腐蝕事故案例：某化工廠設(shè)備腐蝕穿孔引起爆炸事故

1、 職業(yè)教育應(yīng)用化工技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)資源庫(kù)化工設(shè)備認(rèn)知與制圖課程教學(xué)案例事故案例：重慶某化工廠設(shè)備腐蝕穿孔引起爆炸事故一、事故經(jīng)過(guò) 1.企業(yè)基本概況重慶天原化工總廠始建于1939年，1956年公私合營(yíng)為地方國(guó)有企業(yè)，是國(guó)內(nèi)最早的氯堿企業(yè)之一?，F(xiàn)隸屬于重慶化醫(yī)控股（集團(tuán)）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。現(xiàn)有在冊(cè)職工2112人，在崗人員1942人。2003年實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值19085萬(wàn)元，銷(xiāo)售收入18722萬(wàn)元。隨著主城區(qū)建設(shè)步伐的加快，該廠于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200

2、4年4月15日白天，該廠處于正常生產(chǎn)狀態(tài)。15日17時(shí)40分，該廠氯氫分廠冷凍工段液化崗位接總廠調(diào)度令開(kāi)啟1號(hào)氯冷凝器。18時(shí)20分，氯氣干燥崗位發(fā)現(xiàn)氯氣泵壓力偏高，4號(hào)液氯貯罐液面管在化霜。當(dāng)班操作工兩度對(duì)液化崗位進(jìn)行巡查，未發(fā)現(xiàn)氯冷凝器有何異常，判斷4號(hào)貯罐液氯進(jìn)口管可能有堵塞，于是轉(zhuǎn)5號(hào)液氯貯罐（停4號(hào)貯罐）進(jìn)行液化，其液面管也不結(jié)霜。21時(shí)，當(dāng)班人員巡查1號(hào)液氯冷凝器和鹽水箱時(shí)，發(fā)現(xiàn)鹽水箱內(nèi)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4m3的CaCl2鹽水進(jìn)入了液氯系統(tǒng)。 發(fā)現(xiàn)氯冷凝器穿孔后，廠總調(diào)度室迅速采取1號(hào)氯冷凝器從系統(tǒng)中斷開(kāi)、冷凍

3、緊急停車(chē)等措施。并將1號(hào)氯冷凝器殼程內(nèi)CaCl2鹽水通過(guò)鹽水泵進(jìn)口倒流排入鹽水箱。將1號(hào)氯冷凝器余氯和1號(hào)氯液氣分離器內(nèi)液氯排入排污罐。 15日23時(shí)30分，該廠采取措施，開(kāi)啟液氯包裝尾氣泵抽取排污罐內(nèi)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，全廠停車(chē)。2時(shí)15分左右，排完鹽水后4h的1號(hào)鹽水泵在靜止?fàn)顟B(tài)下發(fā)生爆炸，泵體粉碎性炸壞。 險(xiǎn)情發(fā)生后，該廠及時(shí)將氯冷凝器穿孔、氯氣泄漏事故報(bào)告了化醫(yī)集團(tuán)，并向市安監(jiān)局和市政府值班室作了報(bào)告。為了消除繼續(xù)爆炸和大量氯氣泄漏的危險(xiǎn)，重慶市于16日上午啟動(dòng)實(shí)施了包括排危搶險(xiǎn)、疏散群眾在內(nèi)的應(yīng)急處置預(yù)案，16日

4、9時(shí)成立了以一名副市長(zhǎng)為指揮長(zhǎng)的重慶天原化工總廠“4·16”事故現(xiàn)場(chǎng)搶險(xiǎn)指揮部，在指揮部領(lǐng)導(dǎo)下，立即成立了由市內(nèi)外有關(guān)專(zhuān)家組成的專(zhuān)家組，為指揮部排險(xiǎn)決策提供技術(shù)支撐。 經(jīng)專(zhuān)家論證，認(rèn)為排除險(xiǎn)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(xiǎn)。指揮部據(jù)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(nèi)減少危險(xiǎn)源中的氯氣總量；然后用四氯化碳溶解罐內(nèi)殘存的三氯化氮(NCl3)；最后用氮?dú)鈱⑷芙釴Cl3的四氯化碳廢液壓出，以消除爆炸危險(xiǎn)。10時(shí)左右，該廠根據(jù)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

