2002年10月18日,河南某化工有限公司发生一起流化床反应器爆燃事故,造成直接损失合计184.7万元,数十亩农田不同程度污染,停产近2个月。
一、事故经过情况
10月中旬,三胺装置单班产量降低,部分指标下降,公司同意对催化剂进行活化。10月18日成立催化剂活化领导小组,制定了活化方案。18日上午,三胺当值人员按规定程序进行停车。下午15:10分左右,检修工按领导要求拆除反应器顶部排气口一端盲板,配合运行人员进行反应器与 其他设备的隔离工作。拆除盲板,反应器顶部排气口连续排出残余反应 生成气。隔离完成后,运行人员对活化催化剂的专用蒸汽管线进行了排凝操作,并试送蒸汽。16:50分左右,开启蒸汽阀向反应器送蒸汽,在熔盐加热的情况下实施过热蒸汽 对催化剂的洗脱活化程序,因蒸汽阀操作位置太高,运行班长派一位高个操作工操作,仍摸不到,便跳起来 开阀门手轮,就在蒸汽进入反应器的瞬间,反应器内部连续发出沉闷的声音,从反应器顶部 排气口喷出大量的气体和白色块状物,并伴有哮叫声,控制室显示器显示出的反应器温度、压力急速升高(温度657℃ 、压力已满量程0.3MPa),运行人员急忙关闭两处蒸汽阀。到现场发现 熔盐槽回盐口出有明火,并伴有棕黄色烟气冒出,紧急停炉,并停熔盐泵。哮叫声、反应器内物质的喷出现象停止,事态得到控制。16:59分反应器内压力已降到微正压,温度仍高达650℃以上。器壁已烧红,整个过程约10分钟。
二、事故的机理过程及原因分析
1、事故的机理过程.
从事故过程的表现及事后事故现象勘查看,此次事故属于反应器内部化学物质引起的反应性燃烧事故。
由于熔盐 管中流动介质为400℃的熔盐(KNO3 、NaNO3 、NaNO2),金属受热超过130℃,金属就会变软,达300℃金属便发红,此时熔盐管道受到蒸汽(1MPa)的猛然冲击,造成反应器内部上层(压差大)熔盐管断裂, 流量200 m3每小时熔盐 大量 进入反应器。熔盐与有机成分及氨作用瞬间发生爆炸性化学反应,同时放出氧气,爆燃产生的巨大能量和气流,冲击熔盐管架,引起其他熔盐组坍塌, 更大量熔盐进入催化剂中爆燃加剧,反应器内温度、压力迅速升高,大量的混合物从顶部排放口喷出,同时,催化剂被带入熔盐炉,造成炉管堵塞,气流冲击反应器顶部内旋风,使料腿变形。
2、事故原因分析
(1)通蒸汽活化重视不够,方案不太科学。本次活化为第四次,前三次没有出现异常,错以为此过程不太复 杂,属于小活动;第一次用了三天时间,置换、降温都比较充分,第二次进行了氨气活化时间超过8个小时,大量的有机物被吹脱,而且采取了降温措施;第三次进行了氨活化达8小时以上,外排催化剂冷却后回装,温度已降至常温。
(2)通蒸汽阀门开得太快太猛,通蒸汽量太大,太快, 在高温(400℃)下变软的金属管易折断。
(3)没有进行氮气置换。反应器内存有大量的可燃物氨(氨自燃点651℃),氨与从反应器顶部开孔处渗入的氧及与高温的熔盐分解产生的氧反应发生爆燃。
(4)氨气活化时间 不够。前几次活化都超过8个小时 而本次活化4个小时,,大量的有机物 未被吹脱带走,加剧了爆燃事故。
(5) 通蒸汽活化熔盐 没有降温(400℃ )。 400℃的熔盐使金属变软,降低了其拉抗强度,泄漏的熔盐在高温下迅速分解,放出氧气,400℃的熔盐本身就是点火源,随即 点燃有机物导致事故发生。
三、事故防范措施
1、 吸取教训、总结经验,完善方案。实施前要进行必要的论证和讨论,使方案更具有科学性。(1)氨活化8小时以上。(2)氮气置换合格。(3)拆除反应器顶部 两端盲板作排气口。(4)降反应器温度到250℃。(5)通蒸汽活化。蒸汽量从零渐升,同时注意反应器温度, 保持温度不超400℃,直到蒸汽量达每小时4吨;然后 熔盐温度渐升至400℃后通蒸汽活化4小时,每小时一次分析催化剂400℃和800℃的灼烧成分。
2、加强领导,建立上通下达的机构组织,重视每一个操作环节。
3、加强安全教育、提高安全意识,特别是领导的安全意识尤为重要。
4、严格规程操作,提高职工责任心。
5、加大教育培训力度,提高职工整体素质,把培训教育同实际相结合,真正落到实处。
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