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Catégories Enfants

77. Traitement chimique

77. Traitement chimique (8)

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77. Traitement chimique

Éditeurs de chapitre : Jeanne Mager Stellman et Michael McCann


Table des matières

Tableaux et figures

L’industrie chimique
L. De Boer

Élaboration d'un programme de gestion de la sécurité des procédés
Richard S. Kraus

Opérations et processus des principales unités : un aperçu
Sydney Lipton

Exemples d'opérations de traitement chimique

Production de chlore et caustique
L'Institut du chlore, Inc.

Fabrication de peinture et de revêtement
Michel McCann 

Industrie des plastiques
PK Law et TJ Britton

Industrie de la biotechnologie
Susan B. Lee et Linda B. Wolfe

Industrie pyrotechnique
J.Kroeger

Tables

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1. Emploi dans l'industrie chimique dans certains pays
2. Quelques facteurs généraux de sélection de site
3. Considérations relatives à la sécurité de l'emplacement de l'usine
4. Installations généralement séparées dans l'aménagement général de l'usine
5. Considérations générales dans une disposition d'unité de processus
6. Étapes pour limiter les stocks
7. Considérations sur la séparation et l'emplacement des réservoirs
8. Pompes dans l'industrie chimique
9. Sources potentielles d'explosion dans l'équipement
10. Produits volatils de la décomposition des plastiques
11. Micro-organismes d'importance industrielle
12. Matières premières utilisées dans la fabrication de pièces pyrotechniques

Figures

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78. Pétrole et gaz naturel

78. Pétrole et gaz naturel (1)

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78. Pétrole et gaz naturel

Éditeur de chapitre : Richard S. Kraus


Table des matières

Processus de raffinage du pétrole
Richard S. Kraus

Tables

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1. Résumé de l'histoire de la transformation du raffinage
2. Principaux produits du raffinage du pétrole brut
3. Vue d'ensemble des procédés de raffinage du pétrole

Figures

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HUILE10F28HUILE010F1HUILE010F4HUILE10F24HUILE010F5HUILE10F25HUILE010F6HUILE010F7HUILE010F8HUILE10F27HUILE010F9HUILE10F10HUILE10F11HUILE10F12HUILE10F22HUILE10F13HUILE10F14HUILE10F15HUILE10F16HUILE10F17HUILE10F18HUILE10F19HUILE10F26HUILE10F20HUILE10F21

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79. Industrie pharmaceutique

79. Industrie pharmaceutique (2)

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79. Industrie pharmaceutique

Éditeur de chapitre : Keith D. Tait


Table des matières

Tableaux et figures

Industrie pharmaceutique
Keith D.Tait

     Étude de cas : effets des œstrogènes synthétiques sur les travailleurs pharmaceutiques : un exemple aux États-Unis
     Dennis D. Zaebst

Tables

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1. Principales catégories d'agents pharmaceutiques
2. Solvants utilisés dans l'industrie pharmaceutique

Figures

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PHC010F1PHC010F2PHC010F3PHC010F4PHC010F5PHC010F6PHC010F8      PHC010F7   PHC040F1PHC040F2

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80. Industrie du caoutchouc

80. Industrie du caoutchouc (12)

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80. Industrie du caoutchouc

Éditeurs de chapitre : Louis S. Beliczky et John Fajen


Table des matières

Tableaux et figures

Profil général
Louis S. Beliczky et John Fajen

Culture de l'hévéa
Alan Echt

Fabrication de pneus
James S.Frederick

Produits industriels non pneumatiques
Ray C. Bécasse

     Étude de cas : vulcaisation en bain de sel
     Beth Donovan Reh

1,3-Butadiène
Ronald L. Melnick

Contrôles d'ingénierie
Ray C. Bécasse

Sécurité
James R. Townhill

Études épidémiologiques
Robert Harris

Dermatite de contact avec le caoutchouc et allergie au latex
James S.Taylor et Yung Hian Leow

Ergonomie
William S.Marras

Questions environnementales et de santé publique
Thomas Rhodarmer

Tables

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1. Quelques polymères de caoutchouc importants
2. Consommation mondiale de caoutchouc en 1993

Figures

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Samedi, Février 26 2011 17: 09

L’industrie chimique

Adapté de la 3e édition, Encyclopaedia of Occupational Health and Safety.

L'activité de l'industrie chimique consiste à modifier la structure chimique des matériaux naturels afin d'en tirer des produits de valeur pour d'autres industries ou dans la vie quotidienne. Les produits chimiques sont produits à partir de ces matières premières - principalement des minéraux, des métaux et des hydrocarbures - au cours d'une série d'étapes de traitement. Un traitement supplémentaire, tel que le mélange et le mélange, est souvent nécessaire pour les convertir en produits finis (par exemple, peintures, adhésifs, médicaments et cosmétiques). Ainsi, l'industrie chimique couvre un domaine beaucoup plus large que ce que l'on appelle habituellement la « chimie » puisqu'elle comprend également des produits tels que les fibres artificielles, les résines, les savons, les peintures, les pellicules photographiques, etc.

Les produits chimiques se divisent en deux classes principales : biologique et inorganique. Les produits chimiques organiques ont une structure de base d'atomes de carbone, combinés avec de l'hydrogène et d'autres éléments. Le pétrole et le gaz sont aujourd'hui à l'origine de 90 % de la production chimique organique mondiale, ayant largement remplacé le charbon et les matières végétales et animales, les premières matières premières. Les produits chimiques inorganiques proviennent principalement de sources minérales. Des exemples sont le soufre, qui est extrait tel quel ou extrait de minerais, et le chlore, qui est fabriqué à partir de sel ordinaire.

Les produits de l'industrie chimique peuvent être globalement divisés en trois groupes, qui correspondent aux principales étapes de fabrication : produits chimiques de base (organiques et inorganiques) sont normalement fabriqués à grande échelle et sont normalement convertis en d'autres produits chimiques ; intermédiaires sont dérivés de produits chimiques de base. La plupart des intermédiaires nécessitent un traitement supplémentaire dans l'industrie chimique, mais certains, comme les solvants, sont utilisés tels quels; produits chimiques finis sont fabriqués par un traitement chimique ultérieur. Certains d'entre eux (médicaments, cosmétiques, savons) sont consommés tels quels ; d'autres, comme les fibres, les matières plastiques, les colorants et les pigments, sont encore transformés.

Les principaux secteurs de l'industrie chimique sont les suivants :

  1. inorganiques basiques : acides, alcalis et sels, principalement utilisés ailleurs dans l'industrie et gaz industriels, tels que l'oxygène, l'azote et l'acétylène
  2. matières organiques de base : matières premières pour les plastiques, les résines, les caoutchoucs synthétiques et les fibres synthétiques ; solvants et matières premières détergentes; colorants et pigments
  3. engrais et pesticides (y compris herbicides, fongicides et insecticides)
  4. plastiques, résines, caoutchoucs synthétiques, fibres cellulosiques et synthétiques
  5. produits pharmaceutiques (drogues et médicaments)
  6. peintures, vernis et laques
  7. savons, détergents, produits de nettoyage, parfums, cosmétiques et autres articles de toilette
  8. divers produits chimiques, tels que les produits à polir, les explosifs, les adhésifs, les encres, les pellicules photographiques et les produits chimiques

 

Dans le système de classification industrielle type internationale de toutes les activités économiques (CITI), utilisé par les Nations Unies pour classer l'activité économique en dix grandes divisions, l'industrie chimique est classée dans la division 35, l'une des neuf subdivisions de la division principale 3 : Fabrication. La division 35 est en outre subdivisée en produits chimiques industriels (351), autres produits chimiques (352), raffineries de pétrole (353), divers produits du charbon et du pétrole, par exemple l'asphalte (354), les produits en caoutchouc, y compris les pneus (355) et la transformation des matières plastiques (356) .

Dans la communication des statistiques de l'industrie chimique, chaque pays utilise normalement son propre système de classification, ce qui peut être trompeur. Ainsi, la comparaison entre les pays de la performance totale de l'industrie chimique ne peut pas être basée sur des sources nationales. Cependant, les organismes internationaux tels que l'Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE) et les Nations Unies fournissent normalement des données sur la base de la CITI, mais avec un retard d'environ deux ans.

Les statistiques du commerce sont publiées au niveau international selon la classification type du commerce international (CTCI), qui diffère du système CITI. Les statistiques commerciales par pays font presque toujours référence à la section 5 de la CTCI, qui couvre environ 90 % du total des produits chimiques déclarés dans le système CITI.

L'industrie chimique s'est développée beaucoup plus rapidement au cours du demi-siècle que l'industrie dans son ensemble. Bien qu'il y ait eu une dépression économique dans l'industrie chimique mondiale au début des années 1990, la production chimique a augmenté au milieu des années 1990. Le plus grand domaine de croissance de la production chimique a été en Asie du Sud-Est. La figure 1 montre la variation en pourcentage de la production chimique de 1992 à 95 pour certains pays.

Figure 1. Évolution de la production chimique pour certains pays, 1992-95

CMP010F1

Une grande partie de l'industrie chimique est à forte intensité de capital et dépend également fortement de la recherche et du développement (par exemple, les produits pharmaceutiques). Le résultat combiné de ces deux facteurs est que l'industrie emploie un nombre anormalement faible d'ouvriers non qualifiés pour sa taille, par rapport à l'industrie manufacturière en général. L'emploi total dans l'industrie a légèrement augmenté pendant la période de croissance rapide qui a précédé 1970, mais depuis lors, la recherche d'une productivité accrue a entraîné une baisse de l'emploi dans l'industrie chimique dans la plupart des pays développés. Le tableau 1 montre l'emploi dans l'industrie chimique aux États-Unis et dans plusieurs pays européens en 1995.

Tableau 1. Emploi dans l'industrie chimique dans certains pays (1995)

Pays

Emplois

États-Unis

1, 045,000

Allemagne

538,000

France

248,000

Royaume Uni

236,000

Italie

191,000

Pologne

140,000

Espagne

122,000

Source : Nouvelles de la chimie et de l'ingénierie 1996.

 

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Samedi, Février 26 2011 17: 45

Production de chlore et caustique

L'Institut du chlore, Inc.

L'électrolyse des saumures produit du chlore et de la soude caustique. Le chlorure de sodium (NaCl) est le principal sel utilisé ; il donne de la soude caustique (NaOH). Cependant, l'utilisation de chlorure de potassium (KCl) produit de la potasse caustique (KOH).

2 NaCl + 2H2O → Cl2↑ + 2 NaOH + H2

sel + eau → chlore (gaz) + caustique + hydrogène (gaz)

Actuellement, le procédé à cellule à diaphragme est le plus utilisé pour la production commerciale de chlore, suivi du procédé à cellule à mercure, puis du procédé à cellule à membrane. En raison de problèmes économiques, environnementaux et de qualité des produits, les fabricants préfèrent désormais le procédé de cellule à membrane pour les nouvelles installations de production.

Le processus de la cellule à diaphragme

Une cellule à diaphragme (voir figure 1) est alimentée en saumure saturée de sel dans un compartiment contenant une anode en titane recouverte de sels de ruthénium et d'autres métaux. Une tête de cellule en plastique recueille le chlore gazeux chaud et humide produit à cette anode. L'aspiration par un compresseur aspire ensuite le chlore dans un collecteur pour un traitement ultérieur consistant en un refroidissement, un séchage et une compression. L'eau et la saumure n'ayant pas réagi percolent à travers un séparateur à diaphragme poreux dans le compartiment cathodique où l'eau réagit au niveau d'une cathode en acier pour produire de l'hydroxyde de sodium (soude caustique) et de l'hydrogène. Le diaphragme retient le chlore produit à l'anode de la soude et de l'hydrogène produits à la cathode. Si ces produits se combinent, le résultat est l'hypochlorite de sodium (eau de Javel) ou le chlorate de sodium. Les producteurs commerciaux de chlorate de sodium utilisent des cellules qui n'ont pas de séparateurs. Le diaphragme le plus courant est un composite d'amiante et d'un polymère fluorocarboné. Les usines modernes de cellules à diaphragme n'ont pas les problèmes de santé ou environnementaux historiquement associés à l'utilisation de diaphragmes en amiante. Certaines usines utilisent des diaphragmes sans amiante, qui sont maintenant disponibles dans le commerce. Le processus de cellule à diaphragme produit une solution faible d'hydroxyde de sodium contenant du sel n'ayant pas réagi. Un processus d'évaporation supplémentaire concentre la soude caustique et élimine la majeure partie du sel pour produire une soude caustique de qualité commerciale.

Figure 1. Types de procédés cellulaires chloralcali

CMP030F1

Le processus de la cellule à mercure

Une cellule à mercure se compose en fait de deux cellules électrochimiques. La réaction dans la première cellule à l'anode est :

2 Cl- → C12 + 2 e-

chlorure → chlore + électrons

La réaction dans la première cellule à la cathode est :

Na+ + Hg + e- → Na·Hg

ion sodium + mercure + électrons → amalgame de sodium

La saumure s'écoule dans une auge en acier inclinée avec des parois caoutchoutées (voir figure 4). Le mercure, la cathode, s'écoule sous la saumure. Des anodes de titane revêtu sont suspendues dans la saumure pour la production de chlore, qui sort de la cellule vers un système de collecte et de traitement. Le sodium est électrolysé dans la cellule et sort de la première cellule amalgamé avec le mercure. Cet amalgame s'écoule dans une deuxième cellule électrochimique appelée le décomposeur. Le décomposeur est une cellule avec du graphite comme cathode et l'amalgame comme anode.

La réaction dans le décomposeur est :

2 Na•Hg + 2 H2O → 2 NaOH + 2 Hg + H2

Le processus de cellule à mercure produit du NaOH commercial (50%) directement à partir de la cellule.

Le processus de cellule à membrane

Les réactions électrochimiques dans une cellule à membrane sont les mêmes que dans la cellule à diaphragme. Une membrane échangeuse de cations est utilisée à la place du diaphragme poreux (voir figure 1). Cette membrane empêche la migration des ions chlorure dans le catholyte, produisant ainsi une soude caustique essentiellement exempte de sel de 30 à 35 % directement à partir de la cellule. L'élimination de la nécessité d'éliminer le sel simplifie l'évaporation de la soude caustique à une concentration commerciale de 50 % et nécessite moins d'investissement et d'énergie. Le nickel coûteux est utilisé comme cathode dans la cellule à membrane en raison de la caustique plus forte.

Dangers pour la sécurité et la santé

Aux températures ordinaires, le chlore sec, liquide ou gazeux, ne corrode pas l'acier. Le chlore humide est très corrosif car il forme des acides chlorhydrique et hypochloreux. Des précautions doivent être prises pour garder le chlore et l'équipement de chlore au sec. La tuyauterie, les vannes et les conteneurs doivent être fermés ou bouchés lorsqu'ils ne sont pas utilisés pour empêcher l'humidité atmosphérique d'entrer. Si de l'eau est utilisée sur une fuite de chlore, les conditions corrosives qui en résultent aggravent la fuite.

Le volume de chlore liquide augmente avec la température. Des précautions doivent être prises pour éviter la rupture hydrostatique des tuyauteries, récipients, conteneurs ou autres équipements remplis de chlore liquide.

L'hydrogène est un coproduit de tout le chlore fabriqué par l'électrolyse de solutions aqueuses de saumure. Dans une plage de concentration connue, les mélanges de chlore et d'hydrogène sont inflammables et potentiellement explosifs. La réaction du chlore et de l'hydrogène peut être initiée par la lumière directe du soleil, d'autres sources de lumière ultraviolette, l'électricité statique ou un impact violent.

De petites quantités de trichlorure d'azote, un composé instable et hautement explosif, peuvent être produites lors de la fabrication du chlore. Lorsque le chlore liquide contenant du trichlorure d'azote est évaporé, le trichlorure d'azote peut atteindre des concentrations dangereuses dans le chlore liquide restant.

Le chlore peut réagir, parfois de manière explosive, avec un certain nombre de matières organiques telles que l'huile et la graisse provenant de sources telles que les compresseurs d'air, les vannes, les pompes et les instruments à membrane d'huile, ainsi que le bois et les chiffons provenant des travaux d'entretien.

Dès qu'il y a une indication d'un dégagement de chlore, des mesures immédiates doivent être prises pour corriger la situation. Les fuites de chlore s'aggravent toujours si elles ne sont pas corrigées rapidement. Lorsqu'une fuite de chlore se produit, le personnel autorisé et formé équipé d'un équipement respiratoire et d'un autre équipement de protection individuelle (EPI) approprié doit enquêter et prendre les mesures appropriées. Le personnel ne doit pas entrer dans des atmosphères contenant des concentrations de chlore supérieures à la concentration immédiatement dangereuse pour la vie et la santé (IDLH) (10 ppm) sans l'EPI approprié et le personnel de secours. Le personnel inutile doit être tenu à l'écart et la zone dangereuse doit être isolée. Les personnes potentiellement affectées par un rejet de chlore doivent être évacuées ou mises à l'abri sur place si les circonstances le justifient.

Les moniteurs de chlore de zone et les indicateurs de direction du vent peuvent fournir des informations opportunes (par exemple, les voies d'évacuation) pour aider à déterminer si le personnel doit être évacué ou abrité sur place.

Lorsque l'évacuation est utilisée, les personnes potentiellement exposées doivent se déplacer vers un point en amont de la fuite. Parce que le chlore est plus lourd que l'air, des altitudes plus élevées sont préférables. Pour s'échapper dans les plus brefs délais, les personnes déjà présentes dans une zone contaminée doivent se déplacer par vent de travers.

Lorsque vous êtes à l'intérieur d'un bâtiment et que l'abri sur place est sélectionné, l'abri peut être obtenu en fermant toutes les fenêtres, portes et autres ouvertures, et en éteignant les climatiseurs et les systèmes d'admission d'air. Le personnel doit se déplacer vers le côté du bâtiment le plus éloigné de la sortie.

Il faut veiller à ne pas positionner le personnel sans issue de secours. Une position sûre peut être rendue dangereuse par un changement de direction du vent. De nouvelles fuites peuvent se produire ou la fuite existante peut s'agrandir.

Si un incendie est présent ou imminent, les conteneurs de chlore et l'équipement doivent être éloignés de l'incendie, si possible. Si un récipient ou un équipement qui ne fuit pas ne peut pas être déplacé, il doit être refroidi en appliquant de l'eau. L'eau ne doit pas être utilisée directement sur une fuite de chlore. Le chlore et l'eau réagissent en formant des acides et la fuite s'aggravera rapidement. Cependant, lorsque plusieurs conteneurs sont impliqués et que certains fuient, il peut être prudent d'utiliser un jet d'eau pour aider à prévenir la surpression des conteneurs qui ne fuient pas.

Chaque fois que des conteneurs ont été exposés à des flammes, de l'eau de refroidissement doit être appliquée jusqu'à ce que le feu soit éteint et que les conteneurs soient refroidis. Les conteneurs exposés au feu doivent être isolés et le fournisseur doit être contacté dès que possible.

Les solutions d'hydroxyde de sodium sont corrosives, surtout lorsqu'elles sont concentrées. Les travailleurs à risque d'exposition aux déversements et aux fuites doivent porter des gants, un écran facial, des lunettes et d'autres vêtements de protection.

Remerciements : Le Dr RG Smerko est reconnu pour avoir mis à disposition les ressources du Chlorine Institute, Inc.

 

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Chaque fois que des processus utilisent la température et la pression pour modifier la structure moléculaire ou créer de nouveaux produits à partir de produits chimiques, il existe un risque d'incendie, d'explosion ou de rejet de liquides, de vapeurs, de gaz ou de produits chimiques inflammables ou toxiques. Le contrôle de ces événements indésirables nécessite une science spéciale appelée gestion de la sécurité des processus. Les termes sécurité des procédés et gestion de la sécurité des processus sont le plus souvent utilisés pour décrire la protection des employés, du public et de l'environnement contre les conséquences d'incidents majeurs indésirables impliquant des liquides inflammables et des matières hautement dangereuses. Selon l'Association des fabricants de produits chimiques des États-Unis (CMA), « la sécurité des procédés est le contrôle des dangers qui sont causés par une mauvaise opération ou un dysfonctionnement des procédés utilisés pour convertir les matières premières en produits finis, ce qui peut entraîner la libération non planifiée de matières dangereuses. » (AMC 1985).


Implication de l'industrie et de la sécurité des processus de travail

La technologie de sécurité des processus a joué un rôle important dans les industries de traitement chimique afin que la manipulation de liquides et de gaz inflammables et combustibles puisse se dérouler sans conséquences indésirables. Au cours des années 1980, les industries pétrolières et gazières, par exemple, ont reconnu que la technologie de sécurité des procédés à elle seule, sans gestion de la sécurité des procédés, n'empêcherait pas les incidents catastrophiques. Dans cette optique, un certain nombre d'associations industrielles, telles que, aux États-Unis, le Center for Chemical Process Safety (CCPS), l'American Petroleum Institute (API) et la Chemical Manufacturers' Association (CMA), ont lancé des programmes visant à développer et fournir des directives de gestion de la sécurité des procédés à l'usage de leurs membres. Comme l'a déclaré le CCPS, "l'évolution de la sécurité des procédés d'un problème purement technique à un problème exigeant des approches de gestion était essentielle à l'amélioration continue de la sécurité des procédés".

Le CCPS a été créé en 1985 pour promouvoir l'amélioration des techniques de gestion de la sécurité des procédés parmi ceux qui stockent, manipulent, traitent et utilisent des produits chimiques et des matériaux dangereux. En 1988, la Chemical Manufacturer's Association (CMA) a lancé son programme Responsible Care® décrivant l'engagement de chaque entreprise membre envers la responsabilité environnementale, sanitaire et sécuritaire dans la gestion des produits chimiques.

En 1990, l'API a lancé un programme à l'échelle de l'industrie intitulé STEP-Strategies for Today's Environmental Partnership, dans le but d'améliorer les performances de l'industrie pétrolière et gazière en matière d'environnement, de santé et de sécurité. L'un des sept éléments stratégiques du programme STEP porte sur la sécurité de l'exploitation et des procédés pétroliers. Les documents suivants sont des exemples de certains des matériaux développés à la suite du programme STEP qui fournissent des conseils à l'industrie pétrolière et gazière pour aider à prévenir l'apparition ou à minimiser les conséquences de rejets catastrophiques de liquides et de vapeurs inflammables ou de matériaux de procédé dangereux :

  • Gestion des aléas du procédé (RP 750)

Le RP 750 couvre la gestion des risques liés aux procédés d'hydrocarbures dans la conception, la construction, le démarrage, l'exploitation, l'inspection, la maintenance et les modifications des installations. Elle s'applique spécifiquement aux raffineries, aux usines pétrochimiques et aux grandes installations de traitement qui utilisent, produisent, traitent ou stockent des liquides inflammables et des produits chimiques de traitement toxiques en quantités supérieures à certaines quantités dangereuses (telles qu'elles y sont définies).

  • Gestion des risques associés à l'emplacement des bâtiments de l'usine de traitement (RP 752)

Le RP 752, co-développé par API et CMA, est destiné à aider à identifier les bâtiments d'usine de traitement préoccupants, à comprendre les dangers potentiels liés à leur emplacement dans l'installation de traitement et à gérer les risques d'incendie, d'explosion et de rejets toxiques.

  • Pratiques de gestion, processus d'auto-évaluation et ressources documentaires (RP 9000)

Le RP 9000 fournit des ressources documentaires et une méthodologie d'auto-évaluation pour mesurer les progrès dans la mise en œuvre des éléments de gestion de la sécurité des processus.

Voici des exemples d'autres organisations qui ont élaboré des documents et des programmes fournissant des conseils sur la gestion de la sécurité des procédés chimiques :

  • Rapport des conseillers en ressources des organisations (ORC), Process Hazards Management of Substances with Catastrophic Potential
  • Association nationale des raffineurs de pétrole (NPRA), programme BEST (Building Environmental Stewardship Tools)
  • Organisation internationale du travail (OIT), Code de pratique pour la prévention des risques d'accidents majeurs
  • Chambre de commerce internationale (CCI), Charte pour le développement durable.cmp01ce.doc

La conception et la technologie du procédé, les changements dans le procédé, les matériaux et les changements dans les matériaux, les pratiques et procédures d'exploitation et de maintenance, la formation, la préparation aux situations d'urgence et d'autres éléments affectant le procédé doivent tous être pris en compte dans l'identification et l'évaluation systématiques des dangers afin de déterminer qu'ils aient ou non le potentiel de conduire à une catastrophe sur le lieu de travail et dans la communauté environnante.

À partir du début des années 1980, un certain nombre d'incidents majeurs graves se sont produits dans les industries pétrolière et chimique impliquant des matières hautement dangereuses, entraînant un nombre considérable de décès et de blessures et des pertes matérielles importantes. Ces incidents ont donné l'impulsion aux agences gouvernementales, aux organisations syndicales et aux associations industrielles du monde entier pour développer et mettre en œuvre des codes, des réglementations, des procédures et des pratiques de travail sûres visant à éliminer ou à atténuer ces événements indésirables, grâce à l'application des principes de sécurité des processus. la gestion. Ils sont discutés plus en détail dans le Catastrophes, naturelles et technologiques chapitre et ailleurs dans ce Encyclopédie.

En réponse aux préoccupations du public concernant les dangers potentiels des produits chimiques, les gouvernements et les organismes de réglementation du monde entier ont lancé des programmes exigeant que les fabricants et les utilisateurs identifient les matières dangereuses sur le lieu de travail et informent les employés et les consommateurs des dangers présentés par leur fabrication, leur utilisation, leur stockage et manutention. Ces programmes, qui couvraient la préparation et l'intervention en cas d'urgence, la reconnaissance des dangers, la connaissance des produits, le contrôle des produits chimiques dangereux et la notification des rejets toxiques, comprenaient le traitement des hydrocarbures.

Exigences de gestion de la sécurité des processus

La gestion de la sécurité des procédés fait partie intégrante du programme global de sécurité de l'installation de traitement chimique. Un programme efficace de gestion de la sécurité des procédés nécessite le leadership, le soutien et l'implication de la haute direction, de la direction des installations, des superviseurs, des employés, des sous-traitants et des employés des sous-traitants.

Les éléments à prendre en compte lors de l'élaboration d'un programme de gestion de la sécurité des procédés comprennent :

  • Continuité interdépendante des opérations, des systèmes et de l'organisation
  • Gestion des informations. Le programme de gestion de la sécurité des procédés repose sur la disponibilité et l'accès à de bons dossiers et documents.
  • Contrôle de la qualité des processus, des déviations et des exceptions et des méthodes alternatives
  • Gestion et supervision de l'accessibilité et des communications. Étant donné que la gestion de la sécurité des procédés est à la base de tous les efforts de sécurité au sein de l'installation, la responsabilité et la responsabilisation de la direction, de la supervision et des employés doivent être clairement définies, communiquées et comprises pour que le programme fonctionne.
  • Buts et objectifs, audits de conformité et mesure du rendement. Avant la mise en œuvre, il est important d'établir des buts et des objectifs à long terme et à court terme pour chacun des éléments du programme de gestion de la sécurité des procédés.

 

Éléments du programme de gestion de la sécurité des procédés

Tous les programmes de gestion de la sécurité des procédés des installations chimiques couvrent les mêmes exigences de base, bien que le nombre d'éléments du programme puisse varier selon les critères utilisés. Quel que soit le document source du gouvernement, de l'entreprise ou de l'association utilisé comme guide, il existe un certain nombre d'exigences de base qui doivent être incluses dans chaque programme de gestion de la sécurité des procédés chimiques :

  • informations sur la sécurité des processus
  • implication des employés
  • analyse des risques du processus
  • gestion du changement
  • procédures d'exploitation
  • pratiques de travail sécuritaires et permis
  • information et formation des employés
  • personnel de l'entrepreneur
  • revues de sécurité avant le démarrage
  • assurance qualité de la conception
  • entretien et intégrité mécanique
  • réponse d'urgence
  • audits de sécurité périodiques
  • enquête sur les incidents de processus
  • normes et réglementations
  • secrets commerciaux.

 

Informations sur la sécurité des processus

Les informations sur la sécurité des procédés sont utilisées par l'industrie des procédés pour définir les procédés, les matériaux et les équipements critiques. Les informations sur la sécurité des procédés comprennent toutes les informations écrites disponibles concernant la technologie des procédés, l'équipement des procédés, les matières premières et les produits et les risques chimiques avant de procéder à une analyse des dangers des procédés. D'autres informations critiques sur la sécurité des procédés sont la documentation relative aux examens des projets d'immobilisations et aux critères de conception.

Informations chimiques comprend non seulement les propriétés chimiques et physiques, la réactivité et les données corrosives et la stabilité thermique et chimique des produits chimiques tels que les hydrocarbures et les matériaux hautement dangereux dans le processus, mais également les effets dangereux du mélange par inadvertance de différents matériaux incompatibles. Les informations chimiques comprennent également celles qui peuvent être nécessaires pour effectuer des évaluations des risques environnementaux des rejets toxiques et inflammables et des limites d'exposition admissibles.

Informations sur la technologie de processus comprend des organigrammes fonctionnels et/ou des organigrammes de processus simples ainsi que des descriptions de la chimie de chaque processus spécifique avec les limites supérieures et inférieures de sécurité pour les températures, les pressions, les débits, les compositions et, le cas échéant, les bilans de matériaux et d'énergie de conception de processus. Les conséquences des écarts dans le processus et les matériaux, y compris leur effet sur la sécurité et la santé des employés, sont également déterminées. Chaque fois que des processus ou des matériaux sont modifiés, les informations sont mises à jour et réévaluées conformément au système de gestion des modifications de l'installation.

Informations sur l'équipement de processus et la conception mécanique comprend une documentation couvrant les codes de conception utilisés et indiquant si l'équipement est conforme ou non aux pratiques d'ingénierie reconnues. Une détermination est faite pour savoir si l'équipement existant qui a été conçu et construit conformément aux codes, normes et pratiques qui ne sont plus d'usage général est entretenu, exploité, inspecté et testé pour assurer un fonctionnement sûr et continu. Les informations sur les matériaux de construction, les schémas de tuyauterie et d'instruments, la conception du système de secours, la classification électrique, la conception de la ventilation et les systèmes de sécurité sont mises à jour et réévaluées lorsque des changements se produisent.

Implication des employés

Les programmes de gestion de la sécurité des procédés devraient inclure la participation des employés à l'élaboration et à la conduite des analyses de la sécurité des procédés et d'autres éléments du programme. L'accès aux informations sur la sécurité des processus, aux rapports d'enquête sur les incidents et aux analyses des risques liés aux processus est généralement fourni à tous les employés et employés des sous-traitants travaillant dans la zone. La plupart des pays industrialisés exigent que les travailleurs soient systématiquement informés de l'identification, de la nature et de la manipulation en toute sécurité de tous les produits chimiques auxquels ils peuvent être exposés.

Analyse des risques du procédé

Une fois les informations sur la sécurité du procédé compilées, une analyse approfondie et systématique des dangers du procédé multidisciplinaire, adaptée à la complexité du procédé, est effectuée afin d'identifier, d'évaluer et de contrôler les dangers du procédé. Les personnes effectuant l'analyse des risques du procédé doivent être bien informées et expérimentées dans les opérations pertinentes de chimie, d'ingénierie et de procédé. Chaque équipe d'analyse comprend normalement au moins une personne parfaitement familière avec le processus analysé et une personne compétente dans la méthodologie d'analyse des dangers utilisée.

L'ordre de priorité utilisé pour déterminer à quel endroit de l'installation commencer à effectuer des analyses des risques liés aux procédés est basé sur les critères suivants :

  • étendue et nature des risques liés au procédé
  • nombre de travailleurs potentiellement concernés
  • historique de fonctionnement et d'incidents du procédé
  • âge du processus.

 

Un certain nombre de méthodes d'analyse de la sécurité des procédés sont utilisées dans l'industrie chimique.

La "Et qu'est-ce qui se passerait si?" méthode pose une série de questions pour examiner les scénarios de danger potentiel et les conséquences possibles et est le plus souvent utilisé lors de l'examen de modifications ou de changements proposés au processus, aux matériaux, à l'équipement ou à l'installation.

La méthode de la "liste de contrôle" est similaire au "et si?" méthode, sauf qu'une liste de contrôle préalablement élaborée est utilisée et est spécifique à l'opération, aux matériaux, au processus et à l'équipement. Cette méthode est utile lors de la réalisation d'examens de pré-démarrage à la fin de la construction initiale ou après des révisions ou des ajouts majeurs à l'unité de traitement. Une combinaison du "et si?" et les méthodes de «liste de contrôle» sont souvent utilisées lors de l'analyse d'unités identiques en termes de construction, de matériaux, d'équipement et de processus.

La méthode d'étude des dangers et de l'opérabilité (HAZOP) est couramment utilisé dans les industries chimiques et pétrolières. Il s'agit d'une équipe multidisciplinaire, guidée par un leader expérimenté. L'équipe utilise des mots guides spécifiques, tels que « non », « augmenter », « diminuer » et « inverser », qui sont systématiquement appliqués pour identifier les conséquences des écarts par rapport à l'intention de conception pour les processus, les équipements et les opérations analysés.

Analyses d'arbres de défaillances/arbres d'événements sont des techniques déductives formelles similaires utilisées pour estimer la probabilité quantitative qu'un événement se produise. L'analyse de l'arbre de défaillances fonctionne à rebours à partir d'un incident défini pour identifier et afficher la combinaison d'erreurs opérationnelles et/ou de pannes d'équipement qui ont été impliquées dans l'incident. L'analyse de l'arbre des événements, qui est l'inverse de l'analyse de l'arbre des défaillances, fonctionne à partir d'événements spécifiques ou de séquences d'événements, afin d'identifier ceux qui pourraient entraîner des dangers, et ainsi calculer la probabilité qu'une séquence d'événements se produise.

La mode de défaillance et méthode d'analyse des effets présente sous forme de tableau chaque système de processus ou unité d'équipement avec ses modes de défaillance, l'effet de chaque défaillance potentielle sur le système ou l'unité et la gravité de chaque défaillance pour l'intégrité du système. Les modes de défaillance sont ensuite classés par ordre d'importance pour déterminer lequel est le plus susceptible de provoquer un incident grave.

Quelle que soit la méthode utilisée, toutes les analyses des risques liés aux procédés chimiques tiennent compte des éléments suivants :

  • emplacement du processus, emplacement et dangers du processus
  • identification de tout incident antérieur ou quasi-accident avec des conséquences catastrophiques potentielles
  • contrôles techniques et administratifs applicables aux dangers
  • les interrelations des contrôles et l'application appropriée de la méthodologie de détection pour fournir des alertes précoces
  • conséquences des facteurs humains, de l'emplacement de l'installation et de l'échec des contrôles
  • conséquences des effets sur la sécurité et la santé des travailleurs dans les zones de défaillance potentielle.

 

Gestion du changement

Les installations de traitement chimique devraient élaborer et mettre en œuvre des programmes prévoyant la révision des informations, procédures et pratiques sur la sécurité des procédés à mesure que des changements se produisent. Ces programmes comprennent un système d'autorisation de gestion et une documentation écrite pour les modifications apportées aux matériaux, aux produits chimiques, à la technologie, à l'équipement, aux procédures, au personnel et aux installations qui affectent chaque processus.

La gestion des programmes de changement dans l'industrie chimique, par exemple, comprend les domaines suivants :

  • changement de technologie de traitement des hydrocarbures
  • changements dans l'installation, l'équipement ou les matériaux (par exemple, catalyseurs ou additifs)
  • gestion du changement de personnel et des changements organisationnels et de personnel
  • changements temporaires, écarts et changements permanents
  • amélioration des connaissances en matière de sécurité des procédés, notamment :
    • base technique de la modification proposée
    • impact du changement sur la sécurité, la santé et l'environnement
    • modifications des procédures d'exploitation et des pratiques de travail sécuritaires
    • modifications nécessaires à d'autres processus
    • temps nécessaire au changement
    • exigences d'autorisation pour le changement proposé
    • mettre à jour la documentation relative aux informations sur les processus, aux procédures d'exploitation et aux pratiques de sécurité
    • formation ou éducation requise en raison d'un changement
  • gestion des changements subtils (tout ce qui n'est pas un remplacement en nature)
  • changements non courants.

 

Le système de gestion du changement comprend l'information des employés impliqués dans le processus et le personnel de maintenance et de l'entrepreneur dont les tâches seraient affectées par tout changement des changements et la fourniture de procédures d'exploitation mises à jour, d'informations sur la sécurité du processus, de pratiques de travail sûres et de formation au besoin, avant le démarrage du processus ou de la partie affectée du processus.

Procédures d'exploitation

Les installations de traitement chimique doivent élaborer et fournir des instructions d'exploitation et des procédures détaillées aux travailleurs. Les instructions d'utilisation doivent être régulièrement revues pour s'assurer qu'elles sont complètes et exactes (et mises à jour ou modifiées au fur et à mesure des changements) et couvrir les limites de fonctionnement de l'unité de traitement, y compris les trois domaines suivants :

  1. conséquences d'un écart
  2. étapes pour éviter ou corriger une déviation
  3. fonctions des systèmes de sûreté liées aux limites de fonctionnement.

 

Les travailleurs impliqués dans le processus ont accès à des instructions d'utilisation couvrant les domaines suivants :

  • démarrage initial (démarrage après rotations, urgences et opérations temporaires)
  • démarrage normal (fonctionnement normal et temporaire et arrêt normal)
  • opérations d'urgence et arrêt d'urgence
  • conditions dans lesquelles un arrêt d'urgence est requis et attribution des responsabilités d'arrêt à des opérateurs qualifiés
  • travail non routinier
  • interface opérateur-processus et opérateur-équipement
  • contrôles administratifs vs contrôles automatisés.

 

Pratiques de travail sécuritaires

Les installations de traitement chimique doivent mettre en œuvre des programmes de travail à chaud et de permis de travail sécuritaire et d'ordre de travail pour contrôler les travaux effectués dans ou à proximité des zones de traitement. Les superviseurs, les employés et le personnel de l'entrepreneur doivent connaître les exigences des divers programmes de permis, y compris la délivrance et l'expiration des permis et les mesures appropriées de sécurité, de manutention des matériaux et de protection et de prévention des incendies.

Les types de travaux inclus dans les programmes typiques de permis d'installations chimiques comprennent les suivants :

  • travaux à chaud (soudure, piquage à chaud, moteurs à combustion interne, etc.)
  • cadenassage/étiquetage de l'énergie électrique, mécanique, pneumatique et de la pression
  • entrée en espace confiné et utilisation de gaz inerte
  • purger, ouvrir et nettoyer les cuves, les réservoirs, l'équipement et les conduites de traitement
  • contrôle de l'entrée dans les zones de traitement par le personnel non affecté.

 

Les installations chimiques doivent développer et mettre en œuvre des pratiques de travail sûres pour contrôler les dangers potentiels pendant les opérations de traitement, couvrant les domaines de préoccupation suivants :

  • propriétés et dangers des matériaux, catalyseurs et produits chimiques utilisés dans le procédé
  • contrôles techniques, administratifs et de protection individuelle pour prévenir les expositions
  • mesures à prendre en cas de contact physique ou d'exposition à des produits chimiques dangereux
  • contrôle de la qualité des matières premières, des catalyseurs et contrôle des stocks de produits chimiques dangereux
  • fonctions de système de sécurité et de protection (interverrouillage, suppression, détection, etc.)
  • risques spéciaux ou uniques sur le lieu de travail.

 

Information et formation des employés

Les installations de traitement chimique devraient utiliser des programmes formels de formation sur la sécurité des procédés pour former et éduquer les superviseurs et les travailleurs en place, réaffectés et nouveaux. La formation dispensée aux superviseurs et aux travailleurs de l'exploitation et de la maintenance des procédés chimiques devrait couvrir les domaines suivants :

  • compétences, connaissances et qualifications requises des employés de processus
  • sélection et développement de programmes de formation liés aux processus
  • mesurer et documenter le rendement et l'efficacité des employés
  • conception des procédures d'exploitation et de maintenance des procédés
  • vue d'ensemble des opérations de procédé et des risques liés au procédé
  • disponibilité et adéquation des matériaux et des pièces de rechange pour les processus dans lesquels ils doivent être utilisés
  • processus de démarrage, d'exploitation, d'arrêt et procédures d'urgence
  • risques pour la sécurité et la santé liés au procédé, aux catalyseurs et aux matériaux
  • les pratiques et procédures de travail sécuritaires de l'installation et de la zone de traitement.

 

Personnel de l'entrepreneur

Les entrepreneurs sont souvent employés dans des installations de traitement chimique. Les installations doivent mettre en place des procédures pour s'assurer que le personnel de l'entrepreneur effectuant des travaux d'entretien, de réparation, de remise en état, de rénovation majeure ou de spécialité est pleinement conscient des dangers, des matériaux, des processus, des procédures d'exploitation et de sécurité et de l'équipement dans la zone. Des évaluations périodiques des performances sont effectuées pour s'assurer que le personnel de l'entrepreneur est formé, qualifié, suit toutes les règles et procédures de sécurité et est informé et conscient de ce qui suit :

  • les risques potentiels d'incendie, d'explosion et de rejets toxiques liés à leur travail
  • les procédures de sécurité de l'usine et les pratiques de travail sécuritaires de l'entrepreneur
  • plan d'urgence et actions du personnel de l'entrepreneur
  • contrôles pour l'entrée, la sortie et la présence du personnel de l'entrepreneur dans les zones de traitement.

 

Examens de sécurité avant le démarrage

Des examens de la sécurité des procédés de pré-démarrage sont effectués dans les usines chimiques avant le démarrage de nouvelles installations de traitement et l'introduction de nouvelles matières ou produits chimiques dangereux dans les installations, à la suite d'une révision majeure et lorsque les installations ont subi des modifications de processus importantes.

Les examens de sécurité préalables au démarrage garantissent que les éléments suivants ont été accomplis :

  • la construction, les matériaux et l'équipement sont vérifiés conformément aux critères de conception
  • les systèmes de processus et le matériel, y compris la logique de commande informatique, ont été inspectés, testés et certifiés
  • les alarmes et les instruments sont inspectés, testés et certifiés
  • les dispositifs de secours et de sécurité et les systèmes de signalisation sont inspectés, testés et certifiés
  • les systèmes de protection et de prévention des incendies sont inspectés, testés et certifiés
  • des procédures de sécurité, de prévention des incendies et d'intervention d'urgence sont élaborées, révisées, en place et sont appropriées et adéquates
  • les procédures de démarrage sont en place et les mesures appropriées ont été prises
  • une analyse des risques du processus a été effectuée et toutes les recommandations ont été traitées, mises en œuvre ou résolues et les actions documentées
  • toutes les formations initiales et/ou de remise à niveau requises pour les opérateurs et le personnel de maintenance, y compris les interventions d'urgence, les risques liés aux procédés et les risques pour la santé, sont terminées
  • toutes les procédures d'exploitation (normales et perturbées), les manuels d'exploitation, les procédures d'équipement et les procédures d'entretien sont terminés et en place
  • gestion des exigences de changement pour les nouveaux processus et les modifications aux processus existants ont été respectées.

 

Assurance qualité de la conception

Lorsque de nouveaux procédés ou des changements majeurs aux procédés existants sont entrepris, une série d'examens de conception de la sécurité des procédés est normalement effectuée avant et pendant la construction (avant l'examen préalable au démarrage). L'examen de contrôle de la conception, effectué juste avant l'émission des plans et devis en tant que « dessins de conception définitifs », couvre les domaines suivants :

  • plan parcellaire, implantation, espacement, classement électrique et drainage
  • analyse des risques et conception de la chimie des procédés
  • exigences et qualifications en matière de gestion de projet
  • conception et intégrité des équipements de procédé et des équipements mécaniques
  • dessins de tuyauterie et d'instruments
  • ingénierie de la fiabilité, alarmes, verrouillages, décharges et dispositifs de sécurité
  • matériaux de construction et compatibilité.

 

Un autre examen est normalement effectué juste avant le début de la construction et couvre les éléments suivants :

  • procédures de démolition et d'excavation
  • contrôle des matières premières
  • contrôle du personnel de construction et de l'équipement sur les installations et sur le site
  • procédures et inspection de fabrication, de construction et d'installation.

 

Un ou plusieurs examens sont généralement effectués au cours de la construction ou de la modification pour s'assurer que les domaines suivants sont conformes aux spécifications de conception et aux exigences de l'installation :

  • matériaux de construction fournis et utilisés comme spécifié
  • bonnes techniques d'assemblage et de soudage, inspections, vérifications et certifications
  • les risques chimiques et professionnels pour la santé pris en compte pendant la construction
  • risques de sécurité physiques, mécaniques et opérationnels pris en compte pendant la construction et le permis d'installation et les pratiques de sécurité suivies
  • systèmes provisoires de protection et d'intervention d'urgence fournis et fonctionnels.

 

Maintenance et intégrité mécanique

Les installations de traitement ont des programmes pour maintenir l'intégrité continue de l'équipement lié au processus, y compris l'inspection périodique, les tests, le maintien des performances, les mesures correctives et l'assurance qualité. Les programmes visent à garantir que l'intégrité mécanique de l'équipement et des matériaux est examinée et certifiée et que les défauts sont corrigés avant le démarrage, ou que des dispositions sont prises pour des mesures de sécurité appropriées.

Les programmes d'intégrité mécanique couvrent les équipements et systèmes suivants :

  • récipients sous pression et réservoirs de stockage
  • systèmes d'arrêt d'urgence et de protection contre les incendies
  • processus de protection tels que les systèmes et dispositifs de décharge et de ventilation, les commandes, les verrouillages, les capteurs et les alarmes
  • pompes et systèmes de tuyauterie (y compris les composants tels que les vannes)
  • assurance qualité, matériaux de construction et ingénierie de la fiabilité
  • programmes de maintenance et de maintenance préventive.

 

Les programmes d'intégrité mécanique couvrent également l'inspection et les tests des matériaux de maintenance, des pièces de rechange et de l'équipement pour assurer une installation correcte et une adéquation à l'application de processus impliquée. Les critères d'acceptation et la fréquence des inspections et des tests doivent être conformes aux recommandations des fabricants, aux bonnes pratiques d'ingénierie, aux exigences réglementaires, aux pratiques de l'industrie, aux politiques de l'établissement ou à l'expérience antérieure.

Intervention d'urgence

Les programmes de préparation et d'intervention en cas d'urgence sont élaborés pour couvrir l'ensemble d'une installation de traitement et pour permettre l'identification des dangers et l'évaluation des dangers potentiels du procédé. Ces programmes comprennent la formation et l'éducation des employés et des sous-traitants sur les procédures de notification, d'intervention et d'évacuation en cas d'urgence.

Un programme typique de préparation aux situations d'urgence d'une installation de traitement est conforme aux exigences applicables de l'entreprise et de la réglementation et comprend les éléments suivants :

  • système distinctif d'alarme ou de notification des employés et/ou de la communauté
  • méthode privilégiée de signalement interne des incendies, des déversements, des rejets et des urgences
  • exigences de signalement des incidents liés aux processus aux organismes gouvernementaux appropriés
  • arrêt d'urgence, évacuation, procédures de comptabilisation du personnel, procédures d'évacuation d'urgence, retrait de véhicules et d'équipements et affectations d'itinéraires
  • procédures, tâches et capacités d'intervention d'urgence et de sauvetage, y compris les employés, la sécurité publique, les entrepreneurs et les organisations d'entraide
  • procédures de manipulation de petits déversements ou rejets de produits chimiques dangereux
  • procédures de fourniture et de protection de l'alimentation et des services publics de secours
  • plans de poursuite des activités, sources de personnel et d'équipement
  • conservation des documents et des dossiers, sécurité du site, nettoyage, sauvetage et restauration.

 

Audits de sécurité périodiques

De nombreuses installations de traitement utilisent des audits de gestion de la sécurité des processus d'auto-évaluation pour mesurer les performances de l'installation et assurer la conformité aux exigences de sécurité des processus internes et externes (réglementation, entreprise et industrie). Les deux principes de base de la réalisation d'audits d'auto-évaluation sont : rassembler toute la documentation pertinente couvrant les exigences de gestion de la sécurité des processus dans une installation spécifique et déterminer la mise en œuvre et l'efficacité du programme en suivant leur application dans un ou plusieurs processus sélectionnés. Un rapport sur les conclusions de l'audit et les recommandations est élaboré et la direction de l'établissement conserve une documentation indiquant comment les lacunes ont été corrigées ou atténuées et, dans le cas contraire, les raisons pour lesquelles aucune mesure corrective n'a été prise.

Les programmes d'audit de conformité dans les installations de traitement des hydrocarbures couvrent les domaines suivants :

  • établissement des objectifs, du calendrier et des méthodes de vérification des constatations avant l'audit
  • détermination de la méthodologie (ou du format) à utiliser pour la réalisation de l'audit et élaboration de listes de contrôle ou de formulaires de rapport d'audit appropriés
  • être prêt à certifier la conformité aux exigences du gouvernement, de l'industrie et de l'entreprise
  • affectation d'équipes d'audit compétentes (expertise interne et/ou externe)
  • réponses rapides à toutes les conclusions et recommandations et documentation des mesures prises
  • conservation d'une copie d'au moins le rapport d'audit de conformité le plus récent au dossier.

 

Des listes de contrôle spécifiques aux installations et aux unités de traitement sont souvent élaborées pour être utilisées lors de la réalisation d'audits de sécurité des processus qui couvrent les éléments suivants :

  • aperçu du programme d'orientation et de gestion de la sécurité des procédés
  • visite préliminaire de la raffinerie ou de l'installation de traitement du gaz
  • examen de la documentation de l'installation de traitement
  • « incidents antérieurs » et quasi-accidents (dans l'installation de traitement ou une unité spécifique)
  • détermination et examen des unités de processus sélectionnées à auditer
  • construction de l'unité de traitement (modifications initiales et ultérieures)
  • risques chimiques de l'unité de procédé (matières premières, catalyseurs, produits chimiques de procédé, etc.)
  • opérations unitaires de processus
  • commandes, décharges et systèmes de sécurité de l'unité de traitement
  • maintenance, réparation, test et inspection de l'unité de traitement
  • formation liée à l'unité de processus et implication des employés
  • processus facilité gestion du programme de changement, mise en œuvre et efficacité
  • traiter la protection contre les incendies et les procédures de notification et d'intervention en cas d'urgence.

 

Étant donné que les objectifs et la portée des audits peuvent varier, l'équipe d'audit de conformité doit comprendre au moins une personne connaissant bien le processus audité, une personne ayant une expertise en matière de réglementation et de normes applicables et d'autres personnes ayant les compétences et les qualifications nécessaires pour effectuer l'audit. La direction peut décider d'inclure un ou plusieurs experts externes dans l'équipe d'audit en raison du manque de personnel ou d'expertise de l'établissement, ou en raison d'exigences réglementaires.

Enquête sur les incidents de processus

Les installations de traitement ont mis en place des programmes pour enquêter et analyser en profondeur les incidents et les quasi-accidents liés au processus, traiter et résoudre rapidement les conclusions et les recommandations et examiner les résultats avec les travailleurs et les sous-traitants dont les tâches sont pertinentes pour les conclusions de l'incident. Les incidents (ou quasi-accidents) font l'objet d'une enquête approfondie dès que possible par une équipe qui comprend au moins une personne connaissant bien le fonctionnement du procédé concerné et d'autres ayant les connaissances et l'expérience appropriées.

Normes et réglementations

Les installations de traitement sont soumises à deux formes distinctes et séparées de normes et de réglementations.

  1. Les codes, normes et réglementations externes applicables à la conception, à l'exploitation et à la protection des installations de traitement et des employés comprennent généralement des réglementations gouvernementales et des normes et pratiques d'associations et de l'industrie.
  2. Les politiques, directives et procédures internes, élaborées ou adoptées par l'entreprise ou l'établissement pour compléter les exigences externes et couvrir des processus distincts ou uniques, sont revues périodiquement et modifiées si nécessaire, conformément au système de gestion du changement de l'établissement.

 

Secrets commerciaux

La gestion des installations de traitement doit fournir des informations sur le processus, sans tenir compte d'éventuels secrets commerciaux ou accords de confidentialité, aux personnes qui sont :

  • responsable de la collecte et de la compilation des informations sur la sécurité des procédés
  • effectuer des analyses des risques liés aux procédés et des audits de conformité
  • élaborer des procédures d'entretien, d'exploitation et de sécurité au travail
  • impliqué dans les enquêtes sur les incidents (quasi-accidents)
  • responsable de la planification et de l'intervention d'urgence.

 

Les installations exigent généralement que les personnes à qui les informations sur le processus sont mises à disposition s'engagent à ne pas divulguer les informations.

 

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Samedi, Février 26 2011 17: 49

Fabrication de peinture et de revêtement

Adapté de NIOSH 1984.

Les peintures et les revêtements comprennent les peintures, les vernis, les laques, les teintures, les encres d'imprimerie et plus encore. Les peintures traditionnelles consistent en une dispersion de particules de pigment dans un véhicule composé d'un agent filmogène ou liant (généralement une huile ou une résine) et d'un diluant (généralement un solvant volatil). De plus, il peut y avoir une grande variété de charges et d'autres additifs. Un vernis est une solution d'huile et de résine naturelle dans un solvant organique. Des résines synthétiques peuvent également être utilisées. Les laques sont des revêtements dans lesquels le film sèche ou durcit entièrement par évaporation du solvant.

Les peintures traditionnelles contenaient moins de 70 % de solides, le reste étant principalement constitué de solvants. Les réglementations sur la pollution de l'air limitant la quantité de solvants pouvant être émis dans l'atmosphère ont entraîné le développement d'une grande variété de peintures de substitution contenant peu ou pas de solvants organiques. Ceux-ci comprennent : les peintures au latex à base d'eau ; peintures catalysées à deux composants (par exemple, systèmes époxy et uréthane); les peintures à haute teneur en solides (plus de 70 % de solides), y compris les peintures plastisol composées principalement de pigments et de plastifiants ; peintures durcies par rayonnement; et revêtements en poudre.

Selon le National Institute for Occupational Safety and Health des États-Unis (NIOSH 1984), environ 60 % des fabricants de peinture employaient moins de 20 travailleurs et seulement 3 % environ avaient plus de 250 travailleurs. Ces statistiques devraient être représentatives des fabricants de peinture du monde entier. Cela indique une prédominance de petits ateliers, dont la plupart n'auraient pas d'expertise interne en matière de santé et de sécurité.

Processus de manufacture

En général, la fabrication de peintures et autres revêtements est une série d'opérations unitaires utilisant des procédés discontinus. Il y a peu ou pas de réactions chimiques ; les opérations sont essentiellement mécaniques. La fabrication implique l'assemblage des matières premières, le mélange, la dispersion, la dilution et l'ajustement, le remplissage des conteneurs et l'entreposage.

Peintures

Les matières premières utilisées pour fabriquer les peintures se présentent sous forme de liquides, de solides, de poudres, de pâtes et de boues. Ceux-ci sont pesés manuellement et prémélangés. Les particules de pigment agglomérées doivent être réduites à la taille de pigment d'origine, et les particules doivent être mouillées avec le liant pour assurer la dispersion dans la matrice liquide. Ce processus de dispersion, appelé broyage, est effectué avec une variété de types d'équipements, y compris des disperseurs à roue à arbre à grande vitesse, des mélangeurs de pâte, des broyeurs à boulets, des broyeurs à sable, des broyeurs à trois cylindres, des broyeurs à carlin, etc. Après un premier cycle, qui peut prendre jusqu'à 48 heures, de la résine est ajoutée à la pâte et le processus de broyage est répété pendant une période plus courte. Le matériau dispersé est ensuite transféré par gravité vers un réservoir de décharge où un matériau supplémentaire tel que des composés de teinture peut être ajouté. Pour les peintures à base d'eau, le liant est généralement ajouté à ce stade. La pâte est ensuite diluée avec de la résine ou du solvant, filtrée puis à nouveau transférée par gravité vers la zone de remplissage des bidons. Le remplissage peut se faire manuellement ou mécaniquement.

Après le processus de dispersion, il peut être nécessaire de nettoyer les réservoirs et les broyeurs avant d'introduire un nouveau lot. Cela peut impliquer des outils manuels et électriques, ainsi que des nettoyants alcalins et des solvants.

Laques

La production de laque est généralement effectuée dans un équipement fermé tel que des réservoirs ou des mélangeurs afin de minimiser l'évaporation du solvant, ce qui entraînerait des dépôts d'un film de laque sèche sur l'équipement de traitement. Sinon, la production de laque se déroule de la même manière que la production de peinture.

Vernis

La fabrication de vernis oléorésineux consiste à cuire l'huile et la résine pour les rendre plus compatibles, développer des molécules ou polymères de haut poids moléculaire et augmenter la solubilité dans le solvant. Les usines plus anciennes peuvent utiliser des bouilloires portables et ouvertes pour le chauffage. La résine et l'huile ou la résine seule sont ajoutées à la bouilloire, puis chauffées à environ 316 °C. Les résines naturelles doivent être chauffées avant d'ajouter les huiles. Les matériaux sont versés sur le dessus de la bouilloire. Pendant la cuisson, les marmites sont recouvertes de hottes réfractaires. Après la cuisson, les bouilloires sont déplacées dans des pièces où elles sont refroidies rapidement, souvent par pulvérisation d'eau, puis des diluants et des siccatifs sont ajoutés.

Les usines modernes utilisent de grands réacteurs fermés d'une capacité de 500 à 8,000 XNUMX gallons. Ces réacteurs sont similaires à ceux utilisés dans l'industrie des procédés chimiques. Ils sont équipés d'agitateurs, de hublots, de conduites de remplissage et de vidange des réacteurs, de condenseurs, d'appareils de mesure de température, de sources de chaleur, etc.

Dans les usines anciennes et modernes, la résine amincie est filtrée comme dernière étape avant l'emballage. Cela se fait normalement pendant que la résine est encore chaude, généralement à l'aide d'un filtre-presse.

Revêtements en poudre

Les revêtements en poudre sont des systèmes sans solvant basés sur la fusion et la fusion de résine et d'autres particules d'additifs sur les surfaces d'objets chauffés. Les revêtements en poudre peuvent être soit thermodurcissables soit thermoplastiques, et comprennent des résines telles que des époxydes, du polyéthylène, des polyesters, du chlorure de polyvinyle et des acryliques.

La méthode de fabrication la plus courante implique le mélange à sec des ingrédients en poudre et le mélange à l'état fondu par extrusion (voir figure 1). La résine sèche ou le liant, le pigment, la charge et les additifs sont pesés et transférés dans un prémélangeur. Ce processus est similaire aux opérations de mélange à sec dans la fabrication du caoutchouc. Après mélange, le matériau est placé dans une extrudeuse et chauffé jusqu'à ce qu'il fonde. Le matériau fondu est extrudé sur une bande transporteuse de refroidissement puis transféré vers un granulateur grossier. Le matériau granulé est passé dans un broyeur fin puis tamisé pour obtenir la granulométrie souhaitée. Le revêtement en poudre est ensuite conditionné.

Figure 1. Organigramme pour la fabrication de revêtements en poudre par la méthode d'extrusion-mélange à l'état fondu

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Les dangers et leur prévention

En général, les principaux risques associés à la fabrication de peintures et de revêtements impliquent la manipulation des matériaux ; substances toxiques, inflammables ou explosives ; et des agents physiques tels que les chocs électriques, le bruit, la chaleur et le froid.

La manutention manuelle des caisses, fûts, conteneurs, etc. qui contiennent les matières premières et les produits finis sont des sources majeures de blessures dues à un soulèvement incorrect, des glissades, des chutes, des chutes de conteneurs, etc. Les précautions comprennent des contrôles techniques/ergonomiques tels que des aides à la manutention (rouleaux, crics et plates-formes) et des équipements mécaniques (convoyeurs, palans et chariots élévateurs), des sols antidérapants, des équipements de protection individuelle (EPI) tels que des chaussures de sécurité et une formation appropriée. en levage manuel et autres techniques de manutention.

Les risques chimiques comprennent l'exposition à des poussières toxiques telles que les pigments de chromate de plomb, qui peuvent survenir pendant la pesée, le remplissage des trémies du mélangeur et du broyeur, les opérations d'équipement non fermé, le remplissage de contenants de peinture en poudre, le nettoyage de l'équipement et les déversements de contenants. La fabrication de revêtements en poudre peut entraîner de fortes expositions à la poussière. Les précautions comprennent la substitution de pâtes ou de bouillies pour les poudres ; ventilation par aspiration locale (LEV) pour l'ouverture des sacs de poudres (voir figure 2) et pour l'équipement de traitement, l'enceinte de l'équipement, les procédures de nettoyage des déversements et la protection respiratoire si nécessaire.

Figure 2. Système de contrôle des sacs et de la poussière

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Une grande variété de solvants volatils sont utilisés dans la fabrication de peintures et de revêtements, notamment des hydrocarbures aliphatiques et aromatiques, des alcools, des cétones, etc. Les solvants les plus volatils se trouvent généralement dans les laques et les vernis. L'exposition aux vapeurs de solvant peut se produire lors de la dilution dans la fabrication de peinture à base de solvant ; lors du chargement des récipients de réaction (en particulier les anciens types de bouilloire) dans la fabrication de vernis ; pendant le remplissage de tous les revêtements à base de solvants ; et lors du nettoyage manuel de l'équipement de traitement avec des solvants. L'enceinte d'équipements tels que les réacteurs de vernis et les mélangeurs de laque implique généralement des expositions aux solvants plus faibles, sauf en cas de fuites. Les précautions comprennent l'enceinte de l'équipement de traitement, la LEV pour les opérations de dilution et de remplissage des canettes, la protection respiratoire et les procédures en espace confiné pour le nettoyage des récipients.

D'autres risques pour la santé comprennent l'inhalation et/ou le contact cutané avec les isocyanates utilisés dans la fabrication de peintures et de revêtements en polyuréthane ; avec des acrylates, d'autres monomères et des photoinitiateurs utilisés dans la fabrication de revêtements durcissant par rayonnement ; avec de l'acroléine et d'autres émissions gazeuses provenant de la cuisson du vernis ; et avec des agents de durcissement et d'autres additifs dans les revêtements en poudre. Les précautions comprennent l'enceinte, le LEV, les gants et autres vêtements et équipements de protection individuelle, la formation sur les matières dangereuses et les bonnes pratiques de travail.

