Предельно допустимые концентрации (ПДК) некоторых вредных веществ

Физиологическое воздействие газов на организм человека

Газ	Содержание	Длительность и характер воздействия
об.%	мг/л
Оксид углерода	0,1	1,25	Через 1ч головная боль, тошнота, недомогание
0,5	6,25	Через 20¸30мин. смертельное отравление
1,0	12,50	Через 1¸2мин. очень сильное или смертельное отравление
Серо-водород	0,01¸ 0,015	0,15¸ 0,23	Через несколько часов легкое отравление
0,02	0,31	Через 5¸8мин сильное раздражение глаз, носа, горла
0,1¸ 0,34	1,54¸ 4,62	Быстрое смертельное отравление
Сернистый	0,001¸ 0,002	0,029¸ 0,058	При длительном воздействии раздражение горла и кашель
0,05	1,46	Кратковременное воздействие опасно для жизни
Оксиды азота	0,006	0,29	При кратковременном воздействии раздражение горла
0,010	0,48	Продолжительное воздействие опасно для жизни
0,025	1,20	При кратковременном воздействии смертельное отравление

Предельно допустимая концентрация для предельных углеводородов (в пересчете на углерод) 300 мг/м³. При пребывании в замкнутых пространствах эта концентрация должна быть в 4 раза ниже.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) – называются такие концентрации вредных веществ в рабочей зоне, которые не вызывают у работника профессиональных заболеваний при работе 41 час в неделю.

Все нефтепродукты токсичны, обладают наркотическим действием на органы дыхания, слизистую оболочку глаз и носоглотки, на кожу (дерматиты, экземы).

Токсичность нефтепродуктов определяет их ПДК в рабочей зоне. Чем токсичнее вещество, тем ниже ПДК (табл.7).

Для н/п установлен ПДК 300 мг/м³.

Таблица 7

№№ п/п	Наименование вещества	Формула	Величина ПДК, мг/м^3	Преимущественное агрегатное состояние в воздухе в условиях производства	Класс опасности	Особенности действия на организм
	Алкены /в пересчете на С/	C2-10	300/100	п
	Бензин (растворитель, топливный)		300/100	п
	Бензол^+	С6Н6	15/5	п		К
	Бута-1,3-диен	С4Н6		п
	Бутан	С4Н10	900/300	п
	Бутан-1-ол	С4Н10О	30/10	п
	Бутан-2-ол	С4Н10О	30/10	п
	Бутанол (смесь изомеров)	С4Н10О	30/10	п
	Бутан-2-он	С4Н8О	400/200	п
	Гексан	C6H14	900/300	п
	Гексан-1-ол	C6H14О		п
	Керосин /в пересчете на С/		600/300	п
	2-Меркаптоэтанол	C2H6OS		п
	Метан	CH4		п
	Нефть сырая^+		-/10	a
	Пентан	С5Н12	900/300	п

Величины нормативов приведены в мг вещества на 1 м³ воздуха /графа 5/.

Если в графе "Величина ПДК" приведено два Норматива, то это означает, что в числителе максимальная разовая, а в знаменателе - среднесменная ПДК, прочерк в числителе означает, что Норматив установлен в виде средней сменной ПДК. Если приведен один Норматив, то это означает, что он установлен как максимальная разовая ПДК.

В графе 6 указано преимущественное агрегатное состояние в воздухе в условиях производства (пары, аэрозоль и их смесь).

В соответствии с классификацией ГОСТ 12.1.007-76. "ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности" вещества разделены на четыре класса опасности /графа 7/:

1 класс - чрезвычайно опасные

2 класс - высокоопасные

3 класс - опасные

4 класс - умеренно опасные.

В графе 8 "Особенности действия на организм" специальными символами выделены вещества с остронаправленным механизмом действия, требующие автоматического контроля за их содержанием в воздухе, канцерогены, аллергены и аэрозоли, преимущественно фиброгенного действия.

