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        阿科瑪公司克羅斯比化工廠著火事故

        2018-08-17 05:46:46郁振山編譯
        現(xiàn)代職業(yè)安全 2018年8期
        關(guān)鍵詞:冷藏車化工廠過氧化物

        郁振山|編譯

        2017年8月24日,颶風(fēng)“哈維”登陸得克薩斯州,為得州東南部和路易斯安那州西南部帶來強(qiáng)降雨,引發(fā)洪水。颶風(fēng)共導(dǎo)致68人死亡,逾30萬棟建筑被淹,4萬人被迫轉(zhuǎn)移,讓它成為美國歷史上第二大破壞性颶風(fēng),僅次于2005年的颶風(fēng)“卡特里娜”。

        阿科瑪公司在克羅斯比的化工廠,恰好位于被洪水淹沒的平原。強(qiáng)降雨導(dǎo)致水位超過設(shè)備的設(shè)計(jì)范圍,工廠停電,備用電源也無法使用。工廠生產(chǎn)的有機(jī)過氧化物必須冷藏,但由于制冷系統(tǒng)失效,最終化學(xué)品被轉(zhuǎn)移至冷藏車內(nèi)。洪水中,冷藏車傾倒,化學(xué)品泄漏并發(fā)生分解反應(yīng),隨后著火。

        統(tǒng)一指揮中心在化工廠周圍建立了疏散區(qū),區(qū)內(nèi)居民全部撤離,但疏散區(qū)內(nèi)的90號公路仍然開通。之后,另外2輛冷藏車著火,分解產(chǎn)生的煙霧從工廠飄出。21人因吸入煙霧被送醫(yī)救治。綜合各種因素,統(tǒng)一指揮中心將其余冷藏車上的有機(jī)過氧化物點(diǎn)燃。3次大火共燃燒了150余噸有機(jī)過氧化物。

        背景信息

        阿科瑪公司克羅斯比化工廠約有50名員工,可生產(chǎn)30多種有機(jī)過氧化物。產(chǎn)品主要用于制造廚房臺面、軟管、聚苯乙烯水杯、餐盤等消費(fèi)品。

        有機(jī)過氧化物分解會(huì)釋放熱量,若積聚熱量大于釋放熱量,周圍溫度便會(huì)升高,分解反應(yīng)加快,最終導(dǎo)致失控反應(yīng)。因此,這些過氧化物產(chǎn)品需低溫保存。

        克羅斯比化工廠有9個(gè)倉庫,其中7個(gè)為低溫倉庫(見圖1)。每個(gè)低溫倉庫有2套電力制冷系統(tǒng),其中1套留作備用。

        圖1 克羅斯比化工廠的低溫倉庫

        化工廠的作業(yè)流程詳細(xì)介紹了應(yīng)對倉庫升溫的措施,具體包括加快制冷設(shè)備的維修;將有機(jī)過氧化物轉(zhuǎn)移到其他低溫倉庫;啟動(dòng)備用發(fā)電機(jī);使用液氮進(jìn)行冷卻;將產(chǎn)品轉(zhuǎn)移至冷藏車內(nèi)。

        工廠有7個(gè)柴油發(fā)電機(jī),其中2個(gè)為應(yīng)急發(fā)電機(jī),在制冷系統(tǒng)故障時(shí)為低溫倉庫供電制冷。若系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重故障,備用電源也無法使用,工人則會(huì)用軟管將液氮注入倉庫。通常液氮系統(tǒng)會(huì)上鎖,避免被誤用。

        最后一套備用方案是將有機(jī)過氧化物轉(zhuǎn)移至冷藏車內(nèi)(見圖2)?;S主要用冷藏車給客戶運(yùn)送貨物,工廠作業(yè)流程也允許在倉庫維修或緊急情況下使用冷藏車。滿載車輛的冷藏效果可持續(xù)1周多。