5、置方案和當(dāng)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(bào)情況，討論下一步具體處置方案時(shí)，突然聽(tīng)到連續(xù)2聲爆響，液氯貯罐發(fā)生猛烈爆炸，會(huì)議被迫中斷。 據(jù)勘察，爆炸使5號(hào)、6號(hào)液氯貯罐罐體破裂解體并形成一個(gè)長(zhǎng)9m、寬4m、深2m的炸坑。以炸坑為中心，約200m半徑的地面和構(gòu)、建筑物上有散落的大量爆炸碎片，爆炸事故致9名現(xiàn)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(guó)務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)的高度重視，溫家寶、黃菊、華建敏等中央領(lǐng)導(dǎo)同志對(duì)事故處理與善后工作作出重要指示，國(guó)家安監(jiān)局副局長(zhǎng)孫華山等領(lǐng)導(dǎo)親臨現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，并抽調(diào)北京、上海、自貢共8名專(zhuān)家到重慶指導(dǎo)搶險(xiǎn)。這個(gè)過(guò)程一直持續(xù)到4月19日，在將所

6、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(xiǎn)源。 二、事故原因分析 事故調(diào)查組認(rèn)為，天原“4·16”爆炸事故是該廠液氯生產(chǎn)過(guò)程中因氯冷凝器腐蝕穿孔，導(dǎo)致大量含有銨的CaCl2鹽水直接進(jìn)入液氯系統(tǒng)，生成了極具危險(xiǎn)性的NCl3爆炸物。NCl3富集達(dá)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 （1）設(shè)備腐蝕穿孔導(dǎo)致鹽水泄漏，是造成NCl3形成和聚集的重要原因。根據(jù)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(duì)氯冷凝器存在普遍的腐蝕作用；

7、二是列管內(nèi)氯氣中的水分對(duì)碳鋼的腐蝕；三是列管外鹽水中由于離子電位差對(duì)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(yīng)力腐蝕；五是使用時(shí)間已長(zhǎng)達(dá)8年并未進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，使腐蝕現(xiàn)象未能在明顯腐蝕和腐蝕穿孔前及時(shí)發(fā)現(xiàn)。 調(diào)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(tǒng)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(xiàn)場(chǎng)CaCl2鹽水測(cè)定，鹽水中含NH+4與NH3總量為17·64g/L）。由于1號(hào)氯冷凝器列管腐蝕穿孔，導(dǎo)致含高濃度銨的CaCl2鹽水

8、進(jìn)入液氯系統(tǒng)，生成了約486kg（理論計(jì)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(xiǎn)過(guò)程中演變?yōu)楸ㄊ鹿实膬?nèi)在原因。 （2）NCl3富集達(dá)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(diào)查證實(shí)，該廠現(xiàn)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(duì)NCl3富集爆炸危險(xiǎn)性認(rèn)識(shí)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(yàn)，自行啟動(dòng)了事故氯處理裝置，對(duì)4號(hào)、5號(hào)、6號(hào)液氯貯罐及1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)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

9、炸形成的巨大能量通過(guò)管道傳遞到液氯貯罐內(nèi)，攪動(dòng)和振動(dòng)了罐內(nèi)的NCl3，導(dǎo)致5號(hào)、6號(hào)液氯貯罐內(nèi)的NCl3爆炸。 2.間接原因 （1）壓力容器日常管理差。檢測(cè)檢驗(yàn)不規(guī)范，設(shè)備更新投入不足。國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程（以下簡(jiǎn)稱(chēng)容規(guī)）第117條明確規(guī)定：“壓力容器的使用單位，必須建立壓力容器技術(shù)檔案并由管理部門(mén)統(tǒng)一保管”，但該廠設(shè)備技術(shù)檔案資料不齊全，近2年無(wú)維修、保養(yǎng)、檢查記錄，壓力容器設(shè)備管理混亂。容規(guī)第132條、133條分別規(guī)定：“壓力容器投用后首次使用內(nèi)外部檢驗(yàn)期間內(nèi)，至少進(jìn)行1次耐壓實(shí)驗(yàn)”。但該廠和重慶化工節(jié)能計(jì)量壓力容器監(jiān)測(cè)所沒(méi)有按照該規(guī)定對(duì)壓力容器進(jìn)行首檢和耐壓實(shí)驗(yàn)，檢

