凌晨突发！化工厂爆炸致6人丧生！
凌晨突发！化工厂爆炸致6人丧生！
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让安全成为一种价值观！
根据央视新闻报道， 当地时间4月11日凌晨3点，位于印度古吉拉特邦巴鲁克区一家化工厂发生爆炸， 导致6名工人丧生。
事故发生在距离艾哈迈达巴德市约235公里的一个工业区。当地警察说，6名受害者当时在反应炉附近工作，在 溶剂蒸馏的作业过程中突然发生爆炸 。
化工企业反应釜爆炸事故
为何多发？如何预防？
化工生产过程特点
化工产品品种繁多，有无机化合物、有机化合物、聚合物以及其复合物，生产过程有很多共同特点：
一是大多以间歇方式小批量生产。生产流程较长，规模小，自动化水平不高。
二是精细化工生产过程涉及操作单元多。如物料输送、加热、反应、反应釜中取样分析、精（蒸）馏、冷却、萃取、结晶、重结晶、过滤（离心）、干燥、包装等，且一个反应釜可能存在两个及两个以上的单元操作。
三是使用易燃易爆、有毒有害溶剂品种多。如甲苯、甲醇、四氢呋喃、正己烷、二氯乙烷等。
四是大量使用引发剂，如甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钾、氨化钠、偶氮二异丁氰等。
五是对原料纯度要求高，杂质不仅影响目的产品收率，而且增加反应过程的安全风险。
六是生产过程中大量使用腐蚀性强的酸碱，如盐酸、硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾等。
七是因原辅料存在腐蚀性，生产设备绝大多数为内衬搪瓷，使用非金属管道或带内衬的金属管道，产生的静电不易消除。
八是精细化工产业发展快，保密程度高，反应机理、风险不为人所熟知，且部分企业从业人员素质相对较低。
其中，精细化工反应过程中热量的意外释放容易造成反应釜爆炸起火。
反应釜爆炸原因及预防措施
化工的生产特点决定了反应釜在生产运行过程中始终处于某种不稳定状态，当不稳定状态达到临界时，若处理不当或处理不及时，反应釜就可能发生爆炸。反应釜发生爆炸的原因多，通常是多种原因相互叠加作用的结果。根据其直接原因，可以大致 分为以下六种：
01
反应失控
硝化、氧化、氯化、聚合等均为强放热反应，若加料速率过快或突遇停电、停水，易造成反应热蓄积，反应釜内温度、压力急剧上升导致发生爆炸。
案例一
2017年7月，江西省九江市彭泽县矶山工业园区某化工公司，事故发生时冷却失效，且安全联锁装置被企业违规停用，大量反应热无法通过冷却介质移除，体系温度不断升高；反应产物对硝基苯胺在高温下发生分解，导致体系温度、压力极速升高，高压反应釜发生爆炸。
案例二
2020年2月，山东先达农化股份有限公司全资子公司辽宁先达农业科学有限公司发生爆炸事故，造成5人死亡，10人受伤，直接经济损失约1200万元。事故的直接原因为：烯草酮工段一操未对物料进行复核确认、二操错误地将丙酰三酮与氯代胺同时加入到氯代胺储罐V1428内，导致丙酰三酮和氯代胺在储罐内发生反应，放热并积累热量，物料温度逐渐升高，反应放热速率逐渐加快，最终导致物料分解、爆炸。
预防措施
遵守操作规程，通过控制温度与加料速度来控制反应速度；加强对工程技术措施的检查，如报警、联锁、SIS系统是否完好在用；保证生产过程中公辅工程（水、电、气、汽）运行稳定；根据工艺危险度等级完善控制措施。
02
静电
精细化工生产过程中，始终伴随着各种相态（气、液、固）的物料加入、搅拌、升温、冷却、取样、中和、精（蒸）馏、真空、破真空、物料转移、过滤、烘干、包装等操作工序，物料间相对运动产生静电，引发事故可能是最多的。
