安慶市鑫富化工有限公司“3.27”爆炸事故案例分析

安慶市鑫富化工有限公司“3?27”爆炸事故案例分析2011年3月27日19時36分左右，安慶市鑫富化工有限責(zé)任公司制造車間3號低溫氯化釜發(fā)生爆炸，同時引發(fā)車間局部火災(zāi)，造成當(dāng)班人員3人死亡（其中1人于3月29日14時經(jīng)搶救無效死亡）、1人輕傷。一、事故發(fā)生經(jīng)過2011年3月27日凌晨，氯化工段開始在3號低溫反應(yīng)釜進(jìn)行氯化試劑的生產(chǎn)作業(yè)。3月27日4:30，在3號低溫反應(yīng)釜投入T11（DMF，二甲基甲酰胺）。3月27日5:25，開始滴加T13（氯化亞砜）。早班人員接班后，繼續(xù)在3號低溫反應(yīng)釜滴加T13（氯化亞砜）。3月27日11:20，滴加氯化亞砜結(jié)束，開始保溫。3月27日14:30，開始真空濃縮；中班人員接班后，繼續(xù)真空濃縮工作。3月27日19:10，真空濃縮工作結(jié)束。3月27日19:34，真空濃縮結(jié)束后，要進(jìn)行開通氮?dú)馄瞥獌?nèi)真空，關(guān)掉夾套熱水后通入-25℃鹽水，并補(bǔ)加T11（DMF，二甲基甲酰胺）降溫。事后從操作記錄和溫度自動檢測記錄儀查看，到19：34時之前3號低溫反應(yīng)釜生產(chǎn)過程中溫度壓力都正常。3月27日19:36:20-19:36:22兩秒鐘時間溫度瞬間從47.4℃飆升至141.6℃，發(fā)生爆炸起火。3號低溫反應(yīng)釜大法蘭整個沖飛，四樓承重梁斷裂，釜體墜入三樓，與之相聯(lián)的管線全部拉斷，反應(yīng)釜上2塊防爆膜已爆破，整個四樓的窗戶玻璃幾乎全部破碎。3人當(dāng)時在四樓操作，在爆炸過程中受傷害；1人當(dāng)時在三樓操作，爆炸發(fā)生后，前往四樓搶險時受輕傷。二、事故原因（一）直接原因1.通過查看當(dāng)班操作記錄和無紙記錄儀中3#低溫氯化釜相關(guān)工藝參數(shù)發(fā)現(xiàn)，氯化工段從3月27日5:25時開始到19:32:38之前，溫度、壓力一直處于正常狀態(tài)，這段時間內(nèi)氯化試劑生產(chǎn)過程的反應(yīng)和真空濃縮已結(jié)束，可以排除這段時間因工況不穩(wěn)造成事故的可能；從19:32:38開始溫度從44.8℃開始上升，到19:36:20溫度達(dá)到47.4℃，從19:36:20至19:36:22兩秒鐘時間飆升至141.6℃。此時3#低溫氯化釜只有濃縮后氯化成鹽試劑和極少量因配比過量的未反應(yīng)DMF，這兩種物料可以安全共存。發(fā)生如此劇烈的升溫，應(yīng)該有其他物料參與反應(yīng)，發(fā)生巨大放熱造成。2.通過現(xiàn)場查勘并結(jié)合低溫氯化段工藝流程分析，與3#低溫氯化釜相連的管線共有10條，能進(jìn)入釜內(nèi)的物料共有6種，分別是酯化液、DMF、氯化亞砜、氮?dú)狻⑺ㄎ諌A液、空氣中的水和冷卻水）、甲醇。3.酯化液三種物料進(jìn)入危險性和可能性分析。酯化液進(jìn)入釜內(nèi)物料可以與氯化成鹽試劑反應(yīng)，劇烈放熱，如反應(yīng)放出的熱量不能及時移出，可以引起壓力驟升，發(fā)生爆炸；但從現(xiàn)場檢查酯化液高位槽事故反應(yīng)釜管線連接混亂情況看，高位槽底閥關(guān)閉，釜上酯化液進(jìn)料閥門也關(guān)閉，酯化液有液位，從液位計(jì)量判斷，與正常一批酯化液量相近，可以排除酯化液進(jìn)入的可能。4.DMF物料進(jìn)入危險性和可能性分析。DMF進(jìn)入本身沒有風(fēng)險，真空濃縮結(jié)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(yīng)放熱導(dǎo)致爆炸；但從高位槽DMF取樣分析水分含量不到0.01%，當(dāng)班操作記錄也顯示當(dāng)天分析結(jié)果水分為0.0028%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于崗操規(guī)定的指標(biāo)0.05%以下，所以排除這一原因。5.氯化亞砜物料進(jìn)入危險性和可能性分析。