加压中和法硝酸铵装置爆炸危险性分析1659年，由德国人J．R．格劳贝尔首次制得硝酸铵。

最初它既作为化学肥料大量使用着，也是制造工业炸药的重要原料。

在我国2002年国务院将硝酸铵产品列入《民用爆炸物品》，禁止硝酸铵作为化肥销售，目前世界上大多数国家都已经禁止将硝酸铵作为化肥销售。

1、硝铵爆炸事故因为硝酸铵是一种强氧化剂，同时又是自反应性物质，国内外生产、使用中曾发生多次重大事故。

1921年9月21日晨，德国奥堡的巴斯夫公司的一家工厂，为破碎已结成大块的4500 t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 m，深60 m的爆坑，在半径6km 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装有2280 t袋装硝酸铵肥料的法国货船“兰得卡浦”号，因硝酸铵起火发生大爆炸，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。

同年7月28日，在法国的布勒斯特港，从美国开来的“利那尔基”号货轮，装载的硝酸铵发生爆炸，船上的救火人员全部丧生。

这场爆炸共死亡l00多人，近千人受伤。

1993年，深圳清水河危险品仓库发生了火灾，其中堆积了大量的硝酸铵，且天气炎热，混装硝酸铵与其他的化学品发生自燃分解放热，导致爆炸，经济损失达2.4亿元，死伤达800余人。

1995年11月16日，云南省天然气化工厂硝铵蒸发系统发生意外爆炸事故，分析的原因可能有2条：一是因溶液中含有机物的药剂成分，提高了硝铵的爆炸敏感度；二是因蒸发提浓到一定程度时，堵塞在管子内部超温，引起管内硝铵热分解。

1998年1月6日23点03分，陕西兴平兴化集团有限责任公司，生产系统硝酸铵溶液爆炸，死亡22人，重伤6人，轻伤52人，直接经济损失7400万元。

2005年9月12日23时20分许，云南省弥勒县朋普镇新车村委会沈岗寨村村民李红文驾驶解放151型长厢货车(载18吨硝酸铵)停放在自家院内发生爆炸，造成13人死亡、50人受伤，事故殃及周围5个村寨、17户房屋被夷为平地、64户房屋倒塌、447户房屋局部受损。

2、硝铵的危险性硝酸铵的强氧化性、自热反应性、热分解性决定了它的爆炸性。

2.1硝酸铵的强氧化性硝酸铵及其分解产生的氮氧化物都具有强氧化性，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，氧化还原反应的生成物可以进一步加速反应进行并放出大量热量，如果热量积聚边有引起燃烧爆炸的危险性。

2.2 硝酸铵的热分解性硝酸铵是一种物理性质和化学性质都十分复杂的物质，在一般情况下，硝酸铵是稳定和安全的。

硝酸铵在不同的温度，有不同的分解产物。

硝铵分解比较重要的方程式为·在110℃时，逐渐分解，150~200℃显著分解发生如下反应：NH4NO3→NH3+HNO3-173 KJ·在200~270C时，会分解放出一氧化二氮NH4NO3→N2O+2H2O+127 KJ·当温度增至235℃以上时，生成物N2O为自催化剂，能够促使硝酸铵分解反应加速进行，直至引起爆炸。

N2O做为自催化剂发生如下反应：NH4NO3+2NO2→N2+H2O+2HNO3+232.2 KJ·在300℃以上时，发生爆炸：NH4NO3→N2+0.5O2+ 2H2O+129 KJ上述反应实质上是硝铵的“理想”爆炸分解反应。

在300℃时硝铵分解已带有爆炸式分解的特点。

在有杂质存在时，硝酸铵的热分解敏感度会明显降低，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。

其中硝酸和氯化物的共同作用比其单独作用对硝酸铵的催化分解影响显著，并且这个反应为放热反应，在引爆剂作用下，常温时也能爆炸。

熔融的硝酸铵在铜、锌、锑、镍等作用下会转化成不稳定的亚硝酸铵，容易引起爆炸。

掺有有机杂质的不纯品能增加爆炸起火的危险性[1]。

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，但当加热或自身分解放热时，如不及时导出热分解产物，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。

由于碰撞等原因，局部硝酸铵温度升至300℃上，就可能引起爆炸。

在生产、贮存、运输、使用过程中，如处理不当或没有采取相应的预防措施，也有可能导致严重的爆炸事故。

硝酸铵中混入有机杂质时，能明显增加硝酸铵的爆炸危险性。

混入硝铵中的有机纤维如毛毡、棉纱、抹布、笤帚及木质等，容易引起自燃。

3、加压中和法生产硝铵的危险性3.1硝铵装置重大危险点根据经验计算和生产经验，硝铵装置确定的重大危险点主要有：高浓度硝铵溶液槽，中和反应器（管式反应器），中和闪蒸槽，硝铵溶液泵，硝铵溶液蒸发器等。

3.2生产中的主要危险工序3.2.1关于气氨带液在加压中和的生产条件下，中和反应的气氨压力为0.55MPa（G），温度过热为120℃，如果能够按照这个指标控制的话是不会发生气氨带液。

但是如果过热温度出现大幅度波动不能维持，就有可能出现了气氨带液。

当气氨中夹带着液氨进入管式反应，气氨的体积会急剧膨胀，与酸的反应也会过于剧烈而失去控制，从而导致管式反应器爆炸。

另外当气氨夹带液态的油进入管式反应器中，在中和剧烈反应产生的高温（或局部高温）和压力逐渐由0.55MPa下降至约0.35MPa的条件下，浸渍了油脂的硝铵很容易在管式反应器附件发生爆炸。