        圖2 可臨時(shí)儲(chǔ)存過氧化物的冷藏車

        事故描述

        8月24日

        2017年8月24日,熱帶風(fēng)暴演變?yōu)轱Z風(fēng)“哈維”。穿過墨西哥灣后,很明顯將從得州海岸的中北部地區(qū)登陸。氣象學(xué)家預(yù)計(jì)暴風(fēng)雨會(huì)在25日來臨,得州的降雨量預(yù)計(jì)為300~500 mm,部分地區(qū)甚至將達(dá)到700 mm。工廠員工得知颶風(fēng)來臨,開始做準(zhǔn)備,但他們并沒想到颶風(fēng)會(huì)直接經(jīng)過工廠所在區(qū)域。

        化工廠有書面的颶風(fēng)應(yīng)急計(jì)劃,當(dāng)中詳細(xì)說明了如何在颶風(fēng)來臨前、期間和之后保護(hù)人員和財(cái)產(chǎn)安全。根據(jù)部分員工的經(jīng)驗(yàn),降雨可能會(huì)淹沒周圍道路,因此要成立“應(yīng)對小組”。小組成員要留在工廠,因?yàn)榈綍r(shí)候其他員工出入工廠會(huì)很困難。

        但所有人都未料到,雨量會(huì)達(dá)到洪水級別,甚至有潛在毀滅性風(fēng)險(xiǎn)。擁有幾十年經(jīng)驗(yàn)的老員工也只認(rèn)為會(huì)有輕微的洪水,但絕不會(huì)破壞工廠的安全系統(tǒng)。

        8月25日

        圖3 低溫倉庫的空調(diào)設(shè)備(紅線為洪水期間的最高水位)

        圖4 9輛冷藏車的位置(右下方為低洼區(qū)的3輛冷藏車)

        25日,化工廠停止作業(yè),準(zhǔn)備應(yīng)急工作。22時(shí),“哈維”升級為3級颶風(fēng),登錄得州。按照事前的計(jì)劃,工廠停止了生產(chǎn)并采取了許多預(yù)防措施,包括固定住可能會(huì)被大風(fēng)吹走的物料,將可移動(dòng)的設(shè)備放到高處,避免被水淹沒;準(zhǔn)備船只和叉車,轉(zhuǎn)運(yùn)物品;準(zhǔn)備沙袋及其他設(shè)備;保證有恰當(dāng)?shù)娜剂蟽?chǔ)備。8月26日

        26日,化工廠全部關(guān)停,“應(yīng)對小組”待命。同時(shí)降雨持續(xù),水位不斷升高。

        8月27日

        27日降雨繼續(xù)。水位升高后,威脅到了電氣設(shè)備和低溫倉庫。員工提前切斷了幾個(gè)低溫倉庫的電源。14時(shí),工廠部分區(qū)域的水深達(dá)到1.2 m。隨著水位繼續(xù)上漲,影響了低溫倉庫的運(yùn)行。員工試圖使用液氮制冷,但倉庫連接液氮軟管的接口被水淹沒,于是“應(yīng)對小組”將有機(jī)過氧化物轉(zhuǎn)移到冷藏車及其他建筑內(nèi),并關(guān)閉了低溫倉庫(見圖3)。

        8月28日

        28日,颶風(fēng)帶來的降雨繼續(xù)。雖然工廠有段時(shí)間沒有降雨,但周圍區(qū)域的積水流向此處,水位繼續(xù)上升。14時(shí),水位上漲至變壓器的位置,導(dǎo)致整個(gè)工廠的電源被切斷,“應(yīng)對小組”將所有產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到了9輛冷藏車內(nèi)(見圖4)。其中3輛位于工廠的低洼地帶,因洪水過深,冷藏車無法被轉(zhuǎn)移至高地,隨后停止運(yùn)行,不能繼續(xù)制冷。

        當(dāng)天傍晚,工廠最便捷、最安全的交通方式是開船?!皯?yīng)對小組”將情況告知給阿科瑪公司的應(yīng)急團(tuán)隊(duì),應(yīng)急團(tuán)隊(duì)隨即通知了哈里斯縣的應(yīng)急人員,說可能存在化學(xué)品泄露和火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

