位于蚌埠市人口密集的西市區(qū)內(nèi)一家有職工194人(含76名退休工人)區(qū)辦大集體企業(yè)——蚌埠市前進化工廠。該廠從1978年開始以生產(chǎn)氯化石臘產(chǎn)品為主。由于該產(chǎn)品具有不燃性、抗水性、介電性好等特點,因此廣泛應用于PVC樹脂和橡膠的阻燃增塑劑,纖維防水浸漬劑,潤滑油類的抗凝劑的抗凝添加劑。因用途廣泛,所以產(chǎn)品銷路尚好,廠里經(jīng)濟效益不錯,工人工資照發(fā),76名退休工人的養(yǎng)老保險金如數(shù)上繳,從不拖欠。在當今許多大中型企業(yè)經(jīng)濟效益不好,下崗工人增多的現(xiàn)實情況下,作為一個區(qū)辦大集體企業(yè)已是難能可貴了。但是天有不測風云,一起重大爆炸事故使該廠陷入困境。
1998年7月22日晚上9點多鐘,該廠生產(chǎn)氯化石臘的車間內(nèi)像蒸氣房一樣,煙霧迷漫,隨后一聲響,80134號液氯鋼瓶發(fā)生爆炸,容積為1噸、壁厚為8mm的鋼瓶炸成三大塊數(shù)小塊,臨近的反應釜和輔助設備及簡易廠房嚴重損壞。值得慶幸的是,當時爆炸點附近沒有操作人員,因而沒有直接造成人員傷亡,但大量氯氣散發(fā),造成廠內(nèi)部分工人和附近居民66人中毒,又因該廠位居市區(qū),圍觀和到廠里要求醫(yī)治者很多,造成不良的社會影響。爆炸事故使該廠被迫停產(chǎn)一周,直接經(jīng)濟損失3.5萬余元,間接經(jīng)濟損失更大。對于剛進入市場經(jīng)濟大潮中步履艱難的百人小廠,好似雪上加霜,職工茫然。
事故分析
氯化石臘的生產(chǎn)原料是液氯(CL2)和石臘。氯化石臘的學名叫氯化烷烴,簡稱氯烴。其分子通式是:C(sub(nH(2n+2-m)CLmo
其化學反應方程式是(重臘):
C(sub>15H32+6CL6→C15H26CL6+6HCL↑+Q
這是一種放熱反應。
從氯化石臘的生產(chǎn)原理可見,氯氣是其生產(chǎn)中的主要原料。單質(zhì)氯在常溫下為氣體,在冷凍或加熱條件下,可轉(zhuǎn)變成液態(tài)氯。因產(chǎn)品質(zhì)量的需要,該廠生產(chǎn)氯化石臘所用的氯是用液氯鋼瓶罐裝的液態(tài)氯。液態(tài)氯是黃綠色液體。
通常狀態(tài)下,氯氣的物理化學性質(zhì)極其活潑。
其一,氯氣有毒,有刺激性氣味,進入人的呼吸道會引起急性中毒,引起肺水腫,操作場所空氣中含量不得超過1mg/m3;
其二,氯氣又是強氯化劑,腐蝕性大;
其三,干燥氯在低溫下不甚活潑,但有痕跡量水分存在時反應活性急劇增加。從氯氣和石臘烷烴的化學反應方程式可見,是放熱反應,反應過程極其劇烈,產(chǎn)生大量的熱,反應釜內(nèi)壓力升高。該廠氯烴生產(chǎn)工藝規(guī)定:反應釜內(nèi)壓力必須在0.1MPa~0.2MPa,不得超過0.2MPa,嚴重時反應釜要發(fā)生爆炸。液氯緩沖罐操作壓力不得大于0.3MPa。
根據(jù)氯氣的物理化學性質(zhì),在通氯氣生產(chǎn)過程中,能否防止氯氣的泄漏和液氯鋼瓶、氯氣緩沖罐及反應釜的爆炸是實現(xiàn)安全生產(chǎn)的關(guān)系。
從氯烴生產(chǎn)工藝及設備簡圖上可以看出,液氯鋼瓶、氯氣緩沖罐、轉(zhuǎn)子流量計和反應釜等生產(chǎn)裝置通過管道連成一個生產(chǎn)系統(tǒng),形成一個連通器。液氯鋼瓶通氯量過大,可使反應釜內(nèi)氯化反應加快,溫度和壓力立即升高;反應釜的溫度和壓力,按生產(chǎn)工藝要求,主釜溫度必須控制在105℃±5℃范圍,副釜必須控制在90℃±5℃范圍。溫度過高,一方面要減小通氯量,同時要加大對反應釜冷卻水的流量,將反應釜內(nèi)過高的熱量迅速帶走,處于相對平衡狀態(tài)。否則因反應釜內(nèi)溫度過高,將會導致整個系統(tǒng)內(nèi)的壓力升高,嚴重時,會造成物料回流,反應釜爆炸等事故發(fā)生。因此,控制通氯量和反應釜冷卻水排水量的關(guān)系,不僅是生產(chǎn)出合格的氯烴產(chǎn)品的要求(溫度過高,產(chǎn)品色澤變黑、碳化),更是實現(xiàn)安全生產(chǎn)的要求。
