液氯钢瓶为什么会爆炸

  仪器信息网 ·  2007-04-26 21:40  ·  31879 次点击
位于蚌埠市人口密集的西市区内一家有职工194人(含76名退休工人)区办大集体企业——蚌埠市前进化工厂。该厂从1978年开始以生产氯化石腊产品为主。由于该产品具有不燃性、抗水性、介电性好等特点,因此广泛应用于PVC树脂和橡胶的阻燃增塑剂,纤维防水浸渍剂,润滑油类的抗凝剂的抗凝添加剂。因用途广泛,所以产品销路尚好,厂里经济效益不错,工人工资照发,76名退休工人的养老保险金如数上缴,从不拖欠。在当今许多大中型企业经济效益不好,下岗工人增多的现实情况下,作为一个区办大集体企业已是难能可贵了。但是天有不测风云,一起重大爆炸事故使该厂陷入困境。
1998年7月22日晚上9点多钟,该厂生产氯化石腊的车间内像蒸气房一样,烟雾迷漫,随后一声响,80134号液氯钢瓶发生爆炸,容积为1吨、壁厚为8mm的钢瓶炸成三大块数小块,临近的反应釜和辅助设备及简易厂房严重损坏。值得庆幸的是,当时爆炸点附近没有操作人员,因而没有直接造成人员伤亡,但大量氯气散发,造成厂内部分工人和附近居民66人中毒,又因该厂位居市区,围观和到厂里要求医治者很多,造成不良的社会影响。爆炸事故使该厂被迫停产一周,直接经济损失3.5万余元,间接经济损失更大。对于刚进入市场经济大潮中步履艰难的百人小厂,好似雪上加霜,职工茫然。
事故分析
氯化石腊的生产原料是液氯(CL2)和石腊。氯化石腊的学名叫氯化烷烃,简称氯烃。其分子通式是:C(sub(nH(2n+2-m)CLmo
其化学反应方程式是(重腊):
C(sub>15H32+6CL6→C15H26CL6+6HCL↑+Q
这是一种放热反应。
从氯化石腊的生产原理可见,氯气是其生产中的主要原料。单质氯在常温下为气体,在冷冻或加热条件下,可转变成液态氯。因产品质量的需要,该厂生产氯化石腊所用的氯是用液氯钢瓶罐装的液态氯。液态氯是黄绿色液体。
通常状态下,氯气的物理化学性质极其活泼。
其一,氯气有毒,有刺激性气味,进入人的呼吸道会引起急性中毒,引起肺水肿,操作场所空气中含量不得超过1mg/m3;
其二,氯气又是强氯化剂,腐蚀性大;
其三,干燥氯在低温下不甚活泼,但有痕迹量水分存在时反应活性急剧增加。从氯气和石腊烷烃的化学反应方程式可见,是放热反应,反应过程极其剧烈,产生大量的热,反应釜内压力升高。该厂氯烃生产工艺规定:反应釜内压力必须在0.1MPa~0.2MPa,不得超过0.2MPa,严重时反应釜要发生爆炸。液氯缓冲罐操作压力不得大于0.3MPa。
根据氯气的物理化学性质,在通氯气生产过程中,能否防止氯气的泄漏和液氯钢瓶、氯气缓冲罐及反应釜的爆炸是实现安全生产的关系。
从氯烃生产工艺及设备简图上可以看出,液氯钢瓶、氯气缓冲罐、转子流量计和反应釜等生产装置通过管道连成一个生产系统,形成一个连通器。液氯钢瓶通氯量过大,可使反应釜内氯化反应加快,温度和压力立即升高;反应釜的温度和压力,按生产工艺要求,主釜温度必须控制在105℃±5℃范围,副釜必须控制在90℃±5℃范围。温度过高,一方面要减小通氯量,同时要加大对反应釜冷却水的流量,将反应釜内过高的热量迅速带走,处于相对平衡状态。否则因反应釜内温度过高,将会导致整个系统内的压力升高,严重时,会造成物料回流,反应釜爆炸等事故发生。因此,控制通氯量和反应釜冷却水排水量的关系,不仅是生产出合格的氯烃产品的要求(温度过高,产品色泽变黑、碳化),更是实现安全生产的要求。
经调查,操作者正是在这一关键技术上没有把握好,因通氯量过大,使反应釜内温度急剧升高,压力增大,操作者没有及时采取措施迅速减小通氯量,加大冷却水的流量,使釜内物料因压力过大而被压入液氯缓冲罐(事故发生后,发现罐内从釜内流有100多公斤的物料)和液氯钢瓶内(因此液氯钢瓶已在第二组生产线上使用了10小时,瓶内的液氯量已不多,压力不大,小于事故发生前反应釜内的压力),由于操作者处理不当,不是将液氯钢瓶下方通往硷水处理池的阀门打开,而是将上方通氯的阀门关闭,造成进入液氯钢瓶内的大量物料与瓶内的氯气在钢瓶内发生剧烈反应,温度和压力迅速升高,很快超过了钢瓶所能承受的极限压力,致使钢瓶发生爆炸,物料飞溅,氯气带压而迅速散发,造成多人中毒的重大事故。
教训与整改措施
小化工生产工艺、设备简单,成本低,见效快,技术含量不高,更由于有毒有害,污染严重,经济发达国家和国内的大企业一般都不愿生产,转嫁给第三世界国家和乡镇企业生产。由于设备陈旧,操作人员素质低,规章制度不健全,管理不严,工作不到位,近年来小化工厂事故时有发生。
归纳起来,本起事故有以下几点教训:
1.在生产正常的情况下,反应釜内物料不会倒流,完全靠的是人对温度、压力和通氯量的观察与控制。由于工艺路线较长,多人操作,往往首尾不能相顾,配合失调,生产容易出现波动。在技术措施上没有采取有效的控制物料回流装置。
2.操作工人素质低,应变能力差。当班操作工发现情况时,不知所措,立即将通氯阀门关闭,离开现场,去找车间主任。
3.该厂设备锈蚀严重,跑冒滴漏时有发生,严重损害和威胁职工的身体健康和生命安全。
4.规章制度不健全,管理不严,工作不到位,责任制不落实。
针对存在的问题,该厂在省市有关部门的指导和督促下,采取了以下整改措施:
为了防止反应釜内物料回流,在转子流量计和氯缓冲罐之间增添了一铜制1寸升降式止回阀。将转子流量计下方原不锈钢增形阀改成6分的铜截止阀,以便能更有效地控制氯气的流量。
除因上述原因造成物料回流之外,HCL尾气倒流也可能造成物料的回流。因该厂两条氯化石腊生产线的尾气(HCL气体)排放管是相互联通的,当甲线停产,乙线生产,甲线的反应釜内存有物料时,如果主通氯阀门停产时未关闭,就可能因倒流的HCL气体使反映釜内的物料被压出反应釜,回流到氯气缓冲罐,一旦当甲线恢复生产时,忘记先对氯气缓冲罐进行排污便打开通氯阀门,氯气就和回流入缓冲罐内的物料发生剧烈反应,如果流量控制阀被阻塞,液氯钢瓶内的压力一旦小于缓冲罐的压力,物料便倒流入液氯钢瓶内与钢瓶内的液氯直接反应,温度升高,压力迅速增大,如遇操作不当的工人又将通氯阀门关闭,极易造成回流而造成液氯钢瓶的爆炸。为了防止这种情况造成物料回流而发生事故,该厂在重新修订的工艺操作规程明确规定,当生产线停产时,必须将主通氯阀关死。

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