印度博帕爾泄漏事故分析

1、印度博帕爾農(nóng)藥廠異氰酸甲酯毒氣泄漏事故分析一、事故概況及經(jīng)過1984年12月4日美國聯(lián)合碳化物公司在印度博帕爾(Bhopal，Indian)的農(nóng)藥廠發(fā)生異氰酸甲酯(CH3NCO，簡稱MIC)毒氣泄漏事故，造成12.5萬人中毒，6495人死亡、20萬人受傷，5萬多人終身受害的讓世界震驚的重大事故。MIC是生產(chǎn)氨基甲酸酯類殺蟲劑的中間體。甲氨基甲酸萘酯是一種殺蟲劑。MIC極不穩(wěn)定，需要在低溫下貯存。博帕爾的MIC貯存在兩個地下冷凍貯槽中，第三個貯槽貯存不合格的MIC。博帕爾的聯(lián)合碳化物印度有限公司(UCIL)建設(shè)過程正處于城市的快速發(fā)展時期，80年代因為對殺蟲劑的需求減少，UCIL裝置關(guān)閉。三個M

2、IC貯槽的進料是用帶氮氣夾套的不銹鋼管從精制塔送來，并用普通管道將其送到甲氨基甲酸萘酯反應(yīng)器，在反應(yīng)器上裝有安全閥。不合格的MIC循環(huán)至貯槽，含MIC的廢物送至放空氣體洗滌器(VGS)被中和。每個MIC貯槽都有溫度和壓力顯示儀表，以及液位指示和報警，如圖7-1。MIC貯槽上裝有固定的水監(jiān)視器和致冷單元。當VGS中有大量釋放時可使用燃燒系統(tǒng)，VGS和燃燒系統(tǒng)的排放高度為1520m。1984年6月不再使用貯槽的致冷系統(tǒng)，而且把致冷劑放出。1984年12月停止生產(chǎn)MIC，而且裁員50 95。 1984年12月2日，第二班負責(zé)人命令MIC裝置的操作工用水清洗管道。在操作前應(yīng)該進行隔離，但被忽略了；而且

3、幾天前剛進行了檢修，加上其他可能性，沖洗水進入了其中一個貯槽。23時貯槽的壓力在正常范圍，23時30分操作工發(fā)現(xiàn)MIc和污水從MIc貯槽的下游管道流出，O時15分貯槽的壓力升至20684kP孫(30 psi)，幾分鐘后達到37921kPa(55 psi)，即最高極限；當操作工走近貯槽時，他聽到了隆隆聲并且感受到貯槽的熱輻射；在控制室操作工試圖啟動vGS系統(tǒng)，并通知總指揮；當總指揮到來時命令將裝置關(guān)閉；水噴淋系統(tǒng)已打開但只能達到15m的高度，MIC的排放高度為33m。他們還試圖啟動致冷系統(tǒng)，但是因為沒有致冷劑而告失敗。至此，開始向社區(qū)發(fā)出了毒氣報警，但幾分鐘后報警聲停止，只能用汽笛向UCIL的工

4、人發(fā)出警報。據(jù)稱開始時汽笛引起誤會，人們以為是裝置發(fā)生了火災(zāi)而且準備參加滅火；而UCIL的工人則錯誤地順著毒氣云的方向逃生。 安全閥一直開了兩個小時，氣、液、固三相以超過200攝氏度的溫度、1241.06kPa(180 psi)的壓力釋放到空氣中。因為博帕爾城市發(fā)展很快，人口多，短時間內(nèi)無法完全疏散；加上貧民區(qū)已建到UCIL的圍墻下面，簡陋的屋子一點也起不到保護作用；城市的基礎(chǔ)設(shè)施(如醫(yī)院等)已無法應(yīng)付這么巨大的災(zāi)難，僅有的兩所醫(yī)院其設(shè)施只能容納千余人，而中毒人數(shù)是其10倍。二、事故原因（三方報告）第一方：美國聯(lián)碳公司發(fā)表了印度博帕爾農(nóng)藥廠毒氣泄漏(MIC)事故原因的調(diào)查報告。調(diào)查表明，該事故

5、是由于120240加侖水進入異氰酸甲脂(MIC)貯罐引起放熱反應(yīng)，致使壓力升高，防爆膜破裂而造成的。另外還查明，由于貯罐內(nèi)含有大量氯仿(氯仿是MIC制造初期作為反應(yīng)抑制劑加入的)，氯仿分解產(chǎn)生氯離子，使貯罐(材質(zhì)為304不銹鋼)發(fā)生腐蝕，而產(chǎn)生游離鐵離子，在鐵離子催化作用下又加速了反應(yīng)的進行。由于放熱反應(yīng)持續(xù)進行，貯罐內(nèi)溫度急劇升高，致使壓力很快達40磅平方英寸以上，防爆膜破裂，安全閥打開，漏出大量MIC。漏出的MIC噴向氫氧化鈉洗滌器，因該洗滌器能力太小，不可能將MIC全部中和。最后的安全防線是燃燒塔，但結(jié)果燃燒塔也未發(fā)揮作用。還有一點也是非常重要的，該MIC貯罐現(xiàn)有一套冷卻系統(tǒng)，以便貯罐內(nèi)

