一.事故经过
2004年4月15日白天,该厂处于正常生产状态。15日17时40分,该厂氯氢分厂冷冻工段液化岗位接总厂调度令开启1号氯冷凝器。18时20分,氯气干燥岗位发现氯气泵压力偏高,4号液氯贮罐液面管在化霜。当班操作工两度对液化岗位进行巡查,未发现氯冷凝器有何异常,判断4号贮罐液氯进口管可能有堵塞,于是转5号液氯贮罐(停4号贮罐)进行液化,其液面管也不结霜。21时,当班人员巡查1号液氯冷凝器和盐水箱时,发现盐水箱氯化钙(CaCl2)盐水大量减少,有氯气从氨蒸发器盐水箱泄出,从而判断氯冷凝器已穿孔,约有4m3的CaCl2盐水进入了液氯系统。
发现氯冷凝器穿孔后,厂总调度室迅速采取1号氯冷凝器从系统中断开、冷冻紧急停车等措施。并将1号氯冷凝器壳程内CaCl2盐水通过盐水泵进口倒流排入盐水箱。将1号氯冷凝器余氯和1号氯液气分离器内液氯排入排污罐。
15日23时30分,该厂采取措施,开启液氯包装尾气泵抽取排污罐内的氯气到次氯酸钠的漂白液装置。16日0时48分,正在抽气过程中,排污罐发生爆炸。1时33分,全厂停车。2时15分左右,排完盐水后4h的1号盐水泵在静止状态下发生爆炸,泵体粉碎性炸坏。
16日17时57分,在抢险过程中,突然听到连续两声爆响,液氯储罐内的三氯化氮突然发生爆炸。爆炸使5号、6号液氯储罐罐体破裂解体井炸出1个长9m、宽4m、深2m的坑,以坑为中心,在200m半径内的地面上和建筑物上有大量散落的爆炸碎片。爆炸造成9人死亡,3人受伤,该事故使江北区、渝中区、沙坪坝区、渝北区的15万名群众疏散,直接经济损失277万元。
二.事故原因
事故爆炸直接因素关系链为:设备腐蚀穿孔呻盐水泄漏进入液氯系统一氯气与盐水中的铵反应生成三氯化氮一三氯化氮富集达到爆炸浓度(内因)→启动事故氯处理装置振动引爆三氯化氮(外因)。
1. 直接原因
(1)设备腐蚀穿孔导致盐水泄漏,是造成三氯化氮形成和富集的原因。根据重庆大学的技术鉴定和专家的分析,造成氯气泄漏和盐水流失的原因是1号氯冷凝器列管腐蚀穿孔。腐蚀穿孔的原因主要有5个;
①氯气、液氯、氯化钙冷却盐水对氯气冷凝器存在普遍的腐蚀作用。
②列管内氯气中的水分对碳钢的腐蚀。
③列管外盐水中由于离子电位差异对管材发生电化学腐蚀和点腐蚀。
④列管与管板焊接处的应力腐蚀。
⑤使用时间较长,并未进行耐压试验,使腐蚀现象未能在明显腐蚀和腐蚀穿孔前及时发现。
1992年和2004年1月该液氯冷冻岗位的氨蒸发系统曾发生泄漏,造成大量的氨进入盐水,生成了含高浓度铵的氯化钙盐水。1号氯冷凝器列管腐蚀穿孔,导致含高浓度铵的氯化钙盐水进入液氯系统,生成并大量富集具有极具危险性的三氯化氮爆炸物,为16日演变为爆炸事故埋下了重大事故隐患。
(2)三氯化氮富集达到爆炸浓度和启动事故氯处理装置造成振动,引起三氯化氮爆炸。
经调查证实,厂方现场处理人员未经指挥部同意,为加快氯气处理的速度,在对三氯化氮富集爆炸的危险性认识不足的情况下,急于求成,判断失误,凭借以前操作处理经验,自行启动了事故氯处理装置,对4号、5号、6号液氯储罐(计量槽)及1号、2号、3号汽化器进行抽吸处理。在抽吸过程中,事故氯处理装置水封处的三氯化氮因与空气接触和振动而首先发生爆炸,爆炸形成的巨大能量通过管道传递到液氯储罐内,搅动和振动了液氧储罐中的三氯化氮,导致4号、5号、6号液氯储罐内的三氯化氮爆炸。
2. 间接原因
(1)压力容器设备管理混乱,设备技术档案资料不齐全,两台氯液气分离器未见任何技术和法定检验报告,发生事故的冷凝器1996年3月投入使用后,一直到2001年1月才进行首检,没进行耐压试验。近两年无维修、保养、检查记录,致使设备腐蚀现象未能在明显腐蚀和腐蚀穿孔前及时发现。
(2)安全生产责任制落实不到位。2004年2月12日,集团公司与该厂签订安全生产责任书以后,该厂未按规定将目标责任分解到厂属各单位。
(3)安全隐患整改督促检查不力。
(4)对三氯化氮爆炸的机理和条件研究不成熟,相关安全技术规定不完善。
有关专家在《关于重庆天原化工总厂“4. 16”事故原因分析报告的意见》中指出:“目前,国内对三氯化氮爆炸的机理、爆炸的条件缺乏相关技术资料,对如何避免三氯化氮爆炸的相关安全技术标准尚不够完善”,“因含高浓度铵的氯化钙盐水泄漏到液氯系统,导致爆炸的事故在我国尚属首例”。这表明此次事故对三氯化氮的处理方面,确实存在很大程度的复杂性、不确定性和不可预见性。这次事故是目前氯碱行业现有技术条件下难以预测、没有先例的事故,人为因素不占主导作用。同时,全国氯碱行业尚无对氯化钙盐水中铵含量定期分析的规定,该厂氯化钙盐水十多年来从未更换和检测,造成盐水中的铵不断富集,为生成大量的三氯化氮创造了条件,井为爆炸的发生留下了重大的隐患。
三.防范措施
l.提高认识,加强领导,高度重视危化行业的安全生产。正确处理安全生产与发展经济、与企业经济效益的关系,落实安全责任和安全防范措施,切实解决危化行业的安全问题,把事故隐患消灭在事故发生之前,严防重特大事故的发生。
2.严格安全准入,深化专项整治,切实提高危化行业的整体安全水平。按照国家规定,严格危化行业的准入标准,从源头上制止不具备安全生产条件的企业进入危化行业。要突出抓好“五个整顿、两个关闭”;对生产工艺与设备、贮存方式和设备不符合国家规定标准的;对压力容器未按期检测、检验或者经检测、检验不合格的;对企业主要负责人、特种作业人员、关键岗位人员未经正规安全培训并取得任职和上岗资格的;对经安全评估确认没有达到安全生产条件的;对近年以来发生重特大安全事故的5类危险化学品生产经营单位一律责令停产整顿,经认定符合条件后才能恢复生产。对经停产整顿后仍然不具备安全生产条件的危险化学品生产经营单位一律关闭。
3.加大安全投入,加快技术进步,提高氯碱行业本质安全水平。对目前大多数氯碱企业沿用液氨间接冷却,氯化钙盐水生产液氯的传统工艺进行改革,并对冷冻盐水中含氨量进行监控或添置自动报警装置。加强对三氯化氮的深入研究,完全弄清其物化性质和爆炸机理和防治技术,尽快形成一条安全、成熟、可靠的预防和处理三氯化氮的应急预案,并在氯碱行业推广。
4.完善应急预案,建立安全生产应急救授体系。建立应急管理体制,建立安全生产应急救授指挥中心,定期实施应急联动演练,把各类事故的危害降到最小限度。