盐酸工段氯化氢尾气回收系统爆炸事故剖析

引言（1）

　　2001年6月13日，某化工厂盐酸工段氢化氢尾气系统突然发生爆炸，爆炸声巨响，爆炸造成尾气系统的管道、设备损坏，稀酸罐炸裂，所幸无火灾及人员伤害。
 
事故经过（2）

　　2001年6月13日零时，某化工厂盐酸工段丁班操作人员，按正常程序交接班后，生产系统正常。当时生产状况是H2总管压力12kPa，H2人合成炉压力200Pa，火焰燃烧良好，尾气吸收达标准，符合工艺操作要求。2时50分全厂突然停电，主操作发现合成炉内火焰突然熄灭，借应急灯光亮，发现H2总管压力急剧下降，便立即采取紧急停车处理，主操作负责关H2调节阀，副操作负责关闭H2总管阀门，当即将关闭H2调节阀时，这时照明灯闪了一下，电又送来（为瞬间停电），发现H2总管压力在降至0值时又升到8kPa。在关闭完H2阀门后，主操作又关闭Cl2阀门，在关闭过程中，听到一声很清脆的响声，接着便是一声沉闷的剧烈爆炸声，主、副操作急往外巡查，发现稀酸罐被炸裂，罐顶被炸开，与其相连的管道被炸碎。
 
事故现场（3）

　　盐酸尾气回收系统，在四楼操作室北侧，φ300排放管伸至5楼顶部，主要设备有：稀酸罐、稀酸泵、降膜吸收器、相连接管道等。稀酸罐为玻璃钢罐，废气排放管为硬质PVC管，稀酸泵为耐腐蚀泵，相连接管道为有机玻璃钢管、ABS管、酚醛塑料管、PVC管等。爆炸后，所有非金属管道、阀门全部炸碎，稀酸罐炸裂，合成炉、降膜吸收器的石墨防爆膜片被炸成粉状。从粉碎的管道及有关设备看，无着火迹象，据现场操作工反映，爆炸产生剧烈响声，让人听起来十分害怕。事故发生后，操作人员立即通知厂部有关人员，盐酸工段停车，检查其它设备损坏情况，查找事故原因。

事故原因（4）

　　1 事故发生后，该厂厂部立即组成事故调查组进入盐酸工段，从以下几方面查找事故原因：（1）生产装置；（2）生产所需原料及各类气体；（3）工艺控制指标；（4）设备情况及结构；（5）操作人员；（6）操作方法等，并进行全面细致调查，逐项排查，查找事故根源。

　　1.1 生产装置调查反馈情况：石墨三合一盐酸合成炉，为成熟盐酸生产装置，在国内早已全面推广使用，该装置安全、可靠、节能、耐腐蚀、便于操作，生产的盐酸为无色透明液体（铁合成炉为微黄色液体），质量有很大提高，生产装置不会有问题。

　　1.2 生产原料及气体调查。原料为脱盐水，气体为H2、Cl2两种，H2属易燃、易爆气体，Cl2为有毒气体，且助燃，两种气体燃烧产生氯化氢气体被脱盐水吸收，制成盐酸。操作时，调节H2、Cl2比，不可过氢，也不可过氯，过氢容易发生爆炸，过氯容易造成空气污染，据操作人员反映，当时气体在炉内燃烧正常配比合理，没有异情现象。

　　1.3 工艺控制指标调查。工艺指标是经过科学的论证和生产实践所得，由技术科下达，经检查，各项工艺控制指标符合安全生产要求，并以规程形式现场张贴。

　　1.4 设备情况及结构调查，盐酸为腐蚀品，所需生产设备大部分为耐腐蚀设备，特别是尾气吸收部分，设备、管道为非金属材料，从设备结构、布局、使用情况看，设备结构、布置、使用合理、也便于操作，除几台运转设备外，大部分设备为静止设备。