案例三
2013年3月，安徽某企业操作人员按操作过程结束了反应釜乙醇蒸馏，关闭去真空阀门，停真空机组，开始降温，同时使用空气破真空。空气在快速进入密闭真空状态下的反应釜内因摩擦产生静电火花引起化学爆炸，反应釜釜盖同釜体脱离炸飞，管道拉断，部分屋顶受损，造成当班一名操作人员轻伤。所幸之处是由于爆炸后冷却水管道拉断，现场形成水幕，未酿成火灾。
案例四
2017年12月，江苏省连云港市聚鑫生物公司间二氯苯生产装置发生爆炸事故，导致装置所在的四车间和相邻的六车间坍塌，造成10人死亡、1人轻伤。事故的直接原因是：尾气处理系统的氮氧化物（夹带硫酸）串入保温釜，与釜内物料发生化学反应，持续放热升温，并释放氮氧化物气体，使用压缩空气压料时，高温物料与空气接触，反应加剧，紧急卸压放空时，遇静电火花燃烧，釜内压力骤升，物料大量喷出，与釜外空气形成爆炸性混合物，遇火源发生爆炸。
预防措施
严禁使用真空或空气压送物料，严禁使用机泵及金属（或有导静电措施）管道输送可燃液体；使用氮气破真空；存在可燃液体的反应釜设置氮封。
03
物料互串或加错物料
案例五
2014年7月，云南省曲靖众一合成化工有限公司合成一厂一车间氯苯回收系统发生爆燃事故，造成3人死亡，4人受伤，直接经济损失560万元。事故的直接原因：氯苯回收塔塔底的AO-导热油换热器内漏，管程高温导热油泄漏进入壳程中与氯苯残液混合，进入氯苯回收塔致塔内温度升高，残液气化压力急剧上升导致氯苯回收塔爆炸和燃烧。
案例六
2018年7月，四川省宜宾恒达科技有限公司发生重大爆炸事故，造成19人死亡，12人受伤，直接经济损失4142余万元。直接原因是恒达科技公司在咪草烟生产过程中，操作人员将无包装标识的氯酸钠当作丁酰胺，补充投入到R301釜中进行脱水操作。在搅拌状态下，丁酰胺-氯酸钠混合物形成具有迅速爆燃能力的爆炸体系，开启蒸汽加热后，丁酰胺-氯酸钠混合物的BAM摩擦及撞击感度随着釜内温度升高而升高，在物料之间、物料与釜内附件和内壁相互撞击、摩擦下，引起釜内的丁酰胺-氯酸钠混合物发生化学爆炸，爆炸导致釜体解体；随釜体解体过程冲出的高温甲苯蒸气，迅速与外部空气形成爆炸性混合物并产生二次爆炸，同时引起车间现场存放的氯酸钠、甲苯与甲醇等物料殉爆殉燃和二车间、三车间着火燃烧，进一步扩大了事故后果，造成重大人员伤亡和财产损失。
预防措施
定期对设备进行检查；分析物料互串对系统可能产生的影响，并落实合理措施；加强危险化学品出入库、标志标识、标签管理，加强对员工的操作技能培训。
04
物料分解爆炸
精细化工企业常见的操作就是反应完成之后，该反应釜又当蒸馏釜使用，将其溶剂进行蒸馏回收套用，若产物受热分解，且未有效控制操作温度，可能会造成物料分解爆炸。
案例七
2006年7月，江苏省盐城市射阳县盐城氟源化工有限公司临海分公司1号厂房氯化反应塔发生爆炸，造成22人死亡，3人重伤，26人轻伤。事故的直接原因是在氯化反应塔冷凝器无冷却水、塔顶没有产品流出的情况下没有立即停车，而是错误地继续加热升温，使物料（2，4-二硝基氟苯）长时间处于高温状态，最终导致其分解爆炸。
预防措施
收集物料的热稳定性资料并利用；制定异常工况的应急处置措施；针对物料特性，完善控制措施。
05
设备缺陷
设备完好是企业安全生产的物质基础。
案例八
2005年7月，江苏省无锡市胡埭精细化工厂在六氯环戊二烯试生产过程中，双环戊二烯裂解釜发生爆炸，事故造成9人死亡，3人受伤。事故的直接原因是在六氯环戊二烯生产过程的裂解反应阶段，由于双环戊二烯裂解器制造质量存在严重缺陷，下端的管板与壳体法兰连接的角焊缝开裂，导致裂解器的加热载体-熔盐流入到双环戊二烯裂解釜中。熔盐中含有55%的强氧化剂硝酸钾，与裂解釜中的双环戊二烯等有机物发生剧烈化学反应，导致裂解釜爆炸。
