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Hersteller von Feinchemikalien verfügen über mehrere Hauptproduktionsräume sowie zahlreiche Hilfsräume. Zudem besitzen sie eine Anzahl von Reaktoren und Destillationskolonnen. Insgesamt gibt es viele Geräte sowie viele Speicherbehälter; außerdem ist das Netzwerk aus Rohrleitungen dicht und ausgeprägt ； Strukturell besteht das gesamte Produktionsystem aus mehreren Produktionseinheiten, die miteinander verbunden sind. Jede Produktionseinheit setzt sich wiederum aus einem oder mehreren Reaktoren, Kondensatoren und Destillationskolonnen zusammen. Sicherheitstechnische Maßnahmen für Reaktoren in Systemen – Als einfachste Betriebseinheiten dienen ein Reaktor unter Normaldruck zur Transportierung von flüssigen Stoffen sowie zur Durchführung exothermer Reaktionen, sowie ein Kondenser. Es werden die möglichen gefährlichen Faktoren analysiert, und entsprechende Sicherheitsmaßnahmen sowie Notfallpläne entwickelt. I. Analyse der wichtigsten gefährlichen Faktoren: 1. Fehler bei der Zufuhr des Materials: Eine zu hohe Zufuhrsgeschwindigkeit, ein unkontrollierter Mix der Zutaten oder eine falsche Reihenfolge der Zufuhr können dazu führen, dass es zu einer schnellen Wärmeentwicklung kommt. Wenn die Kühlung nicht gleichzeitig erfolgt, sammelt sich Wärme an, wodurch das Material lokal zerlegt wird. Dadurch entstehen schnelle Reaktionen und es werden große Mengen an giftigen Gasen freigesetzt, was wiederum zu Explosionen führen kann. 2. Rohrleitungsleckagen: Bei der Zufuhr des Materials – insbesondere bei Reaktionen unter Normaldruck – kann es vorkommen, dass, wenn die Entlüftungsrohre nicht geöffnet sind, beim Pumpen des Flüssigmaterials in den Behälter ein Überdruck entsteht. Dies kann dazu führen, dass die Verbindungen der Materialrohre reißen und das Material austritt. Dadurch können Verbrennungen verursacht werden, die zu Personenschäden führen können. Beim Entladen kann es dazu kommen, dass die Materialien im Behälter noch nicht auf die vorgeschriebene Temperatur abgekühlt sind – in der Regel soll diese Temperatur unter 50 °C liegen. In diesem Fall können die Materialien bei höherer Temperatur schnell verdorben werden, und es besteht außerdem die Gefahr, dass die Materialien herausspritzen und die Arbeiter verletzen. 3. Zu schnelles Erwärmen: Aufgrund der zu hohen Erwärmungsgeschwindigkeit im Behälter sowie der niedrigen Abkühlungsgeschwindigkeit entsteht eine schlechte Kondensationswirkung. Dadurch kann es zum Kochen der Substanz kommen, wodurch sich eine Mischung aus Gas- und Flüssigphase bildet. Dies erzeugt Druck, der über Entlastungsrohre, Gasleitungen sowie Überdruckventile und Sicherheitsventile abgeleitet wird. Wenn es nicht gelingt, den Druck schnell abzubauen, kann das zum Platzen des Behälters führen. 4. Wartungsarbeiten mit offener Flamme: Wenn während der Reaktion der Stoffe im Behälter Wartungsarbeiten wie Schweißen oder Sägen durchgeführt werden, ohne geeignete Schutzmaßnahmen zu ergreifen, oder wenn Schrauben festgezogen werden und dabei Funken entstehen, kann das bei flüchtigen oder explosiven Stoffen zu Bränden und Explosionen führen. II. Maßnahmen zur Sicherheitstechnik: 1. Maßnahmen zur Temperaturregelung: Bei Heizsystemen für Stoffe, bei denen die Reaktionstemperatur unter 100 °C liegt, kann eine stufenweise Erwärmung mit Dampf und heißem Wasser angewandt werden. Dadurch wird verhindert, dass die Stoffe durch lokale Überhitzung beschädigt werden. Zunächst werden die Stoffe mit Dampf auf etwa 60 °C erwärmt, um die Produktivität zu steigern. Anschließend wird mit kochendem Wasser mit 100 °C die Temperatur langsam auf den für den Prozess vorgeschriebenen Wert erhöht, wobei die gewünschte Temperatur dann gehalten wird. Durch diese schrittweise Erhitzung wird nicht nur die Produktivität gesteigert, sondern es wird auch verhindert, dass die Materialien an bestimmten Stellen durch hohe Temperaturen zerfallen oder stark verdampfen. Dadurch entsteht keine Mischung aus Gas und Flüssigkeit, die wiederum zu einem Ausbruch führen könnte. Zudem wird dadurch eine gleichmäßige Reaktion der Materialien erreicht, wodurch die Erträge gesteigert und die Kosten gesenkt werden können. 