风险控制
液氨事故部析
张福（东华工程科技股份有限公司，安徽合肥230024）
摘要：近些年来涉氧事故越来越多，已引起了全国性的重视。本文通过对液氨事故的分析，发现液事故发生的主要社会危害是中毒。同时制析了三种典型液氢事故发生的原因。针对上速分析，对液氨项目设计和从业人员提出一些建议，防止液氢泄漏事故的发生，具有一定的设计和生产的指导意义。 1氨事故案例
根据国务院第493号令《生产安全事故报告和调查处理条例》划分标准，收集2002年以来4个典型涉氨案例：
(1)2013.5山东省烟台市一辆液氨车上的液氨钢瓶突然爆炸，造成氨气泄露导致9人中毒：
(2)2012.12山东省长治市首钢长钢瑞达焦业有限公司脱硫液槽顶部进行焊接作业时产生火花引起氮气爆炸造成4人死亡，2人受伤：
(3)2009.8内蒙赤峰制药股份有限公司液氨槽罐车卸车过程中，金属软管破裂，导致液氨发生泄漏造成246人受伤，其中 137人已离院回家，21人中毒(3人较重），88人留院观察；
(4)2002.7山东省萃县化肥有限公司在向液氨槽车充装液氨时，车载金属软管发生爆裂，液氨泄露造成105人中毒，死亡 13人，重伤24人，中度伤员12人
2“氮”的性质分析 2.1毒性分析
(1)氮的毒性如下
氨气浓度达到5-10ppm鼻子可察觉臭味，40ppm少数人眼部感受轻度刺激：100ppm暴露分钟引起眼部刺激：400ppm引起喉头、上呼吸道严重刺激，700ppm暴露30分钟以上引起眼部永久伤害；1700ppm30分钟内致命，5000ppm严重肺水肿，片刻可致命。
由此可知氨的致死浓度很低。当氨泄漏事故发生时，极易导致群死群伤事故
因此，氨的毒性应该被重视，对氮的设计、施工、管理、运行
等全过程都要重点关注。 2.2燃爆性分析
（1）氨的爆炸下限为15%，爆炸上限为28%。爆炸极限范围较窄，氢气的相对密度为0.59（空气=1)比空气轻，氨泄露及易散发
(2)氨的燃烧方程式(1)所示，引燃温度和引燃能量关系如图1所示。
4NH,+30,=2N,+6H,0
700 g600
500 njejoo
400 300 200 S100
o
Hydreaen Propane
38
Ammonia
110100
0.01
0.1
式(1)
1000
Roquired energy for ignition (mJ) (Logaritmic scalel) 图1氨气引燃温度和引燃能量关系图
由式(1)、图1可知，氨是可以燃烧的，但氮引燃温度和引燃能量很高。
3液氨事故原因分析 3.1金属软管破裂
从表1中的事故3和事故4可以看出，这两起事故发生的原因是金属软管爆裂导致作业过程中液氨泄露
采用金属软管其不可避免成为氮系统的薄弱点，尤其在长
时间使用并经常拖动，金属软管及易损坏破裂。 346万货露2016年10月
《国务院安委会办公室关于进一步加强危险化学品安全生产工作的指导意见》安委办[2008]26号文件中指出："在危险化学品槽车充装环节，推广使用万向充装管道系统代替充装软管，禁止使用软管充装液氯、液氮、液化石油气、液化天然气等液化危险化学品。
据上所述：在液氨充装环节，需采用万向充装管道系统（鹤
管），禁止使用金属软管。 3.2燃烧爆炸
表1中事故2中可以看出，该事故发生的原因是因为违章焊接作业导致氨气爆炸
实验室内酒精灯的火焰温度大约为500℃，根据2.2分析知：生活中氨较难引烘
但是氨的燃烧爆炸事故不可忽略，在工程施工过程中，手工电弧焊，电弧温度在6000~8000℃左右。焊接作业的温度远大于氨燃烧的最低温度要求。当空气中氨气浓度达到爆炸极限时，违章焊接作业易导致此类事故的发生。
据上所述：氨是会发生爆炸事故的。工程中要防止氮气聚
集，禁止违章作业。 3.3过量充装
从表1中的事故1可以分析出，该事故时由液氨钢瓶的爆炸所引起的。事故中属于高温物理爆炸，
《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008中规定"液化经、液氨等储罐的储存系数不应大于0.9”。假设充装钢瓶时为冬天清晨，温度定为-10℃，运输途中到午后2点温度为 35℃。由质量守恒可得式(2)。
0.9p,V+0.1pgV=ApV+(1 A)pgV 其中：Pa
10℃下液氮的密度；P。—
的密度：P-
式(2)
-10℃下空气
—35℃下液氰的密度：P。
35℃下空气的密
度V-
—钢瓶的容积，入——35℃下氨气占钢瓶体积的比例。
为简化计算，解式(2)可得 0.9pm0.9×6521
A
587.4
p
式(3)
从计算结果可知由于温升，容器已经已经没有气相空间，当装满液氨的容器温度由35℃升高到40℃，容器内压力的升高计算，计算公式如式(4)所示，
0.1013××(α, +α,) 4pa
式(4)
β,+β,
液氨的体积膨胀系数α和体积压缩系数β由表4给出。表4液氨体积膨胀系数，压缩系数与温度关系表
温度() 35 40
体彩膨胀系数0
0.22271 0.00285
体积压编系数目 0.000172 0.000182
将数值带人式(4)中，可计算出35℃升高到40℃下压力的变化，Ap=7.955MPa。可见，充装过量极易导致超压。因此控制装量系数是非常重要。充装系数应进行温度换算。根据当地的温差情况合理选择装量系数。
4结语
综上所述：涉氮事故主要是泄漏引起的中毒事件，但是火灾爆炸不可忽略，涉氨事故造成的社会影响极大。依次建议：
(1)对存在安全隐患的措施一律禁止。并应傲到本质安全：
(2)氢储存场所，应避免氨气聚集，并设置氮泄漏有毒报 1馨
(3)对于氨系统应采取可靠的保冷措施，防止温升；(4)合理控制储存系数；