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危险化学品在生产过程中的事故原因分析及对策

1 引言

世界上已知的化学品多达1,000万种,常用的化学品已超过8万种,而且每年仍有1,000余种新化学品问世。化学品的产量也由50年前的100万吨发展到现在4亿吨。化学物质的大量使用极大地改善了现代人的生活质量,加速了社会发展进程。然而,由于自身的特性,一些化学品的生产具有一定的危险性,由化学品引发的事故屡见不鲜。

我国的化学品事故相当严重,在其生产、贮运和使用中出现的各类事故层出不穷,事故发生的频率随我国化学工业的迅速发展同步增长。为此,结合贯彻落实新修订公布的《危险化学品安全管理条例》,2002年国务院在全国范围内开展了危险化学品安全管理专项整治工作。通过整治,在危险化学品生产、储存、经营、运输、使用和废弃处置等各个环节建立健全并全面落实安全管理制度,消除事故隐患,健全防范措施,有效遏制危险化学品重大特大事故的发生,规范危险化学品市场经济秩序,促进危险化学品安全管理工作稳定好转。本文着重谈谈生产过程中的危险化学品安全问题。

2 化工生产过程危险化学品事故分析

21 概述

化学工业初期只是伴有化学反应的工艺制造过程,进而包括以过程产品为原料的工业。化学工业随着技术的进步和市场的扩大迅速发展起来,目前已占到整个制造业的30%以上。在化工产品的开发和生产中,从原料、中间体到成品,大都具有易燃易爆有毒有害等危险性;化工工艺过程复杂多样化,高温、高压、深冷等不安全因素很多。事故的多发性和严重性是化学工业独有的特点。

化工事故案例史表明,对加工的化学物质及相关的物理化学原理不甚了解、忽视过程与操作的安全及违章操作是酿成化工事故的主要原因。据有关资料介绍,在各类工业爆炸事故中,化工爆炸占 32.4%,所占比例最大;事故造成的损失也以化学工业为最,约为其他工业部门的五倍。

美国保险协会(AIA)对化学工业的317起火灾、爆炸事故进行调查,分析了主要和次要原因把化学工业危险因素归纳为以下九个类型。

1-1 化学工业的危险因素

类别

危险因素

危险因家的比例/%

1

工厂选址问题

3.5

2

工厂布局问题

2.0

3

结构问题

3.0

4

对加工物质的危险性认识不足

20.2

5

化学工艺问题

10.6

6

物料输送问题

4.4

7

误操作问题

17.2

8

设备缺陷问题

31.1

9

防灾计划不充分

8.0

由表1-1可以看出,在化学工业中,设备缺陷问题是最主要的危险因素,此外,“对加工物质的危险性认识不足”、“误操作问题”和“化学工艺问题”三类危险因素也占较大比例。这是由以化学反应为主的化学工业的特征所决定的。

22 设备缺陷问题

从表1.1可知,由于设备缺陷问题而引起的事故比例高达311%,是化工事故中极其重要的危险因素。导致设备缺陷的原因是多种的,如因选材不当而引起装置腐蚀损坏;设备不完善,如缺少可靠的控制仪表;对运转中存在的问题或不完善的防灾措施没有及时改进等。1991年庆阳化工厂二分厂硝化特大爆炸事故就是一起典型的设备缺陷事故。该厂的TNT生产线是当时国内惟一尚存的卧式生产线,设备老化,工艺落后,存在搅拌不均匀、反应不充分、易产生局部高温过热等诸多问题。在发生异常情况时,不易控制和处理,从而引起特大爆炸事故。导致17人死亡,13人重伤,直接经济损失22666万元。

23 对加工物质的危险性认识不足

随着化学工业、石油化学工业的发展。大量新的易燃、易爆、有毒、有害、有腐蚀性危险化学品不断问世。它们作为工业生产的原料或产品存在于生产、加工处理、储存、运输、经营各个过程中。一旦发生事故,就会在社会上造成极其恶劣的影响。1998年陕西兴华集团硝铵装置发生了一起特大爆炸事故;据调查,事故原因是生产指挥人员对氯离子在硝铵生产中的危险性认识不足。由于硝铵生产过程中影响安全的因素很多,尤其对于硝铵溶液受有机物、氯离子污染的严重危害程度,国际国内从理论上都没有一个确切的结论,认识仍存在一定的局限性。

24 误操作常常是事故的重要原因

忽略关于运转和维修的操作教育、没有充分发挥管理人员的监督作用、开车或停车计划不适当、没有建立操作人员和安全人员之间的协作体制都是导致误操作的重要原因。草河口化工厂聚氯乙烯爆炸事故就是由于误操作而引起的。据了解,该厂在生产过程中聚合釜的冷却水阀门均处于关闭状态,而且该厂有这类“习惯性”操作。

