Пожарная безопасность технологических процессов (2 часть)

Вещества, воспламенение которых происходит при контакте с водой или влагой воздуха.

К веществам, воспламеняющимся или вызывающим горение при соприкосновении с водой, следует отнести:

  • щелочные металлы,
  • карбид кальция,
  • карбиды щелочных металлов,
  • негашеную известь,
  • фосфористый кальций,
  • фосфористый натрий,
  • сернистый натрий,
  • гидросульфит натрия.

Многие из этих веществ (щелочные металлы, карбиды) при взаимодействии с водой образуют горючие газы, воспламеняющиеся от теплоты реакции:

2K+2H20=2KOH+H2+Q.

Пример: при взаимодействии небольшого количества (3...5 г) калия и натрия с водой развивается температура выше 600...650° С. Если взаимодействуют более крупные куски, происходят взрывы с разбрызгиванием расплавленного металла. В мелкораздробленном состоянии щелочные металлы воспламеняются во влажном воздухе.

Сильное разогревание может произойти при взаимодействии карбида кальция с водой:

СаС2+2Н20==Са(ОН)22Н2+Q.

Пример: для разложения 1 кг химически чистого карбида кальция необходимо 0,562 кг воды. При таком или меньшем количестве воды в зоне реакции развивается температура до 800...1000°С. При этом куски карбида кальция раскаляются до свечения. Естественно, что образующийся в таких условиях ацетилен воспламеняется при контакте с воздухом, так как температура его самовоспламенения равна 335°С. При взаимодействии карбида с большим количеством воды ацетилен не воспламеняется, потому что тепло реакции поглощается водой. Карбиды щелочных металлов при соприкосновении с водой реагируют со взрывом.

Некоторые вещества, например негашеная известь, являются негорючими, но теплота реакции их с водой может нагреть соприкасающиеся горючие материалы до температуры самовоспламенения. Так, при контакте стехиометрического количества воды с негашеной известью температура в зоне реакции может достичь 600° С:

CaO+H20=Ca(OH)2+Q.

Известны случаи пожаров деревянных складов, в которых хранилась негашеная известь. Пожары возникали, как правило, вскоре после дождя: вода попадала на негашеную известь через неисправную крышу или через щели пола.

Во влажном состоянии гидросульфид натрия и сернистый натрий интенсивно окисляются на воздухе с выделением свободной серы и большого количества тепла. Выделяющееся тепло нагревает серу до воспламенения (при влажности 10% воспламенение серы наступает при температуре 242° С).

Опасен контакт с водой алюминийорганических соединений, так как триэтилалюминий, диэтилалюминийхлорид, триизобутилалюминий и другие подобные им вещества взаимодействуют с водой со взрывом.

Контакт веществ с водой или влагой воздуха происходит обычно:

  • при повреждении аппаратов и трубопроводов,
  • при неисправности тары
  • при открытом хранении этих веществ.

Однако вода может проникнуть в помещение и в следующих случаях:

  • через открытые проемы в стенах,
  • при неисправности покрытия или пола,
  • при повреждении водопроводной линии и системы водяного отопления,
  • при конденсации влаги из воздуха и т. п.

Взрывы или усиление начавшегося пожара могут иметь место при попытках тушить подобные вещества водой или пеной. Выбор средств и способов тушения производится с учетом свойств веществ, обращающихся в производстве.

Предупреждение воспламенения веществ при взаимодействии с водой или влагой воздуха обеспечивают защитой их от контакта с водой и влажным воздухом путем:

  1. изолированного хранения веществ этой группы от других горючих веществ и материалов;
  2. поддержанием избыточного количества воды (например, в аппаратах для получения ацетилена из карбида кальция).

Вещества, воспламенение которых происходит при контакте друг с другом.

Воспламенение химических веществ при взаимоконтакте — явление, часто наблюдающееся в производстве. Чаще всего такие случаи происходят при действии окислителей на органические вещества. В качестве окислителей выступают хлор, бром, фтор, окислы азота, азотная кислота, перекиси натрия, бария и водорода, хромовый ангидрид, двуокись свинца, хлорная известь, жидкий кислород, селитры (нитраты аммония, щелочных и щелочноземельных металлов), хлораты (соли хлорноватой кислоты, например бертолетова соль), перхлораты (соли хлорной кислоты, например хлорнокислый натрий), перманганаты (соли марганцевой кислоты, например марганцовокислый калий), соли хромовой кислоты и др.

Окислители, соприкасаясь или смешиваясь с органическими веществами, вызывают их воспламенение. Некоторые окислители (селитры, хлораты, перхлораты, перманганаты, соли хромовой кислоты) образуют смеси с органическими веществами, взрывающиеся от незначительного механического или теплового воздействия.

Некоторые смеси окислителей и горючих веществ способны воспламеняться при действии на них серной или азотной кислоты или небольшого количества влаги. Алюминийорганические соединения, входя в контакт с кислотами, спиртами и щелочами, реагируют со взрывом. Многие инициаторы, катализаторы и порообразователи, широко используемые в производства синтетических смол, пластических масс, синтетических волокон и каучука, воспламеняются и взрываются при взаимодействии с другими веществами. Пожароопасные свойства некоторых инициаторов и порофоров указаны в табл.

Пример: на заводе синтетического каучука произошел взрыв емкости с гидроперекисью изопропилбензола (гиперизом), который вызвал повреждения производственных коммуникаций, фасада здания и лестничной клетки. Гипериз, используемый в качестве инициатора при производстве бутадиенстирольного каучука, поступал на завод в металлических бочках и перекачивался по резиновому шлангу в приемную емкость. Около бочек с гиперизом находились бочки с триэтаноламином. По ошибке в емкость с гидроперекисью стали закачивать триэтаноламин. Произошла бурная реакция, вызвавшая разложение всей массы гидроперекиси с указанными выше последствиями.

Реакции взаимодействия окислителя с горючим веществом способствуют:

  • измельченность вещества,
  • повышенная начальная его температура,
  • наличие инициаторов химического процесса.

В некоторых случаях реакции носят характер взрыва. Поэтому окислители нельзя хранить совместно с другими горючими веществами, нельзя допускать какого-либо контакта между ними, если это не обусловлено характером технологического процесса.

Вещество

Пожароопасные свойства

Метилуретанбензолсульфогидразид (ЧХЗ-5)

Горючее вещество. В смеси с сильными окислителями взрывается

Динитрозопентаметилентетрамин (ЧХЗ-18)

Нестойкое горючее вещество. Дает вспышку в смеси с кислотами и щелочами, взрывается с сильными окислителями

Азодинитрилизомасляной кислоты (ЧХЗ-57)

Чувствителен к воздействию температуры, трению, удару. Температура воспламенения 60° С, самовоспламенения 240° С. При контакте с кислотами взрывается.

Персульфат аммония

Сильный окислитель. В смеси с органическими соединениями может вызвать взрыв

Персульфат калия

Сильный окислитель. Активно окисляет органические соединения, воспламеняет бумагу, ткани, древесину

Перекись водорода

Сильный окислитель. В концентрированном виде воспламеняет все органические вещества и склонна к взрывному распаду

Пожары от воспламенения веществ при контакте друг с другом предупреждают:

  1. раздельным складированием;
  2. устранением причин их аварийного выхода из аппаратов и трубопроводов.