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ppt " " 化工生产事故典型案例分析 " "田文德 副教授,博士 青岛科技大学化工学院 山东化学化工学会 化工安全专业委员会委员 Tel: 0532-84022026 Email: tianwd@qust.edu.cn " "2" "目录" "1. 化工安全的特点 1.1 化工生产的特点 1.2 化工事故发生的特点 1.3 事故致因理论 2. 典型事故原因分析 2.1 事故处置不当 2.2 人员安全防范意识淡化 2.3 装置的本质安全性差 2.4 违章操作 2.5 疏于管理 2.6 工艺改造方法不当 " "3" "参考书目" "4" "1. 化工安全的特点" "1.1 化工生产的特点 生产装置大型化 目前,世界各国的化工生产装置规模越来越向大型化发展。例如,我国乙烯装置规模已达45万吨/年以上,涤纶生产装置规模已达48万吨/年以上,合成氨生产装置已达35万吨/年以上的规模,炼油生产装置的年加工能力已达500万吨以上。通过挖潜和技术改造,生产装置还会向更大的规模发展。" "5" "1.1 化工生产的特点" "具有高度的连续性 化工生产是一个连续的生产过程,装置开车投产后将不间断地投料,不间断地得到产品,各工序之间一环紧扣一环,紧密相联,互相制约,具有高度的连续性。如果一个工序或者一台设备发生故障,就会造成装置的停车甚至会发生重大事故。 " "6" "1.1 化工生产的特点" "生产物料的危险性大 化工生产过程中所使用的原材料、辅助材料、半成品和成品,绝大多数属于易燃、可燃物质,一旦泄漏,易形成爆炸性混合物发生燃烧、爆炸。 " "7" "生产过程自动化程度高 随着科学技术的发展,加之化工生产本身特殊性的需要,化工生产装置大量采用了先进技术,如自动控制、安全联锁、信号报警装置和电视监视及显示等。其中,应用于生产过程的集散控制系统(DCS)已成为企业生产的重要硬件设施,其运行状况直接影响着企业的安全生产和经济效益。 " "1.1 化工生产的特点" "8" "1.1 化工生产的特点" "所谓安全生产,就是为了使生产过程在符合物质条件和工作秩序下进行,防止发生人身伤亡和财产损失等生产事故,消除或控制危险、有害因素,保障人身安全与健康、设备和设施免受损坏、环境免遭破坏的总称。 " "1993-2003年我国化工企业事故统计图 " "9" "1.2 化工事故发生的特点" "事故的因果性 事故的起因乃是它和其他事务相联系的一种形式。事故是相互联系的诸原因的结果,它和其他现象有着直接或间接的联系。 给人造成直接伤害的原因(或物体)是比较容易掌握的。然而,要寻找出究竟为何种原因,又是经过何种过程而造成这样的结果,却非易事。因此,在制定预防措施时,应尽最大努力掌握造成事故的直接和间接的原因,深入剖析其根源,防止同类事故重演。 " "10" "事故的因果性 " " 2005年11月,我国中石油吉化双苯厂大爆炸,造成多人死亡,几十人受伤,数万人转移撤离,导致松花江水体受到严重污染,哈尔滨市全城及其它许多地方停水、断水。 " "1.2 化工事故发生的特点" "11" "1.2 化工事故发生的特点" "直接原因:停车时操作工疏忽大意,未将应关闭的阀门及时关闭,误操作导致进料系统长时间超温引起爆裂。 间接原因:(1)管理不科学; (2)设备老化; (3)工业布局不合理。" "12" "1.2 化工事故发生的特点" "事故的偶然性、必然性和规律性 从本质上讲,伤亡事故属于在一定条件下可能发生,也可能不发生的随机事件。 事故的发生包含着所谓偶然因素。事故的偶然因素是客观存在的,与我们是否明了现象的原因全不相干。