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汲取吉化“11.13”爆炸教训防范同类事故重演

一、事故概况

200511131345分,地处吉林省吉林市的中国石油吉林石化公司双苯厂(又称101)新苯胺装置发生爆炸。截至当日18时许,共发生爆炸15次,其中较大爆炸6次,化工区附近数万名居民及大学生被紧急疏散;据目前统计,吉林石化公司爆炸事故共造成5人死亡、1人下落不明、2人重伤、21人轻伤。也有报道说6070人受伤。

据吉化总医院一位参与救治的医生介绍,有60多名受伤人员在这里接受了检查,大部分受伤人员是由爆炸物引起的外伤,其中40多人住院治疗,2名伤势较为严重者接受了手术救治,目前没有生命危险。

中国石油吉林石化公司是集油、化、胶、塑、洗于一体的特大型综合性石油化工生产企业。吉林石化公司双苯厂主要化工产品为“苯胺”和“苯酚丙酮”,是国内最大的苯胺生产基地,此外还生产MEADEA等农药中间体。

事故造成新苯胺装置、1个硝基苯储罐、2个苯储罐报废,导致苯酚、老苯胺装置、苯酐装置、26—二乙基苯胺等4套装置停产。

经过初步调查,吉林石化公司爆炸事故原因为:苯胺装置T102塔发生堵塞,循环不畅,因处理不当,发生爆炸。

二、苯胺的有关知识

苯胺是重要的有机化工中间体,广泛地应用于橡胶助剂、染料、感光化学品、医药、农药、炸药及聚氨酯等行业。由于市场需求较大,近几年改建、扩建及新上马一批苯胺生产装置。苯胺一般采用硝基苯用铁粉还原或加氢还原生产。而硝基苯是苯用混酸(硫酸、硝酸)连续硝化制得。所以苯胺及配套装置生产过程中使用大量易燃易爆、有毒有害的危险化学品,如苯、硫酸、硝酸、氢气、硝基苯。由于硫酸、硝酸、氢气的有关知识一般都比较熟悉,下面对硝基苯、苯胺有关知识加以介绍。

1.硝基苯(C6H5NO2)

(1)理化特性:分子量为12311,本品纯品为黄绿色晶体或黄色油状液体,易燃。熔点57。沸点2108。相对密度(=1)12;相对密度(空气=1)425。饱和蒸气压013kPa(44)。闪点878(闭杯),爆炸下限18%,爆炸上限无资料,自燃点482。遇明火、高热或与氧化剂接触,有引起燃烧爆炸的危险。与硝酸反应强烈。

本品微溶于水,溶于乙醇、乙醚、苯。本品对环境有危害,应特别注意对水体的污染。本品主要用于染料、医药的中间体,如苯胺、间氨基苯磺酸、二硝基苯等。

(2)危险性类别:第61类毒害品

(3)健康危害:侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。主要引起高铁血红蛋白血症。可引起溶血及肝损害。

急性中毒:有头痛、头晕、乏力、皮肤粘膜紫绀、手指麻木等症状;严重时可出现胸闷、呼吸困难、心悸,甚至心律紊乱、昏迷、抽搐、呼吸麻痹。有时中毒后出现溶血性贫血、黄疸、中毒性肝炎。

慢性中毒:可有神经衰弱综合征;慢性溶血时,可出现贫血、黄疽;还可引起中毒性肝炎。

(4)储运注意事项:储存于通风阴凉的仓间内,远离火种、热源,避免日光曝晒;应与氧化剂、硝酸分开存放;搬运时轻装轻卸,防止破漏,引起中毒;误触皮肤立即用肥皂水洗涤。

(5)生产工艺:用混酸连续硝化,经分离水洗得成品硝基苯。

2.苯胺;氨基苯(C6H5NH2)

(1)理化特性:本品纯品为无色或微黄色油状挥发性液体,有强烈的特殊臭味。熔点-62。沸点1844。相对密度(=1)102;相对密度(空气=1)322。饱和蒸气压200kPa(77)。临界温度4256。临界压力530MPa。本品可燃。燃烧热33898kJmol。闪点70。爆炸下限13%;爆炸上限110%。苯胺可燃,遇明火、强氧化剂、高温有火灾危险。

本品微溶于水,溶于乙醇、乙醚、苯。本品对环境有危害,应特别注意对水体的污染。本品主要用于染料、医药、橡胶、树脂、香料等的合成。

(2)危险性类别:第61类毒害品

(3)对人体的危害:本品侵入人体途径主要为吸入、食入、经皮吸收。本品主要引起高铁血红蛋白血症、溶血性贫血和肝、肾损害。易经皮肤吸收。

急性中毒:患者口唇、指端、耳廓紫绀,有头痛、头晕、恶心、呕吐、手指发麻、精神恍惚等;重度中毒时,皮肤、粘膜严重青紫,呼吸困难,抽搐,甚至昏迷、休克。出现溶血性黄疸、中毒性肝炎及肾损害。可有化学性膀胱炎。眼接触引起结膜角膜炎。饮酒后更容易引起中毒;事先服用牛奶则有解毒作用。

