XVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Аммиак и его производные. Первая помощь при отравлении аммиаком, карбамидом и меламином при аварии на комплексе «Аммиак-Карбамид-Меламин»
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ
Формулировка проблемы
С началом строительства нового комплекса «Аммиак – Карбамид - Меламин» на ПАО «Метафракс» жители городского округа «Город Губаха» обеспокоены состоянием своего здоровья после запуска нового производства, т.к. производимые вещества являются токсичными для человека и окружающей среды. Люди боятся аварии на АКМ и не знают, как оказать первую помощь при отравлении аммиаком, карбамидом, меламином, которые могут попасть в среду. Поэтому так актуально изучение свойств данных веществ, а также знание способов производства и оказания первой помощи.
Проблема: население нашего города уверено в том, что работа комплекса «Аммиак-Карбамид-Меламин» будет негативно сказываться на здоровье людей, экологии города в целом и на произрастании сельскохозяйственных культур.
Гипотеза: население знает признаки отравления аммиаком, карбамидом, меламином и умеет оказывать первую помощь в случае отравления этими веществами.
Цель: изучить, как оказывать первую помощь при отравлении аммиаком, карбамидом и меламином.
Задачи:
• Изучить историю открытия веществ, их физические свойства, производство и применение.
• Изучить влияние данных веществ на здоровье человека и окружающую среду.
• Провести социологический опрос.
• Показать с помощью опытов, как данные вещества при их разной концентрации влияют на окружающую среду.
• Изготовить ватно-марлевую повязку.
Методы работы:
• Работа с источниками информации.
• Социологический опрос и его анализ.
• Химические опыты с аммиаком и карбамидом.
Объект исследования:
• Свойства аммиака, карбамида, меламина
Предмет исследования:
• Оказание первой помощи при отравлении аммиаком, карбамидом, меламином
Практическое значение: оказание первой помощи при отравлении аммиаком, карбамидом, меламином
II. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
АММИАК
История открытия
Резкий запах аммиака известен человеку с доисторических времен, так как этот газ образуется в значительных количествах при гниении, разложении и сухой перегонке содержащих азот органических соединений, например мочевины или белков.
Существует несколько точек зрения о происхождении названия «аммиак». Аммиак свое название получил в честь бога Амона, культ которого был распространен в Северной Африке. Аммиак может образовываться в результате быстрого разложения мочевины (NH2)2CO в очень жарком климате, что и связало запах соединения с культом божества.
По некоторым другим сведениям, аммиак мог получить свое современное название от древнеегипетского слова "амониан", так называли последователей египетского бога Амона. В качестве атрибута в некоторых элементах ритуальных обрядов использовался хлорид аммония, который при нагревании разлагается с образованием аммиака.
В 1801 году русский ученый-химик, академик Яков Дмитриевич Захаров ввел сокращенное название "аммиак", которое используется в настоящее время.
В чистом виде аммиак был получен в 1774 г. английским химиком Джозефом Луи Пристли. Он нагревал "аммониак" (хлорид аммония) с гашеной известью (гидроксидом кальция). Выделявшийся аммиак Пристли собирал над ртутью. Он назвал его «щелочным воздухом», так как водный раствор аммиака имел все признаки щелочи.
В 1784 французский химик Бертолле разложением аммиака доказал его элементный состав, который в 1787 году получил официальное название «нашатырь».
К началу XIX в. аммиачную воду получали из угля уже в значительных количествах в качестве товара при производстве осветительного газа. Но откуда в угле взяться аммиаку? Его там и нет, но уголь содержит заметные количества сложных органических соединений, в состав которых входят помимо других элементов азот и водород. Эти элементы и образуют аммиак при сильном нагреве (пиролизе) угля. В XIX в. на газовых заводах при нагревании без доступа воздуха из одной тонны хорошего каменного угля получали до 700 кг кокса и свыше 200 кг газообразных продуктов пиролиза. Горячие газы охлаждали, а затем пропускали через воду, при этом получали примерно 50 кг каменноугольной смолы и 40 кг аммиачной воды
В 1901 французский химик Анри ЛеШателье взял патент на способ получения аммиака из азота и водорода в присутствии катализатора. Однако до промышленного использования этого процесса было еще далеко: лишь в 1913 заработала первая промышленная установка синтеза аммиака [1].