2. Kaskadierte Kühlmaßnahmen: Bei exothermen Reaktionen ist in der Anfangsphase Wärmezufuhr notwendig, doch im Laufe der Reaktion entsteht wieder Wärme. Daher muss die überschüssige Wärme schnell und effektiv abgeleitet werden. Die zur normalen Nutzung verwendeten Kühlsysteme für Reaktoren bestehen hauptsächlich aus Umhüllungskühlung und Schlangenkühlung. Als Kühlmittel werden in der Regel Zirkulationswasser sowie Kältemittel verwendet. Kühlmittel kühlt schnell, ist aber teuer. Im Falle ungewöhnlicher Reaktionen während des Produktionsprozesses, insbesondere wenn Temperatur und Druck stark ansteigen, müssen die Bediener aus Sicherheitsgründen schnell den Betriebsbereich verlassen. Dadurch ist es nicht möglich, die Heizquelle effektiv abzuschalten oder das Kühlsystem zu aktivieren. Dazu sollte an einem weit entfernten Ort außerhalb der Bediungsstelle ein Notöffnungs-Kühlkette-System eingerichtet werden. Es ist am besten, in der Nähe der Dampfventile des Dampfkessels im Werk zu sein. Dabei sollten die Dampfventile geschlossen und die Stromversorgung für die Rührvorrichtung unterbrochen werden. Gleichzeitig sollte das Kühlsystem aktiviert werden, um Isolierung, Abschaltung der Stromversorgung sowie Beendigung der Rührvorgänge herbeizuführen. Auf diese Weise kann der Unfall in einer frühen Phase eingedämmt werden, damit er sich nicht weiter ausbreiten kann. 3. Kaskadierte Entlastungsmaßnahmen: Um zu verhindern, dass das Material im Reaktor bei einem Temperaturausfall Gase bildet und dadurch Druck entsteht, müssen bei Anlagen unter Normaldruck entsprechende Notentlastungssysteme installiert werden – und zwar in Abhängigkeit von den spezifischen Bedingungen der Reaktion. An der Oberseite des Kessels muss ein Sicherheitsventil installiert werden; bei Prozessen, die möglicherweise starke Reaktionen hervorrufen, sollten Druckventile eingesetzt werden. Der Ausgang des Anschlussrohrs der Sprengmembran muss an einen sicheren Ort im Freien oder an den Auslass des Lüftungssystems führen – er darf nicht direkt auf die Straße oder die Bedienerplattform zeigen, um zu verhindern, dass Material spritzt und Menschen verletzt werden. Bei einem Tropfreaktionssystem muss die Tropffrequenz streng kontrolliert werden. 4. Maßnahmen zur Verhinderung von statischer Elektrizität bei der geschlossenen Transportierung: Für das Rohrleitungssystem zur Transportierung der Materialien sollte je nach Eigenschaften der Materialien entweder Stahlrohre oder Kunststoffrohre verwendet werden (grundsätzlich dürfen keine Kunststoffrohre verwendet werden, außer in besonderen Fällen). Unabhängig von der Art der Rohre sollten sie mit Flanschen oder Bolzen fest verbunden werden, um ein Verrutschen und Austreten des Materials zu verhindern. Plastikrohre dürfen nicht mit Gummischläuchen verbunden werden, um organische Lösungsmittel zu transportieren. Die Flanschbereiche der Stahlrohre müssen elektrisch miteinander verbunden werden. Wenn an einem Paar von Flanschen insgesamt sechs Schrauben vorhanden sind, ist eine elektrische Verbindung nicht notwendig. Bei vier oder weniger Schrauben hingegen muss eine solche Verbindung erfolgen – aus Gründen der Symmetrie. Normalerweise gibt es keine fünf Schrauben; falls doch, muss ebenfalls eine Verbindung hergestellt werden. Für die statischen Übergangskabel sollten Kupferleitungen mit einem Querschnitt von 4 Quadratmillimetern verwendet werden. Plastikrohre, die organische Lösungsmittel oder andere Stoffe transportieren, die leicht statische Elektrizität erzeugen, müssen mit einem Antistatik-System ausgestattet sein. Die Verbindung erfolgt dabei durch das Einbringen feiner Kupferstäbe in das Innere des Rohres. Die konkrete Methode besteht hauptsächlich darin, am Ausgang der Metallröhre einen kleinen Stahlnagel zu schweißen und diesen leicht in Richtung Innenseite der Röhre zu neigen. Die dünnen Kupfermünzen müssen um den Stahlnagel gewickelt und festgezurrt werden. Anschließend werden sie durch die Kunststoffröhre geführt, kommen am anderen