预防措施
做好设备全生产周期管理，尤其是高温高压设备的入厂检查；通过工艺参数的变化预判设备使用情况；制定异常工况的应急处置措施。
06
杂质引起爆炸
杂质是相对目的产物或主要成分而言，它本身就具有爆炸性（如多硝基化合物），积累（浓缩）到一定浓度后就可能发生爆炸。杂质存在，还会加速其他物料的分解，如蒽醌法双氧水生产过程中，工作液的加氢反应是在碱性条件下进行，而氢化液的氧化反应以及双氧水的萃取又必须在酸性条件下进行。如果氧化液呈碱性，双氧水会发生分解而酿成事故。
案例九
2021年10月，江苏淮安市工业园区某企业的双氧水装置因工作液的酸碱度控制不当发生爆炸。
案例十
2012年8月，山东国金化工厂双氧水车间发生爆炸事故，造成3人死亡、7人受伤，直接经济损失约750万元。事故的直接原因是：钯催化剂及白土床中氧化铝粉末随氢化液进入到氧化塔中，引起双氧水分解，使塔内压力、温度升高。紧急停车后，未采取排料、泄压等应急措施，高温、高压导致氧化塔上塔爆炸。
预防措施
收集化学品的危险特性信息，根据其特性确定使用、储存条件；加强工艺过程参数监测；制定异常工况的应急处置措施。
2017年6月5日凌晨1时左右，临沂市金誉石化有限公司储运部装卸区的一辆液化石油气运输罐车在卸车作业过程中发生液化气泄漏，引起重大爆炸着火事故，造成10人死亡，9人受伤，直接经济损失4468万元。调查报告显示，间接原因之一为企业事故应急管理不到位。未依法建立专门应急救援组织，应急装备、器材和物资配备不足，预案编制不规范，针对性和实用性差，未根据装卸区风险特点开展应急演练，应急教育培训不到位，实战处置能力不高。出现泄漏险情时，现场人员未能及时关闭泄漏罐车紧急切断阀和球阀，未及时组织人员撤离，致使泄漏持续2分多钟直至遇到点火源发生爆燃，造成重大人员伤亡。
通过事故现场录像回放可以很清晰的看出，出现泄漏以后，现场人员已不能靠近设备本体，无法处置泄漏情况。在《石油化工企业设计防火标准（2018版）》（GB 50160-2008）第6.4.1条对可燃液体、液化烃的装卸设置进行规定“4. 在距装车栈台边缘10m以外的可燃液体（润滑油除外）输入管道上应设便于操作的紧急切断阀”。如若当时设置可现场操作的紧急切断阀，结合岗位人员的正确处置，完全可以避免事故的发生。
紧急切断阀的选型与设置要求
01
紧急切断阀的定义
关于紧急切断阀的定义，目前在标准规范中，有以下几个标准规范对紧急切断阀这个术语进行了定义，如：
《液化气体设备用紧急切断阀》（GB/T 22653-2008）第3.1条“紧急切断阀：安装在槽车、罐式集装箱、储罐或管道上，应急状况下，可手动或自动快速关闭的阀门”。
《低温介质用紧急切断阀》（GB/T 24918-2010）第3.1条“紧急切断阀：安装在罐车(槽车)、储罐或管道上，出现事故时，用手动或自动快速关闭的阀门”。
《中国石油化工集团公司液化烃球罐区安全技术管理暂行规定》的通知（中国石化安635号印发）第2.2条“紧急切断阀：安装在球罐进出口管道上、发生事故或异常状况时能够快速紧密关闭(TSO)的阀门，紧急切断阀的允许泄漏量等级应达到ANSIB16.104(FCI70-2)CLASS V级或以上级。该阀门应具有热动、手动及遥控手动(带手柄的遥控)关闭的功能”。
