化工安全事故分析
一、事故經(jīng)過(guò)
1.企業(yè)基本概況□重慶天原化工總廠(chǎng)始建于1939年,1956年公私合營(yíng)為地方國有企業(yè),是國內最早的氯堿企業(yè)之一?,F隸屬于重慶化醫控股(集團)公司,擁有6萬(wàn)t/a燒堿的綜合生產(chǎn)能力,常年生產(chǎn)品種有燒堿、鹽酸、液氯、四氯化碳、三氯氫硅、三氯化鐵、氯乙酸、漂白液、次氯酸鈉?,F有在冊職工2112人,在崗人員1942人。2003年實(shí)現工業(yè)總產(chǎn)值19085萬(wàn)元,銷(xiāo)售收入18722萬(wàn)元。隨著(zhù)主城區建設步伐的加快,該廠(chǎng)于2003年正式啟動(dòng)環(huán)保整體搬遷工程。
2.事故經(jīng)過(guò)□事故發(fā)生前的2004年4月15日白天,該廠(chǎng)處于正常生產(chǎn)狀態(tài)。15日17時(shí)40分,該廠(chǎng)氯氫分廠(chǎng)冷凍工段液化崗位接總廠(chǎng)調度令開(kāi)啟1號氯冷凝器。18時(shí)20分,氯氣干燥崗位發(fā)現氯氣泵壓力偏高,4號液氯貯罐液面管在化霜。當班操作工兩度對液化崗位進(jìn)行巡查,未發(fā)現氯冷凝器有何異常,判斷4號貯罐液氯進(jìn)口管可能有堵塞,于是轉5號液氯貯罐(停4號貯罐)進(jìn)行液化,其液面管也不結霜。21時(shí),當班人員巡查1號液氯冷凝器和鹽水箱時(shí),發(fā)現鹽水箱內氯化鈣(CaCl2)鹽水大量減少,有氯氣從氨蒸發(fā)器鹽水箱泄出,從而判斷氯冷凝器已穿孔,約有4m□3的CaCl2鹽水進(jìn)入了液氯系統。
發(fā)現氯冷凝器穿孔后,廠(chǎng)總調度室迅速采取1號氯冷凝器從系統中斷開(kāi)、冷凍緊急停車(chē)等措施。并將1號氯冷凝器殼程內CaCl2鹽水通過(guò)鹽水泵進(jìn)口倒流排入鹽水箱。將1號氯冷凝器余氯和1號氯液氣分離器內液氯排入排污罐。
1 5日23時(shí)30分,該廠(chǎng)采取措施,開(kāi)啟液氯包裝尾氣泵抽取排污罐內的氯氣到次氯酸鈉和漂白液裝置。16日0時(shí)48分,正在抽氣過(guò)程中,排污罐發(fā)生爆炸。1時(shí)33分,全廠(chǎng)停車(chē)。2時(shí)15分左右,排完鹽水后4h的1號鹽水泵在靜止狀態(tài)下發(fā)生爆炸,泵體粉碎性炸壞。
險情發(fā)生后,該廠(chǎng)及時(shí)將氯冷凝器穿孔、氯氣泄漏事故報告了化醫集團,并向市安監局和市政府值班室作了報告。為了消除繼續爆炸和大量氯氣泄漏的危險,重慶市于16日上午啟動(dòng)實(shí)施了包括排危搶險、疏散群眾在內的應急處置預案,16日9時(shí)成立了以一名副市長(cháng)為指揮長(cháng)的重慶天原化工總廠(chǎng)“4?16”事故現場(chǎng)搶險指揮部,在指揮部領(lǐng)導下,立即成立了由市內外有關(guān)專(zhuān)家組成的專(zhuān)家組,為指揮部排險決策提供技術(shù)支撐。
經(jīng)專(zhuān)家論證,認為排除險情的關(guān)鍵是盡量消耗氯氣,消除可能造成大量氯氣泄漏的危險。指揮部據此決定,采取自然減壓排氯方式,通過(guò)開(kāi)啟三氯化鐵、漂白液、次氯酸鈉3個(gè)耗氯生產(chǎn)裝置,在較短時(shí)間內減少危險源中的氯氣總量;然后用四氯化碳溶解罐內殘存的三氯化氮(NCl3);最后用氮氣將溶解NCl3的四氯化碳廢液壓出,以消除爆炸危險。10時(shí)左右,該廠(chǎng)根據指揮部的決定開(kāi)啟耗氯生產(chǎn)裝置。
