تدابير التقنيات الأمنية لخزانات التفاعل في مؤسسات الكيماويات الدقيقة

Thread Content

تمتلك شركات إنتاج الكيماويات الدقيقة عددًا من ورش الإنتاج الرئيسية وعدة ورش مساعدة، كما تمتلك عددًا من أوعية التفاعل وأبراج التقطير. بشكل عام، هناك العديد من المعدات والخزانات، بالإضافة إلى شبكة من الأنابيب المتشابكة في كل مكان ； من الناحية الهيكلية، يتكون النظام الإنتاجي بأكمله من عدة وحدات إنتاجية مجتمعة. وكل وحدة إنتاجية تتكون بدورها من خزان تفاعل واحد أو أكثر، بالإضافة إلى مكثف وبرج تقطير. تتعلق التدابير الفنية الأمنية لخزانات التفاعل في أنظمة الوحدات أثناء عمليات التشغيل، بخزان تفاعل تحت الضغط الجوي ومكثف يُستخدمان لنقل المواد السائلة وإجراء التفاعلات المصحوبة بإطلاق حرارة، كوحدة تشغيل بسيطة. يتم تحليل العوامل الخطرة والضارة المحتملة الناتجة عن ذلك، ووضع تدابير أمنية مناسبة بالإضافة إلى تدابير للتعامل مع الحوادث الطارئة. أولاً: تحليل العوامل الخطرة والضارة الرئيسية: 1. أخطاء في إدخال المواد: سرعة إدخال المواد المفرطة، أو فقدان السيطرة على نسبة المواد المدخلة، أو خطأ في ترتيب إدخالها، كل ذلك قد يؤدي إلى حدوث تفاعلات تنتج حرارة بسرعة. وإذا لم يتم تبريد المواد بشكل فوري، فإن ذلك يؤدي إلى تراكم الحرارة، مما يسبب تحلل المواد في بعض المناطق، وبالتالي حدوث تفاعلات سريعة وإنتاج كميات كبيرة من الغازات الضارة، مما قد يؤدي إلى حوادث انفجار. ٢. تسرب الأنابيب: أثناء عملية التغذية، في حالة التفاعلات التي تتم تحت ضغط جوي عادي، إذا لم يتم فتح أنابيب التخليص، فإن استخدام الضخ لنقل المواد السائلة إلى داخل الخزان يؤدي إلى تكوّن ضغط إيجابي داخل الخزان، مما قد يتسبب في تشقق نقاط ربط أنابيب المواد، وبالتالي تسرب المواد وحدوث حوادث حروق قد تؤدي إلى إصابات بشرية. أثناء التفريغ، إذا تم تفريغ المواد الموجودة داخل الخزان قبل أن تبرد إلى درجة الحرارة المطلوبة (والتي عادةً ما تكون أقل من 50 درجة مئوية)، فإن المواد ذات درجة الحرارة المرتفعة قد تتلف بسهولة، كما قد يؤدي ذلك إلى تطاير المواد وإصابة العاملين بحروق. ٣. الارتفاع السريع في درجة الحرارة: قد يؤدي التسخين السريع للمواد داخل الخزان، إلى بطء معدل التبريد وضعف فعالية عملية التكثيف، مما قد يسبب غليان المواد وتكوين خليط من الغاز والسائل، وبالتالي توليد ضغط. ويتم تخفيف هذا الضغط عبر أنابيب التفريغ وأنابيب الغاز وغيرها من الأجزاء الضعيفة، بالإضافة إلى أنظمة تخفيف الضغط مثل الصمامات الأمانية وأجهزة التفجير. إذا لم يتمكن الضغط من التخفيض بسرعة، فقد يؤدي ذلك إلى حدوث انفجار في جسم الخزان. ٤. الصيانة باستخدام النار: إذا تم إجراء أعمال اللحام أو القطع بالغاز داخل الخزان أثناء عملية تفاعل المواد، دون اتخاذ تدابير وقائية فعالة، أو نتيجة لتثبيت البراغي أو ضرب الأدوات المعدنية مما يؤدي إلى توليد شرارات، فقد يؤدي ذلك إلى حدوث حريق أو انفجار في حالة وجود مواد قابلة للاشتعال أو الانفجار داخل الخزان. ثانيًا: تدابير التقنيات الأمنية:
1. تدابير التحكم في درجة الحرارة: بالنسبة لأنظمة التسخين المستخدمة مع المواد التي تكون درجة حرارة تفاعلها أقل من 100 درجة مئوية، يمكن استخدام البخار والماء الساخن للتسخين التدريجي. وذلك لضمان عدم تلف المواد بسبب الحرارة الزائدة في بعض المناطق؛ حيث يتم أولاً تسخين المواد باستخدام البخار إلى درجة حرارة حوالي 60 درجة مئوية، وذلك لزيادة كفاءة الإنتاج، ثم يتم استخدام الماء المغلي عند درجة 100 درجة مئوية لنقل الحرارة بشكل تدريجي، حتى تصل درجة الحرارة إلى المستوى المطلوب في العملية، مع الحفاظ على هذه الدرجة أثناء التفاعل. يساعد هذا النوع من التسخين المتدرج في رفع كفاءة الإنتاج، كما يمنع حدوث تحلل أو تبخر شديد للمواد نتيجة التعرض لدرجات حرارة عالية في مناطق معينة، مما قد يؤدي إلى تكوين خليط من الغاز والسائل وبالتالي حدوث انفجار. كما يساعد أيضًا في تحسين معدل التفاعل للمواد، مما يؤدي إلى زيادة الكفاءة وتقليل تكاليف الإنتاج. 2. تدابير التبريد المتسلسلة: فيما يخص التفاعلات التي تطلق حرارة، يلزم تسخين المادة في المراحل الأولى من التفاعل، لكن عملية التفاعل نفسها تؤدي إلى إطلاق حرارة أيضًا، ولذلك يجب نقل الحرارة الزائدة بسرعة وبفعالية. يعتمد نظام تبريد الخلايا الكيميائية في الاستخدام الطبيعي بشكل أساسي على التبريد بواسطة الغلاف الخارجي والأسلاك الملتوية، ويتكون سائل التبريد المستخدم بشكل رئيسي من الماء المتداول والسائل المبرد. سرعة تبريد سائل التبريد عالية لكن التكلفة مرتفعة. في حالة حدوث ردود فعل غير طبيعية أثناء عملية الإنتاج، وخاصة عند ارتفاع درجة الحرارة والضغط بشكل مفاجئ، يقوم المشغلون بالانسحاب بسرعة من مكان التشغيل لحماية سلامتهم الشخصية، ولا يمكنهم إيقاف مصدر التسخين بشكل فعال، كما لا يمكنهم تشغيل نظام التبريد بشكل فعال. لهذا الغرض، يجب تركيب نظام تشغيل البرودة الطارئ عن بُعد في موقع بعيد عن موقع التشغيل. من الأفضل الوصول إلى صمامات البخار الموجودة بالقرب من أسطوانات توزيع البخار في الورشة، وفي نفس الوقت الذي يتم فيه إغلاق صمامات البخار وقطع تيار الطاقة الخاص بالخلاط، يجب تفعيل نظام التبريد التلقائي، بهدف عزل النظام عن الطاقة وإيقاف عمل الخلاط وتبريده بسرعة، وذلك للسيطرة على الحادث في مراحله الأولى ومنع تفاقمه. ٣. تدابير التخلص من الضغط المفاجئ: من أجل منع تراكم الغازات داخل الخزان نتيجة خروج درجة الحرارة عن السيطرة، وبالتالي تجنب حدوث ضغط مرتفع، يجب تركيب أجهزة لتخفيف الضغط بشكل فوري في المعدات التي تعمل تحت ضغط جوي طبيعي، وذلك وفقًا لظروف التفاعل المحددة. يجب تركيب صمام أمان في الجزء العلوي من الغلاية، كما يجب تركيب وحدات تفجير للعمليات التي قد تسفر عن ردود فعل شديدة. يجب أن يمتد مخرج أنبوب ربط ورقة الانفجار