Ende wieder heraus und werden dort ebenfalls fest um den Röhrenausgang gewickelt. Nur so kann sichergestellt werden, dass ein Stromkreis für die Erzeugung von statischer Elektrizität entsteht und die statische Elektrizität rechtzeitig in das Erdungsnetz geleitet wird. 5. Maßnahmen zum Schutz der Arbeitnehmer: An den Arbeitsplätzen sollten Lüfter oder Absauggeräte installiert werden. Dadurch wird nicht nur die Gesundheit der Arbeiter geschützt, sondern auch die Konzentration brennbarer Gase an diesen Orten verringert – somit wird verhindert, dass diese Gase die Explosionsgrenze erreichen. Um zu verhindern, dass das Material im Behälter unter Druck Gas freisetzt und in den Bedierraum gelangt, wodurch die Bediener geschädigt werden könnten, sollte im Bedierraum ein Lufterzeuger installiert werden. Frische Außenluft aus großer Höhe wird in den Bedienraum geleitet, wodurch dieser sich in einem leicht positiven Druckzustand befindet. Geräte, die giftige und schädliche Gase abgeben, sollten auf der Windabgewandten Seite der vorherrschenden lokalen Windrichtung installiert werden. Dadurch wird eine bessere Ausbreitung der Gase sowie ein einfachereres Entleeren dieser Gase ermöglicht. Zudem wird es den Bedienern erleichtert, die Geräte richtig zu bedienen und so Schäden durch Gasverunreinigungen zu vermeiden. 6. Sicherheitsmaßnahmen bei Arbeiten mit offener Flamme: Das Ziel der technischen Sicherheitsmaßnahmen bei der Handhabung von Geräten mit offener Flamme ist es, zwei Dinge zu gewährleisten: Erstens, dass sich in den Rohrleitungen der Geräte keine brennbaren Stoffe befinden, und zweitens, dass es in der Umgebung der Rohrleitungen keine brennbaren Materialien gibt. Um zwei Sicherheiten zu gewährleisten, ist es unerlässlich, die Bedeutung der Brandgefahrsteuerung richtig zu verstehen, das Sicherheitsbewusstsein zu stärken und Sicherheitstechnische Maßnahmen wie Abschaltung, Isolierung, Ersetzen, Reinigen und Belüftung umfassend umzusetzen. Zudem müssen gemäß den Vorschriften Prüfungen, Überprüfungen, Genehmigungen, Überwachungen, Aufräumarbeiten sowie Abnahmen als Teil der Sicherheitsmanagementmaßnahmen durchgeführt werden. 7. Weitere Sicherheitsmaßnahmen: Maschinen und Geräte müssen ordnungsgemäß geerdet sein, wobei der Erdwiderstand nicht größer als 10Ω sein darf ； Der Elektromotor muss mit einer Masseverbindung ausgestattet sein ； Die Antriebsstelle des Getriebes muss mit einem Schutzgehäuse ausgestattet sein ； Die Bedienkonsole muss stabil sein und darf nicht wackeln; es dürfen keine Öffnungen vorhanden sein ； Der Schutzzaun muss mindestens 1,05 Meter hoch sein, und der Abstand zwischen den einzelnen Gitterstäben darf nicht größer als 0,35 Meter sein ； Die Höhe des Geräts über dem Boden sollte so gewählt werden, dass es nicht mit den Köpfen von Menschen kollidieren kann. Für den Fall, dass während des Betriebs das Material in Chargen zugeführt werden muss, sollten an der Deckelöffnung Ventile sowie Trichter installiert werden ； Der Entlüftungsschlauch des Kondensators sollte über einen Anschlussschlauch nach draußen oder zum Lüftungsschacht geführt werden. Er darf nicht direkt auf den Durchgang sowie auf die Arbeitsbereiche der Mitarbeiter gerichtet sein ； Sollte dies erforderlich sein, müssen außerdem Notausgänge sowie Überwachungs- und Alarmvorrichtungen für den gesamten Prozess eingerichtet werden ； Während des Parkens müssen Schutzmaßnahmen mit Stickstoff ergriffen werden. Bei Geräten, bei denen Ausfälle von Strom oder Wasser zu unkontrollierten Reaktionen führen können, sollte ein System mit zwei Stromquellen und zwei Wasserversorgungsquellen vorhanden sein. III. Notfallmaßnahmen bei plötzlichen Störungen 1. Wenn eine schnelle Erhöhung der Produktionstemperatur und -drucke nicht kontrolliert werden kann, müssen alle Eingangsventile für die Materialzufuhr umgehend geschlossen werden ； Stoppen Sie die Rühration umgehend ； Schließen Sie schnell den Ventil für die Dampf- (oder Warmwasser-)Heizung und öffnen Sie das Ventil für das Kühlwasser (oder Kältemittel) ； Sofort den Entlüftungsventil öffnen ； Wenn es keinen Entlastungsventil gibt und die Temperatur sowie der Druck weiterhin nicht kontrollierbar sind, sollte sofort das Entladeventil am Boden der Anlage geöffnet werden, um den Inhalt abzulassen ； Sollten die oben genannten Maßnahmen nicht wirken und das Entleeren des Materials über die Auslassventile am Boden nicht in kurzer Zeit möglich sein, muss das Personal umgehend darüber informiert werden, den Ort zu verlassen. 