Les solvants inflammables, les poudres combustibles (en particulier la nitrocellulose utilisée dans la production de laques) et les huiles présentent tous des risques d'incendie ou d'explosion s'ils sont enflammés par une étincelle ou des températures élevées. Les sources d'inflammation peuvent inclure un équipement électrique défectueux, la fumée, la friction, les flammes nues, l'électricité statique, etc. Les chiffons imbibés d'huile peuvent être une source de combustion spontanée. Les précautions comprennent la liaison et la mise à la terre des conteneurs lors du transfert de liquides inflammables, la mise à la terre d'équipements tels que les broyeurs à boulets contenant des poussières combustibles, la ventilation pour maintenir les concentrations de vapeur en dessous de la limite inférieure d'explosivité, la couverture des conteneurs lorsqu'ils ne sont pas utilisés, l'élimination des sources d'inflammation, l'utilisation de outils en métaux non ferreux à proximité de matériaux inflammables ou combustibles et bonnes pratiques d'entretien ménager.

Les risques liés au bruit peuvent être associés à l'utilisation de broyeurs à billes et à galets, de disperseurs à grande vitesse, de tamis vibrants utilisés pour le filtrage, etc. Les précautions comprennent des isolateurs de vibrations et d'autres contrôles techniques, le remplacement de l'équipement bruyant, un bon entretien de l'équipement, l'isolement de la source de bruit et un programme de conservation de l'ouïe en cas de bruit excessif.

Parmi les autres dangers, citons la protection inadéquate des machines, une source courante de blessures autour des machines. Les risques électriques sont un problème particulier s'il n'y a pas de programme de verrouillage/étiquetage approprié pour l'entretien et la réparation de l'équipement. Les brûlures peuvent résulter de récipients de cuisson de vernis chauds et de matériaux éclaboussants et de colles thermofusibles utilisées pour les emballages et les étiquettes.

 

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Cet article présente des informations sur l'équipement de traitement de base, le stockage, l'aménagement de l'usine et les considérations d'exploitation dans les industries de traitement chimique, y compris les principaux éléments et concepts largement applicables dans l'ensemble de l'industrie chimique. Cependant, une grande partie de l'équipement requis dans le traitement chimique est hautement spécialisé et ne peut pas être généralisé à grande échelle. Des informations plus détaillées sur la toxicité et les matières dangereuses et la sécurité des procédés sont examinées ailleurs dans ce Encyclopédie.

Il existe deux catégories de base d'agencement dans les industries de transformation chimique : l'agencement de l'usine, qui couvre toutes les unités de traitement, les services publics, les zones de stockage, les zones de chargement/déchargement, les bâtiments, les ateliers et l'entreposage, et l'agencement de l'unité ou du procédé, qui ne couvre que le placement de l'équipement pour un processus spécifique, également appelé bloc de processus.

Aménagement de l'usine

Implantation

La localisation ou l'implantation d'une usine globale est basée sur un certain nombre de facteurs généraux, comme indiqué dans le tableau 1 (CCPS 1993). Ces facteurs varient considérablement selon les lieux, les gouvernements et les politiques économiques. Parmi ces divers facteurs, les considérations de sécurité sont une préoccupation extrêmement importante et, dans certains endroits, elles peuvent être le principal facteur qui régit l'emplacement de l'usine.


Tableau 1. Quelques facteurs généraux de sélection du site

  • Densité de population autour du site
  • Catastrophe naturelle (tremblement de terre, inondation, etc.)
  • Vents dominants et données météorologiques
  • Disponibilité de l'électricité, de la vapeur et de l'eau
  • Considérations de sécurité
  • La réglementation de l'air, de l'eau et des déchets et leur complexité
  • Accessibilité aux matières premières et aux marchés
  • Transports
  • Permis d'implantation et complexité de leur obtention
  • Exigences d'interaction dans les développements industriels
  • Disponibilité et coûts de la main-d'œuvre
  • Incitations à l'investissement

 

Un aspect important de la sécurité de l'usine dans l'implantation est la définition d'une zone tampon entre une usine avec des processus dangereux et les usines, habitations, écoles, hôpitaux, autoroutes, voies navigables et couloirs d'avion à proximité. Certaines considérations générales de sécurité sont présentées dans le tableau 2. La zone tampon est importante parce que la distance tend à réduire ou à atténuer les expositions potentielles à divers accidents. La distance nécessaire pour réduire les concentrations toxiques à des niveaux acceptables par l'interaction atmosphérique et la dispersion des matières toxiques provenant d'un rejet accidentel peut être définie. De plus, le délai entre un rejet toxique et l'exposition du public créé par une zone tampon peut être utilisé pour avertir la population par le biais de programmes d'intervention d'urgence pré-planifiés. Étant donné que les usines ont divers types d'installations contenant des matières toxiques, des analyses de dispersion doivent être effectuées sur les systèmes potentiellement dangereux pour s'assurer que la zone tampon est adéquate dans chaque zone entourant le périmètre de l'usine.

 


Tableau 2. Considérations relatives à la sécurité de l'emplacement de l'usine

  • Zone tampon
  • Localisation d'autres installations dangereuses à proximité
  • Inventaire des matières toxiques et dangereuses
  • Adéquation de l'approvisionnement en eau de lutte contre l'incendie
  • Accès aux équipements d'urgence
  • Disponibilité du soutien d'intervention d'urgence des industries adjacentes et de la communauté
  • Conditions météorologiques extrêmes et vents dominants
  • Localisation des autoroutes, des voies navigables, des voies ferrées et des corridors aériens
  • Restrictions environnementales et d'élimination des déchets en cas d'urgence
  • Drainage et talus
  • Maintenance et inspection

 

Le feu est un danger potentiel dans les usines et les installations de traitement. Les grands incendies peuvent être une source de rayonnement thermique qui peut également être atténué par la distance. Les torchères surélevées peuvent également être une source de rayonnement thermique lors d'une opération d'urgence ou de démarrage/arrêt. Une torchère est un dispositif qui brûle automatiquement les gaz d'échappement ou les dégagements de vapeur d'urgence à des positions élevées ou à des emplacements au sol spéciaux. Ceux-ci doivent être situés loin du périmètre de l'usine (pour la protection de la communauté) et une zone à la base de la torche doit être interdite aux travailleurs. S'il n'est pas utilisé correctement, le transfert de liquide dans la torche peut entraîner la combustion de gouttelettes de liquide. En plus du feu, il peut y avoir des explosions à l'intérieur de l'équipement ou un nuage de vapeur qui produit des ondes de choc. Bien que la distance réduise quelque peu l'intensité de l'explosion au-dessus de la zone tampon, l'explosion aura toujours un effet sur la communauté voisine.

Le potentiel de rejets accidentels ou d'incendies provenant d'installations existantes susceptibles de se trouver à proximité du site proposé doit également être pris en compte. Les incidents potentiels doivent être modélisés et évalués pour déterminer l'effet possible sur l'aménagement proposé de l'usine. Les réponses d'urgence à un événement externe doivent être évaluées et les réponses coordonnées avec d'autres usines et communautés affectées.

Autres considérations

Dow Chemical Company a développé une autre approche de l'aménagement de l'usine basée sur un niveau acceptable de dommages matériels maximum probables (MPPD) et de risque d'interruption d'activité (B1) (Dow Chemical Company 1994a). Ces considérations sont importantes pour les usines nouvelles et existantes. L'indice Dow d'incendie et d'explosion est utile dans les nouveaux aménagements d'usines ou dans l'ajout d'équipements aux usines existantes. Si les risques calculés à partir de l'indice s'avèrent inacceptables, les distances de séparation doivent être augmentées. Alternativement, les changements de disposition peuvent également réduire le potentiel de risque.

Disposition générale

Dans une configuration globale d'usine, les vents dominants sont une considération importante. Les sources d'inflammation doivent être situées en amont des sources potentielles de fuite. Les appareils de chauffage à combustion, les chaudières, les incinérateurs et les torches font partie de cette catégorie (CCPS 1993). L'emplacement des réservoirs de stockage sous le vent des unités de traitement et des services publics est une autre recommandation (CCPS 1993). Les réglementations environnementales ont permis de réduire considérablement les fuites des réservoirs (Lipton et Lynch, 1994).

Les distances de séparation minimales ont été décrites dans diverses publications pour les unités de traitement, l'équipement et les différentes fonctions de l'usine (CCPS 1993; Dow Chemical Company 1994a; IRI 1991). Les installations générales qui ont normalement des séparations de distance recommandées dans les dispositions générales de l'usine sont indiquées dans le tableau 3. Les recommandations de distance réelles doivent être soigneusement définies. Bien que les appareils de chauffage à combustion et les fours de procédé ne soient pas indiqués dans le tableau 3, ils constituent un élément important et les distances de séparation recommandées doivent être incluses dans une configuration de procédé unitaire.


Tableau 3. Installations généralement séparées dans l'agencement général de l'usine

  • Unités de processus
  • Fermes de réservoir
  • Installations de chargement et de déchargement
  • Fusées
  • Électricité, chaudières et incinérateurs
  • Les tours de refroidissement
  • Sous-stations, grands chantiers de commutation électrique
  • Maisons de contrôle central
  • Les entrepôts
  • Laboratoires analytiques
  • Systèmes de comptage et de blocage des services publics entrants
  • Tuyaux d'incendie, moniteurs fixes, réservoirs et pompes à incendie de secours
  • Zones de traitement des déchets
  • Bâtiments et aires de maintenance
  • Bâtiments administratifs

 

De plus, des routes sont nécessaires pour l'accès des véhicules ou de l'équipement d'urgence et d'entretien et doivent être placées avec soin entre les unités de traitement et dans les différentes sections de l'usine. Des dégagements acceptables pour les supports de tuyaux suspendus et autres équipements suspendus doivent être établis ainsi que des dégagements latéraux aux carrefours et aux entrées de toutes les installations.

Les exigences d'aménagement peuvent être fondées sur les distances de séparation minimales recommandées (CCPS 1993; NFPA 1990; IRI 1991; Mecklenburgh 1985) ou déterminées par une analyse des risques (Dow Chemical Company 1994a).

Disposition de l'unité de processus

Le tableau 3 présente un résumé général de la disposition des séparations de l'usine. Les unités de processus sont contenues dans le bloc spécifique indiqué dans la disposition générale. Le processus chimique est généralement illustré en détail dans des diagrammes de processus et de mise en œuvre (P&ID). Une disposition de processus nécessite des considérations au-delà des distances de séparation d'équipement spécifiques, dont certaines sont présentées dans le tableau 4.


Tableau 4. Considérations générales dans une disposition d'unité de procédé

  • Définition de la zone pour l'expansion future et l'accessibilité de l'unité
  • Accessibilité des équipements de réparation pour un entretien fréquent
  • Exigences d'espace pour la réparation d'équipement individuel (par exemple, zone nécessaire pour tirer le faisceau d'échangeurs de chaleur ou l'accessibilité pour la vanne de régulation)
  • Barrières pour équipements haute pression ou réacteurs à potentiel explosif
  • Exigences mécaniques et d'espace pour le chargement/déchargement de réacteurs ou de tours remplis de solides
  • Espace pour évacuer les explosions de poussière
  • Séparation des équipements fréquemment ouverts ou entretenus des tuyauteries, cuves, etc. à haute température.
  • Bâtiments ou structures spéciaux et dégagement nécessaire (par exemple, une salle de compression avec un pont roulant interne ou une grue externe)

 

L'assemblage d'équipements dans une unité de traitement particulière variera considérablement, selon le procédé. La toxicité et les caractéristiques dangereuses des flux et des matériaux dans les unités varient également considérablement. Malgré ces différences, des normes de distance minimale ont été élaborées pour de nombreux éléments d'équipement (CCPS 1993; NFPA 1990; IRI 1991; Mecklenburgh 1985). Des procédures de calcul des fuites potentielles et des expositions toxiques des équipements de traitement qui peuvent également affecter la distance de séparation sont disponibles (Dow Chemical Company 1994b). De plus, l'analyse de la dispersion peut être appliquée lorsque les estimations de fuite ont été calculées.

Équipement et distance de séparation

Une technique matricielle peut être utilisée pour calculer l'espace nécessaire pour séparer l'équipement (CCPS 1993; IRI 1991). Les calculs basés sur des conditions de traitement spécifiques et une évaluation des risques de l'équipement peuvent entraîner des distances de séparation qui diffèrent d'un guide de matrice standard.

Des listes étendues pour une matrice peuvent être développées en affinant les catégories individuelles et en ajoutant de l'équipement. Par exemple, les compresseurs peuvent être divisés en plusieurs types, tels que ceux manipulant des gaz inertes, de l'air et des gaz dangereux. Les distances de séparation pour les compresseurs à moteur peuvent différer de celles des machines à moteur ou à vapeur. Les distances de séparation dans les installations de stockage qui abritent des gaz liquéfiés doivent être analysées en fonction de l'inertie du gaz.

Les limites de la batterie de processus doivent être soigneusement définies. Ce sont les lignes de démarcation ou les limites de parcelle pour une unité de traitement (le nom dérive de l'utilisation précoce d'une batterie de fours dans le traitement). D'autres unités, routes, services publics, canalisations, fossés de ruissellement, etc. sont tracés en fonction des limites de la batterie. Bien que l'emplacement de l'équipement de l'unité ne s'étende pas aux limites de la batterie, les distances de séparation de l'équipement par rapport aux limites de la batterie doivent être définies.

Salles de contrôle ou maisons de contrôle

Dans le passé, chaque unité de traitement était conçue avec une salle de contrôle qui assurait le contrôle opérationnel du processus. Avec l'avènement de l'instrumentation électronique et du traitement contrôlé par ordinateur, les salles de contrôle individuelles ont été remplacées par une salle de contrôle centrale qui contrôle un certain nombre d'unités de traitement dans de nombreuses opérations. La salle de contrôle centralisée est économiquement avantageuse en raison de l'optimisation des processus et de l'augmentation de l'efficacité du personnel. Des unités de traitement individuelles existent toujours et, dans certaines unités spécialisées, des maisons de contrôle plus anciennes qui ont été supplantées par des salles de contrôle centralisées peuvent encore être utilisées pour la surveillance locale des processus et pour le contrôle d'urgence. Bien que les fonctions et les emplacements de la salle de contrôle soient généralement déterminés par l'économie du procédé, la conception de la salle de contrôle ou de la salle de contrôle est très importante pour maintenir le contrôle d'urgence et pour la protection des travailleurs. Certaines considérations pour les maisons de contrôle centrales et locales incluent :

  • pressuriser la salle de contrôle pour empêcher l'entrée de vapeurs toxiques et dangereuses
  • conception de la salle de contrôle pour la résistance au souffle et à l'explosion
  • établir un emplacement à risque minimal (basé sur la distance de séparation et la probabilité de rejets de gaz)
  • purifier tout l'air d'admission et installer un emplacement de cheminée d'admission qui minimise l'admission de vapeurs toxiques ou dangereuses
  • sceller toutes les sorties d'égout de la maison de contrôle
  • installation d'un système d'extinction d'incendie.

 

Réduction des stocks

La quantité de matières toxiques et dangereuses dans l'inventaire global, y compris l'équipement, est un élément important à prendre en compte dans l'aménagement des processus et des usines. Les conséquences d'une fuite sont d'autant plus graves que le volume de matière augmente. Par conséquent, l'inventaire doit être réduit autant que possible. Un traitement amélioré qui réduit le nombre et la taille des pièces d'équipement réduit l'inventaire, réduit le risque et entraîne également une baisse des investissements et une amélioration de l'efficacité opérationnelle.

Certaines considérations potentielles de réduction des stocks sont présentées dans le tableau 6. Lorsqu'une nouvelle installation de traitement sera installée, le traitement doit être optimisé en tenant compte de certains des objectifs indiqués dans le tableau 5.


Tableau 5. Étapes pour limiter l'inventaire

  • Réduire la réduction des stocks des réservoirs de stockage grâce à un meilleur contrôle des processus, à l'exploitation et au contrôle des stocks juste à temps
  • Éliminer ou minimiser l'inventaire des réservoirs sur site grâce à l'intégration des processus
  • Utilisation de l'analyse et du développement des variables de réaction pour la réduction du volume du réacteur
  • Remplacement des réacteurs discontinus par des réacteurs continus, ce qui réduit également la rétention en aval
  • Réduction de la rétention de la colonne de distillation grâce à des réductions de volume de fond et à la rétention des plateaux avec des plateaux ou des garnitures plus avancés
  • Remplacement des rebouilleurs de chaudière par des rebouilleurs à thermosiphon
  • Minimisation des volumes des tambours aériens et des fonds de tambour tampon
  • Amélioration de la disposition et du dimensionnement des tuyaux pour minimiser la rétention
  • Là où des matériaux toxiques sont produits, minimisant la rétention de la section toxique

Installations de stockage

Les installations de stockage d'une usine de traitement chimique peuvent contenir des aliments liquides et solides, des produits chimiques intermédiaires, des sous-produits et des produits de transformation. Les produits stockés dans de nombreuses installations servent d'intermédiaires ou de précurseurs pour d'autres processus. Le stockage peut également être nécessaire pour les diluants, les solvants ou d'autres matériaux de traitement. Tous ces matériaux sont généralement stockés dans des cuves de stockage hors sol (AST). Les réservoirs souterrains sont encore utilisés à certains endroits, mais leur utilisation est généralement limitée en raison de problèmes d'accès et d'une capacité limitée. De plus, les fuites potentielles de ces réservoirs de stockage souterrains (UST) présentent des problèmes environnementaux lorsque les fuites contaminent les eaux souterraines. La contamination générale du sol peut entraîner des expositions atmosphériques potentielles avec des fuites de matériaux à pression de vapeur plus élevée. Les matériaux qui fuient peuvent constituer un problème d'exposition potentiel lors des efforts de restauration du sol. Les fuites UST ont entraîné des réglementations environnementales strictes dans de nombreux pays, telles que les exigences relatives aux réservoirs à double paroi et à la surveillance souterraine.

Les réservoirs de stockage hors sol typiques sont illustrés à la figure 1. Les AST verticaux sont des réservoirs à toit conique ou en dôme, des réservoirs à toit flottant couverts ou non couverts ou des réservoirs à toit flottant externe (EFRT). Les réservoirs à toit converti ou fermé sont des EFRT avec des couvercles installés sur les réservoirs qui sont souvent des dômes de type géodésique. Comme les EFRT ne conservent pas dans le temps une forme parfaitement circulaire, l'étanchéité du toit flottant est difficile et un revêtement est installé sur le réservoir. Une conception de dôme géodésique élimine les fermes de toit nécessaires pour les réservoirs à toit conique (FRT). Le dôme géodésique est plus économique qu'un toit conique et, en plus, le dôme réduit les pertes de matériaux dans l'environnement.

Figure 1. Réservoirs de stockage hors sol typiques

CMP020F1

Normalement, les réservoirs sont limités au stockage de liquide où la pression de vapeur liquide ne dépasse pas 77 kPa. Lorsque la pression dépasse cette valeur, des sphéroïdes ou des sphères sont utilisés puisque les deux sont conçus pour un fonctionnement sous pression. Les sphéroïdes peuvent être assez grands mais ne sont pas installés là où la pression peut dépasser certaines limites définies par la conception mécanique. Pour la plupart des applications de stockage à haute pression de vapeur, les sphères sont normalement le conteneur de stockage et sont équipées de soupapes de surpression pour éviter une surpression. Un problème de sécurité qui s'est développé avec les sphères est le renversement, qui génère une vapeur excessive et entraîne des décharges de la soupape de décharge ou dans des situations plus extrêmes telles que la rupture de la paroi de la sphère (CCPS 1993). En général, le contenu liquide se stratifie et si un matériau chaud (moins dense) est chargé dans le fond de la sphère, le matériau chaud monte à la surface avec le matériau de surface plus froid et de densité plus élevée roulé vers le bas. Le matériau de surface chaud se vaporise, augmentant la pression, ce qui peut entraîner une décharge de la soupape de décharge ou une surpression de la sphère.

Disposition du réservoir

La disposition des réservoirs nécessite une planification minutieuse. Il existe des recommandations sur les distances de séparation des réservoirs et d'autres considérations (CCPS 1988; 1993). Dans de nombreux endroits, les distances de séparation ne sont pas spécifiées par le code, mais les distances minimales (OSHA 1994) peuvent être le résultat de diverses décisions applicables aux distances de séparation et aux emplacements. Certaines de ces considérations sont présentées dans le tableau 6. De plus, le service des réservoirs est un facteur de séparation des réservoirs pour les réservoirs sous pression, réfrigérés et atmosphériques (CCPS 1993).


Tableau 6. Considérations relatives à la séparation et à l'emplacement des réservoirs

  • La séparation basée sur les distances coque à coque peut être basée sur des références et soumise au calcul de la distance de rayonnement thermique en cas d'incendie dans un réservoir adjacent.
  • Les réservoirs doivent être séparés des unités de traitement.
  • Un emplacement du réservoir, de préférence sous le vent d'autres zones, minimise les problèmes d'inflammation dans le cas où un réservoir libère une quantité importante de vapeur.
  • Les réservoirs de stockage doivent avoir des digues, qui sont également requises par la loi dans la plupart des régions.
  • Les réservoirs peuvent être regroupés pour l'utilisation de digues communes et d'équipements de lutte contre l'incendie.
  • Les digues doivent avoir une capacité d'isolation en cas d'urgence.

 

Des digues sont nécessaires et sont nominalement dimensionnées volumétriquement pour contenir le contenu d'un réservoir. Lorsque plusieurs réservoirs se trouvent dans une digue, la capacité volumétrique minimale de la digue équivaut à la capacité du plus grand réservoir (OSHA 1994). Les murs de la digue peuvent être construits en terre, en acier, en béton ou en maçonnerie solide. Cependant, les digues en terre doivent être impénétrables et avoir un sommet plat d'une largeur minimale de 0.61 m. De plus, le sol à l'intérieur de la zone endiguée doit également avoir une couche impénétrable pour empêcher toute fuite de produits chimiques ou d'huile dans le sol.

Fuite de réservoir

Un problème qui s'est développé au fil des ans est la fuite du réservoir en raison de la corrosion au fond du réservoir. Souvent, les réservoirs ont des couches d'eau dans le fond du réservoir qui peuvent contribuer à la corrosion, et une corrosion électrolytique peut se produire en raison du contact avec la terre. En conséquence, des exigences réglementaires ont été instituées dans diverses régions pour contrôler les fuites au fond des réservoirs et la contamination des sols et de l'eau souterrains par des contaminants dans l'eau. Diverses procédures de conception ont été élaborées pour contrôler et surveiller les fuites (Hagen et Rials 1994). De plus, des doubles fonds ont également été installés. Dans certaines installations, une protection cathodique a été installée pour mieux contrôler la détérioration du métal (Barletta, Bayle et Kennelley 1995).

Prélèvement d'eau

L'évacuation manuelle périodique de l'eau du fond du réservoir peut entraîner une exposition. L'observation visuelle pour déterminer l'interface par le biais d'un drainage manuel ouvert peut entraîner une exposition des travailleurs. Une décharge fermée peut être installée avec un capteur d'interface et une vanne de contrôle minimisant les expositions potentielles des travailleurs (Lipton et Lynch 1994). Une variété de capteurs sont disponibles dans le commerce pour ce service.

Trop remplir les réservoirs

Souvent, les réservoirs sont trop remplis, ce qui crée des risques potentiels pour la sécurité et l'exposition des travailleurs. Cela peut être évité avec des instruments redondants ou à double niveau contrôlant les vannes d'arrêt d'entrée ou les pompes d'alimentation (Bahner 1996). Pendant de nombreuses années, des conduites de trop-plein ont été installées sur les réservoirs de produits chimiques, mais elles se terminaient à une courte distance au-dessus d'une ouverture de vidange pour permettre l'observation visuelle de la décharge de trop-plein. De plus, le drain devait être dimensionné pour un taux de remplissage supérieur au maximum afin d'assurer un bon drainage. Cependant, un tel système est une source d'exposition potentielle. Ceci peut être éliminé en connectant la ligne de trop-plein directement au drain avec un indicateur de débit dans la ligne pour montrer le trop-plein. Bien que cela fonctionne de manière satisfaisante, cela entraîne une surcharge du système de vidange avec un très grand volume de contaminants et des problèmes potentiels de santé et de sécurité.

Inspection et nettoyage du réservoir

Périodiquement, les réservoirs sont retirés du service pour inspection et/ou nettoyage. Ces procédures doivent être soigneusement contrôlées pour éviter l'exposition des travailleurs et minimiser les risques potentiels pour la sécurité. Après la vidange, les réservoirs sont fréquemment rincés à l'eau pour éliminer les traces de liquide de traitement. Historiquement, les réservoirs ont ensuite été nettoyés manuellement ou mécaniquement si nécessaire. Lorsque les réservoirs sont vidangés, ils sont remplis de vapeurs qui peuvent être toxiques et se trouver dans une plage de combustible. Le rinçage à l'eau peut ne pas affecter de manière significative la toxicité des vapeurs, mais il peut réduire les problèmes de combustion potentiels. Avec les toits flottants, le matériau sous le toit flottant peut être rincé et drainé, mais certains réservoirs peuvent encore contenir du matériau dans le puisard. Ce matériau de fond doit être enlevé manuellement et peut présenter des problèmes d'exposition potentiels. Le personnel peut être tenu de porter un équipement de protection individuelle (EPI).

Normalement, les réservoirs fermés et tout volume sous les toits flottants sont purgés avec de l'air jusqu'à ce qu'un niveau de concentration d'oxygène spécifié soit atteint avant que l'entrée ne soit autorisée. Cependant, les mesures de concentration doivent être obtenues en permanence pour s'assurer que les niveaux de concentration toxique sont satisfaisants et ne changent pas.

Evacuation des vapeurs et contrôle des émissions

Pour les réservoirs à toit fixe ou à toit flottant converti (CFRT), la ventilation dans l'atmosphère peut ne pas être acceptable dans de nombreux endroits. L'évent sous pression-vide (PV) (illustré à la figure 2, ces réservoirs sont retirés et les vapeurs s'écoulent à travers un conduit fermé vers un dispositif de contrôle où les contaminants sont détruits ou récupérés. Pour les deux réservoirs, une purge inerte (par exemple, de l'azote) peut être injecté pour éliminer l'effet de vide diurne et maintenir une pression positive pour le dispositif de récupération. Dans le réservoir CFRT, l'azote élimine l'effet diurne et réduit les éventuelles vapeurs dans l'atmosphère par un évent PV. Cependant, les émissions de vapeur ne sont pas éliminées. un grand nombre de dispositifs et de techniques de contrôle sont disponibles, y compris la combustion, les absorbeurs, les condenseurs et l'absorption (Moretti et Mukhopadhyay 1993 ; Carroll et Ruddy 1993 ; Basta 1994 ; Pennington 1996 ; Siegall 1996). La sélection d'un système de contrôle est fonction des objectifs finaux d'émission et les coûts d'exploitation et d'investissement.

Dans les réservoirs à toit flottant, à la fois externes et internes, les joints et les contrôles des raccords auxiliaires minimisent efficacement les pertes de vapeur.

Dangers pour la sécurité

L'inflammabilité est une préoccupation majeure dans les réservoirs et les systèmes de lutte contre l'incendie sont nécessaires pour aider au contrôle et à la prévention des zones d'incendie étendues. Des systèmes d'eau d'incendie et des recommandations d'installation sont disponibles (CCPS 1993; Dow Chemical Company 1994a; NFPA 1990). L'eau peut être pulvérisée directement sur un feu dans certaines conditions et est essentielle pour refroidir les réservoirs ou équipements adjacents afin d'éviter la surchauffe. De plus, la mousse est un agent anti-incendie efficace et des équipements à mousse permanente peuvent être installés sur les réservoirs. L'installation d'équipements à mousse sur les équipements mobiles de lutte contre l'incendie doit être examinée avec un fabricant. Des mousses écologiquement acceptables et à faible toxicité sont maintenant disponibles qui sont efficaces et comparables à d'autres mousses pour éteindre rapidement les incendies.

Equipment de développement 

Une grande variété d'équipements de traitement est nécessaire dans le traitement des produits chimiques en raison des nombreux processus, des exigences de processus spécialisés et des variations de produits. Par conséquent, tous les équipements chimiques utilisés aujourd'hui ne peuvent pas être passés en revue ; cette section se concentrera sur les équipements les plus largement appliqués trouvés dans les séquences de traitement.

Réacteurs

Il existe un grand nombre de types de réacteurs dans l'industrie chimique. La base de la sélection du réacteur est fonction d'un certain nombre de variables, en commençant par classer si la réaction est une réaction discontinue ou continue. Fréquemment, les réactions discontinues sont converties en opérations continues à mesure que l'expérience avec la réaction augmente et que certaines modifications, telles que des catalyseurs améliorés, deviennent disponibles. Le traitement par réaction continue est généralement plus efficace et produit un produit plus homogène, ce qui est souhaitable pour atteindre les objectifs de qualité du produit. Cependant, il existe encore un grand nombre d'opérations par lots.

Réaction

Dans toutes les réactions, les classifications d'une réaction comme exothermique ou endothermique (produisant de la chaleur ou nécessitant de la chaleur) sont nécessaires afin de définir les exigences de chauffage ou de refroidissement nécessaires pour contrôler la réaction. De plus, des critères de réaction d'emballement doivent être établis pour installer des capteurs et des commandes d'instruments qui peuvent empêcher une réaction de devenir incontrôlable. Avant l'exploitation à pleine échelle d'un réacteur, des procédures d'urgence doivent être étudiées et élaborées pour s'assurer que la réaction d'emballement est contenue en toute sécurité. Certaines des diverses solutions potentielles sont un équipement de contrôle d'urgence qui est automatiquement activé, l'injection d'un produit chimique qui arrête la réaction et des installations de ventilation qui peuvent accueillir et contenir le contenu du réacteur. Le fonctionnement de la soupape de sécurité et de l'évent est extrêmement important et nécessite un équipement bien entretenu et fonctionnel à tout moment. Par conséquent, plusieurs soupapes de sécurité verrouillées sont fréquemment installées pour s'assurer que l'entretien d'une soupape ne réduira pas la capacité de décharge requise.

En cas de décharge d'une soupape de sécurité ou d'un évent en raison d'un dysfonctionnement, l'effluent de décharge doit être contenu dans pratiquement toutes les circonstances afin de minimiser les risques potentiels pour la sécurité et la santé. En conséquence, la méthode de confinement de la décharge d'urgence par la tuyauterie ainsi que la disposition finale de la décharge du réacteur doivent être soigneusement analysées. En général, le liquide et la vapeur doivent être séparés, la vapeur étant envoyée à une torche ou récupérée et le liquide recyclé si possible. L'élimination des solides peut nécessiter une étude.

Lot

Dans les réacteurs impliquant des réactions exothermiques, une considération importante est l'encrassement des parois ou des tubes internes par les fluides de refroidissement utilisés pour maintenir la température. L'élimination des matériaux encrassés varie considérablement et la méthode d'élimination est fonction des caractéristiques des matériaux encrassés. Le matériau encrassé peut être éliminé avec un solvant, un jet de buse à haute pression ou, dans certains cas, manuellement. Dans toutes ces procédures, la sécurité et l'exposition doivent être soigneusement contrôlées. Le mouvement des matières entrant et sortant du réacteur ne doit pas permettre l'entrée d'air, ce qui peut entraîner la formation d'un mélange de vapeurs inflammables. Les vides doivent être rompus avec un gaz inerte (par exemple, de l'azote). L'entrée d'un navire à des fins d'inspection ou de travail peut être considérée comme une entrée dans un espace confiné et les règles de cette procédure doivent être respectées. La toxicité des vapeurs et dermique doit être comprise et les techniciens doivent connaître les risques pour la santé.

Cyber ​​reconnaissance

Les réacteurs à circulation peuvent être remplis de liquide ou de vapeur et de liquide. Certaines réactions produisent des boues dans les réacteurs. De plus, il existe des réacteurs qui contiennent des catalyseurs solides. Le fluide réactionnel peut être liquide, vapeur ou une combinaison de vapeur et de liquide. Les catalyseurs solides, qui favorisent une réaction sans y participer, sont normalement contenus dans des grilles et sont appelés lits fixes. Les réacteurs à lit fixe peuvent avoir des lits simples ou multiples et peuvent avoir des réactions exotherines ou endothermiques, la plupart des réactions nécessitant une température constante (isotherme) à travers chaque lit. Cela nécessite fréquemment l'injection de courants d'alimentation ou d'un diluant à divers endroits entre les lits pour contrôler la température. Avec ces systèmes de réaction, l'indication de la température et l'emplacement du capteur à travers les lits sont extrêmement importants pour empêcher un emballement de la réaction et des changements de rendement ou de qualité du produit.

Les lits fixes perdent généralement leur activité et doivent être régénérés ou remplacés. Pour la régénération, les dépôts sur le lit peuvent être brûlés, dissous dans un solvant ou, dans certains cas, régénérés par l'injection d'un produit chimique dans un fluide inerte dans le lit, restaurant ainsi l'activité du catalyseur. Selon le catalyseur, l'une de ces techniques peut être appliquée. Lorsque les lits sont brûlés, le réacteur est vidé et purgé de tous les fluides de traitement, puis rempli d'un gaz inerte (généralement de l'azote), qui est chauffé et recirculé, élevant le lit à un niveau de température spécifié. À ce stade, un très petit volume d'oxygène est ajouté au flux inerte pour initier un front de flamme qui se déplace progressivement à travers le lit et contrôle l'augmentation de la température. Des quantités excessives d'oxygène ont un effet néfaste sur le catalyseur.

Élimination du catalyseur à lit fixe

L'élimination des catalyseurs à lit fixe doit être soigneusement contrôlée. Les réacteurs sont vidangés du fluide de traitement, puis le fluide restant est déplacé avec un fluide de rinçage ou purgé avec une vapeur jusqu'à ce que tout le fluide de traitement ait été éliminé. La purge finale peut nécessiter d'autres techniques avant que le récipient puisse être purgé avec un gaz inerte ou de l'air avant d'ouvrir le récipient ou de décharger le catalyseur du récipient sous une couverture inerte. Si de l'eau est utilisée dans ce procédé, l'eau est évacuée par une tuyauterie fermée vers un égout de procédé. Certains catalyseurs sont sensibles à l'air ou à l'oxygène, devenant pyrophoriques ou toxiques. Ceux-ci nécessitent des procédures particulières pour éliminer l'air lors du remplissage ou de la vidange des cuves. La protection personnelle ainsi que les procédures de manipulation doivent être soigneusement définies pour minimiser les expositions potentielles et protéger le personnel.

L'élimination du catalyseur usé peut nécessiter un traitement supplémentaire avant d'être envoyé à un fabricant de catalyseur pour recyclage ou dans une procédure d'élimination acceptable pour l'environnement.

Autres systèmes catalytiques

Le gaz s'écoulant à travers un lit de catalyseur solide lâche dilate le lit et forme une suspension qui est similaire à un liquide et appelée lit fluidisé. Ce type de réaction est utilisé dans divers procédés. Les catalyseurs usés sont éliminés sous forme de flux latéral gaz-solides pour la régénération, puis renvoyés au procédé via un système fermé. Dans d'autres réactions, l'activité du catalyseur peut être très élevée et, bien que le catalyseur soit rejeté dans le produit, la concentration est extrêmement faible et ne pose pas de problème. Lorsqu'une concentration élevée de catalyseurs solides dans la vapeur de produit n'est pas souhaitable, le résidu de solides doit être éliminé avant la purification. Cependant, des traces de solides resteront. Ceux-ci sont retirés pour être éliminés dans l'un des flux de sous-produits, qui à son tour doit être clarifié.

Dans les situations où le catalyseur usé est régénéré par combustion, de vastes installations de récupération des solides sont nécessaires dans les systèmes à lit fluidisé pour répondre aux restrictions environnementales. La récupération peut consister en diverses combinaisons de cyclones, de précipitateurs électriques, de filtres à manches) et/ou d'épurateurs. Lorsque la combustion se produit dans des lits fixes, la préoccupation fondamentale est le contrôle de la température.

Étant donné que les catalyseurs à lit fluidisé se trouvent fréquemment dans la plage respiratoire, des précautions doivent être prises lors de la manipulation des solides pour assurer la protection des travailleurs avec des catalyseurs frais ou récupérés.

Dans certains cas, un vide peut être utilisé pour retirer divers composants d'un lit fixe. Dans ces situations, un jet de vide entraîné par la vapeur est souvent le producteur de vide. Cela produit une décharge de vapeur qui contient fréquemment des matières toxiques bien qu'en très faible concentration dans le courant-jet. Cependant, le rejet d'un jet de vapeur doit être soigneusement examiné pour déterminer les quantités de contaminants, la toxicité et la dispersion potentielle s'il est rejeté directement dans l'atmosphère. Si cela n'est pas satisfaisant, l'évacuation du jet peut nécessiter une condensation dans un puisard où toutes les vapeurs sont contrôlées et l'eau est envoyée au système d'égout fermé. Une pompe à vide rotative fonctionnera dans ce service. Le refoulement d'une pompe à vide alternative peut ne pas être autorisé à se décharger directement dans l'atmosphère, mais peut dans certains cas se décharger dans une ligne de torche, un incinérateur ou un réchauffeur de processus.

Sécurité

Dans tous les réacteurs, les augmentations de pression sont une préoccupation majeure puisque la pression nominale de la cuve ne doit pas être dépassée. Ces augmentations de pression peuvent résulter d'un mauvais contrôle du procédé, d'un dysfonctionnement ou d'un emballement de la réaction. Par conséquent, des systèmes de décompression sont nécessaires pour maintenir l'intégrité de la cuve en empêchant la surpression du réacteur. Les décharges des soupapes de décharge doivent être soigneusement conçues pour maintenir une décharge adéquate dans toutes les conditions, y compris l'entretien de la soupape de décharge. Plusieurs vannes peuvent être nécessaires. Si une soupape de décharge est conçue pour se décharger dans l'atmosphère, le point de décharge doit être élevé au-dessus de toutes les structures voisines et une analyse de dispersion doit être effectuée pour assurer une protection adéquate des travailleurs et des communautés voisines.

Si un disque de rupture est installé avec une soupape de sécurité, la décharge doit également être fermée et l'emplacement de décharge final désigné comme décrit ci-dessus. Étant donné qu'une rupture de disque ne se réinstallera pas, un disque sans soupape de sécurité libérera probablement la majeure partie du contenu du réacteur et de l'air peut pénétrer dans le réacteur à la fin de la libération. Cela nécessite une analyse minutieuse pour s'assurer qu'une situation inflammable n'est pas créée et qu'aucune réaction hautement indésirable ne se produit. De plus, la décharge d'un disque peut libérer du liquide et le système de ventilation doit être conçu pour contenir tous les liquides avec de la vapeur évacuée, comme décrit ci-dessus. Les déclencheurs d'urgence atmosphériques doivent être approuvés par les autorités réglementaires avant l'installation.

Les agitateurs mélangeurs installés dans les réacteurs sont scellés. Les fuites peuvent être dangereuses et si elles se produisent, le joint doit être réparé, ce qui nécessite un arrêt du réacteur. Le contenu du réacteur peut nécessiter une manipulation ou des précautions spéciales et une procédure d'arrêt d'urgence doit inclure l'arrêt de la réaction et l'élimination du contenu du réacteur. L'inflammabilité et le contrôle de l'exposition doivent être soigneusement examinés pour chaque étape, y compris la disposition finale du mélange du réacteur. Étant donné qu'un arrêt peut être coûteux et entraîner une perte de production, des mélangeurs à entraînement magnétique et de nouveaux systèmes de joints ont été introduits pour réduire la maintenance et les arrêts du réacteur.

L'entrée dans tous les réacteurs nécessite le respect des procédures d'entrée en espace confiné en toute sécurité.

Tours de fractionnement ou de distillation

La distillation est un processus par lequel les substances chimiques sont séparées par des méthodes qui tirent parti des différences de points d'ébullition. Les tours familières dans les usines chimiques et les raffineries sont des tours de distillation.

La distillation sous diverses formes est une étape de transformation que l'on retrouve dans la grande majorité des procédés chimiques. Le fractionnement ou la distillation peuvent être trouvés dans les étapes de purification, de séparation, d'extraction, d'azéotropie et d'extraction. Ces applications incluent désormais la distillation réactive, où une réaction se produit dans une section séparée de la tour de distillation.

La distillation est effectuée avec une série de plateaux dans une tour, ou elle peut être effectuée dans une tour remplie de garnissage. Les garnitures ont des configurations spéciales qui permettent facilement le passage de la vapeur et du liquide, mais offrent une surface suffisante pour un contact vapeur-liquide et un fractionnement efficace.

Opération

La chaleur est normalement fournie à une tour avec un rebouilleur, bien que la teneur en chaleur de flux spécifiques puisse être suffisante pour éliminer le rebouilleur. Avec la chaleur du rebouilleur, une séparation vapeur-liquide en plusieurs étapes se produit sur les plateaux et les matériaux plus légers montent à travers la tour. Les vapeurs du plateau supérieur sont entièrement ou partiellement condensées dans le condenseur supérieur. Le liquide condensé est collecté dans le ballon de récupération du distillat, où une partie du liquide est recyclée vers la tour et l'autre partie est retirée et envoyée vers un emplacement spécifique. Les vapeurs non condensées peuvent être récupérées ailleurs ou envoyées vers un dispositif de contrôle qui peut être une chambre de combustion ou un système de récupération.

Pression

Les tours fonctionnent généralement à des pressions supérieures à la pression atmosphérique. Cependant, les tours fonctionnent fréquemment sous vide pour minimiser les températures du liquide qui peuvent affecter la qualité du produit ou dans des situations où les matériaux de la tour deviennent un problème mécanique et économique en raison du niveau de température qui peut être difficile à atteindre. De plus, des températures élevées peuvent affecter le liquide. Dans les fractions pétrolières lourdes, des températures très élevées en fond de tour entraînent fréquemment des problèmes de cokéfaction.

Les vides sont généralement obtenus avec des éjecteurs ou des pompes à vide. Dans les unités de traitement, les charges sous vide consistent en certains matériaux à vapeur légère, des inertes qui peuvent avoir été dans le flux d'alimentation de la tour et de l'air provenant des fuites. Normalement, le système de vide est installé après un condenseur pour réduire la charge organique du système de vide. Le système de vide est dimensionné en fonction de la charge de vapeur estimée, avec des éjecteurs gérant des charges de vapeur plus importantes. Dans certains systèmes, une machine à vide peut être directement connectée à une sortie de condenseur. Un fonctionnement typique du système d'éjecteur est une combinaison d'éjecteurs et de condenseurs barométriques directs où les vapeurs de l'éjecteur sont en contact direct avec l'eau de refroidissement. Les condenseurs barométriques sont de très gros consommateurs d'eau et le mélange vapeur-eau entraîne des températures de sortie d'eau élevées qui ont tendance à vaporiser toute trace de composé organique dans le puisard barométrique atmosphérique, augmentant potentiellement les expositions sur le lieu de travail. De plus, une charge importante d'effluents est ajoutée au système d'eaux usées.

Une grande réduction d'eau est obtenue avec une réduction substantielle de la consommation de vapeur dans les systèmes de vide modifiés. Étant donné que la pompe à vide ne gérera pas une charge de vapeur importante, un éjecteur de vapeur est utilisé dans la première étape en combinaison avec un condenseur de surface pour réduire la charge de la pompe à vide. De plus, un tambour de puisard est installé pour un fonctionnement hors sol. Le système plus simple réduit la charge des eaux usées et maintient un système fermé qui élimine les expositions potentielles aux vapeurs.

Sécurité

Toutes les tours et tous les tambours doivent être protégés contre la surpression pouvant résulter d'un dysfonctionnement, d'un incendie (Mowrer 1995) ou d'une panne des services publics. Un examen des dangers est nécessaire et exigé par la loi dans certains pays. Une approche générale de gestion de la sécurité des procédés qui s'applique au procédé et à l'exploitation de l'usine améliore la sécurité, minimise les pertes et protège la santé des travailleurs (Auger 1995 ; Murphy 1994 ; Sutton 1995). La protection est assurée par des soupapes de surpression (PRV) qui se déchargent dans l'atmosphère ou dans un système fermé. Le PRV est généralement monté au sommet de la tour pour soulager la charge de vapeur importante, bien que certaines installations placent le PRV à d'autres emplacements de la tour. Le PRV peut également être situé sur le ballon de récupération du distillat en tête tant que les vannes ne sont pas placées entre le PRV et le sommet de la tour. Si des vannes d'arrêt sont installées dans les conduites de traitement vers le condenseur, le PRV doit être installé sur la tour.

Lorsque la surpression de la tour de distillation est soulagée, dans certains scénarios d'urgence, la décharge du PRV peut être extrêmement importante. Une charge très élevée dans une conduite d'évent de refoulement d'un système fermé peut être la plus grande charge du système. Étant donné qu'une décharge PRV peut être soudaine et que le temps de soulagement global peut être assez court (moins de 15 minutes), cette charge de vapeur extrêmement importante doit être analysée avec soin (Bewanger et Krecter 1995; Boicourt 1995). Étant donné que cette charge de pointe courte et importante est difficile à traiter dans des dispositifs de contrôle tels que des absorbeurs, des adsorbeurs, des fours, etc., le dispositif de contrôle préférable dans la plupart des situations est une torche pour la destruction des vapeurs. Normalement, un certain nombre de PRV sont connectés à un en-tête de ligne de torche qui à son tour est connecté à une seule torche. Cependant, la torche et le système global doivent être soigneusement conçus pour couvrir un large groupe de contingences potentielles (Boicourt 1995).

Dangers pour la santé

Pour une décharge directe dans l'atmosphère, une analyse détaillée de la dispersion des vapeurs de décharge de la soupape de décharge doit être effectuée pour s'assurer que les travailleurs ne sont pas exposés et que les concentrations de la communauté sont bien en deçà des directives de concentration admissibles. Dans le contrôle de la dispersion, les conduites de décharge des soupapes de décharge atmosphérique peuvent devoir être surélevées pour éviter des concentrations excessives sur les structures voisines. Une cheminée très haute en forme d'évasement peut être nécessaire pour contrôler la dispersion.

Un autre sujet de préoccupation est l'entrée dans une tour pour l'entretien ou des modifications mécaniques lors d'un arrêt. Cela implique d'entrer dans un espace confiné et expose les travailleurs aux risques associés. La méthode de rinçage et de purge avant l'ouverture doit être effectuée avec soin pour garantir des expositions minimales en réduisant toute concentration toxique en dessous des niveaux recommandés. Avant de commencer les opérations de rinçage et de purge, la pression de la tour doit être réduite et tous les raccords de tuyauterie à la tour doivent être obturés (c'est-à-dire que des disques métalliques plats doivent être placés entre les brides de la tour et les brides des tuyaux de raccordement). Cette étape doit être soigneusement gérée pour garantir des expositions minimales. Dans différents processus, les méthodes de nettoyage de la tour des fluides toxiques varient. Fréquemment, le fluide de la tour est déplacé avec un fluide qui a des caractéristiques de toxicité très faibles. Ce fluide de déplacement est ensuite drainé et pompé vers un emplacement sélectionné. Le film liquide restant et les gouttelettes peuvent être vaporisés dans l'atmosphère à travers une bride supérieure dotée d'un aveugle spécial avec une ouverture entre l'aveugle et la bride de la tour. Après la cuisson à la vapeur, l'air pénètre dans la tour par l'ouverture aveugle spéciale pendant que la tour se refroidit. Un trou d'homme au bas de la tour et un au sommet de la tour sont ouverts permettant le soufflage d'air à travers la tour. Lorsque la concentration interne de la tour atteint un niveau prédéterminé, la tour peut être entrée.

Les échangeurs de chaleur

Il existe une grande variété d'échangeurs de chaleur dans l'industrie des procédés chimiques. Les échangeurs de chaleur sont des dispositifs mécaniques pour le transfert de chaleur vers ou depuis un flux de processus. Ils sont sélectionnés en fonction des conditions de process et de la conception des échangeurs. Quelques-uns des types d'échangeurs courants sont illustrés à la figure 2. La sélection de l'échangeur optimal pour un service de processus est quelque peu compliquée et nécessite une enquête détaillée (Woods 1995). Dans de nombreuses situations, certains types ne conviennent pas en raison de la pression, de la température, de la concentration en solides, de la viscosité, du débit et d'autres facteurs. De plus, la conception d'un échangeur de chaleur individuel peut varier considérablement ; plusieurs types d'échangeurs à tubes de direction flottants et à plaques sont disponibles (Green, Maloney et Perry 1984). La tête flottante est normalement sélectionnée là où les températures peuvent provoquer une dilatation excessive des tubes qui, autrement, ne pourrait pas maintenir l'intégrité dans un échangeur à plaque tubulaire fixe. Dans l'échangeur à tête flottante simplifié de la figure 2, la tête flottante est entièrement contenue à l'intérieur de l'échangeur et n'a aucun lien avec la calandre. Dans d'autres conceptions à tête flottante, il peut y avoir un garnissage autour de la plaque tubulaire flottante (Green, Maloney et Perry 1984).

Figure 2. Échangeurs de chaleur typiques

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Fuite

La garniture des plaques tubulaires flottantes est en contact avec l'atmosphère et peut être une source de fuite et d'exposition potentielle. D'autres échangeurs peuvent également avoir des sources de fuites potentielles et doivent être examinés attentivement. En raison de leurs caractéristiques de transfert de chaleur, les échangeurs à plaques et cadres sont souvent installés dans l'industrie chimique. Les plaques ont diverses ondulations et configurations. Les plaques sont séparées par des joints qui empêchent le mélange des flux et assurent une étanchéité externe. Cependant, les joints limitent les applications de température à environ 180 ºC, bien que des améliorations des joints puissent surmonter cette limitation. Comme il y a plusieurs plaques, les plaques doivent être comprimées correctement pour assurer une bonne étanchéité entre elles. Par conséquent, une installation mécanique soignée est nécessaire pour éviter les fuites et les dangers potentiels. Puisqu'il existe un grand nombre de phoques, une surveillance attentive des phoques est importante pour minimiser les expositions potentielles.

Les échangeurs refroidis par air sont intéressants sur le plan économique et ont été installés dans un grand nombre d'applications de procédé et à divers endroits au sein des unités de procédé. Pour économiser de l'espace, ces échangeurs sont souvent installés sur des conduites et sont fréquemment empilés. Étant donné que la sélection des matériaux des tubes est importante, une variété de matériaux est utilisée dans l'industrie chimique. Ces tubes sont reliés à la plaque tubulaire. Cela nécessite l'utilisation de matériaux compatibles. Une fuite à travers une fissure de tube ou au niveau de la plaque tubulaire est un problème car le ventilateur fera circuler les vapeurs de la fuite et la dispersion peut entraîner des expositions potentielles. La dilution dans l'air peut réduire considérablement le risque d'exposition potentiel. Cependant, les ventilateurs sont fréquemment arrêtés dans certaines conditions météorologiques et, dans ces circonstances, les concentrations de fuites peuvent augmenter, augmentant ainsi les expositions potentielles. De plus, si les tubes qui fuient ne sont pas réparés, la fissure peut s'aggraver. Avec des liquides toxiques qui ne se vaporisent pas facilement, un égouttement peut se produire et entraîner une exposition cutanée potentielle.

Les échangeurs de chaleur à calandre et à tube peuvent développer des fuites à travers l'une des diverses brides (Green, Maloney et Perry 1984). Étant donné que les échangeurs de chaleur à coque et à tube varient en taille de petites à très grandes surfaces, le diamètre des brides extérieures est généralement beaucoup plus grand que les brides de tuyau typiques. Avec ces grandes brides, les joints doivent non seulement résister aux conditions de process, mais également fournir une étanchéité aux variations de charge des boulons. Divers modèles de joints sont utilisés. Il est difficile de maintenir des contraintes de charge de boulon constantes sur tous les boulons de bride, ce qui entraîne des fuites dans de nombreux échangeurs. La fuite de la bride peut être contrôlée avec des bagues d'étanchéité de bride (Lipton et Lynch 1994).

Des fuites de tube peuvent se produire dans tous les types d'échangeurs disponibles, à l'exception des échangeurs à plaques et de quelques autres échangeurs spécialisés. Cependant, ces derniers échangeurs présentent d'autres problèmes potentiels. Lorsque des tubes fuient dans un système d'eau de refroidissement, l'eau de refroidissement rejette le contaminant dans une tour de refroidissement qui peut être une source d'exposition pour les travailleurs et une communauté voisine. Par conséquent, l'eau de refroidissement doit être surveillée.

La dispersion des vapeurs des tours de refroidissement peut être généralisée en raison des ventilateurs des tours de refroidissement à tirage forcé et induit. De plus, les tours à convection naturelle rejettent des vapeurs dans l'atmosphère qui se dispersent ensuite. Cependant, la dispersion varie considérablement en fonction des conditions météorologiques et de l'élévation du débit. Des matières toxiques moins volatiles restent dans l'eau de refroidissement et le flux de purge de la tour de refroidissement, qui devrait avoir une capacité de traitement suffisante pour détruire les contaminants. La tour de refroidissement et le bassin de la tour doivent être nettoyés périodiquement et les contaminants ajoutent aux dangers potentiels dans le bassin et dans le remplissage de la tour. La protection personnelle est nécessaire pour une grande partie de ce travail.

Nettoyage échangeur

Un problème avec les tubes dans le service d'eau de refroidissement est l'accumulation de matière dans les tubes résultant de la corrosion, des organismes biologiques et du dépôt de solides. Comme décrit ci-dessus, les tubes peuvent également fuir à travers des fissures, ou des fuites peuvent se produire lorsque les tubes sont enroulés en stries dans la plaque tubulaire. Lorsque l'une de ces conditions se produit, une réparation de l'échangeur est nécessaire et les fluides de traitement doivent être retirés de l'échangeur. Cela nécessite une opération complètement confinée, ce qui est nécessaire pour atteindre les objectifs d'exposition en matière d'environnement, de sécurité et de santé.

Généralement, le fluide de traitement est drainé vers un récepteur et le matériau restant est chassé de l'échangeur avec un solvant ou un matériau inerte. Ce dernier matériau est également envoyé vers un récepteur du matériau contaminé par vidange ou pressurisation avec de l'azote. Lorsqu'un matériau toxique se trouvait dans l'échangeur, l'échangeur doit être surveillé pour toute trace de matériau toxique. Si les résultats des tests ne sont pas satisfaisants, l'échangeur peut être vaporisé pour vaporiser et éliminer toute trace de matière. Cependant, l'évent de vapeur doit être connecté à un système fermé pour empêcher la vapeur de s'échapper dans l'atmosphère. Bien que l'évent fermé ne soit pas absolument nécessaire, il peut parfois y avoir plus de matières contaminantes dans l'échangeur, ce qui nécessite une évacuation de la vapeur fermée à tout moment pour contrôler les dangers potentiels. Après la cuisson à la vapeur, un évent à l'atmosphère admet de l'air. Cette procédure générale s'applique au(x) côté(s) échangeur(s) contenant des matières toxiques.

Les produits chimiques ensuite utilisés pour nettoyer les tubes ou le côté calandre doivent circuler dans un système fermé. Normalement, la solution de nettoyage est remise en circulation à partir d'un système de camion-citerne et la solution contaminée dans le système est évacuée vers un camion pour être éliminée.

Pompes

L'une des fonctions de processus les plus importantes est le mouvement des liquides et dans l'industrie chimique, tous les types de matériaux liquides sont déplacés avec une grande variété de pompes. Les pompes noyées et magnétiques sont des pompes centrifuges sans joint. Des pilotes de pompe magnétiques sont disponibles pour une installation sur d'autres types de pompes afin d'éviter les fuites. Les types de pompes utilisées dans l'industrie des procédés chimiques sont répertoriés dans le tableau 7.


Tableau 7. Pompes dans l'industrie chimique

  • Centrifuge
  • Alternatif (piston)
  • En conserve
  • Magnétique
  • Turbine
  • équipement
  • Diaphragme
  • Écoulement axial
  • Vis
  • Cavité mobile
  • lobe
  • Girouette

Scellage

Du point de vue de la santé et de la sécurité, l'étanchéité et la réparation des pompes centrifuges sont des préoccupations majeures. Les joints mécaniques, qui constituent le système d'étanchéité d'arbre le plus courant, peuvent fuir et parfois éclater. Cependant, il y a eu des progrès majeurs dans la technologie des joints depuis les années 1970 qui ont entraîné des réductions significatives des fuites et une durée de vie prolongée de la pompe. Certaines de ces améliorations sont des joints à soufflet, des joints à cartouche, des conceptions de visage améliorées, de meilleurs matériaux de visage et des améliorations dans la surveillance variable de la pompe. De plus, la poursuite des recherches sur la technologie des phoques devrait se traduire par d'autres améliorations technologiques.

Là où les fluides de traitement sont hautement toxiques, des pompes en conserve ou magnétiques sans fuite ou sans joint sont fréquemment installées. Les durées d'exploitation ou le temps moyen entre maintenances (MTBM) se sont nettement améliorés et varient généralement entre XNUMX et XNUMX ans. Dans ces pompes, le fluide de traitement est le fluide de lubrification des paliers du rotor. La vaporisation du fluide interne affecte négativement les roulements et rend souvent nécessaire le remplacement des roulements. Les conditions de liquide dans les pompes peuvent être maintenues en s'assurant que la pression interne dans le système de roulement est toujours supérieure à la pression de vapeur de liquide à la température de fonctionnement. Lors de la réparation d'une pompe sans joint, la vidange complète d'un matériau à volatilité relativement faible est importante et doit être soigneusement examinée avec le fournisseur.

Dans les pompes de process centrifuges typiques, la garniture a été essentiellement remplacée par des joints mécaniques. Ces garnitures sont généralement classées comme garnitures mécaniques simples ou doubles, ce dernier terme couvrant les garnitures mécaniques tandem ou doubles. Il existe d'autres combinaisons de joints doubles, mais elles ne sont pas aussi largement utilisées. En général, des garnitures mécaniques en tandem ou doubles avec des fluides tampons liquides entre les garnitures sont installées pour réduire les fuites d'étanchéité. L'American Petroleum Institute (API 1994) a publié des normes sur les garnitures mécaniques des pompes centrifuges et rotatives couvrant les spécifications et l'installation des garnitures mécaniques simples et doubles. Un guide d'application des garnitures mécaniques est maintenant disponible pour faciliter l'évaluation des types de garnitures (STLE 1994).

Pour éviter les fuites excessives ou l'éclatement d'un joint défectueux, une plaque presse-étoupe est installée après le joint. Il peut avoir un liquide de rinçage de presse-étoupe pour déplacer la fuite dans un système de vidange fermé (API 1994). Étant donné que le système de presse-étoupe n'est pas un joint complet, des systèmes de joints auxiliaires, tels que des bagues d'étranglement, sont disponibles. Ils sont installés dans le presse-étoupe qui contrôle les fuites excessives vers l'atmosphère ou l'éclatement du joint (Lipton et Lynch 1994). Ces joints ne sont pas conçus pour un fonctionnement continu ; après activation, ils fonctionneront jusqu'à deux semaines avant la panne, laissant ainsi le temps aux opérations de changer de pompe ou d'effectuer des ajustements de processus.

Un nouveau système de joint mécanique est disponible qui réduit essentiellement les émissions à un niveau nul. Il s'agit d'un système à double joint mécanique avec un système tampon de gaz qui remplace le tampon liquide dans le système standard à double joint mécanique (Fone 1995 ; Netzel 1996 ; Adams, Dingman et Parker 1995). Dans les systèmes à tampon liquide, les faces d'étanchéité sont séparées par un film lubrifiant extrêmement fin de fluide tampon qui refroidit également les faces d'étanchéité. Bien que légèrement séparés, un certain degré de contact de face existe, ce qui entraîne une usure du joint et un échauffement de la face du joint. Les joints à gaz sont appelés joints sans contact car une face de joint avec des indentations incurvées pompe le gaz à travers les faces de joint et construit une couche de gaz ou un barrage qui sépare complètement les faces de joint. Ce manque de contact se traduit par une très longue durée de vie du joint et réduit également la perte de frottement du joint, diminuant ainsi sensiblement la consommation d'énergie. Étant donné que le joint pompe le gaz, il y a un très faible débit dans le processus et dans l'atmosphère.

Dangers pour la santé

Une préoccupation majeure avec les pompes est la vidange et le rinçage pour préparer la pompe à l'entretien ou à la réparation. La vidange et l'évacuation couvrent à la fois les fluides de procédé et les fluides tampons. Les procédures doivent exiger la décharge de tous les fluides dans un système de vidange à connexion fermée. Dans le presse-étoupe de la pompe où une bague à gorge sépare la roue du presse-étoupe, la bague agit comme un déversoir en retenant du liquide dans le presse-étoupe. Des trous d'évacuation dans la bague ou un drain dans la boîte à garniture permettront l'élimination complète du liquide de procédé par vidange et rinçage. Pour les fluides tampons, il doit y avoir une méthode de vidange de tout le fluide de la zone à double joint. L'entretien nécessite le retrait du joint et si le volume du joint n'est pas complètement vidé et rincé, les joints sont une source potentielle d'exposition pendant la réparation.

Poussières et poudres

La manipulation des poussières et des poudres dans les équipements de traitement des solides est une préoccupation en raison du potentiel d'incendie ou d'explosion. Une explosion à l'intérieur d'un équipement peut éclater à travers un mur ou une enceinte en raison de la pression générée par l'explosion envoyant une pression combinée et une onde de feu dans la zone de travail. Les travailleurs peuvent être à risque et les équipements adjacents peuvent être gravement touchés avec des effets drastiques. Les poussières ou poudres en suspension dans l'air ou dans un gaz contenant de l'oxygène et dans un espace confiné sont susceptibles d'exploser lorsqu'une source d'inflammation suffisamment énergétique est présente. Certains environnements typiques d'équipement explosif sont présentés dans le tableau 8.