إلى مكان آمن في الخارج أو إلى فتحة أنبوب السحب، ولا يجوز أن يكون موجهًا مباشرة نحو الطريق أو منصة التشغيل، لمنع تطاير المواد وإلحاق الضرر بالأشخاص. في حالة وجود عملية تسريب، يجب التحكم بدقة في سرعة التسريب. ٤. تدابير الوقاية من الشحنة الكهربائية الساكنة في نقل المواد بشكل مغلق: يجب اختيار أنابيب الصلب أو الأنابيب البلاستيكية لأنظمة أنابيب نقل المواد، وذلك حسب خصائص المواد نفسها (يُفضل استخدام أنابيب الصلب، لكن هناك استثناءات في حالات معينة). يجب ربط جميع أنواع الأنابيب بإحكام باستخدام الفلانشات أو البراغي، لمنع تسرب المواد. لا يجوز استخدام الأغلفة المطاطية لربط الأنابيب البلاستيكية لنقل المذيبات العضوية. يجب القيام بتوصيل الشحنة الكهربائية الساكنة لجزء الفلانجة في أنابيب الفولاذ بشكل صحيح. إذا كان هناك ستة براغي على الفلانجة (بما في ذلك الستة)، فلا حاجة لتوصيل الشحنة الكهربائية الساكنة. أما إذا كان عدد البراغي أقل من أربعة (بما في ذلك الأربعة)، فيجب توصيل الشحنة الكهربائية الساكنة في جميع الحالات (وذلك من أجل التماثل؛ عادةً لا يكون هناك خمسة براغي، ولكن إذا كان هناك خمسة، فيجب أيضًا توصيل الشحنة الكهربائية الساكنة). يجب استخدام أسلاك نحاسية ذات قطر 4 مم مربع للوصلات الكهربائية الستاتيكية. يجب توفير وصلة كهربائية لمقاومة الشحنات الكهربائية الساكنة في الأنابيب البلاستيكية عند نقل المذيبات العضوية أو المواد الأخرى التي تسبب ظاهرة الشحنات الكهربائية الساكنة، ويتم ذلك عن طريق وضع قطع نحاسية صغيرة داخل الأنبوب. الطريقة المحددة تتمثل بشكل أساسي في لحام مسمار فولاذي صغير عند مخرج الأنبوب المعدني وميله قليلاً نحو داخل الأنبوب، كما يجب لف العملات النحاسية الصغيرة حول هذا المسمار الفولاذي وتثبيتها جيداً، ثم مرورها عبر الأنبوب البلاستيكي والخروج من الطرف الآخر مع لفها وتثبيتها عند فتحة الأنبوب. فقط بهذه الطريقة يمكن ضمان تكوين دائرة لتوليد التيار الساكن ونقل الشحنة الساكنة إلى نظام التأريض في الوقت المناسب. 5. تدابير الحماية العمالية: تركيب مراوح ضخ أو سحب في مواقع العمل، وذلك لحماية صحة العاملين وتقليل تركيز الغازات القابلة للاشتعال في تلك المواقع، ومنع الوصول إلى حد الانفجار. لمنع تسرب المواد الغازية الموجودة داخل الغلاية تحت الضغط إلى غرفة التشغيل وإلحاق الضرر بالعاملين، يجب تركيب مروحة ضخ في غرفة التشغيل. إدخال هواء نقي من الخارج إلى غرفة التشغيل، بحيث تكون الغرفة في حالة ضغط موجب خفيف. يجب وضع المعدات التي تطلق غازات سامة وضارة في الجهة المقابلة لاتجاه الرياح السائدة محليًا، وذلك لتسهيل انتشار الغازات أو سحبها، كما يسهل ذلك على المشغلين التعامل معها بشكل صحيح لتقليل أضرار التلوث الناتج عن الغازات. 