化工安全事故分析

作者:安全管理网 来源:安全管理网 点击:  评论: 更新日期:2011年02月23日

  一、事故经过

  1.企业基本概况□重庆天原化工总厂始建于1939年,1956年公私合营为地方国有企业,是国内最早的氯碱企业之一。现隶属于重庆化医控股(集团)公司,拥有6万t/a烧碱的综合生产能力,常年生产品种有烧碱、盐酸、液氯、四氯化碳、三氯氢硅、三氯化铁、氯乙酸、漂白液、次氯酸钠。现有在册职工2112人,在岗人员1942人。2003年实现工业总产值19085万元,销售收入18722万元。随着主城区建设步伐的加快,该厂于2003年正式启动环保整体搬迁工程。

  2.事故经过□事故发生前的2004年4月15日白天,该厂处于正常生产状态。15日17时40分,该厂氯氢分厂冷冻工段液化岗位接总厂调度令开启1号氯冷凝器。18时20分,氯气干燥岗位发现氯气泵压力偏高,4号液氯贮罐液面管在化霜。当班操作工两度对液化岗位进行巡查,未发现氯冷凝器有何异常,判断4号贮罐液氯进口管可能有堵塞,于是转5号液氯贮罐(停4号贮罐)进行液化,其液面管也不结霜。21时,当班人员巡查1号液氯冷凝器和盐水箱时,发现盐水箱内氯化钙(CaCl2)盐水大量减少,有氯气从氨蒸发器盐水箱泄出,从而判断氯冷凝器已穿孔,约有4m□3的CaCl2盐水进入了液氯系统。

  发现氯冷凝器穿孔后,厂总调度室迅速采取1号氯冷凝器从系统中断开、冷冻紧急停车等措施。并将1号氯冷凝器壳程内CaCl2盐水通过盐水泵进口倒流排入盐水箱。将1号氯冷凝器余氯和1号氯液气分离器内液氯排入排污罐。

  1 5日23时30分,该厂采取措施,开启液氯包装尾气泵抽取排污罐内的氯气到次氯酸钠和漂白液装置。16日0时48分,正在抽气过程中,排污罐发生爆炸。1时33分,全厂停车。2时15分左右,排完盐水后4h的1号盐水泵在静止状态下发生爆炸,泵体粉碎性炸坏。

  险情发生后,该厂及时将氯冷凝器穿孔、氯气泄漏事故报告了化医集团,并向市安监局和市政府值班室作了报告。为了消除继续爆炸和大量氯气泄漏的危险,重庆市于16日上午启动实施了包括排危抢险、疏散群众在内的应急处置预案,16日9时成立了以一名副市长为指挥长的重庆天原化工总厂“4•16”事故现场抢险指挥部,在指挥部领导下,立即成立了由市内外有关专家组成的专家组,为指挥部排险决策提供技术支撑。

  经专家论证,认为排除险情的关键是尽量消耗氯气,消除可能造成大量氯气泄漏的危险。指挥部据此决定,采取自然减压排氯方式,通过开启三氯化铁、漂白液、次氯酸钠3个耗氯生产装置,在较短时间内减少危险源中的氯气总量;然后用四氯化碳溶解罐内残存的三氯化氮(NCl3);最后用氮气将溶解NCl3的四氯化碳废液压出,以消除爆炸危险。10时左右,该厂根据指挥部的决定开启耗氯生产装置。

  16日17时30分,指挥部召开全体成员会议,研究下一步处置方案和当晚群众的疏散问题。17时57分,专家组正向指挥部汇报情况,讨论下一步具体处置方案时,突然听到连续2声爆响,液氯贮罐发生猛烈爆炸,会议被迫中断。

  据勘察,爆炸使5号、6号液氯贮罐罐体破裂解体并形成一个长9m、宽4m、深2m的炸坑。以炸坑为中心,约200m半径的地面和构、建筑物上有散落的大量爆炸碎片,爆炸事故致9名现场处置人员因公殉职,3人受伤。

  爆炸事故发生后,引起党中央、国务院领导的高度重视,温家宝、黄菊、华建敏等中央领导同志对事故处理与善后工作作出重要指示,国家安监局副局长孙华山等领导亲临现场指导,并抽调北京、上海、自贡共8名专家到重庆指导抢险。这个过程一直持续到4月19日,在将所有液氯贮罐与汽化器中的余氯和NCl3采用引爆、碱液浸泡处理后,才彻底消除了危险源。

  二、事故原因分析

  事故调查组认为,天原“4•16”爆炸事故是该厂液氯生产过程中因氯冷凝器腐蚀穿孔,导致大量含有铵的CaCl2盐水直接进入液氯系统,生成了极具危险性的NCl3爆炸物。NCl3富集达到爆炸浓度和启动事故氯处理装置振动引爆了NCl3。

  1.直接原因

  (1)设备腐蚀穿孔导致盐水泄漏,是造成NCl3形成和聚集的重要原因。根据重庆大学的技术鉴定和专家的分析,造成氯气泄漏和盐水流失的原因是氯冷凝器列管腐蚀穿孔。腐蚀穿孔的原因主要有5个方面:一是氯气、液氯、氯化钙冷却盐水对氯冷凝器存在普遍的腐蚀作用;二是列管内氯气中的水分对碳钢的腐蚀;三是列管外盐水中由于离子电位差对管材发生电化学腐蚀和点腐蚀;四是列管与管板焊接处的应力腐蚀;五是使用时间已长达8年并未进行耐压试验,使腐蚀现象未能在明显腐蚀和腐蚀穿孔前及时发现。
  调查中还了解到,液氯生产过程中会副产极少量NCl3。但通过排污罐定时排放,采用稀碱液吸收可以避免发生爆炸。但1992年和2004年1月,该液氯冷冻岗位的氨蒸发系统曾发生泄漏,造成大量的氨进入盐水,生成了含高浓度铵的CaCl2盐水(经抽取事故现场CaCl2盐水测定,盐水中含NH□+4与NH3总量为17•64g/L)。由于1号氯冷凝器列管腐蚀穿孔,导致含高浓度铵的CaCl2盐水进入液氯系统,生成了约486kg(理论计算值)的NCl3爆炸物,为正常生产情况下的2600余倍。是16日凌晨排污罐和盐水泵相继发生爆炸以及16日下午抢险过程中演变为爆炸事故的内在原因。
  (2)NCl3富集达到爆炸浓度和启动事故氯处理装置造成振动,是引起NCl3爆炸的直接原因。经调查证实,该厂现场处理人员未经指挥部同意,为加快氯气处理的速度,在对NCl3富集爆炸危险性认识不足的情况下,急于求成,判断失误,凭借以前的操作处理经验,自行启动了事故氯处理装置,对4号、5号、6号液氯贮罐及1号、2号、3号汽化器进行抽吸处理。在抽吸过程中,事故氯处理装置水封处的NCl3因与空气接触和振动而首先发生爆炸,爆炸形成的巨大能量通过管道传递到液氯贮罐内,搅动和振动了罐内的NCl3,导致5号、6号液氯贮罐内的NCl3爆炸。

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