Использованы следующие обозначения:

К - канцерогены,

п - пары и/или газы,

а - аэрозоль,

+ - соединения, при работе с которыми требуется специальная защита кожи и глаз; символ проставлен вслед за наименованием вещества.

Часто острые отравления возникают при чистке цистерн (резервуаров) из-под нефти.

Признаки отравления:

Ø - головная боль;

Ø - головокружение;

Ø - кашель;

Ø - насморк;

Ø - сердцебиение;

Ø - замедление пульса;

Ø - беспричинная вялость иногда возбуждение;

Ø - легкое подергивание мышц;

Ø - дрожание рук;

Ø - мышечные судороги.

Человек с нормальным обонянием ощущает запах паров нефтепродукта при концентрации их в воздухе около 400 мг/м³. Легкое отравление парами нефтепродукта может наступить после 5-10 мин пребывания в атмосфере с концентрацией паров в пределах 0,9-3,6 г/м³.

При высоких концентрациях (от 5-10 г/м³) уже через несколько минут появляются неприятные ощущения в горле, кашель, раздражение слизистых оболочек носа, глаз. Кроме того признаками острого отравления является понижение температуры тела, замедление пульса и др. симптомы.

При концентрации паров в воздухе свыше 2,2% (30 г/м³) после 10-12 вдохов, человек теряет сознание; свыше 3% (40 г/м³) происходит молниеносное отравление (2-3 вдоха) – быстрая потеря сознания и смерть. Подобные концентрации возможны в емкостях со свободной поверхностью, а также после удаления нефтепродукта из емкости.

При легком остром отравлении летучими углеводородами необходимо вынести пострадавшего из отравленной атмосферы, освободить от стесняющей дыхание одежды. Покой, тепло. Крепкий сладкий чай, настойка валерианы или пустырника. При потере сознания растирание висков ваткой, смоченной нашатырным спиртом.

В тяжелых случаях при резком ослаблении или остановке дыхания немедленно начинать искусственное дыхание.

При дерматитах и экземах прекращение соприкосновения с раздражающими веществами. В острый период воспаления кожи смазывание 2% раствором борной кислоты, буровская, свинцовая примочки. Лечение у специалистов.

Температуры застывания, помутнения и начала кристаллизации. Нефть и нефтепродукты не являются индивидуальными веществами, а представляют собой сложную смесь органических соединений. Поэтому они не имеют определенной температуры перехода из одного агрегатного состояния в другое. Влияние температуры на агрегатное состояние нефти и нефтепродуктов имеет важное значение при их транспортировке и эксплуатации.

Низкотемпературные свойства нефти, дизельных и котельных топлив, а также нефтяных масел характеризуются температурой застывания. Карбюраторные, реактивные и дизельные топлива характеризуются температурой помутнения. Карбюраторные и реактивные топлива, содержащие ароматические углеводороды, характеризуются температурой начала кристаллизации. Указанные характеристики не являются физическими константами, однако достаточно четко определяют температурный диапазон практического применения соответствующих нефтепродуктов.

Температура застывания характеризует возможную потерю текучести нефтепродукта в зоне низких температур. Чем больше содержание парафинов (твердых углеводородов), тем выше температура застывания нефтепродукта. Следует отметить, что потеря текучести может быть связана и с увеличением вязкости продукта с понижением температуры. Например, кинематическая вязкость остаточного авиамасла при 50ºС равна 2 ст, при 0ºС – 130 ст, а при –25ºС она повышается до 3500 ст. При такой высокой степени вязкости масло теряет подвижность и его невозможно прокачивать.

Температура помутнения указывает на склонность топлива поглощать при низких температурах влагу из воздуха (это особенно опасно для авиационных топлив, поскольку образующиеся кристаллики льда могут засорять топливоподающую аппаратуру, что может привести к трагедии).

Температура начала кристаллизации карбюраторных и реактивных топлив не должна превышать –60ºС. По этой причине в зимних сортах бензина нежелательно наличие высокого содержания ароматических углеводородов. При повышенном содержании бензола и некоторых других ароматических углеводородов эти высокоплавкие соединения могут выпадать из топлива в виде кристаллов, что приводит к засорению топливных фильтров и остановке двигателя.

