聯(lián)合碳化學(xué)公司的工廠(chǎng)主要為工業(yè)生產(chǎn)化學(xué)品，公司坐落在新奧爾良市以西約48km，約有1130名員工，事故發(fā)生在塔夫脫工廠(chǎng)的氧化裝置，氧化裝置主要生產(chǎn)環(huán)氧乙烷、乙二醇、乙二醇乙醚。工藝流程見(jiàn)圖1所示（工藝中的主要設備在圖上進(jìn)行了編號），氧化裝置用乙烯和甲烷作為原料生產(chǎn)環(huán)氧乙烷，乙烯和甲烷與氧氣混合（圖1中④所示），然后與反應器（圖1中①所示）中的催化劑接觸反應，反應后的反應物在洗滌塔中除去CO2氣體，事故發(fā)生在第五層框架，離地面約18m高。

事故發(fā)生時(shí)，氧化裝置已經(jīng)停產(chǎn)進(jìn)行檢維修6個(gè)月，事故中受傷的工人（“工人A”）是負責反應區域檢維修工作的承包商的一名員工，工人A是從聯(lián)合碳化學(xué)公司工作32年退休后加入該承包商的，退休前工人A是氧化裝置反應部分的主管。

事故中死亡的工人（“工人B”）是在聯(lián)合碳化學(xué)公司工作了23年的員工，工人B是維修團隊的工程師，事故發(fā)生時(shí)工人B由工人A來(lái)安排工作。

氧氣進(jìn)料混合器不能有油脂、油或者有機化學(xué)品，所以工人需要使用三氯乙烯對設備進(jìn)行清洗，然后工人用紫外線(xiàn)進(jìn)行檢查是否還有有機物的殘留，有機物殘留在紫外線(xiàn)下看的非常清楚，工人對氧氣混合器拆走后的兩個(gè)敞口法蘭處的管道進(jìn)行紫外線(xiàn)檢查，雖然紫外線(xiàn)檢查是氧氣混合器清洗的一個(gè)常規操作，但是紫外線(xiàn)檢查一般不會(huì )對敞口管道的法蘭進(jìn)行檢查，只是進(jìn)行目視檢查即可。但是CSB調查后沒(méi)有找到工人A和B對敞口法蘭進(jìn)行檢查的確切原因。

在反應器中使用的催化劑對濕度非常敏感，因此，在對舊催化劑進(jìn)行更換的過(guò)程中為了避免新催化劑與含有水分的空氣接觸而在在催化劑的空間內注入氮氣，對空氣進(jìn)行置換，對并催化劑進(jìn)行保護，事故的前一天晚上，工人A安排技術(shù)員通過(guò)打開(kāi)圖1中閥門(mén)②在管道內注入了氮氣，氮氣可以減緩管道的生銹， 注入的氮氣從48”管線(xiàn)的北面敞口法蘭（圖1中⑦所示）處放空。

在事故發(fā)生當天，工人A和B開(kāi)展對48”管線(xiàn)進(jìn)行紫外線(xiàn)檢查和清洗工作，先從南面法蘭（圖1中⑥所示），由于白天的光線(xiàn)下很難用紫外線(xiàn)對油脂和油進(jìn)行檢查，所以工人A和B用黑色的塑料薄膜固定在管線(xiàn)的敞口法蘭上來(lái)提供一個(gè)黑暗的工作空間，黑色的塑料薄膜一端由工人A和B固定在法蘭上，另一端由兩名承包商工人從外面包裹在法蘭上，兩名承包商員工在該區域是在等待氧氣混合器吊裝到位后安裝，雖然沒(méi)有意識到，但是塑料薄膜在工人A和B工作的區域造成了臨時(shí)的受限空間，南面法蘭的檢查和清洗工作在10:45開(kāi)始，11:35結束，在南面敞口法蘭進(jìn)行作業(yè)的過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生事故，南面法蘭也連接至反應器，但是管線(xiàn)上有個(gè)隔斷閥防止氮氣進(jìn)入南面敞口法蘭。

南面敞口法蘭清洗操作完成后，工人A和B按照同樣的方式對北面的敞口法蘭進(jìn)行清洗和檢查工作，但是工人A忘記了45m外的氮氣注入點(diǎn)正在注入氮氣，且系統中的氮氣從北面敞口法蘭放空，所以在敞口法蘭蒙上透明塑料薄膜后，就創(chuàng )造了一個(gè)封閉的且高濃度氮氣的受限空間。

CSB的事故調查人員到達事故現場(chǎng)后，研究了物證和現場(chǎng)，并采訪(fǎng)證人，分析了1998年3月27日12點(diǎn)15分發(fā)生的人員窒息死亡的事故原因。

