از سوی دیگر، کاربرد مهندسی ایمنی باید بیش از پیش مانع محدودیت تولید یا افزایش هزینه ها این کارخانه ها شود.
یکی از اهداف ایمن سازی تولید این است که تولید ایمن محصولات پتروشیمی را در برنامه ریزی برای تشخیص ساختار صنعت مدنظر قرار دهد به نحوی که حداقل ریسک را برای انتشار تصادفی مواد شیمیایی به همراه داشته باشد.
در طول 30 سال گذشته، کارخانه های انفرادی تولید مواد شیمیایی بسیار زیاد شده اند، به طور کلی اندازه این کارخانه ها 10 برابر شده است تا بدین ترتیب بتوانند از منافع صرفه جویی نسبت به مقیاس بهره مند شوند. یک کارخانه پتروشیمی امروزه بین 300.000 تا 600.000 تن محصول در سال تولید می کند. تانکرهای ذخیره سازی در کارخانه ها ممکن است تا 50.000 مترمکعب از محصول یا مواد اولیه را نگهداری کنند.
اولین خطر صنعت پتروشیمی مربوط به مواد مورد استفاده در این صنعت است، زیرا این مواد حتی اگر در تانکر ذخیره شوند و هیچ فرآیند تولیدی در مورد آنها صورت نگیرد باز هم خطرناک هستند. مواد خام، مواد واسطه ای و محصولات نهایی معرف عامل خطر مستقل اولیه هستند.[1]
یک عامل عمده، که تاثیر قطعی بر عملکرد ایمنی صنعت پتروشیمی، و به ویژه ایمنی تولید، دارد خواص سمی محصولات شیمیایی است. چشم پوشی کردن از این عامل مهم می تواند به مفهوم نادیده گرفتن یکی از نیروهای مهمی باشد که توسعه این صنعت در گرو آن است.
موضوع تولید ایمن مواد شیمیایی خطرناک به اندازه اقتصاد تولید و فروش آنها اهمیت دارد. برخی از مثال های مربوط به مواد خطرناک که استفاده از آنها در صنعت پتروشیمی بسیار رایج است عبارتند از:
- انواع گازها (قابل اشتعال، سمی و متراکم)
- انواع مایعات (قابل اشتعال، سمی، اسیدی، قلیائی، برودتی)
- انواع مواد جامد (قابل اشتعال، فرار)
- مواد چسبناک
- مواد اکسید کننده، واکنشی و خورنده
اثرات خطرناک مواد شیمیایی از سه طریق به انسان آسیب می زنند: آتش سوزی، انفجار و تنفس سموم. گام اول و ضروری به سوی ایمنی بیشتر در تولیدات کارخانه ها این است که از ویژگی های بالقوه خطرناک مواد مورد استفاده در صنعت پتروشیمی آگاه باشیم، یعنی اینکه بدانیم کدامیک از آنها قابل اشتعال، قابل انفجار یا سمی هستند.
آتش سوزی
آتش سوزی یا احتراق یک واکنش شیمیایی است که طی آن ماده با اکسیژن ترکیب می شود و حرارت آزاد می شود.[2] برای تولید احتراق، به طور همزمان باید سه شرط وجود داشته باشد: ماده قابل اشتعال، اکسیژن و یک منبع ایجاد احتراق. تشخیص قابلیت اشتعال یک ماده شیمیایی از طریق ویژگی های قابل اشتعال آنها ممکن است؛ اما هیچ عاملی به صورت انفرادی میزان اشتعال پذیری یک ماده را تعیین نمی کند. وقتی که میزان اشتعال پذیری مواد مختلف قرار است با هم مقایسه شود، عوامل زیر باید در نظر گرفته شوند:
- محدودیت های اشتعال پذیری (یا محدودیت های انفجار)
- نقطه اشتعال
- حرارت خود اشتعالی
- فشار بخار
- سرعت سوختن
- انرژی ناشی از احتراق
مهم ترین و پر استفاده ترین عوامل در تعیین میزان اشتعال پذیری یک ماده، سه فاکتور اول هستند، یعنی محدودیت های اشتعال پذیری، نقطه اشتعال و حرارت خود اشتعالی. محدودیت های اشتعال پذیری یک گاز محدوده تراکم یک ترکیب گاز- هوا را نشان می دهد که در آن یک منبع احتراق می تواند شروع یک واکنش خود انتشاری باشد.