如氯化亞砜進(jìn)入，該物料不與氯化成鹽試劑反應(yīng)，它可以和釜內(nèi)少量的DMF發(fā)生反應(yīng)，重復(fù)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(fā)生爆炸；但氯化亞砜從工藝技術(shù)上設(shè)計(jì)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(jié)束，開啟冰鹽水降溫，并通氮?dú)馄普婵眨@種條件下，反應(yīng)不可能導(dǎo)致在2秒內(nèi)溫度驟升到141.6℃，可以排除這一原因。6.氮?dú)膺M(jìn)入導(dǎo)致壓力過高爆炸的風(fēng)險分析。破真空時，需要通入氮?dú)猓鐗毫Σ僮鞑划?dāng)可以導(dǎo)至釜壓過高，產(chǎn)生物理性破壞。從開始通入氮?dú)獾绞鹿拾l(fā)生間隔時間不超過30分鐘，氮?dú)馔ㄟ^流量計(jì)控制，最大流量16000L/h，按照最大流量，30分鐘通入氮?dú)饬考s為8000L，反應(yīng)釜容積為3000L，照此分析釜內(nèi)壓力不超過0.27MPa，而反應(yīng)釜設(shè)計(jì)壓力0.4MPa，使用壓力0.37MPa，因此發(fā)生氮?dú)獬瑝罕赡苄圆淮?；現(xiàn)場查看發(fā)現(xiàn)反應(yīng)釜大法蘭沖開，而氮?dú)饪偣軠p壓閥控制供氣壓力最大0.4MPa，即使流量計(jì)故障釜內(nèi)壓力達(dá)到0.4MPa，推斷導(dǎo)致反應(yīng)釜大法蘭沖開的可能性也不大，可以排除這一原因。7.水進(jìn)入危險性和可能性分析。水進(jìn)入3#低溫氯化釜，有4種可能，一是氮?dú)鈳俏諌A液倒入，三是破真時空氣中的水進(jìn)入，四是夾套內(nèi)鹽水漏入釜內(nèi)。如水進(jìn)入釜內(nèi)物料可以與氯化成鹽試劑反應(yīng)，劇烈放熱，如反應(yīng)放出的熱量不能及時移出，可以引起壓力驟升，發(fā)生爆炸。氮?dú)庠谑鹿手耙堰B續(xù)投料五批，反應(yīng)釜及高位槽都使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，未發(fā)生異常情況，事后打開氮機(jī)緩沖罐排污閥無水放出，3月26日及以前的操作記錄顯示氮?dú)夤鈮毫樽罡?.42MPa，純度為99.99%。因此氮?dú)鈳Т罅克赡苄圆淮螅词箠A帶少量水分與物料反應(yīng)放出的熱量不會導(dǎo)致現(xiàn)場如此大的破壞力，可以排除。如破真空時操作不當(dāng)，放空時釜內(nèi)未達(dá)到正壓就關(guān)掉真空泵，加之管線上單向閥內(nèi)漏，存在吸收液倒吸至釜內(nèi)與物料劇烈反應(yīng)爆炸的可能。但真空系統(tǒng)先后通過兩個1000L的緩沖罐連接到釜上，現(xiàn)場檢查緩沖罐完好，罐上所有閥門都處于關(guān)閉狀態(tài)，緩沖罐內(nèi)無積水，因此倒吸可能性不大，可以排除。如反應(yīng)釜內(nèi)壁表層搪瓷破損，導(dǎo)致物料腐蝕碳鋼釜體，腐蝕穿透釜壁導(dǎo)致夾套內(nèi)鹽水漏入釜內(nèi)與物料發(fā)生劇烈反應(yīng)爆炸；但從現(xiàn)場情況看，未發(fā)現(xiàn)反應(yīng)釜內(nèi)搪瓷破損泄漏，因此排除夾套鹽水漏入釜內(nèi)導(dǎo)致反應(yīng)爆炸。8.甲醇進(jìn)入釜內(nèi)可能性和危險性分析。從現(xiàn)場查看甲醇高位槽底閥關(guān)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(jìn)釜，該閥門處于半開狀態(tài)，合并前甲醇管道還有一道閥門是處于關(guān)閉狀態(tài)，DMF高位槽底閥處于打開狀態(tài)，合并前DMF管道的另一道閥門也處于關(guān)閉狀態(tài)，現(xiàn)場查看甲醇高位槽內(nèi)無甲醇。甲醇高位槽內(nèi)甲醇是在投料之前洗釜用的，根據(jù)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(jù)崗操規(guī)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(jì)0刻度下還有約290L的體積，正常情況下應(yīng)該還有甲醇剩余，因?yàn)樾枰?jì)量，至少不會將在0刻度以下的甲醇放掉的，高位槽內(nèi)應(yīng)有甲醇剩余。檢查現(xiàn)場，甲醇高位槽內(nèi)無甲醇，拆除與之相聯(lián)的相關(guān)管線，只有少量殘液滴落，與甲醇高位槽相關(guān)管線沒有破損。這些甲醇有可能進(jìn)入釜內(nèi)。如甲醇進(jìn)入釜內(nèi)，將與釜內(nèi)物料發(fā)生劇烈反應(yīng)，導(dǎo)致爆炸燃燒。