10、測(cè)檢驗(yàn)工作嚴(yán)重失誤。發(fā)生事故的氯冷凝器在1996年3月投入使用后，一直到2001年1月才進(jìn)行首檢，2002年2月進(jìn)行復(fù)檢，2次檢驗(yàn)都未提出耐壓試驗(yàn)要求，也沒(méi)有做耐壓試驗(yàn)。致使設(shè)備腐蝕現(xiàn)象未能在明顯腐蝕和腐蝕穿孔前及時(shí)發(fā)現(xiàn)，留下了重大事故隱患。該廠設(shè)備陳舊老化現(xiàn)象十分普遍，壓力容器等安全設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，設(shè)備更新投入不足。 （2）安全生產(chǎn)責(zé)任制落實(shí)不到位，安全生產(chǎn)管理力量薄弱。2004年2月12日，重慶化醫(yī)控股（集團(tuán)）公司與該廠簽訂安全生產(chǎn)責(zé)任書(shū)以后，該廠未按規(guī)定將目標(biāo)責(zé)任分解到廠屬各單位和簽訂安全目標(biāo)責(zé)任書(shū)，沒(méi)有將安全責(zé)任落實(shí)到基層和工作崗位，安全管理責(zé)任不到位。安全管理人員配備不合理，安全生產(chǎn)管

11、理力量不足，重慶化醫(yī)控股（集團(tuán)）公司分管領(lǐng)導(dǎo)和該廠廠長(zhǎng)等安全生產(chǎn)管理人員不熟悉化工行業(yè)的安全管理工作。 （3）事故隱患督促檢查不力。重慶天原化工總廠對(duì)自身存在的事故隱患整改不力，特別是該廠“2·14”氯化氫泄漏事故后，引起了市領(lǐng)導(dǎo)的高度重視，市委、市政府領(lǐng)導(dǎo)對(duì)此作出了重要批示。為此，重慶化醫(yī)控股（集團(tuán)）公司和該廠雖然采取了一些措施，但是沒(méi)有認(rèn)真從管理上查找事故的原因和總結(jié)教訓(xùn)，在責(zé)任追究上采取以經(jīng)濟(jì)處罰代替行政處分，因而沒(méi)有讓有關(guān)責(zé)任人員從中吸取事故的深刻教訓(xùn)，整改的措施不到位，督促檢查力度也不夠，以至于在安全方面存在的問(wèn)題沒(méi)有得到有效整改?！?·14”事故后，本應(yīng)增添鹽酸

12、合成尾氣和四氯化碳尾氣的監(jiān)控系統(tǒng)，但直到“4·16”事故發(fā)生時(shí)都未配備。 （4）對(duì)NCl3爆炸的機(jī)理和條件研究不成熟，相關(guān)安全技術(shù)規(guī)定不完善。國(guó)內(nèi)有關(guān)權(quán)威專(zhuān)家在關(guān)于重慶天原化工總廠“4·16”事故原因分析報(bào)告的意見(jiàn)中指出：“目前，國(guó)內(nèi)對(duì)NCl3爆炸的機(jī)理、爆炸的條件缺乏相關(guān)技術(shù)資料，對(duì)如何避免NCl3爆炸的相關(guān)安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚不夠完善”，“因含高濃度銨的CaCl2鹽水泄漏到液氯系統(tǒng)，導(dǎo)致爆炸的事故在我國(guó)尚屬首例”。這表明此次事故對(duì)NCl3的處理方面，確實(shí)存在很大程度的復(fù)雜性、不確定性和不可預(yù)見(jiàn)性。故這次事故是因?yàn)槁葔A行業(yè)現(xiàn)有技術(shù)條件下難以預(yù)測(cè)、沒(méi)有先例的事故，人為因素不占主導(dǎo)作用。同時(shí)，全國(guó)氯堿行業(yè)尚無(wú)對(duì)CaCl2鹽