博帕尔事故最初的触发点是由于管道上的阀门腐蚀内漏,过滤器的冲洗水进入异氰酸甲酯(MIC)储罐,发生放热反应,造成储罐超压泄放。而按照原设计,有以下数道保护层。
第一道是要求对储罐内的MIC进行冷冻储存,当温度超过11℃时,就应该报警。
第二道是当发生较小泄漏时,泄漏的气体先经过洗涤器吸收。
第三道是少量未被洗涤吸收的气体再进入火炬,在进入大气之前被焚烧掉。
第四道是喷淋水系统,当MIC泄漏后喷出水幕阻止MIC扩散。
但遗憾的是,这四道保护层没有一道处于投用状况,或者是保护层设计就不能满足事故状态下的要求。
因为降低成本的因素,企业停掉了第一道保护层——冷冻系统,储罐的实际操作温度基本上在15℃左右,而报警温度被设定在20℃。
企业在设计上没有考虑极端的最大泄漏量,在失控的同时,操作员启动了第二道保护层——洗涤系统,但洗涤器只能处置排放量为90kg/h的MIC蒸气。而在事故发生时,MIC的排放量大约是设计处理流量的200倍。
第三道保护层——火炬系统,在事故发生时正处于维修状况,与工艺系统分开,而企业却未采取应急措施。
虽然操作工启动了第四道保护层——喷淋水系统,但设计的水最高只能喷到离地面15m处,而泄漏的MIC蒸气从火炬头喷出,离地面达到了50m的高度。
尽管博帕尔事故已过去40年了,40年来国内危化品企业本质安全设计水平、安全管理水平有了很大的提升,但一些企业未汲取事故教训,仍有类似的安全设施缺失或失效而导致的生产安全事故。
2015年7月16日,山东一石化公司液化烃球罐在倒罐作业时发生泄漏着火,引起爆炸,在事故救援过程中造成2名消防队员受轻伤。该事故暴露出与博帕尔事故相似的重要安全设施无法正常使用的致命错误。
一是由于厂区没有仪表风,气动阀临时改为手动操作,并关闭了罐的根部手阀,事故发生后储罐周边火势较大,不能进入现场打开根部手阀、紧急切断阀和注水线气动阀,无法通过向罐内注水的方式阻止液化石油气继续排出。二是罐顶安全阀前后手动阀关闭。三是瓦斯放空线总管在液化烃罐区界区处加盲板隔离,无法通过火炬系统对液化石油气进行安全泄放。
2014年9月7日,宁夏一企业合成氨装置氨蒸发器的安全阀起跳后,液氨直接进入氨事故火炬管线,由于未设计气液分离罐,致使液氨从事故火炬口喷出,气化后迅速扩散,造成火炬装置周边约200米范围内41人急性氨中毒。这是典型的保护层设计上的缺陷,与博帕尔事故设计上的不能满足要求类似。
2022年3月19日,浙江某化工企业因烷氧胺车间烷氧胺盐酸盐水溶液减压浓缩工序长时间超温运行未及时有效处置,釜内烷氧胺盐酸盐部分分解,导致釜内压力、温度明显升高,后物料进一步加剧分解,产生甲醇、氨气等易燃易爆物质,遇点火源引发空间爆燃。经调查,烷氧胺车间重整建设期间项目管理混乱,未按设计要求落实相关设备设施在异常状态下的45个联锁点位设置。
2020年12月19日,黑龙江某化工企业在格雷车间噻吩乙醇生产准备阶段,乳化液(甲苯和金属钠)制备过程中,由于操作人员违章操作,造成甲苯高位槽中低沸点物料噻吩和四氢呋喃窜入乳化釜,瞬间气化。乳化釜内压力急剧升高,气化物料从密封失效的人孔处高速喷出,导致瞬间闪爆,造成3人死亡、4人受伤。事故的根原因是,未按设计在乳化釜连接管道上安装安全阀、未安装温控系统,将人孔密封面结构由凹凸面改为人孔法兰为凹面和人孔盖为平面。
2021年12月13日,昆明市某石化公司发生一起随意摘除安全联锁引发的事故。该公司的渣油加氢脱硫装置由于原料泵低流量自保后,操作人员摘除加氢进料泵联锁,复位泵出口的流量调节阀和紧急切断阀,导致高压氢气窜入原料油缓冲罐发生燃爆事故。
