77. المعالجة الكيميائية
محررو الفصل: جين ماجر ستيلمان ومايكل ماكان
الصناعة الكيميائية
إل دي بوير
تطوير برنامج إدارة سلامة العمليات
ريتشارد س. كراوس
عمليات الوحدة الرئيسية والعمليات: نظرة عامة
سيدني ليبتون
إنتاج الكلور والصودا الكاوية
معهد الكلورين ، Inc.
صناعة الطلاء والطلاء
مايكل ماكان
صناعة البلاستيك
قانون PK و TJ Britton
صناعة التكنولوجيا الحيوية
سوزان بي لي وليندا ب. وولف
صناعة الألعاب النارية
J. كروجر
انقر فوق ارتباط أدناه لعرض الجدول في سياق المقالة.
1. توظيف الصناعات الكيماوية في بلدان مختارة
2. بعض عوامل اختيار الموقع العامة
3. اعتبارات سلامة موقع النبات
4. يتم فصل المرافق بشكل عام في تخطيطات المصنع الشاملة
5. اعتبارات عامة في تخطيط وحدة العملية
6. خطوات تحديد المخزون
7. اعتبارات فصل الخزان والموقع
8. مضخات في صناعة معالجة الكيماويات
9. مصادر الانفجار المحتملة في المعدات
10 المنتجات المتطايرة من تحلل اللدائن
11 الكائنات الدقيقة ذات الأهمية الصناعية
12 المواد الخام المستخدمة في صناعة الألعاب النارية
أشر إلى صورة مصغرة لرؤية التعليق التوضيحي ، انقر لرؤية الشكل في سياق المقالة.
مقتبس من الطبعة الثالثة ، موسوعة الصحة والسلامة المهنية.
يتمثل عمل الصناعة الكيميائية في تغيير التركيب الكيميائي للمواد الطبيعية من أجل اشتقاق منتجات ذات قيمة للصناعات الأخرى أو في الحياة اليومية. يتم إنتاج المواد الكيميائية من هذه المواد الخام - المعادن والمعادن والهيدروكربونات بشكل أساسي - في سلسلة من خطوات المعالجة. غالبًا ما تكون هناك حاجة إلى مزيد من العلاج ، مثل الخلط والمزج ، لتحويلها إلى منتجات نهائية (مثل الدهانات والمواد اللاصقة والأدوية ومستحضرات التجميل). وبالتالي فإن الصناعة الكيميائية تغطي مجالًا أوسع بكثير مما يُسمى عادةً "المواد الكيميائية" نظرًا لأنها تشمل أيضًا منتجات مثل الألياف الاصطناعية والراتنجات والصابون والدهانات وأفلام التصوير الفوتوغرافي وغير ذلك.
تنقسم المواد الكيميائية إلى فئتين رئيسيتين: عضوي غير عضوي. تحتوي المواد الكيميائية العضوية على بنية أساسية من ذرات الكربون ، جنبًا إلى جنب مع الهيدروجين وعناصر أخرى. يشكل النفط والغاز اليوم مصدر 90٪ من الإنتاج الكيميائي العضوي العالمي ، بعد أن حلت إلى حد كبير محل الفحم والمواد النباتية والحيوانية ، والمواد الخام السابقة. المواد الكيميائية غير العضوية مشتقة بشكل رئيسي من مصادر معدنية. ومن الأمثلة على ذلك الكبريت الذي يتم استخراجه على هذا النحو أو استخراجه من الخامات ، والكلور المصنوع من الملح الشائع.
يمكن تقسيم منتجات الصناعة الكيميائية على نطاق واسع إلى ثلاث مجموعات ، والتي تتوافق مع الخطوات الرئيسية في التصنيع: المواد الكيميائية الأساسية (عضوية وغير عضوية) تصنع عادة على نطاق واسع ويتم تحويلها عادة إلى مواد كيميائية أخرى ؛ وسيطة مشتقة من المواد الكيميائية الأساسية. تتطلب معظم المواد الوسيطة مزيدًا من المعالجة في الصناعة الكيميائية ، ولكن بعضها ، مثل المذيبات ، تستخدم كما هي ؛ المنتجات الكيماوية النهائية من خلال مزيد من المعالجة الكيميائية. يتم استهلاك بعض هذه (الأدوية ، مستحضرات التجميل ، الصابون) على هذا النحو ؛ لا تزال معالجة أخرى ، مثل الألياف والبلاستيك والأصباغ والأصباغ ، أكثر من ذلك.
القطاعات الرئيسية للصناعات الكيماوية هي كما يلي:
في نظام التصنيف الصناعي الدولي الموحد لجميع الأنشطة الاقتصادية (ISIC) ، الذي تستخدمه الأمم المتحدة لتصنيف النشاط الاقتصادي إلى عشرة أقسام رئيسية ، تم تصنيف الصناعة الكيميائية على أنها القسم 35 ، وهو أحد الأقسام الفرعية التسعة للقسم الرئيسي 3: التصنيع. ينقسم القسم 35 أيضًا إلى المواد الكيميائية الصناعية (351) ، والمواد الكيميائية الأخرى (352) ، ومصافي البترول (353) ، ومنتجات الفحم والبترول المتنوعة ، مثل الأسفلت (354) ، ومنتجات المطاط بما في ذلك الإطارات (355) ومعالجة البلاستيك (356) .
عند الإبلاغ عن إحصاءات الصناعة الكيميائية ، تستخدم كل دولة عادة نظام التصنيف الخاص بها ، وقد يكون هذا مضللًا. وبالتالي فإن المقارنة بين الدول ذات الأداء الإجمالي للصناعات الكيماوية لا يمكن أن تستند إلى مصادر وطنية. ومع ذلك ، فإن الهيئات الدولية مثل منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية (OECD) والأمم المتحدة تقدم عادة بيانات على أساس ISIC ، على الرغم من تأخير حوالي عامين.
يتم نشر إحصاءات التجارة دوليًا بموجب التصنيف القياسي للتجارة الدولية (SITC) ، والذي يختلف عن نظام ISIC. تشير إحصاءات التجارة حسب البلدان الفردية دائمًا إلى القسم 5 من التصنيف الدولي الموحد ، والذي يغطي حوالي 90٪ من إجمالي المواد الكيميائية المبلغ عنها في نظام التصنيف الصناعي الدولي الموحد.
نمت الصناعة الكيميائية في نصف قرن بسرعة أكبر بكثير من الصناعة ككل. على الرغم من حدوث ركود اقتصادي في الصناعة الكيميائية في العالم في أوائل التسعينيات ، فقد زاد الإنتاج الكيميائي في منتصف التسعينيات. كانت أكبر منطقة نمو في الإنتاج الكيميائي في جنوب شرق آسيا. يوضح الشكل 1990 النسبة المئوية للتغير في إنتاج المواد الكيميائية في الفترة 1990-1 في بلدان مختارة.
الشكل 1 - التغير في إنتاج المواد الكيميائية في بلدان مختارة ، 1992-95
كثير من الصناعات الكيميائية كثيفة رأس المال وتعتمد بشدة أيضًا على البحث والتطوير (على سبيل المثال ، المستحضرات الصيدلانية). والنتيجة المشتركة لهذين العاملين هي أن الصناعة توظف عددًا منخفضًا بشكل غير طبيعي من العمال اليدويين غير المهرة بالنسبة لحجمها ، مقارنة بالصناعة التحويلية بشكل عام. ارتفع إجمالي العمالة في الصناعة بشكل طفيف خلال فترة النمو السريع قبل عام 1970 ، ولكن منذ ذلك الحين أدى الدافع لزيادة الإنتاجية إلى انخفاض العمالة في الصناعة الكيميائية في معظم البلدان المتقدمة. يوضح الجدول 1 العمالة في الصناعة الكيميائية في الولايات المتحدة والعديد من البلدان الأوروبية لعام 1995.
الجدول 1 - استخدام الصناعة الكيميائية في بلدان مختارة (1995)
الدولة |
التوظيف |
الولايات المتحدة |
1 , 045,000 |
ألمانيا |
538,000 |
فرنسا |
248,000 |
المملكة المتحدة |
236,000 |
إيطاليا |
191,000 |
بولندا |
140,000 |
إسبانيا |
122,000 |
المصدر: الأخبار الكيميائية والهندسية 1996.
معهد الكلورين ، Inc.
ينتج التحليل الكهربائي لمحلول ملحي الملح الكلور والمواد الكاوية. كلوريد الصوديوم (NaCl) هو الملح الأساسي المستخدم ؛ ينتج الصودا الكاوية (هيدروكسيد الصوديوم). ومع ذلك ، فإن استخدام كلوريد البوتاسيوم (KCl) ينتج البوتاس الكاوية (KOH).
2 كلوريد الصوديوم + 2 ح2يا → كل2↑ + 2 هيدروكسيد الصوديوم + ح2↑
ملح + ماء ← كلور (غاز) + كاوية + هيدروجين (غاز)
في الوقت الحالي ، تستخدم عملية الخلايا الغشائية بشكل كبير في الإنتاج التجاري للكلور تليها عملية الخلايا الزئبقية ثم عملية الخلية الغشائية. نظرًا للقضايا الاقتصادية والبيئية وجودة المنتج ، يفضل المصنعون الآن عملية الخلايا الغشائية لمنشآت الإنتاج الجديدة.
عملية خلية الحجاب الحاجز
يتم تغذية خلية غشاء (انظر الشكل 1) بمحلول ملحي مشبع في حجرة تحتوي على أنود تيتانيوم مغطى بأملاح الروثينيوم ومعادن أخرى. يقوم رأس الخلية البلاستيكية بتجميع غاز الكلور الساخن الرطب الناتج في هذا الأنود. ثم يقوم الشفط بواسطة ضاغط بسحب الكلور إلى رأس تجميع لمزيد من المعالجة التي تتكون من التبريد والتجفيف والضغط. يتسرب الماء والملح غير المتفاعل من خلال فاصل غشاء مسامي إلى حجرة الكاثود حيث يتفاعل الماء عند كاثود صلب لإنتاج هيدروكسيد الصوديوم (الصودا الكاوية) والهيدروجين. يحافظ الحجاب الحاجز على الكلور المنتج عند القطب الموجب من هيدروكسيد الصوديوم والهيدروجين المنتج عند الكاثود. إذا اجتمعت هذه المنتجات ، تكون النتيجة هيبوكلوريت الصوديوم (مبيض) أو كلورات الصوديوم. يستخدم المنتجون التجاريون لكلورات الصوديوم خلايا لا تحتوي على فواصل. الغشاء الأكثر شيوعًا هو مركب من الأسبستوس وبوليمر الفلوروكربون. لا تعاني نباتات الخلايا الغشائية الحديثة من المشاكل الصحية أو البيئية المرتبطة تاريخيًا باستخدام أغشية الأسبستوس. تستخدم بعض النباتات أغشية خالية من الأسبستوس ، وهي متاحة الآن تجارياً. تنتج عملية خلية الحجاب الحاجز محلول ضعيف من هيدروكسيد الصوديوم يحتوي على ملح غير متفاعل. تعمل عملية التبخر الإضافية على تركيز المادة الكاوية وإزالة معظم الملح لصنع مادة كاوية ذات جودة تجارية.
الشكل 1. أنواع عمليات الخلايا الكلورية القلوية
عملية خلية الزئبق
تتكون الخلية الزئبقية في الواقع من خليتين كهروكيميائيتين. رد الفعل في الخلية الأولى عند الأنود هو:
2 سل- → ج12 + 2 ه-
الكلوريد ← الكلور + الإلكترونات
رد الفعل في الخلية الأولى عند الكاثود هو:
Na+ + Hg + البريد- → نا · زئبق
أيون الصوديوم + زئبق + إلكترونات ← ملغم الصوديوم
يتدفق محلول ملحي في حوض فولاذي مائل مع جوانب مبطنة بالمطاط (انظر الشكل 4) يتدفق الزئبق ، الكاثود ، تحت المحلول الملحي. يتم تعليق أنودات التيتانيوم المطلي في المحلول الملحي لإنتاج الكلور ، الذي يخرج من الخلية إلى نظام التجميع والمعالجة. يتحلل الصوديوم في الخلية ويترك الخلية الأولى ممزوجة بالزئبق. يتدفق هذا الملغم إلى خلية كهروكيميائية ثانية تسمى المُحلل. المُحلل عبارة عن خلية تحتوي على الجرافيت ككاثود والملغم هو الأنود.
التفاعل في المُحلل هو:
2 Na • Hg + 2 H2O → 2 هيدروكسيد الصوديوم + 2 زئبق + ح2 ↑
تنتج عملية الخلايا الزئبقية هيدروكسيد الصوديوم تجاريًا (50٪) مباشرة من الخلية.
عملية الخلية الغشائية
التفاعلات الكهروكيميائية في خلية غشاء هي نفسها في خلية الحجاب الحاجز. يتم استخدام غشاء التبادل الكاتيوني بدلاً من الحجاب الحاجز المسامي (انظر الشكل 1). يمنع هذا الغشاء هجرة أيونات الكلوريد إلى الكاثوليت ، وبالتالي ينتج بشكل أساسي مادة كاوية خالية من الملح بنسبة 30 إلى 35٪ مباشرة من الخلية. إن التخلص من الحاجة إلى إزالة الملح يجعل تبخر المادة الكاوية إلى قوة تجارية بنسبة 50٪ أبسط ، وتتطلب استثمارات وطاقة أقل. يستخدم النيكل الغالي ككاثود في الخلية الغشائية بسبب أقوى مادة كاوية.
مخاطر السلامة والصحة
في درجات الحرارة العادية ، لا يتسبب الكلور الجاف ، سواء كان سائلًا أو غازيًا ، في تآكل الفولاذ. الكلور الرطب شديد التآكل لأنه يشكل أحماض هيدروكلوريك وهيبوكلوروس. يجب اتخاذ الاحتياطات اللازمة للحفاظ على معدات الكلور والكلور جافة. يجب إغلاق الأنابيب والصمامات والحاويات أو غلقها عند عدم استخدامها لمنع الرطوبة الجوية. إذا تم استخدام الماء على تسرب الكلور ، فإن ظروف التآكل الناتجة ستجعل التسرب أسوأ.
يزداد حجم الكلور السائل مع زيادة درجة الحرارة. يجب اتخاذ الاحتياطات لتجنب التمزق الهيدروستاتيكي للأنابيب أو الأوعية أو الحاويات أو غيرها من المعدات المملوءة بالكلور السائل.
الهيدروجين هو منتج مشترك لجميع الكلور الذي يتم تصنيعه بواسطة التحليل الكهربائي لمحاليل محلول ملحي مائي. ضمن نطاق تركيز معروف ، تكون مخاليط الكلور والهيدروجين قابلة للاشتعال ومن المحتمل أن تنفجر. يمكن أن يبدأ تفاعل الكلور والهيدروجين عن طريق أشعة الشمس المباشرة أو مصادر أخرى للأشعة فوق البنفسجية أو الكهرباء الساكنة أو الصدمات الحادة.
يمكن إنتاج كميات صغيرة من ثلاثي كلوريد النيتروجين ، وهو مركب غير مستقر وشديد الانفجار ، في تصنيع الكلور. عندما يتبخر الكلور السائل المحتوي على ثلاثي كلوريد النيتروجين ، قد يصل ثلاثي كلوريد النيتروجين إلى تركيزات خطرة في الكلور السائل المتبقي.
يمكن أن يتفاعل الكلور ، في بعض الأحيان بشكل متفجر ، مع عدد من المواد العضوية مثل الزيت والشحوم من مصادر مثل ضواغط الهواء والصمامات والمضخات وأجهزة غشاء الزيت ، وكذلك الخشب والخرق من أعمال الصيانة.
بمجرد وجود أي مؤشر على إطلاق الكلور ، يجب اتخاذ خطوات فورية لتصحيح الحالة. دائمًا ما تزداد تسريبات الكلور سوءًا إذا لم يتم تصحيحها على الفور. عند حدوث تسرب للكلور ، يجب على الأفراد المرخص لهم والمدربين والمجهزين بأجهزة التنفس وغيرها من معدات الحماية الشخصية المناسبة (PPE) التحقيق واتخاذ الإجراءات المناسبة. يجب ألا يدخل الموظفون إلى أجواء تحتوي على تركيزات من الكلور تزيد عن التركيز المباشر الخطير على الحياة والصحة (IDLH) (10 جزء في المليون) بدون معدات الوقاية الشخصية المناسبة وموظفي الدعم. يجب إبعاد الأفراد غير الضروريين وعزل منطقة الخطر. يجب إجلاء الأشخاص الذين يحتمل تأثرهم بإطلاق الكلور أو إيواؤهم في مكانهم حسب ما تقتضيه الظروف.
يمكن أن توفر أجهزة مراقبة الكلور في المنطقة ومؤشرات اتجاه الرياح معلومات في الوقت المناسب (على سبيل المثال ، طرق الهروب) للمساعدة في تحديد ما إذا كان سيتم إجلاء الأفراد أو توفير الحماية لهم في مكانهم.
عند استخدام الإخلاء ، يجب أن يتحرك الأشخاص المعرضون المحتملون إلى نقطة عكس اتجاه رياح التسرب. لأن الكلور أثقل من الهواء ، يفضل الارتفاعات العالية. للهروب في أقصر وقت ، يجب على الأشخاص الموجودين بالفعل في منطقة ملوثة أن يتحركوا مع الرياح المستعرضة.
عند اختيار مكان داخل المبنى والمأوى ، يمكن تحقيق المأوى عن طريق إغلاق جميع النوافذ والأبواب والفتحات الأخرى ، وإيقاف تشغيل مكيفات الهواء وأنظمة سحب الهواء. يجب أن يتحرك الأفراد إلى جانب المبنى الأبعد عن الإطلاق.
يجب الحرص على عدم تموضع الأفراد دون وجود طريق للهروب. قد يصبح الوضع الآمن خطيرًا بسبب التغيير في اتجاه الرياح. قد تحدث تسريبات جديدة أو قد يزداد التسرب الحالي.
في حالة وجود حريق أو وشيك ، يجب إبعاد حاويات ومعدات الكلور عن النار ، إن أمكن. إذا تعذر نقل حاوية أو معدات غير مسربة ، فيجب أن تبقى باردة عن طريق استخدام الماء. لا ينبغي استخدام الماء مباشرة على تسرب الكلور. يتفاعل الكلور والماء مع الأحماض المكونة لها وسيزداد التسرب سوءًا بسرعة. ومع ذلك ، في حالة وجود عدة حاويات وبعضها يتسرب ، قد يكون من الحكمة استخدام رذاذ الماء للمساعدة في منع الضغط الزائد للحاويات غير المتسربة.
في حالة تعرض الحاويات للهب ، يجب استخدام مياه التبريد حتى بعد إطفاء الحريق وتبريد الحاويات جيدًا. يجب عزل الحاويات المعرضة للحريق والاتصال بالمورد في أسرع وقت ممكن.
محاليل هيدروكسيد الصوديوم تآكل ، خاصة عندما تتركز. يجب على العمال المعرضين لخطر الانسكابات والتسريبات ارتداء القفازات وواقي الوجه والنظارات الواقية وغيرها من الملابس الواقية.
شكر وتقدير: تم الاعتراف بالدكتور RG Smerko لإتاحة موارد معهد الكلورين ، Inc.
عندما تكون هناك عمليات تستخدم درجة الحرارة والضغط لتغيير التركيب الجزيئي أو إنشاء منتجات جديدة من المواد الكيميائية ، فإن هناك احتمالية لحدوث حرائق أو انفجارات أو إطلاق سوائل أو أبخرة أو غازات أو مواد كيميائية قابلة للاشتعال أو السامة. تتطلب السيطرة على هذه الأحداث غير المرغوب فيها علمًا خاصًا يسمى إدارة سلامة العملية. الشروط سلامة العملية إدارة سلامة العملية هي الأكثر شيوعًا لوصف حماية الموظفين والجمهور والبيئة من عواقب الحوادث الكبرى غير المرغوب فيها التي تنطوي على سوائل قابلة للاشتعال ومواد شديدة الخطورة. وفقًا لجمعية مصنعي المواد الكيميائية بالولايات المتحدة (CMA) ، فإن "سلامة العمليات هي التحكم في المخاطر التي تنتج عن سوء التشغيل أو حدوث خلل في العمليات المستخدمة لتحويل المواد الخام إلى منتجات نهائية ، مما قد يؤدي إلى إطلاق غير مخطط لمواد خطرة "(CMA 1985).
المشاركة في سلامة الصناعة وعملية العمل
لعبت تقنية سلامة العمليات دورًا مهمًا في صناعات المعالجة الكيميائية بحيث يمكن أن تستمر معالجة السوائل والغازات القابلة للاشتعال والقابلة للاشتعال دون عواقب غير مرغوب فيها. خلال الثمانينيات ، أدركت صناعات النفط والغاز ، على سبيل المثال ، أن تكنولوجيا سلامة العمليات وحدها ، بدون إدارة سلامة العمليات ، لن تمنع الحوادث الكارثية. مع أخذ ذلك في الاعتبار ، بدأ عدد من الاتحادات الصناعية ، مثل ، في الولايات المتحدة ، مركز سلامة العمليات الكيميائية (CCPS) ، ومعهد البترول الأمريكي (API) ورابطة مصنعي المواد الكيميائية (CMA) ، برامج لتطوير وتقديم إرشادات إدارة سلامة العملية لاستخدامها من قبل أعضائها. كما ذكر من قبل CCPS ، "إن تطور سلامة العملية من قضية تقنية بحتة إلى قضية تتطلب نهجًا إداريًا كان ضروريًا لمواصلة تحسين سلامة العمليات".
تم تشكيل CCPS في عام 1985 لتعزيز تحسين تقنيات إدارة سلامة العمليات بين أولئك الذين يقومون بتخزين المواد الكيميائية والمواد الخطرة والتعامل معها ومعالجتها واستخدامها. في عام 1988 ، بدأ اتحاد مصنعي المواد الكيميائية (CMA) برنامج الرعاية المسؤولة® الذي يحدد التزام كل شركة عضو بالمسؤولية البيئية والصحية والسلامة في إدارة المواد الكيميائية.
في عام 1990 ، بدأت API برنامجًا على مستوى الصناعة بعنوان ، استراتيجيات STEP للشراكة البيئية اليوم ، بهدف تحسين أداء البيئة والصحة والسلامة في صناعة النفط والغاز. يغطي أحد العناصر الإستراتيجية السبعة لبرنامج STEP تشغيل البترول وسلامة العمليات. الوثائق التالية هي أمثلة لبعض المواد التي تم تطويرها كنتيجة لبرنامج STEP والتي تقدم إرشادات لصناعة النفط والغاز للمساعدة في منع حدوث أو تقليل عواقب الانبعاث الكارثي للسوائل والأبخرة القابلة للاشتعال أو مواد العمليات الخطرة:
يغطي RP 750 إدارة مخاطر العمليات الهيدروكربونية في التصميم والبناء وبدء التشغيل والعمليات والتفتيش والصيانة وتعديلات المنشأة. تنطبق بشكل خاص على المصافي ومصانع البتروكيماويات ومنشآت المعالجة الرئيسية التي تستخدم أو تنتج أو تعالج أو تخزن السوائل القابلة للاشتعال والمواد الكيميائية السامة للمعالجة بكميات تزيد عن كميات خطرة معينة (كما هو محدد هنا).
يهدف RP 752 ، الذي تم تطويره بشكل مشترك من قبل API و CMA ، إلى المساعدة في تحديد مباني المصنع ذات الأهمية ، وفهم المخاطر المحتملة المتعلقة بموقعها داخل منشأة العملية وإدارة مخاطر الحريق والانفجار والإطلاقات السامة.
يوفر RP 9000 مواد مرجعية ومنهجية للتقييم الذاتي لقياس التقدم المحرز في تنفيذ عناصر إدارة سلامة العمليات.
تتضمن أمثلة المنظمات الأخرى التي طورت مواد وبرامج تقدم إرشادات تغطي إدارة سلامة العمليات الكيميائية ، على سبيل المثال لا الحصر ، ما يلي:
يجب مراعاة تصميم العملية والتكنولوجيا والتغييرات في العملية والمواد والتغييرات في المواد والعمليات وممارسات الصيانة والإجراءات والتدريب والتأهب للطوارئ والعناصر الأخرى التي تؤثر على العملية في التحديد والتقييم المنتظم للمخاطر من أجل تحديد ما إذا كان لديهم القدرة على أن يؤديوا إلى كارثة في مكان العمل والمجتمع المحيط أم لا.
ابتداءً من أوائل الثمانينيات ، وقع عدد من الحوادث الكبرى الخطيرة في الصناعات البترولية والكيميائية التي تنطوي على مواد شديدة الخطورة ، مما أدى إلى عدد كبير من الوفيات والإصابات وخسائر كبيرة في الممتلكات. قدمت هذه الحوادث الزخم للوكالات الحكومية والمنظمات العمالية والجمعيات الصناعية في جميع أنحاء العالم لتطوير وتنفيذ القواعد واللوائح والإجراءات وممارسات العمل الآمنة الموجهة نحو القضاء على هذه الأحداث غير المرغوب فيها أو التخفيف من حدتها ، من خلال تطبيق مبادئ سلامة العمليات إدارة. تمت مناقشتها بشكل كامل في الكوارث الطبيعية والتكنولوجية الفصل وفي أي مكان آخر في هذا موسوعة.
استجابةً للقلق العام بشأن الأخطار المحتملة للمواد الكيميائية ، بدأت الحكومات والوكالات التنظيمية في جميع أنحاء العالم برامج تطلب من المصنعين والمستخدمين تحديد المواد الخطرة في مكان العمل وإبلاغ الموظفين والمستهلكين بالمخاطر التي يمثلها تصنيعها واستخدامها وتخزينها و معالجة. وشملت هذه البرامج ، التي غطت التأهب والاستجابة للطوارئ ، والتعرف على المخاطر ، والمعرفة بالمنتجات ، والتحكم في المواد الكيميائية الخطرة والإبلاغ عن الإطلاقات السامة ، معالجة الهيدروكربون.
متطلبات إدارة سلامة العمليات
تعد إدارة سلامة العمليات جزءًا لا يتجزأ من برنامج سلامة مرافق المعالجة الكيميائية الشامل. يتطلب برنامج إدارة سلامة العمليات الفعال قيادة ودعم ومشاركة الإدارة العليا وإدارة المرافق والمشرفين والموظفين والمقاولين وموظفي المقاول.
تشمل المكونات التي يجب مراعاتها عند تطوير برنامج إدارة سلامة العمليات ما يلي:
عناصر برنامج إدارة سلامة العمليات
تغطي جميع برامج إدارة سلامة عمليات المرافق الكيميائية نفس المتطلبات الأساسية ، على الرغم من أن عدد عناصر البرنامج قد يختلف اعتمادًا على المعايير المستخدمة. بغض النظر عن وثيقة المصدر الحكومية أو الشركة أو الرابطة المستخدمة كدليل ، هناك عدد من المتطلبات الأساسية التي يجب تضمينها في كل برنامج لإدارة سلامة العمليات الكيميائية:
معلومات سلامة العملية
يتم استخدام معلومات سلامة العملية من قبل صناعة العملية لتحديد العمليات والمواد والمعدات الحرجة. تتضمن معلومات سلامة العملية جميع المعلومات المكتوبة المتاحة المتعلقة بتكنولوجيا العملية ومعدات المعالجة والمواد الخام والمنتجات والمخاطر الكيميائية قبل إجراء تحليل مخاطر العملية. معلومات سلامة العمليات الهامة الأخرى هي الوثائق المتعلقة بمراجعات المشروع الرأسمالي ومعايير أساس التصميم.
المعلومات الكيميائية لا يشمل فقط الخصائص الكيميائية والفيزيائية والتفاعلية والبيانات المسببة للتآكل والاستقرار الحراري والكيميائي للمواد الكيميائية مثل الهيدروكربونات والمواد شديدة الخطورة في العملية ، ولكن أيضًا الآثار الخطرة لخلط مواد مختلفة غير متوافقة عن غير قصد. تتضمن المعلومات الكيميائية أيضًا ما قد يكون ضروريًا لإجراء تقييمات المخاطر البيئية للإطلاقات السامة والقابلة للاشتعال وحدود التعرض المسموح بها.
معلومات تكنولوجيا العمليات يتضمن مخططات تدفق الكتلة و / أو مخططات تدفق عملية بسيطة بالإضافة إلى أوصاف كيمياء كل عملية محددة مع الحدود العلوية والسفلية الآمنة لدرجات الحرارة والضغوط والتدفقات والتركيبات ، وحيثما أمكن ، مواد تصميم العملية وموازين الطاقة. يتم أيضًا تحديد عواقب الانحرافات في العملية والمواد ، بما في ذلك تأثيرها على سلامة الموظفين وصحتهم. عندما يتم تغيير العمليات أو المواد ، يتم تحديث المعلومات وإعادة تقييمها وفقًا لإدارة المنشأة لنظام التغيير.
معدات العمليات ومعلومات التصميم الميكانيكي تشمل الوثائق التي تغطي رموز التصميم المستخدمة وما إذا كانت المعدات تتوافق مع الممارسات الهندسية المعترف بها أم لا. يتم تحديد ما إذا كانت المعدات الحالية التي تم تصميمها وصنعها وفقًا للقوانين والمعايير والممارسات التي لم تعد في الاستخدام العام يتم صيانتها وتشغيلها وتفتيشها واختبارها لضمان استمرار التشغيل الآمن. يتم تحديث المعلومات الخاصة بمواد البناء والأنابيب والمخططات البيانية للأجهزة وتصميم نظام الإغاثة والتصنيف الكهربائي وتصميم التهوية وأنظمة السلامة وإعادة تقييمها عند حدوث تغييرات.
ادخال الموظفين
يجب أن تتضمن برامج إدارة سلامة العمليات مشاركة الموظفين في تطوير وإجراء تحليلات سلامة العمليات والعناصر الأخرى للبرنامج. عادةً ما يتم توفير الوصول إلى معلومات سلامة العملية وتقارير التحقيق في الحوادث وتحليلات مخاطر العملية لجميع الموظفين وموظفي المقاول العاملين في المنطقة. تتطلب معظم الدول الصناعية أن يتم توجيه العمال بشكل منهجي في تحديد وطبيعة والتعامل الآمن مع جميع المواد الكيميائية التي قد يتعرضون لها.