6、MIC始終保持在O5左右，但調(diào)查表明，該冷卻系統(tǒng)從1984年6月起就已停止運轉(zhuǎn)。這樣，沒有有效的冷卻系統(tǒng)，不可能控制急劇產(chǎn)生的大量MIC氣體。關(guān)于水的進入問題還未徹底查清，可能是由于操作人員為了用氮氣使貯罐壓力保持正常，而在開啟氮氣時誤開了水管而造成的。第二方：印度對博帕爾事故進行了調(diào)查調(diào)查結(jié)果認為聯(lián)碳公司在預(yù)防有害氣體泄漏的措施上存在嚴重問題：(1)1984年12月2日，為進行維修，關(guān)閉了設(shè)在排氣管出口處的火炬裝置。(2)排氣洗滌器和通水軟管沒有及時投入運行。(3)缺乏預(yù)防事故的計劃，對應(yīng)付緊急事態(tài)毫無訓(xùn)練。(4)未向居民發(fā)出警報。(5)警報與操作采用手動方式，而不是通過計算機進行控制。(6

7、)安全裝置的能力與緊急狀態(tài)所預(yù)計的氣體流量不相適應(yīng)，在設(shè)計上存在著缺點和矛盾。(7)冷凍系統(tǒng)呈閉止狀態(tài)，不能滿足低溫貯存條件，使MIC氣化后不能液化。(8)對貯罐內(nèi)貯存的具有潛在危險物質(zhì)的相關(guān)特性不十分了解，而且所得到的信息不可靠。(9)未裝備在任何場合都能正確工作的氣體泄漏早期預(yù)防系統(tǒng)等。第三方：災(zāi)后，紐約時報社組成了調(diào)查小組（較為中立）對事故原因進行了長達7個星期的調(diào)查，調(diào)查結(jié)果認為：這次災(zāi)難是由于操作失誤、設(shè)計欠缺、維修失靈和忽視培訓(xùn)而導(dǎo)致的。調(diào)查指出至少有10處違反了總公司和印度公司的生產(chǎn)操作規(guī)程。(1)存在嚴重的事故隱患。調(diào)查認為，公司對這次事故既沒有技術(shù)上也沒有思想上的準備。198

8、2年，美國總公司對博帕爾工廠的安全問題曾進行一次檢查，并提交了一份批評報告。指出“此工廠具有發(fā)生嚴重事故的隱患，如一旦發(fā)生問題，后果將不堪設(shè)想”，并勸告廠方為防止泄漏應(yīng)安裝1臺強力噴水裝置以代替現(xiàn)在的裝置，可這一建議未被采納。另一安全裝置氣體洗滌塔(中和塔)，其最大設(shè)計處理能力僅為這次泄漏量的四分之一，根本不足以處理這次事故。第三個安全裝置點火塔(用以燃燒泄漏的氣體)，即使沒有壓力存在，也只能處理這次泄漏氣體量的四分之一。點火塔在事故發(fā)生時，根本沒有起作用。(2)違反操作埋下導(dǎo)火線。據(jù)調(diào)查，存在下列違章操作：12月2日23點30分，一工人發(fā)現(xiàn)異氰酸甲酯開始泄漏，一位工頭認為是水漏，過了幾分鐘才

9、決定處理它，幾小時后貯罐內(nèi)發(fā)生強烈反應(yīng)。事故前幾個月，由于工廠電源緊張，為了解決這一矛盾，總管和美國聯(lián)碳總部商議后(但總部發(fā)言人指出沒有和他們商議)關(guān)閉了設(shè)計用來冷卻異氰酸甲酯以防止化學(xué)反應(yīng)的冷卻裝置，其中冷卻劑氟里昂被抽出，用到工廠其它地方。規(guī)章規(guī)定：“為保持貯罐正常循環(huán)，冷卻裝置不斷處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)。”事故前2小時；一位受過訓(xùn)練，但不了解工廠操作規(guī)程的工人，奉一新工頭命令，沖洗一根和貯罐連接、但沒有完全和罐內(nèi)密封的管道，這是規(guī)章所禁止的。三臺主要安全裝置(噴水裝置、點火裝置、洗滌塔)，其中1臺在幾天前失靈，另2臺已幾周沒有維修。異氰酸甲酯工段值班工頭Qureshi說，工廠中的儀器是靠不住的，由

