氨分解制氢课件

闪点(℃)：气体。低于0℃下闪点不确定；有时难以点燃 。 引燃温度(℃)： 651
爆炸下限[%(V/V)]： 15.7 爆炸上限[%(V/V)]： 27.4
溶解性：易溶于水、乙醇、乙醚。常温常压下1体积水可 溶解700倍体积氨。
氢的理化性质：
外观与性状：无色无臭气体。 熔点(℃)： -259.2 相对密度(水=1)： 0.07(-252℃) 沸点(℃)： -252.8 相对密度(空气=1)： 0.07 饱和蒸汽压(kPa)： 13.33(-257.9℃) 燃烧热(Kj/mol)： 241.0 临界温度(℃)： -240 临界压力(MPa)： 1.30 引燃温度(℃)： 400 爆炸下限[%(V/V)]： 4.1 爆炸上限[%(V/V)]： 74.1 最小点火能(mJ)： 0.019 最大爆炸压力(MPa)： 0.720 溶解性：不溶于水，不溶于乙醇、乙醚。
（2）事故原因分析：
1）直接原因：连接气瓶控制阀门的胶管未可靠固定受压后脱 落，造成液氨（液相）直接从气瓶内漏出（见下图6.2-1）， 由于漏出的是液相气体，瞬间大量气化Biblioteka Baidu在局部形成高浓 度气体积聚而使人员无法接近。
2）间接原因：
①使用普通胶管；
②连接方式不符合安全要求；
③气瓶放置位置不当，造成取用液氨气体为液相；
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生产过程中的危险、有害因素
1、火灾爆炸
氨分解制氢生产过程中存在的氢气火灾危险性分类为甲 类，氨的火灾危险性分类为乙类，这些物质与氧化剂接触 遇到火源时有发生火灾爆炸的危险，引火源包括明火、高 热、摩擦或撞击火花、电气火花、静电火花、雷电等。存 在氨（液氨）、氢气的设备、管道、阀门损坏或法兰连接 处密封不严造成氢气、氨气的泄漏；开停车过程中若设备 及管道未用惰性气体置换，或置换不合格；装置无防雷防 静电接地设施或设施有缺陷；操作人员进入作业场所穿化 纤衣物、带铁钉鞋或用钢质工具敲打设备；电气设施、电 缆电线出现过负荷、过电流、过热、漏电、短路等情形， 均有可能引发火灾、化学爆炸事故。
（2）在含氨气环境中作业应采用以下防护措施： ——根据不同作业环境配备相应的氨气检测仪及
防护装置，并落实人员管理，使氨气检测仪及 防护装置处于备用状态； ——作业环境应设立风向标； ——供气装置的空气压缩机应置于上风侧； ——进行检修和抢修作业时，应携带氨气检测仪 和正压式空气呼吸器。 （3）充装时，使用万向节管道充装系统，严防 超装。 【储存安全】 （1）储存于阴凉、通风的专用库房。远离火种、 热源。库房温度不宜超过 30℃。
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安全标准化
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事故案例
（1）事故经过 2010年7月24日，某公司氮化使用的液氨气体发生泄漏， 现场操作人员试图关闭液氨气瓶阀门，但刚接近泄漏区 域，即感到眼睛受到强烈刺激，无法呼吸，因此而无法 将仍在漏出液氨气体的气瓶阀门关闭，使得液氨继续向 外泄漏，情况万分危急，因为液氨气瓶所处位置是在生 产厂房内部，离泄漏点不足10米处便是热处理加热电炉， 连续产生明火，一旦泄漏的液氨气体达到爆炸浓度，遇 到明火便会发生剧烈爆炸，后果将不勘设想。这时，操 作人员便立即报告了公司领导，公司领导也试图进入现 场关闭阀门，无奈根本无法接近，见此情景，公司领导 立即拨打总公司消防队电话，并讲明了事态的情况，要 求携带空气呼吸器进行救援，三分钟之内，消防队赶到 现场，消防队员带上空气呼吸器进入泄漏现场实施关闭 阀门作业，但由于对阀门结构不熟悉而失败，便将空气 呼吸器由操作人员佩戴进入现场将气瓶阀门关闭，从而 制止了液氨气体的进一步泄漏，避免了一起重大爆炸事 故的发生。
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安全标准化
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安全技术措施