Физические свойства
• Бесцветный газ
• Имеет резкий запах (запах «нашатырного спирта»)
• Легче воздуха
• Хорошо растворим в воде (один объем воды растворят до 700 объемов аммиака). Концентрированный раствор аммиака содержит 25% (массовых) аммиака и имеет плотность 0,91 г/см3.
• Аммиак сжижается при температуре -33°С
• Аммиак становится твёрдым при температуре -78°С
• Жидкий аммиак растворяет неорганические и органические вещества
• Не проводит электрический ток[2]
• Класс опасности 4[3]
Применение аммиака
По объемам производства аммиак занимает одно из первых мест; ежегодно во всем мире получают около 100 миллионов тонн этого соединения. Аммиак выпускается в жидком виде или в виде водного раствора – аммиачной воды, которая обычно содержит 25% NH3.
Промышленность:
Получение азотной кислоты для производства искусственных удобрений.
Изготовление солей аммония, уротропина, мочевины.
Для нейтрализации кислотных отходов.
Применение как дешевый хладагент при производстве холодильников.
Получение синтетических волокон (нейлона, капрона).
При очистке и крашении шерсти, шелка и хлопка.
В производстве природного каучука аммиак помогает сохранить латекс.
Аммиак используется при производстве соды по методу Сольве.
В сталелитейной промышленности аммиак используют для азотирования – насыщения поверхностных слоев стали азотом, что защищает металл от образования оксидной плёнки.
Взрывчатые вещества.
Аммиак, как продукт разложения нашатыря, используется при пайке металлов.
2. Медицина.
Аммиак раздражает слизистые оболочки верхних дыхательных путей, что способствует выведению человека из обморочного состояния, возбуждая его дыхательный центр. [4]
О вреде аммиака для человека
Симптомы отравления аммиаком
• При вдыхании
Контакт с аммиаком высокой концентрации в воздухе приводит к жжению в носу, горле и дыхательных путях. Это может привести к бронхиолярному и альвеолярному отеку и поражению дыхательных путей в результате дыхательной недостаточности.
Вдыхание низкой концентрации может вызвать кашель, раздражение носа и горла. Запах аммиака достаточно рано предупреждает о его присутствии, но аммиак также ведет к ослаблению обоняния, что снижает возможность заметить его в воздухе при низкой концентрации.
Дети, подвергающиеся воздействию такого же количества аммиака, как и взрослые, получают большую дозу, так как поверхность их легких относительно тела гораздо больше. К тому же, они могут сильнее подвергаться воздействию аммиака из-за низкого роста — они находятся ближе к земле, где концентрация паров выше.
• При воздействии на кожу или глаза
Контакт с аммиаком низкой концентрации в воздухе или жидкостях может вызвать быстрое раздражение глаз или кожи. Более высокие концентрации аммиака могут привести к серьезным травмам и ожогам. Контакт с концентрированными аммиачными жидкостями, такими как промышленные моющие средства, может вызвать коррозионные повреждения, включая ожоги кожи, поражение глаз или слепоту. Высшая степень поражения глаза может не быть видимой в течение недели после контакта. Контакт со сжиженным аммиаком может также вызвать отморожения.
• При попадании во внутрь
Получение высокой концентрации аммиака через глотание раствора с аммиаком может привести к повреждениям рта, горла и желудка.
При тяжелом отравлении обязательная госпитализация. Лабораторные анализы на аммиак не помогут быстро принять решение относительно лечения. Медицинские тесты могут определить аммиак в крови или моче. Однако из-за того, что аммиак обычно присутствует в организме, результаты этих тестов не могут служить точными показателями отравления. При легком отравлении аммиак достаточно быстро выводится из организма. Влияние высоких концентраций очень токсично.
Отравление данным токсикантом может вызывать снижение слухового порога, тошноту, головокружение, головную боль и пр. Возможны изменения в поведении, в частности сильное возбуждение, бред. Проявление симптомов в ряде случаев имеет прерывистый характер. Они могут на некоторое время прекращаться, а потом возобновляться с новой силой. [5]
Первая помощь при отравлении аммиаком
Промыть глаза и лицо водой.