نقطه اشتعال یک مایع کمترین حرارتی است که در آن مایع مقدار کافی بخار از خود منتشر می کند تا به یک ترکیب قابل احتراق با هوا در نزدیکی سطح خود برسد. حرارت خود اشتعالی حداقل حرارت مورد نیاز برای ایجاد احتراق در یک ماده بدون نیاز به یک منبع احتراق است. به عبارت دیگر، یک ماده وقتی به حرارت خود اشتعالی می رسد، خود به خود می سوزد.
بیشتر آتش سوزی های خطرناک در اثر سوختن مایعات قابل اشتعال است.[3] مایعات قابل اشتعال به خودی خود نمی سوزند، در واقع بخارهای ناشی از مایع می سوزند. بنابراین، اشتعال پذیری یک مایع بستگی همچنین به این بستگی دارد که آیا مایعات بخارهای قابل اشتعال تولید می کنند یا خیر؛ به عبارت دیگر، فشار بخار آنها چقدر است؟
انفجار
انفجار آزاد شدن ناگهانی و شدید انرژی است.[4] این انرژی می تواند انرژی فیزیکی، انرژی شیمیایی و انرژی هسته ای باشد. انرژی های فیزیکی و شیمیایی با توجه به ارتباط آنها با صنایع تولیدی در نظر گرفته می شوند. اکثر انفجارهای شیمیایی مجموعه محدودی از واکنش های ساده را در بر می گیرند، که همه آنها شامل اکسیداسیون می شوند.
یک انفجار می تواند خود به خود اتفاق بیفتد یا به وسیله برق، حرارت، اصطکاک، ضربه یا کاتالیزور به وجود آید. انفجارها فقط مربوط به سیستم های بسته نمی شوند؛ انفجارهای می توانند در یک حوزه باز مانند یک کارخانه تولیدی به وجود آیند که در این صورت موج فشار خودش را توسعه می دهد تا زمانی که شیب فشار کاهش یابد.
خاصیت سمی
خاصیت سمی به توانایی مواد سمی (زهردار) گفته می شود، وقتی که توسط بافت های زنده (چه به صورت خوردن چه از طریق جذب پوستی) جذب می شوند تا به فرد آسیب بزنند یا او را بکشند. صدمات ایجاد شده توسط مواد سمی شیمیایی، مختلف هستند و هم در نزدیکی نقطه انتشار سم به وجود می آیند و هم در فواصل دور از آن، به ویژه در صورتی که احتیاط های لازم در مورد انتشار مواد سمی رعایت نشده باشد. صدمات به وجود آمده ممکن است در چشم، پوست، مسموم شدن، خفگی و آسیب های دستگاه تنفسی ایجاد شوند.
تاثیر مواد سمی ممکن است که حاد، مزمن یا بدنی باشد یا اینکه محیط زیست جانوری و گیاهی را تحت تاثیر قرار دهد. این مساله باعث شده است که مواد سمی ناشی از تولید محصولات پتروشیمی یکی از رایج ترین مشکلات در مورد تاثیرات ایمنی و زیست محیطی تولید این محصولات شود. اختلاف ناشی از منبع و اندازه انتشار مواد شیمیایی می شود.
تاثیرات روزمره و انتشارهای کوچک مواد سمی شیمیایی به عنوان مشکل محیط زیستی در نظر گرفته می شوند و انتشارهای گسترده و بزرگ به عنوان مشکل ایمنی در نظر گرفته می شوند.
[1] Ward, P.B. (2002). Analyzing the Past, Planning the Future, for the Hazard of Management”, Trans IChemE, 81, 47-54.
[2] Lees, F.P. (2001). Loss Prevention in the Process Industry. Oxford, U.K:Butterworth-Heinemann
[3] Patnaik, P. (1999). A Comprehensive Guide to the Hazardous Properties of Chemical Substances . (2nd ed.) Canada: Wiley.
[4] Lees, F.P. (2001). Loss Prevention in the Process Industry. Oxford, U.K:Butterworth-Heinemann.