Tableau 8. Sources potentielles d'explosion dans l'équipement

Équipement de convoyage

Stockage

Conduits pneumatiques

Bacs

Convoyeurs mécaniques

Trémies

 

Vannes rotatives

Équipement de traitement

Dépoussiéreurs à filtre

Grinders

Sécheurs à lit fluidisé

Les broyeurs à boulets

Sécheurs de ligne de transfert

Mélange de poudre

Tamisage

Cyclones

 

Une explosion produit de la chaleur et une expansion rapide du gaz (augmentation de la pression) et entraîne généralement une déflagration, qui est un front de flamme qui se déplace rapidement mais à une vitesse inférieure à la vitesse du son dans ces conditions. Lorsque la vitesse du front de flamme est supérieure à la vitesse du son ou est à une vitesse supersonique, la condition est appelée détonation, qui est plus destructrice que la déflagration. L'explosion et l'expansion du front de flamme se produisent en quelques millisecondes et ne fournissent pas suffisamment de temps pour les réponses de processus standard. Par conséquent, les caractéristiques potentielles d'incendie et d'explosion de la poudre doivent être définies pour déterminer les dangers potentiels qui peuvent exister dans les différentes étapes de traitement (CCPS 1993; Ebadat 1994; Bartknecht 1989; Cesana et Siwek 1995). Ces informations peuvent ensuite servir de base à l'installation de contrôles et à la prévention des explosions.

Quantification du risque d'explosion

Étant donné que les explosions se produisent généralement dans des équipements fermés, divers tests sont effectués dans des équipements de laboratoire spécialement conçus. Bien que les poudres puissent sembler similaires, les résultats publiés ne doivent pas être utilisés car de petites différences dans les poudres peuvent avoir des caractéristiques d'explosion très différentes.

Une variété de tests effectués sur de la poudre peut définir le risque d'explosion et la série de tests doit englober les éléments suivants.

Le test de classification détermine si un nuage de poussière de poudre peut initier et propager des flammes (Ebadat 1994). Les poudres qui présentent ces caractéristiques sont considérées comme des poudres de classe A. Les poudres qui ne s'enflamment pas sont appelées classe B. Les poudres de classe A nécessitent ensuite une nouvelle série de tests pour évaluer leur potentiel d'explosion et de danger.

Le test d'énergie d'allumage minimum définit l'énergie d'étincelle minimum nécessaire pour l'allumage d'un nuage de poudre (Bartknecht 1989).

Dans la gravité et l'analyse des explosions, les poudres du groupe A sont ensuite testées sous forme de nuage de poussière dans une sphère où la pression est mesurée lors d'une explosion d'essai basée sur l'énergie d'allumage minimale. La pression d'explosion maximale est définie avec le taux de changement de pression par unité de temps. À partir de ces informations, la valeur caractéristique spécifique à l'explosion (Kst) en bar mètres par seconde est déterminée et la classe d'explosion est définie (Bartknecht 1989 ; Garzia et Senecal 1996) :

Kst(bar·m/s) Classe d'explosion de poussière Résistance relative

1-200 St 1 Un peu plus faible

201-300 Rue 2 Fort

300+ St 3 Très fort

Un grand nombre de poudres ont été testées et la majorité appartenait à la classe St 1 (Bartknecht 1989 ; Garzia et Senecal 1996).

Lors de l'évaluation des poudres non nuageuses, les poudres sont testées pour déterminer les procédures et les conditions d'exploitation sûres.

Essais de prévention des explosions

Les tests de prévention des explosions peuvent être utiles lorsque les systèmes de suppression des explosions ne peuvent pas être installés. Ils fournissent des informations sur les conditions d'exploitation souhaitables (Ebadat 1994).

Le test d'oxygène minimum définit le niveau d'oxygène en dessous duquel la poussière ne s'enflamme pas (Fone 1995). Le gaz inerte dans le processus empêchera l'inflammation si le gaz est acceptable.

La concentration minimale de poussière est déterminée afin d'établir le niveau de fonctionnement en dessous duquel l'inflammation ne se produira pas.

Essais de danger électrostatique

De nombreuses explosions sont le résultat d'allumages électrostatiques et divers tests indiquent les dangers potentiels. Certains des tests couvrent l'énergie minimale d'allumage, les caractéristiques de charge électrique de la poudre et la résistivité volumique. À partir des résultats des tests, certaines mesures peuvent être prises pour éviter les explosions. Les étapes comprennent l'augmentation de l'humidité, la modification des matériaux de construction, une mise à la terre appropriée, le contrôle de certains aspects de la conception de l'équipement et la prévention des étincelles (Bartknecht 1989; Cesana et Siwek 1995).

Contrôle des explosions

Il existe essentiellement deux méthodes pour empêcher les explosions ou les fronts de se propager d'un endroit à un autre ou de contenir une explosion dans un équipement. Ces deux méthodes sont les suppresseurs chimiques et les vannes d'isolement (Bartknecht 1989 ; Cesana et Siwek 1995 ; Garzia et Senecal 1996). Sur la base des données de pression d'explosion des tests de gravité d'explosion, des capteurs à réponse rapide sont disponibles qui déclencheront un suppresseur chimique et/ou fermeront rapidement les vannes de barrière d'isolement. Les suppresseurs sont disponibles dans le commerce, mais la conception des injecteurs de suppresseurs est très importante.

Évents d'explosion

Dans les équipements où une explosion potentielle peut se produire, des évents d'explosion qui se rompent à des pressions spécifiques sont fréquemment installés. Ceux-ci doivent être soigneusement conçus et le chemin d'échappement de l'équipement doit être défini pour empêcher la présence d'un travailleur dans cette zone de chemin. De plus, l'impact sur l'équipement dans la trajectoire d'explosion doit être analysé pour assurer la sécurité de l'équipement. Une barrière peut être nécessaire.

Chargé et déchargé

Les produits, intermédiaires et sous-produits sont chargés dans des camions-citernes et des wagons. (Dans certains cas, selon l'emplacement des installations et les exigences en matière d'impuretés, des pétroliers et des barges sont utilisés.) L'emplacement des installations de chargement et de déchargement est important. Alors que les matériaux chargés et déchargés sont généralement des liquides et des gaz, les solides sont également chargés et déchargés à des emplacements préférés en fonction du type de solides déplacés, du risque d'explosion potentiel et du degré de difficulté de transfert.

Trappes ouvertes

Lors du chargement de camions-citernes ou de wagons par des trappes à ouverture supérieure, il est très important de minimiser les éclaboussures lors du remplissage du conteneur. Si le tuyau de remplissage est situé bien au-dessus du fond du récipient, le remplissage entraîne des éclaboussures et la génération de vapeur ou un dégagement mixte liquide-vapeur. Les éclaboussures et la génération de vapeur peuvent être minimisées en plaçant la sortie du tuyau de remplissage bien en dessous du niveau de liquide. Le tuyau de remplissage est normalement prolongé à travers le conteneur à une distance minimale au-dessus du fond du conteneur. Étant donné que le remplissage liquide déplace également la vapeur, les vapeurs toxiques peuvent constituer un danger potentiel pour la santé et présenter également des problèmes de sécurité. Par conséquent, les vapeurs doivent être collectées. Des bras de remplissage sont disponibles dans le commerce qui ont des tuyaux de remplissage profonds et s'étendent à travers un couvercle spécial qui ferme l'ouverture de l'écoutille (Lipton et Lynch 1994). De plus, un tuyau de collecte de vapeur s'étend sur une courte distance sous le couvercle de trappe spécial. À l'extrémité amont du bras, la sortie de vapeur est reliée à un dispositif de récupération (p. ex., un absorbeur ou un condenseur), ou la vapeur peut être renvoyée au réservoir de stockage sous forme de transfert d'équilibre de vapeur (Lipton et Lynch, 1994).

Dans le système de trappe ouverte du camion-citerne, le bras est relevé pour permettre la vidange dans le camion-citerne et une partie du liquide dans le bras peut être mise sous pression avec de l'azote lorsque le bras est retiré, mais les tuyaux de remplissage pendant cette opération doivent rester à l'intérieur de la trappe ouverture. Lorsque le bras de remplissage dégage la trappe, un seau doit être placé sur la sortie pour recueillir les gouttes du bras.

Wagons de chemin de fer

De nombreux wagons ont des écoutilles fermées avec des jambes de remplissage profondes très près du fond du conteneur et une sortie de collecte de vapeur séparée. Grâce à un bras qui s'étend jusqu'à la trappe fermée, le liquide est chargé et la vapeur collectée d'une manière similaire à la méthode du bras à trappe ouverte. Dans les systèmes de chargement de wagons, après la fermeture de la vanne à l'entrée du bras, de l'azote est injecté dans le côté conteneur des bras pour souffler le liquide restant dans le bras dans le wagon avant que la vanne de remplissage du wagon ne soit fermée (Lipton et Lynch 1994) .

Camions-citernes

De nombreux camions-citernes sont remplis par le bas pour minimiser la génération de vapeur (Lipton et Lynch 1994). Les conduites de remplissage peuvent être des flexibles spéciaux ou des bras manoeuvrables. Des coupleurs à coupure sèche sont placés sur les extrémités des flexibles ou des bras et sur les raccords inférieurs du camion-citerne. Lorsque le camion-citerne est rempli et que la ligne est automatiquement bloquée, le bras ou le tuyau est déconnecté au niveau du raccord à sec, qui se ferme automatiquement lorsque les raccords sont séparés. Les raccords plus récents ont été conçus pour se déconnecter avec presque aucune fuite.

Lors du chargement par le bas, la vapeur est collectée par un évent supérieur et la vapeur est conduite par une conduite externe qui se termine près du fond du conteneur (Lipton et Lynch 1994). Cela permet aux travailleurs d'accéder aux raccords de couplage de vapeur. La vapeur collectée, qui est à une pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique, doit être collectée et envoyée vers un dispositif de récupération (Lipton et Lynch 1994). Ces dispositifs sont sélectionnés en fonction du coût initial, de l'efficacité, de la maintenance et de l'opérabilité. Généralement, le système de récupération est préférable à une torche qui détruit les vapeurs récupérées.

Contrôle de chargementl

Dans les camions-citernes, des capteurs de niveau sont installés en permanence dans la carrosserie du camion pour indiquer quand le niveau de remplissage a été atteint et signaler une vanne de sectionnement à distance qui arrête le débit vers le camion. (Lipton et Lynch 1994). Il peut y avoir plus d'un capteur dans le camion-citerne en tant que sauvegarde pour s'assurer que le camion n'est pas trop rempli. Un remplissage excessif peut entraîner de graves problèmes de sécurité et d'exposition à la santé.

Les wagons en service chimique dédié peuvent avoir des capteurs de niveau montés à l'intérieur de la voiture. Pour les wagons non dédiés, un totalisateur de débit contrôle la quantité de liquide envoyée au wagon et ferme automatiquement la vanne de sectionnement à distance à un réglage prédéterminé (Lipton et Lynch 1994). Les deux types de conteneurs doivent être examinés pour déterminer s'il reste du liquide dans le conteneur avant le remplissage. De nombreux wagons ont des indicateurs de niveau manuels qui peuvent être utilisés pour ce service. Cependant, lorsque le niveau est indiqué en ouvrant un petit évent de niveau vers l'atmosphère, cette procédure ne doit être effectuée que dans des conditions correctement contrôlées et approuvées en raison de la toxicité de certains des produits chimiques chargés.

Déchargement

Lorsque les produits chimiques ont une pression de vapeur très élevée et que le wagon ou le camion-citerne a une pression relativement élevée, le produit chimique est déchargé sous sa propre pression de vapeur. Si la pression de vapeur chute à un niveau qui interfère avec la procédure de déchargement, de l'azote gazeux peut être injecté pour maintenir une pression satisfaisante. La vapeur d'un réservoir du même produit chimique peut également être comprimée et injectée pour augmenter la pression.

Pour les produits chimiques toxiques qui ont une pression de vapeur relativement faible, comme le benzène, le liquide est déchargé sous pression d'azote, ce qui élimine le pompage et simplifie le système (Lipton et Lynch 1994). Les camions-citernes et les wagons pour ce service ont des pressions de conception capables de gérer les pressions et les variations rencontrées. Cependant, des pressions plus basses après le déchargement d'un conteneur sont maintenues jusqu'à ce que le camion-citerne ou le wagon soit rempli; la pression se reconstitue pendant le chargement. De l'azote peut être ajouté si une pression suffisante n'a pas été atteinte pendant le chargement.

L'un des problèmes des opérations de chargement et de déchargement est la vidange et la purge des conduites et des équipements dans les installations de chargement/déchargement. Des drains fermés et des drains particulièrement bas sont nécessaires avec des purges d'azote pour éliminer toute trace de produits chimiques toxiques. Ces matériaux peuvent être recueillis dans un baril et retournés à une installation de réception ou de récupération (Lipton et Lynch 1994).

 

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Samedi, Février 26 2011 17: 53

Industrie des plastiques

Adapté de la 3e édition, Encyclopaedia of Occupational Health and Safety

L'industrie des plastiques est divisée en deux grands secteurs, dont l'interrelation est visible sur la figure 1. Le premier secteur comprend les fournisseurs de matières premières qui fabriquent des polymères et des composés de moulage à partir d'intermédiaires qu'ils peuvent également avoir eux-mêmes produits. En termes de capital investi, c'est généralement le plus important des deux secteurs. Le deuxième secteur est composé de transformateurs qui transforment les matières premières en articles commercialisables en utilisant divers procédés tels que l'extrusion et le moulage par injection. D'autres secteurs comprennent les fabricants de machines qui fournissent des équipements aux transformateurs et aux fournisseurs d'additifs spéciaux à utiliser dans l'industrie.

Figure 1. Séquence de production dans le traitement des plastiques

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Fabrication de polymères

Les matières plastiques se divisent en deux grandes catégories distinctes : les matières thermoplastiques, qui peuvent être ramollies à plusieurs reprises par l'application de chaleur et les matières thermodurcissables, qui subissent une modification chimique lorsqu'elles sont chauffées et façonnées et ne peuvent ensuite pas être remodelées par l'application de chaleur. Plusieurs centaines de polymères individuels peuvent être fabriqués avec des propriétés très différentes, mais seulement 20 types constituent environ 90 % de la production mondiale totale. Les thermoplastiques constituent le groupe le plus important et leur production augmente à un rythme supérieur à celui des thermodurcissables. En termes de quantité de production, les thermoplastiques les plus importants sont le polyéthylène et le polypropylène haute et basse densité (les polyoléfines), le chlorure de polyvinyle (PVC) et le polystyrène.

Les résines thermodurcissables importantes sont le phénol-formaldéhyde et l'urée-formaldéhyde, à la fois sous forme de résines et de poudres à mouler. Les résines époxy, les polyesters insaturés et les polyuréthanes sont également importants. Un plus petit volume de «plastiques techniques», par exemple, les polyacétals, les polyamides et les polycarbonates, ont une valeur élevée dans les applications critiques.

L'essor considérable de l'industrie plastique dans le monde de l'après-Seconde Guerre mondiale a été grandement facilité par l'élargissement de la gamme des matières premières de base qui l'alimentent ; la disponibilité et le prix des matières premières sont cruciaux pour toute industrie en développement rapide. Les matières premières traditionnelles n'auraient pas pu fournir d'intermédiaires chimiques en quantités suffisantes à un coût acceptable pour faciliter la production commerciale économique de matières plastiques de gros tonnage et c'est le développement de l'industrie pétrochimique qui a rendu la croissance possible. Le pétrole en tant que matière première est disponible en abondance, facilement transportable et manipulable et était, jusqu'à la crise pétrolière des années 1970, relativement bon marché. Ainsi, partout dans le monde, l'industrie de la plasturgie est principalement liée à l'utilisation d'intermédiaires issus du craquage du pétrole et du gaz naturel. Les matières premières non conventionnelles comme la biomasse et le charbon n'ont pas encore eu d'impact majeur sur l'approvisionnement de l'industrie des plastiques.

L'organigramme de la figure 2 illustre la polyvalence des charges d'alimentation de pétrole brut et de gaz naturel comme points de départ pour les matériaux thermodurcissables et thermoplastiques importants. Après les premiers processus de distillation du pétrole brut, la charge de naphta est soit craquée soit reformée pour fournir des intermédiaires utiles. Ainsi, l'éthylène produit par le procédé de craquage est d'une utilité immédiate pour la fabrication de polyéthylène ou pour une utilisation dans un autre procédé qui fournit un monomère, le chlorure de vinyle, base du PVC. Le propylène, qui apparaît également lors du processus de craquage, est utilisé soit par la voie du cumène, soit par la voie de l'alcool isopropylique pour la fabrication de l'acétone nécessaire au polyméthacrylate de méthyle ; il est également utilisé dans la fabrication d'oxyde de propylène pour les résines de polyester et de polyéther et peut à nouveau être polymérisé directement en polypropylène. Les butènes trouvent une utilisation dans la fabrication de plastifiants et le 1,3-butadiène est utilisé directement pour la fabrication de caoutchouc synthétique. Les hydrocarbures aromatiques tels que le benzène, le toluène et le xylène sont désormais largement produits à partir des dérivés des opérations de distillation du pétrole, au lieu d'être obtenus à partir de procédés de cokéfaction du charbon ; comme le montre l'organigramme, il s'agit d'intermédiaires dans la fabrication de matières plastiques importantes et de produits auxiliaires tels que les plastifiants. Les hydrocarbures aromatiques sont également un point de départ pour de nombreux polymères nécessaires dans l'industrie des fibres synthétiques, dont certains sont discutés ailleurs dans ce Encyclopédie.

Figure 2. Production de matières premières en plastiques

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De nombreux processus très différents contribuent à la production finale d'un article fini entièrement ou partiellement en plastique. Certains processus sont purement chimiques, certains impliquent des procédures de mélange purement mécaniques tandis que d'autres, en particulier ceux vers l'extrémité inférieure du diagramme, impliquent l'utilisation intensive de machines spécialisées. Certaines de ces machines ressemblent à celles utilisées dans les industries du caoutchouc, du verre, du papier et du textile ; le reste est propre à la plasturgie.

Traitement des plastiques

L'industrie de la plasturgie convertit les matériaux polymères en vrac en articles finis.

Matières premières

La section de transformation de l'industrie des matières plastiques reçoit ses matières premières pour la production sous les formes suivantes :

  • matériau polymère entièrement composé, sous forme de pastilles, de granulés ou de poudre, qui est introduit directement dans la machinerie pour le traitement
  • polymère non composé, sous forme de granulés ou de poudre, qui doit être mélangé avec des additifs avant de pouvoir être introduit dans des machines
  • matériaux polymères en feuilles, tiges, tubes et feuilles qui sont transformés ultérieurement par l'industrie
  • matières diverses pouvant être entièrement polymérisées matières sous forme de suspensions ou d'émulsions (généralement appelées latex) ou liquides ou solides pouvant polymériser, ou substances à un état intermédiaire entre les matières premières réactives et le polymère final. Certains d'entre eux sont des liquides et d'autres de véritables solutions de matière partiellement polymérisée dans de l'eau à acidité contrôlée (pH) ou dans des solvants organiques.

 

Aggravant

La fabrication de compound à partir de polymère implique le mélange du polymère avec des additifs. Bien qu'une grande variété de machines soit utilisée à cette fin, lorsqu'il s'agit de poudres, les broyeurs à boulets ou les mélangeurs à hélice à grande vitesse sont les plus courants, et lorsque des masses plastiques sont mélangées, des malaxeurs tels que les rouleaux ouverts ou les mélangeurs de type Banbury , ou les extrudeuses elles-mêmes sont normalement utilisées.

Les additifs requis par l'industrie sont nombreux et varient largement en type chimique. Sur une vingtaine de classes, les plus importantes sont :

  • plastifiants - généralement des esters de faible volatilité
  • antioxydants - produits chimiques organiques pour protéger contre la décomposition thermique pendant le traitement
  • stabilisants - produits chimiques inorganiques et organiques pour protéger contre la décomposition thermique et contre la dégradation due à l'énergie rayonnante
  • lubrifiants
  • charges - matière peu coûteuse pour conférer des propriétés spéciales ou pour déprécier les compositions
  • colorants - matière inorganique ou organique pour colorer les composés
  • agents gonflants - gaz ou produits chimiques qui émettent des gaz pour produire des mousses plastiques.

 

Processus de conversion

Tous les procédés de transformation font appel au phénomène « plastique » des matériaux polymères et se divisent en deux types. Premièrement, ceux où le polymère est amené par la chaleur à un état plastique dans lequel on lui confère une constriction mécanique conduisant à une forme qu'il conserve lors de la consolidation et du refroidissement. D'autre part, ceux dans lesquels un matériau polymérisable - éventuellement partiellement polymérisé - est totalement polymérisé sous l'action de la chaleur, ou d'un catalyseur ou en agissant ensemble sous une contrainte mécanique conduisant à une forme qu'il conserve lorsqu'il est totalement polymérisé et à froid. . La technologie des plastiques s'est développée pour exploiter ces propriétés afin de produire des biens avec un minimum d'effort humain et la plus grande cohérence dans les propriétés physiques. Les processus suivants sont couramment utilisés.

Moulage par compression

Celle-ci consiste à chauffer une matière plastique, qui peut se présenter sous forme de granulés ou de poudre, dans un moule maintenu dans une presse. Lorsque le matériau devient « plastique », la pression l'oblige à épouser la forme du moule. Si le plastique est du type qui durcit au chauffage, l'article formé est retiré après une courte période de chauffage en ouvrant la presse. Si le plastique ne durcit pas au chauffage, un refroidissement doit être effectué avant de pouvoir ouvrir la presse. Les articles fabriqués par moulage par compression comprennent les bouchons de bouteilles, les fermetures de bocaux, les fiches et prises électriques, les sièges de toilette, les plateaux et les articles de fantaisie. Le moulage par compression est également utilisé pour fabriquer une feuille pour un formage ultérieur dans le processus de formage sous vide ou pour être intégrée dans des réservoirs et de grands conteneurs par soudage ou en doublant des réservoirs métalliques existants.

Moulage par transfert

Il s'agit d'une modification du moulage par compression. Le matériau thermodurcissable est chauffé dans une cavité puis forcé par un piston dans le moule, qui est physiquement séparé et chauffé indépendamment de la cavité chauffante. Il est préféré au moulage par compression normal lorsque l'article final doit porter des inserts métalliques délicats comme dans les petits appareillages électriques, ou lorsque, comme dans les objets très épais, l'achèvement de la réaction chimique ne peut pas être obtenu par un moulage par compression normal.

Moulage par injection

Dans ce processus, les granulés ou poudres de plastique sont chauffés dans un cylindre (appelé baril) qui est séparé du moule. Le matériau est chauffé jusqu'à ce qu'il devienne fluide, tandis qu'il est transporté à travers le canon par une vis hélicoïdale, puis forcé dans le moule où il refroidit et durcit. Le moule est ensuite ouvert mécaniquement et les articles formés sont retirés (voir figure 3). Ce procédé est l'un des plus importants de l'industrie des matières plastiques. Il a été largement développé et est devenu capable de fabriquer des articles d'une grande complexité à très faible coût.

Figure 3. Opérateur retirant un bol en polypropylène d'une machine de moulage par injection.

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Bien que le transfert et le moulage par injection soient identiques en principe, les machines utilisées sont très différentes. Le moulage par transfert est normalement limité aux matériaux thermodurcissables et le moulage par injection aux thermoplastiques.

Extrusion

C'est le processus par lequel une machine ramollit un plastique et le force à travers une filière qui lui donne la forme qu'il conserve en refroidissant. Les produits d'extrusion sont des tubes ou des tiges qui peuvent avoir des sections transversales de presque toutes les configurations (voir figure 4). Des tubes à usage industriel ou domestique sont ainsi produits, mais d'autres articles peuvent être fabriqués par des procédés subsidiaires. Par exemple, des sachets peuvent être fabriqués en coupant des tubes et en scellant les deux extrémités, et des sacs à partir de tubes flexibles à paroi mince en coupant et en scellant une extrémité.

Le processus d'extrusion a deux types principaux. Dans l'un, une feuille plate est produite. Cette feuille peut être transformée en produits utiles par d'autres procédés, tels que le formage sous vide.

Figure 4. Extrusion plastique : Le ruban est coupé pour fabriquer des granulés pour les machines de moulage par injection.

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Ray Bécasse

Le second est un processus dans lequel le tube extrudé est formé et, lorsqu'il est encore chaud, il est fortement dilaté par une pression d'air maintenue à l'intérieur du tube. Il en résulte un tube qui peut avoir plusieurs pieds de diamètre avec une paroi très mince. Lors de la découpe, ce tube donne un film largement utilisé dans l'industrie de l'emballage pour l'emballage. En variante, le tube peut être plié à plat pour donner une feuille à deux couches qui peut être utilisée pour fabriquer des sacs simples par découpe et scellage. La figure 5 donne un exemple de ventilation locale appropriée sur un procédé d'extrusion.

Figure 5. Extrusion de plastique avec hotte d'extraction locale et bain d'eau à la tête de l'extrudeuse

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Ray Bécasse

Calandre

Dans ce procédé, un plastique est acheminé vers deux ou plusieurs rouleaux chauffés et forcé dans une feuille en passant à travers un pincement entre deux de ces rouleaux et en refroidissant ensuite. Une feuille plus épaisse que le film est fabriquée de cette manière. Les feuilles ainsi fabriquées sont utilisées dans des applications industrielles et domestiques et comme matière première dans la fabrication de vêtements et d'articles gonflés tels que les jouets (voir figure 6).

Figure 6. Hottes à auvent pour capter les émissions chaudes des broyeurs de préchauffage sur un processus de calandre

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Ray Bécasse

Moulage par soufflage

Ce procédé peut être considéré comme une combinaison du procédé d'extrusion et de thermoformage. Un tube est extrudé vers le bas dans un moule ouvert ; lorsqu'il atteint le fond, le moule est fermé autour de lui et le tube dilaté par la pression de l'air. Ainsi, le plastique est forcé sur les côtés du moule et le haut et le bas scellés. Lors du refroidissement, l'article est sorti du moule. Ce procédé permet de fabriquer des articles creux dont les bouteilles sont les plus importantes.

La résistance à la compression et aux chocs de certains produits plastiques fabriqués par soufflage peut être considérablement améliorée en utilisant des techniques d'étirage-soufflage. Ceci est réalisé en produisant une préforme qui est ensuite expansée par pression d'air et étirée biaxialement. Cela a conduit à une telle amélioration de la résistance à la pression d'éclatement des bouteilles en PVC qu'elles sont utilisées pour les boissons gazeuses.

Rotomoulage

Ce procédé est utilisé pour la production d'articles moulés en chauffant et en refroidissant une forme creuse qui est mise en rotation pour permettre à la gravité de distribuer une poudre ou un liquide finement divisé sur la surface intérieure de cette forme. Les articles produits par cette méthode comprennent des ballons de football, des poupées et d'autres articles similaires.

Casting de film

Outre le processus d'extrusion, des films peuvent être formés en extrudant un polymère chaud sur un tambour métallique hautement poli, ou une solution de polymère peut être pulvérisée sur une bande mobile.

Une application importante de certains plastiques est le revêtement du papier. Dans celui-ci, un film de plastique fondu est extrudé sur du papier dans des conditions dans lesquelles le plastique adhère au papier. Le carton peut être revêtu de la même manière. Le papier et le carton ainsi enduits sont largement utilisés dans l'emballage, et le carton de ce type est utilisé dans la fabrication de boîtes.

Thermoformage

Sous cette rubrique sont regroupés un certain nombre de procédés dans lesquels une feuille d'un matériau plastique, le plus souvent thermoplastique, est chauffée, généralement dans un four, et après serrage sur le pourtour est contrainte à une forme prédéfinie par une pression qui peut être de vérins actionnés mécaniquement ou par air comprimé ou vapeur. Pour les articles très volumineux, la feuille chaude "caoutchouteuse" est malmenée avec des pinces sur les formeurs. Les produits ainsi fabriqués comprennent les luminaires extérieurs, les panneaux publicitaires et directionnels, les baignoires et autres articles de toilette et les lentilles de contact.

Formage sous vide

Il existe de nombreux procédés qui relèvent de cette rubrique générale, qui sont tous des aspects du formage thermique, mais ils ont tous en commun qu'une feuille de plastique est chauffée dans une machine au-dessus d'une cavité, autour du bord de laquelle elle est serrée, et lorsqu'il est pliable, il est forcé par aspiration dans la cavité, où il prend une forme spécifique et se refroidit. Dans une opération ultérieure, l'article est découpé de la feuille. Ces procédés produisent des récipients à parois minces de tous types à très bon marché, ainsi que des articles de présentation et de publicité, des plateaux et des articles similaires, et des matériaux absorbant les chocs pour emballer des produits tels que des gâteaux de fantaisie, des fruits rouges et de la viande découpée.

Laminage

Dans tous les différents procédés de stratification, deux ou plusieurs matériaux sous forme de feuilles sont comprimés pour donner une feuille ou un panneau consolidé aux propriétés spéciales. A un extrême se trouvent des stratifiés décoratifs fabriqués à partir de résines phénoliques et aminées, à l'autre des films complexes utilisés dans les emballages ayant, par exemple, de la cellulose, du polyéthylène et une feuille métallique dans leur constitution.

Processus de la technologie des résines

Celles-ci comprennent la fabrication de contreplaqué, la fabrication de meubles et la construction d'articles volumineux et élaborés tels que des carrosseries de voitures et des coques de bateaux à partir de fibres de verre imprégnées de résines polyester ou époxy. Dans tous ces procédés, une résine liquide est amenée à se consolider sous l'action de la chaleur ou d'un catalyseur et ainsi lier ensemble des particules ou fibres discrètes ou des films ou feuilles mécaniquement faibles, résultant en un panneau robuste de construction rigide. Ces résines peuvent être appliquées par des techniques de pose manuelles telles que le brossage et le trempage ou par pulvérisation.

De petits objets tels que des souvenirs et des bijoux en plastique peuvent également être fabriqués par moulage, où la résine liquide et le catalyseur sont mélangés et versés dans un moule.

Processus de finition

Sous cette rubrique sont inclus un certain nombre de processus communs à de nombreuses industries, par exemple l'utilisation de peintures et d'adhésifs. Il existe cependant un certain nombre de techniques spécifiques utilisées pour le soudage des plastiques. Celles-ci incluent l'utilisation de solvants tels que les hydrocarbures chlorés, la méthyléthylcétone (MEK) et le toluène, qui sont utilisés pour lier ensemble des feuilles de plastique rigides pour la fabrication générale, les présentoirs publicitaires et les travaux similaires. Le rayonnement radiofréquence (RF) utilise une combinaison de pression mécanique et de rayonnement électromagnétique avec des fréquences généralement comprises entre 10 et 100 mHz. Cette méthode est couramment utilisée pour souder des matières plastiques souples dans la fabrication de portefeuilles, porte-documents et poussettes pour enfants (voir l'encadré ci-joint). Les énergies ultrasonores sont également utilisées en combinaison avec la pression mécanique pour une gamme de travail similaire.

 


Éléments chauffants et scellants diélectriques RF

Les appareils de chauffage et les scellants à radiofréquence (RF) sont utilisés dans de nombreuses industries pour chauffer, fondre ou durcir des matériaux diélectriques, tels que les plastiques, le caoutchouc et la colle, qui sont des isolants électriques et thermiques et difficiles à chauffer à l'aide de méthodes normales. Les radiateurs RF sont couramment utilisés pour sceller le chlorure de polyvinyle (par exemple, la fabrication de produits en plastique tels que les imperméables, les housses de siège et les matériaux d'emballage) ; durcissement des colles utilisées dans le travail du bois; gaufrage et séchage de textiles, papier, cuir et matières plastiques; et le durcissement de nombreux matériaux contenant des résines plastiques.

Les radiateurs RF utilisent un rayonnement RF dans la gamme de fréquences de 10 à 100 MHz avec une puissance de sortie de moins de 1 kW à environ 100 kW pour produire de la chaleur. Le matériau à chauffer est placé entre deux électrodes sous pression, et la puissance RF est appliquée pendant des durées allant de quelques secondes à environ une minute, selon l'utilisation. Les radiateurs RF peuvent produire des champs électriques et magnétiques RF parasites élevés dans l'environnement environnant, en particulier si les électrodes ne sont pas blindées.

L'absorption d'énergie RF par le corps humain peut provoquer un échauffement localisé et global du corps, ce qui peut avoir des effets néfastes sur la santé. La température corporelle peut augmenter de 1 °C ou plus, ce qui peut entraîner des effets cardiovasculaires tels qu'une augmentation de la fréquence cardiaque et du débit cardiaque. Les effets localisés comprennent des cataractes oculaires, une diminution du nombre de spermatozoïdes dans le système reproducteur masculin et des effets tératogènes chez le fœtus en développement.

Les dangers indirects comprennent les brûlures RF dues au contact direct avec les parties métalliques de l'appareil de chauffage qui sont douloureuses, profondes et lentes à guérir ; engourdissement des mains; et les effets neurologiques, y compris le syndrome du canal carpien et les effets sur le système nerveux périphérique.

Contrôles

Les deux types de commandes de base qui peuvent être utilisés pour réduire les risques liés aux appareils de chauffage RF sont les pratiques de travail et le blindage. Le blindage, bien sûr, est préférable, mais des procédures d'entretien appropriées et d'autres pratiques de travail peuvent également réduire l'exposition. La limitation de la durée d'exposition de l'opérateur, un contrôle administratif, a également été utilisée.

Des procédures d'entretien ou de réparation appropriées sont importantes car le fait de ne pas réinstaller correctement le blindage, les verrouillages, les panneaux de l'armoire et les fixations peut entraîner des fuites RF excessives. De plus, l'alimentation électrique de l'appareil de chauffage doit être déconnectée et verrouillée ou étiquetée pour protéger le personnel d'entretien.

Les niveaux d'exposition de l'opérateur peuvent être réduits en gardant les mains et le haut du corps de l'opérateur aussi loin que possible du radiateur RF. Les panneaux de commande de l'opérateur pour certains appareils de chauffage automatisés sont positionnés à distance des électrodes de chauffage en utilisant des plateaux de navette, des tables tournantes ou des bandes transporteuses pour alimenter l'appareil de chauffage.

L'exposition du personnel opérationnel et non opérationnel peut être réduite en mesurant les niveaux RF. Étant donné que les niveaux RF diminuent avec l'augmentation de la distance par rapport à l'appareil de chauffage, une « zone de risque RF » peut être identifiée autour de chaque appareil de chauffage. Les travailleurs peuvent être avertis de ne pas occuper ces zones dangereuses lorsque le radiateur RF est en marche. Dans la mesure du possible, des barrières physiques non conductrices doivent être utilisées pour maintenir les personnes à une distance de sécurité.

Idéalement, les radiateurs RF devraient avoir un boîtier blindé autour de l'applicateur RF pour contenir le rayonnement RF. Le blindage et tous les joints doivent avoir une conductivité élevée pour les courants électriques intérieurs qui circuleront dans les murs. Il doit y avoir aussi peu d'ouvertures que possible dans le blindage et elles doivent être aussi petites que possible pour le fonctionnement. Les ouvertures doivent être orientées à l'opposé de l'opérateur. Les courants dans le blindage peuvent être minimisés en ayant des conducteurs séparés à l'intérieur de l'armoire pour conduire les courants élevés. Le radiateur doit être correctement mis à la terre, avec le fil de terre dans le même tuyau que la ligne électrique. L'appareil de chauffage doit avoir des verrouillages appropriés pour éviter l'exposition à des tensions élevées et à des émissions RF élevées.

Il est beaucoup plus facile d'intégrer ce blindage dans les nouvelles conceptions de radiateurs RF du fabricant. La rénovation est plus difficile. Les boîtiers peuvent être efficaces. Une mise à la terre appropriée peut également souvent être efficace pour réduire les émissions RF. Les mesures RF doivent être prises avec soin par la suite pour s'assurer que les émissions RF ont effectivement été réduites. La pratique consistant à enfermer l'appareil de chauffage dans une pièce à écran métallique peut en fait augmenter l'exposition si l'opérateur se trouve également dans cette pièce, bien qu'elle réduise les expositions à l'extérieur de la pièce.

Source : ICNIRP sous presse.


 

Les dangers et leur prévention

Fabrication de polymères

Les risques particuliers de l'industrie des polymères sont étroitement liés à ceux de l'industrie pétrochimique et dépendent dans une large mesure des substances utilisées. Les dangers pour la santé des matières premières individuelles se trouvent ailleurs dans ce Encyclopédie. Le danger d'incendie et d'explosion est un danger général important. De nombreux procédés polymères/résines présentent un risque d'incendie et d'explosion en raison de la nature des matières premières primaires utilisées. Si des mesures de protection adéquates ne sont pas prises, il existe parfois un risque pendant la réaction, généralement à l'intérieur de bâtiments partiellement clos, que des gaz ou des liquides inflammables s'échappent à des températures supérieures à leurs points d'éclair. Si les pressions impliquées sont très élevées, il convient de prévoir une ventilation adéquate dans l'atmosphère. Une accumulation excessive de pression due à des réactions exothermiques rapides et inattendues peut se produire et la manipulation de certains additifs et la préparation de certains catalyseurs peuvent augmenter le risque d'explosion ou d'incendie. L'industrie s'est penchée sur ces problèmes et, en particulier sur la fabrication des résines phénoliques, a produit des notes d'orientation détaillées sur l'ingénierie de conception des usines et les procédures d'exploitation sûres.

Traitement des plastiques

L'industrie de transformation des matières plastiques présente des risques de blessures en raison des machines utilisées, des risques d'incendie en raison de la combustibilité des plastiques et de leurs poudres et des risques pour la santé en raison des nombreux produits chimiques utilisés dans l'industrie.

blessures

Le principal domaine de blessures se situe dans le secteur de la transformation des matières plastiques de l'industrie des matières plastiques. La majorité des processus de conversion des plastiques dépendent presque entièrement de l'utilisation de machines. En conséquence, les principaux risques sont ceux associés à l'utilisation de telles machines, non seulement pendant le fonctionnement normal mais aussi pendant le nettoyage, le réglage et l'entretien des machines.

Les machines de compression, de transfert, d'injection et de soufflage ont toutes des plateaux de presse avec une force de verrouillage de plusieurs tonnes par centimètre carré. Des protections adéquates doivent être installées pour éviter les amputations ou les blessures par écrasement. Ceci est généralement réalisé en enfermant les parties dangereuses et en interverrouillant les protecteurs mobiles avec les commandes de la machine. Un protecteur à verrouillage ne doit pas permettre un mouvement dangereux à l'intérieur de la zone protégée lorsque le protecteur est ouvert et doit arrêter les parties dangereuses ou inverser le mouvement dangereux si le protecteur est ouvert pendant le fonctionnement de la machine.

Lorsqu'il existe un risque grave de blessure sur des machines telles que les plateaux des machines de moulage et un accès régulier à la zone de danger, une norme de verrouillage plus élevée est alors requise. Ceci peut être réalisé par un deuxième dispositif de verrouillage indépendant au niveau du protecteur pour interrompre l'alimentation électrique et empêcher un mouvement dangereux lorsqu'il est ouvert.

Pour les processus impliquant des feuilles de plastique, un danger courant pour les machines est la formation de pièges entre les rouleaux ou entre les rouleaux et la feuille en cours de traitement. Ceux-ci se produisent au niveau des rouleaux tendeurs et des dispositifs de transport dans les usines d'extrusion et les calandres. La sécurisation peut être réalisée en utilisant un déclencheur convenablement placé, qui amène immédiatement les rouleaux à l'arrêt ou inverse le mouvement dangereux.

De nombreuses machines de traitement des matières plastiques fonctionnent à des températures élevées et des brûlures graves peuvent survenir si des parties du corps entrent en contact avec du métal ou du plastique chaud. Dans la mesure du possible, ces pièces doivent être protégées lorsque la température dépasse 50 ºC. De plus, les blocages qui se produisent sur les presses à injecter et les extrudeuses peuvent se libérer violemment. Un système de travail sûr doit être suivi lors d'une tentative de libération de bouchons de plastique gelés, qui doit inclure l'utilisation de gants appropriés et d'une protection faciale.

La plupart des fonctions des machines modernes sont désormais contrôlées par des systèmes de commande électronique programmés ou des systèmes informatiques qui peuvent également contrôler des dispositifs de décollage mécaniques ou sont liés à des robots. Sur les nouvelles machines, un opérateur a moins besoin de s'approcher des zones dangereuses et il s'ensuit que la sécurité sur les machines devrait s'améliorer en conséquence. Il y a cependant un plus grand besoin de poseurs et d'ingénieurs pour aborder ces parties. Il est donc essentiel qu'un programme de verrouillage/étiquetage adéquat soit institué avant que ce type de travail ne soit effectué, en particulier lorsqu'une protection complète par les dispositifs de sécurité de la machine ne peut pas être obtenue. De plus, des systèmes de secours ou d'urgence adéquats devraient être conçus et conçus pour faire face aux situations où la commande programmée tombe en panne pour quelque raison que ce soit, par exemple en cas de perte de l'alimentation électrique.

Il est important que les machines soient correctement disposées dans l'atelier avec de bons espaces de travail dégagés pour chacune. Cela aide à maintenir des normes élevées de propreté et d'ordre. Les machines elles-mêmes doivent également être correctement entretenues et les dispositifs de sécurité doivent être vérifiés régulièrement.

Un bon entretien ménager est essentiel et une attention particulière doit être portée à la propreté des sols. Sans un nettoyage de routine, les sols seront gravement contaminés par l'huile de machine ou les granulés de plastique renversés. Des méthodes de travail comprenant des moyens d'accès sûrs aux zones au-dessus du niveau du sol doivent également être envisagées et fournies.

Un espacement adéquat doit également être prévu pour le stockage des matières premières et des produits finis ; ces zones doivent être clairement désignées.

Les plastiques sont de bons isolants électriques et, à cause de cela, des charges statiques peuvent s'accumuler sur les machines sur lesquelles la feuille ou le film se déplace. Ces charges peuvent avoir un potentiel suffisamment élevé pour provoquer un accident grave ou agir comme source d'inflammation. Des éliminateurs d'électricité statique doivent être utilisés pour réduire ces charges et des pièces métalliques correctement mises à la terre ou mises à la terre.

De plus en plus, les déchets de matières plastiques sont retraités à l'aide de granulateurs et mélangés avec du nouveau stock. Les granulateurs doivent être totalement fermés pour empêcher toute possibilité d'atteindre les rotors par les ouvertures de décharge et d'alimentation. La conception des ouvertures d'alimentation sur les grandes machines doit être telle qu'elle empêche l'entrée du corps entier. Les rotors fonctionnent à grande vitesse et les couvercles ne doivent pas être retirés tant qu'ils ne se sont pas immobilisés. Lorsque des protecteurs de verrouillage sont installés, ils doivent empêcher tout contact avec les lames jusqu'à ce qu'elles soient complètement arrêtées.

Risques d'incendie et d'explosion

Les plastiques sont des matériaux combustibles, bien que tous les polymères ne supportent pas la combustion. Sous forme de poudre finement divisée, beaucoup peuvent former des concentrations explosives dans l'air. En cas de risque, les poudres doivent être contrôlées, de préférence dans un système fermé, avec des panneaux de décharge suffisants évacuant à basse pression (environ 0.05 bar) vers un endroit sûr. Une propreté scrupuleuse est essentielle pour éviter les accumulations dans les locaux de travail qui pourraient être en suspension dans l'air et provoquer une explosion secondaire.

Les polymères peuvent être soumis à une dégradation thermique et à une pyrolyse à des températures pas très supérieures aux températures de traitement normales. Dans ces circonstances, des pressions suffisantes peuvent s'accumuler dans le cylindre d'une extrudeuse, par exemple, pour éjecter du plastique fondu et tout bouchon solide de plastique provoquant un blocage initial.

Les liquides inflammables sont couramment utilisés dans cette industrie, par exemple, comme peintures, adhésifs, agents de nettoyage et dans le soudage au solvant. Les résines de fibre de verre (polyester) dégagent également des vapeurs de styrène inflammables. Les stocks de ces liquides doivent être réduits au minimum dans la salle de travail et stockés dans un endroit sûr lorsqu'ils ne sont pas utilisés. Les zones de stockage doivent comprendre des endroits sûrs à l'air libre ou un magasin résistant au feu.

Les peroxydes utilisés dans la fabrication de résines plastiques renforcées de verre (GRP) doivent être stockés séparément des liquides inflammables et autres matériaux combustibles et non soumis à des températures extrêmes car ils sont explosifs lorsqu'ils sont chauffés.

Dangers pour la santé

Il existe un certain nombre de risques potentiels pour la santé associés au traitement des plastiques. Les plastiques bruts sont rarement utilisés seuls et des précautions appropriées doivent être prises concernant les additifs utilisés dans les différentes formulations. Les additifs utilisés comprennent les savons au plomb dans le PVC et certains colorants organiques et au cadmium.

Il existe un risque important de dermatite à partir de liquides et de poudres généralement issus de « produits chimiques réactifs » tels que les résines phénol-formaldéhyde (avant la réticulation), les uréthanes et les résines de polyester insaturé utilisées dans la production de produits en PRV. Des vêtements de protection appropriés doivent être portés.

Il est possible que des fumées soient générées par la dégradation thermique des polymères lors du traitement à chaud. Les contrôles techniques peuvent minimiser le problème. Des précautions particulières doivent toutefois être prises pour éviter l'inhalation de produits de pyrolyse dans des conditions défavorables, par exemple lors de la purge du cylindre de l'extrudeuse. Des conditions de bon LEV peuvent être nécessaires. Des problèmes sont survenus, par exemple, lorsque des opérateurs ont été submergés par le gaz acide chlorhydrique et ont souffert de la «fièvre des polymères» suite à une surchauffe du PVC et du polytétrafluoréthylène (PTFE), respectivement. L'encadré qui l'accompagne détaille certains produits de décomposition chimique des plastiques.


 

Tableau 1. Produits volatils de la décomposition des plastiques (composants de référence)*

*Reproduit de BIA 1997, avec permission.

Dans de nombreux secteurs industriels, les plastiques sont soumis à des contraintes thermiques. Les températures vont de valeurs relativement basses dans le traitement des matières plastiques (par exemple, 150 à 250 ºC) à des cas extrêmes, par exemple, lorsque des tôles peintes ou des tuyaux revêtus de plastique sont soudés). La question qui se pose constamment dans de tels cas est de savoir si des concentrations toxiques de produits volatils de pyrolyse se produisent dans les zones de travail.

Pour répondre à cette question, il faut d'abord déterminer les substances rejetées, puis mesurer les concentrations. Bien que la deuxième étape soit en principe réalisable, il n'est généralement pas possible de déterminer les produits de pyrolyse pertinents sur le terrain. Le Berufsgenossenschaftliches Institut für Arbeitssicherheit (BIA) étudie donc ce problème depuis des années et, au cours de nombreux tests en laboratoire, a déterminé des produits de décomposition volatils pour les plastiques. Les résultats des tests pour les différents types de plastique ont été publiés (Lichtenstein et Quellmalz 1984, 1986a, 1986b, 1986c).

Voici un bref résumé des résultats à ce jour. Ce tableau est destiné à aider tous ceux qui sont confrontés à la tâche de mesurer les concentrations de substances dangereuses dans les zones de travail concernées. Les produits de décomposition répertoriés pour les différents plastiques peuvent servir de "composants de référence". Il convient toutefois de rappeler que la pyrolyse peut donner lieu à des mélanges de substances très complexes, leurs compositions dépendant de nombreux facteurs.

Le tableau ne prétend donc pas être complet en ce qui concerne les produits de pyrolyse cités comme composants de référence (tous déterminés lors d'expériences en laboratoire). La présence d'autres substances présentant des risques potentiels pour la santé ne peut être exclue. Il est pratiquement impossible d'enregistrer complètement toutes les substances présentes.

Plastique

Abréviation

Substances volatiles

Polyoxyméthylène

POM

Formaldéhyde

Résines époxy à base de
bisphénol A

 

Phénol

Caoutchouc chloroprène

CR

Chloroprène(2-chlorobuta-1,3-diène),
chlorure d'hydrogène

polystyrène

PS

Styrène

Acrylonitrile butadiène styrène-
copolymère

ABS

Styrène, 1,3-butadiène, acrylonitrile

Copolymère styrène-acrylonitrile

SAN

Acrylonitrile, styrène

Polycarbonate

PC

Phénol

Chlorure de polyvinyle

PVC

Chlorure d'hydrogène, plastifiants
(souvent des esters d'acide phtalique tels
comme phtalate de dioctyle, phtalate de dibutyle)

Polyamide 6

PA 6

e-caprolactame

Polyamide 66

PA 66

Cyclopentanone,
hexaméthylènediamine

Polyéthylène

PEHD, PEBD

Hydrocarbures aliphatiques insaturés,
aldéhydes aliphatiques

Polytétrafluoroéthylène

PTFE

Insaturé perfluoré
hydrocarbures (par exemple, tétrafluoroéthylène,
hexafluoropropène, octafluorobutène)

Le polyméthacrylate de méthyle

PMMA

Le méthacrylate de méthyle

polyuréthane

PUR

Selon le type, très variable
produits de décomposition
(par exemple, les CFC1 comme agents moussants,
éther et éther de glycol,
diisocyanates, acide cyanhydrique,
2 amines aromatiques chlorées
esters d'acide phosphorique comme flamme
agent de protection)

polypropylène

PP

Aliphatique insaturé et saturé
les hydrocarbures

Entéréphtalate de polybutyle
(polyester)

PBTP

1,3-butadiène, benzène

Polyacrylonitrile

PAN

Acrylonitrile, cyanure d'hydrogène2

Acétate de cellulose

CA

Acide acétique

Norbert Lichtenstein

1 L'utilisation s'arrête.
2 N'a pas pu être détecté avec la technique analytique utilisée (GC/MS) mais est connu de la littérature.

 


 

Il existe également un danger d'inhalation de vapeurs toxiques de certaines résines thermodurcissables. L'inhalation d'isocyanates utilisés avec des résines de polyuréthane peut entraîner une pneumonie chimique et un asthme sévère et, une fois sensibilisées, les personnes doivent être transférées vers un autre travail. Un problème similaire existe avec les résines de formaldéhyde. Dans ces deux exemples, un niveau élevé de LEV est nécessaire. Lors de la fabrication d'articles en PRV, des quantités importantes de vapeur de styrène sont dégagées et ce travail doit être effectué dans des conditions de bonne ventilation générale de l'atelier.

Certains risques sont également communs à un certain nombre d'industries. Celles-ci comprennent l'utilisation de solvants pour la dilution ou aux fins mentionnées précédemment. Les hydrocarbures chlorés sont couramment utilisés pour le nettoyage et le collage et sans une ventilation par aspiration adéquate, les personnes peuvent très bien souffrir de narcose.

L'élimination des déchets de plastique par combustion doit se faire dans des conditions soigneusement contrôlées ; par exemple, le PTFE et les uréthanes doivent se trouver dans une zone où les vapeurs sont évacuées vers un endroit sûr.

Des niveaux de bruit très élevés sont généralement obtenus lors de l'utilisation de broyeurs, ce qui peut entraîner une perte d'audition pour les opérateurs et les personnes travaillant à proximité. Ce risque peut être limité en séparant cet équipement des autres zones de travail. De préférence, les niveaux de bruit doivent être réduits à la source. Ceci a été réalisé avec succès en enduisant le granulateur d'un matériau insonorisant et en installant des chicanes à l'ouverture d'alimentation. Il peut également y avoir un danger pour l'ouïe créé par le son audible produit par les machines de soudage par ultrasons en tant qu'accompagnement normal des énergies ultrasonores. Des boîtiers appropriés peuvent être conçus pour réduire les niveaux de bruit reçus et peuvent être verrouillés pour éviter un risque mécanique. Comme norme minimale, les personnes travaillant dans des zones à haut niveau de bruit doivent porter une protection auditive appropriée et il doit y avoir un programme de conservation de l'ouïe adapté, comprenant des tests audiométriques et une formation.

Les brûlures sont également un danger. Certains additifs et catalyseurs pour la production et le traitement des matières plastiques peuvent être très réactifs au contact de l'air et de l'eau et peuvent facilement provoquer des brûlures chimiques. Partout où des thermoplastiques fondus sont manipulés ou transportés, il existe un risque d'éclaboussures de matière chaude et de brûlures et d'échaudures. La gravité de ces brûlures peut être augmentée par la tendance des thermoplastiques chauds, comme la cire chaude, à adhérer à la peau.

Les peroxydes organiques sont irritants et peuvent provoquer la cécité en cas de projection dans les yeux. Une protection oculaire appropriée doit être portée.

 

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Samedi, Février 26 2011 18: 16

Industrie de la biotechnologie

Évolution et profil

La biotechnologie peut être définie comme l'application de systèmes biologiques à des processus techniques et industriels. Il englobe à la fois les organismes traditionnels et génétiquement modifiés. La biotechnologie traditionnelle est le résultat de l'hybridation classique, de l'accouplement ou du croisement de divers organismes pour créer de nouveaux organismes qui ont été utilisés pendant des siècles pour produire du pain, de la bière, du fromage, du soja, du saki, des vitamines, des plantes hybrides et des antibiotiques. Plus récemment, divers organismes ont également été utilisés pour traiter les eaux usées, les eaux usées humaines et les déchets toxiques industriels.

La biotechnologie moderne combine les principes de la chimie et des sciences biologiques (biologie moléculaire et cellulaire, génétique, immunologie) avec des disciplines technologiques (ingénierie, informatique) pour produire des biens et des services et pour la gestion de l'environnement. La biotechnologie moderne utilise des enzymes de restriction pour couper et coller des informations génétiques, l'ADN, d'un organisme à un autre en dehors des cellules vivantes. L'ADN composite est ensuite réintroduit dans les cellules hôtes pour déterminer si le trait souhaité est exprimé. La cellule résultante est appelée clone modifié, recombinant ou organisme génétiquement manipulé (OGM). L'industrie biotechnologique "moderne" est née en 1961-1965 avec la rupture du code génétique et s'est considérablement développée depuis les premières expériences réussies de clonage d'ADN en 1972.

Depuis le début des années 1970, les scientifiques ont compris que le génie génétique est une technologie extrêmement puissante et prometteuse, mais qu'il existe des risques potentiellement sérieux à prendre en compte. Dès 1974, les scientifiques ont réclamé un moratoire mondial sur des types d'expériences spécifiques afin d'évaluer les risques et d'élaborer des lignes directrices appropriées pour éviter les dangers biologiques et écologiques (Committee on Recombinant DNA Molecules, National Research Council, National Academy of Sciences 1974 ). Certaines des inquiétudes exprimées concernaient la « fuite potentielle de vecteurs qui pourraient déclencher un processus irréversible, avec un potentiel de créer des problèmes plusieurs fois plus importants que ceux résultant de la multitude de recombinaisons génétiques qui se produisent spontanément dans la nature ». On craignait que « les micro-organismes avec des gènes transplantés puissent s'avérer dangereux pour l'homme ou d'autres formes de vie. Des dommages pourraient survenir si la cellule hôte modifiée avait un avantage concurrentiel qui favoriserait sa survie dans une niche au sein de l'écosystème » (NIH 1976). Il était également bien compris que les travailleurs de laboratoire seraient les «canaris dans la mine de charbon» et qu'il fallait s'efforcer de protéger les travailleurs ainsi que l'environnement des dangers inconnus et potentiellement graves.

Une conférence internationale à Asilomar, en Californie, s'est tenue en février 1975. Son rapport contenait les premières directives consensuelles basées sur des stratégies de confinement biologique et physique pour contrôler les dangers potentiels envisagés par la nouvelle technologie. Certaines expériences ont été jugées comme présentant des dangers potentiels si graves que la conférence a recommandé qu'elles ne soient pas menées à l'époque (NIH 1976). L'œuvre suivante a été initialement interdite :

  • travailler avec l'ADN d'organismes pathogènes et d'oncogènes
  • formant des recombinants qui incorporent des gènes de toxines
  • travaux susceptibles d'étendre la gamme d'hôtes des phytopathogènes
  • introduction de gènes de résistance aux médicaments dans des organismes dont on ne sait pas qu'ils les acquièrent naturellement et où le traitement serait compromis
  • rejet délibéré dans l'environnement (Freifelder 1978).

 

Aux États-Unis, les premières directives des National Institutes of Health (NIHG) ont été publiées en 1976, remplaçant les directives d'Asilomar. Ces NIHG ont permis à la recherche de se poursuivre en classant les expériences par classes de danger en fonction des risques associés à la cellule hôte, aux systèmes de vecteurs qui transportent les gènes dans les cellules et aux inserts de gènes, permettant ou restreignant ainsi la conduite des expériences sur la base de l'évaluation des risques. Le principe de base du NIHG – assurer la protection des travailleurs et, par extension, la sécurité de la communauté – reste en place aujourd'hui (NIH 1996). Les NIHG sont mis à jour régulièrement et ont évolué pour devenir une norme de pratique largement acceptée pour la biotechnologie aux États-Unis. La conformité est exigée des institutions recevant un financement fédéral, ainsi que de nombreuses ordonnances municipales locales. Le NIHG fournit une base pour les réglementations dans d'autres pays du monde, y compris la Suisse (SCBS 1995) et le Japon (National Institute of Health 1996).

Depuis 1976, le NIHG a été élargi pour intégrer des considérations de confinement et d'approbation pour les nouvelles technologies, y compris les installations de production à grande échelle et les propositions de thérapie génique somatique végétale, animale et humaine. Certaines des expériences initialement interdites sont désormais autorisées avec l'approbation spécifique du NIH ou avec des pratiques de confinement spécifiques.

En 1986, l'Office of Science and Technology Policy (OSTP) des États-Unis a publié son Cadre coordonné pour la réglementation de la biotechnologie. Il a abordé la question politique sous-jacente de savoir si les réglementations existantes étaient adéquates pour évaluer les produits dérivés des nouvelles technologies et si les processus d'examen de la recherche étaient suffisants pour protéger le public et l'environnement. Les agences américaines de réglementation et de recherche (Environmental Protection Agency (EPA), Food and Drug Administration (FDA), Occupational Safety and Health Administration (OSHA), NIH, US Department of Agriculture (USDA) et National Science Foundation (NSF)) ont convenu de réglementer les produits, et non les processus, et que de nouvelles réglementations spéciales n'étaient pas nécessaires pour protéger les travailleurs, le public ou l'environnement. La politique a été établie pour faire fonctionner les programmes de réglementation de manière intégrée et coordonnée, en minimisant les chevauchements et, dans la mesure du possible, la responsabilité de l'approbation des produits incomberait à un seul organisme. Les agences coordonneraient leurs efforts en adoptant des définitions cohérentes et en utilisant des examens scientifiques (évaluations des risques) d'une rigueur scientifique comparable (OSHA 1984; OSTP 1986).

Le NIHG et le cadre coordonné ont fourni un degré approprié de discussion scientifique objective et de participation du public, ce qui a entraîné la croissance de la biotechnologie américaine en une industrie de plusieurs milliards de dollars. Avant 1970, il y avait moins de 100 entreprises impliquées dans tous les aspects de la biotechnologie moderne. En 1977, 125 autres entreprises ont rejoint les rangs; en 1983, 381 entreprises supplémentaires ont porté le niveau d'investissement en capital privé à plus d'un milliard de dollars. En 1, l'industrie comptait plus de 1994 1,230 entreprises (Massachusetts Biotechnology Council Community Relations Committee 1993) et la capitalisation boursière s'élevait à plus de 6 milliards de dollars.

L'emploi dans les entreprises américaines de biotechnologie en 1980 était d'environ 700 personnes ; en 1994, environ 1,300 100,000 entreprises employaient plus de 1993 XNUMX travailleurs (Massachusetts Biotechnology Council Community Relations Committee XNUMX). De plus, il existe toute une industrie de support qui fournit les fournitures (produits chimiques, composants de milieux, lignées cellulaires), les équipements, l'instrumentation et les services (banque de cellules, validation, étalonnage) nécessaires pour assurer l'intégrité de la recherche et de la production.

Partout dans le monde, il y a eu un grand niveau d'inquiétude et de scepticisme quant à la sécurité de la science et de ses produits. Le Conseil des Communautés européennes (Parlement des Communautés européennes 1987) a élaboré des directives pour protéger les travailleurs contre les risques associés à l'exposition aux produits biologiques (Conseil des Communautés européennes 1990a) et pour imposer des contrôles environnementaux aux activités expérimentales et commerciales, y compris la libération délibérée. La « dissémination » comprend la commercialisation de produits utilisant des OGM (Conseil des Communautés européennes 1990b ; Van Houten et Flemming 1993). Des normes et des lignes directrices relatives aux produits biotechnologiques au sein d'organisations internationales et multilatérales telles que l'Organisation mondiale de la santé (OMS), l'Organisation internationale de normalisation (ISO), la Commission de la Communauté européenne, l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO) et le Réseau de données sur les souches microbiennes ont été élaborées ( OSTP 1986).

L'industrie de la biotechnologie moderne peut être considérée en termes de quatre grands secteurs industriels, chacun ayant une recherche et un développement (R&D) en laboratoire, sur le terrain et/ou clinique soutenant la production réelle de biens et de services.

  • produits biomédicaux-pharmaceutiques, produits biologiques et dispositifs médicaux
  • agro-alimentaires, poissons et animaux transgéniques, plantes résistantes aux maladies et aux ravageurs
  • produits industriels génétiquement modifiés tels que l'acide citrique, le butanol, l'acétone, l'éthanol et les enzymes détergentes (voir tableau 1)
  • traitement environnemental des eaux usées, décontamination des déchets industriels.

