合成氨廠液氨泄漏擴(kuò)散危險區(qū)域分析研究

徐彬

摘 要：作為無機化合物的重要類型而言，液氨具有較高的擴(kuò)散風(fēng)險以及泄漏風(fēng)險。在現(xiàn)階段的化工生產(chǎn)領(lǐng)域中，液氨仍然屬于不可缺少的化工生產(chǎn)材料。合成氨廠的操作人員如果未能做到謹(jǐn)慎運輸以及存儲液氨，那么很容易出現(xiàn)擴(kuò)散與泄漏液氨的現(xiàn)象。在情況嚴(yán)重時，泄漏與擴(kuò)散的液氨物質(zhì)還會給操作人員自身的安全帶來直接傷害，造成顯著的不良后果。因此，合成氨廠需要明確劃定液氨擴(kuò)散與泄漏的危險區(qū)域，設(shè)立警示標(biāo)識用于提醒工廠操作人員對其予以格外的注意。

關(guān)鍵詞：合成氨廠;液氨泄漏擴(kuò)散;危險區(qū)域

合成氨廠具有風(fēng)險程度很高的化工生產(chǎn)環(huán)境，其中典型的危險化學(xué)物質(zhì)就包含液氨。液態(tài)氨一旦產(chǎn)生了泄漏，則會明顯加快液氨擴(kuò)散的速度，導(dǎo)致液氨蔓延至較大的周邊區(qū)域[1]。在此種情況下，未能被及時察覺的泄漏液氨將會引發(fā)爆炸或者造成其他的危險后果。并且，遇到明火的液態(tài)氨也會在短時間內(nèi)被引燃，從而導(dǎo)致程度比較嚴(yán)重的合成氨廠爆炸事故或者中毒事故。為了杜絕以上的化工生產(chǎn)事故，那么作為合成氨廠必須做到密切關(guān)注運輸、儲存以及生產(chǎn)液氨的各個環(huán)節(jié)風(fēng)險，通過運用劃定廠內(nèi)危險區(qū)域的做法來消除安全隱患，妥善管理毒性較強的液氨。

1 液氨的泄漏擴(kuò)散風(fēng)險

從化學(xué)物質(zhì)特性的角度講，氨氣本身帶有惡臭的刺激性氣味，并且不帶有顏色。液氨的沸點是零下33.5℃，熔點是零下77.7℃，因此氨氣極易轉(zhuǎn)化成液態(tài)氨。儲存氨氣的容器如果混入了外界的空氣成分，遇到點火源那將會出現(xiàn)突發(fā)性的氨氣爆炸事故。并且在高熱或者存在明火隱患的環(huán)境中，氨氣也可能突然產(chǎn)生爆炸的現(xiàn)象[2]。氨氣以及液態(tài)氨都帶有較強的化學(xué)毒性，其能夠腐蝕并且刺激呼吸系統(tǒng)。如果氨氣已經(jīng)達(dá)到較高的氣體濃度，那么人體神經(jīng)系統(tǒng)就會因此而遭受威脅，造成呼吸困難與心跳驟停的情況。此外，液氨還會灼傷皮膚與眼部，帶來十分顯著的人身傷害后果。

通常情況下，合成氨廠都會選擇具有較大體積與容積的專門儲罐用于儲存液氨，此類存儲設(shè)備很可能達(dá)到1000m3的體積。由于受到較大的容器體積影響，進(jìn)而導(dǎo)致存儲液氨的大型容器存在較大可能出現(xiàn)裂縫、雷擊事故、罐體腐蝕、罐體出現(xiàn)小孔以及其他的質(zhì)量安全風(fēng)險。液氨的存儲容器一旦出現(xiàn)以上的各種安全風(fēng)險，那么附近人員將會由于吸入濃度過高的氨氣從而造成人員中毒。并且，未經(jīng)嚴(yán)格控制的液態(tài)氨還會由于明火隱患的存在，從而造成儲罐爆炸的現(xiàn)象，直接威脅廠內(nèi)的操作人員安全與健康。

