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准确定性方能安全排险

2005-06-10   来源:赵铸新    热度:   收藏   发表评论 0

——写在重庆“4.16”氯罐爆炸事故周年之际

 

重庆天原化工总厂“4.16”事故,过去快一年了。

这次事故的教训,非常深刻。9人在处理事故的过程中死亡;15万市民紧急大疏散;最后出动了包括坦克在内的重型武器,摧毁了所有液氯贮槽……  这些都长久地留在人们的记忆中。对于这起事故,已经有了一个较正式的说法:“是由于人们对造成这次爆炸的元凶——三氯化氮的爆炸机理还不大清楚”(引自国家安监局刘强副司长语)。笔者认为这个说法符合实际,让人信服。这的确是一次氯生产系统的化学性爆炸,是工厂在工艺技术管理上出了大问题,而不是一些人讲的“氯罐与设备陈旧”、“工人违章操作”那么简单。

 

面对爆炸,排险之前先应弄清什么

氯气爆炸比氯气泄漏更为险恶、更为严重。1966年7月,某化工厂计量器失灵,液氯钢瓶充装过量,钢瓶在装车过程中爆炸,3人死亡,142人中毒。1979年9月,某电化厂因液氯钢瓶中混入液体石蜡,事先未认真检查就充装液氯。结果五个钢瓶连续爆炸……  造成59人死亡,779人严重中毒。两次都是氯气爆炸,但爆炸的性质却完全不同。前者是物理爆炸,后者是化学爆炸。

物理爆炸,说通俗一点,就是设备“胀破了”。系统超压、设备容器有严重的缺陷、或液氯钢瓶充装过量过猛等,都是物理爆炸的常见原因。一般来讲,在一个相通的容器管道内,一旦爆破了一个缺口,内部压力得到了充分释放,下一个爆炸就幸免了,犹如扎了针眼的气球,吹不起来了。化学爆炸则完全不同,它是在系统内形成爆炸性(混合)物质,能在一根完全相通的管道连续爆炸数次,一直到爆炸物质消耗完为止。某系统一连发生两次以上的局部爆炸,且是在一个互相连通的系统内,我们就可以初步判断为化学性爆炸。

在处理事故的实践中,正确区分爆炸的性质并不是一件很容易的事。一些易燃气体氢、甲烷、天然气、煤气等的物理爆炸,常常同时伴随着化学性爆炸发生。这不仅需要具备丰富的安全技术技能和实践经验才能辨别,还必须认真对事故现场进行周密细致地观察分析才能下判断。

氯不同,单独的它在空气中是不燃的。就是说氯气的物理性爆炸,不会同时伴生化学性爆炸,也就是没有燃烧(发光发热)现象发生。这是区别氯气爆炸性质的一个很重要的因素。如果发现(液)氯系统容器爆炸发出光亮,有高温热气流升空,或者现场有燃烧迹象,你就可断定,这是氯的化学爆炸。

有些人把氯气说成是“不燃性气体”,这是个常识性错误。氯气在空气中不燃,是因为它和空气中的氧“同类”,都是助燃气体。而且氯的助燃能力胜过氧。例如氢和氧混合需点火才能爆炸,而氢和氯混合只需光照就能爆炸。这说明氯与可燃物质形成的爆炸性混合物,比我们常见的以空气中氧为助燃剂的爆炸性混合物更为凶险。

发生爆炸事故,仅弄清属于哪一种性质的爆炸是不够的,还要进一步弄清是何种物质引发的,以及它的物理和化学性能、爆炸形成的原因与排险方式。

例如氯碱企业较常见的两种化学性爆炸:氯气内混入了大量的氢气和液氯设备(容器和工艺管道)中有达到爆炸积量的三氯化氮。单从爆炸的现象来看,发光发热完全一样。但它们有着本质的区别。

产生爆炸的物质不同:前者是氯和氢的混合气体;后者却是一种沉积在液氯底部的,极易爆炸且爆炸威力很强的粘稠的油状液体。产生爆炸的条件不一样:前者不仅需要两种气体混合后的比例在爆炸极限范围内,还要有一定的激发能源;而后者只要三氯化氮在液氯中富集超过100g/l以上,即使没有任何外界影响也能爆炸。产生爆炸的位置也不同:前者可以在全系统任何气相位置发生;后者的发生则局限于液氯的气化、冷凝、贮藏等设备内的液相区域。因此排险方法也是完全不同的。

如果我们把爆炸性质搞错了,把化学爆炸当成物理爆来炸处理,或者搞错了产生化学爆炸的物质,用错了抢险方法,都会造成更加惨重的人员死伤。这已经有许多很深刻的教训为证。

 