　　1.5 操作人员调查。该班操作人员都具有盐酸生产8年以上的工作经历，受过多次业务培训，成绩优良，实际操作经验丰富，工作责任心也较强。

　　1.6 操作方法及紧急停车处理采取措施调查。以操作工口述实际操作方法和事后自写的紧急停车处理采取措施等方面，调查组认为操作方法正确，处理紧急停车采取措施较得当。调查组经过认真分析、论证，认为要从易燃易爆气体上找原因，特别是操作人员反映H2总管压力从0值突然升至8kPa，然后慢慢回落，这一点引起调查组高度重视（原来没有出现过这类情况），一致认为，不但要在盐酸工段找原因，还要在全厂氢气系统找原因，通过艰苦调查，科学论证，反复试验，终于找出事故发生根源。

　　2 该厂电解产生的H2，除自用外，其余部分送邻近氮肥公司使用（近期才开始输送），管线较长，H2输送由氢干燥工序负责，风机输送。当全厂突然停电时，全厂所有机泵全部停止运转，管道内大量H2气倒流，干燥工序操作人员又未及时关闭H2输送阀门，造成大量H2经H2管道倒流至盐酸生产系统内（突然停电后盐酸氢气压力降至0值后又反弹升至表压显示8kPa），倒流的H2通过盐酸工段氢管道压至合成炉内，与炉内的气体混合，此时合成炉内压力由微正压迅速达到正压状况。当大量过量的H2与炉内氯化氢气体、氯气、废气混合后，经尾气管道聚积到尾气吸收塔和稀酸罐内，又与罐内气体混合，此时罐内、管道、合成炉内混合气体达到爆炸极限。这时稀酸罐内液体量为罐体容量4/5，罐内气相空间相对狭小。聚积气体在压力作用下首先造成合成炉及尾气吸收塔防爆膜爆裂（第一次响声），同时，爆膜产生的冲击压力又推动管道气体压向稀酸罐，稀酸罐内混合气体在压力作用下，迅速沿着φ300硬质PVC管向上排泄，在排泄过程中，混合气体与硬质PVC管壁产生磨擦，形成静电火花，引起二次爆炸，造成放空管道及相连接管道炸碎，稀酸罐体炸裂，罐体封头炸开，这是造成爆炸事故的主要原因。

　　3 突然停电时，操作工思想准备不足，有犹豫慌乱现象，在紧急停车过程中，关闭H2、Cl2阀门不及时，不迅速、不彻底，这也是造成事故的原因之一。
 
防范措施（5）

　　事故原因查明后，该厂及时召开有关人员会议进行事故通报，本着“四不放过”原则，重点放在防范措施落实和教育上，让职工清楚事故发生的原因，掌握处理事故方法，消除恐惧心理。

　　1 盐酸尾气系统φ300放空管道由硬质PVC管改为酚醛塑料管道（因为聚氯乙烯管道易产生静电），这样就可消除静电确保排空管道无静电产生。

　　2 在盐酸各类管道处增设消除静电设施，防止其它非金属材料管道产生或聚积静电。

　　3 在通往氮肥公司氢气管道处，增设一个止回阀，防止在特殊情况下氢气倒压，要求干燥操作人员只要发生停电、风机跳闸或风机机械故障，都要迅速关闭氢气分配台出口阀。

　　4 修复更换损坏设备、管道及防爆膜，达到开车状态，并在防爆膜处设防护网，防止膜片爆炸后伤人。

　　5 组织盐酸工段全体人员，认真学习《氯碱生产安全操作与事故》一书中介绍的盐酸生产中出现的各类事故，掌握事故处理方法，吸取事故经验教训。

　　6 开车前组织操作人员进行模拟实际操作，反复实践，在紧急状态下，如何进行紧急停车处理及在复杂情况下，如何确保生产装置、设备安全运行。

　　7 加强管理，特别是思维方式的管理，应明确大型化生产和小型化生产本质上的区别，要从思想上认识到科学先进的管理理念是提升企业管理水平的有效途径。企业快速发展后，管理人员应站在更高的管理平台，从全局出发，解放思想，消除狭隘思想观念，这样就能适应企业发展需要，确保生产系统、生产装置安全，这是管理之根本。