રાસાયણિક ઉદ્યોગમાં સુરક્ષા : રાસાયણિક ઉદ્યોગમાં કામ કરતા કારીગરોનું સ્વાસ્થ્ય જળવાઈ રહે, તેમને શારીરિક હાનિ ન પહોંચે, પર્યાવરણ પ્રદૂષિત ન થાય તથા ઉપયોગમાં લેવાતાં યંત્રોને નુકસાન ન થાય તે માટે લેવાં જોઈતાં જરૂરી પગલાં. વિભિન્ન પ્રકારનાં રસાયણોના ઉત્પાદન માટે જુદાં જુદાં સાધનોનો ઊંચા દબાણે અને તાપમાને ઉપયોગ થતો હોય છે. વળી પ્રક્રમણ દરમિયાન ઉપયોગમાં લેવાતાં રસાયણો પણ કેટલીક વાર જોખમી હોય છે; દા. ત., સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ, ક્લોરિન, સાયનાઇડ સંયોજનો વગેરે. આમ પ્રક્રમણના વિવિધ તબક્કે સુરક્ષાને લગતાં પગલાં લેવાં એ ઉદ્યોગનું આવશ્યક અંગ છે.
રાસાયણિક ઉદ્યોગમાં દહન (combustion) અને કોઈ કોઈ વાર બેકાબૂ બની આગળ ધપ્યે જતી (runaway) રાસાયણિક પ્રક્રિયાને કારણે જોખમો (hazards) ઊભાં થતાં હોય છે. ઊંચા દબાણે થતી પ્રક્રિયામાં સંક્ષારણ કે અન્ય કારણોસર પાત્ર કે નળીઓની દીવાલમાં છિદ્ર કે તિરાડ પડે છે. આથી યંત્રને તો નુકસાન થાય છે, પણ દબાણના એકાએક નિર્મોચન(release)ને કારણે રસાયણનો નિ:સ્રાવ થાય છે. જો નિર્મોચિત રસાયણ (દા. ત., હાઇડ્રોજન કે કાર્બન મોનૉક્સાઇડ જેવા વાયુઓ કે બેન્ઝિન જેવા પ્રવાહીઓ) દહનશીલ હોય તો વિસ્ફોટ થવાનો કે આગ લાગવાનો અને જો તે ઝેરી હોય (દા. ત., મિથાઇલ આઇસોસાયનેટ) તો મોટી જાનહાનિ થવાનો ભય રહે છે. ઉદ્યોગો દ્વારા ઘણી વાર નિષ્કાસિત થતાં વાયુઓ કે પ્રવાહીઓ (દા. ત., વિદ્યુત ઉત્પન્ન કરનાર કારખાનાની ચીમનીમાંથી બહાર ફેંકાતાં સલ્ફર ડાયૉક્સાઇડ કે કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ જેવા વાયુઓ, કોલસાની બારીક રજ, રંગક-ઉદ્યોગનું અપશિષ્ટ જળ વગેરે) પર્યાવરણની દૃષ્ટિએ પ્રદૂષણ ફેલાવનારાં બની રહે છે.
આમ ઉદ્યોગમાં રાસાયણિક પ્રવિધિ-સુરક્ષામાં તકનીકી (technical) અને વ્યવસ્થાપન(management)નાં પાસાં સંકળાયેલાં હોય છે. એમ જોવામાં આવ્યું છે કે મોટાભાગની રાસાયણિક પ્રવિધિઓમાં થતા અકસ્માતોનું પાયારૂપ અથવા મૂળ કારણ વ્યવસ્થાપનના પ્રશ્ર્નો સાથે સંબંધિત હોય છે.
1984માં ભોપાલ (ભારત) ખાતે યુનિયન કાર્બાઇડના પ્લાન્ટમાંથી ઝેરી વાયુ મુક્ત થવાની ઘટનાએ વિશ્વભરમાં બધાંનું ધ્યાન રાસાયણિક ઉદ્યોગમાં સુરક્ષાની બાબતમાં દોર્યું હતું. આવા અકસ્માતોને કારણે હવે રાસાયણિક ઉદ્યોગમાં રાસાયણિક સંયંત્રો(plants)ના આયોજન (planning), અભિકલ્પ (design) અને પ્રચાલન બાબત વધુ લક્ષ આપવામાં આવે છે. આ માટે અંતિમ અભિકલ્પન અગાઉ પ્રક્રમચિત્ર(flowsheet)નો ઉપયોગ કરી HAZOP (જોખમ અને પ્રચાલનક્ષમતા) (hazard and operatibility) વિષયક અભ્યાસ કરવામાં આવે છે. કમ્પ્યૂટરના ઉપયોગથી હવે પ્રતિરૂપણ (modelling) અને નિયંત્રણ સરળ બન્યાં છે.