液態(tài)氨構(gòu)成了現(xiàn)階段化工生產(chǎn)不可缺少的關(guān)鍵化工材料，但是與此同時，液氨本身具有明顯的人身安全威脅。在此前提下，合成氨廠如果未能做到嚴(yán)格限定液氨運輸以及液氨儲存的條件，那么很易造成液氨燃燒或者爆炸的后果。依照現(xiàn)行的有害因素接觸限度數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)，合成氨廠必須控制于20mg/m3以下的時間加權(quán)平均氨氣濃度，并且限定于30mg/m3以內(nèi)的短時間人員接觸濃度氨氣。合成氨廠只有做到了嚴(yán)格管控液氨生產(chǎn)操作的各個基本流程，才能充分保障液氨合成過程的安全性，對于液態(tài)氨產(chǎn)生擴(kuò)散的隱患予以徹底的消除。

2 合成氨廠劃定液氨泄漏擴(kuò)散區(qū)域的具體要點

2.1 運用模擬軟件來分析液氨泄漏風(fēng)險

與人工進(jìn)行液氨泄漏分析的傳統(tǒng)方式相比，建立在專門軟件分析基礎(chǔ)上的液氨泄漏分析數(shù)據(jù)可以達(dá)到更為精確的程度，并且有效杜絕了液氨泄漏分析的誤差。具體在分析液氨生產(chǎn)操作風(fēng)險的實踐過程中，技術(shù)人員首先需要將運輸液氨以及存儲液氨的設(shè)備參數(shù)、生產(chǎn)工藝參數(shù)與目前的氣象參數(shù)輸入模擬軟件，然后點擊選擇液氨泄漏的不同場景。例如，技術(shù)人員可以點擊選擇存儲設(shè)備存在微小孔洞、管線連接斷裂或者液氨儲罐炸裂的多種模擬事故場景，從而運用軟件計算的方式來獲得火災(zāi)事故、毒害事故與爆炸事故可能波及的周邊區(qū)域范圍[3]。

具體在輸入相關(guān)的液氨風(fēng)險參數(shù)時，正確進(jìn)行模擬參數(shù)數(shù)值輸入的關(guān)鍵在于判斷目前的外界大氣流動速度，并且將大氣流動程度劃分為比較穩(wěn)定、十分穩(wěn)定以及不穩(wěn)定的三個不同指標(biāo)層次，據(jù)此設(shè)置液氨泄漏的時間長度（通常為20min或者10min）。此外，技術(shù)人員還需要運用估測的方式得出泄漏液氨的存儲容器孔徑，據(jù)此劃分為中等直徑長度、小直徑長度以及大直徑長度的三個不同層次，然后計算出液氨擴(kuò)散的覆蓋區(qū)域以及擴(kuò)散氣體的濃度。

2.2 合理劃定液氨泄漏與液氨擴(kuò)散的區(qū)域

液氨在滲出儲罐容器的前提下，混入空氣中的氨氣將會迅速出現(xiàn)擴(kuò)散，并且通常都會達(dá)到較快的液氨蔓延擴(kuò)散速度。技術(shù)人員通過運用上述的軟件模擬計算方式，應(yīng)當(dāng)能夠歸納得出當(dāng)?shù)氐拇髿夥€(wěn)定程度、目前風(fēng)力速度以及容器儲罐孔徑導(dǎo)致的液氨擴(kuò)散影響，據(jù)此給出劃定液氨風(fēng)險區(qū)域的科學(xué)數(shù)據(jù)支撐。例如在計算液氨擴(kuò)散的覆蓋面積時，主要應(yīng)當(dāng)參照當(dāng)前的大氣穩(wěn)定度來進(jìn)行計算，運用軟件評估的方式來推測空氣層的對流程度以及大氣穩(wěn)定程度帶來的物質(zhì)擴(kuò)散影響，估測上述影響是否會波及特定區(qū)域內(nèi)的操作人員。

