空分冷箱竟引起“砂爆”!河南三门峡气化厂爆炸事故已造成15人死亡!空气分离生产安全迫在眉睫!

文章来源:流程工业 发布时间:2019-07-29
7月19日下午5时50分左右,位于河南三门峡义马市的河南省煤气(集团)有限责任公司气化厂C套空分装置发生爆炸。目前已造成15人死亡、16人重伤,部分群众受轻微伤。

7月19日下午5时50分左右,位于河南三门峡义马市的河南省煤气(集团)有限责任公司气化厂C套空分装置发生爆炸。目前已造成15人死亡、16人重伤,部分群众受轻微伤。流程君在第一时间报道此事,就在昨天,应急管理部下发了该重大爆炸事故的通报,据调查事故直接原因是空气分离装置冷箱泄漏未及时处理,发生“砂爆”!

空分装置发生爆炸。

各省、自治区、直辖市应急管理厅(局),新疆生产建设兵团应急管理局,有关中央企业:

2019年7月19日17时45分左右,河南省三门峡市河南煤气集团义马气化厂(以下简称义马气化厂)C套空气分离装置发生爆炸事故,造成15人死亡、16人重伤。经初步调查分析,事故直接原因是空气分离装置冷箱泄漏未及时处理,发生“砂爆”(空分冷箱发生漏液,保温层珠光砂内就会存有大量低温液体,当低温液体急剧蒸发时冷箱外壳被撑裂,气体夹带珠光砂大量喷出的现象),进而引发冷箱倒塌,导致附近500m3液氧贮槽破裂,大量液氧迅速外泄,周围可燃物在液氧或富氧条件下发生爆炸、燃烧,造成周边人员大量伤亡。事故具体原因正在进一步调查中。

今年以来,全国化工行业先后发生了江苏响水“3·21”、山东济南“4·15”、河南三门峡“7·19”三起重特大事故,伤亡惨重、影响恶劣,引起社会广泛关注。河南三门峡“7·19”事故暴露出事发企业安全意识、风险意识淡薄,风险辨识能力差,装置泄漏后处置不及时、带病运行,设备、生产等专业过程管理存在重大安全漏洞,事故还暴露出工厂设计布局不合理,对空气分离等配套装置安全生产重视不够等突出问题。

事故发生后,国务院领导同志高度重视,作出重要批示,要求全力做好人员搜救和伤员救治工作,尽快查明事故原因,依法依规严肃处理,同时深刻吸取事故教训,把危险化学品企业安全监管作为重中之重,进一步排查相关安全隐患,严防重特大事故发生。为深刻吸取事故教训,举一反三,强化风险排查管控,切实落实企业安全生产主体责任,进一步加强危险化学品安全生产工作,坚决防范和遏制重特大事故,全力维护人民生命财产安全,现提出如下工作要求:

一、严禁装置设备带病运行,开展空分装置专项检查

此次事故是义马气化厂空气分离装置发生泄漏后未及时消除隐患,持续带病运行引发的。义马气化厂净化分厂2019年6月26日就已发现C套空气分离装置冷箱保温层内氧含量上升,判断存在少量氧泄漏,但未引起足够重视,认为监护运行即可;7月12日冷箱外表面出现裂缝,泄漏量进一步增大,由于备用空分系统设备不完好等原因,企业却仍坚持“带病”生产,未及时采取停产检修措施,直至7月19日发生爆炸事故。各有关企业要认真吸取事故教训,充分认识化工生产装置带病运行存在的巨大安全风险,正确处理效益与安全的关系,树立 “隐患就是事故”的观念,确保发现隐患第一时间消除,坚决杜绝装置设备带病运行。地方各级应急管理部门要严格执法检查,发现存在装置设备带病运行等重大隐患的要责令立即处置,依法进行处罚,该停产的停产;要督促辖区内涉及空气分离装置企业开展风险隐患排查,将冷箱是否存在泄漏、空气分离装置总图布置是否合理、空压机入口空气中有机物控制是否到位、液氧系统烃类含量是否定期检测且数据准确、液氧储槽是否安全作为排查重点,对排查出的问题和隐患,要立即整改,不具备安全生产条件的要立即停产。

