摘要：隨著(zhù)安全生產(chǎn)和環(huán)境保護的要求日益嚴格，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(guò)程中容易泄漏的部位以及液氨泄漏擴散的過(guò)程，從選用管件、閥門(mén)，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。

作為重要的基礎化工原料和制冷劑，液氨(氨水)被廣泛應用于化肥、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，采用單塔加壓側線(xiàn)抽出汽提工藝，分別將酸性水中的H2S、NH3汽提出來(lái)，其中側線(xiàn)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(cháng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中，裝置發(fā)生過(guò)各種險情和安全事件，針對這些問(wèn)題，車(chē)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

液氨因泄漏而導致的人員中毒及環(huán)境污染事件時(shí)有發(fā)生，根據我國重(特)大典型化工泄漏統計數據，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(wú)色透明而具有刺激性氣味的氣體，*易溶于水成為氨水(又稱(chēng)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。根據衛法監發(fā)(2003)142號《高毒物品目錄》，氨氣屬于2.3類(lèi)高毒氣體，8類(lèi)腐蝕品，火災爆炸危險性類(lèi)別為乙A類(lèi)。氨與空氣混合到一定比例時(shí)，遇明火能引起爆炸，其爆炸*限(體積分數)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II度化學(xué)灼傷。氨對人體的危害見(jiàn)表1。

蒸發(fā)1kg液氨可得到1316L氣氨，氣氨會(huì )對水源、土壤和大氣造成嚴重危害。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。但當工業(yè)生產(chǎn)或運輸過(guò)程中發(fā)生事故，造成大量高濃度的氨氣漏逸時(shí)，卻會(huì )傷害植物。

1.2液氨生產(chǎn)過(guò)程中容易泄漏的部位

根據裝置長(cháng)期運轉紀錄，泄漏部位的統計情況列于表2。液氨泄漏部件占比見(jiàn)圖1。

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

1.3液氨泄漏擴散過(guò)程

液氨泄漏發(fā)生時(shí)，周?chē)鷾囟燃眲∠陆?，泄漏出的氨蒸氣及其形成的混合物在一段時(shí)間內，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(huì )迅速下落到地面，這就是重氣擴散特點(diǎn)。

一般液氨泄漏包括三個(gè)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(guò)程。具有重氣擴散的特點(diǎn)。

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

3)氨氣云的擴散階段：在氨氣云形成后，湍流作用將會(huì )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。

根據液氨泄漏擴散的特點(diǎn)，當處理平臺上的液氨泄漏時(shí)，可能在地面感覺(jué)不到泄漏，但在下風(fēng)向一定的距離，感覺(jué)就會(huì )非常明顯。

2、液氨泄漏的防控措施

2.1液氨系統的管件、閥門(mén)要符合液氨的使用特性

根據氨閥的選用要求，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(guò)高影響上密封損壞填料，氨氣截止閥內部閥桿加工1道∧型閥圈，閥體下部壓制∧型PTFE密封圈，閥桿上制作2道∧型結構緊扣，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，而出現打不開(kāi)關(guān)不緊現象。再適當加寬閥瓣、閥座，在中部車(chē)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(cháng)了。

氨閥通常與凸面法蘭連接，按相應壓力，通常高一個(gè)等級。在對密封要求嚴格的部位，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(mén)，平時(shí)做好登記，大檢修時(shí)集中進(jìn)行更換。在更換前，必須對閥門(mén)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，一般在檢修結束之后，在閥后加盲板，將排凝線(xiàn)盲死。車(chē)間新建酸性水汽提裝置液氨儲罐設計參數見(jiàn)表3。

從表3可以看出：液氨儲罐設計壓力為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(mén)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(huì )。磁浮子液位計是根據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(guò)指示器上的磁翻柱耦合翻轉來(lái)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(chē)過(guò)程中，若發(fā)現裝卸臂接口閥門(mén)、轉動(dòng)臂密封圈出現泄漏，應立即檢查泄漏點(diǎn); 若是因操作人員沒(méi)有連接好裝車(chē)臂和槽車(chē)接口，應停止裝液氨，重新連接。若泄漏較大，應關(guān)閉裝氨閥門(mén)、氣氨返回線(xiàn)閥門(mén)和運氨槽車(chē)閥門(mén)，打開(kāi)消防噴淋線(xiàn)，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(chē)鶴管，要加強檢查，一旦發(fā)現泄漏，立即組織更換萬(wàn)向節的O型圈密封墊。

2.2裝設氨報警儀

裝置液氨裝車(chē)點(diǎn)距離主操室較遠，不能做到**處于操作人員的監控之下，一旦泄漏，不能及時(shí)被發(fā)現。一些老裝置，未設計固定式氨報警儀或者有設計了報警儀，但安裝距離不符合規范，安裝高度也不相同。根據相關(guān)規范的要求: 處于封閉或局部通風(fēng)不良的半敞開(kāi)廠(chǎng)房?jì)?，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(chē)裝卸站的裝車(chē)鶴管與檢(探)測器的水平距離，不應大于15m。根據這一要求，對老氨精制系統、液氨裝車(chē)點(diǎn)均安裝了符合規范的氨聲光報警儀，且將信號傳入主操室。對于安裝高度，規范要求: 檢測比重小于空氣的有毒氣體檢(探)測器，其安裝高度應高出釋放源0.5～2m?？紤]到檢維修、標定的需要，本次安裝高度統一為1.2m。針對以前裝置報警儀探頭出現下雨進(jìn)水的情況，這次在報警儀上方增設防雨板。

