Определение номенклатуры отходов промышленного производства аммиака на катализаторе. Составление паспортов загрязнителей и опасности отходов

Содержание

1. Введение

2. Промышленное производство аммиака на катализаторе

2.1 Технологическая схема производства аммиака

2.2 Описание процесса производства аммиака

3. Паспорта основных загрязнителей

3.1 Диоксид серы

3.2 Оксид углерода

3.3 Диоксид углерода

3.4 Аммиак

3.5 Диоксид азота

3.6 Моноэтаноламин

3.7 Диамид угольной кислоты

4. Паспорт опасности отходов

5. Технологии очистки газообразных выбросов и полезной утилизации промышленных отходов

6. Заключение

7. Список литературы

1. Введение

Для разработки эффективных систем защиты среды обитания от загрязнений необходимо уметь определять их источники, а также характер опасности для человека и всех живых объектов.

Известны десятки тысяч веществ и агентов, загрязняющих биосферу. Созданные человеком и несвойственные биосфере вредные вещества называются ксенобиотиками (ксено - чужой). Например, ксенобиотиками являются детергенты, пестициды, пластмассы, фенолы.

Особую группу составляют отходы - вещества, материалы, предметы, утратившие свою ценность для владельца. Отходы могут состоять из бытового и промышленного мусора и ненужных вещей. Отходы необходимо собирать, удалять, перерабатывать, хранить в соответствии с установленными правилами. Все названные выше вещества и физические агенты объединяются понятием загрязнитель. Загрязнитель - это любой физический агент, химическое вещество, биологический вид, состояние, количественно и (или) качественно выходящие за рамки обычного и вызывающие нежелательные изменения в среде обитания.

Основным признаком загрязнителя следует считать его опасность для биосферы, т.е. для людей, животных и растений. В частности необходимо располагать такими данными о загрязнителях как природа загрязнителя, химическая активность, происхождение, применение, воздействие на человека, на живые организмы, распространённость в природе, плотность, органолептические свойства, ПДК, ПДС, показатели токсичности, дисперсность (пыли), показатели взрывной и пожарной опасности, нежелательная устойчивость, разлагаемость, профилактика, защита, первая помощь и др. И, конечно, необходимо иметь перечень всех поступающих в окружающую среду загрязнителей.

Свойства загрязняющих веществ, от которых зависит безопасность среды обитания, и которые могут оказывать влияние на жизнь людей, животных и растений, объединяются в паспорте загрязнителя. Паспорт загрязнителя - это перечень свойств и сведений о загрязнителе, которыми необходимо располагать, чтобы разрабатывать системы защиты среды обитания, под которыми понимаются организационные, гигиенические, технические и другие мероприятия, методы и средства, направленные на защиту биологических объектов от опасных и вредных воздействий загрязнителя.

Поведение загрязнителя в среде обитания характеризует загрязнение. Под загрязнением окружающей среды понимают поступление в биосферу любых твёрдых, жидких и газообразных веществ или видов энергий (теплота, звук, радиоактивность) в количествах, оказывающих вредное влияние на человека, животных и растения как непосредственным, так и косвенным путём. Источниками загрязнения являются объекты, которые генерируют загрязнители (транспорт, технологические процессы, оборудование, механизмы).

Загрязнители и источники загрязнения разнообразны, они классифицируются по многим признакам. По происхождению загрязнители и источники загрязнения можно разделить на естественные (природные), техногенные и антропогенные. Наибольший вред биосфере приносят техногенные загрязнения, Техногенные источники загрязнения - это созданные человеком объекты различного назначения (заводы, фабрики, машины). Антропогенное загрязнение связано непосредственно с деятельностью человека. Наибольший вред среде обитания приносят неорганизованные бытовые отходы, а также низкий уровень экологической культуры населения. Одними из загрязнителей среды обитания могут быть аварийно - химически опасные вещества - АХОВ.

АХОВ - это опасное химическое вещество, применяемое в промышленности и сельском хозяйстве, при аварийном выбросе (разливе) которого может произойти заражение окружающей среды в поражающих живой организм концентрациях. В настоящее время перечень АХОВ насчитывает около 20 веществ. Одно из них является аммиак - вещество, синтез которого рассматривается в данной курсовой работе.

отход загрязнитель паспорт аммиак

2. Промышленное производство аммиака на катализаторе

Аммиа́к - <#"719725.files/image001.gif">

1 - фильтр, 2 - конденсационная колонна, 3 - испаритель, 4 - ловушка (брызгоуловитель), 5 - колонна синтеза аммиака, 6 - конденсатор, 7 - сепаратор, 8 - циркуляционный насос, 9 - резервуар.

2.2 Описание процесса производства аммиака

Свежий газ (азотоводородная смесь) и не прореагировавшие циркуляционные газы поступают сначала в фильтр 1, где они очищаются от посторонних примесей, затем в межтрубное пространство конденсационной колонны 2, где предварительно охлаждается до 5-10°С за счёт теплообмена с газом, идущим по трубкам теплообменника в колонну синтеза. Из колонны 2 газовая смесь поступает на дополнительное охлаждение в испаритель 3, где за счёт испарения жидкого аммиака в межтрубном пространстве происходит дальнейшее охлаждение газовой смеси до минус 10-15°С. При этом происходит дополнительная конденсация аммиака из газовой смеси. Смесь газа и сконденсировавшегося аммиака поступает в сепарационную часть колонны 2 для отделения жидкого аммиака от газов. Жидкий аммиак из конденсационной колонны 2 выводится в резервуар 9 и поступает на склад. Газообразный аммиак из испарителя 3 через ловушку 4 направляется для получения из него HNO₃, азотнокислых солей (NH₄NO₃ и др.) или идёт в холодильную установку для сжижения. Газовая смесь, пройдя трубки теплообменника колонны 2, поступает в колонну синтеза 5. Колонна синтеза внутри имеет катализаторную коробку с трубчатой или полочной насадкой и теплообменник. Газы, проходя через колонну синтеза, реагируют между собой. Выходящая из колонны газовая смесь содержит 15-20% аммиака. Далее эти газы поступают в конденсатор 6, где и происходит сжижение аммиака. Жидкий аммиак отделяется в сепараторе 7 и поступает в резервуар 9, а не прореагировавшие газы подаются циркуляционным насосом 8 в фильтр 1 для смешения со свежей азотоводородной смесью.

Производство аммиака в агрегатах мощностью 1360 т/год осуществляется в одной технологической линии и включает следующие стадии:

.        очистку природного газа от сернистых соединений

2.      паровую конверсию природного газа под давлением 3,8 МПа на катализаторе Ni-Al в трубчатой печи (первичный риформинг)

.        паровоздушную конверсию остаточного метана в шахтном конверторе (вторичный риформинг) при температуре 1000°С и давлении 3,3 МПа на катализаторе Ni-A; на этом этапе водород обогащается азотом воздуха для получения смеси состава H₂: N₂=3, поступающей на синтез NH₃

.        конверсию СО до СО₂ и Н₂ на катализаторе Fe-Cr при 450°С и 3,1 МПа

.        очистку Н₂ от СО₂ абсорбцией раствором моноэтаноламина или горячим раствором K₂CO₃ при 2,8 МПа

.        очистку газа путём гидрирования от остаточных СО и СО₂ в присутствии Ni-Al при 280°С 2,6 МПа

Аммиак выпускается в жидком виде либо в виде водного раствора - аммиачной воды, чаще всего с содержанием 25% NH₃, а поставляемый на нужды промышленности, содержит не менее 96% по массе NH₃, до 0,04% Н₂О, до 2 мг/л машинного масла, до 1 мг/л Fe. В технический аммиак, транспортируемый по трубопроводу, добавляется до 0,2-0,4% Н₂О для ингибирования коррозии стали.

При промышленном производстве аммиака в окружающую среду поступают следующие загрязнители:

▪ Двуокись серы - SO₂

▪ Окись углерода - СО

▪ Двуокись углерода - СО₂

▪ Аммиак - NH₃

▪ Двуокись азота - NO₂

▪ Диамид угольной кислоты (мочевина) - NH₂CONH₂

▪ Моноэтаноламин - HOCH₂CH₂NH₂

3. Паспорта основных загрязнителей

3.1 Диоксид серы

. Наименование отхода: диоксид серы, двуокись серы, сернистый газ, сернистый ангидрид.

