Nguồn gốc của HCl Axit clohydric là một Axit vô cơ mạnh, do sự hòa tan của khí hidroclorua trong nước. Ban đầu axit này được sản xuất từ axit sunfuric và muối ăn vào thời Phục Hưng, sau đó được các nhà hóa học Glauber, Priestly và Davy sử dụng trong các nghiên cứu khoa học của họ. HCl được tìm thấy trong dịch vị và cũng là một trong những yếu tố gây bệnh loét dạ dày khi hệ thống tự bảo vệ của dạ dày hoạt động không hiệu quả.
Axit clohydric đậm đặc nhất có nồng độ tối đa là 40%. Ở dạng đậm đặc axit này có thể tạo thành các sương mù axit, chúng đều có khả năng ăn mòn các mô con người, gây tổn thương cơ quan hô hấp, mắt, da và ruột. Ở dạng loãng, HCl cũng được sử dụng làm chất vệ sinh, lau chùi nhà cửa, sản xuất gelatin và các phụ gia thực phẩm, tẩy gỉ, và xử lý da. HCl được sản xuất với quy mô lớn vào cách mạng công nghiệp thế kỷ 18, chủ yếu được sử dụng trong ngành công nghiệp hóa chất để xản xuất nhựa PVC.
Axít clohiđric được sản xuất/điều chế theo các quy trình:
Nguyên nhân rò rỉ, tràn đổ HCl
Rò rỉ HCl nói riêng và hóa chất nói chung xảy ra ngày càng phức tạp, với nhiều nguyên nhân khác nhau. Một số nguyên nhân thường gặp như:
* Nguyên nhân xảy ra sự cố rò rỉ trong quá trình bảo quản HCl
+ Những người có trách nhiệm quản lý kho không được trang bị đầy đủ thông tin về toàn bộ hóa chất trong kho hay không hiểu biết về tính chất nguy hiểm của hóa chất cũng như đặc tính của HCl.
+ HCl được bảo quản không có đầy đủ thông tin, để lẫn với các loại hóa chất khác.
+ Thi công, thiết kế, xây dựng nhà kho không đúng với tiêu chuẩn của nhà kho về an toàn hóa chất: vị trí, cấu trúc, vật liệu làm nhà kho, khả năng chịu lực, giới hạn chịu lửa…không chú ý đến các đặc tính của HCl.
+ HCl được bảo quản trong kho không được sắp xếp theo đúng quy định.
+ Bồn chứa, thùng chứa HCl có thể không đảm bảo an toàn về chất lượng, yêu cầu dẫn đến bị ăn mòn, hen rỉ dẫn đến hở, thủng.
* Nguyên nhân xảy ra sự cố rò rỉ HCl trong quá trình vận chuyển.
+ Nhân viên có nhiệm vận chuyển không nắm được tính chất lý hóa của HCl và các biện pháp đề phòng, xử lý khi có sự cố xảy ra.
+ Thiết bị chứa không đảm bảo độ kín, hở các van đóng, các van liên kết, đường ống bị thủng.
+ Phương tiện vận chuyển có những bộ phận làm hỏng thiết bị chứa như: cạnh sắc nhọn, đinh trồi…
+ Khi vận chuyển có sự va đập không cần thiết đối với các loại bình thuỷ lực tĩnh và bình thủy lực…hay có sự va đập do việc sắp xếp, chất đống.
+ Vận chuyển axit chung với người, gia súc, hàng hóa khác…
+ Trên đường vận chuyển axit bị tai nạn, va chạm giao thông, sự cố lật xe, lật tàu…
* Nguyên nhân xảy ra sự cố rò rỉ HCl trong quá trình sử dụng.
+ Người sử dụng không được huấn luyện, hiểu biết về tính chất nguy hiểm, cách sử dụng HCl cũng như sử dụng chung HCl với các hóa chất khác tạo ra hỗn hợp hóa chất dễ cháy nổ, hóa chất ăn mòn, hóa chất độc hại…
+ Người sử dụng không tuân theo các biện pháp an toàn khi sử dụng hóa chất nguy hiểm. Có tâm lý chủ quan khi sử dụng; cố tình phá hoại thiết bị chứa HCl.
