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硝酸銨的危險特性和發(fā)達(dá)國家對于硝酸銨儲存的規(guī)定|美國篇

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2015年8月12日,天津港危險化學(xué)品大爆炸,2020年8月4日,黎巴嫩首都貝魯特港口發(fā)生大規(guī)模爆炸。這些爆炸給企業(yè)和社會帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)和人員損失,也給化工行業(yè)一個關(guān)于化學(xué)危險品風(fēng)險辨識及管理的警示。

硝酸銨不僅是天津大爆炸和貝魯特港口爆炸的罪魁禍?zhǔn)?,它還曾在世界各地導(dǎo)致了數(shù)十起慘重的爆炸事故。由硝酸銨引起的爆炸事故的共同特點是:都發(fā)生在人口和財產(chǎn)密集的地區(qū),對周邊財產(chǎn)和人員造成的損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于事故企業(yè)本身的損失。
當(dāng)下,我國化工行業(yè)產(chǎn)值已經(jīng)占到世界的40%,居世界第一位,大量新工藝新業(yè)態(tài)不斷涌現(xiàn),給化工和危險化學(xué)品安全生產(chǎn)帶來了新的問題和挑戰(zhàn)。涉及危化品的港口、碼頭、倉庫、堆場和危化品運輸車、運輸船等也大量存在,安全風(fēng)險不斷增加,重特大事故和各類爆炸事故嚴(yán)重沖擊了人民群眾的安全感,而黎巴嫩貝魯特重大爆炸事件,則再次給我們敲響了警鐘。
為了學(xué)習(xí)借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗,強化硝酸銨安全管控,外企專家組總結(jié)了各國硝酸銨安全儲存和使用的相關(guān)規(guī)定,供大家學(xué)習(xí)參考。

硝酸銨的危險特性

1
理化性質(zhì)

硝酸銨(NH4NO3)是一種銨鹽化合物,室溫狀態(tài)下呈無色無臭的透明晶體或呈白色的晶體狀,極易溶于水,易吸濕,容易結(jié)塊,溶解時會吸收大量熱。

硝酸銨的用途廣泛,主要用作肥料及工業(yè)用和軍用炸藥。

作為化肥,硝酸銨為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供氮源,有著不可替代的作用,作為炸藥,在礦山行業(yè)廣泛使用,大量存儲。

2
火災(zāi)危險

硝酸銨本身不燃燒,但硝酸銨有一個潛在的致命缺點:這種化合物被認(rèn)為是一種氧化劑,即在原子水平上,它會在化學(xué)反應(yīng)中讓其他物質(zhì)失去電子。從更實際的意義上說,這意味著它可以通過增加氧氣,促進(jìn)火災(zāi)的發(fā)生并加劇可燃材料的火災(zāi)。

當(dāng)接觸到破布、木制物品和衣物時,溶液會引發(fā)火災(zāi)。據(jù)了解,其他含有硝酸銨的可燃材料放在熱表面時會自燃。類似地,被油或可燃物污染的產(chǎn)品在熱的時候會引發(fā)火災(zāi)。

由于現(xiàn)場提供氧氣,涉及硝酸銨的火災(zāi)不能通過防止空氣進(jìn)入來撲滅。

3
爆炸危險

通常情況下,硝酸銨性質(zhì)穩(wěn)定,不易引爆。但是在高溫、高壓和有還原劑存在的情況下會發(fā)生爆炸。

不過,硝酸銨其實非常鈍感,在常溫常壓下,它對打擊、碰撞、摩擦都不敏感,但是如果溫度升高,它發(fā)生爆炸的可能性也越來越高。如果環(huán)境受限,這些熱量和氣體不能快速釋放,溫度和壓力就會驟然攀升,硝酸銨加速分解而導(dǎo)致爆炸。此外,如果混有燃料(如油)或者吸潮結(jié)塊,遇到火災(zāi)時可能發(fā)生爆轟。特別需要注意的是,硝酸銨如果長期在通風(fēng)不良的場所儲存,它自己也會發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生熱量,導(dǎo)致溫度升高、燃燒,從而引發(fā)爆炸。

4
分解危險

固體硝酸銨在110℃開始分解,當(dāng)溫度達(dá)到170℃時,硝酸銨開始融化并分解,產(chǎn)生氨氣、氮氧化物等有毒氣體,其中氮氧化物支持燃燒。230℃以上時分解加速,400℃以上時劇烈分解、發(fā)生爆炸。所以企業(yè)必須將硝酸銨的風(fēng)險管理視為重中之重。