作为装置安全运行的保护层,安全设施是在生产经营活动中用于预防、控制、减少与消除事故影响采用的设备、设施、装备及其他技术措施。《中华人民共和国安全生产法》第三十六条要求:“安全设备的设计、制造、安装、使用、检测、维修、改造和报废,应当符合国家标准或者行业标准。生产经营单位必须对安全设备进行经常性维护、保养,并定期检测,保证正常运转。生产经营单位不得关闭、破坏直接关系生产安全的监控、报警、防护、救生设备、设施,或者篡改、隐瞒、销毁其相关数据、信息。”不按照标准设计、安装或使用安全设备,停用安全设施,属于违法情形,要受到相应的法律处罚。
40年过去了,今天再回首博帕尔事故,我们应该如何从中反思,又如何保证现场安全设施符合标准要求,避免或减少事故呢?
设计是源头,是装置安全运行的前提。目前,国内仍有个别设计单位标准意识不足,出现设计图纸不符合标准要求的情况;个别企业自行设计,造成现场安全设施缺失不达标。因此,企业要按照《危险化学品生产建设项目安全风险防控指南(试行)》(应急〔2022〕52号)的要求,选择有资质的满足要求的设计机构,严格按照相关设计规范和标准开展设计,更重要的是要基于装置运行的风险,设置足够的保护层,以确保装置在运行出现异常或极端最大泄漏的情况下,能通过紧急切断、紧急泄压、紧急处置等应急措施,预防事故发生,或将事故后果控制在最小影响。
建设项目安全设施“三同时”是安全生产的重要事前保障措施,是本质安全措施,可从源头上消除事故隐患。所有新建、改建、扩建的建设项目,从可行性研究至竣工验收、投入生产和使用,都必须严格按照建设项目安全设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用的要求进行建设与管理,建设单位、施工单位、监理单位等相关方应严格依据设计文件进行施工、建造、监理和验收,确保安全设施设计的有效实施。
企业要建立安全设施管理制度,明确各类安全设施的管理职责,针对各类安全设施明确具体的管理(如检查、检修)要求。建立相应的安全设施台账,定期开展检查和维护保养。把装置内的安全设施编入设备检维修计划,定期检维修。要开展预防性维护,强化安全设施的检测、检验;开展日常检查,监控安全设施运行状况,防止失效,或故障抢修造成停用。
在企业检查经常能发现,关闭压力管道或压力容器安全阀的入口阀门,关闭储罐紧急切断阀的气源阀,停用气体检测设施等。博帕尔事故警示我们,不得随意拆除、挪用或弃置不用安全设施,不能随意摘除联锁;因检维修拆除的,在检修时应做好预案,采取应急措施,并对相关人员进行培训,检维修完毕后应立即复原。
2023年9月7日,内蒙古一家煤化工企业发生重大高压气体泄漏事故,造成10人死亡、3人受伤。事故原因之一就是压力管道日常维护保养严重缺失,擅自改变粗合成气主管道压力变送器位置;主管线与放空火炬管线连通处及就地压力表、远传压力变送器引压短节管严重堵塞,未按规定及时清理、检查并记录。装置现场安全设施的变更,要严格执行相应的变更程序,必须开展安全风险评估,规范设计,防控变更带来的风险,而不是图一时方便,随意改动,埋下祸根。
危化品企业的设备设施长期在复杂环境中使用,若管理不善,极有可能导致设备故障、装置停车,甚至发生泄漏、着火、爆炸事故。我们应吸取博帕尔事故的教训,总结设备管理的不足,确保设备能够正常、可靠运行。
来源:中国化学品安全协会
编辑:静安
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