کاربرد استیل در تولید مخازن حمل و نگهداری آمونیوم

[metallurgy12]

​

مقدمه​

بسیاری از مواد شیمیایی خطرناک وجود دارند که برای تولید کالاهای مختلف در صنایع مورد استفاده قرار می گیرند و لازم است در مخازن مناسب نگهداری و حمل و نقل شوند. امروزه شناسایی و درک صحیح مواد شیمیایی و در عین حال مدیریت علمی آنها به صورت هدفمند، به بالاترین اولویت در مدیریت و کنترل ریسک تبدیل شده است. نیترات آمونیوم یکی از این مواد شیمیایی است که به دلیل عدم ذخیره سازی صحیح باعث ده ها انفجار شدید در سراسر جهان از جمله انفجارهای اخیر بیروت و بندر تیانجین شده است. این ماده خطرناک در مخازنی از جنس انواع ورق استیل بگیر خصوصاً ورق استیل 430 نگهداری می شود. این مخازن دارای مقاومت مکانیکی و شیمیایی بالایی هستند و به دلیل قیمت ورق استیل 430 بسیار مقرون به صرفه می باشند.
​

نیترات آمونیوم​

نیترات آمونیوم یک جامد کریستالی و سفید رنگ شبیه نمک است. هر نوع واکنش شیمیایی این ماده در مخازن نگهداری آن (مخازن ساخته شده از ورق استیل بگیر مثل ورق استیل 430) باعث افزایش حجم و انفجار مخزن می گردد. بر همین اساس بازرسی دوره ای مخازن نگهداری و انجام تعمیرات مداوم باعث افزایش ضریب اطمینان آنها می شود. از آنجایی که قیمت ورق استیل 430 استفاده شده در مخازن چندان بالا نیست، استفاده از مخازن با دیواره ضخیم می تواند امنیت آن را افزایش دهد. نیترات آمونیوم می تواند به طور طبیعی ایجاد گردد، اما در مقیاس صنعتی از واکنش آمونیاک با اسید نیتریک تولید می شود. نیترات آمونیوم عمدتاً به عنوان کود مورد استفاده قرار می گیرد، ولی در مواد پیروتکنیک، علف کش ها، حشره کش ها، اکسید کننده برای پیشران موشک و مواد منفجره نیز استفاده می شود.
​

​

​

نکات ضروری در مورد مخازن نیترات آمونیوم​

مطالعات ایمنی باید برای تمام تاسیسات جدید انجام شود. آنها باید به طور منظم (مثلاً هر چند سال یکبار) بررسی شوند. در طول مطالعه ایمنی باید به سایر فرآیندهای مرتبط با ساخت و ذخیره محلول نیترات آمونیوم (AN) با توجه ویژه به خطر آلودگی توجه شود. در ذیل کلیات ضروری در مورد این مخازن بیان گردیده است:
​

- محل نصب مخزن​

مخزن محلول نیترات آمونیوم غلیظ داغ نباید در نزدیکی هر انباری از مواد قابل احتراق اعم از جامد یا مایع قرار گیرد. محل مخزن ذخیره محلول AN باید به گونه ای انتخاب شود که خطر آلودگی توسط اسیدها و سایر مواد ناسازگار به حداقل برسد. اگر لازم است تانکرهای جاده ای یا واگن های ریلی در نزدیکی مخزن پارک شوند، محل پارک باید به گونه ای تراز و مرتب باشد که در صورت نشتی، امکان جریان یافتن و پخش شدن آن ممکن نباشد. برای جلوگیری از برخورد هر وسیله نقلیه ای با مخزن، تکیه گاه های آن یا تکیه گاه های خط لوله آن، با نصب موانع در صورت لزوم باید مراقب بود.
​

- طراحی تانک​

مخزن باید بر اساس استانداردهای مهندسی مناسب ساخته شود و مواد مورد استفاده باید در برابر خوردگی توسط نیترات آمونیوم غلیظ مقاوم باشد. رفتار نیترات آمونیوم هنگام طراحی مخزن جدید با توجه به اندازه قطر و ارتفاع باید در نظر گرفته شود. مخازن با ارتفاع کم این مزیت را دارند که فشار کمتری در بالای محلول نیترات آمونیوم ایجاد می کنند. این باعث کاهش دمای جوش و سرعت تجزیه مرتبط در پایین مخزن می شود. از سوی دیگر، نسبت ارتفاع به قطر کم می تواند از نقطه نظر اختلاط آب اضافه شده مضر باشد.
باید مراقب بود که از فضاهای محدود یا نیمه محدود در داخل مخزن و تجهیزات مربوطه که به طور بالقوه می توانند محلول AN را به دام بیاندازند، اجتناب شود. به عنوان مثال، از بافل های دو پوسته در داخل مخزن استفاده نشود.
عایق حرارتی، در صورت اعمال، باید از مواد معدنی باشد و باید برای اطمینان از عدم واکنش خطرناک مواد با محلول داغ نیترات آمونیوم بررسی شود. عایق باید توسط یک پوسته بیرونی از فولاد ضد زنگ یا آلومینیوم محافظت و مهر و موم شود. هر کدام که استفاده می شود، باید مراقب بود. باید اطمینان حاصل شود که هیچ شکافی در پوست بیرونی وجود ندارد تا از ورود آب جلوگیری شود.

​

​

​

- عایق​

تعداد فلنج ها باید به حداقل برسد و خارج از عایق مخزن باشند. باید امکاناتی مانند پمپ برای گردش محلول در مخزن وجود داشته باشد تا از یک محلول همگن اطمینان حاصل شود. حداقل نرخ گردش باید برای هر مخزن منفرد در نظر گرفته شود و در صورت عدم وجود روش های محاسباتی مناسب برای تعیین این میزان، حداقل نرخ گردش حدود 10-5 درصد حجم مخزن در ساعت به عنوان یک راهنمای تقریبی توصیه می شود.
مخزن باید با یک محفظه ثانویه (مثلاً دیوار بسته) ارائه شود. ناحیه موجود در محفظه ثانویه باید عاری از مواد واکنش‌دهنده و آلودگی سطحی باشد تا در صورت نشت محلول یا از دست دادن محتویات، خطر تجزیه AN و انتشار دود سمی مرتبط با آن به حداقل برسد.
مخزن باید دارای یک سیستم سرریز باشد که مواد تخلیه شده از آن به یک منطقه امن هدایت شود. باید مراقب بود که این خط به دلیل تبلور AN مسدود نشود. مواد مورد استفاده برای فونداسیون زیر مخزن باید فاقد اثر حساسیت بر روی نیترات آمونیوم باشند تا در صورت نشت محلول نیترات آمونیوم، خطر تجزیه به حداقل برسد.​