2. Bei einem großen Auslauf von giftigen und schädlichen Stoffen muss umgehend die Umgebungsmenge informiert werden, damit sie sich schnell in die Windabwärtsrichtung vom Unfallort entfernen können ； Setzen Sie schnell einen Drucküberdruck-Atemschutz auf und schließen (oder verschließen fest) die Ventile bei giftigen oder schädlichen Lecks ； Wenn es nicht möglich ist, die Ventile für giftige und schädliche Stoffe zu schließen, muss umgehend den Einheiten und Personen im Windrichtung (oder in der Umgebung) mitgeteilt werden, dass sie sich in Sicherheit bringen oder Schutzmaßnahmen ergreifen sollen. Zudem sollten je nach Eigenschaften der Stoffe Behandlungsmittel eingesetzt werden, um diese aufzunehmen und zu verdünnen. Zuletzt wird die ausgetretene Substanz aufgefangen und entsprechend behandelt. 3. Bei einem großen Auslauf von brennbaren oder explosiven Stoffen muss umgehend ein Atemschutzgerät getragen werden, um die Ventile für den Auslauf dieser Stoffe zu schließen (oder ordnungsgemäß abzudichten) ； Sollte es nicht möglich sein, die Ventile für brennbare und explosive Stoffe zu schließen, muss umgehend die Menschen in der Umgebung – insbesondere in der Windrichtung – darüber informiert werden, dass sie offene Flammen sowie Arbeiten, bei denen Funken entstehen können, einstellen sollen. Zudem sollten alle anderen Produktions- oder Arbeitsprozesse in der Umgebung sofort gestoppt werden. Falls möglich, sollten die brennbaren und explosiven Stoffe in eine sichere Zone gebracht werden, um dort behandelt zu werden. Wenn bereits ein Gasaustritt brennt, darf man die Ventile nicht voreilig schließen. Man muss darauf achten, einen Rückstoß sowie eine Gaskonzentration zu vermeiden, die einen Explosionsunfall auslösen könnte ； 4. Im Falle von Personenschäden muss umgehend die Ursache der Vergiftung ermittelt werden, um gezielt darauf reagieren zu können ； Bei Vergiftung durch Einatmen sollte die vergiftete Person umgehend an einen Ort mit frischer Luft im Aufwindbereich gebracht werden. Bei schwerer Vergiftung sofort ins Krankenhaus zur Notfallbehandlung bringen ； Bei Vergiftung durch Aufnahme über den Mund sollte ausreichend warmes Wasser getrunken werden, um Erbrechen zu bewirken. Alternativ kann Milch oder Eiweiß zur Entgiftung verabreicht werden, oder es können andere Substanzen eingenommen werden, um die Ausscheidung zu fördern ； Bei Vergiftung durch die Haut: Ziehen Sie sofort die kontaminierten Kleidungsstücke aus, waschen Sie die betroffene Stelle gründlich mit viel fließendem Wasser und suchen Sie einen Arzt auf ； Wenn der Vergiftete aufhört zu atmen, muss sofort künstliche Beatmung durchgeführt werden ； Wenn beim Vergifteten das Herz aufhört zu schlagen, muss umgehend mit künstlichem Herzdruck begonnen werden, um das Herz wieder in Gang zu bringen ； Wenn die Haut eines Menschen über eine große Fläche hinweg verbrannt ist, sollte die verbrannte Stelle umgehend mit viel Wasser gereinigt werden – die Spülzeit sollte etwa fünfzehn Minuten betragen. Gleichzeitig muss darauf geachtet werden, dass die betroffene Stelle nicht durch Kälte geschädigt wird. Anschließend sollten saubere Kleidungsstücke angezogen werden und der Betroffene schnell ins Krankenhaus gebracht werden. Reaktoren sind die am häufigsten verwendeten Geräte in Unternehmen der Feinchemieindustrie. Zudem handelt es sich um die typischsten Geräte in solchen Anlagen – sie bilden somit den Schwerpunkt der Überwachung im Bereich der sicheren Produktion. Man muss jede Reaktorkammer sowie jedes Einzelsystem sicher betreiben, geeignete Sicherheitsvorkehrungen treffen, Warnsysteme gegen menschliches Fehlverhalten einrichten und so die inhärente Sicherheit der Geräte gewährleisten.