Курсовая работа на тему Курсовая работа 131119-09 вариант 118

РЕФЕРАТ

Отчет о курсовой работе содержит 49 стр., 9 рис., 6 литературных источников.
ТОКСОДОЗА, АВАРИЯ, КОНЦЕНТРАЦИЯ ОПАСНЫХ ВЕШЕСТВ, ВЗРЫВ ОПАСНЫХ ВЕЩЕСТВ, ВЫБРОС, ИЗОМЕТРИЯ, ФОСГЕН, ИЗБЫТОЧНОЕ ДАВЛЕНИЕ, ПЛОТНОСТЬ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА, РИСК,
Цель курсовой работы – анализ последствий аварийного выброса опасного вещества - фосген.
По результатам качественного и количественного анализа диаграмм причинно-следственных связей определены минимальные пропускные и отсечные сочетания, а также показатели значимости базисных событий. Достоверности отдельных сценариев оценены по вероятностям последовательностей и последствий дерева событий. Результаты анализа рисков подтверждены моделированием. Расчеты проведены в программе ТОКСИ 3
СОДЕРЖАНИЕ


РЕФЕРАТ 3
ЗАДАНИЕ 5
ВВЕДЕНИЕ 10
ГЛАВА 1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 16
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 50
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 53


РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИННОВАЦИОНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА
ПЕНЗЕНСКИЙ ФИЛИАЛ
Кафедра «Защита в чрезвычайных ситуациях»
ЗАДАНИЕ
на курсовую работу по дисциплине «Ноксология»
студенту группы 11Т3 Иванову Ивану Ивановичу
Тема работы: «Анализ причин и последствий аварийных выбросов опасных веществ»
Исходные данные
1. Характеристики источника опасного вещества.
1.1. Опасное вещество – фосген.
2. Вид и характеристики оборудования и агрегатное состояние:
2.1. Вид оборудования – сферический сосуд.
2.2. Агрегатное состояние вещества в оборудовании – жидкое.
3. Характеристика оборудования
3.1. Доля объема сосуда, занимаемая опасным веществом в жидком состоянии, % – 1,75.
4. Характеристики опасного вещества в оборудовании
4.1. Температура опасного вещества в сосуде в градусах Цельсия - температура равна температуре окружающей среды.
4.2. Внутренний диаметр D трубопровода, короткого отрезка трубы или насадка, см. – 4.
5. Вид и характеристики высвобождения опасного вещества
5.1. Причина высвобождения опасного вещества – частичная разгерметизация оборудования.
5.2. Виды отверстий в сосуде и поврежденных элементов оборудования – круглое отверстие в тонкой стенке сосуда.
5.3. Диаметр круглого отверстия в стенке сосуда, м. – 0,08.
5.4. Отношение высоты центра отверстия к высоте высшей точки– 0,2.
6. Метеоусловия на момент аварии:
6.1. Скорость ветра на высоте 10 м – 5 м/с;
6.2. Направление ветра – Юго-запад. 2250 SW.
6.3. Облачность 7 баллов по десятибалльной шкале.
6.4. Температура - +140 C;
6.5. Относительная влажность - 76 %;
6.6. Инверсия отсутствует;
6.7. Давление – 760;
6.8. Время суток – ночь.
7. Характеристики территории в месте расположения аварийного объекта.
7.1. Вид и показатель шероховатости подстилающей поверхности – сельские поселения с редкими зданиями и сооружениями – 20 см.
7.2. Наличие и площадь поддона или обвалования, м2. – 0.
7.3. Основа подстилающей поверхности в месте высвобождения опасного вещества или материал поддона – суглинистая почва.
7.4. Плотность населения в зоне поражения - 20 чел/га.
Содержание курсовой работы
Определить вид опасного вещества, пути его воздействия на организм человека, класс опасности, показатели пожаровзрывоопасности, токсичности и общие физико-химические характеристики вещества (молярная масса, температура кипения, температура плавления, критическая температура, критическое давление, плотность в различных агрегатных состояниях, коэффициент сжимаемости газа, динамическая и кинематическая вязкость).
Виды опасных веществ: воспламеняющиеся, окисляющие, горючие, взрывчатые, токсические, высокотоксические, представляющие опасность для окружающей среды, аварийно химически опасные (АХОВ).
Пути воздействия опасных веществ на организм человека: пероральный, кожно-резорбтивный, ингаляционный.
Классы опасности АХОВ: 1. Чрезвычайно опасные. 2. Высокоопасные. 3. Умеренноопасные. 4. Малоопасные.