Надеть противогаз или ватно-марлевую повязку, смоченную 5% раствором лимонной кислоты.
Открытые участки кожи обильно промыть водой.
Немедленно покинуть очаг заражения.
При попадании аммиака в желудок
Выпить несколько стаканов теплой воды с добавлением одной чайной ложки уксуса на стакан воды
Вызвать рвоту [6].
Предельно допустимая концентрация аммиака
• Предельно допстимая концентрация в воздухе рабочей зоны 20 мг/м3.
• Предельно допустимая концентрация в воде водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования 2 мг/л [7].
Общие принципы производства
Современный процесс получения аммиака основан на его синтезе из азота и водорода при температурах 380 – 4500C и давлении 250 атм с использованием железного катализатора:
N2+ 3H2 = 2NH3
Азот получают из воздуха. Водород получают восстановлением воды (пара) с помощью метана из природного газа либо из лигроина. Лигроин представляет собой жидкую смесь алифатических углеводородов, которая получается при переработке сырой нефти.
Стадии синтеза аммиака:
1-я стадия. Удаление серы из природного газа. Это необходимо, поскольку сера представляет собой каталитический яд.
2-я стадия. Получение водорода восстановлением пара при 750°C и давлении 30 атм с помощью никелевого катализатора:
CH4 + H2O = СО2+ ЗН2
3-я стадия. Впуск воздуха и сгорание части водорода в кислороде вводимого воздуха:
2H2+ O2 = 2H2O
В результате получается смесь водяного пара, моноксида углерода и азота. Водяной пар восстанавливается с образованием водорода, как на 2-й стадии.
4-я стадия. Окисление моноксида углерода, образующегося на стадиях 2 и 3, до диоксида углерода по следующей реакции «сдвига»:
СО + H2O = CO2 + H2
Этот процесс проводится в двух «реакторах сдвига». В первом из них используется катализатор из оксида железа и процесс проводится при температуре порядка 400 C. Во втором используется медный катализатор и процесс проводится при температуре 220°С.
5-я стадия. Вымывание диоксида углерода из газовой смеси при помощи буферного щелочного раствора карбоната калия или раствора какого-либо амина, напримерэтаноламинаNH2CH2CH2OH. Диоксид углерода в конце концов сжижают и используют для производства мочевины, либо выпускают в атмосферу.
6-я стадия. После 4-й стадии в газовой смеси остается еще около 0,3% моноксида углерода. Поскольку он может отравлять железный катализатор во время синтеза аммиака (на 8-й стадии), моноксид углерода удаляют путем конверсии водородом в метан на никелевом катализаторе при температуре 325°С.
7-я стадия. Газовую смесь, которая теперь содержит приблизительно 74% водорода и 25% азота, подвергают сжатию; при этом ее давление возрастает от 25-30 атм до 200 атм. Поскольку это приводит к повышению температуры смеси, ее сразу же после сжатия охлаждают.
8-я стадия. Газ из компрессора поступает теперь в «цикл синтеза аммиака». Сначала газовая смесь попадает в каталитический конвертер, в котором используется железный катализатор и поддерживается температура 380-450°С. Газовая смесь, выходящая из этого конвертера, содержит не более 15% аммиака. Затем аммиак сжижают и направляют в приемный бункер, а непрореагировавшие газы возвращают в конвертер.
Рис.1. Схема технологического производства аммиака [8]
КАРБАМИД
История открытия
Открыт карбамид был в 1773 году Илером Марином Руэлем (французским химиком). Он имел важное значение для химии – синтез карбамида из цианата аммония был первый случай в истории развития науки получения органического вещества из неорганического. Это было существенным шагом в истории химии к разрушению основ теории витализма. Витализм отрицал общность между органическими и неорганическими соединениями. В природе мочевина существует как конечный продукт жизнедеятельности млекопитающих и некоторых рыб [9].