        8月29日

        29日上午,“應(yīng)對小組”在低洼地帶看見1輛冷藏車翻倒,靠在建筑旁邊(見圖5)。翻倒原因可能是洪水水流太強(qiáng),也可能是車輛內(nèi)的產(chǎn)品超重,抑或兩者都有。阿科瑪公司的應(yīng)急團(tuán)隊(duì)收到員工發(fā)來的圖片后,推測可能會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)品分解引發(fā)火災(zāi),于是要求哈里斯縣的應(yīng)急人員疏散了工廠所有員工。應(yīng)急人員還以工廠為中心,以2.4 km為半徑設(shè)立了疏散區(qū)(見圖6)。

        圖5 左方的冷藏車已在洪水中傾倒

        圖6 紅色圓圈為疏散區(qū),90號公路從中穿過

        8月31日

        31日,有人上報(bào)稱工廠著火,冒出煙霧。統(tǒng)一指揮中心通過遙感探測到冷藏車的溫度并沒有上升,于是派2名志愿消防員去確定工廠是否著火。消防員未發(fā)現(xiàn)任何有機(jī)過氧化物分解的情況。12時(shí)30分,官方由于沒發(fā)現(xiàn)著火證據(jù),認(rèn)為煙霧是“低層的云團(tuán)”,便重新開通了90號公路。期間,指揮中心一直通過遙感數(shù)據(jù)判斷情況。

        之后,警察駕車在90號公路上行駛時(shí),穿過了“云團(tuán)”,但他們判斷那是泄漏的化學(xué)品煙霧,煙霧圖像被行車記錄儀拍到。警察上報(bào)了情況,于是另外3名警察被派往現(xiàn)場檢查。就在3名警察經(jīng)過阿科瑪化工廠時(shí),也穿過了從工廠飄來的“云團(tuán)”。雖然當(dāng)時(shí)車輛沒有開空調(diào),但煙霧還是進(jìn)入了車內(nèi)。

        警察將車駛到疏散區(qū)的東北邊緣處,開始檢查錄像,但3名警察的眼部和喉嚨出現(xiàn)不適。為了快速獲取醫(yī)療救助服務(wù),他們向西行駛,下高速公路。但向西行駛時(shí)途中,再次暴露在煙霧中,有5名警察的情況加重。最終,他們到達(dá)了疏散區(qū)南部,呼叫了醫(yī)療救助人員。之后90號公路關(guān)閉,直到9月4日事故處理完畢才再次開通。

        14時(shí)左右,傾倒車輛中的過氧化物產(chǎn)品分解、燃燒,并將車輛引燃。

        9月1日

        9月1日5時(shí),另外2輛冷藏車著火(見圖7)。9月2日

        圖7 第2和第3輛冷藏車著火時(shí)釋放的黑色煙霧

        2日,其余6輛裝有過氧化物產(chǎn)品的冷藏車似乎還在運(yùn)行,但無法確定還能持續(xù)多久。13時(shí)20分,統(tǒng)一指揮中心通過飛行器偵查了工廠情況,發(fā)現(xiàn)至少1輛已失去冷藏能力,并在該車輛周圍發(fā)現(xiàn)了泄露的化學(xué)品和煙霧,但沒有火焰。根據(jù)紅外圖像,人們判斷至少1輛冷藏車在升溫。指揮中心聯(lián)系了阿科瑪公司的代表,確定了車內(nèi)儲(chǔ)存的物質(zhì)。雖然阿科瑪?shù)拇聿磺宄孤┗瘜W(xué)品的具體成分,但推測是有機(jī)過氧化物的分解產(chǎn)物。

        由于疏散區(qū)保持封閉,不能回家的居民開始擔(dān)心家內(nèi)情況,向當(dāng)局施壓,希望盡快解除疏散狀態(tài)。18時(shí),統(tǒng)一指揮中心與地方應(yīng)急團(tuán)隊(duì)溝通,商議將其余6輛冷藏車點(diǎn)燃,并制定了實(shí)施計(jì)劃。19時(shí),包括阿科瑪公司在內(nèi)所有相關(guān)方就實(shí)施計(jì)劃達(dá)成一致。

        指揮中心對該提議的最大擔(dān)憂是,距冷藏車36 m處有1個(gè)異丁烯儲(chǔ)罐。如果不能控制火勢,儲(chǔ)罐被點(diǎn)燃后,可能會(huì)發(fā)生爆炸。但應(yīng)急人員認(rèn)為該距離足夠安全,并且儲(chǔ)罐有泄爆裝置,不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重事故。為了安全起見,應(yīng)急人員仍然制定了嚴(yán)密的計(jì)劃:先點(diǎn)燃其中的5輛冷藏車,把距儲(chǔ)罐最近的車當(dāng)作屏障,之后單獨(dú)點(diǎn)燃最后1輛。