. Химическая и структурная формула, химическая активность: SO₂, O=S=O, бесцветный газ с резким запахом. При комнатной температуре и 4-5 кгс/см ²-бесцветная подвижная жидкость. Влажный SO₂ при обычной температуре реагирует с H₂S, выделяя серу. Абсолютно сухой SO₂ при комнатной температуре малореакционноспособен. Диоксид серы может восстанавливаться до S и производных S (II) и окисляться - до соединений S (VI). При высоких температурах в присутствии катализатора SO₂ восстанавливается водородом до H₂S.

. Происхождение: получается действием паров органического восстановителя на минерал алунит; обжигом сульфидов в токе кислорода; из отбросных газов.

. Применение: применяется как сырье для получения H₂SO₄ и NA₂S; для отбеливания соломы, целлюлозы, шерсти, шелка, кукурузной муки, сахара; как консервант; в качестве хладагента; в некоторых производствах органической химии; для дезинфекции.

. Характер опасности: У животных проявляется раздражение слизистых дыхательных путей, глаз, одышка, судороги смерть. Белые мыши погибают при вдыхании 3,5 мг/л в течение 10 мин. Концентрация 0,002 мг/л вызывает рефлекторное изменение дыхания. У человека порог восприятия запаха - 0,003 мг/л. Непосредственно раздражение глаз вызывают концентрации 0,05 мг/л.0,3 мг/л можно выдержать лишь минуту. Острые отравления со смертельным исходом редки. Обычно считают, что смерть наступает от удушья вследствие рефлекторного спазма голосовой щели. Смерть может наступить как вскоре после отравления, так и через несколько месяцев - от заболевания органов дыхания. Длительное воздействие сернистого ангидрида может вызвать хроническое отравление.

. Органолептические свойства: бесцветный газ с резким запахом; при комнатной температуре и 4-5 кгс/см² - бесцветная подвижная жидкость. Обладает раздражающим действием на слизистые дыхательные пути, вызывая спазм бронхов и увеличение сопротивления дыхательных путей. Раздражает кроветворные органы. Вызывает изменения в эндокринных органах. Имеются указания на эмбриотоксическое действие.

. Плотность: ρ_газа = 2,926 г/л; ρ_жид = 1,4619 (-10°C)

. Показатели токсичности: диоксид серы относится к умеренно опасным веществам - 3 класс опасности.

. ПДК, ПДС и другие: ПДК_{Р. З}=10,0 мг/м^3; класс опасности-3. Для атмосферного воздуха ПДК _{м. р.} =0,5 мг/м³. ПДК_{с. с.} =0,05 мг/м ³; класс опасности-2.

. Температура плавления, кипения: Т_плавл = - 75,5°C; Т_кип = - 10,1°C

. Основные показатели пожарной и взрывопожарной опасности: не горюч. Емкости могут взрываться при нагревании.

. Распространенность: встречается на предприятиях, где работают с расплавленными сернистыми рудами или другими материалами, загрязненными сульфидами, или сжигают содержащее серу топливо (каменный уголь, кокс, горючие сланцы, сернистые нефти и др.) Присутствует в атмосфере городов.

. Устойчивость и разлагаемость: сухой диоксид серы устойчив и малореакционноспособен. SO₂ заметно диссоциирует лишь около 2800°С.

. Растворимость в воде: растворимость в воде (г в 100 г): 22,8 (О°С), 11,5 (20°С), 2,1 (90°С). Водный р-р SO₂-сернистая к-та H₂SO₃.

. Описание методов определения загрязнителя: для определения в воздухе окисляют SO₂ до H₂SO₄ и определяют в виде PbSO₄ в водноспиртовом растворе. Возможно определение образующейся H₂SO₄ с BaCl₂. Оба метода нефелометрические. Колориметрическое определение основано на взаимодействии SO₂ с парарозанилином и формальдегидом в кислой среде. Возможно также определение с фуксиноформальдегидным реактивом.

Определение в крови проводят с фуксинформоловым реактивом и насыщенным раствором сулемы.

. Профилактика: должна быть направлена на уменьшение выделения газа и обеспечение достаточной вентиляции помещений для поддержания концентраций SO₂ вблизи рабочих мест на уровне ниже максимально допустимых доз. Эффективной мерой охраны здоровья является полная герметизация процесса.

. Первая помощь: пострадавшего необходимо вынести на свежий воздух, освободить от стесняющей одежды. Ингаляция кислорода; промывание глаз, носа; полоскание 2% раствором соды. Тепло на область шеи. В более тяжёлых случаях для лечения пневмонии - вдыхание аэрозоля антибиотиков, лечение ими и сульфаниламидами. Глаза промыть проточной водой не менее 15 мин.

. Средства защиты: фильтрующие противогазы марок В или В с фильтром (длительность защитного действия - 90 и 45 мин соответственно). Возможно использование противогаза марки БКФ. Защита глаз и кожи. Изолирующий противогаз. Респиратор типа РПГ-67 В. Защитный костюм типа ЯжВнКк, резиновые сапоги и перчатки.

3.2 Оксид углерода

1. Наименование отхода: оксид углерода, угарный газ

. Химическая и структурная формула, химическая активность: CO, C≡O, ни с водой, ни со щелочами оксид углерода в обычных условиях не взаимодействует. Напротив, при повышенных температурах и высоких давлениях подобное взаимодействие имеет место: из СО и Н₂ может быть получена свободная муравьиная кислота, а из СО и NaOH - муравьинокислый натрий (HCOONa).

При комнатных температурах CO малоактивен, его химическая активность значительно повышается при нагревании и в растворах (так, в растворах он восстанавливает соли Au, Pt, Pd и других до металлов уже при комнатной температуре).

. Происхождение: образуется в тех случаях, когда сгорание углерода или его соединений идет при недостатке кислорода. Получается совместно с водородом, двуокисью углерода, азотом, метаном и его гомологами, тяжелыми углеводородами и сероводородом, газификацией твердых топлив, а также при взаимодействии CO₂ с раскаленным углем и при конверсии метана в присутствии различных катализаторов.

. Применение: применяется как одно из исходных соединений, лежащих в основе современной промышленности органического синтеза. Используется для восстановление металлов из окислов, получения карбонилов металлов, фосгена, сероокиси углерода, ароматических альдегидов, формальдегида, муравьиной кислоты, гексаоксибензола, хлористого алюминия, метилового спирта, а также в реакциях карбонилирования, в которых СО взаимодействует с ненасыщенными органическими соединениями, гидроформилирования. Из смеси СО и Н₂ можно получать синтин (синтетический бензин), синтол (смесь карбоновых кислот, спиртов, альдегидов, кетонов и углеводородов). Как исходный продукт для синтезов, требующих совместного присутствия СО и Н_{2, п}рименяют водяной газ. Для синтеза муравьиной кислоты применяют воздушный газ. В составе генераторных газов СО используется как топливо в различных производствах, для бытовых нужд, в двигателях внутреннего сгорания, в газовых турбинах.

. Характер опасности: при очень высоких концентрациях животные погибают в течение 1 мин. При меньших концентрациях наблюдаются судороги, мышечные сокращения, потеря чувствительности. В течение нескольких минут или часов наступает гибель. При вдыхании небольших концентраций человеком проявляется тяжесть в голове, головокружение, шум в ушах, дрожь, чувство слабости, тошнота. Последствия различны, вплоть до летального исхода. СО способна оказывать непосредственное токсическое действие на клетки, нарушая тканевое дыхание и уменьшая потребление тканями О₂. СО вытесняет О₂ из оксигемоглобина (HbO) крови, образуя карбосигемоглобин (COHb), содержание кислорода может снижаться с 18-20% до 8 %.

При содержании 0,08% СО во вдыхаемом воздухе человек чувствует головную боль и удушье. При повышении концентрации СО до 0,32% возникает паралич и потеря сознания (смерть наступает через 30 минут). При концентрации выше 1,2% сознание теряется после 2-3 вдохов, человек умирает менее чем через 3 минуты.

Симптомы:

·              Потеря сознания, судороги, зрачки расширяются, резкий цианоз (посинение) слизистых оболочек и кожи лица. Смерть обычно наступает на месте происшествия в результате остановки дыхания и падения сердечной деятельности.

·              При меньшей концентрации окиси углерода появляются головная боль, стук в висках, головокружение, боли в груди, сухой кашель, слезотечение, тошнота, рвота.