慢性中毒:患者有神经衰弱综合征表现,伴有轻度紫绀、贫血和肝、脾肿大。皮肤接触可引起湿疹。

(4)储运注意事项:储存于阴凉通风的库房内,远离火种、热源;应与氧化剂及食用原料隔离存放。

(5)生产工艺有2种:

一是铁粉还原法:硝基苯用铁粉还原反应液用消石灰中和,洗涤后蒸馏得苯胺。

二是加氢还原法:硝基苯在铜催化剂存在下,在沸腾床反应器中加氢还原,得到苯胺,减压蒸馏得苯胺成品。

三、与硝基苯和苯胺有关的事故

1.南京一化工厂2次爆炸3人受伤

2005817820分和1040分,位于六合区的民营企业南京某化工集团一化工厂,连续2次发生储槽设备爆炸事故,并引发大火,事故造成3员工受伤。

发生爆炸事故现场位于该化工厂一处硝基苯的加工车间。起火的是一幢框架形厂房,厂房四周全被烧得黑乎乎的。事发时,2名工人正在一楼储槽车间添加辅助原料产生电火花,引起易燃气体爆燃,继而引燃了主原料,发生大火。随后,820分,发生第一次爆炸,1040分,发生第二次爆炸。

2.江苏海门港化工区一化工厂爆燃事故

20059514时许,江苏海门港化工区一化工厂内发生爆燃,导致硝酸泄漏和火灾,经消防官兵奋力抢险,终于将险情排除。

51330分,海门市海门港化工区新港化工有限公司的化工合成车间硝基苯反应釜内的硝酸反应过于强烈,造成反应釜压力过大,最终反应釜发生爆燃,并引起硝酸泄漏和火灾。1333分,海门市119调度中心接到报警后,迅速调集海门市消防一中队3辆水罐消防车、1辆大功率泡沫消防车和15名消防官兵赶赴现场。经过10min的紧张处置,中队官兵成功地将硝酸阀门关闭,并将周围的火势扑灭。随后中队指挥员命令出2支水枪对泄漏的硝酸进行稀释、中和,1430分,处置全部结束。

事故原因是工人操作违章。

3.中石油吉林石化公司双苯厂爆炸事故

2001108,中石油吉林石化公司双苯厂苯酚车间发生爆炸火灾,附近储量达31m321个苯罐和储量240m3的氢罐受到严重威胁。消防官兵连续奋战3个多小时,在2名“敢死队员”6次冲进火海关阀断料后,终将大火扑灭。

4.江苏某化工厂硝基苯焊炸事故死2

江苏某化工厂于1996年发生一起硝基苯爆炸事故。其经过是:硝基苯生产车间精制工序的蒸馏塔再沸器用汽量逐渐增加,需要对再沸器进行疏通列管、清理焦油和积碳的工作。故于6时停车开始蒸焦油,740分排放焦油结束,均按操作规程操作,而现场也处于正常状态,为下一步清理再沸器工作做好了准备。白班上班后,即安排人员进行拆卸工作。830分,首先拆除粗硝基苯的预热器上封头;随即又拆除了精馏再沸器的上封头;当正在移开上封头时,突然精馏塔再沸器发生了猛烈的爆炸。当场炸死2人,再沸器的下封头炸开并插入地下约06m深,爆炸的气浪和冲击波使远离现场80m处的办公楼门、窗玻璃大部分冲碎。

事故原因:一是精馏塔釜在排放焦油时,由于釜壁和再沸器列管积碳,焦油没有排净;二是精馏塔填料中冷凝的硝基苯回流到塔釜中;三是初馏塔内物料抽入到精馏塔釜。当时物料的温度,由于停车同时关闭了仪表,具体的温度无法知道,根据蒸焦油、排焦油时连续记录的推算,物料温度约为93,根据有关资料介绍硝基苯大于250300时,有可能发生热分解爆炸。由于精馏塔釜和再沸器残余物料还没有得到充分的冷却,拆开上封头时塔内还处于高真空状态,使大量空气吸入,与釜壁和列管内壁积碳氧化燃烧,急剧加热物料,最终导致硝基苯热分解爆炸。精制工序是连续生产过程,粗硝基苯经预热后进初馏塔脱水和苯,然后进精馏塔蒸出硝基苯成品,焦油从塔釜放入焦油罐,蒸馏停车后,当打开预热器上封头和初馏塔再沸器上封头时,由于初馏塔是负压(007 MPa)操作,将空气吸入,精馏塔负压为-009MPa,空气一直抽入精馏塔,精馏塔和再沸器内残留物料开始被氧化加热,经过空气氧化加热1h后,导致此次事故的发生。

5.南京化工厂化学爆炸事故7人灼伤

1995161130分左右,南京化工厂一车间硝基苯工段精制岗位工何某发现初馏塔进料流量有波动,打电话与硝化岗位联系进料问题,得知沉清桶料满,所以判断精馏塔的预热器堵塞。1210分,停止初馏和精馏作业,同时汇报组长,随后组长刘某,大组长周某、刘某,精馏工何某、魏某,硝化工赵某、郭某先后到现场进行处理,接水管冲洗预热器,在处理过程中精馏塔再沸器下封头突然爆炸,螺丝切断,下封头脱落。一阵气浪将现场附近处理的7人灼烧伤。

