Im Kontext von Lagerung und Transport verstehen wir Chemikalien als chemische Stoffe, die an chemischen Reaktionen beteiligt sind. Ein Chemietanklager ist eine Anlage zur Lagerung von chemischen Flüssigkeiten in Tanks oder Behältern. Ein Chemietanklager muss spezifische Anforderungen genügen, auf die hier eingegangen wird.
Was wird gelagert?
Es wird zwischen organischen (kohlenstoffhaltigen Verbindungen) und anorganischen (nicht kohlenstoffhaltigen Verbindungen) Chemikalien unterschieden.
Zu den organischen Chemikalien gehören auch die der Petrochemie. In der Petrochemie werden auf der Basis von Erdgas oder Erdöl Ausgangs- und Zwischenprodukte für die Herstellung von Kunststoffen, Elastomeren, Fasern, Waschmitteln, Farbstoffen, Textilhilfsmitteln u. a. hergestellt. Dazu gehört auch Benzol, Ethylen, Propylen und Toluol.
Die Verfahren zur Herstellung von Kraftstoffen, Heiz- und Schmierölen werden nicht zur Petrochemie gerechnet. Die wichtigsten Ausgangsprodukte für die Petrochemie sind Methan, Ethen, Propen, Butene und Butadien.
Organische Chemikalien umfassen Aromaten, Alkohole, Acetate, Alkene, Amine, Ester, Nitrile, Phosphate und Sulfate.
Zu den flüssigen anorganischen Chemikalien zählen Säuren und Basen (z.B. Schwefelsäure, Salzsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure, Natronlauge und Ammoniak).
Die Reinheit einer Chemikalie ist abhängig von der Menge an Verunreinigungen in einer Probe. Chemikalien werden in Reinheitsgraden angeboten:
- ACS-Qualität ist die höchste Reinheitsstufe und entspricht den Standards der American Chemical Society (ACS). Feinchemikalien (hohe Reinheit)
- Der Reagenzgrad ist fast so streng wie der ACS-Grad.
- USP-Qualität entspricht den Reinheitsstufen der United States Pharmacopeia (USP). Der USP-Grad entspricht bei vielen Medikamenten dem ACS-Grad.
- Der NF-Grad ist ein Reinheitsgrad, der von der National Formulary (NF) festgelegt wird. Der NF-Grad entspricht für viele Medikamente dem ACS-Grad.
- Laborqualität ist für den Einsatz in Bildungseinrichtungen geeignet, jedoch nicht für den Konsum von Lebensmitteln oder Drogen.
- Die Reinheitsklasse ist nicht genau definiert und nicht für die Verwendung in Arzneimitteln oder Lebensmitteln geeignet.
- Die technische Qualität ist für industrielle Anwendungen geeignet (Schwerchemikalien), jedoch nicht für die Verwendung in Lebensmitteln oder Arzneimitteln geeignet. Technische Chemikalien (niedrige Reinheit)
Die offiziellen Beschreibungen der ACS-Reinheitsgrade sind in der von der ACS herausgegebenen Veröffentlichung Reagent Chemicals dokumentiert.
Zu den technischen Chemikalien gehören u.a. Natriumhydroxid, Schwefelsäure oder Ethylen.
Im Tanklager finden wir in der Regel keine hochreinen Feinchemikalien, da sie nur in kleineren Chargen hergestellt werden.
