应从事故中汲取更多教训

作者:Tobias Hüser 本文作者系PROCESS德文版特约撰稿人。 文章来源:流程工业杂志 发布时间:2016-01-27
从化工事故中学习——20多年来,德国联邦环保局下属的事故报告与评估中心Zema一直关注着德国工业设备中发生的种种事故。但从一份份故事数据统计表中得出来经验足以防止未来发生的意外情况吗?来自日本和美国的两个实例清楚的告诉我们:如何全面地调查化工事故。

从化工事故中学习——欧盟的元老们在塞维索3号指令中就明确地做出了这样的规定,并要求欧盟各成员国遵照执行,直到2015年年中德国政府修订安全事故预防规范前,流程工业企业都有责任和义务报告最近发生的重大事故的日期和现场调查情况(火灾、保障)或者外部应急预案的信息。正如预料的那样,许多德国化工企业的安全技术专家对这种努力持怀疑态度,并警告说将会带来“透明的操作”,生产和经营的秘密或许会因此而公布于众。浏览一下德国联邦环保局下属的事故报告与评估中心Zema的数据库就可以清楚的看到,近几年来数据库中没有德国化工企业事故增长情况的记录。数据库记录了科隆市Godorf区壳牌公司下属的一个甲苯储罐失火的事故情况,而失火的原因从2014年起就一直在进行调查,进行安全技术框架内的审核。去年Vaihingen市Connect化学品公司的化学品泄露事故的记录情况也非常相似。2014年9月11日那里发生了爆炸,爆炸式因为670kg甲酸、过氧化氢和1-辛烯反应失控而引起的。大量的气体混合物从设备中泄露出来时,所有的员工都已经幸运的疏散了,没有造成人员伤害。事故发生半年后,事故报告和评估中心Zema称事故原因尚不清楚。虽然事故报告和评估中心的数据库不断地更新引发爆炸可能的诱因,但流程工艺过程如何失控仍然是在不透明的黑盒子中。不尽人意,这就是数据库用户的理解。全面讲清楚化学事故的来龙去脉才能提高整个行业接受经验教训的效果,去年日本安全科学技术开源期刊中一篇文章对日本的化学事故情况进行了研究。

三井化学公司的事故

背景资料:2012年4月22日,三井化学公司位于瓦基市的间苯二酚生产设备发生爆炸,导致火灾。生产有机过氧化物的40h序批反应过程在反应36h之后中断了一次,因为发现反应器的蒸汽供应有点问题。设备故障停机12min之后用氮气替代了原来的蒸汽,以保证低反应器中的液相继续流动。按照规定,操作者应将水冷系统从“循环水”状态切换到了“应急冷却水”状态,从而使反应的混合物慢慢冷却下来。但致命的是这位员工并不知晓这些,在设备停机80min后再次把水冷系统切换到“循环水”状态下了。这一切换同时也停止了向反应塔的液体中输送氮气。反应器底部的温度在4min内急剧上升,缺少流动的液体介质开始分解为有机过氧化物,上升到反应器的顶部。在这种情况下,液体介质的温度不断升高。大约50分钟之后温度监控系统的报警信号响了起来。但操作者认为是反应器中的气相介质恢复到液相所带来的结果。又过了30min,有机过氧化物的分解加速,从而导致温度和压力都进一步升高。虽然压力阀已经全部打开了,但反应器内的压力升得太高了,致使反应器在几分钟之后(设备停机之后2小时55分钟)发生了爆炸。

这一化工事故导致1人丧生,25人受伤。事后,三井化学公司决定,出于经济性的原因停止生产间苯二酚。由这一事故致使该公司2012~2013年度的经济损失高达680万美元。

流程设备的停机保护?