主要依据： 《液氨泄漏的处理处置方法》HGT 4686-2014 《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB 50058-2014 《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》
GB 50493-2009 《工作场所有毒气体检测报警装置设置规范》GBZT
223-2009 《重点监管的危险化学品名录》2013年版 《国务院安委会关于深入开展涉氨制冷企业液氨使 用专项治理的通知》
5、腐蚀
氨分解实在温度850℃～870℃，压力0.23MPa的 工艺条件下进行，高温和一定压力下氢氮气作用 在材料表面，氮气可与钢材中的元素生成氮化物 使钢材变脆变硬；氢气能渗入钢材内部与碳相互 作用生成甲烷而使钢材脱碳，甲烷不存在钢材中 而沿晶界以气体逸出，能形成很高的压力，从而 形成裂纹和鼓包现象，产生所谓“氢脆”。渗氮 和氢蚀脱碳作用，会使设备、管道等受不同程度 的腐蚀危害，导致设备管道机械强度降低，易造 成泄漏、爆炸事故的发生。
2、物理爆炸 氨分解制氢生产过程中涉及的压力容器或压力管 道有可能因操作失误或设备故障发生超压导致物 理爆炸。如冷却水系统发生故障（水压小、断水、 管路结垢堵塞等），使氨分解炉不能及时冷却从 而造成超温超压可能导致爆炸事故；液氨储罐、 液氨中间罐、氨气化器、净化装置吸附桶等压力 容器上安全阀、压力表等安全附件失灵，致使使 用压力超过设计工作压力或储罐充装量过大时可 能导致容器爆炸；液氨钢瓶暴晒，造成压力过高， 也能发生爆炸；系统停电或温度控制系统失灵等 原因致使液氨剧烈气化导致压力迅速升高从而导 致容器爆炸；选材不当或存在焊接缺陷、腐蚀、 疲劳超期使用等致使容器承压能力降低可能造成 容器超压爆炸。
工作场所浓度超标时，操作人员应该佩戴过滤式防毒 面具。可能接触液体时，应防止冻伤。
储罐等压力容器和设备应设置安全阀、压力表、液位计、温度
计，并应装有带压力、液位、温度远传记录和报警功能的安全装 置，设置整流装置与压力机、动力电源、管线压力、通风设施或 相应的吸收装置的联锁装置。重点储罐需设置紧急切断装置。
（2）与氧化剂、酸类、卤素、食用化学品分开 存放，切忌混储。储罐远离火种、热源。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。储存区应备有泄漏应急处 理设备。
（3）液氨气瓶应放置在距工作场地至少 5m 以 外的地方，并且通风良好。
（4）注意防雷、防静电，厂(车间)内的氨气储罐 应按《建筑物防雷设计规范》（GB 50057）的 规定设置防雷、防静电设施。
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4、灼烫
灼烫包括化学灼伤、高温烫伤、低温冻伤等。
生产过程中使用液氨如发生泄漏接触或进入人体， 会使皮肤、器官、眼睛受到化学灼伤的伤害。
氨分解炉内温度高达870℃，若隔热保温措施不 良或高温物料泄漏，有可能造成人员高温烫伤事 故。
液氨发生泄漏接触人体会因其温度较低且气化时 吸收热量造成局部过冷导致人员低温冻伤。
④未装设减压阀；
⑤事故发生时正值夏季高温季节，当天使用的气瓶又是刚换 的满瓶，后经调查，气瓶存在过量充装情况，二者叠加， 气瓶内部压力会显著增高，也是事故发生的诱因；
⑥连接胶管人员不熟悉连接技术，未可靠固定连接点。
（3）事故的纠正与预防措施 1）使用专用高压软管，采取螺纹连接的方式，使连接可 靠。 2）按取用气相气体的要求放置气瓶，并妥善固定。事故 发生后，对液氨钢瓶的结构进行了仔细的研究，D800液氨 钢瓶的结构如图（见下图6.2-2）所示，图中钢瓶的一端有 二只阀门，分别与钢瓶内部二根导气管相连接，图中上部 的一根为气相导管，下部的一根为液相导管，因此，在气 瓶放置时，必须使两只阀门的连线与地面垂直，并且取用 气体的连接管接在上部阀门上，这样从气瓶供出的气体即 为气相气体，而下部阀门为液相气体，如果气瓶位置旋转 90度，二只阀门连线与地面呈水平状态时，其供出的气体 将均为液相气体。 3）在气瓶气体输出阀门之后安装液氨专用减压阀，降低 气体输出压力。 4）实施管道连接时应有专人负责，避免不熟悉人员连接 时产生连接缺陷。
重点监管的危险化学品措施
1、氨
【一般要求】 操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程，熟
