天津港事故后,“硝酸铵”大爆炸悲剧再现黎巴嫩,危险化学品应该如何储存?

作者:流程工业 发布时间:2020-08-06
多伦多时间8月4日中午11点多(当地时间下午6点左右),黎巴嫩首都贝鲁特(Beirut)市中心发生了一起震惊世界的爆炸,目前已造成至少135人死亡、5000人受伤,30万人流离失所。贝鲁特市长马万·阿布德(Marwan Abboud)接受采访时忍不住痛哭。“我从未见过这么大的爆炸。这是一场全国性的灾难,对黎巴嫩来说,是一场灾难。”他将这起事故比作广岛长崎式的灾难。爆炸罪魁祸首已确定系2700吨硝酸铵!

黎巴嫩最高国防委员会已经宣布贝鲁特进入紧急状态。黎巴嫩安全部门负责人阿巴斯·易卜拉欣(Abbas Ibrahim)表示,港口仓库中储存着可燃化学物质。黎巴嫩总理证实,2700吨硝酸铵发生了爆炸

据央视新闻报道,黎巴嫩总理证实,2700余吨硝酸铵发生了爆炸。,在没有采取任何预防措施的条件下停在仓库里长达六年之久,这是不能被接受的。
据悉,硝酸铵在农业中主要用作高氮肥料,也是一种强效炸药,即使在生产和储存中也会造成危害。 流程君想起来2015年位于天津市滨海新区天津港的瑞海公司危险品仓库发生火灾爆炸事故,也是由于于运抵区的硝酸铵等危险化学品发生了爆炸。
本次事故未来进展,流程工业也将持续关注。
硝酸铵的主要危险性分析


一般来说,硝酸铵只要存储得当并不会发生爆炸。如果想要其发生爆炸,只要将硝酸铵放在在高温、高压环境中,或者在还原剂的辅助以及电、火花下就会发生爆炸。

另一种情况,就是硝酸铵储存时间过长,且通风不佳,那么其自身会发生反应产生热量,进而导致温度升高并燃烧,甚至引发爆炸。

而黎巴嫩这次硝酸铵爆炸,很有可能就是存储不当引起的自燃导致爆炸

假设400°C以上时,硝酸铵爆炸,它的发生反应为:

4NH4NO3=3N2+2NO2+8H2O

反应放热 40kJ/mol(以硝酸铵计),2750吨硝酸铵完全爆炸,会放出1.375*10^9kJ的能量。

能量相当于330吨TNT,并且在不同温度下爆炸产物不同,释放的能量有可能会更高。这么大的威力,234公里之外的连塞浦路斯都听到了动静。


硝酸铵是 极其钝感 的炸药,比安全炸药c4更为钝感。

一支工业8#雷管(起爆c4只是用6#就可以了)都不足以起爆混合了敏化剂的硝酸铵。

硝酸铵是最难起爆的硝酸炸药 ,撞击感度是:50kg锤50cm落高,100%爆炸。相比起著名炸药硝化甘油的200g锤,20cm落高,100%爆炸的感度,可见硝酸铵的钝感。而且硝酸铵一旦溶于水,起爆感度更是大大下降,根本是人力不可能撞击引爆的。
那么,硝酸铵为什么会爆炸呢?
硝酸铵的爆炸有限定条件的!
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。

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,如果热量积聚有引起燃烧爆炸的危险性。

危险特性:强氧化剂
遇可燃物着火时,能助长火势。
与可燃物粉末混合能发生激烈反应而爆炸。
受强烈震动也会起爆。
急剧加热时可发生爆炸。



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。
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。

硝酸铵的爆炸性

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。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。

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。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。

尤其值得注意的是,假使硝酸铵储存时间过长,且通风不佳,那么其自身会发生反应产生热量,进而导致温度升高并燃烧,甚至引发爆炸。
因此,历史上硝酸铵引起的爆炸事故并不少见。
硝酸铵前世今生&爆炸事故


