CC BY
2
УДК 613.6:661.775.342
ГИГИЕНА ТРУДА В ПРОИЗВОДСТВЕ АЦЕТИЛЕНА (электрокрекингом природного газа)
А. К. Монкевич
Уфимский научно-исследовательский институт гигиены и профессиональных
заболеваний
Одним из новых процессов получения ацетилена является электрокрекинг природного газа, в состав которого входит метан.
Этот процесс включает в себя превращение метана в ацетилен под воздействием высокой (1600°) температуры вольтовой дуги, последовательную очистку ацетилена от примесей (сажа, цианистый водород, ароматические углеводороды, высшие ацетилены и гомологи ацетилена) и концентрирование ацетилена. Для очистки ацетилена от примесей применяют раствор щелочи, соляровое масло и диметилформамид (ДМФ).
В течение 1963—1965 гг. проведено гигиеническое исследование условий труда рабочих цеха по производству ацетилена электрокрекингом природного газа на Саратовском химическом комбинате.
В состав цеха входят выпрямительная подстанция, производственный корпус электрокрекинга с оборудованием для очистки крекинг-га?а от сажи и синильной кислоты, компрессорная, отделения концентрирования ацетилена и регенерации ДМФ. Все основное технологическое оборудование, за исключением колонн, абсорберов и теплообменников, отделения очистки ацетилена от ароматических углеводородов, а также емкостей склада легковоспламеняющихся жидкостей, располагается внутри помещения.
Изученное производство создано по отечественному проекту и имеет ряд существенных особенностей, которые с гигиенической точки зрения должны оцениваться положительно. К этим особенностям следует отнести непрерывность технологического процесса, осуществление большинства операций под малым (близким к атмосферному) давлением, автоматизацию контроля за ходом технологического процесса и механизацию подавляющего большинства операций по управлению им.
Вместе с тем установлено, что в производстве ацетилена имеется ряд неблагоприятных гигиенических факторов. В воздухе рабочих помещений в зоне дыхания обнаружено присутствие нескольких химических веществ, концентрации которых в ряде случаев превышали предельно допустимые (табл. 1). Основная причина попадания в воздух паров и газов —это передвижение токсичных жидкостей насосами. Источниками газовыделения являются неплотности во фланцевых соединениях трубопроводов и сальниковых уплотнениях насосов. Нарушению герметичности трубопроводов и насосов способствует наличие коррозирующих свойств перекачиваемых жидкостей.
Загрязнение воздушной среды обусловливает, кроме того, испарение продуктов .из открытых и находящихся в ремонте аппаратов и насосов-дублеров, пролитие продуктов на пол через спускные краны насосов (при отсутствии специальных дренажных систем), испарение жидкостей с поверхностей фильтровальной ткани и из корыт под фильтр-прессами, а также из открытых дренажных емкостей, расположенных в помещениях. Загрязнение воздушной среды происходит также в результате многократного и негерметичного отбора проб из технологического оборудования вследствие недостаточной оснащенности производства средствами автоматического непрерывного контроля за составом продуктов в потоке. Все эти причины не только вызывают загрязнение воз-
Таблица 1
Концентрация токсических веществ в воздухе рабочих помещений производства ацетилена электрокрекингом природного газа
Число анализов Концентрация (в мг/м*)
лето зима
Рабочее помещение Вещество л К л ч к
2 X X К
и а я к X ч с ™ о ° в к х ч 2 н § 2
ч л 2 X X X о т X = 2 X о г
