一、事故概况及经过
1984年12月3月,印度中央邦首府博帕尔联碳公司农药厂异氰酸甲酯泄漏事故,使4000名居民中毒死亡,200000人深受其害,是世界工业史上绝无仅有的大惨案。
二、事故原因分析
1.美国联碳公司发表了印度博帕尔农药厂毒气泄漏(MIC)事故原因的调查报告。调查表明,该事故是由于120~240加仑水进入异氰酸甲脂(MIC)贮罐引起放热反应,致使压力升高,防爆膜破裂而造成的。另外还查明,由于贮罐内含有大量氯仿(氯仿是MIC制造初期作为反应抑制剂加入的),氯仿分解产生氯离子,使贮罐(材质为304不锈钢)发生腐蚀,而产生游离铁离子,在铁离子催化作用下又加速了反应的进行。由于放热反应持续进行,贮罐内温度急剧升高,致使压力很快达40磅/平方英寸以上,防爆膜破裂,安全阀打开,漏出大量MIC。漏出的MIC喷向氢氧化钠洗涤器,因该洗涤器能力太小,不可能将MIC全部中和。最后的安全防线是燃烧塔,但结果燃烧塔也未发挥作用。
还有一点也是非常重要的,该MIC贮罐现有一套冷却系统,以便贮罐内MIC始终保持在O.5℃左右,但调查表明,该冷却系统从1984年6月起就已停止运转。这样,没有有效的冷却系统,不可能控制急剧产生的大量MIC气体。
关于水的进入问题还未彻底查清,可能是由于操作人员为了用氮气使贮罐压力保持正常,而在开启氮气时误开了水管而造成的。
2.印度对博帕尔事故进行了调查,调查结果认为联碳公司在预防有害气体泄漏的措施上存在严重问题:
(1)1984年12月2日,为进行维修,关闭了设在排气管出口处的火炬装置。
(2)排气洗涤器和通水软管没有及时投入运行。
(3)缺乏预防事故的计划,对应付紧急事态毫无训练。
(4)未向居民发出警报。
(5)警报与操作采用手动方式,而不是通过计算机进行控制。
(6)安全装置的能力与紧急状态所预计的气体流量不相适应,在设计上存在着缺点和矛盾。
(7)冷冻系统呈闭止状态,不能满足低温贮存条件,使MIC气化后不能液化。
(8)对贮罐内贮存的具有潜在危险物质的相关特性不十分了解,而且所得到的信息不可靠。
(9)未装备在任何场合都能正确工作的气体泄漏早期预防系统等。
3.灾后,纽约时报社组成了调查小组,对事故原因进行了长达7个星期的调查,调查结果认为:这次灾难是由于操作失误、设计欠缺、维修失灵和忽视培训而导致的。
调查指出至少有10处违反了总公司和印度公司的生产操作规程。
(1)存在严重的事故隐患。
调查认为,公司对这次事故既没有技术上也没有思想上的准备。1982年,美国总公司对博帕尔工厂的安全问题曾进行一次检查,并提交了一份批评报告。指出“此工厂具有发生严重事故的隐患,如一旦发生问题,后果将不堪设想”,并劝告厂方为防止泄漏应安装1台强力喷水装置以代替现在的装置,可这一建议未被采纳。
另一安全装置——气体洗涤塔(中和塔),其最大设计处理能力仅为这次泄漏量的四分之一,根本不足以处理这次事故。
第三个安全装置——点火塔(用以燃烧泄漏的气体),即使没有压力存在,也只能处理这次泄漏气体量的四分之一。点火塔在事故发生时,根本没有起作用。
(2)违反操作埋下导火线。
据调查,存在下列违章操作:
①12月2日23点30分,一工人发现异氰酸甲酯开始泄漏,一位工头认为是水漏,过了几分钟才决定处理它,几小时后贮罐内发生强烈反应。
②事故前几个月,由于工厂电源紧张,为了解决这一矛盾,总管和美国联碳总部商议后(但总部发言人指出没有和他们商议)关闭了设计用来冷却异氰酸甲酯以防止化学反应的冷却装置,其中冷却剂氟里昂被抽出,用到工厂其它地方。规章规定:“为保持贮罐正常循环,冷却装置不断处于‘运转’状态。”