10、于這一原因，他疏忽了開始的警告。在3只貯罐中，其中有一只在1小時內(nèi)壓力上升了五倍。博帕爾工廠沒有先進的計算機系統(tǒng)來監(jiān)測貯罐，并迅速警告泄漏發(fā)生。廠里主要依賴于工人的眼睛是否流淚來覺察是否泄漏。另外這幾乎沒有自動化設(shè)備的工廠，異氰酸甲酯已從1983年縮減了12名操作工，只剩下6人。沒有火災(zāi)警告裝置。事故發(fā)生那天晚上的警報，類似平時訓(xùn)練時的警笛聲，這類噪聲每周有20次。(3)掉以輕心釀成大禍。12月2日晚上，工人沒有去了解系統(tǒng)中壓力變化情況.23時，一值班者操作工Suman Dey在操作房看到罐內(nèi)壓力是10磅平方英寸，為正常的5倍，但沒有引起他的重視。23：30分，異氰酸甲酯工段的工人，在離控制室

11、的100英尺(305米)處，感受到泄漏，眼睛開始流淚。一操作工發(fā)現(xiàn)50英尺處有液滴，并有淡黃色氣體；23：45他去控制室告訴工頭Qureshi異氰酸甲酯泄漏之事，過了一會兒，Qureshi才發(fā)現(xiàn)泄漏。但至O：40分也沒有人調(diào)查泄漏原因或采取措施。嚴重的失職釀成了一場大禍。工廠平時采用的異氰酸甲酯分析方法落后，沒有測量異氰酸甲酯中氯離子存在時的影響，而少量含有氯離子的水存在時，會導(dǎo)致毒品有很高的活性。對罐中MIC是應(yīng)有限制，泄漏的貯罐中MIC的量為13000加侖，占貯罐容量的87，超過了正常工作最大允許容量(11000加侖，占貯罐總量73)，即使是11000加侖也超過了工廠規(guī)定的極限量(60)。

12、這一限制主要是在罐中有強烈反應(yīng)時，壓力上升緩慢。(4)引起災(zāi)難的原因推測罐中有13000加侖化學(xué)品，如要和水反應(yīng)需18噸(420加侖)，罐中不可能進入這么多水。因此調(diào)查人員認為可能存在其它反應(yīng)：水和光氣反應(yīng)。水和光氣反應(yīng)生成強腐蝕性氯離子，此氯離子和不銹鋼罐反應(yīng)釋放出鐵離子和大量熱，導(dǎo)致氯離子和異氰酸甲酯作用，放出更多熱，加上金屬反應(yīng)釋放出氯化物離子，導(dǎo)致罐中劇烈反應(yīng)開始。劇烈反應(yīng)使異氰酸甲酯聚合，形成一種塑性物質(zhì)，并放出大量熱，使罐內(nèi)液體溫度升高，異氰酸甲酯氣化，最后使罐壁破裂。當時由于冷卻裝置關(guān)閉，無法使貯罐冷卻。調(diào)查組認為少量的水就可導(dǎo)致鏈鎖反應(yīng)的發(fā)生(據(jù)報道可能進入500g水)。災(zāi)難的

13、原因存在其它可能性：不但水和罐中液態(tài)MIC反應(yīng)，而且洗滌塔中的堿也能和封閉體系中的毒物反應(yīng)。除水和堿外，揮發(fā)性的MIC能和雜質(zhì)如酸、鐵反應(yīng)。(5)污染的來源。聯(lián)碳總公司和印度公司用核磁共振光譜分析表明，泄漏貯罐中至少有5種雜質(zhì)，其中有水、鐵金屬離子和堿液。事故發(fā)生前兩小時，一工人沖洗過一根和貯罐相連，但未和罐內(nèi)完全密封的管道，水可能在此時流入罐中；為防止失水，用氮氣代替罐中空氣，也有可能氮氣中含有水份。同一時間，工人加堿液到洗滌塔中，洗滌塔和貯罐是由一根復(fù)雜的管道和閥門相連的，正常狀態(tài)下閥門是封閉的，但有時會打開或造成泄漏。金屬離子是MIC貯罐的腐蝕產(chǎn)物。(6)忽視工人培訓(xùn)。由于工廠資金缺乏，

14、管理人員認為賺錢比安全重要，對工人的培訓(xùn)逐漸減少，1982年發(fā)生銷售赤字以來，失去了許多熟練工人。事故發(fā)生時，僅有20名操作工熟悉整個MIC工廠。工人素質(zhì)太低，MIC操作工應(yīng)具有大學(xué)文憑，而這里都是高中畢業(yè)生。三、事故根本原因分析過程表7-1和表7-2是這次事故發(fā)生的詳細過程和根本原因。表7-1 事故發(fā)生的詳細過程和后果過程后果過程后果后果2000余人死亡。200000人受傷；停產(chǎn)；司將賠償幾百萬美元；股票暴跌；財政危機；聯(lián)合碳化物公司從世界排名第37位降至200位緊急控制系統(tǒng)失效泄放閥放空高度33m；MIC貯槽上無在線監(jiān)視系統(tǒng)或高溫報警裝量外保護設(shè)施失效無應(yīng)急計劃；報警系統(tǒng)關(guān)閉；當?shù)鼐用駞^(qū)無

