萬華化學集團股份有限公司煙臺工業園“9.20”較大爆炸事故
事故經過:
1.根據大修停車計劃,2016年9月19日20時光化工序開始降負荷,光氣和DAM流量從開始的38t/h同步逐漸降低,19日23時56分光氣合成停止,光化工序不再進入光氣。0時42分DCS操作人員張振輝電話通知縮合工序DCS操作人員劉文瑤停止DAM供料,隨后關閉了DAM管線流量調節閥(沒有按操作規程規定關閉DAM管線上的遠程開關閥)。縮合工序劉文瑤接到通知后,將DAM輸送泵電機降頻至12%,轉換至自循環模式。張振輝于0時46分38秒對講機通知現場操作工安志翔關閉DAM管線手動切斷閥,并于0時46分41秒通過對講機進行了確認。
2.9月20日0時47分,DCS操作人員張振輝對講機通知現場操作工安志翔開始洗滌 2#動態DAM管線,安志翔根據操作規程打開氯苯洗滌管線上的相關手動閥門,張振輝打開DAM管線流量調節閥開始進行洗滌。1時28分,張振輝對講機通知現場操作工安志翔關閉氯苯洗滌管線上的相關手動閥門,并通過對講機與現場人員進行確認;同時,通過DCS系統關閉了DAM管線流量調節閥,2#動態DAM管線洗滌結束。
3.3時左右,張振輝通知現場操作工王希桐啟動氯苯泵,開始系統趕光氣,至7時左右,趕光氣完畢。
4.12時20分,DCS操作人員李娟發現粗M緩沖罐輸送泵出口流量低,隨即通知現場操作工邵明啟動備用粗M輸送泵運轉,但出口流量仍不足;當班班長張士闊等現場人員分析認為可能是過濾器堵塞,并安排對過濾器進行清理。12時37分,DCS操作人員李娟啟動粗M緩沖罐前道工序的氯苯脫除塔自循環,系統不再向粗M緩沖罐送液;現場操作人員邵明停止粗M緩沖罐輸送泵運轉,邵明、范開力等人開始清理過濾器。清理過程中發現堵塞物與以往不同,于13時20分取粗M緩沖罐堵塞物送裝置工藝優化中心檢測,至事故發生時尚未出具檢測報告。14時,乙班人員高新春、孫棟、柳春鵬也參與過濾器清理。
5.17時左右,清理粗M緩沖罐入口管線過程中發現有氣體冒出,現場人員懷疑可能是化學反應產生的氣體,遂將粗M緩沖罐側面排液閥打開,并停止了伴熱蒸汽,但排液閥中沒有液體放出。針對這種情況,工序主管張曉玉等組織現場人員全部集中到裝置西側道路上商討處置方案。17時20 分左右,粗M緩沖罐有氣體泄出的聲音,光化工序主管張曉玉等部分人員立即返回現場查看情況;17時22分粗M緩沖罐發生爆炸,事故發生。
直接原因:
DAM管線進料手動球閥限位板損壞導致閥門未關嚴,且儀表操作人員沒有按操作規程將DAM管線遠程開關閥關閉,造成DAM誤入反應系統,與系統中粗M反應生成縮聚脲和縮二脲。縮聚脲和縮二脲進入粗M緩沖罐,在高溫(200℃)下催化粗M自聚反應,生成碳化二亞胺(CDI)和二氧化碳(CO2)。粗M自聚產生的高粘度聚合物以及脲類物質將粗M緩沖罐出料口、進料口、兩根壓力平衡管堵塞。隨著聚合反應的持續發生,粗M緩沖罐內CO2量不斷增多,壓力逐漸升高,最終超壓爆炸。 其中,DAM管線進料手動球閥存在設計及配置缺陷、限位板損壞,致使DAM誤入系統,是導致事故發生的主要原因。該閥門為德國派潤(PERRIN)特殊閥門有限公司生產,從投入使用至今開關次數不超過10次。當時盡管現場操作人員已按指令關閉閥門,但實際上該閥門球體未處于完全關閉狀態;事故后現場勘察發現該閥門的限位板已損壞,調查確認該閥門限位板、閥桿的設計及配置是不正確的,是造成限位板損壞的主要原因,日常使用和維護保養沒有明顯失誤。
間接(管理)原因:
1.工藝管理不到位。操作規程中規定停車時應關閉遠程切斷閥,但實際操作中將遠程切斷閥作為緊急切斷閥使用,停車操作時僅關閉流量調節閥和現場手動切斷閥;當班班長、工序主管、工藝工程師、裝置經理等各級管理人員均未糾正儀表操作工未按操作規程關閉遠程切斷閥的行為。 2.生產異常情況處置不得當。操作人員及生產管理人員均未能及時發現系統溫度、液位、流量等參數異常;在對粗M緩沖罐異常情況處置過程中,現場人員發現本次異常與以往不同,未意識到可能存在的風險,未及時向有關部門報告,未停止作業、撤離人員。 3.不了解脲類物質對MDI縮聚的催化機理。本次事故之前,事故單位未對脲類物質對MDI縮聚的催化機理進行過科學研究,各級人員均不知道相關反應機理,無法預見DAM誤入系統導致脲類催化MDI自聚反應引發的嚴重后果。 企業相關人員無法預見脲類催化MDI自聚反應可能引發的嚴重后果,是造成事故的另一主要原因。事故罐中的粗M不燃不爆無毒,能發生少量自聚,自聚是非常輕微的。本次事故之前,關于脲類物質對MDI縮聚的催化機理,國內外資料文獻均未見有關報道,國內外也無類似事故。本次事故后,事故調查組委托國家聚氨酯技術研究中心對粗M自聚反應機理進行了深入反復的科學實驗,實驗證明DAM與MDI反應生成縮聚脲類物質,脲類物質和MDI反應生成縮二脲類物質,脲基對MDI縮聚具有催化作用,溫度越高催化作用越明顯。
