大型氨站液氨儲(chǔ)存工藝的選擇和優(yōu)化

張洪江

【摘 要】液氨屬于國家危險(xiǎn)化學(xué)品目錄中規(guī)定的危險(xiǎn)化學(xué)品，因此，在建設(shè)大型氨站時(shí)要確保接卸、儲(chǔ)存和輸送等裝置的安全。合理的工藝方案能夠在很大程度上保證液氨儲(chǔ)存的安全，避免氨泄漏等事故的發(fā)生。論文主要分析大型氨站液氨儲(chǔ)存工藝的選擇及簡要探討工藝方案優(yōu)化。

【Abstract】Liquid ammonia is a dangerous chemical specified in the catalogue of national hazardous chemicals， therefore， we must ensure the safety of devices such as receiving， unloading， storage and transportation in the construction process of large ammonia stations. The reasonable technological scheme can ensure the safety of liquid ammonia storage to a great extent and avoid the accidents such as ammonia leakage. This paper mainly analyzes the selection of ammonia liquid storage process in large ammonia station and briefly discusses the optimization of process plan.

【關(guān)鍵詞】大型氨站；液氨儲(chǔ)存；工藝選擇

【Keywords】large ammonia station； liquid ammonia storage； process selection

【中圖分類號(hào)】TQ086.5+2 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）05-0143-02

1 引言

氨學(xué)名合成氨，分子式NH3，是一種十分重要的化工原料，在硝酸、銨鹽、尿素等化肥以及醫(yī)藥、農(nóng)藥的生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。由于氨具有毒性和可燃性，且在常溫常壓下很快就會(huì)汽化成氣氨飄散在空氣中，因此，液氨的泄漏經(jīng)常會(huì)造成人員中毒、火災(zāi)等事故。加深對(duì)液氨性質(zhì)、危險(xiǎn)性和儲(chǔ)存條件等方面的了解，對(duì)于大型液氨儲(chǔ)存工藝的選擇是十分重要的。

2 國家規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于大型氨站的相關(guān)要求

按照《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)》GB18218-2009的分類，絕大多數(shù)企業(yè)的大型氨站都已經(jīng)構(gòu)成危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源。因此，對(duì)于大型氨站的設(shè)計(jì)和安全管理應(yīng)該遵守國家關(guān)于重大危險(xiǎn)源的相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)。

近些年來，我國陸續(xù)修訂和頒布了一些規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，在新規(guī)范中，明確地將氨列入了有毒氣體行列之中，因此在進(jìn)行大型氨站的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行過程中，必須充分考慮液氨的毒性以及火災(zāi)危險(xiǎn)性[1]。

3 大型氨站液氨儲(chǔ)存工藝方案的選擇和優(yōu)化

3.1 槽車氨卸車工藝的選擇

目前國內(nèi)液氨的運(yùn)輸和卸車主要是采用汽車槽車和火車槽車兩種方式。對(duì)于汽車或火車運(yùn)輸?shù)囊喊?，最常用的卸氨工藝是利用卸氨壓縮機(jī)，將液氨儲(chǔ)罐上部氣相空間的氣氨抽出來，加壓后輸送到槽車上部氣相空間，從而在槽車與儲(chǔ)罐之間形成一定的壓差，一般是0.3MPa，利用這個(gè)壓差將槽車的液氨輸送到儲(chǔ)罐中。能夠接收槽車液氨的儲(chǔ)罐應(yīng)該設(shè)計(jì)為常溫中壓儲(chǔ)罐，以便于能夠大流量接收槽車氨。在卸車過程中嚴(yán)格控制卸車壓力、儲(chǔ)罐液位等工藝指標(biāo)，防止出現(xiàn)超壓情況，從而保證卸車安全[2]。

