Imprimer  Imprimer cette page

Fiche technique n° 4-04 : L'ammoniac anhydre

  • Révision : mai 1996
  • Dernière mise à jour : avril 2011

Table des matières

  1. Introduction
  2. Propriétés
  3. Risques
  4. Stockage et manutention
  5. Conception de l'équipement de traitment
  6. Procédés industriels utilisant de l'ammoniac
  7. Sécurité des employés
  8. Protection contre l'incendie
  9. Documents de référence

1. Introduction

L'ammoniac anhydre (NH3) existe naturellement sous forme de gaz à température et pression atmosphérique normales. Lorsqu'il est soumis à une légère surpression, il passe facilement à l'état liquide pour redevenir un gaz dès que la pression est ré

2. Propiétés

L'ammoniac anhydre est l'un des gaz les plus solubles dans l'eau; il ne faut toutefois pas le confondre avec l'ammoniaque qui est une solution de 15 à 30 p. cent de gaz ammoniac dans l'eau.

Sous forme de gaz, l'ammoniac est incolore et a une densité relative de 0, duite. L'industrie tire avantage de cette caractéristique en transvasant et entreposant l'ammoniac sous forme de gaz liquéfié sous pression dans les véhicules ferroviaires, les camions-citernes et les réservoirs et bouteilles de diverses capacités.

L'ammoniac est utilisé principalement comme engrais. On l'utilise également comme frigorigène ainsi que dans la fabrication de l'acide nitrique, d'explosifs et de matières plastiques.

597 (air = 1) à 25°C et sous pression atmosphérique normale. Généralement, l'ammoniac est facile à détecter du fait de son odeur âcre et irritante caractéristique.

Au fur et à mesure que la température s'élève, l'ammoniac se dilate rapidement, entraînant ainsi une élévation de la pression interne du récipient ou des canalisations dans lesquels il se trouve. Il faut tenir compte de cette caractéristique dans la conception et l'exploitation des systèmes utilisant l'ammoniac.

3. Risques

Risques d'incendie

Le gaz ammoniac a une plage d'explosivité de 16 à 25 p. cent en volume dans l'air. Même s'il n'est pas classé comme un gaz inflammable aux termes du Système d'information sur les matières dangereuses utilisées au travail (SIMDUT) et du Règlement sur le transport des marchandises dangereuses, son potentiel d'inflammabilité n'est que légèrement inférieur à celui de certains gaz qui répondent aux critères officiels d'inflammabilité.

Risques d'explosion

L'ammoniac peut, s'il entre en contact avec certains produits chimiques, notamment le fluor, le chlore, le brome, l'iode, le mercure et l'oxyde d'argent, former un mélange explosif. L'ammoniac humide agit violemment sur l'argent, le cuivre, le zinc et bon nombre de leurs alliages. Il attaque également l'aluminium, mais dans une moindre mesure. Il ne réagit pas sur le fer ni sur l'acier.

Risques pour la santé

L'ammoniac anhydre, sous forme de gaz ou de liquide, est très irritant pour la peau, les yeux et le système respiratoire. Son contact direct peut provoquer des brûlures graves.

La valeur moyenne pondérée dans le temps d'exposition à l'ammoniac est de 17 mg/m3 (25 ppm) La limite d'exposition de courte durée est de 24 mg/m3 (35 ppm).

4. Stockage et manutention

Chargement et déchargement de wagons-citernes

Un embranchement en impasse doit être prévu.

La voie doit être de niveau et les wagons doivent avoir leurs freins serrés et leurs roues correctement calées.

L'embranchement doit être protégé par une aiguille ou un dérailleur verrouillés.

Des écriteaux de mise en garde doivent être placés sur la voie ou sur le wagon de façon à avertir les personnes qui s'approchent du wagon depuis le côté ouvert de l'embranchement. Ces écriteaux doivent être laissés en place jusqu'à ce que le chargement soit terminé et que le wagon soit débranché des raccords de transvasement.

L'embranchement ne doit pas se trouver à une distance inférieure à 90 m (300 pi) d'une école, d'un hôpital ou d'un lieu de réunion.

Le wagon doit être raccordé au réseau de canalisations fixes au moyen d'un tuyau à ammoniac dont la pression nominale d'éclatement est de 12 MPa (1750 lb/po2) et la pression nominale d'utilisation est d'au moins 2,4 MPa (350 lb/po2).

La canalisation de branchement du tuyau d'ammoniac doit être éprouvée à l'eau au minimum tous les trois mois et doit pouvoir résister à une pression d'épreuve de 3,4 MPa (500 lb/po2).

Les canalisations de vidange doivent être munies de limiteurs de débit.