Физические свойства
• Гранулы белого цвета или слегка окрашенные
• Растворимость в воде (в 100 г): при +20°C – 51,8 г, при +60°C – 71,7 г, при +120 °C – 95,0 г
• Растворим в метаноле, этаноле, изопропаноле, изобутаноле, этилацитате, не растворим в хлороформе
• Плотность при 200С – 1,3 г/см3
• Не имеет запах;
• Температура плавления – +132,7°C [10]
• Класс опасности 3(Приложение 2)
Применение
Выпускается две марки карбамида: А – для промышленности и Б – для сельского хозяйства.
Сельское хозяйство
Карбамид применяют под все сельскохозяйственные культуры в качестве основного удобрения, для ранневесенней подкормки озимых культур с немедленной заделкой в почву, а также для подкормки овощных и пропашных культур при помощи культиваторов-растениепитателей.
Промышленность
Карбамид используется в промышленности в качестве сырья при изготовлении смол, клеев, а также в животноводстве в качестве кормовой добавки.
• При выполнении определенных задач в строительстве
• В процессе изготовления мебели, для производства ДВП
• В фармакологии (вещество требуется для получения медикаментов, которые оказывают на организм противоопухолевое действие)
• Для нейтрализации негативного действия дымовых газов (для чистки мотора, работающего на дизельном топливе, и на электростанциях, мусоросжигающих заводах)
• При изготовлении пищевой продукции в качестве добавки E927b (добавляют в жевательную резинку)
• В нефтяной промышленности для удаления некоторых составляющих из сырья
• Свое применение карбамид находит в области косметологии, в частности в производстве средств по уходу за волосами, кожными покровами, шампуней, шариковых дезодорантов, жидкостей для полоскания рта, краски для волос [12].
Преимущества и недостатки при применении
Ряд позитивных свойств мочевины:
1. Растворимость. Позволяет значительно экономить время при работе.
2. Положительное влияние на урожайность и качество плодов. За счет роста вегетативной массы культуры показывают высокие показатели рентабельности.
3. Быстрое действие. Карбамид переходит в углекислый аммоний в течение двух-трех суток.
4. Мягкость воздействия. Вещество не вызывает листовых ожогов при внекорневом опрыскивании в нужной концентрации.
5. Стабильный эффект. Мочевина не так легко вымывается из грунта, как еще одно азотное удобрение - аммиачная селитра.
6. Универсальность. Многофункциональное и простое применение удобрения.
7. Низкая себестоимость. Позволяет значительно экономить вложения.
8. Доступность. Карбамид - распространенное вещество, которое активно производится и реализуется повсеместно.
9. Отсутствие накапливания нитратов в плодах. Данный принцип работает при соблюдении норм использования.
К недостаткам относят:
1. Возможность корневых ожогов. По этой причине удобрительные гранулы изолируют при высадке от корней растений слоем почвы.
2. Торможение роста. Происходит при непосредственном внесении в почву одновременно с посевом.
3. Неоправданность смешивания. Связана с повышением гигроскопичности других удобрений и вероятностью нежелательных химических реакций.
4. Низкая температура раствора. Эндотермическая реакция снижает температурные показатели на 8-10 градусов. В связи с этим внекорневые обработки проводят слегка теплым раствором.
5. Быстрое испарение на воздухе при увлажнении. Именно из-за этого целесообразна заделка на рекомендуемую глубину [13].
О вреде карбамида для человека
Симптомы отравления
При вдыхании. Наблюдается раздражение слизистой дыхательных путей, першение в горле, кашель, затрудненное дыхание. В тяжелых случаях пенистые выделения из носа, цианоз кожи, судороги.
При воздействии на кожу. Раздражение, покраснение кожи.
При попадании в глаза. Слезотечение, покраснение слизистой оболочки.
При попадании во внутрь. Боль в груди, и в области живота, тошнота, рвота, цианоз видимых слизистых, судороги (Приложение 2).
