摘要：隨著安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)的要求日益嚴(yán)格，對于液氨的安全生產(chǎn)，也提出了更高的要求。分析了液氨泄漏的危險性、液氨生產(chǎn)過程中容易泄漏的部位以及液氨泄漏擴散的過程，從選用管件、閥門，到裝磁浮子液位計液氨報警儀，改進(jìn)工藝和加快隱患治理等方面采取措施，減少液氨泄漏。

作為重要的基礎(chǔ)化工原料和制冷劑，液氨(氨水)被廣泛應(yīng)用于化肥、塑料、制藥、合成材料、冷庫及石油化工等行業(yè)中。某石化公司有3套酸性水汽提裝置，采用單塔加壓側(cè)線抽出汽提工藝，分別將酸性水中的H2S、NH3汽提出來，其中側(cè)線抽出的粗氨，送入氨精制單元，進(jìn)行精制，生產(chǎn)出液氨。在長期的生產(chǎn)實踐中，裝置發(fā)生過各種險情和安全事件，針對這些問題，車間采取了一系列措施，確保液氨的正常生產(chǎn)，裝置生產(chǎn)環(huán)境大為改善。

1、液氨泄漏的危害

液氨因泄漏而導(dǎo)致的人員中毒及環(huán)境污染事件時有發(fā)生，根據(jù)我國重(特)大典型化工泄漏統(tǒng)計數(shù)據(jù)，氨氣泄漏事故在發(fā)生頻率和危害程度上，僅次于氯氣泄漏，位列*二。

1.1液氨泄漏危險性分析

氨氣是一種無色透明而具有刺激性氣味的氣體，*易溶于水成為氨水(又稱氫氧化銨)，呈弱堿性，1%水溶液pH值11.7。氨易液化，經(jīng)壓縮后成為液氨。根據(jù)衛(wèi)法監(jiān)發(fā)(2003)142號《高毒物品目錄》，氨氣屬于2.3類高毒氣體，8類腐蝕品，火災(zāi)爆炸危險性類別為乙A類。氨與空氣混合到一定比例時，遇明火能引起爆炸，其爆炸*限(體積分?jǐn)?shù))為15.5%～25%。低濃度氨對粘膜有刺激作用。高濃度氨可引起組織溶解性壞死、皮膚及上呼吸道粘膜化學(xué)性炎癥及燒傷、肺充血、肺水腫及出血等。常易發(fā)生輕度、重度中毒。外露皮膚可出現(xiàn)II度化學(xué)灼傷。氨對人體的危害見表1。

蒸發(fā)1kg液氨可得到1316L氣氨，氣氨會對水源、土壤和大氣造成嚴(yán)重危害。低濃度的氨氣可被植物葉子吸收和同化，所以利用植物防止大氣氨污染是可能和有效的。但當(dāng)工業(yè)生產(chǎn)或運輸過程中發(fā)生事故，造成大量高濃度的氨氣漏逸時，卻會傷害植物。

1.2液氨生產(chǎn)過程中容易泄漏的部位

根據(jù)裝置長期運轉(zhuǎn)紀(jì)錄，泄漏部位的統(tǒng)計情況列于表2。液氨泄漏部件占比見圖1。

從圖1和表2可以直觀看出：裝置容易泄漏的部位有三個，分別為閥門、氨壓機和鶴管。所以，應(yīng)重點對這幾個部位采取防泄漏措施。

1.3液氨泄漏擴散過程

液氨泄漏發(fā)生時，周圍溫度急劇下降，泄漏出的氨蒸氣及其形成的混合物在一段時間內(nèi)，在空氣中按其特有的理化性質(zhì)而擴散，即使氨蒸氣及其液滴混合物的密度大于空氣，它也不會迅速下落到地面，這就是重氣擴散特點。

一般液氨泄漏包括三個階段：

1)泄漏初始階段：該階段為液氨泄漏至氣云形成之間的階段，主要是液氨的氣液二相流階段的泄漏過程。具有重氣擴散的特點。

2)氣云形成階段：經(jīng)過一段時間后，氣液二相流形成的液氨混合物，在空氣中稀釋后，此時表現(xiàn)為非重氣云擴散。

3)氨氣云的擴散階段：在氨氣云形成后，湍流作用將會對氣云擴散起主要作用。該階段是分析液氨危害性的重要階段。

根據(jù)液氨泄漏擴散的特點，當(dāng)處理平臺上的液氨泄漏時，可能在地面感覺不到泄漏，但在下風(fēng)向一定的距離，感覺就會非常明顯。

2、液氨泄漏的防控措施

2.1液氨系統(tǒng)的管件、閥門要符合液氨的使用特性

根據(jù)氨閥的選用要求，密封面可采用巴氏合金、聚四氟乙烯等材料。氨用截止閥為防止管道壓力過高影響上密封損壞填料，氨氣截止閥內(nèi)部閥桿加工1道∧型閥圈，閥體下部壓制∧型PTFE密封圈，閥桿上制作2道∧型結(jié)構(gòu)緊扣，可成功有效防止閥桿永久不外漏。改進(jìn)氨用截止閥閥座：氮化處理軟化閥桿，以有效防止閥桿和閥座因硬對硬卡死，而出現(xiàn)打不開關(guān)不緊現(xiàn)象。再適當(dāng)加寬閥瓣、閥座，在中部車1道C型凹槽，機壓四氟O型圈，形成了O型圈密封和閥瓣外圍硬密封2道密封，以增加氨罐截止閥的使用壽命。對比原產(chǎn)品，使用期大大延長了。