 

Tableau 1. Micro-organismes d'importance industrielle

Prénom

Organisme hôte

Les usages

Acétobacter aceti

Bactérie aérobie

Fermente les fruits

Aspirgillus niger

Champignon asexué

Dégrade la matière organique
Utilisation sûre dans la production d'acide citrique et d'enzymes

Aspirgillus oryzae

Champignon asexué

Utilisé dans la production de miso, de sauce soja et de saké

Bacillis licheniformis

Bactérie

Produits chimiques industriels et enzymes

Bacille subtilis

Bactérie

Produits chimiques, enzymes, source de protéines unicellulaires pour la consommation humaine en Asie

Cellules ovariennes de hamster chinois (CHO)*

Culture de cellules de mammifères

Fabrication de produits biopharmaceutiques

Clostridium acétobutylicum

Bactérie

Butanol, production d'acétone

Escherichia coli K-12*

Souche bactérienne

Clonage pour la fermentation, production de produits pharmaceutiques et biologiques

Pénicillium roqueforti

Champignon asexué

Fabrication de fromage bleu

Saccharomyces cerevisiae*

Levure

Clonage pour la production de bière

Saccharomyces uvarum*

Levure

Clonage pour les boissons alcoolisées et la production industrielle d'alcool

* Important pour la biotechnologie moderne.

 

Travailleurs en biotechnologie

La biotechnologie commence dans le laboratoire de recherche et est une science multidisciplinaire. Les biologistes moléculaires et cellulaires, les immunologistes, les généticiens, les chimistes des protéines et des peptides, les biochimistes et les ingénieurs biochimistes sont les plus directement exposés aux dangers réels et potentiels de la technologie de l'ADN recombinant (ADNr). D'autres travailleurs qui peuvent être exposés moins directement aux risques biologiques de l'ADNr comprennent le personnel de service et de soutien comme les techniciens en ventilation et en réfrigération, les fournisseurs de services d'étalonnage et le personnel d'entretien ménager. Dans une enquête récente auprès des praticiens de la santé et de la sécurité dans l'industrie, il a été constaté que les travailleurs directement et indirectement exposés représentent environ 30 à 40 % de la main-d'œuvre totale dans les entreprises de biotechnologie commerciales typiques (Lee et Ryan 1996). La recherche en biotechnologie ne se limite pas à « l'industrie » ; il est également mené dans les institutions universitaires, médicales et gouvernementales.

Les travailleurs des laboratoires de biotechnologie sont exposés à une grande variété de produits chimiques dangereux et toxiques, à des risques biologiques recombinants et non recombinants ou « sauvages », à des agents pathogènes à diffusion hématogène humaine et à des zoonoses, ainsi qu'à des matières radioactives utilisées dans les expériences d'étiquetage. En outre, les troubles musculo-squelettiques et les microtraumatismes répétés sont de plus en plus reconnus comme des dangers potentiels pour les chercheurs en raison de l'utilisation intensive des ordinateurs et des micropipettes manuelles.

Les opérateurs de fabrication de biotechnologie sont également exposés à des produits chimiques dangereux, mais pas à la variété que l'on voit dans le cadre de la recherche. Selon le produit et le processus, il peut y avoir une exposition aux radionucléides lors de la fabrication. Même au niveau de risque biologique le plus bas, les procédés de fabrication biotechnologiques sont des systèmes fermés et le potentiel d'exposition aux cultures recombinantes est faible, sauf en cas d'accident. Dans les installations de production biomédicale, l'application des bonnes pratiques de fabrication actuelles complète les directives de biosécurité pour protéger les travailleurs dans l'usine. Les principaux risques pour les travailleurs de la fabrication dans les opérations de bonnes pratiques à grande échelle (GLSP) impliquant des organismes recombinants non dangereux comprennent les blessures musculo-squelettiques traumatiques (par exemple, les douleurs dorsales et les douleurs), les brûlures thermiques des conduites de vapeur et les brûlures chimiques causées par les acides et les caustiques (acide phosphorique , hydroxyde de sodium et de potassium) utilisé dans le procédé.

Les travailleurs de la santé, y compris les techniciens de laboratoire clinique, sont exposés à des vecteurs de thérapie génique, à des excréments et à des échantillons de laboratoire lors de l'administration de médicaments et des soins aux patients inscrits à ces procédures expérimentales. Les femmes de ménage peuvent également être exposées. La protection des travailleurs et de l'environnement sont deux points expérimentaux obligatoires à prendre en compte lors de la demande au NIH pour des expériences de thérapie génique humaine (NIH 1996).

Les travailleurs agricoles peuvent être fortement exposés à des produits, des plantes ou des animaux recombinants lors de l'application de pesticides, de la plantation, de la récolte et de la transformation. Indépendamment du risque potentiel de danger biologique lié à l'exposition à des plantes et des animaux génétiquement modifiés, les dangers physiques traditionnels liés à l'équipement agricole et à l'élevage sont également présents. Les contrôles techniques, l'EPI, la formation et la supervision médicale sont utilisés en fonction des risques anticipés (Legaspi et Zenz 1994 ; Pratt et May 1994). Les EPI, y compris les combinaisons de saut, les respirateurs, les gants de travail, les lunettes ou les cagoules, sont importants pour la sécurité des travailleurs lors de l'application, de la croissance et de la récolte des plantes génétiquement modifiées ou des organismes du sol.

Processus et dangers

Dans le processus biotechnologique du secteur biomédical, des cellules ou des organismes, modifiés de manière spécifique pour donner les produits souhaités, sont cultivés dans des bioréacteurs de monoculture. Dans la culture de cellules de mammifères, le produit protéique est sécrété par les cellules dans le milieu nutritif environnant, et diverses méthodes de séparation chimique (chromatographie de taille ou d'affinité, électrophorèse) peuvent être utilisées pour capturer et purifier le produit. Où Escherichia coli les organismes hôtes sont utilisés dans les fermentations, le produit souhaité est produit dans la membrane cellulaire et les cellules doivent être physiquement rompues afin de récolter le produit. L'exposition aux endotoxines est un danger potentiel de ce processus. Souvent, des antibiotiques sont ajoutés au milieu de production pour améliorer la production du produit souhaité ou maintenir une pression sélective sur des éléments de production génétique autrement instables (plasmides). Des sensibilités allergiques à ces matériaux sont possibles. En général, il s'agit de risques d'exposition aux aérosols.

Les fuites et les rejets d'aérosols sont anticipés et l'exposition potentielle est contrôlée de plusieurs façons. Des pénétrations dans les cuves du réacteur sont nécessaires pour fournir des nutriments et de l'oxygène, pour dégager du dioxyde de carbone (CO2) et pour surveiller et contrôler le système. Chaque pénétration doit être scellée ou filtrée (0.2 micron) pour éviter la contamination de la culture. La filtration des gaz d'échappement protège également les travailleurs et l'environnement dans la zone de travail des aérosols générés pendant la culture ou la fermentation. Selon le potentiel de risque biologique du système, l'inactivation biologique validée des effluents liquides (généralement par la chaleur, la vapeur ou des méthodes chimiques) est une pratique courante. D'autres dangers potentiels dans la fabrication biotechnologique sont similaires à ceux d'autres industries : bruit, protections mécaniques, brûlures par vapeur/chaleur, contact avec des substances corrosives, etc.

Les enzymes et la fermentation industrielle sont traitées ailleurs dans ce Encyclopédie et impliquent les processus, les risques et les contrôles qui sont similaires pour les systèmes de production génétiquement modifiés.

L'agriculture traditionnelle dépend du développement de souches qui utilisent le croisement traditionnel d'espèces végétales apparentées. Le grand avantage des plantes génétiquement modifiées est que le temps entre les générations et le nombre de croisements nécessaires pour obtenir le caractère souhaité sont considérablement réduits. De plus, le recours actuellement impopulaire aux pesticides et engrais chimiques (qui contribuent à la pollution par les eaux de ruissellement) favorise une technologie qui rendra potentiellement ces applications inutiles.

La biotechnologie végétale consiste à choisir une espèce végétale génétiquement malléable et/ou financièrement importante pour les modifications. Étant donné que les cellules végétales ont des parois cellulaires en cellulose dures, les méthodes utilisées pour transférer l'ADN dans les cellules végétales diffèrent de celles utilisées pour les bactéries et les lignées cellulaires de mammifères dans le secteur biomédical. Il existe deux méthodes principales utilisées pour introduire de l'ADN étranger modifié dans les cellules végétales (Watrud, Metz et Fishoff 1996):

  • un canon à particules projette de l'ADN dans la cellule d'intérêt
  • un désarmé, non tumorigène Agrobacterium tumefaciens virus introduit des cassettes de gènes dans le matériel génétique de la cellule.

 

Type sauvage Agrobacterium tumefaciens est un phytopathogène naturel qui provoque des tumeurs de la galle du collet chez les plantes blessées. Ces souches de vecteurs désarmées et modifiées ne provoquent pas la formation de tumeurs végétales.

Après transformation par l'une ou l'autre méthode, les cellules végétales sont diluées, étalées et cultivées sur des milieux de culture tissulaire sélectifs pendant une période relativement longue (par rapport aux taux de croissance bactérienne) dans des chambres de croissance de plantes ou des incubateurs. Les plantes régénérées à partir du tissu traité sont transplantées dans le sol dans des chambres de croissance fermées pour une croissance ultérieure. Après avoir atteint l'âge approprié, ils sont examinés pour l'expression des traits souhaités, puis cultivés dans des serres. Plusieurs générations d'expériences en serre sont nécessaires pour évaluer la stabilité génétique du caractère d'intérêt et pour générer le stock de semences nécessaire pour une étude plus approfondie. Les données sur l'impact environnemental sont également recueillies au cours de cette phase des travaux et soumises avec les propositions aux organismes de réglementation pour l'approbation des essais en plein champ.

Contrôles : l'exemple des États-Unis

Le NIHG (NIH 1996) décrit une approche systématique pour prévenir à la fois l'exposition des travailleurs et la libération dans l'environnement d'organismes recombinants. Chaque institution (par exemple, université, hôpital ou laboratoire commercial) est responsable de mener des recherches sur l'ADNr en toute sécurité et conformément aux NIHG. Ceci est accompli grâce à un système administratif qui définit les responsabilités et exige des évaluations complètes des risques par des scientifiques et des agents de biosécurité compétents, la mise en œuvre de contrôles d'exposition, des programmes de surveillance médicale et une planification d'urgence. Un comité institutionnel de biosécurité (IBC) fournit les mécanismes d'examen et d'approbation des expériences au sein de l'établissement. Dans certains cas, l'approbation du NIH Recombinant Advisory Committee (RAC) lui-même est nécessaire.

Le degré de contrôle dépend de la gravité du risque et est décrit en termes de désignations de niveau de biosécurité (BL) 1-4 ; BL1 étant le moins restrictif et BL4 le plus. Des directives de confinement sont données pour la recherche, la R&D à grande échelle (plus de 10 litres de culture), la production à grande échelle et les expériences sur les animaux et les plantes à grande et à petite échelle.

L'annexe G du NIHG (NIH 1996) décrit le confinement physique à l'échelle du laboratoire. BL1 convient au travail avec des agents sans danger connu ou présentant un danger potentiel minime pour le personnel de laboratoire ou l'environnement. Le laboratoire n'est pas séparé de la circulation générale dans le bâtiment. Le travail est effectué sur des paillasses ouvertes. Aucun dispositif de confinement spécial n'est requis ou utilisé. Le personnel de laboratoire est formé aux procédures de laboratoire et supervisé par un scientifique ayant une formation générale en microbiologie ou dans une science connexe.

BL2 convient aux travaux impliquant des agents présentant un danger potentiel modéré pour le personnel et l'environnement. L'accès au laboratoire est limité lors des travaux, les travailleurs ont une formation spécifique à la manipulation des agents pathogènes et sont dirigés par des scientifiques compétents, et les travaux générateurs d'aérosols sont effectués dans des enceintes de sécurité biologique ou d'autres équipements de confinement. Ce travail peut nécessiter une surveillance médicale ou des vaccinations selon le cas et déterminé par le BAC.

BL3 s'applique lorsque le travail est effectué avec des agents indigènes ou exotiques qui peuvent provoquer une maladie grave ou potentiellement mortelle à la suite d'une exposition par inhalation. Les travailleurs ont une formation spécifique et sont supervisés par des scientifiques compétents et expérimentés dans la manipulation de ces agents dangereux. Toutes les procédures sont effectuées dans des conditions de confinement nécessitant une ingénierie et des EPI spéciaux.

BL4 est réservé aux agents les plus dangereux et les plus exotiques qui présentent un risque individuel et communautaire élevé de maladie potentiellement mortelle. Il n'y a que quelques laboratoires BL4 dans le monde.

L'annexe K traite du confinement physique pour les activités de recherche ou de production dans des volumes supérieurs à 10 l (à grande échelle). Comme dans les directives à petite échelle, il existe une hiérarchie des exigences de confinement du potentiel de danger le plus faible au plus élevé : GLSP à BL3-Large-Scale (BL3-LS).

Le NIHG, annexe P, couvre le travail avec des plantes au niveau du banc, de la chambre de croissance et de la serre. Comme le note l'introduction : « Le but principal du confinement des plantes est d'éviter la transmission non intentionnelle d'un génome végétal contenant de l'ADN recombinant, y compris le matériel héréditaire nucléaire ou organite ou la libération d'organismes dérivés de l'ADN recombinant associés aux plantes. En général, ces organismes ne présentent aucune menace pour la santé humaine ou les animaux supérieurs, à moins qu'ils ne soient délibérément modifiés à cette fin. Cependant, la propagation accidentelle d'un agent pathogène grave d'une serre à une culture agricole locale ou l'introduction et l'établissement involontaires d'un organisme dans un nouvel écosystème est possible » (NIH 1996). Aux États-Unis, l'EPA et l'Animal and Plant Health Inspection Service (APHIS) de l'USDA sont conjointement responsables de l'évaluation des risques et de l'examen des données générées avant l'approbation des essais sur le terrain (EPA 1996; Foudin et Gay 1995). Des problèmes tels que la persistance et la propagation dans l'eau, l'air et le sol des espèces d'insectes et d'animaux, la présence d'autres cultures similaires dans la région, la stabilité environnementale (sensibilité au gel ou à la chaleur) et la concurrence avec les espèces indigènes sont évalués - souvent d'abord dans la serre (Liberman et al. 1996).

Les niveaux de confinement des installations pour les installations et les pratiques varient également de BL1 à BL4. Les expériences BL1 typiques impliquent l'auto-clonage. BL2 peut impliquer le transfert de traits d'un agent pathogène à une plante hôte. BL3 peut impliquer l'expression de toxines ou des agents dangereux pour l'environnement. La protection des travailleurs est assurée à différents niveaux par des EPI et des contrôles techniques tels que des serres et des serres avec flux d'air directionnel et filtres à particules à haute efficacité (HEPA) pour empêcher la libération de pollen. Selon le risque, la protection de l'environnement et de la communauté contre des agents potentiellement dangereux peut être réalisée par des contrôles biologiques. Des exemples sont un trait sensible à la température, un trait de sensibilité aux médicaments ou une exigence nutritionnelle non présente dans la nature.

À mesure que les connaissances scientifiques augmentaient et que la technologie progressait, on s'attendait à ce que le NIHG ait besoin d'être revu et révisé. Au cours des 20 dernières années, le CCR s'est réuni pour examiner et approuver des propositions de changements. Par exemple, le NIHG n'émet plus d'interdictions générales sur la dissémination délibérée d'organismes génétiquement modifiés ; les essais sur le terrain de produits agricoles et les expériences de thérapie génique humaine sont autorisés dans des circonstances appropriées et après une évaluation des risques appropriée. Un amendement très important au NIHG a été la création de la catégorie de confinement GLSP. Il a assoupli les exigences de confinement pour « les souches recombinantes non pathogènes et non toxigènes dérivées d'organismes hôtes qui ont une longue histoire d'utilisation sûre à grande échelle, ou qui ont intégré des limitations environnementales qui permettent une croissance optimale à grande échelle mais une survie limitée. sans conséquences néfastes sur l'environnement » (NIH 1991). Ce mécanisme a permis à la technologie de progresser tout en tenant compte des besoins de sécurité.

Contrôles : l'exemple de la Communauté européenne

En avril 1990, la Communauté européenne (CE) a promulgué deux directives sur l'utilisation confinée et la dissémination volontaire dans l'environnement d'OGM. Les deux directives exigent des États membres qu'ils veillent à ce que toutes les mesures appropriées soient prises pour éviter les effets néfastes sur la santé humaine ou l'environnement, notamment en obligeant l'utilisateur à évaluer à l'avance tous les risques pertinents. En Allemagne, la loi sur la technologie génétique a été adoptée en 1990 en partie en réponse aux directives de la CE, mais aussi pour répondre à un besoin d'autorité légale pour construire une installation de production d'insuline recombinante à des fins d'essai (Reutsch et Broderick 1996). En Suisse, la réglementation est basée sur le NIHG américain, les directives du Conseil de la CE et la loi allemande sur le génie génétique. Les Suisses exigent un enregistrement annuel et des mises à jour des expériences auprès du gouvernement. En général, les normes d'ADNr en Europe sont plus restrictives qu'aux États-Unis, ce qui a contribué à ce que de nombreuses entreprises pharmaceutiques européennes déplacent la recherche sur l'ADNr de leur pays d'origine. Cependant, la réglementation suisse autorise une catégorie de sécurité à grande échelle de niveau 4, ce qui n'est pas autorisé par le NIHG (SCBS 1995).

Produits de la biotechnologie

Certains des produits biologiques et pharmaceutiques qui ont été fabriqués avec succès par les biotechnologies de l'ADN recombinant comprennent : l'insuline humaine ; hormone de croissance humaine; vaccins contre l'hépatite; alpha-interféron; bêta-interféron; gamma-interféron; Facteur de stimulation des colonies de granulocytes ; activateur tissulaire du plasminogène; Facteur de stimulation des colonies de granulocytes-macrophages ; IL2; Érythropoïétine; Crymax, un produit insecticide pour le contrôle des chenilles dans les légumes ; fruits à coque et cultures de vigne; tomate Flavr Savr (TM); le chymogène, une enzyme qui fabrique le fromage ; ATIII (antithrombine III), dérivé du lait de chèvre transgénique utilisé pour prévenir les caillots sanguins en chirurgie ; BST et PST (somatotropine bovine et porcine) utilisées pour stimuler la production de lait et de viande.

Problèmes de santé et schémas pathologiques

Il existe cinq principaux risques pour la santé liés à l'exposition à des micro-organismes ou à leurs produits dans la biotechnologie à l'échelle industrielle :

  • infection
  • réaction à l'endotoxine
  • allergie aux micro-organismes
  • réaction allergique à un produit
  • réaction toxique à un produit.

 

L'infection est peu probable puisque des non pathogènes sont utilisés dans la plupart des processus industriels. Cependant, il est possible que des micro-organismes considérés comme inoffensifs tels que Pseudomonas et Aspergillus espèces peuvent provoquer une infection chez les individus immunodéprimés (Bennett 1990). L'exposition à l'endotoxine, un composant de la couche de lipopolysaccharides de la paroi cellulaire de toutes les bactéries Gram négatives, à des concentrations supérieures à environ 300 ng/m3 provoque des symptômes pseudo-grippaux transitoires (Balzer 1994). Les travailleurs de nombreuses industries, y compris l'agriculture traditionnelle et la biotechnologie, ont subi les effets de l'exposition aux endotoxines. Des réactions allergiques au micro-organisme ou au produit se produisent également dans de nombreuses industries. L'asthme professionnel a été diagnostiqué dans l'industrie de la biotechnologie pour un large éventail de micro-organismes et de produits, y compris aspergillus niger, Penicillium spp. et protéases; certaines entreprises ont noté des incidences chez plus de 12 % de la main-d'œuvre. Les réactions toxiques peuvent être aussi variées que les organismes et les produits. Il a été démontré que l'exposition aux antibiotiques provoque des changements dans la flore microbienne de l'intestin. Les champignons sont connus pour être capables de produire des toxines et des agents cancérigènes dans certaines conditions de croissance (Bennett 1990).

Pour répondre aux préoccupations selon lesquelles les travailleurs exposés seraient les premiers à développer des effets néfastes potentiels sur la santé à cause de la nouvelle technologie, la surveillance médicale des travailleurs à ADNr fait partie du NIHG depuis ses débuts. Les Comités de biosécurité institutionnels, en concertation avec le médecin du travail, sont chargés de déterminer, projet par projet, quelle surveillance médicale est appropriée. En fonction de l'identité de l'agent spécifique, de la nature du danger biologique, des voies d'exposition potentielles et de la disponibilité des vaccins, les éléments du programme de surveillance médicale peuvent inclure des examens physiques préalables au placement, des examens de suivi périodiques, des vaccins spécifiques, des évaluations des allergies et des maladies, sérums pré-exposition et enquêtes épidémiologiques.

Bennett (1990) pense qu'il est peu probable que les micro-organismes génétiquement modifiés présentent plus de risque d'infection ou d'allergie que l'organisme d'origine, mais il pourrait y avoir des risques supplémentaires liés au nouveau produit ou à l'ADNr. Un rapport récent note que l'expression d'un allergène de noix du Brésil dans le soja transgénique peut avoir des effets inattendus sur la santé des travailleurs et des consommateurs (Nordlee et al. 1996). D'autres nouveaux dangers pourraient être l'utilisation de lignées cellulaires animales contenant des oncogènes ou des virus inconnus ou non détectés potentiellement nocifs pour l'homme.

Il est important de noter que les premières craintes concernant la création d'espèces mutantes génétiquement dangereuses ou de super-toxines ne se sont pas concrétisées. L'OMS a constaté que la biotechnologie ne pose pas de risques différents des autres industries de transformation (Miller 1983) et, selon Liberman, Ducatman et Fink (1990), "le consensus actuel est que les risques potentiels de l'ADNr ont été surestimés au départ et que la les risques associés à cette recherche sont similaires à ceux associés à l'organisme, au vecteur, à l'ADN, aux solvants et à l'appareil physique utilisés ». Ils concluent que les organismes modifiés présentent forcément des risques ; cependant, le confinement peut être défini pour minimiser l'exposition.

Il est très difficile d'identifier les expositions professionnelles propres à l'industrie de la biotechnologie. La « biotechnologie » n'est pas une industrie distincte avec un code de classification industrielle standard (SIC) ; il est plutôt considéré comme un processus ou un ensemble d'outils utilisés dans de nombreuses applications industrielles. Par conséquent, lorsque des accidents et des expositions sont signalés, les données sur les cas impliquant des travailleurs de la biotechnologie sont incluses parmi les données sur tous les autres qui surviennent dans le secteur industriel d'accueil (par exemple, l'agriculture, l'industrie pharmaceutique ou les soins de santé). En outre, les incidents et accidents de laboratoire sont connus pour être sous-déclarés.

Peu de maladies spécifiquement dues à l'ADN génétiquement modifié ont été rapportées ; cependant, ils ne sont pas inconnus. Au moins une infection locale documentée et une séroconversion ont été signalées lorsqu'un travailleur a subi une piqûre d'aiguille contaminée par un vecteur vaccinal recombinant (Openshaw et al. 1991).

Problèmes de politique

Dans les années 1980, les premiers produits de la biotechnologie sont apparus aux États-Unis et en Europe. L'insuline génétiquement modifiée a été approuvée pour utilisation en 1982, tout comme un vaccin génétiquement modifié contre la maladie porcine «diarrhée» (Sattelle 1991). Il a été démontré que la somatotropine bovine recombinante (BST) augmente la production de lait de vache et le poids des bovins de boucherie. Des préoccupations ont été exprimées au sujet de la santé publique et de la sécurité des produits et de la question de savoir si les réglementations existantes étaient adéquates pour répondre à ces préoccupations dans tous les différents domaines où les produits de la biotechnologie pouvaient être commercialisés. Les NIHG assurent la protection des travailleurs et de l'environnement pendant les phases de recherche et de développement. La sécurité et l'efficacité des produits ne relèvent pas de la responsabilité du NIHG. Aux États-Unis, par le biais du cadre coordonné, les risques potentiels des produits de la biotechnologie sont évalués par l'agence la plus appropriée (FDA, EPA ou USDA).

Le débat sur la sécurité du génie génétique et des produits de la biotechnologie se poursuit (Thomas et Myers 1993), notamment en ce qui concerne les applications agricoles et les aliments destinés à la consommation humaine. Les consommateurs de certaines régions veulent que les produits soient étiquetés pour identifier quels sont les hybrides traditionnels et ceux qui sont dérivés de la biotechnologie. Certains fabricants de produits laitiers refusent d'utiliser du lait de vaches recevant la BST. Il est interdit dans certains pays (par exemple, la Suisse). La FDA a jugé les produits sûrs, mais il existe également des problèmes économiques et sociaux qui peuvent ne pas être acceptables pour le public. La BST peut en effet créer un désavantage concurrentiel pour les petites exploitations, dont la plupart sont familiales. Contrairement aux applications médicales où il peut n'y avoir aucune alternative aux traitements génétiquement modifiés, lorsque les aliments traditionnels sont disponibles et abondants, le public est en faveur de l'hybridation traditionnelle par rapport aux aliments recombinants. Cependant, les environnements difficiles et la pénurie alimentaire mondiale actuelle peuvent changer cette attitude.

Les nouvelles applications de la technologie à la santé humaine et aux maladies héréditaires ont ravivé les préoccupations et créé de nouveaux problèmes éthiques et sociaux. Le projet du génome humain, lancé au début des années 1980, produira une carte physique et génétique du matériel génétique humain. Cette carte fournira aux chercheurs des informations pour comparer l'expression des gènes « sains ou normaux » et « malades » afin de mieux comprendre, prédire et indiquer des remèdes pour les défauts génétiques de base. Les technologies du génome humain ont produit de nouveaux tests diagnostiques pour la maladie de Huntington, la fibrose kystique et les cancers du sein et du côlon. La thérapie génique humaine somatique devrait corriger ou améliorer les traitements des maladies héréditaires. Les «empreintes digitales» de l'ADN par cartographie du polymorphisme des fragments de restriction du matériel génétique sont utilisées comme preuve médico-légale dans les cas de viol, d'enlèvement et d'homicide. Il peut être utilisé pour prouver (ou, techniquement, réfuter) la paternité. Il peut également être utilisé dans des domaines plus controversés, comme pour évaluer les risques de développer un cancer et une maladie cardiaque pour une couverture d'assurance et des traitements préventifs ou comme preuve dans les tribunaux des crimes de guerre et comme «dogtags» génétiques dans l'armée.

Bien que techniquement réalisables, les travaux sur les expériences sur la lignée germinale humaine (transmissibles de génération en génération) n'ont pas été envisagés pour approbation aux États-Unis en raison de sérieuses considérations sociales et éthiques. Cependant, des audiences publiques sont prévues aux États-Unis pour rouvrir la discussion sur la thérapie germinale humaine et les améliorations souhaitables des traits non associés aux maladies.

Enfin, en plus des questions de sécurité, sociales et éthiques, les théories juridiques sur la propriété des gènes et de l'ADN et la responsabilité en cas d'utilisation ou de mauvaise utilisation évoluent encore.

Les implications à long terme des rejets dans l'environnement de divers agents doivent être suivies. De nouveaux problèmes de confinement biologique et de gamme d'hôtes surgiront pour des travaux contrôlés avec soin et de manière appropriée dans l'environnement du laboratoire, mais pour lesquels toutes les possibilités environnementales ne sont pas connues. Les pays en développement, où l'expertise scientifique adéquate et/ou les organismes de réglementation peuvent ne pas exister, peuvent se trouver soit réticents, soit incapables d'entreprendre l'évaluation des risques pour leur environnement particulier. Cela pourrait conduire à des restrictions inutiles ou à une politique imprudente de « porte ouverte », qui pourraient s'avérer préjudiciables aux avantages à long terme du pays (Ho 1996).

En outre, la prudence est de mise lors de l'introduction d'agents agricoles modifiés dans de nouveaux environnements où le gel ou d'autres pressions de confinement naturelles ne sont pas présentes. Les populations indigènes ou les échangeurs naturels d'informations génétiques s'accoupleront-ils avec des agents recombinants dans la nature, ce qui entraînera le transfert de traits modifiés ? Ces traits s'avéreraient-ils nocifs chez d'autres agents ? Quel serait l'effet sur les administrateurs du traitement ? Les réactions immunitaires limiteront-elles la propagation ? Les agents vivants modifiés sont-ils capables de franchir les barrières d'espèces ? Persistent-ils dans l'environnement des déserts, des montagnes, des plaines et des villes ?

Résumé

Aux États-Unis, la biotechnologie moderne s'est développée selon des directives consensuelles et des ordonnances locales depuis le début des années 1970. Un examen minutieux n'a montré aucun trait inattendu et incontrôlable exprimé par un organisme recombinant. C'est une technologie utile, sans laquelle de nombreuses améliorations médicales basées sur des protéines thérapeutiques naturelles n'auraient pas été possibles. Dans de nombreux pays développés, la biotechnologie est une force économique majeure et toute une industrie s'est développée autour de la révolution biotechnologique.

Les problèmes médicaux pour les travailleurs de la biotechnologie sont liés aux risques spécifiques de l'hôte, du vecteur et de l'ADN et aux opérations physiques effectuées. Jusqu'à présent, la maladie des travailleurs a pu être évitée grâce à l'ingénierie, aux pratiques de travail, aux vaccins et aux contrôles de confinement biologique spécifiques au risque évalué au cas par cas. Et la structure administrative est en place pour faire des évaluations prospectives des risques pour chaque nouveau protocole expérimental. Que ce bilan de sécurité continue dans le domaine de la libération de matériaux viables dans l'environnement est une question d'évaluation continue des risques environnementaux potentiels - persistance, propagation, échangeurs naturels, caractéristiques de la cellule hôte, spécificité de la gamme d'hôtes pour les agents de transfert utilisés, nature des gène inséré et ainsi de suite. Ceci est important à considérer pour tous les environnements possibles et les espèces affectées afin de minimiser les surprises que la nature présente souvent.

 

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Samedi, Février 26 2011 18: 19

Industrie pyrotechnique

Adapté de la 3e édition, « Encyclopaedia of Occupational Health and Safety ».

L'industrie pyrotechnique peut être définie comme la fabrication d'articles pyrotechniques (feux d'artifice) à des fins de divertissement, à usage technique et militaire dans la signalisation et l'éclairage, à usage de pesticides et à diverses autres fins. Ces articles contiennent des matières pyrotechniques constituées de poudres ou de compositions pâteuses mises en forme, compactées ou compressées selon les besoins. Lorsqu'ils sont allumés, l'énergie qu'ils contiennent est libérée pour donner des effets spécifiques, tels que l'illumination, la détonation, le sifflement, le cri, la formation de fumée, la combustion lente, la propulsion, l'allumage, l'amorçage, le tir et la désintégration. La substance pyrotechnique la plus importante reste la poudre noire (poudre à canon, composée de charbon de bois, de soufre et de nitrate de potassium), qui peut être utilisée en vrac pour la détonation, compactée pour la propulsion ou le tir, ou tamponnée avec du charbon de bois comme amorce.

Processus

Les matières premières utilisées dans la fabrication des pièces pyrotechniques doivent être très pures, exemptes de toutes impuretés mécaniques et (surtout) exemptes d'ingrédients acides. Ceci s'applique également aux matériaux auxiliaires tels que le papier, le carton et la colle. Le tableau 1 répertorie les matières premières courantes utilisées dans la fabrication de pièces pyrotechniques.

Tableau 1. Matières premières utilisées dans la fabrication des pièces pyrotechniques

Produits

Matières premières

explosifs

Nitrocellulose (laine de collodion), fulminate d'argent, poudre noire
(nitrate de potassium, soufre et charbon de bois).

Matériaux combustibles

Résine acaroïde, dextrine, acide gallique, gomme arabique, bois, charbon de bois,
colophane, lactose, chlorure de polyvinyle (PVC), gomme laque, méthylcellulose,
sulfure d'antimoine, aluminium, magnésium, silicium, zinc,
phosphore, soufre.

Matières comburantes

Chlorate de potassium, chlorate de baryum, potassium, perchlorate, baryum
nitrate, nitrate de potassium, nitrate de sodium, nitrate de strontium, baryum
peroxyde, dioxyde de plomb, oxyde de chrome.

Matériaux teintés à la flamme

Carbonate de baryum (vert), cryolite (jaune), cuivre, ammonium
sulfate (bleu), oxalate de sodium (jaune), carbonate de cuivre (bleu),
acétate de cuivre arsénite (bleu), carbonate de strontium (rouge), strontium
oxalate (rouge). Les colorants sont utilisés pour produire de la fumée colorée,
et du chlorure d'ammonium pour produire de la fumée blanche.

Matériaux inertes

Tristéarate de glycéryle, paraffine, terre de diatomées, chaux, craie.

 

Après avoir été séchées, broyées et tamisées, les matières premières sont pesées et mélangées dans un bâtiment spécial. Autrefois, ils étaient toujours mélangés à la main, mais dans les usines modernes, des mélangeurs mécaniques sont souvent utilisés. Après mélange, les substances doivent être conservées dans des bâtiments de stockage spéciaux pour éviter les accumulations dans les locaux de travail. Seules les quantités nécessaires aux opérations de transformation proprement dites doivent être acheminées de ces bâtiments vers les ateliers.

Les étuis pour articles pyrotechniques peuvent être en papier, en carton, en matière synthétique ou en métal. La méthode d'emballage varie. Par exemple, pour la détonation, la composition est versée en vrac dans un boîtier et scellée, tandis que pour la propulsion, l'illumination, le cri ou le sifflement, elle est versée en vrac dans le boîtier puis compactée ou comprimée et scellée.

Le compactage ou la compression se faisait autrefois à coups de maillet sur un outil de « pose » en bois, mais cette méthode est rarement employée dans les installations modernes ; des presses hydrauliques ou des presses rotatives à losanges sont utilisées à la place. Les presses hydrauliques permettent de comprimer la composition simultanément dans plusieurs cas.

Les substances d'éclairage sont souvent façonnées lorsqu'elles sont mouillées pour former des étoiles, qui sont ensuite séchées et placées dans des étuis pour des fusées, des bombes, etc. Les substances fabriquées par voie humide doivent être bien séchées ou elles peuvent s'enflammer spontanément.

De nombreuses matières pyrotechniques étant difficilement inflammables lorsqu'elles sont comprimées, les articles pyrotechniques concernés sont pourvus d'un ingrédient intermédiaire ou d'amorçage pour assurer l'allumage ; le boîtier est alors scellé. L'article est enflammé de l'extérieur par une allumette, une mèche, un grattoir ou parfois par une amorce à percussion.

Dangers

Les dangers les plus importants en pyrotechnie sont clairement les incendies et les explosions. Du fait du petit nombre de machines impliquées, les risques mécaniques sont moins importants ; ils sont similaires à ceux d'autres industries.

La sensibilité de la plupart des substances pyrotechniques est telle qu'elles peuvent facilement s'enflammer sous forme libre par des coups, des frottements, des étincelles et la chaleur. Ils présentent des risques d'incendie et d'explosion et sont considérés comme des explosifs. De nombreuses substances pyrotechniques ont l'effet explosif des explosifs ordinaires et les travailleurs sont susceptibles de voir leurs vêtements ou leur corps brûlés par des nappes de flammes.

Lors du traitement des substances toxiques utilisées en pyrotechnie (par exemple, les composés de plomb et de baryum et l'arsénite d'acétate de cuivre), un risque pour la santé peut être présent par inhalation de la poussière lors de la pesée et du mélange.

Mesures de sécurité et de santé

Seules des personnes fiables devraient être employées dans la fabrication de substances pyrotechniques. Les jeunes de moins de 18 ans ne devraient pas être employés. Une instruction et une supervision appropriées des travailleurs sont nécessaires.

Avant d'entreprendre tout processus de fabrication, il est important de s'assurer de la sensibilité des matières pyrotechniques au frottement, à l'impact et à la chaleur, ainsi que de leur action explosive. La nature du processus de fabrication et les quantités admissibles dans les ateliers et les bâtiments de stockage et de séchage dépendront de ces propriétés.

Les précautions fondamentales suivantes doivent être prises lors de la fabrication des matières et objets pyrotechniques :

  • Les bâtiments de la partie non dangereuse de l'entreprise (bureaux, ateliers, réfectoires, etc.) doivent être situés à bonne distance de ceux des zones dangereuses.
  • Il devrait y avoir des bâtiments de fabrication, de traitement et de stockage séparés pour les différents procédés de fabrication dans les zones dangereuses et ces bâtiments devraient être situés à bonne distance l'un de l'autre.
  • Les bâtiments de traitement doivent être divisés en salles de travail séparées.
  • Les quantités de matières pyrotechniques dans les bâtiments de mélange, de traitement, de stockage et de séchage doivent être limitées.
  • Le nombre de travailleurs dans les différentes salles de travail doit être limité.

 

Les distances suivantes sont recommandées :

  • entre les bâtiments des zones dangereuses et ceux des zones non dangereuses, au moins 30 m
  • entre les différents bâtiments de traitement eux-mêmes, 15 m
  • entre les bâtiments de mélange, de séchage et de stockage et les autres bâtiments, 20 à 40 m selon les constructions et le nombre de travailleurs concernés
  • entre les différents bâtiments de mélange, de séchage et de stockage, 15 à 20 m.

 

Les distances entre les locaux de travail peuvent être réduites dans des circonstances favorables et si des murs de protection sont construits entre eux.

Des bâtiments séparés doivent être prévus pour les fonctions suivantes : stockage et préparation des matières premières, mélange, stockage des compositions, transformation (conditionnement, compactage ou compression), séchage, finition (collage, laquage, conditionnement, paraffine, etc.), séchage et stockage des articles finis et le stockage de la poudre noire.

Les matières premières suivantes doivent être stockées dans des locaux isolés : chlorates et perchlorates, perchlorate d'ammonium ; nitrates, peroxydes et autres substances oxydantes; métaux légers; substances combustibles; liquides inflammables; phosphore rouge; nitrocellulose. La nitrocellulose doit être maintenue humide. Les poudres métalliques doivent être protégées contre l'humidité, les huiles grasses et la graisse. Les oxydants doivent être stockés séparément des autres matériaux.

Conception des bâtiments

Pour le mélange, les bâtiments de type anti-explosion (trois murs résistants, un toit résistant et un mur anti-explosion en bâche plastique) sont les plus adaptés. Un mur de protection devant le mur anti-explosion est recommandé. Les salles de mélange pour substances contenant des chlorates ne doivent pas être utilisées pour des substances contenant des métaux ou du sulfure d'antimoine.

Pour le séchage, les bâtiments avec zone anti-explosion et les bâtiments recouverts de terre et munis d'un mur anti-explosion ont donné satisfaction. Ils doivent être entourés d'un talus. Dans les séchoirs, une température ambiante contrôlée de 50 ºC est conseillée.

Dans les bâtiments de traitement, il devrait y avoir des salles séparées pour : le remplissage ; comprimer ou compacter ; couper, « étouffer » et fermer les caisses ; laquage de substances pyrotechniques façonnées et comprimées; substances pyrotechniques d'amorçage; stockage de substances pyrotechniques et de produits intermédiaires ; emballage; et le stockage des substances emballées. Une rangée de bâtiments avec des zones d'évent d'explosion s'est avérée la meilleure solution. La résistance des parois intermédiaires doit être adaptée à la nature et à la quantité des substances manipulées.

Voici les règles de base pour les bâtiments dans lesquels des matériaux potentiellement explosifs sont utilisés ou présents :

  • Les bâtiments doivent être de plain-pied et sans sous-sol.
  • Les surfaces du toit doivent offrir une protection suffisante contre la propagation du feu.
  • Les murs des chambres doivent être lisses et lavables.
  • Les sols doivent avoir une surface plane et lisse sans espaces. Ils doivent être faits de matériaux souples tels que le xylolithe, l'asphalte exempt de sable et les matériaux synthétiques. Les planchers de bois ordinaires ne doivent pas être utilisés. Les sols des locaux dangereux doivent être conducteurs d'électricité et les travailleurs qui s'y trouvent doivent porter des chaussures à semelles conductrices d'électricité.
  • Les portes et les fenêtres de tous les bâtiments doivent s'ouvrir vers l'extérieur. Pendant les heures de travail, les portes ne doivent pas être verrouillées.
  • Le chauffage des bâtiments par des feux ouverts n'est pas autorisé. Pour le chauffage de bâtiments dangereux, seuls de l'eau chaude, de la vapeur à basse pression ou des systèmes électriques étanches à la poussière doivent être utilisés. Les radiateurs doivent être lisses et faciles à nettoyer de tous les côtés : les radiateurs à tuyaux à ailettes ne doivent pas être utilisés. Une température de 115 ºC est recommandée pour chauffer les surfaces et les tuyaux.
  • Les établis et les étagères doivent être en matériau résistant au feu ou en bois dur.
  • Les locaux de travail, de stockage et de séchage ainsi que leurs équipements doivent être régulièrement nettoyés par essuyage humide.
  • Les postes de travail, les entrées et les issues de secours doivent être aménagés de manière à permettre une évacuation rapide des pièces.
  • Dans la mesure du possible, les lieux de travail devraient être séparés par des murs de protection.
  • Les stocks nécessaires doivent être stockés en toute sécurité.
  • Tous les bâtiments doivent être équipés de paratonnerres.
  • Il est interdit de fumer, de flammes nues et de porter des allumettes et des briquets dans les locaux.

 

Matériel

Les presses mécaniques devraient être munies d'écrans ou de parois de protection afin qu'en cas d'incendie, les travailleurs ne soient pas mis en danger et que le feu ne puisse se propager aux lieux de travail voisins. Si de grandes quantités de matériaux sont manipulées, les presses doivent se trouver dans des pièces isolées et fonctionner de l'extérieur. Personne ne doit rester dans la salle de presse.

Les dispositifs d'extinction d'incendie doivent être fournis en quantité suffisante, signalés de manière apparente et contrôlés à intervalles réguliers. Ils doivent être adaptés à la nature des matériaux présents. Les extincteurs de classe D doivent être utilisés sur de la poudre métallique brûlante, et non sur de l'eau, de la mousse, des produits chimiques secs ou du dioxyde de carbone. Les douches, les couvertures en laine et les couvertures ignifuges sont recommandées pour éteindre les vêtements en feu.

Les personnes entrant en contact avec des substances pyrotechniques ou susceptibles d'être mises en danger par des nappes de flammes doivent porter des vêtements de protection appropriés résistant au feu et à la chaleur. Les vêtements doivent être dépoussiérés quotidiennement dans un endroit désigné à cet effet pour éliminer tout contaminant.

Des mesures devraient être prises dans l'entreprise pour fournir les premiers soins en cas d'accident.

Matériaux

Les déchets dangereux aux propriétés différentes doivent être collectés séparément. Les conteneurs à déchets doivent être vidés quotidiennement. Jusqu'à leur destruction, les déchets collectés doivent être conservés dans un endroit protégé à au moins 15 m de tout bâtiment. Les produits défectueux et les produits intermédiaires doivent en règle générale être traités comme des déchets. Ils ne doivent être retraités que si cela ne présente aucun risque.

Lorsque des matières nocives pour la santé sont traitées, il convient d'éviter tout contact direct avec elles. Les gaz, vapeurs et poussières nocifs doivent être évacués efficacement et en toute sécurité. Si les systèmes d'échappement sont inadéquats, un équipement de protection respiratoire doit être porté. Des vêtements de protection appropriés doivent être fournis.

 

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Samedi, Février 26 2011 18: 59

Processus de raffinage du pétrole

Profil général

Le raffinage du pétrole commence par la distillation, ou le fractionnement, des pétroles bruts en groupes d'hydrocarbures séparés. Les produits qui en résultent sont directement liés aux caractéristiques du pétrole brut traité. La plupart de ces produits de distillation sont ensuite convertis en produits plus utilisables en modifiant leurs structures physiques et moléculaires par le craquage, le reformage et d'autres processus de conversion. Ces produits sont ensuite soumis à divers procédés de traitement et de séparation, tels que l'extraction, l'hydrotraitement et l'adoucissement, afin de produire des produits finis. Alors que les raffineries les plus simples se limitent généralement à la distillation atmosphérique et sous vide, les raffineries intégrées intègrent le fractionnement, la conversion, le traitement et le mélange avec la fabrication de lubrifiants, de fiouls lourds et d'asphalte ; ils peuvent également inclure le traitement pétrochimique.

La première raffinerie, ouverte en 1861, produisait du kérosène par simple distillation atmosphérique. Ses sous-produits comprenaient du goudron et du naphta. On a rapidement découvert que des huiles lubrifiantes de haute qualité pouvaient être produites en distillant du pétrole sous vide. Cependant, pendant les 30 années suivantes, le kérosène était le produit le plus recherché par les consommateurs. Les deux événements les plus significatifs qui ont changé cette situation sont :

    • l'invention de la lumière électrique, qui a diminué la demande de kérosène
    • l'invention du moteur à combustion interne, qui a créé une demande de carburant diesel et d'essence (naphta).

     

    Avec l'avènement de la production de masse et la Première Guerre mondiale, le nombre de véhicules à essence a augmenté de façon spectaculaire et la demande d'essence a augmenté en conséquence. Cependant, seule une certaine quantité d'essence pouvait être obtenue à partir de pétrole brut par des procédés de distillation atmosphérique et sous vide. Le premier procédé de craquage thermique a été développé en 1913. Le craquage thermique a soumis les combustibles lourds à la fois à une pression et à une chaleur intense, brisant physiquement leurs grosses molécules en plus petites, produisant de l'essence et des distillats supplémentaires. Une forme sophistiquée de craquage thermique, la viscoréduction, a été développée à la fin des années 1930 pour produire des produits plus désirables et plus précieux.

    Au fur et à mesure que les moteurs à essence à compression plus élevée ont été développés, il y avait une demande pour une essence à indice d'octane plus élevé avec de meilleures caractéristiques antidétonantes. L'introduction des procédés de craquage catalytique et de polymérisation du milieu à la fin des années 1930 a répondu à cette demande en fournissant de meilleurs rendements en essence et des indices d'octane plus élevés. L'alkylation, un autre processus catalytique, a été développé au début des années 1940 pour produire plus d'essence d'aviation à indice d'octane élevé et de matières premières pétrochimiques, les matières premières, pour les explosifs et le caoutchouc synthétique. Par la suite, l'isomérisation catalytique a été développée pour convertir les hydrocarbures afin de produire des quantités accrues de charges d'alkylation.

    Après la Seconde Guerre mondiale, divers processus de reformage ont été introduits, améliorant la qualité et le rendement de l'essence et produisant des produits de meilleure qualité. Certaines d'entre elles impliquaient l'utilisation de catalyseurs et/ou d'hydrogène pour modifier les molécules et éliminer le soufre. Des catalyseurs améliorés et des méthodes de traitement telles que l'hydrocraquage et le reformage ont été développés tout au long des années 1960 pour augmenter les rendements en essence et améliorer les caractéristiques antidétonantes. Ces procédés catalytiques ont également produit des molécules à double liaison (alcènes), à la base de l'industrie pétrochimique moderne.

    Le nombre et les types de procédés différents utilisés dans les raffineries modernes dépendent principalement de la nature de la matière première brute et des besoins en produits finis. Les processus sont également affectés par des facteurs économiques, notamment les coûts du pétrole brut, la valeur des produits, la disponibilité des services publics et le transport. La chronologie de l'introduction des différents procédés est donnée dans le tableau 1.

    Tableau 1. Résumé de l'historique de la transformation du raffinage

    Année

    Nom du processus

    Objectif du processus

    Sous-produits de processus

    1862

    Distillation atmosphérique

    Produire du kérosène

    Naphta, goudron, etc.

    1870

    Distillation sous vide

    Lubrifiants (d'origine)
    Matières premières de craquage (années 1930)

    Asphalte résiduel
    Matières premières du cokeur

    1913

    Craquage thermique

    Augmenter l'essence

    Combustible de soute résiduel

    1916

    édulcorant

    Réduire le soufre et les odeurs

    Soufre

    1930

    Reformage thermique

    Améliorer l'indice d'octane

    Résiduel

    1932

    Hydrogénation

    Supprimer le soufre

    Soufre

    1932

    Coke

    Produire des stocks de base d'essence

    Coca

    1933

    Extraction par solvant

    Améliorer l'indice de viscosité du lubrifiant

    Aromatiques

    1935

    Déparaffinage au solvant

    Améliorer le point d'écoulement

    Cires

    1935

    Polymérisation catalytique

    Améliorer le rendement en essence et l'indice d'octane

    Matières premières pétrochimiques

    1937

    Craquage catalytique

    Essence à indice d'octane plus élevé

    Matières premières pétrochimiques

    1939

    Viscoréduction

    Réduire la viscosité

    Distillat accru, goudron

    1940

    Alkylation

    Augmenter l'indice d'octane et le rendement de l'essence

    Essence d'aviation à indice d'octane élevé

    1940

    Isomérisation

    Produire une matière première d'alkylation

    Naphte

    1942

    Craquage catalytique fluide

    Augmenter le rendement en essence et l'octane

    Matières premières pétrochimiques

    1950

    Désasphaltage

    Augmenter la matière première de craquage

    Asphalte

    1952

    Reformage catalytique

    Convertir du naphta de mauvaise qualité

    Aromatiques

    1954

    Hydrodésulfuration

    Supprimer le soufre

    Soufre

    1956

    Inhibiteur édulcorant

    Supprimer le mercaptan

    Disulfures

    1957

    Isomérisation catalytique

    Convertir en molécules à indice d'octane élevé

    Matières premières d'alkylation

    1960

    Hydrocraquage

    Améliorer la qualité et réduire le soufre

    Matières premières d'alkylation

    1974

    Déparaffinage catalytique

    Améliorer le point d'écoulement

    Cire

    1975

    Hydrocraquage résiduel

    Augmenter le rendement en essence à partir des résidus

    Résidus lourds

     

    Processus et opérations de raffinage de base

    Les processus et les opérations de raffinage du pétrole peuvent être classés dans les domaines de base suivants : séparation, conversion, traitement, formulation et mélange, opérations de raffinage auxiliaires et opérations de raffinage hors processus. Voir la figure 1 pour un organigramme simplifié.

    Figure 1. Diagramme de processus de raffinerie

    HUILE10F28

    Séparation. Le pétrole brut est séparé physiquement par fractionnement dans des tours de distillation atmosphérique et sous vide, en groupes de molécules d'hydrocarbures avec différentes gammes de point d'ébullition, appelées « fractions » ou « coupes ».

    Conversion. Les processus de conversion utilisés pour modifier la taille et/ou la structure des molécules d'hydrocarbures comprennent :

      • décomposition (division) par hydrocraquage, craquage thermique et catalytique, cokéfaction et viscoréduction
      • unification (combinaison) par alkylation et polymérisation
      • altération (réarrangement) avec isomérisation et reformage catalytique
      • traitement.

             

            Depuis le début du raffinage, diverses méthodes de traitement ont été utilisées pour éliminer les non-hydrocarbures, les impuretés et autres constituants qui nuisent aux propriétés de performance des produits finis ou réduisent l'efficacité des processus de conversion. Le traitement implique à la fois des réactions chimiques et une séparation physique, comme la dissolution, l'absorption ou la précipitation, en utilisant une variété et une combinaison de procédés. Les méthodes de traitement comprennent l'élimination ou la séparation des aromatiques et des naphtènes, ainsi que l'élimination des impuretés et des contaminants indésirables. Les composés édulcorants et les acides sont utilisés pour désulfurer le pétrole brut avant le traitement et pour traiter les produits pendant et après le traitement. D'autres méthodes de traitement comprennent le dessalage du brut, l'adoucissement chimique, le traitement à l'acide, la mise en contact avec l'argile, l'hydrodésulfuration, le raffinage au solvant, le lavage caustique, l'hydrotraitement, le séchage, l'extraction au solvant et le déparaffinage au solvant.

            Formulation et mélange est le processus de mélange et de combinaison de fractions d'hydrocarbures, d'additifs et d'autres composants pour produire des produits finis avec des propriétés de performance spécifiques souhaitées.

            Opérations auxiliaires de raffinage. D'autres opérations de raffinage qui sont nécessaires pour soutenir le traitement des hydrocarbures comprennent la récupération des fractions légères ; décapage à l'eau acide; traitement et refroidissement des déchets solides, des eaux usées et des eaux de procédé; production d'hydrogène; récupération de soufre; et le traitement des acides et des gaz résiduaires. D'autres fonctions de processus fournissent des catalyseurs, des réactifs, de la vapeur, de l'air, de l'azote, de l'oxygène, de l'hydrogène et des gaz combustibles.

            Installations hors processus de raffinerie. Toutes les raffineries disposent d'une multitude d'installations, de fonctions, d'équipements et de systèmes qui prennent en charge les opérations de traitement des hydrocarbures. Les opérations de soutien typiques sont la production de chaleur et d'électricité ; mouvement des produits ; réservoir de stockage ; Frais de port et de manutention; fusées éclairantes et systèmes de secours; fours et appareils de chauffage; alarmes et capteurs; et l'échantillonnage, les essais et l'inspection. Les installations et systèmes hors processus comprennent les systèmes de lutte contre les incendies, d'eau et de protection, les contrôles du bruit et de la pollution, les laboratoires, les salles de contrôle, les entrepôts, les installations de maintenance et administratives.

            Principaux produits du raffinage du pétrole brut

            Le raffinage du pétrole a évolué en permanence en réponse à l'évolution de la demande des consommateurs pour des produits meilleurs et différents. L'exigence initiale du processus était de produire du kérosène en tant que source de carburant moins chère et meilleure pour l'éclairage que l'huile de baleine. Le développement du moteur à combustion interne a conduit à la production de benzène, d'essence et de carburants diesel. L'évolution de l'avion a créé un besoin d'essence d'aviation à indice d'octane élevé et de carburéacteur, qui est une forme sophistiquée du produit de raffinerie d'origine, le kérosène. Les raffineries d'aujourd'hui produisent une variété de produits, dont beaucoup sont utilisés comme matières premières pour les procédés de craquage et la fabrication de lubrifiants, ainsi que pour l'industrie pétrochimique. Ces produits peuvent être largement classés en carburants, matières premières pétrochimiques, solvants, huiles de traitement, lubrifiants et produits spéciaux tels que la cire, l'asphalte et le coke. (Voir tableau 2.)

            Tableau 2. Principaux produits du raffinage du pétrole brut

            Gaz d'hydrocarbures

            Les usages

            Gaz liquéfiés

            Gaz de cuisine et industriel
            Gaz de carburant moteur
            Gaz éclairant
            Ammoniac
            Engrais synthétique
            Alcools
            Solvants et acétone
            Plastifiants
            Résines et fibres pour plastiques et textiles
            Peintures et vernis

            Matière première de l'industrie chimique

            Produits en caoutchouc

            Noir carbone

            Encres d'imprimerie
            Industrie du caoutchouc

            Distillats légers

            Naphtas légers

            Oléfines
            Solvants et diluants
            Solvants d'extraction
            Matières premières de l'industrie chimique

            Naphtas intermédiaires

            Essence aviation et moteur
            Solvants de nettoyage à sec

            Naphtas lourds

            Kérosène militaire
            Carburéacteur et kérosène
            Carburant pour tracteur

            Gazole

            Stock de fissuration
            Mazout et carburant diesel
            Combustible métallurgique
            Huile d'absorbeur - récupération du benzène et de l'essence

            Distillats lourds

            Huiles techniques

            Huiles textiles
            Huiles médicinales et cosmétiques
            Huile blanche - industrie alimentaire

            Huiles lubrifiantes

            Huiles de transformateur et de broche
            Moteurs et huiles moteur
            Huiles pour machines et compresseurs
            Huiles pour turbines et hydrauliques
            Huiles de transmission
            Huiles d'isolation d'équipements et de câbles
            Huiles pour essieux, engrenages et moteurs à vapeur
            Huiles de traitement, de coupe et de meulage des métaux
            Huiles de trempe et antirouille
            Huiles caloporteuses
            Graisses et composés lubrifiants
            Huiles d'encre d'imprimerie

            Paraffine

            Industrie du caoutchouc
            Produits pharmaceutiques et cosmétiques
            Industrie alimentaire et papetière
            Bougies et allumettes

            Les résidus

            vaseline

            La gelée de pétrole
            Cosmétiques
            Inhibiteurs de rouille et lubrifiants
            Composés de revêtement de câble

            Mazout résiduel

            Chaudière n°6 et mazout industriel

            Asphaltes

            Pavage d'asphalte
            Matériaux de toiture
            Lubrifiants asphaltiques
            Isolation et protection des fondations
            Produits en papier imperméables

            Sous-produits de raffinerie

            Coca

            Électrodes et carburant

            Sulfonates

            Emulsifiants

            acide sulfurique

            Engrais synthétique

            Soufre

            Produits chimiques

            Hydrogène

            Reformage d'hydrocarbures

             

            Un certain nombre de produits chimiques sont utilisés ou formés à la suite du traitement des hydrocarbures. Une brève description de ceux qui sont spécifiques et pertinents pour le raffinage suit :

            Le dioxyde de soufre

            Les gaz de combustion provenant de la combustion de combustibles à haute teneur en soufre contiennent généralement des niveaux élevés de dioxyde de soufre, qui est généralement éliminé par épuration à l'eau.

            Caustique

            Des caustiques sont ajoutés à l'eau de dessalement pour neutraliser les acides et réduire la corrosion. Des caustiques sont également ajoutés au brut dessalé afin de réduire la quantité de chlorures corrosifs dans les têtes de tour. Ils sont utilisés dans les processus de traitement des raffineries pour éliminer les contaminants des flux d'hydrocarbures.

            Oxydes d'azote et monoxyde de carbone

            Les gaz de combustion contiennent jusqu'à 200 ppm d'oxyde nitrique, qui réagit lentement avec l'oxygène pour former du dioxyde d'azote. L'oxyde nitrique n'est pas éliminé par épuration à l'eau et le dioxyde d'azote peut se dissoudre dans l'eau pour former de l'acide nitreux et nitrique. Les gaz de combustion ne contiennent normalement qu'une faible quantité de monoxyde de carbone, sauf si la combustion est anormale.

            Sulfure d'hydrogène

            Le sulfure d'hydrogène se trouve naturellement dans la plupart des pétroles bruts et se forme également lors du traitement par la décomposition de composés soufrés instables. Le sulfure d'hydrogène est un gaz extrêmement toxique, incolore, inflammable, plus lourd que l'air et soluble dans l'eau. Il a une odeur d'œuf pourri qui est perceptible à des concentrations bien inférieures à sa très faible limite d'exposition. On ne peut pas compter sur cette odeur pour fournir un avertissement adéquat car les sens sont presque immédiatement désensibilisés lors de l'exposition. Des détecteurs spéciaux sont nécessaires pour alerter les travailleurs de la présence de sulfure d'hydrogène, et une protection respiratoire appropriée doit être utilisée en présence du gaz. L'exposition à de faibles niveaux de sulfure d'hydrogène provoque des irritations, des étourdissements et des maux de tête, tandis qu'une exposition à des niveaux dépassant les limites prescrites provoque une dépression du système nerveux et éventuellement la mort.

            Eau acide

            L'eau acide est une eau de procédé qui contient du sulfure d'hydrogène, de l'ammoniac, des phénols, des hydrocarbures et des composés soufrés de faible poids moléculaire. L'eau acide est produite par entraînement à la vapeur des fractions d'hydrocarbures pendant la distillation, la régénération du catalyseur ou l'entraînement à la vapeur du sulfure d'hydrogène pendant l'hydrotraitement et l'hydrofinition. L'eau acide est également générée par l'ajout d'eau aux processus d'absorption du sulfure d'hydrogène et de l'ammoniac.

            Acide sulfurique et acide fluorhydrique

            L'acide sulfurique et l'acide fluorhydrique sont utilisés comme catalyseurs dans les procédés d'alkylation. L'acide sulfurique est également utilisé dans certains procédés de traitement.

            Catalyseurs solides

            Un certain nombre de catalyseurs solides différents sous de nombreuses formes et formes, des pastilles aux perles granulaires en passant par les poussières, constitués de divers matériaux et ayant diverses compositions, sont utilisés dans les procédés de raffinage. Les catalyseurs en pastilles extrudées sont utilisés dans les unités à lit mobile et fixe, tandis que les procédés à lit fluidisé utilisent des catalyseurs à particules fines et sphériques. Les catalyseurs utilisés dans les procédés d'élimination du soufre sont imprégnés de cobalt, de nickel ou de molybdène. Les unités de craquage utilisent des catalyseurs à fonction acide, tels que l'argile naturelle, la silice alumine et les zéolithes synthétiques. Les catalyseurs à fonction acide imprégnés de platine ou d'autres métaux nobles sont utilisés dans l'isomérisation et le reformage. Les catalyseurs usagés nécessitent une manipulation et une protection spéciales contre les expositions, car ils peuvent contenir des métaux, des huiles aromatiques, des composés aromatiques polycycliques cancérigènes ou d'autres matières dangereuses, et peuvent également être pyrophoriques.

            Combustibles

            Les principaux produits combustibles sont le gaz de pétrole liquéfié, l'essence, le kérosène, le carburéacteur, le carburant diesel et le mazout de chauffage et les mazouts résiduels.

            Gaz de pétrole liquéfié (GPL), qui se compose de mélanges d'hydrocarbures paraffiniques et oléfiniques tels que le propane et le butane, est produit pour être utilisé comme carburant, et est stocké et manipulé sous forme liquide sous pression. Le GPL a des points d'ébullition allant d'environ –74 °C à
            38 °C, est incolore et les vapeurs sont plus lourdes que l'air et extrêmement inflammables. Les qualités importantes du point de vue de la santé et de la sécurité au travail des GPL sont la pression de vapeur et le contrôle des contaminants.

            Essence. Le produit de raffinage le plus important est l'essence à moteur, un mélange de fractions d'hydrocarbures à point d'ébullition relativement bas, y compris le reformat, l'alkylat, le naphta aliphatique (naphta léger de distillation directe), le naphta aromatique (naphta de craquage thermique et catalytique) et les additifs. Les stocks de mélange d'essence ont des points d'ébullition allant de la température ambiante à environ 204 ° C et un point d'éclair inférieur à -40 ° C. Les qualités critiques de l'essence sont l'indice d'octane (antidétonant), la volatilité (démarrage et bouchon de vapeur) et la pression de vapeur (contrôle environnemental). Les additifs sont utilisés pour améliorer les performances de l'essence et fournir une protection contre l'oxydation et la formation de rouille. L'essence d'aviation est un produit à indice d'octane élevé, spécialement mélangé pour bien fonctionner à haute altitude.