③事故前2小时;一位受过训练,但不了解工厂操作规程的工人,奉一新工头命令,冲洗一根和贮罐连接、但没有完全和罐内密封的管道,这是规章所禁止的。
④三台主要安全装置(喷水装置、点火装置、洗涤塔),其中1台在几天前失灵,另2台已几周没有维修。
⑤异氰酸甲酯工段值班工头Qureshi说,工厂中的仪器是靠不住的,由于这一原因,他疏忽了开始的警告。在3只贮罐中,其中有一只在1小时内压力上升了五倍。
⑥博帕尔工厂没有先进的计算机系统来监测贮罐,并迅速警告泄漏发生。厂里主要依赖于工人的眼睛是否流泪来觉察是否泄漏。另外这几乎没有自动化设备的工厂,异氰酸甲酯已从1983年缩减了12名操作工,只剩下6人。
⑦没有火灾警告装置。事故发生那天晚上的警报,类似平时训练时的警笛声,这类噪声每周有20次。
(3)掉以轻心酿成大祸。
12月2日晚上,工人没有去了解系统中压力变化情况.23时,一值班者操作工Suman Dey在操作房看到罐内压力是10磅/平方英寸,为正常的5倍,但没有引起他的重视。23:30分,异氰酸甲酯工段的工人,在离控制室的100英尺(30.5米)处,感受到泄漏,眼睛开始流泪。一操作工发现50英尺处有液滴,并有淡黄色气体;23:45他去控制室告诉工头Qureshi异氰酸甲酯泄漏之事,过了一会儿,Qureshi才发现泄漏。但至O:40分也没有人调查泄漏原因或采取措施。严重的失职酿成了一场大祸。
工厂平时采用的异氰酸甲酯分析方法落后,没有测量异氰酸甲酯中氯离子存在时的影响,而少量含有氯离子的水存在时,会导致毒品有很高的活性。
对罐中MIC是应有限制,泄漏的贮罐中MIC的量为13000加仑,占贮罐容量的87%,超过了正常工作最大允许容量(11000加仑,占贮罐总量73%),即使是11000加仑也超过了工厂规定的极限量(60%)。这一限制主要是在罐中有强烈反应时,压力上升缓慢。
(4)引起灾难的原因摧测
罐中有13000加仑化学品,如要和水反应需1.8吨(420加仑),罐中不可能进入这么多水。因此调查人员认为可能存在其它反应:水和光气反应。水和光气反应生成强腐蚀性氯离子,此氯离子和不锈钢罐反应释放出铁离子和大量热,导致氯离子和异氰酸甲酯作用,放出更多热,加上金属反应释放出氯化物离子,导致罐中剧烈反应开始。
剧烈反应使异氰酸甲酯聚合,形成一种塑性物质,并放出大量热,使罐内液体温度升高,异氰酸甲酯气化,最后使罐壁破裂。
当时由于冷却装置关闭,无法使贮罐冷却。
调查组认为少量的水就可导致链锁反应的发生(据报道可能进入500g水)。
灾难的原因存在其它可能性:不但水和罐中液态MIC反应,而且洗涤塔中的碱也能和封闭体系中的毒物反应。除水和碱外,挥发性的MIC能和杂质如酸、铁反应。
(5)污染的来源。
联碳总公司和印度公司用核磁共振光谱分析表明,泄漏贮罐中至少有5种杂质,其中有水、铁金属离子和碱液。
事故发生前两小时,一工人冲洗过一根和贮罐相连,但未和罐内完全密封的管道,水可能在此时流入罐中;为防止失水,用氮气代替罐中空气,也有可能氮气中含有水份。
同一时间,工人加碱液到洗涤塔中,洗涤塔和贮罐是由一根复杂的管道和阀门相连的,正常状态下阀门是封闭的,但有时会打开或造成泄漏。
金属离子是MIC贮罐的腐蚀产物。
(6)忽视工人培训。
由于工厂资金缺乏,管理人员认为赚钱比安全重要,对工人的培训逐渐减少,1982年发生销售赤字以来,失去了许多熟练工人。事故发生时,仅有20名操作工熟悉整个MIC工厂。工人素质太低,MIC操作工应具有大学文凭,而这里都是高中毕业生。
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