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液氨的特性及相关设计规范及要求

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液氨的特性及相关设计规范及要求
一、液氨特性【1】
标识：分子式：NH3，分子量：17.03，UN编号【2】：1005，CAS号【2】：7664-41-7，，CN号：23003。
1、理化特性【1】
主要成分：纯品
外观与性状：无色、有刺激性恶臭的气体。
液氨为无色液体，有强烈刺激性气味，极易气化为气氨。
熔点（℃）：-77.7（标态），
沸点（℃）：-33.5（标态），
引燃温度(℃):651
相对密度（水=1）：0.82(-79℃)
相对蒸气密度(空气=1)：0.6
饱和蒸气压(kPa)：506.62(4.7℃))
临界温度：-132.5℃，
临界压力（mpa）：11.4，
闪点:无意义
爆炸上限%(V/V)：27.4
爆炸下限%(V/V)：15.7
溶解性：易溶于水、乙醇、乙醚。
主要用途：用作致冷剂及制取铵盐和氮肥。
2、危险性概述
健康危害【1】：低浓度氨对粘膜有刺激作用，高浓度可造成组织溶解坏死。 急性中毒：轻度者出现流泪、咽痛、声音嘶哑、咳嗽、咯痰等；眼结膜、鼻粘膜、咽部充血、水肿；胸部 X线征象符合支气管炎或支气管周围炎。中度中毒上述症状加剧，出现呼吸困难、紫绀；胸部 X线征象符合肺炎或间质性肺炎。严重者可发生中毒性肺水肿，或有呼吸窘迫综合征，患者剧烈咳嗽、咯大量粉红色泡沫痰、呼吸窘迫、谵妄、昏迷、休克等。可发生喉头水肿或支气管粘膜坏死脱落窒息。高浓度氨可引起反射性呼吸停止。 液氨或高浓度氨可致眼灼伤；液氨可致皮肤灼伤。 
环境危害【1】：对环境有严重危害，对水体、土壤和大气可造成污染。
根据GB5044-85 《职业性接触毒物危害程度分级》，氨属于IV（轻度危害）。
急性毒性：吸入LC50 >20000 mg/m3;
经皮LD50>2500 mg/m3;
经口LD50>5000 mg/m3。
发病状况：迄今未见急性中毒，但有急性影响。
患病状况：无慢性中毒而有慢性影响。
后果：脱离接触后，自行恢复，无不良影响。
致癌性：无致癌性。
根据HG20660-2000《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》，氨属于中度危害的化学介质。