《液化烃球罐紧急切断阀选型设计规定》（中国石化518号文）第3.1条“紧急切断阀(emergency shutoff valve)：用于安装在液化烃球罐的进出口管道上，当罐区内发生火灾、泄漏等事故时能够快速及紧密切断(TSO)和隔离可燃及有刺激性有腐蚀性物料的开关阀。当球罐液位达到或超过高高液位限时，紧急切断阀能用于防止物料溢罐。从紧急切断阀到球罐管口之间除了接管外不得安装任何其它管件或阀门，其间距应符合配管安装、阀门修理和工艺要求。紧急切断阀应具有自动和手动关闭功能，手动关闭功能应包括控制室遥控手动关闭及现场手动关闭”。
通过上述定义可以看出紧急切断阀从型式上来说，只要能满足切断的功能，无论闸阀、球阀还是蝶阀都可以用作紧急切断。另外，从功能上来讲，紧急切断阀却是一种远程快速切断关闭的阀门，它的功能就是特定用于当出现紧急状态时(火灾、泄漏事故等)用来隔断物料的阀，防止出现潜在的事故以及将事故限制在一定的范围内。
02
有关紧急切断功能的设置要求
任何生产系统的紧急停车功能的实现都应建立在安全的基础之上，即通过仪表设备合理选择、结构约束（冗余容错）、检验测试周期以及诊断技术等手段，优化安全仪表功能设计，确保实现风险降低要求。
2011年出台的《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》（国家安全生产监督管理总局令第40号）文件第十三条规定“一级或者二级重大危险源，具备紧急停车功能”，“对重大危险源中的毒性气体、剧毒液体和易燃气体等重点设施，设置紧急切断装置；毒性气体的设施，设置泄漏物紧急处置装置。涉及毒性气体、液化气体、剧毒液体的一级或者二级重大危险源，配备独立的安全仪表系统（SIS）”。
2016年出台的《国家安全监管总局关于印发遏制危险化学品烟花爆竹重特大事故工作意见的通知》（安监总管三〔2016〕62号）中进一步强调“自2017年1月1日起，凡是构成一级、二级重大危险源，未设置紧急停车（紧急切断）功能的危险化学品罐区，一律停止使用”。
应急管理部在2022年2月份下发《油气储存企业紧急切断系统基本要求（试行）》的通知》，对适用于油气储存企业在役的大型地上常压储罐紧急切断阀改造项目提出要求，“所有与储罐直接相连的工艺物料进出管道上均应设置紧急切断阀”。另外多个文件也提到设置紧急停车（紧急切断）功能的要求。
实现紧急停车功能就需要设置紧急停车系统，通过使用紧急切断阀来完成生产装置安全停车工作。那么，紧急切断阀在什么状况下需要设置呢？归纳为以下几种情况需要设置：
（1）构成一、二级重大危险源的化学品罐区；
（2）大型、液化气体及腐蚀刺激性化学品等重点储罐；
（3）液化石油气球形储罐的液相进出口；
（4）构成三级、四级重大危急源中的腐蚀刺激性气体、腐蚀刺激性液体和可燃气体等设施；
（5）腐蚀刺激性物料储罐、低温储罐和压力球罐的物料进出管道；
（6）液化烃储罐(非球形储罐也包含在内)底部的物料进出管道；
（7）装卸站内无缓冲罐的装卸管道；
（8）还有基于HAZOP分析/LOPA分析结果的工艺切断系统。
03
紧急切断阀的选型
《石油化工自动化仪表选型设计规范》（SHT 3005-2016）第10.1.6条“当工艺对调节阀有紧密切断(TSO)要求或参与紧急切断联锁时，调节阀的允许泄漏等级应选择GB/T 4213 或 ANSI/FCI 70-2标准规定的V级或以上”；
第10.3.6.7条“在用于气动紧急切断阀的执行机构的气缸上应能加装易熔塞，易熔塞的熔点宜为75℃±5℃，当气缸温度达到或超过易熔塞的熔点时，易熔塞熔化将气缸内的压力泄放掉，使另一侧气缸内的弹簧或储气罐内的压缩空气推动活塞将阀门关闭”；
