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        某化工廠空分塔爆炸事故分析

        2019-11-24 03:14:42羅植廷莊勝強(qiáng)杜曉航張富耀
        勞動保護(hù) 2019年9期
        關(guān)鍵詞:液氧烴類空分

        文/羅植廷 莊勝強(qiáng) 杜曉航 張富耀

        1997年5月16日,遼寧撫順某化工廠6 000 m3/h制氧機(jī)組的空分塔發(fā)生了一起爆炸事故,造成4人死亡、4人重傷,直接經(jīng)濟(jì)損失461.9萬元。

        1997年5月16日上午9時05分,遼寧撫順某化工廠6 000 m3/h制氧機(jī)組的空分塔發(fā)生了一起爆炸事故。

        爆炸使空分塔上塔破壞,主冷凝器被撕裂成碎片并燃燒,上塔頂部的純氮塔殼體飛出30 m,下塔受震傾斜外形較完好,爆炸形成的碎片飛落方圓500 m2,產(chǎn)生的沖擊波造成最遠(yuǎn)距離1 500 m處的窗戶玻璃破碎;凡遭爆炸氣浪沖擊的建筑、設(shè)備,均以空分塔為中心呈放射狀倒塌。安裝在戶外的空分裝置靜設(shè)備被損壞12臺,動設(shè)備被損壞4臺(水泵),主要動設(shè)備基本完好。

        本次事故造成4人死亡(其中1人在爆炸地點200 m以外處,被飛去的一塊冷箱鐵板擊中頭部死亡)、4人重傷、27人輕傷。事故使空分裝置喪失生產(chǎn)能力,事故造成的直接經(jīng)濟(jì)損失461.9萬元。

        事故經(jīng)過及原因

        調(diào)查組專家們通過分析,對本次爆炸過程作出如下結(jié)論:

        大量乙烯進(jìn)入空分塔主冷凝器中,主冷凝器的翅片通道并非完全均勻,各個翅支通道的傳質(zhì)傳熱也各有差異,因此造成乙烯的分散不勻,在個別點超過在液氧中的溶解度極限并達(dá)到爆炸危險極限(5%)而產(chǎn)生爆炸,甲烷也參與了爆炸。根據(jù)計算,l kg乙烯在液氧中爆炸足以使環(huán)境產(chǎn)生2 300 ℃以上的高溫,達(dá)到鋁燃燒條件,因此引燃了鋁,使鋁產(chǎn)生劇烈的燃燒爆炸。主冷凝器丟失近2 t鋁,又有2 t空分塔上塔的鋁填料下落不明,而在這兩個部分又都出現(xiàn)了高溫現(xiàn)象,因此斷定至少1 t鋁參與了燃燒爆炸。1 t鋁加1 t液氧可形成2 t TNT的爆炸威力,最終形成了這次大爆炸。

        根據(jù)對上述原因的分析得出結(jié)論:

        爆炸產(chǎn)生于主冷凝器,爆炸物質(zhì)為乙烯、甲烷、丙稀、鋁,乙烯、甲烷、丙烯為引爆物質(zhì);能量主要來源于鋁燃燒;各種條件的耦合導(dǎo)致了這次爆炸[氣候條件(風(fēng)向及大氣壓)、環(huán)氧乙烷裝置停車排放循環(huán)氣、鋁材設(shè)備、沒有烴類在線分析儀、裝置總體布置不盡合理、排氣未走火柱塔和焚燒爐]。

        事故教訓(xùn)

        事故發(fā)生后該廠自我總結(jié)的教訓(xùn)是:

        一是領(lǐng)導(dǎo)的安全意識差。表現(xiàn)在雖然在安全工作方面下了很大氣力,做了許多部署,加強(qiáng)了教育、培訓(xùn)、考試,但未達(dá)到預(yù)期效果。有的問題沒有考慮到,也忽視了向兄弟單位溝通借鑒。全國近10年來空分設(shè)備發(fā)生近百起大小爆炸事故,該廠沒有吸取教訓(xùn)。

        二是安全管理不嚴(yán)格,工作有漏洞。表現(xiàn)在執(zhí)行工藝紀(jì)律不嚴(yán),對深層次安全技術(shù)問題缺乏研究。雖然對乙炔引起空分設(shè)備爆炸的危險有所認(rèn)識,但對總烴影響空分設(shè)備爆炸的危險性沒有認(rèn)識到,盲目相信法液空專利裝置的先進(jìn)性、可靠性,思想麻痹。廠領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)部門對車間排放含有大量烷烯類物質(zhì)的循環(huán)氣不走火柱塔和焚燒爐,對乙炔分析工作隨意停掉幾個月,對不連續(xù)排放1%液氧,既不知道,又不檢查糾正。如果事先糾正了這幾個錯誤,這次事故本來也是可以避免的——即使沒有建立液空液氧的總烴在線分析儀。或者只是局部的危爆,損失就會小得多。