Первая помощь при отравлении
Первая помощь при вдыхании:
Прополоскать ротовую полость водой
Необходим свежий воздух, тепло, покой
Первая помощь при попадании на кожу:
Снять загрязненную одежду
Удалить с кожи избыток вещества ватным тампоном
Смыть вещество проточной водой с мылом
Первая помощь при попадании в глаза:
Промыть проточной водой при широко раскрытой глазной щели в течение 15 минут
Первая помощь при попадании вовнутрь:
Промыть ротовую полость водой
Обильное питье
Выпить абсорбент (активированный уголь), солевое слабительное (Приложение 2)
Предельно допустимая концентрация карбамида
ПДК в воздухе рабочей зоны 10 мг/м3[16]
Общие принципы производства
На рынке технологий для создания новых мощностей имеются различные модификации стриппинг-процесса, отличающиеся в основном аппаратурным оформлением узла синтеза. Зарубежные фирмы предлагают сегодня установки мощностью преимущественно от 1000 до 2000 и даже 3000 т/сутки.
Все эти технологии находятся примерно на одном уровне по степени использования сырья, отличаются различными решениями по аппаратурному оформлению, применяемым конструкционным материалам, технологическим приемам, позволяющим минимизировать уровень энергопотребления.
Рассмотрим более подробно стриппинг-процесс СО2. Упрощенная схема процесса представлена на рис. 1.1.
1.1. Стриппинг-процесс СО2
Аммиак и диоксид углерода превращаются в карбамид через карбамат аммония при давлении около 140 бар и температуре 180-185°C. Конверсия аммиака достигает 41%, углекислого газа – 60%. Непрореагировавшие аммиак и диоксид углерода поступают в стриппер, при этом СО2выступает в роли стиппер-агента. После конденсации СО2 и NH3 идут на рецикл и возвращаются в процесс синтеза. Теплота конденсации используется для выработки пара, поступающего в компрессор СО2.
Данный процесс может иметь различное аппаратурное оформление. Ниже представлена Технология Urea 2000plusTM - синтез с бассейновым конденсатором.
Рис. 1.2. Технология Urea 2000plus: синтез с Бассейновым Конденсатором
В
торой вариант осуществления данного процесса предполагает использование бассейнового реактора. Преимуществами синтеза с использованием бассейнового реактора являются:
в данном случае требуется на 40% меньше поверхности теплообмена по сравнению с вертикальным конденсатором пленочного типа,
конденсатор ВД и реактор объединены в одном аппарате,
высота конструкции производства значительно снижается,
длина трубопроводов ВД из коррозионно - стойкой стали значительно снижается,
снижение инвестиций,
л
егкость в эксплуатации, стабильный синтез нечувствительный к изменению соотношения NH3/CO2. Ниже представлена схема данного процесса.
Рис. 1.3. Технология Urea 2000plus: синтез с затопленным реактором
Рис. 1.4. Схема бассейнового реактора
На данный момент существуют также разработки мега-установок карбамида, мощностью до 5000 тонн/сутки. Ниже представлена схема мега-установки, предложенная компанией Stamicarbon.
Рис. 1.5. Мега-производство карбамида (Stamicarbon)
Вариант стриппинг-процесса предполагает использование аммиака в качестве стриппинг-агента. NH3 и CO2 реагируют с образованием карабмида при давлении 150 бар и температуре 180°C. Непрореагировавший карбамат разлагается в стриппере под действием аммиака. Упрощенная схема процесса выглядит следующим образом:
Рис. 1.6. Стриппинг - процесс в токе NH3 компании Snamprogetti
Конечным этапом всех технологических процессов синтеза карбамида является получение гранул товарного карбамида. Рассмотрим данный процесс более подробно.
Существует два основных способа получения гранул - приллирование и грануляция. Способ приллирования заключается в охлаждении капель плава карбамида, находящихся в свободном падении, и их кристаллизации во встречном потоке охлаждающего воздуха. Способ грануляции сводится к распылению и последующему многократному наслаиванию плава карбамида на «затравочные» (твердые) частицы некондиционного продукта с образованием сферических гранул и последующему охлаждению последних. Для получения гранул азотных удобрений, в том числе и карбамида, в мировой практике наиболее распространен способ приллирования.