第10.3.6.14条“ 用于紧急切断阀的气动执行机构及其附件应有防火措施，安装防火保护罩，防火保护罩应符合UL 1709标准，能够在1093℃下，反抗烃类火灾30分钟”；
第10.3.7.11 条“用于电动紧急切断阀的执行机构及其附件应有防火措施，安装防火保护罩，防火保护罩应符合UL 1709标准，能够在1093℃下，反抗烃类火灾30分钟”；
第10.3.7.12 条“用于紧急切断阀的电动执行机构的动力电缆及信号电缆宜采取防火保护措施”。
《石油化工储运系统罐区设计规范》（SH/T 3007-2014）第6.4.1条“液化烃储罐底部的液化烃出入口管道应设可远程操作的紧急切断阀。紧急切断阀的执行机构应有故障安全措施”
关于故障安全措施，条文解释有以下几种形式：(1)选用故障安全型单气缸气动执行机构；(2)选用双作用气缸气动执行机构时，配置事故空气罐；(3)选用电动执行机构时，采用UPS备用电源或自带蓄能装置的电动执行机构。
《石油化工仪表安装设计规范》（SH/T 3104-2013）第9.4.1条“用于紧急停车联锁的调整阀与开关阀可不设隔断阀和旁路阀”。
《石油化工罐区自动化系统设计规范》（SH/T 3184-2017）第 5.4.1.13条“用于联锁切断进料的紧急切断阀，应在火灾危急区外设置现场手动关阀按钮或开关，用于危急状况时现场手动操作”。
《关于进一步加强危急化学品建设项目安全设计管理》（安监总管三〔2013〕76号）第(二十二)项“腐蚀刺激性物料储罐、低温储罐及压力球罐进出物料管道应设置自动或手动遥控的紧急切断设施”。
《石油化工企业设计防火标准（2018版）》（GB50160-2008 ）第6.4.2条 “站内无缓冲罐时，在距装卸车鹤位10m以外的装卸管道上应设便于操作的紧急切断阀”。
归纳以上的条文和标准规范，总结出紧急切断阀需要满足的选型条件如下：
（1）用于紧急切断阀的执行机构及其附件应有防火措施，安装防火保护罩，防火保护罩应符合UL 1709标准，能够在1093℃下，反抗烃类火灾30分钟；
（2）电动执行机构的动力电缆及信号电缆宜采取防火保护措施；
（3）切断阀的允许泄漏等级应选择 GB/T 4213 或 ANSI/FCI 70-2标准规定的 V 级或以上；
（4）紧急切断阀的执行机构应具有故障关闭功能；
（5）应在火灾危急区外设置现场手动关阀按钮或开关；
（6）腐蚀刺激性物料储罐、低温储罐及压力球罐的紧急切断阀应具有自动或手动遥控功能；
（7）紧急切断阀安装可不设隔离阀和旁路阀。
04
紧急切断阀和 SIS系统的关系
SIS系统(Safety Instrumented System安全仪表系统)属于企业生产过程自动化范畴，用于保障安全生产的一套系统,安全等级高于DCS的自动化控制系统。当自动化生产系统出现异常时，SIS会进行干预，降低事故发生的可能性。
SIS系统主要包括结构传感器、逻辑解算器( Logic Solver )和终端执行机构，紧急切断阀属于执行机构。
实例如下图：
以苯储罐的设计为例，苯储罐采用“2选2”的逻辑结构，通过一台过程级雷达液位计与一台计量级雷达液位计实现液位测量，与高高、低低液位开关形成联锁条件，通过逻辑解算器( Logic Solver )运算，实现对安全联锁切断进、出口紧急切断阀动作的目的。
通过行业标准及生产实践设置符合要求的紧急切断阀，不断完善安全联锁保护系统对于维护生产装置安全生产、保护人员生命及财产安全等具有十分重要的意义，设计单位应做好紧急切断阀的选型及安全联锁保护设计等工作，使用单位在生产过程中不断地探讨与改进，使其应用更加合理化、规范化，必将能充分发挥其在安全保护方面的积极作用。