2006年5月29日15時28分蘭州石油化工公司有機廠苯胺車間廢酸提濃單元一樓發生爆燃,過火面積112.5平方米,造成4人死亡,11人受傷的重大火災事故。
一、事故經過
2006年5月2日9時許,根據公司大檢修計劃安排,有機廠苯胺車間分單元停車,經過倒空、清洗至28日,逐步開始辦理當日檢修設備交出手續。5月29日上午甘肅臨夏興臨建安公司在廢酸提濃單元室內一樓東南角進行落水管理預制作業和建筑物維護作業,下午13:30甘肅臨夏興臨建筑安裝有限公司粉刷班安排15人在1-4層進行建筑物維護作業,14:20興臨建安公司第五分公司8人在1樓室內北側進行酸性水罐(R5104)拆除更換作業,同時維達電儀分公司2人在酸性水罐(R5104)頂部平臺拆除該罐雷達液位表,15:28一樓發生爆燃引發事故。
二、事故原因
經調查證實:維達維修五分公司在廢酸提濃單元拆除5立方米酸性水罐(R5104)過程中,松開下封頭出口管法蘭時,從該法蘭流出含苯酸性水,水中的苯在該罐圍堰內累積,達到一定濃度后擴散,在北風的作用下遇到甘肅興臨建筑工程有限公司在東南角預制落水管電焊作業,產生的明火發生瞬間爆燃。在發生瞬間爆燃時,產生的熱量將裝置一樓的電纜、門窗以及處在吊裝口建筑物維護作業,搭設在架子上的竹跳板等可燃物引燃。引燃產生的大量有毒濃煙和竹跳板等的燃燒,造成在架子四層系安全帶作業的甘肅興臨建筑工程有限公司4名粉刷工窒息死亡,廠房內1-4樓作業人員中有11人不同程度被燒傷。
三、事故分析
1、酸冷凝液(R-5104)中苯的來源分析,經查閱廢酸提濃單元流程,崗位操作方法及相關資料后,分析酸冷凝液貯罐(R-5104)中含有水、酸和部分有機物(主要是苯和硝基本苯等)!稄U酸提濃單元崗位操作法》中描述:經閃蒸罐(R5101)閃蒸分離的氣相(NXOY)及硝基苯和苯等有機物進入除霧塔(T5101),酸蒸發濃縮器(H-5102)蒸發生產的氣相也進入除霧塔(T5101),在除霧塔(T5101)中與通過冷凝液循環泵(B-5103A/B)形成的噴淋接觸,使過熱蒸汽降溫除去夾帶的酸霧滴,減少酸損失,離開除霧塔(T5101)的不凝氣(水蒸氣、NXOY及硝基苯和苯等有機物)經蒸氣冷凝冷卻器(H-5103)和蒸汽尾氣冷凝冷卻器(H-5106)冷卻,水蒸氣、部分有機物氣體和酸性氣體被冷凝后進入酸冷凝液貯罐(H-5104)。剩余的NXOY及少量硝基苯和苯等有機物氣體經液環真空泵系統(B-5105A/B)后進入尾氣吸收系統,酸冷凝液貯罐(R-5104)的酸性水,一部分至硝基苯單元中和崗位,一部分去除霧塔(T-5101)用作噴淋。原料廢酸的性質、規格中,苯的含量小于等于0.2%,硝基苯含量含量小于等于0.1%。由于上述工藝流程看出,由原料帶入的苯有部分進入酸冷凝液貯罐(R-5104)中。苯生產單元建成投產后,連續運行1年4個月,未對該單元全面檢修,本次停產檢修是裝置建成投產后的第一次。苯的密度是879.4千克每立方米,硝基苯的密度是1205千克每立方米,水的密度是1000千克每立方米,可以看出,苯比水輕,分離后在水層上面,硝基苯比水重,正常生產過程中,控制酸冷凝液貯罐(R-5104)液位在30%-70%,一般為50%左右,連續進料,連續出料。由于苯與水分離很快且較水輕,浮在水層上面,這樣分離后苯量積累增加,雖該貯罐為微負壓操作,貯罐頂部有一個DN65排氣管,能帶走部分苯蒸汽,但(R5104)補貼罐中仍屬持續增加狀態,這是造成本次事故的直接原因。
2、本次事故中泄漏苯量的估算。根據現場了解情況和相關資料,我們從以下兩個途徑估算了本次事故中泄漏苯的數量范圍。
(1)、根據雷達液位計的指示估算
R-5104規格為1600×2400的搪玻璃貯罐,公稱容積5M3,有效容積6M3。該設備采用雷達液位針指示和控制液位。設備總高度3200mm,雷達液位設置的正常值為0-3000mm,即雷達液位計指示為0時,設備底部橢圓封頭內仍有200mm液位。操作工到空廢水時按照液位計指示0后停泵,此時該系統內殘存的液體量約為: V=V1+V2
V1--罐內0位以下橢圓分頭內的體積
V2--罐底至泵進口管道中的存液,管徑DN80,總長度為8.2m.