Реакторное отделение Углеводороды (С) Синильная кислота Нафталин 11 12 12 18 18 16 25 0,07 0,07 96 0,1 0,6 70 0,08 0,35 9 0,02 0,01 78 0,22 0,01 10 0,18 0,002
Отделение сажеулав-ливания Углеводороды (С) Синильная кислота Ацетилен 18 9 12 27 27 18 3 0,01 67 0,4 30 0,2 1 0,01 0,004 35 0,06 0,008 6 0,04 0,004
Отделение нейтрализации синильной кислоты Углеводороды (С) Синильная кислота Муравьиная кислота 15 17 25 24 25 6 0,04 34 2,4 17 0,4 • 3 0,01 0,05 27 0,12 0,7 2 0,02 0,37
Отделение компроми-рования ацетилена Углеводороды (С) Муравьиная кислота ДМФ Диметиламин 16 14 11 12 30 30 30 30 6 0.4 7 1,1 4 1,3 22 1,6 22 0,8 15 1,2 1 0,1 4 0,007 38 1 55 0,2 10 0,1 9 0,1
Отделение регенерации ДМФ Углеводороды (С) Бензол Муравьиная кислота ДМФ Диметиламин Нафталин 16 11 8 44 17 11 24 15 24 25 25 19 12 3 0,1 6 0,09 0,01 56 44 6 130 4,5 0,08 20 10 2 33 2 0,01 1 0,02 4 0,03 <0,03 38 3 89 2,2 0,03 7 0^2 13 0,2 0,015
Отделение концентрирования ацетилена Углеводороды (С) Бензол Нафталин Муравьиная кислота ДМФ Диметиламин 16 18 5 14 96 23 29 14 22 30 30 30 6 3 0,01 0,2 3 1 85 50 0,16 5 360 27 32 10 0,08 2 30 19 2 0,001 0,1 2 0,03 62 0,015 6,2 159 2 7 0,001 0,4 11 1
Примечания. 1. Углеводороды (С) — комплекс углеводородов, входящих в состав крекинг-газа, в пересчете на углерод. 2. Согласно СН 245-63, предельно допустимые концентрации углеводородов (С) составляют 300, нафталина и бензола — 20, ДМФ—10 и диметиламина—1 мг/мг, ПДК ацетилена и муравьиной кислоты не установлена. 3. Анализы выполнены в лаборатории промышленно-санитарной химии под руководством и при участии О. А. Пахомовой.
душной среды, но и влекут за собой значительные потери продуктов (табл. 2)
Дополнительным источником поступления токсических веществ в воздух рабочих помещений служит приточный воздух, несущий в себе пары и газы из-за диффузного загрязнения площадки цеха организованными выбросами (воздушки, предохранительные клапаны, вытяжные вентиляционные системы) и гаэовыделениями через неплотности оборудования и коммуникаций, расположенных на открытых площадках (табл.3).
1 Определение и расчет воздушно-газовых балансов, а также проверка производительности и эффективности вентиляционных систем произведены лабораторией промышленной вентиляции под руководством А. Н. Муссерской.
Таблица 2
Валовые газовыделения от оборудования
9 Производственное помещение Вещество Валовые газовыделения (в г/час)
Отделение сажеулавливания Насосные отделения нейтрализации синильной кислоты Компрессорная Фильтровальное отделение Насосные отделения концентрирования ацетилена и регенерации ДМФ № 1 № 2 Углеводороды (С) Синильная кислота » » Углеводороды (С) Пары ДМФ Пары ДМФ » » 4751,500 3,203 2,668 5769,840 366,600 523,160 850,050
Следует подчеркнуть, что во время разработки проекта возможность присутствия в воздухе рабочих помещений таких веществ, как бензол, диметиламин и муравьиная кисло'га, не предвидели и в соответствии с этим не учитывали при расчетах производительности вентиляционных систем.
Нами совместно с О. А. Пахомовой было установлено, что в отделении нейтрализации синильной кислоты образуется муравьиная кислота как продукт гидролиза синильной кислоты. Пары бензола поступают при испарении его из раствора в соляровом масле, которое применяют в аппаратах для очистки крекинг-газа от ароматических углеводородов; испарение бензола— следствие несовершенства предусмотренной проектом непрерывной регенерации солярового масла.