名称
英文
分子式
急性危害指标
最高许用浓度
慢性危害指标
定级
毒性
中毒状况
发病状况
中毒后果
致癌性

氨
Ammonia
NH3
低
低
低
中
低
低
中

对眼、粘膜或皮肤有刺激性，有烧伤危险【7】。
有毒，不燃烧【7】。
　有特殊的刺激性气味【7】。
危险性类别：第2.3类有毒气体[3]
接触限值【1】：
中国MAC(mg/m3):30
前苏联MAC(mg/m3):20
美国TLV-TWA:OHSA50ppm,34mg/m3;ACGIH25ppm,17mg/m3
美国TLV-STEL:ACGIH35ppm,24mg/m3
监测方法:纳氏试剂比色法
3、燃爆特性
氨与空气混合能形成爆炸性混合物[7]。
遇明火、高热会引起燃烧爆炸[7]。
受热后瓶内压力增大，有爆炸危险[7]。
与硫、磷等易燃物、有机物、还原剂混合，经摩擦、撞击有燃烧爆炸危险[7]。
爆炸上限%(V/V)：27.4[1]
爆炸下限%(V/V)：15.7[1]
与空气混合能形成爆炸性混合物。遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险[1]。
4、溶解性
氨在20℃水中溶解度34%,25℃时,在无水乙醇中溶解度10%,在甲醇中溶解度16%,溶于氯仿、乙醚,它是许多元素和化合物的良好溶剂。水溶液呈碱性，0.1N(当量浓度，相当于0.1mol/L)水溶液PH值为11.1。
5、腐蚀性
液态氨将侵蚀某些塑料制品,橡胶和涂层。
6、不能与下列物质共存【1】
卤素、酰基氯、酸类、氯仿、强氧化剂。
7、稳定性
稳定性：稳定
聚合危害：不聚合
避免接触的条件：烟火、高温热源
燃烧（分解）产物：氧化氮、氮[1]。
8、工程控制
容器严加密闭；提供充分的局部排风和全面通风；提供安全淋浴和洗眼设备。
9、防护【1】
呼吸系统防护：空气中浓度超标时，建议佩戴过滤式防毒面具（半面罩）；紧急事态抢救或撤离时，必须佩戴空气呼吸器。
眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。
身体防护：穿防氨渗防静电工作服。
手防护：戴橡胶耐酸碱手套。
其他防护：工作现场禁止吸烟、进食和饮水；工作完毕，淋浴更衣，保持良好的卫生习惯。
10、急救措施【1】
皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用大量清水或2%硼酸液彻底冲洗，然后立即就医。
眼睛接触：立即提眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟，立即就医。
吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处，保持呼吸道通畅；如呼吸困难，给输氧；如呼吸停止，立即进行人工呼吸；就医。
食入：立即就医；勿催吐。
11、消防措施【1】
预防措施：严禁烟火；配备全面罩过滤式防毒面具（或全面罩送风呼吸器）、全套自给式呼吸器（带有送风源、头盔、面罩）、护目镜、抗氨渗防护服（手套、围裙、足靴）、灭火器材、应急淋浴设施及眼药水；使用防爆型照明通风设备。
灭火剂：雾状水、抗溶性泡沫、二氧化碳、砂土。
灭火方法：消防人员必须穿全身防火防毒服，在上风向灭火；切断气源；若不能切断气源，则不允许熄灭泄漏处的火焰；喷水冷却容器，可能的情况下将容器从火场移至空旷处处理。
12、泄漏处理
个体防护及安全预防措施：氨浓度超标的场合，应穿戴全面罩过滤式面具（或全面罩送风呼吸器）、护目镜及抗氨渗防静电防护服（手套、围裙、足靴）；氨气浓度严重超标的场合，应穿戴全套自给式呼吸器（带有送风源）；配备应急淋浴设施及眼药水；储罐区最好设稀酸喷洒设施；使用防爆型的通风系统和设备；构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。
泄漏应急处理及消除方法【1】：现场通风，加速扩散；若气体在钢瓶内泄漏而无法堵漏时，将其移至安全区域修补或处理；若液体泄漏，可让其汽化，隔离泄漏现场；处理工作应于高处或上风处进行；应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿全身防护服；气体浓度过高时，应撤离现场；切断火源；建议尽可能切断泄漏源；迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并立即设150m隔离带，在下风处长1公里、宽0.4公里的范围内撤离所有人员；高浓度泄漏区，喷含盐酸的雾状水中和、稀释、溶解，然后抽排（室内）或强力通风（室外）；如有可能，将残余气或漏出气用排风机送至水洗塔或与塔相连的通风橱内；漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。