تحليل مخاطر العملية
بعد تجميع معلومات سلامة العملية ، يتم إجراء تحليل شامل ومنهجي لمخاطر العملية متعددة التخصصات ، بما يتناسب مع تعقيد العملية ، من أجل تحديد وتقييم ومراقبة مخاطر العملية. يجب أن يكون الأشخاص الذين يقومون بتحليل مخاطر العملية على دراية وخبرة في عمليات الكيمياء والهندسة والعمليات ذات الصلة. يشتمل كل فريق تحليل عادةً على شخص واحد على الأقل على دراية تامة بالعملية التي يتم تحليلها وشخص واحد مؤهل في منهجية تحليل المخاطر المستخدمة.
يعتمد ترتيب الأولوية المستخدم لتحديد المكان داخل المنشأة لبدء إجراء تحليلات مخاطر العملية على المعايير التالية:
يتم استخدام عدد من الطرق لإجراء تحليلات سلامة العمليات في الصناعة الكيميائية.
تشير "ماذا إذا؟" طريقة يطرح سلسلة من الأسئلة لمراجعة سيناريوهات المخاطر المحتملة والعواقب المحتملة ، وغالبًا ما يتم استخدامه عند فحص التعديلات أو التغييرات المقترحة على العملية أو المواد أو المعدات أو المنشأة.
تشير طريقة "قائمة التحقق" يشبه "ماذا لو؟" الطريقة ، باستثناء أنه يتم استخدام قائمة مرجعية تم تطويرها مسبقًا وهي خاصة بالعملية والمواد والعملية والمعدات. هذه الطريقة مفيدة عند إجراء مراجعات ما قبل بدء التشغيل عند الانتهاء من الإنشاء الأولي أو بعد عمليات التحول الرئيسية أو الإضافات إلى وحدة العملية. مزيج من "ماذا لو؟" وطرق "قائمة التحقق" غالبًا ما تستخدم عند تحليل الوحدات المتطابقة في البناء والمواد والمعدات والعملية.
تشير طريقة دراسة المخاطر والتشغيل (HAZOP) يشيع استخدامه في الصناعات الكيماوية والبترولية. إنها تنطوي على فريق متعدد التخصصات ، يوجهه قائد ذو خبرة. يستخدم الفريق كلمات إرشادية محددة ، مثل "لا" و "زيادة" و "نقصان" و "عكسي" ، والتي يتم تطبيقها بشكل منهجي لتحديد عواقب الانحرافات عن نية التصميم للعمليات والمعدات والعمليات التي يتم تحليلها.
تحليل شجرة الأعطال / شجرة الأحداث هي تقنيات استنتاجية رسمية متشابهة مستخدمة لتقدير الاحتمال الكمي لوقوع حدث ما. يعمل تحليل شجرة الأعطال للخلف من حادث محدد لتحديد وعرض مجموعة الأخطاء التشغيلية و / أو أعطال المعدات التي كانت متورطة في الحادث. تحليل شجرة الأحداث ، وهو عكس تحليل شجرة الخطأ ، يعمل إلى الأمام من أحداث معينة ، أو تسلسل الأحداث ، من أجل تحديد تلك التي يمكن أن تؤدي إلى مخاطر ، وبالتالي حساب احتمال حدوث تسلسل الحدث.
تشير وضع الفشل وطريقة تحليل الآثار جدولة كل نظام معالجة أو وحدة من المعدات مع أوضاع فشلها ، وتأثير كل فشل محتمل على النظام أو الوحدة ، ومدى أهمية كل فشل لسلامة النظام. ثم يتم تصنيف أوضاع الفشل من حيث الأهمية لتحديد أيها من المرجح أن يتسبب في وقوع حادث خطير.
بغض النظر عن الطريقة المستخدمة ، تراعي جميع تحليلات مخاطر العمليات الكيميائية ما يلي:
ادارة التغيير
يجب أن تقوم مرافق العمليات الكيميائية بتطوير وتنفيذ البرامج التي تنص على مراجعة معلومات وإجراءات وممارسات سلامة العمليات عند حدوث التغييرات. تتضمن هذه البرامج نظامًا لترخيص الإدارة ووثائق مكتوبة للتغييرات في المواد والمواد الكيميائية والتكنولوجيا والمعدات والإجراءات والموظفين والمرافق التي تؤثر على كل عملية.
تشمل إدارة برامج التغيير في الصناعة الكيميائية ، على سبيل المثال ، المجالات التالية:
تتضمن إدارة نظام التغيير إبلاغ الموظفين المشاركين في العملية والصيانة وموظفي المقاول الذين ستتأثر مهامهم بأي تغييرات تطرأ على التغييرات وتوفير إجراءات التشغيل المحدثة ومعلومات سلامة العملية وممارسات العمل الآمنة والتدريب حسب الحاجة ، قبل بدء التشغيل. من العملية أو الجزء المتأثر من العملية.
إجراءات التشغيل
يجب أن تطور مرافق المعالجة الكيميائية وتوفر تعليمات التشغيل والإجراءات التفصيلية للعاملين. يجب مراجعة تعليمات التشغيل بانتظام للتأكد من اكتمالها ودقتها (وتحديثها أو تعديلها عند حدوث تغييرات) وتغطي حدود تشغيل وحدة المعالجة ، بما في ذلك المجالات الثلاثة التالية:
يمكن للعاملين المشاركين في العملية الوصول إلى تعليمات التشغيل التي تغطي المجالات التالية:
تطبيقات العمل الآمن
يجب أن تنفذ منشآت العمليات الكيميائية تصاريح العمل الآمن والعمل الساخن وبرامج أوامر العمل للتحكم في الأعمال التي يتم إجراؤها في مناطق العمليات أو بالقرب منها. يجب أن يكون المشرفون والموظفون وموظفو المقاول على دراية بمتطلبات برامج التصاريح المختلفة ، بما في ذلك إصدار التصاريح وانتهاء صلاحيتها والسلامة المناسبة ومعالجة المواد وإجراءات الوقاية من الحرائق والوقاية منها.
تشمل أنواع العمل المدرجة في برامج تصاريح المرافق الكيميائية النموذجية ما يلي:
يجب على المرافق الكيميائية تطوير وتنفيذ ممارسات عمل آمنة للتحكم في المخاطر المحتملة أثناء عمليات العملية ، بحيث تغطي مجالات الاهتمام التالية:
معلومات الموظف وتدريبه
يجب أن تستخدم مرافق العمليات الكيميائية برامج رسمية للتدريب على سلامة العمليات لتدريب وتثقيف المشرفين والعاملين الحاليين والمعاد تعيينهم والجدد. يجب أن يغطي التدريب المقدم لمشرفي التشغيل والصيانة والعاملين على العمليات الكيميائية المجالات التالية:
أفراد المقاول
غالبًا ما يتم توظيف المقاولين في منشآت المعالجة الكيميائية. يجب أن تضع المرافق إجراءات للتأكد من أن موظفي المقاول الذين يقومون بالصيانة أو الإصلاح أو التحول أو التجديد الرئيسي أو الأعمال المتخصصة على دراية تامة بالمخاطر والمواد والعمليات وإجراءات التشغيل والسلامة والمعدات في المنطقة. يتم إجراء تقييمات دورية للأداء للتأكد من أن موظفي المقاول مدربون ومؤهلين ويتبعون جميع قواعد وإجراءات السلامة وأنهم على علم بما يلي:
مراجعات السلامة قبل بدء التشغيل
يتم إجراء مراجعات سلامة العمليات قبل بدء التشغيل في المصانع الكيميائية قبل بدء تشغيل مرافق العمليات الجديدة وإدخال مواد خطرة أو مواد كيميائية جديدة في المرافق ، بعد تحول كبير وحيث أدخلت المرافق تعديلات كبيرة على العمليات.
تؤكد مراجعات السلامة قبل بدء التشغيل أنه تم تحقيق ما يلي:
ضمانات جودة التصميم
عند إجراء عمليات جديدة أو تغييرات رئيسية على العمليات الحالية ، يتم إجراء سلسلة من مراجعات تصميم سلامة العمليات عادةً قبل وأثناء الإنشاء (قبل مراجعة ما قبل بدء التشغيل). تغطي مراجعة مراقبة التصميم ، التي أجريت قبل إصدار الخطط والمواصفات مباشرة "كرسومات تصميم نهائية" ، المجالات التالية:
عادة ما يتم إجراء مراجعة أخرى قبل بدء البناء مباشرة وتغطي ما يلي:
عادةً ما يتم إجراء مراجعة واحدة أو أكثر أثناء عملية الإنشاء أو التعديل للتأكد من أن المناطق التالية تتوافق مع مواصفات التصميم ومتطلبات المنشأة:
الصيانة والسلامة الميكانيكية
تمتلك مرافق العمليات برامج للحفاظ على سلامة المعدات ذات الصلة بالعملية ، بما في ذلك الفحص الدوري والاختبار وصيانة الأداء والإجراءات التصحيحية وضمان الجودة. تهدف البرامج إلى ضمان مراجعة واعتماد السلامة الميكانيكية للمعدات والمواد وتصحيح أوجه القصور قبل بدء التشغيل ، أو وضع أحكام لتدابير السلامة المناسبة.
تغطي برامج السلامة الميكانيكية المعدات والأنظمة التالية:
تغطي برامج السلامة الميكانيكية أيضًا فحص واختبار مواد الصيانة وقطع الغيار والمعدات لضمان التركيب المناسب والكفاية لتطبيق العملية المعنية. يجب أن تتوافق معايير القبول وتواتر عمليات التفتيش والاختبارات مع توصيات الشركات المصنعة أو الممارسات الهندسية الجيدة أو المتطلبات التنظيمية أو ممارسات الصناعة أو سياسات المنشأة أو الخبرة السابقة.
الاستجابة للطوارئ
يتم تطوير برامج التأهب والاستجابة للطوارئ لتغطية مرفق عملية كامل ولتوفير تحديد المخاطر وتقييم مخاطر العملية المحتملة. تشمل هذه البرامج تدريب وتثقيف الموظفين وموظفي المقاول في إجراءات الإخطار والاستجابة والإخلاء في حالات الطوارئ.
يتوافق برنامج الاستعداد للطوارئ في منشأة العملية النموذجية مع متطلبات الشركة والمتطلبات التنظيمية المعمول بها ويتضمن ما يلي:
تدقيقات السلامة الدورية
تستخدم العديد من مرافق العمليات عمليات تدقيق إدارة سلامة عمليات التقييم الذاتي لقياس أداء المنشأة وضمان الامتثال لمتطلبات سلامة العمليات الداخلية والخارجية (التنظيمية ، والشركات ، والصناعة). المبدأان الأساسيان لإجراء عمليات تدقيق التقييم الذاتي هما: جمع جميع الوثائق ذات الصلة التي تغطي متطلبات إدارة سلامة العملية في منشأة معينة وتحديد تنفيذ البرنامج وفعاليته من خلال متابعة طلباتهم في واحدة أو أكثر من العمليات المختارة. يتم إعداد تقرير بنتائج وتوصيات التدقيق وتحتفظ إدارة المرافق بالوثائق التي تشير إلى كيفية تصحيح أوجه القصور أو التخفيف من حدتها ، وإذا لم يكن الأمر كذلك ، فأسباب عدم اتخاذ أي إجراء تصحيحي.
تغطي برامج تدقيق الامتثال في مرافق معالجة المواد الهيدروكربونية المجالات التالية:
غالبًا ما يتم وضع قوائم مراجعة خاصة بالمنشأة ووحدة المعالجة لاستخدامها عند إجراء عمليات تدقيق سلامة العملية والتي تغطي العناصر التالية:
نظرًا لأن أهداف ونطاق عمليات التدقيق يمكن أن تتنوع ، يجب أن يضم فريق تدقيق الامتثال على الأقل شخصًا واحدًا على دراية بالعملية التي يتم تدقيقها ، وشخص واحد لديه خبرة تنظيمية ومعايير قابلة للتطبيق ، وأشخاص آخرين لديهم المهارات والمؤهلات اللازمة لإجراء المراجعة. قد تقرر الإدارة ضم خبير خارجي واحد أو أكثر في فريق التدقيق بسبب نقص موظفي المنشأة أو الخبرة ، أو بسبب المتطلبات التنظيمية.
عملية التحقيق في الحادث
أنشأت مرافق العمليات برامج للتحقيق والتحليل الشامل للحوادث المتعلقة بالعملية والحوادث الوشيكة ، ومعالجة النتائج والتوصيات وحلها على الفور ، ومراجعة النتائج مع العمال والمقاولين الذين تكون وظائفهم ذات صلة بنتائج الحادث. يتم التحقيق في الحوادث (أو الحوادث الوشيكة) بدقة في أقرب وقت ممكن من قبل فريق يضم على الأقل شخصًا واحدًا على دراية بعملية العملية المعنية وآخرين لديهم المعرفة والخبرة المناسبة.
المعايير واللوائح
تخضع مرافق العملية لشكلين متميزين ومنفصلين من المعايير واللوائح.
الأسرار التجارية
يجب أن توفر إدارة مرفق العملية معلومات العملية ، بغض النظر عن الأسرار التجارية المحتملة أو اتفاقيات السرية ، للأشخاص الذين هم:
تتطلب المرافق عادةً أن يبرم الأشخاص الذين تتاح لهم معلومات المعالجة اتفاقيات عدم الكشف عن المعلومات.
مقتبس من NIOSH 1984.
تشمل الدهانات والطلاءات الدهانات والورنيش واللك والبقع وأحبار الطباعة والمزيد. تتكون الدهانات التقليدية من تشتت جزيئات الصبغة في مركبة تتكون من طبقة سابقة أو مادة رابطة (عادة ما تكون زيت أو راتينج) ومخفف (عادة ما يكون مذيبًا متطايرًا). بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يكون هناك مجموعة متنوعة من مواد الحشو والمواد المضافة الأخرى. الورنيش عبارة عن محلول من الزيت والراتنج الطبيعي في مذيب عضوي. يمكن أيضًا استخدام الراتنجات الاصطناعية. الطلاء هو طلاء يجف فيه الفيلم أو يتصلب كليًا عن طريق تبخر المذيب.
كانت الدهانات التقليدية أقل من 70٪ من المواد الصلبة والباقي عبارة عن مذيبات. أدت لوائح تلوث الهواء التي تحد من كمية المذيبات التي يمكن أن تنبعث في الغلاف الجوي إلى تطوير مجموعة متنوعة من الدهانات البديلة مع مذيبات عضوية منخفضة أو معدومة. وتشمل هذه: دهانات اللاتكس ذات الأساس المائي ؛ الدهانات المحفزة من جزأين (مثل أنظمة الإيبوكسي واليوريتان) ؛ دهانات عالية الجوامد (أكثر من 70٪ مواد صلبة) ، بما في ذلك دهانات البلاستيسول التي تتكون أساسًا من أصباغ ومواد ملدنة ؛ الدهانات المعالجة بالإشعاع ومسحوق الطلاء.
وفقًا للمعهد الوطني الأمريكي للسلامة والصحة المهنية (NIOSH 1984) ، فإن حوالي 60 ٪ من مصنعي الطلاء يستخدمون أقل من 20 عاملاً ، وحوالي 3 ٪ فقط لديهم أكثر من 250 عاملاً. من المتوقع أن تكون هذه الإحصائيات ممثلة لمصنعي الدهانات في جميع أنحاء العالم. يشير هذا إلى غلبة المتاجر الصغيرة ، ومعظمها لا يمتلك خبرة داخلية في الصحة والسلامة.
عمليات التصنيع
بشكل عام ، فإن تصنيع الدهانات والطلاءات الأخرى عبارة عن سلسلة من عمليات الوحدة باستخدام عمليات الدُفعات. هناك تفاعلات كيميائية قليلة أو معدومة ؛ العمليات ميكانيكية في الغالب. يشمل التصنيع تجميع المواد الخام والخلط والتشتيت والتخفيف والتعديل وملء الحاويات والتخزين.
الدهانات
تأتي المواد الخام المستخدمة في صناعة الدهانات في صورة سوائل ، ومواد صلبة ، ومساحيق ، ومعاجين ، وعجائن. يتم وزنها يدويًا ومزجها مسبقًا. يجب تقليل جزيئات الصباغ المتكتلة إلى حجم الصبغة الأصلي ، ويجب أن تكون الجسيمات مبللة بالمادة الرابطة لضمان التشتت في المصفوفة السائلة. تتم عملية التشتت هذه ، التي تسمى الطحن ، بمجموعة متنوعة من المعدات ، بما في ذلك موزعات عمود الدوران عالية السرعة ، وخلاطات العجين ، وطواحين الكرة ، وطواحين الرمل ، والمطاحن الثلاثية ، وطواحين الصلصال ، وما إلى ذلك. بعد التشغيل الأولي ، الذي قد يستغرق ما يصل إلى 48 ساعة ، يُضاف الراتنج إلى العجينة وتتكرر عملية الطحن لفترة أقصر. يتم بعد ذلك نقل المادة المشتتة عن طريق الجاذبية إلى خزان مخفف حيث يمكن إضافة مواد إضافية مثل مركبات الصبغ. بالنسبة للدهانات ذات الأساس المائي ، عادة ما يتم إضافة المادة الرابطة في هذه المرحلة. ثم يتم تخفيف المعجون بالراتنج أو المذيب ، ثم يتم ترشيحه ثم نقله مرة أخرى بالجاذبية إلى منطقة تعبئة العلب. يمكن أن يتم الحشو يدويًا أو ميكانيكيًا.
بعد عملية التشتت ، قد يكون من الضروري تنظيف الخزانات والمطاحن قبل إدخال دفعة جديدة. يمكن أن يشمل ذلك الأدوات اليدوية والكهربائية ، وكذلك المنظفات والمذيبات القلوية.
الورنيش
عادة ما يتم إنتاج الطلاء في معدات مغلقة مثل الخزانات أو الخلاطات لتقليل تبخر المذيب ، مما قد ينتج عنه ترسبات من فيلم ورنيش جاف على معدات المعالجة. خلاف ذلك ، يحدث إنتاج الطلاء بنفس طريقة إنتاج الطلاء.
محظوظ
يتضمن تصنيع الورنيش الأوليوريسيني طهي الزيت والراتنج لجعلهما أكثر توافقًا ، ولتطوير جزيئات أو بوليمرات عالية الوزن الجزيئي ولزيادة قابلية الذوبان في المذيب. قد تستخدم النباتات القديمة غلايات محمولة ومفتوحة للتدفئة. يُضاف الراتينج والزيت أو الراتينج وحدهما إلى الغلاية ثم يُسخن إلى حوالي 316 درجة مئوية. يجب تسخين الراتنجات الطبيعية قبل إضافة الزيوت. يتم سكب المواد فوق الجزء العلوي من الغلاية. أثناء الطهي ، يتم تغطية الغلايات بأغطية عادم مقاومة للحرارة. بعد الطهي ، يتم نقل الغلايات إلى الغرف حيث يتم تبريدها بسرعة ، غالبًا عن طريق رذاذ الماء ، ثم يتم إضافة التنر والمجففات.
تستخدم المصانع الحديثة مفاعلات مغلقة كبيرة بسعات تتراوح من 500 إلى 8,000 جالون. تشبه هذه المفاعلات تلك المستخدمة في صناعة العمليات الكيميائية. وهي مزودة بالمحرضات ، ونظارات الرؤية ، وخطوط لملء وتفريغ المفاعلات ، والمكثفات ، وأجهزة قياس درجة الحرارة ، ومصادر الحرارة وما إلى ذلك.
في كل من المصانع القديمة والحديثة ، يتم ترشيح الراتنج الرقيق كخطوة أخيرة قبل التعبئة. يتم ذلك عادةً عندما يكون الراتنج ساخنًا ، وعادةً ما يتم ذلك باستخدام مكبس ترشيح.
مسحوق الطلاء
مسحوق الطلاء عبارة عن أنظمة غير مذيبة تعتمد على ذوبان وانصهار الراتينج والجزيئات المضافة الأخرى على أسطح الأجسام الساخنة. قد تكون طلاءات المسحوق إما بالحرارة أو لدائن حرارية ، وتتضمن راتنجات مثل الإيبوكسي ، والبولي إيثيلين ، والبوليستر ، والبولي فينيل كلوريد والأكريليك.
تتضمن أكثر طرق التصنيع شيوعًا المزج الجاف للمكونات المسحوقة والخلط المصهور بالبثق (انظر الشكل 1). يتم وزن الراتينج الجاف أو اللاصق والصبغة والمواد المضافة والمواد المضافة ونقلها إلى ماكينة الخلط المسبق. تشبه هذه العملية عمليات المزج الجاف في صناعة المطاط. بعد الخلط ، توضع المادة في آلة بثق وتُسخن حتى تذوب. يتم بثق المادة المنصهرة على سير ناقل تبريد ثم يتم نقلها إلى آلة تحبيب خشن. يتم تمرير المادة الحبيبية من خلال طاحونة دقيقة ثم غربلة لتحقيق حجم الجسيمات المطلوب. ثم يتم تغليف مسحوق الطلاء.
الشكل 1. مخطط انسيابي لتصنيع مسحوق الطلاء بطريقة البثق بالذوبان والخلط
الأخطار والوقاية منها
بشكل عام ، تشتمل المخاطر الرئيسية المرتبطة بصناعة الطلاء والطلاء على مناولة المواد ؛ المواد السامة أو القابلة للاشتعال أو المتفجرة ؛ والعوامل الفيزيائية مثل الصدمات الكهربائية والضوضاء والحرارة والبرودة.
تعتبر المناولة اليدوية للصناديق والبراميل والحاويات وما إلى ذلك والتي تحتوي على المواد الخام والمنتجات النهائية من المصادر الرئيسية للإصابة بسبب الرفع غير المناسب والانزلاق والسقوط وإسقاط الحاويات وما إلى ذلك. تشمل الاحتياطات الضوابط الهندسية / المريحة مثل مساعدات مناولة المواد (بكرات ، ورافعات ومنصات) والمعدات الميكانيكية (الناقلات ، والرافعات والشاحنات الرافعة الشوكية) ، والأرضيات غير المنزلقة ، ومعدات الحماية الشخصية (PPE) مثل أحذية السلامة والتدريب المناسب في الرفع اليدوي وتقنيات مناولة المواد الأخرى.
تشمل المخاطر الكيميائية التعرض للغبار السام مثل صبغة كرومات الرصاص ، والتي يمكن أن تحدث أثناء الوزن ، وتعبئة الخلاط وقواديس المطاحن ، وعمليات المعدات غير المغلقة ، وملء حاويات مسحوق الطلاء ، وتنظيف المعدات ومن انسكابات الحاويات. يمكن أن يؤدي تصنيع طلاءات المسحوق إلى تعرضات عالية للغبار. تشمل الاحتياطات استبدال المساحيق بالمعاجين أو العجائن ؛ تهوية العادم المحلي (LEV) لفتح أكياس المساحيق (انظر الشكل 2) ولمعدات المعالجة ، وإحاطة المعدات ، وإجراءات تنظيف الانسكاب وحماية الجهاز التنفسي عند الحاجة.
الشكل 2. كيس ونظام التحكم في الغبار
يتم استخدام مجموعة متنوعة من المذيبات المتطايرة في صناعة الطلاء والطلاء ، بما في ذلك الهيدروكربونات الأليفاتية والعطرية والكحولات والكيتونات وما إلى ذلك. عادة ما توجد المذيبات الأكثر تطايرًا في اللك والورنيشات. يمكن أن يحدث التعرض لأبخرة المذيبات أثناء التخفيف في صناعة الطلاء المذيبات ؛ أثناء شحن أوعية التفاعل (خاصة أنواع الغلايات القديمة) في صناعة الورنيش ؛ أثناء تعبئة العلبة في جميع الطلاءات القائمة على المذيبات ؛ وأثناء التنظيف اليدوي لمعدات المعالجة بالمذيبات. عادةً ما يتضمن إحاطة المعدات مثل مفاعلات الورنيش وخلاطات الطلاء معدلات تعرض أقل للمذيبات ، إلا في حالة التسرب. تشمل الاحتياطات إحاطة معدات العملية ، وعادم تهوية العادم من أجل التخفيف وعمليات الملء وحماية الجهاز التنفسي وإجراءات الأماكن المحصورة لتنظيف الأوعية.
تشمل المخاطر الصحية الأخرى الاستنشاق و / أو ملامسة الجلد للأيزوسيانات المستخدمة في تصنيع دهانات وطلاءات البولي يوريثان ؛ مع الأكريلات ، والمونومرات الأخرى والمضخات الضوئية المستخدمة في تصنيع الطلاءات المعالجة بالإشعاع ؛ مع الأكرولين والانبعاثات الغازية الأخرى من طبخ الورنيش ؛ ومع عوامل المعالجة والإضافات الأخرى في مسحوق الطلاء. تشمل الاحتياطات العلبة ، تهوية العادم المحلي ، والقفازات وغيرها من الملابس والمعدات الواقية الشخصية ، والتدريب على المواد الخطرة وممارسات العمل الجيدة.
المذيبات القابلة للاشتعال والمساحيق القابلة للاشتعال (خاصة النيتروسليلوز المستخدم في إنتاج الطلاء) والزيوت كلها مخاطر حريق أو انفجار إذا اشتعلت بسبب شرارة أو درجات حرارة عالية. يمكن أن تشمل مصادر الاشتعال المعدات الكهربائية المعيبة ، والتدخين ، والاحتكاك ، واللهب المكشوف ، والكهرباء الساكنة وما إلى ذلك. يمكن أن تكون الخرق المبللة بالزيت مصدرًا للاحتراق التلقائي. تشمل الاحتياطات ربط الحاويات وتأريضها أثناء نقل السوائل القابلة للاشتعال ، وتأريض المعدات مثل المطاحن الكروية التي تحتوي على غبار قابل للاحتراق ، والتهوية للحفاظ على تركيزات البخار أقل من الحد الأدنى للانفجار ، وتغطية الحاويات في حالة عدم استخدامها ، وإزالة مصادر الاشتعال ، واستخدام مقاومة الشرر أدوات من معادن غير حديدية حول مواد قابلة للاشتعال أو قابلة للاشتعال وممارسات التدبير المنزلي الجيدة.
يمكن أن ترتبط مخاطر الضوضاء باستخدام مطاحن الكرة والحصى ، والمشتتات عالية السرعة ، والشاشات الاهتزازية المستخدمة في التصفية وما إلى ذلك. تشمل الاحتياطات عوازل الاهتزاز وأدوات التحكم الهندسية الأخرى ، واستبدال المعدات المزعجة ، وصيانة المعدات الجيدة ، وعزل مصدر الضوضاء ، وبرنامج الحفاظ على السمع حيث توجد ضوضاء مفرطة.
تشمل المخاطر الأخرى حراسة الماكينة غير الكافية ، وهي مصدر شائع للإصابات حول الآلات. تعتبر المخاطر الكهربائية مشكلة خاصة إذا لم يكن هناك برنامج إغلاق / وضع علامة مناسب لصيانة المعدات وإصلاحها. يمكن أن تنجم الحروق عن أوعية الطهي بالورنيش الساخنة والمواد المتناثرة ومن المواد اللاصقة الذائبة الساخنة المستخدمة في العبوات والملصقات.
تقدم هذه المقالة معلومات عن معدات العملية الأساسية والتخزين وتخطيط المصنع واعتبارات التشغيل في صناعات العمليات الكيميائية ، بما في ذلك العناصر والمفاهيم الرئيسية القابلة للتطبيق على نطاق واسع في جميع أنحاء الصناعة الكيميائية. ومع ذلك ، فإن الكثير من المعدات المطلوبة في المعالجة الكيميائية عالية التخصص ولا يمكن تعميمها على نطاق واسع. تتم مراجعة المزيد من المعلومات التفصيلية حول السمية والمواد الخطرة وسلامة العمليات في مكان آخر من هذا موسوعة.
هناك فئتان أساسيتان للتخطيط في صناعات المعالجة الكيميائية: تخطيط المصنع ، والذي يغطي جميع وحدات العملية ، والمرافق ، ومناطق التخزين ، ومناطق التحميل / التفريغ ، والمباني ، والمحلات التجارية والمستودعات ، وتخطيط الوحدة أو العملية ، والذي يغطي فقط وضع المعدات من أجل عملية محددة ، تسمى أيضًا كتلة العملية.
تخطيط المصنع
الموقع
يعتمد تحديد موقع مصنع شامل أو تحديد موقعه على عدد من العوامل العامة ، كما هو موضح في الجدول 1 (CCPS 1993). تختلف هذه العوامل بشكل كبير حسب المواقع والحكومات والسياسات الاقتصادية. من بين هذه العوامل المختلفة ، تعتبر اعتبارات السلامة مصدر قلق بالغ الأهمية ، وفي بعض المواقع يمكن أن تكون العامل الرئيسي الذي يحكم مواقع المصنع.
الجدول 1. بعض عوامل اختيار الموقع العامة
يتمثل أحد الجوانب المهمة لسلامة المصنع في تحديد الموقع في تحديد منطقة عازلة بين مصنع ذي عمليات خطرة والنباتات المجاورة والمساكن والمدارس والمستشفيات والطرق السريعة والممرات المائية وممرات الطائرات. يتم عرض بعض اعتبارات السلامة العامة في الجدول 2. المنطقة العازلة مهمة لأن المسافة تميل إلى تقليل أو تخفيف التعرض المحتمل من الحوادث المختلفة. يمكن تحديد المسافة اللازمة لتقليل التركيزات السامة إلى مستويات مقبولة من خلال التفاعل الجوي وتشتت المواد السامة من الإطلاق العرضي. علاوة على ذلك ، يمكن استخدام الفاصل الزمني بين الإطلاق السام والتعرض العام الناتج عن منطقة عازلة لتحذير السكان من خلال برامج الاستجابة للطوارئ المخطط لها مسبقًا. نظرًا لأن النباتات بها أنواع مختلفة من المرافق التي تحتوي على مواد سامة ، يجب إجراء تحليلات التشتت على الأنظمة التي يحتمل أن تكون خطرة لضمان أن المنطقة العازلة كافية في كل منطقة تحيط بمحيط المصنع.
