1983年5月4日14時30分,南京市某研究所一輛去安徽裝運(yùn)“氯代異丙烷”的小面包車,在返寧途中休息時發(fā)生爆炸。汽車破損嚴(yán)重,司機(jī)受輕傷。
安徽某研究所5月3日16時將35kg“氯代異丙烷”裝進(jìn)南京方面自帶的一只新鋁桶中。5月4日9時將鋁桶裝上車,12時啟程返寧。14時30分汽車在距全椒縣東合浦路84km+600m處停下,隨車5人都下車去廁所,司機(jī)到車尾擦玻璃上的泥獎,聽到車內(nèi)“嘶嘶”漏氣聲,又見車尾部的鋁桶下面噴出濃重的白煙,便連忙朝遠(yuǎn)處休息未歸的人高喊:“冒煙啦!”車內(nèi)爆炸發(fā)生了,氣浪將他打倒在地,其他的人只跑了幾步,就聽到一聲巨響,接著汽車被濃煙籠罩,同時看見車內(nèi)的鋁桶竄出車頂約30m高,飛落到50m遠(yuǎn)的麥田里。車廂受到很大破壞,車門脫槽甩落在地。車尾受鋁桶爆炸時的作用力穿成2個直徑為0.62m的圓洞。車內(nèi)設(shè)備嚴(yán)重變形,1只裝有“季胺鹽溶液”的鐵桶(重約200kg)撞出尾門掉在公路上,但未破損。另1只空汽油桶從車后沖到車前副駕駛座位處撞壞變形。
事故原因分析
1.鹵代烷在常壓和不高的溫度下能與金屬鋁起化學(xué)反應(yīng),生成具有R3Al2X3組成的物質(zhì)(R—烷基、Al—鋁原子、X—鹵素),該物質(zhì)中其他基團(tuán)正好是鋁的一倍半,做統(tǒng)稱倍半物,這一反應(yīng)產(chǎn)生一定的熱量:
3C3H7Cl+2Al→(C3H7)3Al2Cl3+17.5千卡/摩
這個反應(yīng)一旦形成,還會起引發(fā)作用,使反應(yīng)進(jìn)一步加快。
這次裝運(yùn)氯代異丙烷的新鋁桶,表面很清潔。根據(jù)(C3H7)3Al2Cl3生成的原理,氯代異丙烷在桶中已達(dá)22小時之久,且在車上顛簸了2個半小時,起到攪拌加速反應(yīng)的作用。事故后察看鋁桶與氯代異丙烷接觸的表面,發(fā)現(xiàn)有深度腐蝕洞斑,經(jīng)測量沒有腐蝕的鋁桶壁厚為2.15mm,腐蝕部位的壁厚為1.90mm,減少了0.25mm,據(jù)粗略計算約有408.93g鋁在腐蝕過程中與氯代異丙烷起了反應(yīng)。
2.氯代異丙烷與鋁生成的烷基氯化鋁本身很不穩(wěn)定。具有極活潑的化學(xué)性質(zhì),遇水發(fā)生劇烈分解,且有熱量放出。
R3Al2Cl3+5H2O→3RH+3HCl+2Al(COH)3+Q
在這一反應(yīng)中溫度升高,而溫度升高又會引起產(chǎn)物進(jìn)一步分解。當(dāng)時裝氯代異丙烷的鋁桶內(nèi)有3/5的空隙(約57L)是空氣。當(dāng)時正值雨天,空氣含水量相當(dāng)高,為烷基氯化鋁的水解創(chuàng)造了條件。由于熱效應(yīng)使溫度升高,RH和HCl都將呈氣態(tài),體積驟然劇增,當(dāng)內(nèi)壓超過鋁桶的強(qiáng)度極限后,(1~25mm厚的工業(yè)純鋁的強(qiáng)度極限為0.78MPa)造成爆炸拉裂。