13、存储及卸料【1】
存储注意事项：谨防容器受损；本品适宜室外或单独存放，室内储存应置于阴凉、通风处；远离火种、热源、库温不宜超过30℃；避易燃物，与其他化学物品分开存放，切忌混储，尤其是各类氧化剂、次氯酸物、碘和酸、食用化学品；采用防爆型照明、通风设施；禁止使用易产生火花的机械设备和工具；储区应备有泄漏应急处理设备；配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备；设立适当的警告标志，限制无关人员进入。
卸料注意事项：卸氨人员需经过培训，熟悉并掌握卸氨规程，并严格遵守卸氨规程，做好个人防护。
14、废弃处置【1】
先用水稀释，再加盐酸中和，然后放入废水系统。
15、运输注意事项【1】
本品铁路运输时限使用耐压液化气企业自备罐车装运，装运前需报有关部门批准。采用刚瓶运输时必须戴好钢瓶上的安全帽。钢瓶一般平放，并应将瓶口朝同一方向，不可交叉；高度不得超过车辆的防护栏板，并用三角木垫卡牢，防止滚动。运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材。装运该物品的车辆排气管必须配备阻火装置，禁止使用易产生火花的机械设备和工具装卸。严禁与氧化剂、酸类、卤素、食用化学品等混装混运。夏季应早晚运输，防止日光曝晒。中途停留时应远离火种、热源。公路运输时要按规定路线行驶，禁止在居民区和人口稠密区停留。铁路运输时要禁止溜放。  
二、与液氨相关的国家标准及规范
（国务院令第344号）《危险化学品安全管理条例》
GB18218-2009《危险化学品重大危险源辨识》
GB6944-2005《危险货物分类和品名编号》
GB13690-1992 《常用危险化学品的分类及标志 》
GB12268-2005 《危险货物品名表》
GB190 《危险货物包装标志》
《危险化学品登记管理办法》
GB 15603-1995 《常用化学危险品贮存通则》
GB536-88 《液体无水氨》
中国物资出版社《化学危险品最新实用手册》
（2004年5月17日国家安全生产监督管理局发布）《危险化学品生产企业安全生产许可证实施办法》
GB16483-2000《危险化学品安全技术说明书编写规定》
三、脱硝氨区设计要求及注意事项
1、设计依据
1) 《建筑设计防火规范》GB50016-2006
2) 《工业企业总平面设计规范》GB50187-93
3) 《建筑抗震设计规范》GB50011-2001
4) 《建筑物防雷设计规范》GB50057-1994（2000年版）
5) 《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005
6) 《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-1992
7) 《消防安全标志设置要求》GB15630-95
8) 《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003
9) 《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008
10） 《中华人民共和国消防法》 1998年4月29日
11） 《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》SH3063-1999
12） 《石油化工储运系统罐区设计规范》SH3007-1999
13） 《火电厂烟气脱硝工程技术规范 选择性催化还原法》HJ562-2010
14） 《储罐区防火堤设计规范》GB50351-2005
15） 《流体输送用不锈钢无缝钢管》GB/T14976-2002
16） 《输送流体用无缝钢管》GB/T8163-1999
2、液氨储罐安全距离
根据《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008规定，第3.0.1条氨属于乙类危险可燃气体，可根据第5.2.1条 设备、建筑物平面布置的防火间距表，布置氨区设备防火距离，见下表。