化工生产中,正常生产活动时发生事故,造成死亡的占因工死亡总数的66.7%,而非正常生产活动时仅占12%。 " "13" "1.2 化工事故发生的特点" "事故的偶然性、必然性和规律性 偶然因素包括: (1)化工生产中有许多副反应发生,有些机理尚不完全清楚。而有些则是在危险边缘(如爆炸极限)附近进行生产的,生产条件稍一波动就会发生严重事故。 案例:1997年7月初,山东省某炼油厂与某市东风化工厂就硝酸异辛酯中试进行了洽谈。此后的一个月中,东风化工厂小试和扩大试验都比较成功。1998年10月27日,该产品正式投料试车。11月6日22时46分发生了硝酸异辛酯化釜爆炸,釜盖飞出,釜体坠落到一楼地面,3层的主厂房中第2层、3层坍塌了3/4。当班的5名工人中,重伤1人,4人不治身亡,直接经济损失47.5万元。 " "14" "1.2 化工事故发生的特点" "事故的偶然性、必然性和规律性 偶然因素包括: (2)化工工艺中影响各种参数的干扰因素很多,设定的参数很容易发生偏移,而参数的偏移也是事故的根源之一。即使在自动调节过程中也会产生失调或失控现象,而人工调节更易发生事故。 案例:2003年3月6日,某氯碱厂由于农药分厂设备突然停车,导致氯气压力由0.2MPa很快升到了0.28MPa,导致该厂盐酸石墨合成炉内氢气压力对应增值0.065MPa。操作工请示班长停车后,错误地先关闭氯气阀门再关闭氢气阀门,导致大量氢气进入炉内,发生爆炸。炉内胆被炸碎。 " "15" "1.2 化工事故发生的特点" "事故的偶然性、必然性和规律性 偶然因素包括: (3)由于人的素质或人机工程设计欠佳,往往会造成误操作,如看错仪表、开错阀门等。特别是现代化的生产中,人是通过控制台进行操作的,发生误操作的机会更多。 案例:1997年6月27日,北京某化工厂在从铁路罐车卸轻柴油时,由于操作工开错阀门,使轻柴油进入了满载的石脑油A罐,导致石脑油从罐顶大量溢出,在扩散过程中遇到明火爆炸,继而引起罐区内乙烯罐等其他罐的爆炸和燃烧。 " "16" "1.2 化工事故发生的特点" "事故的偶然性、必然性和规律性 事故是由于客观某种不安全因素的存在,随时间进程产生某些意外情况而显现出的一种现象。因它或多或少地含有偶然的本质,故不易决定它所有的规律。但在一定范畴内,用一定的科学仪器或手段,却可以找出近似的规律,从外部和表面上的联系,找出内部的决定性的主要关系。 案例:1997年7月1日,山东某化工研究所实验车间原料工段1号环氧乙烷储罐因氮气中混有氨,发生了剧烈的化学反应,严重超温超压。幸亏该研究所所长经过目视和触摸,根据经验及时发现了危险,处理比较及时,才避免了储罐爆炸,但储罐已完全报废,直接经济损失数万元。" "17" "1.2 化工事故发生的特点" "事故的潜在性、再现性和预测性 事故往往是突然发生的。然而导致事故发生的因素,即“隐患或潜在危险”是早就存在,只是未被发现或未受到重视而已。随着时间的推移,一旦条件成熟,就会显现而酿成事故,这就是事故的潜在性。 案例:2003年5月19日,黑龙江省某焦化厂加工车间,李某和张某分工合作向酸化釜加酸。李某在釜顶平台接应,张某在釜下通过定滑轮向釜顶平台搬运40kg塑料桶装浓硫酸。当酸桶接近平台时,桶的提梁突然断裂,98%的浓硫酸从桶中喷溅而出,造成李某脚部轻度灼伤。" "18" "1.2 化工事故发生的特点" "事故的潜在性、再现性和预测性 事故一经发生,就称为过去。时间一去不复返,完全相同的事故不会再次显现。然而没有真正地了解事故发生的原因,并采取有限措施去消除这些原因,就会再次出现类似的事故。应当致力于消除这种事故的再现性,这是能够做到的。 人们根据对过去事故分析所积累的经验和知识,以及对事故规律的认识,并使用科学的方法和手段,可以对未来可能发生的事故进行预测。