Ammoniakk

1. Ammoniakk Dette er den sjette artikkelen i serien om industrigassene. Formålet med artiklene er å øke interessen for og kunnskapen om industrigassene hos brannmannskapene - både blant beredskapspersonellet og dem som arbeider med det forebyggende. Einar K. Gjessing, tidligere brannsjef i Bergen

2. Produksjon og bruk Den ammoniakken som leveres av Yara i Norge er produsert ved Yaras anlegg i Køping i Sverige. Ammoniakk fremstilles syntetisk fra en gassblanding bestående av 25 volumprosent nitrogen og 75 volumprosent hydrogen: N2 + 3 H2 = 2 NH3. Syntesen foregår over en spesiell katalysator under et trykk på ca. 250 bar og en temperatur på ca. + 500 0C. Ved avkjøling av reaksjonsblandingen vil den dannede gassformige ammoniakken kondenseres og fraskilles som flytende ammoniakk. Det finnes en rekke metoder for fremstilling av utgangsstoffene nitrogen og hydrogen i det ønskede volumforholdet.

3. Ammoniakk blir her i landet vesentlig brukt til fremstilling av nitrogenholdige gjødsler og brukes mye som kjølemiddel ved større kjøle- og fryseanlegg. Ammoniakk brukes også til å lage beskyttelsesgass, nemlig nitrogen, for å hindre oksidasjon ved valsing av stålplater under høye temperaturer. Ved å tilsette oksygen i et bestemt forhold til ammoniakken fås foruten forbrenningsproduktet vann, også rent nitrogen og rent hydrogen i det rette blandingsforholdet til å virke som beskyttelsesgass. Til mindre forbrukere leveres flytende ammoniakk på stålflasker.

4. På landveien transporteres flytende ammoniakk til større forbrukere med tankbiler med kapasitet 2 - 4 tonn (2,5 tonn er mest bruk) og jernbanetankvogner med kapasitet 10 - 18 tonn. Trykket på tankene svarer til ammoniakkens damptrykk ved den rådende temperaturen. Sjøveis transporteres større kvanta flytende ammoniakk på spesialskip. Skipene har kjøleanlegg for å forhindre at temperaturen i den flytende ammoniakken overstiger + 10 0C i den varme årstiden.

5. Gassens egenskaper Ammoniakkgass er lettere enn luft, vekt i forhold til luft er 0,6. Derimot vil væske som fordamper gi en kald tåke som er tyngre enn luft og legger seg langs bakken. I likhet med karbondioksid, propan og klor transporteres og oppbevares ammoniakk i kondensert (flytende) form. Ammoniakkgassen kondenseres til væske (flytende) ved ca. 8,5 bar ved + 20 0C. Trykket stiger til 15,7 bar ved + 40 0C. Væskens litervekt er 0,6 kg ved + 20 0C. 1 liter flytende ammoniakk gir ca. 87 liter ammoniakkgass.

6. Ammoniakkens kjemiske formel er NH3, det vil si et ammoniakkmolekyl inneholder ett nitrogenatom og tre hydrogenatomer. Som for karbondioksid, propan og klor fastsettes innholdet i en ammoniakkflaske ved veiing. Transporttanker og stasjonære tanker er utstyrt med nivåindikatorer. Ammoniakk har en kritisk temperatur på +132,2 0C og et kritisk trykk på 112,9 bar. (Se artikkelen om klor for definisjon på kritisk trykk og kritisk temperatur). Det er vel verd å merke seg at ammoniakk er lett oppløselig i vann. Ved + 20 0C oppløses 0,35 kg ammoniakk i en liter vann.

7. Ved synkende temperatur øker oppløseligheten til 0,5 kg ved 0 0C. Dette at ammoniakk er lett oppløselig i vann gjør at lekkasjer er lett å slå ned med spredt stråle. Samtidig må man være oppmerksom på at ammoniakken angriper fuktige legemsdeler: øyne, slimhinner, lunger og våte (svette) legemsdeler. Salmiakk er ammoniakk oppløst i vann. I motsetning til karbondioksid og klor er ammoniakk også brannfarlig. Den har et eksplosjonsområde på 15 - 28 volumprosent gass i luften. Så høye konsentrasjoner kan imidlertid vanligvis bare oppnåes i et lukket kar. Gassen er fargeløs med en gjennomtrengende, stikkende lukt og er giftig, se tabellen på neste side.

8. Virkning Ammoniakk-konsentrasjon i luft, målt i ppm 10 - 20 Luktegrense. 25 Administrativ norm (1994). Irritasjon av nese og øyne. Opphold uten åndedrettsbeskyttelse kan være skadelig. 100 Øyeblikkelig irritasjon av øyne, nese og svelg. Opphold uten åndedrettsbeskyttelse lenger enn en time kan være farlig. 300 - 500 Selv kortvarig opphold uten åndedrettsbeskyttelse kan være livsfarlig. 2.500 5.000 = 0,5 % Øyeblikkelig lammelse av åndedrettet og rask kvelningsdød.