الجدول 2. اعتبارات سلامة مواقع المصنع
الحريق خطر محتمل في مصانع ومنشآت المعالجة. يمكن أن تكون الحرائق الكبيرة مصدرًا للإشعاع الحراري الذي يمكن أيضًا تخفيفه عن طريق المسافة. يمكن أن تكون المشاعل المرتفعة أيضًا مصدرًا للإشعاع الحراري أثناء حالة الطوارئ أو بدء التشغيل / الإغلاق. التوهج هو جهاز يقوم تلقائيًا بحرق غازات العادم أو إطلاق بخار الطوارئ في مواقع مرتفعة أو مواقع أرضية خاصة. يجب أن تكون بعيدة عن محيط المصنع (لحماية المجتمع) ويجب حظر منطقة في قاعدة الشعلة على العمال. إذا لم يتم تشغيله بشكل صحيح ، فقد يؤدي انتقال السائل إلى التوهج إلى احتراق قطرات السائل. بالإضافة إلى الحريق ، يمكن أن تكون هناك انفجارات داخل المعدات أو سحابة بخار تنتج موجات الانفجار. على الرغم من أن المسافة ستقلل من شدة الانفجار إلى حد ما فوق المنطقة العازلة ، إلا أن الانفجار سيظل له تأثير على المجتمع القريب.
يجب أيضًا مراعاة احتمالية حدوث إطلاقات أو حرائق عرضية من المرافق الحالية التي قد تكون قريبة من الموقع المقترح. يجب نمذجة الحوادث المحتملة وتقييمها لتحديد التأثير المحتمل على تخطيط المصنع المقترح. يجب تقييم استجابات الطوارئ لحدث خارجي وتنسيق الاستجابات مع النباتات الأخرى والمجتمعات المتضررة.
اعتبارات أخرى
طورت شركة داو للكيماويات نهجًا آخر لتخطيط المصنع بناءً على مستوى مقبول من الحد الأقصى لأضرار الممتلكات المحتملة (MPPD) ومخاطر انقطاع الأعمال (B1) (شركة داو كيميكال 1994 أ). هذه الاعتبارات مهمة لكل من المصانع الجديدة والقائمة. يعتبر مؤشر داو للحريق والانفجار مفيدًا في تخطيطات المصنع الجديدة أو في إضافة المعدات إلى المصانع الحالية. إذا تبين أن المخاطر المحسوبة من الفهرس غير مقبولة ، فيجب زيادة مسافات الفصل. بدلاً من ذلك ، قد تؤدي تغييرات التخطيط أيضًا إلى تقليل احتمالية المخاطر.
التخطيط العام
في التخطيط العام للمصنع ، تعتبر الرياح السائدة من الاعتبارات المهمة. يجب تحديد مواقع مصادر الإشعال عكس اتجاه الريح لمصادر التسرب المحتملة. تندرج السخانات والمراجل والمحارق والشعلات المشتعلة في هذه الفئة (CCPS 1993). يُعد موقع صهاريج التخزين في اتجاه الريح لوحدات المعالجة والمرافق توصية أخرى (CCPS 1993). أدت اللوائح البيئية إلى تقليل التسرب من الخزان بشكل كبير (ليبتون ولينش 1994).
تم تحديد مسافات الفصل الدنيا في المنشورات المختلفة لوحدات المعالجة والمعدات ووظائف المصنع المختلفة (CCPS 1993 ؛ Dow Chemical Company 1994a ؛ IRI 1991). يتم عرض المرافق العامة التي عادةً ما يوصى بفصل المسافات في التخطيطات الكلية للمصنع في الجدول 3. يجب تحديد توصيات المسافة الفعلية بعناية. بينما لا يتم عرض السخانات المحروقة وأفران المعالجة في الجدول 3 ، إلا أنها عنصر مهم ويجب تضمين فواصل المسافات الموصى بها في تخطيط عملية الوحدة.
الجدول 3. فصل المرافق بشكل عام في تخطيطات المصنع الشاملة
بالإضافة إلى ذلك ، تعتبر الطرق ضرورية لوصول المركبات أو المعدات في حالات الطوارئ والصيانة وتتطلب وضعًا دقيقًا بين وحدات المعالجة وعبر الأقسام المختلفة للمصنع. يجب إنشاء التصاريح المقبولة لأرفف الأنابيب العلوية وغيرها من المعدات العلوية جنبًا إلى جنب مع الخلوص الجانبي عند مفترق الطرق ومداخل جميع المرافق.
يمكن أن تستند متطلبات التخطيط إلى مسافات الفصل الدنيا الموصى بها (CCPS 1993 ؛ NFPA 1990 ؛ IRI 1991 ؛ Mecklenburgh 1985) أو يتم تحديدها من خلال تحليل المخاطر (Dow Chemical Company 1994a).
تخطيط وحدة العملية
يقدم الجدول 3 ملخصًا شاملاً لتخطيط فصل المصانع. يتم تضمين وحدات العملية في الكتلة المحددة الموضحة في التخطيط العام. تظهر العملية الكيميائية بشكل عام بالتفصيل في مخططات العمليات والتنفيذ (P & IDs). يتطلب تخطيط العملية اعتبارات تتجاوز مسافات فصل المعدات المحددة ، والتي يظهر بعضها في الجدول 4.
الجدول 4. اعتبارات عامة في تخطيط وحدة العملية
سيختلف تجميع المعدات في أي وحدة معالجة معينة اختلافًا كبيرًا ، اعتمادًا على العملية. كما تختلف السمية والخصائص الخطرة للتيارات والمواد داخل الوحدات على نطاق واسع. على الرغم من هذه الاختلافات ، تم تطوير معايير الحد الأدنى للمسافة للعديد من عناصر المعدات (CCPS 1993 ؛ NFPA 1990 ؛ IRI 1991 ؛ Mecklenburgh 1985). تتوفر إجراءات لحساب التسرب المحتمل والتعرضات السامة من معدات العملية التي يمكن أن تؤثر أيضًا على مسافة الفصل (Dow Chemical Company 1994b). بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تطبيق تحليل التشتت عند حساب تقديرات التسرب.
المعدات ومسافة الفصل
يمكن استخدام تقنية المصفوفة لحساب المساحة اللازمة لفصل المعدات (CCPS 1993 ؛ IRI 1991). قد تؤدي الحسابات المستندة إلى ظروف معالجة محددة وتقييم مخاطر المعدات إلى مسافات فصل تختلف عن دليل المصفوفة القياسي.
يمكن تطوير قوائم موسعة لمصفوفة عن طريق تنقيح الفئات الفردية وإضافة المعدات. على سبيل المثال ، يمكن تقسيم الضواغط إلى عدة أنواع ، مثل تلك التي تتعامل مع الغازات الخاملة والهواء والغازات الخطرة. قد تختلف مسافات الفصل بين الضواغط التي تُدار بالمحرك عن الآلات التي تعمل بمحرك أو بالبخار. يجب تحليل مسافات الفصل في منشآت التخزين التي تحتوي على غازات مسيلة على أساس ما إذا كان الغاز خاملًا.
يجب تحديد حدود بطارية العملية بعناية. إنها خطوط الحدود أو حدود الرسم لوحدة معالجة (الاسم مشتق من الاستخدام المبكر لبطارية الأفران في المعالجة). يتم رسم الوحدات الأخرى والطرق والمرافق وخطوط الأنابيب وخنادق الجريان السطحي وما إلى ذلك بناءً على حدود البطارية. في حين أن موقع معدات الوحدة لا يمتد إلى حدود البطارية ، يجب تحديد مسافات فصل المعدات عن حدود البطارية.
غرف التحكم أو بيوت التحكم
في الماضي ، تم تصميم كل وحدة معالجة بغرفة تحكم توفر التحكم التشغيلي للعملية. مع ظهور الأجهزة الإلكترونية والمعالجة التي يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر ، تم استبدال غرف التحكم الفردية بغرفة تحكم مركزية تتحكم في عدد من وحدات العمليات في العديد من العمليات. تعد غرفة التحكم المركزية مفيدة اقتصاديًا بسبب تحسين العملية وزيادة كفاءة الموظفين. لا تزال وحدات المعالجة الفردية موجودة ، وفي بعض الوحدات المتخصصة ، قد لا تزال بيوت التحكم القديمة التي حلت محلها غرف التحكم المركزية تستخدم لمراقبة العمليات المحلية وللتحكم في حالات الطوارئ. على الرغم من أن وظائف ومواقع غرفة التحكم يتم تحديدها بشكل عام من خلال اقتصاديات العمليات ، فإن تصميم غرفة التحكم أو بيت التحكم مهم جدًا للحفاظ على التحكم في حالات الطوارئ وحماية العمال. تتضمن بعض الاعتبارات لكل من بيوت التحكم المركزية والمحلية ما يلي:
تخفيض المخزون
أحد الاعتبارات المهمة في تخطيطات العمليات والمصنع هو كمية المواد السامة والخطرة في الجرد العام ، بما في ذلك المعدات. تكون عواقب التسرب أكثر خطورة مع زيادة حجم المادة. وبالتالي ، ينبغي تقليل الجرد قدر الإمكان. المعالجة المحسّنة التي تقلل عدد وحجم قطع المعدات تقلل من المخزون ، وتقلل من المخاطر وتؤدي أيضًا إلى انخفاض الاستثمار وتحسين كفاءات التشغيل.
ويرد في الجدول 6. بعض الاعتبارات المحتملة لخفض المخزون. وحيثما يتم تركيب مرفق عملية جديد ، ينبغي تحسين المعالجة من خلال مراعاة بعض الأهداف الموضحة في الجدول 5.
الجدول 5. خطوات للحد من المخزون
مرافق التخزين
يمكن أن تحتوي مرافق التخزين في مصنع المعالجة الكيميائية على أعلاف سائلة وصلبة ومواد كيميائية وسيطة ومنتجات ثانوية ومنتجات معالجة. تعمل المنتجات المخزنة في العديد من المرافق كوسائط أو سلائف لعمليات أخرى. قد يكون التخزين مطلوبًا أيضًا للمخففات أو المذيبات أو مواد التصنيع الأخرى. يتم تخزين كل هذه المواد بشكل عام في صهريج تخزين فوق الأرض (AST). لا تزال الصهاريج الجوفية مستخدمة في بعض المواقع ، ولكن الاستخدام محدود بشكل عام بسبب مشاكل الوصول والسعة المحدودة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التسرب المحتمل لخزانات التخزين تحت الأرض (USTs) يمثل مشاكل بيئية عندما يؤدي التسرب إلى تلويث المياه الجوفية. يمكن أن يؤدي تلوث الأرض العام إلى تعرضات جوية محتملة مع تسرب مواد ذات ضغط بخار أعلى. يمكن أن تكون المواد المتسربة مشكلة تعرض محتملة أثناء جهود معالجة الأرض. أدى تسرب الخزانات الأرضية إلى وضع لوائح بيئية صارمة في العديد من البلدان ، مثل متطلبات الخزانات مزدوجة الجدران والمراقبة تحت الأرض.
تظهر صهاريج التخزين النموذجية فوق سطح الأرض في الشكل 1. إن الخزانات الرأسية ASTs عبارة عن خزانات ذات أسقف مخروطية أو مقببة ، وخزانات ذات أسقف عائمة مغطاة أو غير مغطاة بسقف عائم أو صهاريج خارجية عائمة (EFRTs). صهاريج السقف المحولة أو المغلقة هي EFRTs مع أغطية مثبتة على الخزانات التي غالبًا ما تكون قبابًا من النوع الجيوديسي. نظرًا لأن EFRTs بمرور الوقت لا تحافظ على شكل دائري تمامًا ، فإن إحكام إغلاق السقف العائم أمر صعب ويتم تثبيت غطاء على الخزان. يزيل تصميم القبة الجيوديسية دعامات السقف اللازمة لخزانات السقف المخروطي (FRTs). تعتبر القبة الجيوديسية أكثر اقتصادا من السقف المخروطي ، بالإضافة إلى أن القبة تقلل من خسائر المواد في البيئة.
الشكل 1. صهاريج تخزين نموذجية فوق الأرض
عادة ، تقتصر الخزانات على تخزين السائل حيث لا يتجاوز ضغط البخار السائل 77 كيلو باسكال. عندما يتجاوز الضغط هذه القيمة ، يتم استخدام الأجسام الشبه الكروية أو الكرات لأن كلاهما مصمم لتشغيل الضغط. يمكن أن تكون الأجسام الشبه الكروية كبيرة جدًا ولكن لا يتم تثبيتها حيث قد يتجاوز الضغط حدودًا معينة يحددها التصميم الميكانيكي. بالنسبة لمعظم تطبيقات تخزين ضغط البخار العالي ، تكون الكرات عادةً عبارة عن حاوية تخزين ومجهزة بصمامات تنفيس الضغط لمنع الضغط الزائد. يتمثل أحد مخاوف السلامة التي تطورت مع الكرات في الانقلاب ، والذي يولد بخارًا زائدًا وينتج عنه تصريفات صمام الإغاثة أو في المواقف الأكثر خطورة مثل تمزق جدار الكرة (CCPS 1993). بشكل عام ، يتم تقسيم محتويات السائل إلى طبقات ، وإذا تم تحميل مادة دافئة (أقل كثافة) في قاع الكرة ، فإن المادة الدافئة ترتفع إلى السطح مع مادة السطح الأكثر برودة والأعلى كثافة تدحرج إلى القاع. تتبخر مادة السطح الدافئ ، مما يرفع الضغط ، مما قد يؤدي إلى تصريف صمام التنفيس أو الضغط الزائد على الكرة.
تخطيط الخزان
يتطلب تخطيط الخزان تخطيطًا دقيقًا. هناك توصيات لمسافات فصل الخزانات واعتبارات أخرى (CCPS 1988 ؛ 1993). في العديد من المواقع ، لا يتم تحديد مسافات الفصل بواسطة الكود ، ولكن يمكن أن تكون المسافات الدنيا (OSHA 1994) نتيجة لقرارات مختلفة تنطبق على مسافات الفصل والمواقع. يتم عرض بعض هذه الاعتبارات في الجدول 6. بالإضافة إلى ذلك ، تعتبر خدمة الخزان عاملاً في فصل الخزانات للخزانات المضغوطة والمبردة والخزانات الجوية (CCPS 1993).
الجدول 6. اعتبارات فصل الخزانات والموقع
السدود مطلوبة ويتم تحديد حجمها حجميًا لاستيعاب محتويات الخزان. عندما تكون الخزانات المتعددة داخل السد ، فإن الحد الأدنى من سعة السد الحجمي يعادل سعة أكبر خزان (OSHA 1994). يمكن بناء جدران السد من الأرض أو الصلب أو الخرسانة أو البناء الصلب. ومع ذلك ، يجب أن تكون السدود الترابية غير قابلة للاختراق ولها سطح مسطح بعرض لا يقل عن 0.61 متر. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تحتوي التربة داخل المنطقة المصبوغة أيضًا على طبقة غير قابلة للاختراق لمنع تسرب أي مادة كيميائية أو زيت إلى التربة.
تسرب الخزان
المشكلة التي تطورت على مر السنين هي تسرب الخزان نتيجة التآكل في قاع الخزان. في كثير من الأحيان ، تحتوي الخزانات على طبقات مياه في قاع الخزان يمكن أن تساهم في التآكل ، وقد يحدث التآكل الإلكتروليتي بسبب ملامسته للأرض. نتيجة لذلك ، تم وضع المتطلبات التنظيمية في مناطق مختلفة للتحكم في تسرب قاع الخزان والتربة الجوفية وتلوث المياه من الملوثات في المياه. تم تطوير مجموعة متنوعة من إجراءات التصميم للتحكم في التسرب ومراقبته (Hagen and Rials 1994). بالإضافة إلى ذلك ، تم تركيب قيعان مزدوجة. في بعض التركيبات ، تم تركيب حماية كاثودية للتحكم في تدهور المعادن (Barletta، Bayle and Kennelley 1995).
سحب المياه
يمكن أن يؤدي تفريغ المياه يدويًا بشكل دوري من قاع الخزان إلى التعرض. يمكن أن تؤدي الملاحظة المرئية لتحديد الواجهة من خلال الصرف اليدوي المفتوح إلى تعرض العمال. يمكن تركيب تفريغ مغلق مع مستشعر واجهة وصمام تحكم لتقليل التعرض المحتمل للعمال (ليبتون ولينش 1994). تتوفر مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار تجاريًا لهذه الخدمة.
فرط ملء الخزانات
في كثير من الأحيان ، تكون الخزانات ممتلئة بشكل زائد ، مما يؤدي إلى مخاطر محتملة تتعلق بالسلامة وتعرض العمال. يمكن منع ذلك باستخدام أدوات زائدة عن الحاجة أو ثنائية المستوى تتحكم في صمامات كتلة المدخل أو مضخات التغذية (Bahner 1996). لسنوات عديدة ، تم تركيب خطوط الفائض على الخزانات الكيميائية ، لكنها انتهت على مسافة قصيرة فوق فتحة التصريف للسماح بالمراقبة البصرية لتصريف الفائض. علاوة على ذلك ، يجب أن يكون حجم الصرف أكبر من الحد الأقصى لمعدل التعبئة لضمان الصرف المناسب. ومع ذلك ، فإن مثل هذا النظام هو مصدر تعرض محتمل. يمكن التخلص من ذلك عن طريق توصيل خط الفائض مباشرة بالمصرف بمؤشر تدفق في الخط لإظهار الفائض. على الرغم من أن هذا سيعمل بشكل مرض ، إلا أن هذا يؤدي إلى زيادة التحميل على نظام الصرف بكمية ملوثة كبيرة جدًا ومشاكل محتملة تتعلق بالصحة والسلامة.
فحص الخزان وتنظيفه
بشكل دوري ، يتم إخراج الخزانات من الخدمة للفحص و / أو التنظيف. يجب التحكم في هذه الإجراءات بعناية لمنع تعرض العمال وتقليل مخاطر السلامة المحتملة. بعد التجفيف ، غالبًا ما يتم شطف الخزانات بالماء لإزالة آثار سائل العملية. تاريخيًا ، تم تنظيف الخزانات يدويًا أو ميكانيكيًا عند الضرورة. عندما يتم تفريغ الخزانات ، يتم ملؤها بالبخار الذي قد يكون سامًا ويمكن أن يكون في نطاق قابل للاحتراق. قد لا يؤثر تدفق المياه بشكل كبير على سمية البخار ، ولكنه قد يقلل من مشاكل الاحتراق المحتملة. مع الأسطح العائمة ، يمكن شطف المواد الموجودة أسفل السقف العائم وتصريفها ، ولكن قد تظل بعض الخزانات تحتوي على مواد في الحوض. يجب إزالة هذه المادة السفلية يدويًا وقد تمثل مخاوف التعرض المحتملة. قد يُطلب من الموظفين ارتداء معدات الحماية الشخصية (PPE).
عادة ، يتم تطهير الخزانات المغلقة وأي حجم أسفل الأسطح العائمة بالهواء حتى يتم الوصول إلى مستوى تركيز الأكسجين المحدد قبل السماح بالدخول. ومع ذلك ، يجب الحصول على قياسات التركيز باستمرار للتأكد من أن مستويات التركيز السامة مرضية ولا تتغير.
التحكم في تنفيس البخار والانبعاثات
بالنسبة للسقف الثابت أو الخزانات ذات الأسطح العائمة المحولة (CFRTs) ، قد لا يكون التنفيس في الغلاف الجوي مقبولًا في العديد من المواقع. تنفيس ضغط الفراغ (الموضح في الشكل 2 ، تتم إزالة هذه الخزانات وتتدفق الأبخرة عبر قناة مغلقة إلى جهاز تحكم حيث يتم تدمير الملوثات أو استعادتها. يتم حقنها للقضاء على تأثير الفراغ النهاري والحفاظ على ضغط إيجابي لجهاز الاسترداد. في خزان CFRT ، يزيل النيتروجين التأثير النهاري ويقلل أي أبخرة في الغلاف الجوي من خلال فتحة الكهروضوئية. ومع ذلك ، لا يتم التخلص من انبعاثات البخار. أ يتوفر عدد كبير من أجهزة وتقنيات التحكم بما في ذلك الاحتراق والامتصاص والمكثفات والامتصاص (Moretti and Mukhopadhyay 1993؛ Carroll and Ruddy 1993؛ Basta 1994؛ Pennington 1996؛ Siegall 1996). اختيار نظام التحكم هو دالة لأهداف الانبعاثات النهائية وتكاليف التشغيل والاستثمار.
في الخزانات ذات الأسطح العائمة ، تعمل أدوات التحكم الخارجية والداخلية على حد سواء ، وموانع التسرب والتركيبات الإضافية على تقليل فقد البخار بشكل فعال.
مخاطر السلامة
القابلية للاشتعال هي مصدر قلق كبير في الخزانات وأنظمة مكافحة الحرائق مطلوبة للمساعدة في السيطرة والوقاية من مناطق الحرائق الموسعة. تتوفر أنظمة مياه النار وتوصيات التركيب (CCPS 1993 ؛ Dow Chemical Company 1994a ؛ NFPA 1990). يمكن رش الماء مباشرة على النار في ظل ظروف معينة وهو ضروري لتبريد الخزان أو المعدات المجاورة لمنع ارتفاع درجة الحرارة. بالإضافة إلى ذلك ، تعتبر الرغوة عاملاً فعالاً في مكافحة الحرائق ويمكن تركيب معدات الرغوة الدائمة على الخزانات. يجب مراجعة تركيب معدات الرغوة على معدات مكافحة الحرائق المتنقلة مع الشركة المصنعة. تتوفر الآن رغاوي مقبولة بيئيًا ومنخفضة السمية وهي فعالة وقابلة للمقارنة مع الرغاوي الأخرى في الإطفاء السريع للحرائق.
معدات التجهيز
هناك حاجة إلى مجموعة متنوعة من معدات العمليات في معالجة المواد الكيميائية نتيجة للعمليات العديدة ومتطلبات العمليات المتخصصة والاختلافات في المنتجات. وبالتالي ، لا يمكن إعادة النظر في جميع المعدات الكيميائية المستخدمة اليوم ؛ سيركز هذا القسم على المعدات الأكثر استخدامًا والموجودة في معالجة متواليات.
المفاعلات
يوجد عدد كبير من أنواع المفاعلات في الصناعة الكيميائية. أساس اختيار المفاعل هو دالة لعدد من المتغيرات ، بدءًا من تصنيف ما إذا كان التفاعل دفعة أم تفاعل مستمر. في كثير من الأحيان ، يتم تحويل التفاعلات الدفعية إلى عمليات مستمرة مع زيادة الخبرة في التفاعل وإتاحة بعض التعديلات ، مثل المحفزات المحسنة. تعد معالجة التفاعل المستمر أكثر كفاءة بشكل عام وتنتج منتجًا أكثر اتساقًا ، وهو أمر مرغوب فيه في تحقيق أهداف جودة المنتج. ومع ذلك ، لا يزال هناك عدد كبير من العمليات المجمعة.
رد فعل
في جميع التفاعلات ، يعتبر تصنيف التفاعل على أنه طارد للحرارة أو ماص للحرارة (ينتج حرارة أو يتطلب حرارة) ضروريًا لتحديد متطلبات التسخين أو التبريد اللازمة للتحكم في التفاعل. بالإضافة إلى ذلك ، يجب وضع معايير التفاعل الجامح لتركيب أجهزة الاستشعار وأدوات التحكم التي يمكن أن تمنع التفاعل من أن يصبح خارج نطاق السيطرة. قبل التشغيل الكامل للمفاعل ، يجب التحقيق في إجراءات الطوارئ وتطويرها لضمان احتواء التفاعل الجامح بأمان. بعض الحلول المحتملة المختلفة عبارة عن معدات تحكم في حالات الطوارئ يتم تنشيطها تلقائيًا ، وحقن مادة كيميائية توقف التفاعل ومنشآت التهوية التي يمكنها استيعاب محتويات المفاعل واحتوائها. يعتبر صمام الأمان وتشغيل التهوية مهمين للغاية حيث يتطلبان معدات جيدة الصيانة وعاملة في جميع الأوقات. وبالتالي ، يتم تثبيت العديد من صمامات الأمان المتشابكة بشكل متكرر لضمان أن الصيانة على أحد الصمامات لن تقلل من سعة الإغاثة المطلوبة.
في حالة وجود صمام أمان أو تصريف تنفيس بسبب عطل ، يجب احتواء النفايات السائلة في جميع الظروف لتقليل مخاطر السلامة والصحة المحتملة. نتيجة لذلك ، يجب تحليل طريقة احتواء تصريف الطوارئ عبر الأنابيب جنبًا إلى جنب مع التخلص النهائي من تفريغ المفاعل بعناية. بشكل عام ، يجب فصل السائل والبخار مع إرسال البخار إلى الشعلة أو الاستعادة وإعادة تدوير السائل حيثما أمكن ذلك. قد تتطلب إزالة المواد الصلبة بعض الدراسة.
دفعة
في المفاعلات التي تشتمل على تفاعلات طاردة للحرارة ، هناك اعتبار مهم هو تلوث الجدران أو الأنبوب الداخلي بوسائط التبريد المستخدمة للحفاظ على درجة الحرارة. تتنوع إزالة المواد المتسخة بشكل كبير وتعتبر طريقة الإزالة دالة لخصائص المواد الفاسدة. يمكن إزالة المواد الفاسدة باستخدام مذيب أو تيار فوهة نفاثة عالية الضغط أو يدويًا في بعض الحالات. في كل هذه الإجراءات ، يجب التحكم بعناية في السلامة والتعرض. يجب ألا تسمح حركة المواد داخل وخارج المفاعل بدخول الهواء ، مما قد ينتج عنه خليط بخار قابل للاشتعال. يجب كسر الفراغات بغاز خامل (مثل النيتروجين). يمكن تصنيف دخول السفينة للتفتيش أو العمل على أنه دخول إلى مكان مغلق ويجب مراعاة قواعد هذا الإجراء. يجب فهم سمية البخار والجلد ويجب أن يكون الفنيون على دراية بالمخاطر الصحية.
مستمر
يمكن ملء المفاعلات المتدفقة بسائل أو بخار وسائل. تنتج بعض التفاعلات عجائن في المفاعلات. أيضا ، هناك مفاعلات تحتوي على محفزات صلبة. قد يكون مائع التفاعل سائلًا أو بخارًا أو مزيجًا من بخار وسائل. عادة ما يتم احتواء المحفزات الصلبة ، التي تعزز التفاعل دون المشاركة فيه ، داخل الشبكات ويطلق عليها اسم الطبقات الثابتة. قد تحتوي المفاعلات ذات الطبقة الثابتة على أسرة مفردة أو متعددة ويمكن أن يكون لها تفاعلات طاردة للحرارة أو ماصة للحرارة ، حيث تتطلب معظم التفاعلات درجة حرارة ثابتة (متساوي الحرارة) من خلال كل طبقة. يتطلب هذا في كثير من الأحيان حقن تيارات تغذية أو مادة مخففة في مواقع مختلفة بين الطبقات للتحكم في درجة الحرارة. مع أنظمة التفاعل هذه ، يعد مؤشر درجة الحرارة وموقع المستشعر من خلال الأسِرَّة في غاية الأهمية لمنع هروب التفاعل وإنتاجية المنتج أو تغييرات الجودة.
تفقد الأسرة الثابتة نشاطها بشكل عام ويجب تجديدها أو استبدالها. للتجديد ، يمكن حرق الرواسب الموجودة على الطبقة أو إذابتها في مذيب أو ، في بعض الحالات ، إعادة توليدها من خلال حقن مادة كيميائية في سائل خامل في الطبقة ، وبالتالي استعادة نشاط المحفز. اعتمادًا على المحفز ، يمكن تطبيق إحدى هذه التقنيات. عند حرق الأسِرَّة ، يُفرغ المفاعل ويُطهر من جميع سوائل العملية ثم يملأ بغاز خامل (نيتروجين عادةً) ، يُسخَّن ويُعاد تدويره ، مما يرفع الطبقة إلى مستوى درجة حرارة محدد. عند هذه النقطة ، يتم إضافة كمية صغيرة جدًا من الأكسجين إلى التيار الخامل لبدء جبهة اللهب التي تتحرك تدريجيًا عبر السرير وتتحكم في ارتفاع درجة الحرارة. كميات الأكسجين الزائدة لها تأثير ضار على المحفز.
إزالة المحفز ذو القاعدة الثابتة
يجب التحكم بعناية في إزالة المحفزات ذات القاعدة الثابتة. يتم تصريف المفاعلات من مائع العملية ثم يتم إزاحة السائل المتبقي بسائل التنظيف أو تطهيره بالبخار حتى تتم إزالة كل سائل العملية. قد يتطلب التطهير النهائي تقنيات أخرى قبل أن يتم تطهير الوعاء بغاز أو هواء خامل قبل فتح الوعاء أو تفريغ المحفز من الوعاء تحت غطاء خامل. في حالة استخدام الماء في هذه العملية ، يتم تصريف المياه من خلال أنابيب مغلقة إلى شبكة الصرف الصحي. بعض المحفزات حساسة للهواء أو الأكسجين ، وتصبح قابلة للاشتعال أو سامة. تتطلب هذه الإجراءات الخاصة للتخلص من الهواء أثناء ملء أو تفريغ الأوعية. يجب تحديد الحماية الشخصية جنبًا إلى جنب مع إجراءات المناولة بعناية لتقليل التعرضات المحتملة وحماية الأفراد.
قد يتطلب التخلص من المحفز المستهلك مزيدًا من المعالجة قبل إرساله إلى مصنع المحفز لإعادة التدوير أو إلى إجراء التخلص المقبول بيئيًا.
أنظمة محفز أخرى
الغاز المتدفق عبر طبقة محفز صلبة فضفاضة يوسع الطبقة ويشكل تعليقًا مشابهًا للسائل ويطلق عليه طبقة السوائل. يستخدم هذا النوع من التفاعل في عمليات مختلفة. تتم إزالة المحفزات المستهلكة كتيار جانبي للمواد الصلبة الغازية للتجديد ثم إعادتها إلى العملية من خلال نظام مغلق. في التفاعلات الأخرى ، قد يكون نشاط المحفز مرتفعًا جدًا ، وعلى الرغم من تفريغ المحفز في المنتج ، يكون التركيز منخفضًا للغاية ولا يمثل مشكلة. عندما يكون التركيز العالي للمواد الصلبة المحفزة في بخار المنتج غير مرغوب فيه ، يجب إزالة المواد الصلبة المرحلة قبل التنقية. ومع ذلك ، ستبقى آثار المواد الصلبة. تتم إزالتها للتخلص منها في أحد تدفقات المنتجات الثانوية ، والتي بدورها يجب توضيحها.