僅零刻度以下物料體積就有290L。假設(shè)290L甲醇入釜與物料完全反應(yīng)，不考慮放熱，290L甲醇反應(yīng)能放出氣體約（290*0.79*22.4/32）*2=320.74m3，而反應(yīng)釜的容積為3m3，加上反應(yīng)本身能產(chǎn)生大量的熱量，完全有可能導(dǎo)致反應(yīng)釜爆炸，考慮有未反應(yīng)的甲醇在爆炸發(fā)生后快速擴(kuò)散到車間空間，而發(fā)生空間爆炸并燃燒，這點(diǎn)與現(xiàn)場情況相符。爆炸時，反應(yīng)釜上2塊防爆膜已爆破，沖出的物料有可能進(jìn)入到應(yīng)急罐中。檢查應(yīng)急罐，發(fā)現(xiàn)有殘液。如甲醇進(jìn)入和釜內(nèi)物料發(fā)生反應(yīng)，這些殘液中一定有反應(yīng)的特征物CH3CL或未能反應(yīng)的甲醇?；诖耍瑢堃哼M(jìn)行分析檢測，發(fā)現(xiàn)有甲醇，含量為28.6mg/L。正常情況下，氯化成鹽試劑中不應(yīng)含有甲醇。因此，可以認(rèn)定甲醇高位槽內(nèi)剩余的甲醇，進(jìn)入到釜內(nèi)。9．3月30日下午進(jìn)行了一次模擬試驗(yàn)，采用實(shí)驗(yàn)室合成的500g氯化成鹽試劑和50ml甲醇，總體反應(yīng)量為實(shí)際生產(chǎn)的二千分之一，甲醇加入后，瞬間產(chǎn)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(rèn)為，導(dǎo)致此次爆炸事故的直接原因是甲醇進(jìn)入釜內(nèi)與物料劇烈反應(yīng)導(dǎo)致爆炸。10．結(jié)論：由于當(dāng)班操作工事發(fā)時誤操作，在準(zhǔn)備補(bǔ)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(nèi)，與釜內(nèi)物料發(fā)生劇烈反應(yīng)，導(dǎo)致瞬間爆炸。（二）間接原因1.該生產(chǎn)工藝及流程設(shè)計(jì)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(jìn)釜，容易因誤操作將甲醇引入反應(yīng)釜，氯化成鹽試劑與甲醇發(fā)生劇烈化學(xué)反應(yīng)，工藝流程設(shè)計(jì)存在較大風(fēng)險。2.企業(yè)安全管理混亂，崗位人員配備不足。專業(yè)安全培訓(xùn)不夠，崗位操作規(guī)程未向操作人員交底，操作人員對生產(chǎn)過程危險因素和環(huán)節(jié)認(rèn)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(fā)生誤操作。該公司從技術(shù)保密出發(fā)，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(fā)生誤操作。4.企業(yè)變更管理缺失，在進(jìn)行管線更改設(shè)計(jì)后，未進(jìn)行風(fēng)險識別和分析，DMF管線、甲醇管線毗鄰并聯(lián)設(shè)計(jì)存在安全隱患，操作時工人易誤操作。5.反應(yīng)工藝及工藝流程設(shè)計(jì)存在缺陷。甲醇與反應(yīng)物存在劇烈反應(yīng)，選擇甲醇作為反應(yīng)釜清洗試劑存在較大風(fēng)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(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致超壓爆炸。DMF管線、甲醇管線毗鄰并聯(lián)設(shè)計(jì)存在安全隱患，操作時工人易誤操作。6.．該生產(chǎn)工藝屬于國家安監(jiān)總局頒布的首批重點(diǎn)監(jiān)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(chǎn)裝置本質(zhì)化安全水平低。三、整改措施與建議（一）對工藝過程及生產(chǎn)裝置進(jìn)行全面的安全性評估，建議對生產(chǎn)裝置進(jìn)行“危險與可操作性分析”（HAZOP），對工藝過程關(guān)鍵因素及環(huán)節(jié)進(jìn)行危險性分析和識別，對工藝本身及工藝流程進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。建議選擇新的清洗