液氮的安全使用与泄漏事故处置

液氮的安全使用与泄漏事故处置

液氮的理化特性：

液氮，液态的氮气。是惰性的，无色，无臭，无腐蚀性，不可燃，温度极低。氮构成了大气的大部分(体积比78.03%，重量比75.5%)。氮是不活泼的，不支持燃烧。汽化时大量吸热接触造成冻伤。氮气占空气78%。

在常压下，液氮温度为-196℃;1立方米的液氮可以膨胀至696立方米 21°C的纯气态氮。液氮是无色、无味，在高压下低温的液体和气体。液氮(常写为LN2)，是氮气在低温下形成的液体形态。氮的沸点为-196°C，在正常大气压下温度如果在这以下就会形成液氮;如果加压，可以在更高的温度下得到液氮。

在工业中，液态氮是由空气分馏而得。先将空气净化后，在加压、冷却的环境下液化，借由空气中各组分之沸点不同加以分离。人体皮肤直接接触液氮瞬间是没有问题的，超过2秒才会冻伤且不可逆转。

氮气的特性：

1、在空气中占78.12%的体积

2、无色、无嗅、无味及无毒

3、沸点是-196°

4、化学性质不活泼,不可燃且不助燃

5、不能维持生命

6、比空气稍轻(比重为0.97)

液氮的特性：

1、立方米的液氮可以膨胀至696立方米21℃的纯气态氮

2、氮气很容易置换所在区域的氧气,导致人员窒息

3、这就是为什么液氮必须储放在通风良好的地方的原因

1、窒息：当氮的含量增加而使空气中氧的含量<19.5%时,会导致快速窒息,这时需配备自给式呼吸器(SCBA)。

2、接触到液氮或冷的氮蒸气会导致严重的冻伤或对接触到的容器,管路或系统有破裂的可能。

3、氮气侵入人体的途径为吸入,若人员处于含氧量在19.5%以下的的空气中,会引起眩晕、昏昏欲睡、呕吐、唾液过多,反应迟钝,失去知觉甚至死亡。

4、进入缺氧环境,动脉内的血液会在5-7秒内降到过低水平。接下来10-12秒人将晕厥。2-4分钟得不到氧气及时补给将会造成死亡。

5、吸入一口高浓度氮气(氮气浓度高于90%)就会发生惨剧,导致人员出现昏迷,呼吸心跳停止而死亡。

皮肤与液氮接触会引起皮肤肌肉组织冻结,最终使皮肤严重灼伤。其灼伤是因深冷液体的低温造成的而不是化学应。此时的皮肤呈现红色并起水泡。

使用:一定避免将未加防护的身体的任何部位接触装有深冷液体的不绝热管线或容器。与极冷的金属接触会使肌肉与其迅速粘结。如要挣脱,就会撕裂肌肤。

使用要求：如果工作场所存在潜在的氮气危害,应设置警示标识并提供足够的控制措施,这些措施可以包括但不限于:具有声光报警功能的测氧仪。强制通风系统。警戒线或围栏。通过上堵头、封头、加盲板等方式隔断氮气来源。

1、一般表面的清理,(包括工艺区域、维修车间、室外工作区域、任何设备),除非工艺中要求使用氮气作为吹扫介质且进行了安全排放。

2、气动工具的驱动。作为工艺、仪表的替代或备用气源,除非经过风险评估已确认所有潜在的危害,采取了风险消减和控制措施,并且有文件化的管理程序。在可能有人存在的区域中进行工程应急、冷却或灭火。

3、使用氮气前应得到批准(包括使用氮气作为压力测试介质)且有相应的控制措施。

4、企业应定期对可能处在氮气危害中工作的员工(包括承包商员工)进行培训,培训包括氮气的危害、相关作业安全要求、预防窒息和急救的知识等内容。

5、在使用氮气的作业场所应配备相应的防护用品和装备,并制定紧急情况下的应急措施。接触液态氮的操作人员还应进行皮肤和眼部等部位防护。

6、日常工作中氮气的使用安全要求应在操作规程中说明。

7、氮气系统的氮气瓶、管线、储罐、气取用连接点等应有统一、明显的标识。

8、在任何情况下氮气管线都不能与呼吸空气管道相互连接。

9、氮气取用连接点的接口优先采用螺纹管、双向接头盒法兰连接,在下列情况时也可以使用快速接头连接：有文件化的使用管理程序。配备统一的,并明显区别与其他公用工程连接点的快速接头。

10、报废的氮气系统应及时拆除。停用的氮气系统应及时移开,不能移开的,应进行有效隔离,使用末端必须封堵并设置安全标识。

11、管线和设备的设计一定要充分满足压力的需要。在从容器引出的管道上一定要使用单向阀或其它防护性设施以防止深冷液体倒流。为防止深冷液体或低温气体在阀门之间的管线中残留,管线上的两个截止阀间应安装泄放装置。输送管道只能使用低温输送专用管线。有些金属象碳钢在低温下会变脆,并极易粉碎,因此不能用于深冷液体的储存和运输,建议将所有的泄放都设置在建筑物外面。