·              Возможны зрительные и слуховые галлюцинации. Отмечаются покраснение кожных покровов, карминнокрасная окраска слизистых оболочек, тахикардия <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B0%D1%85%D0%B8%D0%BA%D0%B0%D1%80%D0%B4%D0%B8%D1%8F>, повышение артериального давления.

·              В дальнейшем развиваются сонливость, возможен двигательный паралич <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B0%D1%80%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D1%87> при сохраненном сознании, затем потеря сознания и коматозное состояние с выраженными клонико-тоническими судорогами, непроизвольным отхождением мочи и кала.

·              Зрачки резко расширены с ослабленной реакцией на свет.

·              Нарастает нарушение дыхания, которое становится непрерывным, иногда типа Чейна-Стокса <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D1%8B%D1%85%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%A7%D0%B5%D0%B9%D0%BD%D0%B0_%E2%80%94_%D0%A1%D1%82%D0%BE%D0%BA%D1%81%D0%B0>.

·              При выходе из коматозного состояния характерно появление резкого двигательного возбуждения. Возможно повторное развитие комы.

·              Часто отмечаются тяжелые осложнения:

o     нарушение мозгового кровообращения <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%BD%D1%81%D1%83%D0%BB%D1%8C%D1%82>

o     субарахноидальные кровоизлияния

o     полиневриты

o     явления отека мозга

o     нарушение зрения

o     нарушение слуха

·              Возможно развитие инфаркта миокарда <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%BD%D1%84%D0%B0%D1%80%D0%BA%D1%82_%D0%BC%D0%B8%D0%BE%D0%BA%D0%B0%D1%80%D0%B4%D0%B0>

·              Часто наблюдаются кожно-трофические расстройства (пузыри, местные отеки с набуханием и последующим некрозом), миоглобинурийный нефроз.

·              При длительной коме постоянно отмечается тяжелая пневмония <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BD%D0%B5%D0%B2%D0%BC%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D1%8F>.

6. Органолептические свойства: бесцветный газ без вкуса и запаха

. Плотность: ρ = 0,97 кг/м³

8. Показатели токсичности: 4 класс опасности

. ПДК, ПДС и другие: ПДКр. з = 20 мг/м³; ПДКм. р = 5 мг/м³; ПДКс. с = 3 мг/м³

. Температура плавления, кипения: Т_плавл = - 205°C; Т_кип = - 191,5° C

. Основные показатели пожарной и взрывопожарной опасности: оксид углерода - горючий газ

Т_{самовоспл} = 605°C; НКПР = 12,5% (об.); ВКПР = 74,2 % (об.)

. Распространенность: различают природные и антропогенные источники поступления в атмосферу Земли. В естественных условиях, на поверхности Земли, CO образуется при неполном анаэробном разложении органических соединений и при сгорании биомассы, в основном в ходе лесных и степных пожаров. Монооксид углерода образуется в почве как биологическим путём (выделение живыми организмами), так и небиологическим. Экспериментально доказано выделение монооксида углерода за счёт обычных в почвах фенольных соединений, содержащих группы OCH₃ или OH в орто - или пара-положениях по отношению к первой гидроксильной группе.

. Устойчивость и разлагаемость: СО устойчив по отношению к щелочам, воде

14. Растворимость в воде: СО малорастворим в воде, химически с ней не взаимодействует. Растворимость <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE%D1%80%D0%B8%D0%BC%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C> в воде 0.0026 г/100 мл.

. Описание методов определения загрязнителя: определение в воздухе основано на окислении СО иодноватым ангидридом до СО₂.

Колориметрические определения с применением нитрата серебра, диметил-n-фенилендиамина, бис-палладия.

Для определения СОHb в крови можно применять простой спектральный анализ.

. Приборы для измерения: газоанализаторы, тахометры, колориметры, спектроскоп

. Профилактика: профилактика отравлений: механизация и автоматизация основных производственных процессов, рационализация технологии, систематические анализы воздуха в производственных помещениях на содержание окиси углерода.

. Первая помощь:

·        Убрать пострадавшего из помещения с высоким содержанием угарного газа (заменить дыхательный аппарат).

·        При слабом поверхностном дыхании или его остановке начать искусственное дыхание.

·        Способствуют ликвидации последствий отравления: растирание тела, прикладывание грелки к ногам, кратковременное вдыхание нашатырного спирта. Больные с тяжёлым отравлением подлежат госпитализации, так как возможны осложнения со стороны лёгких и нервной системы в более поздние сроки.

Лечение: Необходимо немедленно устранить источник загрязненного воздуха и обеспечить дыхание чистым кислородом под повышенным парциальным давлением 2,5-3 атм.

·        Для купирования судорог и психомоторного возбуждения можно применять нейролептики, например аминазин (1-3 мл 2,5% раствора внутримышечно, предварительно разведя в 5 мл 0,5% стерильного раствора новокаина) или хлоралгидрат в клизме. Противопоказаны: бемегрид, коразол <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%BB>, аналептическая смесь, камфора, кофеин.

·        При нарушении дыхания - по 10 мл 2,4% раствора эуфиллина в вену повторно.

·        При резком цианозе (посинении), в 1-й час после отравления показано внутривенное введение 5% раствора аскорбиновой кислоты (20-30 мл) с глюкозой. Внутривенное вливание 5% раствора глюкозы (500 мл) с 2% раствором новокаина (50 мл), 40% раствор глюкозы в вену капельно (200 мл) с 10 единицами инсулина под кожу.

19. Средства защиты: фильтрующий противогаз марки СО, марки М; самоспасатели типа СП-9, СП-55, ПС-1, СК-2; кислородные изолирующие противогазы РКР-2, РКР-3, КИП-5 и РКК-1, РКК-2 и. т. дочень слабо поглощается активированным углём обычных фильтрующих противогазов, поэтому для защиты от него применяется специальный фильтрующий элемент (он может также подключаться дополнительно к основному) - гопкалитовый патрон. Гопкалит представляет собой катализатор, способствующий окислению CO в CO₂ при нормальных температурах. Недостатком использования гопкалита является то, что при его применении приходится вдыхать нагретый в результате реакции воздух.

3.3 Диоксид углерода

1. Наименование отхода: диоксид углерода, двуокись углерода, углекислый газ

. Химическая и структурная формула, химическая активность: СО_2, О=С=О, По химическим свойствам диоксид углерода относится к кислотным оксидам. При растворении в воде образует угольную кислоту. Реагирует со щёлочами с образованием карбонатов и гидрокарбонатов. Вступает в реакции электрофильного замещения (например, с фенолом - реакция Кольбе) и нуклеофильного присоединения (например, с магнийорганическими соединениями).

Диоксид углерода не токсичен, но не поддерживает дыхание. Большая концентрация в воздухе вызывает удушье. Углекислый газ легко пропускает ультрафиолетовые лучи и лучи видимой части спектра, которые поступают на Землю от Солнца и обогревают её. В то же время он поглощает испускаемые Землёй инфракрасные лучи и является парниковым газом <http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/47246>.

. Происхождение: вулканическое происхождение, в промышленности, при процессах брожения, гниения или тления органических веществ. В промышленности получают из печных газов, из продуктов разложения природных карбонатов (известняк, доломит). Смесь газов промывают раствором карбоната калия, который поглощает углекислый газ, переходя в гидрокарбонат. Раствор гидрокарбоната при нагревании разлагается, высвобождая углекислоту. При промышленном производстве закачивается в баллоны. В лабораторных условиях небольшие количества получают взаимодействием карбонатов и гидрокарбонатов с кислотами, например мрамора с соляной кислотой.

. Применение: применяется в производстве сахара, пива, газированных вод, для изготовления "сухого льда", для получения соды, карбоната и бикарбоната аммония; как инертная среда при проведении некоторых реакций, как теплоноситель в графитовом реакторе, как нагнетающий газ для перекачки легковоспламеняющихся жидкостей; в жидком виде - в качестве хладагента. В пищевой промышленности диоксид углерода используется как консервант и обозначается на упаковке под кодом Е290, а также в качестве разрыхлителя теста. Жидкая углекислота (жидкая пищевая углекислота) - сжиженный углекислый газ, хранящийся под высоким давлением (~ 65-70 Атм). Бесцветная жидкость. При выпуске жидкой углекислоты из баллона в атмосферу часть её испаряется, а другая часть образует хлопья сухого льда. Сухой лёд используется в качестве хладагента в ледниках и морозильных установках. В этом же качестве иногда используется и жидкая углекислота, так как её удобно транспортировать по трубам и трубкам внутри приборов. Баллоны с жидкой углекислотой широко применяются в качестве огнетушителей и для производства газированной воды и лимонада. Углекислый газ используется в качестве инертной среды при сварке проволокой. Углекислота в баллончиках применяется в пневматическом оружии.