再看“4.16”

我们来回顾“4·16”事故的初级阶段:重庆天原化工总厂15日19时左右发生氯气泄漏事件,原因是2号氯冷凝器出现穿孔。当班工人进行了处置。16日凌晨1点左右该冷凝器发生第一次爆炸,时隔3个多小时又发生了一次局部爆炸。

肯定是氯系统发生了化学爆炸。那么又是什么物质引起的化学性爆炸呢?从发生的位置来看:“氯冷凝器”是系统中三氯化氮容易积聚的地方;从发生前的情况来看:先氯气泄漏,设备中液氯大量蒸发,为三氯化氮富集创造了条件;从爆炸后的筒体来看:筒体上部完好,底部炸烂了。这爆炸物是附在底部。应该想到是三氯化氮所致。

4月16日上午,市政府聘请的专家组提出排氯方案。从16日10点45分开始实施,进行了五六个小时后,系统中大部分氯应该泄得差不多了。有人讲储存有6吨液态氯的5号氯罐已经排放掉一半。现场专家说,3个氯气罐通过4根铁管将氯气排到嘉陵江边的水池中,同时注入碱水,二者融合后,不再构成危害。该厂一个负责人也反复向市领导和专家组保证说,不会发生爆炸。工厂4名负责人带领安全环保处2人、工段长2人、工人1名对液氯贮罐进行处理。17时57分再次发生猛烈爆炸,包括5号罐在内的3个贮罐无一幸免,9人全部遇难。

怎么认为“不会再爆炸”呢?按三氯化氮产生爆炸的常识来讲,氯排放越多,三氯化氮在液氯中越容易富集,越容易爆炸。从这9人的组成,各自不同的职务和及其承担的相应责任来看,这种排险队伍的配置,更像事故现场视察组,而不是有准备有组织的排险人员。我们有理由认为,他们要么是弄错了引发化学性爆炸的物质,要么是对引发爆炸的三氯化氮完全不理解。

 

是“氯气排放”,还是“排出液氯”

直到现在不少媒体还是这样报道“4·16”事故:“按照原泄漏事故处理方案,应使氯气在自然压力下通过铁管排放,而天原化工总厂违规操作,让工人用机器从氯罐向外抽氯气,以加快排放速度,结果导致罐内温度升高,引发爆炸。”

“氯气排放”,这可是一个大错误。

氯碱企业的安全操作规程规定,“为避免液氯中三氯化氮富集而发生爆炸事故,定期对气化器、冷凝器和热交换器等设备进行排污。”“排污操作时,污物一定要随着一定量的液氯排出,不允许排出气态氯!”用氯碱操作工一句行话来说“绝对禁止干排!”

这里说的是正常情况下的排污操作。其中道理不言而喻。目前的液氯生产工艺中,做到完全没有三氯化氮产生是不可能的,工艺指标中规定其在液氯中含量低于60g/l为正常值。如果真是从液氯大贮罐排出大量氯气,液氯大量蒸发,其中的三氯化氮即使再微量,也马上会浓缩、富集,一直达到爆炸。

这岂不是在制造大炸弹?!长达六七个小时的成吨成吨的氯气排放真是太可怕了。在这个前提下,所谓自然压力下的排放与机器抽排就完全是一回事,区别仅是跑50步的在嘲笑跑100步的。

我们发现,几乎所有的现场报道,记者都一直在讲,“排出氯气”。我们宁肯相信这是记者对“液氯”与“氯气”两个存在区别的概念的疏忽,也不愿相信抢险现场的决策人能犯如此可怕的错误。

 

是“自然压力下排放”,还是“安全分解”

首先声明,本段讲的“排放”,是指“液氯排放”。

什么是自然压力排放?究竟如何具体操作呢?迄今也没有见到任何专家的任何专业解释。笔者想起好几年前的一次事故。某地氧气充装站发现十几只高压氧气瓶混入了大量氢气。工人急忙请示厂长和总工程师。他们异口同声讲“赶快放掉!”。一工人最先赶到现场抓住瓶口开关阀一旋,说时迟,那时快,“轰”一声,火光一闪,连人带瓶都不见了。只见地面上、树枝上落下一层血浆肉糜……  最后剩下的危险气瓶,还是一位老工人解决的。他采取的办法就是:先要求所有在场人员远离,然后只身一人小心翼翼靠近气瓶,用左手掌捂住气瓶口,右手极慢地旋松开瓶阀。当左手掌心感到有气体溢出,右手立即停止作业。让瓶内气体慢慢泄光为止。