સુરક્ષાવિષયક કેટલાંક જરૂરી પગલાં ટૂંકાણમાં નીચે વર્ણવેલ છે. રાસાયણિક પ્રક્રમણ અને રસાયણોના સંગ્રહ માટેનાં ક્ષેત્રો વસ્તીથી દૂર હોવાં જોઈએ. કારખાનાં તથા વસ્તી વચ્ચે બફર ઝોન હોય તે જરૂરી છે. પ્રજ્વલનશીલ દ્રવ્યોનો બહુ મોટો સંગ્રહ પ્રક્રમણ સંયંત્ર પાસે ન હોવો જોઈએ. જૂન 1, 1974ના રોજ ફ્લિક્સબરો (ઇંગ્લૅન્ડ) ખાતે બનેલા અકસ્માતમાં 155o સે. અને લગભગ 9 વાતાવરણના દબાણે 6 રિએક્ટરમાં રાખેલ 120 ટન સાયક્લૉહેક્ઝેન (cyclohexane) ધરાવતા પ્લાન્ટમાં એક રિએક્ટરને બદલવા જતાં નિ:સ્રાવ(leakage)ને કારણે 30 ટન રસાયણ બહાર આવી ગયું. પરિણામે થયેલ વિસ્ફોટ અને લાગેલ આગને કારણે 26 માણસો મૃત્યુ પામ્યાં, 36ને ઈજા થઈ, 1821 ઘર નાશ પામ્યાં અને 167 દુકાનોને નુકસાન થયું. જોખમી દ્રવ્યોનો સંગ્રહ પણ અલગ ગોડાઉનમાં થાય તે ઇચ્છનીય ગણવામાં આવે છે. ઝેરી રસાયણોના પૅકિંગ પર લાલ અક્ષરમાં તે દર્શાવતું લખાણ રાખવામાં આવે છે. કાચો માલ તથા ઉત્પાદિત પેદાશને માટેનાં ગોડાઉન પણ કારખાનાથી દૂર રાખવામાં આવે છે.
દાહક તેજાબ અથવા આલ્કલીની હેરફેર માટે ખાસ સગવડ હોવી જોઈએ. તેમની સાથે કામ પાડનાર કારીગર માટે રસાયણ-પ્રતિરોધી રબર કે એવા પદાર્થનાં મોજાં જેવાં સાધનો પૂરાં પાડવાં જોઈએ. અકસ્માતે ઍસિડ કે આલ્કલી શરીરના કોઈ ભાગ પર પડે તો તેને ધોવા માટે પાણીનો મોટો જથ્થો સહજ ઉપલબ્ધ હોવો જોઈએ.
વર્કશૉપ, સ્ટોરેજ રૂમ, તેમજ સળગી ઊઠે તેવા પદાર્થ ધરાવતી જગાએ આથી અગ્નિ પેટાવવાની કે ધૂમ્રપાનની સખત મનાઈ ફરમાવવામાં આવે છે. વાયુને પ્રશીતિત કર્યા (refrigerated) બાદ પ્રવાહી રૂપમાં નીચા તાપમાને અને દબાણે સંઘરી રાખવામાં આવે તો તેનો નિ:સ્રાવ સામાન્ય તાપમાને દબાણ હેઠળ થતા નિ:સ્રાવ કરતાં ઓછો ગંભીર ગણાય છે.