في الحالات التي يتم فيها تجديد المحفز المستهلك من خلال الاحتراق ، يلزم وجود مرافق واسعة لاستعادة المواد الصلبة في أنظمة طبقة الموائع للوفاء بالقيود البيئية. قد تتكون الاستعادة من مجموعات مختلفة من الدوامات ، المرسبات الكهربائية ، المرشحات الكيسية) و / أو أجهزة الغسل. عندما يحدث الحرق في أسرة ثابتة ، فإن الشاغل الأساسي هو التحكم في درجة الحرارة.
نظرًا لأن محفزات الطبقة السائلة تكون في كثير من الأحيان ضمن النطاق التنفسي ، يجب توخي الحذر أثناء مناولة المواد الصلبة لضمان حماية العامل سواء بالمحفزات الجديدة أو المستعادة.
في بعض الحالات ، يمكن استخدام فراغ لإزالة مكونات مختلفة من سرير ثابت. في هذه الحالات ، غالبًا ما تكون نفاثة الفراغ التي تعمل بالبخار هي منتج التفريغ. ينتج عن هذا تصريف بخار يحتوي في كثير من الأحيان على مواد سامة على الرغم من التركيز المنخفض جدًا في التيار النفاث. ومع ذلك ، يجب مراجعة تصريف نفاثة البخار بعناية لتحديد كميات الملوثات والسمية والتشتت المحتمل إذا تم تصريفها مباشرة في الغلاف الجوي. إذا كان هذا غير مرضٍ ، فقد يتطلب التفريغ النفاث التكثيف في حوض حيث يتم التحكم في جميع الأبخرة ويتم إرسال المياه إلى نظام الصرف الصحي المغلق. ستعمل مضخة فراغ دوارة في هذه الخدمة. قد لا يُسمح بالتفريغ من مضخة التفريغ الترددية بالتصريف مباشرة في الغلاف الجوي ، ولكن يمكن في بعض الحالات التفريغ في خط التوهج أو المحرقة أو سخان المعالجة.
السلامة
في جميع المفاعلات ، تعد زيادة الضغط مصدر قلق كبير حيث يجب عدم تجاوز تصنيف ضغط الوعاء. قد تكون هذه الزيادات في الضغط نتيجة لضعف التحكم في العملية أو عطل أو رد فعل سريع. وبالتالي ، فإن أنظمة تخفيف الضغط مطلوبة للحفاظ على سلامة الوعاء عن طريق منع الضغط الزائد للمفاعل. يجب تصميم تصريفات صمام التصريف بعناية للحفاظ على راحة مناسبة في جميع الظروف ، بما في ذلك صيانة صمام التنفيس. قد تكون هناك حاجة إلى صمامات متعددة. في حالة تصميم صمام تنفيس للتصريف في الغلاف الجوي ، يجب رفع نقطة التفريغ فوق جميع الهياكل المجاورة ويجب إجراء تحليل التشتت لضمان الحماية الكافية للعمال والمجتمعات المجاورة.
إذا تم تركيب قرص تمزق بصمام أمان ، فيجب أيضًا إحاطة التفريغ وتحديد موقع التفريغ النهائي كما هو موضح أعلاه. نظرًا لأن تمزق القرص لن يستقر مرة أخرى ، فمن المحتمل أن يحرر القرص الذي لا يحتوي على صمام أمان معظم محتويات المفاعل وقد يدخل الهواء إلى المفاعل في نهاية الإطلاق. وهذا يتطلب تحليلاً دقيقاً لضمان عدم حدوث حالة قابلة للاشتعال وعدم حدوث تفاعلات غير مرغوب فيها للغاية. علاوة على ذلك ، قد يؤدي التفريغ من القرص إلى إطلاق سائل ويجب تصميم نظام التهوية لاحتواء جميع السوائل التي تم تفريغها من البخار ، كما هو موضح أعلاه. يجب أن توافق السلطات التنظيمية على الإطلاقات الطارئة في الغلاف الجوي قبل التركيب.
محرضات الخلاط المثبتة في المفاعلات محكمة الغلق. قد تكون التسريبات خطرة وفي حالة حدوثها يجب إصلاح الختم الأمر الذي يتطلب إيقاف تشغيل المفاعل. قد تتطلب محتويات المفاعل مناولة خاصة أو احتياطات ويجب أن يتضمن إجراء الإغلاق الطارئ إنهاء التفاعل والتخلص من محتويات المفاعل. يجب مراجعة التحكم في القابلية للاشتعال والتعرض بعناية لكل خطوة بما في ذلك التخلص النهائي من مزيج المفاعل. نظرًا لأن الإغلاق يمكن أن يكون مكلفًا وينطوي على خسارة في الإنتاج ، فقد تم إدخال خلاطات تعمل بالمغناطيسية وأنظمة ختم أحدث لتقليل الصيانة وإغلاق المفاعلات.
يتطلب الدخول إلى جميع المفاعلات الامتثال لإجراءات الدخول الآمن إلى الأماكن المحصورة.
أبراج التجزئة أو التقطير
التقطير عملية يتم من خلالها فصل المواد الكيميائية بطرق تستفيد من الاختلافات في نقاط الغليان. الأبراج المألوفة في المصانع الكيماوية والمصافي هي أبراج التقطير.
التقطير بأشكال مختلفة هو خطوة معالجة موجودة في الغالبية العظمى من العمليات الكيميائية. يمكن العثور على التجزئة أو التقطير في خطوات عملية التنقية ، والفصل ، والتعرية ، والزيوتروبية ، والاستخراج. تتضمن هذه التطبيقات الآن التقطير التفاعلي ، حيث يحدث التفاعل في قسم منفصل من برج التقطير.
يتم التقطير بسلسلة من الصواني في برج ، أو يمكن إجراؤه في برج مملوء بالتغليف. تحتوي العبوات على تكوينات خاصة تسمح بسهولة بمرور البخار والسائل ، ولكنها توفر مساحة سطح كافية للتلامس بين البخار والسائل والتجزئة الفعالة.
تشغيل
يتم عادةً إمداد برج بالحرارة بمرجل إعادة الغلي ، على الرغم من أن المحتوى الحراري لتيارات معينة قد يكون كافياً للتخلص من المرجل. مع حرارة مرجل إعادة الغلاية ، يحدث فصل بخار عن سائل متعدد الخطوات على الصواني وتصعد المواد الأخف من خلال البرج. يتم تكثيف الأبخرة من الدرج العلوي كليًا أو جزئيًا في المكثف العلوي. يتم جمع السائل المكثف في أسطوانة استرداد نواتج التقطير ، حيث يتم إعادة تدوير جزء من السائل إلى البرج ويتم سحب الجزء الآخر وإرساله إلى مكان محدد. يمكن استعادة الأبخرة غير المكثفة في مكان آخر أو إرسالها إلى جهاز تحكم يمكن أن يكون جهاز احتراق أو نظام استرداد.
الضغط
تعمل الأبراج عادة عند ضغوط أعلى من الضغط الجوي. ومع ذلك ، يتم تشغيل الأبراج في كثير من الأحيان تحت فراغ لتقليل درجات حرارة السائل التي قد تؤثر على جودة المنتج أو في الحالات التي تصبح فيها مواد البرج مصدر قلق ميكانيكي واقتصادي بسبب مستوى درجة الحرارة الذي قد يكون من الصعب تحقيقه. أيضًا ، قد تؤثر درجات الحرارة المرتفعة على السائل. في الأجزاء البترولية الثقيلة ، غالبًا ما تؤدي درجات حرارة قاع البرج المرتفعة جدًا إلى مشاكل فحم الكوك.
عادة ما يتم الحصول على الفراغات باستخدام قاذفات أو مضخات تفريغ. في وحدات المعالجة ، تتكون حمولات التفريغ من بعض مواد البخار الخفيف ، والمواد الخاملة التي قد تكون موجودة في تيار تغذية البرج والهواء الناتج عن التسرب. عادة يتم تركيب نظام التفريغ بعد المكثف لتقليل التحميل العضوي لنظام التفريغ. يتم تحديد حجم نظام التفريغ بناءً على تحميل البخار المقدّر ، حيث تتعامل القاذفات مع أحمال أكبر من البخار. في أنظمة معينة ، قد يتم توصيل آلة التفريغ مباشرة بمخرج مكثف. عملية نظام القاذف النموذجية هي مزيج من القاذفات ومكثفات بارومترية مباشرة حيث يكون لأبخرة القاذف اتصال مباشر بمياه التبريد. تعتبر المكثفات البارومترية مستهلكة كبيرة للمياه ويؤدي خليط البخار والماء إلى ارتفاع درجات حرارة مخرج الماء التي تميل إلى تبخير أي آثار مركبة عضوية في حوض الضغط الجوي ، مما قد يؤدي إلى زيادة التعرض في مكان العمل. بالإضافة إلى ذلك ، يتم إضافة كمية كبيرة من النفايات السائلة إلى نظام الصرف الصحي.
يتم تحقيق انخفاض كبير في المياه إلى جانب انخفاض كبير في استهلاك البخار في أنظمة التفريغ المعدلة. نظرًا لأن مضخة التفريغ لن تتعامل مع حمولة بخار كبيرة ، يتم استخدام قاذف بخار في المرحلة الأولى مع مكثف سطحي لتقليل حمل مضخة التفريغ. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تركيب أسطوانة الحوض للتشغيل فوق سطح الأرض. يقلل النظام الأبسط من تحميل مياه الصرف ويحافظ على نظام مغلق يزيل التعرض المحتمل للبخار.
السلامة
يجب حماية جميع الأبراج والأسطوانات من الضغط الزائد الذي قد ينتج عن عطل أو حريق (Mowrer 1995) أو فشل المرافق. مراجعة المخاطر ضرورية ومطلوبة بموجب القانون في بعض البلدان. يعمل نهج إدارة سلامة العمليات العامة المطبق على تشغيل العمليات والمصنع على تحسين السلامة وتقليل الخسائر وحماية صحة العمال (Auger 1995؛ Murphy 1994؛ Sutton 1995). يتم توفير الحماية من خلال صمامات تنفيس الضغط (PRVs) التي يتم تصريفها في الغلاف الجوي أو إلى نظام مغلق. يتم تثبيت PRV بشكل عام على قمة البرج لتخفيف حمل البخار الكبير ، على الرغم من أن بعض التركيبات تحدد موقع PRV في مواقع البرج الأخرى. يمكن أيضًا وضع صمام الأمان PRV على أسطوانة استرداد نواتج التقطير العلوية طالما لم يتم وضع الصمامات بين صمام الضغط العالي وقمة البرج. إذا تم تركيب صمامات الكتلة في خطوط المعالجة للمكثف ، فيجب تثبيت PRV على البرج.
عندما يتم تخفيف الضغط الزائد لبرج التقطير ، في ظل سيناريوهات طوارئ معينة ، قد يكون تصريف PRV كبيرًا للغاية. قد يكون التحميل العالي جدًا في خط تنفيس تصريف النظام المغلق هو أكبر حمولة في النظام. نظرًا لأن تفريغ PRV يمكن أن يكون مفاجئًا وقد يكون وقت التخفيف الإجمالي قصيرًا جدًا (أقل من 15 دقيقة) ، يجب تحليل حمل البخار الضخم للغاية هذا بعناية (Bewanger and Krecter 1995؛ Boicourt 1995). نظرًا لأنه من الصعب معالجة هذا الحمل الذروي القصير والكبير في أجهزة التحكم مثل أجهزة الامتصاص والممتزات والأفران وما إلى ذلك ، فإن جهاز التحكم المفضل في معظم الحالات هو التوهج لتدمير البخار. عادة ، يتم توصيل عدد من PRVs برأس خط التوهج الذي يتم توصيله بدوره بمصباح واحد. ومع ذلك ، يجب تصميم نظام التوهج والنظام العام بعناية لتغطية مجموعة كبيرة من حالات الطوارئ المحتملة (Boicourt 1995).
المخاطر الصحية
للإغاثة المباشرة في الغلاف الجوي ، يجب إجراء تحليل تفصيلي للتشتت لأبخرة تصريف صمام الإغاثة للتأكد من عدم تعرض العمال وأن التركيزات المجتمعية جيدة ضمن إرشادات التركيز المسموح بها. للتحكم في التشتت ، قد يلزم رفع خطوط تصريف صمام الإغاثة الجوية لمنع التركيزات المفرطة على الهياكل المجاورة. قد يكون من الضروري وجود كومة طويلة جدًا تشبه التوهج للتحكم في التشتت.
مجال آخر مثير للقلق هو دخول برج للصيانة أو إجراء تغييرات ميكانيكية أثناء الإغلاق. يستلزم ذلك الدخول إلى مكان مغلق ويعرض العمال للمخاطر المرتبطة بذلك. يجب إجراء طريقة التنظيف والتطهير قبل الفتح بعناية لضمان الحد الأدنى من التعرض عن طريق تقليل أي تركيزات سامة أقل من المستويات الموصى بها. قبل البدء في عمليات الشطف والتصفية ، يجب تقليل ضغط البرج وتعمية جميع توصيلات المواسير بالبرج (على سبيل المثال ، يجب وضع الأقراص المعدنية المسطحة بين فلنجات البرج وفلانشات أنابيب التوصيل). يجب إدارة هذه الخطوة بعناية لضمان الحد الأدنى من التعرض. في عمليات مختلفة ، تختلف طرق تطهير البرج من السوائل السامة. في كثير من الأحيان ، يتم إزاحة سائل البرج بسائل له خصائص سمية منخفضة للغاية. يتم بعد ذلك تصريف سائل الإزاحة هذا وضخه إلى الموقع المحدد. يمكن تبخير الغشاء السائل والقطرات المتبقية في الغلاف الجوي من خلال شفة علوية بها ستارة خاصة مع فتحة بين الستارة وحافة البرج. بعد التبخير ، يدخل الهواء إلى البرج من خلال الفتحة العمياء الخاصة بينما يبرد البرج. يتم فتح فتحة في أسفل البرج وواحدة في أعلى البرج للسماح بنفخ الهواء عبر البرج. عندما يصل تركيز البرج الداخلي إلى مستوى محدد مسبقًا ، يمكن إدخال البرج.
المبادلات الحرارية
هناك مجموعة متنوعة من المبادلات الحرارية في صناعة العمليات الكيميائية. المبادلات الحرارية هي أجهزة ميكانيكية لنقل الحرارة من أو إلى تيار العملية. يتم اختيارهم وفقًا لشروط العملية وتصميمات المبادلات. يتم عرض عدد قليل من أنواع المبادلات الشائعة في الشكل 2. اختيار المبادل الأمثل لخدمة عملية معقد نوعًا ما ويتطلب تحقيقًا تفصيليًا (Woods 1995). في كثير من الحالات ، لا تكون أنواع معينة مناسبة بسبب الضغط ودرجة الحرارة وتركيز المواد الصلبة واللزوجة وكمية التدفق وعوامل أخرى. علاوة على ذلك ، يمكن أن يختلف تصميم المبادل الحراري الفردي بشكل كبير ؛ تتوفر عدة أنواع من أنابيب ومبادلات الألواح العائمة (Green، Maloney and Perry 1984). عادةً ما يتم اختيار الرأس العائم حيث قد تتسبب درجات الحرارة في تمدد مفرط في الأنبوب لا يمكن لولا ذلك الحفاظ على السلامة في مبادل ألواح الأنبوب الثابت. في مبادل الرأس العائم المبسط في الشكل 2 ، يتم احتواء الرأس العائم بالكامل داخل المبادل وليس له أي اتصال بغطاء الغلاف. في تصميمات الرأس العائمة الأخرى ، قد يكون هناك تغليف حول ورقة الأنابيب العائمة (Green، Maloney and Perry 1984).
الشكل 2. مبادلات حرارية نموذجية
تسرب
تتلامس العبوات الموجودة على صفائح الأنابيب العائمة مع الغلاف الجوي وقد تكون مصدرًا للتسرب والتعرض المحتمل. قد تحتوي المبادلات الأخرى أيضًا على مصادر تسرب محتملة ويجب فحصها بعناية. نتيجة لخصائص نقل الحرارة ، غالبًا ما يتم تثبيت مبادلات الألواح والإطار في الصناعة الكيميائية. تحتوي الألواح على تمويجات وتكوينات مختلفة. يتم فصل الألواح بواسطة حشوات تمنع اختلاط التيارات وتوفر مانع تسرب خارجي. ومع ذلك ، فإن الأختام تحد من تطبيقات درجة الحرارة إلى حوالي 180 درجة مئوية ، على الرغم من أن تحسينات الختم قد تتغلب على هذا القيد. نظرًا لوجود عدد من اللوحات ، يجب ضغط الألواح بشكل صحيح لضمان الإغلاق المناسب بينها. وبالتالي ، فإن التركيب الميكانيكي الدقيق ضروري لمنع التسرب والمخاطر المحتملة. نظرًا لوجود عدد كبير من الأختام ، فإن المراقبة الدقيقة للسدادات مهمة لتقليل التعرضات المحتملة.
تعتبر المبادلات المبردة بالهواء جذابة اقتصاديًا وقد تم تركيبها في عدد كبير من تطبيقات المعالجة وفي مواقع مختلفة داخل وحدات المعالجة. لتوفير المساحة ، غالبًا ما يتم تثبيت هذه المبادلات فوق مسارات الأنابيب ويتم تكديسها بشكل متكرر. نظرًا لأن اختيار مادة الأنبوب مهم ، يتم استخدام مجموعة متنوعة من المواد في الصناعة الكيميائية. هذه الأنابيب متصلة بصفيحة الأنبوب. هذا يتطلب استخدام مواد متوافقة. يعد التسرب من خلال شق في الأنبوب أو في ورقة الأنبوب مصدر قلق لأن المروحة ستدور الأبخرة من التسرب وقد يؤدي التشتت إلى التعرضات المحتملة. قد يقلل تخفيف الهواء بشكل كبير من مخاطر التعرض المحتملة. ومع ذلك ، يتم إغلاق المراوح في كثير من الأحيان في ظل بعض الظروف الجوية وفي هذه الظروف يمكن أن تزيد تركيزات التسرب وبالتالي زيادة التعرض المحتمل. علاوة على ذلك ، إذا لم يتم إصلاح الأنابيب المتسربة ، فقد يتفاقم الشق. مع السوائل السامة التي لا تتبخر بسهولة ، يمكن أن يحدث تقطر مما يؤدي إلى التعرض الجلدي المحتمل.
قد تتسبب المبادلات الحرارية ذات الغلاف والأنبوب في حدوث تسريبات من خلال أي من الفلنجات المختلفة (Green، Maloney and Perry 1984). نظرًا لأن المبادلات الحرارية للقذيفة والأنبوب تختلف في الحجم من مساحات سطح صغيرة إلى كبيرة جدًا ، فإن قطر الشفاه الخارجية يكون عمومًا أكبر بكثير من حواف الأنابيب النموذجية. مع هذه الحواف الكبيرة ، لا يجب أن تتحمل الحشيات ظروف العملية فحسب ، بل توفر أيضًا مانع التسرب تحت اختلافات حمل البراغي. يتم استخدام تصميمات حشية مختلفة. من الصعب الحفاظ على ضغوط حمل البرغي الثابت على جميع مسامير الفلنجة ، مما يؤدي إلى حدوث تسرب في العديد من المبادلات. يمكن التحكم في تسرب الفلنجات بواسطة حلقات مانعة للتسرب بالفلنجات (ليبتون ولينش 1994).
قد يحدث تسرب في الأنبوب في أي من أنواع المبادلات المتاحة ، باستثناء مبادلات الألواح وعدد قليل من المبادلات المتخصصة الأخرى. ومع ذلك ، فإن هذه المبادلات الأخيرة لديها مشاكل أخرى محتملة. عندما تتسرب الأنابيب إلى نظام مياه التبريد ، تقوم مياه التبريد بتفريغ الملوثات في برج التبريد والذي يمكن أن يكون مصدر تعرض لكل من العمال والمجتمع القريب. وبالتالي ، يجب مراقبة مياه التبريد.
يمكن أن يكون تشتت أبخرة أبراج التبريد منتشرًا على نطاق واسع نتيجة وجود المراوح في أبراج تبريد السحب القسري والمستحث. بالإضافة إلى ذلك ، تقوم أبراج الحمل الحراري الطبيعي بتصريف الأبخرة في الغلاف الجوي والتي تتشتت بعد ذلك. ومع ذلك ، يختلف التشتت إلى حد كبير بناءً على كل من الظروف الجوية وارتفاع التفريغ. تبقى المواد السامة الأقل تطايرًا في مياه التبريد وتيار تفريغ برج التبريد ، والتي يجب أن تتمتع بقدرة معالجة كافية لتدمير الملوثات. يجب تنظيف برج التبريد وحوض البرج بشكل دوري وتزيد الملوثات من المخاطر المحتملة في الحوض وفي تعبئة البرج. الحماية الشخصية ضرورية لكثير من هذا العمل.
تنظيف المبادل
تتمثل مشكلة الأنابيب في خدمة مياه التبريد في تراكم المواد في الأنابيب الناتج عن التآكل والكائنات البيولوجية وترسب المواد الصلبة. كما هو موضح أعلاه ، قد تتسرب الأنابيب أيضًا من خلال الشقوق ، أو قد يحدث تسرب عندما يتم دحرجة الأنابيب في شقوق في ورقة الأنبوب. عند حدوث أي من هذه الشروط ، يلزم إصلاح المبادل وإزالة سوائل العملية من المبادل. وهذا يتطلب عملية محتواة بالكامل ، وهو أمر ضروري لتلبية أهداف التعرض البيئي والسلامة والصحة.
بشكل عام ، يتم تصريف مائع العملية إلى جهاز استقبال ويتم طرد المادة المتبقية من المبادل باستخدام مذيب أو مادة خاملة. يتم أيضًا إرسال المادة الأخيرة إلى جهاز استقبال للمواد الملوثة عن طريق التصريف أو الضغط بالنيتروجين. في حالة وجود مادة سامة في المبادل ، يجب مراقبة المبادل بحثًا عن أي آثار للمواد السامة. إذا كانت نتائج الاختبار غير مرضية ، فيمكن تبخير المبادل للتبخير وإزالة جميع آثار المواد. ومع ذلك ، يجب توصيل فتحة تنفيس البخار بنظام مغلق لمنع تسرب البخار إلى الغلاف الجوي. في حين أن الفتحة المغلقة قد لا تكون ضرورية تمامًا ، فقد يكون هناك في بعض الأحيان المزيد من المواد الملوثة في المبادل ، مما يتطلب تنفيس بخار مغلق في جميع الأوقات للتحكم في المخاطر المحتملة. بعد التبخير ، تنفيس في الغلاف الجوي تسمح للهواء. هذا الإجراء العام قابل للتطبيق على جانب المبادل أو الجوانب التي تحتوي على مادة سامة.
المواد الكيميائية المستخدمة بعد ذلك لتنظيف الأنابيب أو جانب الغلاف يجب أن يتم تعميمها في نظام مغلق. عادة ، يتم إعادة تدوير محلول التنظيف من نظام شاحنة صهريج ويتم تصريف المحلول الملوث في النظام إلى شاحنة للتخلص منه.
كعب عريض
من أهم وظائف العملية حركة السوائل وفي الصناعة الكيميائية يتم نقل جميع أنواع المواد السائلة بمجموعة متنوعة من المضخات. المضخات المعلبة والمغناطيسية هي مضخات طرد مركزي بدون سدادات. تتوفر محركات المضخات المغناطيسية للتركيب على أنواع المضخات الأخرى لمنع التسرب. يتم سرد أنواع المضخات المستخدمة في صناعة العمليات الكيميائية في الجدول 7.
الجدول 7. المضخات في صناعة معالجة المواد الكيميائية
ختم
من وجهة نظر الصحة والسلامة ، يعد إغلاق مضخات الطرد المركزي وإصلاحها من الاهتمامات الرئيسية. يمكن أن تتسرب الأختام الميكانيكية ، التي تشكل نظام ختم العمود السائد ، وفي بعض الأحيان تنفجر. ومع ذلك ، فقد حدثت تطورات كبيرة في تكنولوجيا مانع التسرب منذ السبعينيات والتي أدت إلى انخفاض كبير في التسرب وإطالة عمر خدمة المضخة. بعض هذه التحسينات عبارة عن أختام منفاخ ، وأختام خرطوشة ، وتصميمات محسنة للوجه ، ومواد وجه أفضل وتحسينات في مراقبة المضخة المتغيرة. علاوة على ذلك ، ينبغي أن يؤدي البحث المستمر في تكنولوجيا الختم إلى مزيد من التحسينات التكنولوجية.
عندما تكون سوائل العملية شديدة السمية ، يتم بشكل متكرر تركيب مضخات بدون تسرب أو معلبة أو مغناطيسية. تحسنت فترات خدمة التشغيل أو متوسط الوقت بين الصيانة (MTBM) بشكل ملحوظ وتتراوح بشكل عام بين ثلاث وخمس سنوات. في هذه المضخات ، يكون سائل العملية هو سائل التشحيم لمحامل العضو الدوار. يؤثر تبخر السائل الداخلي سلبًا على المحامل وغالبًا ما يجعل استبدال المحمل ضروريًا. يمكن الحفاظ على ظروف السائل في المضخات من خلال ضمان أن الضغط الداخلي في نظام المحمل دائمًا أكبر من ضغط بخار السائل عند درجة حرارة التشغيل. عند إصلاح مضخة غير مانعة للتسرب ، من المهم استنزاف مادة منخفضة التطاير نسبيًا ويجب مراجعتها بعناية مع المورد.
في مضخات عملية الطرد المركزي النموذجية ، تم استبدال التعبئة بشكل أساسي بأختام ميكانيكية. تصنف هذه الأختام عمومًا على أنها أختام ميكانيكية مفردة أو مزدوجة ، ويغطي المصطلح الأخير أختام ميكانيكية ترادفية أو مزدوجة. هناك مجموعات أخرى من الختم المزدوج ، لكنها لا تستخدم على نطاق واسع. بشكل عام ، يتم تركيب موانع تسرب ميكانيكية ترادفية أو مزدوجة مع سوائل عازلة سائلة بين السدادات لتقليل تسرب الختم. تم إصدار معايير السداد الميكانيكي للمضخات لكل من المضخات الطاردة المركزية والدوارة التي تغطي مواصفات وتركيب الختم الميكانيكي الفردي والثنائي من قبل معهد البترول الأمريكي (API 1994). يتوفر الآن دليل تطبيق مانع التسرب الميكانيكي للمساعدة في تقييم أنواع السدادات (STLE 1994).
لمنع التسرب المفرط أو النفخ من الختم الفاشل ، يتم تثبيت لوحة الغدة بعد الختم. قد تحتوي على سائل تدفق للغدة لنقل التسرب إلى نظام تصريف مغلق (API 1994). نظرًا لأن نظام الغدة ليس مانع تسرب كامل ، تتوفر أنظمة مانعة للتسرب إضافية ، مثل البطانات الخانقة ، ويتم تثبيتها في الغدة التي تتحكم في التسرب المفرط إلى الغلاف الجوي أو انفجار السداد (ليبتون ولينتش 1994). هذه الأختام غير مصممة للتشغيل المستمر ؛ بعد التنشيط ، ستعمل لمدة تصل إلى أسبوعين قبل الفشل ، وبالتالي توفر وقتًا لعمليات تبديل المضخات أو إجراء تعديلات على العملية.
يتوفر نظام مانع تسرب ميكانيكي أحدث يقلل بشكل أساسي من الانبعاثات إلى مستوى الصفر. هذا هو نظام مانع تسرب ميكانيكي مزدوج مع نظام غاز عازل يحل محل المخزن المؤقت السائل في نظام الختم الميكانيكي المزدوج القياسي (Fone 1995 ؛ Netzel 1996 ؛ Adams ، Dingman and Parker 1995). في أنظمة المخزن المؤقت للسائل ، يتم فصل أوجه الختم بواسطة طبقة تشحيم رفيعة للغاية من السائل العازل الذي يبرد أيضًا أوجه الختم. على الرغم من فصله قليلاً ، يوجد قدر معين من ملامسة الوجه مما يؤدي إلى تآكل الختم وتسخين وجه الختم. تسمى أختام الغاز أختام عدم التلامس حيث يضخ أحد وجه الختم ذو المسافات البادئة المنحنية الغاز عبر أوجه الختم ويبني طبقة غاز أو سدًا يفصل أوجه الختم تمامًا. يؤدي هذا النقص في التلامس إلى إطالة عمر الختم ويقلل أيضًا من فقد الاحتكاك ، وبالتالي تقليل استهلاك الطاقة بشكل ملحوظ. نظرًا لأن الختم يضخ الغاز ، فهناك تدفق صغير جدًا في العملية وإلى الغلاف الجوي.
المخاطر الصحية
مصدر القلق الرئيسي للمضخات هو التصريف والشطف لتحضير المضخة للصيانة أو الإصلاح. يغطي التصريف والإزالة كلاً من سوائل العملية والسوائل العازلة. يجب أن تتطلب الإجراءات تصريف جميع السوائل في نظام صرف مغلق التوصيل. في صندوق حشو المضخة حيث تفصل جلبة الحلق المكره عن صندوق الحشو ، تعمل الجلبة كسد في الاحتفاظ ببعض السوائل في صندوق التعبئة. تسمح ثقوب البكاء في البطانة أو الصرف في صندوق التعبئة بإزالة السائل بالكامل من خلال التصريف والشطف. بالنسبة للسوائل العازلة ، يجب أن تكون هناك طريقة لتصريف كل السوائل من منطقة الختم المزدوج. تتطلب الصيانة إزالة الختم وإذا لم يتم تصريف حجم السداد بالكامل وغسله ، فإن السدادات هي مصدر محتمل للتعرض أثناء الإصلاح.