В конце ХХ века на рынке карбамида появился продукт, полученный способом гранулирования в «кипящем» слое и отличающийся по своим свойствам от приллированного. Основным преимуществом гранулированного карбамида является более высокая прочность гранул и, соответственно, меньшая слеживаемость при транспортировке. Однако капитальные затраты на строительство установки гранулирования продукта в среднем в 1,5-1,8 раз выше, чем приллирования. Кроме того, установка гранулирования карбамида характеризуется также большей занимаемой площадью, наличием большого количества ретура (до 50% от выработки), сравнительно высокими энерго- и эксплуатационными затратами. Тем не менее на сегодняшний день темпы роста мощностей гранулированного продукта превышают темпы роста приллированного.
Ниже приведены схемы приллирования и грануляции в кипящем слое
Рис. 1.7. Схема процесса приллирования (Stamicarbon)
Рис. 1.8. Схема процесса грануляция в кипящем слое (Stamicarbon) [17]
МЕЛАМИН
История открытия
В 1834 г. при сплавлении тиоцианата калия(KSCN) с хлоридом аммония (NH4Cl) Либих впервые получил меламин. Потом, в 1913 г., Штоле и Краух произвели его другим путем, из дициандиамида (C2H4N4), но первые промышленные установки, основанные на этом методе, появились значительно позднее, в конце тридцатых годов XX века. После второй мировой войны начали разрабатывать технологию производства продукта из карбамида. Синтез меламина из мочевины был впервые осуществлен в начале 40-х гг., но лишь в 60-е обратил на себя внимание промышленности. И до семидесятых годов прошлого века так и продолжали эксплуатироваться два типа установок получения меламина из дициандиамидаи (C2H4N4) карбамида.
Рост популярности способа синтеза меламина из карбамида совпал с ростом популярности последнего как удобрения. По мере того как производство карбамида приобретало массовый характер, а технология совершенствовалась, все более выгодным становилось производство меламина на его основе. В настоящее время весь этот химический продукт в мировой промышленности так и получают из карбамида.
Специалисты ОАО "НИИК" (бывший Дзержинский филиал ГИАП) в конце 1950-х гг. первыми в мире разработали непрерывный процесс его получения из дициандиамида (C2H4N4), который являлся исходным материалом, как и в большинстве промышленных процессов того времени, осуществлявшихся в периодическом режиме.
Тогда же в Кировакане (Ванадзор, Армения) ОАО "НИИК" была спроектирована и успешно действовала более 20 лет промышленная установка высокого давления мощностью 6 тыс. т/год
Одновременно с ее проектированием были, начаты исследования, направленные на создание процесса получения меламина из карбамида при высоком давлении. На их основе силами института в Дзержинске, на Чернореченском химзаводе (сегодня ОАО "Корунд"), спроектировали и построили опытно-промышленную установку. Однако параллельно проводившиеся за рубежом работы по созданию аналогичных процессов раньше достигли промышленного воплощения. С пуском в 1968 г. в Кировакане установки на базе комплектно закупленного у фирмы Montedison оборудования специалисты ОАО "НИИК" сосредоточились на процессе освоения приобретенной техники, решая проблемы усовершенствования системы обогрева реактора, его интенсификации, качества меламина, очистки сточных вод.
Дальнейшие работы позволили спроектировать и запустить в 1985 г. в Кировакане новую установку, превосходящую аналогичную (фирмы Montedison) по ряду параметров (усовершенствованный реакторный узел, качество продукта, очистка сточных вод и др.) [18].
Физические свойства
Плотность 1.574 г/см3
Температура плавления 345 (с разложением) °C
Растворимость в воде при 20°C 0.31 г/100 мл
Молярная масса 126.12 г/моль [19]
Класс опасности 2 (Приложение 3)
Применение меламина
Меламин в мебельной промышленности
Меламин часто используют в мебельной промышленности.
Из меламина делают ДСП-панели и кромки, которые впоследствии применяют для покрытия твердых частей мебели.
Меламин в пластмассовой промышленности
Меламин - важным полупродуктом в производстве пластиковых изделий.
Меламиновая посуда изготавливается на основе формальдегидовых смол, которые обеспечивают изделиям прочность, но являются ядовитыми веществами, способными вызывать отравление и аллергию [21].
Преимущества и недостатки при применении
Ряд позитивных свойств меламина:
Высокая устойчивость к механическим повреждениям.
Не боится влаги.
Устойчивость к химическим веществам.