相比于人工進(jìn)行液氨泄漏風(fēng)險計算的方式而言，借助信息化軟件來進(jìn)行液氨泄漏風(fēng)險描述的做法更加能夠保證精確的液氨風(fēng)險區(qū)域劃定，便于廠內(nèi)的生產(chǎn)操作人員對其進(jìn)行直觀的掌握，增強了合成氨廠日常生產(chǎn)的安全保障。

3 全面防控液氨的安全風(fēng)險

作為危險程度較高的化工生產(chǎn)原料來講，液態(tài)氨本身帶有毒性，并且易于發(fā)生爆炸現(xiàn)象以及燃燒現(xiàn)象。在此前提下，全面防控液氨泄漏的隱患構(gòu)成了合成氨廠實施日常生產(chǎn)隱患防控的基本要點。具體在防控液氨安全風(fēng)險的實踐中，技術(shù)人員對于當(dāng)前環(huán)境的大氣穩(wěn)定程度、當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)速特征、大氣溫度以及液氨泄漏孔徑等各項要素都應(yīng)做到綜合予以分析，進(jìn)而推測出液氨發(fā)生擴(kuò)散與泄漏的潛在安全隱患嚴(yán)重程度。通過運用以上的綜合分析做法，可以判斷出泄漏液氨的容器孔徑以及目前的大氣風(fēng)速都會直接關(guān)系到液氨擴(kuò)散的覆蓋區(qū)域。并且，當(dāng)前的大氣穩(wěn)定程度如果較高，那么也會促成泄漏液氨面積的明顯擴(kuò)大現(xiàn)象。除此以外，現(xiàn)階段的大氣環(huán)境溫度并不會顯著影響到液氨泄漏的覆蓋范圍。

由此可知，液氨泄漏事故是否具有較強的人身威脅性，直接決定于合成氨廠所處區(qū)域的大氣穩(wěn)定性、當(dāng)前風(fēng)速以及其他的相關(guān)氣象條件。對于泄漏液氨的安全風(fēng)險如果要予以切實的避免，那么作為合成氨廠的相關(guān)技術(shù)人員必須借助信息科技手段來構(gòu)建液氨擴(kuò)散模型，運用模型分析的方式來防控液氨擴(kuò)散與液氨泄漏導(dǎo)致的安全威脅。同時，技術(shù)人員對于實時性的氣象資料數(shù)據(jù)也要做到全面予以收集，據(jù)此提供防控液氨泄漏的重要決策支撐[4]。

近些年以來，很多的合成氨廠正在不斷嘗試構(gòu)建該領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫，運用模擬軟件的方式來監(jiān)管液氨泄漏隱患。廠內(nèi)的相關(guān)負(fù)責(zé)人員對于儲存液氨的裝置與設(shè)備需要做到經(jīng)常予以檢測，切實增強管理與檢測液氨存儲容器的力度，通過實施提前防控的舉措來保障合成氨生產(chǎn)操作的安全性。

4 結(jié)束語

經(jīng)過分析可見，劃定危險區(qū)域的做法可以幫助合成氨廠的工作人員正確識別液氨的運輸與貯存安全威脅，確保廠內(nèi)的工作人員能做到自覺遠(yuǎn)離液氨危險區(qū)域，充分保障自身的化工操作安全。具體在防控液氨擴(kuò)散泄漏事故的實踐過程中，基本要點在于杜絕液氨儲罐、液氨運輸車以及其他重點區(qū)域的液氨泄漏風(fēng)險。同時，作為廠內(nèi)的操作技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)佩戴必要的安全防護(hù)用品，禁止隨意接觸液氨的儲存容器，如此才能達(dá)到保證合成氨廠實現(xiàn)安全生產(chǎn)的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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