Показатели пожаровзрывоопасности: температура вспышки, температура воспламенения, температура самовоспламенения, температурные пределы распространения пламени, температура тления, нижний концентрационный предел воспламенения (НКПВ), верхний концентрационный предел воспламенения (ВКПВ), условия теплового самовозгорания, минимальная энергия зажигания, кислородный индекс, способность взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и другими веществами, нормальная скорость распространения пламени, скорость выгорания, минимальная флегматизирующая концентрация флегматизатора, минимальное взрывоопасное содержание кислорода, максимальное давление взрыва, скорость нарастания давления взрыва, концентрационный предел диффузионного горения газовых смесей в воздухе, низшая теплота сгорания.
Показатели токсичности: предельно-допустимая концентрация (ПДК), средняя смертельная доза, средняя выводящая из строя (поражающая) токсодоза, средняя пороговая токсодоза.
Физико-химические характеристики веществ: молярная масса, температура кипения, температура плавления, удельная теплота парообразования, критическая температура, критическое давление, плотность в различных агрегатных состояниях, коэффициент сжимаемости газа, динамическая и кинематическая вязкость.
По данным индивидуального задания определить агрегатные состояния, фазовый состав, температуру, давление, плотность, объем, массу каждой фазы и общую массу опасного вещества в оборудовании.
Разработать сценарии аварии с учетом характеристик оборудования и накопленных запасов опасного вещества, а также вида его повреждения.
Построить дерево отказов, дерево событий и диаграмму причинно-следственных связей для каждого сценария, провести их качественный и количественный анализ.*
Сценарии высвобождения опасного вещества: квазимгновенное высвобождение в результате полного разрушения оборудования, взрыв кипящей жидкости (BLEVE), продолжительное однофазное или двухфазное высвобождение вещества при частичной разгерметизации оборудования
Сценарии распространения опасного вещества: образование пролива жидкости, рассеяние и распространение в направлении ветра первичного и (или) вторичного облака.
Сценарии трансформации опасного вещества: испарение жидкости в момент высвобождения и из пролива, факельное горение струи жидкости или газа, пожар пролива, кипение жидкости в оборудовании при двухфазном истечении или при взрыве BLEVE, горение или взрыв вещества в первичном и (или) вторичном облаке.
Определить фазовый состав высвобождаемого вещества, скорость высвобождения в виде объемного и массового расхода каждой фазы, общий массовый расход вещества как функцию времени, общее время высвобождения, массу вещества в первичном облаке, его начальные размеры. Рассчитать площадь, объем и массу пролива жидкого вещества, скорость и общее время испарения жидкости из пролива. Для сценариев пожара пролива, факельного горения струи высвобождаемого газа или жидкости, огненного шара и горения вещества в первичном и (или) вторичном облаке рассчитать общее время горения и плотность создаваемого при горении теплового потока. Для сценариев взрыва вскипающей жидкости (BLEVE) и взрыва первичного и (или) вторичного облака рассчитать избыточное давление как функцию расстояния от места аварии.
Определить границы приземных зон достижения пороговой, выводящей из строя (поражающей) и смертельной токсодоз, 50 % и 10 % НКПВ (нижнего концентрационного предела воспламенения), плотностей теплового потока, соответствующих болевому порогу (2 кВт/м2), ожогу второй степени (5 кВт/м2) и летальному порогу (10 кВт/м2) для человека без средств специальной защиты при времени экспозиции 60 с и избыточных давлений, при которых ожидаются поражения людей первой, второй и третьей степени (20, 50 и 70 кПа соответственно)
Определить площади областей санитарных и безвозвратных потерь для каждого из сценариев и ожидаемое число пострадавших в данных зонах.
Осуществить моделирование разработанных сценариев с помощью программ Токси, Aloha, Risk Spectrum или других подобных программ и сопоставить результаты моделирования с результатами расчетов по пунктам 2-7.