الغبار والمساحيق
يعتبر التعامل مع الغبار والمساحيق في معدات معالجة المواد الصلبة مصدر قلق بسبب احتمالية نشوب حريق أو انفجار. قد ينفجر انفجار داخل الجهاز عبر جدار أو حاوية نتيجة للضغط الناتج عن الانفجار مما يرسل ضغطًا مشتركًا وموجة حريق في منطقة مكان العمل. يمكن أن يتعرض العمال للخطر ، ويمكن أن تتأثر المعدات المجاورة بشدة بتأثيرات شديدة. الغبار أو المساحيق المعلقة في الهواء أو في غاز مع وجود الأكسجين وفي مكان مغلق تكون عرضة للانفجار عند وجود مصدر للاشتعال بطاقة كافية. يتم عرض بعض بيئات المعدات المتفجرة النموذجية في الجدول 8.
الجدول 8. مصادر الانفجار المحتملة في المعدات
معدات النقل |
الخزائن |
القنوات الهوائية |
صناديق |
ناقلات ميكانيكية |
النطاط |
الصمامات الدوارة |
|
معدات التجهيز |
|
مرشح جامعي الغبار |
المطاحن |
مجففات سرير السوائل |
مطاحن الكرة |
مجففات خط النقل |
خلط مسحوق |
الفحص |
الأعاصير |
ينتج عن الانفجار حرارة وتمدد سريع للغاز (زيادة الضغط) ويؤدي عمومًا إلى الاحتراق ، وهو عبارة عن واجهة لهب تتحرك بسرعة ولكن بسرعة أقل من سرعة الصوت لهذه الظروف. عندما تكون السرعة الأمامية للهب أكبر من سرعة الصوت أو تكون بسرعة تفوق سرعة الصوت ، فإن الحالة تسمى انفجار ، وهي أكثر تدميراً من الاحتراق. يحدث التمدد الأمامي للهب والانفجار في أجزاء من الثانية ولا يوفران وقتًا كافيًا لاستجابات العملية القياسية. وبالتالي ، يجب تحديد خصائص الحريق والانفجار المحتملة للمسحوق لتحديد المخاطر المحتملة التي قد توجد في خطوات المعالجة المختلفة (CCPS 1993 ؛ Ebadat 1994 ؛ Bartknecht 1989 ؛ Cesana and Siwek 1995). يمكن أن توفر هذه المعلومات بعد ذلك أساسًا لتركيب الضوابط ومنع الانفجارات.
تقدير مخاطر الانفجار
نظرًا لأن الانفجارات تحدث عمومًا في معدات مغلقة ، يتم إجراء اختبارات مختلفة في معدات معملية مصممة خصيصًا. بينما قد تبدو المساحيق متشابهة ، لا ينبغي استخدام النتائج المنشورة لأن الاختلافات الصغيرة في المساحيق يمكن أن يكون لها خصائص انفجار مختلفة جدًا.
يمكن أن تحدد مجموعة متنوعة من الاختبارات التي يتم إجراؤها على المسحوق خطر الانفجار ويجب أن تشمل سلسلة الاختبار ما يلي.
يحدد اختبار التصنيف ما إذا كانت سحابة مسحوق الغبار يمكن أن تبدأ وتنتشر ألسنة اللهب (عبادات 1994). المساحيق التي لها هذه الخصائص تعتبر مساحيق من الفئة أ. تسمى هذه المساحيق التي لا تشتعل بالفئة ب. تتطلب مساحيق الفئة أ بعد ذلك سلسلة أخرى من الاختبارات لتقييم احتمالية انفجارها وخطرها.
يحدد اختبار طاقة الاشتعال الأدنى الحد الأدنى من طاقة الشرارة اللازمة لاشتعال سحابة مسحوق (Bartknecht 1989).
في شدة الانفجار والتحليل ، يتم اختبار مساحيق المجموعة (أ) كسحابة غبار في كرة حيث يتم قياس الضغط أثناء انفجار اختباري بناءً على الحد الأدنى من طاقة الاشتعال. يتم تحديد الحد الأقصى لضغط الانفجار جنبًا إلى جنب مع معدل التغيير في الضغط لكل وحدة زمنية. من هذه المعلومات ، يتم تحديد القيمة المميزة للانفجار (Kst) بالأمتار الشريطية في الثانية ويتم تحديد فئة الانفجار (Bartknecht 1989؛ Garzia and Senecal 1996):
Kst (بار · م / ث) فئة انفجار الغبار القوة النسبية
1-200 شارع 1 أضعف إلى حد ما
201-300 شارع 2 قوي
300+ شارع 3 قوي جدا
تم اختبار عدد كبير من المساحيق وكانت غالبيتها في فئة St 1 (Bartknecht 1989؛ Garzia and Senecal 1996).
في تقييم المساحيق غير السحابية ، يتم اختبار المساحيق لتحديد إجراءات وظروف التشغيل الآمنة.
اختبارات منع الانفجار
يمكن أن تكون اختبارات منع الانفجار مفيدة حيث لا يمكن تثبيت أنظمة إخماد الانفجار. أنها توفر بعض المعلومات عن ظروف التشغيل المرغوبة (عبادات 1994).
يحدد اختبار الحد الأدنى من الأكسجين مستوى الأكسجين الذي لن يشتعل الغبار دونه (Fone 1995). الغاز الخامل في العملية سيمنع الاشتعال إذا كان الغاز مقبولاً.
يتم تحديد الحد الأدنى لتركيز الغبار من أجل تحديد مستوى التشغيل الذي لن يحدث اشتعال دونه.
اختبارات المخاطر الكهروستاتيكية
تحدث العديد من الانفجارات نتيجة الاشتعال الكهروستاتيكي وتشير الاختبارات المختلفة إلى المخاطر المحتملة. تغطي بعض الاختبارات الحد الأدنى من طاقة الإشعال وخصائص الشحنة الكهربائية للمسحوق ومقاومة الحجم. من نتائج الاختبار ، يمكن اتخاذ خطوات معينة لمنع الانفجارات. تشمل الخطوات زيادة الرطوبة ، وتعديل مواد البناء ، والتأريض المناسب ، والتحكم في جوانب معينة من تصميم المعدات ومنع الشرر (Bartknecht 1989؛ Cesana and Siwek 1995).
السيطرة على الانفجار
هناك طريقتان أساسيتان للتحكم في الانفجارات أو الجبهات من الانتشار من موقع وآخر أو احتواء انفجار داخل قطعة من المعدات. هاتان الطريقتان هما المثبطات الكيميائية وصمامات العزل (Bartknecht 1989؛ Cesana and Siwek 1995؛ Garzia and Senecal 1996). استنادًا إلى بيانات ضغط الانفجار المأخوذة من اختبارات شدة الانفجار ، تتوفر مستشعرات الاستجابة السريعة التي ستؤدي إلى تشغيل مثبط كيميائي و / أو إغلاق صمامات حاجز العزل بسرعة. الكابتات متوفرة تجارياً ، لكن تصميم الحاقن الكابت مهم جداً.
فتحات الانفجار
في المعدات التي قد يحدث فيها انفجار محتمل ، يتم بشكل متكرر تركيب فتحات تنفجر تتمزق عند ضغوط معينة. يجب تصميمها بعناية ويجب تحديد مسار العادم من الجهاز لمنع تواجد العمال في منطقة المسار هذه. علاوة على ذلك ، يجب تحليل الاصطدام بالمعدات في مسار الانفجار لضمان سلامة المعدات. قد تكون هناك حاجة إلى حاجز.
شحن وتفريغ
يتم تحميل المنتجات والوسائط والمنتجات الثانوية في شاحنات صهريجية وعربات قطارات. (في بعض الحالات ، اعتمادًا على موقع المرافق ومتطلبات الرصيف ، يتم استخدام الناقلات والصنادل). يعد موقع مرافق التحميل والتفريغ أمرًا مهمًا. في حين أن المواد التي يتم تحميلها وتفريغها عادة ما تكون سوائل وغازات ، يتم أيضًا تحميل وتفريغ المواد الصلبة في المواقع المفضلة بناءً على نوع المواد الصلبة المنقولة وخطر الانفجار المحتمل ودرجة صعوبة النقل.
الفتحات المفتوحة
عند تحميل شاحنات الصهريج أو عربات السكة الحديد من خلال فتحات الفتح العلوية ، هناك اعتبار مهم للغاية وهو تقليل تناثر السوائل أثناء ملء الحاوية. إذا كان أنبوب الملء موجودًا فوق قاع الحاوية جيدًا ، فإن الملء ينتج عنه تناثر وتوليد بخار أو تبخر مختلط لبخار السائل. يمكن تقليل تكوّن الرذاذ والبخار عن طريق تحديد موقع مخرج أنبوب التعبئة أسفل مستوى السائل بشكل جيد. عادةً ما يتم تمديد أنبوب التعبئة عبر الحاوية بمسافة لا تقل عن أسفل قاع الحاوية. نظرًا لأن تعبئة السوائل تزيح البخار أيضًا ، يمكن أن تكون الأبخرة السامة خطرًا محتملاً على الصحة وأيضًا تمثل مخاوف تتعلق بالسلامة. وبالتالي ، يجب جمع الأبخرة. تتوفر أذرع التعبئة تجاريًا والتي تحتوي على أنابيب تعبئة عميقة وتمتد من خلال غطاء خاص يغلق فتحة الفتحة (ليبتون ولينتش 1994). بالإضافة إلى ذلك ، يمتد أنبوب تجميع البخار مسافة قصيرة أسفل غطاء الفتحة الخاصة. في نهاية المنبع للذراع ، يتم توصيل مخرج البخار بجهاز الاسترداد (على سبيل المثال ، جهاز امتصاص أو مكثف) ، أو يمكن إعادة البخار إلى خزان التخزين على شكل نقل موازنة بخار (ليبتون ولينتش 1994).
في نظام الفتحة المفتوحة لشاحنة الخزان ، يتم رفع الذراع للسماح بالتصريف في شاحنة الصهريج ويمكن ضغط بعض السائل الموجود في الذراع بالنيتروجين أثناء سحب الذراع ، ولكن يجب أن تظل أنابيب الملء أثناء هذه العملية داخل الفتحة افتتاح. عندما يمسح ذراع التعبئة الفتحة ، يجب وضع دلو فوق المخرج لالتقاط قطرات الذراع.
قطارات
تحتوي العديد من عربات السكك الحديدية على فتحات مغلقة بأرجل تعبئة عميقة قريبة جدًا من قاع الحاوية ومنفذ منفصل لتجميع البخار. من خلال ذراع يمتد إلى الفتحة المغلقة ، يتم تحميل السائل وتجميع البخار بطريقة مشابهة لطريقة ذراع الفتحة المفتوحة. في أنظمة تحميل عربات السكك الحديدية ، بعد إغلاق الصمام عند مدخل الذراع ، يتم حقن النيتروجين في جانب الحاوية من الأذرع لتفجير السائل المتبقي في الذراع في عربة السكك الحديدية قبل إغلاق صمام الملء في عربة السكك الحديدية (ليبتون ولينتش 1994) .
شاحنات صهريج
يتم تعبئة العديد من شاحنات الصهريج من خلال الجزء السفلي لتقليل تولد البخار (ليبتون ولينش 1994). يمكن أن تكون خطوط التعبئة عبارة عن خراطيم خاصة أو أذرع قابلة للمناورة. يتم وضع قارنات الفصل الجاف على أطراف الخرطوم أو الذراع وعلى الوصلات السفلية لشاحنة الصهريج. عندما تمتلئ شاحنة الصهريج ويتم إغلاق الخط تلقائيًا ، يتم فصل الذراع أو الخرطوم عند أداة التوصيل الجاف ، والتي يتم إغلاقها تلقائيًا عند فصل أدوات التوصيل. تم تصميم أدوات التوصيل الأحدث بحيث يتم فصلها مع عدم وجود أي تسرب تقريبًا.
في التحميل السفلي ، يتم جمع البخار من خلال فتحة تهوية أعلى للبخار ويتم نقل البخار عبر خط خارجي ينتهي بالقرب من قاع الحاوية (ليبتون ولينش 1994). هذا يسمح للعامل بالوصول إلى وصلات اقتران البخار. يجب جمع البخار المتجمع ، والذي يكون عند ضغط أعلى قليلاً من الغلاف الجوي ، وإرساله إلى جهاز الاسترداد (ليبتون ولينش 1994). يتم اختيار هذه الأجهزة بناءً على التكلفة الأولية والفعالية والصيانة والتشغيل. بشكل عام ، يُفضل نظام الاسترداد على الشعلة ، التي تدمر الأبخرة المستعادة.
التحكم في التحميلl
في شاحنات الصهريج ، يتم تثبيت مستشعرات المستوى بشكل دائم داخل جسم الشاحنة للإشارة إلى وقت الوصول إلى مستوى الملء والإشارة إلى صمام كتلة التحكم عن بعد الذي يوقف التدفق إلى الشاحنة. (ليبتون ولينش 1994). قد يكون هناك أكثر من جهاز استشعار في شاحنة الصهريج كدعم لضمان عدم امتلاء الشاحنة بشكل زائد. يمكن أن يؤدي الإفراط في الملء إلى مشاكل خطيرة تتعلق بالسلامة والصحة.
قد تحتوي عربات السكك الحديدية في خدمة كيميائية مخصصة على مستشعرات مستوى مركبة داخليًا في السيارة. بالنسبة للسيارات غير المخصصة ، يتحكم جهاز تجميع التدفق في كمية السائل الذي يتم إرساله إلى عربة السكك الحديدية ويغلق تلقائيًا صمام كتلة جهاز التحكم عن بُعد في إعداد محدد مسبقًا (ليبتون ولينتش 1994). يجب فحص كلا نوعي الحاويات لتحديد ما إذا كان السائل يبقى في الحاوية قبل التعبئة. تحتوي العديد من عربات القطارات على مؤشرات مستوى يدوية يمكن استخدامها لهذه الخدمة. ومع ذلك ، عندما يظهر المستوى من خلال فتح فتحة تهوية صغيرة للعصا في الغلاف الجوي ، يجب تنفيذ هذا الإجراء فقط في ظل ظروف خاضعة للتحكم والمعتمدة بشكل صحيح بسبب سمية بعض المواد الكيميائية المحملة.
التفريغ
عندما يكون للمواد الكيميائية ضغط بخار مرتفع جدًا ويكون للعربة أو شاحنة الصهريج ضغط مرتفع نسبيًا ، يتم تفريغ المادة الكيميائية تحت ضغط البخار الخاص بها. إذا انخفض ضغط البخار إلى مستوى يتداخل مع إجراء التفريغ ، فيمكن حقن غاز النيتروجين للحفاظ على ضغط مُرضٍ. يمكن أيضًا ضغط البخار من خزان من نفس المادة الكيميائية وحقنه لرفع الضغط.
بالنسبة للمواد الكيميائية السامة التي لها ضغط بخار منخفض نسبيًا ، مثل البنزين ، يتم تفريغ السائل تحت ضغط النيتروجين ، مما يلغي الضخ ويبسط النظام (ليبتون ولينتش 1994). تتميز شاحنات الصهاريج وعربات السكك الحديدية الخاصة بهذه الخدمة بضغوط تصميمية قادرة على التعامل مع الضغوط والتغيرات التي تواجهها. ومع ذلك ، يتم الحفاظ على الضغوط المنخفضة بعد تفريغ الحاوية حتى يتم إعادة تعبئة شاحنة الصهريج أو عربة القطار ؛ يعيد الضغط أثناء التحميل. يمكن إضافة النيتروجين إذا لم يتم الوصول إلى ضغط كافٍ أثناء التحميل.
تتمثل إحدى المشكلات في عمليات التحميل والتفريغ في خطوط الصرف والتطهير والمعدات في مرافق التحميل / التفريغ. تعتبر المصارف المغلقة والمصارف ذات النقاط المنخفضة ضرورية مع عمليات تطهير النيتروجين لإزالة جميع آثار المواد الكيميائية السامة. يمكن جمع هذه المواد في أسطوانة وإعادتها إلى مرفق الاستلام أو الاسترداد (ليبتون ولينش 1994).
مقتبس من الطبعة الثالثة ، موسوعة الصحة والسلامة المهنية
تنقسم صناعة البلاستيك إلى قطاعين رئيسيين ، يمكن رؤية العلاقة المتبادلة بينهما في الشكل 1. يشمل القطاع الأول موردي المواد الخام الذين يصنعون البوليمرات ومركبات القولبة من المواد الوسيطة التي ربما يكونوا قد أنتجوها بأنفسهم. من حيث رأس المال المستثمر ، عادة ما يكون هذا هو الأكبر بين القطاعين. يتكون القطاع الثاني من معالجات يقومون بتحويل المواد الخام إلى مواد قابلة للبيع باستخدام عمليات مختلفة مثل البثق والقولبة بالحقن. تشمل القطاعات الأخرى مصنعي الآلات الذين يزودون المعالجات وموردي الإضافات الخاصة بالمعدات لاستخدامها في الصناعة.
الشكل 1. تسلسل الإنتاج في معالجة البلاستيك
تصنيع البوليمر
تنقسم المواد البلاستيكية على نطاق واسع إلى فئتين متميزتين: مواد اللدائن الحرارية ، والتي يمكن تخفيفها مرارًا وتكرارًا عن طريق تطبيق الحرارة ومواد التصلد بالحرارة ، والتي تخضع لتغير كيميائي عند تسخينها وتشكيلها ولا يمكن إعادة تشكيلها بعد ذلك عن طريق تطبيق الحرارة. يمكن تصنيع عدة مئات من البوليمرات الفردية بخصائص مختلفة على نطاق واسع ، لكن أقل من 20 نوعًا تشكل حوالي 90٪ من إجمالي الإنتاج العالمي. اللدائن الحرارية هي أكبر مجموعة ويتزايد إنتاجها بمعدل أعلى من اللدائن الحرارية. من حيث كمية الإنتاج ، فإن أهم اللدائن الحرارية هي البولي إيثيلين عالي الكثافة ومنخفض الكثافة والبولي بروبيلين (البولي أوليفينات) والبولي فينيل كلوريد (PVC) والبوليسترين.
الراتنجات المهمة بالحرارة هي الفينول فورمالديهايد واليوريا فورمالدهايد ، سواء في شكل راتنجات أو مساحيق صب. كما أن راتنجات الايبوكسي والبوليستر غير المشبع والبولي يوريثان مهمة أيضًا. حجم أصغر من "اللدائن الهندسية" ، على سبيل المثال ، polyacetals ، polyamides و polycarbonates ، لها قيمة عالية في الاستخدام في التطبيقات الهامة.
تم تسهيل التوسع الكبير في صناعة البلاستيك في عالم ما بعد الحرب العالمية الثانية إلى حد كبير من خلال توسيع نطاق المواد الخام الأساسية التي تغذيها ؛ توافر المواد الخام وسعرها أمران حاسمان لأي صناعة سريعة التطور. لم يكن من الممكن أن توفر المواد الخام التقليدية مواد كيميائية وسيطة بكميات كافية بتكلفة مقبولة لتسهيل الإنتاج التجاري الاقتصادي لمواد بلاستيكية ذات حمولة كبيرة وكان تطوير صناعة البتروكيماويات هو الذي جعل النمو ممكنًا. النفط كمادة خام متوفر بكثرة ويسهل نقله والتعامل معه وكان ، حتى أزمة النفط في السبعينيات ، رخيصًا نسبيًا. لذلك ، في جميع أنحاء العالم ، ترتبط صناعة البلاستيك بشكل أساسي باستخدام المواد الوسيطة التي يتم الحصول عليها من تكسير النفط والغاز الطبيعي. لم يكن للمواد الأولية غير التقليدية مثل الكتلة الحيوية والفحم تأثير كبير على الإمداد لصناعة البلاستيك.
يوضح مخطط التدفق في الشكل 2 تنوع استخدامات البترول الخام والغاز الطبيعي كنقاط انطلاق لمواد التصلد بالحرارة والمواد البلاستيكية الحرارية المهمة. بعد العمليات الأولى لتقطير الزيت الخام ، يتم تكسير خام النفتا أو إعادة تشكيله لتوفير مواد وسيطة مفيدة. وبالتالي ، فإن الإيثيلين الناتج عن عملية التكسير يكون للاستخدام الفوري لتصنيع البولي إيثيلين أو للاستخدام في عملية أخرى توفر مونومر ، كلوريد الفينيل - أساس PVC. يستخدم البروبيلين ، الذي ينشأ أيضًا أثناء عملية التكسير ، إما عن طريق مسار الكومين أو طريق كحول الأيزوبروبيل لتصنيع الأسيتون اللازم لبولي ميثيل ميثاكريلات ؛ يستخدم أيضًا في تصنيع أكسيد البروبيلين لراتنجات البوليستر والبولي إيثر ويمكن بلمرة مرة أخرى مباشرة إلى البولي بروبلين. يستخدم البيوتين في صناعة المواد البلاستيكية ويستخدم 1,3-بوتادين مباشرة في صناعة المطاط الصناعي. يتم الآن إنتاج الهيدروكربونات العطرية مثل البنزين والتولوين والزيلين على نطاق واسع من مشتقات عمليات تقطير الزيت ، بدلاً من الحصول عليها من عمليات فحم الكوك ؛ كما يوضح مخطط التدفق ، فهذه هي الوسائط الوسيطة في تصنيع المواد البلاستيكية الهامة والمنتجات المساعدة مثل الملدنات. تعتبر الهيدروكربونات العطرية أيضًا نقطة انطلاق للعديد من البوليمرات المطلوبة في صناعة الألياف الاصطناعية ، والتي تمت مناقشة بعضها في مكان آخر في هذا موسوعة.
الشكل 2. إنتاج المواد الخام إلى لدائن
تساهم العديد من العمليات المختلفة على نطاق واسع في الإنتاج النهائي للسلعة النهائية المصنوعة كليًا أو جزئيًا من البلاستيك. بعض العمليات كيميائية بحتة ، وبعضها يتضمن إجراءات خلط ميكانيكية بحتة بينما يتضمن البعض الآخر - خاصة تلك الموجودة في الطرف السفلي من الرسم البياني - استخدامًا مكثفًا للآلات المتخصصة. بعض هذه الآلات تشبه تلك المستخدمة في صناعات المطاط والزجاج والورق والنسيج ؛ الباقي خاص بصناعة البلاستيك.
معالجة البلاستيك
تقوم صناعة معالجة البلاستيك بتحويل المواد البوليمرية السائبة إلى سلع تامة الصنع.
مواد أولية
يتلقى قسم المعالجة في صناعة البلاستيك المواد الخام الخاصة به للإنتاج بالأشكال التالية:
يضاعف
يستلزم تصنيع المركب من البوليمر خلط البوليمر مع المواد المضافة. على الرغم من استخدام مجموعة كبيرة ومتنوعة من الآلات لهذا الغرض ، حيث يتم التعامل مع المساحيق ، إلا أن المطاحن الكروية أو خلاطات المروحة عالية السرعة هي الأكثر شيوعًا ، وحيث يتم خلط الكتل البلاستيكية ، فإن آلات العجن مثل البكرات المفتوحة أو الخلاطات من نوع Banbury ، أو أجهزة البثق نفسها مستخدمة بشكل طبيعي.
المواد المضافة التي تتطلبها الصناعة كثيرة من حيث العدد وتتنوع على نطاق واسع في النوع الكيميائي. من بين حوالي 20 فئة ، أهمها:
عمليات التحويل
تستدعي جميع عمليات التحويل ظاهرة "البلاستيك" للمواد البوليمرية وتنقسم إلى نوعين. أولاً ، تلك التي يتم فيها إحضار البوليمر عن طريق الحرارة إلى حالة بلاستيكية حيث يُعطى انقباض ميكانيكي يؤدي إلى الشكل الذي يحتفظ به عند التوحيد والتبريد. ثانيًا ، تلك التي يتم فيها بلمرة مادة قابلة للبلمرة - والتي يمكن بلمرة جزئيًا - بشكل كامل عن طريق عمل الحرارة ، أو عامل حفاز أو كلاهما يعمل معًا أثناء وجود قيود ميكانيكية تؤدي إلى شكل يحتفظ به عند البلمرة تمامًا والبرودة . تطورت تكنولوجيا البلاستيك لاستغلال هذه الخصائص لإنتاج سلع بأقل جهد بشري وأكبر قدر من الاتساق في الخصائص الفيزيائية. يتم استخدام العمليات التالية بشكل شائع.
صب الضغط
يتكون هذا من تسخين مادة بلاستيكية ، يمكن أن تكون على شكل حبيبات أو مسحوق ، في قالب يتم وضعه في مكبس. عندما تصبح المادة "بلاستيكية" ، يجبرها الضغط على التوافق مع شكل القالب. إذا كان البلاستيك من النوع الذي يتصلب عند التسخين ، تتم إزالة المادة المشكلة بعد فترة تسخين قصيرة عن طريق فتح المكبس. إذا لم يتصلب البلاستيك عند التسخين ، يجب أن يتم التبريد قبل فتح المكبس. تشمل المواد المصنوعة من قوالب الضغط أغطية الزجاجات ، وإغلاق الجرار ، والمقابس والمآخذ الكهربائية ، ومقاعد المراحيض ، والصواني ، والسلع الفاخرة. يتم استخدام قولبة الضغط أيضًا لصنع صفائح للتشكيل اللاحق في عملية التشكيل بالفراغ أو للبناء في الخزانات والحاويات الكبيرة عن طريق اللحام أو عن طريق تبطين الخزانات المعدنية الموجودة.
صب النقل
هذا تعديل لقولبة الضغط. يتم تسخين مادة التصلد بالحرارة في تجويف ثم دفعها بواسطة مكبس في القالب ، والذي يكون منفصلاً ماديًا ويتم تسخينه بشكل مستقل عن تجويف التسخين. يُفضل القولبة بالضغط العادي عندما يتعين على المادة النهائية أن تحمل إدخالات معدنية دقيقة كما هو الحال في المفاتيح الكهربائية الصغيرة ، أو عندما ، كما هو الحال في الأجسام السميكة جدًا ، لا يمكن الحصول على إكمال التفاعل الكيميائي بواسطة قولبة الضغط العادي.
صب الحقن
في هذه العملية ، يتم تسخين حبيبات أو مساحيق البلاستيك في أسطوانة (تُعرف بالبرميل) ، وهي منفصلة عن القالب. يتم تسخين المادة حتى تصبح سائلة ، بينما يتم نقلها عبر البرميل بواسطة لولب حلزوني ثم يتم دفعها إلى القالب حيث تبرد وتتصلب. ثم يتم فتح القالب ميكانيكيًا وإزالة المواد المشكلة (انظر الشكل 3). هذه العملية هي واحدة من أهم العمليات في صناعة البلاستيك. لقد تم تطويره على نطاق واسع وأصبح قادرًا على صنع مواد ذات تعقيد كبير بتكلفة منخفضة جدًا.
الشكل 3. عامل يقوم بإزالة وعاء بولي بروبيلين من ماكينة قولبة بالحقن.
على الرغم من أن قولبة النقل والحقن متطابقة من حيث المبدأ ، إلا أن الماكينة المستخدمة مختلفة تمامًا. عادةً ما يقتصر قولبة النقل على مواد التصلد بالحرارة والقولبة بالحقن في اللدائن الحرارية.
مصنع إنتاج القطاعات
هذه هي العملية التي تقوم فيها الآلة بتليين البلاستيك وإجباره على المرور بالقالب مما يمنحه الشكل الذي يحتفظ به عند التبريد. منتجات البثق هي أنابيب أو قضبان قد تحتوي على مقاطع عرضية من أي تكوين تقريبًا (انظر الشكل 4). يتم إنتاج الأنابيب المخصصة للأغراض الصناعية أو المنزلية بهذه الطريقة ، ولكن يمكن تصنيع المواد الأخرى بواسطة عمليات فرعية. على سبيل المثال ، يمكن صنع الأكياس عن طريق قطع الأنابيب وختم كلا الطرفين ، وأكياس من أنابيب مرنة رقيقة الجدران عن طريق قطع وختم طرف واحد.
عملية البثق نوعان رئيسيان. في واحد ، يتم إنتاج ورقة مسطحة. يمكن تحويل هذه الورقة إلى سلع مفيدة من خلال عمليات أخرى ، مثل التشكيل بالفراغ.
الشكل 4. بثق البلاستيك: يتم تقطيع الشريط لصنع كريات لآلات التشكيل بالحقن.
راي وودكوك
والثاني هو عملية يتم فيها تشكيل الأنبوب المبثوق وعندما لا يزال ساخنًا يتم توسيعه بشكل كبير عن طريق ضغط الهواء الذي يتم الحفاظ عليه داخل الأنبوب. ينتج عن هذا أنبوب يمكن أن يبلغ قطره عدة أقدام بجدار رقيق للغاية. عند الحز ، يعطي هذا الأنبوب غشاء يستخدم على نطاق واسع في صناعة التغليف للتغليف. بدلاً من ذلك ، يمكن طي الأنبوب بشكل مسطح لإعطاء صفيحة من طبقتين يمكن استخدامها لصنع أكياس بسيطة عن طريق القطع والختم. يقدم الشكل 5 مثالاً للتهوية المحلية المناسبة في عملية البثق.
الشكل 5. قذف بلاستيك بغطاء عادم محلي وحمام مائي عند رأس الطارد
راي وودكوك
الصقل
في هذه العملية ، يتم تغذية البلاستيك إلى اثنتين أو أكثر من البكرات الساخنة ويتم دفعها إلى ورقة عن طريق تمريرها بين اثنتين من هذه البكرات والتبريد بعد ذلك. يتم تصنيع الورقة السميكة من الفيلم بهذه الطريقة. يتم استخدام الألواح المصنوعة على هذا النحو في التطبيقات الصناعية والمنزلية وكمواد خام في تصنيع الملابس والسلع المنتفخة مثل الألعاب (انظر الشكل 6).
الشكل 6. أغطية المظلات لالتقاط الانبعاثات الساخنة من طواحين التسخين في عملية التقويم
راي وودكوك
ضربة صب
يمكن اعتبار هذه العملية مزيجًا من عملية البثق والتشكيل الحراري. يتم بثق الأنبوب إلى أسفل في قالب مفتوح ؛ عند وصوله إلى القاع يتم إغلاق القالب حوله ويتمدد الأنبوب بضغط الهواء. وبالتالي يتم إجبار البلاستيك على جوانب القالب وإغلاق الجزء العلوي والسفلي. عند التبريد ، المادة مأخوذة من القالب. هذه العملية تجعل المواد المجوفة هي الزجاجات الأكثر أهمية.