. Характер опасности: наркотик, раздражает кожу и слизистые оболочки. В относительно малых концентрациях возбуждает дыхательный центр, в очень больших - угнетает. Обычно высокое содержание CO₂ связано с пониженным содержанием в воздухеO_2, что также является причиной быстрой смерти. CO₂ оказывает центральное сосудосуживающее и местное сосудорасширяющее действие, вызывает ацидоз, повышенное содержание адреналина и норадреналина и уменьшение аминокислот в крови, ингибирование ферментов в тканях. Животные, в общем, менее чувствительны к CO₂, чем человек.

Человек. Вдыхание 0.25-1% CO₂ сопровождается изменением функции внешнего дыхания и кровообращения; 2.5 - 5% CO₂ вызывает головную боль, раздражение верхних дыхательных путей, чувство тепла в груди, увеличение легочной вентиляции за счет учащения и углубления дыхания, учащение сердцебиений, повышение кровяного давления. При 7% CO₂ и выше к этому присоединяются потливость, шум в ушах, учащение сердцебиений, головокружение, может быть психическое возбуждение, рвота, снижение температуры тела, нарушения зрения, проявление поражения головного и спинного мозга. По зарубежным данным, концентрацию 6% люди выдерживают добровольно до 22 мин, 10.4% - не более 0.5 мин.

Индивидуальная чувствительность весьма различна. При массовом отравлении углекислым газом в Нейроде живые люди находились рядом с трупами. Особенно чувствительны сердечные и легочные больные.

Хроническое отравление. Возможность его не доказана. Концентрация 0.5-2% CO₂ переносится рабочими бродильных подвалов без выраженных заболеваний, а при 4.9-14.6% CO₂ отмечаются лишь головные боли и затруднения дыхания при подъеме по лестнице.

Действие на кожу. У людей, находящихся в противогазах в атмосфере с высоким содержанием CO₂, наблюдается покраснение кожи, чувство покалывания, пощипывания и тепла в ней, отделение пота. При работе с жидким и твердым CO₂ возможны обморожения.

. Органолептические свойства: бесцветный газ со слегка кисловатым запахом и вкусом.

. Плотность: при нормальных условиях ρ = 1,98 г/л

. Показатели токсичности: по степени воздействия на организм человека двуокись углерода относится к 4-му классу опасности.

. ПДК, ПДС и другие: предельно допустимая концентрация двуокиси углерода в воздухе рабочей зоны не установлена, при оценке этой концентрации можно ориентироваться на нормативы для угольных и озокеритовых шахт, установленные в пределах 0,5 % (об.) или 9,2 г/м³.

ПДКм. р (для шахт) = 0,1% СО₂; ПДКс. с (для шахт) = 0,05% СО₂

ПДКр. з = 9000 мг/м³

10. Температура плавления, кипения: Т_плавл = - 56,6°C

. Основные показатели пожарной и взрывопожарной опасности: СО_{2 -} негорючий газ. Контейнеры могут взрываться при нагревании в огне!

Т_возг = - 78,515°C

12. Распространенность: встречается в составе газов вулканического происхождения и подземных источников, в промышленности - на рудниках, в шахтах, туннелях, колодцах, кессонах, при сжигании топлива, на сахарных заводах (при чистке и ремонте сатурационных котлов). Особенно много CO₂ находятся там, где происходит разложение органики.

СО₂ высвобождается при дыхании животных, его выделяют растения в темноте. На свету, напротив, растения поглощают СО₂ и выделяют кислород, что поддерживает природный баланс кислорода и углекислого газа в воздухе, которым мы дышим. Содержание СО₂ в нем не превышает 0,03% (по объему). Концентрация углекислого газа в атмосфере <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%82%D0%BC%D0%BE%D1%81%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%B0_%D0%97%D0%B5%D0%BC%D0%BB%D0%B8> Земли <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B5%D0%BC%D0%BB%D1%8F> составляет 0,038 %.

. Устойчивость и разлагаемость: химически СО₂ довольно инертен. При высоких температурах восстанавливается в СО железом, цинком, углём. Реагируя со щелочными и щелочноземельными металлами, а также с аммиаком, СО₂ образует карбонаты и бикарбонаты. Вступает в реакции электрофильного замещения (например, с фенолом - реакция Кольбе <http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%A0%D0%B5%D0%B0%D0%BA%D1%86%D0%B8%D1%8F_%D0%9A%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D0%B1%D0%B5&action=edit&redlink=1>) и нуклеофильного присоединения (например, с магнийорганическими соединениями).

. Растворимость в воде: в воде углекислый газ растворим довольно хорошо (приблизительно 1: 1 по объему). При растворении происходит его частичное взаимодействие с водой, ведущее к образованию угольной кислоты:

H₂ O + CO₂ < = > H₂ CO₃

Растворимость <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE%D1%80%D0%B8%D0%BC%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C> в воде <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D0%B4%D0%B0> 1.45 кг/м³.

. Описание методов определения загрязнителя: определение в воздухе основано на использовании газоадсорбционной хроматографии.

Измерение парциального давления углекислого газа требуется в технологических процессах, в медицинских применениях - анализ дыхательных смесей при искусственной вентиляции лёгких и в замкнутых системах жизнеобеспечения.

Анализ концентрации CO₂ в атмосфере используется для экологических и научных исследований, для изучения парникового эффекта <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B0%D1%80%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B9_%D1%8D%D1%84%D1%84%D0%B5%D0%BA%D1%82>.

. Приборы для измерения: углекислый газ регистрируют с помощью газоанализаторов основанных на принципе инфракрасной спектроскопии <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%BD%D1%84%D1%80%D0%B0%D0%BA%D1%80%D0%B0%D1%81%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%BF%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%BF%D0%B8%D1%8F> и других газоизмерительных систем <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B8%D0%B7%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0>, хроматограф.

Медицинский газоанализатор для регистрации содержания углекислоты в выдыхаемом воздухе называется капнограф <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B0%D0%BF%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D1%84>.

. Профилактика: во избежание отравлений в колодцах, ямах, подвалах, приямках, чанах, силосных ямах, тоннелях, шахтах, овощехранилищах и т.п. тщательно проветривать помещения, резервуары, бочки, и т.п. до начала работы.

Входить в такие помещения или опускаться в резервуары и т.д. можно только в присутствии второго лица и с применением средств индивидуальной защиты. Проверять концентрации CO₂ до начала и во время работы.

. Первая помощь: свежий воздух, кислород. При нарушении дыхания - искусственное дыхание, камфора, кофеин.

В тяжёлых случаях - кровопускание с последующим вливанием физиологического раствора.

. Средства защиты: при высоком содержании CO₂ и нормальном содержании O_{2. -} шланговые противогазы (типа ПШ-1; ПШ-2).

При низком содержании O₂ обязательны кислородные изолирующие приборы.

3.4 Аммиак

. Наименование отхода: аммиак

. Химическая и структурная формула, химическая активность:

NH₃     N

       H H H

Благодаря наличию неподеленной электронной пары во многих реакциях аммиак выступает как нуклеофил или комплексообразователь. Так, он присоединяет протон, образуя ион аммония:

₃ + H⁺ = NH₄⁺

С кислотами даёт соответствующие соли аммония:

₃ + HNO₃ = NH₄NO₃

С карбоновыми кислотами, их ангидридами, галогенангидридами, эфирами и другими производными даёт амиды. С альдегидами и кетонами - основания Шиффа, которые возможно восстановить до соответствующих аминов (восстановительное аминирование). Аммиак горит в атмосфере кислорода, давая воду и азот. Окисление аммиака воздухом на платиновом катализаторе даёт оксиды азота. При 1000°C аммиак реагирует с углем, образуя HCN и частично разлагаясь на азот и водород. Также он может реагировать с метаном, образуя ту же самую синильную кислоту:

₄ + NH₃ + 1,5O₂ → HCN + 3H₂O

. Происхождение: аммиак является конечным продуктом азотистого обмена в организме человека и животных. Он образуется при метаболизме белков, аминокислот и других азотистых соединений. Он высоко токсичен для организма, поэтому большая часть аммиака в ходе орнитинового цикла конвертируется печенью в более безвредное и менее токсичное соединение - карбамид (мочевину). Мочевина затем выводится почками, причём часть мочевины может быть конвертирована печенью или почками обратно в аммиак. Также получается прямым синтезом из газообразных водорода и азота (в присутствии катализатора); при коксовании каменного угля перегонкой с известью "аммиачной воды"; содержится в неочищенном ацетилене; входит в состав клоачных газов.