9. Med administrativ norm forståes den konsentrasjon av forurensning som kan finnes i et arbeidslokale hvor man uten å ta skade kan oppholde seg åtte timer pr. dag. Betegnelse på norsk, svensk og dansk er ammoniakk, engelsk ammonia og tysk Ammoniak.

10. Ammoniakkflasker, -tanker, armaturer og merking Ammoniakk kommer inn under betegnelsen “farlig gods”, UN-nummeret er 1005, fare(identifikasjons)nummeret er 268 42 kg ammoniakkflaske. Merk gul topp og gulbrun farge ellers. Gul topp betyr giftig og/eller korrosiv gass.

11. Ammoniakk leveres på heltrukne stålflasker av samme type som for oksygen. Flaskene er gulbrune med gul skulderfarge. Flaskene leveres i forskjellige størrelser, fra 20 kg (lite brukt) til 42 kg (mest brukt) innhold. For alle beholdere gjelder at de maksimalt skal fylles med 0,53 kg ammoniakk pr. liter beholdervolum. Dette tilsvarer en fyllingsgrad på 87 % ved + 20 0C. Flaskene er ikke utstyrt med sikkerhetsventil. De er prøvetrykket på 33 bar.

12. Fabrikken foretar prøvetrykking hvert femte år. Flaskene må ikke utsettes for høyere temperatur enn + 40 0C (tilsvarende 15,7 bar) og tillates kun oppvarmet med vann. Blindmutter og transporthette skal være påsatt når flasken ikke er tilkoblet forbruksstedet. Stålflaskene er forsynt med en enkel ventil for fylling respektive tømming. Til ammoniakk må kun benyttes armatur som er spesielt beregnet for denne gassen. Fra stående, vanlige flasker tappes ammoniakk i gassfase.

13. Det er ikke ønskelig å sette dem på hodet for å tappe ammoniakk i væskefase. Til dette benyttes flasker med stigerør, og disse er merket spesielt. Som nevnt transporteres ammoniakk med tankbiler og jernbanetankvogner. Lagertanker på forbruksstedet forefinnes i forskjellige størrelser, da de ikke er standardiserte, men bygges spesielt for formålet. Felles for alle disse tankene er at de er bygget av stål og er utført med sikkerhetsventil som åpner seg på 26 bar, tilsvarende ca. + 61 0C.

14. Tømming og fylling skjer gjennom ventil på toppen. Overføring av ammoniakk skjer ved at ammoniakk i gassfase fra toppen av den tanken som skal fylles, føres ved hjelp av slange og kompressor til toppen av den tanken som skal tømmes. Gjennom en annen ledning med rør dykket ned til bunnen av den tanken som skal tømmes, overføres så ammoniakk i væskefase. Avtapping av tanker ved forbruk skjer som regel i gassfase. Til fordampingen trenges varme og denne er ved + 20 0C 284 kcal pr. kg. Fordampingsvarmen øker ved fallende temperatur og er ca 300 kcal ved 0 0C.

15. Faremomenter A. Ammoniakkflasker i brannsone Som nevnt har flaskene ikke sikkerhetsventil og må ikke varmes opp til høyere temperatur enn + 40 0C. De må ikke plasseres slik at de kan bli varmet opp til over + 40 0C. Eventuell oppvarming av flaskene må skje med varmt vann.

16. B. Ammoniakktanker i brannsone Som nevnt har disse sikkerhetsventiler, men også plassering av tanker må skje slik at de aldri kan nåes av en brann. Plassering og stengeretning på hovedventilen bør angis tydelig. C. Utlekket ammoniakk - eksplosjonsfare Som nevnt er ammoniakk i store konsentrasjoner, 15 - 28 volumprosent, eksplosjonsfarlig.

17. D. Utlekket ammoniakk - helsefare Mindre lekkasjer kan lokaliseres ved at et åpent kar med konsentrert saltsyre føres til det antatte lekkasjestedet. Tykk, hvit røk av ammoniumklorid angir lekkasjestedet. Fuktig, rødt lakmuspapir eller fenoftalinpapir kan også brukes, da disse forandrer farge. Lekkasjer som ikke kan stoppes, besprøytes med vann for å absorbere ammoniakken. Personer som har fått ammoniakksprut på klær må straks få klærne fjernet og besprøytes med vann i minst 15 minutter.

18. Pasient bringes til lege ved alle skader. Gassmaske med ammoniakkfilter (K-filter) kan brukes ved mindre lekkasjer, men under ingen omstendigheter ved ammoniakk-konsentrasjoner på over 1 %. (Husk absorpsjon på fuktige legemsdeler!). Bruk pressluftutstyr med heldekkende gassdrakt - med dette utstyret arbeider man sikkert.

19. E. Reaksjoner med andre stoffer Ammoniakk reagerer voldsomt med halogener (klor, jod, brom og fluor). Videre reagerer den med syrer og oksider, og er etsende på messing, sink, aluminium, sølv, kvikksølv og galvaniserte materialer. Atter en gang takk til Helge Boge, Yara Industrial as, Bergen for god hjelp ved utarbeidelsen av denne artikkelen. Neste artikkel blir om nitrogen.

20. Denne artikkelen kan også leses på hjemmesiden til Tidsskriftet Brannmannen www.brannmannen.no SLUTT