大型氨站液氨储存工艺的选择和优化

张洪江

【摘 要】液氨属于国家危险化学品目录中规定的危险化学品，因此，在建设大型氨站时要确保接卸、储存和输送等装置的安全。合理的工艺方案能够在很大程度上保证液氨储存的安全，避免氨泄漏等事故的发生。论文主要分析大型氨站液氨储存工艺的选择及简要探讨工艺方案优化。

【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.

【关键词】大型氨站；液氨储存；工艺选择

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

【中图分类号】TQ086.5+2 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）05-0143-02

1 引言

氨学名合成氨，分子式NH3，是一种十分重要的化工原料，在硝酸、铵盐、尿素等化肥以及医药、农药的生产中被广泛应用。由于氨具有毒性和可燃性，且在常温常压下很快就会汽化成气氨飘散在空气中，因此，液氨的泄漏经常会造成人员中毒、火灾等事故。加深对液氨性质、危险性和储存条件等方面的了解，对于大型液氨储存工艺的选择是十分重要的。

2 国家规范和标准中关于大型氨站的相关要求

按照《危险化学品重大危险源辨识》GB18218-2009的分类，绝大多数企業的大型氨站都已经构成危险化学品重大危险源。因此，对于大型氨站的设计和安全管理应该遵守国家关于重大危险源的相关规定和标准。

近些年来，我国陆续修订和颁布了一些规范和标准，在新规范中，明确地将氨列入了有毒气体行列之中，因此在进行大型氨站的设计、建造和运行过程中，必须充分考虑液氨的毒性以及火灾危险性[1]。

3 大型氨站液氨储存工艺方案的选择和优化

3.1 槽车氨卸车工艺的选择

目前国内液氨的运输和卸车主要是采用汽车槽车和火车槽车两种方式。对于汽车或火车运输的液氨，最常用的卸氨工艺是利用卸氨压缩机，将液氨储罐上部气相空间的气氨抽出来，加压后输送到槽车上部气相空间，从而在槽车与储罐之间形成一定的压差，一般是0.3MPa，利用这个压差将槽车的液氨输送到储罐中。能够接收槽车液氨的储罐应该设计为常温中压储罐，以便于能够大流量接收槽车氨。在卸车过程中严格控制卸车压力、储罐液位等工艺指标，防止出现超压情况，从而保证卸车安全[2]。

液氨在装卸车的过程中，必须要选择采用刚性且密闭良好的卸车机械臂，禁止使用金属软管。

3.2 液氨储存工艺的选择

液氨的存储一般分为低温常压和常温中压两种方式。常温中压存储装置一般情况下设计温度是常温，设计压力一般在1.6MPa至2.5MPa之间，这种储存工艺的特点是一次性设备投资较大，但存储期间设备运行费用非常低，因此适应于对于存储量较小的企业；低温常压储罐设计温度一般为-33℃，设计压力在4KPa至10KPa之间，这种储存工艺的特点是一次性设备投资较小，但是存储期间设备运行费用较大，因此，存储量较大的企业一般都采用低温常压储存工艺。而一些冷冻厂、食品厂等制冷站由于液氨储存量较小，一般都选择常温中压储存工艺。

当一个氨站设计既有中压储罐，又有常压储罐时，这两种储罐应该分开设置。大型氨站中设置的低温常压或低温低压储罐，由于吸收空气中的热量，会导致罐内液氨不断汽化，造成低温储罐压力上升。因此，应该同时设置氨制冷系统，该系统可以将低温储罐中的气氨抽出来，通过加压、冷凝、深冷等工序后，再将低温液氨送回储罐，从而维持储罐压力在允许范围内。液氨储罐区内应该设置备用罐，以便于在某个储罐发生泄漏时，能够有足够的储存空间进行倒罐。

近几年来，在液氨输送泵的选择上，越来越多的国内企业开始使用屏蔽泵来完成液氨的输送。屏蔽泵和以前的常规离心泵相比，具有不易泄漏、维修量少等优点。液氨罐区所需要的卸车设备和输送设备都应该设置在罐区围堰外侧。

与液氨储罐相连接的进出口管线根部阀应该采用双阀设计。液氨储罐的安全阀应该设置两套，保证在其中一套检修校验时仍有可用的安全阀。为防止出现超设计正压和设计负压，常压大型液氨储罐应设置两套呼吸阀，当储罐超正压时，呼吸阀能够将罐内压力泄到罐外；当储罐超负压时，呼吸阀还能够将少量空气吸入罐内，从而保证储罐的安全。

液氨的接卸和储存装置区应该设计为敞开环境或半封闭环境，以便于减小氨泄漏时的事故危害。常温液氨储罐在使用过程中，安全存储量不能超过最大设计容量的85%，每个储罐均应安装两套液位计，以便在其中一套出现故障时仍能够观察储罐液位[3]。

3.3 液氨储存装置控制系统的选择

氨站的控制系统应该采用DCS自动控制系统。对于新建的大型氨站，还应该按照国家规定安装SIS安全仪表系统。

4 大型氨站的液氨储存安全设計和管理

4.1 大型氨站液氨储存的安全设计

在大型氨站设计中，储罐区应该设置符合标准防火堤或围墙。氨站的大型储罐应该安装避雷针、风向标，围堰进口处应安装静电释放装置，在储罐区还应安装洗眼器等应急设施。大型氨储存区还应设置有放空吸收系统和氮气吹扫系统。

按照《AQ 3035-2010危险化学品重大危险源安全监控通用技术规范》等相关规范的规定，在液氨接卸、储存和输送装置区域内应设置漏氨检测报警系统。漏氨检测报警系统应在现场设置声光警报，同时报警信息还应该在控制室内实现集中显示和保存，报警系统应设置二级报警系统。

4.2 大型氨站液氨储存的安全管理

在安全管理方面，储氨装置区作为重大危险源，应该在省级安全监督管理部门备案，企业应该完成安全标准化建设，并通过验收。氨属于国家安监总局 “两重点一重大”中规定的危险化学品。因此，操作人员应该执行定时巡检制度，其时间间隔不超过1小时，装置区域内还应该设置视频监控装置，以便于操作人员在控制室内实现不间断巡检。

4.3 氨泄漏事故发生时的应急处置

大型氨站企业应该建立完善的安全操作规程、规章制度和应急预案，每年进行一次培训。氨站现场处置预案应该每年至少演练两次。大型氨站操作室应该配备足够的过滤式防毒面罩，还应该配备防氨服和空气呼吸器，并对操作人员进行使用方面的培训，使其能够熟练掌握这些防护用品的使用方法。

当液氨泄漏事故发生后，现场操作人员应快速及时地进行现场处置，第一时间切断泄漏源，并采取疏散、警戒等措施，防止事故扩大。

5 结语

综上所述，本研究简单针对大型氨站的液氨储存的工艺方案的选择和优化进行简要分析。笔者认为在对议案进行储存的时候，应该提升氨站整体工作人员的素质和水平，在进行氨站设计过程当中，要严格落实相关的规范和标准，落实安全措施，防止相关事故的发生。

【参考文献】

【1】翟俊红.浅谈选择液氨管道与阀门材质的安全问题[J].氮肥技术，2015（02）：2.

【2】许英鹏.谈液氨储罐区的安全运行[J].企业科技与发展，2013（04）：3.

【3】张俊，孙洪雁，史立新.球形储罐设计应注意的问题[J].油气田地面工程，2010（08）：2.