液氨在裝卸車的過程中，必須要選擇采用剛性且密閉良好的卸車機(jī)械臂，禁止使用金屬軟管。

3.2 液氨儲(chǔ)存工藝的選擇

液氨的存儲(chǔ)一般分為低溫常壓和常溫中壓兩種方式。常溫中壓存儲(chǔ)裝置一般情況下設(shè)計(jì)溫度是常溫，設(shè)計(jì)壓力一般在1.6MPa至2.5MPa之間，這種儲(chǔ)存工藝的特點(diǎn)是一次性設(shè)備投資較大，但存儲(chǔ)期間設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用非常低，因此適應(yīng)于對(duì)于存儲(chǔ)量較小的企業(yè)；低溫常壓儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)溫度一般為-33℃，設(shè)計(jì)壓力在4KPa至10KPa之間，這種儲(chǔ)存工藝的特點(diǎn)是一次性設(shè)備投資較小，但是存儲(chǔ)期間設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用較大，因此，存儲(chǔ)量較大的企業(yè)一般都采用低溫常壓儲(chǔ)存工藝。而一些冷凍廠、食品廠等制冷站由于液氨儲(chǔ)存量較小，一般都選擇常溫中壓儲(chǔ)存工藝。

當(dāng)一個(gè)氨站設(shè)計(jì)既有中壓儲(chǔ)罐，又有常壓儲(chǔ)罐時(shí)，這兩種儲(chǔ)罐應(yīng)該分開設(shè)置。大型氨站中設(shè)置的低溫常壓或低溫低壓儲(chǔ)罐，由于吸收空氣中的熱量，會(huì)導(dǎo)致罐內(nèi)液氨不斷汽化，造成低溫儲(chǔ)罐壓力上升。因此，應(yīng)該同時(shí)設(shè)置氨制冷系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以將低溫儲(chǔ)罐中的氣氨抽出來，通過加壓、冷凝、深冷等工序后，再將低溫液氨送回儲(chǔ)罐，從而維持儲(chǔ)罐壓力在允許范圍內(nèi)。液氨儲(chǔ)罐區(qū)內(nèi)應(yīng)該設(shè)置備用罐，以便于在某個(gè)儲(chǔ)罐發(fā)生泄漏時(shí)，能夠有足夠的儲(chǔ)存空間進(jìn)行倒罐。

近幾年來，在液氨輸送泵的選擇上，越來越多的國內(nèi)企業(yè)開始使用屏蔽泵來完成液氨的輸送。屏蔽泵和以前的常規(guī)離心泵相比，具有不易泄漏、維修量少等優(yōu)點(diǎn)。液氨罐區(qū)所需要的卸車設(shè)備和輸送設(shè)備都應(yīng)該設(shè)置在罐區(qū)圍堰外側(cè)。

與液氨儲(chǔ)罐相連接的進(jìn)出口管線根部閥應(yīng)該采用雙閥設(shè)計(jì)。液氨儲(chǔ)罐的安全閥應(yīng)該設(shè)置兩套，保證在其中一套檢修校驗(yàn)時(shí)仍有可用的安全閥。為防止出現(xiàn)超設(shè)計(jì)正壓和設(shè)計(jì)負(fù)壓，常壓大型液氨儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置兩套呼吸閥，當(dāng)儲(chǔ)罐超正壓時(shí)，呼吸閥能夠?qū)⒐迌?nèi)壓力泄到罐外；當(dāng)儲(chǔ)罐超負(fù)壓時(shí)，呼吸閥還能夠?qū)⑸倭靠諝馕牍迌?nèi)，從而保證儲(chǔ)罐的安全。

液氨的接卸和儲(chǔ)存裝置區(qū)應(yīng)該設(shè)計(jì)為敞開環(huán)境或半封閉環(huán)境，以便于減小氨泄漏時(shí)的事故危害。常溫液氨儲(chǔ)罐在使用過程中，安全存儲(chǔ)量不能超過最大設(shè)計(jì)容量的85%，每個(gè)儲(chǔ)罐均應(yīng)安裝兩套液位計(jì)，以便在其中一套出現(xiàn)故障時(shí)仍能夠觀察儲(chǔ)罐液位[3]。

3.3 液氨儲(chǔ)存裝置控制系統(tǒng)的選擇

氨站的控制系統(tǒng)應(yīng)該采用DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)。對(duì)于新建的大型氨站，還應(yīng)該按照國家規(guī)定安裝SIS安全儀表系統(tǒng)。

