Arbeitsschutzmaßnahmen

Ausschluss der Gefährdung

Eine Gefährdung durch Zersetzung kann in der Regel ausgeschlossen werden, wenn die maximal mögliche Verarbeitungstemperatur

• mehr als 100 K unterhalb der Temperatur des Beginns einer exothermen Zersetzung (zum Beispiel nach DTA) ist oder
• 10 K unterhalb der Starttemperatur (AZT₂₄) liegt, die zu einer adiabatischen Induktionszeit von 24 Stunden führt oder
• 10 K unterhalb der Temperatur, bei der die Wärmeproduktion des Systems den Wert 0,1 W/kg überschreitet, liegt oder
• die Energie der Zersetzung geringer als 100 J/g ist.

Kritische Lagertemperatur

Bei der Ermittlung der kritischen Lagertemperatur eines thermisch instabilen Stoffes muss die Lagerungsart (zum Beispiel Gebindeart und –größe) mit betrachtet werden. Die oben für verfahrenstechnische Operationen ermittelten Grenztemperaturen müssen in der Regel deutlich unterschritten werden, weil die Verweilzeit meist viel länger ist und die Wärmeabfuhrbedingungen wesentlich schlechter sind (siehe BGI 828). Gegebenenfalls sind besonders bei der Lagerung großer Mengen adiabatische Warmlagerversuche oder Untersuchungen, anhand derer die Grenztemperatur sicher abgeleitet werden kann, notwendig.

Fremdeinflüsse müssen im Rahmen der Störungsbetrachtung geprüft werden. Eine Gefährdung durch oxidative Selbstentzündung kann in der Regel ausgeschlossen werden, wenn

• die maximal mögliche Verarbeitungstemperatur mehr als 100 K unterhalb der Temperatur des Beginns einer Selbsterwärmung/Selbstentzündung (Quicktest nach Grewer, VDI 2263 Blatt 1) oder
• die Lufteintrittstemperatur beim Betrieb eines Aggregats - wie zum Beispiel eines Trockners - mehr als 10 K unterhalb der im Selbsterwärmungsversuch mit einem 1000 cm³-Drahtkorb nach VDI 2263 Blatt 1 ermittelten Temperatur, bei der die Selbsterwärmung des zu trocknenden Stoffes beginnt, liegt.

Bei der Lagerung in größeren Mengen sind die Verfahrensparameter, insbesondere eine ausreichende Kühlung, im Einzelnen festzulegen.

Bewertung chemischer Reaktion

Der Ausgangspunkt bei der Bewertung einer chemischen Reaktion ist die Beurteilung der thermischen Stabilität der Einsatzstoffe im vorgesehenen Temperatur- und Druckbereich sowie der Wechselwirkungen untereinander oder mit den eingesetzten Werkstoffen. Im nächsten Schritt ist die Reaktion einschließlich Neben- und Folgereaktionen im Normalbetrieb zu beurteilen. Eine Gefährdung durch eine chemische Reaktion (Primärreaktion) kann in der Regel ausgeschlossen werden, wenn:

• die Reaktionsenthalpie des Reaktionsgemisches geringer als 100 J/g (adiabatischer Temperaturanstieg < 50°C) ist und
• eine sekundäre Zersetzungsreaktion erst oberhalb der maximal möglichen Verarbeitungstemperatur auch als Folge eines vollständigen Ausfalls der Wärmeabfuhr beginnt oder
• die Reaktionswärme durch die Dosiergeschwindigkeit kontrolliert und durch eine hinreichende Kühlleistung abgeführt wird und
• Vorkehrungen gegen abweichende Reaktionsführung sowie
• Vorkehrungen gegen unzulässigen Druckaufbau

getroffen sind.

Eine zusätzliche Sicherheit ergibt sich, wenn in dem betrachteten Temperaturbereich der Siedepunkt des Reaktionsgemisches erreicht wird. In diesem Fall ist jedoch sicherzustellen, dass die frei werdende Wärme am Siedepunkt zu jeder Zeit sicher abgeführt werden kann.

Eine Gefährdung durch eine Folgereaktion kann in der Regel ausgeschlossen werden, wenn eine mögliche exotherme Folgereaktion erst dann beginnt, wenn

• die Zersetzungstemperatur (Differenzthermoanalyse: Heizrate 1-10 K/min) des Reaktionsgemisches erreicht wird, die mehr als 100 K oder
• die Starttemperatur (AZT₂₄), die zu einer adiabatischen Induktionszeit von 24 Stunden führt, erreicht wird, die mehr als 10 K

über der maximal möglichen Temperatur T_max des Reaktionsgemisches, bedingt durch Anfangstemperatur T₀ und der adiabatischen Temperaturerhöhung T_ad aufgrund der Primärreaktion, (T_max= T₀ + T_ad) liegt.

Ebenso kann eine solche Gefährdung in der Regel ausgeschlossen werden, wenn

• die Wärmeproduktionsrate der Folgereaktion geringer als 0.1 W/kg bei einer Temperatur von mehr als 10 K über der maximalen Temperatur unter Berücksichtigung des adiabatischen Temperaturanstieges ΔT_ad der Primärreaktion (T_max = T₀ + ΔT_ad) ist oder
• die Zersetzungsenergie der Folgeraktion als unkritisch (Δ H_Zer < 100 J/g) angesehen werden kann.

Maßnahmen bei durchgehender Reaktion

Bei unzureichender Kühlleistung und nicht ausreichender Abfuhr des entstehenden Gases kann eine exotherme Reaktion außer Kontrolle geraten und aufgrund der starken Druck- und Temperaturerhöhung in eine thermische Explosion übergehen. Die hierbei zu ergreifenden sekundären Schutzmaßnahmen werden im Abschnitt "Brand- und Explosionsgefährdungen" erläutert.