硝酸铵爆炸前评价

关于硝酸铵爆炸事前评价的探讨

朱兆华郭振龙

（中国石化南京化学工业有限公司）（第724研究所）

【摘要】硝酸铵主要用作肥料大量使用，或作为制造工业炸药的重要原料，是一种强氧化剂，同时又是自反应性物质，国内外因对其控制或管理不严，曾发生多起重大事故。为防止在生产，贮存、运输以及使用过程中的爆炸事故，笔者探讨并提出了硝酸铵爆炸事前评价模式。这种评价方法，对控制和预防硝酸铵发生事故，有借鉴、推广和现实意义。

【关键词】硝酸铵爆炸事前评价

1前言

硝酸铵在1659年，由德国人J.R.格劳贝尔首次制得。它既作为肥料大量使用着，也是制造工业炸药的重要原料。它是一种强氧化剂，同时又是自反应性物质。国内外曾发生多次重大事故。例如，1921年9月21日晨，位于德国奥堡的巴斯夫公同的一家工厂，为破碎已结成大块的4500吨硝酸铵与硫酸铵的混合盐，使用代拿迈特炸药来爆破而发生了大爆炸，造成509人死亡，160人失踪，1952人受伤，现场留下了一个直径130米，深60米的爆坑，在半径6公里范围内造成了严重破坏，消防人员及有关人员全部丧生；1947年4月16日，停泊在美国德克萨城并装有2280吨袋装硝酸铵肥料的法国货船“兰得卡浦”号，硝酸铵起火发生大爆炸；与此同时，一艘装载950吨硝酸铵化肥和2000吨硫磺的美国货船“哈佛里尔”号，在停泊中，于17日凌晨，也发生爆炸而沉没，半径1英里范围内的所有房屋被摧毁，有552人死亡，3000人受伤，损失达6700万美元；1998年1月26日，我国陕西兴平兴化集团有限责任公司，发生生产系统硝酸铵溶液爆炸，死亡22人，重伤6人，轻伤52人，造成重大损失。

硝酸铵在常温下是稳定的，但在高温、高压、明火和有可能被氧化的物质存在下的条件发生爆炸，量越大，爆炸威力就越大。因此，在硝酸铵的生产、贮存、运输、使用过程中，对其进行爆炸事前评价，了解其破坏威力、作用范围、对人员伤害情况，采取对策措施，是十分有益的。

2硝酸铵的主要危险性分析

硝酸铵的强氧化性、自反应性、分解放热性决定了它的爆炸危险性。

2.1硝酸铵的强氧化性

硝酸铵如与硫、磷、还原剂、有机物（如油类）等相混合时，会形成氧化能力较强的体系，有引起燃烧爆炸的危险性。

2.2硝酸铵的热分解性

硝酸铵易发生热分解。当大量贮存时，若存料下层不及时导出热量，有可能发生自燃，因其酸度增大并存在有机杂质时，也很容易发生自燃。

硝酸铵在不同的温度，有不同的分解产物。

在110℃时，逐渐分解：NH4NO3NH3+HNO3+173KJ

在（170~190）℃时，会分解放出一氧化二氮：NH4NO3N2O+2H2O+127KJ 在210℃时，分解加快，同时发生爆炸：NH4NO3N2+0.5O2+2H2O+129KJ

在400℃以上时，发生爆炸：NH4NO30.75 N2+0.5NO2+2H2O+123KJ

NH4NO3+2NO2N2+2HNO3+H2O+231KJ

在有酸，例如，硝酸、硫酸、盐酸存在时，硝酸铵的热分解明显加快，开始分解的温度开始降低。当有氯化物、铬酸盐、钴化合物等杂质存在时，则会对硝酸铵的热分解起催化作用。

2.3 硝酸铵的爆炸性

硝酸铵是一

种爆炸性物质，虽

引爆作用敏感性

差，对传爆作用极

不敏感，对机械作

用完全不敏感，但

当加热时，如不导

出热分解产物，就

可能发生爆炸，也

可能因其它系统

局部爆炸产生的

冲击波作用而传

爆。在生产、贮存、

运输、使用过程

中，如处理不当或

不采取相应的预

防措施，也有可能

导致严重的爆炸

事故。

硝酸铵的氧

平衡为+19.99克/100克，按CHETAE氧平衡判定爆炸危险标准，属危险性大的一类。硝酸铵中混入有机杂质时，能明显增加硝酸铵的爆炸危险性。

熔融的硝酸铵在铜、锌、锑、镍、镉、铅等金属粉末作用下，会转化成不稳定的亚硝酸铵而容易引起爆炸；在中和生成硝酸铵溶液时，因氧化氮肥没有除尽，生成硝酸铵而发生爆炸的事例曾不止一次地发生过。

3硝酸铵爆炸事前评价

3.1 评价程序

鉴于硝酸铵的爆炸危险性和多次爆炸的惨痛教训，根据国内外成功的评价及有关爆炸计算方法，兹提出如下硝酸铵爆炸事前评价方法。其评价程序见图1。

3.2评价方法

硝酸铵爆炸的事前评价主要是据爆炸理论计算其有关爆炸参数。在此计算预测的情况下，就可考虑具体的破坏情况、人员伤害情况、其影响范围和程度、对附近的易燃、易爆、毒害物质导致燃烧、爆炸、泄漏、毒害的可能性，由此提出相应的对策措施。具体计算方法如下：

1） 爆热（Q V ）的计算

根据公式可以计算爆热。

Q V =Q p +

1000

952.0∑∑⨯i

i

i

M

m n （1）

式中，Q V 为定热爆热（KJ/kg ）； ∑n i 为反应产物的摩尔数； ∑n i M i 为反应物的质量数； Q P 为定压爆热（KJ/kg ）。

（2） Q p =

式中，∑n i g i 为各反应物的摩尔数（n i ）与其生成热（g i ）乘积之和； ∑n i Q i 为反应物的摩尔数（n i ）与发生热（Q i ）乘积之和。

2） 爆温（T 爆）的计算

先根据反应产物计算平均比热容C v ，公式为：

（3） C v =

式中，C v 为反应产物的平均定容热容（cal/k·mol ）； C vi 为反应产物的平均定容热容（cal/k·mol ）； 然后，再按式（4）计算爆温：

T 爆= T 0+ （4）

式中，T 爆 为爆温（k ）；

T 0 为反应物的原始温度（k ）。

3.3梯恩梯当量（W TNT ）计算 为了计算和评价爆炸效应，人们通常以1000千卡/公斤作为梯恩梯当量。其计算公式为：

W TNT =

（5）

式中，W —为硝酸铵质量（kg ）；

∑∑⋅⋅i V V

i i n C Q M m