二、加强设备专业管理,保证设备完好运行

义马气化厂曾经是安全生产先进企业,但由于全要素安全管理存在漏洞,设备、生产等专业安全意识、风险意识淡漠,导致设备等专业管理滑坡,成为引发事故的重要原因。化工生产工艺复杂,条件苛刻,物料大多易燃易爆、有毒有害,加之高温、高压、低温等操作条件均对设备状况提出了严格的要求,日常生产中工艺波动、违规操作、使用不当、维护维修不到位等均可造成设备失效,引发物料泄漏而导致事故发生。加强设备完好性管理是化工安全生产的基础,各有关企业要高度重视设备专业管理,从源头优化设备设计选型,提高本质安全水平。要优选技术成熟、业绩良好的设备设施,熟练掌握设备设计材质、运行参数等安全信息,制定严格的设备检维修技术规程。要加大对重点部位检测检查频次,保证备用设备完好,认真开展预防性维修,把隐患问题消灭在萌芽状态。

三、加强化工过程安全全要素管理

化工过程涉及工艺、设备、仪表、电气等多个专业和复杂的公用工程系统,加强化工过程安全管理,是从专业上预防和控制化工事故的有效方法,是企业及时消除隐患、预防事故、构建安全生产长效机制的重要基础性工作。各有关企业要把化工过程安全管理的全要素融入日常企业管理体系中并作为主要内容,逐个要素抓好落实,按照化工过程安全管理的要求定期组织评估,分析查找薄弱环节,持续改进,进一步提升企业安全管理的科学性、系统性。要加强生产组织管理,正确处理安全与生产的关系,始终践行“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针,有效防范重特大事故发生。

四、集中开展企业主要负责人警示教育

各地区应急管理部门要在2019年8月底前集中组织开展一次针对化工和危险化学品企业主要负责人法制意识、风险意识和事故教训的警示教育,有关中央企业分公司及省属企业由省级应急管理部门负责组织,其他化工和危险化学品企业由市级应急管理部门负责组织,各省、市级应急管理部门在警示教育完成后要分别与相关企业主要负责人签订落实安全生产主体责任承诺书,督促相关企业主要负责人集中精力组织做好企业安全风险排查管控工作,确保安全生产。

五、认真做好当前高温季节化工和危险化学品安全生产工作

当前正值高温季节,酷暑、雷雨、台风等极端天气多,对化工和危险化学品安全生产带来不利影响,是事故的易发高发期。各有关企业要深刻吸取近年来高温季节化工和危险化学品事故教训,认真开展风险研判,科学制定防范措施,突出对重点环节、重点部位、重点岗位的排查,落实危险化学品重大危险源管理责任和管控措施,在危险化学品罐区进行动火、受限空间作业的一律升级管理。各级应急管理部门要紧紧抓住重点地区、重点企业,督促企业强化值班值守,落实岗位责任,加强日常巡检,发现问题及时处理,同时也要关注非重点地区的非主要生产装置,防止“想不到、管不到、治不到”的问题引发恶性事故,为新中国成立70周年营造稳定的安全环境。

请将本通报迅速传达到辖区内地方各级应急管理部门及有关企业。

应急管理部办公厅

2019年7月25日

事故现场

据三门峡市委宣传部通报显示:7月19日17:45左右,河南省煤气(集团)有限责任公司义马气化厂C套空分装置发生爆炸着火事故,爆炸不涉及重大危险源罐区,生产装置均已停车。

空分事故原因分析

空分行业的生产装置:

空分设备(指空分冷箱内部和紧靠冷箱外部的设备阀门和管道等)为核心设备;有各种压力容器、压力管道、气瓶和各种低温液体贮罐(槽)等“静设备”,以及高速运转的空压机、増压机、氧压机、氮压机、膨胀机和低温液体泵等“动设备”,高温/ 高压汽轮机、高电压电机等原动机和相应电气仪控计算机系统;还有水电解制氢系统(有氢制氩工艺)、水冷却和水处理(杀菌灭藻)系统等。

近些年,随着空分设备大型化,空分设备的爆炸能量也越来越大,空分设备从爆炸原理上可分为物理爆炸和化学爆炸。化学爆炸造成的危害大于物理爆炸造成的危害。

空分设备化学爆炸发生原因为:

1、1%液氧排放不及时,液氧中碳氢化合物积聚,达到超标,液氧中的总碳氢化合物,尤其是乙炔,会发生超标反应,造成化学爆炸。液氧中乙炔超过0.5PPm或者碳氢化合物总含量超过300PPm,就有可能发生自燃爆炸。

 2、膨胀机密封气管道堵塞,膨胀机轴承润滑油经过油封渗入到空气侧,被膨胀空气带入上塔,造成上塔底部主冷液氧中总碳氢化合物含量超标。

3、分子筛后二氧化碳分析仪失灵,并且分子筛发生超期使用,超温使用,再生不足,进入游离水,进油中毒等原因,不能完全吸附二氧化碳、总碳氢化合物等,碳氢化合物穿过分子筛进入分馏塔内,造成下塔底部液空和上塔底部主冷液氧总碳氢化合物含量超标。

4、对于自由端轴承在吸风管内的空压机来说,自由端轴承密封气管断开或堵塞,吸风管内产生的负压会把轴承内的、润滑油吸入空气中,造成分子筛中毒,空气中的总碳氢化合物会穿过分子筛,进入分馏塔内,造成下塔底部液空和上塔底部主冷液氧总碳氢化合物含量超标。

 5、由于化工厂或化工车辆放散口在空压机吸风口附近放散杂环烃1#、杂环烃2#、粗酚、轻粗苯、硫磺、硫酸铵等化产气体,空气含有大量的总碳氢化合物。空压机吸入总碳氢化合物含量高的空气,会造成总碳氢化合物会穿过分子筛,进入分馏塔内,造成下塔底部液空和上塔底部主冷液氧总碳氢化合物含量超标。

 空分设备物理爆炸发生原因为:

 1、存有低温液体的分馏塔内进入大量高温气体,低温液体急剧汽化,造成分馏塔内压力升高,安全阀卸压速度慢,空分塔发生变形破裂。

 2、空分冷箱内存有低温液体的分馏塔外装满数千立方保温材料珠光砂,分馏塔发生漏液故障,珠光砂内就会存有大量低温液体,遇到高温气体,低温液体急剧蒸发,把空分冷箱撑破,珠光砂大量喷到周围,专业术语称为砂爆或液爆。

某工厂空分设置主冷箱
某工厂空分设置主冷箱

此次事故为物理爆炸,不同的设备会出现不同类型的事故,各具特点。

如主冷燃爆、空分液氧泵管系燃爆、空分设备基础燃爆、空分氢气燃爆、空分盲管及液氧排放阀燃爆、室内空分燃爆等化学性燃爆事故,空分设备中部抽气管道断裂造成冷箱爆裂、空分液氮管道断裂造成冷箱大爆破、空分冷箱“砂爆”等物理性爆炸,氧压机燃爆事故、氧气管道及阀门燃爆事故、气瓶燃爆事故、氧气球罐燃爆事故、氢气燃爆事故,氮气、氩气及稀有气体窒息事故,大型液氧、液氮贮槽大量泄漏超低温液体事故,水处理系统用药中毒事故,汽轮机高温、高压蒸汽泄漏伤人事故,高速运转“动设备”重大机械、电气、仪控、计算机系统事故等。这些事故损失巨大,影响面广,有的伤亡惨重。 

(以上部分内容作者为 新兴铸管股份有限公司动控部制氧李景仁)

空分事故预防

发生塔内漏液故障后,应及时停车,打开塔顶装沙口卸冷箱压。漏液情况严重时,疏散周围人群,避免被珠光砂掩埋窒息。

空分设备危险因素众多,“隐患险于明火,防范胜于救灾”,防范这些不安全因素的工作不可有丝毫的松懈,不能放过任何隐患,要遵循生产客观规律,持续改进。首先要求采取技术措施,控制好液氧中烃燃物碳氧化合物含量,确保各项指标在所要求的控制范围内;其次是加强对引爆源的控制和增加监测措施,同时加强管理,堵塞漏洞,只有这样才能避免事故的发生。

