氨分解制氢生产工艺风险防控.docx

氨分解制氢生产工艺风险防控郭红卫( 河南省安全科学技术研究院)*摘要 对氨分解制氢生产过程主要危险有害因素进行了识别与分析， 从安全技术、安全管理、教育培训方面提出了可行的预防事故的防范措施关键词 氨分解制氢 生产过程 危险有害因素 事故防控ＲISK PＲEVENTION AND CONTＲOL OF AMMONIA DECOMPOSITION HYDＲOGEN PＲODUCTION PＲOCESSGuo Hongwei( safety of Henan province science and Technology Ｒesearch Institute)ABSTＲACT The identification and analysis of the major risk factors of hydrogen production process the harmful decom-position of ammonia，the feasible preventive measures put forward from the security technology，safety management，educa- tion and training．KEY WOＲDS ammonia decomposition hydrogen production process dangerous harmful factors accident prevention and control在的氢气火灾危险性为甲类， 氨火灾危险性为乙类，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、 电线电缆出现过负荷、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) 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， 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; 液氨贮罐、液氨中间罐、氨汽化器、净化 装置吸附筒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; 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 升高从而可能引起容器爆炸; 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0引言 氢气是一种良好的保护气体， 广泛用于冶金、半导体及其他需要保护气氛的工业和科学研究中， 是轧钢生产特别是冷轧企业常用的保护气体。

氨分解 制氢装置具有投资少， 效率高等优点， 是制氢工艺中 主要的生产工艺之一氨分解制氢以液氨为原料， 经汽化后在氨分解炉将氨气加热到一定温度， 在催 化剂作用下， 氨发生分解产生含氢 75% 、氮 25% 的 混合气， 气体经热交换器和冷却器及流量计后， 可进 行纯化处理或直接使用由于生产过程中涉及的氢 气［ 压缩的］、氨( 液氨) 具有易燃易爆的特性， 且氨 属于有毒气 体， 工艺条件又在高温、带 压 情 况 下 进 行， 因此氨分解制氢具有较高的安全风险， 须加强危 险有害因素分析和事故防控， 杜绝各类事故的发生 1生产过程主要危险有害因素分析 根据氨分解制氢生产工艺特性及危险物质特 性， 按照生产工艺布置划分危险源辨识及风险评价单元， 采用危险与可操作分析法、事故树分析法、故 障类型及影响分析法等方法对氨分解制氢生产工艺 进行危险有害因素分析， 氨分解制氢生产工艺主要 危险有害因素为火灾爆炸、中毒窒息、灼烫和腐蚀1． 1 火灾爆炸1) 火灾、化学爆炸氨分解制氢生产过程中存联系人: 郭红卫， 工程师， 河南． 郑州( 450004) ， 河南省安全科学技术研究院; 收稿日期: 2013—8—30*2013 年第 5 期河 南冶 金·55·1． 2中毒窒息 氨分解制氢原料氨属有毒物质， 低浓度氨对粘理， 安装合规。

3) 设备、管 道 应 采 取 有效的隔热保温、防 腐 措 施4) 在有毒性危害及具有化学灼伤 危 险 的 作 业 区， 应设置必要的洗眼器、淋洗器等安全防护措施， 其服务半径 小 于 15 m， 并根据作业特点和防护要 求， 配置急救箱和个人防护用品5) 在氨、氢 易 泄 漏 区 域 应 设 置 氨 气、氢 气 泄 漏 检测报警仪并和防爆轴流风机连锁; 还应设置安全 警示标志6) 在装置场所设置明 显“禁 止”、“危 险”、“警 告”、“注意”等安全标志和安全色有 爆 炸 危 险 性 场所必须设置“易燃易爆场所， 严禁烟火”、“严禁接 打”等安全警示标志根 据 氨 的 性 质， 在 醒 目 处设毒物周知卡7) 氨分解制氢工艺过程应采用自动控制， 检测 控制点应包括温度、压力、液位、流量等， 生产、储存 装置应装有带压力、液位、温度、流量远传记录和报 警功能的安全装置8) 液氨储罐上应设置安全阀; 氢气管道上应设 放空管， 管口处设阻火器9) 液氨储罐出口液相管应设紧急关断阀; 液氨 储罐上部应设置水喷淋系统; 氨分解装置、净化装置 及管道上均应设通入氮气的接头; 氨储存区应备有 泄漏应急处理设施; 厂房、配电室、控制室均应配备 应急照明设施。