15、保護設(shè)施；醫(yī)療設(shè)施有限危險偏差因MIC催化聚合引起溫度和壓力升高釋放升級MIC蒸氣云逸出裝置外控制系統(tǒng)失效(報警)無報警裝置內(nèi)的保護設(shè)施失效消防水只能達到15m的高度；因無致冷劑所以致冷單元無法工作；因為維修燃燒系統(tǒng)無法工作；近兩個小時未察覺問題工藝偏差溫度和壓力升高大量有毒物質(zhì)放出36tMIC放出（氣、固、液態(tài)）正?？刂撇划斣撓到y(tǒng)實際上無控制；溫度和壓力指示器有缺陷恢復(fù)系統(tǒng)失效放空系統(tǒng)洗滌器能力不足事故的直接原因沖洗時未授規(guī)程進行隔離；水可能在管道沖洗過程中或其他地方進入MIC貯槽裝置出現(xiàn)危險故障貯槽溫度和壓力升高 注：從表尾至表頭為事故的發(fā)生、發(fā)展及結(jié)果。 表7-2事故的根本原因子系統(tǒng) 可

16、能發(fā)生事故的條件子系統(tǒng) 可能發(fā)生事故的條件外部系統(tǒng)裝置附近人口激增而基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)嚴重滯后；當發(fā)生緊急情況時與外界的聯(lián)系不當；可能存在人為破壞工程完整性安全系統(tǒng)不足而且無法工作；修改不當而且修改后未進行分析；管道、閥門及儀表缺乏維修系統(tǒng)環(huán)境檢查結(jié)果未得到落實；可能有更為安全的工藝路線；市政府的決定被地區(qū)政府否決；因需求不足生產(chǎn)不正常；擴大生產(chǎn)工藝過程而進入相對不太安全的領(lǐng)域管理控制目標、責(zé)任、制度不明確；對修改的管理不當而且未選擇安全的工藝流程；安全責(zé)任不明確；缺乏安全訓(xùn)練和技術(shù)經(jīng)驗；無應(yīng)急計劃組織和管理未承擔(dān)足夠的安全義務(wù)；應(yīng)對緊急情況的準備不足；印度政府安全檢查不力；對公眾面臨的危險失察；與

17、設(shè)在美國的總公司聯(lián)系有限；員工水平不高通訊和資料無MIC的毒性資料；總公司發(fā)來的警告未得到落實規(guī)程和實踐對操作規(guī)程的認證不充分；未按照規(guī)程對裝置進行沖洗；缺乏緊急情況處置規(guī)程位置和裝置設(shè)備無區(qū)域規(guī)劃政策；對工藝過程的預(yù)分析不當；在不當條件下長時間大量貯存工藝物料；貯槽未隔離，而且未安裝閥門位置指示器；過量水進入MIC貯槽工作環(huán)境操作工裁員50 9,6；缺乏有經(jīng)驗的人員操作工的操作操作工無足夠的技術(shù)知識；員工因?qū)ρb置的前途不定而心理緊張。 四、事故后果異氰酸甲脂是制造農(nóng)藥“西維圖”和“涕滅威”的原料，以液化氣形態(tài)儲于罐內(nèi)，外泄時化為氣體，侵害人體呼吸道、消化器官、眼部，引起心血管病變，重者斃命，

18、輕者失明或精神失常。事故發(fā)生后，地下儲氣罐中的劇毒氣體異氰酸甲脂由于壓力過大泄漏，陣陣毒氣向市區(qū)擴散。熟睡中的市民被難忍的刺激氣味嗆醒，紛紛下床奪門奔逃。當天早晨，已有269人中毒身亡，3000頭牲畜倒斃，幾千人失去知覺送往醫(yī)院搶救。農(nóng)藥廠在漏氣后幾分鐘關(guān)閉設(shè)備，但30噸毒氣已經(jīng)彌漫于城市上空，全市80萬人口中至少有60萬人受到影響，其中125萬人中毒，今后將有更多的人死亡，5萬多人可能終生失明。嚴重中毒者都是農(nóng)藥廠周圍貧民窟的居民，他們四處逃亡，有的一直跑到30千米外的市郊。一些人跑到半路撲地而死，行動遲緩的全家死于屋內(nèi)。離廠1千米的火車站，從站長以下50名站員全部身亡。全城一片混亂，逃難的人群塞滿通往郊外的公路，軍隊不得不在