空分装置安全运行规定

第一条 对主冷凝蒸发器液氧中乙炔及其他碳氢化合物的有关指标均执行GB50030或GB16912的规定。

第二条 空分装置操作人员应进行安全技术和操作技能的教育培训,经考试合格后持证上岗。操作人员应熟悉并严格遵守本岗位操作法。

第三条 空分装置空气吸入口安全要求

1 空分装置应在空气吸入口附近设风向标,监视风向变化带来质量的变化。

2 每周至少应对吸入口空气分析一次;周围空气质量发生变化时,随时进行分析。当吸气条件超标时,应及时查清原因,消除污染源或采取其他安全运行措施。

3 加强与周围装置的联系,当有大量碳氢化合物排放或紧急放空时,应及时通报并立即采取防范应急措施。

第四条 防止碳氢化合物进入液氧系统和积聚

1  分子筛吸附应严格做到:装入的分子筛质量应保证;空气温度应控制准确;分子筛再生应彻底;再生切换周期应按操作规程准时进行,特殊情况应缩短再生切换周期。

2  硅胶吸附器应按规定定期切换,保证硅胶的再生温度和时间。

3 分离装置液面和工况,禁止大幅度波动。分子筛流程的主冷凝蒸发器应采取全浸式操作,即让主冷换热器浸没在液氧中,减少乙炔等碳氢化合物在换热翅片等部位积聚。

4 保持主冷凝蒸发器液氧连续排放,不能连续排放时要求每班排液氧一次,排放量等于或大于 1%气氧产量。当液氧中碳氢化合物超标时应增加排放量, 严重超标时,应及时采取措施直至停车。

5 循环液氧泵应保持连续运转,停运检修时主冷凝蒸发器应每班排液三次,每次 1%左右,同时尽快恢复运转。对纯氮空分设备可视化验情况定期排放, 每次 1~3min,当富氧液空中碳氢化合物超标时,可加大排放频率,延长排放时间。

6 1000m3/h以上大中型空分设备必须安装在线气相色谱分析仪,连续监测液氧中的总烃及碳氢化合物单组分的含量,液氧系统的在线监测色谱分析仪应完好投用、分析准确。

7 大中型空分设备必须采用浓缩气相色谱法分析液氧中乙炔及其他碳氢化合物的含量,分析频次:每天至少一次,遇有特殊情况增加分析次数。

8 1000m3/h以下小型空分设备及纯氮空分设备采用比色法或浓缩气相色谱法分析液氧中乙炔及总烃含量,分析频次:至少每天一次,遇有特殊情况增加分析次数。

第五条 严格忌油和油脂

1 所有和氧接触的部件和零件应进行脱脂法清洗,做到绝对无油和油脂。

2 使用铜制专用工具。

3 空压机、膨胀机等机组密封应完好、不漏油。

4 空气冷却塔的冷却水应严防带油,宜单独使用循环水。

第六条 防止、减少二氧化碳带入空分装置。

对采用自清除装置的空分装置,过滤器、吸附器应完好投用;严格控制蓄冷器或板式温度,必要时缩短切换周期。

 第七条 排放液氧的安全要求:

 1 液氧应排入氧蒸发器,不得在室内排放。

 2 严格控制液氧排放速度,避免发生燃烧爆炸事故。

 3 液氧分析采样和处理液态气体时,应做好劳动保护,防止液态气体冻伤。

 4 空分装置用火属一级动火,应按《用火作业安全管理规定》执行。

 5 严禁在泄漏氧气的设备周围动火。

第八条 空分装置停车安全要求

1 空分装置应减少开停车次数,短期停车应分析主冷凝蒸发器液氧中有害物质的含量,如超标或液位过低,应将流体排放干净。

 2 当发生净化系统堵塞、板式换热器或精馏塔阻力增大等不正常现象时, 应及时安排系统冷吹或加热吹除。

 3 检修冷箱时,应对冷箱中氧含量进行分析,打开人孔自然升温,待氧含量下降后再扒球光砂,并应注意防止扒珠光砂快速下塌发生空间爆炸。

 第九条 人员应避免在氧气、氮气浓度增高区域停留。

进入氧气、氮气容器或管道前,应严格执行《进入受限空间作业安全管理规定》,液氧应排放干净, 经取样分析确认氧含量正常后才能进入,防止氧气伤害和氮气窒息事故。

(以上部分内容来源自压力管道人)

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