12、特殊注意事项:一些金属,如碳钢,在低温下极易变脆,破碎。

13、使用氮气的实验室、化验室等密闭空间应保持良好的通风,配备具有声光报警功能的测氧仪,并在入口处设置安全标识。

14、对于可能有氮气存在的设备、容器,在所有可能的人员出入都用设置清晰可见的安全标识。

15、氮气瓶的存储和搬运应符合Q/SY1365-2011《气瓶使用安全管理规范》的要求。

16、充有惰性气体空间的通风和开口,在合理条件下尽可能位于远离人员进出的地方。

17、在作业周围存在氮气可能造成缺氧,而你又暴露于氮气危险时,必须佩带空气呼吸器。

18、所有人特别是主管必须清楚知道和氮气有关的危险，确保在工作许可证上列出合适的防范措施并在施工现场强制执行,需要靠近这些通风口和开口工作的人员，必须经过适当的培训,能胜任工作并佩戴适当的呼吸器。

液氮的安全使用与泄漏事故处置紧急情况:在缺氧环境中可用自给式呼吸器或接有正压管路式呼吸器的面罩并配有逃生装置。过滤式呼吸器将不起作用。

防护手套:宽松的绝热手套或皮手套。

眼睛的保护:建议使用全面罩和安全眼镜。

其它防护设备:当使用容器时须穿安全鞋,长袖衬衫及长过鞋口的裤子，注意不要将裤腿扎入鞋内。

吸入:人员若缺氧,必须将其移到空气清新处,若人员已停止呼吸,采用人工呼吸,并迅速寻求医疗处理

皮肤接触:脱掉所有限制冻伤部位血液循环的衣服不要揉搓冻结部分,以免引起肌肉组织受伤。将受伤部位放在不超过105°F(40C)的温水中浸泡。不要烘干。并立即请医生疗。

眼睛接触:接触液体后,立即用不超过105°(40℃)的温水来给冻伤部分升温。

1、事故可能发生的前兆

①管线、设备、接口、阀门严重腐蚀

②出现白色烟雾

2、现场应急处置措施

⑴、小量泄漏事故

发现泄漏第一人应立即停止作业,立刻关闭或切断气体来源的各相关阀门,并报告当班负责人。当班负责人应立刻组织受影响岗位的作业人进行疏散,并通知抢险组组长。抢险组抢险人员穿戴好防护用品赶赴泄漏点对泄漏物进行处置。低温液体储罐泄漏,可使用喷雾水枪驱散、稀释沉积漂浮的气体。必要时可设置排风扇驱散气体。

⑵、大量泄漏事故

①应急指挥部应急行动:总指挥应立即启动2级响应,并向消防,安监、公安、交通等部门求援。调动各应急行动组开展应急救援行动。

②抢险抢修组应急行动：抢险抢修组穿戴防毒面具、防冻服赶至现场。低温液体储罐泄漏,可先组织一定数量的喷雾水枪,驱散、稀释沉积漂浮灌区内的气体,靠近罐区判断泄漏位置,若泄漏口较小,流速慢,泄漏量少,可进行堵漏。抢修人员进行堵漏时,必须设喷雾水枪掩护;对贮罐顶部开口泄漏,要用喷雾水枪托住下沉的气体,往上驱散,使之在一定高度飘散。

若管道泄漏或罐体孔洞型泄漏,应使用外封式、捆绑式充气堵漏工具进行迅速堵漏,或用金属螺钉加粘合剂旋拧,或利用木楔、硬质橡胶塞封堵。

堵漏完毕后,继续使用喷雾水枪驱散、稀释泄漏气体。

③抢险疏散组应急行动：由组长组织员工选择就近安全通道、出口迅速撤离事故现场到疏集合地点集合。若集合点位于泄漏点的下风口时,经应急总指挥同意,离至厂外的安全地点集合。清点集合点人数并向应急指挥部汇报,确保没有人员被困(或)滞留在生产区域。

④安全警戒组应急行动：设立安全警戒线,禁止一切与救援无关的人员进入警戒区域。维持员工结合点的治安秩序。安排人员在工业区路口引导外部救援单位车辆进入厂区。

⑤医疗救护组应急行动:负责对受伤人员进行紧急救护,必要时护送至医院诊治。

⑦通讯联络组应急行动：根据应急指挥部总指挥的决定负责向“119"“110"“120"等或相关政府职能部门知会情况,请求支援。事故状态时负责各应急救援队伍、应急指挥部之间的通讯畅通,提醒警戒区内抢险人员关闭手机。必要时通知公司周边单位、人员疏散。

注：液氮的气化安全使用请参考：

1、低温液体(LNG、氧氮氩)气化站的常见问题与安全操作

2、氧气、氮气、氩气的安全使用管理