        三是對空分裝置的技術(shù)管理和技術(shù)交流很差。該套空分裝置投產(chǎn)6年來,從未有過對外交流和學(xué)習(xí)??傉J(rèn)為最安全的是空分裝置。因而對空分裝置不重視。

        四是對規(guī)章制度貫徹不利,落實不到位??偣緦辗盅b置總烴的分析和控制有過規(guī)定,但企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和管理部門既沒有學(xué)習(xí)也沒有認(rèn)真貫徹。廠方對外商提供的空分裝置操作法和操作規(guī)程也沒有研究,懂的人少。嚴(yán)格講就是沒有懂空分安全技術(shù)的管理人員和專業(yè)人員。

        五是培訓(xùn)工作先期欠賬,后期又未跟上。

        事故防范措施和建議

        為使空分裝置盡快恢復(fù)生產(chǎn),該廠決定采用河南開封空分設(shè)備廠的6 000 Nm3/h空分設(shè)備(塔),并在安全技術(shù)和管理方面采取了如下措施:

        一是增設(shè)6組烴類在線分析,按總公司規(guī)定建立全項離線復(fù)驗分析,隨時連續(xù)監(jiān)測烴類在關(guān)鍵點的含量,制定超標(biāo)報警及連鎖的相應(yīng)手段。

        二是遠(yuǎn)移污染源的排放位置(筆者:關(guān)鍵在使用火柱塔和焚燒爐,不讓可燃?xì)馕廴究諝?等措施,改善空壓機(jī)吸入口空氣質(zhì)量。

        三是正常運(yùn)行中連續(xù)排放相當(dāng)于氧產(chǎn)量1%的液氧,以稀釋烴類在主冷凝器液氧中的濃度。

        四是主冷凝器板式單元采用新型防爆結(jié)構(gòu),大大減少烴類沉積的可能;采用增壓膨脹機(jī)后的空氣作熱虹吸蒸發(fā)器的熱源,推動力大,循環(huán)速度加快,且增加硅膠用量,以利于液氧中乙炔和烴類的脫除。

        五是主冷凝器采用全浸式操作,預(yù)防烴類局部析出。

        六是增設(shè)冷凍機(jī),降低空氣進(jìn)入分子篩的溫度,減輕分子篩脫水負(fù)荷,以利于CO2和烴類的脫除。

        七是為避免循環(huán)冷卻水水質(zhì)不好,在工藝、水洗、冷卻過程中單獨(dú)設(shè)立循環(huán)水場。

        八是強(qiáng)化對空分裝置的管理,設(shè)立為獨(dú)立生產(chǎn)單位,并增設(shè)專業(yè)技術(shù)人員,加強(qiáng)交流和培訓(xùn),將行業(yè)交流納入制度,嚴(yán)格貫徹總公司相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),完善分析手段和監(jiān)測系統(tǒng),加強(qiáng)對液空液氧中乙炔及其他碳?xì)浠衔锏姆治觥⒖刂?,加?qiáng)對大氣環(huán)境的監(jiān)控分析。

        九是逐條清查確認(rèn)安全技術(shù)規(guī)程、分析項目及工藝卡片,并予以重新修訂,嚴(yán)格執(zhí)行。

        十是加強(qiáng)安全培訓(xùn),嚴(yán)格上崗取證工作,嚴(yán)守工藝規(guī)程,加強(qiáng)技術(shù)練兵,增強(qiáng)安全責(zé)任制和事業(yè)心,真正樹立“安全第一”意識。

        筆者認(rèn)為,上述這些措施無疑都是對的,但一定要抓住重點,首先要防止危險雜質(zhì)進(jìn)入空分系統(tǒng);其二,要阻止危險雜質(zhì)在液空液氧中濃縮;其三,一旦發(fā)現(xiàn)有危險雜質(zhì)在空分塔內(nèi)濃縮,必須采取措施排除;其四,如果發(fā)現(xiàn)排除措施無效,則必須立即停車。

        鑒于石化企業(yè)空氣中烯烴、烷烴類物質(zhì)較多,建議有關(guān)部門和企業(yè)研制對烯烴、烷烴類物質(zhì)吸附性強(qiáng)的吸附劑(分子篩、硅膠),以有效去除這類物質(zhì),提高空分裝置安全運(yùn)行的可靠性。

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