10) 若液 氨 数 量 构 成危险化学品重大危险源， 应按规定设置符合要求的监控设施， 并设置重大危 险源安全警示标志11) 生产、使用氢气、氨气的车间及贮氨场所应 使用防爆型的照明、通风系统和设备电缆应使用 阻燃型电缆， 电气线路连接过程中所需的连接件均 采用隔爆型从属于爆炸危险环境厂房通向控制室 的电缆保护管、电缆槽， 在分界处应采用阻燃材料进 行严密封堵12) 防雷、防 静 电 设 施的设置应符合国家相关 标准规范的要求13) 压力容器、安全附件等强检设备、防雷防静 电设施应按规定定期检验14) 按照国家标准、行业标准配置消防设施、器 材， 设置消防安全标志， 并定期组织检验、维修， 确保 完好有效保障疏散通道、安全出口、消防车通道畅 通15) 加强设备设施 的日常检查及维护保养工 作， 并作出记录膜有刺激作用， 高浓度氨可造成组织溶解坏死， 可引起反射性呼吸停止如果生产装置、设备、容器、管 道密闭不良或违章检修、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， 则很可能 发生中毒、窒息事故生产过程中存在的氮 气［ 压 缩 的］属 窒 息 性 气 体， 若发生大量泄漏致使作业环境空气中氮浓度过 高时， 可能发生作业人员窒息事故。

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的 液 氨 ( 氨) 若发生泄漏接触 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 故液氨发生泄漏若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1． 31． 4腐蚀 氨分解是在温度 850 ℃ ～ 870 ℃ ， 压力0． 23 MPa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， 甲烷不存在于钢材中而沿 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事故防控措施探讨 根据危险有害因素辨识分析结果， 氨分解制氢生产工艺安全受到设备设施本质安全、职工安全操作、职工安全技能等方面的影响， 预防事故应从安全 技术、安全管理、教育培训等三个方面采取风险控制 措施， 避免火灾爆炸、中毒窒息等恶性事故发生。

2． 1 安全技术措施设备设施本质安全是确保氨分解制氢生产安全 的基础和前提， 根据氨分解制氢生产工艺特性及危 险有害因素分析结果， 采用以下安全技术措施可有 效控制事故风险1) 建( 构) 筑物防火防爆设计应满足《建筑设计 防火规范》的要求， 防火间距符合规定2) 设备、管道、阀门、法兰、仪表应选型、选材合河 南冶 金2013 年第 5 期·56·2． 2加强教育培训 企业应按规定及岗位需要， 定期识别安全教育律法规的要求， 结合自身实际情况建立、健全各项安全生产规章制度和岗位安全操作规程， 并发放到相关 工作岗位， 落在实处， 规范从业人员的作业行为5) 加强隐患排查和 治 理加强安全检查与事 故隐患排查工作， 对隐患进行分析评估， 确定隐患等 级， 登记建档， 根据隐患排查的结果， 制定隐患治理 方案， 及时消除事故隐患6) 加强劳动防护用 品 管 理根据生产岗位存 在的危险有害因素， 为员工配备符合国家规定和标 准的个体防护用品， 并监督、教育劳动者正确佩戴和 使用7) 加强事故应急管理建立与本企业安全生 产特点相适应的应急组织和专兼职应急救援队伍; 按规定制定生产安全事故应急预案并组织演练; 完 善应急设施， 配备应急装备和器材， 并进行经常性的 检查、维护、保养， 确保其完好、有效。

培训需求， 制定、实施安全教育培训计划， 并提供相应的资源保证同时， 应做好安全教育培训记录， 建 立安全教育培训档案三 项 岗 位 人 员( 主 要 负 责 人、安全生产管理人员、特种作业人员) 必须经专门 培训， 取得相应资格证书后持证上岗; 其他从业人员 应经培训考核合格后持证上岗2． 3 强化安全管理通过加强安全管理， 建立事故预防机制， 规范生 产行为， 使各生产环节符合有关安全生产法律法规 和标准规范的要求， 人、机、物、环处于良好的生产状 态， 避免各类事故发生1) 严格执行“三同时”制度严格执行新建、改 建、扩建项目的安全设施与主体工程同时设计、同时 施工、同时投入生产与使用的“三 同 时”制 度， 并 取 得危险化学品安全生产许可证2) 安全管理机构设置与专职安全 管 理 人 员 配 备按规定设置安全生产管理机构或者配备专职安 全生产管理人员， 配备数量及人员资格符合要求3) 建立、完善安全生产责任制建 立、健 全 全 员安全生产责任制， 明确各级人员的安全职责; 主要 负责人是安全生产的第一责任人， 对企业的安全生 产工作负全面责任; 其他负责人对各自分管范围内 的安全生产工作负责; 从业人员对各自工作范围内 的安全工作负责。

4) 建立、健全规章制度和操作规程依据国家法3结论 氨分解制氢生产过程存在火灾爆炸、中毒窒息、灼烫等主要危险有害因素， 易造成群体伤害事故， 通过综合运用 安 全 技 术、安 全 管 理、安全培训三大措 施， 能够有效控制事故风险， 确保氨分解制氢生产安 全 4［ 1］参考文献苏玉蕾， 王 少 波， 宋 刚 祥， 何 丰． 氨 分 解 制 氢 技 术． 舰 船 防 化，2009( 6) : 6 － 9．任春庆， 田晓云， 张芳． 氨分解制氢站的建筑防爆和泄压设计．玻璃， 2011， 38( 5) : 33 － 38．［ 2］欢迎订阅《河南冶金》《河南冶金》于 1993 年创刊， 是冶金行业的综合性科技期刊， 刊登冶金工业方面的综述评论、试验研究、 问题探讨、技术创新， 新。