. Применение: для производства азотной кислоты, нитрата и сульфата аммония, жидких удобрений, мочевины, соды, в органическом синтезе, при крашении тканей, в качестве хладагента в холодильниках, при серебрении зеркал.

. Характер опасности: аммиак токсичен при различных путях поступления в организм. При остром отравлении вызывает поражения центральной нервной системы, в ряде случаев ведущие к смерти. У животных аммиак сильно раздражает верхние дыхательные пути, нарушается свёртываемость крови. Рефлекторно вызываемые остановки дыхания и кровообращения могут привести к смерти. При концентрациях 7 мг/л при воздействии до 3,5 часов приводят к смерти, свыше 14 мг/л - быстрая смерть. У человека высокие концентрации вызывают слезотечение и боль в глазах, удушье, приступы кашля, головокружение, рвоту. Наблюдаются резкие расстройства дыхания и кровообращения. Чаще всего смерть наступает через несколько часов или дней после несчастного случая от отёка гортани или лёгких. Концентрации 0,35-0,7 мг/л могут оказаться опасными для жизни.

. Органолептические свойства: бесцветный газ с удушливым резким запахом (порог восприятия 0,037 мг/л) и едким вкусом.

. Плотность: при 0°C ρ = 0,771 г/л; при 25°C ρ = 0,59 г/л

. Показатели токсичности: аммиак - 4 класс опасности.

. ПДК, ПДС и другие: ПДКр. з = 20 мг/м³; ПДКм. р = 0,2 мг/м³; ПДКс. с = 0,04 мг/м³

10. Температура плавления, кипения: Т_плавл = - 77,75°C; Т_кип = - 33,35°C

. Основные показатели пожарной и взрывопожарной опасности: аммиак - горючий газ Т_{самовоспл} = 650°C;

пределы распространения в воздухе: НКПР = 15% (об.); ВКПР = 28 % (об.)

пределы распространения в кислороде: НКПР = 13,5% (об.); ВКПР = 79 % (об.)

пределы распространения в закиси азота: НКПР = 2,2% (об.); ВКПР = 72 % (об.)

. Распространенность: встречается при очистке воды, керосина и некоторых минеральных масел; на сахарных заводах; при дублении кожи; в воздухе помещений, где стоит скот; входит в состав клоачных газов (вместе с сероводородом); содержится в неочищенном ацетилене.

. Устойчивость и разлагаемость: при обычной температуре устойчив; весьма реакционноспособен.

. Растворимость в воде: растворимость NH₃ в воде чрезвычайно велика - около 1200 объёмов (при 0°C) или 700 объёмов (при 20°C) в объёме воды.

Водный раствор аммиака ("нашатырный спирт") имеет слабощелочную реакцию из-за протекания процесса

NH₃ + H₂O = NH₄⁺ + OH^-; K_o=1,8*10^-5

. Описание методов определения загрязнителя: определение в воздухе основано на образовании окрашенного в жёлто-бурый цвет иодида димеркурамония при взаимодействии аммиака с реактивом Несслера.

Другой метод основан на образовании окрашенного в синий цвет индофенола при взаимодействии аммиака с гипохлоритом и фенолом в присутствии нитропруссида натрия.

. Приборы для измерения: газоанализатор (для определения в воздухе).

. Профилактика: профилактика отравлений аммиаком заключается в тщательной герметизации оборудования и технологического процесса, применении на особо опасных участках промышленных фильтрующих противогазов. Необходим постоянный контроль за концентрацией аммиака в воздухе производственных помещений и рабочей зоны. Рекомендуется периодическое обследование верхних дыхательных путей работающих с аммиаком, организация ингаляторов, включение в ежедневный рацион работающих с NH₃ витаминов С и В₁.

. Первая помощь: при отравлении аммиаком через дыхательные пути - свежий воздух, вдыхание теплых водяных паров 10% раствора ментола в хлороформе. При нарушениях или остановке дыхания - искусственное дыхание. При попадании на кожу - обмывание чистой водой, наложение примочки из 5% раствора уксусной, лимонной, виннокаменной или соляной кислот.

. Средства защиты: промышленный противогаз КД; противогаз марки М (при отсутствии в воздухе органических веществ), противогазы должны сменяться немедленно при ощущении самого слабого запаха; защитные очки марки ПО-3; перчатки из щелочестойкой резины; спецодежда из плотной ткани; герметизация всей аппаратуры аммиака; местная и общая вентиляция рабочих помещений, где возможно образование и выделение в воздух аммиака.

3.5 Диоксид азота

. Наименование отхода: диоксид азота, двуокись азота.

. Химическая и структурная формула, химическая активность:

NO₂ O=N=O

С водой и растворами щелочей образует смесь азотной и азотистой кислот или их солей. Сильный окислитель: уголь, сера, фосфор, органические соединения загораются. Взрывается в смеси с жидким аммиаком, водородом, СО, метаном, бутаном, H₂S. Агрессивно в отношении стали в присутствии влаги.

. Происхождение: промежуточный продукт окисления аммиака при производстве азотной кислоты. Основными источниками оксидов азота являются автомобильные двигатели и предприятия химической промышленности.

4. Применение: нитрующий агент; гомогенный катализатор при получении серной кислоты камерным (башенным) способом. В производстве серной и азотной кислот <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%B7%D0%BE%D1%82%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BA%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%B0>, в качестве окислителя в жидком ракетном топливе <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B0%D0%BA%D0%B5%D1%82%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B8%D0%B2%D0%BE> и смесевых взрывчатых веществах.

. Характер опасности: вещество может всасываться в организм при вдыхании и через рот. Токсичность NO₂ зависит от концентрации и длительности воздействия. Обладает выраженным раздражающим и прижигающим действием на дыхательные пути. Даже в небольших концентрациях он раздражает дыхательные пути, в больших концентрациях вызывает отёк лёгких. "Лисий хвост" - жаргонное название выбросов в атмосферу оксидов азота на химических предприятиях. Название происходит от оранжево-бурого цвета диоксида азота. При низких температурах диоксид азота димеризуется и становится бесцветным. В летний сезон "лисие хвосты" наиболее заметны, так как в выбросах возрастает концентрация мономерной формы. Оксиды азота, улетучивающиеся в атмосферу, представляют серьезную опасность для экологической ситуации, так как способны вызывать кислотные дожди, а также сами по себе являются токсичными веществами, вызывающими раздражение слизистых оболочек. Образующаяся в результате взаимодействия диоксида азота с водой азотная кислота <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%B7%D0%BE%D1%82%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BA%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%B0> является сильным коррозионным агентом.

. Органолептические свойства: бурый газ с удушливым запахом; в сжиженном состоянии светло-жёлтая жидкость.

Обладает выраженным раздражающим и прижигающим действием на дыхательные пути, особенно глубокие, что приводит к развитию токсического отека легких, угнетает аэробное и стимулирует анаэробное окисление в легочной ткани.

. Плотность: при 0°C ρ = 1,491 г/л (жидкий).

. Показатели токсичности: диоксид азота относится ко 2-му классу опасности.

. ПДК, ПДС и другие: ПДК_{Р. З}=2 мг/м^3; класс опасности-3. Для атмосферного воздуха ПДК _{м. р.} =0,085 мг/м³; ПДК _{с. с.} =0,04 мг/м³; класс опасности-2.

. Температура плавления, кипения: Т_плавл = - 11,2°C; Т_кип = - 20,7°C

. Основные показатели пожарной и взрывопожарной опасности: не горюче, но способствует возгоранию других веществ.

. Распространенность: встречается при использовании концентрированной азотной кислоты (например, при нитровании целлюлозы, глицерина, при травлении меди и медных сплавов).

. Устойчивость и разлагаемость: при температуре выше 140°C NO₂ начинает распадаться на NO и О₂, при 600° распадается полностью.

Оксиды азота, реагируя с кислородом воздуха, образуют азотные кислоты, которые также входят в состав кислотных дождей. При низких температурах NO₂ полимеризуется в N₂O_4.

14. Растворимость в воде: с водой образует смесь азотной и азотистой кислот.