流程设备的故障事件引出一个问题,这位来自三井化学的操作者为什么没有在设备停机时对反应器进行有效的监控?首先,突然出现的蒸汽供应中断使得操作者茫然不知所措。设备操作者受过良好的流程设备停机操作培训吗?对此,开源期刊的编辑们持怀疑态度。原则上,流程设备的紧急停饥是一个安全可靠的停机控制过程。在事故调查之后发现,化学事故发生时流程设备没有全面地按照为未来正常起动做准备的设备停机过程停机。若把反应器彻底停下来,接受由此而带来的一切经济损失,则不会出现后来的反应器爆炸。

杜邦的例子

美国得克萨斯州杜邦公司La Porte工厂的员工们应该已经学到了流程设备的非正常停机将会带来哪些灾难性的后果。2014年11月15日,从该工厂的一台化工生产设备中泄漏出了1000多公斤的液体甲硫醇,这一事故导致4人丧生。

正如美国化工安全协会CSB的主席Rafael Moure-Eraso先生在一份报告中所介绍的那样,生产植物杀虫剂灭多威的设备在发生事故前几天停产检修过一次,原因是有水进入了储存甲硫醇的储罐。在用水和化学稀释解决了这一问题后,在重新起动生产设备时又发现了新的问题。来自甲硫醇储罐的供应管道被甲硫醇与水反应生成的固体物质堵塞住了。在解决这一新问题时,化学品不知不觉地进入到了与通风系统相连接的管道中。

化学品到底是怎么进入通风系统管道中的?至今仍然是一个未解之谜。通过这条途径甲硫醇就泄漏到了生产车间里,因为通风系统有专门排放冷凝水的放水阀,从通风技术的角度出发放水阀要定期开启,将通风系统中的冷凝水放掉。而打开放水阀的操作过程是生产工人手动的操作过程,是一个在非封闭式环境中的操作过程,因此通风管道中的甲硫醇就不受控的进入了生产车间,与车间环境中的空气反应成有毒的气体。根据Moure-Eraso先生的看法,若美国的安全保护法律法规像欧洲一样的话,La Porte工厂的不幸是可以避免的。

小结:正如两个例子告诉我们的那样:非正常的流程设备停机是一个非常大的安全隐患,只有受过最好技术培训的员工才能保证安全。

2014年至今德国流程工业企业发生的事故统计

 

事故

企业和地点

损失数据

2014年1月9日

甲苯存储罐中的一个储罐爆炸

壳牌公司,科隆市

储罐变型,设备外设受损

2014年1月29日

表面处理设施中的污水处理设备氯泄漏

-,Solingen市

无数据

2014年4月6日

灌装站内罐车灌装时正戊烷泄漏

-,Speyer市

罐车灌装软管,泵(价值2500欧元)

2014年5月12日

火力发电厂水蒸汽锅炉爆炸

Staudinger热电厂/Großkrotzenburg市

锅炉车间损失惨重(钢结构厂房、管道、循环系统的设备)

2014年5月21日

储罐设备原油管道漏油

-/Rostock市

原油管道的机械损伤

2014年9月11日

有机化工厂中的爆炸和原材料泄漏

Connect化工公司/Vaihingen市

搪瓷反应釜和MSR检测、控制和调节设备受损

2014年9月16日

沼气设备失火

-/ Emmendorf市

生产车间建筑物和沼气设备受损(经济损失:3百万欧元)

2014年11月14日

火力发电厂锅炉车间失火

Wieland火力发电厂/Vöhringen市

设备部分受损,例如油燃烧器站、喷油器、钢结构厂房(经济损失:4百万欧元)

2014年11月25日

真空炉失火

Wieland火力发电厂/Vöhringen市

设备和建筑物受损(经济损失:1000万欧元)

2014年12月1日

化工厂生产设备爆炸、化工材料泄漏

Schill+Seilacher公司/Pirna市

设备报废,建筑物坍塌(经济损失:几百万欧元)

2015年1月30日

乙烯荃氰生产设备出现了氯化氢泄漏

Solvay公司/Rheinberg市

无数据

2015年3月3日

储罐设备灌装时紧急停

-/Flörsheim市

无数据

2015年3月19日

沼气设备的消化装置爆燃

-/Beverstedt市

冲气铝塑膜顶棚烧损(经济损失:5万欧元)

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