事故预测就是在认识事故发生规律的基础上,充分了解、掌握各种可能导致事故发生的危险因素以及它们的因果关系,推断它们发展演变的状况和可能发生的后果。事故预测的目的在于识别和控制危险,预先采取措施,最大限度地减少事故发生的可能性。" "19" "1.3 事故致因理论" " 伤亡事故致因理论是探讨事故发生、发展规律,研究事故始末过程,揭示事故本质的理论。它研究的目的是指导事故预防和防止同类事故重演。目前已成为安全科学的一个基础研究领域。 事故致因理论促进了伤亡事故发生、发展过程的模型化发展,伤亡事故模型是事故分析和预测的基础。" "20" "1.3 事故致因理论" "轨迹交叉理论 设备故障(或物的不安全状态)与人的失误,两事件链的轨迹交叉而构成事故。若是消除了生产设备本质上的事故隐患,以及人的不安全行为,则人与物两个事件链的连锁就会中断,人与物两事件的运动轨迹不能交叉,危险就不会出现,即可达到安全生产。" "21" "1.3 事故致因理论" "轨迹交叉理论 轨迹交叉理论反映了绝大多数事故的情况。在实际生产过程中,只有少量的事故仅仅由人的不安全行为或物的不安全状态引起,绝大多数的事故是与二者同时相关的。例如,日本劳动省通过对50万起工伤事故的调查发现,只有约4%的事故与人的不安全行为无关,只有约9%的事故与物的不安全状态无关。 案例:1995年10月1日,某集团有限公司污水处理站在对清水池进行清理时,发生硫化氢中毒,死亡3人。在清水池内积聚大量超标的硫化氢气体而又未做排放处理的情况下,清理工未使用切实有效的防护用具,贸然进入池内作业,引起硫化氢气体中毒,时事故发生的直接原因。" "22" "1.3 事故致因理论" "海因里希连锁反应论 事故的发生是一连串事件在一定顺序下发生连锁反应的结果。它将事故原因分为五个方面:社会环境和管理欠缺,人的判断失误,人的不安全行为或设备、物质潜在的危害和故障,发生事故,人体受到伤害或设备受到损失。这五个方面是按照先后顺序发生的。 企业事故预防工作的中心就是防止人的不安全行为,消除机械的或物质的不安全状态,中断事故连锁的进程而避免事故的发生。" "23" "1.3 事故致因理论" "海因里希连锁反应论 案例:2005年3月2日,某公司聚氯乙烯分厂聚合车间的操作工张某和徒弟张某联系碱站往碱槽中打入5m3的碱液。大约过了十几分钟,张某见碱槽快满了,就叫徒弟张某关闭碱槽进口阀门。徒弟张某在关闭阀门的时候,没有联系确认停泵,造成管道憋压,阀门上垫片突然破裂,大量的碱液喷出。因配出的位置刚好与视线平行,徒弟张某的眼睛被喷中,动弹不得。 整改措施:(1)在阀门、法兰处增设挡板。 (2)降低碱槽进口阀高度,并在阀门前增设压力表。" "24" "1.3 事故致因理论" "扰动起源事故理论 任何事故当它处于萌芽状态时,就有某种扰动,即起源事件。事故形成过程是一组自觉的或不自觉的,指向某种预期的或不测结果的,而且是相继出现的事件链。相继事件过程是在一种自动调节的动态平衡中进行的。如果行为者行为(可以是发生的任何事、运动故障、观察或决策)得当或物受力适中,就可维持能流稳定而不偏离,便可安全地生产。反之,如果行为者行为不当或发生故障,则对上述平衡产生扰动,就会破坏和结束自动动态平衡而开始事故的进程,导致终了事件——伤害或损坏。这种伤害或损坏又会依次引起其他变化或能量释放。所以,该理论认为事故是从相继事件过程中的扰动开始,最后以伤害或损坏而告终。这可称之为“P理论”(Perturbation理论)。" "25" "1.3 事故致因理论" "扰动起源事故理论 案例:2002年10月9日9时,某化工股份有限公司氯碱分厂液氯充装现场,突然从氯压机房内冒出大量氯气,现场人员立即带上防毒面具,及时关闭各个正在充装的液氯钢瓶阀门,然后报告了公司应急救援人员。