3.由于烷基氯化鋁具有極高的化學(xué)活潑性,對氧極為靈敏,遇空氣即起氧化反應(yīng),強(qiáng)烈冒煙,并引起爆炸。據(jù)資料介紹,有機(jī)鋁化合物在制造、使用、儲存和運(yùn)輸中,都必須在惰性氣體保護(hù)和干燥條件下進(jìn)行(要求含氧、含水<20ppm),并嚴(yán)格避免受熱,以防遇熱加劇分解。然而,這次在鋁桶中裝運(yùn)的氯代異丙烷逐漸生成有機(jī)鋁化合物之后,上述禁忌條件已客觀形成,但是主觀上沒有意識,更無防范措施。桶內(nèi)57L空氣在車的顛簸中與氯代異丙烷充分接觸,且該桶位置又靠近汽車排氣管上方,使桶有了外界傳導(dǎo)熱源,也是桶內(nèi)化學(xué)反應(yīng)加劇的條件。在爆炸前,發(fā)現(xiàn)桶大量冒白煙,放出霉氣味,正說明是有機(jī)鋁化合物遇空氣中的氧和水分發(fā)生急劇反應(yīng)的結(jié)果。
事故教訓(xùn)
1. 對用鋁桶裝運(yùn)35kg氯代異丙烷,主要是對氯代異丙烷能與鋁起化學(xué)反應(yīng)這一關(guān)鍵問題沒有認(rèn)識。出發(fā)前只知道氯代異丙烷沸點(diǎn)低,只有35.74℃,且是易燃麻醉性危險品。研究包裝物時,認(rèn)為玻璃瓶、鐵桶、塑料桶都有相應(yīng)的弊端而被否定,認(rèn)為新的鋁桶沒有混入雜質(zhì),是最安全的辦法。
2. 對于烷基氯化鋁是極不穩(wěn)定,化學(xué)性質(zhì)活潑的特性更不了解。
3. 運(yùn)輸危險品用面包車,人、貨混裝。這是一起化學(xué)危險物品容器材料選用不當(dāng)而發(fā)生的事故,險些造成群傷群亡。在化工企業(yè)與危險化學(xué)品接觸的設(shè)備、容器材質(zhì)選用不當(dāng)而發(fā)生的事故并不少見。如乙炔發(fā)生器的電石筐用銅絲修補(bǔ),當(dāng)發(fā)氣后生成不穩(wěn)定的乙炔銅,連續(xù)發(fā)生數(shù)次爆炸才找到原因;氨合成塔后中置鍋爐的進(jìn)出口管及管件,安裝了不耐氫腐蝕的碳鋼,也發(fā)生了幾次重大傷亡事故;蓖麻油加壓法水解釜外殼選用不耐腐蝕的碳鋼,筒體迅速腐蝕變薄而爆炸;氨合成塔內(nèi)件換熱器外殼在上花板處修補(bǔ)時選用的修補(bǔ)材料與母材不一致,在使用過程中由于溫度和壓差變化,造成焊口開裂下落,致使進(jìn)塔原料氣不經(jīng)換熱器走短路直進(jìn)觸媒筐,導(dǎo)致觸媒溫度不能維持而全廠停車。這些事故告訴我們,選用危險化學(xué)品的盛裝容器必須慎重,應(yīng)選擇那些對此種化學(xué)品是惰性的材料。它們與化學(xué)品接觸不但在常溫下,而且在正常工況和失控條件下也不發(fā)生反應(yīng)。
3. 運(yùn)輸危險品用面包車,人、貨混裝。這是一起化學(xué)危險物品容器材料選用不當(dāng)而發(fā)生的事故,險些造成群傷群亡。在化工企業(yè)與危險化學(xué)品接觸的設(shè)備、容器材質(zhì)選用不當(dāng)而發(fā)生的事故并不少見。如乙炔發(fā)生器的電石筐用銅絲修補(bǔ),當(dāng)發(fā)氣后生成不穩(wěn)定的乙炔銅,連續(xù)發(fā)生數(shù)次爆炸才找到原因;氨合成塔后中置鍋爐的進(jìn)出口管及管件,安裝了不耐氫腐蝕的碳鋼,也發(fā)生了幾次重大傷亡事故;蓖麻油加壓法水解釜外殼選用不耐腐蝕的碳鋼,筒體迅速腐蝕變薄而爆炸;氨合成塔內(nèi)件換熱器外殼在上花板處修補(bǔ)時選用的修補(bǔ)材料與母材不一致,在使用過程中由于溫度和壓差變化,造成焊口開裂下落,致使進(jìn)塔原料氣不經(jīng)換熱器走短路直進(jìn)觸媒筐,導(dǎo)致觸媒溫度不能維持而全廠停車。這些事故告訴我們,選用危險化學(xué)品的盛裝容器必須慎重,應(yīng)選擇那些對此種化學(xué)品是惰性的材料。它們與化學(xué)品接觸不但在常溫下,而且在正常工況和失控條件下也不發(fā)生反應(yīng)。