V1=0.170m3
V2=11/4d2L=0.785×0.082×8.2=0.041m3
V=V1+V2=0.170+0.041=0.216m3
該部分液體大部分為苯,則重量為:0.216×0.8794×103=190公斤
(2)、根據苯的燃燒速度估算
根據《化工安全技術》提供的數據,苯的燃燒速度為165.37公斤/米2.小時,F場了解本次事故一樓火災燃燒時間約40分鐘(蘭州石化公司消防支隊提供)。泄露的苯聚集在R5104和B5103A/B的圍墻內,該圍堰面積為6.8×2.4=16.32m2,4臺泵基礎和R5104基礎及其它障礙物占去大部分面積,以液體過流面積2.5m2計,苯的燃燒速度為
165.37×2.5×40/60=275公斤
經以上估算分析,我們認為本次事故苯的泄露量約為200-250公斤.
3、其他幾個相關參數的估算
(1)、一層廠房達到爆炸極限下限的苯蒸汽量
一層廠房容積V=10.8×14.7=1058m3
苯在空氣中的爆炸極限為1.2-8%,蘭州地區大氣壓636mmHg,當時氣溫31度,則達到爆炸下限需要的苯蒸汽量為:
G=PV/RT×W =(636/760)×(1058×1.2%)×78\[0.082×(273+31)] =33.3Kg (2)、一層廠房泄露面積估算
一層廠房有12個窗戶,三個門,一個吊裝孔,經現場實測,泄露面積約為45.3m2.則泄露面積與廠房容積比為:
45.3/1058=0.043
符合《建筑設計防火規范》GBJ16-87(2001版)中關于容積1000m3以上建筑不小于0.03的規定。
4、廢酸提濃裝置是英國QVF公司設計并施工,于2005年1月投產,本次該單元全面檢修是裝置建成投產的第一次,外方提供的廢提濃技術資料中只有換熱器設備除垢清洗方案,沒有提供全套裝置的清洗、置換方案。酸性水罐(R5104)在倒空時用P5103泵將物料打空,在P5103泵進口倒淋閥排盡,此時DCS顯示液面指示為零液位(位號LICZA-5106)。操作工孫瑋26日從R5104放空管線斷開處用膠管水沖罐壁。盡管對該罐進行清洗倒空,但由于清洗方法不當,在罐頂上殘留少量的物料,從清洗完到交出這段時間內,罐頂上殘留的少量物料聚罐底出口管線內,在29日維達公司卸開下封頭出口管法蘭螺栓時,從法蘭口流出。
5、在廢酸土濃單元29日從1樓到四層吊裝口位置有高空作業、電焊作業、動火監護人員,
一層有拆除設備作業、一層平臺上有拆除儀表等多工種交叉作業。
6、危害辯識意識不及時,當維達公司五分公司在廢水提濃單元松開5立方米酸性水罐(R5104)下封頭出口管法蘭時,該法蘭口有液體流出。現場作業人員去當班化工班長進行辨識。由于化工班長正在污池中清理池底污泥,不能馬上到液體流出處,及時辨識,使含苯酸性水,水中的苯在該罐圍堰內累積。
上一篇:配制瀝青漆過程爆炸起火事故
下一篇:焚燒爐點火閃爆事故