Красивый внешний вид. Меламиновое покрытие практически невозможно отличить от натурального дерева.
Не требуется специального ухода.
Стойкость к воздействию солнечных лучей.
Низкая стоимость.
Прочность.
Возможность создавать разные узоры любой расцветки.
Применение меламина обеспечивает для плит ДСП или МДФ надежное покрытие, защищающее материал от воздействия различных факторов. Особенную прочность приобретают листы ДСП с двухсторонним меламиновым покрытием.
Привлекательный вид.
Легкость, с которой он поддается обработке.
Большой выбор цветовых оттенков, что позволяет подобрать панели под любой стиль интерьера.
Плиты с меламиновым покрытием имеют не только внешнюю привлекательность, но и большую безопасность в эксплуатации по сравнению с обычными образцами из ДСП.
Покрытие из пленки, которая скрывает внутренности плиты, исключает возможность испарения токсичных смол.
Меламиновое покрытие обладает способностью придавать панелям, сделанным из ДСП, нужный оттенок и различную фактуру. Также покупатель может самостоятельно выбрать между видом матовой или глянцевой поверхности.
К недостаткам относятся:
Возможность повреждения острыми предметами.
Нестойкость к агрессивным химикатам.
При неправильно применении некоторых бытовых средств есть риск испортить меламиновую поверхность.
Необходимость обрабатывать швы и стыки меламиновых плит герметиками.
Современная технология производства не закрывает все поры поверхности. Поэтому для защиты изделий с меламиновым покрытием требуется дополнительная герметизация щелей.
Этот материал состоит из токсических компонентов, которые пагубно воздействуют на человеческое здоровье.
При постоянном использовании меламиновой посуды количество выделяемых веществ нарастает и достигает опасного значения [22].
О вреде меламина для человека
Симптомы отравления
Появляются аллергические, асматические симптомы или затруднение дыхания. (Приложение 3)
Первая помощь при отравлении
При вдыхании.
Свежий воздух и покой.
При попадании в глаза.
Осторожно промыть глаза водой в течение нескольких минут. (Приложение 3)
Предельно допустимая концентрация меламина
«Предельно допустимые концентрации, загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест» определяют для меламина: ПДК максимальная разовая 0,02 мг/м³, ПДК среднесуточная 0,01 мг/м³ [25].
Общие принципы производства
Было предложено несколько технологических схем промышленного получения меламина на основе карбамида, каждая из которых обладала своими характерными особенностями. Схемы, прежде всего, отличаются тем, проводится ли синтез в одну или две стадии. Второе отличие - разное рабочее давление. При синтезе под высоким давлением обычно отпадает необходимость в катализаторах. Соответственно их применение позволяет проводить процесс при гораздо более низком давлении, вплоть до атмосферного. Вначале были разработаны схемы высокого давления. Значительные трудности при эксплуатации производства создавала коррозия оборудования, весьма интенсивная при высоких показателях температуры и давления.
Разница технологий была также обусловлена необходимостью переработки побочных продуктов. При синтезе меламина из карбамида на один моль продукта образуется три моля диоксида углерода и шесть молей аммиака. Выбор схемы переработки этих отходов определялся, прежде всего, выбором метода синтеза меламина, а также местом расположения установки и возможностью переработки газов в производстве карбамида. Известные схемы отличаются и способами выделения меламина из реакционной смеси и его последующей очистки.
По технологии пиролиза карбамида при высоком давлении без катализатора реакция образования меламина происходит при давлении 8-10 МПа и температуре 380-400°С.
По технологии каталитического пиролиза карбамида при низком давлении - при давлении до 0,7 МПа и температуре 380-390°С.
Оба процесса успешно конкурируют между собой, т.к. близки по технико-экономическим показателям. Качество получаемого меламина в обеих технологиях примерно одинаково.
Таблица 1 Основные показатели при получении меламина
|
Основные показатели |
|
|
Массовая доля меламина, не менее, % |
99,7-99,9 |
|
Массовая доля воды, не более, % |
0,05-0,1 |
|
Массовая доля нерастворимых в воде веществ, не более, % |
Отсутствие – 0,01 |
|
Массовая доля железа, не более, % |
0,0005 |
|
pH 2%-го водного раствора |
7,5-8,5 |
Из материалов иностранных фирм следует, что в каждом процессе имеют место выбросы в атмосферу, сточные воды и твердые загрязненные отходы.
