環(huán)氧乙烷分子十分不穩定,小分子特性使其具有很強的穿透性和化學(xué)活性。環(huán)氧乙烷沸點(diǎn)為10.7℃,在常溫下為氣態(tài),釋放到空氣中時(shí),所形成的濃霧極易燃燒;其蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物,爆炸范圍為3%-100%(體積比)。在1個(gè)大氣壓下,純環(huán)氧乙烷蒸汽的熱分解溫度為510℃,在特殊情況下環(huán)氧乙烷在一些雜質(zhì)(如鐵銹等)的作用下,遇150℃高溫即可發(fā)生分解爆炸。環(huán)氧乙烷爆炸威力非常大,1kg環(huán)氧乙烷相當于2.7kg-5.0kgTNT爆炸產(chǎn)生的沖擊波。曾有2家環(huán)氧乙烷生產(chǎn)企業(yè),為了避免停車(chē)檢修帶來(lái)經(jīng)濟損失,對環(huán)氧乙烷介質(zhì)管線(xiàn)泄漏按照常態(tài)化帶壓堵漏方式進(jìn)行處理。2家企業(yè)均未充分辨識環(huán)氧乙烷的泄漏風(fēng)險,沒(méi)有考慮到在如此寬的爆炸范圍下,一旦環(huán)氧乙烷泄漏,極易引起環(huán)氧乙烷燃爆,造成無(wú)法估量的后果。所有與環(huán)氧乙烷進(jìn)行的反應均為強放熱反應,因此,要重視控制反應溫度,防止反應失控;同時(shí),要確保環(huán)氧乙烷完全轉化,防止環(huán)氧乙烷進(jìn)入下游設備;還應確保反應器內的氣相環(huán)氧乙烷有惰性介質(zhì)稀釋保護,防止其分解。因此,企業(yè)必須完善?;饭芾砗桶踩逃贫?,建立危險源管理臺賬,制定包保責任人,從上到下分級管理,讓每一名從業(yè)人員在上班第一天就要知道裝置風(fēng)險,尤其是工藝物料風(fēng)險。對于環(huán)氧乙烷物料,尤其要慎重對待,其基礎特性是每一位從業(yè)人員必須了解的。在較低溫度時(shí),環(huán)氧乙烷自聚速度緩慢,雖然不會(huì )發(fā)生爆炸,但形成的聚合物會(huì )堵塞管道、儀表、泄放設施等。當達到一定溫度時(shí),環(huán)氧乙烷聚合速度加快,同時(shí)產(chǎn)生大量的熱(聚合反應放熱量約2324kJ/kg)而引起爆炸。所以,應該嚴格控制環(huán)氧乙烷的溫度。除了溫度以外,還有很多化學(xué)物質(zhì)比如酸、堿金屬、金屬氧化物及一些有機物(比如醛類(lèi)),均能引發(fā)環(huán)氧乙烷自聚,尤其要注意鐵銹。因此,輸送儲存環(huán)氧乙烷的管道、容器等設備應避免使用碳鋼材質(zhì)。如不得不使用碳鋼材質(zhì)設備,應在設備檢修接觸空氣后進(jìn)行噴砂除銹或化學(xué)清洗除銹處理,除銹后立即氮封隔絕空氣備用;環(huán)氧乙烷物料法蘭連接墊片應禁止使用橡膠材質(zhì)墊片,橡膠極易引起環(huán)氧乙烷物料聚合,宜使用四氟金屬纏繞墊。曾有某環(huán)氧乙烷儲存裝置,由于環(huán)氧乙烷醛類(lèi)雜質(zhì)過(guò)多,導致環(huán)氧乙烷管線(xiàn)出現自聚物堵塞壓力表,企業(yè)未意識到風(fēng)險,最終因為超壓導致環(huán)氧乙烷泄漏事故。因此,必須每天分析環(huán)氧乙烷物料系統內的微量組分,尤其是醛、酸等含量,制定雜質(zhì)控制指標范圍,如雜質(zhì)大于指標,因采取相應控制措施。《石油化工企業(yè)設計防火標準(2018年版)》(GB 50160-2008)要求,較高濃度環(huán)氧乙烷設備的安全閥前應設爆破片。爆破片入口管道應設氮封,且安全閥的出口管道應充氮。安全閥前設爆破片是為防止環(huán)氧乙烷聚合。爆破片入口設氮封是防止環(huán)氧乙烷聚合堵塞管道(鐵銹可促進(jìn)環(huán)氧乙烷聚合反應)。安全閥出口管道上設氮氣,是用于稀釋所排出的環(huán)氧乙烷,使其低于爆炸極限。環(huán)氧乙烷宜低溫儲運,不易長(cháng)途運輸
