2011年3月27日19時36分左右,某化工有限責任公司制造車間3號低溫氯化釜發生爆炸,同時引發車間局部火災,造成當班人員3人死亡(其中1人于3月29日14時經搶救無效死亡)、1人輕傷。
一、原因分析 二、基本情況 三、事故發生時間序列 四、事故損失情況 五、原因分析過程 六、反思與建議
由于當班操作工事發時誤操作,在準備補加T11(DMF,二甲基甲酰胺)時,誤將T14(甲醇)高位槽閥門打開,將用于洗釜的高位槽剩余甲醇加入到釜內,與釜內物料發生劇烈反應,導致瞬間爆炸。
2、間接原因
①該生產工藝及流程設計本身存在缺陷,選擇甲醇作為清洗劑存在較大危險,甲醇管道與DMF管道相鄰并行,最后合并通過同一個閥門進釜,容易因誤操作將甲醇引入反應釜,氯化成鹽試劑與甲醇發生劇烈化學反應,工藝流程設計存在較大風險。
②企業安全管理混亂,崗位人員配備不足。專業安全培訓不夠,崗位操作規程未向操作人員交底,操作人員對生產過程危險因素和環節認識不清,操作人員安全意識淡薄,誤操作是造成此次事故的重要原因。
③物料替代名稱混淆,易發生誤操作。該公司從技術保密出發,將甲醇物料以T14代稱,二甲基甲酰胺(DMF)物料以T11代稱,容易混淆,發生誤操作。
④企業變更管理缺失,在進行管線更改設計后,未進行風險識別和分析, DMF管線、甲醇管線毗鄰并聯設計存在安全隱患,操作時工人易誤操作。
DMF進入本身沒有風險,真空濃縮結束后,氯化成鹽試劑還要加入DMF。
僅DMF水分含量過高,加入DMF后水與物料反應放熱導致爆炸;但從高位槽DMF取樣分析水分含量不到0.01%,當班操作記錄也顯示當天分析結果水分為0.0028%,遠遠低于崗操規定的指標0.05%以下,所以排除這一原因。
3、氯化亞砜物料進入危險性和可能性分析
如氯化亞砜進入,該物料不與氯化成鹽試劑反應,它可以和釜內少量的DMF發生反應,重復低溫氯化試劑制取,如熱量不能及時移出,可以引起壓力驟升,發生爆炸;但氯化亞砜從工藝技術上設計為滴入方式,不能一次加入量過大,加之3#低溫氯化釜,真空濃縮剛剛結束,開啟冰鹽水降溫,并通氮氣破真空,這種條件下,反應不可能導致在2秒內溫度驟升到141.6℃,可以排除這一原因。
4、氮氣進入導致壓力過高爆炸的風險分析
破真空時,需要通入氮氣,如壓力操作不當可以導至釜壓過高,產生物理性破壞。
從現場查看甲醇高位槽底閥關閉,甲醇管道與DMF管道相鄰并行,最后合并通過同一個閥門進釜,該閥門處于半開狀態,合并前甲醇管道還有一道閥門是處于關閉狀態,DMF高位槽底閥處于打開狀態,合并前DMF管道的另一道閥門也處于關閉狀態,現場查看甲醇高位槽內無甲醇。
甲醇高位槽內甲醇是在投料之前洗釜用的,根據跟班交接記錄,3月17日投料前曾清洗三個低溫氯化釜,根據崗操規定,每釜需加入200L甲醇洗釜,三釜共用600L甲醇,而甲醇高位槽容量約為1200L,在液位計0刻度下還有約290L的體積,正常情況下應該還有甲醇剩余,因為需要計量,至少不會將在0刻度以下的甲醇放掉的,高位槽內應有甲醇剩余。檢查現場,甲醇高位槽內無甲醇,拆除與之相聯的相關管線,只有少量殘液滴落,與甲醇高位槽相關管線沒有破損。這些甲醇有可能進入釜內。
僅零刻度以下物料體積就有290L。假設290L甲醇入釜與物料完全反應,不考慮放熱,290L甲醇反應能放出氣體約(290*0.79*22.4/32)*2=320.74m3,而反應釜的容積為3m3,加上反應本身能產生大量的熱量,完全有可能導致反應釜爆炸,考慮有未反應的甲醇在爆炸發生后快速擴散到車間空間,而發生空間爆炸并燃燒,這點與現場情況相符。
爆炸時,反應釜上2塊防爆膜已爆破,沖出的物料有可能進入到應急罐中。檢查應急罐,發現有殘液。如甲醇進入和釜內物料發生反應,這些殘液中一定有反應的特征物CH3CL或未能反應的甲醇?;诖耍瑢堃哼M行分析檢測,發現有甲醇,含量為28.6mg/L。正常情況下,氯化成鹽試劑中不應含有甲醇。因此,可以認定甲醇高位槽內剩余的甲醇,進入到釜內。
3月30日下午進行了一次模擬試驗,采用實驗室合成的500g氯化成鹽試劑和50ml甲醇,總體反應量為實際生產的二千分之一,甲醇加入后,瞬間產生大量酸霧,并釋放出大量氣體,玻璃瓶中物料溫度急劇上升至沸騰。
通過以上綜合分析,專家組認為,導致此次爆炸事故的直接原因是甲醇進入釜內與物料劇烈反應導致爆炸。
1、反應工藝及工藝流程設計存在缺陷。甲醇與反應物存在劇烈反應,選擇甲醇作為反應釜清洗試劑存在較大風險,一旦誤操作將甲醇加入到氯化成鹽試劑中將引起劇烈的化學反應,導致超壓爆炸。DMF管線、甲醇管線毗鄰并聯設計存在安全隱患,操作時工人易誤操作。
2、該生產工藝屬于國家安監總局頒布的首批重點監管的15種危險化工工藝的氯化工藝,裝置自動化水平低,生產裝置本質化安全水平低。
(二)建議措施
1、對工藝過程及生產裝置進行全面的安全性評估,建議對生產裝置進行“危險與可操作性分析”(HAZOP),對工藝過程關鍵因素及環節進行危險性分析和識別,對工藝本身及工藝流程進行改進和優化。建議選擇新的清洗劑替代甲醇,對工藝流程進行優化設計,降低人為誤操作引發事故的風險。
2、提高裝置的自動化控制水平,關鍵環節及操作過程設置聯鎖控制,減少人為誤操作引發事故。
3、加強企業的安全管理,完善安全操作規程。加強對管理人員及操作人員安全教育和培訓,認清生產過程的主要危險因素和環節,提高直接作業人員風險識別能力及自我安全保護意識。
4、加強變更管理,當生產工藝或工藝流程變更時,需要對生產裝置及操作過程進行全面的安全性評估。
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