Bâtiment des pompes

Le bâtiment qui abrite le système de transvasement aux wagons-citernes ou aux camions-citernes doit :

  1. être situé
    • à 7,5 m (25 pi) minimum de la limite de propriété la plus
    • à 3 m (10 pi) minimum de toute autre structure (p. ex. bâtiment, réservoir de stockage ou station de chargement ou de déchargement) contenant de l'équipement électrique qui n'est pas approprié pour les atmosphères dangereuses;
  2. être construit en matériaux incombustibles; avoir :
    • deux ou plusieurs portes de sortie si la distance à parcourir pour atteindre une issue est supérieure à 4,5 m (15 pi) ou si la superficie de la pièce est supérieure à 15 m2 (160 pi2). Les portes de sortie doivent être situées de telle façon que la distance à parcourir pour atteindre une issue ne dépasse pas 23 m (75 pi). De plus, elles doivent être équipées d'un dispositif d'ouverture antipanique et être montées sur charnières verticales avec ouverture vers l'extérieur.
    • des ouvertures munies d'écrans donnant sur l'extérieur et situées près du plafond. La surface cumulée de ces ouvertures doit être égale à au moins 0,2 p. cent de la surface du plancher. Des ouverture similaires doivent être aménagées sur le mur opposé, près du plancher, de façon à obtenir une circulation d'air maximale.
    • des évents de dégagement en cas d'explosion, donnant sur l'extérieur et conçus suivant les régles de l'Art comme, par exemple, la norme NFPA 68, Venting of Deflagrations, ou la fiche 1-44, Damage Limiting Construction, de Factory Mutual. Les murs et la toiture résistants à la pression devraient être conçus de façon à résister sans s'écrouler à des pressions d'explosion égales à au moins cinq fois la pression de dégagement pour laquelle les évents sont prévus.
    • des systèmes de chauffage (si le bâtiment est chauffé) conformes à la Fiche technique n 5-03, Heating For Areas Containing Flammable or Explosive Gases, Vapours, Dusts or Fumes.

Réservoirs de stockage

Les réservoirs de stockage situés à l'intérieur d'un bâtiment doivent être :

  1. installés dans un endroit bien ventilé;
  2. protégés par des extincteurs automatiques à eau (gicleurs).

Le bâtiment ou le local doit servir exclusivement au stockage de l'ammoniac anhydre et ne doit contenir aucun matériau combustible.

Le câblage et l'équipement électriques doivent satisfaire aux exigences stipulées dans le Ontario Electrical Safety Code pour les emplacements dangereux de la classe I, groupe D, conformément aux exigences relatives aux salles des machines définies dans la norme CSA B52, Code de réfrigération mécanique.

Les réservoirs de stockage extérieurs de plus de 9 m3 (2000 gallons imp.) de capacité doivent être situés à au moins :

  1. 15 m (50 pi) du bâtiment, de la limite de propriété ou de la source d'eau potable (p. ex. un puits ou une rivière) les plus proches;
  2. 90 m (300 pi) de tout hôpital, école, ou lieu de réunion.

Les réservoirs de stockage doivent être à l'abri de toute source de chaleur de plus de 54°C (130°F).

Les réservoirs doivent être munis d'au moins une soupape de sécurité (à ressort ou l'équivalent) avec bouchon de protection non serré sur le tuyau de mise à l'air libre. Un moyen doit être prévu pour évacuer l'humidité qui pourrait s'accumuler dans les tuyaux de mise à l'air libre.

Il faut procéder périodiquement à un essai des soupapes de sécurité et à la vérification visuelle de l'ensemble du système, notamment de l'état de la peinture, de la mise à la terre, etc.

Les soupapes de sécurité doivent être munies d'un tuyau vertical de mise à l'air libre dépassant d'au moins 2,1 m (7 pi) le dessus du réservoir. Pour les réservoirs dont la capacité est supérieure ou égale à 9 m3 (2000 gallons imp.) et qui ne comportent pas d'accès en partie supérieure, ce tuyau doit être à au moins 2,1 m (7 pi) au-dessus du niveau du sol.

Les réservoirs non réfrigérés doivent avoir une pression de calcul d'au moins 1,7 MPa (250 lb/po2).

Stockage réfrigéré

  1. Les réservoirs réfrigérés doivent avoir une pression de calcul d'au moins 416 kPa (60 lb/po2).
  2. Chaque système réfrigéré doit être muni d'un compresseur de secours de capacité suffisante pour la réfrigération de la charge totale des réservoirs.
  3. Une source d'alimentation de secours doit être prévue, à moins que le gaz ammoniac puisse être éliminé sans danger lorsque le système de réfrigération ne fonctionne pas.
  4. Les systèmes sans surveillance humaine doivent comporter un système d'alarme automatique.