练掌握操作技能，具备应急处置知识。 严加密闭，防止泄漏，工作场所提供充分的局部排风
和全面通风，远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。 生产、使用氨气的车间及贮氨场所应设置氨气泄漏检
测报警仪，使用防爆型的通风系统和设备，应至少配备两 套正压式空气呼吸器、长管式防毒面具、重型防护服等防 护器具。戴化学安全防护眼镜，穿防静电工作服，戴橡胶 手套。
涉及的主要设备
1、液氨储罐（或者液氨钢瓶） 2、 气化器 3、氨分解制氢炉
氨分解制氢装置的用途
1、应用于黑色、有色、机械行业的板带材、线材盘管 材和标准件等材料的光亮退火中的保护气。
2、应用于粉末冶金、钨钼材料、硬质合金、电子材料 等的烧结工序。
3、应用于浮法玻璃生产中锡槽保护气。 4、应用于高温耐火材料烧结。 5、应用于化工行业中作还原气。
涉及的危险化学品
氨的理化性质：
外观与性状：无色有刺激性恶臭的气体。
熔点(℃)： -77.7
相对密度(水=1)： 0.82(-79℃) 沸点(℃)： -33.5
相对密度(空气=1)： 0.6 饱和蒸汽压(kPa)：06.62(4.7℃)
燃烧热(kJ/mol)： 无资料
临界温度(℃)： 132.5
临界压力(MPa)： 114.0
3、中毒和窒息 氨分解制氢原料氨，属于有毒物质，低浓度氨对粘 膜有刺激作用，高浓度氨可造成组织溶解坏死，可 引起发射性呼吸停止。如果生产装置、设备、容器、 管道密封不良或违章检修、操作失误等造成氨外溢、 泄漏、若通风不良、防护不当或处理不及时，则有 可能发生中毒、窒息事故。 生产过程中产生的氮气属于窒息性气体，若发生大 量泄漏致使作业环境空气重氮浓度过高时，可能发 生功能作业人员窒息事故。
氨分解制氢 安全生产知识
培训
张会林 河北国泰安全评价有限公司
氨分解
氨（气态）在一定温度下，经催化剂作用下裂解为 75%的氢气和25%的氮气，并吸收21.9千卡热量，其 主要反应为： 2NH3→3H2+N2-21.9千卡
整个过程因是吸热膨胀反应，提高温度有利于氨裂解 ，同时它又是体积扩大的反应，降低压力有利于氨的 分解，氨分解制氢设备为使用最佳状态。
避免与氧化剂、酸类、卤素接触。 生产、储存区域应设置安全警示标志。在传送过程中，钢瓶和
容器必须接地和跨接，防止产生静电。搬运时轻装轻卸，防止钢 瓶及附件破损。禁止使用电磁起重机和用链绳捆扎、或将瓶阀作 为吊运着力点。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理 设备。 【特殊要求】 【操作安全】 （1）严禁利用氨气管道做电焊接地线。严禁用铁器敲击管道与阀 体，以免引起火花。
5）将气瓶搬离主厂房，设置气瓶专用间，设置雾化 喷淋系统，一旦泄漏可开启水雾喷淋，以吸收氨气。
6）完善各类应急措施。一是完善应急预案，预案充分考 虑液氨泄漏发生时的处置方法；二是配置必要的应急 器材；三是现场操作人员及应急队员掌握应急处置技 能，有针对性地进行必要的应急技能训练。
7）对气体供应商施加影响，与其签订气体供应技术协议， 要求其严格控制充装量，防止气体过量充装。
2020/3/2
氮的理化性质：
外观与性状：无色无臭气体。 熔点(℃)： -209.8 相对密度(水=1)： 0.81(-196℃) 沸点(℃)： -195.6 相对密度(空气=1)： 0.97 饱和蒸汽压(kPa)：1026.42(-173℃) 临界温度(℃)： -147 临界压力(MPa)： 3.40 溶解性：微溶于水、乙醇。
【泄漏应急处置】 消除所有点火源。根据气体的影响区域划定警戒区，无关 人员从侧风、上风向撤离至安全区。建议应急处理人员穿 内置正压自给式空气呼吸器的全封闭防化服。如果是液化 气体泄漏，还应注意防冻伤。禁止接触或跨越泄漏物。尽 可能切断泄漏源。防止气体通过下水道、通风系统和密闭 性空间扩散。若可能翻转容器，使之逸出气体而非液体。 构筑围堤或挖坑收容液体泄漏物。用醋酸或其它稀酸中和 。也可以喷雾状水稀释、溶解，同时构筑围堤或挖坑收容 产生的大量废水。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。如果钢瓶发生泄漏， 无法封堵时可浸入水中。储罐区最好设水或稀酸喷洒设施 。隔离泄漏区直至气体散尽。漏气容器要妥善处理，修复 、检验后再用。