CSB調查后認為事故的根本原因是：

CSB建議：

進(jìn)入受限空間非常危險的一個(gè)重要因素是受限空間內含有危險氣體，受限空間內可能含有有毒氣體，例如硫化氫，也可能含有無(wú)毒的氣體，例如氮氣，我們日常呼吸的空氣中含有約21%的氧氣，78%的氮氣，還有其他微量的氣體，為了避免對工人造成危害，OSHA要求氧氣含量維持在19.5%以上，一般認為氧氣濃度為8-10%時(shí)會(huì )導致人失去意識不能進(jìn)行自救，人在氧氣濃度為6-8%情況下6分鐘就會(huì )死亡，氧氣濃度4-6%時(shí)40秒鐘就會(huì )死亡。

此次事故中沒(méi)有設置警示標示，工人A和B不知道存在氮氣危害，即使工人A或者B在作業(yè)時(shí)把頭伸進(jìn)北面敞口法蘭也會(huì )帶來(lái)危害，OSHA調查的其他工廠(chǎng)的受限空間導致的受傷和死亡事故中就有僅僅把頭伸進(jìn)受限空間造成的。

此次事故沒(méi)有把氧氣混合器清洗作業(yè)中敞口管線(xiàn)的次生危害識別出來(lái)，沒(méi)有對催化劑更換作業(yè)的危害進(jìn)行評估，也沒(méi)有對看似沒(méi)有任何關(guān)系的氧氣進(jìn)料混合器清洗作業(yè)進(jìn)行評估，在管理上應在對48”管線(xiàn)進(jìn)行氮氣注入并在北面法蘭進(jìn)行放空操作前進(jìn)行評估，如果識別出氮氣的危害則可以在發(fā)生事故的地點(diǎn)設置氮氣危害警示標示。

通過(guò)與工廠(chǎng)管理人員進(jìn)行訪(fǎng)談發(fā)現，他們并沒(méi)有預測到會(huì )對管道法蘭進(jìn)行紫外線(xiàn)檢查作業(yè)，管理人員說(shuō)因為氧氣混合器已經(jīng)清洗了并不需要對法蘭進(jìn)行清洗，且法蘭附近并不是富氧環(huán)境，雖然管理人員沒(méi)有預測到會(huì )有紫外線(xiàn)檢查，但是有另外一名員工需要被保護以免受氮氣危害，在事故發(fā)生前，承包商用鋼絲刷和清洗液對48”法蘭進(jìn)行清洗，為了開(kāi)展清洗工作承包商把覆蓋在敞口法蘭上的透明塑料薄膜移開(kāi)，也使自己暴露在氮氣危害中，由于當天有大風(fēng)，北面敞口法蘭放空的氮氣很快消散沒(méi)有對承包商造成傷害。

像天然氣和丙烷一樣，氮氣沒(méi)有明顯的氣味來(lái)提醒人們它的出現，在天然氣和丙烷中會(huì )加臭來(lái)作為一個(gè)安全措施提醒人們存在易燃爆炸性氣體泄漏。氮氣中一般不會(huì )加臭或者有氣味的氣體，因為氮氣泄漏一般不會(huì )認為是危險事件，氮氣無(wú)毒，不燃燒或者與其他物質(zhì)反應，但是在受限空間有氮氣時(shí)卻非常危險，氮氣把受限空間中的氧氣置換掉導致人員死亡。

設置警示標示警告人員受限空間和氮氣危害是非常有用的安全措施，雖然警示標示可能會(huì )被不小心移走或偶爾忘掉，不管怎樣，此次事故中反應器中使用的氮氣加臭，則工人會(huì )發(fā)現氮氣的出現，并且事故可能會(huì )避免。受限空間使用的氮氣中加臭不能作為受限空間進(jìn)入的保護措施，只是另外一種預防措施。CSB也意識到氮氣加臭的技術(shù)問(wèn)題，比如，催化劑可能會(huì )被加臭氣體污染，需要研究受限空間使用的氮氣加臭的可能性。

1 氮氣危害的原因

氮氣目前廣泛使用于化工企業(yè)、作為吹掃、惰化、密封氣使用。氮氣無(wú)色無(wú)味，并且空氣中含有氮氣為78%，這會(huì )導致很多人沒(méi)有意識到氮氣的危險。根據全世界化工行業(yè)的統計，在化工行業(yè)內，每年死于氮氣窒息的人數遠遠超過(guò)其他有毒氣體中毒死亡以及火災爆炸死亡的人數，氮氣已經(jīng)成為化工行業(yè)第一殺手。