            Le plomb tétraéthyle (TEL) et le plomb tétraméthyle (TML) sont des additifs pour essence qui améliorent les indices d'octane et les performances antidétonantes. Dans un effort pour réduire le plomb dans les émissions d'échappement des automobiles, ces additifs ne sont plus d'usage courant, sauf dans l'essence d'aviation.

            L'éther éthyltertiobutylique (ETBE), l'éther méthyltertiobutylique (MTBE), l'éther tertioamylméthylique (TAME) et d'autres composés oxygénés sont utilisés à la place du TEL et du TML pour améliorer les performances antidétonantes de l'essence sans plomb et réduire les émissions de monoxyde de carbone.

            Carburéacteur et kérosène. Le kérosène est un mélange de paraffines et de naphtènes contenant généralement moins de 20 % d'aromatiques. Il a un point d'éclair supérieur à 38 °C et une plage d'ébullition de 160 °C à 288 °C, et est utilisé pour l'éclairage, le chauffage, les solvants et le mélange dans le carburant diesel. Le carburéacteur est un produit de kérosène distillé moyen dont les qualités essentielles sont le point de congélation, le point d'éclair et le point de fumée. Le carburéacteur commercial a une plage d'ébullition d'environ 191 ° C à 274 ° C et le carburéacteur militaire de 55 ° C à 288 ° C.

            Combustibles distillés. Les carburants diesel et les huiles de chauffage domestiques sont des mélanges de couleur claire de paraffines, de naphtènes et d'aromatiques et peuvent contenir des quantités modérées d'oléfines. Les carburants distillés ont des points d'éclair supérieurs à 60 ° C et des plages d'ébullition d'environ 163 ° C à 371 ° C, et sont souvent hydrodésulfurés pour une stabilité améliorée. Les carburants distillés sont combustibles et lorsqu'ils sont chauffés, ils peuvent émettre des vapeurs qui peuvent former des mélanges inflammables avec l'air. Les qualités souhaitables requises pour les carburants distillés comprennent des points d'éclair et d'écoulement contrôlés, une combustion propre, aucune formation de dépôt dans les réservoirs de stockage et un indice de cétane de carburant diesel approprié pour un bon démarrage et une bonne combustion.

            Combustibles résiduels. De nombreux navires et installations commerciales et industrielles utilisent des combustibles résiduels ou des combinaisons de combustibles résiduels et de distillats pour l'électricité, la chaleur et le traitement. Les combustibles résiduels sont des mélanges liquides très visqueux de couleur foncée de grosses molécules d'hydrocarbures, avec des points d'éclair supérieurs à 121 °C et des points d'ébullition élevés. Les spécifications critiques pour les combustibles résiduels sont la viscosité et la faible teneur en soufre (pour le contrôle environnemental).

            Considérations relatives à la santé et à la sécurité

            Le principal danger pour la sécurité du GPL et de l'essence est le feu. La volatilité élevée et la haute inflammabilité des produits à point d'ébullition inférieur permettent aux vapeurs de s'évaporer facilement dans l'air et de former des mélanges inflammables qui peuvent facilement s'enflammer. Il s'agit d'un danger reconnu qui nécessite des précautions spécifiques de stockage, de confinement et de manipulation, ainsi que des mesures de sécurité pour s'assurer que les dégagements de vapeurs et les sources d'inflammation sont contrôlés afin qu'aucun incendie ne se produise. Les carburants moins volatils, tels que le kérosène et le carburant diesel, doivent être manipulés avec précaution pour éviter les déversements et une éventuelle inflammation, car leurs vapeurs sont également combustibles lorsqu'elles sont mélangées à l'air dans la plage d'inflammabilité. Lorsque vous travaillez dans des atmosphères contenant des vapeurs de carburant, les concentrations de vapeurs de produits hautement volatils et inflammables dans l'air sont souvent limitées à 10 % au maximum des limites inférieures d'inflammabilité (LIE) et les concentrations de vapeurs de produits moins volatils et combustibles à 20 % maximum. % LIE, selon les règlements applicables de l'entreprise et du gouvernement, afin de réduire le risque d'inflammation.

            Bien que les niveaux de vapeur d'essence dans les mélanges d'air soient généralement maintenus en dessous de 10 % de la LIE pour des raisons de sécurité, cette concentration est considérablement supérieure aux limites d'exposition à respecter pour des raisons de santé. Lorsqu'elles sont inhalées, de petites quantités de vapeur d'essence dans l'air, bien en dessous de la limite inférieure d'inflammabilité, peuvent provoquer une irritation, des maux de tête et des étourdissements, tandis que l'inhalation de concentrations plus importantes peut entraîner une perte de conscience et éventuellement la mort. Des effets à long terme sur la santé peuvent également être possibles. L'essence contient du benzène, par exemple, un cancérogène connu avec des limites d'exposition admissibles de seulement quelques parties par million. Par conséquent, même travailler dans des atmosphères de vapeur d'essence à des niveaux inférieurs à 10 % LIE nécessite des précautions d'hygiène industrielle appropriées, telles qu'une protection respiratoire ou une ventilation par aspiration locale.

            Dans le passé, de nombreuses essences contenaient des additifs antidétonants au plomb tétraéthyle ou tétraméthylalkyle, qui sont toxiques et présentent de sérieux risques d'absorption du plomb par contact avec la peau ou par inhalation. Les réservoirs ou récipients qui ont contenu de l'essence au plomb à tout moment pendant leur utilisation doivent être ventilés, nettoyés à fond, testés avec un dispositif de test spécial "plomb dans l'air" et certifiés sans plomb pour s'assurer que les travailleurs peuvent entrer sans utiliser eux-mêmes. équipement d'air respirable confiné ou fourni, même si les niveaux d'oxygène sont normaux et que les réservoirs contiennent maintenant de l'essence sans plomb ou d'autres produits.

            Les fractions pétrolières gazeuses et les produits pétroliers les plus volatils ont un léger effet anesthésique, généralement en rapport inverse avec le poids moléculaire. Les combustibles liquides à point d'ébullition inférieur, tels que l'essence et le kérosène, produisent une pneumonite chimique grave en cas d'inhalation et ne doivent pas être siphonnés par la bouche ou ingérés accidentellement. Des gaz et des vapeurs peuvent également être présents à des concentrations suffisamment élevées pour déplacer l'oxygène (dans l'air) en dessous des niveaux respiratoires normaux. Le maintien des concentrations de vapeur en dessous des limites d'exposition et des niveaux d'oxygène dans les plages de respiration normales est généralement réalisé par purge ou ventilation.

            Les distillats de craquage contiennent de petites quantités d'hydrocarbures aromatiques polycycliques cancérigènes (HAP); par conséquent, l'exposition doit être limitée. Une dermatite peut également se développer à la suite d'une exposition à l'essence, au kérosène et aux carburants distillés, car ils ont tendance à dégraisser la peau. La prévention est réalisée par l'utilisation d'équipements de protection individuelle, de crèmes barrières ou de contacts réduits et de bonnes pratiques d'hygiène, telles que le lavage à l'eau tiède et au savon au lieu de se laver les mains avec de l'essence, du kérosène ou des solvants. Certaines personnes ont une sensibilité cutanée aux colorants utilisés pour colorer l'essence et d'autres produits distillés.

            Les fiouls résiduels contiennent des traces de métaux et peuvent avoir entraîné du sulfure d'hydrogène, qui est extrêmement toxique. Les combustibles résiduels qui ont des stocks élevés de craquage bouillant au-dessus de 370 °C contiennent des HAP cancérigènes. L'exposition répétée aux carburants résiduels sans protection individuelle appropriée doit être évitée, en particulier lors de l'ouverture des réservoirs et des récipients, car du sulfure d'hydrogène gazeux peut être émis.

            Matières premières pétrochimiques

            De nombreux produits dérivés du raffinage du pétrole brut, tels que l'éthylène, le propylène et le butadiène, sont des hydrocarbures oléfiniques dérivés des processus de craquage de raffinerie et sont destinés à être utilisés dans l'industrie pétrochimique comme matières premières pour la production de plastiques, d'ammoniac, de caoutchouc synthétique, de glycol et de bientôt.

            Solvants pétroliers

            Une variété de composés purs, y compris le benzène, le toluène, le xylène, l'hexane et l'heptane, dont les points d'ébullition et la composition en hydrocarbures sont étroitement contrôlés, sont produits pour être utilisés comme solvants. Les solvants peuvent être classés comme aromatiques ou non aromatiques, selon leur composition. Leur utilisation comme diluants de peinture, liquides de nettoyage à sec, dégraissants, solvants industriels et pesticides, etc., est généralement déterminée par leurs points d'éclair, qui varient de bien en dessous de –18 °C à plus de 60 °C.

            Les dangers associés aux solvants sont similaires à ceux des carburants en ce sens que les solvants à point d'éclair inférieur sont inflammables et que leurs vapeurs, lorsqu'elles sont mélangées à l'air dans la plage d'inflammabilité, sont inflammables. Les solvants aromatiques auront généralement plus de toxicité que les solvants non aromatiques.

            Huiles de process

            Les huiles de traitement comprennent la plage d'ébullition élevée, les courants de distillation atmosphérique ou sous vide de distillation directe et celles qui sont produites par craquage catalytique ou thermique. Ces mélanges complexes, qui contiennent de grosses molécules d'hydrocarbures paraffiniques, naphténiques et aromatiques de plus de 15 atomes de carbone, sont utilisés comme charges pour le craquage ou la fabrication de lubrifiants. Les huiles de procédé ont des viscosités assez élevées, des points d'ébullition allant de 260 °C à 538 °C et des points d'éclair supérieurs à 121 °C.

            Les huiles de procédé sont irritantes pour la peau et contiennent de fortes concentrations de HAP ainsi que des composés soufrés, azotés et oxygénés. L'inhalation de vapeurs et de brouillards doit être évitée et l'exposition cutanée doit être contrôlée par l'utilisation d'une protection individuelle et de bonnes pratiques d'hygiène.

            Lubrifiants et graisses

            Les huiles de base lubrifiantes sont produites par des procédés de raffinage spéciaux pour répondre aux exigences spécifiques des consommateurs. Les huiles de base lubrifiantes sont des mélanges d'huiles paraffiniques, naphténiques et aromatiques de couleur claire à moyenne, peu volatils et de viscosité moyenne à élevée, avec des plages d'ébullition de 371 °C à 538 °C. Des additifs, tels que des désémulsifiants, des antioxydants et des améliorants de viscosité, sont mélangés aux huiles de base lubrifiantes pour fournir les caractéristiques requises pour les huiles moteur, les huiles hydrauliques et de turbine, les graisses industrielles, les lubrifiants, les huiles pour engrenages et les huiles de coupe. La qualité la plus critique pour le stock de base d'huile lubrifiante est un indice de viscosité élevé, permettant moins de changement de viscosité sous des températures variables. Cette caractéristique peut être présente dans la charge de pétrole brut ou obtenue grâce à l'utilisation d'additifs améliorant l'indice de viscosité. Des détergents sont ajoutés pour maintenir en suspension toute boue formée lors de l'utilisation de l'huile.

            Les graisses sont des mélanges d'huiles lubrifiantes et de savons métalliques, avec l'ajout de matériaux spéciaux tels que l'amiante, le graphite, le molybdène, les silicones et le talc pour fournir une isolation ou un pouvoir lubrifiant. Les huiles de coupe et de traitement des métaux sont des huiles lubrifiantes avec des additifs spéciaux tels que des additifs de chlore, de soufre et d'acides gras qui réagissent à la chaleur pour assurer la lubrification et la protection des outils de coupe. Des émulsifiants et des agents antibactériens sont ajoutés aux huiles de coupe solubles dans l'eau.

            Bien que les huiles lubrifiantes en elles-mêmes ne soient pas irritantes et aient peu de toxicité, des dangers peuvent être présentés par les additifs. Les utilisateurs doivent consulter les données de sécurité des matériaux du fournisseur pour déterminer les dangers d'additifs, de lubrifiants, d'huiles de coupe et de graisses spécifiques. Le principal danger des lubrifiants est la dermatite, qui peut généralement être maîtrisée par l'utilisation d'équipements de protection individuelle et de bonnes pratiques d'hygiène. À l'occasion, les travailleurs peuvent développer une sensibilité aux huiles de coupe ou aux lubrifiants, ce qui nécessitera une réaffectation à un poste sans contact. Il existe certaines préoccupations concernant l'exposition cancérigène aux brouillards d'huiles de coupe et de broche légères à base de naphténiques, qui peuvent être contrôlées par substitution, contrôles techniques ou protection individuelle. Les risques d'exposition à la graisse sont similaires à ceux de l'huile de lubrification, avec en plus tous les risques présentés par les matières grasses ou les additifs. La plupart de ces dangers sont traités ailleurs dans ce Encyclopédie.

            Produits speciaux

            Cire est utilisé pour protéger les produits alimentaires; dans les revêtements ; comme ingrédient dans d'autres produits tels que les cosmétiques et le cirage à chaussures et pour les bougies.

            Soufre est produit à la suite du raffinage du pétrole. Il est stocké soit sous forme de liquide chauffé et fondu dans des réservoirs fermés, soit sous forme solide dans des conteneurs ou à l'extérieur.

            Coca est du carbone presque pur, avec une variété d'utilisations allant des électrodes aux briquettes de charbon de bois, en fonction de ses caractéristiques physiques, qui résultent du processus de cokéfaction.

            Asphalte, qui est principalement utilisé pour le pavage des routes et les matériaux de couverture, doit être inerte à la plupart des produits chimiques et des conditions météorologiques.

            Les cires et les asphaltes sont solides à température ambiante et des températures plus élevées sont nécessaires pour le stockage, la manipulation et le transport, avec le risque de brûlure qui en résulte. La cire de pétrole est tellement raffinée qu'elle ne présente généralement aucun danger. Le contact de la peau avec de la cire peut entraîner le colmatage des pores, ce qui peut être contrôlé par des pratiques d'hygiène appropriées. L'exposition au sulfure d'hydrogène lorsque les réservoirs d'asphalte et de soufre fondu sont ouverts peut être contrôlée par l'utilisation de contrôles techniques appropriés ou d'une protection respiratoire. Le soufre est également facilement inflammable à des températures élevées. L'asphalte est discuté ailleurs dans le Encyclopédie.

            Procédés de raffinage du pétrole

            Le raffinage des hydrocarbures est l'utilisation de produits chimiques, de catalyseurs, de chaleur et de pression pour séparer et combiner les types de base de molécules d'hydrocarbures naturellement présentes dans le pétrole brut en groupes de molécules similaires. Le processus de raffinage réorganise également les structures et les schémas de liaison des molécules de base en molécules et composés d'hydrocarbures différents et plus souhaitables. Le type d'hydrocarbure (paraffinique, naphténique ou aromatique) plutôt que les composés chimiques spécifiques présents, est le facteur le plus important dans le processus de raffinage.

            Dans toute la raffinerie, des procédures d'exploitation, des pratiques de travail sécuritaires et l'utilisation de vêtements et d'équipements de protection individuelle appropriés, y compris une protection respiratoire approuvée, sont nécessaires pour les expositions au feu, aux produits chimiques, aux particules, à la chaleur et au bruit et pendant les opérations de traitement, l'échantillonnage, l'inspection, la rotation et activités d'entretien. Comme la plupart des processus de raffinage sont continus et que les flux de processus sont contenus dans des cuves et des tuyauteries fermées, le potentiel d'exposition est limité. Cependant, le potentiel d'incendie existe car même si les opérations de raffinage sont des processus fermés, si une fuite ou un rejet de liquide, de vapeur ou de gaz d'hydrocarbures se produit, les réchauffeurs, les fours et les échangeurs de chaleur dans les unités de traitement sont des sources d'inflammation.

            Prétraitement du pétrole brut

            Dessalage

            Le pétrole brut contient souvent de l'eau, des sels inorganiques, des solides en suspension et des métaux traces solubles dans l'eau. La première étape du processus de raffinage consiste à éliminer ces contaminants par dessalage (déshydratation) afin de réduire la corrosion, le colmatage et l'encrassement des équipements et d'empêcher l'empoisonnement des catalyseurs dans les unités de traitement. Le dessalage chimique, la séparation électrostatique et le filtrage sont trois méthodes typiques de dessalement du pétrole brut. Dans le dessalement chimique, de l'eau et des tensioactifs chimiques (désémulsifiants) sont ajoutés au pétrole brut, chauffés de manière à ce que les sels et autres impuretés se dissolvent dans l'eau ou s'y fixent, puis sont conservés dans un réservoir où ils se déposent. Le dessalage électrique applique des charges électrostatiques à haute tension afin de concentrer les globules d'eau en suspension dans la partie inférieure du décanteur. Les tensioactifs ne sont ajoutés que lorsque le pétrole brut contient une grande quantité de solides en suspension. Un troisième processus, moins courant, consiste à filtrer le pétrole brut chauffé en utilisant de la terre de diatomées comme milieu de filtration.

            Dans le dessalage chimique et électrostatique, la matière première brute est chauffée entre 66 °C et 177 °C, pour réduire la viscosité et la tension superficielle afin de faciliter le mélange et la séparation de l'eau. La température est limitée par la pression de vapeur de la charge de pétrole brut. Les deux méthodes de dessalage sont continues. De la soude caustique ou de l'acide peut être ajouté pour ajuster le pH du lavage à l'eau, et de l'ammoniac peut être ajouté pour réduire la corrosion. Les eaux usées, ainsi que les contaminants, sont évacués du fond du bassin de décantation vers l'installation de traitement des eaux usées. Le pétrole brut dessalé est soutiré en continu au sommet des décanteurs et envoyé dans une tour de distillation atmosphérique du brut (fractionnement). (Voir figure 2.)

            Figure 2. Processus de dessalement (prétraitement)

            HUILE010F1

            Un dessalage inadéquat provoque l'encrassement des tubes chauffants et des échangeurs de chaleur dans toutes les unités de traitement de la raffinerie, limitant le flux de produit et le transfert de chaleur, et entraînant des pannes dues à des pressions et des températures accrues. Une surpression de l'unité de dessalage entraînera une panne.

            La corrosion, qui se produit en raison de la présence de sulfure d'hydrogène, de chlorure d'hydrogène, d'acides naphténiques (organiques) et d'autres contaminants dans le pétrole brut, provoque également une défaillance de l'équipement. La corrosion se produit lorsque des sels neutralisés (chlorures et sulfures d'ammonium) sont humidifiés par de l'eau condensée. Étant donné que le dessalage est un processus fermé, il y a peu de risque d'exposition au pétrole brut ou aux produits chimiques de traitement, à moins qu'une fuite ou un rejet ne se produise. Un incendie peut survenir à la suite d'une fuite dans les réchauffeurs, ce qui permet une libération de composants à bas point d'ébullition du pétrole brut.

            Il existe un risque d'exposition à l'ammoniac, aux désémulsifiants chimiques secs, aux caustiques et/ou aux acides pendant le dessalage. Lorsque des températures de fonctionnement élevées sont utilisées lors du dessalage de pétroles bruts acides, du sulfure d'hydrogène sera présent. Selon la matière première brute et les produits chimiques de traitement utilisés, les eaux usées contiendront des quantités variables de chlorures, de sulfures, de bicarbonates, d'ammoniac, d'hydrocarbures, de phénol et de solides en suspension. Si la terre de diatomées est utilisée dans la filtration, les expositions doivent être minimisées ou contrôlées car la terre de diatomées peut contenir de la silice avec une taille de particules très fine, ce qui en fait un danger respiratoire potentiel.

            Procédés de séparation du pétrole brut

            La première étape du raffinage du pétrole est le fractionnement du pétrole brut dans des tours de distillation atmosphérique et sous vide. Le pétrole brut chauffé est séparé physiquement en diverses fractions, ou coupes de distillation directe, différenciées par des plages de points d'ébullition spécifiques et classées, par ordre de volatilité décroissante, en gaz, distillats légers, distillats moyens, gazoles et résidus. Le fractionnement fonctionne parce que la gradation de température du bas vers le haut de la tour de distillation provoque la condensation des composants à point d'ébullition supérieur en premier, tandis que les fractions à point d'ébullition inférieur montent plus haut dans la tour avant de se condenser. Dans la tour, les vapeurs montantes et les liquides descendants (reflux) se mélangent à des niveaux où ils ont des compositions en équilibre les uns avec les autres. Des bacs spéciaux sont situés à ces niveaux (ou étages) qui prélèvent une fraction du liquide qui se condense à chaque niveau. Dans une unité de brut typique à deux étages, la tour atmosphérique, produisant des fractions légères et du distillat, est immédiatement suivie d'une tour sous vide qui traite les résidus atmosphériques. Après distillation, seuls quelques hydrocarbures peuvent être utilisés comme produits finis sans autre transformation.

            Distillation atmosphérique

            Dans les tours de distillation atmosphérique, la charge brute dessalée est préchauffée à l'aide de la chaleur de procédé récupérée. Il s'écoule ensuite vers un réchauffeur de charge brute à chauffage direct, où il est introduit dans la colonne de distillation verticale juste au-dessus du fond à des pressions légèrement supérieures à l'atmosphère et à des températures de 343 ° C à 371 ° C, pour éviter un craquage thermique indésirable à des températures plus élevées. . Les fractions plus légères (point d'ébullition inférieur) se diffusent dans la partie supérieure de la tour, et sont continuellement aspirées et dirigées vers d'autres unités pour un traitement, un traitement, un mélange et une distribution ultérieurs.

            Les fractions ayant les points d'ébullition les plus bas, telles que le gaz combustible et le naphta léger, sont évacuées du haut de la tour par une ligne aérienne sous forme de vapeurs. Le naphta, ou essence de distillation directe, est extrait de la partie supérieure de la tour sous forme de courant de tête. Ces produits sont utilisés comme matières premières pour la pétrochimie et les reformeurs, les mélanges d'essence, les solvants et les GPL.

            Les fractions à plage d'ébullition intermédiaire, y compris le gazole, le naphta lourd et les distillats, sont retirées de la section médiane de la tour en tant que courants latéraux. Ceux-ci sont envoyés aux opérations de finition pour être utilisés comme kérosène, carburant diesel, mazout, carburéacteur, charge d'alimentation de craqueur catalytique et charges de mélange. Certaines de ces fractions liquides sont débarrassées de leurs fractions plus légères, qui sont renvoyées vers la tour sous forme de flux de reflux descendants.

            Les fractions plus lourdes et à point d'ébullition plus élevé (appelées résidus, résidus ou brut de tête) qui se condensent ou restent au bas de la tour, sont utilisées pour le mazout, la fabrication de bitume ou la charge d'alimentation de craquage, ou sont dirigées vers un réchauffeur et dans le tour de distillation sous vide pour un fractionnement ultérieur. (Voir figure 3 et figure 4.)

            Figure 3. Processus de distillation atmosphérique

            HUILE010F4

            Figure 4. Schéma du processus de distillation atmosphérique

            HUILE10F24

            Distillation sous vide

            Les tours de distillation sous vide fournissent la pression réduite nécessaire pour empêcher le craquage thermique lors de la distillation du résidu, ou du brut étêté, de la tour atmosphérique à des températures plus élevées. Les conceptions internes de certaines tours à vide sont différentes des tours atmosphériques en ce sens que des tampons d'emballage et de désembuage aléatoires sont utilisés à la place des plateaux. Des tours de plus grand diamètre peuvent également être utilisées pour maintenir des vitesses plus faibles. Une tour à vide typique de première phase peut produire des gazoles, des huiles de base lubrifiantes et des résidus lourds pour le désasphaltage du propane. Une tour de deuxième phase, fonctionnant à un vide plus faible, distille le résidu excédentaire de la tour atmosphérique qui n'est pas utilisé pour le traitement de la pâte de lubrifiant, et le résidu excédentaire de la première tour à vide non utilisé pour le désasphaltage.

            Les tours à vide sont généralement utilisées pour séparer les charges d'alimentation des craqueurs catalytiques des résidus excédentaires. Les fonds de tour sous vide peuvent également être envoyés vers un cokeur, utilisés comme lubrifiant ou charge d'asphalte ou désulfurés et mélangés à du fioul à faible teneur en soufre. (Voir figure 5 et figure 6.)

            Figure 5. Processus de distillation sous vide

            HUILE010F5

            Figure 6. Schéma du processus de distillation sous vide

            HUILE10F25

            Colonnes de distillation

            Dans les raffineries, il existe de nombreuses autres tours de distillation plus petites, appelées colonnes, conçues pour séparer des produits spécifiques et uniques, qui fonctionnent toutes sur les mêmes principes que les tours atmosphériques. Par exemple, un dépropaniseur est une petite colonne conçue pour séparer le propane de l'isobutane et des composants plus lourds. Une autre colonne plus grande est utilisée pour séparer l'éthylbenzène et le xylène. Les petites tours de « barbotage », appelées strippers, utilisent de la vapeur pour éliminer les traces de produits légers (essence) des flux de produits plus lourds.

            Les températures de contrôle, les pressions et le reflux doivent être maintenus dans les paramètres de fonctionnement pour empêcher le craquage thermique de se produire dans les tours de distillation. Des systèmes de décharge sont fournis car des variations de pression, de température ou de niveaux de liquide peuvent se produire en cas de défaillance des dispositifs de contrôle automatique. Les opérations sont surveillées afin d'empêcher le brut d'entrer dans la charge du reformeur. Les charges d'alimentation brutes peuvent contenir des quantités appréciables d'eau en suspension qui se séparent lors du démarrage et, avec l'eau restant dans la tour à la suite de la purge à la vapeur, se déposent au fond de la tour. Cette eau peut chauffer jusqu'au point d'ébullition et créer une explosion de vaporisation instantanée au contact de l'huile dans l'unité.

            L'échangeur de préchauffage, le four de préchauffage et l'échangeur de fond, la tour atmosphérique et le four à vide, la tour à vide et la tête sont sensibles à la corrosion due à l'acide chlorhydrique (HCl), au sulfure d'hydrogène (H2S), eau, composés soufrés et acides organiques. Lors du traitement de bruts acides, une corrosion sévère peut se produire dans les tours atmosphériques et à vide où les températures du métal dépassent 232 °C, ainsi que dans les tubes du four. H humide2S provoquera également des fissures dans l'acier. Lors du traitement de bruts riches en azote, des oxydes d'azote, qui sont corrosifs pour l'acier lorsqu'ils sont refroidis à basse température en présence d'eau, se forment dans les fumées des fours.

            Les produits chimiques sont utilisés pour contrôler la corrosion par l'acide chlorhydrique produit dans les unités de distillation. De l'ammoniac peut être injecté dans le courant de tête avant la condensation initiale, et/ou une solution alcaline peut être soigneusement injectée dans la charge de pétrole brut chaud. Si une quantité suffisante d'eau de lavage n'est pas injectée, des dépôts de chlorure d'ammonium peuvent se former, provoquant une corrosion importante.

            La distillation atmosphérique et sous vide sont des processus fermés et les expositions sont minimes. Lorsque des bruts acides (à haute teneur en soufre) sont traités, il peut y avoir une exposition potentielle au sulfure d'hydrogène dans l'échangeur de préchauffage et le four, la zone de flash de la tour et le système aérien, le four sous vide et la tour, et l'échangeur de fond. Les pétroles bruts et les produits de distillation contiennent tous des composés aromatiques à haut point d'ébullition, y compris des HAP cancérigènes. Une exposition à court terme à des concentrations élevées de vapeur de naphta peut entraîner des maux de tête, des nausées et des étourdissements, et une exposition à long terme peut entraîner une perte de conscience. Le benzène est présent dans les naphtas aromatiques et l'exposition doit être limitée. La tête du déshexaniseur peut contenir de grandes quantités d'hexane normal, ce qui peut affecter le système nerveux. Du chlorure d'hydrogène peut être présent dans l'échangeur de préchauffage, les zones de tête de tour et les têtes. Les eaux usées peuvent contenir des sulfures solubles dans l'eau à des concentrations élevées et d'autres composés solubles dans l'eau, tels que l'ammoniac, les chlorures, le phénol et le mercaptan, selon la matière première brute et les produits chimiques de traitement.

            Procédés de conversion du pétrole brut

            Les processus de conversion, tels que le craquage, la combinaison et le réarrangement, modifient la taille et la structure des molécules d'hydrocarbures afin de convertir les fractions en produits plus souhaitables. (Voir tableau 3.)

            Tableau 3. Aperçu des procédés de raffinage du pétrole

            Nom du processus

            Action

            Method

            L’objectif

            Matières premières

            Produits

            Processus de fractionnement

            Distillation atmosphérique

            Séparation

            Thermique

            Fractions séparées

            Pétrole brut dessalé

            Gaz, gasoil, distillat, résiduel

            Distillation sous vide

            Séparation

            Thermique

            Séparer sans craquer

            Résiduel atmosphérique de la tour

            Gasoil, lubrifiant, résiduel

            Processus de conversion—Décomposition

            Craquage catalytique

            Altération

            Catalytique

            Améliorer l'essence

            Gazole, distillat de coke

            Essence, matières premières pétrochimiques

            Coke

            Polymérisation

            Thermique

            Convertir les résidus de vide

            Résiduel, huile lourde, goudron

            Naphta, gazole, coke

            Hydrocraquage

            Hydrogénation

            Catalytique

            Convertir en hydrocarbures plus légers

            Gazole, huile de craquage, résidus

            Des produits plus légers et de meilleure qualité

            Reformage à la vapeur d'hydrogène

            Décomposition

            Thermique/catalytique

            Produire de l'hydrogène

            Gaz désulfuré, O2 ,vapeur

            Hydrogène, CO, CO2

            Craquage à la vapeur

            Décomposition

            Thermique

            Craquer les grosses molécules

            Combustible lourd/distillat de la tour atmosphérique

            Naphta de craquage, coke, résidus

            Viscoréduction

            Décomposition

            Thermique

            Réduire la viscosité

            Résiduel atmosphérique de la tour

            Distillat, voiture

            Processus de conversion—Unification

            Alkylation

            La combinaison

            Catalytique

            Unir les oléfines et les isoparaffines

            Tour isobutane/cracker oléfine

            Iso-octane (alkylat)

            Mélange de graisse

            La combinaison

            Thermique

            Combiner savons et huiles

            Huile lubrifiante, acide catty, alkymetal

            Graisse lubrifiante

            Polymérisation

            Polymérisation

            Catalytique

            Unir deux ou plusieurs oléfines

            Oléfines craquelées

            Naphta à indice d'octane élevé, stocks pétrochimiques

            Processus de conversion—Modification/réarrangement

            Reformage catalytique

            Altération/
            déshydrogénation

            Catalytique

            Améliorer le naphta à faible indice d'octane

            Naphta de cokéfaction/hydrocraquage

            Réformat à indice d'octane élevé/aromatique

            Isomérisation

            Réarrangement

            Catalytique

            Convertir une chaîne droite en branche

            Butane, centane, céxane

            Isobutane/pentane/hexane

            Processus de traitement

            Traitement aux amines

            Traitement

            Absorption

            Éliminer les contaminants acides

            Gaz acides, cyclocarbures avec CO2 et H2S

            Gaz sans acide et hydrocarbures liquides

            Dessalement (prétraitement)

            Déshydration

            Absorption

            Éliminer les contaminants

            Huile brute

            Pétrole brut dessalé

            Séchage et adoucissement

            Traitement

            Absorption/thermique

            Supprimer H2O et composés soufrés

            Hydrocarbure liquide, GPL, charge alkylée

            Hydrocarbures doux et secs

            Extraction de furfural

            Extraction par solvant

            Absorption

            Améliorer le distillat intermédiaire et les lubrifiants

            Huiles de cycle et matières premières lubrifiantes

            Diesel et huile de lubrification de haute qualité

            Hydrodésulfuration

            Traitement

            Catalytique

            Enlever le soufre, les contaminants

            Gasoil/résidus à haute teneur en soufre

            Oléfines désulfurées

            Hydrotraitement

            Hydrogénation

            Catalytique

            Éliminer les impuretés/ saturer les hydrocarbures

            Résidus, hydrocarbures craqués

            Cracker feed, cistillé, lubrifiant

            Extraction de phénol

            Extraction par solvant

            Absorption/thermique

            Améliorer l'indice de viscosité du lubrifiant, la couleur

            Huiles de base pour lubrifiants

            Huiles lubrifiantes de haute qualité

            Désasphaltage au solvant

            Traitement

            Absorption

            Enlever l'asphalte

            Tour à vide résiduel, cropane

            Huile lubrifiante lourde, csphalte

            Déparaffinage au solvant

            Traitement

            Refroidir/filtrer

            Enlever la cire des stocks de lubrifiant

            Huiles lubrifiantes pour tours à vide

            Huile de base lubrifiante déparaffinée

            Extraction par solvant

            Extraction par solvant

            Absorption/
            précipitation

            Séparer les aromatiques insaturés

            Gasoil, céformate, cistillé

            Essence à indice d'octane élevé

            édulcorant

            Traitement

            Catalytique

            Supprimer H2S, convertir mercaptan

            Distillat/essence non traité

            Distillat/essence de haute qualité

             

            Un certain nombre de molécules d'hydrocarbures que l'on ne trouve normalement pas dans le pétrole brut mais qui sont importantes pour le processus de raffinage sont créées à la suite de la conversion. Les oléfines (alcènes, dioléfines et alcynes) sont des molécules d'hydrocarbures insaturés de type chaîne ou cycle avec au moins une double liaison. Ils sont généralement formés par craquage thermique et catalytique et sont rarement présents à l'état naturel dans le pétrole brut non traité.

            Alcènes sont des molécules à chaîne droite de formule CnHn contenant au moins une liaison double (insaturée) dans la chaîne. La molécule d'alcène la plus simple est la mono-oléfine éthylène, avec deux atomes de carbone, reliés par une double liaison, et quatre atomes d'hydrogène. Les di-oléfines (contenant deux doubles liaisons), telles que le 1,2-butadiène et le 1,3-butadiène, et les alcynes (contenant une triple liaison), tels que l'acétylène, se produisent en C5 et les fractions plus légères issues du craquage. Les oléfines sont plus réactives que les paraffines ou les naphtènes et se combinent facilement avec d'autres éléments tels que l'hydrogène, le chlore et le brome.

            Processus de craquage

            Après la distillation, des processus de raffinage ultérieurs sont utilisés pour modifier les structures moléculaires des fractions afin de créer des produits plus désirables. L'un de ces processus, le craquage, casse (ou fissure) des fractions pétrolières plus lourdes et à point d'ébullition plus élevé en produits plus précieux tels que les hydrocarbures gazeux, les mélanges d'essence, le gazole et le mazout. Au cours du processus, certaines des molécules se combinent (polymérisent) pour former des molécules plus grosses. Les principaux types de craquage sont le craquage thermique, le craquage catalytique et l'hydrocraquage.

            Procédés de craquage thermique

            Les procédés de craquage thermique, développés en 1913, chauffent les carburants distillés et les huiles lourdes sous pression dans de grands fûts jusqu'à ce qu'ils se fissurent (se divisent) en molécules plus petites avec de meilleures caractéristiques antidétonantes. Cette première méthode, qui produisait de grandes quantités de coke solide indésirable, a évolué vers des procédés modernes de craquage thermique, notamment la viscoréduction, le vapocraquage et la cokéfaction.

            Viscoréduction

            La viscoréduction est une forme douce de craquage thermique qui réduit le point d'écoulement des résidus cireux et abaisse considérablement la viscosité de la charge sans affecter sa plage de point d'ébullition. Le résidu de la tour de distillation atmosphérique est légèrement craqué dans un réchauffeur à pression atmosphérique. Il est ensuite trempé avec du gasoil froid pour contrôler le surcraquage, et flashé dans une tour de distillation. Le goudron de résidu de craquage thermique, qui s'accumule dans le fond de la tour de fractionnement, est détendu sous vide dans un strippeur et le distillat est recyclé. (Voir figure 7.)

            Figure 7. Processus de viscoréduction

            HUILE010F6

            Craquage à la vapeur

            Le craquage à la vapeur produit des oléfines par craquage thermique de charges d'alimentation de grosses molécules d'hydrocarbures à des pressions légèrement supérieures à la pression atmosphérique et à des températures très élevées. Les résidus du vapocraquage sont mélangés aux combustibles lourds. Le naphta produit à partir du vapocraquage contient généralement du benzène, qui est extrait avant l'hydrotraitement.

            Coke

            La cokéfaction est une forme sévère de craquage thermique utilisée pour obtenir de l'essence de distillation directe (naphta de cokéfaction) et diverses fractions de distillats moyens utilisées comme charges de craquage catalytique. Ce processus réduit si complètement l'hydrogène de la molécule d'hydrocarbure que le résidu est une forme de carbone presque pur appelé du Coca. Les deux procédés de cokéfaction les plus courants sont la cokéfaction retardée et la cokéfaction continue (contact ou fluide) qui, en fonction du mécanisme de réaction, du temps, de la température et de la matière première brute, produisent trois types de coke : coke éponge, nid d'abeilles et aiguille. (Voir figure 8.)

            Figure 8. Processus de cokéfaction

            HUILE010F7

              • Cokéfaction retardée. Dans la cokéfaction retardée, la charge d'alimentation est d'abord chargée dans un fractionneur pour séparer les hydrocarbures plus légers, puis combinée avec de l'huile de recyclage lourde. La charge d'alimentation lourde est introduite dans le four de cokéfaction et chauffée à des températures élevées à basse pression pour empêcher une cokéfaction prématurée dans les tubes de chauffage, produisant une vaporisation partielle et une légère fissuration. Le mélange liquide/vapeur est pompé du réchauffeur vers un ou plusieurs tambours de cokéfaction, où le matériau chaud est maintenu environ 24 heures (retardé) à basse pression jusqu'à ce qu'il se fissure en produits plus légers. Une fois que le coke atteint un niveau prédéterminé dans un tambour, le flux est dévié vers un autre tambour pour maintenir un fonctionnement continu. La vapeur des fûts est renvoyée au fractionneur pour séparer le gaz, le naphta et les gazoles et pour recycler les hydrocarbures plus lourds à travers le four. Le tambour plein est traité à la vapeur pour éliminer les hydrocarbures non craqués, refroidi par injection d'eau et décoké mécaniquement par une tarière remontant du fond du tambour, ou hydrauliquement en fracturant le lit de coke avec de l'eau à haute pression éjectée d'un couteau rotatif.
              • Cokéfaction continue. La cokéfaction continue (contact ou fluide) est un procédé à lit mobile qui fonctionne à des pressions plus basses et à des températures plus élevées que la cokéfaction retardée. Dans la cokéfaction continue, le craquage thermique se produit en utilisant la chaleur transférée des particules de coke recyclées chaudes à la charge d'alimentation dans un mélangeur radial, appelé un réacteur. Les gaz et les vapeurs sont extraits du réacteur, trempés pour arrêter la réaction ultérieure et fractionnés. Le coke ayant réagi entre dans un ballon tampon et est soulevé vers un alimentateur et un classificateur où les plus grosses particules de coke sont éliminées. Le coke restant est déposé dans le préchauffeur du réacteur pour être recyclé avec la charge d'alimentation. Le processus est automatique en ce qu'il y a un flux continu de coke et de charge d'alimentation, et la cokéfaction se produit à la fois dans le réacteur et dans le ballon tampon.

                 

                Considérations relatives à la santé et à la sécurité

                En cokéfaction, le contrôle de la température doit être maintenu dans une plage étroite, car des températures élevées produiront du coke qui est trop difficile à découper du tambour. A l'inverse, des températures trop basses donneront un coulis à haute teneur en asphalte. Si les températures de cokéfaction deviennent incontrôlables, une réaction exothermique pourrait se produire.

                Lors du craquage thermique lorsque des bruts acides sont traités, la corrosion peut se produire lorsque les températures du métal se situent entre 232 °C et 482 °C. Il semble que le coke forme une couche protectrice sur le métal au-dessus de 482 °C. Cependant, la corrosion du sulfure d'hydrogène se produit lorsque les températures ne sont pas correctement contrôlées au-dessus de 482 °C. La partie inférieure de la tour, les échangeurs haute température, le four et les tambours de trempage sont sujets à la corrosion. Les changements thermiques continus font gonfler et fissurer les coques des fûts de coke.

                L'injection d'eau ou de vapeur est utilisée pour empêcher l'accumulation de coke dans les tubes du four de cokéfaction retardée. L'eau doit être complètement vidangée du cokeur, afin de ne pas provoquer d'explosion lors de la recharge en coke chaud. En cas d'urgence, d'autres moyens d'évacuation depuis la plate-forme de travail au-dessus des barils de coke sont nécessaires.

                Des brûlures peuvent survenir lors de la manipulation du coke chaud, de la vapeur en cas de fuite de la conduite de vapeur, ou de l'eau chaude, du coke chaud ou du lisier chaud qui peut être expulsé lors de l'ouverture des cokeurs. Il existe un potentiel d'exposition aux naphtas aromatiques contenant du benzène, du sulfure d'hydrogène et des gaz de monoxyde de carbone, ainsi qu'à des traces de HAP cancérigènes associés aux opérations de cokéfaction. L'eau acide usée peut être très alcaline et contenir de l'huile, des sulfures, de l'ammoniac et du phénol. Lorsque le coke est déplacé sous forme de bouillie, un appauvrissement en oxygène peut se produire dans des espaces confinés tels que des silos de stockage, car le carbone humide adsorbe l'oxygène.

                Procédés de craquage catalytique

                Le craquage catalytique décompose les hydrocarbures complexes en molécules plus simples afin d'augmenter la qualité et la quantité de produits plus légers et plus désirables et de diminuer la quantité de résidus. Les hydrocarbures lourds sont exposés à haute température et basse pression à des catalyseurs qui favorisent les réactions chimiques. Ce processus réorganise la structure moléculaire, convertissant les charges d'hydrocarbures lourds en fractions plus légères telles que le kérosène, l'essence, le GPL, le mazout et les charges pétrochimiques (voir figure 9 et figure 10). Le choix d'un catalyseur dépend d'une combinaison de la plus grande réactivité possible et de la meilleure résistance à l'attrition. Les catalyseurs utilisés dans les unités de craquage en raffinerie sont typiquement des matériaux solides (zéolithe, hydrosilicate d'aluminium, argile bentonite traitée, terre à foulon, bauxite et silice-alumine) qui se présentent sous forme de poudres, de billes, de pastilles ou de matériaux façonnés appelés extrudites.

                Figure 9. Processus de craquage catalytique

                HUILE010F8

                Figure 10. Schéma du processus de craquage catalytique

                HUILE10F27

                Il existe trois fonctions de base dans tous les procédés de craquage catalytique :

                  • Réaction—la matière première réagit avec le catalyseur et se fissure en différents hydrocarbures.
                  • Régénération—le catalyseur est réactivé en brûlant du coke.
                  • Fractionnement - le flux d'hydrocarbures craqué est séparé en divers produits.

                       

                      Les procédés de craquage catalytique sont très flexibles et les paramètres de fonctionnement peuvent être ajustés pour répondre à l'évolution de la demande de produits. Les trois principaux types de processus de craquage catalytique sont :

                        • craquage catalytique fluide (FCC)
                        • craquage catalytique en lit mobile
                        • craquage catalytique thermofor (TCC).

                             

                            Craquage catalytique fluide

                            Les craqueurs catalytiques à lit fluidisé ont une section de catalyseur (colonne montante, réacteur et régénérateur) et une section de fractionnement, toutes deux fonctionnant ensemble comme une unité de traitement intégrée. Le FCC utilise un catalyseur en poudre fine, en suspension dans de la vapeur d'huile ou du gaz, qui agit comme un fluide. Le craquage a lieu dans la conduite d'alimentation (riser) dans laquelle le mélange de catalyseur et d'hydrocarbures s'écoule à travers le réacteur.

                            Le procédé FCC mélange une charge d'hydrocarbures préchauffée avec un catalyseur régénéré chaud lorsqu'il entre dans la colonne montante menant au réacteur. La charge se combine avec l'huile recyclée dans la colonne montante, est vaporisée et portée à la température du réacteur par le catalyseur chaud. Lors de la remontée du mélange dans le réacteur, la charge est craquée à basse pression. Ce craquage se poursuit jusqu'à ce que les vapeurs d'huile soient séparées du catalyseur dans les cyclones du réacteur. Le flux de produit résultant entre dans une colonne où il est séparé en fractions, une partie de l'huile lourde étant renvoyée dans la colonne montante sous forme d'huile recyclée.

                            Le catalyseur usé est régénéré pour éliminer le coke qui s'accumule sur le catalyseur au cours du processus. Le catalyseur usé s'écoule à travers le séparateur de catalyseur vers le régénérateur où il se mélange à l'air préchauffé, brûlant la plupart des dépôts de coke. Le catalyseur frais est ajouté et le catalyseur usé est retiré pour optimiser le processus de craquage.

                            Craquage catalytique en lit mobile

                            Le craquage catalytique en lit mobile est similaire au craquage catalytique fluide ; cependant, le catalyseur se présente sous la forme de pastilles au lieu d'une poudre fine. Les granulés se déplacent en continu par un convoyeur ou des tubes de levage pneumatiques vers une trémie de stockage au sommet de l'unité, puis descendent par gravité à travers le réacteur vers un régénérateur. Le régénérateur et la trémie sont isolés du réacteur par des joints vapeur. Le produit craqué est séparé en gaz recyclé, huile, huile clarifiée, distillat, naphta et gaz humide.

                            Craquage catalytique Thermofor

                            Dans le craquage catalytique thermofor, la charge préchauffée s'écoule par gravité à travers le lit du réacteur catalytique. Les vapeurs sont séparées du catalyseur et envoyées dans une tour de fractionnement. Le catalyseur usé est régénéré, refroidi et recyclé, et les gaz de combustion issus de la régénération sont envoyés vers une chaudière à monoxyde de carbone pour récupération de chaleur.

                            Considérations relatives à la santé et à la sécurité

                            Des échantillonnages et des tests réguliers des flux de matières premières, de produits et de recyclage doivent être effectués pour s'assurer que le processus de craquage fonctionne comme prévu et qu'aucun contaminant n'a pénétré dans le flux de processus. Les matières corrosives ou les dépôts dans les matières premières peuvent encrasser les compresseurs de gaz. Lors du traitement de pétrole brut sulfureux, une corrosion peut être attendue lorsque les températures sont inférieures à
                            482 °C. La corrosion se produit là où les phases liquide et vapeur existent et dans les zones soumises à un refroidissement local, telles que les buses et les supports de plate-forme. Lors du traitement de matières premières à haute teneur en azote, l'exposition à l'ammoniac et au cyanure peut exposer l'équipement en acier au carbone du système de tête du FCC à la corrosion, à la fissuration ou au cloquage d'hydrogène, qui peuvent être minimisés par un lavage à l'eau ou par des inhibiteurs de corrosion. Un lavage à l'eau peut être utilisé pour protéger les condenseurs de tête dans la colonne principale soumis à l'encrassement par l'hydrosulfure d'ammonium.

                            Les équipements critiques, y compris les pompes, les compresseurs, les fours et les échangeurs de chaleur doivent être inspectés. Les inspections doivent inclure la recherche de fuites dues à l'érosion ou à d'autres dysfonctionnements tels que l'accumulation de catalyseur sur les détendeurs, la cokéfaction dans les lignes d'alimentation aériennes à partir de résidus de charge d'alimentation et d'autres conditions de fonctionnement inhabituelles.

                            Les hydrocarbures liquides dans le catalyseur ou pénétrant dans le flux d'air de combustion chauffé peuvent provoquer des réactions exothermiques. Dans certains processus, des précautions doivent être prises pour s'assurer que des concentrations explosives de poussière de catalyseur ne sont pas présentes pendant la recharge ou l'élimination. Lors du déchargement du catalyseur cokéfié, la possibilité d'incendies de sulfure de fer existe. Le sulfure de fer s'enflamme spontanément lorsqu'il est exposé à l'air et doit donc être humidifié avec de l'eau pour éviter qu'il ne devienne une source d'inflammation pour les vapeurs. Le catalyseur cokéfié peut soit être refroidi en dessous de 49 °C avant d'être déversé du réacteur, soit d'abord déversé dans des conteneurs purgés avec de l'azote inerte puis refroidi avant toute autre manipulation.

                            La possibilité d'exposition à des liquides ou à des vapeurs d'hydrocarbures extrêmement chauds est présente lors de l'échantillonnage du procédé ou en cas de fuite ou de rejet. En outre, une exposition à des HAP cancérigènes, à du naphta aromatique contenant du benzène, à des gaz acides (gaz combustible provenant de procédés tels que le craquage catalytique et l'hydrotraitement, qui contient du sulfure d'hydrogène et du dioxyde de carbone), du sulfure d'hydrogène et/ou du monoxyde de carbone peut se produire lors d'un rejet de produit ou vapeur. La formation accidentelle de nickel carbonyle hautement toxique peut se produire dans les procédés de craquage qui utilisent des catalyseurs au nickel avec un potentiel résultant d'expositions dangereuses.

                            La régénération du catalyseur implique un stripage à la vapeur et un décokage, ce qui entraîne une exposition potentielle à des flux de déchets liquides qui peuvent contenir des quantités variables d'eau acide, d'hydrocarbure, de phénol, d'ammoniac, de sulfure d'hydrogène, de mercaptan et d'autres matériaux, en fonction des matières premières, des bruts et des procédés. Des pratiques de travail sûres et l'utilisation d'un équipement de protection individuelle (EPI) approprié sont nécessaires lors de la manipulation du catalyseur usé, de la recharge du catalyseur ou en cas de fuites ou de rejets.

                            Procédé d'hydrocraquage

                            L'hydrocraquage est un processus en deux étapes combinant le craquage catalytique et l'hydrogénation, dans lequel les fractions de distillat sont craquées en présence d'hydrogène et de catalyseurs spéciaux pour produire des produits plus souhaitables. L'hydrocraquage présente un avantage sur le craquage catalytique en ce que les charges d'alimentation à haute teneur en soufre peuvent être traitées sans désulfuration préalable. Dans le procédé, la charge d'alimentation aromatique lourde est convertie en produits plus légers sous des pressions très élevées et des températures assez élevées. Lorsque la charge a une forte teneur en paraffine, l'hydrogène empêche la formation de HAP, réduit la formation de goudron et empêche l'accumulation de coke sur le catalyseur. L'hydrocraquage produit des quantités relativement importantes d'isobutane pour les charges d'alkylation et provoque également une isomérisation pour le contrôle du point d'écoulement et le contrôle du point de fumée, qui sont tous deux importants dans le carburéacteur de haute qualité.

                            Dans la première étape, la charge est mélangée à de l'hydrogène recyclé, chauffée et envoyée au réacteur primaire, où une grande partie de la charge est convertie en distillats moyens. Les composés de soufre et d'azote sont convertis par un catalyseur dans le réacteur de l'étage primaire en sulfure d'hydrogène et en ammoniac. Le résidu est chauffé et envoyé vers un séparateur à haute pression, où les gaz riches en hydrogène sont éliminés et recyclés. Les hydrocarbures restants sont strippés ou purifiés pour éliminer le sulfure d'hydrogène, l'ammoniac et les gaz légers, qui sont collectés dans un accumulateur, où l'essence est séparée du gaz acide.

                            Les hydrocarbures liquides extraits du réacteur primaire sont mélangés à de l'hydrogène et envoyés au réacteur de deuxième étage, où ils sont craqués en essence de haute qualité, en carburéacteur et en stocks de mélange de distillats. Ces produits passent par une série de séparateurs haute et basse pression pour éliminer les gaz, qui sont recyclés. Les hydrocarbures liquides sont stabilisés, séparés et strippés, les produits de naphta légers de l'hydrocraqueur servant à mélanger l'essence tandis que les naphtas plus lourds sont recyclés ou envoyés vers une unité de reformage catalytique. (Voir figure 11.)

                            Figure 11. Procédé d'hydrocraquage

                            HUILE010F9

                            Considérations relatives à la santé et à la sécurité

                            L'inspection et les essais des dispositifs de décharge de sécurité sont importants en raison des pressions très élevées dans ce processus. Un contrôle de processus approprié est nécessaire pour éviter le colmatage des lits de réacteur. En raison des températures de fonctionnement et de la présence d'hydrogène, la teneur en hydrogène sulfuré de la charge doit être strictement maintenue au minimum afin de réduire la possibilité d'une corrosion sévère. La corrosion par le dioxyde de carbone humide dans les zones de condensation doit également être prise en compte. Lors du traitement de matières premières à haute teneur en azote, l'ammoniac et le sulfure d'hydrogène forment du sulfure d'ammonium, qui provoque une grave corrosion à des températures inférieures au point de rosée de l'eau. L'hydrosulfure d'ammonium est également présent dans l'extraction des eaux acides. Étant donné que l'hydrocraqueur fonctionne à des pressions et des températures très élevées, le contrôle des fuites d'hydrocarbures et des rejets d'hydrogène est important pour prévenir les incendies.

                            Comme il s'agit d'un processus fermé, les expositions sont minimes dans des conditions de fonctionnement normales. Il existe un risque d'exposition au naphta aliphatique contenant du benzène, des HAP cancérigènes, des émissions de gaz et de vapeurs d'hydrocarbures, des gaz riches en hydrogène et du sulfure d'hydrogène en raison de fuites à haute pression. De grandes quantités de monoxyde de carbone peuvent être libérées lors de la régénération et du changement de catalyseur. L'extraction et la régénération à la vapeur du catalyseur créent des flux de déchets contenant de l'eau acide et de l'ammoniac. Des pratiques de travail sûres et un équipement de protection individuelle approprié sont nécessaires lors de la manipulation du catalyseur usé. Dans certains processus, il faut veiller à ce que des concentrations explosives de poussière catalytique ne se forment pas pendant la recharge. Le déchargement du catalyseur cokéfié nécessite des précautions particulières pour éviter les incendies induits par le sulfure de fer. Le catalyseur cokéfié doit être soit refroidi en dessous de 49 °C avant d'être déversé, soit placé dans des conteneurs inertés à l'azote jusqu'à ce qu'il soit refroidi.

                            Combiner les processus

                            Deux processus de combinaison, polymérisation et alkylation, servent à assembler de petites molécules déficientes en hydrogène, appelées les oléfines, récupéré du craquage thermique et catalytique, afin de créer des stocks de mélange d'essence plus souhaitables.

                            Polymérisation

                            La polymérisation est le processus consistant à combiner deux ou plusieurs molécules organiques insaturées (oléfines) pour former une seule molécule plus lourde avec les mêmes éléments dans la même proportion que la molécule d'origine. Il convertit les oléfines gazeuses, telles que l'éthylène, le propylène et le butylène convertis par des unités de craquage thermique et fluide, en molécules plus lourdes, plus complexes et à indice d'octane plus élevé, y compris le naphta et les matières premières pétrochimiques. La charge d'oléfine est prétraitée pour éliminer les composés soufrés et autres indésirables, puis passée sur un catalyseur au phosphore, généralement un catalyseur solide ou de l'acide phosphorique liquide, où se produit une réaction polymérique exothermique. Cela nécessite l'utilisation d'eau de refroidissement et l'injection de charge froide dans le réacteur pour contrôler les températures à différentes pressions. L'acide dans les liquides est éliminé par lavage caustique, les liquides sont fractionnés et le catalyseur acide est recyclé. La vapeur est fractionnée pour éliminer les butanes et neutralisée pour éliminer les traces d'acide. (Voir figure 12.)

                            Figure 12. Processus de polymérisation

                            HUILE10F10

                            Une corrosion grave, entraînant une défaillance de l'équipement, se produira si l'eau entre en contact avec l'acide phosphorique, comme lors du lavage à l'eau lors des arrêts. La corrosion peut également se produire dans les collecteurs de tuyauterie, les rebouilleurs, les échangeurs et d'autres endroits où l'acide peut se déposer. Il existe un risque d'exposition au lessivage caustique (hydroxyde de sodium), à l'acide phosphorique utilisé dans le procédé ou éliminé lors des révisions et à la poussière de catalyseur. Le potentiel d'une réaction exothermique incontrôlée existe en cas de perte d'eau de refroidissement.

                            Alkylation

                            L'alkylation combine les molécules d'oléfines issues du craquage catalytique avec celles des isoparaffines afin d'augmenter le volume et l'octane des mélanges essence. Les oléfines réagissent avec les isoparaffines en présence d'un catalyseur hautement actif, généralement de l'acide sulfurique ou de l'acide fluorhydrique (ou du chlorure d'aluminium) pour créer une molécule paraffinique à longue chaîne ramifiée, appelée alkylat (iso-octane), avec une qualité anti-détonante exceptionnelle. L'alkylat est ensuite séparé et fractionné. Les températures de réaction relativement basses de 10°C à 16°C pour l'acide sulfurique, 27°C à 0°C pour l'acide fluorhydrique (HF) et 0°C pour le chlorure d'aluminium, sont contrôlées et maintenues par réfrigération. (Voir figure 13.)

                            Figure 13. Processus d'alkylation

                            HUILE10F11

                            Alkylation de l'acide sulfurique. Dans les unités d'alkylation d'acide sulfurique de type cascade, les charges d'alimentation, y compris le propylène, le butylène, l'amylène et l'isobutane frais, entrent dans le réacteur, où elles entrent en contact avec le catalyseur d'acide sulfurique. Le réacteur est divisé en zones, les oléfines étant alimentées par des distributeurs vers chaque zone, et l'acide sulfurique et les isobutanes circulant sur des chicanes de zone en zone. La chaleur de réaction est éliminée par évaporation de l'isobutane. Le gaz isobutane est soutiré par le haut du réacteur, refroidi et recyclé, avec une partie dirigée vers la tour de dépropanisation. Le résidu du réacteur est décanté et l'acide sulfurique est retiré du fond de la cuve et remis en circulation. Des épurateurs caustiques et/ou à eau sont utilisés pour éliminer de petites quantités d'acide du flux de traitement, qui est ensuite acheminé vers une tour de désisobutanisation. L'isobutane de tête du débutaniseur est recyclé, et les hydrocarbures restants sont séparés dans une tour de relance et/ou envoyés au mélange.

                            Alkylation de l'acide fluorhydrique. Il existe deux types de procédés d'alkylation de l'acide fluorhydrique : Phillips et UOP. Dans le procédé Phillips, la charge d'alimentation d'oléfine et d'isobutane est séchée et introduite dans une unité combinée réacteur/décanteur. L'hydrocarbure de la zone de décantation est chargé dans le fractionneur principal. Les frais généraux du fractionneur principal vont à un dépropaniseur. Le propane, avec des traces d'acide fluorhydrique (HF), est acheminé vers un extracteur HF, puis est défluoré catalytiquement, traité et envoyé au stockage. L'isobutane est soutiré du fractionneur principal et recyclé vers le réacteur/décanteur, et l'alkylat du bas du fractionneur principal est envoyé vers un séparateur.

                            Le procédé UOP utilise deux réacteurs avec des décanteurs séparés. La moitié de la charge séchée est chargée dans le premier réacteur, avec l'isobutane de recyclage et d'appoint, puis dans son décanteur, où l'acide est recyclé et l'hydrocarbure chargé dans le deuxième réacteur. L'autre moitié de la charge d'alimentation va au deuxième réacteur, l'acide décanteur étant recyclé et les hydrocarbures chargés dans le fractionneur principal. Le traitement ultérieur est similaire à Phillips en ce que la tête du fractionneur principal va vers un dépropaniseur, l'isobutane est recyclé et l'alkylat est envoyé vers un séparateur.

                            Considérations relatives à la santé et à la sécurité

                            L'acide sulfurique et l'acide fluorhydrique sont des produits chimiques dangereux, et la prudence lors de la livraison et du déchargement de l'acide est essentielle. Il est nécessaire de maintenir des concentrations d'acide sulfurique de 85 à 95 % pour un bon fonctionnement et pour minimiser la corrosion. Pour éviter la corrosion par l'acide fluorhydrique, les concentrations d'acide à l'intérieur de l'unité de traitement doivent être maintenues au-dessus de 65 % et l'humidité en dessous de 4 %. Une certaine corrosion et un encrassement dans les unités d'acide sulfurique se produisent à cause de la décomposition des esters d'acide sulfurique, ou lorsque de la soude caustique est ajoutée pour la neutralisation. Ces esters peuvent être éliminés par traitement à l'acide frais et lavage à l'eau chaude.

                            Des perturbations peuvent être causées par la perte de l'eau de refroidissement nécessaire pour maintenir les températures du procédé. La pression du côté eau de refroidissement et côté vapeur des échangeurs doit être maintenue en dessous de la pression minimale du côté service acide pour éviter la contamination de l'eau. Les évents peuvent être acheminés vers des épurateurs de carbonate de soude pour neutraliser le gaz de fluorure d'hydrogène ou les vapeurs d'acide fluorhydrique avant leur rejet. Des bordures, un drainage et une isolation peuvent être prévus pour le confinement de l'unité de traitement afin que les effluents puissent être neutralisés avant d'être rejetés dans le réseau d'égouts.

                            Les unités d'acide fluorhydrique doivent être soigneusement vidangées et nettoyées chimiquement avant les rotations et l'entrée, afin d'éliminer toute trace de fluorure de fer et d'acide fluorhydrique. Après l'arrêt, lorsque de l'eau a été utilisée, l'unité doit être soigneusement séchée avant l'introduction d'acide fluorhydrique. Les fuites, les déversements ou les rejets impliquant de l'acide fluorhydrique ou des hydrocarbures contenant de l'acide fluorhydrique sont extrêmement dangereux. Des précautions sont nécessaires pour s'assurer que l'équipement et les matériaux qui ont été en contact avec l'acide sont manipulés avec soin et sont soigneusement nettoyés avant de quitter la zone de traitement ou la raffinerie. Des cuves de lavage par immersion sont souvent fournies pour la neutralisation des équipements qui sont entrés en contact avec de l'acide fluorhydrique.