2.3改進(jìn)工藝

1)將液氨裝車(chē)氣氨返回線(xiàn)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(xiàn)至酸性水中間罐，由于液氨裝車(chē)時(shí)有大量氣氨返回原料水中間罐，氣氨不能及時(shí)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(xiàn)流程(氨壓機入口)。具體流程見(jiàn)圖2。

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

2)將液氨裝車(chē)由泵裝改為壓送，把液氨裝車(chē)泵砍掉，采用壓送裝車(chē)，減少液氨泄漏點(diǎn)。一般壓送采用液下方式，裝置利用液氨儲罐底部管線(xiàn)，將液氨壓送到罐車(chē)。從表3可以看出：液氨儲罐的操作壓力可達1.93MPa，從原理上來(lái)說(shuō)是可行的。采用泵裝液氨時(shí)，由于機泵機封頻繁泄漏，造成機泵周?chē)背瑯?，裝置探索采用壓送的辦法裝車(chē)，效果比較理想。之后利用檢修的機會(huì )，將2臺機泵砍掉，減少28個(gè)密封點(diǎn)，相應也減少了泄漏的幾率。在新建120t/h酸性水汽提裝置時(shí)，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增設鋼斜梯。根據規定：可燃氣體、液化烴和可燃液體的塔區平臺或其它設備的構架平臺應設置不少于2個(gè)通往地面的梯子，作為安全疏散通道；但長(cháng)度不大于8m的甲類(lèi)氣體和甲、乙A類(lèi)液體設備的平臺或長(cháng)度不大于15m的乙B、丙類(lèi)液體設備的平臺，可只設1個(gè)梯子。液氨作為乙A類(lèi)液體，其設備的平臺長(cháng)度為12m，超過(guò)了8m的規定，應設2個(gè)安全通道，而實(shí)際只設了1個(gè)通道。為此，在東側增設了斜鋼梯。

2)液氨儲罐增設噴淋系統。液氨易溶解于水，裝置增設霧狀水噴淋系統后，一旦液氨泄漏，從現場(chǎng)打開(kāi)水噴淋系統，就可*大減少氨的揮發(fā)。另外氨具有較高的體積膨脹系數。如：滿(mǎn)量充裝液氨的鋼瓶，在0～60℃范圍內，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(chē)點(diǎn)、液氨儲罐設置了降溫噴淋裝置。同時(shí)，要求用罐車(chē)拉運液氨時(shí)，其充裝系數不得大于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噴淋系統，而且在粗氨分液罐、氨結晶器、氨液循環(huán)罐等6組設備均增設了噴淋系統。具體見(jiàn)圖3。

3)氨精制單元增設圍堰。氨在20℃ 水中的溶解度為34%?；诎钡倪@一特性，在處理泄漏時(shí)，決定大量使用水來(lái)吸收泄漏的氨氣。而這種處理方法，會(huì )產(chǎn)生大量含氨的酸性水。根據清污分流的要求，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計含硫污水系統，因此設置圍堰，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)污水或雨排系統形成較大的沖擊。日常工作中，有時(shí)需要加、拆盲板、臨時(shí)更換氨閥，為創(chuàng )造較好的工作環(huán)境，采用接臨時(shí)水線(xiàn)，對這些部位進(jìn)行沖洗，效果也比較理想。

4)液氨裝車(chē)點(diǎn)移位改造。液氨裝車(chē)點(diǎn)不規范。根據相關(guān)要求，液氨裝車(chē)時(shí)，周?chē)荒苡袡C動(dòng)車(chē)通行，但液氨裝車(chē)點(diǎn)位于14號馬路西側5m處，對車(chē)輛及施工人員并無(wú)法完全封閉，裝車(chē)存在很大的安全風(fēng)險。以前，液氨裝車(chē)由汽提崗位外操負責，由于外操工作繁忙，造成液氨裝車(chē)過(guò)程的監督時(shí)斷時(shí)續，為解決這一隱患，車(chē)間指派專(zhuān)人負責監管液氨裝車(chē)的全過(guò)程。監管人員不但要檢查接頭有無(wú)泄漏，還要核實(shí)駕駛員和押運員的資質(zhì)。車(chē)間根據液氨裝車(chē)的實(shí)際情況，編制《液氨裝車(chē)泄漏應急操作卡》、《液氨裝車(chē)操作規程》，以便進(jìn)一步規范液氨裝車(chē)操作程序。應分開(kāi)設置液氨裝卸站的進(jìn)出口，當進(jìn)出口合用時(shí)，站內應設回車(chē)場(chǎng)。由于液氨裝車(chē)點(diǎn)東側5m處就是煉油區雨排系統，為了解決液氨裝車(chē)過(guò)程泄漏噴淋水污染公司煉油區雨排系統，在裝車(chē)點(diǎn)東西側各增設圍堰。從圖4可以看出：液氨裝車(chē)點(diǎn)改造后，現場(chǎng)更為規范，管理更為嚴格。

3、結語(yǔ)

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