我猜想这大概是自然压力下排放的一种解释吧。

上面提到的是爆炸性混合气体。对待沉积于液氯底层,且为极易爆炸的油状液体三氯化氮,采取同样的方法排放液氯是否安全可靠?就值得大大的怀疑。

液氯排放有如下明文规定:“气化器、预冷器和热交换器等设备必须定期排污,确保排污中三氯化氮含量要小于60g/l;大于80g/l时,必须增加排污次数或连续排污。”然而在“大于100g/l时,要采取停止加料等紧急措施并查找原因”。这时的三氯化氮已极易爆炸,任何排放行为均是不安全的。

有的资料在“紧急措施”中提到往系统中加入次氯酸钠溶液。“三氯化氮遇次氯酸钠能分解成氯气与氮气,因此消除了爆炸的危险”(引用原文)。应该说安全分解是上策。

在用“火攻”之前也曾用过“气攻”,把氮气充入系统。笔者有点纳闷:为何唯独没尝试过“水攻”?往出事的系统设备内直接充灌稀释的碱液。初中学过的化学知识告诉我们,它与系统中的氯可生成次氯酸钠,这有利于三氯化氮的安全分解。

 

加强过程管理与监督

此事一出,舆论不少。说“设备陈旧”,说“安全投入太少”,说“技术落后”,说“应当搬迁”,如此等等。这也不是没有道理,但笔者认为最主要的,还是要抓好化工生产现场的安全管理,这才是化工生产事故多发的“牛鼻子”。“4·16”事故中三氯化氮在系统设备中富集而爆炸,绝非一时一日之“功”; 而是企业在原材料管理、工艺技术操作、各项指标控制等很多方面长期松懈、马虎的结果。从事故排险全过程,也不难看出这个国内很有资格的老厂,管理与技术素质的下降;一味归咎于“设备陈旧”、“工人违章”,岂不冤枉!

现在好些事故都讲是“由于工人违章作业”。这话已成了我们媒体报道、事故调查报告中一句常用之语。但只要你深入实际,做一点认真的调查取证工作,你就不难发现其中不少的是企业领导瞎指挥、违章指挥所致。

去年年初,笔者有机会到一些化工厂矿去,发现问题不少。在此只举两个例子:有的氮肥厂连工人上班操作记录都不填了,甚至连半水煤气中的氧含量分析记录,如此重要的东西都没法找了。这就好比一大群瞎子开着车在高速公路上乱闯一样。又如一个氯碱厂,当时正处开车阶段。笔者发现氯气系统尾气含氢量已超过工艺指标值的300%。这是非常危险的,按工艺管理规定必须立即停车处理。新来的工厂领导坚持继续开车。最后还找了当地政府主要领导来解决这个问题。真叫人哭笑不得。这两件事要不是亲身经历,光听人讲,笔者还真不相信呢。这些都不是“安全投入”“企业搬迁”能解决的。

管理要靠人,特别是企业带头人。国内绝不是缺乏人才,而是用人、培养人的制度有问题。一边是人才的奇缺,另一边是人才的闲置与浪费,这是一大怪现象。现在一些工厂回聘一些老技术人员、老工人上岗;一些地方安监局聘请原行业主管部门的老安全员协助工作,让他们传帮带。这确实也是个好办法。

加强同行业企业之间技术交流,督促他们之间相互的安全检查,非常必要。老话讲“内行看门道,外行看热闹。”预防事故,必须加强生产过程的监督,特别是现阶段,民营企业发展很快,管理和技术一下跟不上去,这尤为重要。安全检查、安全监督没有专业技术不行。过去我们有个好办法,在各个行业中组织安全技术协作活动。组织同行业之间相互的安全检查,技术交流效果很好,同行业安全人员组织起来,相互学习,相互协助,也有利于企业开展职工安全教育。谁出了事故,全行业派人来现场开会,大家帮他们找原因。由于是同行,了解很深,彼此受的教育也很深。这对制止同行业的同类事故重复发生很有效。

 

编后  从杂志开设“案例”栏目至今,所载文章其写作形式单一,表达方式太过专业。据了解,这是整个业界之陋习,无外乎就是几大要素——事故过程、事故原因、处理结果、经验教训等。虽说这样可将案例的科学性、客观性、严谨性表达出来,但确实缺少可读性,将许多不从事安全工作的读者拒之门外。思考良久,决定一改。于是将一些想法说予赵先生,并约来此稿;读罢,耳目一新。这是一篇有独特视角的案例分析,同样是写几大要素,却分析得头头是道,读起来畅快淋漓,又增加相关知识,一扫以往枯燥、干涩之感。案例真的可以这样写,只需增加它的科普性、文学性、通俗性。准备好了吗?欢迎您能踊跃投稿。