Теплофизические свойства нефти и нефтепродуктов. В технологических процессах сбора и подготовки продукций скважин, материальные потоки часто нагревают и охлаждают. Для ведения этих процессов, расчетов и проектирования аппаратуры необходимо знать тепловые свойства нефтей, газа и воды. К ним относятся все известные тепловые физические величины:

- теплоемкость

- теплопроводность

- энтальпия

- теплота сгорания

В практике обычно используют понятие удельной теплоемкости, подразумевая под этим то количество теплоты (кДж), которое необходимо для нагрева 1 кг вещества на 1ºС. С повышением плотностей нефтей их теплоемкость снижается. С повышением температуры теплоемкость нефти увеличивается. Для метанового газа удельную теплоемкость можно рассчитать по формуле:

С_{ср(тепл)} = q/(T₂ – T₁)

q – количество тепла, затрачиваемое на нагрев 1 кг вещества от температуры Т₁ до Т₂, (Дж);

Удельная теплоемкость нефти существенно зависит от химического строения и состава нефти. Обычно её определяют не экспериментальным путём, а по формулам, номограммам и графикам.

В технологических процессах транспорта и хранения нефти и нефтепродуктов имеют место три основных явления теплообмена: тепловое излучение, конвенция, теплопроводность.

Излучение (лучеиспускание, радиация) – теплообмен между телами, находящимися на расстоянии друг от друга, посредством лучистой энергии, носителем которой являются электромагнитные колебания. Различные вещества обладают различной способностью поглощать и излучать энергию. Сухой воздух, кислород, азот, водород нагревают газами для тепловых лучей, т.к. углекислый газ и водяной пар способен поглощать и излучать энергию.

Конвекция – перенос теплоты перемешиванием и перемещением частиц вещества. Различают свободную (естественную) и вынужденную (искусственную) конвенцию. Примером естественной конвенции является перемещение нефтепродукта при его хранении в резервуаре.

Теплопроводность – это процесс передачи теплоты посредством теплового движения молекул или атомов, и характеризует распространение тепла в различных веществах.

Теплопроводность – это количества тепла, которое проходит в единицу времени через единицу поверхности при разности температур в 1ºС на единицу длины в направлении теплового потока.

Наибольшая теплопроводность у твердых нефтепродуктов, жидкие занимают промежуточное положение и наименьшее у газов и паров.

Для жидких нефтей и нефтепродуктов теплопроводность падает с повышением температуры, противоположность этому для углеводородных газов и нефтяных паров теплопроводность растёт с повышением температуры и снижается с увеличением их мольной массы.

Энтальпия. Для жидких нефтей и нефтепродуктов под энтальпией понимают суммарное количество тепла, которое затрачивается на нагрев в единицу массы нефти и нефтепродуктов от 0 до заданной температуры. Значение энтальпии вычисляется по формулам, приводимым в справочниках в виде таблицы.

Количество тепла, выделяющееся при полном сгорании в единицу массы нефти или нефтяного топлива, называют теплотой сгорания. Это важнейшая величина, характеризующая потенциальный запас энергий в топливе. Различают высшую (Q_в) и низшую (Q_н) теплоту сгорания. Q_в отличается от Q_н на количество теплоты, которое выделяется при конденсации водяных паров, образовавшихся в процессе сгорания топлива. Обычно, в расчетах пользуются низшей теплотой сгорания, т.к. при сжигании топлива образовавшиеся водяные пары уносятся вместе с дымовыми газами. Теплоту сгорания нефти и жидких углеводородов определяют экспериментально (сжигают определенную навеску специальным прибором колориметрическая бомба; на практике чаще всего теплоту сгорания рассчитывают по эмпирическим формулам).