Bouteilles

Les bouteilles ne doivent pas être remplies à plus de 85 p. cent de la capacité nominale marquée sur la bouteille par le fabricant. Les bouteilles ne doivent jamais être remplies d'ammoniac liquide à des températures supérieures à 54 C (130°F).

Les bouteilles doivent être à l'abri de chaleur excessive. Aucun matériau combustible ne doit se trouver dans l'endroit où elles sont entreposées.

Les bouteilles peuvent être raccordées à un collecteur pour le transvasement de l'ammoniac sous forme liquide ou gazeuse. Toutefois, si l'ammoniac est transvasé sous forme liquide, il faut prévoir un clapet de non-retour sur le tuyau de vidange de chacune des bouteilles. Chaque fois que possible, disposer les bouteilles raccordées à un collecteur de façon telle que l'ammoniac soit transvasé sous forme gazeuse.

Tout réchauffement pour augmenter le débit de vidange doit être réalisé au moyen d'eau chaude dont la température ne dépasse pas 43°C (110°F).

La quantité d'ammoniac anhydre à l'intérieur des zones principales de l'usine ou de l'installation doit être limitée à la quantité requise pour une journée, sans dépasser deux batteries de 10 bouteilles contenant chacune 72 kg (160 lb) d'ammoniac. Si une plus grande quantité est requise, les bouteilles doivent être entreposées à l'extérieur, dans un bâtiment non contigu, ou à l'intérieur mais dans un local isolé, c'est-à-dire dont toutes les ouvertures donnent sur l'extérieur du bâtiment.

5. Conception de l'équipement de traitement

Les procédés utilisant de l'ammoniac anhydre doivent être, de préférence, des systèmes entièrement encloisonnés.

Le règlement concernant les chaudières et appareils sous pression (Règl. 220/01) fixe les normes de sécurité relatives à la conception, la fabrication et la vérification des récipients sous pression. Les installations utilisant de l'ammoniac doivent être approuvées et enregistrées par l’Office des normes techniques et de la sécurité.

Les réservoirs, les tuyauteries et le matériel électrique doivent être reliés par continuité des masses et mis à la terre (voir la fiche technique n 10-0 relative à l'électricité statique).

Le câblage et l'équipement doivent, dans certains cas, satisfaire aux exigences fixées dans le Ontario Electrical Safety Code pour les emplacements dangereux de la classe 1, groupe D.

Les réservoirs, récipients, tuyauteries, raccords et autres pièces d'équipement utilisant de l'ammoniac doivent être en acier ou en fer industriel.

La tuyauterie doit être de série 40, avec joints et raccords soudés, ou de série 80 avec joints filetés ou soudés et raccords soudés.

Le soudage à haute-pression doit être exécuté exclusivement par des soudeurs qualifiés.

6. Procédés industriels utilisant de l'ammoniac

Salles des machines

Les salles des machines doivent être conformes au Code de réfrigération mécanique (norme CSA B52-95). On notera que les exigences sont différentes pour les salles de machines de la classe T qui sont principalement utilisées pour les patinoires et les pistes de curling ainsi que dans divers procédés industriels de réfrigération.

Salles de dissociation

Les salles de dissociation doit être conformes à l'article 7-4 de la norme NFPA 86C, Industrial Furnaces Using a Special Processing Atmosphere, de la National Fire Protection Association. (La dissociation est la décomposition de l'ammoniac en ses deux éléments, l'azote et l'hydrogène, au moyen de chaleur et d'un catalyseur.)

7. Sécurité des employés

Éducation et formation

La sécurité dans la manutention de l'ammoniac repose en grande partie sur la qualité de la formation des employés. Aux termes de la législation relative au Système d'information sur les matières dangereuses utilisées au travail (SIMDUT), les employeurs doivent assurer la formation des employés sur les sujets tels que :

  1. les risques pouvant résulter de la manipulation incorrecte de l'ammoniac;
  2. les plans d'action en cas d'urgence, y compris la formation, les réparations d'urgence et l'emplacement des douches d'urgence, des douches oculaires et de la source d'eau la plus proche.
  3. l'utilisation correcte de l'équipement de protection, notamment des appareils de protection respiratoire;
  4. l'identification des défaillances de l'équipement et la nécessité de les signaler sans retard.

Fuites d'ammoniac

Les réparations doivent être exécutées par du personnel qualifié muni de vêtements et d'équipement de protection approuvés. Tout le reste du personnel doit être envoyé en amont de la fuite.