يمكن تحسين قوة الضغط والتأثير لبعض المنتجات البلاستيكية المصنوعة عن طريق القولبة بالنفخ بشكل كبير باستخدام تقنيات القولبة بالنفخ بالتمدد. يتم تحقيق ذلك من خلال إنتاج شكل مسبق يتم توسيعه لاحقًا عن طريق ضغط الهواء ويتم تمديده بشكل ثنائي المحور. وقد أدى ذلك إلى مثل هذا التحسن في قوة ضغط الانفجار لزجاجات PVC التي يتم استخدامها للمشروبات الغازية.
صب التناوب
تُستخدم هذه العملية لإنتاج المواد المقولبة عن طريق تسخين وتبريد شكل مجوف يتم تدويره لتمكين الجاذبية من توزيع مسحوق أو سائل مقسم بدقة على السطح الداخلي لهذا النموذج. تشمل المقالات التي تنتجها هذه الطريقة كرات قدم ودمى ومواد أخرى مماثلة.
صب الفيلم
بصرف النظر عن عملية البثق ، يمكن تشكيل الأغشية ببثق بوليمر ساخن على أسطوانة معدنية شديدة التلميع ، أو يمكن رش محلول من البوليمر على حزام متحرك.
من التطبيقات المهمة لبعض أنواع البلاستيك طلاء الورق. في هذا ، يتم بثق فيلم من البلاستيك المصهور على الورق في ظل الظروف التي يلتصق فيها البلاستيك بالورق. يمكن طلاء اللوح بنفس الطريقة. يتم استخدام الورق والكرتون المطلي على نطاق واسع في التغليف ، ويستخدم هذا النوع من الألواح في صناعة الصناديق.
تشكيل حراري
تحت هذا العنوان يتم تجميع عدد من العمليات التي يتم فيها تسخين صفيحة من مادة بلاستيكية ، في كثير من الأحيان غير لدن بالحرارة ، بشكل عام في فرن ، وبعد التثبيت في المحيط يتم إجبارها على الشكل المحدد مسبقًا عن طريق الضغط الذي قد يكون ناتجًا عن كباش تعمل ميكانيكياً أو بالهواء المضغوط أو البخار. بالنسبة للسلع الكبيرة جدًا ، يتم التعامل مع الصفيحة الساخنة "المطاطية" بخشونة بملقط فوق أدوات التشكيل. تشمل المنتجات المصنوعة على هذا النحو تركيبات الإضاءة الخارجية والإعلانات وإشارات الطرق الاتجاهية والحمامات ومستلزمات المرحاض الأخرى والعدسات اللاصقة.
تشكيل الفراغ
هناك العديد من العمليات التي تندرج تحت هذا العنوان العام ، وكلها جوانب من التشكيل الحراري ، ولكنها تشترك جميعًا في أن ورقة من البلاستيك يتم تسخينها في آلة فوق تجويف ، يتم تثبيتها حول حافتها ، و عندما تكون مرنة ، يتم إجبارها عن طريق الشفط في التجويف ، حيث تأخذ شكلاً محددًا وتبرد. في عملية لاحقة ، يتم قطع المقالة خالية من الورقة. تنتج هذه العمليات حاويات رقيقة الجدران من جميع الأنواع بثمن بخس ، بالإضافة إلى سلع العرض والإعلان والصواني والأشياء المماثلة ، ومواد امتصاص الصدمات لتعبئة البضائع مثل الكعك الفاخر والفواكه اللينة واللحوم المقطعة.
الترقق
في جميع عمليات التصفيح المختلفة ، يتم ضغط مادتين أو أكثر على شكل صفائح لإعطاء صفيحة مدمجة أو لوحة ذات خصائص خاصة. في أحد الأطراف توجد شرائح زخرفية مصنوعة من الراتنجات الفينولية والأمينية ، في الأغشية المعقدة الأخرى المستخدمة في التغليف التي تحتوي ، على سبيل المثال ، على السليلوز والبولي إيثيلين والرقائق المعدنية في تكوينها.
عمليات تكنولوجيا الراتنج
وتشمل هذه تصنيع الخشب الرقائقي ، وتصنيع الأثاث ، وبناء المواد الكبيرة والمتقنة مثل أجسام السيارات وأجسام القوارب من الألياف الزجاجية المشبعة بالبوليستر أو راتنجات الايبوكسي. في جميع هذه العمليات ، يتسبب الراتينج السائل في الاندماج تحت تأثير الحرارة أو عامل حفاز وبالتالي ربط الجسيمات أو الألياف المنفصلة معًا أو الأغشية أو الألواح الضعيفة ميكانيكيًا ، مما ينتج عنه لوحة قوية من البناء الصلب. يمكن تطبيق هذه الراتنجات عن طريق تقنيات وضع اليد مثل الفرشاة والغمس أو عن طريق الرش.
يمكن أيضًا صنع الأشياء الصغيرة مثل الهدايا التذكارية والمجوهرات البلاستيكية عن طريق الصب ، حيث يتم خلط الراتينج السائل والمحفز معًا وصبهما في قالب.
عمليات التشطيب
يشمل هذا العنوان عددًا من العمليات المشتركة في العديد من الصناعات ، على سبيل المثال استخدام الدهانات والمواد اللاصقة. ومع ذلك ، هناك عدد من التقنيات المحددة المستخدمة في لحام البلاستيك. وتشمل هذه استخدام المذيبات مثل الهيدروكربونات المكلورة ، وميثيل إيثيل كيتون (MEK) والتولوين ، والتي تُستخدم لربط الصفائح البلاستيكية الصلبة معًا للتصنيع العام ، وأكشاك عرض الإعلانات ، والأعمال المماثلة. يستخدم إشعاع التردد الراديوي (RF) مزيجًا من الضغط الميكانيكي والإشعاع الكهرومغناطيسي مع ترددات تتراوح عمومًا من 10 إلى 100 ميغا هرتز. تُستخدم هذه الطريقة بشكل شائع في لحام المواد البلاستيكية المرنة معًا في صناعة المحافظ والحقائب وكراسي الدفع للأطفال (انظر الصندوق المصاحب). تُستخدم طاقات الموجات فوق الصوتية أيضًا مع الضغط الميكانيكي لمجموعة مماثلة من العمل.
سخانات وموانع التسرب العازلة RF
تُستخدم سخانات وسدادات التردد الراديوي (RF) في العديد من الصناعات لتسخين أو إذابة أو معالجة المواد العازلة ، مثل البلاستيك والمطاط والغراء ، وهي عوازل كهربائية وحرارية ويصعب تسخينها بالطرق العادية. تُستخدم سخانات RF بشكل شائع لإغلاق كلوريد البوليفينيل (على سبيل المثال ، تصنيع المنتجات البلاستيكية مثل معاطف المطر وأغطية المقاعد ومواد التعبئة والتغليف) ؛ معالجة المواد اللاصقة المستخدمة في النجارة ؛ نقش وتجفيف المنسوجات والورق والجلود والبلاستيك ؛ ومعالجة العديد من المواد التي تحتوي على راتنجات بلاستيكية.
تستخدم سخانات RF إشعاع RF في نطاق التردد من 10 إلى 100 ميجا هرتز مع طاقة خرج من أقل من 1 كيلو واط إلى حوالي 100 كيلو واط لإنتاج الحرارة. يتم وضع المادة المراد تسخينها بين قطبين كهربائيين تحت الضغط ، ويتم تطبيق طاقة التردد اللاسلكي لفترات تتراوح من بضع ثوانٍ إلى حوالي دقيقة ، حسب الاستخدام. يمكن أن تنتج سخانات الترددات اللاسلكية مجالات كهربائية ومغناطيسية عالية التردد في البيئة المحيطة ، خاصة إذا كانت الأقطاب الكهربائية غير محمية.
يمكن أن يتسبب امتصاص الجسم البشري لطاقة الترددات اللاسلكية في حدوث تسخين موضعي وكامل الجسم ، مما قد يكون له آثار صحية ضارة. يمكن أن ترتفع درجة حرارة الجسم بمقدار 1 درجة مئوية أو أكثر ، مما قد يؤدي إلى تأثيرات على القلب والأوعية الدموية مثل زيادة معدل ضربات القلب والناتج القلبي. تشمل التأثيرات الموضعية إعتام عدسة العين ، وانخفاض عدد الحيوانات المنوية في الجهاز التناسلي الذكري ، والتأثيرات المسخية للجنين النامي.
تشمل المخاطر غير المباشرة حروق التردد اللاسلكي من التلامس المباشر مع الأجزاء المعدنية للسخان المؤلمة والعميقة والبطيئة في الشفاء ؛ خدر اليد والتأثيرات العصبية ، بما في ذلك متلازمة النفق الرسغي وتأثيرات الجهاز العصبي المحيطي.
طرق المكافحة
النوعان الأساسيان من عناصر التحكم التي يمكن استخدامها لتقليل المخاطر من سخانات الترددات اللاسلكية هما ممارسات العمل والدرع. يُفضل الحماية بالطبع ، لكن إجراءات الصيانة المناسبة وممارسات العمل الأخرى يمكن أن تقلل أيضًا من التعرض. الحد من مقدار الوقت الذي يتعرض فيه المشغل ، كما تم استخدام التحكم الإداري.
تعد إجراءات الصيانة أو الإصلاح المناسبة أمرًا مهمًا لأن الفشل في إعادة تثبيت الغطاء الواقي والتشابك وألواح الخزانة والمثبتات بشكل صحيح يمكن أن يؤدي إلى تسرب التردد اللاسلكي المفرط. بالإضافة إلى ذلك ، يجب فصل الطاقة الكهربائية عن السخان وإغلاقها أو تمييزها لحماية أفراد الصيانة.
يمكن تقليل مستويات تعرض المشغل عن طريق إبقاء يدي المشغل وجسمه العلوي بعيدًا قدر الإمكان عن سخان التردد اللاسلكي. يتم وضع لوحات تحكم المشغل لبعض السخانات الآلية على مسافة من أقطاب السخان باستخدام صواني المكوك أو طاولات الدوران أو أحزمة النقل لتغذية السخان.
يمكن تقليل تعرض كل من الأفراد العاملين وغير العاملين عن طريق قياس مستويات التردد اللاسلكي. نظرًا لانخفاض مستويات التردد اللاسلكي مع زيادة المسافة من السخان ، يمكن تحديد "منطقة خطر التردد اللاسلكي" حول كل سخان. يمكن تنبيه العمال إلى عدم شغل هذه المناطق الخطرة عند تشغيل سخان الترددات اللاسلكية. حيثما أمكن ، يجب استخدام حواجز مادية غير موصلة لإبقاء الناس على مسافة آمنة.
من الناحية المثالية ، يجب أن تحتوي سخانات RF على درع صندوقي حول قضيب RF لاحتواء إشعاع التردد اللاسلكي. يجب أن يكون للدرع وجميع الوصلات موصلية عالية للتيارات الكهربائية الداخلية التي ستتدفق في الجدران. يجب أن يكون هناك أقل عدد ممكن من الفتحات في الدرع ، ويجب أن تكون صغيرة بقدر ما هو عملي للتشغيل. يجب توجيه الفتحات بعيدًا عن المشغل. يمكن تقليل التيارات الموجودة في الدرع من خلال وجود موصلات منفصلة داخل الخزانة لإجراء تيارات عالية. يجب أن يكون السخان مؤرضًا بشكل صحيح ، بحيث يكون السلك الأرضي في نفس أنبوب خط الطاقة. يجب أن يحتوي السخان على أقفال متشابكة مناسبة لمنع التعرض للجهد الكهربي العالي وانبعاثات التردد اللاسلكي العالية.
من الأسهل بكثير دمج هذا التدريع في التصميمات الجديدة لسخانات الترددات اللاسلكية من قبل الشركة المصنعة. التعديل التحديثي أكثر صعوبة. يمكن أن تكون العبوات الصندوقية فعالة. يمكن أن يكون التأريض المناسب أيضًا فعالًا في تقليل انبعاثات التردد اللاسلكي. يجب أخذ قياسات التردد اللاسلكي بعناية بعد ذلك لضمان تقليل انبعاثات التردد اللاسلكي بالفعل. يمكن أن تؤدي ممارسة وضع السخان في غرفة مغطاة بالشاشة المعدنية إلى زيادة التعرض إذا كان المشغل أيضًا في تلك الغرفة ، على الرغم من أنه يقلل من التعرض خارج الغرفة.
المصدر: ICNIRP in press.
الأخطار والوقاية منها
تصنيع البوليمر
ترتبط المخاطر الخاصة بصناعة البوليمرات ارتباطًا وثيقًا بمخاطر صناعة البتروكيماويات وتعتمد إلى حد كبير على المواد المستخدمة. تم العثور على المخاطر الصحية للمواد الخام الفردية في مكان آخر من هذا موسوعة. يعتبر خطر الحريق والانفجار من المخاطر العامة الهامة. العديد من عمليات البوليمر / الراتنج تنطوي على مخاطر حريق وانفجار بسبب طبيعة المواد الخام الأولية المستخدمة. إذا لم يتم اتخاذ إجراءات وقائية كافية ، فهناك في بعض الأحيان خطر أثناء التفاعل ، بشكل عام داخل المباني المغلقة جزئيًا ، من غازات أو سوائل قابلة للاشتعال تتسرب عند درجات حرارة أعلى من نقاط وميضها. إذا كانت الضغوط مرتفعة للغاية ، فينبغي توفير ما يكفي من التنفيس في الغلاف الجوي. قد يحدث تراكم مفرط للضغط بسبب تفاعلات طاردة للحرارة سريعة بشكل غير متوقع وقد يؤدي التعامل مع بعض المواد المضافة وتحضير بعض المحفزات إلى زيادة مخاطر الانفجار أو نشوب حريق. وقد عالجت الصناعة هذه المشكلات وخاصة فيما يتعلق بتصنيع الراتنجات الفينولية وقد أنتجت ملاحظات إرشادية مفصلة حول هندسة تصميم المصنع وإجراءات التشغيل الآمنة.
معالجة البلاستيك
تتعرض صناعة معالجة البلاستيك لمخاطر الإصابة بسبب الآلات المستخدمة ، ومخاطر الحريق بسبب احتراق البلاستيك ومساحيقه والمخاطر الصحية بسبب العديد من المواد الكيميائية المستخدمة في الصناعة.
إصابات
المجال الرئيسي للإصابات هو في قطاع معالجة البلاستيك لصناعة البلاستيك. تعتمد غالبية عمليات تحويل البلاستيك بالكامل تقريبًا على استخدام الآلات. ونتيجة لذلك ، فإن المخاطر الرئيسية هي تلك المرتبطة باستخدام مثل هذه الآلات ، ليس فقط أثناء التشغيل العادي ولكن أيضًا أثناء التنظيف والإعداد والصيانة للآلات.
تحتوي آلات الضغط والنقل والحقن والقولبة على أسطوانات ضغط بقوة قفل تصل إلى العديد من الأطنان لكل سنتيمتر مربع. يجب تركيب حواجز مناسبة لمنع البتر أو إصابات التكسير. يتم تحقيق ذلك عمومًا عن طريق إحاطة الأجزاء الخطرة وتشابك أي واقيات متحركة بأدوات التحكم في الماكينة. يجب ألا يسمح الواقي المتشابك بالحركة الخطرة داخل منطقة الحراسة مع فتح الواقي ويجب أن يجعل الأجزاء الخطرة تستريح أو يعكس الحركة الخطرة إذا تم فتح الواقي أثناء تشغيل الماكينة.
عندما يكون هناك خطر جسيم للإصابة بالآلات مثل أسطوانات ماكينات القولبة ، والوصول المنتظم إلى منطقة الخطر ، عندها يتم طلب مستوى أعلى من التشابك. يمكن تحقيق ذلك من خلال ترتيب متشابك ثانٍ مستقل عند الحارس لمقاطعة مصدر الطاقة ومنع الحركة الخطيرة عندما يكون مفتوحًا.
بالنسبة للعمليات التي تشتمل على صفائح بلاستيكية ، فإن أحد المخاطر الشائعة للآلة هو وجود مصائد بين البكرات أو بين الأسطوانات والصفائح التي تتم معالجتها. تحدث هذه في بكرات الشد وأجهزة السحب في مصنع البثق والتقويم. يمكن تحقيق الحماية من خلال استخدام جهاز رحلة ذو موقع مناسب ، والذي يؤدي على الفور إلى إراحة البكرات أو عكس الحركة الخطرة.
تعمل العديد من آلات معالجة البلاستيك في درجات حرارة عالية وقد تتعرض لحروق شديدة إذا لامست أجزاء من الجسم معدنًا ساخنًا أو بلاستيكًا. حيثما كان ذلك ممكنًا ، يجب حماية هذه الأجزاء عندما تتجاوز درجة الحرارة 50 درجة مئوية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للعوائق التي تحدث في آلات التشكيل بالحقن والطارد أن تحرر نفسها بعنف. يجب اتباع نظام عمل آمن عند محاولة تحرير سدادات البلاستيك المجمدة ، والتي يجب أن تشمل استخدام القفازات المناسبة وحماية الوجه.
يتم الآن التحكم في معظم وظائف الماكينة الحديثة عن طريق التحكم الإلكتروني المبرمج أو أنظمة الكمبيوتر التي قد تتحكم أيضًا في أجهزة الإقلاع الميكانيكية أو مرتبطة بالروبوتات. في الآلات الجديدة ، هناك حاجة أقل للمشغل للاقتراب من مناطق الخطر ويترتب على ذلك أن السلامة في الآلات يجب أن تتحسن في المقابل. ومع ذلك ، هناك حاجة أكبر للواضعين والمهندسين للاقتراب من هذه الأجزاء. لذلك من الضروري وضع برنامج قفل / وضع علامة مناسب قبل تنفيذ هذا النوع من العمل ، لا سيما عندما يتعذر تحقيق الحماية الكاملة بواسطة أجهزة أمان الماكينة. بالإضافة إلى ذلك ، يجب تصميم أنظمة النسخ الاحتياطي أو الطوارئ الكافية وابتكارها للتعامل مع المواقف التي يفشل فيها التحكم المبرمج لأي سبب ، على سبيل المثال ، أثناء فقدان مصدر الطاقة.
من المهم أن يتم وضع الماكينات بشكل صحيح في ورشة العمل مع وجود مساحات عمل واضحة جيدة لكل منها. هذا يساعد في الحفاظ على مستويات عالية من النظافة والترتيب. يجب أيضًا صيانة الآلات نفسها بشكل صحيح ويجب فحص أجهزة السلامة بشكل روتيني.
يعد التدبير المنزلي الجيد أمرًا ضروريًا ويجب إيلاء اهتمام خاص للحفاظ على نظافة الأرضيات. بدون التنظيف الروتيني ، ستصبح الأرضيات ملوثة بشدة من زيت الماكينة أو حبيبات البلاستيك المنسكبة. يجب أيضًا مراعاة وتوفير طرق العمل بما في ذلك الوسائل الآمنة للوصول إلى المناطق فوق مستوى الأرض.
كما يجب السماح بمسافات كافية لتخزين المواد الخام والسلع التامة الصنع ؛ يجب تحديد هذه المناطق بشكل واضح.
تعتبر المواد البلاستيكية عوازل كهربائية جيدة ، ولهذا السبب ، يمكن أن تتراكم الشحنات الإستاتيكية على الآلات التي تنتقل عليها الورقة أو الفيلم. يمكن أن يكون لهذه الشحنات احتمالية عالية بما يكفي للتسبب في وقوع حادث خطير أو العمل كمصادر للاشتعال. يجب استخدام المزيلات الثابتة لتقليل هذه الشحنات والأجزاء المعدنية المؤرضة أو المؤرضة بشكل صحيح.
على نحو متزايد ، تتم إعادة معالجة نفايات المواد البلاستيكية باستخدام المحببات والمزج مع المخزون الجديد. يجب أن تكون المحببات مغلقة تمامًا لمنع أي احتمال للوصول إلى الدوارات من خلال فتحات التفريغ والتغذية. يجب أن يكون تصميم فتحات التغذية على الآلات الكبيرة مثل منع دخول الجسم بالكامل. تعمل الدوارات بسرعة عالية ويجب عدم فك الأغطية حتى تستريح. عند تركيب أدوات الحماية المتشابكة ، يجب أن تمنع ملامسة الشفرات حتى تتوقف تمامًا.
مخاطر الحرائق والانفجارات
المواد البلاستيكية هي مواد قابلة للاحتراق ، على الرغم من أن البوليمرات ليست كلها تدعم الاحتراق. في شكل مسحوق ناعم ، يمكن أن يشكل الكثير منها تراكيز متفجرة في الهواء. عندما يكون هذا خطرًا ، يجب التحكم في المساحيق ، ويفضل أن يكون ذلك في نظام مغلق ، مع ألواح تنفيس كافية تنفث عند ضغط منخفض (حوالي 0.05 بار) إلى مكان آمن. النظافة الدقيقة ضرورية لمنع التراكم في غرف العمل التي قد تنتقل عبر الهواء وتسبب انفجارًا ثانويًا.
قد تتعرض البوليمرات للتحلل الحراري والتحلل الحراري في درجات حرارة لا تزيد كثيرًا عن درجات حرارة المعالجة العادية. في ظل هذه الظروف ، قد تتراكم ضغوط كافية في ماسورة الطارد ، على سبيل المثال ، لإخراج البلاستيك المصهور وأي سدادة بلاستيكية صلبة تسبب انسدادًا أوليًا.
تستخدم السوائل القابلة للاشتعال بشكل شائع في هذه الصناعة ، على سبيل المثال ، مثل الدهانات والمواد اللاصقة وعوامل التنظيف وفي اللحام بالمذيبات. تعمل راتنجات الألياف الزجاجية (البوليستر) أيضًا على تطوير أبخرة ستيرين قابلة للاشتعال. يجب تقليل مخزون هذه السوائل إلى الحد الأدنى في غرفة العمل وتخزينها في مكان آمن عندما لا تكون قيد الاستخدام. يجب أن تشتمل مناطق التخزين على أماكن آمنة في الهواء الطلق أو مخزن مقاوم للحريق.
يجب تخزين راتنجات البيروكسيدات المستخدمة في تصنيع البلاستيك المقوى بالزجاج (GRP) بشكل منفصل عن السوائل القابلة للاشتعال وغيرها من المواد القابلة للاحتراق وألا تتعرض لدرجات حرارة قصوى لأنها قابلة للانفجار عند تسخينها.
المخاطر الصحية
هناك عدد من المخاطر الصحية المحتملة المرتبطة بمعالجة البلاستيك. نادرًا ما يتم استخدام المواد البلاستيكية الخام بمفردها ويجب اتخاذ الاحتياطات المناسبة فيما يتعلق بالإضافات المستخدمة في التركيبات المختلفة. تشمل الإضافات المستخدمة صابون الرصاص في بولي كلوريد الفينيل وبعض الأصباغ العضوية والكادميوم.
هناك خطر كبير من التهاب الجلد من السوائل والمساحيق عادة من "المواد الكيميائية التفاعلية" مثل راتنجات الفينول فورمالدهايد (قبل التشابك) ، اليوريثان وراتنجات البوليستر غير المشبعة المستخدمة في إنتاج منتجات جي ار بي. يجب ارتداء ملابس واقية مناسبة.
من الممكن أن تتولد أبخرة من التحلل الحراري للبوليمرات أثناء المعالجة الساخنة. الضوابط الهندسية يمكن أن تقلل من المشكلة. ومع ذلك ، يجب توخي الحذر بشكل خاص لتجنب استنشاق منتجات الانحلال الحراري في ظل ظروف معاكسة ، مثل تطهير برميل الطارد. قد تكون شروط تهوية العادم المحلي جيدة ضرورية. حدثت مشاكل ، على سبيل المثال ، حيث تم التغلب على المشغلين بواسطة غاز حمض الهيدروكلوريك وعانوا من "حمى دخان البوليمر" بعد ارتفاع درجة حرارة PVC و polytetrafluorethylene (PTFE) ، على التوالي. يوضح الصندوق المصاحب بعض منتجات التحلل الكيميائي للبلاستيك.
الجدول 1. المنتجات المتطايرة من تحلل اللدائن (المكونات المرجعية) *
* أعيد طبعه من BIA 1997 ، بإذن.
يتعرض البلاستيك في العديد من القطاعات الصناعية للإجهاد الحراري. تتراوح درجات الحرارة من القيم المنخفضة نسبيًا في معالجة البلاستيك (على سبيل المثال ، 150 إلى 250 درجة مئوية) إلى الحالات القصوى ، على سبيل المثال ، عندما يتم لحام الصفائح المعدنية المطلية أو الأنابيب المطلية بالبلاستيك). والسؤال الذي يطرح نفسه باستمرار في مثل هذه الحالات هو ما إذا كانت التركيزات السامة لمنتجات الانحلال الحراري المتطايرة تحدث في مناطق العمل.
للإجابة على هذا السؤال ، يجب أولاً تحديد المواد المنبعثة ثم قياس التركيزات. في حين أن الخطوة الثانية ممكنة من حيث المبدأ ، فعادةً ما يتعذر تحديد منتجات الانحلال الحراري ذات الصلة في الحقل. لذلك ، يقوم معهد Berufsgenossenschaftliches Institut für Arbeitssicherheit (BIA) بفحص هذه المشكلة لسنوات ، وخلال العديد من الاختبارات المعملية حددت منتجات التحلل المتطايرة للمواد البلاستيكية. تم نشر نتائج اختبار الأنواع الفردية من البلاستيك (Lichtenstein and Quellmalz 1984 ، 1986a ، 1986b ، 1986c).
فيما يلي ملخص موجز للنتائج حتى الآن. الغرض من هذا الجدول هو أن يكون بمثابة مساعدة لجميع أولئك الذين يواجهون مهمة قياس تركيزات المواد الخطرة في مناطق العمل ذات الصلة. قد تكون منتجات التحلل المدرجة للبلاستيك الفردي بمثابة "مكونات مرجعية". ومع ذلك ، يجب أن نتذكر أن الانحلال الحراري قد يؤدي إلى خلائط شديدة التعقيد من المواد ، وتعتمد تركيباتها على العديد من العوامل.
وبالتالي لا يدعي الجدول أنه مكتمل فيما يتعلق بمنتجات الانحلال الحراري المدرجة كمكونات مرجعية (تم تحديدها جميعًا في التجارب المعملية). لا يمكن استبعاد حدوث مواد أخرى ذات مخاطر صحية محتملة. من المستحيل عمليا تسجيل جميع المواد التي تحدث بشكل كامل.
بلاستيك |
اختصار |
المواد المتطايرة |
بوليوكسي ميثيلين |
POM |
الفورمالديهايد |
راتنجات الايبوكسي على أساس |
الفينول |
|
مطاط الكلوروبرين |
CR |
كلوروبرين (2-كلوروبوتا-1,3،XNUMX-ديين) ، |
البوليسترين |
PS |
الستايرين |
أكريلونيتريل - بوتادين - ستايرين- |
عضلات المعده |
ستيرين ، 1,3-بوتادين ، أكريلونيتريل |
كوبوليمر ستايرين أكريلونيتريل |
SAN |
أكريلونيتريل ، ستيرين |
بولي كربونات |
PC |
الفينول |
البولي فينيل كلورايد |
PVC |
كلوريد الهيدروجين والملدنات |
بولياميد 6 |
السلطة الفلسطينية 6 |
ه-كابرولاكتام |
بولياميد 66 |
السلطة الفلسطينية 66 |
سيكلوبنتانون ، |
بولي ايثيلين |
HDPE ، LDPE |
الهيدروكربونات الأليفاتية غير المشبعة ، |
بولي تترافلوروإيثيلين |
PTFE |
مشبع بالفلور غير مشبع |
ميتاكريلات |
PMMA |
ميثيل الميثاكريليت |
البولي يوريثين |
PUR |
اعتمادا على النوع ، متفاوتة على نطاق واسع |
البولي بروبلين |
PP |
أليفاتية غير مشبعة ومشبعة |
بوليبوتيلي إنترفثالات |
ببتب |
1,3-بوتادين ، بنزين |
بولي أكريلونيتريل |
PAN |
أكريلونيتريل ، سيانيد الهيدروجين2 |
خلات السليلوز |
CA |
حمض الخليك |
نوربرت ليختنشتاين
1 الاستخدام توقف.
2 لا يمكن اكتشافه باستخدام التقنية التحليلية المستخدمة (GC / MS) ولكنه معروف من الأدبيات.
هناك أيضًا خطر استنشاق أبخرة سامة من راتنجات معينة بالحرارة. يمكن أن يؤدي استنشاق الأيزوسيانات المستخدمة مع راتنجات البولي يوريثان إلى التهاب رئوي كيميائي وربو شديد ، وبمجرد توعية الأشخاص ، يجب نقلهم إلى عمل بديل. توجد مشكلة مماثلة مع راتنجات الفورمالديهايد. في كلا المثالين ، من الضروري وجود مستوى عالٍ من تهوية العادم المحلي. في تصنيع مواد GRP ، يتم إطلاق كميات كبيرة من بخار الستايرين ويجب أن يتم هذا العمل في ظروف جيدة التهوية العامة في غرفة العمل.
هناك أيضًا بعض المخاطر الشائعة في عدد من الصناعات. وتشمل هذه استخدام المذيبات للتخفيف أو للأغراض المذكورة سابقًا. تستخدم الهيدروكربونات المكلورة بشكل شائع للتنظيف والترابط وبدون تهوية كافية للعادم قد يعاني الأشخاص من التخدير.
يجب أن يتم التخلص من نفايات البلاستيك عن طريق الحرق في ظل ظروف محكومة بعناية ؛ على سبيل المثال ، يجب أن يكون PTFE واليوريتان في منطقة يتم فيها تنفيس الأدخنة إلى مكان آمن.