为此对于气氨带液应注意以下几点：（1）发现气氨中油水含量较高时要及时进行排污操作，包括对整个氨系统逐个进行排污。

（2）中和反应过程中，压力没有大的波动，而流量却有较大波动，氨过热器温度大幅度波动或降低，都是一种异常现象，是气氨带液的重要标志，要立即采取措施，必要时停车进行处理。

（3）当加热蒸汽稳定，而过热温度大幅度下降，说明氨蒸发过程出现问题，要及时检查确认。

图1 硝铵装置氨蒸发系统流程图3.2.2.防止排污管线堵塞氨蒸发器排污口堵塞时，会导致开阀排污、排油实际上没有排出油、水，而蒸发器内积存油、水过多，从而使蒸发器内油污的液面升高，从而导致油、水带入硝铵生产系统。

为此，生产中必须定期对排污管线是否畅通进行确认；如果排污管线设计不合理要及时通过技改技措进行完善。

3.2.3 酸性硝铵溶液含氯离子超标根据有关研究资料结果显示：硝铵溶液的氯催化分解速率与硝铵溶液的浓度的5次方成正比，与硝酸浓度的平方成正比，分解速率的倒数与氯离子浓度的倒数呈直线关系。

以下数据基于曾经发生爆炸的事故和实验室实验得到，但是爆炸都是不可预计的，特别在生产中因为硝铵溶液体系不可能十分纯净，往往混有各类杂质，使分解敏感度进一步降低。

①兴化爆炸时溶液的情况：温度135℃左右，浓度约79％，酸性，游离硝酸含量0.81％（pH约0.76）含油：0.12％，含氯离子：2.3％，发生爆炸[2]。

②第二模拟条件设定为中和闪蒸槽，当液相pH控制不合格时，温度175℃左右，浓度约79％，酸性pH约1.65，含氯离子＞19ppm，结果有一段时间积累后发生爆炸。

当其它条件不变，酸性pH为2.0左右时，含氯离子为20ppm，当温度超过192℃，有一段时间延迟积累后发生爆炸。

当其它条件不变，酸性pH为2.0左右时，含氯离子为1.8%，当温度超过122℃，发生爆炸。

③第三模拟条件为硝铵主蒸发器，浓度约95％，酸性pH为2.5温度150℃，含氯离子不能超过100ppm。

当溶液为碱性时，可以允许稍高的氯离子含量，也就是说，当硝铵溶液槽内加氨的条件下，是不容易发生爆炸的。

当硝铵溶液槽内加氨不合格的条件下，它的危险性还是相当大的。

为此酸性硝铵溶液含氯离子超标时必须立即停车，直到氯离子含量小于指标时再开车生产。

以上实验结果和理论研究的数据只能提供参考，并不能准确划分出实际生产中的爆炸临界点。

根据有关资料显示：在氯化物存在下，如果酸度足够高，硝酸铵溶液的催化分解在高于0℃时便可以进行。

3.2.4其它有机无机杂质的影响如合成氨装置压缩机油的馏出成份包括饱和烃、芳香烃、胶质、沥青质、蜡及含氮、硫、氧的化合物，均为有机物，高温时可被氧化生成CO、CO2、焦炭及水等。

而硝酸铵本身及其分解产物NO、NO2或其它氮氧化物(NO X)都具有较强的氧化性，在较高的温度下两者容易发生氧化还原放热反应。

根据有关资料显示，硝铵颗粒在175℃时压缩机油可使AN发生分解反应；该反应有气体产生。

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。

熔融的硝酸铵在铜、锰、锌、锑、镍等作用下会转化成不稳定的亚硝酸铵，容易引起爆炸。

掺有有机杂质的不纯品能增加爆炸起火的危险性。

当有铬酸盐、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。

3.2.5关键设备硝铵溶液泵开泵前必须盘车，以防止内部部件间磨擦，造成泵开启运行以后磨擦升温引起爆炸。

轴承箱要定时更换润滑油，经常打开注油孔用探棒确认实际油位和油质，以防止无油运行导致泵升温和轴承箱进入硝铵或其它杂物。

上述泵在使用时的危险性一方面是由于溶液槽内有大量溶液，另一方面是由于泵的运转和零件的摩擦所造成的，在泵损坏或空转、压出管线不通畅以及往泵内停供溶液等情况下，泵的运转和零件的摩擦会成为硝酸铵局部强化加热分解的原因。

需要强调的是，在开启熔融硝铵溶液泵之前必须确保溶液槽内的溶液已经合格加氨，泵及管线的所有喷射加热装置都已经关闭，否则绝不可启动泵，因为溶液在泵内流动的情况非常复杂，不能保证在泵内的某个部分不会出现温度超温的情况，如果温度超过安全温度范围，而溶液存在于爆炸的不稳定阶段，则爆炸必然首先发生在泵的入口处。

3.2.6真空蒸发系统硝酸铵溶液蒸发过程的温度条件与硝酸铵分解的极限温度最接近，蒸发过程中若稍微超过硝酸铵分解的极限温度，硝酸铵便会发生危险的均相分解，并可能在极短的时问内引起爆炸。

因此，必须充分避免蒸发过程的温度高于规程条件，真空不允许随便降低，蒸发温度不允许随便升高。

3.2.7开、停车和检修阶段保持高度警惕开、停车和检修过程中，工艺操作要比正常生产中更精心，因为这段时期，是工艺操作事故和人身伤害事故的高发期。

这段时期是生产平衡被破坏，生产中的各个工序都处在不稳定状态，工艺参数、溶液成分都有可能产生较大的变化。

其次与硝铵装置生产相关装置的开停车（合成氨，硝酸，公用工程），更需要密切注意：进入界区的原材料是否合格，指标是否正常。

总之，硝铵生产过程中的爆炸危险性是客观存在的，爆炸产生的后果是难以承受的，对此硝铵生产的组织者都要有清醒的认识。