公司迅速组织现场人员抢险。首先,使用2台氯气抽消器对泄露的氯气进行吸收,然后组织3名应急人员穿上防护服并佩戴空气呼吸器进入泄露现场,查明泄露原因后,对泄露点进行堵漏,避免了事故的进一步恶化。10时,现场恢复正常生产。" "26" "1.3 事故致因理论" "能量意外转移理论 事故是一种不正常的或不希望的能量释放并转移于人体的过程。 人类在利用能量的同时必须采取措施控制能量,使能量按照人们的意图产生、转换和做功。如果由于某种原因失去了对能量的控制,就会发生能量违背人的意志的意外释放或逸出,使进行中的活动中止而发生事故。如果事故时意外释放的能量作用于人体,并且能量的作用超过了人体的承受能力,则将造成人员伤害;如果意外释放的能量作用于设备、建筑物、物体等,并且能量的作用超过来它们的抵抗能力,则将造成设备、建筑物、物体的损坏。" "27" "1.3 事故致因理论" "能量意外转移理论 " "28" "1.3 事故致因理论" "能量意外转移理论 案例:1993年年底,上海市青浦县盈中乡创新村某打火机厂,以“试生产”的名义承接了上海某打火机厂25万只一次性气体打火机的生产业务。该厂房为2层楼房,楼上是办公室,楼下是车间,其面积约为50m2,中间用玻璃隔为2间,一间为装配间,一间为检验室。1月8日,在返修漏气的打火机时,由于天气寒冷,车间门窗紧闭。根据估算,到出事时为止,当天至少修理了15000余只打火机。12时15分左右,车间突然爆炸,房屋随之倒塌并起火,造成楼下14人及楼上3人死亡、3人受伤的特大事故。 " "29" "1.3 事故致因理论" "系统安全观点理论 系统中存在危险源是事故发生的根本原因。系统中存在两类危险源,一是可能发生意外释放的能量和危险物质;二是能量和危险物质约束或限制措施破坏或失效的各种因素。 一起事故的发生是两类危险源共同起作用的结果。第一类危险源的存在是事故发生的前提,没有第一类危险源就谈不上能量或危险物质的意外释放,也就无所谓事故。另一方面,如果没有第二类危险源破坏对第一类危险源的控制,也不会发生能量或危险物质的意外释放。所以,第二类危险源的出现是第一类危险源导致事故的必要条件。 在企业的实际事故预防工作中,第一类危险源客观上已经存在并且在设计、建造时已经采取了必要的控制措施,因此事故预防工作的重点乃是第二类危险源的控制问题,包括对人的失误、物的故障和外部事件进行控制。 " "30" "1.3 事故致因理论" "系统安全观点理论 案例:1999年9月6日,某造纸印刷包装集团公司污水处理分厂职工刘某,发现抽水泵堵塞。经汇报后,刘某到维修车间找到班长曹某。曹某下到污水池底清理,刘某和另一名职工陈某在池上边观看。曹某突然昏倒在池里,陈某见状大声呼喊“快救人”。为了救曹某,先后有5人下到池内,并相继昏倒。最后,职工刘某急忙带上一个防毒面具,用绳子先后将池内人拉了上来。经抢救,除1人脱险外,其余4人经抢救无效死亡。 " "31" "2. 典型事故原因分析" "从思想上加强安全意识" "实行科学管理" "重视科学技术" "" "" "32" "2. 典型事故原因分析" "33" "2. 典型事故原因分析" "2.1 事故处置不当 案例:2004年4月15日,某化工厂氯氢分厂冷冻工段液化岗位1号氯冷凝器发生氯气管腐蚀穿孔,导致含有一定铵的冷冻盐水进入氯气液化系统,铵与氯气发生反应生成极易分解爆炸的NCl3。16日,氯气液化系统的排污罐因NCl3过量而发生首次爆炸,数厘米厚的排污罐炸出十几米远,成了喇叭状。此后,全长停车,并启动了化学事故应急救援预案。但是,在排险过程中,有关人员为了加快氯气处理速度,擅自对液氯储槽进行抽吸处理,结果搅拌和振动了储槽中的NCl3,导致3个液氯储槽的连续爆炸,致使9人死亡。" "34" "2. 