ખુલ્લા અથવા પૂરતું સંવાતન ધરાવતાં મકાનોનો ઉપયોગ રાસાયણિક પ્રક્રમણ માટે ઘણી વાર ઇચ્છનીય ગણાય છે. કારણ કે સામાન્ય મકાનમાં મકાનના કદના 1થી 2 ટકા જેટલું જ્વલનશીલ વાયુ-મિશ્રણ હોય અને વિસ્ફોટ થાય તો મકાનને ભારે નુકસાન થાય છે. 1950માં હાઇડ્રોકાર્બન-વિસ્ફોટ બાદ એક કંપનીએ રાસાયણિક પ્રક્રમણ માટે ખુલ્લાં મકાનોનો ઉપયોગ શરૂ કરેલો.
સક્રિય રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓની સમજ : ઘણી વાર પદાર્થોના ઉત્પાદનમાં સક્રિય રસાયણોનો ઉપયોગ થતો હોય છે. પ્રક્રિયા નિયંત્રણ બહાર જાય તો આ રસાયણો જોખમી પણ બની શકે છે. આથી પ્રક્રમણ-ડિઝાઇનરે એ ધ્યાન રાખવું પડે છે કે તેણે કેવાં રસાયણો સાથે કામ પાડવાનું છે. આવા અકસ્માતો માટે નીચેનાં કારણો જવાબદાર હોઈ શકે છે :
(i) ખોટા કાચા માલનો ઉપયોગ
(ii) પ્રચાલનના સંજોગોમાં ફેરફાર
(iii) અણધાર્યો સમયવિલંબ (time delay unanticipated)
(iv) ઉપકરણની નિષ્ફળતા
(v) સંદૂષિત (contaminated) પ્રક્રિયકો
(vi) બાંધકામમાં ખોટાં દ્રવ્યોનો ઉપયોગ
(vii) ખામીભર્યું પ્રચાલન
(viii) બહારથી આગ લાગવી તે
રજ-વિસ્ફોટ (dust explosions) : ઘણાં ઘન કાર્બનિક રસાયણો, ધાતુઓ અને કેટલાક દહનશીલ અકાર્બનિક ક્ષારો વિસ્ફોટી રજનાં વાદળો ઉત્પન્ન કરે છે. વિસ્ફોટ માટે નીચેની શરતો સંતોષાવી જોઈએ :
(અ) યોગ્ય આમાપ(size)ના રજકણો
(બ) પ્રજ્વલન(ignition)-ઊર્જાનો પૂરતો સ્રોત
(ક) વિસ્ફોટી માત્રામાં રજનું સંકેન્દ્રણ
(ડ) વિસ્ફોટશીલ રજોટી
જો ઉપરનાં અભિલક્ષણો સંતોષતી વિસ્ફોટી રજ પ્રક્રમણ દરમિયાન હવામાં ઉત્પન્ન થાય તો વિસ્ફોટ થશે જ એમ માની શકાય. રાસાયણિક ઇજનેરે આ બાબત પણ લક્ષમાં લેવી પડે છે. આવા વિસ્ફોટમાં દહનની વિધિ અતિ વેગીલી હોય છે. સામાન્ય વાયુ સળગે તેના કરતાં જ્યોતની ઝડપ પણ વધુ હોય છે.
સામાન્ય રીતે આવે વખતે પ્રથમ પ્લાન્ટના એક ભાગમાં નાનો વિસ્ફોટ થાય છે, જે હવામાં વિક્ષોભ (disturbance) ઉત્પન્ન કરે છે. આ વિક્ષોભ રજોટીને પરિક્ષેપિત (dispersed) કરે છે અને તેથી દ્વિતીયક વિસ્ફોટ થાય છે, જે ઘણી વાર વધુ વિનાશકારી હોય છે. જો વિસ્ફોટનશીલ રજ ઉત્પન્ન થવી અનિવાર્ય હોય તો પ્લાન્ટની ડિઝાઇનમાં તે બાબત લક્ષમાં લેવી પડે છે. સામાન્ય રીતે નીચલી વિસ્ફોટન સીમા 0.02 અને 0.06 કિગ્રા./ઘમી.3 વચ્ચે હોય છે. ઉપલી સીમા 2થી 6 કિગ્રા./ઘમી.3 હોય છે, જોકે આ સંખ્યાનું મહત્ત્વ સીમિત છે.