6. تدابير السلامة أثناء العمليات التي تتطلب استخدام النار: الهدف من التدابير الفنية لضمان السلامة أثناء هذه العمليات هو تحقيق شيئين: الأول هو التأكد من عدم وجود مواد قابلة للاشتعال داخل أنابيب المعدات المستخدمة في إجراء العمليات، والثاني هو التأكد من عدم وجود مواد قابلة للاشتعال في المناطق المحيطة بأنابيب هذه المعدات. لتحقيق ضمانتين، يجب فهم أهمية إدارة العمليات التي تتطلب استخدام النار بشكل صحيح، ورفع مستوى الوعي بالسلامة، وتطبيق تدابير تقنية للسلامة مثل قطع التيار الكهربائي وعزل المناطق المعرضة للخطر وتنظيفها وتهويتها. كما يجب اتباع الإجراءات اللازمة للفحص الأولي وإعادة الفحص والموافقة والمراقبة والتنظيف والتحقق من جودة العمل. ٧. تدابير أمان أخرى: يجب أن تكون المعدات الميكانيكية متصلة بالأرض بشكل فعال، ولا يجب أن يزيد مقاومة الأرض عن ١٠ أوم ； يجب أن يكون لدى المحرك الكهربائي تدابير لتوصيل الأسلاك بالأرض ； يجب أن يكون هناك غطاء واقي على أجزاء نقل الحركة في جهاز التخفيض ； يجب أن يكون لوحة التحكم ثابتة وغير قابلة للتحرك، كما يجب ألا تكون بها فتحات ； يجب أن يكون ارتفاع الدرابزين أكثر من 1.05 متر، ولا يجوز أن يزيد الفاصل بين أجزاء الدرابزين عن 0.35 متر ； يجب أن يكون ارتفاع الجهاز فوق الأرض بحيث لا يتسبب في اصطدام رأس الإنسان. بالنسبة للحالات التي يتطلب فيها الأمر إضافة المواد على دفعات أثناء عملية التشغيل، يُفضل تركيب صمامات وقوالب تصريف على غطاء فتحة التصريف ； يجب أن يتم توصيل أنبوب التفريغ الخاص بالمكثف عبر أنابيب نقل إلى الخارج أو إلى فتحات السحب، ولا يجوز توجيهه مباشرة نحو الممرات أو أماكن وجود العاملين ； ويجب أيضًا، في الحالات التي تتوفر فيها هذه الشروط، توفير ممرات للإخلاء الطارئ وأنظمة مراقبة وإنذار على مدار العملية بأكملها ； يجب اتخاذ تدابير الحماية بالنيتروجين أثناء عملية التوقف. يجب أن تكون لدى الأجهزة التي قد تتعرض لاضطرابات بسبب انقطاع التيار الكهربائي أو المياه، نظام مكون من دائرتين كهربائيتين ومصدرين للمياه. ثالثًا: تدابير التعامل الفوري مع الحوادث الطارئة
1. عندما يحدث ارتفاع سريع في درجة الحرارة أو الضغط أثناء الإنتاج ولا يمكن السيطرة عليه، يجب إغلاق جميع صمامات استيراد المواد فورًا ； أوقف الخلط فورًا ； أغلق فورًا صمام التسخين بالبخار (أو الماء الساخن)، وافتح صمام تبريد الماء (أو الماء المثلج) ； افتح صمام التفريغ بسرعة ； في حالة عدم وجود صمام تفريغ، وعندما يكون من المستحيل السيطرة على درجة الحرارة والضغط، يجب فتح صمام التفريغ الموجود في أسفل الجهاز بسرعة لتفريغ المحتويات ； في حال عدم فعالية الإجراءات المذكورة أعلاه، وعندما يتعذر التخلص من المواد عبر صمام التفريغ في القاع في وقت قصير، يجب إبلاغ العاملين في الموقع فورًا بالانسحاب. 