1659年,德国人J.R.格劳贝尔首次制得硝酸铵。19世纪末期,欧洲人用硫酸铵与智利硝石进行复分解反应生产硝酸铵。后由于合成氨工业的大规模发展,硝酸铵生产获得了丰富的原料,于20世纪中期得到迅速发展,第二次世界大战期间,一些国家专门建立了硝酸铵厂,用以制造炸药。20世纪60年代,硝酸铵曾是氮肥的领先品种。

硝酸铵是一种强氧化剂,同时又是自反应性物质。国内外曾发生多次重大事故。

2001年3月16日凌晨,石家庄发生一场特大爆炸案件,据不完全统计,此次爆炸案件造成百人死亡,这是中国建国以来死伤人数最多的爆炸案。

2005年,使用硝酸铵炸药危及公共治安的爆炸案,呈现出多发态势:,湖南省、深圳、云南都发生了硝酸铵人为爆炸案。自此之后,硝酸铵在中国就被作为民用爆炸品受到管控。

虽然受到了管控,减少了人为爆炸案件,但是作为化工原料,硝酸铵也曾引起多次大爆炸,2001年9月21日,法国图卢兹市AZF化工厂20~120吨硝酸铵发生爆炸,TNT当量为20~40 吨。事故导致31人死亡,约2 500人受伤,事故化工厂及周围区域遭受毁灭性影响。

而中国最为著名的就是天津大爆炸,2015年8月12日22时51分46秒,位于天津市滨海新区天津港的瑞海公司危险品仓库发生火灾爆炸事故,本次事故中爆炸总能量约为 450 吨 TNT 当量,共165人遇难。

而事故原因就是硝化棉由于湿润剂散失出现局部干燥,在高温(天气)等因素的作用下加速分解放热,积热自燃,引起相邻集装箱内的硝化棉和其他危险化学品长时间大面积燃烧,导致堆放于运抵区的硝酸铵等危险化学品发生爆炸。

历史三大硝酸铵爆炸事故为遇难者祈祷,愿悲剧不再发生

1947年德克萨斯城灾难

1947年4月16日晨,一艘停泊于美国德克萨斯城的货轮起火,引爆了船上的2300吨硝酸铵。爆炸还产生了连锁反应,导致附近的化工厂爆炸。

这次爆炸令大约600人丧生,3500多人受伤,通常被认为是美国历史上最严重的工业爆炸事故。


1921年德国奥堡爆炸

1921年9月21日,德国路德维希港的奥堡发生了一场惨烈的化工厂爆炸事故,造成约500至600人丧生,约2000人受伤。

爆炸的直接原因,是工厂将硫酸盐和硝酸盐大量囤积于库房内储备,欲待市场旺销时上市。事故发生时,工作人员试图使用炸药来松动4500吨已经固化的硝酸铵和硫酸铵混合物,但爆炸时释放出的能量巨大。剧烈的爆炸导致25公里内80%的建筑物受到严重损坏,7500多人无家可归。


1916年的肯特大爆炸

1916年4月2日,肯特沼泽地的一家弹药厂发生火灾,进而发生爆炸。爆炸造成至少108人死亡,炸伤97人,并造成广泛的现场破坏。

最初的火灾引发了工厂内存放的硝酸铵和TNT发生爆炸。这被称为“英国炸药工业史上最严重的一次爆炸”。


硝酸铵爆炸的杀伤力有多大?


对暴露人员伤亡情况预测估算

表1: 对暴露人员的损伤程 

Pkg·f/cm2 损伤程度 Pkg·f/cm2
损伤程度
<0.2 没有杀伤作用 0.5~1.0 损伤人的听觉器官,人肺部受伤,产生骨折等重伤,甚至死亡
0.2~0.3 人体受到轻微损伤
0.3~0.5 中等损伤 >1.0 大部分人员死亡