Наличие в воздухе ряда помещений (компрессорная, насосные отделения 'концентрирования, фильтровальное отделение) диметиламина и паров муравьиной кислоты объясняется гидролизом ДМФ (А. К- Монкевич и О. А. Пахомова). Явление гидролиза ДМФ и возможность загрязнения воздуха продуктами гидролиза, из которых один (диметиламин) обладает более выраженной токсичностью, чем сам ДМФ (С. М. Кремнева), позволили нам дать отрицательную гигиеническую оценку ДМФ как селективного растворителя ацетилена. Указание на техническую возможность использования для этих целей воды .или малотоксичного метилпирролидона (А. Е. Волков и А. С. Лапидус; К. П. Стасенкова и Т. А. Кочеткова) позволяет рекомендовать замену ДМФ этими растворителями.
Микроклимат основных производственных помещений без существенных гигиенических особенностей.
При разработке проекта из-за отсутствия сведений о валовых количествах и характере газовыделений допущены ошибки как в выборе систем вентиляции, так и в расчетах их производительности, поэтому оборудованные по проекту системы не могли обеспечить разбавление выделяющихся в воздух рабочих помещений паров и газов до допустимых уровней в насосных и в фильтровальном отделении.
По характеру выполняемой работы персонал производства можно разделить на следующие профессиональные группы: аппаратчики, ма-
Табли ца 3
Содержание токсических веществ в приточном воздухе
Рабочее помещение Число анализов Вещество Концентрация (в мг/мг)
Компрессорная 21 Углеводороды (С) 8,4-10,7
Фильтровальное от- Пары ДМФ 5,2—14,7
деление .... 30
Насосная М° 1 27 » » 6,1—73,0
Насосная № 2 30 > » 6,7—20,0
шинисты насосов и компрессоров, слесари. Данные хронометража показали, что аппаратчики от 50 до 55% рабочего времени тратят на наблюдение и управление процессом у щитов и пультов в операторных, 10— 13% расходуют на переходы в различные производственные помещения и около 30% проводят непосредственно в производственных помещениях. Машинисты насосов и компрессоров находятся в производственных помещениях до 85% рабочего времени. Слесари, осуществляющие текущий и аварийный ремонт оборудования, из-за того что технологическое оборудование расположено в основном внутри помещений, большую часть времени работают в помещениях, подвергаясь воздействию всех описанных неблагоприятных факторов. При ремонте реакторов и аппаратов сажеулавливания слесари и аппаратчики загрязняют кожу и одежду сажей. В эксперименте на белых беспородных мышах установили, что 1 и 10% растворы экстрактов такой сажи в бензоле обладают выраженной канцерогенной активностью. В связи с этим должны быть приняты меры, обеспечивающие защиту работающих от контакта с сажей электрокрекинга.
Углубленное обследование 88 рабочих производства ацетилена позволило у 48 из них с производственным стажем от 1 до 5 лет выявить умеренно выраженные функциональные нарушения нервной системы, преимущественно с неврастенической симптоматикой, на фоне вазо-веге-тативной неустойчивости. Это, по-видимому, объясняется воздействием комплекса токсических веществ.
На основании результатов гигиенических исследований нами были сделаны рекомендации по улучшению условий труда на действующем и проектируемых производствах (А. К. Монкевич; А. К. Монкевич и А. Н. Муссерская). В соответствии с этими рекомендациями Саратовским химкомбинатом разработан и внедрен комплекс мероприятий, увеличивающий в 10 раз продолжительность эксплуатации аппаратов сажеулавливания без ремонта и уменьшающий объем ремонтных работ, установлена дополнительная запорная арматура, предотвращающая поступление газов в кабины реакторов, смонтирована специальная дренажная система, устраняющая попадание паров ДМФ в воздух компрессорной, оборудованы системы местной вытяжной вентиляции от насосов. Обследование, проведенное после внедрения комплекса рекомендованных мероприятий, показало, что достигнуто значительное оздоровление условий труда, в частности содержание в воздухе рабочих помещений паров ДМФ и продуктов его гидролиза снизилось почти в 2 раза.
Данные, полученные в ходе наших исследований, положены в основу проекта Санитарных правил оборудования, устройства и содержания предприятий (цехов) производства ацетилена электрокрекингом природного газа.