2. في حالة تسرب كميات كبيرة من المواد السامة والضارة، يجب إبلاغ الأشخاص الموجودين في المنطقة فورًا للانسحاب بسرعة نحو الاتجاه المعاكس للرياح ； ارتدِ جهاز التنفس الإيجابي الضغط بسرعة وأغلق (أو أغلق بإحكام) صمامات تسرب المواد السامة والضارة ； في حالة عدم القدرة على إغلاق صمامات المواد السامة والضارة، يجب إبلاغ الوحدات والأشخاص الموجودين في الاتجاهات المعاكسة (أو في المناطق المحيطة) فورًا للانسحاب أو اتخاذ تدابير وقائية، كما يجب استخدام مواد معالجة مناسبة وفقًا لخصائص المادة، لامتصاصها أو تخفيف تأثيرها. أخيرًا، يتم جمع المواد المتسربة والتعامل معها بشكل مناسب. 3- في حالة تسرب كميات كبيرة من المواد القابلة للاشتعال والانفجار، يجب ارتداء جهاز التنفس الإيجابي الضغط على الفور، وإغلاق (أو إغلاق) صمامات التسرب بإحكام ； في حالة عدم القدرة على إغلاق صمامات التسرب للمواد القابلة للاشتعال والانفجار، يجب إبلاغ الأشخاص الموجودين في المنطقة المحيطة (خاصة في الاتجاه المعاكس للرياح) على الفور بضرورة إيقاف استخدام النيران والعمليات التي قد تؤدي إلى توليد شرارات، كما يجب إيقاف أي عمليات إنتاج أو أنشطة أخرى في المنطقة المحيطة. وفي حال الإمكان، يجب نقل المواد القابلة للاشتعال والانفجار إلى منطقة آمنة لمعالجتها. في حالة اشتعال غازات التسرب، لا يجب إغلاق الصمامات بسرعة، بل يجب الانتباه لمنع حدوث انفجار عكسي ولضمان عدم وصول تركيز الغاز إلى الحد الذي يؤدي إلى الانفجار ； ٤. في حالة إصابة أحد الأشخاص، يجب تحديد سبب التسمم فورًا واتخاذ إجراءات فعالة للتعامل معه ； في حالة التسمم الناتج عن الاستنشاق، يجب نقل الشخص المتسمم بسرعة إلى مكان فيه هواء نقي في الاتجاه المعاكس للرياح. في حالات التسمم الشديدة، يجب نقل المريض إلى المستشفى فورًا لتلقي العلاج ； في حالة التسمم الناتج عن البلع، يجب شرب كمية كافية من الماء الدافئ، أو إثارة القيء، أو إعطاء الحليب أو بياض البيض لتخفيف الآثار السامة، أو تناول مواد أخرى لتحفيز الإخراج ； في حالة التسمم الناتج عن التلامس مع الجلد، يجب خلع الملابس الملوثة فورًا، وشطف المنطقة المصابة بكمية كبيرة من الماء الجاري، ثم زيارة الطبيب ； عندما يتوقف المصاب عن التنفس، يجب القيام بالتنفس الاصطناعي بسرعة ； عندما يتوقف قلب الشخص المسموم عن النبض، يجب القيام بعملية ضغط صناعي على القلب بسرعة لإعادة تنشيطه ； عندما يتعرض جلد الشخص لحروق واسعة، يجب غسل المنطقة المحروقة فورًا بكمية كبيرة من الماء النظيف لمدة خمسة عشر دقيقة تقريبًا، مع الانتباه إلى عدم التعرض للبرد الشديد الذي قد يسبب مضاعفات. بعد ذلك، يجب تغيير الملابس إلى ملابس نظيفة وإرسال الشخص إلى المستشفى فورًا لتلقي العلاج. خزان التفاعل هو أكثر المعدات شيوعًا في مصانع الكيماويات الدقيقة، كما أنه أكثر المعدات تمثيلاً في الأنظمة الوحدوية، ويُعد نقطة تركيز رئيسية في إشراف السلامة الإنتاجية. يتطلب الأمر إدارة كل وعاء تفاعل بشكل جيد، وضمان سلامة العمل في كل نظام فرعي، مع تطبيق تدابير الحماية المتسلسلة المناسبة، وتفعيل أجهزة التحذير من الأخطاء البشرية، من أجل تحقيق السلامة الجوهرية للمعدات.