而貝魯特事件中,爆炸后升空的橙色蘑菇云,就是硝酸鹽爆炸后形成的有毒二氧化氮氣體。



美國:硝酸銨生產(chǎn)和倉儲企業(yè)的風(fēng)險控制

(1)加工時的其他危險:避免在密閉空間加熱炸藥。任何建議用途應(yīng)徹底評估該產(chǎn)品在高溫過程中的性能,以確保建立和維持安全的操作條件。
(2)在與預(yù)期用途有關(guān)的爆炸性工藝設(shè)備、儲存區(qū)域或容器上進(jìn)行動火作業(yè)時,必須采用符合29 CFR 1910.252 OSHA要求的“動火作業(yè)”計劃。
(3)衛(wèi)生措施:按照良好的工業(yè)衛(wèi)生和安全程序進(jìn)行處理。在進(jìn)食、飲水或吸煙前以及下班時,用肥皂和水清洗雙手和其他暴露區(qū)域。被污染的衣服在重新使用前要洗干凈。
(4)安全儲存條件:包括任何不相容性,避免被可燃或易燃材料污染,強酸、強堿、強氧化劑、還原劑、氯化化合物、銅(青銅和黃銅等任何合金)、金屬粉末和過氧化物。
(5)技術(shù)措施:可能對金屬有腐蝕性。禁止吸煙、明火和未經(jīng)授權(quán)的火花或產(chǎn)生火焰的裝置。
(6)儲存條件:儲存區(qū)域應(yīng)由接受過培訓(xùn)的人員定期檢查,以識別潛在危險,并確保所有安全和安??刂拼胧┑玫秸_實施。所有炸藥儲存場所必須符合ATF、OSHA或NRCAN法規(guī)。
(7)包裝特殊規(guī)定:包裝符合USDOT或NRCAN法規(guī)。
2013年4月17日,美國得克薩斯州韋斯特市硝酸銨化肥倉庫發(fā)生爆炸。事故共造成包括13名消防員在內(nèi)的15 人死亡,260多人受傷。美國化學(xué)品安全委員會(CSB)在調(diào)查報告中明確指出:“在火災(zāi)情況下,硝酸銨表現(xiàn)出三種主要的危害:火勢不可控制、分解產(chǎn)生有毒氣體以及爆炸”。根據(jù)事故調(diào)查結(jié)果,美國化學(xué)品安全委員會(CSB)對美國消防協(xié)會(NFPA)提出了一系列改進(jìn)建議,NFPA隨后根據(jù)建議在2015年中發(fā)布更新了“NFPA 400,危險物品防火標(biāo)準(zhǔn),2016版”。其中重大更新包括:
(1)倉庫建筑必須使用不可燃材料;
(2)必須設(shè)置火災(zāi)煙霧報警系統(tǒng)并連鎖自動噴淋系統(tǒng),必須使用水基滅火器滅火;
(3)如果不能撲滅初起火災(zāi),應(yīng)立即組織1英里(1.6公里)以內(nèi)人員,包括消防隊員,緊急疏散;
當(dāng)然所有這些更新首先都是基于避免將硝酸銨置于高溫火災(zāi)環(huán)境中的前提。其它的主要風(fēng)險控制措施還包括:
(1)不可與其它可能發(fā)生爆炸的物料存放于同一倉庫;
(2)如果與其它可燃物置于同一倉庫,必須存儲于不同房間并以防火墻隔離;
(3)保持倉庫通風(fēng)良好;
(4)嚴(yán)格保持倉庫內(nèi)清潔,任何泄漏必須立即清理,嚴(yán)格避免硝酸銨被其它可燃物污染;
(5)通報當(dāng)?shù)叵啦块T有硝酸銨存儲;
(6)倉庫必須控制人員進(jìn)入,只有許可人員可以出入。

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8月21日,國務(wù)院安委辦、應(yīng)急管理部召開關(guān)于深入開展硝酸銨生產(chǎn)企業(yè)和港口堆場重大風(fēng)險排查工作視頻調(diào)度推進(jìn)會。會議指出,為深刻汲取黎巴嫩貝魯特“8·4”爆炸事件教訓(xùn),國務(wù)院安委辦和應(yīng)急管理部迅速行動,立即部署開展全國?;穬Υ姘踩珜m棛z查整治,組織6個檢查組,赴11個重點省份和4個重點港口開展明查暗訪。各地高度重視,積極行動,8月7日至17日,第一輪專項檢查期間,全國共派出3048個檢查組、10146人(次),排查相關(guān)企業(yè)8895家,發(fā)現(xiàn)隱患問題22295項,其中重大隱患59項,停產(chǎn)停業(yè)整頓企業(yè)42家,提請關(guān)閉企業(yè)4家。檢查發(fā)現(xiàn),硝酸銨安全存在部分企業(yè)儲存量明顯偏大、硝酸銨庫房設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不高、硝酸銨包裝上的危險特性不規(guī)范不完整、硝酸銨運輸環(huán)節(jié)不規(guī)范與不通暢、硝酸銨儲存場所管理標(biāo)準(zhǔn)不一致等主要問題。會議強調(diào),為將?;穬Υ姘踩珜m椪瓮葡蛏钊?,進(jìn)一步精準(zhǔn)治理,防控重大風(fēng)險,國務(wù)院安委辦決定開展第二輪硝酸銨生產(chǎn)企業(yè)和爆炸性重點管控化學(xué)品港口貨場重大風(fēng)險隱患“全覆蓋”排查。專項檢查范圍包括正在生產(chǎn)和已停產(chǎn)的硝酸銨生產(chǎn)企業(yè)及涉及爆炸性危險貨物作業(yè)的港口,工作分為企業(yè)自查、省級核實和國務(wù)院安委辦核查三個階段。對生產(chǎn)企業(yè)和相關(guān)港口按照“一企一策”的原則,逐一制定方案,形成風(fēng)險隱患和制度措施兩個清單,由地方政府推動落實。




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