Neben dem Reinheitsgrad ist der Aggregatzustand ein wichtiger Aspekt für die unterschiedlichen Anforderungen an die Lagerung. Als Aggregatzustände bezeichnet man qualitativ verschiedene, temperatur- und druckabhängige physikalische Zustände von Stoffen. Diese Abhängigkeit wird in der Thermodynamik in einem Phasendiagramm dargestellt. Es gibt drei klassische Aggregatzustände:
- Fest (hohe Dichte): Eine Substanz behält normalerweise sowohl ihre Form als auch ihr Volumen. Die Materialdichte ist hier am höchsten. Beispiele: Polystyrol, Molybdän
- Flüssig (mittlere Dichte): Das Volumen bleibt erhalten, aber die Form ist variabel und passt sich dem umgebenden Raum an. Beispiele: Methanol, Schwefelsäure
- Gasförmig (sehr geringe Dichte): Sowohl Volumen als auch Dimension sind instabil. Beispiele: 1,2-Butadien, Ethylen
Chemische Substanzen neigen dazu miteinander zu reagieren, wenn sie miteinander in Kontakt kommen. Deshalb sollte eine Mischung im Tanklager vermieden werden, damit es nicht zu Korrosion, Abbau oder nachteiliger Veränderung der Eigenschaften kommt. Wenn sich Stoffe mischen und nicht verändern, gelten sie als verträglich. In diese Betrachtung muss man auch das Rohrleitungssystem und die Tanks einbeziehen.
Wenn Stoffe sich mischen und verändern oder überhaupt nicht mischen gelten sie als unvereinbar.
Daraus resultieren besondere Anforderungen an die Lagerung und Handhabung. So sollten unverträglicher Materialien, die bei versehentlichem Mischen einen Brand, eine Explosion oder die Bildung giftiger Gase verursachen könnten, in separaten Tankfeldern gelagert werden.
Tanks müssen gekennzeichnet sein. Die Tankkennzeichnungen enthalten mindestens drei Kernelemente: die Bezeichnung des Mediums, die Gefahrensymbole und die GHS-Piktogramme. Außerdem muss jeder Tank durch eine eindeutige Tanknummer oder Tanknamen identifizierbar sein. Die Tank-Sicherheitsinformationen können auch das Fassungsvermögen des Tanks, eine NFPA-Raute und eine Gefahrenkennziffer enthalten.
Gemäß der Verträglichkeit können Chemikalien wie folgt gruppiert werden:
- Entflammbare Flüssigkeiten
- Komprimierte Gase
- Flüchtige Gefahrstoffe
- Säuren
- Flüssige Basen
- Flüssige Oxidationsmittel
- Nichtflüchtige flüssige Gefahrstoffe
Um eine ordnungsgemäße Lagerung zu gewährleisten, nutzen Betreiber von Tanklagern die Kompatibilitätstabelle der US-Küstenwache. Gemäß dieser wird entschieden, ob der Stoff im selben Tankfeld gelagert werden kann.
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In Europa gilt zudem die Europäische Chemikalienverordnung zur Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe (REACH). Diese Verordnung soll ein hohes Schutzniveau für die menschliche Gesundheit und die Umwelt sicherstellen. REACH beruht auf dem Grundsatz, dass Hersteller, Importeure und nachgeschaltete Anwender die Verantwortung für ihre Chemikalien übernehmen. Sie müssen sicherstellen, dass Chemikalien, die sie herstellen und in Verkehr bringen, sicher verwendet werden.
Zur Registrierung gehört beispielsweise die Vorlage eines Stoffsicherheitsberichts, der die Wirkung des Stoffes auf Menschen und Umwelt beschreibt und enthält darauf aufbauend eine Bewertung des Risikos bei der Verwendung des Stoffes. Stoffeigenschaften und eventuelle Risikomanagementmaßnahmen werden in einem Sicherheitsdatenblatt zusammengestellt und in der gesamten Lieferkette weitergegeben.
Die CLP-VO regelt die Einstufung und Kennzeichnung von gefährlichen Stoffen und Gemischen. Die Einstufung und Kennzeichnung von Stoffen ist durch die am 20. Januar 2009 in Kraft getretene CLP-Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 geregelt. Dieses beinhaltet die Einstufung von Chemikalien sowie deren Kennzeichnung auf Verpackungen und in Sicherheitsdatenblättern. So gibt es eine Einteilung in Gefahrenklassen zu physikalischen, Gesundheits- und Umweltgefahren.