2007年2月16日,美國德克薩斯州大草原城附近的瓦萊羅McKee煉油廠的丙烷脫瀝青裝置爆發(fā)了大規(guī)?;馂?,包括一名承包商在內的3人嚴重燒傷, 11人受輕傷。
2007年2月16日,美國德克薩斯州大草原城附近的瓦萊羅McKee煉油廠(以下簡稱“瓦萊羅”)的丙烷脫瀝青裝置中的工藝管道,泄漏出液體甲烷后發(fā)生了火災,迅速蔓延的火焰迫使整個煉油廠的人員撤離?;馂脑斐闪舜罅康脑O備損壞,包括一名承包商在內的3人嚴重燒傷,其余11人受輕傷,直接經濟損失超過5 000萬美元。
由于事故的嚴重性,美國化學品安全委員會(CSB)進行了調查,大火致使瓦萊羅煉油廠停工了兩個月之后,將近一年里減量運行。
事故經過
CSB調查發(fā)現:幾個主要因素綜合起來導致了破壞性火災,進一步導致了本可能是毀滅性的兩個未遂事故。
瓦萊羅丙烷脫瀝青裝置采用高壓液體丙烷,將瀝青和柴油從一種重油混合物中分離,丙烷流過一根垂直管道上部的控制點后進入萃取塔。
最初的工藝設計中,丙烷還流過另一個控制點與重油混合物混合,然后進入同一個萃取塔的更高處。但是在20世紀90年代早期,工廠工藝改造,通過關閉幾個閥門的方式停止了這一個控制點。這樣就形成了一個盲管段,即沒有液體流經的一段管道。
CSB斷定,操作員并不知道某一時刻,一個外來物——一塊金屬鍥入在其中一個閥門的閘板下,造成閘板不能完全關閉,從而留下一個液體可以滲漏出閥門的通道。閥門上方的丙烷中含有少量水,因此比甲烷更重的水,通過閥門泄漏在下方的管道彎頭處累積。
混合控制點形成的管道盲管段,多年以來一直連接著,顯然沒有發(fā)生過事故,但是在2007年2月16日,出現了可能導致管道失效的情況。此前一個月,一股寒流讓溫度降到0 ℃以下4天,在2月15日,達到了-14.4 ℃的低溫,管道中的水可能凍結膨脹撐破了管道彎頭,一段時間內冰本身阻止了丙烷泄漏。
直到2月16號上午9時左右,當溫度攀升到冰點時冰開始融化,下午2時9分融冰軟化。脫瀝青裝置中的高壓液體丙烷開始從滲漏的閥門中泄漏,從破裂的彎頭處噴出,CSB估計丙烷的初始流量為2.04 t/min,迅速形成了大量的易燃蒸氣云。
風將丙烷蒸氣云吹向鍋爐房,片刻之后,蒸氣云被點燃?;鹧婊鼗鹬疗屏训墓艿缽濐^,形成高壓噴射火焰,火焰迅速破壞了附近的管道,引發(fā)了又一個噴射火焰,噴向23.5 m處管橋下面一個不防火的鋼支架結構。幾分鐘后,該支架就在高溫中倒塌了。這導致數條從瓦萊羅煉油廠其他地方流入,內有易燃物質的管線泄漏,猛烈的大火往空中噴射出巨大的火球和濃濃黑煙。
14時10分,警報響起。就在第一次丙烷泄漏發(fā)出爆炸聲的1 min后,煉油廠的應急小組試圖打開固定的消防水炮,但是礙于風向轉變,未能成功。
火災爆發(fā)的15 min后,瓦萊羅管理者下令全體人員撤離。
兩個可能會造成更嚴重后果的災難:
一是,瓦萊羅使用氯氣作為殺菌劑以殺死冷卻水中的細菌,這些氯氣被儲放在一個危險的區(qū)域,暴露在大火的威脅中。而工廠并非必須使用氯氣,其他如漂白劑等化學品更為安全。
三個1 t裝的氯氣容器儲放在一個棚內,離脫瀝青裝置只有30.48 m遠,其中一個容器在高溫中破裂。三個容器上易熔塞都融化了,導致氯氣泄漏。后來,瓦萊羅報告稱有超過2.4 t氯氣被釋放到了大氣中。
二是,在脫瀝青裝置的西北方是四個裝有液化石油氣(LPG)的大型球罐,最近的一個儲罐暴露在了大火的高溫中。但是由于水閥的位置太靠近火勢兇猛的裝置,操作員無法打開雨淋系統(tǒng)冷卻球罐。
如果風向變換,火焰長時間地燒向這個球罐,它就可能破裂,釋放出多達57萬0 780 L高度易燃的加壓丁烷。
以上兩個未遂的災難,說明瓦萊羅煉油廠的工藝危害分析不足,未評估在易燃碳氫化合物的附近儲放氯氣的危險,或者是脫瀝青裝置發(fā)生火災影響丁烷球罐的可能性。
事故后的改進
CSB調查指出了瓦萊羅煉油廠工藝安全管理的缺點,也揭露了安全設備和做法方面的不足。CSB在調查報告中向瓦萊羅、美國石油組織(API)等提出了建議。
盲管段的安全處置
該事故開始于一段長達15年的未被使用的液體丙烷管道。當它被停止使用時,瓦萊羅管理層沒有評審及采取停止使用管道的最安全辦法,比如永久拆除與使用盲板使其與高壓丙烷隔離。
防凍保護措施
防凍保護可以防止充滿水的彎頭在寒冷的天氣中破裂,瓦萊羅沒有書面程序來確保對所有必需的設備都進行防凍保護。
建議美國石油組織為各地煉油廠的防凍保護開發(fā)新的建議措施,包括:制定書面防凍保護程序、定期檢查盲管段和極少使用或停用的設備、對變更管理進行審核等。
煉油廠火災防護
噴射火焰很難撲滅,最好的方法就是切斷它們的燃燒來源,最佳途徑即提供可遠程操控的緊急隔離閥門,使安全裝置迅速驅動以切斷燃料來源。
另外,在燃料區(qū)域采用防火的管道設備和鋼支架。如果支持管架的鋼結構不防火,它們就很容易在煉油廠火災的高溫中倒塌,當這些管道倒塌時,會泄漏出更多的液體助長大火的強度。
取代氯氣殺菌
CSB建議瓦萊羅煉油廠用更安全的殺菌劑取代氯氣為冷卻水殺菌。
美國石油協(xié)會修改相應標準
根據美國石油協(xié)會安全標準建議,潛在燃料源15.24 m內的結構鋼支架應防火,但是CSB調查員觀察管橋支架的損害距離,推測噴射火焰來源處距離卻達到了23.47 m。
CSB報告中呼吁美國石油協(xié)會修改其消防指導,要求在所有的煉油廠工藝裝置附近可能發(fā)生噴射火焰的地方,使用遠程操控的切斷閥,并廣泛使用防火結構鋼支架。
另一個發(fā)現是,美國石油協(xié)會未能要求所有的煉油廠在安置雨淋系統(tǒng)時,評估來自附近裝置的危險。CSB呼吁美國石油協(xié)會修改其對液化石油氣工廠的指導,確保工廠能在緊急情況下激活雨淋滅火系統(tǒng)。
編輯 秦運巧