環(huán)氧乙烷儲罐應與其它化學(xué)品、尤其是易燃或腐蝕性化學(xué)品儲罐分開(kāi),并且必須與火災危險源和潛在點(diǎn)火源分隔開(kāi)。非“覆土式”環(huán)氧乙烷儲罐及其構件應包裹能承受最少3小時(shí)火災的防火保溫層。如果儲罐沒(méi)有防火層,或防火性能不夠,則應在罐四周安裝自動(dòng)水噴淋系統。低溫使環(huán)氧乙烷聚合物在環(huán)氧乙烷中的溶解度下降,并使聚合物發(fā)生凝結。降低環(huán)氧乙烷儲存溫度,可以降低維持氣相不可分解的惰性氣體壓力。高溫會(huì )使環(huán)氧乙烷蒸汽壓上升,則液態(tài)環(huán)氧乙烷泄漏后產(chǎn)生的霧氣就更多。目前,國內多數企業(yè)環(huán)氧乙烷設備、儲罐的安全閥出口直接對大氣,其潛在的風(fēng)險非常大?!段kU化學(xué)品企業(yè)安全風(fēng)險隱患排查治理導則》中明確要求:“環(huán)氧乙烷的安全閥及其他泄放設施直排大氣的應采取安全措施?!睂τ诃h(huán)氧乙烷泄放的處置方式,目前有兩種:一是采用分程調節,排放氣接到水吸收塔進(jìn)行吸收;二是排放氣由專(zhuān)用管線(xiàn)引至尾氣焚燒爐。這兩種方式無(wú)論哪一種,企業(yè)都應進(jìn)行評估設計。環(huán)氧乙烷物料的取樣系統應達到下列密閉取樣要求:a)系統必須在沒(méi)有環(huán)氧乙烷釋放到環(huán)境或操作人員接觸的情況下,獲得一份有代表性的樣品;b)應采用小型密閉容器(取樣鋼瓶),常用于便攜式取樣裝置,取樣鋼瓶材質(zhì)采用高標準不銹鋼,取樣系統必須有壓力表并配備快拆接頭,嚴禁用玻璃容器或敞口容器取樣;c)在取樣前用氮氣吹掃取樣器,拆開(kāi)取樣鋼瓶前,系統應泄壓并用氮氣吹掃至回收系統。環(huán)氧乙烷由于其理化特性,不易長(cháng)途運輸,因此具有強烈的地域性。我國對環(huán)氧乙烷的運輸有非常嚴格的要求。環(huán)氧乙烷裝卸應采用液下裝卸鶴管,不宜采用金屬軟管,相關(guān)標準對槽車(chē)充裝系數、保冷材料、罐體材質(zhì)、裝卸方式、裝卸管道、密封墊片,以及槽車(chē)裝卸環(huán)節比如槽車(chē)配備靜電接地、阻火器、滅火器等,押運人員持有押運證、充裝人員取得移動(dòng)式壓力容器充裝證等均有詳細的規定。但是在實(shí)際工作中,一些企業(yè)由于自身專(zhuān)業(yè)能力不足或者其他原因,仍舊會(huì )出現一些紕漏。比如,某企業(yè)制定的環(huán)氧乙烷裝車(chē)安全管理規定并未明確裝卸設施連接口不得存在磨損、變形、局部缺口、膠圈或墊片老化等缺陷的檢查確認要求,此隱患極易導致出料口軟管脫落泄漏環(huán)氧乙烷事故。因此,涉及環(huán)氧乙烷裝卸的企業(yè)應制定完善的環(huán)氧乙烷裝卸管理辦法,從空車(chē)檢查到槽車(chē)離廠(chǎng),每一步都要有檢查清單,完成一項確認一項,由工藝人員、槽車(chē)司機、押運人員共同確認簽字,執行標準化裝卸流程,杜絕操作人員經(jīng)驗主義或遺漏操作要點(diǎn)。總之,預防環(huán)氧乙烷泄漏事故,要做好風(fēng)險辨識、人員培訓、應急處置等各個(gè)環(huán)節,把安全隱患當作異常來(lái)處理,切實(shí)提高風(fēng)險防控意識和能力;要認真總結事故教訓,舉一反三排查本企業(yè)裝置環(huán)氧乙烷系統可能存在的設計缺陷、應急處置程序不當、參數設置不合理等問(wèn)題,盡早發(fā)現、盡早整改,提高裝置運行的本質(zhì)安全水平。
案例一:2000年7月10日,陜西省某飼料添加劑廠(chǎng)內環(huán)氧乙烷槽車(chē)卸料過(guò)程中,一個(gè)環(huán)氧乙烷計量槽突然開(kāi)裂,致使液態(tài)環(huán)氧乙烷噴出汽化發(fā)生大爆炸,造成2人死亡、4人重傷、11人輕傷,直接經(jīng)濟損失640萬(wàn)元。事故直接原因是:非法自制環(huán)氧乙烷計量槽,制造質(zhì)量低劣,焊縫、鋼板存在嚴重缺陷;生產(chǎn)車(chē)間沒(méi)有安裝防靜電接地裝置;裝有環(huán)氧乙烷的液化氣槽車(chē)沒(méi)有及時(shí)脫離事故現場(chǎng),導致事故擴大。間接原因是:該廠(chǎng)擅自在技改項目中增添氯化膽堿合成車(chē)間,對環(huán)氧乙烷的危險性認識不足;整體設計布局不合理,貯罐與貯罐之間,貯罐與生產(chǎn)廠(chǎng)房及周邊建筑物之間,安全距離均不符合有關(guān)規定,導致連鎖反應。而人員培訓教育不到位,特種作業(yè)人員無(wú)證上崗作業(yè),安全意識淡薄,是事故的根原因。