氨閥通常與凸面法蘭連接，按相應(yīng)壓力，通常高一個等級。在對密封要求嚴(yán)格的部位，一般選用截止閥，特別在高低壓有可能互竄的部位，一定要選用截止閥。對于泄漏閥門，平時做好登記，大檢修時集中進(jìn)行更換。在更換前，必須對閥門逐臺進(jìn)行水壓試驗，確保水壓試驗合格；對于容器底部的排凝閥，一般在檢修結(jié)束之后，在閥后加盲板，將排凝線盲死。車間新建酸性水汽提裝置液氨儲罐設(shè)計參數(shù)見表3。

從表3可以看出：液氨儲罐設(shè)計壓力為2.1MPa，但像液面計、安全閥下截止閥等，均選用4.0MPa。如液面計型號為UHC-MTDJ PN4.0。液面計上下游閥門也采用PN4.0級別。對于液面計，采用磁浮子式液面計代替玻璃板液面計，*大地減少泄漏的機會。磁浮子液位計是根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用原理工作的。由于其跟液位同步上升的磁浮子通過指示器上的磁翻柱耦合翻轉(zhuǎn)來顯示液位，顯示器不直接與容器連通，所以可以制成防泄漏、耐高壓、耐腐蝕的液位計，特別適合測量強揮發(fā)性的介質(zhì)。

在液氨裝車過程中，若發(fā)現(xiàn)裝卸臂接口閥門、轉(zhuǎn)動臂密封圈出現(xiàn)泄漏，應(yīng)立即檢查泄漏點; 若是因操作人員沒有連接好裝車臂和槽車接口，應(yīng)停止裝液氨，重新連接。若泄漏較大，應(yīng)關(guān)閉裝氨閥門、氣氨返回線閥門和運氨槽車閥門，打開消防噴淋線，用水對泄漏的液氨進(jìn)行吸收，待氨排盡后，再檢修更換。對于液氨裝車鶴管，要加強檢查，一旦發(fā)現(xiàn)泄漏，立即組織更換萬向節(jié)的O型圈密封墊。

2.2裝設(shè)氨報警儀

裝置液氨裝車點距離主操室較遠(yuǎn)，不能做到**處于操作人員的監(jiān)控之下，一旦泄漏，不能及時被發(fā)現(xiàn)。一些老裝置，未設(shè)計固定式氨報警儀或者有設(shè)計了報警儀，但安裝距離不符合規(guī)范，安裝高度也不相同。根據(jù)相關(guān)規(guī)范的要求: 處于封閉或局部通風(fēng)不良的半敞開廠房內(nèi)，有毒氣體檢(探)測器距釋放源不宜大于1m；在露天下風(fēng)向布置，有毒氣體檢(探)測器距釋放源不宜大于2m；汽車裝卸站的裝車鶴管與檢(探)測器的水平距離，不應(yīng)大于15m。根據(jù)這一要求，對老氨精制系統(tǒng)、液氨裝車點均安裝了符合規(guī)范的氨聲光報警儀，且將信號傳入主操室。對于安裝高度，規(guī)范要求: 檢測比重小于空氣的有毒氣體檢(探)測器，其安裝高度應(yīng)高出釋放源0.5～2m?？紤]到檢維修、標(biāo)定的需要，本次安裝高度統(tǒng)一為1.2m。針對以前裝置報警儀探頭出現(xiàn)下雨進(jìn)水的情況，這次在報警儀上方增設(shè)防雨板。

2.3改進(jìn)工藝

1)將液氨裝車氣氨返回線由進(jìn)酸性水中間罐改為進(jìn)氨氣分液罐V4412。以前，氣氨返回線至酸性水中間罐，由于液氨裝車時有大量氣氨返回原料水中間罐，氣氨不能及時吸收、溶解，造成原料水中間罐(V4410或V5407)壓力上升，水封被破壞，罐內(nèi)氣體外逸，形成安全環(huán)保隱患。為減少原料水罐氣氨返回量，在大檢修期間，增加了氣氨至V4412入口管線流程(氨壓機入口)。具體流程見圖2。

