более выражен в сравнении с непрерывным (монотонным) воздействием.

Несоблюдение гигиенических требований при выполнении подготовительных и заключительных этапов технологического процесса на химических заводах приводит к повышению концентрации пыли в воздухе в десятки раз. Дисперсность выделяющейся пыли обычно высокая: в ее составе преобладают пылевые частицы размером менее 5 мкм. При этом вдыхаемая пыль, хорошо сорбирующая газы и пары вредных веществ, служит дополнительным источником поступления их в организм.

Из физических факторов производственной среды наиболее постоянно имеют место шум, вибрация и неблагоприятные метеоусловия.

Основными источниками шума и вибрации на химических заводах являются различное технологическое оборудование, в особенности такое, как дробилки, мельницы, элеваторы, сушильные барабаны, вибросита, вентиляторы, центрифуги, компрессоры и другое оборудование. Уровень интенсивности шума у этого оборудования может достигать 100 дБА и более.

Метеорологические условия в производственных помещениях определяются характером технологического процесса. Температура воздуха летом может на отдельных участках превышать 30 °С. Причинами неблагоприятного микроклимата являются недостаточная теплоизоляция аппаратов и коммуникаций, высокая плотность размещения оборудования, неэффективная вентиляция. Недостаточно теплоизолированные поверхности оборудования и коммуникаций могут быть источниками не только конвенкционного, но и радиационного тепла.

Для ряда химических производств характерным является также воздействие на работающих резких перемен температуры воздуха, связанных с необходимостью частого перемещения из закрытых помещений на наружные установки. На некоторых участках работ, особенно в начальных стадиях технологии (в складских помещениях, отделениях дробления, размола и т. п.), а также при работе на наружных установках работающие могут подвергаться воздействию в холодный период года охлаждающего микроклимата с низкими температурами и большими скоростями движения воздуха.

При процессах центрифугирования, фильтрации, осаждения и при ряде других операций нередко имеют место избыточные влаговыделения, в связи с чем наблюдается повышенная влажность воздуха.

На современных химических заводах находят применение радиоактивные вещества в измерительной аппаратуре и в качестве катализаторов.

В химических цехах имеется значительная опасность возникновения травм. Они могут быть химическими, термическими, механическими и электрическими.

Таким образом, рабочие химической промышленности могут подвергаться влиянию самых разнообразных химических и физических опасных и вредных производственных факторов. Это воздействие может иметь комбинированный (при наличии однородных факторов), сочетанный (химические и физические факторы), а также комплексный характер, когда рабочие подвергаются воздействию на производстве и вне его (на промплощадке, в районе проживания). Такое воздействие, даже при отсутствии превышения нормативов на отдельные факторы, не должно оставаться без внимания.