对建筑物破坏情况预测估算

表2:冲击超压及其破坏效应

Pkg·f/cm2 破坏效应 Pkg·f/cm2 破坏效应
0.002 某些大的椭圆形窗玻璃破裂 0.080 树枝折坏,房屋需修理才能居住
0.003 产生喷气式飞机的冲击音 0.100 承重墙破坏,屋基向上错动
0.007 某些小的椭圆开窗玻璃破裂 0.150 屋基破坏,30%树木倾倒,动物耳膜破坏
0.010 窗玻璃全部破裂 0.200 90%的树木倾倒,钢筋混凝土扭曲
0.020 有冲击碎片飞出 0.300 油罐开裂,钢柱倒塌,木柱折断
0.030 民用住房轻微损坏民用住房轻微损坏 0.500 货车倾覆,民用建筑全部毁坏,人肺部受伤
0.050 窗户外框损坏 0.700 砖墙全部破坏
0.060 屋基受到损坏 1.000 油罐压坏
我国针对硝酸铵出台了哪些管控措施?


早在2002年,国务院办公厅就曾经下发《关于进一步加强民用爆炸物品安全管理的通知》,明确将硝酸铵纳入民用爆炸物品管理,不得作为化肥生产销售。文件说,硝酸铵极易被私自制成炸药,严重危害公共安全。为从源头上杜绝用硝酸铵私制炸药的违法行为,必须对硝酸铵严控严管。文件要求,自通知发布之日起,硝酸铵列入《民用爆炸物品品名表》,其销售、购买和使用纳入民用爆炸物品管理。禁止将硝酸铵作为化肥销售。同时,暂停进口硝酸铵。
这意味着,硝酸铵早在2002年就已经告别我国的化肥市场
而作为民用爆炸物的硝酸铵的运输也一直受到相关部门的严格管制。国内硝酸铵的运输多采取公路运输方式,销售半径一般不超过500千米。
2019年,应急管理部公布了《特别管控危险化学品目录(第一版)(征求意见稿)》,对特别管控危险化学品的建设项目从严审批,严格从业人员准入,实施储存定制化管理。记者注意到,硝酸铵也在20种特别管控危险化学品名录中
《目录》中称,对列入《特别管控危险化学品目录(第一版)》的危险化学品应针对其产生安全风险的主要环节,在法律法规和经济技术可行的条件下,研究推进实施以下管控措施,最大限度降低安全风险,有效防范遏制重特大事故。
通过建设信息平台进行化学危险品追溯管控、统一规范包装管理、严格安全生产准入、强化运输管理、存储定制化管理及其他手段,多方面、多维度地对危险化学品进行管控。
硝酸铵如何安全存储?


资料显示,硝酸铵不应该存放在易燃物质附近。硝酸铵与某些物质如氯酸盐,无机酸和金属硫化物不相容,接触会导致剧烈甚至猛烈的分解。
硝酸铵的临界相对湿度为59.4%,高于此值将吸收大气中的水分。因此,将硝酸铵储存在密封容器中是很重要的。否则它会吸湿结成块。硝酸铵可以吸收足够的水分液化。 将硝酸铵与某些其他肥料混合可以降低临界相对湿度。
硝酸铵的处置存放也有相应的注意事项。 比如在操作过程中要注意密闭操作,加强通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩,戴化学安全防护眼镜,穿聚乙烯防毒服,戴橡胶手套。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。远离易燃、可燃物。避免产生粉尘。避免与还原剂、酸类、活性金属粉末接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄露应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。
硝酸铵应储存于阴凉、通风的库房。 远离火种、热源。应与易(可)燃物、还原剂、酸类、活性金属粉末分开存放,切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物。禁止震动、撞击和摩擦。
如果我们遇到类似爆炸,要怎么办?
遇到这种情况应该立即卧倒,值得注意的是,卧倒方向应背朝爆炸物方向卧倒。
而且卧倒时胸部、头部和胸部不要贴在地面上,因为爆炸时强烈的冲击波会使地面发生强烈的振动,从而严重伤害心脏,留下内伤。
正确的做法是肘部接触地面,双手抱头,保持头胸部到地面有一个小小的空隙,双腿自然叠放。
最后,在这个灾难重重的2020年里,愿世界平安吧,祝福大家每一个都能【平平安安,健健康康】!


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