ОАО "НИИК" предлагает технологию пиролиза карбамида при высоком давлении без катализатора. Предложение основано на собственном пакете ноу-хау, накопленном во время исследовательской и проектной деятельности, работ по научному сопровождению и совершенствованию технологии, действующих промышленных установок.
Технологии под высоким давлением имеют свои преимущества перед каталитическими. К ним относятся следующие:
Способы высокого давления не требуют применения катализаторов
Нет необходимости решения ряда проблем, связанных с подбором катализаторов, поддержанием их активности, возможным отравлением, закупкой в связи с потерей активности, измельчения и износа.
Присутствие катализатора в реакторе неизбежно усложняет его конструкцию в связи с необходимостью равномерного распределения газообразного сырья по всему сечению катализатора.
Все процессы получения меламина из карбамида сопровождаются образованием большого количества стехиометрической смеси аммиака и двуокиси углерода. Наиболее рациональным способом использования этих газов является их рециркуляция в процессе производства карбамида. Способы высокого давления создают наилучшие условия для такой рециркуляции.
Однако при всех плюсах процессы с высоким давлением требуют более высоких энергетических затрат.
Рис.1.9. Принципиальная схема производства меламина пиролиза карбамида при высоком давлении [26].
V. ВЫВОД
Аммиак, карбамид, меламин очень полезен не только в медицине, но и в «среде» биологов. Я уверен, что через несколько лет этот газ пригодится не только для нашатырного спирта или для «омоложения» растений, но и для других медикаментов.
Возможно, он пригодится в научных целях и с его помощью, и с помощью соединений учёные откроют новые элементы и вещества. Ведь наука не стоит на месте.
VI. ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ
https://vuzlit.ru/1102093/istoriya_nazvaniya
http://ru.solverbook.com/spravochnik/svojstva-po-ximii/fizicheskie-i-ximicheskie-svojstva-ammiaka/
https://umc.kirov.ru/materials/ahov/amiak.htm
https://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/himiya/AMMIAK.html?2=&page=3
http://labprice.ua/ru/stati/neskolko-faktov-pro-ammiak/
https://ria.ru/20130418/933242304.html
https://ru-ecology.info/term/43351/
http://www.himikatus.ru/art/ch-act/0353.php
http://geum.ru/next/art-367558.leaf-3.php
http://www.pesticidy.ru/active_compound/carbamide
Паспорт безопасности химической продукции (Приложение 2)
https://vesvnorme.net/zdorovoe-pitanie/karbamid.html
https://ogorod.life/udobreniya/mochevina-karbamid-harakteristika-sintez-ispolzovanie-v-kachestve-udobreniya-plyusy-i-minusy.html#i-12
Паспорт безопасности химической продукции (Приложение 2)
Паспорт безопасности химической продукции (Приложение 2)
https://znaytovar.ru/new3356.html
http://newchemistry.ru/letter.php?n_id=773
https://www.newchemistry.ru/letter.php?n_id=873
http://www.himmir.ru/catalog/catalog-productsii/chem_rea/melamin.html
Действие персонала при разливе аммиака (Приложение 3)
https://www.syl.ru/article/203136/new_melamin---chto-eto-melaminovaya-gubka-posuda-vozdeystvie-na-chelovecheskiy-organizm
https://www.syl.ru/article/203136/new_melamin---chto-eto-melaminovaya-gubka-posuda-vozdeystvie-na-chelovecheskiy-organizm
Действие персонала при разливе аммиака (Приложение 3)
Действие персонала при разливе аммиака (Приложение 3)
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D0%BB%D0%B0%D0%BC%D0%B8%D0%BD
https://www.newchemistry.ru/letter.php?n_id=873
https://dist-tutor.info/course/view.php?id=762&item=6890
https://ds04.infourok.ru/uploads/ex/0f23/0007eada-c246ac90/img6.jpg
VII. ПРИЛОЖЕНИЯ
П риложение 2
П риложение 3