С небольшим количеством воды образует ярко-зеленый раствор содержащий HNO₃, HNO₂ и N₂O₄. При разбавлении раствор обесцвечивается вследствие гидролиза N₂O₄: N₂O₄ + H₂O = HNO₃ + HNO₂.

. Описание методов определения загрязнителя: определение в воздухе основано на поглощении NO₂ в раствор иодида калия и колориметрическом определении нитрит-иона по реакции Грисса - Илосвая. Возможно определение NO₂ по реакции с сульфаниловой кислотой. Образующаяся диазосоль даёт с N - этилендиамином красную окраску.

. Приборы для измерения: газоанализатор; фотометр; колориметр.

. Профилактика: вентиляция, местная вытяжка или защита органов дыхания. Не допускать контакта с горючими веществами. Не принимать пищу, не пить и не курить во время работы с NO_2; 1-2 раза в год медицинские осмотры.

. Первая помощь: при вдыхании: свежий воздух, покой. Полусидячее положение. Искусственное дыхание по показаниям. При попадании на кожу: сначала промыть большим количеством воды, затем удалить загрязненную одежду и снова промыть. При попадании в глаза: промыть большим количеством воды.

При проглатывании: прополоскать рот. В любом случае обратиться за медицинской помощью.

. Средства защиты: фильтрующие противогазы с коробками марок В И M, изолирующие шланговые противогазы. Защитные очки, специальные рукавицы, перчатки, покрытые латексом. Спецодежда, покрытая слоем перхлорированной смолы. Сапоги, брюки поверх сапог.

3.6 Моноэтаноламин

1. Наименование отхода: моноэтаноламин, этаноламин, 2-аминоэтанол, коламин.

. Химическая и структурная формула, химическая активность: HOCH₂СH₂NH₂

Слабое основание, поглощает СО₂ из воздуха. С минеральными и сильными ораническими кислотами дают соли. Соли этаноламина с жирными кислотами - некристаллические вещества, похожие на воск, используются в промышленности как эмульгаторы (этаноламинные мыла). Моноэтаноламин с альдегидами (за исключением формальдегида) и кетонами дает шиффовы основания. Реагирует с нитратом целлюлозы, вызывая опасность пожара и взрыва. Реагирует бурно с сильными кислотами и сильными окислителями. Агрессивно в отношении меди, алюминия и их сплавов, а также резины.

. Происхождение: в лабораториях получают при взаимодействии аммиака с окисью этилена или этиленхлоргидрином. В промышленности получают жидкофазным аммонолизом этиленоксида в присутствии небольшого кол-ва воды.

. Применение:. моноэтаноламин применяют в качестве абсорбентов "кислых" газов (СО₂, H₂S, SO₂ и др.) в процессах очистки технологических газов на предприятиях нефтеперерабатывающей, газодобывающей и хим. отраслей промышленности; как сырье для получения эмульгаторов, диспергаторов, стабилизаторов пен, моющих и чистящих средств, шампуней, ПАВ и др. Моноэтаноламин используют в органическом синтезе для получения этилендиамина, N-винилпирролидона и др., диэтаноламин - в произ-ве пластификаторов, ингибиторов коррозии и др.

. Характер опасности: моноэтаноламин может всасываться в организм при вдыхании через рот и через кожу.

Вещество оказывает разъедающее действие на дыхательные пути, кожу и глаза. Разъедающее действие при проглатывании. Пар раздражает глаза, кожу и дыхательные пути. Вещество может оказывать действие на центральную нервную систему. Воздействие может вызвать помутнение сознания.

Повторный или длительный контакт может вызвать сенсибилизацию кожи. При воздействии моноэтаноламина обнаруживается вегетативно-сосудистая дистония, хронический диффузный бронхит и изменения функций печени.

Для белых мышей ЛД = 700 мг/кг.

. Органолептические свойства: бесцветная вязкая гигроскопическая жидкость.

. Плотность: при 20°C ρ = 1,018 кг/м³

8. Показатели токсичности: моноэтаноламин относится ко 2-му классу опасности.

. ПДК, ПДС и другие: ПДКр. з =1 мг/м³; ПДКс. с = 0,02мг/м³

. Температура плавления, кипения: Т_плавл = 10,51°C; Т_кип = 171,1°C

. Основные показатели пожарной и взрывопожарной опасности:

Т_всп = 93°C;

Т_{самовоспл}= 410°C;

НКПР = 3,0% (об); ВКПР = 17,9% (об)

Температурные пределы распространения пламени: нижний - 82°C, верхний - 107°C

. Распространенность: встречается в химической промышленности в качестве поглотителя газов, моющего и эмульгирующего средства.

. Устойчивость и разлагаемость: вещество разлагается при разогреве и при сжигании с образованием токсичных и едких газов, включая оксиды азота.

. Растворимость в воде: неограниченно смешиваются с водой.

. Описание методов определения загрязнителя: анализируют моноэтаноламин методами газо-жидкостной хроматографии, потенциометрического титрования, колориметрии или иодометрии.

. Приборы для измерения: потенциометры; колориметры; хроматограф.

. Профилактика: не допускать открытого огня.

При температуре выше 85°C применять закрытую систему, вентиляцию.

В общем случае при работе с моноэтаноламином необходима вентиляция, местная вытяжка или защита органов дыхания.

Хранить отдельно от сильных окислителей, сильных кислот, алюминия, пищи и кормов. В сухом месте. Вентиляция по полу.

. Первая помощь: при вдыхании: свежий воздух, покой;

при проглатывании: прополоскать рот, дать выпить большое количество воды, не вызывать рвоту.

. Средства защиты: защитные одежда, перчатки; защита глаз

3.7 Диамид угольной кислоты

. Наименование отхода: диамид угольной кислоты, карбамид, мочевина.

. Химическая и структурная формула, химическая активность:

(NH₂) ₂CO

В расплавленном виде мочевина реагирует со щелочными металлами и их амидами с образованием солей цианамида.

При сплавлении с содой разлагается до NaNCO, CO₂, NH₃ и Н₂О; при сплавлении с NH₄NO₃ в присутствии SiO₂ образуется гуанидин; при взаимодействии с хлорсульфокислотами-амидо-сулъфокислоты; с концентрированным олеумом-сульфаминовая кислота; с (СН₃СО) ₂О при 140°С-ацетамид и диацетамид (при 60°С в присутствии Н₂SО₄-ацетилмочевина); с хлором на холоду - N-хлор - и N,N'-дихлормочевина NH₂CONHCl и CO (NHCl) ₂; с бромом-циануровая кислота; с NaClO-гидразин; с CS₂ (110°C) - NH₄SCN и COS.

. Происхождение: мочевина - конечный продукт белкового обмена у мн. беспозвоночных и большинства позвоночных животных (рыб, земноводных, млекопитающих) и человека.

Биосинтез мочевины из конечных продуктов распада белков (NH₃, CO₂) протекает в печени в результате ряда ферментативных реакций, замкнутых в цикл (цикл мочевины).

Промышленное происхождение, получается взаимодействием аммиака и двуокиси углерода по реакции Базарова:

NH₃ + CO₂ = NH₂CONH₂ + H₂O

. Применение: мочевину применяют в качестве концентрированного азотного удобрения (содержит около 46% N) для мн. с/х культур на любых почвах, а также как заменитель естественного белка в кормах для жвачных животных. Производные мочевины - эффективные гербициды. Мочевина - сырье для синтеза ценных хим. продуктов: карбамидных смол, меламина, циануровой кислоты и ее эфиров, NaCN, KCN, гидразина, гидразоформамида, а также фармацевтич. препаратов (веронала, люминала, бромурала и др.), некоторых красителей. В нефтяной пром-сти мочевину используют для депарафинизации масел и моторных топлив с выделением мягкого парафина - сырья для получения белково-витамин-ных препаратов, жирных спиртов и кислот, моющих ср-в и т.п.

. Характер опасности: в организм человека может проникать через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, не вызывая при этом острого токсического действия. Длительное вдыхание пыли карбамида в высоких концентрациях приводит к развитию хронического воспаления слизистой оболочки трахей и бронхов (трахеобронхиту), изменениям функции печени и почек.

. Органолептические свойства: карбамид - бесцветный кристаллический порошок без запаха.

. Плотность: при 25°С ρ = 1330 кг/м³

. Показатели токсичности: по степени воздействия на организм мочевина относится к веществам 3-го класса опасности.

