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。
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。
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。
硝酸铵的热分解性
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。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。
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”。
对暴露人员伤亡情况预测估算
表1: 对暴露人员的损伤程度
△P(kg·f/cm2) | 损伤程度 | △P(kg·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
△P(kg·f/cm2) | 破坏效应 | △P(kg·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 |
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