3、液氨储罐
3.1体积计算方法：
根据《压力容器安全技术监察规程》，第6条，液氨储罐属于第三类压力容器。
第36条 盛装液化气体的压力容器设计储存量，应符合下列规定：
    1．介质为液化气体（含液化石油气）的固定式压力容器设计储存量，应按照下式计算： W=фVρt,可推出V= W/фρt.
式中W--储存量，t；ф--装量系数，一般取0.9，对容器容积经实际测定者，可取大于0.9，但不得大于0.95；V --压力容器的容积，m3；ρt--设计温度下的饱和液体密度，t/m3。
液氨储罐容量宜按照全厂脱硝系统设计工况下连续运行3d~5d（每天按24h）所需要的氨气用量来设计【5】。
3.2 液氨储罐间距【4】
甲、乙、丙类储罐成组布置时，组内储罐的单罐储量和总储量不应超过下表：
名称
单罐最大储量（m3）
一组罐最大储量（m3）
甲、乙类液体
200
1000
丙类液体
500
3000
3.3介质入口管接入要求：根据《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008中，第6.2.24条 储罐的进料管应从罐体下部接入；若必须从上部接入，应延伸至距容器底200mm处。
3.4液氨储罐间距要求：
满足以下《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008：
第6.2.8条 罐组内相邻可燃液体地上储罐的防火间距，不应小于表6.2.8的规定。
液体类别
储罐类型
固定储罐
浮顶、内浮顶罐
卧罐
≤1000m3
＞1000m3
甲B、乙类
0.75D
0.6D
0.4D
0.8m
丙A类
0.4D
丙B类
2m
5m
注：①表中D为相邻较大罐的直径，单罐容积大于1000m3的储罐取直径或高度的较大值。
3.5液氨储罐其他要求：
液氨储罐应设液位计、压力表和安全阀；低温压力储罐尚应设温度指示仪【6】。
液氨储罐应布置在还原剂区边缘的一侧，并应在明火或者散发火花地点的全年最小频率风向的上风侧，其装卸站应靠近道路（或铁路）【5】。
4、工艺管道布置要求
氨输送用管道应符合GB/T20801有关规定，所有可能与氨接触的管道、管件、阀门等部件均应严格禁铜。液氨管道上应设置安全阀，其设计应符合SH3007有关规定【5】。
氨气管道用材选定【5】：
名称
内部介质
压力条件
温度条件
注意事项
使用部位
用材
氨气管道
氨气、氨和空气混合气体
0.6~2.5MPa
环境温度~600℃
防漏；耐压强度
氨气注入管及氨和空气混合气体管道
压力管道用碳素钢钢管、热轧不锈钢钢板及钢带
氨存储设备及运输管道上应有氮气输入管道【5】。
工艺管道色标、识别符号、安全标示方法见《工业管道的基本识别色、识别符号和安全标示》GB7231-2003。
工艺管道保温、油漆要求见《火力发电厂保温油漆设计规程》DLT 5072-2007，特殊要求除外。
涂料颜色表
序号
管道、设备名称
面漆颜色
1
除盐水管道、除盐水箱
浅绿色
2
循环水、工业水管道
黑色
3
消防水管道
红色
4
空气管道
天蓝色
5
氮气管道
浅灰色
6
氨气管道
黄色
7
埋地管道
黑色
8
支吊架、平台扶梯
银灰色