ЛИТЕРАТУРА
Волков А. Е., Л а п и д у с А. С. Техника безопасности в производстве ацетилена из природного газа. М. — Л., 1964. — Кремнева С. М. В кн.: Токсикология новых промышленных веществ, применяемых в производстве синтетических волокон. М., 1961, в. 1, с. 41.—Монкевич А. К. Материалы 10-й Научно-практической конференции молодых гигиенистов и санитарных врачей РСФСР. М., 1965, с. 81. — Ста се н-кова К- П., Кочеткова Т. А. В кн.: Токсикология новых промышленных химических веществ. М., 1965, в. 7, с. 27.
Поступила 17/111 1966 г.
INDUSTRIAL HYGIENE IN ACETYLENE PRODUCTION BY MEANS OF ELECTRO-
CRACKING OF NATURAL GAS
A. K. Monkevich
The paper presents data on the 'prevalance of unfavorable industrial factors, such as the presence of gas in the air of the working premises and in the atmosphere of the plant's territory, the close contact of workers with soot and dimethylformamide solutions.
The experimental findings point to the blastogenic activity of soot resulting from the electrocracking of natural gas and to the unfavorable effect of industrial factors on the state of workers' health. The hygienic means of improving the working conditions are suggested. The most radical measure for improving the conditons would be the substitution of dimethylformamide by a less toxic solvent of acetylene such as methylpyrroly-dene or water.
УДК 613.633:669.184.4
АЭРОЗОЛЬ, ОБРАЗУЮЩИЙСЯ ПРИ КОНВЕРТЕРНОМ ПЕРЕДЕЛЕ ЧУГУНА, И ЕГО ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА
Доц. И. В. Рощин
Московский научно-исследовательский институт гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
Имеются лишь отдельные сообщения о пылевом факторе в бессемеровских отделениях сталеплавильных цехов (Е. Д. Бакалинская; И. Г. Векслер и соавторы; Н. Я. Хлопин, и др.); из этих работ видно, что образующийся аэрозоль представляет собой окислы железа в высо-кодиспергированном состоянии с небольшой примесью марганца, углерода и кальция. Достоверных и точных сведений о наличии свободной двуокиси кремния и других вредных примесей в составе аэрозоля нет. Не изучен и вопрос о возможной профессиональной патологии, обусловленной воздействием названного аэрозоля.
В обследуемом конвертерном производстве жидкий чугун после выдерживания в миксере заливают в конвертеры, куда предварительно загружают сырую железную руду. Продувку чугуна осуществляют сжатым воздухом вначале при горизонтальном положении конвертеров, когда основная масса аэрозоля из горловин конвертеров поступает в рабочее помещение, затем при вертикальном положении конвертеров, когда аэрозоль в основном выбрасывается в атмосферу через шахты на естественной тяге. Продувка одного конвертера длится от 6 до 10 мин.; за это время через конвертер проходит до 3000—5000 м3 воздуха. Каждый из 3 работающих 3-тонных конвертеров за смену продувают до 15 раз. После продувки металл сливают и направляют для доработки в мартеновские печи. Шлак также сливают, после чего он поступает на переработку (извлечение ванадия).
На протяжении ряда лет мы систематически изучали пылевой фактор и запыленность применительно ко всем основным производственным операциям и сезонам года. Результаты представлены в таблице
Запыленность воздуха конвертерного отделения (в мг/м3) по данным 130 анализов
Концентрации пыли
Рабочее место наиболее
минималь- максималь- частые
ные ные (50 «
проб)
Площадка конвертеров на рабочем месте 10,0 100,0 25—50
конвертерщиков во время продувки чугуна
Площадка отдыха рабочих между операци-
ями .................. 14,1 80,0 32—60
Рабочее место миксеровых........ 10,5 77,2 20—30
Кабина крановщика при тех же операциях 10,0 86,6 35—55
Концентрации пыли на рабочих местах конвертерщиков, миксеро-вых и крановщиков весьма значительны. Залыленность воздуха в цехе устойчива, так как продувку конвертеров осуществляют непрерывно (поочередно).