4 大型氨站的液氨儲(chǔ)存安全設(shè)計(jì)和管理

4.1 大型氨站液氨儲(chǔ)存的安全設(shè)計(jì)

在大型氨站設(shè)計(jì)中，儲(chǔ)罐區(qū)應(yīng)該設(shè)置符合標(biāo)準(zhǔn)防火堤或圍墻。氨站的大型儲(chǔ)罐應(yīng)該安裝避雷針、風(fēng)向標(biāo)，圍堰進(jìn)口處應(yīng)安裝靜電釋放裝置，在儲(chǔ)罐區(qū)還應(yīng)安裝洗眼器等應(yīng)急設(shè)施。大型氨儲(chǔ)存區(qū)還應(yīng)設(shè)置有放空吸收系統(tǒng)和氮?dú)獯祾呦到y(tǒng)。

按照《AQ 3035-2010危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源安全監(jiān)控通用技術(shù)規(guī)范》等相關(guān)規(guī)范的規(guī)定，在液氨接卸、儲(chǔ)存和輸送裝置區(qū)域內(nèi)應(yīng)設(shè)置漏氨檢測報(bào)警系統(tǒng)。漏氨檢測報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)在現(xiàn)場設(shè)置聲光警報(bào)，同時(shí)報(bào)警信息還應(yīng)該在控制室內(nèi)實(shí)現(xiàn)集中顯示和保存，報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置二級(jí)報(bào)警系統(tǒng)。

4.2 大型氨站液氨儲(chǔ)存的安全管理

在安全管理方面，儲(chǔ)氨裝置區(qū)作為重大危險(xiǎn)源，應(yīng)該在省級(jí)安全監(jiān)督管理部門備案，企業(yè)應(yīng)該完成安全標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，并通過驗(yàn)收。氨屬于國家安監(jiān)總局 “兩重點(diǎn)一重大”中規(guī)定的危險(xiǎn)化學(xué)品。因此，操作人員應(yīng)該執(zhí)行定時(shí)巡檢制度，其時(shí)間間隔不超過1小時(shí)，裝置區(qū)域內(nèi)還應(yīng)該設(shè)置視頻監(jiān)控裝置，以便于操作人員在控制室內(nèi)實(shí)現(xiàn)不間斷巡檢。

4.3 氨泄漏事故發(fā)生時(shí)的應(yīng)急處置

大型氨站企業(yè)應(yīng)該建立完善的安全操作規(guī)程、規(guī)章制度和應(yīng)急預(yù)案，每年進(jìn)行一次培訓(xùn)。氨站現(xiàn)場處置預(yù)案應(yīng)該每年至少演練兩次。大型氨站操作室應(yīng)該配備足夠的過濾式防毒面罩，還應(yīng)該配備防氨服和空氣呼吸器，并對(duì)操作人員進(jìn)行使用方面的培訓(xùn)，使其能夠熟練掌握這些防護(hù)用品的使用方法。

當(dāng)液氨泄漏事故發(fā)生后，現(xiàn)場操作人員應(yīng)快速及時(shí)地進(jìn)行現(xiàn)場處置，第一時(shí)間切斷泄漏源，并采取疏散、警戒等措施，防止事故擴(kuò)大。

5 結(jié)語

綜上所述，本研究簡單針對(duì)大型氨站的液氨儲(chǔ)存的工藝方案的選擇和優(yōu)化進(jìn)行簡要分析。筆者認(rèn)為在對(duì)議案進(jìn)行儲(chǔ)存的時(shí)候，應(yīng)該提升氨站整體工作人員的素質(zhì)和水平，在進(jìn)行氨站設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，要嚴(yán)格落實(shí)相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，落實(shí)安全措施，防止相關(guān)事故的發(fā)生。

【參考文獻(xiàn)】

【1】翟俊紅.淺談選擇液氨管道與閥門材質(zhì)的安全問題[J].氮肥技術(shù)，2015（02）：2.

【2】許英鵬.談液氨儲(chǔ)罐區(qū)的安全運(yùn)行[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2013（04）：3.

【3】張俊，孫洪雁，史立新.球形儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題[J].油氣田地面工程，2010（08）：2.