案例二:2012年3月8日,浙江某物流公司一環(huán)氧乙烷罐車(chē)在充裝站進(jìn)行充裝過(guò)程中,罐車(chē)液相充裝管法蘭與環(huán)氧乙烷充裝軟管法蘭的連接面突然發(fā)生泄漏。裝車(chē)班長(cháng)發(fā)現險情后,立即關(guān)閉裝車(chē)球閥停止裝車(chē),并與裝置操作人員、該車(chē)押運員一起立即采取緊急措施,關(guān)閉罐車(chē)緊急切斷閥和罐車(chē)閥門(mén),用大量消防水進(jìn)行稀釋?zhuān)孤c(diǎn)得到了有效控制。泄漏原因:隨車(chē)提供的法蘭墊片因重復使用,彈性變差,在環(huán)氧乙烷的充裝過(guò)程中,低溫介質(zhì)使墊片發(fā)硬,密封性降低造成環(huán)氧乙烷泄漏。
案例三:2012年8月24日晚,一輛裝載環(huán)氧乙烷的運輸車(chē),在上海漕涇鎮西部工業(yè)區某化工公司內卸載作業(yè)時(shí),環(huán)氧乙烷泄漏導致2人死亡、7人中毒。事故的直接原因是:現場(chǎng)操作人員由于操作不當,導致出料口軟管脫落,大量環(huán)氧乙烷泄漏到環(huán)境中,引發(fā)爆炸和人員中毒事故。間接原因是:企業(yè)員工安全意識淡薄,應急能力不足,沒(méi)有充分識別環(huán)氧乙烷泄漏導致的嚴重后果,且在環(huán)氧乙烷泄漏時(shí)沒(méi)有及時(shí)采取應急措施防止事故進(jìn)一步惡化。其根原因是:企業(yè)生產(chǎn)運行管理不到位,風(fēng)險識別能力不足,沒(méi)有識別環(huán)氧乙烷泄漏的風(fēng)險,沒(méi)有組織員工進(jìn)行相關(guān)培訓及應急演練。
案例四:2015年4月21日,南京某企業(yè)環(huán)氧乙烷精制塔再沸器上封頭附近環(huán)氧乙烷泄漏、起火,環(huán)氧乙烷精制塔發(fā)生閃爆,造成1人輕傷。事故的直接原因是:環(huán)氧乙烷精制塔中發(fā)生自聚,導致儀表引壓管堵塞,壓力指示失真,操作人員判斷失誤、處置不當,導致發(fā)生泄漏,進(jìn)而引發(fā)塔內爆炸。間接原因是:儀表引壓管設計存在缺陷,環(huán)氧乙烷精制塔的壓力聯(lián)鎖與壓力控制變送器、現場(chǎng)壓力表共用一個(gè)引壓管;外操現場(chǎng)巡檢不到位,在裝置壓力異常波動(dòng)時(shí),操作人員僅對回流罐就地表進(jìn)行檢查,沒(méi)有核實(shí)塔的其它就地壓力表;而人員培訓不到位,異常工況判斷處置能力不高,應急處置不當,泄漏起火后,沒(méi)有及時(shí)打開(kāi)消防噴淋系統,造成了事故擴大。
案例五:2022年6月18日,上海某石化企業(yè)乙二醇裝置環(huán)氧乙烷精制塔區域發(fā)生爆炸,飛濺物導致2處公共管廊、1個(gè)油罐和1個(gè)管線(xiàn)同時(shí)起火,造成1人死亡、1人受傷。事故直接原因是:環(huán)氧乙烷精制塔塔釜出口管線(xiàn)焊口處被腐蝕斷裂,導致大量環(huán)氧乙烷泄漏,進(jìn)而引發(fā)起火、爆炸事故。間接原因是:對老舊裝置長(cháng)期運行后出現的風(fēng)險隱患辨識不足,對部分管線(xiàn)泄漏后可能引發(fā)的一系列連鎖反應和后果預判不足;隱患治理不及時(shí),將類(lèi)似“打補丁”的應急處理方式作為常態(tài)化堵漏方式,隱患未得到根除;生產(chǎn)管理不到位,在管線(xiàn)出現多次泄漏后,未組織原因分析,頭痛醫頭腳痛醫腳,安全管理制度執行不力。