Q_в = 12400 – 2100(r₁₅¹⁵)

Q_н= 10090 + 755r₁₅¹⁵ – 2100 r₁₅²

Где r₁₅^{15 и} r₁₅² – относительные плотности топлива, измеренные при 15⁰С и 2⁰С.

Теплота испарения – количество тепла, расходуемое на превращение в пар 1 кг жидкости при температуре ее кипения (ее называют еще скрытой теплотой, т.к. она расходуется не на повышение температуры продукта, а на его испарение).

Средние значения теплоты испарения (в кДж/кг):

бензина – 293¸314;

керосина – 230¸251;

дизельных топлив – 209¸213;

масел – 167¸209.

Теплота конденсации – количество тепла, выделяющееся при конденсации пара в жидкость при той же температуре и численно равное скрытой теплоте испарения.

Температура застывания - это температура, при которой нефть или нефтепродукт в стандартных условиях теряют подвижность. Температура застывания нефти и нефтепродуктов зависит от их химического состава. Она изменяется от –62°С до +35°С. Малопарафиновые нефти имеют низкие температуры застывания, а высокопарафиновые - высокие температуры застывания.

Кристаллизация парафина сопровождается помутнением нефти или нефтепродукта. Появление мелких кристаллов в массе нефтепродукта считается моментом помутнения. Температура, зафиксированная при этом, называется температурой помутнения. Ее определяют визуально, сравнивая охлаждаемый нефтепродукт с эталоном.

Температура кристаллизации – температура, при которой начинается выпадение углеводородов (в основном парафина), сопровождающееся помутнением нефтепродукта и изменением его вязкостных характеристик.

Зная последние две характеристики можно правильнее выбрать способы хранения и транспортировки продуктов с низкой температурой застывания.

Теплота плавления (скрытая) – количество тепла, поглощаемое 1 кг твердого тела, когда оно при температуре плавления превращается в жидкость.

Температура кипения – температура, при которой происходит переход вещества из жидкого состояния в парообразное не только с поверхности вещества (как при испарении), а по всему объему.

Физические свойства пластовых нефтей сильно отличаются от свойств поверхностных, дегазированных нефтей, что обуславливается влиянием температур, давления и растворённого газа. Изменение физических свойств пластовых нефтей, связанных с условием нахождения их в пласте, учитывают при подсчёте запасов нефти и газа, при проектировании, разработке и эксплуатации нефтяных месторождений.

Давление насыщенных паров – это давление пара, находящегося в равновесии с жидкостью при данных термодинамических условиях и соотношении объемов фаз. Такая характеристика позволяет судить о склонности нефтей и нефтепродуктов к образованию паровых пробок, например в трубопроводе, потерях при испарении и хранении в резервуарах и т.д., и является основным показателем испаряемости и стабильности товарных нефтепродуктов.

Фазовые превращения (переход из жидкого состояния в газообразное) в условиях транспорта и хранения таких многокомпонентных веществ, как нефть и нефтепродукты, вследствие исключительной сложности их состава протекают значительно сложнее, чем химически однородных веществ. В процессе испарения постепенно испаряются более легкие фракции, в результате чего жидкая фаза утяжеляется. Таким образом, в течение процесса изменяются и парциальные давления индивидуальных углеводородов, общее давление насыщенного пара нефтепродуктов всегда выше на 10¸30%, чем следовало бы ожидать.

При определении давления насыщенных паров нефтей и нефтепродуктов на практике необходимо учитывать два случая:

Ø когда объем паровой фазы V_П по сравнению с объемом жидкой фазы V_Ж невелик, можно считать, что в состоянии насыщения состав жидкой фазы не меняется и что последняя находится в равновесии с насыщенным паром;

Ø когда V_П значительно больше V_Ж, испарение наиболее летучих компонентов продукта приводит к изменению состава жидкости и в состоянии насыщения пар находится в равновесии с жидкостью, но уже измененного состава. Давление пара в этом случае будет отличаться от давления пара, определенного для небольшого объема V_П и будет тем больше, чем меньше соотношение V_П/V_Ж.

Дата добавления: 2017-01-14