જો જ્વલનશીલ વાયુ સાથે જ્વલનશીલ રજનું મિશ્રણ થાય તો પ્રત્યેકની સાંદ્રતા તેની વિસ્ફોટી સીમા કરતાં ઓછી હોય તોપણ વિસ્ફોટનશીલ મિશ્રણ ઉત્પન્ન થાય છે. આવાં મિશ્રણોને ‘સંકર’ (hybrid) મિશ્રણો કહે છે. આવા મિશ્રણને પ્રજ્વળવા માટેની પ્રજ્વલન-ઊર્જા પણ રજની સરખામણીમાં ઓછી હોય છે.
રજ-વિસ્ફોટો ટાળવા માટે પ્રતિરક્ષક ઉપાય નિષ્ક્રિયન(inerting)-નો છે. એમ મનાય છે કે 10 % ઑક્સિજન અને 90 % નાઇટ્રોજન ધરાવતા વાતાવરણમાં મોટાભાગની દહનશીલ કાર્બનિક રજ વિસ્ફોટક રહેતી નથી. વધુ સલામતી માટે ઑક્સિજન-સાંદ્રતા 8 % મૂકવામાં આવે છે. ધાતુ-રજોટી માટે માન્ય ઑક્સિજન પ્રમાણ 4 % છે.
જે ડિઝાઇન મહત્તમ વિસ્ફોટ-દબાણ સામે ટકી શકે તેવી ન હોય તેવાં મકાનોમાં થતા વિસ્ફોટને કારણે અતિશય ઊંચા દબાણોને રોકવા વિસ્ફોટ સંદાબક પ્રણાલીઓ(explosion suppression systems)નું અભિકલ્પન કરવામાં આવે છે. આવી પ્રણાલીઓ વિસ્ફોટના શરૂઆતના તબક્કે જ્વાળાઓને અટકાવી રોકી રાખે છે.
ઓછાં જોખમી દ્રવ્યોનો ઉપયોગ : ઘણી વાર જોખમી પદાર્થને બદલે ઓછો જોખમી પદાર્થ વાપરવાનું શક્ય હોય છે; દા.ત., સ્વિમિંગ પુલમાં ક્લોરિનને બદલે બ્લીચિંગ પાઉડર વાપરી શકાય. બહુલીકરણ (polymerization) પ્રક્રિયાઓમાં વપરાતો પ્રારંભક બેન્ઝોઇલ પેરૉક્સાઇડ પાણીમાં બનાવેલ લૂગદી (paste) રૂપે મળે છે. શુષ્ક પદાર્થ કરતાં તે ઓછો આઘાત-સંવેદી (shock-sensitive) હોય છે. અન્ય આવાં વિસ્થાપનો નીચે પ્રમાણે છે :
(i) બ્રોમિનને બદલે ઇથીલિન બ્રોમાઇડ, ઇથીલિનને બદલે ઇથાઇલ બેન્ઝિનની હેરફેર.
(ii) ક્લોરિનને બદલે ક્લોરિનકૃત હાઇડ્રોકાર્બનો તેમજ મિથેનને બદલે મિથેનોલ.
(iii) જ્વલનશીલ પ્રશીતકો(refrigerents)ને બદલે પર્યાવરણને ખોટી અસર ન કરતાં હોય તેવાં હેલૉજનીકૃત (halogenated) હાઇડ્રોકાર્બન પદાર્થોનો ઉપયોગ.
(iv) નિર્જળ હાઇડ્રોક્લૉરિક ઍસિડ(HCl)ને બદલે કાર્બન ટેટ્રાક્લોરાઇડનો સંગ્રહ અને હેરફેર. પૂરક ઇંધન વડે કાર્બન ટેટ્રાક્લોરાઇડના દહનથી સ્થળ પર HCl મેળવી શકાય છે.
(v) pHના નિયંત્રણ માટે માનવી માટે દાહક અને વાપરવામાં જોખમી એવા સોડિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડને સ્થાને પંકસ્વરૂપ(slurry)ના મૅગ્નેશિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડનો ઉપયોગ.
(vi) રજ-વિસ્ફોટ (dust explosion) ઘટાડવા બારીક પ્રજ્વલનશીલ ઘન પદાર્થોને બદલે ગુટિકા(pellets)નો ઉપયોગ.