Pour maîtriser et absorber les fuites importantes d'ammoniac, il faut utiliser de l'eau en jet plein ou pulvérisé. Cette eau pouvant alors contenir des concentrations élevées d'ammoniac, il faut éviter de l'évacuer dans le réseau d'égouts.

Les fuites mineures peuvent être localisées de la façon suivante :

  1. en utilisant du papier réactif à l'ammoniac. Le papier au phénophtaléine ou au tournesol change de couleur en présence d'ammoniac.
  2. en diluant de l'acide chlorhydrique. En présence d'ammoniac, les vapeurs formeront un brouillard blanc dense.
  3. au moyen d'anydride sulfureux (sous forme gazeuse). Disponible en générateur d'aérosol, il forme un brouillard blanc dense en présence d'ammoniac.

Équipement de protection

Suivant les besoins, l'équipement suivant doit être disponible, facilement accessible et entretenu correctement :

Protection oculaire

  1. Toute personne qui manipule de l'ammoniac ne doit pas porter de lentilles de contact et doit protéger ses yeux contre les éclaboussures en portant des lunettes étanches bien ajustées et à ventilation indirecte.

Protection des voies respiratoires

  1. Pour les concentrations n'excédant pas 250 ppm : comme protection minimale, on peut utiliser un demi-masque respiratoire à cartouche chimique, avec cartouches antiammoniac, à condition d'utiliser aussi une protection oculaire.
  2. Pour les concentrations de 250 ppm à 300 ppm : il faut utiliser un respirateur à masque complet et à cartouche chimique, avec cartouches antiammoniac.
  3. Pour l'entrée d'urgence ou prévue dans une atmosphère dont la concentration en ammoniac n'est pas connue ou présente un danger immédiat pour la vie ou la santé, c.-à-d. supérieure à 300 ppm : appareil respiratoire autonome isolant avec masque complet et fonctionnant en mode de pression sur demande ou autre mode de pression positive.

Vêtements de protection

  1. Il faut toujours porter des gants de caoutchouc lorsqu'on manipule de l'ammoniac.
  2. En cas de déversement accidentel, la personne qui pénètre dans la zone où le déversement s'est produit doit être accompagnée d'une autre personne en renfort ou secours et les deux doivent porter une combinaison de protection étanche aux gaz, en plus du respirateur autonome avec masque complet à pression positive requis pour l'entrée d'urgence ou prévue dans une atmosphère dont la concentration en ammoniac n'est pas connue ou présente un danger immédiat pour la vie ou la santé.

Douche d'urgence et douche oculaire automatique

Elles doivent comporter un moyen pour maintenir la température de l'eau à 21°C. Voir la norme ANSI Z358.1-1990 Emergency Eyewash and Shower Equipment.

Remarque :

L'utilisation d'équipement de protection ne doit jamais remplacer des pratiques de travail sécuritaires.

8. Protection contre l'incendie

L'eau est le meilleur agent extincteur du fait que l'ammoniac anhydre est très soluble dans l'eau. Il est facile de maîtriser la propagation d'une fuite de gaz ammoniac au moyen d'eau pulvérisée.

Des extincteurs d'incendie portatifs doivent être disponibles pour l'extinction des feux de moteurs électriques.

Pour le stockage en réservoirs de plus de 9 m3 (2000 gallons imp.) de capacité, il faut prévoir au moins un robinet d'incendie armé avec tuyau de 6 cm (2 ½ po).

9. Documents de référence

Règlements et codes

Règlements relatifs au stockage de l'ammoniac anhydre, pris en application de la Loi nationale sur les transports et de la Loi sur les chemins de fer, Lois du Canada, 1978, Ch. 1146

Règlement concernant les chaudières et appareils sous pression (Règl. 220/01)

Règlement concernant les établissements industriels (R.R.O. 1990, Règl. 851)

Code de la réfrigération mécanique, CSA B52-92

Ontario Electrical Safety Code, 21e édition

Code de prévention des incendies de l'Ontario (R.R.O. 1990, Règl. 454)

Normes, guides, etc.

Damage Limiting Construction, Factory Mutual Loss Prevention Data 1-44

Emergency Eyewash and Shower Equipment, ANSI Z358.1-1990

Guide for Venting of Deflagrations, NFPA 68, 1994

Standard for Industrial Furnaces Using a Special Processing Atmosphere, NFPA 86C, 1995

Mossman, A.L. et Braker, W., Matheson Gas Data Book, 6e édition, 1980

NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards, National Institute for Occupational Safety and Health, 1994

Fiches techniques du ministère du Travail

no 5-03 Heating for Areas Containing Flammable or Explosive Gases, Vapours, Dusts and Fumes

no 10-0 Static Electricity