يتم الحصول على مستويات عالية جدًا من الضوضاء بشكل عام أثناء استخدام المحببات ، مما قد يؤدي إلى فقدان السمع للمشغلين والأشخاص الذين يعملون في مكان قريب. يمكن حصر هذا الخطر من خلال فصل هذا الجهاز عن مناطق العمل الأخرى. يفضل تقليل مستويات الضوضاء عند المصدر. تم تحقيق ذلك بنجاح من خلال طلاء المحبب بمادة مميتة للصوت وحواجز تركيب عند فتحة التغذية. قد يكون هناك أيضًا خطر على السمع الناتج عن الصوت المسموع الناتج عن آلات اللحام بالموجات فوق الصوتية كمرافقة عادية لطاقات الموجات فوق الصوتية. يمكن تصميم العبوات المناسبة لتقليل مستويات الضوضاء المستلمة ويمكن تشابكها لمنع المخاطر الميكانيكية. كحد أدنى من المعايير ، يجب على الأشخاص الذين يعملون في مناطق ذات مستويات ضوضاء عالية ارتداء حماية مناسبة للسمع ويجب أن يكون هناك برنامج مناسب للحفاظ على السمع ، بما في ذلك اختبار قياس السمع والتدريب.
الحروق أيضا تشكل خطرا. يمكن أن تكون بعض المواد المضافة والمحفزات لإنتاج البلاستيك ومعالجته شديدة التفاعل عند التلامس مع الهواء والماء وقد تسبب حروقًا كيميائية بسهولة. أينما يتم التعامل مع اللدائن الحرارية المنصهرة أو نقلها ، فهناك خطر تناثر المواد الساخنة والحروق والحروق الناتجة عن ذلك. قد تزداد شدة هذه الحروق بسبب ميل اللدائن الحرارية الساخنة ، مثل الشمع الساخن ، إلى الالتصاق بالجلد.
تعتبر البيروكسيدات العضوية من المواد المهيجة وقد تسبب العمى إذا تناثرت في العين. يجب ارتداء حماية مناسبة للعين.
التطور والملف الشخصي
يمكن تعريف التكنولوجيا الحيوية على أنها تطبيق النظم البيولوجية على العمليات التقنية والصناعية. يشمل كلا من الكائنات الحية التقليدية والمهندسة وراثيا. التكنولوجيا الحيوية التقليدية هي نتيجة التهجين الكلاسيكي أو التزاوج أو التهجين للعديد من الكائنات الحية لإنشاء كائنات حية جديدة تم استخدامها لعدة قرون لإنتاج الخبز والبيرة والجبن وفول الصويا والساكي والفيتامينات والنباتات الهجينة والمضادات الحيوية. في الآونة الأخيرة ، تم استخدام العديد من الكائنات الحية أيضًا لمعالجة مياه الصرف الصحي ومياه الصرف الصحي البشرية والنفايات الصناعية السامة.
تجمع التكنولوجيا الحيوية الحديثة بين مبادئ الكيمياء والعلوم البيولوجية (البيولوجيا الجزيئية والخلوية ، وعلم الوراثة ، وعلم المناعة) مع التخصصات التكنولوجية (الهندسة ، وعلوم الكمبيوتر) لإنتاج السلع والخدمات وللإدارة البيئية. تستخدم التكنولوجيا الحيوية الحديثة إنزيمات تقييدية لقص ولصق المعلومات الوراثية ، DNA ، من كائن حي إلى آخر خارج الخلايا الحية. ثم يتم إعادة إدخال الحمض النووي المركب في الخلايا المضيفة لتحديد ما إذا كان سيتم التعبير عن الصفة المرغوبة. تسمى الخلية الناتجة استنساخًا هندسيًا أو مؤتلفًا أو كائنًا تم التلاعب به جينيًا (GMO). نشأت صناعة التكنولوجيا الحيوية "الحديثة" في 1961-1965 مع كسر الشفرة الوراثية ونمت بشكل كبير منذ أول تجارب استنساخ الحمض النووي الناجحة في عام 1972.
منذ أوائل سبعينيات القرن الماضي ، أدرك العلماء أن الهندسة الوراثية هي تقنية قوية للغاية وواعدة ، ولكن هناك مخاطر محتملة جسيمة يجب وضعها في الاعتبار. في وقت مبكر من عام 1970 ، دعا العلماء إلى وقف عالمي لأنواع محددة من التجارب من أجل تقييم المخاطر ووضع مبادئ توجيهية مناسبة لتجنب المخاطر البيولوجية والبيئية (لجنة جزيئات الحمض النووي المؤتلف ، المجلس القومي للبحوث ، الأكاديمية الوطنية للعلوم 1974 ). تضمنت بعض المخاوف التي تم الإعراب عنها "الهروب المحتمل للنواقل التي يمكن أن تبدأ عملية لا رجعة فيها ، مع احتمال خلق مشاكل أكبر بعدة مرات من تلك الناشئة عن العديد من عمليات إعادة التركيب الجيني التي تحدث تلقائيًا في الطبيعة". كانت هناك مخاوف من أن "الكائنات الحية الدقيقة ذات الجينات المزروعة يمكن أن تكون خطرة على الإنسان أو غيره من أشكال الحياة. يمكن أن ينتج الضرر إذا كانت الخلية المضيفة المعدلة تتمتع بميزة تنافسية من شأنها أن تعزز بقائها في مكان ما داخل النظام البيئي "(المعاهد الوطنية للصحة 1974). كان من المفهوم جيدًا أيضًا أن عمال المختبرات سيكونون "جزر الكناري في منجم الفحم" وينبغي بذل بعض المحاولات لحماية العمال وكذلك البيئة من المخاطر غير المعروفة والتي يحتمل أن تكون خطيرة.
عقد مؤتمر دولي في أسيلومار ، كاليفورنيا ، في فبراير 1975. احتوى تقريره على أول إرشادات إجماع تستند إلى استراتيجيات الاحتواء البيولوجي والفيزيائي للسيطرة على المخاطر المحتملة المتصورة من التكنولوجيا الجديدة. تم الحكم على بعض التجارب على أنها تشكل مخاطر محتملة جسيمة لدرجة أن المؤتمر أوصى بعدم إجرائها في ذلك الوقت (المعاهد الوطنية للصحة 1976). تم حظر العمل التالي في الأصل:
في الولايات المتحدة ، تم نشر أول إرشادات المعاهد الوطنية للصحة (NIHG) في عام 1976 ، لتحل محل إرشادات Asilomar. سمحت هذه NIHG للبحث بالمضي قدمًا من خلال تجارب التصنيف حسب فئات المخاطر استنادًا إلى المخاطر المرتبطة بالخلية المضيفة وأنظمة ناقلات الجينات التي تنقل الجينات إلى الخلايا وإدخالات الجينات ، مما يسمح بإجراء التجارب أو يقيدها بناءً على تقييم المخاطر. الفرضية الأساسية للمعاهد الوطنية للصحة - لتوفير حماية العمال ، وبالتالي ، سلامة المجتمع - لا تزال قائمة حتى يومنا هذا (المعاهد الوطنية للصحة 1996). يتم تحديث NIHG بانتظام وقد تطورت لتصبح معيارًا مقبولًا على نطاق واسع لممارسة التكنولوجيا الحيوية في الولايات المتحدة. مطلوب الامتثال من المؤسسات التي تتلقى تمويلًا فيدراليًا ، بالإضافة إلى العديد من قوانين المدينة أو البلدة المحلية. يوفر NIHG أساسًا واحدًا للوائح في البلدان الأخرى حول العالم ، بما في ذلك سويسرا (SCBS 1995) واليابان (المعهد الوطني للصحة 1996).
منذ عام 1976 ، تم توسيع NIHG لتشمل اعتبارات الاحتواء والموافقة على التقنيات الجديدة بما في ذلك مرافق الإنتاج على نطاق واسع ومقترحات العلاج الجيني الجسدي النباتي والحيواني والبشري. يُسمح الآن ببعض التجارب المحظورة في الأصل بموافقة محددة من المعاهد الوطنية للصحة أو بممارسات احتواء محددة.
في عام 1986 ، نشر مكتب الولايات المتحدة لسياسة العلوم والتكنولوجيا (OSTP) إطاره المنسق لتنظيم التكنولوجيا الحيوية. وتناولت مسألة السياسة الأساسية المتعلقة بما إذا كانت اللوائح الحالية كافية لتقييم المنتجات المشتقة من التكنولوجيات الجديدة وما إذا كانت عمليات المراجعة الخاصة بالبحوث كافية لحماية الجمهور والبيئة. وافقت الوكالات التنظيمية والبحثية الأمريكية (وكالة حماية البيئة (EPA) ، وإدارة الغذاء والدواء (FDA) ، وإدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) ، والمعاهد الوطنية للصحة ، ووزارة الزراعة الأمريكية (USDA) والمؤسسة الوطنية للعلوم (NSF)) على تنظيم المنتجات ، وليس العمليات ، وأن اللوائح الخاصة الجديدة ليست ضرورية لحماية العمال أو الجمهور أو البيئة. تم وضع السياسة لتشغيل البرامج التنظيمية بطريقة متكاملة ومنسقة ، وتقليل التداخل ، وإلى أقصى حد ممكن ، تقع مسؤولية الموافقة على المنتج على عاتق وكالة واحدة. ستقوم الوكالات بتنسيق الجهود من خلال اعتماد تعريفات متسقة وباستخدام المراجعات العلمية (تقييمات المخاطر) ذات الدقة العلمية المماثلة (OSHA 1984 ؛ OSTP 1986).
قدمت NIHG والإطار المنسق درجة مناسبة من المناقشة العلمية الموضوعية والمشاركة العامة ، مما أدى إلى نمو التكنولوجيا الحيوية في الولايات المتحدة إلى صناعة بمليارات الدولارات. قبل عام 1970 ، كان هناك أقل من 100 شركة تعمل في جميع جوانب التكنولوجيا الحيوية الحديثة. بحلول عام 1977 ، انضمت 125 شركة أخرى إلى الرتب. بحلول عام 1983 ، رفعت 381 شركة أخرى مستوى استثمار رأس المال الخاص إلى أكثر من مليار دولار. بحلول عام 1 ، نمت الصناعة إلى أكثر من 1994 شركة (لجنة العلاقات المجتمعية بمجلس التكنولوجيا الحيوية في ماساتشوستس 1,230) ، وبلغت القيمة السوقية أكثر من 1993 مليارات دولار.
بلغ عدد العاملين في شركات التكنولوجيا الحيوية الأمريكية عام 1980 حوالي 700 شخص. في عام 1994 ، استخدمت ما يقرب من 1,300 شركة أكثر من 100,000 عامل (لجنة العلاقات المجتمعية بمجلس التكنولوجيا الحيوية في ماساتشوستس ، 1993). بالإضافة إلى ذلك ، هناك صناعة دعم كاملة توفر الإمدادات (المواد الكيميائية ومكونات الوسائط وخطوط الخلايا) والمعدات والأجهزة والخدمات (المصرفية الخلوية والتحقق من الصحة والمعايرة) اللازمة لضمان سلامة البحث والإنتاج.
كان هناك مستوى كبير من القلق والشك في جميع أنحاء العالم بشأن سلامة العلم ومنتجاته. وضع مجلس المجتمعات الأوروبية (برلمان الجماعات الأوروبية 1987) توجيهات لحماية العمال من المخاطر المرتبطة بالتعرض للبيولوجيا (مجلس المجتمعات الأوروبية 1990 أ) ووضع ضوابط بيئية على الأنشطة التجريبية والتجارية بما في ذلك الإطلاق المتعمد. يشمل "الإصدار" تسويق المنتجات باستخدام الكائنات المعدلة وراثيًا (مجلس المجتمعات الأوروبية 1990b ؛ Van Houten و Flemming 1993). تم تطوير المعايير والمبادئ التوجيهية المتعلقة بمنتجات التكنولوجيا الحيوية داخل المنظمات الدولية والمتعددة الأطراف مثل منظمة الصحة العالمية (WHO) ، ومنظمة المعايير الدولية (ISO) ، ولجنة المجتمع الأوروبي ، ومنظمة الأغذية والزراعة (الفاو) ، وشبكة بيانات السلالات الميكروبية ( OSTP 1986).
يمكن النظر إلى صناعة التكنولوجيا الحيوية الحديثة من حيث أربعة قطاعات صناعية رئيسية ، لكل منها مختبر و / أو ميداني و / أو بحث وتطوير سريري (R & D) يدعم الإنتاج الفعلي للسلع والخدمات.
الجدول 1. الكائنات الحية الدقيقة ذات الأهمية الصناعية
الاسم |
الكائن المضيف |
استخدام |
أسيتوباكتر أسيتي |
البكتيريا الهوائية |
تخمر الفاكهة |
أسبرجيلوس النيجر |
الفطريات اللاجنسية |
يحط من المادة العضوية |
الرشاشيات الأوريزا |
الفطريات اللاجنسية |
تستخدم في إنتاج ميسو وصلصة الصويا والساكي |
العصيات الحزازية |
جرثوم |
الكيماويات والأنزيمات الصناعية |
العصيات الرقيقة |
جرثوم |
كيماويات ، إنزيمات ، مصدر بروتين أحادي الخلية للاستهلاك البشري في آسيا |
خلايا مبيض الهامستر الصيني (CHO) * |
زراعة خلايا الثدييات |
تصنيع المستحضرات الصيدلانية الحيوية |
كلوستريديوم أسيتوبوتيليكوم |
جرثوم |
البيوتانول وإنتاج الأسيتون |
الإشريكية القولونية K-12 * |
سلالة بكتيرية |
الاستنساخ للتخمير وإنتاج المستحضرات الصيدلانية والبيولوجية |
بنسيليوم روكفورتي |
الفطريات اللاجنسية |
إنتاج الجبن الأزرق |
خميرة الخميرة * |
خميرة |
الاستنساخ لإنتاج البيرة |
السكارومايس أوفاروم * |
خميرة |
استنساخ المشروبات الكحولية وإنتاج الكحول الصناعي |
* مهم للتكنولوجيا الحيوية الحديثة.
عمال التكنولوجيا الحيوية
تبدأ التكنولوجيا الحيوية في مختبر البحث وهي علم متعدد التخصصات. يتعرض علماء الأحياء الجزيئية والخلوية وعلماء المناعة وعلماء الوراثة وكيميائيو البروتين والببتيد والكيمياء الحيوية ومهندسو الكيمياء الحيوية بشكل مباشر إلى المخاطر الحقيقية والمحتملة لتقنية الحمض النووي المؤتلف (rDNA). يشمل العمال الآخرون الذين قد يتعرضون بشكل أقل مباشرة للأخطار البيولوجية rDNA موظفي الخدمة والدعم مثل فنيي التهوية والتبريد ومقدمي خدمات المعايرة وموظفي التدبير المنزلي. في مسح حديث لممارسي الصحة والسلامة في الصناعة ، وجد أن العمال المعرضين بشكل مباشر وغير مباشر يشكلون حوالي 30 إلى 40 ٪ من إجمالي القوى العاملة في شركات التكنولوجيا الحيوية التجارية النموذجية (Lee and Ryan 1996). لا يقتصر البحث في مجال التكنولوجيا الحيوية على "الصناعة" ؛ يتم إجراؤها في المؤسسات الأكاديمية والطبية والحكومية أيضًا.
يتعرض عمال معمل التكنولوجيا الحيوية لمجموعة متنوعة من المواد الكيميائية الخطرة والسامة ، والمخاطر البيولوجية المؤتلفة وغير المؤتلفة أو "النوع البري" ، ومسببات الأمراض المنقولة بالدم البشري والأمراض الحيوانية المنشأ ، وكذلك المواد المشعة المستخدمة في تجارب وضع العلامات. بالإضافة إلى ذلك ، أصبحت الاضطرابات العضلية الهيكلية وإصابات الإجهاد المتكررة معترف بها على نطاق واسع على أنها مخاطر محتملة للعاملين في مجال البحث بسبب الاستخدام المكثف لأجهزة الكمبيوتر والمصابيح الدقيقة اليدوية.
يتعرض مشغلو تصنيع التكنولوجيا الحيوية أيضًا للمواد الكيميائية الخطرة ، ولكن ليس التنوع الذي يراه المرء في إعداد البحث. اعتمادًا على المنتج والعملية ، قد يكون هناك تعرض للنويدات المشعة في التصنيع. حتى في أدنى مستوى من المخاطر البيولوجية ، فإن عمليات تصنيع التكنولوجيا الحيوية هي أنظمة مغلقة وإمكانية التعرض للمزارع المؤتلفة منخفضة ، باستثناء حالات الحوادث. في مرافق الإنتاج الطبي الحيوي ، يكمل تطبيق ممارسات التصنيع الجيدة الحالية إرشادات السلامة الحيوية لحماية العمال في أرضية المصنع. تشمل المخاطر الرئيسية التي يتعرض لها عمال التصنيع في عمليات الممارسة الجيدة واسعة النطاق (GLSP) التي تشمل الكائنات المؤتلفة غير الخطرة الإصابات العضلية الهيكلية الرضحية (مثل إجهاد الظهر وآلامه) ، والحروق الحرارية من خطوط البخار والحروق الكيميائية من الأحماض والمواد الكاوية (حمض الفوسفوريك) وهيدروكسيد الصوديوم والبوتاسيوم) المستخدم في العملية.
يتعرض العاملون في مجال الرعاية الصحية بما في ذلك فنيو المختبرات السريرية إلى نواقل العلاج الجيني والفضلات والعينات المعملية أثناء إدارة الأدوية ورعاية المرضى المسجلين في هذه الإجراءات التجريبية. قد تتعرض مدبرات المنزل أيضًا. العامل وحماية البيئة هما نقطتان تجريبيتان إلزاميتان يجب مراعاتهما عند تطبيق المعاهد الوطنية للصحة لتجارب العلاج الجيني البشري (المعاهد الوطنية للصحة 1996).
قد يتعرض العمال الزراعيون بشكل كبير للمنتجات أو النباتات أو الحيوانات المؤتلفة أثناء استخدام مبيدات الآفات والغرس والحصاد والمعالجة. بصرف النظر عن المخاطر البيولوجية المحتملة من التعرض للنباتات والحيوانات المعدلة وراثيًا ، فإن المخاطر المادية التقليدية التي تنطوي على معدات المزرعة وتربية الحيوانات موجودة أيضًا. يتم استخدام الضوابط الهندسية ومعدات الوقاية الشخصية والتدريب والإشراف الطبي بما يتناسب مع المخاطر المتوقعة (Legaspi and Zenz 1994 ؛ Pratt and May 1994). تعد معدات الوقاية الشخصية ، بما في ذلك بدلات القفز ، وأجهزة التنفس ، وقفازات المرافق ، والنظارات الواقية أو أغطية الرأس مهمة لسلامة العمال أثناء التطبيق والنمو والحصاد للنباتات المعدلة وراثيًا أو كائنات التربة.
العمليات والمخاطر
في عملية التكنولوجيا الحيوية في قطاع الطب الحيوي ، تُزرع الخلايا أو الكائنات الحية ، المعدلة بطرق محددة لإنتاج المنتجات المرغوبة ، في مفاعلات حيوية أحادية الزراعة. في مزرعة خلايا الثدييات ، يتم إفراز منتج البروتين من الخلايا إلى وسط المغذيات المحيط ، ويمكن استخدام مجموعة متنوعة من طرق الفصل الكيميائي (الحجم أو كروماتوجرافيا التقارب ، الرحلان الكهربي) لالتقاط المنتج وتنقيته. أين كولاي يتم استخدام الكائنات المضيفة في التخمير ، ويتم إنتاج المنتج المطلوب داخل غشاء الخلية ويجب أن يتم تمزيق الخلايا جسديًا من أجل حصاد المنتج. التعرض للسموم الداخلية هو خطر محتمل لهذه العملية. غالبًا ما يتم إضافة المضادات الحيوية إلى وسائط الإنتاج لتعزيز إنتاج المنتج المطلوب أو الحفاظ على الضغط الانتقائي على عناصر الإنتاج الوراثي غير المستقرة (البلازميدات). الحساسيات التحسسية لهذه المواد ممكنة. بشكل عام ، هذه هي مخاطر التعرض للهباء الجوي.
من المتوقع حدوث تسربات وانبعاثات الهباء الجوي ويتم التحكم في التعرض المحتمل بعدة طرق. تعتبر عمليات الاختراق في أوعية المفاعل ضرورية لتوفير العناصر الغذائية والأكسجين ، من أجل إطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون (CO2) ولرصد ومراقبة النظام. يجب إغلاق أو تصفية كل اختراق (0.2 ميكرون) لمنع تلوث المزرعة. يعمل ترشيح غاز العادم أيضًا على حماية العمال والبيئة في منطقة العمل من الهباء الجوي المتولد أثناء الثقافة أو التخمير. اعتمادًا على إمكانات الخطر البيولوجي للنظام ، يعد التعطيل البيولوجي المعتمد للنفايات السائلة السائلة (عادةً عن طريق الحرارة أو البخار أو الطرق الكيميائية) ممارسة قياسية. تتشابه المخاطر المحتملة الأخرى في صناعة التكنولوجيا الحيوية مع تلك الموجودة في الصناعات الأخرى: الضوضاء ، والحماية الميكانيكية ، والحروق البخارية / الحرارية ، والتلامس مع المواد المسببة للتآكل وما إلى ذلك.
تمت تغطية الإنزيمات والتخمير الصناعي في مكان آخر من هذا موسوعة وتشمل العمليات والمخاطر والضوابط المماثلة لأنظمة الإنتاج المعدلة وراثيا.
تعتمد الزراعة التقليدية على تطوير السلالة التي تستخدم التهجين التقليدي للأنواع النباتية ذات الصلة. الميزة الكبرى لمحطات الهندسة الوراثية هي تقليل الوقت بين الأجيال وعدد التهجينات اللازمة للحصول على الصفة المرغوبة بشكل كبير. كما أن الاعتماد غير الشعبي حاليًا على مبيدات الآفات والأسمدة الكيماوية (التي تساهم في تلوث الجريان السطحي) يفضل التكنولوجيا التي من المحتمل أن تجعل هذه التطبيقات غير ضرورية.
تتضمن التقانة الحيوية للنباتات اختيار نوع نباتي مرن وراثيًا و / أو ذو أهمية مالية لإجراء تعديلات. نظرًا لأن الخلايا النباتية لها جدران خلايا سليلوز صلبة ، فإن الطرق المستخدمة لنقل الحمض النووي إلى الخلايا النباتية تختلف عن تلك المستخدمة في البكتيريا وخطوط الخلايا الثديية في قطاع الطب الحيوي. هناك طريقتان أساسيتان تستخدمان لإدخال الحمض النووي الهندسي الأجنبي في الخلايا النباتية (Watrud، Metz and Fishoff 1996):
النوع البري الأورام الجرثومية هو أحد مسببات الأمراض النباتية الطبيعية التي تسبب أورام المرارة التاجية في النباتات المصابة. لا تسبب سلالات الناقلات المنزوعة السلاح والمصممة هندسيًا تكوين ورم نباتي.
بعد التحول بأي من الطريقتين ، يتم تخفيف الخلايا النباتية وتغليفها وتنميتها على أوساط زراعة الأنسجة الانتقائية لفترة طويلة نسبيًا (مقارنة بمعدلات النمو البكتيري) في غرف نمو النبات أو الحضانات. يتم زرع النباتات التي تم تجديدها من الأنسجة المعالجة في التربة في غرف نمو مغلقة لمزيد من النمو. بعد بلوغ السن المناسب يتم فحصهم للتعبير عن الصفات المرغوبة ومن ثم زراعتهم في البيوت البلاستيكية. هناك حاجة إلى عدة أجيال من تجارب الدفيئة لتقييم الاستقرار الوراثي للسمة محل الاهتمام وتوليد مخزون البذور اللازم لمزيد من الدراسة. يتم أيضًا جمع بيانات التأثير البيئي خلال هذه المرحلة من العمل وتقديمها مع مقترحات للوكالات التنظيمية للموافقة على الإصدار التجريبي المفتوح.
الضوابط: مثال الولايات المتحدة
تصف NIHG (NIH 1996) نهجًا منهجيًا لمنع كل من تعرض العمال للكائنات المؤتلفة وإطلاقها في البيئة. كل مؤسسة (على سبيل المثال ، جامعة أو مستشفى أو مختبر تجاري) مسؤولة عن إجراء أبحاث الحمض النووي الريبي بأمان وبما يتوافق مع NIHG. يتم تحقيق ذلك من خلال نظام إداري يحدد المسؤوليات ويتطلب تقييمات شاملة للمخاطر من قبل العلماء المطلعين وموظفي السلامة الأحيائية ، وتنفيذ ضوابط التعرض وبرامج المراقبة الطبية والتخطيط للطوارئ. توفر لجنة السلامة الحيوية المؤسسية (IBC) آليات مراجعة التجارب والموافقة عليها داخل المؤسسة. في بعض الحالات ، يلزم الحصول على موافقة اللجنة الاستشارية المؤتلفة من المعاهد الوطنية للصحة (RAC) نفسها.
تعتمد درجة التحكم على شدة المخاطر ويتم وصفها من خلال تعيينات مستوى السلامة الحيوية (BL) 1-4 ؛ BL1 هو الأقل تقييدًا و BL4 هو الأكثر. يتم تقديم إرشادات الاحتواء للبحث ، البحث والتطوير على نطاق واسع (أكبر من 10 لترات من الثقافة) ، الإنتاج على نطاق واسع والتجارب الحيوانية والنباتية على نطاق واسع وصغير.
يصف الملحق G من NIHG (NIH 1996) الاحتواء المادي على نطاق المختبر. BL1 مناسب للعمل مع عوامل غير معروفة أو ذات خطر ضئيل محتمل على موظفي المختبر أو البيئة. لا يتم فصل المختبر عن أنماط المرور العامة في المبنى. يتم العمل على المناضد المفتوحة. لا توجد أجهزة احتواء خاصة مطلوبة أو مستخدمة. يتم تدريب موظفي المختبر على الإجراءات المخبرية ويشرف عليهم عالم حاصل على تدريب عام في علم الأحياء الدقيقة أو العلوم ذات الصلة.
BL2 مناسب للعمل الذي يتضمن عوامل ذات مخاطر محتملة متوسطة على الأفراد والبيئة. يكون الوصول إلى المختبر محدودًا عند إجراء العمل ، ويتمتع العمال بتدريب خاص في التعامل مع العوامل المسببة للأمراض ويتم توجيههم من قبل علماء أكفاء ، ويتم إجراء الأعمال التي تخلق الهباء الجوي في خزانات السلامة البيولوجية أو غيرها من معدات الاحتواء. قد يتطلب هذا العمل المراقبة الطبية أو التطعيمات حسب الاقتضاء والتي تحددها IBC.
BL3 قابل للتطبيق عند إجراء العمل مع عوامل أصلية أو غريبة قد تسبب مرضًا خطيرًا أو مميتًا نتيجة التعرض عن طريق الاستنشاق. العمال لديهم تدريب محدد ويشرف عليهم علماء أكفاء من ذوي الخبرة في التعامل مع هذه العوامل الخطرة. تتم جميع الإجراءات في ظل ظروف الاحتواء التي تتطلب هندسة خاصة ومعدات الوقاية الشخصية.
BL4 مخصص للعوامل الأكثر خطورة والأكثر غرابة التي تشكل خطرًا كبيرًا على الفرد والمجتمع من الإصابة بأمراض تهدد الحياة. لا يوجد سوى عدد قليل من مختبرات BL4 في العالم.
يتناول الملحق ك الاحتواء المادي لأنشطة البحث أو الإنتاج بأحجام أكبر من 10 لترات (مقياس كبير). كما هو الحال في الإرشادات صغيرة النطاق ، هناك تسلسل هرمي لمتطلبات الاحتواء من أدنى إلى أعلى احتمالية للمخاطر: GLSP إلى BL3-Large-Scale (BL3-LS).
يغطي NIHG ، الملحق P ، العمل مع النباتات على مستوى مقاعد البدلاء وغرفة النمو ومقياس الدفيئة. كما تشير المقدمة: "الغرض الرئيسي من احتواء النبات هو تجنب الانتقال غير المقصود لجينوم النبات المحتوي على الحمض النووي المؤتلف ، بما في ذلك المواد الوراثية النووية أو العضية أو إطلاق كائنات حية مشتقة من الحمض النووي المؤتلف مرتبطة بالنباتات. بشكل عام ، لا تشكل هذه الكائنات أي تهديد لصحة الإنسان أو الحيوانات العليا ، ما لم يتم تعديلها عمدا لهذا الغرض. ومع ذلك ، فإن الانتشار غير المقصود لممرض خطير من دفيئة إلى محصول زراعي محلي أو الإدخال غير المقصود وتكوين كائن حي في نظام بيئي جديد أمر ممكن "(المعاهد الوطنية للصحة 1996). في الولايات المتحدة ، تتحمل وكالة حماية البيئة (EPA) وخدمة فحص صحة الحيوان والنبات (APHIS) التابعة لوزارة الزراعة الأمريكية مسؤولية مشتركة عن تقييم المخاطر ومراجعة البيانات التي تم إنشاؤها قبل منح الموافقة على اختبار الإطلاق الميداني (EPA 1996 ؛ Foudin and Gay 1995). يتم تقييم قضايا مثل الثبات والانتشار في الماء والهواء والتربة ، حسب أنواع الحشرات والحيوانات ، ووجود محاصيل أخرى مماثلة في المنطقة ، والاستقرار البيئي (حساسية الصقيع أو الحرارة) والمنافسة مع الأنواع المحلية - غالبًا ما يتم تقييمها أولاً في الدفيئة (ليبرمان وآخرون 1996).
تتراوح مستويات احتواء المصنع للمرافق والممارسات أيضًا من BL1 إلى BL4. تتضمن تجارب BL1 النموذجية الاستنساخ الذاتي. قد يتضمن BL2 نقل السمات من العامل الممرض إلى النبات المضيف. قد يتضمن BL3 تعبيرًا عن السموم أو عوامل خطرة على البيئة. يتم تحقيق حماية العمال في مختلف المستويات من خلال معدات الحماية الشخصية والضوابط الهندسية مثل الصوبات الزراعية والصوبات مع تدفق هواء اتجاهي وفلاتر هواء جسيمات عالية الكفاءة (HEPA) لمنع إطلاق حبوب اللقاح. اعتمادًا على المخاطر ، يمكن تحقيق الحماية البيئية والمجتمعية من العوامل التي يحتمل أن تكون خطرة عن طريق الضوابط البيولوجية. ومن الأمثلة على ذلك سمة حساسة لدرجة الحرارة أو سمة حساسية للأدوية أو متطلبات غذائية غير موجودة في الطبيعة.