. ПДК, ПДС и другие: ПДКр. з =10 мг/м³; ПДКс. с = 0,2мг/м³

10. Температура плавления, кипения: Т_плавл = 132,7°C

. Основные показатели пожарной и взрывопожарной опасности: мочевина - горючее кристаллическое вещество.

Т_всп = 182°C; Т_{самовоспл. аэровзвеси} = 470°C; Т_воспл. = 223°C; НКПР_{аэровзвеси} = 70г/м³

12. Распространенность: распространена в обменных процессах у человека и животных; встречается в качестве удобрения, как исходный материал для получения карбамидных смол, цианатов, циануровой кислот.

. Устойчивость и разлагаемость: к действию Н₂О₂ и KMnO₄ мочевина устойчива. В разбавленных растворах при ~ 200°С возможен полный гидролиз мочевины с образованием NH₃ и СО₂. Гидролиз ускоряется в присутствии кислот и щелочей. При длительном хранении в складах навалом мочевина при повышенной температуре может слеживаться и частично разлагаться с образованием биурета и газообразного аммиака.

. Растворимость в воде: растворимость (г в 100 г воды): - 51,8 (20°С), 71,7 (60°С), 95,0 (120°С).

. Описание методов определения загрязнителя: для количественного определения мочевину гидролизуют в присутствии H₂SO₄ или уреазы и определяют NH₃.

Для обнаружения мочевины используют появление желто-зеленого окрашивания при взаимодействии раствора мочевины с n-диметиламинобензальдегидом в присутствии НСl; нижний предел определения М. в фотометрируемом объеме 2 мг/л.

. Приборы для измерения: фотометр; колориметр; для обнаружения мочевины в крови используют гемоуринометр.

. Профилактика: см.16

. Первая помощь: не обладает выраженными токсическими свойствами.

. Средства защиты: спецкостюм, ботинки или сапоги, резинотрикотажные перчатки, респиратор РУ-60м-В, РУ-60м-КД, У-2к, Ф-62Ш, РПА-1 или РПГ-67, ватно-марлевая повязка, противогаз марки КД или М.

4. Паспорт опасности отходов

1. Наименование отходов: твёрдые отходы от железного катализатора в виде смеси Al₂O₃, K₂O, CaO, SiO_2.

2. Наименование и реквизиты предприятия - производителя отходов: промышленное производство аммиака на катализаторе.

3. Количество паспортизируемых отходов: отход, содержащий 1,1 % K₂O, 2,5 % CaO.

. Перечень опасных свойств отходов:

Таблица 1. Коды и характеристики опасных отходов

. Происхождение отходов:

6. Состав отходов и токсичность их компонентов:

Показатель токсичности определяют по информационному индексу:

/12=0,83

Информационный индекс (показатель 30) = 0,83, что соответствует 3 баллу токсичности.

Средний арифметический балл токсичности:

Х = 33/11=3

Условная нормативная величина:

W = 1,12*Х + 1,06 = 1,12*3 + 1,06 = 4,42

Индекс токсичности данного компонента в отходах:

К = С/W = 25000/4,42 = 5656,1

Показатель токсичности определяют по информационному индексу:

/12 = 0,75

Информационный индекс (показатель 30) = 0,75, что соответствует 3 баллу токсичности. Средний арифметический балл токсичности:

Х = 25/10 = 2,5

Условная нормативная величина:

W = 1,12*Х + 1,06 = 1,12*2,5 + 1,06 = 3,86

Индекс токсичности данного компонента в отходах:

К = С/W = 11000/3,86= 2849,7

Общий индекс токсичности отхода:

К_S = 5656,1 + 2849,7 = 8505,8

По ГОСТ 30774-2001 в зависимости от К_S класс опасности отходов второй.

. Рекомендуемый способ переработки отходов:

Коды и возможные способы переработки отходов:

D.1 захоронение в земле

D.12 захоронение в шахте

. Пожаро- и взрывоопасность отходов: по мерам противопожарной защиты данные отходы являются негорючими, но CaO в контакте с водой разогревается до 400°C, а также воспламеняется при контакте с горючими материалами.

. Коррозионная активность отходов: высокая коррозионная активность.

. Реакционная способность отходов: CaO и K₂O образуют едкие щелочи, бурно реагируют с водой с выделением большого количества тепла.

. Необходимые меры предосторожности при обращении с отходами:

твёрдые и пастообразные отходы, содержащие токсичные растворимые в воде вещества 2 класса опасности, подлежат захоронению в котлованах с изоляцией дна и боковых стенок уплотнённым слоем глины толщиной в 1 метр. Тщательная герметизация аппаратуры. Спецодежда и противогазы.

. Ограничения по транспортированию отходов: загрузка в транспорт, транспортировка, выгрузка и захоронение отходов осуществляется согласно инструкциям. Все работы должны быть механизированы и герметизированы. Транспорт для перевозки полужидких отходов должен быть снабжён шланговым приспособлением для слива. Отходы второго класса токсичности помещаются в полиэтиленовые мешки.

. Заявление производителя отходов: настоящим заявляю, что отходы содержат лишь перечисленные выше токсичные компоненты в указанных концентрациях, в силу чего данные отходы классифицируются как отходы 2 класса токсичности.

5. Технологии очистки газообразных выбросов и полезной утилизации промышленных отходов

Газообразные выбросы негативно влияют на экологическую обстановку в местах расположения этих промышленных предприятий, а также ухудшают санитарно-гигиенические условия труда.

Например, азотнокислотные заводы нашей страны ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов кубометров окислов азота, представляющих собой сильный и опасный яд. Из этих окислов азота можно было бы выработать тысячи тонн азотной кислоты.

Не менее важной задачей является очистка газов от двуокиси серы. Общее количество серы, которое выбрасывается в нашей стране в атмосферу только в виде сернистого газа, составляет около 16 млн. т. в год. Из этого количества серы можно выработать до 40 млн. т. серной кислоты.

С дымовыми газами из заводских труб и энергетических установок ежегодно выбрасываются в атмосферу несколько миллиардов кубометров углекислого газа. Этот газ может быть использован для получения эффективных углеродсодержащих удобрений.

Приведенные примеры показывают, какие огромные материальные ценности выбрасываются в атмосферу с газообразными выбросами.

Но более серьезный ущерб эти выбросы приносят тем, что они отравляют воздушный бассейн в городах и на предприятиях: ядовитые газы губят растительность, крайне вредно действуют на здоровье людей и животных, разрушают металлические сооружения и коррозируют оборудование.

Несмотря на то, что в последние годы отечественные промышленные предприятия работают не на полную мощность, все-же проблема борьбы с вредными выбросами стоит очень остро. А учитывая общую экологическую обстановку на планете, необходимо принять самые срочные и самые радикальные меры по очистке выбросных газов от вредных примесей.

ОЧИСТКА ПРОМЫШЛЕННЫХ ГАЗОВ ОТ ОКИСЛОВ АЗОТА. Существующие методы очистки подразделяются на три группы:

поглощение окислов азота жидкими сорбентами;

поглощение окислов азота твердыми сорбентами;

восстановление окислов азота до элементарного азота на катализаторе.

Наиболее распространенным методом в нашей стране является очистка газов от окислов азота путем поглощения их растворами Na2CO3 и Са (ОН) 2, сравнительно реже - NaOH и КОН.

Метод щелочной очистки требует больших капитальных затрат и эксплуатационных расходов, но главный его недостаток в том, что степень абсорбции окислов азота не превышает 60-75% и, таким образом, этот метод не обеспечивает санитарной нормы очистки газов.

Полученные в процессе очистки щелока нуждаются в дальнейшей многостадийной переработке для получения из них твердых солей. Метод поглощения окислов азота твердыми сорбентами - силикагелем, алюмогелем, активированным углем и другими твердыми поглотителями - не нашел промышленного применения из-за сложности, малой надежности и дороговизны.

Метод каталитического восстановления окислов азота начал применяться только в последние годы и пока является наиболее совершенным методом.

Главными его недостатками являются:

большие капитальные затраты;

громоздкость оборудования, изготовляемого из дефицитной нержавеющей стали;

необходимость применения дорогостоящего катализатора;

большие потери катализатора при регенерации;

значительные расходы газов восстановителей (Н2, СН4 или СО).

В результате каталитической очистки в атмосферу выбрасывается другой ядовитый газ - окись углерода в количестве 0,10-0,15 %. Кроме того, каталитическая очистка не предусматривает утилизацию окислов азота и применима лишь в случае очистки слабо концентрированных газов, содержащих лишь до 0,5 % NO+NO2 и до 4-5 % кислорода.