應急救援:
事故發生后,萬華化學集團股份有限公司裝置人員立即展開現場應急處置,并向工業園區醫療中心、調度中心、消防隊、安保等報警。工業園調度中心立即按規定啟動應急預案,公司副總裁劉博學、陳毅峰、煙臺工業園生產總監白海濤以及專職消防隊等各相關應急人員相繼趕到現場,全力展開救援。對現場進行多次認真排查,確認現場受傷人員為8人,全部送往醫院,其中4人經搶救無效先后死亡。環境監測組對裝置周邊進行持續監測,事故未對周邊環境產生污染。18時左右,陳毅峰副總裁向煙臺市安監局進行了電話報告。 接到事故報告后,煙臺市長張永霞同志、常務副市長于愛軍同志,煙臺市委常委、開發區工委書記、管委主任王曰義同志等領導以及市、區兩級安監、公安、衛生、環保等各相關部門負責人等均立即趕到事故現場,協調指揮應急處置、現場監測、人員救治和善后處理工作。
防范措施:
(一)責令停產整頓,全面排查整治隱患。事故發生后,已經暫扣萬華化學集團股份有限公司安全生產許可證,責令企業MDI生產系統全線停產整頓,全面深入開展安全隱患排查整治工作,每道工序、逐臺設備進行排查,確保排查率100%,隱患整改率100%。排查整治后,經有關監管部門驗收合格方可恢復生產。 (二)嚴格工藝紀律管理。進一步細化各工藝操作規程,要細化停車(退料)操作上下游工序的相互銜接,明確操作步驟、時間、流量、液位、溫度、壓力等工藝控制指標并嚴格落實確認制度;編制開停車方案、標準操作程序(SOP)時,應進一步細化操作步驟,嚴禁違反或簡化操作。操作人員應嚴格執行操作規程,對重要和風險高的操作要實行確認制;加強工藝紀律檢查,及時發現并嚴肅處理違反操作規程的行為。 (三)加強異常情況和開停車作業管理。進一步修訂生產異常應急處置操作法,慎重對待生產過程中的異常情況,當工藝參數出現偏離時必須及時分析原因并采取措施,保證工藝參數不超出安全限值;設備、設施等發生異常情況應及時采取有效措施,并及時按程序報告有關管理人員,協調有關崗位及時處理。同時,要嚴格開停車作業管理,要嚴格按照相關要求開展開停車危險與可操作性分析,強化風險排查和管控,及時消除各類隱患。根據風險分析的結果,明確相應的預防和控制措施,制訂詳細開停車(退料)方案,開停車方案應經萬華工業園分管工藝、技術部門和領導審批。制定開停車異常情況處置報告制度,進一步加強對異常情況辨識、報告、分析、研判、處置管理。對特殊異常情況,特別是以往未發生過的異常情況在進行認真分析研判的同時,必須及時逐級上報直至公司分管領導。 (四)加強閥門等安全部件的全程管理,提高生產工藝、設備本質安全水平。從選擇供應商、采購、驗收入庫、安裝、使用、日常維護保養等全過程,加強閥門等部件的安全管理,確保完好有效;使用中,對于一條管線的多個閥門要明確開關順序,建立實行重要閥門開關確認制度,確保規范操作。進一步提高生產工藝自動化控制水平,減少生產過程中的人為操作,特別是提高停車(退料)過程聯鎖控制水平,減少人為操作失誤;建議在氯苯清洗管線設置獨立流量計。 (五)進一步加強MDI生產的反應機理研究。萬華化學集團股份有限公司要進一步組織專業技術人員加強對生產過程中各反應機理的研究,尤其是針對MDI自身縮聚反應的特性,研究造成MDI自身縮聚反應的各種反應條件,以及對縮聚反應可能具有催化作用的物質和物質產生來源,將有關研究結果納入生產技術文件中,進一步優化工藝參數和操作規程,采取可靠措施確保工藝安全。 (六)舉一反三,全面加強危險化學品行業安全生產工作。市區兩級政府(管委)及相關部門要切實吸取教訓,舉一反三,在全市范圍內,采取切實有效措施加強安全生產工作,尤其是強化化工企業開停車管理。同時,按要求加快推進風險管理體系和隱患排查體系“兩個體系”建設,督導企業全面深入開展風險管控和隱患排查工作,切實提高風險防范能力,減少或杜絕事故發生。