小型液氨储罐工艺设计安全改造

小型液氨储罐工艺设计安全改造

目前我国一些投入生产使用的小型液氨储罐，有的并没有在设计上进行过专项审查，这在安全设计方面并不符合审查要求，近年来，我国一些省、市监管部对其提出了安全设计改造要求。本文针对一些微小企业液氨储存在储罐中的现状，并结合了液氨的物理性质，对小型液氨储罐在工艺设计上提出了安全改造措施。

标签：卧式储罐；液氨；工艺设计；安全改造

近年来，我国存在的老旧化工设备经常出现重大的安全事故，这些老旧设备若储存危险化学品就会诱发更严重的事故。液氨广泛用于湿法冶炼、冷库制冷、烟气脱硝等行业，液氨储罐泄漏、爆炸等事故时有发生。很多小型常温全卧式液氨设备存在着很大的安全隐患，本文通过分析氨的物理性质，对小型液氨储罐在工艺设计上提出了安全改造措施。

1 氨的物理性质

液氨为无色液体，有强烈刺激性气味，分子量为17，沸点-33.5℃，熔点为-77.7℃，常温下相对密度为0.6（水=1）。氨为第2，3类有毒气体，8类腐蚀品，火灾爆炸危险性类别为乙类。氨与空气混合到一定比例遇明火能引起爆炸，其爆炸极限为体积比15%到30.2%。氨的侵入途径为吸入，接触限制为30mg/m3。由于氨有毒、遇火爆炸等特性，氨属于安监部门重点监管的危险化学品。

2 场所选址及工艺布置

一些没有经过合理设计的化工企业在场所选址及布置方面并没有考虑到地形和风向的影响，并不符合选址的要求，有的与周围企业设施的防火间距太小，甚至部分企业仅仅出于安装方便，节约地皮的考虑，直接将液氨储罐安装在人员密集的车间内或者紧邻车间的路边等地点，更甚至无防火堤保护。在安全生产方面的设计不符合标准规范，导致液氨储罐发生爆炸或者泄露的情况，大量危险事故由此发生。引发的火灾迅速蔓延和液氨的大量挥发不仅使人中毒，同时也阻隔了人们的逃生路线。另外，外面的急救人员也不容易进入火灾现场关闭阀门和处理泄漏，耽误了救援的时机。

液氨储存和装卸场所应符合《石油化工企业卫生防护距离》（SH3093-1999）、《建筑设计防火规范》（GB50016- 2014）、《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-2008）等规范。液氨储存和装卸场所应集中布置在厂区边缘地带，应在工厂全年最小频率风向的上方位，避免布置在窝风地带，具有良好的自然通风条件。液氨储罐区、装卸区应与辅助生产区及办公区分开布置。液氨应按乙A可燃液体的火灾危险性确定防火间距，卧罐之间的防火间距一般为1.0倍卧罐直径且不宜大于1.5m。两排卧罐的间距，不应小于3m，相邻罐组储罐间的距离，不应小于16m。

为防止事故泄漏设置的防火堤应按液化烃储罐要求设计，具体要求如下：液氨储罐组或储罐区四周应设置高度不小于1.0m的不燃烧实体防火堤，防火堤的有效容量不应小于其中最大储罐的容量。防火堤宜采用砖砌防火堤、钢筋混凝土防火堤或浆砌毛石防火堤，应能承受所容纳稀释氨水的静压及温度变化的影响，且不渗漏，防火堤内应采用现浇混凝土地面，并宜坡向四周（防火堤内地面，应有不小于3‰的坡度）。防火堤内的排水应实行清污分流，含有污染物的废水应采取回收处理措施，一罐组防火堤上必须设置两个以上人行踏步或坡道，并设置在不同方位上。

3 工艺设备

液氨储罐、压力管道（含设计、制造、安装、改造、维修）、使用、检验检测及其监督检查等必须符合《特种设备安全监察条例》、《压力容器安全技术监察规程》等相关规定要求。一般企业的液氨储罐材质采用16MnR或者20R，设计温度为50℃，设计压力按设计温度下的饱和蒸汽压的1.06倍设计，为2.16MPa，属于中压容器。在实际投入生产使用的小型液氨储罐多数存在液氨储罐安全阀出口管就地放空，没设置紧急切断阀等问题。液氨的储罐属于中度危害介质的中压容器，应设置全启式安全阀，超压后安全阀被迫打开，氨气便会排放出来有可能引起爆炸或者中毒，因此不能直接就地放空，氨排放气应通过氨吸收系统（一般采用文丘里管或者氨吸收塔）处理后在放空，洗涤下来的氨水通过浓缩后外卖。安全阀应设置在罐体的气体放空接合管上，且铅直安装。安全阀入口处应安装切断阀，该阀必须保持全开并加铅封。安全阀宜设旁通线，旁通线的管径不宜小于安全阀的人口直径。液氨装卸管道，液氨储罐出口管道都应设置自动切断阀，还应考虑在切断后会造成液氨管道闭合的地方设置安全阀。

4 自控要求

小型液氨储罐的容积一般都大于30m3已构成重大危险源。而这些小型的液氨储罐并没有安装完善的自动控制。液氨储罐的温度、压力、液位、流量等重要工艺指标实施远程监控，完善联锁报警、有毒气体报警等装置。液氨储罐必须配置液位检测仪表，同一储罐至少配备两种不同类别的液位检测仪表，且应配备高、低液位报警回路。液氨储罐的仪表必须符合防爆类型及等级要求。液氨储罐有毒气体检测报警仪和可燃气体监测报警仪报警信号应发送至工艺装置、储存设施等操作人员常驻的控制室或操作室。

5 结语

液氨作为化工生产中的必不可少的原料，在湿法冶炼，烟气脱硝，冷库制冷等很多行业都被广泛应用。由于液氨使用广泛且有些液氨储罐设计年代已久，存在大量安全隐患，易导致生产安全事故。本文从分析氨的物理性质，对小型液氨储罐在工艺设计上提出了安全改造措施，希望可以有效的排除小型液氨儲罐的安全隐患，减少安全事故的发生。

参考文献：

[1] GB 50160-2008，石油化工企业设计防火规范[S].北京：中华人民共和国住房和城乡建设部，2009.

[2] GB50493-2009，石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设局规范[S].北京：中华人民共和国质量监督检验检疫总局，2009.