16日17時(shí)30分,指揮部召開(kāi)全體成員會(huì )議,研究下一步處置方案和當晚群眾的疏散問(wèn)題。17時(shí)57分,專(zhuān)家組正向指揮部匯報情況,討論下一步具體處置方案時(shí),突然聽(tīng)到連續2聲爆響,液氯貯罐發(fā)生猛烈爆炸,會(huì )議被迫中斷。
據勘察,爆炸使5號、6號液氯貯罐罐體破裂解體并形成一個(gè)長(cháng)9m、寬4m、深2m的炸坑。以炸坑為中心,約200m半徑的地面和構、建筑物上有散落的大量爆炸碎片,爆炸事故致9名現場(chǎng)處置人員因公殉職,3人受傷。
爆炸事故發(fā)生后,引起黨中央、國務(wù)院領(lǐng)導的高度重視,溫家寶、黃菊、華建敏等中央領(lǐng)導同志對事故處理與善后工作作出重要指示,國家安監局副局長(cháng)孫華山等領(lǐng)導親臨現場(chǎng)指導,并抽調北京、上海、自貢共8名專(zhuān)家到重慶指導搶險。這個(gè)過(guò)程一直持續到4月19日,在將所有液氯貯罐與汽化器中的余氯和NCl3采用引爆、堿液浸泡處理后,才徹底消除了危險源。
二、事故原因分析
事故調查組認為,天原“4?16”爆炸事故是該廠(chǎng)液氯生產(chǎn)過(guò)程中因氯冷凝器腐蝕穿孔,導致大量含有銨的CaCl2鹽水直接進(jìn)入液氯系統,生成了極具危險性的NCl3爆炸物。NCl3富集達到爆炸濃度和啟動(dòng)事故氯處理裝置振動(dòng)引爆了NCl3。
1.直接原因
?。?)設備腐蝕穿孔導致鹽水泄漏,是造成NCl3形成和聚集的重要原因。根據重慶大學(xué)的技術(shù)鑒定和專(zhuān)家的分析,造成氯氣泄漏和鹽水流失的原因是氯冷凝器列管腐蝕穿孔。腐蝕穿孔的原因主要有5個(gè)方面:一是氯氣、液氯、氯化鈣冷卻鹽水對氯冷凝器存在普遍的腐蝕作用;二是列管內氯氣中的水分對碳鋼的腐蝕;三是列管外鹽水中由于離子電位差對管材發(fā)生電化學(xué)腐蝕和點(diǎn)腐蝕;四是列管與管板焊接處的應力腐蝕;五是使用時(shí)間已長(cháng)達8年并未進(jìn)行耐壓試驗,使腐蝕現象未能在明顯腐蝕和腐蝕穿孔前及時(shí)發(fā)現。
調查中還了解到,液氯生產(chǎn)過(guò)程中會(huì )副產(chǎn)極少量NCl3。但通過(guò)排污罐定時(shí)排放,采用稀堿液吸收可以避免發(fā)生爆炸。但1992年和2004年1月,該液氯冷凍崗位的氨蒸發(fā)系統曾發(fā)生泄漏,造成大量的氨進(jìn)入鹽水,生成了含高濃度銨的CaCl2鹽水(經(jīng)抽取事故現場(chǎng)CaCl2鹽水測定,鹽水中含NH□+4與NH3總量為17?64g/L)。由于1號氯冷凝器列管腐蝕穿孔,導致含高濃度銨的CaCl2鹽水進(jìn)入液氯系統,生成了約486kg(理論計算值)的NCl3爆炸物,為正常生產(chǎn)情況下的2600余倍。是16日凌晨排污罐和鹽水泵相繼發(fā)生爆炸以及16日下午搶險過(guò)程中演變?yōu)楸ㄊ鹿实膬仍谠颉?br>
?。?)NCl3富集達到爆炸濃度和啟動(dòng)事故氯處理裝置造成振動(dòng),是引起NCl3爆炸的直接原因。經(jīng)調查證實(shí),該廠(chǎng)現場(chǎng)處理人員未經(jīng)指揮部同意,為加快氯氣處理的速度,在對NCl3富集爆炸危險性認識不足的情況下,急于求成,判斷失誤,憑借以前的操作處理經(jīng)驗,自行啟動(dòng)了事故氯處理裝置,對4號、5號、6號液氯貯罐及1號、2號、3號汽化器進(jìn)行抽吸處理。在抽吸過(guò)程中,事故氯處理裝置水封處的NCl3因與空氣接觸和振動(dòng)而首先發(fā)生爆炸,爆炸形成的巨大能量通過(guò)管道傳遞到液氯貯罐內,攪動(dòng)和振動(dòng)了罐內的NCl3,導致5號、6號液氯貯罐內的NCl3爆炸。