事故原因:精制岗位初馏塔进料不通,导致了岗位停车,但处理初馏塔进料不畅是事故的间接原因。爆炸的直接原因是精馏塔釜下面漏真空,最终导致再沸器下封头局部化学爆炸。另外,再沸器列管上部分暴露于气相中,将硝基酚、二硝基苯等烘烤过热,也有可能引起分解爆炸。

6.沧州市染料化工厂磺化罐爆炸事故

1989113,河北省沧州市染料化工厂间氨基苯磺酸钠车间的磺化罐在生产过程中发生爆炸,3名工人在事故中死亡,7人负伤(其中4人重伤);该车间的一座3层楼房被夷为平地,直接经济损失约50万元。

该厂是生产染料及染料中间体的工厂,有产品18种,这次爆炸事故发生在间氨基苯磺酸钠车间的硝基苯磺化罐。间氨基苯磺酸钠的一道重要工序是在硝基苯中加入三氧化硫使之磺化。硝基苯的磺化在磺化罐中进行,硝基苯脱水后,经计量加入磺化罐。之后在开动搅拌的条件下,以每分钟滴入2L的速度缓慢均匀加入三氧化硫,然后保温磺化。

事故当天19时左右,物料已磺化完毕,因下道工序的贮罐有余料,磺化好的物料不能送往下道工序,205分,忽然一声巨响,磺化罐发生了爆炸。

这次爆炸的威力巨大,原先矗立着的13m3层厂房在爆炸声中被夷为平地,磺化罐被炸碎,三氧化硫计量槽被炸飞出20m,周围160m范围内的玻璃几乎都被震碎。爆炸还殃及邻近的农药厂,造成部分厂房及设备损坏。

爆炸事故的直接原因是:硝基苯通过二道内漏的阀门逐渐漏入磺化罐,而处于磺化后保温期的间硝基苯磺酸中残存有过量的三氧化硫。形成硝基苯倒料进入三氧化硫,引起了化学爆炸。若工人能按时进行巡回检查,监视罐内温度与压力变化,也能及时发现事故预兆。因职工素质不高,工作不能按程序进行,故新装置投产前未进行严格的吹扫,使装置内的焊渣、铁锈均未去除干净,这些不起眼的杂物,留下了重大事故隐患。发生事故的间接原因是企业发展过快,管理工作跟不上,工人素质不高。

7.天津染化公司染化五厂爆炸27

19851210零时45分,天津染化公司染化五厂一车间间苯二胺工段硝化工序,操作工郑某投完混酸后,在没开搅拌机情况下(违反工艺操作规程),加入硝基苯液体,且擅自离岗,当精制工张某发现后,即叫班长付某和郑某采取措施,又因处理不当,违反安全技术规定(启动搅拌),物料剧烈反应,瞬间爆炸,造成3层厂房倒塌。当场将位于仪表间的师某和休息室的张某硒死,而在反应罐附近的付某、郑某和没在休息室的张某被砸成重伤,另外还有5人负轻伤。

事故原因:操作者责任心太差,违反工艺操作规程,又违反劳动纪律。

四、预防同类事故的对策

中国石油吉林石化公司双苯厂“11·13事故的详细原因尚未分析出来,但从有关报道的初步事故原因看,此次事故与1996年江苏某化工厂硝基苯爆炸死2人的事故和199516南京化工厂化学爆炸7人灼伤事故有相似之处。苯胺生产分两部分:硝基苯加氢气还原,粗苯胺精制及苯胺水回收处理。苯胺生产装置中氢气柜、氢压机、硝基苯气化器、流化床反应器、氢气换热器等处于正压操作,应防止发生泄漏,引起火灾和爆炸,污染环境,造成人员伤亡。现就预防同类事故提出以下初步对策:

1.加强安全教育培训,提高员工的安全技术水平。

2.氢气柜的主要作用是起缓冲作用,减少波动,稳定各生产系统。气柜浮盘的浮动高低应采用DCS系统监测并有上下限报警。

3.氢压机系统是苯胺生产的心脏,一旦出现故障直接危及安全和正常生产。严格控制苯胺生产的重要工艺参数之一是氢油比。

4.粗苯胺精制系统重点要防止跑料和蒸千塔堵管。防止硝基苯与苯胺在高温无催化剂情况下发生缩合反应生成高沸物。防止长时间高温加热物料而分解、结焦,造成汽化器堵塞。

5.装置应采用DCS进行控制。

6.保证工艺管线和生产设备的密闭化,实现动密封和静密封,泄漏率为零

7.加强工艺管理,发现问题及时处理,并严格执行工艺纪律。

8.设备有缺陷,应及时消除。要保证出焦管道上的阀门质量,使用前要试压。

9.在管理有序的情况下,做到居安思危,增加必要的安全保护设施,保持生产装置安全稳定长周期运行。

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