આ વિકલ્પો (substitutes) ખર્ચાળ હોય છે, પણ તેને લીધે સુરક્ષામાં થતો વધારો લક્ષમાં લેતાં સરવાળે પ્રવિધિ ઓછી ખર્ચાળ પડી શકે છે. પ્રતિસ્થાપકો સમગ્રતયા જોખમમાં ઘટાડો કરતા હોવાનું માલૂમ પડે તો જ વાપરવા જોઈએ. યોગ્ય રીતે પરીક્ષણ ન થયેલી પદ્ધતિઓ વાપરવા જતાં અન્ય પ્રશ્ર્નો ઊભા થઈ શકે છે.
ઇજનેરી દ્રવ્યોની નિષ્ફળતા : સંક્ષારણ (corrosion) એ એક એવી ઘટના છે કે જેમાં બાંધકામ અથવા સંયંત્રમાં વપરાયેલ ધાતુ કે અન્ય પદાર્થ ધીરે ધીરે ખવાય છે. આથી ઘણી વાર નળીમાં છિદ્ર પડી જાય છે અથવા ટાંકીના પતરામાં તિરાડ પડે છે. ઘણી વાર એકાએક આવું બનતાં અચાનક આપત્તિ આવી પડે છે. નિમ્ન તાપમાન, બરડતા, ઉષ્મીય આઘાત (thermal shock), યાંત્રિક આઘાત, હાઇડ્રોજન-બરડતા (hydrogen embrittlement) વગેરે આવી આપત્તિ સર્જી શકે છે.
આયોજનમાં એ પણ જરૂરી છે કે જ્યારે સંભવિત ભયજનક પરિસ્થિતિ ઊભી થાય ત્યારે સાધનમાંનાં તરલો અને તે માટેની નળીને સરળતાથી અલગ કરી શકાય. આ માટે કટોકટી-ખંડ-વાલ્વ-(emergency block valves, EBVs)નો ઉપયોગ કરી શકાય. જો આ વાલ્વ ટાંકીને અલગ પાડવા વાપરવામાં આવ્યા હોય તો તે ટાંકીની નળી-ઓષ્ઠ(flange)ની નજીક હોવા જોઈએ.
સંયંત્રોમાં શક્ય હોય ત્યાં વેલ્ડેડ પાઇપ વાપરવાથી તે સલામત બને છે; કારણ કે ઘણુંખરું નળી આગળ નિ:સ્રાવ (leakage) થવાની શક્યતા વધુ હોય છે. આ માટે અનુભવ વધુ કામ આપે છે. કારણ કે નળીને અવારનવાર સાફ કરવી હોય તો તેને યોગ્ય સ્થળે નળી-ઓષ્ઠ (flange) જરૂરી પણ હોય છે. આંટાવાળી પાઇપ વાપરવામાં આ જ સાવચેતી જરૂરી છે.
ગૅસકિટ્સ (gaskets) એ રાસાયણિક પ્લાન્ટ્સની નબળી કડીઓ છે. આથી હવે સર્પિલ કુંડલિત ગૅસકિટ્સ (spiral wound gaskets) વપરાય છે.
વાલ્વ પણ અગ્નિસલામત (firesafe) હોય તો પાઇપલાઇન કે ટાંકીને અલગ પાડવાનું સુગમ બને છે. અતિ જ્વલનશીલ, વિષાળુ, સંક્ષારક અને જેમને પર્યાવરણમાં ન છોડી શકાય તેવાં તરલો માટે તે ઉપયોગી છે.
બિનસલામત સાધનોનો વપરાશ ટાળવો : કાચની અથવા પારદર્શક પ્રયુક્તિઓનો ઉપયોગ જ્વલનશીલ અથવા વિષાળુ પદાર્થો વાપરતી વખતે ટાળવો ઇચ્છનીય ગણાય છે. કાચ એ આઘાત અને ગરમી પ્રત્યે સંવેદી હોઈ તૂટી જાય છે. પ્લાસ્ટિક આઘાત ખમી શકે પણ ઉચ્ચ તાપમાન સહન કરી શકે નહિ. આથી તે તૂટી જાય તો જ્વલનશીલ પદાર્થો બહાર ફેંકાય છે અને કામદારો વિષાળુ અથવા દાહક દ્રવ્યોના સંપર્કમાં આવવાની સંભાવના રહે છે.
