液氨罐区的安全运行

　　液氨作为一种重要的化工原料，应用广泛。随着工业化生产规模的不断扩大，液氨的储存规模也随之扩大。由于液氨属于有毒、易燃、易爆介质，近几年发生了数起液氨泄漏、中毒事故，造成了人员伤亡和经济损失，所以保证液氨罐区的安全运行成为一个必须认真重视的课题。

　　1  液氨简介

　　液氨又称无水氨，是一种无色液体，有特殊的刺激性气味，分子式NH3，分子量17，密度0.617；沸   点-33.5 ℃；＜-77.7 ℃可成为具有臭味的无色结晶。氨作为一种重要的化工原料，应用广泛，为了运输及储存便利，通常将气态的氨气通过加压或冷却得到液态氨。氨易溶于水，溶于水后形成(NH)4OH的碱性溶液。氨在20 ℃水中的溶解度为34%。液氨在工业上应用广泛，而且具有腐蚀性，易挥发，所以事故发生率相当高。液氨挥发生成氨气，氨气属于有毒、易燃、易爆气体，其爆炸上限27%，下限15.5%，作业场所最高允许浓度30 mg/m3，与空气混合能形成爆炸性混合物，泄漏物质可导致中毒，对眼、黏膜或皮肤有刺激性，有烧伤危险。

　　2  液氨罐区安全设施及运行

　　罐区是液氨的集中储存区，保证它的安全运行是保证企业安全的重中之重。根据《中国石油化工集团公司液氨生产储存运输安全管理规定》及石家庄炼化分公司液氨罐区的多年管理经验，液氨罐区应具备以下安全设施。

　　2.1  液氨储罐应设防火堤，堤内有效容积应为最大储罐容积的60%，这样氨储罐一旦泄漏，液氨不会四处扩散，为事故的处理提供了便利条件，同时围堤内有下水系统，应设雨水和生产污水两条通道，平时均处于关闭状态，个别情况下根据需要选择性打开。

　　2.2  液氨储罐设计应符合《石油化工企业设计防火规范》，液氨储罐应设液位计、压力表、安全阀和温度计。安全阀出口应设导气管，压力和温度远传至DCS主控室。这样就可以随时掌握罐内的温度和液位，以便进行调节控制，个别压力异常情况安全阀启跳，有效防止储罐超压。关于液位计，原储罐设计采用的是浮盘式液位计，该种类型的液位计，计量精确度较高，但容易卡住而失灵，车间原有3个储罐的浮盘式液位计在投入运行后两个月内均先后被卡住而失灵，最后不得已改用差压式液位计，虽然精度差了一些，但基本能满足生产上的使用，投用10年来未发现大的误差。现场压力表，根据《冷藏库氨制冷装置安全技术规程（暂行）》中要求，氨压力表量程应不小于最大工作压力的1.5倍，不大于最大工作压力的3倍，精度≥2.5级。

　　2.3  液氨储罐安全充装量不得超过储罐容积的85%，正常生产时液氨储罐应控制在较低的液位，一般控制在安全充装量的30%之内，这样做是为了避免在储存过程中因环境温度上升膨胀、升压而导致储罐发生超压危险。

　　2.4  室外液氨罐区应设事故喷淋水、排水等设施。这样在储罐发生大量泄漏的情况下，可以用消防水对泄漏的液氨进行吸收以减少对环境的污染。排水应设两条通道，雨水系统和生产污水系统。下水时打开雨水系统的阀门，使之流入雨水系统，事故状态下打开通往生产污水系统的阀门，经环保处理合格后外排，正常情况下两者均处于关闭状态。

　　2.5  为防止夏季阳光暴晒造成储罐超压，球罐外壁应刷凉凉胶，以减少阳光的辐射热，降低传导热，使储罐平安度过炎热的夏季。同时，完好的管线保冷，也是保护管线必不可少的有效措施。

　　2.6  为确保储罐不超装，储罐液位显示应设高报，用以提醒操作人员储罐充装已到安全许可上限。为保障液位计失灵或其他人为因素造成储罐超装情况下储罐的安全，在储罐许可充装范围的液位高度设置液位开关，控制进料线上的快关阀。一旦液位达到该高度触及此开关，则联锁动作关闭来料线上的快关阀，切断进料，确保储罐安全。