Основная трудность очистки выхлопных газов от окислов азота состоит в том, что в газах присутствуют окислы азота с различной степенью окисленности:

газы слабо окисленные (содержание окиси азота в газе более 60% от общего количества NO+NO2)

средне окисленные (содержание NO в пределах 45-60%)

высоко окисленные (окислы азота преимущественно в виде NO2 более 60-70 % от их общего количества).

Наиболее трудно производить очистку слабо окисленных газов. Двуокись и высшие окислы азота сравнительно хорошо поглощаются водой и водными растворами некоторых солей, окись азота (NO) большинством из указанных растворов не поглощается. Для полного поглощения окислов азота из газовых смесей необходимо предварительное окисление NO до NO2 не менее чем на 50-55%. Разработаны конструкции абсорбционных аппаратов, работающих при высоко турбулентном режиме, - это механические ротационные аппараты горизонтального и вертикального типов и полые распылительные абсорберы.

Поглощение окислов азота жидкими сорбентами в механических абсорберах с большим числом оборотов. Влияние гидродинамических условий на скорость абсорбции окислов азота определялись в механических абсорберах с большим числом оборотов, а в качестве поглотителей испытывались растворы Са (ОН) 2, NH3, Na2CO3 и др.

Горизонтальный механический абсорбер представляет собой разъемный цилиндр, выполненный из нержавеющей стали. Внутри цилиндра на подшипниках установлен вал с закрепленными на нем перфорированными дисками. Вал приводится в движение электродвигателем через редуктор или клиноременную передачу.

На 1/3 диаметра диски имеют радиальные разрезы, с помощью которых формируются лопатки, отогнутые навстречу друг-другу под углом 15-17°. Области между дисками в аппарате разделены полудисками, создающими зигзагообразное движение газа в аппарате.

При вращении дисков лопатки захватывают жидкость, которая заполняет нижнюю часть аппарата и распыляет ее по всему объему аппарата, при этом обеспечивается интенсивное перемешивание газа с жидкостью и высокоразвитая поверхность контакта фаз.

Поглощение окислов азота раствором Са (ОН) 2 протекает с образованием нитрит-нитратных солей по уравнению:

NО2 + 2 Са (ОН) 2 == Са (NO3) 2 + Са (NO2) 2 + 2 Н2О.

В случае взаимодействия Са (ОН) 2 с N2O3 образуется только Са (NО2) 2 по уравнению:

2О3 + Са (ОН) 2 = Са (NО2) 2 + Н2О.

Механические абсорберы являются эффективными массообменными аппаратами, но применение их наиболее целесообразно при переработке сравнительно небольших количеств газа.

ОЧИСТКА ГАЗОВ ОТ ДВУОКИСИ СЕРЫ

Среди газообразных веществ, загрязняющих атмосферный воздух, одно из главных мест занимает сернистый ангидрид (двуокись серы). В обычных условиях это бесцветный газ с резким раздражающим запахом.

Основным источником загрязнения атмосферного воздуха двуокисью серы являются отходящие газы заводов цветной металлургии, выхлопные газы сернокислотных заводов и дымовые газы теплоэнергетических установок, сжигающих высокосернистое топливо.

Существующие методы очистки газов от SO2 можно разделить на три группы:

методы, основанные на окислении и нейтрализации SO2 без последующего ее выделения;

циклические;

комбинированные методы.

К первой группе относятся методы очистки газов от SO2 с переработкой ее в серную кислоту или сернистокислые соли.

К циклическим относятся методы, позволяющие извлекать SO2 из разбавленных газов при низкой температуре и выделять поглощенную SO2 при последующем нагреве поглотителя.

При использовании комбинированных методов поглощение двуокиси серы производится различными основаниями с последующим действием на них сильных кислот, в результате чего выделяется концентрированная двуокись серы и соответствующие соли.

Выбор метода извлечения двуокиси серы зависит от концентрации SO2, температуры, влажности, наличия в газе других примесей, а также от специфических местных условий.

При выборе метода необходимо учитывать масштабы производства, наличие местного сырья для приготовления поглотительных растворов, возможность реализации получаемых при очистке продуктов и т.д.

ОЧИСТКА ГАЗОВ ОТ СО2 В настоящее время в промышленной практике применяются в основном три метода очистки газа от СО2: водная, щелочная (NаОН или Nа2СОз) и моноэтаноламиновая.

Очистка газа водой осуществляется под давлением 12-30 атм и при этом степень очистки не превышает 80%. Метод требует больших расходов электроэнергии. Очистка газа щелочью является дорогостоящей операцией и поэтому применяется лишь для поглощения малых концентраций СО2. Наиболее совершенной является моноэтаноламиновая очистка, которая находит все более широкое применение.

Исследованы следующие методы:

поглощение СО2 водноаммиачным раствором с одновременным полученим углеаммонийных солей;

поглощение СО2 суспензией СаSO4 в аммиачной воде с одновременным получением сульфата аммония;

поглощение СО2 раствором гидросульфида кальция с выделением в газовую фазу сероводорода;

интенсификация процесса очистки газа от СО2 раствором моноэтаноламина в ротационных аппаратах, совместное поглощение СO2, Н2 и других кислых компонентов из коксового газа торфоаммиачным поглотителем в аппаратах с кипящим слоем.

В первых двух случаях продукты очистки - углеаммонийные соли и сульфат аммония - являются удобрениями для сельского хозяйства. Третий метод является одной из стадий процесса синтеза тиомочевины. В последнем методе получается комбинированное органоминеральное удобрение.

6. Заключение

В данной курсовой работе была определена номенклатура отходов производства аммиака, которые являются основной причиной негативного воздействия данного производства на среду обитания человека. Составлены паспорта загрязнителей (Диоксид серы, Оксид углерода, Диоксид углерода, Аммиак, Диоксид азота, Моноэтаноламин, Диамид угольной кислоты) и паспорта опасности отходов. Которые позволяют получить достоверную информацию обязательного характера, необходимую для принятия решений любого уровня о порядке обращения с отходами в зависимости от вида и степени их опасности для здоровья и жизни людей, для обеспечения требований охраны окружающей среды, а также о необходимых и целесообразных способах их использования или обезвреживания.

Отходы, образующиеся при производстве аммиака, относятся ко второму классу токсичности и подлежат упаковке в полиэтиленовые мешки. Захоронение таких отходов следует осуществлять в шахтах или котлованах в специальных контейнерах с учётом всех выше перечисленных требований безопасности: коды - D.1 Захоронение в земле или сброс на землю (на свалку и т.д.), D.12 Захоронение (захоронение контейнера в шахте и т.д.).

7. Список литературы

1. Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков. Изд.7-ое пер. и доп. В 3-х томах/ под редакцией В.Н. Лазарева. - М.: Химия, 1977

2. Пожаро - и взрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справ. Изд. В 2-х книгах/под редакцией А.Н. Баратова, А.Я. Корольченко. - М.: Химия, 1990. - 496 с

3. Беспамятов Г.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. - Л.: Химия, 1985. - 528 с

4. Кутепов А.М., Бондарева Т.И., Беренгартен М.Г. Общая химическая технология. Учебник для химико-технологических вузов. Изд.3-е, доп. Л.: Химия, 1987. - 528 с

5. http://www.safework.ru/ilo/ICSC/cards/view/? 0930 <http://www.safework.ru/ilo/ICSC/cards/view/?0930> - Интернет-академия безопасного труда

6. ГОСТ 12.1.007.76 ССБТ Вредные вещества

7. Захаров Л.Н. Техника безопасности в химической лаборатории. Л.: Химия, 1991. - 156 с

8. Химическая энциклопедия: в 5-ти томах., том 1: А - Дарзана/ ред. Кнунянц И.Л. - М.: Советская Энциклопедия., 1988 - 623 с.

9. Химическая Энциклопедия. Ред. Кнунянц И.Л. и др., том 1 - М.: Советская Энциклопедия., 1961.

10. ГОСТ 30774-2001 Паспорт опасности отходов

11. КирюшкинА.А., Капитоненко З.В., Петров С.И. Определение номенклатуры отходов промышленного производства, составление паспортов загрязнителей и опасности отходов: Методические указания к курсовой работе. / Под ред. Г.К. Ивахнюха. СПб., СПбГТИ (ТУ), 2003. - 31с.

12. Конспект лекций.