જોખમી દ્રવ્યો માટે ઉપયોગમાં લેવાતા પંપની પણ યોગ્ય પસંદગી કરવી જરૂરી છે. તેમાં વપરાતી ધાતુ યોગ્ય પ્રકારની હોવી જોઈએ. આવા પંપ પણ કેન્દ્રત્યાગી(centrifugal)ને બદલે સીલ (seal) વિનાના વાપરવા વધુ સારા ગણાય.
રાસાયણિક પ્લાન્ટમાં આગ સામે રક્ષણ આપે તે પ્રકારની તકેદારી માટે અનેક પગલાં લેવામાં આવે છે. આગનો પ્રકાર, તેમાં સંડોવાયેલા પદાર્થો વગેરે પ્રમાણે આયોજન કરવામાં આવે છે. વિવિધ અગ્નિશામકોનો ઉપયોગ સારણીમાં દર્શાવ્યો છે :
આ ઉપરાંત સુરક્ષા માટે સામાન્ય રીતે નીચે જણાવેલાં સામાન્ય સૂચનોનું પાલન કરવું અતિ જરૂરી છે. જે પદાર્થોની રાસાયણિક પ્રક્રિયા ધડાકા સાથે થતી હોય તેમજ ખૂબ જ ગરમી ઉત્પન્ન કરતી હોય તેવા પદાર્થોને જુદા ગરમ કરવા, જેથી જ્યારે પણ ધડાકો થાય ત્યારે આગળ-પાછળના માલને નુકસાન ન પહોંચે. સૌંદર્યપ્રસાધનોની બનાવટમાં હંમેશાં ખાદ્ય પદાર્થના રંગોનો જ ઉપયોગ કરવો. યંત્રોને ચલાવતી વખતે વધુ પડતું બળ વાપરતાં યંત્રને નુકસાન ન થાય તેની કાળજી રાખવી. જરૂર હોય ત્યાં સાવચેતીનો વાલ્વ અને ઉપમાર્ગ મૂકવો જોઈએ. દરેક ઓરડામાં અગ્નિશામક યંત્ર અને રેતી ભરેલી ડોલ રાખવાં જોઈએ, કે જેથી નાની આગ લાગી હોય ત્યારે એને હોલવવા માટે તાત્કાલિક ઉપયોગ થઈ શકે. કાર્બન મોનૉક્સાઇડ જેવા ગંધ વગરના ઝેરી ગૅસના લીકેજ વખતે અથવા બીજા સળગી જાય તેવા ગૅસ લીકેજ વખતે પૂરતું સંવાહન આપી અસરગ્રસ્ત વિસ્તારમાંથી બહાર નીકળી જવું જોઈએ. ગૅસ અને પ્રવાહી કચરાને હવામાં મ્યુનિસિપલ ગટરમાં છોડતાં પહેલાં તે હવાનું પ્રદૂષણ અથવા પાણીનું પ્રદૂષણ કરે એવાં ન હોય તેની કાળજી રાખવી જોઈએ. નહિ તો યોગ્ય માવજત આપીને પછી જ તે હવામાં અથવા ગટરમાં છોડવા જોઈએ. પટ્ટાથી થતું સંચારણ, સાંકળથી થતું સંચારણ વગેરે જેવાં ફરતાં સાધનો પાસે યોગ્ય રક્ષક મૂકવા જોઈએ. કારખાનામાં કામ કરતા મજૂરો તેમજ કારીગરોને ગરમ વસ્તુના સ્પર્શથી બચાવવા માટે જોઈતાં પગલાં લેવાં જરૂરી છે. નુકસાનકારક ધુમાડાથી બચવા ગૅસમાસ્કની વ્યવસ્થા કરવાની રહે છે. તાપમાન, દબાણ, પ્રવાહીની સપાટી વગેરે પ્રક્રિયા-પરિવર્તીઓને કાબૂમાં રાખવા જોઈએ તથા તેના નિયંત્રણ ઉપર ખાસ ધ્યાન આપવું જોઈએ. તેમ ન કરવાથી ભયજનક અકસ્માત થવાનો સંભવ રહે છે.
નિશાંત હરીશભાઈ પંડ્યા