Một số biện pháp khắc phục sự cố rò rỉ, tràn đổ HCl
Biện pháp thứ nhất, hấp thụ HCl bằng dung dịch kiềm: Phương pháp hấp thụ HCl bằng dung dịch kiềm là quá trình trung hòa lượng HCl bị rò rỉ bằng các dung dịch kiềm như NaOH, Ca(OH)2 thành các muối clorua không có tính chất nguy hiểm cũng như tính độc hại.
Phương pháp này chủ yếu được áp dụng đối các vụ rò rỉ nhỏ, các sự cố hóa chất trong phòng thí nghiệm hoặc có hiệu quả đối với các vụ rò rỉ hơi HCl.
Quá trình hấp thụ được chia làm 2 loại chính: Hấp thụ vật lý và Hấp thụ hóa học
Hấp thụ hóa hóa học là quá trình chính của phương pháp hấp thụ HCl bằng dung dịch kiềm. Phương trình hóa học của quá trình:
HCl + NaOH = NaCl + H2O
HCl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2H2O
Biện pháp thứ hai, tạo đê ngăn kết hợp thấm hút HCl bị rò rỉ.
Giải pháp này chủ yếu được áp dụng đối với những sự cố rò rỉ HCl xảy ra trong quá trình vận chuyển hay các vụ rò rỉ axit với diện tích rộng, khó kiểm soát. Việc đầu tiên phải tìm cách ngăn chặn rò rỉ, trong trường hợp sự cố quá lớn, không ngăn chặn được rò rỉ thì tìm cách bơm, hút vơi axít sang các bồn khác, có thể yêu cầu điều động xe bồn để chuyển axít trong bồn bị rò rỉ đi nơi khác, hạn chế tối đa axit bị rò rỉ ra môi trường.
Biện pháp thứ 3, tạo màn chắn phun mưa hoặc phun bọt hòa không khí để giảm nồng độ HCl bị rò rỉ trong môi trường: đây là giải pháp hiệu quả mà đội CNCH có thể áp dụng để làm giảm hơi HCl khuếch tán vào môi trường. Cơ sở nguyên lý của giải pháp: Hơi axit khi bay lên sẽ bị chặn lại bởi màn chắn, một phần hơi bị màn chắn giữ lại không cho khuếch tán ra môi trường; một phần hơi axit kết hợp khi gặp màn chắn sẽ bị hấp phụ tạo thành dung dịch HCl có nồng độ thấp, rơi xuống vùng diện tích HCl bị rò rỉ.
Biện pháp thứ 4, tạo đê ngăn kết hợp trung hòa bằng vôi tôi: Tạo đê ngăn axit bị rò rỉ, khoanh vùng HCl bị rò rỉ để axit bị rò rỉ trong vùng được kiểm soát, tránh để axit chảy ra các sông, kênh, mương nước. Để tạo đê bao ngăn dòng axit chảy loang có thể sử dụng cát hoặc bằng đường ống ngăn chuyên dùng. Khi đắp đê ngăn phải tính toán đến khản năng lượng axit còn lại bị rò rỉ để có phương án dự phòng. Sau khi tạo được đê ngăn, kiểm soát được axit bị rò rỉ, phải tiến hành trung hòa HCl bằng vôi tôi (Ca(OH)2).
HCl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2H2O.
Khối lượng Ca(OH)2 dùng để trung hòa HCl cần phải được tính toán, đảm bảo trung hòa hoàn toàn lượng axit đổ tràn ra môi trường.
Hiện nay, hoạt động xử lý sự cố rò rỉ HCl hay các hóa chất khác của lực lượng PCCC còn gặp rất nhiều hạn chế do vậy để có biện pháp giải quyết hiệu quả nhất các sự cố rò rỉ hóa chất cần phải hiểu rõ đặc tính của HCl, nắm vững được nguồn gốc, các đặc điểm lí hóa, nguyên lí hoạt động cũng như các phản ứng của HCl và các hóa chất được sản xuất từ HCl từ đó dễ thực hiện các biện pháp phòng chống, khắc phục khi xảy ra các sự cố rò rỉ, tràn đổ.
Văn Cần – Xuân Hải (Khoa 4)