                            Il existe un potentiel d'exposition dangereuse et toxique grave en cas de fuites, de déversements ou de rejets. Le contact direct avec l'acide sulfurique ou fluorhydrique causera de graves lésions cutanées et oculaires, et l'inhalation de brouillards acides ou de vapeurs d'hydrocarbures contenant de l'acide causera une grave irritation et des dommages au système respiratoire. Des mesures de précaution spéciales de préparation aux situations d'urgence doivent être utilisées et une protection adaptée au danger potentiel et aux zones éventuellement affectées doit être fournie. Des pratiques de travail sûres et un équipement de protection individuelle approprié pour la peau et les voies respiratoires sont nécessaires lorsqu'il existe des expositions potentielles aux acides fluorhydrique et sulfurique pendant les opérations normales, telles que la lecture des jauges, l'inspection et l'échantillonnage des processus, ainsi que pendant les interventions d'urgence, la maintenance et les activités d'exécution. Des procédures doivent être en place pour s'assurer que l'équipement et les vêtements de protection portés dans les activités d'acide sulfurique ou fluorhydrique, y compris les combinaisons de protection chimique, les couvre-chefs et les couvre-chaussures, les gants, la protection du visage et des yeux et l'équipement de protection respiratoire, sont soigneusement nettoyés et décontaminés avant la réémission.

                            Réorganisation des processus

                            Reformage catalytique et isomérisation sont des processus qui réarrangent les molécules d'hydrocarbures pour produire des produits aux caractéristiques différentes. Après craquage, certains flux d'essence, bien que de taille moléculaire correcte, nécessitent un traitement supplémentaire pour améliorer leurs performances, car ils sont déficients pour certaines qualités, telles que l'indice d'octane ou la teneur en soufre. Le reformage de l'hydrogène (vapeur) produit de l'hydrogène supplémentaire pour une utilisation dans le traitement d'hydrogénation.

                            Reformage catalytique

                            Les procédés de reformage catalytique convertissent les naphtas lourds à faible indice d'octane en hydrocarbures aromatiques pour les charges d'alimentation pétrochimiques et les composants d'essence à indice d'octane élevé, appelés reformate, par réarrangement moléculaire ou déshydrogénation. Selon la charge d'alimentation et les catalyseurs, les reformats peuvent être produits avec des concentrations très élevées de toluène, de benzène, de xylène et d'autres aromatiques utiles dans le mélange d'essence et le traitement pétrochimique. L'hydrogène, un sous-produit important, est séparé du reformat pour être recyclé et utilisé dans d'autres procédés. Le produit résultant dépend de la température et de la pression du réacteur, du catalyseur utilisé et du taux de recyclage de l'hydrogène. Certains reformeurs catalytiques fonctionnent à basse pression et d'autres à haute pression. Certains systèmes de reformage catalytique régénèrent en continu le catalyseur, certaines installations régénèrent tous les réacteurs pendant les révisions, et d'autres arrêtent un réacteur à la fois pour la régénération du catalyseur.

                            Dans le reformage catalytique, la charge de naphta est prétraitée avec de l'hydrogène pour éliminer les contaminants tels que les composés de chlore, de soufre et d'azote, qui pourraient empoisonner le catalyseur. Le produit est flashé et fractionné dans des tours où les contaminants et les gaz restants sont éliminés. La charge de naphta désulfuré est envoyée au reformeur catalytique, où elle est chauffée à la vapeur et passée à travers un réacteur avec un lit fixe de catalyseur bimétallique ou métallique contenant une petite quantité de platine, de molybdène, de rhénium ou d'autres métaux nobles. Les deux réactions principales qui se produisent sont la production d'aromatiques à indice d'octane élevé en éliminant l'hydrogène des molécules de la charge d'alimentation et la conversion des paraffines normales en chaînes ramifiées ou en isoparaffines.

                            Dans la plate-forme, un autre processus de reformage catalytique, la charge d'alimentation qui n'a pas été hydrodésulfurée est combinée avec du gaz de recyclage et passe d'abord sur un catalyseur moins coûteux. Toutes les impuretés restantes sont converties en sulfure d'hydrogène et en ammoniac, et éliminées avant que le flux ne passe sur le catalyseur au platine. La vapeur riche en hydrogène est recyclée pour inhiber les réactions susceptibles d'empoisonner le catalyseur. La sortie du réacteur est séparée en reformat liquide, qui est envoyé vers une tour de stripping, et en gaz, qui est comprimé et recyclé. (Voir figure 14.)

                            Figure 14. Processus de reformage catalytique

                            HUILE10F12

                            Des procédures d'exploitation sont nécessaires pour contrôler les points chauds lors du démarrage. Des précautions doivent être prises pour ne pas casser ou écraser le catalyseur lors du chargement des lits, car de petites fines boucheront les écrans du reformeur. Des précautions contre la poussière lors de la régénération ou du remplacement du catalyseur sont nécessaires. De petites émissions de monoxyde de carbone et de sulfure d'hydrogène peuvent se produire pendant la régénération du catalyseur.

                            Le lavage à l'eau doit être envisagé lorsqu'un encrassement du stabilisant s'est produit dans les reformeurs en raison de la formation de chlorure d'ammonium et de sels de fer. Du chlorure d'ammonium peut se former dans les échangeurs du prétraitement et provoquer corrosion et encrassement. Le chlorure d'hydrogène, issu de l'hydrogénation des composés chlorés, peut former des acides ou du sel de chlorure d'ammonium. Il existe un risque d'exposition aux naphtas aliphatiques et aromatiques, aux gaz de procédé riches en hydrogène, au sulfure d'hydrogène et au benzène en cas de fuite ou de rejet.

                            Isomérisation

                            L'isomérisation convertit n-butane, n-pentane et n-hexane dans leurs iso-paraffines respectives. Certains des composants normaux de la paraffine à chaîne droite du naphta léger de distillation directe ont un faible indice d'octane. Ceux-ci peuvent être convertis en isomères à chaîne ramifiée à indice d'octane élevé en réorganisant les liaisons entre les atomes, sans modifier le nombre ou les types d'atomes. L'isomérisation est similaire au reformage catalytique en ce que les molécules d'hydrocarbures sont réarrangées, mais contrairement au reformage catalytique, l'isomérisation convertit simplement les paraffines normales en iso-paraffines. L'isomérisation utilise un catalyseur différent du reformage catalytique.

                            Les deux processus d'isomérisation distincts sont le butane (C4) et pentane/hexane. (C5/C6).

                            Butane (C4) l'isomérisation produit une matière première pour l'alkylation. Un procédé à basse température utilise un catalyseur de chlorure d'aluminium ou de chlorure d'hydrogène hautement actif sans éléments chauffants, pour isomériser n-butane. La charge d'alimentation traitée et préchauffée est ajoutée au courant de recyclage, mélangée avec HCl et passée à travers le réacteur (voir figure 15).

                            Figure 15. Isomérisation C4

                            HUILE10F22

                            L'isomérisation pentane/hexane est utilisée pour augmenter l'indice d'octane en convertissant n-pentane et n-hexane. Dans un procédé d'isomérisation pentane/hexane typique, la charge d'alimentation séchée et désulfurée est mélangée avec une petite quantité de chlorure organique et d'hydrogène recyclé, et chauffée à la température du réacteur. Il est ensuite passé sur un catalyseur métallique supporté dans le premier réacteur, où le benzène et les oléfines sont hydrogénés. La charge va ensuite au réacteur d'isomérisation, où les paraffines sont isomérisées catalytiquement en isoparaffines, refroidies et passées dans un séparateur. Le gaz de séparation et l'hydrogène, avec l'hydrogène d'appoint, sont recyclés. Le liquide est neutralisé avec des matériaux alcalins et envoyé dans une colonne de stripage, où le chlorure d'hydrogène est récupéré et recyclé. (Voir figure 16.)

                            Figure 16. Processus d'isomérisation

                            HUILE10F13

                            Si la charge d'alimentation n'est pas complètement séchée et désulfurée, il existe un risque de formation d'acide, entraînant un empoisonnement du catalyseur et une corrosion des métaux. L'eau ou la vapeur ne doivent pas pénétrer dans les zones où du chlorure d'hydrogène est présent. Des précautions sont nécessaires pour empêcher le HCl de pénétrer dans les égouts et les canalisations. Il existe un risque d'exposition aux vapeurs et liquides d'isopentane et de naphta aliphatique, ainsi qu'aux gaz de procédé riches en hydrogène, à l'acide chlorhydrique et au chlorure d'hydrogène, et à la poussière lorsqu'un catalyseur solide est utilisé.

                            Production d'hydrogène (vapeur reformage)

                            L'hydrogène de haute pureté (95 à 99 %) est nécessaire pour l'hydrodésulfuration, l'hydrogénation, l'hydrocraquage et les procédés pétrochimiques. S'il n'y a pas assez d'hydrogène produit en tant que sous-produits des procédés de raffinage pour répondre à la demande totale de raffinage, la fabrication d'hydrogène supplémentaire est nécessaire.

                            Dans le reformage à la vapeur d'hydrogène, les gaz désulfurés sont mélangés à de la vapeur surchauffée et reformés dans des tubes contenant un catalyseur à base de nickel. Le gaz reformé, composé de vapeur, d'hydrogène, de monoxyde de carbone et de dioxyde de carbone, est refroidi et passe dans des convertisseurs où le monoxyde de carbone réagit avec la vapeur pour former de l'hydrogène et du dioxyde de carbone. Le dioxyde de carbone est lavé avec des solutions d'amine et évacué dans l'atmosphère lorsque les solutions sont réactivées par chauffage. Tout monoxyde de carbone restant dans le flux de produit est converti en méthane. (Voir figure 17.)

                            Figure 17. Processus de reformage à la vapeur

                            HUILE10F14

                            Des inspections et des tests doivent être effectués lorsqu'il existe une possibilité de défaillance de la vanne due à des contaminants dans l'hydrogène. Le transfert des épurateurs caustiques pour empêcher la corrosion dans les préchauffeurs doit être contrôlé et les chlorures de la charge d'alimentation ou du système de vapeur doivent être empêchés d'entrer dans les tubes du reformeur et de contaminer le catalyseur. Les expositions peuvent résulter de la contamination du condensat par des matériaux de procédé tels que des caustiques et des composés aminés, et d'un excès d'hydrogène, de monoxyde de carbone et de dioxyde de carbone. Il existe un risque de brûlures causées par les gaz chauds et la vapeur surchauffée en cas de rejet.

                            Divers procédés de raffinage

                            Huile de base lubrifiante et processus de cire

                            Les huiles et cires lubrifiantes sont raffinées à partir de diverses fractions de distillation atmosphérique et sous vide. Avec l'invention de la distillation sous vide, on a découvert que le résidu cireux constituait un meilleur lubrifiant que toutes les graisses animales alors utilisées, ce qui a marqué le début de la technologie moderne de raffinage des lubrifiants à base d'hydrocarbures, dont l'objectif principal est d'éliminer les produits indésirables, tels que les asphaltes, les aromatiques sulfonés et les cires paraffiniques et isoparaffiniques à partir des fractions résiduelles afin de produire des lubrifiants de haute qualité. Cela se fait par une série de processus comprenant le désasphaltage, l'extraction par solvant et les processus de séparation et de traitement tels que le déparaffinage et l'hydrofinition. (Voir figure 18)

                            Figure 18. Processus de fabrication de l'huile lubrifiante et de la cire

                            HUILE10F15

                            Dans le traitement d'extraction, le brut réduit de l'unité sous vide est désasphalté au propane et combiné avec une charge d'alimentation d'huile lubrifiante de distillation directe, préchauffé et extrait au solvant pour produire une charge d'alimentation appelée raffinat. Dans un processus d'extraction typique qui utilise du phénol comme solvant, la charge d'alimentation est mélangée avec du phénol dans la section de traitement à des températures inférieures à 204 °C. Le phénol est ensuite séparé du raffinat et recyclé. Le raffinat peut ensuite être soumis à un autre procédé d'extraction qui utilise le furfural pour séparer les composés aromatiques des hydrocarbures non aromatiques, produisant un raffinat de couleur plus claire avec un indice de viscosité et une stabilité à l'oxydation et à la chaleur améliorés.

                            Le raffinat déparaffiné peut également être soumis à un traitement supplémentaire pour améliorer les qualités de l'huile de base. Les adsorbants à base d'argile sont utilisés pour éliminer les molécules instables de couleur foncée des huiles de base lubrifiantes. Un procédé alternatif, l'hydrofinition lubrifiante, fait passer du raffinat déparaffiné à chaud et de l'hydrogène à travers un catalyseur qui modifie légèrement la structure moléculaire, ce qui donne une huile de couleur plus claire avec des caractéristiques améliorées. Les huiles de base de lubrification traitées sont ensuite mélangées et/ou mélangées avec des additifs pour répondre aux caractéristiques physiques et chimiques requises des huiles moteur, des lubrifiants industriels et des huiles de travail des métaux.

                            Les deux types distincts de cire dérivée du pétrole brut sont la cire de paraffine, produite à partir de stocks de distillats, et la cire microcristalline, fabriquée à partir de stocks résiduels. Le raffinat de l'unité d'extraction contient une quantité considérable de cire, qui peut être éliminée par extraction au solvant et cristallisation. Le raffinat est mélangé avec un solvant, tel qu'un mélange de propane, de méthyléthylcétone (MEK) et de toluène ou de méthylisobutylcétone (MIBK), et prérefroidi dans des échangeurs de chaleur. La température de cristallisation est atteinte par l'évaporation du propane dans les réservoirs d'alimentation du refroidisseur et du filtre. La cire est éliminée en continu par des filtres et lavée au solvant froid pour récupérer l'huile retenue. Le solvant est récupéré du raffinat déparaffiné par détente et strippage à la vapeur, et recyclé.

                            La cire est chauffée avec un solvant chaud, refroidie, filtrée et soumise à un lavage final pour éliminer toute trace d'huile. Avant d'être utilisée, la cire peut être hydrofinie pour améliorer son odeur et éliminer toute trace d'aromatiques afin que la cire puisse être utilisée dans la transformation des aliments. Le raffinat déparaffiné, qui contient de petites quantités de paraffines, de naphtènes et de certains composés aromatiques, peut être encore traité pour être utilisé comme huiles de base pour huiles lubrifiantes.

                            Le contrôle de la température de l'épurateur est important pour prévenir la corrosion par le phénol. La cire peut obstruer les égouts ou les systèmes de drainage d'huile et interférer avec le traitement des eaux usées. Il existe un risque d'exposition à des solvants de procédé tels que le phénol, le propane, un mélange de méthyléthylcétone et de toluène ou la méthylisobutylcétone. L'inhalation de gaz et de vapeurs d'hydrocarbures, de naphta aromatique contenant du benzène, de sulfure d'hydrogène et de gaz de procédé riche en hydrogène est un danger.

                            Traitement de l'asphalte

                            Après les opérations de distillation primaire, l'asphalte est une partie de la matière résiduelle qui nécessite un traitement supplémentaire pour lui conférer les caractéristiques requises par son utilisation finale. L'asphalte pour les matériaux de toiture est produit par soufflage d'air. Le résidu est chauffé dans un tuyau encore presque jusqu'à son point d'éclair et chargé dans une tour de soufflage où de l'air chaud est injecté pendant une période de temps prédéterminée. La déshydrogénation de l'asphalte forme du sulfure d'hydrogène et l'oxydation crée du dioxyde de soufre. La vapeur est utilisée pour recouvrir le haut de la tour afin d'entraîner les contaminants et passe à travers un épurateur pour condenser les hydrocarbures.

                            La distillation sous vide est généralement utilisée pour produire de l'asphalte routier. Le résidu est chauffé et chargé dans une colonne où un vide est appliqué pour éviter la fissuration.

                            La vapeur condensée des divers processus d'asphaltage contiendra des traces d'hydrocarbures. Toute perturbation du vide peut entraîner l'entrée d'air atmosphérique et un incendie subséquent. Dans la production d'asphalte, l'augmentation de la température du bas de la tour à vide pour améliorer l'efficacité peut générer du méthane par craquage thermique. Cela crée des vapeurs dans les réservoirs de stockage d'asphalte qui sont dans la plage d'inflammabilité, mais non détectables par les tests éclair. Le soufflage d'air peut créer des aromatiques polynucléaires (c'est-à-dire des HAP). La vapeur condensée du procédé de soufflage d'asphalte peut également contenir divers contaminants.

                            Procédés d'adoucissement et de traitement des hydrocarbures

                            De nombreux produits, tels que les naphtas thermiques issus de la viscoréduction, de la cokéfaction ou du craquage thermique, ainsi que les naphtas et distillats à haute teneur en soufre issus de la distillation du pétrole brut, nécessitent un traitement pour être utilisés dans les mélanges d'essence et de fioul. Les produits de distillation, y compris le kérosène et d'autres distillats, peuvent contenir des traces d'aromatiques, et les naphtènes et huiles de base lubrifiantes peuvent contenir de la cire. Ces indésirables sont éliminés soit aux étapes de raffinage intermédiaires, soit juste avant d'envoyer les produits au mélange et au stockage, par des procédés de raffinage tels que l'extraction au solvant et le déparaffinage au solvant. Une variété de produits intermédiaires et finis, y compris les distillats moyens, l'essence, le kérosène, le carburéacteur et les gaz acides doivent être séchés et adoucis.

                            Le traitement est effectué soit à un stade intermédiaire du processus de raffinage, soit juste avant l'envoi des produits finis vers le mélange et le stockage. Le traitement élimine les contaminants du pétrole, tels que les composés organiques contenant du soufre, de l'azote et de l'oxygène, les métaux dissous, les sels inorganiques et les sels solubles dissous dans l'eau émulsifiée. Les matériaux de traitement comprennent les acides, les solvants, les alcalis et les agents d'oxydation et d'adsorption. Les traitements à l'acide sont utilisés pour améliorer l'odeur, la couleur et d'autres propriétés des huiles de base lubrifiantes, pour prévenir la corrosion et la contamination du catalyseur et pour améliorer la stabilité du produit. Le sulfure d'hydrogène qui est éliminé du gaz acide « sec » par un agent absorbant (diéthanolamine) est brûlé à la torche, utilisé comme combustible ou converti en soufre. Le type de traitement et d'agents dépend de la matière première brute, des procédés intermédiaires et des spécifications du produit final.

                            Procédés de traitement au solvant

                            Extraction par solvant sépare les aromatiques, les naphtènes et les impuretés des flux de produits par dissolution ou précipitation. L'extraction par solvant empêche la corrosion, protège le catalyseur dans les processus ultérieurs et améliore les produits finis en éliminant les hydrocarbures aromatiques insaturés des lubrifiants et graisses de base.

                            La charge est séchée et soumise à un traitement continu au solvant à contre-courant. Dans un procédé, la charge d'alimentation est lavée avec un liquide dans lequel les substances à éliminer sont plus solubles que dans le produit résultant souhaité. Dans un autre procédé, des solvants sélectionnés sont ajoutés, provoquant la précipitation des impuretés hors du produit. Le solvant est séparé du courant de produit par chauffage, évaporation ou fractionnement, les traces résiduelles étant ensuite éliminées du raffinat par entraînement à la vapeur ou détente sous vide. La précipitation électrique peut être utilisée pour la séparation de composés inorganiques. Le solvant est ensuite régénéré pour être réutilisé dans le procédé.

                            Les produits chimiques typiques utilisés dans le processus d'extraction comprennent une grande variété d'acides, d'alcalis et de solvants, y compris le phénol et le furfural, ainsi que des agents oxydants et des agents d'adsorption. Dans le processus d'adsorption, les matériaux solides hautement poreux collectent des molécules liquides sur leurs surfaces. La sélection de procédés et d'agents chimiques spécifiques dépend de la nature de la matière première traitée, des contaminants présents et des exigences du produit fini. (Voir figure 19.)

                            Figure 19. Processus d'extraction par solvant

                            HUILE10F16

                            Déparaffinage au solvant élimine la cire du distillat ou des huiles de base résiduelles et peut être appliqué à n'importe quelle étape du processus de raffinage. Dans le déparaffinage au solvant, les matières premières cireuses sont refroidies par un échangeur de chaleur et une réfrigération, et un solvant est ajouté pour aider à développer des cristaux qui sont éliminés par filtration sous vide. L'huile et le solvant déparaffinés sont flashés et strippés, et la cire passe à travers un décanteur d'eau, un fractionneur de solvant et une tour flash. (Voir figure 20.)

                            Figure 20. Processus de déparaffinage au solvant

                            HUILE10F17

                            Désasphaltage au solvant sépare les fractions d'huile lourde pour produire de l'huile de graissage lourde, de la charge d'alimentation de craquage catalytique et de l'asphalte. La matière première et le propane liquide (ou l'hexane) sont pompés vers une tour d'extraction à des mélanges, des températures et des pressions contrôlés avec précision. La séparation se produit dans un contacteur à disque rotatif, en fonction des différences de solubilité. Les produits sont ensuite évaporés et strippés à la vapeur pour récupérer le propane à recycler. Le désasphaltage au solvant élimine également les composés soufrés et azotés, les métaux, les résidus de carbone et les paraffines des matières premières. (Voir figure 21.)

                            Figure 21. Processus de désasphaltage au solvant

                            HUILE10F18

                            Considérations relatives à la santé et à la sécurité.

                            Lors du déparaffinage au solvant, l'interruption du vide créera un risque d'incendie potentiel en permettant à l'air de pénétrer dans l'appareil. Il existe un risque d'exposition aux vapeurs de solvant de déparaffinage, un mélange de MEK et de toluène. Bien que l'extraction par solvant soit un processus fermé, il existe une exposition potentielle aux HAP cancérigènes dans les huiles de procédé et aux solvants d'extraction tels que le phénol, le furfural, le glycol, le MEK, les amines et d'autres produits chimiques de procédé pendant la manipulation et les opérations.

                            Le désasphaltage nécessite un contrôle précis de la température et de la pression pour éviter les perturbations. De plus, l'humidité, un excès de solvant ou une baisse de la température de fonctionnement peuvent provoquer une formation de mousse qui affecte le contrôle de la température du produit et peut créer un dérangement. Le contact avec des courants d'huile chauds provoquera des brûlures de la peau. Il existe un potentiel d'exposition à des flux d'huile chaude contenant des composés aromatiques polycycliques cancérigènes, du propane liquéfié et des vapeurs de propane, du sulfure d'hydrogène et du dioxyde de soufre.

                            Procédés d'hydrotraitement

                            L'hydrotraitement est utilisé pour éliminer environ 90 % des contaminants, y compris l'azote, le soufre, les métaux et les hydrocarbures insaturés (oléfines), des fractions pétrolières liquides telles que l'essence de distillation directe. L'hydrotraitement est similaire à l'hydrocraquage en ce qu'à la fois l'hydrogène et le catalyseur sont utilisés pour enrichir la teneur en hydrogène de la charge d'oléfine. Cependant, le degré de saturation n'est pas aussi élevé que celui atteint en hydrocraquage. En règle générale, l'hydrotraitement est effectué avant des procédés tels que le reformage catalytique, de sorte que le catalyseur n'est pas contaminé par une charge d'alimentation non traitée. L'hydrotraitement est également utilisé avant le craquage catalytique pour réduire le soufre et améliorer les rendements des produits, et pour valoriser les fractions pétrolières distillées moyennes en kérosène fini, en carburant diesel et en mazout de chauffage.

                            Les procédés d'hydrotraitement diffèrent selon les charges d'alimentation et les catalyseurs. L'hydrodésulfuration élimine le soufre du kérosène, réduit les aromatiques et les caractéristiques de formation de gomme et sature les oléfines. L'hydroformage est un processus de déshydrogénation utilisé pour récupérer l'excès d'hydrogène et produire de l'essence à indice d'octane élevé. Les produits hydrotraités sont mélangés ou utilisés comme charge de reformage catalytique.

                            In hydrodésulfuration catalytique, la charge est désaérée, mélangée à de l'hydrogène, préchauffée et chargée sous haute pression à travers un réacteur catalytique à lit fixe. L'hydrogène est séparé et recyclé et le produit est stabilisé dans une colonne d'extraction où les fractions légères sont éliminées.

                            Au cours de ce processus, les composés soufrés et azotés présents dans la charge sont convertis en sulfure d'hydrogène (H2S) et l'ammoniac (NH3). Le sulfure d'hydrogène et l'ammoniac résiduels sont éliminés soit par stripage à la vapeur, soit par un séparateur combiné haute et basse pression, soit par un lavage aux amines qui récupère le sulfure d'hydrogène dans un flux hautement concentré convenant à la conversion en soufre élémentaire. (Voir figure 22 et figure 23.)

                            Figure 22. Procédé d'hydrodésulfuration

                            HUILE10F19

                            Figure 23. Schéma du procédé d'hydrodésulfuration

                            HUILE10F26

                            Lors de l'hydrotraitement, la teneur en sulfure d'hydrogène de la charge d'alimentation doit être strictement contrôlée au minimum pour réduire la corrosion. Du chlorure d'hydrogène peut se former et se condenser sous forme d'acide chlorhydrique dans les parties à basse température de l'unité. L'hydrosulfure d'ammonium peut se former dans les unités à haute température et haute pression. En cas de rejet, il existe un risque d'exposition aux vapeurs de naphta aromatique contenant du benzène, du sulfure d'hydrogène ou de l'hydrogène gazeux, ou à l'ammoniac en cas de fuite ou de déversement d'eau acide. Du phénol peut également être présent si des matières premières à point d'ébullition élevé sont traitées.

                            Un temps de contact et/ou une température excessifs créeront de la cokéfaction dans l'appareil. Des précautions doivent être prises lors du déchargement du catalyseur cokéfié de l'unité pour éviter les incendies de sulfure de fer. Le catalyseur cokéfié doit être refroidi à moins de 49 °C avant d'être retiré ou jeté dans des bacs inertés à l'azote où il peut être refroidi avant toute manipulation ultérieure. Des additifs anti-mousse spéciaux peuvent être utilisés pour empêcher l'empoisonnement du catalyseur par le transfert de silicone dans la charge d'alimentation du cokeur.

                            Autres procédés d'adoucissement et de traitement

                            Des processus de traitement, de séchage et d'adoucissement sont utilisés pour éliminer les impuretés des stocks de mélange. (Voir figure 24.)

                            Figure 24. Processus d'adoucissement et de traitement

                            HUILE10F20

                            Les procédés d'adoucissement utilisent de l'air ou de l'oxygène. Si un excès d'oxygène pénètre dans ces processus, il est possible qu'un incendie se produise dans le décanteur en raison de la génération d'électricité statique. Il existe un risque d'exposition au sulfure d'hydrogène, au dioxyde de soufre, à la soude caustique (hydroxyde de sodium), à la soude caustique usée, au catalyseur usé (Merox), à la poussière de catalyseur et aux édulcorants (carbonate de sodium et bicarbonate de sodium).

                            Usines d'amines (traitement des gaz acides)

                            Le gaz corrosif (gaz combustible provenant de procédés tels que le craquage catalytique et l'hydrotraitement, qui contient du sulfure d'hydrogène et du dioxyde de carbone) doit être traité avant de pouvoir être utilisé comme combustible de raffinerie. Les usines d'amines éliminent les contaminants acides des flux de gaz acides et d'hydrocarbures. Dans les usines d'amines, les flux d'hydrocarbures gazeux et liquides contenant du dioxyde de carbone et/ou du sulfure d'hydrogène sont chargés dans une tour d'absorption de gaz ou un contacteur liquide, où les contaminants acides sont absorbés par des solutions d'amine à contre-courant - monoéthanolamine (MEA), diéthanolamine (DEA) ou méthyldiéthanolamine (MDEA). Le gaz ou liquide strippé est éliminé en tête et l'amine est envoyée vers un régénérateur. Dans le régénérateur, les composants acides sont extraits par la chaleur et l'action de rebouillage, et éliminés, tandis que l'amine est recyclée.

                            Afin de minimiser la corrosion, des pratiques d'exploitation appropriées doivent être établies et les températures du fond du régénérateur et du rebouilleur doivent être contrôlées. L'oxygène doit être tenu à l'écart du système pour empêcher l'oxydation des amines. Il existe un potentiel d'exposition aux composés aminés (c.-à-d., MEA, DEA, MDEA), au sulfure d'hydrogène et au dioxyde de carbone.

                            Adoucissement et séchage

                            L'adoucissement (élimination des mercaptans) traite les composés soufrés (sulfure d'hydrogène, thiophène et mercaptan) pour améliorer la couleur, l'odeur et la stabilité à l'oxydation, et réduit les concentrations de dioxyde de carbone dans l'essence. Certains mercaptans sont éliminés en mettant le produit en contact avec des produits chimiques solubles dans l'eau (par exemple, l'acide sulfurique) qui réagissent avec les mercaptans. Un liquide caustique (hydroxyde de sodium), des composés aminés (diéthanolamine) ou un catalyseur à lit fixe peuvent être utilisés pour convertir les mercaptans en disulfures moins indésirables.

                            Le séchage du produit (élimination de l'eau) est réalisé par absorption d'eau, avec ou sans agents d'adsorption. Certains procédés sèchent et adoucissent simultanément par adsorption sur tamis moléculaires.

                            Récupération de soufre

                            La récupération du soufre élimine le sulfure d'hydrogène des gaz acides et des flux d'hydrocarbures. Le procédé Clause convertit le sulfure d'hydrogène en soufre élémentaire grâce à l'utilisation de réactions thermiques et catalytiques. Après avoir brûlé du sulfure d'hydrogène dans des conditions contrôlées, des pots de désactivation éliminent l'eau et les hydrocarbures des flux de gaz d'alimentation, qui sont ensuite exposés à un catalyseur pour récupérer du soufre supplémentaire. La vapeur de soufre issue de la combustion et de la conversion est condensée et récupérée.

                            Traitement des gaz résiduaires

                            L'oxydation et la réduction sont utilisées pour traiter le gaz résiduaire des unités de récupération du soufre, en fonction de la composition du gaz et de l'économie de la raffinerie. Les processus d'oxydation brûlent le gaz résiduaire pour convertir tous les composés soufrés en dioxyde de soufre, et les processus de réduction convertissent les composés soufrés en sulfure d'hydrogène.

                            Lavage à l'hydrogène sulfuré

                            L'épuration à l'hydrogène sulfuré est un procédé de traitement de la charge primaire d'hydrocarbures utilisé pour prévenir l'empoisonnement du catalyseur. Selon la matière première et la nature des contaminants, les méthodes de désulfuration varieront de l'absorption de charbon actif à température ambiante à l'hydrogénation catalytique à haute température suivie d'un traitement à l'oxyde de zinc.

                            Centrales à gaz sat et insat

                            Les matières premières de diverses unités de raffinage sont envoyées vers des usines de traitement de gaz, où les butanes et les butènes sont retirés pour être utilisés comme matières premières d'alkylation, les composants plus lourds sont envoyés au mélange d'essence, le propane est récupéré pour le GPL et le propylène est retiré pour être utilisé dans la pétrochimie.

                            Centrales à gaz sat séparer les composants des gaz de raffinerie, y compris les butanes pour l'alkylation, les pentanes pour le mélange d'essence, les GPL pour le carburant et l'éthane pour la pétrochimie. Il existe deux procédés différents de gaz sat : l'absorption-fractionnement ou le fractionnement direct. Dans le fractionnement par absorption, les gaz et les liquides de diverses unités sont acheminés vers un absorbeur / dé-éthaniseur où C2 et les fractions plus légères sont séparées par absorption d'huile pauvre et retirées pour être utilisées comme gaz combustible ou alimentation pétrochimique. Les fractions plus lourdes restantes sont extraites et envoyées vers un débutaniseur, et l'huile pauvre est recyclée vers l'absorbeur/dé-éthaniseur. C3/C4 est séparé des pentanes dans le débutaniseur, lavé pour éliminer le sulfure d'hydrogène et acheminé vers un séparateur pour séparer le propane et le butane. L'étape d'absorption est éliminée dans les usines de fractionnement. Les processus de gaz sat dépendent de la charge d'alimentation et de la demande de produits.

                            La corrosion se produit à cause de la présence de sulfure d'hydrogène, de dioxyde de carbone et d'autres composés à la suite d'un traitement préalable. Les flux contenant de l'ammoniac doivent être séchés avant le traitement. Des additifs antisalissures sont utilisés dans l'huile d'absorption pour protéger les échangeurs de chaleur. Les inhibiteurs de corrosion sont utilisés pour contrôler la corrosion dans les systèmes aériens. Il est possible que l'exposition au sulfure d'hydrogène, au dioxyde de carbone, à l'hydroxyde de sodium, au MEA, au DEA et au MDEA soit reportée d'un traitement antérieur.

                            Usines à gaz insatisfaites récupérer les hydrocarbures légers des flux de gaz humides des craqueurs catalytiques et des accumulateurs de tête de cokeur retardé ou des récepteurs de fractionnement. Dans un processus typique, les gaz humides sont comprimés et traités avec de l'amine pour éliminer le sulfure d'hydrogène avant ou après leur entrée dans un absorbeur de fractionnement, où ils se mélangent dans un flux simultané d'essence débutanisée. Les fractions légères sont séparées par la chaleur dans un rebouilleur, les effluents gazeux étant envoyés vers un absorbeur à éponge et les queues envoyées vers un débutaniseur. Une partie de l'hydrocarbure débutanisé est recyclée et le reste est acheminé vers un séparateur pour être séparé. Les gaz de tête sont acheminés vers un dépropaniseur pour être utilisés comme charge d'alimentation de l'unité d'alkylation. (Voir figure 25.)

                            Figure 25. Processus de l'usine à gaz Unsat

                            HUILE10F21

                            La corrosion peut se produire à partir du sulfure d'hydrogène humide et des cyanures dans les usines à gaz insaturées qui traitent les matières premières du FCC. La corrosion due au sulfure d'hydrogène et aux dépôts dans les sections haute pression des compresseurs de gaz à partir de composés d'ammonium est possible lorsque les charges d'alimentation proviennent du cokeur retardé ou du TCC. Il existe un potentiel d'exposition au sulfure d'hydrogène et aux composés aminés tels que le MEA, le DEA et le MDEA.

                            Procédés de mélange d'essence, de carburant distillé et d'huile de base lubrifiante

                            Le mélange est le mélange physique d'un certain nombre de différentes fractions d'hydrocarbures liquides pour produire des produits finis avec des caractéristiques spécifiques souhaitées. Les produits peuvent être mélangés en ligne via un système de collecteur ou mélangés par lots dans des réservoirs et des cuves. Le mélange en ligne d'essence, de distillats, de carburéacteur et d'huiles de base lubrifiantes est réalisé en injectant des quantités proportionnelles de chaque composant dans le flux principal où la turbulence favorise un mélange complet.

                              • Les essences sont des mélanges de reformats, d'alkylats, d'essence de distillation directe, d'essences de craquage thermique et catalytique, d'essence de cokéfaction, de butane et d'additifs appropriés.
                              • Le mazout et le carburant diesel sont des mélanges de distillats et d'huiles de cycle, et le carburéacteur peut être un distillat de distillation directe ou mélangé avec du naphta.
                              • Les huiles lubrifiantes sont des mélanges d'huiles de base raffinées
                              • L'asphalte est mélangé à partir de divers stocks résiduels en fonction de son utilisation prévue.

                                     

                                    Les additifs sont souvent mélangés à l'essence et aux carburants pendant ou après le mélange pour fournir des propriétés spécifiques non inhérentes aux hydrocarbures pétroliers. Ces additifs comprennent des exhausteurs d'octane, des agents anti-détonants, des antioxydants, des inhibiteurs de gomme, des inhibiteurs de mousse, des inhibiteurs de rouille, des nettoyants pour carburateur (carbone), des détergents pour le nettoyage des injecteurs, des odorisants diesel, des colorants, des antistatiques de distillat, des oxydants d'essence tels que méthanol, éthanol et méthyl tertiobutyl éther, désactivateurs de métaux et autres.

                                    Les opérations de mélange par lots et en ligne nécessitent des contrôles stricts pour maintenir la qualité souhaitée du produit. Les déversements doivent être nettoyés et les fuites réparées pour éviter les glissades et les chutes. Les additifs dans les fûts et les sacs doivent être manipulés correctement pour éviter les contraintes et l'exposition. Le potentiel de contact avec des additifs dangereux, des produits chimiques, du benzène et d'autres matériaux existe pendant le mélange, et des contrôles techniques appropriés, un équipement de protection individuelle et une hygiène appropriée sont nécessaires pour minimiser les expositions.

                                    Opérations de raffinerie auxiliaire

                                    Les opérations auxiliaires soutenant les processus de raffinage comprennent celles qui fournissent la chaleur et le refroidissement du processus ; fournir un soulagement de la pression ; contrôler les émissions atmosphériques ; collecter et traiter les eaux usées; fournir des services publics tels que l'électricité, la vapeur, l'air et les gaz de l'usine ; et pomper, stocker, traiter et refroidir l'eau de procédé.

                                    Traitement des eaux usées

                                    Les eaux usées de raffinerie comprennent la vapeur condensée, l'eau de stripage, les solutions caustiques usées, la purge de la tour de refroidissement et de la chaudière, l'eau de lavage, l'eau de neutralisation des déchets alcalins et acides et d'autres eaux associées au procédé. Les eaux usées contiennent généralement des hydrocarbures, des matières dissoutes, des solides en suspension, des phénols, de l'ammoniac, des sulfures et d'autres composés. Le traitement des eaux usées est utilisé pour les eaux de procédé, les eaux de ruissellement et les eaux usées avant leur rejet. Ces traitements peuvent nécessiter des autorisations, ou il doit y avoir un recyclage.

                                    Il existe un risque d'incendie si les vapeurs des eaux usées contenant des hydrocarbures atteignent une source d'inflammation pendant le processus de traitement. Il existe un potentiel d'exposition aux divers produits chimiques et déchets lors de l'échantillonnage, de l'inspection, de la maintenance et des révisions du procédé.

                                    Prétraitement

                                    Le prétraitement est la séparation initiale des hydrocarbures et des solides des eaux usées. Les séparateurs API, les plaques interceptrices et les bassins de décantation sont utilisés pour éliminer les hydrocarbures en suspension, les boues huileuses et les solides par séparation gravitaire, écrémage et filtration. Les eaux usées acides sont neutralisées avec de l'ammoniac, de la chaux ou du carbonate de sodium. Les eaux usées alcalines sont traitées avec de l'acide sulfurique, de l'acide chlorhydrique, des gaz de combustion riches en dioxyde de carbone ou du soufre. Certaines émulsions huile dans eau sont d'abord chauffées pour faciliter la séparation de l'huile et de l'eau. La séparation par gravité dépend des différentes gravités spécifiques de l'eau et des globules d'huile non miscibles, ce qui permet d'écrémer l'huile libre à la surface des eaux usées.

                                    Décapage à l'eau acide

                                    L'eau contenant des sulfures, appelée eau acide, est produite dans les procédés de craquage catalytique et d'hydrotraitement, et chaque fois que de la vapeur est condensée en présence de gaz contenant du sulfure d'hydrogène.

                                    L'épuration est utilisée sur les eaux usées contenant des sulfures et/ou de l'ammoniac, et l'extraction par solvant est utilisée pour éliminer les phénols des eaux usées. Les eaux usées qui doivent être recyclées peuvent nécessiter un refroidissement pour éliminer la chaleur et/ou une oxydation par pulvérisation ou entraînement à l'air pour éliminer tous les phénols, nitrates et ammoniac restants.

                                    Traitement secondaire

                                    Après le prétraitement, les solides en suspension sont éliminés par sédimentation ou flottation à l'air. Les eaux usées contenant de faibles niveaux de solides sont tamisées ou filtrées, et des agents de floculation peuvent être ajoutés pour faciliter la séparation. Des matériaux à hautes caractéristiques d'adsorption sont utilisés dans les filtres à lit fixe ou ajoutés aux eaux usées pour former une boue qui est éliminée par sédimentation ou filtration. Les procédés de traitement secondaire dégradent et oxydent biologiquement les matières organiques solubles par l'utilisation de boues activées, de lagunes non aérées ou aérées, de méthodes de filtration par ruissellement ou de traitements anaérobies. Des méthodes de traitement supplémentaires sont utilisées pour éliminer les huiles et les produits chimiques des eaux usées.

                                    Traitement tertiaire

                                    Les traitements tertiaires éliminent des polluants spécifiques afin de répondre aux exigences réglementaires de rejet. Ces traitements comprennent la chloration, l'ozonation, l'échange d'ions, l'osmose inverse, l'adsorption sur charbon actif et autres. L'oxygène comprimé peut être diffusé dans les flux d'eaux usées pour oxyder certains produits chimiques ou pour satisfaire aux exigences réglementaires en matière de teneur en oxygène.

                                    Les tours de refroidissement

                                    Les tours de refroidissement éliminent la chaleur de l'eau de traitement par évaporation et transfert de chaleur latente entre l'eau chaude et l'air. Les deux types de tours sont à contre-courant et à courant croisé.

                                      • Dans le refroidissement à contre-courant, l'eau de procédé chaude est pompée vers le plénum supérieur et laissée tomber à travers la tour. De nombreuses lamelles, ou buses de pulvérisation, sont situées sur toute la longueur de la tour pour disperser le flux d'eau et aider au refroidissement. Simultanément, l'air entre au bas de la tour, créant un flux d'air simultané contre l'eau. Les tours à tirage induit ont les ventilateurs à la sortie d'air. Les tours à tirage forcé ont des ventilateurs ou des soufflantes à l'entrée d'air.
                                      • Les tours à flux croisés introduisent un flux d'air perpendiculaire au flux d'eau dans toute la structure.

                                         

                                        L'eau de refroidissement recirculée doit être traitée pour éliminer les impuretés et tous les hydrocarbures dissous. Les impuretés présentes dans l'eau de refroidissement peuvent corroder et encrasser les tuyauteries et les échangeurs de chaleur, le tartre des sels dissous peut se déposer sur les tuyaux et les tours de refroidissement en bois peuvent être endommagées par des micro-organismes.

                                        L'eau des tours de refroidissement peut être contaminée par des matériaux de procédé et des sous-produits, y compris le dioxyde de soufre, le sulfure d'hydrogène et le dioxyde de carbone, avec les expositions qui en résultent. Il existe un potentiel d'exposition aux produits chimiques de traitement de l'eau ou au sulfure d'hydrogène lorsque les eaux usées sont traitées conjointement avec des tours de refroidissement. Parce que l'eau est saturée d'oxygène à cause du refroidissement à l'air, les risques de corrosion sont intensifiés. Un moyen de prévention de la corrosion est l'ajout d'un matériau à l'eau de refroidissement qui forme un film protecteur sur les tuyaux et autres surfaces métalliques.

                                        Lorsque l'eau de refroidissement est contaminée par des hydrocarbures, des vapeurs inflammables peuvent s'évaporer dans l'air de refoulement. Si une source d'inflammation ou la foudre est présente, des incendies peuvent se déclarer. Les risques d'incendie existent lorsqu'il y a des zones relativement sèches dans les tours de refroidissement à tirage induit de construction combustible. La perte d'alimentation des ventilateurs de la tour de refroidissement ou des pompes à eau peut avoir de graves conséquences sur les opérations de traitement.

                                        Génération de vapeur

                                        La vapeur est produite par les opérations de chauffage et de chaudière dans les centrales de production de vapeur et dans diverses unités de traitement, en utilisant la chaleur des gaz de combustion ou d'autres sources. Les systèmes de génération de vapeur comprennent :

                                          • réchauffeurs (fournaises), avec leurs brûleurs et un système d'air de combustion
                                          • des systèmes de tirage ou de pression pour éliminer les gaz de combustion de la fournaise, des souffleurs de suie et des systèmes à air comprimé qui scellent les ouvertures pour empêcher les gaz de combustion de s'échapper
                                          • chaudières, composées d'un certain nombre de tubes qui transportent le mélange eau / vapeur à travers le four assurant un transfert de chaleur maximal (ces tubes passent entre des tambours de distribution de vapeur en haut de la chaudière et des tambours de collecte d'eau en bas de la chaudière)
                                          • des tambours à vapeur pour collecter la vapeur et la diriger vers le surchauffeur avant qu'elle n'entre dans le système de distribution de vapeur.

                                                 

                                                L'opération la plus potentiellement dangereuse dans la production de vapeur est le démarrage du réchauffeur. Un mélange inflammable de gaz et d'air peut s'accumuler à la suite d'une perte de flamme sur un ou plusieurs brûleurs pendant l'allumage. Des procédures de démarrage spécifiques sont requises pour chaque type d'unité, y compris la purge avant l'allumage et les procédures d'urgence en cas de raté ou de perte de flamme du brûleur. Si l'eau d'alimentation est faible et que les chaudières sont sèches, les tubes surchaufferont et tomberont en panne. L'excès d'eau sera entraîné dans le système de distribution de vapeur, causant des dommages aux turbines. Les chaudières doivent avoir des systèmes de purge continus ou intermittents pour éliminer l'eau des tambours à vapeur et pour limiter l'accumulation de tartre sur les aubes de turbine et les tubes de surchauffeur. Il faut veiller à ne pas surchauffer le surchauffeur lors du démarrage et de l'arrêt. Des sources de carburant alternatives doivent être fournies en cas de perte de gaz combustible due à l'arrêt de l'unité de raffinerie ou à une urgence.

                                                Combustible de chauffage

                                                N'importe quel combustible ou n'importe quelle combinaison de combustibles, y compris le gaz de raffinerie, le gaz naturel, le mazout et le charbon en poudre, peut être utilisé dans les appareils de chauffage. Les effluents gazeux de la raffinerie sont collectés à partir des unités de traitement et combinés avec du gaz naturel et du GPL dans un ballon d'équilibrage de gaz combustible. Le ballon d'équilibrage fournit une pression constante du système, un carburant à teneur en BTU (énergie) assez stable et une séparation automatique des liquides en suspension dans les vapeurs de gaz, et empêche le transfert de gros bouchons de condensat dans le système de distribution.

                                                Le mazout est généralement un mélange de pétrole brut de raffinerie et de résidus de distillation directe et de craquage, mélangé à d'autres produits. Le système de mazout fournit du carburant aux réchauffeurs de l'unité de traitement et aux générateurs de vapeur aux températures et pressions requises. Le mazout est chauffé à la température de pompage, aspiré à travers une crépine d'aspiration grossière, pompé vers un réchauffeur à température contrôlée, puis à travers une crépine à mailles fines avant d'être brûlé. Des marmites défonçables, fournies dans les unités de traitement, sont utilisées pour éliminer les liquides du gaz combustible avant la combustion.

                                                Dans un exemple de génération de chaleur d'une unité de traitement, des chaudières à monoxyde de carbone (CO) récupèrent la chaleur dans des unités de craquage catalytique lorsque le monoxyde de carbone dans les gaz de combustion est brûlé pour compléter la combustion. Dans d'autres procédés, les unités de récupération de chaleur résiduelle utilisent la chaleur des gaz de combustion pour produire de la vapeur.

                                                Distribution de vapeur

                                                La vapeur est généralement générée par des radiateurs et des chaudières combinés en une seule unité. La vapeur quitte les chaudières à la pression la plus élevée requise par les unités de traitement ou le générateur électrique. La pression de la vapeur est ensuite réduite dans des turbines qui entraînent des pompes et des compresseurs de traitement. Lorsque la vapeur de raffinerie est également utilisée pour entraîner des turbogénérateurs à vapeur pour produire de l'électricité, la vapeur doit être produite à une pression beaucoup plus élevée que celle requise pour la vapeur de traitement. Le système de distribution de vapeur est constitué de vannes, de raccords, de tuyauteries et de raccords adaptés à la pression de la vapeur transportée. La majeure partie de la vapeur utilisée dans la raffinerie est condensée en eau dans des échangeurs de chaleur et réutilisée comme eau d'alimentation de chaudière, ou évacuée vers le traitement des eaux usées.

                                                Eau d'alimentation à la vapeur

                                                L'approvisionnement en eau d'alimentation est une partie importante de la production de vapeur. Il doit toujours y avoir autant de livres d'eau entrant dans le système de génération de vapeur qu'il y a de livres de vapeur qui en sortent. L'eau utilisée dans la production de vapeur doit être exempte de contaminants, y compris les minéraux et les impuretés dissoutes, qui peuvent endommager le système ou affecter le fonctionnement. Les matières en suspension telles que le limon, les eaux usées et l'huile, qui forment du tartre et des boues, sont coagulées ou filtrées hors de l'eau. Les gaz dissous, en particulier le dioxyde de carbone et l'oxygène qui provoquent la corrosion de la chaudière, sont éliminés par désaération et traitement. Les minéraux dissous tels que les sels métalliques, le calcium et les carbonates, qui provoquent des dépôts de tartre, de corrosion et d'aubes de turbine, sont traités avec de la chaux ou du carbonate de soude pour les précipiter hors de l'eau. Selon ses caractéristiques, l'eau brute d'alimentation de la chaudière peut être traitée par clarification, sédimentation, filtration, échange d'ions, désaération et traitement interne. L'eau de refroidissement recirculée doit également être traitée pour éliminer les hydrocarbures et autres contaminants.

                                                Réchauffeurs de processus, échangeurs de chaleur et refroidisseurs

                                                Les réchauffeurs de processus et les échangeurs de chaleur préchauffent les matières premières dans les tours de distillation et dans les processus de raffinage aux températures de réaction. La majeure partie de la chaleur fournie aux unités de traitement provient des réchauffeurs à combustion que l'on trouve sur les unités de préchauffage de pétrole brut et de reformage, les réchauffeurs de cokéfaction et les rebouilleurs à grande colonne, qui sont alimentés par la raffinerie ou le gaz naturel, le distillat et les huiles résiduelles. Les réchauffeurs sont généralement conçus pour des opérations de processus spécifiques, et la plupart sont des conceptions cylindriques verticales ou de type boîte. Les échangeurs de chaleur utilisent de la vapeur ou des hydrocarbures chauds, transférés d'une autre section du processus, pour l'apport de chaleur.

                                                La chaleur est également extraite de certains processus par des échangeurs d'air et d'eau, des ventilateurs à ailettes, des refroidisseurs de gaz et de liquide et des condenseurs aériens, ou en transférant la chaleur à d'autres systèmes. Le système de réfrigération à compression de vapeur mécanique de base est conçu pour desservir une ou plusieurs unités de traitement et comprend un évaporateur, un compresseur, un condenseur, des commandes et une tuyauterie. Les liquides de refroidissement courants sont l'eau, un mélange alcool/eau ou diverses solutions de glycol.

                                                Un moyen de fournir un tirage ou une purge de vapeur adéquat est nécessaire pour réduire les risques d'explosion lors de l'allumage d'incendies dans les fours de chauffage. Des procédures de démarrage et d'urgence spécifiques sont requises pour chaque type d'unité. Si le feu empiète sur les ventilateurs à ailettes, une panne peut survenir en raison d'une surchauffe. Si un produit inflammable s'échappe d'un échangeur de chaleur ou d'un refroidisseur en raison d'une fuite, un incendie pourrait se déclarer.

                                                Des précautions doivent être prises pour s'assurer que toute la pression est retirée des tubes de chauffage avant de retirer tout collecteur ou bouchon de raccord. Il convient d'envisager de prévoir une décompression dans les systèmes de tuyauterie des échangeurs de chaleur au cas où ils seraient bloqués alors qu'ils étaient pleins de liquide. En cas de défaillance des commandes, des variations de température et de pression peuvent se produire de part et d'autre de l'échangeur de chaleur. Si les tubes de l'échangeur de chaleur tombent en panne et que la pression du procédé est supérieure à la pression du réchauffeur, le produit pourrait pénétrer dans le réchauffeur avec des conséquences en aval. Si la pression est inférieure, le courant du réchauffeur pourrait entrer dans le courant du fluide de traitement. Si une perte de circulation se produit dans les refroidisseurs de liquide ou de gaz, l'augmentation de la température du produit pourrait affecter les opérations en aval, nécessitant une décompression.

                                                Selon le combustible, le fonctionnement du procédé et la conception de l'unité, il existe un risque d'exposition au sulfure d'hydrogène, au monoxyde de carbone, aux hydrocarbures, aux boues d'eau d'alimentation des chaudières à vapeur et aux produits chimiques de traitement de l'eau. Le contact de la peau avec la purge de la chaudière pouvant contenir des composés phénoliques doit être évité. L'exposition à la chaleur rayonnante, à la vapeur surchauffée et aux hydrocarbures chauds est possible.

                                                Systèmes de décompression et d'évasement

                                                Les contrôles techniques intégrés aux processus comprennent la réduction des concentrations de vapeurs inflammables par ventilation, dilution et inertage. La pressurisation est utilisée pour maintenir les salles de contrôle au-dessus de la pression atmosphérique afin de réduire la possibilité d'entrée de vapeurs. Des systèmes de décompression sont fournis pour contrôler les vapeurs et les liquides qui sont libérés par les dispositifs de décompression et les purges. La décompression est une libération automatique et planifiée lorsque la pression de fonctionnement atteint un niveau prédéterminé. La purge fait généralement référence à la libération intentionnelle de matière, telle que les purges des démarrages d'unités de traitement, les purges de four, les arrêts et les urgences. La dépressurisation des vapeurs est l'élimination rapide des vapeurs des récipients sous pression en cas d'urgence. Cela peut être accompli par l'utilisation d'un disque de rupture, généralement réglé à une pression plus élevée que la soupape de décharge.

                                                Soupapes de sécurité

                                                Les soupapes de sécurité, utilisées pour contrôler les pressions d'air, de vapeur, de gaz et de vapeur d'hydrocarbures et de liquide, s'ouvrent proportionnellement à l'augmentation de la pression par rapport à la pression normale de fonctionnement. Les soupapes de sécurité, conçues principalement pour libérer de grands volumes de vapeur, s'ouvrent généralement à pleine capacité. La surpression nécessaire pour ouvrir les soupapes de décharge de liquide, lorsqu'une décharge de grand volume n'est pas requise, augmente à mesure que la soupape se soulève en raison de la résistance accrue du ressort. Les soupapes de décharge de sécurité pilotées, avec jusqu'à six fois la capacité des soupapes de décharge normales, sont utilisées lorsqu'une étanchéité plus serrée et des décharges de plus grand volume sont nécessaires. Les liquides non volatils sont généralement pompés vers des systèmes de séparation et de récupération pétrole/eau, et les liquides volatils sont envoyés vers des unités fonctionnant à une pression inférieure.

                                                Fusées

                                                Un système fermé typique de décharge de pression et de torche comprend des soupapes de décharge et des conduites d'unités de traitement pour la collecte des rejets, des tambours d'éjection pour séparer les vapeurs et les liquides, des joints et/ou des gaz de purge pour la protection contre le retour de flamme et un système de torche et d'allumeur, qui brûle les vapeurs si le rejet direct dans l'atmosphère n'est pas autorisé. De la vapeur peut être injectée dans la pointe de torche pour réduire la fumée visible.

                                                Les liquides ne doivent pas être autorisés à se déverser dans un système d'évacuation des vapeurs. Les tambours défonçables et les fusées éclairantes doivent être suffisamment grands pour gérer les purges d'urgence, et les tambours doivent être soulagés en cas de surpression. Fournir des soupapes de surpression lorsqu'il existe un potentiel de surpression dans les processus de raffinage, par exemple en raison des causes suivantes :

                                                  • perte d'eau de refroidissement, entraînant éventuellement une chute de pression fortement accrue dans les condenseurs, augmentant à son tour la pression dans l'unité de traitement
                                                  • vaporisation rapide et augmentation de la pression à partir de l'injection d'un liquide à point d'ébullition inférieur, y compris de l'eau, dans une cuve de traitement fonctionnant à des températures plus élevées
                                                  • expansion de la vapeur et surpression résultante due à une vapeur de procédé surchauffée, à des radiateurs défectueux ou à un incendie
                                                  • défaillance des commandes automatiques, sorties fermées, défaillance de l'échangeur de chaleur, etc.
                                                  • explosion interne, réaction chimique, dilatation thermique, accumulation de gaz, etc.
                                                  • perte de reflux, provoquant une montée en pression dans les tours de distillation.

                                                            La quantité de reflux affectant le volume de vapeurs sortant de la tour de distillation, la perte de volume provoque une chute de pression dans les condenseurs et une montée en pression dans les tours de distillation.

                                                            L'entretien est important car les vannes sont nécessaires pour fonctionner correctement. Les problèmes courants de fonctionnement des vannes incluent :

                                                              • non-ouverture à la pression de réglage due à l'obstruction de l'entrée ou de la sortie de la vanne ou à la corrosion, empêchant le bon fonctionnement du porte-disque et des guides
                                                              • incapacité à se réinstaller après l'ouverture en raison de l'encrassement, de la corrosion ou des dépôts sur le siège ou les pièces mobiles, ou par des solides dans le flux de gaz coupant le disque de la vanne
                                                              • broutement et ouverture prématurée, dus à une pression de service trop proche du point de consigne de la vanne.

                                                                   

                                                                  Services publics

                                                                  Eau. Selon l'emplacement et les ressources de la communauté, les raffineries peuvent puiser dans les approvisionnements publics en eau pour boire et traiter l'eau ou peuvent devoir pomper et traiter leur propre eau potable. Le traitement peut inclure un large éventail d'exigences, du dessalement à la filtration, en passant par la chloration et les tests.

                                                                  Eaux d'égout. En outre, en fonction de la disponibilité des stations de traitement communautaires ou privées hors site, les raffineries peuvent être amenées à prévoir l'autorisation, la collecte, le traitement et le rejet de leurs déchets sanitaires.

                                                                  puissance électrique. Les raffineries reçoivent de l'électricité de sources extérieures ou produisent la leur, à l'aide de générateurs électriques entraînés par des turbines à vapeur ou des moteurs à gaz. Les zones sont classées en fonction du type de protection électrique nécessaire pour empêcher une étincelle d'enflammer des vapeurs ou de contenir une explosion dans un équipement électrique. Les sous-stations électriques, qui sont normalement situées dans des zones non classées, à l'écart des sources de vapeurs d'hydrocarbures inflammables ou de pulvérisation d'eau des tours de refroidissement, contiennent des transformateurs, des disjoncteurs et des interrupteurs des circuits d'alimentation. Les sous-stations alimentent en électricité les stations de distribution dans les zones des unités de traitement. Les stations de distribution peuvent être situées dans des zones classées, à condition que les exigences de classification électrique soient respectées. Les stations de distribution utilisent généralement un transformateur rempli de liquide muni d'un dispositif de déconnexion rempli d'huile ou à rupture d'air.

                                                                  Les précautions normales de sécurité électrique, y compris la marche à sec, les panneaux d'avertissement «haute tension» et la protection doivent être mises en œuvre pour se protéger contre l'électrocution. Les employés doivent être familiarisés avec les procédures de travail sécuritaires en électricité de la raffinerie. Le verrouillage/étiquetage et d'autres pratiques de travail sécuritaires appropriées doivent être mis en œuvre pour empêcher la mise sous tension pendant que des travaux sont effectués sur des équipements électriques à haute tension. Des expositions dangereuses peuvent survenir lors de travaux à proximité de transformateurs et d'interrupteurs contenant un fluide diélectrique nécessitant des précautions de manipulation particulières. Ces sujets sont traités plus en détail ailleurs dans ce Encyclopédie.

                                                                  Opérations de turbines, de gaz et de compresseurs d'air

                                                                  Compresseurs d'air et de gaz

                                                                  Les systèmes de ventilation par aspiration et d'alimentation en air des raffineries sont conçus pour capter ou diluer les gaz, fumées, poussières et vapeurs susceptibles de contaminer les espaces de travail ou l'atmosphère extérieure. Les contaminants capturés sont récupérés si possible ou dirigés vers des systèmes d'élimination après avoir été nettoyés ou brûlés. Les systèmes d'alimentation en air comprennent les compresseurs, les refroidisseurs, les réservoirs d'air, les sécheurs d'air, les commandes et la tuyauterie de distribution. Les ventilateurs sont également utilisés pour fournir de l'air à certains processus. L'air de l'usine est fourni pour le fonctionnement des outils pneumatiques, la régénération des catalyseurs, les réchauffeurs de processus, le décokage vapeur-air, l'oxydation de l'eau acide, l'adoucissement de l'essence, le soufflage d'asphalte et d'autres utilisations. L'air d'instrument est fourni pour une utilisation dans les instruments et commandes pneumatiques, les moteurs pneumatiques et les raccords de purge. Le gaz de l'usine, tel que l'azote, est fourni pour l'inertage des récipients et d'autres utilisations. Les compresseurs à piston et centrifuges sont utilisés pour le gaz et l'air comprimé.

                                                                  Les compresseurs d'air doivent être situés de manière à ce que l'aspiration ne reçoive pas de vapeurs inflammables ou de gaz corrosifs. Il existe un risque d'incendie en cas de fuite dans les compresseurs de gaz. Des tambours défonçables sont nécessaires pour empêcher les surtensions de liquide de pénétrer dans les compresseurs de gaz. Si les gaz sont contaminés par des matières solides, des crépines sont nécessaires. La défaillance des commandes automatiques du compresseur affectera les processus. Si la pression maximale est susceptible d'être supérieure à la pression de conception du compresseur ou de l'équipement de traitement, une décompression doit être prévue. Une protection est nécessaire pour les pièces mobiles exposées sur les compresseurs. Les bâtiments des compresseurs doivent être correctement classés électriquement et des dispositions doivent être prises pour une ventilation adéquate.

                                                                  Lorsque l'air de l'usine est utilisé comme appoint à l'air des instruments, les interconnexions doivent être en amont du système de séchage de l'air des instruments pour éviter la contamination des instruments par l'humidité. Des sources alternatives d'alimentation en air des instruments, telles que l'utilisation d'azote, peuvent être nécessaires en cas de panne de courant ou de panne du compresseur. Appliquez les mesures de protection appropriées afin que le gaz, l'air de l'usine et l'air des instruments ne soient pas utilisés comme source pour respirer ou pour pressuriser les systèmes d'eau potable.

                                                                  Turbines

                                                                  Les turbines sont généralement alimentées au gaz ou à la vapeur et sont utilisées pour entraîner des pompes, des compresseurs, des soufflantes et d'autres équipements de traitement de raffinerie. La vapeur pénètre dans les turbines à des températures et des pressions élevées, se dilate et entraîne des pales rotatives tout en étant dirigée par des pales fixes.

                                                                  Les turbines à vapeur utilisées pour l'échappement fonctionnant sous vide ont besoin d'une soupape de décharge de sécurité côté refoulement pour la protection et pour maintenir la vapeur en cas de panne de vide. Lorsque la pression de fonctionnement maximale peut être supérieure à la pression de conception, les turbines à vapeur ont besoin de dispositifs de décharge. Il faudrait envisager de prévoir des régulateurs et des dispositifs de contrôle de survitesse sur les turbines.