        9月3日

        3日,統(tǒng)一指揮中心再次用飛行器對工廠進(jìn)行偵查,發(fā)現(xiàn)泄漏量增多,分解反應(yīng)也在持續(xù)。應(yīng)急人員認(rèn)為,此時(shí)若再靠近車輛處理過氧化物產(chǎn)品,已非常危險(xiǎn)。

        10時(shí)左右,統(tǒng)一指揮中心再次召集人員,商討下一步計(jì)劃。應(yīng)急人員擔(dān)心冷藏車不斷發(fā)生分解反應(yīng),但不清楚反應(yīng)的后果,也不知道將所有過氧化物點(diǎn)燃后,燃燒會(huì)持續(xù)多久。與此同時(shí),被疏散的居民還在焦急地等著回家。這種情況下,指揮中心決定按照前一天的計(jì)劃,將6輛冷藏車點(diǎn)燃,進(jìn)行控制燃燒。

        阿科瑪方面為指揮中心提供了異丁烯儲(chǔ)罐的信息,幫助其評估風(fēng)險(xiǎn)。之后,指揮中心確定,儲(chǔ)罐不會(huì)在車輛燃燒期間發(fā)生泄漏。

        12時(shí)45分,指揮中心向行動(dòng)小組講解了作業(yè)計(jì)劃。在燃燒前,會(huì)有專人通過視頻監(jiān)視異丁烯儲(chǔ)罐的情況,確保儲(chǔ)罐周圍不存在分解物,因?yàn)榉纸馕飼?huì)著火,能危害到儲(chǔ)罐。如果發(fā)現(xiàn)情況,必須重新評估行動(dòng),或?qū)?chǔ)罐抽空后再行動(dòng)。

        15時(shí)40分,監(jiān)視人員確認(rèn)安全后,哈里斯縣的應(yīng)急人員點(diǎn)燃了6量冷藏車。哈里斯縣的消防部門發(fā)布聲明,警告公眾留心事態(tài)發(fā)展。21時(shí),應(yīng)急人員再次檢測了疏散區(qū)的空氣,確定各項(xiàng)指標(biāo)不超過基線,由此確定現(xiàn)場不存在健康風(fēng)險(xiǎn)。

        9月4日13時(shí),疏散解除。

        事故經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)

        有機(jī)過氧化物屬于不穩(wěn)定物質(zhì),易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。為防止其分解、放熱或生成副產(chǎn)品,需儲(chǔ)存在低溫環(huán)境中。溫度不同,分解速率也不一樣。

        自加速分解溫度(SADT)是非常重要的安全數(shù)據(jù)。為了將分解速率控制在安全范圍,化工廠所有的有機(jī)過氧化物都必須儲(chǔ)存在低于SADT的環(huán)境中。冷藏車失效后,有機(jī)過氧化物產(chǎn)品加速分解,燃燒并引發(fā)火災(zāi)。因此,公司要確保有足夠的安全措施將儲(chǔ)存溫度控制在SADT之下。

        克羅斯比化工廠有多重措施來保證過氧化物的冷藏。工廠過程風(fēng)險(xiǎn)分析小組確定了如下層面的防護(hù):為低溫倉庫配備了充足的制冷系統(tǒng);為低溫倉庫配備應(yīng)急發(fā)電機(jī);將液氮作為備用冷卻手段;用冷藏車暫時(shí)儲(chǔ)存有機(jī)過氧化物。但這些措施都在颶風(fēng)中失效。這是因?yàn)橥k姂?yīng)對措施均未達(dá)到工廠標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。洪水導(dǎo)致斷電后,應(yīng)急發(fā)電機(jī)、液氮系統(tǒng)和冷藏車也紛紛失效。因此,要確保防護(hù)層不會(huì)因普通故障而失效。