　　2.7  液氨罐区及液氨输送泵附近应设置可燃气体报警仪。当氨气浓度接近爆炸下限的10%时，应能发出报警信号。氨气比空气轻，有强烈的刺激气味，其爆炸极限为15.5%～27%。根据集团公司规定或参照《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》中的规定，应设置可燃气体检测报警仪，同时相应信号应接至DCS主控室，实现24 h人工不间断监控，有效地填补巡检空闲时间，保证罐区安全运行。

　　2.8  储罐和管道应有导除静电的接电设施，并有专业人员定期检测，参照《小氮肥安全技术规程》中规定及集团公司相关规定，输送液氨时，由于液氨与管道的摩擦会产生大量静电荷，若不通过接地装置把电荷导走，就会使电荷聚集在储罐上形成很高的电位，当此电位达到某一间隙放电电位时，可能发生电火花引起火灾、爆炸事故。专业人员的定期检测是保证接地装置良好在用的必要保障，同时雷雨季节来临之前的全面检测最为关键。

　　2.9  球罐开口应采用最少化的原则，以确保球罐的整体强度最佳；罐区高处应设置风向标，当出现氨大量泄漏事故时，人员应向上风向疏散；储罐和管线应定期测壁厚，以掌握设备的减薄情况。

　　2.10  液氨罐区应设事故罐和事故泵，事故罐最小储量不得小于最大罐容的1/4。操作岗位同时制定相应的事故预案，配备相关防护器材，建立配备、发放、使用的管理制度。液氨泄漏事故预案应定期演练，确保职工具备较好的事故处理能力和中毒后的救护能力。

　　3  生产操作注意事项

　　3.1  管线设备投用前吹扫干净，用氮气置换合格。尤其是不能有水的存在，否则液氨遇水产生大量的溶解热，这是极其危险的。

　　3.2  管线的防腐保冷是液氨管线长期安全运行的关键，防腐可以有效地减缓管线腐蚀减薄，而保冷可以避免管线在夏季潮湿季节外壁产生凝结水，从而可以更加有效地提高防腐效果。

　　3.3  管线设备的定期定点测壁厚，可以使管理人员动态了解设备管线的腐蚀减薄情况，及时制定应对措施。但是每个测厚点在每次测厚结束后，应及时恢复防腐保冷，以避免测厚点成为新的腐蚀减薄处。同时测量点的选取应有代表性，以便能全面反应系统腐蚀减薄状态。

　　3.4  系统垫片应定期更换，并有记录。储罐应按国家规定每6年由专业部门检定1次，新投用储罐首次年检为3年。

　　3.5  液氨排放应通过密闭管道排至火炬线，液氨管线需要动火施工时，一定要将液氨排放干净，并用氮气吹扫后，再用水冲洗，待冲洗水呈中性时，视为冲洗干净。若有需要再用氮气将管线内存水吹扫干净，便可施工。

　　4  问题讨论

　　4.1  阀门问题

　　液氨中含有微量的触媒催化剂，在液氨的输送过程中这些黑色粉末状物质极易在管道和阀道内沉积，若是闸板阀将会导致阀门无法关严而失效。所以最好选用截止阀或球阀，而且球阀的效果优于截止阀。

　　4.2  液位计问题

　　液氨是一种高度危险的化学物质，液位计的准确好用是保证储罐安全运行的主要安全附件，原设计的液位计是钢带浮盘式的，该液位计的优点是指示准确、误差小。缺点是钢带容易卡住，导致液位计失灵。在实际使用中已多次出现类似事故，致使储罐不能正常使用。由于储罐属于压力容器，液位计检修相当困难，后来换成了雷达式液位计，但因偏差大，不得不放弃使用，后来在有关部门的配合及建议下，改成了差压式液位计。到目前为止已经使用了十多年了，基本能满足生产的需要。该型液位计的缺点是负引压管过长，冬季管内产生液氨凝结，出现错误指示，需要在进差压表前增设一脱液罐，用于冬季脱液，保证液位计冬季的正常使用。

　　5   结  论

　　液氨作为愈来愈受各方重视的危险化学品，这个系统的设计、操作过程中都要考虑到防火、防爆、防中毒、防环境污染。