2. 5 化学工艺问题

随着科学的发展、技术的进步和大中型成套设备的引进,化学工业的生产正朝着生产规模的大型化、产品的多样化、生产过程的连续化、操作控制的自动化,以及逐渐引入高温、高压、深冷等极限条件的方向上发展。所以,生产工艺的发展必须要有与之相适应的安全技术对策才能保证安全生产。应根据各种产品特定的生产工艺所概括的单元过程和操作、加工,以及与之相联系的设备、装置所带来的危险性,提出相应的技术对策,以消除和避免生产工艺中发生的危险化学品事故。

淄博东风化工厂硝酸异辛酯中试爆炸事故的主要原因是对硝酸异辛酪生产过程中的化学不稳定性缺乏全面的了解。该产品的开发是以引进某厂提供的配方和工艺为条件。而东风化工厂误认为原方案是安全的,不了解硝酸异辛酯在混酸存在条件下,超过30即有爆炸的危险,并且间歇釜生产是不可行的。所以技术不成熟是事故的根本原因。

3 生产过程危险化学品事故对策

化学工业需要处理多种大量的危险性化学品,由这类物质产生的事故的多发性是化学工业的一个显著特征。火灾和爆炸的危险性取决于处理物料的种类、性质和用量,危险化学反应的发生,装置破损泄漏以及操作的可能性等。化学工业中的事故,形式多种多样,但究其原因和背景,便可以发现有共同的特点,即人的行为起着重要作用。实际上,装置的结构与性能、操作条件以及有关的人员是一个统一体,对装置没有进行正确的安全评价和综合的安全管理是事故发生的重要原因。

减少生产过程中事故的发生,主要从两个方面着手:一是在硬件方面,提高设备的可靠性;二是在软件方面,加强现代化的安全管理。

对于大型化工企业,主要考虑设备和控制技术的可靠性,当前设备故障诊断技术发展很快,如易燃易爆及有害气体自动报警装置,以及本质安全自动防止故障技术等在加强控制系统可靠性方面,都是保障设备和工艺安全运转的重要手段,应加强引进、吸收和推广。

对于中小型化工企业,也应加速技术改造,在设备操作上加强密闭化、机械化和集中控制,增强防护措施,使操作人员脱离不良的劳动环境。

此外,为防止生产过程中危险化学品事故,还必须加强现代化的安全管理。实践证明,只有通过有效的管理才能对危险性进行有效的控制。

31 防止设备缺陷措施

(1)保证足够的强度

为确保化工设备与机器长期、稳定、安全的运行,必须保证所有的零部件有足够的强度。一方面要求设计和制造单位严把设计制造质量关,消除隐患;另一方面要求操作人员严格岗位责任制,遵守操作规程。

(2)密封可靠

化工生产中处理的物料大都是危险化学品,如果由于机器密封不严而造成泄漏,将会引起燃烧、爆炸、灼伤、中毒等事故。因此必须特别重视化工设备与机器的密封问题。

(3)安全保护装置必须配套

当在化工设备与机器出现异常时,自动连锁与安全保护装置会自动发出警报或自动采取安全措施,以防事故发生。

(4)定期检验

同时还要加强维护管理,定期检查设备与机器的腐蚀、磨损情况,发现问题及时修复或更换,特别是设备与机器达到使用年限后,应及时更新,以防因腐蚀严重或超期服役而发生重大设备事故。

32 掌握加工物质的危险性

新材料的合成、新工艺和新技术的采用,可能会带来新的危险性。面临从未经验过的新的工艺过程和新的操作,更加需要辨识危险,对危险进行定性和定量评价,并根据评价结果采取优化的安全措施。因此,对危险进行辨识和评价的安全评价技术的重要性越来越突出。

应该建立原料、中间体、产物和副产物的完整的物性数据档案。根据《第170号国际公约》及《危险化学品管理条例》,属于危险化学品的物料,可向供应商或制造商索取该物料的《化学品安全技术说明书》。对物质所伴生的危险和可能造成的损失或损害,以及相应的对策进行分析和说明,达到防患于未然的目的。

33 加强安全管理

事故是不安全的行为和不安全状态的直接后果,而这两者都是可以用管理来控制的。建立并保持工作环境、工作任务及工作人员之间的协调性,是管理者的责任。

加强安全管理,应该严格执行国家的安全法规;建立安全管理制度;建立安全保证体系;做好职工安全教育。

4 小结

通过对化工生产过程中各种安全事故原因的分析可知,其直接原因是操作人员在生产过程中的不安全行为和物的不安全状态。因此,应该从人的规范行为入手,针对特定的生产工艺和具体的生产条件来消除控制人的不安全行为;以检测分析技术作为认识不安全因素的工具,检查、发现、掌握、消除物的不安全状态的条件;采用先进的安全工程技术改善生产工作环境,以消除意外事故的直接原因;采用法律、经济、监督检查及教育培训等手段,强化安全生产的强制意识;遵守《作业场所安全使用化学品公约》,贯彻执行《安全生产法》、《危险化学品安全管理条理》等相关的法律法规,消除危险化学品在生产过程中的安全隐患,防止生产中危险化学品事故的发生。

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