                                                                  Pompes, tuyauterie et vannes

                                                                  Des pompes centrifuges et à déplacement positif (alternatives) sont utilisées pour déplacer les hydrocarbures, l'eau de traitement, l'eau d'incendie et les eaux usées dans toute la raffinerie. Les pompes sont entraînées par des moteurs électriques, des turbines à vapeur ou des moteurs à combustion interne.

                                                                  Les systèmes de tuyauterie de traitement et de service distribuent les hydrocarbures, la vapeur, l'eau et d'autres produits dans l'ensemble de l'installation. Ils sont dimensionnés et construits avec des matériaux dépendant du type de service, de la pression, de la température et de la nature des produits. Il y a des raccords d'évent, de vidange et d'échantillonnage sur la tuyauterie, ainsi que des dispositions pour l'obturation. Différents types de vannes, y compris les vannes à vanne, les vannes de dérivation, les vannes à soupape et à bille, les vannes à boisseau, les vannes d'arrêt et de purge et les clapets anti-retour sont utilisés, en fonction de leur objectif de fonctionnement. Ces vannes peuvent être actionnées manuellement ou automatiquement.

                                                                  Les vannes et les instruments qui nécessitent un entretien ou d'autres travaux doivent être accessibles au niveau du sol ou à partir d'une plate-forme d'exploitation. Des vannes télécommandées, des vannes coupe-feu et des vannes d'isolement peuvent être utilisées pour limiter la perte de produit à l'aspiration des pompes en cas de fuite ou d'incendie. Les raccords d'évent et de vidange de fonctionnement peuvent être fournis avec des vannes d'arrêt doubles, ou une vanne d'arrêt et un bouchon ou une bride aveugle pour la protection contre les rejets. Selon le produit et le service, une prévention du refoulement de la conduite de refoulement peut être nécessaire. Des dispositions peuvent être prises pour l'expansion du pipeline, le mouvement et les changements de température pour éviter la rupture. Les pompes fonctionnant avec un débit réduit ou nul peuvent surchauffer et éclater. La défaillance des commandes automatiques de la pompe pourrait entraîner une déviation de la pression et de la température du procédé. Une décompression dans la tuyauterie de refoulement doit être prévue là où les pompes peuvent être en surpression.

                                                                  Réservoir de stockage

                                                                  Des réservoirs de stockage atmosphériques et des réservoirs de stockage sous pression sont utilisés dans toute la raffinerie pour le stockage des bruts, des hydrocarbures intermédiaires (ceux utilisés pour le traitement) et des produits finis, liquides et gazeux. Des réservoirs sont également prévus pour l'eau d'incendie, l'eau de traitement et de traitement, les acides, l'air et l'hydrogène, les additifs et autres produits chimiques. Le type, la construction, la capacité et l'emplacement des réservoirs dépendent de leur utilisation et de la nature, de la pression de vapeur, des points d'éclair et des points d'écoulement des matériaux stockés. De nombreux types de réservoirs sont utilisés dans les raffineries, les plus simples étant les réservoirs hors sol à toit conique pour le stockage de liquides combustibles (non volatils) tels que les carburants diesel, les mazouts et les huiles lubrifiantes. Les réservoirs à toit flottant à toit ouvert et couverts (internes), qui stockent des liquides inflammables (volatils) tels que l'essence et le pétrole brut, limitent l'espace entre le haut du produit et le toit du réservoir afin de maintenir une atmosphère riche en vapeur. atmosphère pour empêcher l'inflammation.

                                                                  Le risque d'incendie existe si les réservoirs de stockage d'hydrocarbures sont trop remplis ou développent des fuites qui permettent au liquide et aux vapeurs de s'échapper et d'atteindre des sources d'inflammation. Les raffineries doivent établir des procédures de jaugeage manuel et de réception des produits pour contrôler les débordements ou fournir des systèmes automatiques de contrôle et de signalisation des débordements sur les réservoirs. Les citernes peuvent être équipées de systèmes de protection incendie mousse-eau fixes ou semi-fixes. Des vannes télécommandées, des vannes d'isolement et des vannes coupe-feu peuvent être installées sur les réservoirs pour le pompage ou la fermeture en cas d'incendie à l'intérieur du réservoir ou dans la digue du réservoir ou la zone de stockage. Des programmes de ventilation, de nettoyage et d'accès aux espaces confinés des réservoirs sont utilisés pour contrôler les travaux à l'intérieur des réservoirs, et des systèmes de permis de travail à chaud sont utilisés pour contrôler les sources d'inflammation dans et autour des réservoirs de stockage.

                                                                  Manutention, expédition et transport

                                                                  Le chargement de gaz et d'hydrocarbures liquides dans des pipelines, des wagons-citernes, des camions-citernes, des navires et des barges pour le transport vers les terminaux et les consommateurs est l'opération finale de raffinage. Les caractéristiques du produit, les besoins de distribution, les exigences d'expédition, la prévention des incendies, la protection de l'environnement et les critères d'exploitation sont importants lors de la conception des quais maritimes, des rampes de chargement et des collecteurs de pipeline. Les procédures d'exploitation doivent être établies et acceptées par l'expéditeur et le destinataire, et les communications doivent être maintenues pendant le transfert du produit. Les camions-citernes et les wagons-citernes peuvent être chargés par le haut ou par le bas. Le chargement et le déchargement du gaz de pétrole liquéfié (GPL) nécessitent des considérations particulières en plus de celles des hydrocarbures liquides. Au besoin, des systèmes de récupération des vapeurs devraient être fournis aux rampes de chargement et aux quais maritimes.

                                                                  Des pratiques de travail sûres et un équipement de protection individuelle approprié peuvent être nécessaires lors du chargement ou du déchargement, du nettoyage des déversements ou des fuites, ou lors du jaugeage, de l'inspection, de l'échantillonnage ou de l'exécution d'activités de maintenance sur les installations de chargement ou les systèmes de récupération des vapeurs. La livraison doit être interrompue ou déviée en cas d'urgence, comme un camion-citerne ou un trop-plein de compartiment de wagon-citerne.

                                                                  Un certain nombre de produits chimiques dangereux et toxiques différents sont utilisés dans les raffineries, allant de petites quantités de réactifs de test utilisés dans les laboratoires à de grandes quantités d'acide sulfurique et d'acides fluorhydriques utilisés dans le traitement alcalin. Ces produits chimiques doivent être reçus, stockés et manipulés correctement. Les fabricants de produits chimiques fournissent des informations sur la sécurité des matériaux qui peuvent être utilisées par les raffineries pour développer des procédures de sécurité, des contrôles techniques, des exigences de protection individuelle et des procédures d'intervention d'urgence pour la manipulation de produits chimiques.

                                                                  La nature du danger aux installations de chargement et de déchargement dépend des produits chargés et des produits précédemment transportés dans le wagon-citerne, le camion-citerne ou le navire. La liaison égalise la charge électrique entre la rampe de chargement et le camion-citerne ou le wagon-citerne. La mise à la terre empêche la circulation de courants vagabonds dans les installations de chargement de camions et de trains. Des brides isolantes sont utilisées sur les raccords de tuyauterie des quais marins pour empêcher l'accumulation et les décharges d'électricité statique. Des pare-flammes sont installés dans le rack de chargement et les lignes de récupération des vapeurs marines pour éviter les retours de flamme. Lorsque le chargement des aiguillages est autorisé, des procédures de sécurité doivent être établies et suivies.

                                                                  Des systèmes d'arrêt automatiques ou manuels au niveau des collecteurs d'alimentation doivent être installés sur les racks de chargement par le haut et par le bas et sur les quais maritimes en cas de fuites ou de débordements. Une protection antichute, telle que des mains courantes, peut être nécessaire pour les quais et les racks à chargement par le haut. Des systèmes de drainage et de récupération peuvent être fournis sur les rampes de chargement pour le drainage des eaux pluviales, sur les quais et pour gérer les déversements et les fuites. Des précautions sont nécessaires aux installations de chargement de GPL afin de ne pas surcharger ou surpressuriser les wagons-citernes et les camions.

                                                                  Activités et installations de soutien à la raffinerie

                                                                  Un certain nombre d'installations, d'activités et de programmes différents, chacun ayant ses propres exigences spécifiques en matière de sécurité et de santé, sont nécessaires pour soutenir les processus de raffinerie en fonction de l'emplacement de la raffinerie et des ressources disponibles.

                                                                  Activités administratives

                                                                  Une grande variété d'activités de soutien administratif, selon la philosophie de l'entreprise de raffinage et la disponibilité des services communautaires, sont nécessaires pour assurer l'exploitation continue d'une raffinerie. La fonction qui contrôle les mouvements de pétrole vers, à l'intérieur et hors de la raffinerie est unique aux raffineries. Les fonctions administratives peuvent être décomposées comme suit. Le fonctionnement quotidien des unités de traitement est la fonction d'exploitation. Une autre fonction est chargée de s'assurer que des dispositions ont été prises pour un approvisionnement continu en pétrole brut. Les autres activités fonctionnelles comprennent les services médicaux (soins d'urgence et soins de santé continus), la restauration, les services d'ingénierie, les services de conciergerie et les fonctions administratives et de gestion de routine communes à la plupart des industries, telles que la comptabilité, les achats, les relations humaines, etc. La fonction de formation de la raffinerie est responsable de la formation des superviseurs et des employés aux compétences et aux métiers, y compris la formation initiale, de recyclage et de rattrapage, ainsi que de l'orientation et de la formation des employés et des sous-traitants en matière d'intervention d'urgence et de pratiques et procédures de travail sécuritaires.

                                                                  Construction et entretien

                                                                  L'exploitation sûre et continue des raffineries dépend de l'établissement et de la mise en œuvre de programmes et de procédures d'entretien régulier et d'entretien préventif, et d'un remplacement si nécessaire. Révisions, dans lequel l'ensemble de la raffinerie ou des unités de traitement entières seront arrêtées pour l'ensemble de l'équipement et le remplacement en une seule fois, est un type de programme de maintenance préventive unique à l'industrie des procédés. Les activités d'intégrité mécanique, telles que l'inspection, la réparation, les essais et la certification des vannes et des dispositifs de décharge, qui font partie du programme de gestion de la sécurité des procédés, sont importantes pour la poursuite de l'exploitation sûre d'une raffinerie, tout comme les ordres de travail de maintenance pour l'efficacité continue de le programme de « gestion du changement » de la raffinerie. Les programmes de permis de travail contrôlent le travail à chaud et le travail sécuritaire, comme l'isolement et le verrouillage, et l'entrée dans des espaces confinés. Les ateliers de maintenance et d'instrumentation ont des objectifs qui incluent :

                                                                    • travail délicat et précis pour tester, entretenir et calibrer les commandes, les instruments et les ordinateurs des processus de raffinerie
                                                                    • soudage
                                                                    • réparation et révision d'équipement
                                                                    • entretien des véhicules
                                                                    • menuiserie et ainsi de suite.

                                                                             

                                                                            La sécurité et la santé dans la construction et la maintenance reposent sur certains des programmes suivants.

                                                                            Isolement

                                                                            L'entretien, la réparation et le remplacement en toute sécurité des équipements dans les unités de traitement nécessitent souvent l'isolation des réservoirs, des récipients et des conduites afin d'empêcher la possibilité que des liquides ou des vapeurs inflammables pénètrent dans une zone où des travaux à chaud sont effectués. L'isolation est normalement obtenue en déconnectant et en fermant toutes les tuyauteries menant à ou provenant d'un navire ; aveugler ou obturer le tuyau à un raccordement près du réservoir ou du récipient ; ou fermer un double ensemble de vannes d'arrêt sur la tuyauterie, si prévu, et ouvrir une vanne de purge entre les deux vannes fermées.

                                                                            Lockout / tagout

                                                                            Les programmes de verrouillage et d'étiquetage empêchent l'activation par inadvertance d'équipements électriques, mécaniques, hydrauliques ou pneumatiques pendant la réparation ou l'entretien. Tout équipement électrique doit avoir son disjoncteur ou son interrupteur principal verrouillé ou étiqueté et testé pour garantir son non-fonctionnement, avant de commencer les travaux. Les équipements mécaniques, hydrauliques et pneumatiques doivent être mis hors tension et avoir leur source d'alimentation verrouillée ou étiquetée avant le début des travaux. Les conduites de fermeture de vannes sur lesquelles des travaux sont en cours ou qui sont isolées doivent également être verrouillées ou étiquetées pour empêcher toute ouverture non autorisée.

                                                                            Métallurgie

                                                                            La métallurgie est utilisée pour assurer la résistance et l'intégrité continues des conduites, cuves, réservoirs et réacteurs qui sont sujets à la corrosion des acides, des corrosifs, de l'eau acide et des gaz et autres produits chimiques créés et utilisés dans le traitement du pétrole brut. Des méthodes d'essais non destructifs sont utilisées dans toute la raffinerie pour détecter une corrosion et une usure excessives avant qu'une défaillance ne se produise. Des précautions de sécurité appropriées sont nécessaires pour prévenir les expositions excessives des travailleurs qui manipulent ou sont exposés à des équipements de test radioactifs, des colorants et des produits chimiques.

                                                                            Les entrepôts

                                                                            Les entrepôts stockent non seulement les pièces, les matériaux et l'équipement nécessaires à la poursuite des opérations de raffinage, mais stockent également les produits chimiques et les additifs emballés qui sont utilisés dans la maintenance, le traitement et le mélange. Les entrepôts peuvent également conserver les vêtements et équipements de protection individuelle requis, notamment les casques, les gants, les tabliers, la protection des yeux et du visage, la protection respiratoire, les chaussures de sécurité et imperméables, les vêtements ignifuges et les vêtements de protection contre les acides. Un stockage et une séparation appropriés des liquides inflammables et combustibles et des produits chimiques dangereux sont nécessaires pour prévenir les déversements, les incendies et le mélange de produits incompatibles.

                                                                            Laboratoires

                                                                            Les laboratoires sont chargés de déterminer les valeurs et la consistance des pétroles bruts avant le traitement, ainsi que d'effectuer les tests requis pour le contrôle de la qualité du produit fini. Le personnel de laboratoire doit être formé pour reconnaître les dangers inhérents à la manipulation et au mélange de produits chimiques toxiques et de liquides inflammables, et assurer sa protection et celle des autres.

                                                                            Sécurité et hygiène de l'environnement et du travail

                                                                            D'autres activités importantes de soutien à la raffinerie sont la sécurité, la prévention et la protection contre les incendies, la protection de l'environnement et l'hygiène industrielle. Ceux-ci peuvent être fournis en tant que fonctions distinctes ou intégrés dans les opérations de raffinage. Les activités de sécurité, de préparation et d'intervention en cas d'urgence et de prévention et de protection contre les incendies relèvent souvent de la même fonction au sein d'une raffinerie.

                                                                            La fonction de sécurité participe aux programmes de gestion de la sécurité des procédés dans le cadre des équipes de revue de conception, de revue de pré-construction et de construction et de revue de pré-démarrage. La sécurité participe souvent au processus de qualification des sous-traitants, examine les activités des sous-traitants et enquête sur les incidents impliquant des employés et des sous-traitants. Le personnel de sécurité peut être chargé de superviser les activités nécessitant un permis, telles que l'entrée dans un espace confiné et le travail à chaud, et de vérifier la disponibilité et l'état de préparation des extincteurs portatifs, des installations de décontamination, des douches de sécurité, des douches oculaires, des dispositifs de détection et des alarmes fixes et des dispositifs d'urgence. des appareils respiratoires autonomes placés à des endroits stratégiques en cas de dégagement de gaz toxique.

                                                                            Programmes de sécurité. La fonction de sécurité de la raffinerie est généralement responsable de l'élaboration et de l'administration de divers programmes de sécurité et de prévention des incidents, y compris, mais sans s'y limiter, les éléments suivants :

                                                                              • conception, construction et revues de sécurité avant démarrage
                                                                              • enquête et rapport sur les accidents, les incidents et les accidents évités de justesse
                                                                              • plans de préparation aux situations d'urgence et programmes d'intervention
                                                                              • programme de sécurité des entrepreneurs
                                                                              • pratiques et procédures de travail sécuritaires
                                                                              • lockout / tagout
                                                                              • entrée en espace confiné et inerte
                                                                              • échafaudage
                                                                              • programme de sécurité électrique, de mise à la terre de l'équipement et de protection contre les pannes
                                                                              • protection de la machine
                                                                              • panneaux et avis de sécurité
                                                                              • les systèmes de travail à chaud, de sécurité du travail et de permis d'entrée.

                                                                                                     

                                                                                                    Pompiers. Les pompiers de la raffinerie et les intervenants d'urgence peuvent être des membres à temps plein de la brigade ; les employés désignés de la raffinerie, tels que les opérateurs et le personnel d'entretien qui sont formés et affectés pour intervenir en plus de leurs tâches habituelles ; ou une combinaison des deux. Outre les incendies, les brigades répondent traditionnellement à d'autres incidents de raffinerie tels que les rejets d'acide ou de gaz, le sauvetage de navires ou de réservoirs, les déversements, etc. La fonction de protection contre les incendies peut être responsable de l'inspection et des essais des détecteurs et des signaux d'incendie, ainsi que des systèmes et équipements de protection contre les incendies fixes et portables, y compris les camions de pompiers, les pompes à incendie, les conduites d'eau d'incendie, les bouches d'incendie, les tuyaux et les buses.

                                                                                                    La lutte contre les incendies de raffinerie diffère de la lutte contre les incendies normale car plutôt que l'extinction, il est souvent préférable de laisser certains incendies continuer à brûler. De plus, chaque type de liquide, de gaz et de vapeur d'hydrocarbure possède des caractéristiques uniques de chimie du feu qui doivent être bien comprises afin de contrôler au mieux leurs incendies. Par exemple, l'extinction d'un feu de vapeur d'hydrocarbures sans arrêter d'abord le dégagement de vapeur ne créerait qu'un nuage de gaz de vapeur continu avec la probabilité d'un rallumage et d'une explosion. Les incendies dans des réservoirs contenant du pétrole brut et des résidus lourds doivent être traités avec des techniques de lutte contre les incendies spécifiques pour éviter la possibilité d'une explosion ou d'un débordement du réservoir.

                                                                                                    Les incendies d'hydrocarbures sont souvent éteints en arrêtant l'écoulement du produit et en laissant le feu s'éteindre tout en appliquant de l'eau de refroidissement pour protéger les équipements, réservoirs et cuves adjacents des expositions à la chaleur. De nombreux systèmes de protection incendie fixes sont conçus dans ce but précis. La lutte contre les incendies dans les unités de procédé sous pression nécessite une attention et une formation particulières, en particulier lorsque des catalyseurs tels que l'acide fluorhydrique sont impliqués. Des produits chimiques spéciaux de lutte contre l'incendie, tels que la poudre sèche et les solutions mousse-eau, peuvent être utilisés pour éteindre les feux d'hydrocarbures et contrôler les émissions de vapeur.

                                                                                                    Préparation aux urgences. Les raffineries doivent élaborer et mettre en œuvre des plans d'intervention d'urgence pour un certain nombre de situations potentielles différentes, y compris les explosions, les incendies, les rejets et les sauvetages. Les plans d'urgence doivent inclure l'utilisation d'une assistance extérieure, y compris les entrepreneurs, l'aide gouvernementale et mutuelle ainsi que la disponibilité de fournitures et d'équipements spéciaux, tels que la mousse anti-incendie et les matériaux de confinement et d'adsorption des déversements.

                                                                                                    Essais de gaz et de vapeur

                                                                                                    La surveillance, l'échantillonnage et les tests de gaz, de particules et de vapeurs dans les raffineries sont effectués pour garantir que le travail peut être effectué en toute sécurité et que les processus peuvent être exploités sans expositions toxiques ou dangereuses, explosions ou incendies. Les tests atmosphériques sont effectués à l'aide d'une variété d'instruments et de techniques pour mesurer la teneur en oxygène, les vapeurs et les gaz d'hydrocarbures et pour déterminer les niveaux d'exposition dangereux et toxiques. Les instruments doivent être correctement calibrés et ajustés avant utilisation, par des personnes qualifiées, pour assurer des mesures fiables et précises. Selon le lieu de travail, les dangers potentiels et le type de travail effectué, les tests, l'échantillonnage et la surveillance peuvent être effectués avant le début des travaux, ou à des intervalles spécifiés pendant les travaux, ou en continu tout au long des travaux.

                                                                                                    Lors de l'établissement de procédures de raffinage pour l'échantillonnage et l'analyse d'atmosphères inflammables, inertes et toxiques, l'utilisation d'équipements de protection individuelle, y compris une protection respiratoire appropriée, doit être envisagée. Il convient de noter que les respirateurs de type cartouche ne conviennent pas aux atmosphères appauvries en oxygène. Les exigences d'essai devraient dépendre du degré de danger qui serait présent en cas de défaillance de l'instrument.

                                                                                                    L'analyse des substances suivantes peut être effectuée à l'aide d'équipements portables ou d'instruments fixes :

                                                                                                    Oxygène. Les compteurs de gaz combustibles fonctionnent en brûlant un échantillon infime de l'atmosphère testée. Afin d'obtenir une lecture précise des gaz combustibles, un minimum de 10 % et un maximum de 25 % d'oxygène doivent être présents dans l'atmosphère. La quantité d'oxygène présente dans l'atmosphère est déterminée en utilisant un compteur d'oxygène avant ou simultanément avec l'utilisation du compteur de gaz combustible. Les tests d'oxygène sont essentiels lorsque vous travaillez dans des espaces confinés ou fermés, car l'entrée sans protection respiratoire (à condition qu'il n'y ait pas d'exposition toxique) nécessite des concentrations normales d'oxygène dans l'air respirable d'environ 21 %. Les compteurs d'oxygène sont également utilisés pour mesurer la quantité d'oxygène présente dans les espaces inertés, pour s'assurer qu'il n'y a pas assez de présence pour soutenir la combustion pendant le travail à chaud ou d'autres opérations.

                                                                                                    Vapeurs et gaz d'hydrocarbures. Le « travail à chaud » est un travail qui crée une source d'inflammation, comme le soudage, le coupage, le meulage, le décapage, le fonctionnement d'un moteur à combustion interne, etc., dans une zone où il existe un risque d'exposition à des vapeurs et des gaz inflammables. Afin d'effectuer des travaux à chaud en toute sécurité, des instruments connus sous le nom de compteurs de gaz combustibles sont utilisés pour tester l'atmosphère pour les vapeurs d'hydrocarbures. Les vapeurs ou gaz d'hydrocarbures ne brûlent que lorsqu'ils sont mélangés à de l'air (oxygène) dans certaines proportions et enflammés. S'il n'y a pas assez de vapeur dans l'air, le mélange est dit « trop pauvre pour brûler », et s'il y a trop de vapeur (trop peu d'oxygène), le mélange est « trop riche pour brûler ». Les proportions limites sont appelées « limites supérieure et inférieure d'inflammabilité » et sont exprimées en pourcentage du volume de vapeur dans l'air. Chaque molécule ou mélange d'hydrocarbure a des limites d'inflammabilité différentes, généralement comprises entre environ 1 et 10 % de vapeur dans l'air. La vapeur d'essence, par exemple, a une limite inférieure d'inflammabilité de 1.4 % et une limite supérieure d'inflammabilité de 7.6 %.

                                                                                                    Atmosphères toxiques. Des instruments spéciaux sont utilisés pour mesurer les niveaux de gaz, vapeurs et particules toxiques et dangereux qui peuvent être présents dans l'atmosphère où les gens travaillent. Ces mesures sont utilisées pour déterminer le niveau et le type de protection nécessaire, qui peuvent aller de la ventilation complète et du remplacement de l'atmosphère à l'utilisation d'équipements respiratoires et de protection individuelle par les personnes travaillant dans la zone. Des exemples d'expositions dangereuses et toxiques qui peuvent être trouvées dans les raffineries comprennent l'amiante, le benzène, le sulfure d'hydrogène, le chlore, le dioxyde de carbone, les acides sulfurique et fluorhydrique, les amines, le phénol et autres.

                                                                                                    Programmes de santé et de sécurité

                                                                                                    La base de l'hygiène industrielle des raffineries est un programme de contrôles administratifs et techniques couvrant les expositions des installations aux produits chimiques toxiques et dangereux, la sécurité et l'hygiène des laboratoires, l'ergonomie et la surveillance médicale.

                                                                                                    Les organismes de réglementation et les entreprises établissent des limites d'exposition pour divers produits chimiques toxiques et dangereux. La fonction d'hygiène du travail effectue une surveillance et un échantillonnage pour mesurer l'exposition des employés aux produits chimiques et substances dangereux et toxiques. Les hygiénistes industriels peuvent développer ou recommander des contrôles techniques, des pratiques de travail préventives, la substitution de produits, des vêtements et équipements de protection individuelle ou d'autres mesures de protection ou de réduction de l'exposition.

                                                                                                    Programmes médicaux. Les raffineries exigent généralement des examens médicaux préalables et périodiques pour déterminer la capacité de l'employé à effectuer initialement et ultérieurement le travail, et s'assurer que les exigences de travail et les expositions continues ne mettront pas en danger la santé ou la sécurité de l'employé.

                                                                                                    Protection personnelle. Les programmes de protection individuelle doivent couvrir les expositions typiques des raffineries, telles que le bruit, l'amiante, l'isolation, les déchets dangereux, le sulfure d'hydrogène, le benzène et les produits chimiques de procédé, y compris les caustiques, le fluorure d'hydrogène, l'acide sulfurique, etc. L'hygiène industrielle peut désigner l'équipement de protection individuelle approprié à utiliser pour diverses expositions, y compris les respirateurs à pression négative et à adduction d'air et la protection auditive, oculaire et cutanée.

                                                                                                    Sécurité des produits. La sensibilisation à la sécurité des produits couvre la connaissance des dangers des produits chimiques et des matériaux auxquels le potentiel d'exposition existe sur le lieu de travail, et les mesures à prendre en cas d'exposition par ingestion, inhalation ou contact avec la peau. Des études toxicologiques sur le pétrole brut, les flux de raffinerie, les produits chimiques de procédé, les produits finis et les nouveaux produits proposés sont menées pour déterminer les effets potentiels de l'exposition sur les employés et les consommateurs. Les données sont utilisées pour élaborer des informations sur la santé concernant les limites d'exposition admissibles ou les quantités acceptables de matières dangereuses dans les produits. Ces informations sont généralement distribuées par des fiches de données de sécurité (MSDS) ou des documents similaires, et les employés sont formés ou sensibilisés aux dangers des matériaux sur le lieu de travail.

                                                                                                    Protection environnementale

                                                                                                    La protection de l'environnement est une considération importante dans les opérations de raffinage en raison des exigences de conformité réglementaire et d'un besoin de conservation à mesure que les prix et les coûts du pétrole augmentent. Les raffineries de pétrole produisent une large gamme d'émissions dans l'air et dans l'eau qui peuvent être dangereuses pour l'environnement. Certains d'entre eux sont des contaminants présents dans le pétrole brut d'origine, tandis que d'autres résultent des processus et des opérations de raffinage. Les émissions atmosphériques comprennent le sulfure d'hydrogène, le dioxyde de soufre, les oxydes d'azote et le monoxyde de carbone (voir tableau 2). Les eaux usées contiennent généralement des hydrocarbures, des matières dissoutes, des solides en suspension, des phénols, de l'ammoniac, des sulfures, des acides, des alcalis et d'autres contaminants. Il existe également un risque de déversements et de fuites accidentels d'un large éventail de produits chimiques inflammables et/ou toxiques.

                                                                                                    Les contrôles établis pour contenir les rejets de liquides et de vapeurs et réduire les coûts d'exploitation comprennent les éléments suivants :

                                                                                                      • Conservation de l'énergie. Les contrôles comprennent le contrôle des fuites de vapeur et des programmes de récupération des condensats pour économiser l'énergie et augmenter l'efficacité.
                                                                                                      • Pollution de l'eau. Les contrôles comprennent le traitement des eaux usées dans les séparateurs API et les installations de traitement ultérieures, la collecte, la rétention et le traitement des eaux pluviales et les programmes de confinement et de contrôle de la prévention des déversements.
                                                                                                      • La pollution de l'air. Étant donné que les raffineries fonctionnent en continu, la détection des fuites, en particulier au niveau des vannes et des raccords de tuyauterie, est importante. Les contrôles comprennent la réduction des émissions de vapeurs d'hydrocarbures et des rejets dans l'atmosphère, des programmes d'étanchéité des vannes et des raccords de raffinerie, des joints de réservoirs à toit flottant et des programmes de confinement des vapeurs, et la récupération des vapeurs pour les installations de chargement et de déchargement et pour la ventilation des réservoirs et des navires.
                                                                                                      • Pollution du sol. Empêcher les déversements d'hydrocarbures de polluer le sol et de contaminer les eaux souterraines est accompli par l'utilisation de digues et la fourniture d'un drainage vers des zones de confinement protégées et spécifiées. La contamination par déversement à l'intérieur des zones de digue peut être évitée par l'utilisation de mesures de confinement secondaires, telles que des revêtements de digue en plastique ou en argile imperméables.
                                                                                                      • Intervention en cas de déversement. Les raffineries devraient élaborer et mettre en œuvre des programmes pour répondre aux déversements de pétrole brut, de produits chimiques et de produits finis, sur terre et dans l'eau. Ces programmes peuvent s'appuyer sur des employés formés ou sur des agences et sous-traitants externes pour répondre à l'urgence. Le type, la quantité nécessaire et la disponibilité des fournitures et de l'équipement de nettoyage et de restauration des déversements, sur place ou sur appel, doivent être inclus dans le plan de préparation.

                                                                                                       

                                                                                                              Retour

                                                                                                              Samedi, Février 26 2011 19: 59

                                                                                                              Industrie pharmaceutique


                                                                                                              Définitions

                                                                                                              Ces termes sont fréquemment utilisés dans l'industrie pharmaceutique :

                                                                                                              Biologiques sont des vaccins bactériens et viraux, des antigènes, des antitoxines et des produits analogues, des sérums, des plasmas et d'autres dérivés sanguins pour la protection ou le traitement thérapeutique des humains et des animaux.

                                                                                                              En vrac sont des substances médicamenteuses actives utilisées pour fabriquer des produits sous forme posologique, transformer des aliments médicamenteux pour animaux ou composer des médicaments sur ordonnance.

                                                                                                              Agents diagnostiques aider au diagnostic des maladies et des troubles chez les humains et les animaux. Les agents de diagnostic peuvent être des produits chimiques inorganiques pour examiner le tractus gastro-intestinal, des produits chimiques organiques pour visualiser le système circulatoire et le foie et des composés radioactifs pour mesurer la fonction du système organique.

                                                                                                              Médicaments sont des substances ayant des propriétés pharmacologiques actives chez l'homme et l'animal. Les médicaments sont combinés avec d'autres matériaux, tels que des produits pharmaceutiques de première nécessité, pour produire un médicament.

                                                                                                              Produits pharmaceutiques éthiques sont des agents biologiques et chimiques destinés à prévenir, diagnostiquer ou traiter des maladies et des troubles chez l'homme ou l'animal. Ces produits sont délivrés sur ordonnance ou sur approbation d'un professionnel de la santé, de la pharmacie ou du vétérinaire.

                                                                                                              Excipients sont des ingrédients inertes qui sont combinés avec des substances médicamenteuses pour créer un produit sous forme posologique. Les excipients peuvent affecter le taux d'absorption, de dissolution, de métabolisme et de distribution chez l'homme ou l'animal.

                                                                                                              Produits pharmaceutiques en vente libre sont des produits pharmaceutiques vendus dans un magasin de détail ou une pharmacie qui ne nécessitent pas d'ordonnance ou l'approbation d'un professionnel de la santé, de la pharmacie ou vétérinaire.

                                                                                                              Pharmacies est l'art et la science de préparer et de distribuer des médicaments pour prévenir, diagnostiquer ou traiter des maladies ou des troubles chez les humains et les animaux.

                                                                                                              Pharmacokinetics est l'étude des processus métaboliques liés à l'absorption, la distribution, la biotransformation et l'élimination d'un médicament chez l'homme ou l'animal.

                                                                                                              Pharmacodynamique est l'étude de l'action d'un médicament en relation avec sa structure chimique, son site d'action et les conséquences biochimiques et physiologiques chez l'homme et l'animal.


                                                                                                               

                                                                                                              L'industrie pharmaceutique est une composante importante des systèmes de soins de santé à travers le monde ; il est composé de nombreuses organisations publiques et privées qui découvrent, développent, fabriquent et commercialisent des médicaments pour la santé humaine et animale (Gennaro 1990). L'industrie pharmaceutique repose principalement sur la recherche scientifique et le développement (R&D) de médicaments qui préviennent ou traitent des maladies et des troubles. Les substances médicamenteuses présentent un large éventail d'activités pharmacologiques et de propriétés toxicologiques (Hardman, Gilman et Limbird 1996; Reynolds 1989). Les avancées scientifiques et technologiques modernes accélèrent la découverte et le développement de produits pharmaceutiques innovants avec une activité thérapeutique améliorée et des effets secondaires réduits. Les biologistes moléculaires, les chimistes médicinaux et les pharmaciens améliorent les avantages des médicaments grâce à une puissance et une spécificité accrues. Ces avancées créent de nouvelles préoccupations pour la protection de la santé et de la sécurité des travailleurs au sein de l'industrie pharmaceutique (Agius 1989 ; Naumann et al. 1996 ; Sargent et Kirk 1988 ; Teichman, Fallon et Brandt-Rauf 1988).

                                                                                                              De nombreux facteurs scientifiques, sociaux et économiques dynamiques affectent l'industrie pharmaceutique. Certaines sociétés pharmaceutiques opèrent à la fois sur les marchés nationaux et multinationaux. Par conséquent, leurs activités sont assujetties à la législation, à la réglementation et aux politiques relatives au développement et à l'approbation des médicaments, à la fabrication et au contrôle de la qualité, au marketing et aux ventes (Spilker 1994). Les scientifiques universitaires, gouvernementaux et industriels, les médecins et les pharmaciens en exercice, ainsi que le public, influencent l'industrie pharmaceutique. Les fournisseurs de soins de santé (p. ex. médecins, dentistes, infirmières, pharmaciens et vétérinaires) dans les hôpitaux, les cliniques, les pharmacies et les cabinets privés peuvent prescrire des médicaments ou recommander la façon dont ils doivent être délivrés. Les réglementations gouvernementales et les politiques de soins de santé sur les produits pharmaceutiques sont influencées par le public, les groupes de défense et les intérêts privés. Ces facteurs complexes interagissent pour influencer la découverte et le développement, la fabrication, la commercialisation et les ventes de médicaments.

                                                                                                              L'industrie pharmaceutique est largement guidée par la découverte et le développement scientifiques, en conjonction avec l'expérience toxicologique et clinique (voir figure 1). Des différences majeures existent entre les grandes organisations qui s'engagent dans un large éventail de découverte et de développement de médicaments, de fabrication et de contrôle de la qualité, de marketing et de vente et les petites organisations qui se concentrent sur un aspect spécifique. La plupart des sociétés pharmaceutiques multinationales sont impliquées dans toutes ces activités ; cependant, ils peuvent se spécialiser dans un aspect en fonction des facteurs du marché local. Des organisations universitaires, publiques et privées effectuent des recherches scientifiques pour découvrir et développer de nouveaux médicaments. L'industrie de la biotechnologie devient un contributeur majeur à la recherche pharmaceutique innovante (Swarbick et Boylan 1996). Souvent, des accords de collaboration entre des organismes de recherche et de grandes sociétés pharmaceutiques sont conclus pour explorer le potentiel de nouvelles substances médicamenteuses.

                                                                                                              Figure 1. Développement de médicaments dans l'industrie pharmaceutique

                                                                                                              PHC010F1

                                                                                                              De nombreux pays ont des protections juridiques spécifiques pour les médicaments brevetés et les procédés de fabrication, connus sous le nom de droits de propriété intellectuelle. Dans les cas où les protections légales sont limitées ou inexistantes, certaines entreprises se spécialisent dans la fabrication et la commercialisation de médicaments génériques (Medical Economics Co. 1995). L'industrie pharmaceutique nécessite d'importants investissements en capital en raison des dépenses élevées associées à la R&D, à l'approbation réglementaire, à la fabrication, à l'assurance et au contrôle de la qualité, au marketing et aux ventes (Spilker 1994). De nombreux pays ont des réglementations gouvernementales détaillées affectant le développement et l'approbation des médicaments destinés à la vente commerciale. Ces pays ont des exigences strictes en matière de bonnes pratiques de fabrication pour assurer l'intégrité des opérations de fabrication de médicaments et la qualité, la sécurité et l'efficacité des produits pharmaceutiques (Gennaro 1990).

                                                                                                              Le commerce international et national, ainsi que les politiques et pratiques fiscales et financières, influent sur le fonctionnement de l'industrie pharmaceutique dans un pays (Swarbick et Boylan, 1996). Des différences importantes existent entre les pays développés et les pays en développement en ce qui concerne leurs besoins en substances pharmaceutiques. Dans les pays en développement, où la malnutrition et les maladies infectieuses sont répandues, les suppléments nutritionnels, les vitamines et les médicaments anti-infectieux sont les plus nécessaires. Dans les pays développés, où les maladies associées au vieillissement et des affections spécifiques sont des préoccupations de santé primaires, les médicaments cardiovasculaires, du système nerveux central, gastro-intestinaux, anti-infectieux, antidiabétiques et chimiothérapeutiques sont les plus demandés.

                                                                                                              Les médicaments destinés à la santé humaine et animale partagent des activités de R&D et des processus de fabrication similaires ; cependant, ils ont des avantages thérapeutiques uniques et des mécanismes pour leur approbation, leur distribution, leur commercialisation et leurs ventes (Swarbick et Boylan 1996). Les vétérinaires administrent des médicaments pour contrôler les maladies infectieuses et les organismes parasites chez les animaux d'élevage et de compagnie. Les vaccins et les médicaments anti-infectieux et antiparasitaires sont couramment utilisés à cette fin. Les suppléments nutritionnels, les antibiotiques et les hormones sont largement utilisés par l'agriculture moderne pour favoriser la croissance et la santé des animaux de ferme. La R&D des produits pharmaceutiques pour la santé humaine et animale est souvent alliée, en raison des besoins simultanés de contrôle des agents infectieux et des maladies.

                                                                                                              Produits chimiques industriels dangereux et substances liées aux médicaments

                                                                                                              De nombreux agents biologiques et chimiques différents sont découverts, développés et utilisés dans l'industrie pharmaceutique (Hardman, Gilman et Limbird 1996 ; Reynolds 1989). Certains procédés de fabrication dans les industries pharmaceutiques, biochimiques et chimiques organiques synthétiques sont similaires; cependant, la plus grande diversité, la plus petite échelle et les applications spécifiques de l'industrie pharmaceutique sont uniques. Étant donné que l'objectif principal est de produire des substances médicinales ayant une activité pharmacologique, de nombreux agents de la R&D et de la fabrication pharmaceutiques sont dangereux pour les travailleurs. Des mesures de contrôle appropriées doivent être mises en œuvre pour protéger les travailleurs des produits chimiques industriels et des substances médicamenteuses lors de nombreuses opérations de R&D, de fabrication et de contrôle de la qualité (OIT 1983 ; Naumann et al. 1996 ; Teichman, Fallon et Brandt-Rauf 1988).

                                                                                                              L'industrie pharmaceutique utilise des agents biologiques (par exemple, des bactéries et des virus) dans de nombreuses applications spéciales, telles que la production de vaccins, les processus de fermentation, la dérivation de produits à base de sang et la biotechnologie. Les agents biologiques ne sont pas couverts par ce profil en raison de leurs applications pharmaceutiques uniques, mais d'autres références sont facilement disponibles (Swarbick et Boylan 1996). Les agents chimiques peuvent être classés en tant que produits chimiques industriels et substances liées à la drogue (Gennaro 1990). Il peut s'agir de matières premières, d'intermédiaires ou de produits finis. Des situations particulières surviennent lorsque des produits chimiques industriels ou des substances médicamenteuses sont utilisés dans la R&D en laboratoire, les essais d'assurance et de contrôle de la qualité, l'ingénierie et la maintenance, ou lorsqu'ils sont créés en tant que sous-produits ou déchets.

                                                                                                              Produits chimiques industriels

                                                                                                              Les produits chimiques industriels sont utilisés dans la recherche et le développement de substances médicamenteuses actives et dans la fabrication de substances en vrac et de produits pharmaceutiques finis. Les produits chimiques organiques et inorganiques sont des matières premières servant de réactifs, de réactifs, de catalyseurs et de solvants. L'utilisation de produits chimiques industriels est déterminée par le processus de fabrication et les opérations spécifiques. Bon nombre de ces matériaux peuvent être dangereux pour les travailleurs. Étant donné que l'exposition des travailleurs aux produits chimiques industriels peut être dangereuse, des limites d'exposition professionnelle, telles que des valeurs limites d'exposition (VLE), ont été établies par des organisations gouvernementales, techniques et professionnelles (ACGIH 1995).

                                                                                                              Substances liées à la drogue

                                                                                                              Les substances pharmacologiquement actives peuvent être classées en produits naturels et en drogues synthétiques. Les produits naturels sont dérivés de sources végétales et animales, tandis que les drogues synthétiques sont produites par des technologies microbiologiques et chimiques. Les antibiotiques, les hormones stéroïdes et peptidiques, les vitamines, les enzymes, les prostaglandines et les phéromones sont des produits naturels importants. La recherche scientifique se concentre de plus en plus sur les drogues synthétiques en raison des avancées scientifiques récentes en biologie moléculaire, en biochimie, en pharmacologie et en informatique. Le tableau 1 liste les principaux agents pharmaceutiques.

                                                                                                              Tableau 1. Principales catégories d'agents pharmaceutiques

                                                                                                              Nerveux central
                                                                                                              combustion propre

                                                                                                              Rénal et
                                                                                                              cardiovasculaire
                                                                                                              combustion propre

                                                                                                              Gastrointestinal
                                                                                                              combustion propre

                                                                                                              Anti-infectieux
                                                                                                              et
                                                                                                              organes cibles

                                                                                                              Système immunitaire

                                                                                                              Chimiothérapie

                                                                                                              Sang et
                                                                                                              hématopoïétique
                                                                                                              organes

                                                                                                              Système endocrinien

                                                                                                              Analgésiques
                                                                                                              -Acétaminophène
                                                                                                              -Salicylates

                                                                                                              Anesthésiques
                                                                                                              -Général et local

                                                                                                              Anticonvulsivants
                                                                                                              -Barbitués
                                                                                                              -Benzodiazépine

                                                                                                              Migraine
                                                                                                              les préparatifs
                                                                                                              -Bêta-adrénergique
                                                                                                              agents bloquants
                                                                                                              -Récepteur de la sérotonine
                                                                                                              antagonistes

                                                                                                              Narcotiques
                                                                                                              -Opiacés

                                                                                                              Psychothérapie
                                                                                                              -Agents anxiolytiques
                                                                                                              -Antidépresseurs

                                                                                                              Sédatifs et
                                                                                                              hypnotiques

                                                                                                              -Barbitués
                                                                                                              -Benzodiazépine

                                                                                                              Antidiabétiques
                                                                                                              -Biguanides
                                                                                                              -Glycosidase
                                                                                                              Inhibiteurs
                                                                                                              -Insulines
                                                                                                              -Sulphotryforés

                                                                                                              Agents cardioprotecteurs
                                                                                                              -Adrénergique
                                                                                                              bloqueurs
                                                                                                              -Stimulants
                                                                                                              -Angiotensine
                                                                                                              Inhibiteurs
                                                                                                              -Antiarythmiques
                                                                                                              -Canal calcique
                                                                                                              bloqueurs
                                                                                                              -Diurétiques
                                                                                                              -Vasodilatateurs
                                                                                                              -Vasodépresseurs

                                                                                                              Agents gastro-intestinaux
                                                                                                              -Antiacides
                                                                                                              -Antiflatulents
                                                                                                              -Antidiarrhéiques
                                                                                                              -Antiémétiques
                                                                                                              -Antispasmodiques
                                                                                                              -Laxatifs
                                                                                                              -Prostaglandines

                                                                                                              Systémique
                                                                                                              anti-infectieux

                                                                                                              -Thérapies du SIDA
                                                                                                              - Amebicides
                                                                                                              -Anthelminthiques
                                                                                                              - Antibiotiques
                                                                                                              -Antifongiques
                                                                                                              -Antipaludéens
                                                                                                              -Sulfamides
                                                                                                              -Céphalosporines,
                                                                                                              pénicillines,
                                                                                                              tétracyclines, etc.

                                                                                                              Agents respiratoires
                                                                                                              -Antitussifs
                                                                                                              -Bronchodilatateurs
                                                                                                              -Décongestionnants
                                                                                                              -Expectorants

                                                                                                              Agents de la peau et des muqueuses
                                                                                                              -Acné
                                                                                                              les préparatifs
                                                                                                              -Allerganes
                                                                                                              -Anti-infectieux
                                                                                                              -Préparations pour brûlures
                                                                                                              -Émollients

                                                                                                              Agents des voies urinaires
                                                                                                              -Anti-inflectifs
                                                                                                              -Antispasmodiques

                                                                                                              Préparations vaginales
                                                                                                              -Antifongiques

                                                                                                              Analgésiques
                                                                                                              -Non stéroïdien
                                                                                                              des propriétés anti-inflammatoire
                                                                                                              agents·(AINS)

                                                                                                              Dentisterie Biologique
                                                                                                              réponse
                                                                                                              modificateurs

                                                                                                              -Alpha protéinase
                                                                                                              Inhibiteurs
                                                                                                              -Antitoxines
                                                                                                              -Sérums immunitaires
                                                                                                              -Toxoïdes
                                                                                                              -Vaccins

                                                                                                              Thérapie antifibrosante

                                                                                                              Immunodilatateurs et immuno-
                                                                                                              suppressifs


                                                                                                              Prise en charge de la sclérose en plaques

                                                                                                              Antinéoplasiques
                                                                                                              -Thérapie d'appoint
                                                                                                              -Agents alkylants
                                                                                                              - Antibiotiques
                                                                                                              -Antimétabolites
                                                                                                              -Les hormones
                                                                                                              -Immuno-
                                                                                                              modulateurs

                                                                                                              Modificateurs de sang
                                                                                                              -Anticoagulants
                                                                                                              -Antiplaquettaire
                                                                                                              agents
                                                                                                              -Colonie

                                                                                                              stimulant
                                                                                                              facteurs
                                                                                                              -Hémantiniques
                                                                                                              -Hémostatiques
                                                                                                              -Fractions plasmatiques

                                                                                                              Vasodilatateurs
                                                                                                              -Cérébral·
                                                                                                              vasodilatateurs

                                                                                                              Diagnostics
                                                                                                              -corticale surrénalienne
                                                                                                              stéroïdes
                                                                                                              -Glucocorticoïdes
                                                                                                              -Gondotropines
                                                                                                              -Hypothalamique
                                                                                                              dysfonctionnement
                                                                                                              -La fonction thyroïdienne
                                                                                                              tester

                                                                                                              Hormones
                                                                                                              -Corticale surrénalienne
                                                                                                              inhibiteurs stéroïdiens
                                                                                                              -Anabolique
                                                                                                              stéroïdes
                                                                                                              -Androgènes -Oestrogènes
                                                                                                              -Gonadotrophines
                                                                                                              -Hormone de croissance
                                                                                                              -Progestérone
                                                                                                              -Somatostatine

                                                                                                              Prostaglandines

                                                                                                               

                                                                                                              Les substances médicamenteuses actives et les matériaux inertes sont combinés au cours de la fabrication pharmaceutique pour produire des formes posologiques de médicaments (p. ex. comprimés, gélules, liquides, poudres, crèmes et pommades) (Gennaro 1990). Les médicaments peuvent être classés en fonction de leur procédé de fabrication et de leurs avantages thérapeutiques (EPA 1995). Les médicaments sont administrés à des fins médicales par des moyens (p. ex., voie orale, injection, peau) et des dosages strictement prescrits, tandis que les travailleurs peuvent être exposés à des substances médicamenteuses en respirant par inadvertance des poussières ou des vapeurs en suspension dans l'air ou en avalant accidentellement des aliments ou des boissons contaminés. Les limites d'exposition professionnelle (LEP) sont élaborées par des toxicologues et des hygiénistes du travail pour fournir des conseils sur la limitation de l'exposition des travailleurs aux substances médicamenteuses (Naumann et al. 1996; Sargent et Kirk 1988).

                                                                                                              Nécessités pharmaceutiques (par exemple, des liants, des charges, des agents aromatisants et gonflants, des conservateurs et des antioxydants) sont mélangés avec des substances médicamenteuses actives, fournissant les propriétés physiques et pharmacologiques souhaitées dans les produits sous forme posologique (Gennaro 1990). De nombreuses nécessités pharmaceutiques ont une valeur thérapeutique nulle ou limitée et sont relativement sans danger pour les travailleurs pendant les opérations de développement et de fabrication de médicaments. Ces matériaux sont des antioxydants et des conservateurs, des colorants, des aromatisants et des diluants, des émulsifiants et des agents de suspension, des bases de pommade, des solvants pharmaceutiques et des excipients.

                                                                                                              Opérations pharmaceutiques, risques associés et mesures de contrôle sur le lieu de travail

                                                                                                              Les opérations de fabrication pharmaceutique peuvent être classées comme production de base de substances médicamenteuses en vrac et fabrication pharmaceutique de produits sous forme posologique. La figure 2 illustre le processus de fabrication.

                                                                                                              Figure 2. Processus de fabrication dans l'industrie pharmaceutique

                                                                                                              PHC010F2

                                                                                                              La production de base de substances médicamenteuses en vrac peut faire appel à trois grands types de procédés : la fermentation, la synthèse chimique organique et la synthèse biologique et biologique. extraction naturelle (Théodore et McGuinn 1992). Ces opérations de fabrication peuvent être discontinues, continues ou une combinaison de ces processus. Les antibiotiques, les stéroïdes et les vitamines sont produits par fermentation, tandis que de nombreuses nouvelles substances médicamenteuses sont produites par synthèse organique. Historiquement, la plupart des substances médicamenteuses provenaient de sources naturelles comme les plantes, les animaux, les champignons et d'autres organismes. Les médicaments naturels sont pharmacologiquement divers et difficiles à produire commercialement en raison de leur chimie complexe et de leur puissance limitée.

                                                                                                              Fermentation

                                                                                                              La fermentation est un processus biochimique utilisant des micro-organismes sélectionnés et des technologies microbiologiques pour produire un produit chimique. Les processus de fermentation discontinus impliquent trois étapes de base : inoculation et préparation des graines, fermentationet récupération de produit or seul (Théodore et McGuinn 1992). Un diagramme schématique d'un processus de fermentation est donné à la figure 3. La préparation de l'inoculum commence par un échantillon de spores d'une souche microbienne. La souche est sélectivement cultivée, purifiée et cultivée à l'aide d'une batterie de techniques microbiologiques pour produire le produit souhaité. Les spores de la souche microbienne sont activées avec de l'eau et des nutriments dans des conditions chaudes. Les cellules de la culture sont cultivées à travers une série de plaques de gélose, de tubes à essai et de flacons dans des conditions environnementales contrôlées pour créer une suspension dense.

                                                                                                              Figure 3. Schéma d'un processus de fermentation

                                                                                                              PHC010F3

                                                                                                              Les cellules sont transférées dans un réservoir de semences pour plus de croissance. Le réservoir de semences est un petit récipient de fermentation conçu pour optimiser la croissance de l'inoculum. Les cellules du réservoir de semences sont chargées dans une production stérilisée à la vapeur fermenteur. Des nutriments stérilisés et de l'eau purifiée sont ajoutés au récipient pour commencer la fermentation. Pendant la fermentation aérobie, le contenu du fermenteur est chauffé, agité et aéré par un tuyau perforé ou arroseur, en maintenant un débit d'air et une température optimaux. Une fois les réactions biochimiques terminées, le bouillon de fermentation est filtré pour éliminer les micro-organismes, ou mycélie. Le produit médicamenteux, qui peut être présent dans le filtrat ou dans le mycélium, est récupéré par diverses étapes, telles que l'extraction par solvant, la précipitation, l'échange d'ions et l'absorption.

                                                                                                              Les solvants utilisés pour extraire le produit (tableau 2) peuvent généralement être récupérés ; cependant, de petites portions restent dans les eaux usées de procédé, selon leur solubilité et la conception de l'équipement de procédé. La précipitation est une méthode pour séparer le produit médicamenteux du bouillon aqueux. Le produit médicamenteux est filtré du bouillon et extrait des résidus solides. Le cuivre et le zinc sont des agents précipitants courants dans ce processus. L'échange d'ions ou l'adsorption élimine le produit du bouillon par réaction chimique avec des matériaux solides, tels que des résines ou du charbon actif. Le produit médicamenteux est récupéré de la phase solide par un solvant qui peut être récupéré par évaporation.

                                                                                                              Tableau 2. Solvants utilisés dans l'industrie pharmaceutique

                                                                                                              solvants

                                                                                                              Processus

                                                                                                              Acétone

                                                                                                              C

                                                                                                              F

                                                                                                              B

                                                                                                              Acétonitrile

                                                                                                              C

                                                                                                              F

                                                                                                              B

                                                                                                              Ammoniac (aqueux)

                                                                                                              C

                                                                                                              F

                                                                                                              B

                                                                                                              n-Acétate d'amyle

                                                                                                              C

                                                                                                              F

                                                                                                              B

                                                                                                              Alcool amylique

                                                                                                              C

                                                                                                              F

                                                                                                              B

                                                                                                              Aniline

                                                                                                              C

                                                                                                                 

                                                                                                              Benzène

                                                                                                              C

                                                                                                                 

                                                                                                              2-butanone (MEK)

                                                                                                              C

                                                                                                                 

                                                                                                              n-Acétate de butyle

                                                                                                              C

                                                                                                              F

                                                                                                               

                                                                                                              n-Alcool butylique

                                                                                                              C

                                                                                                              F

                                                                                                              B

                                                                                                              Chlorobenzène

                                                                                                              C

                                                                                                                 

                                                                                                              Chloroforme

                                                                                                              C

                                                                                                              F

                                                                                                              B

                                                                                                              Chlorométhène

                                                                                                              C

                                                                                                                 

                                                                                                              Cyclohexane

                                                                                                              C

                                                                                                                 

                                                                                                              o-Dichlorobenzène (1,2-Dichlorobenzène)

                                                                                                              C

                                                                                                                 

                                                                                                              1,2-Dichloroethane

                                                                                                              C

                                                                                                               

                                                                                                              B

                                                                                                              Diéthylamine

                                                                                                              C

                                                                                                               

                                                                                                              B

                                                                                                              L'éther diéthylique

                                                                                                              C

                                                                                                               

                                                                                                              B

                                                                                                              N, N-Diméthylacétamide

                                                                                                              C

                                                                                                                 

                                                                                                              Diméthylamine

                                                                                                              C

                                                                                                                 

                                                                                                              N, N-diméthylaniline

                                                                                                              C

                                                                                                                 

                                                                                                              N, N-diméthylformamide

                                                                                                              C

                                                                                                              F

                                                                                                              B

                                                                                                              Diméthylsulfoxyde

                                                                                                              C

                                                                                                               

                                                                                                              B

                                                                                                              1,4-Dioxane

                                                                                                              C

                                                                                                               

                                                                                                              B

                                                                                                              Ethanol

                                                                                                              C

                                                                                                              F

                                                                                                              B

                                                                                                              Acétate d'éthyle

                                                                                                              C

                                                                                                              F

                                                                                                              B

                                                                                                              Éthylène glycol

                                                                                                              C

                                                                                                               

                                                                                                              B

                                                                                                              Formaldéhyde

                                                                                                              C

                                                                                                              F

                                                                                                              B

                                                                                                              Formamide

                                                                                                              C

                                                                                                                 

                                                                                                              Furfural

                                                                                                              C

                                                                                                                 

                                                                                                              n-Heptane

                                                                                                              C

                                                                                                              F

                                                                                                              B

                                                                                                              n-Hexane

                                                                                                              C

                                                                                                              F

                                                                                                              B

                                                                                                              Isobutyraldéhyde

                                                                                                              C

                                                                                                                 

                                                                                                              Isopropanol

                                                                                                              C

                                                                                                              F

                                                                                                              B

                                                                                                              Acétate d'isopropyle

                                                                                                              C

                                                                                                              F

                                                                                                              B

                                                                                                              Éther isopropylique

                                                                                                              C

                                                                                                               

                                                                                                              B

                                                                                                              Méthanol

                                                                                                              C

                                                                                                              F

                                                                                                              B

                                                                                                              Méthylamine

                                                                                                              C

                                                                                                                 

                                                                                                              Méthylcellosolve

                                                                                                              C

                                                                                                              F

                                                                                                               

                                                                                                              Le chlorure de méthylène

                                                                                                              C

                                                                                                              F

                                                                                                              B

                                                                                                              Formiate de méthyle

                                                                                                              C

                                                                                                                 

                                                                                                              Méthyl isobutyl cétone (MIBK)

                                                                                                              C

                                                                                                              F

                                                                                                              B

                                                                                                              2-méthylpyridine

                                                                                                              C

                                                                                                                 

                                                                                                              Naphta de pétrole

                                                                                                              C

                                                                                                              F

                                                                                                              B

                                                                                                              Phénol

                                                                                                              C

                                                                                                              F

                                                                                                              B

                                                                                                              Le polyéthylène glycol 600

                                                                                                              C

                                                                                                                 

                                                                                                              n-Propanol

                                                                                                              C

                                                                                                               

                                                                                                              B

                                                                                                              Pyridine

                                                                                                              C

                                                                                                               

                                                                                                              B

                                                                                                              Tétrahydrofurane

                                                                                                              C

                                                                                                                 

                                                                                                              Toluène

                                                                                                              C

                                                                                                              F

                                                                                                              B

                                                                                                              Trichlorofluorométhane

                                                                                                              C

                                                                                                                 

                                                                                                              Triéthylamine

                                                                                                              C

                                                                                                              F

                                                                                                               

                                                                                                              Xylènes

                                                                                                              C

                                                                                                                 

                                                                                                              C = synthèse chimique, F = fermentation, B = extraction biologique ou naturelle.

                                                                                                              Source : EPA 1995.

                                                                                                              Santé et sécurité des travailleurs

                                                                                                              Les risques pour la sécurité des travailleurs peuvent être posés par les pièces et équipements mobiles de la machine ; vapeur à haute pression, eau chaude, surfaces chauffées et environnements de travail chauds ; produits chimiques corrosifs et irritants; manutention manuelle lourde de matériaux et d'équipements; et des niveaux sonores élevés. L'exposition des travailleurs aux vapeurs de solvants peut se produire lors de la récupération ou de l'isolement des produits. L'exposition des travailleurs aux solvants peut résulter d'équipements de filtration non confinés et d'émissions fugitives provenant de pompes, de vannes et de collecteurs qui fuient pendant les étapes d'extraction et de purification. Étant donné que l'isolement et la croissance des micro-organismes sont essentiels pour la fermentation, les risques biologiques sont réduits en employant des microbes non pathogènes, en maintenant un équipement de traitement fermé et en traitant le bouillon usé avant son rejet.

                                                                                                              Généralement, les problèmes de sécurité des procédés sont moins importants pendant la fermentation que pendant les opérations de synthèse organique, car la fermentation est principalement basée sur la chimie aqueuse et nécessite un confinement du procédé pendant la préparation des graines et la fermentation. Des risques d'incendie et d'explosion peuvent survenir lors des extractions au solvant ; cependant, l'inflammabilité des solvants est réduite par dilution avec de l'eau dans les étapes de filtration et de récupération. Les risques pour la sécurité (c'est-à-dire les brûlures thermiques et l'ébouillantage) sont posés par les grands volumes de vapeur sous pression et d'eau chaude associés aux opérations de fermentation.

                                                                                                              Synthèse chimique

                                                                                                              Les procédés de synthèse chimique utilisent des produits chimiques organiques et inorganiques dans des opérations discontinues pour produire des substances médicamenteuses aux propriétés physiques et pharmacologiques uniques. Typiquement, une série de réactions chimiques sont réalisées dans des réacteurs polyvalents et les produits sont isolés par extraction, cristallisation et filtration (Kroschwitz 1992). Les produits finis sont généralement séchés, broyés et mélangés. Les usines de synthèse organique, les équipements de procédé et les utilités sont comparables dans les industries pharmaceutique et chimique fine. Un diagramme schématique d'un processus de synthèse organique est donné à la figure 4.

                                                                                                              Figure 4. Schéma d'un procédé de synthèse organique

                                                                                                              PHC010F4

                                                                                                              La chimie pharmaceutique devient de plus en plus complexe avec un traitement en plusieurs étapes, où le produit d'une étape devient un matériau de départ pour l'étape suivante, jusqu'à ce que le produit médicamenteux fini soit synthétisé. Les produits chimiques en vrac qui sont des intermédiaires du produit fini peuvent être transférés entre les usines de synthèse organique pour diverses considérations techniques, financières et juridiques. La plupart des intermédiaires et des produits sont produits dans une série de réactions discontinues sur un campagne base. Les processus de fabrication fonctionnent pendant des périodes de temps discrètes, avant que les matériaux, l'équipement et les utilités ne soient modifiés pour se préparer à un nouveau processus. De nombreuses usines de synthèse organique de l'industrie pharmaceutique sont conçues pour maximiser leur flexibilité de fonctionnement, en raison de la diversité et de la complexité de la chimie médicinale moderne. Ceci est réalisé en construisant des installations et en installant des équipements de traitement qui peuvent être modifiés pour de nouveaux procédés de fabrication, en plus de leurs besoins en utilité.