經(jīng)調(diào)查,操作者正是在這一關(guān)鍵技術(shù)上沒有把握好,因通氯量過大,使反應釜內(nèi)溫度急劇升高,壓力增大,操作者沒有及時采取措施迅速減小通氯量,加大冷卻水的流量,使釜內(nèi)物料因壓力過大而被壓入液氯緩沖罐(事故發(fā)生后,發(fā)現(xiàn)罐內(nèi)從釜內(nèi)流有100多公斤的物料)和液氯鋼瓶內(nèi)(因此液氯鋼瓶已在第二組生產(chǎn)線上使用了10小時,瓶內(nèi)的液氯量已不多,壓力不大,小于事故發(fā)生前反應釜內(nèi)的壓力),由于操作者處理不當,不是將液氯鋼瓶下方通往鹼水處理池的閥門打開,而是將上方通氯的閥門關(guān)閉,造成進入液氯鋼瓶內(nèi)的大量物料與瓶內(nèi)的氯氣在鋼瓶內(nèi)發(fā)生劇烈反應,溫度和壓力迅速升高,很快超過了鋼瓶所能承受的極限壓力,致使鋼瓶發(fā)生爆炸,物料飛濺,氯氣帶壓而迅速散發(fā),造成多人中毒的重大事故。
教訓與整改措施
小化工生產(chǎn)工藝、設備簡單,成本低,見效快,技術(shù)含量不高,更由于有毒有害,污染嚴重,經(jīng)濟發(fā)達國家和國內(nèi)的大企業(yè)一般都不愿生產(chǎn),轉(zhuǎn)嫁給第三世界國家和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)生產(chǎn)。由于設備陳舊,操作人員素質(zhì)低,規(guī)章制度不健全,管理不嚴,工作不到位,近年來小化工廠事故時有發(fā)生。
歸納起來,本起事故有以下幾點教訓:
1.在生產(chǎn)正常的情況下,反應釜內(nèi)物料不會倒流,完全靠的是人對溫度、壓力和通氯量的觀察與控制。由于工藝路線較長,多人操作,往往首尾不能相顧,配合失調(diào),生產(chǎn)容易出現(xiàn)波動。在技術(shù)措施上沒有采取有效的控制物料回流裝置。
2.操作工人素質(zhì)低,應變能力差。當班操作工發(fā)現(xiàn)情況時,不知所措,立即將通氯閥門關(guān)閉,離開現(xiàn)場,去找車間主任。
3.該廠設備銹蝕嚴重,跑冒滴漏時有發(fā)生,嚴重損害和威脅職工的身體健康和生命安全。
4.規(guī)章制度不健全,管理不嚴,工作不到位,責任制不落實。
針對存在的問題,該廠在省市有關(guān)部門的指導和督促下,采取了以下整改措施:
為了防止反應釜內(nèi)物料回流,在轉(zhuǎn)子流量計和氯緩沖罐之間增添了一銅制1寸升降式止回閥。將轉(zhuǎn)子流量計下方原不銹鋼增形閥改成6分的銅截止閥,以便能更有效地控制氯氣的流量。
除因上述原因造成物料回流之外,HCL尾氣倒流也可能造成物料的回流。因該廠兩條氯化石臘生產(chǎn)線的尾氣(HCL氣體)排放管是相互聯(lián)通的,當甲線停產(chǎn),乙線生產(chǎn),甲線的反應釜內(nèi)存有物料時,如果主通氯閥門停產(chǎn)時未關(guān)閉,就可能因倒流的HCL氣體使反映釜內(nèi)的物料被壓出反應釜,回流到氯氣緩沖罐,一旦當甲線恢復生產(chǎn)時,忘記先對氯氣緩沖罐進行排污便打開通氯閥門,氯氣就和回流入緩沖罐內(nèi)的物料發(fā)生劇烈反應,如果流量控制閥被阻塞,液氯鋼瓶內(nèi)的壓力一旦小于緩沖罐的壓力,物料便倒流入液氯鋼瓶內(nèi)與鋼瓶內(nèi)的液氯直接反應,溫度升高,壓力迅速增大,如遇操作不當?shù)墓と擞謱⑼乳y門關(guān)閉,極易造成回流而造成液氯鋼瓶的爆炸。為了防止這種情況造成物料回流而發(fā)生事故,該廠在重新修訂的工藝操作規(guī)程明確規(guī)定,當生產(chǎn)線停產(chǎn)時,必須將主通氯閥關(guān)死。