Задание выдал ________________ С. К. Куроедов
_____________ 2013 г.
Задание получила ________________ Карасева
_______________ 2012 г.
ВВЕДЕНИЕ

Фосген (дихлорангидрид угольной кислоты) — химическое вещество с формулой COCl2, бесцветный газ с запахом прелого сена. Синонимы: карбонилхлорид, хлорокись углерода.
Обладает удушающим действием. Использовался в Первую мировую войну как боевое отравляющее вещество.
tкип= 8,2 °C, tпл= ?118 °C, плотность в жидкой фазе 1,403 г/см? (при температуре кипения), в газовой фазе 4,248 кг/м? (15 °C, 1 бар) [1]; плохо растворим в воде, хорошо — в органических растворителях. Фосген представляет собой бесцветный газ, который ниже 8,2 °C конденсируется в бесцветную жидкость. Его запах напоминает прелые фрукты или сено. Технический продукт имеет слегка желтоватую или красновато-жёлтую окраску. Фосген примерно в 3,5 раза тяжелее воздуха. Из-за высокого давления пара он даже при низких температурах обладает большой летучестью. Фосген можно легко конденсировать сжатием, его критическая температура составляет 183 °C, критическое давление 56 кгс/см?. В холодной воде фосген растворим мало ?0,9 %. Он легко растворим в органических растворителях, например в бензине, толуоле, ксилоле, уксусной кислоте, хлороформе. В маслах и жирах фосген не растворим.
При обычной температуре фосген — стабильное соединение. При сильном нагревании он частично разлагается на хлор и окись углерода. Выше 800 °C он полностью диссоциирует. Количество ядовитых продуктов разложения при взрыве ничтожно, поэтому возможно применение фосгена во взрывных боеприпасах.
При хранении фосгена в стальных ёмкостях, например при длительном нахождении в минах, образуется пентакарбонил железа. Это — красновато-жёлтая жидкость, тяжелее фосгена, и разлагаемая на свету фотокаталитически с образованием ядовитой окиси углерода. Фосген почти не гидролизуется парами воды, поэтому концентрация фосгена, созданная в воздухе, заметно изменяется лишь через долгое время. При высокой влажности воздуха облако фосгена за счёт частичного гидролиза может приобрести беловатый отсвет.
Энергично реагирует с аммиаком:
COCl2 + 4NH3 > (NH2)2CO (карбамид) + 2NH4Cl
Данная реакция используется для экспресс обнаружения утечек фосгена — смоченный раствором аммиака тампон в присутствии фосгена начинает заметно выделять белый дым.
Впервые фосген получил Дэви в 1812 г.
Фосген образуется при окислении хлороформа кислородом воздуха под действием света.
В промышленности получают нагреванием СО с Cl2 в присутствии угля.В лаборатории может быть легко получен несильным нагреванием смеси CCl4 и SO3 (или олеума):2SO3 + CCl4 = S2O5Cl2 + COCl2
Обладает удушающим действием. Смертельная концентрация 0,01 — 0,03 мг/л (15 минут). Контакт фосгена с легочной тканью вызывает нарушение проницаемости альвеол и быстро прогрессирующий отёк лёгких. Антидота не существует. Защита от фосгена — противогаз так как углерод адсорбирует фосген не давая ему проникнуть в легкие.
Фосген ядовит только при вдыхании паров. Первые отчетливые признаки отравления появляются после скрытого периода от 4 до 8 ч; наблюдались даже периоды в 15 ч.
По различным данным вдыхание фосгена в концентрации 0,004 мг/л в течение 60-90 мин не приводит к отравлению.
Пребывание в атмосфере, содержащей до 0,01 мг/л фосгена, возможно максимально в течение 1 ч. При этом восприимчивые люди уже могут получить легкое отравление. Концентрации в 0,022 мг/л являются смертельными уже через 30 мин экспозиции. В 50 % случаев отравление при вдыхании 0,1 мг/л в течение 30-60 мин приводит к смерти. Остальные 50 % оставшихся в живых длительно небоеспособны в результате тяжелейших отравлений. Даже при малом времени воздействия таких концентраций могут произойти сильные отравления,