新接流程應(yīng)用效果良好。后在新建酸性水汽提裝置時，也把這一做法復(fù)制到新裝置上。

2)將液氨裝車由泵裝改為壓送，把液氨裝車泵砍掉，采用壓送裝車，減少液氨泄漏點。一般壓送采用液下方式，裝置利用液氨儲罐底部管線，將液氨壓送到罐車。從表3可以看出：液氨儲罐的操作壓力可達(dá)1.93MPa，從原理上來說是可行的。采用泵裝液氨時，由于機泵機封頻繁泄漏，造成機泵周圍氨超標(biāo)，裝置探索采用壓送的辦法裝車，效果比較理想。之后利用檢修的機會，將2臺機泵砍掉，減少28個密封點，相應(yīng)也減少了泄漏的幾率。在新建120t/h酸性水汽提裝置時，也采用壓送的辦法。

2.4加快隱患治理步伐

1)氨精制單元平臺東側(cè)增設(shè)鋼斜梯。根據(jù)規(guī)定：可燃?xì)怏w、液化烴和可燃液體的塔區(qū)平臺或其它設(shè)備的構(gòu)架平臺應(yīng)設(shè)置不少于2個通往地面的梯子，作為安全疏散通道；但長度不大于8m的甲類氣體和甲、乙A類液體設(shè)備的平臺或長度不大于15m的乙B、丙類液體設(shè)備的平臺，可只設(shè)1個梯子。液氨作為乙A類液體，其設(shè)備的平臺長度為12m，超過了8m的規(guī)定，應(yīng)設(shè)2個安全通道，而實際只設(shè)了1個通道。為此，在東側(cè)增設(shè)了斜鋼梯。

2)液氨儲罐增設(shè)噴淋系統(tǒng)。液氨易溶解于水，裝置增設(shè)霧狀水噴淋系統(tǒng)后，一旦液氨泄漏，從現(xiàn)場打開水噴淋系統(tǒng)，就可*大減少氨的揮發(fā)。另外氨具有較高的體積膨脹系數(shù)。如：滿量充裝液氨的鋼瓶，在0～60℃范圍內(nèi)，液氨溫度每升高1℃，其壓力升高約1.32～1.80MPa，致使液氨氣瓶超裝*易發(fā)生爆炸。為此液氨裝車點、液氨儲罐設(shè)置了降溫噴淋裝置。同時，要求用罐車?yán)\液氨時，其充裝系數(shù)不得大于0.9。在新建120t/h的酸性水汽提裝置中，不但在液氨儲罐上增設(shè)噴淋系統(tǒng)，而且在粗氨分液罐、氨結(jié)晶器、氨液循環(huán)罐等6組設(shè)備均增設(shè)了噴淋系統(tǒng)。具體見圖3。

3)氨精制單元增設(shè)圍堰。氨在20℃ 水中的溶解度為34%?；诎钡倪@一特性，在處理泄漏時，決定大量使用水來吸收泄漏的氨氣。而這種處理方法，會產(chǎn)生大量含氨的酸性水。根據(jù)清污分流的要求，這些污水不得排入工業(yè)污水中，而一般酸性水裝置都不設(shè)計含硫污水系統(tǒng)，因此設(shè)置圍堰，可防止這些污水進(jìn)入工業(yè)污水或雨排中，避免對工業(yè)污水或雨排系統(tǒng)形成較大的沖擊。日常工作中，有時需要加、拆盲板、臨時更換氨閥，為創(chuàng)造較好的工作環(huán)境，采用接臨時水線，對這些部位進(jìn)行沖洗，效果也比較理想。

4)液氨裝車點移位改造。液氨裝車點不規(guī)范。根據(jù)相關(guān)要求，液氨裝車時，周圍不能有機動車通行，但液氨裝車點位于14號馬路西側(cè)5m處，對車輛及施工人員并無法完全封閉，裝車存在很大的安全風(fēng)險。以前，液氨裝車由汽提崗位外操負(fù)責(zé)，由于外操工作繁忙，造成液氨裝車過程的監(jiān)督時斷時續(xù)，為解決這一隱患，車間指派專人負(fù)責(zé)監(jiān)管液氨裝車的全過程。監(jiān)管人員不但要檢查接頭有無泄漏，還要核實駕駛員和押運員的資質(zhì)。車間根據(jù)液氨裝車的實際情況，編制《液氨裝車泄漏應(yīng)急操作卡》、《液氨裝車操作規(guī)程》，以便進(jìn)一步規(guī)范液氨裝車操作程序。應(yīng)分開設(shè)置液氨裝卸站的進(jìn)出口，當(dāng)進(jìn)出口合用時，站內(nèi)應(yīng)設(shè)回車場。由于液氨裝車點東側(cè)5m處就是煉油區(qū)雨排系統(tǒng)，為了解決液氨裝車過程泄漏噴淋水污染公司煉油區(qū)雨排系統(tǒng)，在裝車點東西側(cè)各增設(shè)圍堰。從圖4可以看出：液氨裝車點改造后，現(xiàn)場更為規(guī)范，管理更為嚴(yán)格。

3、結(jié)語

通過采用符合液氨特性的管件和閥門，安裝符合規(guī)范要求的氨報警儀，改進(jìn)工藝并積*進(jìn)行各種隱患的治理，液氨泄漏現(xiàn)象大大減少，保障了生產(chǎn)安全。