典型事故原因分析" "2.2 人员安全防范意识淡化 案例:2003年8月9日,淄博市临淄区某化工企业操作工王某,在未佩戴防护面罩的情况下,清理醇酸树酯反应罐内残渣,约10min后感到头晕、恶心,出罐休息5min,症状好转后进罐继续工作。约15min后眩晕、乏力、站立不稳,随即意识丧失。李某发现后立即将其托出罐外,出罐后李某也出现头晕、乏力、恶心、步态蹒跚现象。厂方立即将他们送入齐鲁石化中心医院进行抢救,确诊为急性甲苯中毒。" "35" "2. 典型事故原因分析" "2.3 装置的本质安全性差 本质安全的工厂,依靠化学和物理学来预防事故,而不是依靠控制系统、联锁和冗长而特殊的操作程序来预防事故。 一般情况下,过程的安全依赖于多层次的保护。第一层保护是过程设计特征,接下来的层次包括控制系统、联锁、安全切断系统、保护系统、警报和应急反应计划。本质安全是所有保护层次的一部分,直接面向过程设计特征。预防事故的最好方法就是增加过程设计的安全特征来防止危险情形。" "36" "2. 典型事故原因分析" "2.3 装置的本质安全性差 案例:1994年6月24日,四川自贡某化工公司综合楼外的氢气管产生两处锈蚀,发生泄漏。由于氢气管埋于地下,又从地沟上铺过,氢气窜入地沟,在综合楼段地沟中大量积聚。在氢气沿地沟中电缆管进入底楼房间的电源插座箱中后,达到爆炸范围。当开合电源插座箱的开关时,产生电火花,引爆混合气体,发生剧烈爆炸,导致4人死亡,多人受伤。" "37" "2. 典型事故原因分析" "2.3 装置的本质安全性差 案例:1984年在印度博帕尔市发生的美国联合碳化公司农药厂45吨甲基异氰酸酯几乎全部泄漏,共造成约2万人死亡,20多万人中毒,5万人失明,10万人终身残疾。全厂被毁,遗址几十年内无法用于任何用途。" "38" "2. 典型事故原因分析" "2.4 违章操作 案例:1996年11月11日,张家界市某乡化工厂盛装浓硫酸的2#储罐,因腐蚀发生渗漏。该厂技术副厂长安排人员将2#储罐内的浓硫酸移至其他储罐,在既没制订动火方案报批,也未对储罐进行置换分析的情况下,便通知机修班准备焊补。当焊补工作接近结束时,发生爆炸。爆炸产生的巨大能量将储罐锥形顶盖从焊缝处撕裂后抛落至离储罐8m远的围墙边,爆炸震碎了该厂40%的车间窗户玻璃,2名焊工被爆炸时溅出的浓硫酸灼伤。" "39" "2. 典型事故原因分析" "2.5 疏于管理 案例:1999年9月30日,淄博市某化工厂内冒出一阵阵呛人的白烟,发现是一只早已不用的氯磺酸储罐发生泄漏。职工找来木片临时堵漏,反而使泄漏部位扩大。职工又接管道,用真空将物料抽到一槽车内,但因抽料速度较慢,白色烟雾继续扩散。后来又用石灰和砂土填到储罐底部和周围,直至高于泄漏点,使石灰和砂土将泄漏的物质吸收掉。泄漏持续4个多小时,估计泄漏2t多物料,所幸没有人员中毒和受伤情况发生。" "40" "2. 典型事故原因分析" "2.6 工艺改造方法不当 案例:1980年6月30日,金华某化工厂的黄磷酸新工艺,在没有经过小试、中试的情况下直接移交生产。结果黄磷在浓硫酸中清洗时发生放热反应,黄磷酸洗锅在生产中发生爆炸,炸塌厂房300平方米,五硫化二磷车间全部被毁,全厂停产。此次事故中,死亡8人,伤9人,直接经济损失30万余元,产值损失达73万余元。" "41" "课题组情况" "本课题组已获得如下资助: 教育部留学回国人员科研启动基金(2005-29) 山东省优秀中青年科学家科研奖励基金(2006BS05005) 山东省自然科学基金(ZR2009BM033) 企业资助项目6项 发表研究论文9篇 出版专著1部 " "42" "讲座结束,请指正!