        美國聯(lián)邦應(yīng)急管理局的洪水地圖可提供重要的風(fēng)險(xiǎn)信息。1985年,化工廠所在地區(qū)的洪水地圖首次發(fā)布。地圖顯示,工廠發(fā)生洪水的風(fēng)險(xiǎn)很小。2007年,地圖經(jīng)過大幅修訂,新圖顯示化工廠正好處于容易出現(xiàn)洪水的平原區(qū)。另外,2016年9月法特瑞互助保險(xiǎn)公司識別出工廠的洪水風(fēng)險(xiǎn),但除了一位前任經(jīng)理之外,沒有任何人注意到該信息。聯(lián)邦的過程安全法規(guī)也要求公司整合過程安全信息,但法規(guī)并未說明信息必須包括洪水地圖。事故調(diào)查人員發(fā)現(xiàn),還有其他公司也未意識到洪水風(fēng)險(xiǎn)。

        對低溫倉庫進(jìn)行過程風(fēng)險(xiǎn)分析的小組,并沒有記錄任何洪水風(fēng)險(xiǎn)。就算當(dāng)初該小組評估了洪水風(fēng)險(xiǎn),行業(yè)指南也不足以應(yīng)對颶風(fēng)哈維。行業(yè)安全指南是專門指導(dǎo)公司應(yīng)對洪水風(fēng)險(xiǎn)的文件。它能從多個(gè)途經(jīng)獲取,比如化工過程安全中心和聯(lián)邦應(yīng)急管理局。但該文件不是過于籠統(tǒng),就是并不要求采取過多的預(yù)防措施。比如,文件未要求將關(guān)鍵設(shè)備放到高處,避免洪水損害工廠的安全系統(tǒng)。因此,為了更好地幫助公司應(yīng)對洪水、暴風(fēng)雪、龍卷風(fēng)、干旱等極端天氣事件,要制定更健全的行業(yè)指南。

        克羅斯比化工廠在40年前遭遇過洪水,但老員工印象中沒有出現(xiàn)過高于0.6 m的洪水,所以工廠并未將其視為一項(xiàng)重要風(fēng)險(xiǎn)。確定洪水風(fēng)險(xiǎn)等級時(shí),不能依賴個(gè)人經(jīng)驗(yàn)。比如,化工廠老員工認(rèn)為2001年的熱帶風(fēng)暴“阿利森”是工廠此前遭遇到的最大洪水,但實(shí)際上1994年的颶風(fēng)“羅莎”,甚至2015年未命名的暴風(fēng)雨都比阿利森的水位要高。因此,各公司應(yīng)保留以往事故的主要信息文件。雖然發(fā)生洪水的可能性比較低,但一旦遭遇,會(huì)嚴(yán)重威脅人員和財(cái)產(chǎn)安全。

        90號公路從疏散區(qū)穿過,但在事故期間卻處于開通狀態(tài)。對統(tǒng)一指揮中心而言,這確實(shí)難以抉擇,因?yàn)殚_通90號公路能將人員和資源向颶風(fēng)哈維的東面轉(zhuǎn)移,也能讓應(yīng)急人員在工廠第一次著火后,快速到達(dá)事故現(xiàn)場。除90號公路之外,應(yīng)急人員幾乎沒有其他線路保證交通,但結(jié)果是至少21人暴露在分解物和燃燒煙霧中。

        另外,遙感數(shù)據(jù)顯示,冷藏車沒有升溫,也未發(fā)生燃燒,但警察在開車進(jìn)入到煙霧中后聞到了泄露的化學(xué)品。由此可知,緊急情況下,測量的數(shù)據(jù)可能不完整,甚至與實(shí)際相反,應(yīng)急人員必須盡可能采取保守的手段,這樣才能保證公眾的安全與健康。

        在英國,環(huán)境部門為工廠制定了洪水應(yīng)對預(yù)案指南,建議工廠了解作業(yè)場所的洪水風(fēng)險(xiǎn),獲取洪水模擬結(jié)果,制定預(yù)案,保護(hù)危險(xiǎn)的生產(chǎn)過程。指南還詳細(xì)說明了如何保護(hù)易受洪水影響的化學(xué)品和關(guān)鍵設(shè)施,如電源和液氮系統(tǒng)。

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