人體需要氧氣才能生存，圖3展示了不同氧濃度對人體的影響。

眾所周知,氣體的擴散方向是有其他的壓力決定的，混合氣體中氣體的擴散方則有某種氣體的分壓決定，在混合氣體中某一氣體的分壓給濃度有關(guān)，濃度越高則分壓也越大，人體肺泡的肺泡壁為雙向膜，氧氣穿過(guò)肺泡膜的方向取決于肺泡膜兩側的氧氣濃度（也即分壓），在肺泡內的氧氣濃度大于一定值時(shí)，氧氣才會(huì )穿過(guò)肺泡壁進(jìn)入血液，同時(shí)二氧化碳穿過(guò)肺泡壁進(jìn)入肺泡，完成氧氣與二氧化碳的交換。但是假如肺泡內的氧氣濃度降低到一定值時(shí)，血管內的氧氣和二氧化碳會(huì )同時(shí)進(jìn)入肺泡，造成大腦瞬間缺氧，會(huì )導致人瞬間失去知覺(jué)，那么人體在吸入高純度氮氣時(shí)，就是此種場(chǎng)景。

3  氮氣使用的注意事項

我們在使用氮氣的場(chǎng)所，應注意以下問(wèn)題：

1.企業(yè)應建立受限空間管理程序，以及進(jìn)行受限空間三級培訓：意識培訓，進(jìn)入培訓與救援培訓。當前大多數企業(yè)的水平很難做到救援培訓，建議最好進(jìn)行實(shí)物培訓；

2.日常管理：建立受限空間清單，且在人員容易進(jìn)入的受限空間入口張貼永久標示，人員不容易進(jìn)入，但作業(yè)時(shí)打開(kāi)的受限空間，在人員暫時(shí)離開(kāi)作業(yè)現場(chǎng)時(shí)，盡量恢復原狀，否則需要使用隔離繩進(jìn)行隔離，并做好臨時(shí)標示；

3. 在受限空間有人作業(yè)時(shí)，應保持連續通風(fēng)，通風(fēng)方式有如下選擇：

A）.對于有明確的危險氣體或煙塵釋放時(shí)，建議采用抽風(fēng)的方式，抽風(fēng)口放在危險氣體或煙塵釋放點(diǎn)附近；

B）.沒(méi)有明確的危險氣體或煙塵釋放時(shí)，建議采用送風(fēng)方式，送風(fēng)的氣體為自然風(fēng)，不能使用工廠(chǎng)風(fēng)或儀表空氣，更不能使用氧氣等。

4. 限制進(jìn)入人員數量，盡可能少的人員進(jìn)入，假如進(jìn)入人員多，需要在進(jìn)入者名單上簽字；

5. 在有人進(jìn)入時(shí)，監護人一直在入口監護，且要能目視看到進(jìn)入者，假如空間阻礙不能看到進(jìn)入者，則需要通過(guò)語(yǔ)言經(jīng)常保持溝通；

6.建議使用連續監測的方式監測受限空間內的氣體，一個(gè)監測儀放在監護人處，進(jìn)入者至少攜帶一個(gè)氣體監測儀；

7.在受限空間作業(yè)前，救援小組應該得到通知，且救援設備放在進(jìn)入口附近；

8. 一旦發(fā)生緊急情況，建議按照如下優(yōu)先順序進(jìn)行救援：

a. 進(jìn)入者自己緊急逃生；

b. 使用三角架等救援設備，非進(jìn)入救援；

c. 有接受過(guò)受限空間救援的應急隊員，進(jìn)行進(jìn)入式救援，且進(jìn)入式救援人員應根據受限空間的具體情況佩戴好相應的勞保用品，如安全繩、呼吸器等。

根據美國各州報告的數據 , CSB 確定在1992 年到 2002 年間發(fā)生了85起氮氣窒 息事故在 報告的 85起事故中, 62 % 發(fā)生 在化 工 、 煉 油 、 食品加工 、儲存設備 、 金屬和加工行業(yè)等 , 包括 核工廠(chǎng) 。13 % 的事故與維護作業(yè)有關(guān) , 如油槽車(chē)和 油罐車(chē)的清洗 、 涂刷 、 維護和修理。電纜溝和人孔事故占事故總數的14 % 。其余的事故發(fā)生在實(shí)驗室及其他行業(yè) , 如醫療和運輸業(yè)。數據表明 , 雇員和承包發(fā)發(fā)生氮氣窒息 的人數幾乎相等。在這85 起事故 中 , 有 42 起與承包商 (包括建筑工人 )有關(guān) 。這42 起事故引起 的死亡人數占總死亡人數的 50 %。這些事故共造成 80 人死亡 , 50 人受傷 。

對氮氣風(fēng)險進(jìn)行辨識，有高濃度氮氣的場(chǎng)所，必須進(jìn)行明確的標識和警示。對全體員工和臨時(shí)工要加強進(jìn)入受限空間知識的教育和演習，考核合格后方可上崗。對受限空間的危害有足夠的重視，應從建立制度、人員培訓、日常管理、進(jìn)入管理、應急救援5個(gè)方面對受限空間進(jìn)行管理。