设计中尽量选用无缝钢管，常用的标准如下：
a.碳素钢无缝钢管，材料：10、20、16Mn；引用标准《流体输送用无缝钢管》GB/T8163
b.不锈钢无缝钢管，材料：304、304L、316、316L、321等，引用标准《流体输送用不锈钢无缝钢管》GB/T14976.
常用压力管道配套体系
项目
大外径
小外径

GB系列
JB系列
HG系列
一般管道
GB/T17395
-
HG20553
管件
GB12459
GB/T13401
GB/T14383
GB/T14626
GB12459
GB/T13401
GB/T14383

HG/T21634
HG/T21635
HG/T21631
法兰
GB/T9112~9131
JB/T47~86
HG20592~20605
垫片
GB4622.1/2
JB/T87~90
HG20606~20612
紧固件
GB5780~5782
GB41
GB6170
GB5780~5782
GB41
GB6170
HG20613
HG20614

阀门
GB12232~12247
JB系列
JB系列
管道外防护参考《化工管道、设备外防腐设计规定》HG-T 20679-1990。

5、液氨、气氨流速选取
液氨、气氨流速选取详见HG/T20570.6-95表2.0.1中说明。
常用介质流速规定如下：

各介质流速规定
（HG/T20570)

氨气
m/s
8~15
P<0.3MPa表压

m/s
10~20
P<0.6MPa表压

m/s
3~8
P<2MPa表压
氮气
m/s
10~25

m/s
2~5
P=5~10MPa
蒸汽冷凝水
m/s
0.5~1.5

液氨
m/s
1.5~0.8
P<2MPa表压
排出废水
m/s
0.4~0.8

鼓风机吸入管
m/s
10~15

鼓风机排出管
m/s
15~20

饱和蒸汽
m/s
15~20
P<1MPa表压

6、氨区防火堤及隔堤设计要求
在《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008中第6.2 规定：
第6.2.11 罐组应设防火堤；
第6.2.12 防火堤及隔堤的有效容积应满足下列规定：
1、防火堤的有效容积不应小于罐组内1个最大储罐的容积。
第6.2.13 立式储罐至防火堤内堤脚线的距离不应小于罐壁高度的一半，卧式储罐至防火堤内堤脚线的距离不应小于3m。
第6.2.17
2卧式储罐防火堤的高度不应低于0.5m(以堤内设计地坪标高为准)。
7、安全保护要求
根据《重大危险源辨识》GB18218-2009，重大危险源物质辨识如下：
重大危险源临界量表
序号
类别
危险化学品名称和说明
临界量（T）
18
毒性气体
氨
10
根据华电工程集团有限公司规定，对于所建项目中涉及危险品必须上报工程管理部备案，危险源辨识报表样例如下。
危险化学品辨识（例表）
危险化学品名称
氨、液氨
数量
96.44t（分2个罐子装，每个罐子装48.22t）
类别
第2.3类有毒气体
CAS号：7664-41-7（无水）
CN编号：23003
UN编号：1005
存放地点
江苏省苏州市相城区望亭发电厂氨区
入库时间
2009年5月中旬

四、安全申报及使用许可证办理程序
根据《化学危险品管理条例》
第八条规定：
危险化学品生产、储存企业，必须具备下列条件：
（一） 有符合国家标准的生产工艺、设备或者储存方式、设施；
（二） 工厂、仓库的周边防护距离符合国家标准或者国家有关规定；
（三） 有符合生产或者储存需要的管理人员和技术人员；
（四） 有健全的安全管理制度；
（五） 符合法律、法规规定和国家标准要求的其他条件。
第九条规定：
设立剧毒化学品生产、储存企业和其他危险化学品生产、储存企业，应当分别向省、自治区、直辖市人民政府经济贸易管理部门和设区的市级人民政府负责化学危险品安全监督管理综合工作的部门提出申请，并提交下列文件：
（一） 可行性研究报告；
（二） 原料、中间产品、最终产品或者储存的危险化学品的燃点、自燃点、闪点、爆炸极限、毒性等理化性能指标；
（三） 包装、储存、运输的技术要求；
（四） 安全评价报告；
（五） 事故应急救援措施；
（六） 符合本条例第八条规定条件的证明文件。
省、自治区、直辖市人民政府经济贸易管理部门和设区的市级人民政府负责化学危险品安全监督管理综合工作的部门收到申请和提交的文件后，应当组织有关专家进行评审，提出审查意见后，报本级人民政府作出批准或者不予批准的决定。依据本级人民政府的决定，予以批准的，由省、自治区、直辖市人民政府经济贸易管理部门和设区的市级人民政府负责化学危险品安全监督管理综合工作的部门颁发批准书；不予以批准的，书面通知申请人。
申请人凭批准书向工商行政管理部门办理登记注册手续。

参考文献：
【1】：《氨 化学品安全技术说明书》 （MSDS说明书）；
【2】：《剧毒化学品目录》；
“CAS号”是指美国化学文摘社为一种化学物质指定的唯一索引编号。
“UN号”是指联合国危险货物运输专家委员会在《关于危险货物运输的建议书》（桔皮书）中对危险货物指定的编号。
《危险化学品名录》（2002版）
【3】：GB12268-2005 《危险货物品名表》；
【4】：GB50016-2006 《建筑设计防火规范》；
【5】：HJ562-2010 《火电厂烟气脱硝工程技术规范 选择性催化还原法》；
【6】：GB50160-2008《石油化工企业设计防火规范》
【7】：GB13690-1992 《常用危险化学品的分类及标志》

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