                                                                                                              Réacteurs polyvalents sont les principaux équipements de traitement dans les opérations de synthèse chimique (voir figure 5). Ce sont des réservoirs sous pression renforcés avec des revêtements en acier inoxydable, en verre ou en alliage métallique. La nature des réactions chimiques et les propriétés physiques des matériaux (par exemple réactifs, corrosifs, inflammables) déterminent la conception, les caractéristiques et la construction des réacteurs. Les réacteurs polyvalents ont des coques externes et des serpentins internes remplis d'eau de refroidissement, de vapeur ou de produits chimiques dotés de propriétés spéciales de transfert de chaleur. L'enveloppe du réacteur est chauffée ou refroidie, en fonction des exigences des réactions chimiques. Les réacteurs polyvalents ont des agitateurs, des chicanes et de nombreuses entrées et sorties les reliant à d'autres cuves de traitement, équipements et approvisionnements en produits chimiques en vrac. Des instruments de détection de température, de pression et de poids sont installés pour mesurer et contrôler le processus chimique dans le réacteur. Les réacteurs peuvent fonctionner à des pressions élevées ou à des vides faibles, en fonction de leur conception et de leurs caractéristiques techniques et des exigences de la chimie du procédé.

                                                                                                              Figure 5. Schéma d'un réacteur chimique en synthèse organique

                                                                                                              PHC010F5

                                                                                                              Les échangeurs de chaleur sont reliés à des réacteurs pour chauffer ou refroidir la réaction et condenser les vapeurs de solvant lorsqu'ils sont chauffés au-dessus de leur point d'ébullition, créant un reflux ou un recyclage des vapeurs condensées. Des dispositifs de contrôle de la pollution de l'air (p. ex. épurateurs et impacteurs) peuvent être raccordés aux évents d'évacuation des cuves de traitement, réduisant ainsi les émissions de gaz, de vapeur et de poussière (EPA 1993). Des solvants volatils et des produits chimiques toxiques peuvent être rejetés sur le lieu de travail ou dans l'atmosphère, à moins qu'ils ne soient contrôlés pendant la réaction par des échangeurs de chaleur ou des dispositifs de contrôle de l'air. Certains solvants (voir tableau 2) et réactifs sont difficiles à condenser, absorber ou adsorber dans les dispositifs de contrôle de l'air (par exemple, le chlorure de méthylène et le chloroforme) en raison de leurs propriétés chimiques et physiques.

                                                                                                               

                                                                                                              Les produits chimiques en vrac sont récupérés ou isolés par des opérations de séparation, de purification et de filtration. Généralement, ces produits sont contenus dans liqueurs mères, sous forme de solides dissous ou en suspension dans un mélange de solvants. Les liqueurs mères peuvent être transférées entre des cuves ou des équipements de traitement dans des tuyaux ou tuyaux temporaires ou permanents, par des pompes, des gaz inertes sous pression, le vide ou la gravité. Le transfert de matériaux est une préoccupation en raison des taux de réaction, des températures ou pressions critiques, des caractéristiques de l'équipement de traitement et du potentiel de fuites et de déversements. Des précautions particulières pour minimiser l'électricité statique sont nécessaires lorsque les procédés utilisent ou génèrent des gaz et des liquides inflammables. Chargement de liquides inflammables par submersion tubes plongeurs et mise à la terre et collage matériaux conducteurs et entretien atmosphères inertes à l'intérieur de l'équipement de procédé réduisent le risque d'incendie ou d'explosion (Crowl et Louvar 1990).

                                                                                                              Santé et sécurité des travailleurs

                                                                                                              De nombreux risques pour la santé et la sécurité des travailleurs sont posés par les opérations de synthèse. Ils comprennent les risques pour la sécurité liés aux pièces mobiles des machines, aux équipements sous pression et aux tuyaux ; manutention manuelle lourde de matériaux et d'équipements; vapeur, liquides chauds, surfaces chauffées et environnements de travail chauds ; espaces clos et sources d'énergie dangereuses (p. ex. électricité); et des niveaux sonores élevés.

                                                                                                              Des risques aigus et chroniques pour la santé peuvent résulter de l'exposition des travailleurs à des produits chimiques dangereux pendant les opérations de synthèse. Les produits chimiques ayant des effets aigus sur la santé peuvent endommager les yeux et la peau, être corrosifs ou irritants pour les tissus corporels, provoquer une sensibilisation ou des réactions allergiques ou être asphyxiants, provoquant une suffocation ou un manque d'oxygène. Les produits chimiques ayant des effets chroniques sur la santé peuvent causer le cancer ou endommager le foie, les reins ou les poumons ou affecter les systèmes nerveux, endocrinien, reproducteur ou d'autres organes. Les risques pour la santé et la sécurité peuvent être maîtrisés par la mise en œuvre de mesures de contrôle appropriées (par exemple, modifications de processus, contrôles techniques, pratiques administratives, équipement de protection individuelle et respiratoire).

                                                                                                              Les réactions de synthèse organique peuvent créer des risques majeurs pour la sécurité des procédés en raison de matières hautement dangereuses, d'incendies, d'explosions ou de réactions chimiques incontrôlées qui ont un impact sur la communauté entourant l'usine. La sécurité des procédés peut être très complexe en synthèse organique. Il est abordé de plusieurs manières : en examinant la dynamique des réactions chimiques, les propriétés des matériaux hautement dangereux, la conception, l'exploitation et la maintenance des équipements et des services publics, la formation du personnel d'exploitation et d'ingénierie, ainsi que la préparation et la réponse aux situations d'urgence de l'installation et de la communauté locale. Des conseils techniques sont disponibles sur l'analyse des risques liés aux procédés et les activités de gestion pour réduire les risques des opérations de synthèse chimique (Crowl et Louvar 1990; Kroschwitz 1992).

                                                                                                              Extraction biologique et naturelle

                                                                                                              De grands volumes de matériaux naturels, tels que des matières végétales et animales, peuvent être traités pour extraire des substances qui sont pharmacologiquement actives (Gennaro 1990; Swarbick et Boylan 1996). À chaque étape du processus, les volumes de matériaux sont réduits par une série de processus discontinus, jusqu'à l'obtention du produit médicamenteux final. Typiquement, les procédés sont réalisés en campagnes de quelques semaines, jusqu'à l'obtention de la quantité souhaitée de produit fini. Les solvants sont utilisés pour éliminer les graisses et les huiles insolubles, extrayant ainsi la substance médicamenteuse finie. Le pH (acidité) de la solution d'extraction et des déchets peut être ajusté en les neutralisant avec des acides et des bases forts. Les composés métalliques servent fréquemment d'agents précipitants et les composés phénoliques de désinfectants.

                                                                                                              Santé et sécurité des travailleurs

                                                                                                              Certains travailleurs peuvent développer une irritation allergique et/ou cutanée suite à la manipulation de certaines plantes. Les matières animales peuvent être contaminées par des organismes infectieux à moins que des précautions appropriées ne soient prises. Les travailleurs peuvent être exposés à des solvants et à des produits chimiques corrosifs lors des opérations d'extraction biologique et naturelle. Les risques d'incendie et d'explosion sont posés par le stockage, la manipulation, le traitement et la récupération des liquides inflammables. Pièces mécaniques mobiles ; vapeur chaude, eau, surfaces et lieux de travail; et des niveaux de bruit élevés sont des risques pour la sécurité des travailleurs.

                                                                                                              Les problèmes de sécurité des processus sont souvent réduits par les grands volumes de matières végétales ou animales et la plus petite échelle des activités d'extraction par solvant. Des risques d'incendie et d'explosion et l'exposition des travailleurs à des solvants ou à des produits chimiques corrosifs ou irritants peuvent survenir pendant les opérations d'extraction et de récupération, en fonction de la chimie spécifique et du confinement de l'équipement de traitement.

                                                                                                              Fabrication pharmaceutique de formes galéniques

                                                                                                              Les substances médicamenteuses sont converties en produits sous forme posologique avant d'être distribuées ou administrées à des humains ou à des animaux. Les substances médicamenteuses actives sont mélangées avec des nécessités pharmaceutiques, telles que des liants, des charges, des aromatisants et des agents de charge, des conservateurs et des antioxydants. Ces ingrédients peuvent être séchés, broyés, mélangés, comprimés et granulés pour obtenir les propriétés souhaitées avant d'être fabriqués sous forme de formulation finale. Les comprimés et les gélules sont des formes galéniques orales très courantes ; une autre forme courante est celle des liquides stériles pour injection ou application ophtalmique. La figure 6 illustre des opérations unitaires typiques pour la fabrication de produits pharmaceutiques sous forme posologique.

                                                                                                              Figure 6. Fabrication pharmaceutique de produits sous forme posologique

                                                                                                              PHC010F6

                                                                                                              Les mélanges pharmaceutiques peuvent être compressés par granulation humide, compression directe ou slugging pour obtenir les propriétés physiques souhaitées, avant leur formulation en tant que produit médicamenteux fini. Dans granulation humide, les ingrédients actifs et les excipients sont humidifiés avec des solutions aqueuses ou de solvants pour produire des granulés bien sûr avec des tailles de particules agrandies. Les granulés sont séchés, mélangés avec des lubrifiants (par exemple, stéarate de magnésium), désintégrants ou des liants, puis compressés en comprimés. Durant compression directe, une matrice métallique contient une quantité mesurée du mélange médicamenteux tandis qu'un poinçon comprime le comprimé. Les médicaments qui ne sont pas suffisamment stables pour la granulation humide ou qui ne peuvent pas être directement compressés sont frappés. Coups de poing or granulation sèche mélange et comprime des comprimés relativement gros qui sont broyés et tamisés à une taille de maille souhaitée, puis recomprimés dans le comprimé final. Les matériaux mélangés et granulés peuvent également être produits sous forme de capsules. Les capsules de gélatine dure sont séchées, taillées, remplies et jointes sur des machines de remplissage de capsules.

                                                                                                              Les liquides peuvent être produits sous forme de solutions stériles pour injection dans le corps ou administration dans les yeux; liquides, suspensions et sirops à ingérer par voie orale; et des teintures pour application sur la peau (Gennaro 1990). Des conditions environnementales hautement contrôlées, un équipement de procédé confiné et des matières premières purifiées sont nécessaires pour la fabrication de liquides stériles afin d'éviter la contamination microbiologique et particulaire (Cole 1990; Swarbick et Boylan 1996). Les services publics de l'installation (par exemple, la ventilation, la vapeur et l'eau), l'équipement de traitement et les surfaces du lieu de travail doivent être nettoyés et entretenus pour prévenir et minimiser la contamination. L'eau à des températures et des pressions élevées est utilisée pour détruire et filtrer les bactéries et autres contaminants de l'approvisionnement en eau stérile lors de la fabrication de solutions injectables. Parentérale les liquides sont injectés par voie intradermique, intramusculaire ou intraveineuse dans le corps. Ces liquides sont stérilisés par chaleur sèche ou humide sous haute pression avec des filtres retenant les bactéries. Bien que les solutions liquides à usage oral ou topique ne nécessitent pas de stérilisation, les solutions à administrer dans les yeux (ophtalmiques) doivent être stérilisées. Les liquides oraux sont préparés en mélangeant les substances médicamenteuses actives avec un solvant ou un conservateur pour inhiber la croissance des moisissures et des bactéries. Les suspensions liquides et les émulsions sont produites respectivement par des broyeurs colloïdaux et des homogénéisateurs. Les crèmes et les onguents sont préparés en mélangeant ou en mélangeant des ingrédients actifs avec de la vaseline, des graisses lourdes ou des émollients avant de les conditionner dans des tubes en métal ou en plastique.

                                                                                                              Santé et sécurité des travailleurs

                                                                                                              Les risques pour la santé et la sécurité des travailleurs lors de la fabrication pharmaceutique sont créés par les pièces mobiles des machines (par exemple, les engrenages, les courroies et les arbres exposés) et les sources d'énergie dangereuses (par exemple, électriques, pneumatiques, thermiques, etc.) ; manutention manuelle du matériel et de l'équipement; vapeur à haute pression, eau chaude et surfaces chauffées ; liquides inflammables et corrosifs; et des niveaux sonores élevés. L'exposition des travailleurs aux poussières en suspension dans l'air peut se produire lors des opérations de distribution, de séchage, de broyage et de mélange. L'exposition aux produits pharmaceutiques est particulièrement préoccupante lorsque des mélanges contenant de fortes proportions de substances médicamenteuses actives sont manipulés ou transformés. Les opérations de granulation humide, de mélange et d'enrobage peuvent créer une forte exposition des travailleurs aux vapeurs de solvants.

                                                                                                              Les problèmes de sécurité des procédés concernent principalement les risques d'incendie ou d'explosion lors de la fabrication pharmaceutique de formes galéniques. Bon nombre de ces opérations (par exemple, granulation, mélange, mélange et séchage) utilisent des liquides inflammables, qui peuvent créer des atmosphères inflammables ou explosives. Étant donné que certaines poussières pharmaceutiques sont hautement explosives, leurs propriétés physiques doivent être examinées avant leur traitement. Le séchage, le broyage et le slugging en lit fluidisé sont particulièrement préoccupants lorsqu'ils impliquent des matériaux potentiellement explosifs. Les mesures d'ingénierie et les pratiques de travail sécuritaires réduisent les risques de poussières explosives et de liquides inflammables (p. ex. équipement et utilités électriques étanches à la vapeur et à la poussière, mise à la terre et mise à la terre de l'équipement, conteneurs scellés avec décompression et atmosphères inertes).

                                                                                                              Des mesures de contrôle

                                                                                                              Prévention et protection contre les incendies et les explosions ; processus de confinement des substances dangereuses, des risques liés aux machines et des niveaux sonores élevés ; dilution et ventilation par aspiration locale (LEV); utilisation d'appareils respiratoires (p. ex., masques anti-poussières et anti-vapeurs organiques et, dans certains cas, respirateurs à adduction d'air pur ou masques et combinaisons à adduction d'air) et d'équipements de protection individuelle (EPI) ; et la formation des travailleurs sur les risques en milieu de travail et les pratiques de travail sécuritaires sont des mesures de contrôle du lieu de travail applicables pendant toutes les diverses opérations de fabrication pharmaceutique décrites ci-dessous. Les problèmes spécifiques impliquent la substitution de matériaux moins dangereux chaque fois que possible lors du développement et de la fabrication des médicaments. De plus, la minimisation des transferts de matières, des activités de traitement et d'échantillonnage non scellées ou ouvertes diminue le potentiel d'exposition des travailleurs.

                                                                                                              La conception technique et les caractéristiques des installations, des services publics et des équipements de traitement peuvent prévenir la pollution de l'environnement et réduire l'exposition des travailleurs aux substances dangereuses. Les installations de fabrication pharmaceutique et les équipements de traitement modernes réduisent les risques pour l'environnement, la santé et la sécurité en prévenant la pollution et en améliorant le confinement des dangers. Les objectifs de santé et de sécurité des travailleurs et de contrôle de la qualité sont atteints en améliorant l'isolement, le confinement et la propreté des installations pharmaceutiques et des équipements de traitement. La prévention de l'exposition des travailleurs aux substances dangereuses et aux produits pharmaceutiques est hautement compatible avec la nécessité concomitante d'empêcher les travailleurs de contaminer accidentellement les matières premières et les produits finis. Les procédures de travail sécuritaires et les bonnes pratiques de fabrication sont des activités complémentaires.

                                                                                                              Problèmes de conception des installations et d'ingénierie des procédés

                                                                                                              La conception technique et les caractéristiques des installations pharmaceutiques et des équipements de traitement influencent la santé et la sécurité des travailleurs. Les matériaux de construction, l'équipement de traitement et les pratiques d'entretien ménager affectent grandement la propreté du lieu de travail. Les systèmes de dilution et LEV contrôlent les émissions fugitives de vapeurs et de poussières pendant les opérations de fabrication. Des mesures de prévention et de protection contre les incendies et les explosions (p. ex. équipement et utilités électriques étanches à la vapeur et à la poussière, systèmes d'extinction, détecteurs d'incendie et de fumée et alarmes d'urgence) sont nécessaires en présence de liquides et de vapeurs inflammables. Des systèmes de stockage et de manutention (par exemple, des récipients de stockage, des conteneurs portables, des pompes et des tuyauteries) sont installés pour déplacer des liquides dans les installations de fabrication pharmaceutique. Les matières solides dangereuses peuvent être manipulées et traitées dans des équipements et récipients fermés, des conteneurs pour vrac individuels (IBC) et des fûts et sacs scellés. L'isolement ou le confinement des installations, des équipements de traitement et des matières dangereuses favorise la santé et la sécurité des travailleurs. Les risques mécaniques sont contrôlés en installant des barrières de protection sur les pièces mobiles de la machine.

                                                                                                              L'équipement de traitement et les utilités peuvent être contrôlés par des moyens manuels ou automatiques. Dans les usines manuelles, opérateurs chimiques Lire les instruments et contrôler l'équipement de traitement et les utilités à proximité de l'équipement de traitement. Dans les usines automatisées, l'équipement de traitement, les utilités et les dispositifs de contrôle sont contrôlés par des systèmes distribués, ce qui leur permet d'être exploités à distance, comme une salle de contrôle. Les opérations manuelles sont souvent utilisées lorsque les matériaux sont chargés ou transférés, les produits sont déchargés et emballés et lorsque la maintenance est effectuée ou lorsque des conditions non routinières surviennent. Des instructions écrites doivent être préparées pour décrire procédures d'utilisation normalisées ainsi que les risques pour la santé et la sécurité des travailleurs et les mesures de contrôle.

                                                                                                              Vérification des contrôles du lieu de travail

                                                                                                              Les mesures de contrôle du lieu de travail sont évaluées périodiquement pour protéger les travailleurs des risques pour la santé et la sécurité et minimiser la pollution de l'environnement. De nombreux procédés de fabrication et équipements sont validés dans l'industrie pharmaceutique pour garantir la qualité des produits (Cole 1990 ; Gennaro 1990 ; Swarbick et Boylan 1996). Des pratiques de validation similaires peuvent être mises en œuvre pour les mesures de contrôle sur le lieu de travail afin de s'assurer qu'elles sont efficaces et fiables. Périodiquement, les instructions de processus et les pratiques de travail sécuritaires sont révisées. Les activités de maintenance préventive identifient les moments où les équipements de processus et d'ingénierie peuvent tomber en panne, évitant ainsi les problèmes. La formation et la supervision informent et éduquent les travailleurs sur les risques pour l'environnement, la santé et la sécurité, renforcent les pratiques de travail sécuritaires et l'utilisation de respirateurs et d'équipements de protection individuelle. Les programmes d'inspection examinent si les conditions de travail et les pratiques de travail sécuritaires sont maintenues. Cela comprend l'inspection des respirateurs et la vérification qu'ils sont correctement sélectionnés, portés et entretenus par les travailleurs. Les programmes d'audit examinent les systèmes de gestion pour identifier, évaluer et contrôler les risques pour l'environnement, la santé et la sécurité.

                                                                                                              Opérations unitaires pharmaceutiques

                                                                                                              Pesage et distribution

                                                                                                              Le pesage et la distribution de solides et de liquides est une activité très courante dans l'industrie pharmaceutique (Gennaro 1990). Habituellement, les travailleurs distribuent les matériaux en ramassant à la main les solides et en versant ou en pompant des liquides. La pesée et la distribution sont souvent effectuées dans un entrepôt lors de la production de produits chimiques en vrac ou dans une pharmacie lors de la fabrication de formes galéniques pharmaceutiques. En raison de la probabilité de déversements, de fuites et d'émissions fugitives lors de la pesée et de la distribution, des mesures de contrôle appropriées sur le lieu de travail sont nécessaires pour protéger les travailleurs. La pesée et la distribution doivent être effectuées dans une zone de travail cloisonnée avec une bonne ventilation de dilution. Les surfaces de travail dans les zones où les matériaux sont pesés et distribués doivent être lisses et scellées, permettant leur nettoyage approprié. Les LEV avec hottes à tirage arrière ou à tirage latéral empêchent la libération de contaminants atmosphériques lors de la pesée et de la distribution de solides poussiéreux ou de liquides volatils (Cole 1990). La pesée et la distribution de matières hautement toxiques peuvent nécessiter des mesures de contrôle supplémentaires telles que des hottes de ventilation laminaire ou des dispositifs d'isolement (p. ex. boîtes à gants ou sacs à gants) (Naumann et al. 1996).

                                                                                                              Charger et décharger des solides et des liquides

                                                                                                              Les solides et les liquides sont fréquemment chargés et déchargés des conteneurs et des équipements de traitement dans les opérations de fabrication pharmaceutique (Gennaro 1990). Le chargement et le déchargement des matériaux sont souvent effectués manuellement par les travailleurs ; cependant, d'autres méthodes sont employées (par exemple, des systèmes de transfert par gravité, mécaniques ou pneumatiques). L'équipement de traitement confiné, les systèmes de transfert et les contrôles techniques empêchent l'exposition des travailleurs lors du chargement et du déchargement de matières hautement dangereuses. Le chargement par gravité à partir de conteneurs fermés et de systèmes de vide, de pression et de pompage élimine les émissions fugitives pendant les opérations de chargement et de déchargement. Le LEV avec entrées à bride capture les poussières et les vapeurs fugitives qui sont libérées aux points de transfert ouverts.

                                                                                                              Séparations liquides

                                                                                                              Les liquides sont séparés en fonction de leurs propriétés physiques (p. ex. densité, solubilité et miscibilité) (Kroschwitz 1992). Les séparations de liquides sont couramment effectuées lors des opérations de production de produits chimiques en vrac et de fabrication de produits pharmaceutiques. Les liquides dangereux doivent être transférés, traités et séparés dans des récipients fermés et des systèmes de tuyauterie afin de réduire l'exposition des travailleurs aux déversements de liquides et aux vapeurs en suspension dans l'air. Les douches oculaires et les douches de sécurité doivent être situées à proximité des opérations où des liquides dangereux sont transférés, traités ou séparés. Des mesures de contrôle des déversements et de prévention et de protection contre les incendies et les explosions sont nécessaires lors de l'utilisation de liquides inflammables.

                                                                                                              Transfert de liquides

                                                                                                              Les liquides sont souvent transférés entre les cuves de stockage, les conteneurs et les équipements de traitement au cours des opérations de fabrication pharmaceutique. Idéalement, les installations et les processus de fabrication sont conçus pour minimiser le besoin de transférer des matières dangereuses, réduisant ainsi les risques de déversements et d'exposition des travailleurs. Les liquides peuvent être transférés entre les cuves de traitement et l'équipement par stations multiples, zones où de nombreuses brides de tuyaux sont proches les unes des autres (Kroschwitz 1992). Cela permet d'établir des connexions temporaires entre les systèmes de tuyauterie. Des déversements, des fuites et des émissions de vapeur peuvent se produire aux stations de collecteurs ; par conséquent, des joints appropriés et des joints étanches sur les tuyaux et les tuyaux sont nécessaires pour prévenir la pollution de l'environnement et les rejets sur le lieu de travail. Les systèmes de drainage avec des réservoirs ou des puisards scellés capturent les liquides déversés afin qu'ils puissent être récupérés et récupérés. Les récipients et conteneurs scellés et les systèmes de tuyauterie sont hautement souhaitables lors du transfert de grands volumes de liquides. Des précautions particulières doivent être prises lors de l'utilisation de gaz inertes pour pressuriser les conduites de transfert ou les équipements de traitement, car cela peut augmenter la libération de composés organiques volatils (COV) et de polluants atmosphériques dangereux. La recirculation ou la condensation des gaz d'échappement et des vapeurs réduit la pollution de l'air.

                                                                                                              Filtration

                                                                                                              Les solides et les liquides sont séparés lors des opérations de filtration. Les filtres ont des conceptions et des caractéristiques différentes avec un confinement et un contrôle variables des liquides et des vapeurs (Kroschwitz 1992; Perry 1984). Lorsque des filtres ouverts sont utilisés pour les matières dangereuses, les travailleurs peuvent être exposés à des liquides, des solides humides, des vapeurs et des aérosols pendant les opérations de chargement et de déchargement. L'équipement de traitement fermé peut être utilisé pour filtrer les matières hautement dangereuses, réduire les émissions de vapeur et prévenir l'exposition des travailleurs (voir figure 7). La filtration doit être effectuée dans des zones avec un contrôle des déversements et une bonne dilution et LEV. Les vapeurs de solvants volatils peuvent être évacuées par des évents sur des équipements de procédé scellés et contrôlés par des dispositifs d'émissions atmosphériques (par exemple, des condenseurs, des épurateurs et des adsorbeurs).

                                                                                                              Figure 7. Un filtre étincelant

                                                                                                              PHC010F8

                                                                                                              Aggravant

                                                                                                              Les solides et les liquides sont mélangés dans des opérations de mélange pour produire des solutions, des suspensions, des sirops, des onguents et des pâtes. L'équipement de traitement confiné et les systèmes de transfert sont recommandés lors de la préparation de matières hautement dangereuses (Kroschwitz 1992; Perry 1984). Les agents tampons, détergents et germicides neutralisants, nettoyants et biocides peuvent être dangereux pour les travailleurs. Les douches oculaires et les douches de sécurité réduisent les blessures si les travailleurs entrent accidentellement en contact avec des substances corrosives ou irritantes. En raison des surfaces humides dans les zones de préparation, les travailleurs doivent être protégés contre les risques électriques des équipements et des services publics. Les risques thermiques sont posés par la vapeur et l'eau chaude pendant les activités de préparation et de nettoyage. Les blessures des travailleurs dues aux brûlures et aux chutes sont évitées en installant une isolation sur les surfaces chaudes et en maintenant des sols secs et antidérapants.

                                                                                                              Figure 8. Un granulateur à haute vapeur

                                                                                                              Figurine MANQUANTE

                                                                                                              Granulation

                                                                                                              Les solides secs et humides sont granulés pour modifier leurs propriétés physiques. Les granulateurs ont des conceptions et des caractéristiques différentes avec un confinement et un contrôle variables des risques mécaniques et des poussières et vapeurs en suspension dans l'air (Perry 1984; Swarbick et Boylan 1996). Les granulateurs fermés peuvent être ventilés vers des dispositifs de contrôle de l'air, ce qui réduit les émissions de vapeurs de solvants ou de poussières sur le lieu de travail et dans l'atmosphère (voir figure 8). Des problèmes de manutention des matériaux surviennent lors du chargement et du déchargement des granulateurs. L'équipement mécanique (p. ex. plates-formes surélevées, tables élévatrices et transpalettes) aide les travailleurs à effectuer des tâches manuelles lourdes. Des douches oculaires et des douches de sécurité sont nécessaires si les travailleurs entrent accidentellement en contact avec des solvants ou des poussières irritantes.

                                                                                                              Figure 9. Un sécheur rotatif sous vide

                                                                                                              Figurine MANQUANTE

                                                                                                              Séchage

                                                                                                              Les solides humides à l'eau ou au solvant sont séchés au cours de nombreuses opérations de fabrication pharmaceutique. Les sécheurs ont des conceptions et des caractéristiques différentes avec un confinement et un contrôle variables des vapeurs et des poussières (voir figure 9). Les vapeurs de solvants inflammables et les poussières explosives en suspension dans l'air peuvent créer des atmosphères inflammables ou explosives ; la ventilation anti-explosion est particulièrement importante sur les sécheurs confinés. La dilution et la LEV réduisent les risques d'incendie ou d'explosion, en plus de contrôler l'exposition des travailleurs aux vapeurs de solvant lors de la manipulation de gâteaux humides ou aux poussières en suspension dans l'air lors du déchargement des produits séchés. La manutention de matériaux lourds peut être nécessaire lors du chargement ou du déchargement des plateaux, bacs ou conteneurs de la sécheuse (voir figure 10). L'équipement mécanique (p. ex. crics, élévateurs et plates-formes de travail) facilite ces tâches manuelles. Des douches oculaires et des douches de sécurité doivent être situées à proximité, au cas où les travailleurs entreraient accidentellement en contact avec des solvants et des poussières.

                                                                                                              Figure 10. Un séchoir à étagères sous vide

                                                                                                              Figurine MANQUANTE

                                                                                                              Fraisage

                                                                                                              Les solides secs sont broyés pour modifier leurs caractéristiques de particules et produire des poudres fluides. Les usines ont des conceptions et des caractéristiques différentes avec un confinement et un contrôle variables des risques mécaniques et des poussières en suspension dans l'air (Kroschwitz 1992; Perry 1984). Avant le broyage des matériaux, leurs propriétés physiques et leurs dangers doivent être examinés ou testés. Les mesures de prévention et de protection contre les explosions impliquent l'installation d'équipements et de services électriques étanches à la poussière, d'équipements et d'accessoires de mise à la terre et de liaison pour éliminer les étincelles électrostatiques, l'installation de soupapes de sécurité sur les moulins fermés et la construction de panneaux anti-souffle dans les murs. Ces mesures peuvent être nécessaires en raison de l'explosivité de certaines substances médicamenteuses et excipients, des niveaux élevés de poussière et des énergies associées aux opérations de broyage.

                                                                                                              mélange

                                                                                                              Les solides secs sont mélangés pour produire des mélanges homogènes. Les mélangeurs ont des conceptions et des caractéristiques différentes avec un confinement et un contrôle variables des risques mécaniques et des poussières en suspension dans l'air (Kroschwitz 1992; Perry 1984). L'exposition des travailleurs aux substances médicamenteuses, aux excipients et aux mélanges peut se produire lors du chargement et du déchargement de l'équipement de mélange. LEV avec entrées à brides réduit les émissions de poussières fugitives pendant le mélange. La manipulation de matériaux lourds peut être nécessaire lors du chargement et du déchargement des solides des mélangeurs. L'équipement mécanique (p. ex., plates-formes de travail, monte-charges et transpalettes) réduit les exigences physiques de la manutention de matériaux lourds.

                                                                                                              Compression

                                                                                                              Les solides secs sont comprimés ou bousculés pour les compacter, ce qui modifie leurs propriétés particulaires. L'équipement de compression a des conceptions et des caractéristiques différentes avec un confinement et un contrôle variables des risques mécaniques et des poussières en suspension dans l'air (Gennaro 1990; Swarbick et Boylan 1996). L'équipement de compression peut présenter de graves risques mécaniques s'il n'est pas correctement protégé. Des niveaux de bruit élevés peuvent également être produits par des opérations de compression et de slugging. L'enfermement des sources d'impact, l'isolation des équipements vibrants, la rotation des travailleurs et l'utilisation de dispositifs de protection auditive (par exemple, des cache-oreilles et des bouchons) réduisent l'impact des expositions au bruit.

                                                                                                              Figure 11. Presse à comprimés avec trémie de chargement et dépoussiéreurs en spirale pour la récupération du produit

                                                                                                              Figurine MANQUANTE

                                                                                                              Fabrication de formes galéniques solides

                                                                                                              Les comprimés et les gélules sont les formes posologiques orales les plus courantes. Les comprimés comprimés ou moulés contiennent des mélanges de substances médicamenteuses et d'excipients. Ces comprimés peuvent être non enrobés ou enrobés de mélanges de solvants ou de solutions aqueuses. Les gélules sont des enveloppes de gélatine molle ou dure. Les presses à comprimés (voir figure 11), les équipements d'enrobage des comprimés et les machines de remplissage de gélules ont des conceptions et des caractéristiques différentes avec un confinement et un contrôle variables des risques mécaniques et des poussières en suspension dans l'air (Cole 1990). Les travailleurs peuvent être exposés aux vapeurs de solvant lors de l'enrobage des comprimés par pulvérisation. L'équipement moderne d'enrobage des comprimés est hautement confiné ; cependant, le LEV peut être installé dans des bacs de revêtement ouverts plus anciens pour contrôler les vapeurs de solvant fugitives. L'équipement d'enrobage des comprimés peut être ventilé vers des dispositifs d'émission d'air pour contrôler les COV du processus (voir figure 12). Dans la mesure du possible, les solvants récupérés doivent être réutilisés par le procédé ou des mélanges aqueux doivent remplacer les mélanges de solvants pour l'enrobage des comprimés. Les presses à comprimés et les machines de remplissage de gélules modernes sont fermées par des panneaux verrouillés, ce qui réduit les risques liés aux pièces en mouvement rapide, aux niveaux de bruit élevés et aux émissions de poussière pendant leur fonctionnement. Les dispositifs de protection auditive peuvent réduire l'exposition au bruit des travailleurs pendant l'utilisation des comprimés et des capsules.

                                                                                                              Figure 12. Une machine d'enrobage de comprimés

                                                                                                              Figurine MANQUANTE

                                                                                                              Fabrication stérile

                                                                                                              Les produits stériles sont fabriqués dans des usines de fabrication pharmaceutique avec une conception modulaire (voir figure 13), des surfaces de travail et d'équipement propres et des systèmes de ventilation à air filtré à haute efficacité (HEPA) (Cole 1990; Gennaro 1990). Les principes et les pratiques de contrôle de la contamination dans la fabrication de liquides stériles sont similaires à ceux de l'industrie de la microélectronique. Les travailleurs portent des vêtements de protection pour les empêcher de contaminer les produits lors des opérations de fabrication stériles. Les technologies pharmaceutiques stériles pour contrôler la contamination impliquent la lyophilisation des produits, l'utilisation de germicides liquides et de gaz stérilisants, l'installation d'une ventilation à flux laminaire, l'isolement des modules avec des pressions d'air différentielles et le confinement des équipements de fabrication et de remplissage.

                                                                                                              Figure 13. Schéma d'une installation de fabrication de liquides stériles

                                                                                                              PHC010F7

                                                                                                              Les risques chimiques sont posés par les germicides toxiques (par exemple, le formaldéhyde et le glutaraldéhyde) et les gaz stérilisants (par exemple, l'oxyde d'éthylène). Dans la mesure du possible, des agents moins dangereux doivent être sélectionnés (par exemple, alcools, composés d'ammonium). La stérilisation des matières premières et de l'équipement peut être effectuée à l'aide de vapeur à haute pression ou de gaz toxiques (c.-à-d. des mélanges gazeux d'oxyde d'éthylène dilué) (Swarbick et Boylan, 1996). Les cuves de stérilisation peuvent être situées dans des zones séparées avec des systèmes d'instruments et de contrôle à distance, de l'air non recyclé et du LEV pour extraire les émissions de gaz toxiques. Les travailleurs doivent être formés sur les instructions d'utilisation standard, les pratiques de travail sûres et les interventions d'urgence appropriées. Les chambres de stérilisation au gaz doivent être entièrement évacuées sous vide et purgées à l'air afin de minimiser les émissions fugitives sur le lieu de travail avant que les produits stérilisés ne soient retirés. Les émissions de gaz des chambres de stérilisation peuvent être ventilées vers des dispositifs de contrôle de l'air (par exemple, adsorption de carbone ou convertisseurs catalytiques) pour réduire les émissions atmosphériques. La surveillance de l'hygiène au travail mesure l'exposition des travailleurs aux germicides chimiques et aux gaz stérilisants, aidant à évaluer l'adéquation des mesures de contrôle. Les risques pour la sécurité impliquent la vapeur à haute pression et l'eau chaude, les pièces mobiles des machines dans les équipements de lavage, de remplissage, de bouchage et d'emballage, les niveaux de bruit élevés et les tâches manuelles répétitives.

                                                                                                              Activités de nettoyage et d'entretien

                                                                                                              Des tâches non routinières peuvent survenir lors du nettoyage, de la réparation et de l'entretien de l'équipement, des services publics et des lieux de travail. Bien que des dangers uniques puissent survenir lors de tâches non routinières, des problèmes de santé et de sécurité récurrents sont rencontrés. Les surfaces du lieu de travail et de l'équipement peuvent être contaminées par des matières dangereuses et des substances médicamenteuses, nécessitant leur nettoyage avant que des travailleurs non protégés n'effectuent des travaux d'entretien ou de maintenance. Le nettoyage est effectué en lavant ou en essuyant les liquides et en balayant ou en aspirant les poussières. Le balayage à sec et le soufflage de solides avec de l'air comprimé ne sont pas recommandés, car ils créent une forte exposition des travailleurs aux poussières en suspension dans l'air. Le nettoyage humide et l'aspiration réduisent l'exposition des travailleurs aux poussières pendant les activités de nettoyage. Des aspirateurs avec filtres HEPA peuvent être nécessaires pour nettoyer des substances dangereuses et des médicaments très puissants. Un équipement antidéflagrant et des matériaux conducteurs peuvent être nécessaires dans les systèmes d'aspiration pour les poussières explosives. Les douches oculaires, les douches de sécurité et les EPI réduisent les effets du contact accidentel des travailleurs avec des détergents et des liquides de nettoyage corrosifs et irritants.

                                                                                                              L'énergie mécanique, électrique, pneumatique ou thermique dangereuse peut devoir être libérée ou contrôlée avant que l'équipement et les services publics ne soient entretenus, réparés ou entretenus. Les travailleurs contractuels peuvent effectuer des tâches spéciales de production ou d'ingénierie dans les usines pharmaceutiques sans formation adéquate sur les mesures de sécurité. Une surveillance attentive des travailleurs contractuels est importante, afin qu'ils n'enfreignent pas les règles de sécurité ou n'effectuent pas de travail qui crée un incendie, une explosion ou d'autres risques graves pour la santé et la sécurité. Des programmes de sécurité spéciaux pour les entrepreneurs sont requis lorsque vous travaillez avec des matériaux hautement dangereux (par exemple, toxiques, réactifs, inflammables ou explosifs) et des processus (par exemple, exothermiques ou à haute pression) dans des installations de fabrication de produits pharmaceutiques en vrac et de formes posologiques.

                                                                                                              Emballage

                                                                                                              Les opérations de conditionnement pharmaceutique sont réalisées avec une série de machines intégrées et des tâches manuelles répétitives (Gennaro 1990 ; Swarbick et Boylan 1996). Les produits finis sous forme posologique peuvent être emballés dans de nombreux types de contenants différents (p. ex. bouteilles en plastique ou en verre, plaquettes alvéolées, sachets ou sachets, tubes et flacons stériles). L'équipement mécanique remplit, bouche, étiquette, cartonne et emballe les produits finis dans des conteneurs d'expédition. La proximité des travailleurs avec l'équipement d'emballage nécessite des barrières de protection sur les pièces mobiles de la machine, des interrupteurs de commande accessibles et des câbles d'arrêt d'urgence, ainsi qu'une formation des employés sur les dangers des machines et les pratiques de travail sûres. L'enceinte et l'isolation de l'équipement réduisent les niveaux de bruit et de vibration dans les zones d'emballage. L'utilisation de dispositifs de protection auditive (p. ex., cache-oreilles et bouchons) réduit l'exposition des travailleurs au bruit. Une bonne conception industrielle favorise la productivité, le confort et la sécurité des employés, en s'attaquant aux risques ergonomiques liés aux mauvaises postures corporelles, à la manutention des matériaux et aux tâches hautement répétitives.

                                                                                                              Opérations de laboratoire

                                                                                                              Les opérations de laboratoire dans l'industrie pharmaceutique sont diverses. Ils peuvent poser des risques biologiques, chimiques et physiques, selon les agents, les opérations, l'équipement et les pratiques de travail spécifiques employés. Des distinctions majeures existent entre les laboratoires qui mènent des recherches scientifiques et le développement de produits et de processus et ceux qui évaluent les activités d'assurance et de contrôle de la qualité (Swarbick et Boylan 1996). Les travailleurs de laboratoire peuvent mener des recherches scientifiques pour découvrir des substances médicamenteuses, développer des procédés de fabrication de produits chimiques en vrac et sous forme posologique ou analyser des matières premières, des intermédiaires et des produits finis. Les activités de laboratoire doivent être évaluées individuellement, bien que les bonnes pratiques de laboratoire s'appliquent à de nombreuses situations (National Research Council 1981). Des responsabilités, une formation et des informations clairement définies, des pratiques de travail sûres, des mesures de contrôle et des plans d'intervention d'urgence sont des moyens importants pour gérer efficacement les risques pour l'environnement, la santé et la sécurité.

                                                                                                              Les risques pour la santé et la sécurité des matériaux inflammables et toxiques sont réduits en minimisant leurs stocks dans les laboratoires et en les stockant dans des armoires séparées. Les analyses et les opérations de laboratoire susceptibles de libérer des contaminants dans l'air peuvent être effectuées dans des hottes aspirantes ventilées pour protéger les travailleurs. Les hottes de sécurité biologique fournissent un flux laminaire vers le bas et vers l'intérieur, empêchant la libération de micro-organismes (Gennaro 1990; Swarbick et Boylan 1996). La formation et l'information des travailleurs décrivent les dangers du travail en laboratoire, les pratiques de travail sécuritaires et les interventions d'urgence appropriées en cas d'incendie et de déversement. La nourriture et les boissons ne doivent pas être consommées dans les zones de laboratoire. La sécurité du laboratoire est renforcée en exigeant que les superviseurs approuvent et gèrent les opérations hautement dangereuses. Les bonnes pratiques de laboratoire séparent, traitent et éliminent les déchets biologiques et chimiques. Les risques physiques (par exemple, les sources d'énergie de rayonnement et électromagnétiques) sont souvent certifiés et exploités, conformément à des réglementations spécifiques.

                                                                                                              Dangers généraux pour la santé et la sécurité

                                                                                                              Ergonomie et manutention

                                                                                                              Les matériaux expédiés, stockés, manipulés, transformés et emballés dans l'industrie pharmaceutique vont de grandes quantités de matières premières à de petits emballages contenant des produits pharmaceutiques. Les matières premières pour la production de produits chimiques en vrac sont expédiées dans des conteneurs en vrac (par exemple, des camions-citernes, des wagons), des fûts en métal et en fibre, du papier renforcé et des sacs en plastique. La production pharmaceutique utilise de plus petites quantités de matières premières en raison de l'échelle réduite des opérations. Les dispositifs de manutention (par exemple, les chariots élévateurs à fourche, les lève-palettes, les palans à vide et les vérins à tambour) facilitent la manutention des matériaux pendant les opérations d'entreposage et de production. Le travail manuel lourd peut créer des risques ergonomiques lors du déplacement de matériaux et d'équipements si des dispositifs mécaniques ne sont pas disponibles. De bonnes pratiques d'ingénierie industrielle et de gestion des installations réduisent les blessures liées à la manutention des matériaux en améliorant la conception et les caractéristiques de l'équipement et du lieu de travail et en diminuant la taille et le poids des conteneurs (Cole 1990). Les mesures de contrôle technique (par exemple, la conception ergonomique des outils, des matériaux et de l'équipement) et les pratiques administratives (par exemple, la rotation des travailleurs, la formation des travailleurs) réduisent les risques de traumatismes cumulatifs lors d'opérations de production et d'emballage très répétitives.

                                                                                                              Protection des machines et contrôle des énergies dangereuses

                                                                                                              Les pièces mobiles non protégées des équipements de fabrication et de conditionnement pharmaceutiques créent des risques mécaniques. Les « points d'écrasement et de pincement » exposés dans les équipements ouverts peuvent blesser gravement les travailleurs. Les risques mécaniques sont exacerbés par le grand nombre et la conception différente des équipements, les conditions de travail surpeuplées et les interactions fréquentes entre les travailleurs et les équipements. Les protecteurs verrouillés, les interrupteurs de commande, les dispositifs d'arrêt d'urgence et la formation des opérateurs sont des moyens importants de réduire les risques mécaniques. Les cheveux lâches, les vêtements à manches longues, les bijoux ou d'autres objets peuvent se coincer dans l'équipement. Les activités d'inspection et de réparation de routine identifient et contrôlent les risques mécaniques pendant les opérations de production et d'emballage. Les énergies électriques, pneumatiques et thermiques dangereuses doivent être libérées ou contrôlées avant de travailler sur l'équipement actif et les utilités. Les travailleurs sont protégés des sources d'énergie dangereuses en mettant en œuvre des procédures de verrouillage/étiquetage.

                                                                                                              Expositions de bruit

                                                                                                              Des niveaux sonores élevés peuvent être générés par les équipements de fabrication et les utilités (par exemple, l'air comprimé, les sources de vide et les systèmes de ventilation). En raison de la conception fermée des modules de poste de travail pharmaceutique, les travailleurs se trouvent souvent à proximité des machines pendant les opérations de fabrication et d'emballage. Les travailleurs observent et interagissent avec les équipements de production et d'emballage, augmentant ainsi leur exposition au bruit. Les méthodes d'ingénierie réduisent les niveaux sonores en modifiant, en enfermant et en atténuant les sources de bruit. La rotation des employés et l'utilisation de dispositifs de protection auditive (p. ex., cache-oreilles et bouchons) réduisent l'exposition des travailleurs à des niveaux sonores élevés. Des programmes complets de protection de l'ouïe identifient les sources de bruit, réduisent les niveaux sonores sur le lieu de travail et forment les travailleurs sur les dangers de l'exposition au bruit et sur l'utilisation appropriée des dispositifs de protection auditive. La surveillance du bruit et la surveillance médicale (c.-à-d. audiométrie) évaluent l'exposition des travailleurs au bruit et la perte d'audition qui en résulte. Cela permet d'identifier les problèmes de bruit et d'évaluer l'adéquation des mesures correctives.

                                                                                                              Expositions aux vapeurs de solvants et aux composés puissants

                                                                                                              Des préoccupations particulières peuvent survenir lorsque les travailleurs sont exposés à des vapeurs de solvants toxiques et à des médicaments puissants sous forme de poussières en suspension dans l'air. L'exposition des travailleurs aux vapeurs de solvants et aux composés puissants peut se produire au cours de diverses opérations de fabrication, qui doivent être identifiées, évaluées et contrôlées pour s'assurer que les travailleurs sont protégés. Les contrôles techniques sont les moyens privilégiés pour contrôler ces expositions, en raison de leur efficacité et de leur fiabilité inhérentes (Cole 1990; Naumann et al. 1996). Les équipements de traitement fermés et les systèmes de manutention des matériaux empêchent l'exposition des travailleurs, tandis que les LEV et les EPI complètent ces mesures. Un confinement accru des installations et des processus est nécessaire pour contrôler les solvants hautement toxiques (par exemple, le benzène, les hydrocarbures chlorés, les cétones) et les composés puissants. Des respirateurs à pression positive (p. ex., purificateurs d'air propulsé et à adduction d'air) et des EPI sont nécessaires lorsque des solvants hautement toxiques et des composés puissants sont manipulés et traités. Des préoccupations particulières sont posées par les opérations où des niveaux élevés de vapeurs de solvants (par exemple, mélange, granulation et enrobage de comprimés) et de poussières (par exemple, séchage, broyage et mélange) sont générés. Des vestiaires et des douches, des pratiques de décontamination et de bonnes pratiques sanitaires (par exemple, se laver et se doucher) sont nécessaires pour prévenir ou minimiser les effets de l'exposition des travailleurs à l'intérieur et à l'extérieur du lieu de travail.

                                                                                                              Gestion de la sécurité des processus

                                                                                                              Des programmes de sécurité des procédés sont mis en œuvre dans l'industrie pharmaceutique en raison de la chimie complexe, des matières dangereuses et des opérations dans la fabrication de produits chimiques en vrac (Crowl et Louvar 1990). Des matériaux et procédés hautement dangereux peuvent être utilisés dans des réactions de synthèse organique à plusieurs étapes pour produire la substance médicamenteuse souhaitée. La thermodynamique et la cinétique de ces réactions chimiques doivent être évaluées, car elles peuvent mettre en jeu des matières hautement toxiques et réactives, des lacrymogènes et des composés inflammables ou explosifs.

                                                                                                              La gestion de la sécurité des procédés implique la réalisation d'essais de danger physique des matériaux et des réactions, la réalisation d'études d'analyse des dangers pour examiner la chimie du procédé et les pratiques d'ingénierie, l'examen de la maintenance préventive et de l'intégrité mécanique de l'équipement et des utilités du procédé, la mise en œuvre de la formation des travailleurs et l'élaboration d'instructions d'exploitation et de procédures d'intervention d'urgence . Les caractéristiques techniques spéciales pour la sécurité des processus comprennent la sélection de récipients à pression nominale appropriée, l'installation de systèmes d'isolation et de suppression et la fourniture d'une ventilation de décharge de pression avec des réservoirs de récupération. Les pratiques de gestion de la sécurité des procédés sont similaires dans les industries pharmaceutique et chimique lors de la fabrication de produits pharmaceutiques en vrac en tant que produits chimiques organiques spécialisés (Crowl et Louvar 1990 ; Kroschwitz 1992).

                                                                                                              Problèmes environnementaux

                                                                                                              Les différents processus de fabrication pharmaceutique ont chacun leurs propres problèmes environnementaux, comme indiqué ci-dessous.

                                                                                                              Fermentation

                                                                                                              La fermentation génère de grands volumes de déchets solides contenant du mycélium et des gâteaux de filtration usés (EPA 1995; Theodore et McGuinn 1992). Les gâteaux de filtration contiennent du mycélium, des médias filtrants et de petites quantités de nutriments, d'intermédiaires et de produits résiduels. Ces déchets solides ne sont généralement pas dangereux, mais ils peuvent contenir des solvants et de petites quantités de produits chimiques résiduels en fonction de la chimie spécifique du processus de fermentation. Des problèmes environnementaux peuvent se développer si des lots de fermentation sont infectés par un phage viral qui attaque les micro-organismes au cours du processus de fermentation. Bien que les infections par les phages soient rares, elles créent un problème environnemental important en générant de grandes quantités de bouillon de déchets.

                                                                                                              Le bouillon de fermentation usé contient des sucres, des amidons, des protéines, de l'azote, des phosphates et d'autres nutriments avec une demande biochimique en oxygène (DBO), une demande chimique en oxygène (DCO) et un total de solides en suspension (TSS) élevés avec des valeurs de pH allant de 4 à 8. Les bouillons de fermentation peuvent être traité par des systèmes d'eaux usées microbiologiques, après que l'effluent est égalisé pour favoriser le fonctionnement stable du système de traitement. La vapeur et de petites quantités de produits chimiques industriels (par exemple, les phénols, les détergents et les désinfectants) maintiennent la stérilité de l'équipement et des produits pendant la fermentation. De grands volumes d'air humide sont évacués des fermenteurs, contenant du dioxyde de carbone et des odeurs qui peuvent être traités avant qu'ils ne soient émis dans l'atmosphère.

                                                                                                              Synthèse organique

                                                                                                              Les déchets provenant de la synthèse chimique sont complexes en raison de la variété des matières dangereuses, des réactions et des opérations unitaires (Kroschwitz 1992; Theodore et McGuinn 1992). Les procédés de synthèse organique peuvent générer des acides, des bases, des liqueurs aqueuses ou solvantées, des cyanures et des déchets métalliques sous forme liquide ou boueuse. Les déchets solides peuvent comprendre des gâteaux de filtration contenant des sels inorganiques, des sous-produits organiques et des complexes métalliques. Les solvants résiduaires de la synthèse organique sont généralement récupérés par distillation et extraction. Cela permet aux solvants d'être réutilisés par d'autres procédés et réduit le volume de déchets dangereux liquides à éliminer. Résidus de distillation (toujours en bas) doivent être traités avant d'être éliminés. Les systèmes de traitement typiques comprennent le stripage à la vapeur pour éliminer les solvants, suivi d'un traitement microbiologique d'autres substances organiques. Les émissions de substances organiques volatiles et dangereuses pendant les opérations de synthèse organique doivent être contrôlées par des dispositifs de contrôle de la pollution de l'air (par exemple, des condenseurs, des épurateurs, des impacteurs venturi).

                                                                                                              Les eaux usées provenant des opérations de synthèse peuvent contenir des liqueurs aqueuses, de l'eau de lavage, des rejets de pompes, d'épurateurs et de systèmes de refroidissement, ainsi que des fuites et des déversements fugitifs (EPA 1995). Ces eaux usées peuvent contenir de nombreuses substances organiques et inorganiques avec des compositions chimiques, des toxicités et des biodégradabilités différentes. Des traces de matières premières, de solvants et de sous-produits peuvent être présentes dans les liqueurs mères aqueuses provenant des cristallisations et des couches de lavage provenant des extractions et du nettoyage des équipements. Ces eaux usées sont riches en DBO, DCO et TSS, avec une acidité ou une alcalinité variable et des valeurs de pH allant de 1 à 11.

                                                                                                              Extraction biologique et naturelle

                                                                                                              Les matières premières et les solvants usés, les eaux de lavage et les déversements sont les principales sources de déchets solides et liquides (Theodore et McGuinn 1992). Des produits chimiques organiques et inorganiques peuvent être présents sous forme de résidus dans ces flux de déchets. Habituellement, les eaux usées ont une DBO, DCO et MES faibles, avec des valeurs de pH relativement neutres allant de 6 à 8.

                                                                                                              Fabrication pharmaceutique de formes galéniques

                                                                                                              La fabrication pharmaceutique de produits sous forme posologique génère des déchets solides et liquides lors du nettoyage et de la stérilisation, ainsi que des fuites, des déversements et des produits rejetés (Theodore et McGuinn 1992). Les opérations de séchage, de broyage et de mélange génèrent des émissions de poussières atmosphériques et fugitives. Ces émissions peuvent être contrôlées et recyclées dans la fabrication de produits sous forme posologique ; cependant, les pratiques de contrôle de la qualité peuvent empêcher cela si d'autres résidus sont présents. Lorsque des solvants sont utilisés pendant la granulation par voie humide, le mélange et l'enrobage des comprimés, des COV et des polluants atmosphériques dangereux peuvent être rejetés dans l'atmosphère ou sur le lieu de travail sous forme d'émissions de procédé ou fugitives. Les eaux usées peuvent contenir des sels inorganiques, des sucres, des sirops et des traces de substances médicamenteuses. Ces eaux usées ont généralement une faible DBO, DCO et TSS, avec des valeurs de pH neutres. Certains médicaments antiparasitaires ou anti-infectieux pour les humains et les animaux peuvent être toxiques pour les organismes aquatiques, nécessitant un traitement spécial des déchets liquides.

                                                                                                              Prévention de la pollution de l'environnement

                                                                                                              Minimisation des déchets et prévention de la pollution

                                                                                                              De bonnes pratiques d'ingénierie et administratives minimisent l'impact environnemental de la production de produits chimiques en vrac et des opérations de fabrication de produits pharmaceutiques. La prévention de la pollution utilise la modification des processus et de l'équipement, le recyclage et la récupération des matériaux et le maintien de bonnes pratiques d'entretien et d'exploitation (Theodore et McGuinn 1992). Ces activités améliorent la gestion des enjeux environnementaux ainsi que la santé et la sécurité des travailleurs.

                                                                                                              Modifications de processus

                                                                                                              Les processus peuvent être modifiés pour reformuler les produits en utilisant des matériaux qui sont moins dangereux ou persistants ou en modifiant les opérations de fabrication pour réduire les émissions atmosphériques, les effluents liquides et les déchets solides. Il est judicieux de réduire la quantité et la toxicité des déchets, car cela améliore l'efficacité des processus de fabrication et réduit les coûts et les impacts de l'élimination des déchets. Les réglementations gouvernementales en matière d'approbation des médicaments peuvent limiter la capacité des fabricants de produits pharmaceutiques à modifier les matières dangereuses, les procédés de fabrication, l'équipement et les installations (Spilker 1994). Les fabricants de médicaments doivent anticiper les impacts sur l'environnement, la santé et la sécurité de la sélection de matières dangereuses et de la conception du processus de fabrication à un stade précoce. Il devient de plus en plus difficile d'apporter des modifications au cours des dernières étapes du développement des médicaments et de l'approbation réglementaire, sans perte de temps et d'argent considérables.

                                                                                                              Il est très souhaitable de développer des procédés de fabrication avec des solvants moins dangereux. L'acétate d'éthyle, les alcools et l'acétone sont préférables aux solvants hautement toxiques tels que le benzène, le chloroforme et le trichloroéthylène. Dans la mesure du possible, certains matériaux doivent être évités en raison de leurs propriétés physiques, de leur écotoxicité ou de leur persistance dans l'environnement (p. ex. métaux lourds, chlorure de méthylène) (Crowl et Louvar 1990). La substitution des lavages aqueux aux solvants lors des filtrations dans la production de produits chimiques en vrac réduit les déchets liquides et les émissions de vapeur. De plus, le remplacement de solutions aqueuses par des solutions à base de solvant pendant l'enrobage des comprimés réduit les problèmes d'environnement, de santé et de sécurité. La prévention de la pollution est favorisée par l'amélioration et l'automatisation des équipements de traitement, ainsi que par l'étalonnage, l'entretien et la maintenance préventive de routine. L'optimisation des réactions de synthèse organique augmente les rendements de produits, diminuant souvent la génération de déchets. Des systèmes de contrôle de la température, de la pression et des matériaux incorrects ou inefficaces entraînent des réactions chimiques inefficaces, créant des déchets gazeux, liquides et solides supplémentaires.

                                                                                                              Voici des exemples de modifications de processus dans la production pharmaceutique en vrac (Theodore et McGuinn 1992) :

                                                                                                              • Minimiser les quantités de matières dangereuses utilisées et sélectionner des matières dont les déchets peuvent être contrôlés, récupérés et recyclés, dans la mesure du possible.
                                                                                                              • Développer et installer des systèmes de recyclage des matières premières (par exemple, solvants), intermédiaires, déchets et matériaux utilitaires (par exemple, eau de refroidissement, liquides caloporteurs, lubrifiants, condensat de vapeur).
                                                                                                              • Examinez les réactifs, les solvants et les catalyseurs pour optimiser l'efficacité des réactions chimiques.
                                                                                                              • Modifier la conception et les caractéristiques des équipements de traitement pour minimiser la pollution et les déchets.
                                                                                                              • Améliorez les processus pour maximiser les rendements des produits et les propriétés souhaitées, en éliminant les traitements supplémentaires (par exemple, la recristallisation, le séchage et le broyage).
                                                                                                              • Envisagez d'utiliser des équipements polyvalents (par exemple, des réacteurs, des filtres et des sécheurs) pour réduire la pollution et les déchets lors des transferts, du nettoyage et des étapes de traitement supplémentaires.
                                                                                                              • Utiliser des instruments appropriés, des systèmes de contrôle automatisés et des programmes informatiques pour maximiser l'efficacité des processus et réduire la pollution et les déchets.

                                                                                                               

                                                                                                              Récupération et recyclage des ressources

                                                                                                              La récupération des ressources utilise les déchets et récupère les matériaux pendant le traitement en séparant les impuretés des déchets des matériaux souhaités. Les déchets solides issus de la fermentation (par exemple, le mycélium) peuvent être ajoutés aux aliments pour animaux en tant que supplément nutritionnel ou en tant qu'amendements du sol et engrais. Les sels inorganiques peuvent être récupérés à partir des liqueurs chimiques produites lors des opérations de synthèse organique. Les solvants usés sont souvent recyclés par séparation et distillation. Les dispositifs de contrôle des émissions atmosphériques (par exemple, les condenseurs, les équipements de compression et de réfrigération) réduisent considérablement les émissions de composés organiques volatils dans l'atmosphère (EPA 1993). Ces dispositifs capturent les vapeurs de solvants par condensation, permettant la réutilisation des solvants comme matières premières ou pour le nettoyage des cuves et des équipements. Les épurateurs neutralisent ou absorbent les gaz et vapeurs acides, caustiques et solubles, rejetant leurs effluents dans les systèmes de traitement des déchets.

                                                                                                              Les solvants recyclés peuvent être réutilisés comme supports pour effectuer des réactions et des extractions, et des opérations de nettoyage. Les différents types de solvants ne doivent pas être mélangés, car cela réduit leur capacité à être recyclés. Certains solvants doivent être séparés pendant le traitement (par exemple, les solvants chlorés et non chlorés, aliphatiques et aromatiques, aqueux et inflammables). Les solides dissous et en suspension sont extraits ou séparés des solvants, avant que les solvants ne soient récupérés. L'analyse en laboratoire identifie la composition et les propriétés des solvants résiduaires et des matières premières recyclées. De nombreuses nouvelles technologies de prévention et de contrôle des déchets sont en cours de développement pour les déchets solides, liquides et gazeux.

                                                                                                              Entretien ménager général et pratiques d'exploitation

                                                                                                              Les procédures d'exploitation écrites, les instructions de manipulation des matériaux et les pratiques de gestion des déchets réduisent la production et améliorent le traitement des déchets (Theodore et McGuinn 1992). Les bonnes pratiques d'exploitation et d'entretien identifient les responsabilités spécifiques pour la production, la manipulation et le traitement des déchets. La formation et la supervision du personnel d'exploitation augmentent leur capacité à améliorer et à maintenir des opérations de fabrication et de gestion des déchets efficaces. Les travailleurs doivent être formés sur les dangers des pratiques de gestion des déchets et sur les moyens appropriés d'intervenir en cas d'urgence en cas de déversements, de fuites et d'émissions fugitives. La formation des travailleurs doit porter sur la manipulation des matériaux, le nettoyage ou la neutralisation des déchets et le port de respirateurs et d'EPI. Les dispositifs de détection des déversements et des fuites préviennent la pollution en surveillant régulièrement les équipements de production et les utilités, en identifiant et en contrôlant les émissions et les fuites fugitives. Ces activités peuvent être intégrées avec succès aux pratiques d'entretien préventif pour nettoyer, calibrer, remplacer et réparer l'équipement qui crée de la pollution.

                                                                                                              Des instructions écrites décrivant les procédures normales d'exploitation, ainsi que les procédures de démarrage, d'arrêt et d'urgence, préviennent la pollution et réduisent les risques pour la santé et la sécurité des travailleurs. Une gestion prudente des stocks de matériaux réduit les achats excessifs de matières premières et la génération de déchets. Les systèmes informatiques peuvent aider à la gestion efficace des opérations de l'usine, des pratiques d'entretien et des stocks de matériaux. Des systèmes automatiques de pesage, de surveillance et d'alarme peuvent être installés pour améliorer la gestion des matériaux et des équipements (par exemple, les réservoirs de stockage, les équipements de traitement et les systèmes de traitement des déchets). Les systèmes d'instruments et de contrôle modernes augmentent souvent la productivité des opérations, réduisant la pollution et les risques pour la santé et la sécurité. Des programmes complets de prévention de la pollution examinent tous les déchets générés dans une installation et examinent les options pour les éliminer, les réduire ou les traiter. Les audits environnementaux examinent les forces et les faiblesses des programmes de prévention de la pollution et de gestion des déchets, en cherchant à optimiser leurs performances.

                                                                                                               

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