مع زيادة المعرفة العلمية وتقدم التكنولوجيا ، كان من المتوقع أن تحتاج NIHG إلى المراجعة والمراجعة. على مدار العشرين عامًا الماضية ، اجتمع مركز الأنشطة الإقليمية للنظر في مقترحات التغييرات والموافقة عليها. على سبيل المثال ، لم تعد NIHG تصدر حظرًا شاملًا على الإطلاق المتعمد للكائنات المعدلة وراثيًا ؛ يُسمح بالإصدارات التجريبية الميدانية للمنتجات الزراعية وتجارب العلاج الجيني البشري في الظروف المناسبة وبعد تقييم المخاطر المناسب. كان أحد التعديلات المهمة جدًا على NIHG هو إنشاء فئة احتواء GLSP. خففت متطلبات احتواء "السلالات المؤتلفة غير المسببة للأمراض وغير السامة المشتقة من الكائنات المضيفة التي لها تاريخ ممتد من الاستخدام الآمن على نطاق واسع ، أو التي بنيت في قيود بيئية تسمح بالنمو الأمثل في بيئة واسعة النطاق ولكن محدودة البقاء على قيد الحياة دون عواقب وخيمة على البيئة "(المعاهد الوطنية للصحة 20). سمحت هذه الآلية للتكنولوجيا بالتقدم مع الاستمرار في النظر في احتياجات السلامة.
الضوابط: مثال الجماعة الأوروبية
في أبريل 1990 ، أصدرت الجماعة الأوروبية (EC) توجيهين بشأن الاستخدام المعزول والإطلاق المتعمد للكائنات المعدلة وراثيًا في البيئة. يتطلب كلا التوجيهين من الدول الأعضاء التأكد من اتخاذ جميع التدابير المناسبة لتجنب الآثار الضارة على صحة الإنسان أو البيئة ، ولا سيما من خلال جعل المستخدم يقيم جميع المخاطر ذات الصلة مقدمًا. في ألمانيا ، تم تمرير قانون التكنولوجيا الوراثية في عام 1990 جزئيًا استجابة لتوجيهات المفوضية الأوروبية ، ولكن أيضًا للاستجابة للحاجة إلى سلطة قانونية لبناء منشأة تجريبية لإنتاج الأنسولين المؤتلف (Reutsch and Broderick 1996). في سويسرا ، تستند اللوائح إلى NIHG بالولايات المتحدة ، وتوجيهات مجلس المفوضية الأوروبية والقانون الألماني بشأن تكنولوجيا الجينات. يتطلب السويسريون تسجيلًا سنويًا وتحديثات للتجارب للحكومة. بشكل عام ، تعتبر معايير الحمض النووي الريبي في أوروبا أكثر تقييدًا مما هي عليه في الولايات المتحدة ، وقد ساهم ذلك في قيام العديد من شركات الأدوية الأوروبية بنقل أبحاث الحمض النووي الريبي من بلدانهم الأصلية. ومع ذلك ، تسمح اللوائح السويسرية بفئة مستوى الأمان 4 على نطاق واسع ، وهو أمر غير مسموح به بموجب NIHG (SCBS 1995).
منتجات التكنولوجيا الحيوية
تتضمن بعض المنتجات البيولوجية والصيدلانية التي تم تصنيعها بنجاح بواسطة التقانات الحيوية للحمض النووي المؤتلف ما يلي: الأنسولين البشري؛ هرمون النمو البشري؛ لقاحات التهاب الكبد ألفا إنترفيرون. بيتا إنترفيرون. جاما انترفيرون. عامل تحفيز مستعمرة المحببات. منشط البلازمينوجين الأنسجة. عامل تحفيز مستعمرة الخلايا المحببة الضامة. IL2 ؛ إرثروبويتين. Crymax ، مبيد حشري لمكافحة اليرقات في الخضروات ؛ محاصيل الجوز والكروم ؛ طماطم Flavr Savr (TM) ؛ الكيموجين ، إنزيم يصنع الجبن ؛ ATIII (مضاد الثرومبين III) ، مشتق من حليب الماعز المعدل وراثيا المستخدم لمنع تجلط الدم في الجراحة ؛ يستخدم BST و PST (سوماتوتروبين الأبقار والخنازير) لزيادة إنتاج الحليب واللحوم.
المشاكل الصحية وأنماط المرض
هناك خمسة مخاطر صحية رئيسية ناتجة عن التعرض للكائنات الدقيقة أو منتجاتها في مجال التكنولوجيا الحيوية الصناعية:
العدوى غير مرجحة لأن غير مسببات الأمراض تستخدم في معظم العمليات الصناعية. ومع ذلك ، فمن الممكن أن الكائنات الحية الدقيقة تعتبر غير ضارة مثل الزائفة الرشاشيات الأنواع قد تسبب العدوى للأفراد الذين يعانون من نقص المناعة (Bennett 1990). يؤدي التعرض للذيفان الداخلي ، وهو أحد مكونات طبقة عديدات السكاريد الشحمية في جدار الخلية لجميع البكتيريا سالبة الجرام ، بتركيزات تزيد عن 300 نانوغرام / م 3 ، إلى ظهور أعراض عابرة تشبه أعراض الأنفلونزا (Balzer 1994). لقد عانى العاملون في العديد من الصناعات بما في ذلك الزراعة التقليدية والتكنولوجيا الحيوية من آثار التعرض للسموم الداخلية. تحدث تفاعلات الحساسية تجاه الكائنات الحية الدقيقة أو المنتج أيضًا في العديد من الصناعات. تم تشخيص الربو المهني في صناعة التكنولوجيا الحيوية لمجموعة واسعة من الكائنات الحية الدقيقة والمنتجات بما في ذلك الرشاشيات النيجر, البنسليوم النيابة. والبروتياز. لاحظت بعض الشركات حوادث في أكثر من 12 ٪ من القوى العاملة. يمكن أن تكون التفاعلات السامة متنوعة مثل الكائنات الحية والمنتجات. لقد ثبت أن التعرض للمضادات الحيوية يسبب تحولات في الفلورا الميكروبية في القناة الهضمية. من المعروف أن الفطريات قادرة على إنتاج السموم والمواد المسرطنة في ظل ظروف نمو معينة (Bennett 1990).
لمعالجة القلق من أن العمال المعرضين سيكونون أول من يطور أي آثار صحية ضارة محتملة من التكنولوجيا الجديدة ، كانت المراقبة الطبية لعمال الحمض النووي الريبي (rDNA) جزءًا من NIHG منذ بدايتها. لجان السلامة الأحيائية المؤسسية ، بالتشاور مع طبيب الصحة المهنية ، مكلفة بتحديد ، على أساس كل مشروع على حدة ، ما هي المراقبة الطبية المناسبة. اعتمادًا على هوية العامل المحدد ، وطبيعة الخطر البيولوجي ، والطرق المحتملة للتعرض وتوافر اللقاحات ، قد تشمل مكونات برنامج المراقبة الطبية التنسيب المسبق لفحوصات المتابعة الفيزيائية والدورية ، ولقاحات محددة ، ومحددة. تقييمات الحساسية والمرض ، المسوح المصلية والوبائية قبل التعرض.
يعتقد بينيت (1990) أنه من غير المحتمل أن تشكل الكائنات الحية الدقيقة المعدلة وراثيًا خطر الإصابة بالعدوى أو الحساسية أكثر من الكائن الأصلي ، ولكن قد تكون هناك مخاطر إضافية من المنتج الجديد ، أو الحمض النووي الريبي. يشير تقرير حديث إلى أن التعبير عن مسببات الحساسية من الجوز البرازيلي في فول الصويا المعدل وراثيًا قد يتسبب في آثار صحية غير متوقعة بين العمال والمستهلكين (Nordlee et al.1996). قد تكون المخاطر الجديدة الأخرى هي استخدام سلالات الخلايا الحيوانية التي تحتوي على جينات أو فيروسات غير معروفة أو غير مكتشفة قد تكون ضارة بالبشر.
من المهم أن نلاحظ أن المخاوف المبكرة المتعلقة بإنشاء أنواع متحولة خطرة وراثيًا أو السموم الفائقة لم تتحقق. وجدت منظمة الصحة العالمية أن التكنولوجيا الحيوية لا تنطوي على مخاطر تختلف عن الصناعات التحويلية الأخرى (Miller 1983) ، ووفقًا لـ Liberman و Ducatman و Fink (1990) ، "الإجماع الحالي هو أن المخاطر المحتملة لـ rDNA قد تم المبالغة فيها في البداية وأن تتشابه المخاطر المرتبطة بهذا البحث مع تلك المرتبطة بالكائن الحي ، والناقلات ، والحمض النووي ، والمذيبات ، والأجهزة الفيزيائية المستخدمة ". استنتجوا أن الكائنات الحية المهندسة لا بد أن يكون لها مخاطر ؛ ومع ذلك ، يمكن تعريف الاحتواء لتقليل التعرض.
من الصعب للغاية تحديد التعرض المهني الخاص بصناعة التكنولوجيا الحيوية. "التكنولوجيا الحيوية" ليست صناعة منفصلة برمز مميز للتصنيف الصناعي القياسي (SIC) ؛ بدلاً من ذلك ، يُنظر إليه على أنه عملية أو مجموعة أدوات مستخدمة في العديد من التطبيقات الصناعية. وبالتالي ، عند الإبلاغ عن الحوادث والتعرض ، يتم تضمين البيانات الخاصة بالحالات التي تشمل عمال التكنولوجيا الحيوية ضمن البيانات المتعلقة بجميع الحالات الأخرى التي تحدث في قطاع الصناعة المضيفة (على سبيل المثال ، الزراعة أو صناعة الأدوية أو الرعاية الصحية). علاوة على ذلك ، من المعروف أن حوادث وحوادث المختبرات لم يتم الإبلاغ عنها.
تم الإبلاغ عن عدد قليل من الأمراض على وجه التحديد بسبب تغير الحمض النووي وراثيًا ؛ ومع ذلك ، فهي غير معروفة. تم الإبلاغ عن إصابة موثقة واحدة على الأقل وانقلاب مصلي عندما عانى عامل من عصا إبرة ملوثة بنقل اللقاح المؤتلف (Openshaw et al.1991).
مشكلة سياسية
في الثمانينيات ظهرت أولى منتجات التكنولوجيا الحيوية في الولايات المتحدة وأوروبا. تمت الموافقة على استخدام الأنسولين المعدل وراثيًا في عام 1980 ، كما كان لقاحًا معدلاً وراثيًا ضد مرض الخنازير "النتوءات" (Sattelle 1982). ثبت أن سوماتوتروبين الأبقار المؤتلف (BST) يزيد من إنتاج حليب البقر ووزن ماشية اللحم. أثيرت مخاوف بشأن الصحة العامة وسلامة المنتجات وما إذا كانت اللوائح الحالية كافية لمعالجة هذه المخاوف في جميع المجالات المختلفة حيث يمكن تسويق منتجات التكنولوجيا الحيوية. توفر NIHG حماية العمال والبيئة خلال مراحل البحث والتطوير. سلامة المنتج وفعاليته ليست مسؤولية NIHG. في الولايات المتحدة ، من خلال الإطار المنسق ، يتم تقييم المخاطر المحتملة لمنتجات التكنولوجيا الحيوية من قبل الوكالة الأكثر ملاءمة (FDA أو EPA أو USDA).
يستمر الجدل حول سلامة الهندسة الوراثية ومنتجات التكنولوجيا الحيوية (Thomas and Myers 1993) ، خاصة فيما يتعلق بالتطبيقات الزراعية والأغذية للاستهلاك البشري. يرغب المستهلكون في بعض المناطق في وضع ملصقات على المنتجات لتحديد الأنواع الهجينة التقليدية وأيها مشتق من التكنولوجيا الحيوية. يرفض بعض مصنعي منتجات الألبان استخدام حليب الأبقار التي تتلقى BST. محظور في بعض البلدان (مثل سويسرا). اعتبرت إدارة الغذاء والدواء أن المنتجات آمنة ، ولكن هناك أيضًا مشكلات اقتصادية واجتماعية قد لا تكون مقبولة للجمهور. قد تؤدي تقنية BST بالفعل إلى عيب تنافسي للمزارع الصغيرة ، ومعظمها تدار عائليًا. على عكس التطبيقات الطبية حيث قد لا يكون هناك بديل للعلاج المهندسة وراثيا ، عندما تكون الأطعمة التقليدية متوفرة بكثرة ، فإن الجمهور يفضل التهجين التقليدي على الأطعمة المؤتلفة. ومع ذلك ، فإن البيئات القاسية ونقص الغذاء العالمي الحالي قد يغير هذا الموقف.
أعادت التطبيقات الحديثة للتكنولوجيا على صحة الإنسان والأمراض الموروثة إحياء المخاوف وخلقت قضايا أخلاقية واجتماعية جديدة. سينتج مشروع الجينوم البشري ، الذي بدأ في أوائل الثمانينيات ، خريطة فيزيائية وجينية للمادة الوراثية البشرية. ستزود هذه الخريطة الباحثين بمعلومات لمقارنة التعبير الجيني "الصحي أو الطبيعي" و "المريض" من أجل فهم أفضل للعيوب الجينية الأساسية والتنبؤ بها والإشارة إليها. أنتجت تقنيات الجينوم البشري اختبارات تشخيصية جديدة لمرض هنتنغتون والتليف الكيسي وسرطان الثدي والقولون. من المتوقع أن يصحح العلاج الجيني البشري الجسدي أو يحسن علاجات الأمراض الوراثية. يتم استخدام "بصمات" الحمض النووي عن طريق تحديد خريطة تعدد الأشكال من المواد الجينية كأدلة الطب الشرعي في حالات الاغتصاب والاختطاف والقتل. يمكن استخدامه لإثبات (أو تقنيًا دحض) الأبوة. يمكن استخدامه أيضًا في المجالات الأكثر إثارة للجدل ، مثل تقييم فرص الإصابة بالسرطان وأمراض القلب للتغطية التأمينية والعلاجات الوقائية أو كدليل في محاكم جرائم الحرب و "علامات" وراثية في الجيش.
على الرغم من أن العمل على تجارب الخط الجرثومي البشري (القابلة للانتقال من جيل إلى جيل) ممكن تقنيًا ، إلا أنه لم يتم النظر فيه للموافقة عليه في الولايات المتحدة بسبب الاعتبارات الاجتماعية والأخلاقية الجادة. ومع ذلك ، من المقرر عقد جلسات استماع عامة في الولايات المتحدة لإعادة فتح مناقشة علاج الخط الجرثومي البشري وتحسينات السمات المرغوبة غير المرتبطة بالأمراض.
أخيرًا ، بالإضافة إلى السلامة والقضايا الاجتماعية والأخلاقية ، لا تزال النظريات القانونية حول ملكية الجينات والحمض النووي والمسؤولية عن الاستخدام أو إساءة الاستخدام في تطور.
يجب اتباع الآثار طويلة المدى للإطلاق البيئي لمختلف العوامل. ستظهر قضايا الاحتواء البيولوجي الجديد ونطاق العائل للعمل الذي يتم التحكم فيه بعناية وبشكل مناسب في بيئة المختبر ، ولكن لا تعرف جميع الاحتمالات البيئية. قد تجد البلدان النامية ، حيث قد لا توجد خبرة علمية كافية و / أو وكالات تنظيمية ، نفسها إما غير راغبة أو غير قادرة على القيام بتقييم المخاطر على بيئتها الخاصة. يمكن أن يؤدي هذا إلى قيود غير ضرورية أو سياسة "الباب المفتوح" غير الحكيمة ، والتي يمكن أن يضر أي منها بالفائدة طويلة الأجل للبلد (Ho 1996).
بالإضافة إلى ذلك ، فإن الحذر مهم عند إدخال العوامل الزراعية المهندسة في بيئات جديدة حيث لا يوجد صقيع أو ضغوط احتواء طبيعية أخرى. هل سيتزاوج السكان الأصليون أو المبادلات الطبيعية للمعلومات الجينية مع العوامل المؤتلفة في البرية مما يؤدي إلى نقل الصفات المهندسة؟ هل هذه السمات مؤذية في العوامل الأخرى؟ ماذا سيكون التأثير على مسؤولي العلاج؟ هل ستحد ردود الفعل المناعية من الانتشار؟ هل العناصر الحية المهندسة قادرة على عبور حواجز الأنواع؟ هل يبقون في بيئة الصحاري والجبال والسهول والمدن؟
الملخص
تطورت التكنولوجيا الحيوية الحديثة في الولايات المتحدة بموجب المبادئ التوجيهية المتفق عليها والقوانين المحلية منذ أوائل السبعينيات. لم يُظهر الفحص الدقيق أي سمات غير متوقعة لا يمكن السيطرة عليها يعبر عنها كائن حي مأشوب. إنها تقنية مفيدة ، والتي بدونها لم يكن من الممكن إجراء العديد من التحسينات الطبية القائمة على البروتينات العلاجية الطبيعية. في العديد من البلدان المتقدمة ، تعد التكنولوجيا الحيوية قوة اقتصادية رئيسية وقد نمت صناعة بأكملها حول ثورة التكنولوجيا الحيوية.
ترتبط القضايا الطبية للعاملين في مجال التكنولوجيا الحيوية بالمضيف المحدد ومخاطر الناقلات والحمض النووي والعمليات الفيزيائية التي يتم إجراؤها. حتى الآن كان من الممكن الوقاية من مرض العمال عن طريق الهندسة وممارسات العمل واللقاحات وضوابط الاحتواء البيولوجي الخاصة بالمخاطر كما تم تقييمها على أساس كل حالة على حدة. وقد تم وضع الهيكل الإداري لإجراء تقييمات المخاطر المحتملة لكل بروتوكول تجريبي جديد. ما إذا كان سجل تتبع السلامة هذا يستمر في الإطلاق البيئي لمجال المواد القابلة للحياة هو مسألة تقييم مستمر للمخاطر البيئية المحتملة - الثبات ، والانتشار ، والمبادلات الطبيعية ، وخصائص الخلية المضيفة ، وخصوصية نطاق المضيف لعوامل النقل المستخدمة ، وطبيعة إدخال الجين وهلم جرا. من المهم أخذ هذا في الاعتبار بالنسبة لجميع البيئات والأنواع المحتملة المتأثرة من أجل تقليل المفاجآت التي تحدثها الطبيعة في كثير من الأحيان.
مقتبس من الطبعة الثالثة "موسوعة الصحة والسلامة المهنية".
يمكن تعريف صناعة الألعاب النارية على أنها صناعة مواد نارية (ألعاب نارية) للترفيه ، وللاستخدامات الفنية والعسكرية في الإشارات والإضاءة ، وللاستخدام كمبيدات للآفات ولأغراض أخرى مختلفة. تحتوي هذه الأصناف على مواد نارية مصنوعة من مساحيق أو تركيبات عجينة يتم تشكيلها أو ضغطها أو ضغطها حسب الحاجة. عندما يتم إشعالها ، يتم إطلاق الطاقة التي تحتويها لإعطاء تأثيرات محددة ، مثل الإضاءة ، والتفجير ، والصفير ، والصراخ ، وتشكيل الدخان ، والاحتراق ، والدفع ، والاشتعال ، والتهيئة ، وإطلاق النار ، والتفكك. أهم مادة نارية لا تزال هي البودرة السوداء (البارود ، الذي يتكون من الفحم والكبريت ونترات البوتاسيوم) ، والذي يمكن استخدامه سائبًا للتفجير أو ضغطه للدفع أو إطلاق النار أو تخزينه بالفحم الخشبي كأساس.
العمليات
يجب أن تكون المواد الخام المستخدمة في صناعة الألعاب النارية نقية جدًا وخالية من جميع الشوائب الميكانيكية (وقبل كل شيء) خالية من المكونات الحمضية. ينطبق هذا أيضًا على المواد الفرعية مثل الورق ولوح اللصق والغراء. يسرد الجدول 1 المواد الخام الشائعة المستخدمة في تصنيع الألعاب النارية.
الجدول 1. المواد الخام المستخدمة في تصنيع الألعاب النارية
منتجاتنا |
مواد أولية |
متفجرات |
النيتروسليلوز (صوف الكولوديون) ، الفضة المطفرة ، مسحوق أسود |
مواد قابلة للاشتعال |
راتينج أكارويد ، ديكسترين ، حمض الغاليك ، صمغ عربي ، خشب ، فحم ، |
المواد المؤكسدة |
كلورات البوتاسيوم ، كلورات الباريوم ، البوتاسيوم ، البيركلورات ، الباريوم |
مواد تلوين اللهب |
كربونات الباريوم (أخضر) ، كريوليت (أصفر) ، نحاس ، أمونيوم |
المواد الخاملة |
ثلاثي جليسريل ، بارافين ، تراب دياتومي ، جير ، طباشير. |
بعد تجفيفها وطحنها وغربلتها ، يتم وزن المواد الخام وخلطها في مبنى خاص. في السابق كانت تُخلط دائمًا يدويًا ولكن في المصانع الحديثة غالبًا ما تستخدم الخلاطات الميكانيكية. بعد الخلط ، يجب حفظ المواد في مباني تخزين خاصة لتجنب التراكم في غرف العمل. فقط الكميات المطلوبة لعمليات المعالجة الفعلية يجب أن تؤخذ من هذه المباني إلى غرف العمل.
قد تكون أغلفة المواد النارية من الورق أو اللوح أو المواد الاصطناعية أو المعدن. طريقة التعبئة تختلف. على سبيل المثال ، من أجل التفجير ، يتم سكب التركيبة بشكل فضفاض في علبة وإغلاقها ، بينما يتم سكبها في العلبة من أجل الدفع أو الإضاءة أو الصراخ أو الصفير ثم يتم ضغطها أو ضغطها وإغلاقها.
كان الضغط أو الضغط يتم في السابق بضربات من مطرقة على أداة "تثبيت" خشبية ، ولكن نادرًا ما يتم استخدام هذه الطريقة في المنشآت الحديثة ؛ يتم استخدام مكابس هيدروليكية أو مكابس معينات دوارة بدلاً من ذلك. تتيح المكابس الهيدروليكية ضغط التركيبة في وقت واحد في عدد من الحالات.
غالبًا ما تتشكل مواد الإضاءة عندما تكون رطبة لتكوين نجوم ، ثم يتم تجفيفها ووضعها في علب للصواريخ والقنابل وما إلى ذلك. يجب تجفيف المواد الناتجة عن عملية رطبة جيدًا أو قد تشتعل تلقائيًا.
نظرًا لأنه من الصعب اشتعال العديد من المواد النارية عند ضغطها ، يتم تزويد أدوات الألعاب النارية المعنية بمكون وسيط أو أولية لضمان الاشتعال ؛ ثم يتم ختم القضية. يتم إشعال المادة من الخارج بمباراة سريعة ، أو بفتيل ، أو مكشطة ، أو أحيانًا بغطاء قرع.
المخاطر
من الواضح أن أهم المخاطر في الألعاب النارية هي الحريق والانفجار. بسبب قلة عدد الآلات المستخدمة ، تكون المخاطر الميكانيكية أقل أهمية ؛ إنها تشبه تلك الموجودة في الصناعات الأخرى.
تكون حساسية معظم المواد النارية من النوع الذي يمكن أن تشتعل بسهولة عن طريق الضربات والاحتكاك والشرر والحرارة في شكل فضفاض. أنها تشكل مخاطر الحريق والانفجار وتعتبر متفجرات. العديد من مواد الألعاب النارية لها التأثير الانفجاري للمتفجرات العادية ، ويكون العمال عرضة لحرق ملابسهم أو أجسادهم بواسطة صفائح من اللهب.
أثناء معالجة المواد السامة المستخدمة في الألعاب النارية (على سبيل المثال ، مركبات الرصاص والباريوم وخلات النحاس الزرنيخ) قد يكون هناك خطر صحي من استنشاق الغبار أثناء الوزن والخلط.
إجراءات السلامة والصحة
يجب استخدام الأشخاص الموثوق بهم فقط في تصنيع المواد النارية. لا يجوز تشغيل الشباب الذين تقل أعمارهم عن 18 عامًا. من الضروري وجود تعليمات وإشراف مناسبين على العمال.
قبل إجراء أي عملية تصنيع ، من المهم التأكد من حساسية المواد النارية للاحتكاك والصدمات والحرارة وأيضًا تأثيرها المتفجر. ستعتمد طبيعة عملية التصنيع والكميات المسموح بها في غرف العمل ومباني التخزين والتجفيف على هذه الخصائص.
يجب اتخاذ الاحتياطات الأساسية التالية عند تصنيع المواد والأغراض النارية:
يوصى بالمسافات التالية:
يمكن تقليل المسافات بين أماكن العمل في ظروف مواتية وإذا تم بناء جدران واقية بينها.
يجب توفير مباني منفصلة للأغراض التالية: تخزين وتحضير المواد الخام ، الخلط ، تخزين التركيبات ، المعالجة (التعبئة ، الكبس أو الكبس) ، التجفيف ، التشطيب (اللصق ، الطلاء ، التغليف ، البارافين ، إلخ) ، التجفيف والتخزين الأصناف الجاهزة وتخزين البودرة السوداء.
يجب تخزين المواد الخام التالية في غرف معزولة: الكلورات والبيركلورات ، فوق كلورات الأمونيوم ؛ النترات والبيروكسيدات والمواد المؤكسدة الأخرى ؛ معادن خفيفة مواد قابلة للاشتعال سوائل قابلة للإشتعال؛ الفوسفور الأحمر النيتروسليلوز. يجب أن يبقى النيتروسليلوز رطبًا. يجب حماية مساحيق المعادن من الرطوبة والزيوت الدهنية والشحوم. يجب تخزين المؤكسدات بشكل منفصل عن المواد الأخرى.
تصميم المبنى
بالنسبة للخلط ، فإن المباني من نوع تنفيس الانفجار (ثلاثة جدران مقاومة ، وسقف مقاوم وجدار تنفيس واحد مصنوع من صفائح بلاستيكية) هي الأكثر ملاءمة. يُنصح بوجود جدار وقائي أمام جدار فتحة الانفجار. يجب عدم استخدام غرف خلط المواد المحتوية على الكلورات للمواد التي تحتوي على معادن أو كبريتيد الأنتيمون.
بالنسبة للتجفيف ، أثبتت المباني التي تحتوي على منطقة تهوية للانفجار والمباني المغطاة بالأرض والمزودة بجدار تنفيس عن الانفجار أنها مرضية. يجب أن تكون محاطة بجسر. في بيوت التجفيف ، يُنصح بدرجة حرارة الغرفة التي يتم التحكم فيها عند 50 درجة مئوية.
في مباني المعالجة ، يجب أن تكون هناك غرف منفصلة من أجل: التعبئة ؛ ضغط أو ضغط قطع و "خنق" وإغلاق القضايا ؛ مواد نارية مشكلة ومضغوطة باللك ؛ المواد النارية فتيلة؛ تخزين المواد النارية والمنتجات الوسيطة ؛ التعبئة؛ وتخزين المواد المعبأة. تم العثور على صف من المباني مع مناطق تهوية الانفجار ليكون الأفضل. يجب أن تتناسب قوة الجدران الوسيطة مع طبيعة وكمية المواد التي يتم مناولتها.
فيما يلي القواعد الأساسية للمباني التي تستخدم أو توجد فيها مواد قابلة للانفجار:
معدات
يجب أن تحتوي المطابع الميكانيكية على حواجز أو حواجز واقية حتى لا يتعرض العمال للخطر في حالة اندلاع حريق ولا ينتشر الحريق إلى أماكن العمل المجاورة. إذا تم التعامل مع كميات كبيرة من المواد ، يجب أن تكون المطابع في غرف معزولة ويتم تشغيلها من الخارج. لا يجوز لأي شخص البقاء في غرفة الصحافة.
يجب توفير أجهزة إطفاء الحريق بكميات كافية ، مع تمييزها بشكل واضح وفحصها على فترات منتظمة. يجب أن تكون مناسبة لطبيعة المواد الموجودة. يجب استخدام طفايات الحريق من الفئة D في حرق مسحوق المعادن ، وليس الماء أو الرغوة أو المواد الكيميائية الجافة أو ثاني أكسيد الكربون. يوصى بالاستحمام والبطانيات الصوفية والبطانيات المقاومة للحريق لإطفاء الملابس المحترقة.
يجب أن يرتدي الأشخاص الذين يتلامسون مع المواد النارية أو المعرضين للخطر بسبب صفائح اللهب ملابس واقية مقاومة للحريق والحرارة. يجب إزالة الغبار عن الملابس يوميًا في مكان مخصص لغرض إزالة أي ملوثات.
يجب اتخاذ الإجراءات في التعهد بتقديم الإسعافات الأولية في حالة الحوادث.
المواد
يجب جمع النفايات الخطرة ذات الخصائص المختلفة بشكل منفصل. يجب تفريغ حاويات النفايات يوميا. حتى يتم تدميرها ، يجب حفظ النفايات المجمعة في مكان محمي على بعد 15 مترًا على الأقل من أي مبنى. يجب التعامل مع المنتجات المعيبة والمنتجات الوسيطة كقاعدة عامة كنفايات. يجب إعادة معالجتها فقط إذا كان القيام بذلك لا يسبب أي مخاطر.
عند معالجة المواد الضارة بالصحة ، يجب تجنب الاتصال المباشر بها. يجب استنفاد الغازات والأبخرة والأتربة الضارة بشكل فعال وآمن. إذا كانت أنظمة العادم غير كافية ، فيجب ارتداء معدات حماية الجهاز التنفسي. يجب توفير ملابس واقية مناسبة.
"إخلاء المسؤولية: لا تتحمل منظمة العمل الدولية المسؤولية عن المحتوى المعروض على بوابة الويب هذه والذي يتم تقديمه بأي لغة أخرى غير الإنجليزية ، وهي اللغة المستخدمة للإنتاج الأولي ومراجعة الأقران للمحتوى الأصلي. لم يتم تحديث بعض الإحصائيات منذ ذلك الحين. إنتاج الطبعة الرابعة من الموسوعة (4). "