化工事故的特征基本上是由所用原料特性、加工工藝方法和生產(chǎn)規模所決定的。為了預防事故,必須了解這些特點(diǎn)。
1.火災爆炸中毒事故多且后果嚴重
根據我國30余年的統計資料說(shuō)明,化工廠(chǎng)的火災爆炸事故死亡人數占因工死亡總人數的13.8%,占第一位,中毒窒息事故致死人數為總人數的12%,占第二位,其它為高空墜落和觸電,分別占三、四位。
很多化工原料的易燃性、反應性和毒性本身確定了上述事故的頻繁發(fā)生。反應器、壓力容器的爆炸以及燃燒傳播速度超過(guò)音速時(shí)的爆轟,都會(huì )造成破壞力極強的沖擊波,沖擊波超壓達0.2atm時(shí)會(huì )使磚木結構建筑物部分倒塌、墻壁崩裂,被壓住的人員將會(huì )達30%。如果是在室內爆炸,一般要增加7倍的壓力,任何堅固的建筑物都承受不了這樣大的壓力。
由于管線(xiàn)破裂或設備損壞,大量易燃氣體或液體瞬間泄放,便會(huì )迅速蒸發(fā)形成蒸氣云團,并且與空氣混合達到爆炸下限,隨風(fēng)漂移,如果進(jìn)入居民區遇明火爆炸,其后果是難以想象的。據估計,50t的易燃氣體泄漏,將會(huì )造成直徑為700m的云團,在其覆蓋下的居民,將會(huì )被爆炸火球或擴散的火焰灼傷,其輻射強度將達14W/cm2,而人能承受的安全輻射強度僅為0.5W/cm2,同時(shí),還會(huì )因缺乏氧氣窒息致死。
多數化學(xué)物品對人體有害,生產(chǎn)中由于設備密封不嚴,特別是在間歇操作中泄漏的情況很多。容易造成操作人員的急性和慢性中毒據化工部門(mén)統計,因一氧化碳、硫化氫、氮氣、氮氧化物、氨、苯、二氧化碳、二氧化硫、光氣、氯化鋇、氯氣、甲烷、氯乙烯、磷、苯酚、砷化物等16種物質(zhì)造成中毒、窒息的死亡人數占中毒死亡總人數的87.9%。而這些物質(zhì)在一般化工廠(chǎng)中都是常見(jiàn)的。
化工裝置的大型化使大量化學(xué)物質(zhì)處于工藝過(guò)程中或貯存狀態(tài),一些比空氣重的液化氣體如氨、氯等,在設備或管道破口處以15~300呈錐形擴散,在擴散寬度lOOm左右時(shí),人還容易察覺(jué)迅速逃離,但在距離較遠而毒氣濃度尚未稀釋到安全值時(shí),雄氣影響寬度可達1km或更多,人則很難逃離并導致中毒,1984年印度博帕爾事故造成兩千余人死亡就是特大的事例。
2.正常生產(chǎn)時(shí)事故發(fā)生多
據統計,正常生產(chǎn)活動(dòng)時(shí)發(fā)生事故造成死亡的占因工死亡總數近70%,而非正常生產(chǎn)活動(dòng)時(shí)僅占10%左右。
(1)化工生產(chǎn)中有許多副反應生成,有些機理尚不完全清楚,有些則是在危險邊緣如爆炸極限附近進(jìn)行生產(chǎn)的,如乙烯制環(huán)氧乙烷、甲醇氧化制甲醛等,生產(chǎn)條件稍有波動(dòng)就會(huì )發(fā)生嚴重事故。間歇生產(chǎn)更是如此。
(2)化工工藝中影響各種參數的干擾因素很多,設定的參數很容易發(fā)生偏移,而參數的偏移是事故的根源之一,即使在啟動(dòng)調節的過(guò)程中也會(huì )產(chǎn)生失調或失控現象,人工調節更易發(fā)生事故。
(3)由于人的素質(zhì)或人機工程設計欠佳,往往會(huì )造成誤操作,如看錯儀表,開(kāi)錯閥門(mén)等,特別是現代化的大生產(chǎn)中,人是通過(guò)控制臺進(jìn)行操作的,發(fā)生誤操作的機會(huì )更多。
3.材質(zhì)和加工缺陷以及腐蝕的特點(diǎn)
化工廠(chǎng)的工藝設備一般都是在嚴酷的生產(chǎn)條件下運行的。腐蝕介質(zhì)的作用、振動(dòng),壓力波造成的疲勞,高低溫度影響材質(zhì)的性質(zhì)等都是在安全方面應該引起重視的問(wèn)題。
化工設備的破損與應力腐蝕裂紋有很大關(guān)系。設備材質(zhì)受到制造時(shí)的殘余應力、運轉時(shí)拉伸應力的作用,在腐蝕的環(huán)境中就會(huì )產(chǎn)生裂紋并發(fā)展長(cháng)大,在特定的條件下,如壓力波動(dòng),嚴寒天氣就會(huì )引起脆性破裂,造成巨大的災難性事故。
制造化工設備時(shí)除了選擇正確的材料外,還要求正確的加工方法,以焊接為例,如果焊縫不良或未經(jīng)過(guò)熱處理則會(huì )使焊區附近材料性能劣化,容易產(chǎn)生裂紋使設備破損。
4.事故的集中和多發(fā)
化工生產(chǎn)常遇到事故多發(fā)的情況,給生產(chǎn)帶來(lái)被動(dòng),化工裝置中的許多關(guān)鍵設備,特別是高負荷的塔、槽、壓力容器、反應釜、經(jīng)常開(kāi)閉的閥門(mén)等,運轉一定時(shí)間后,常會(huì )出現多發(fā)故障或集中發(fā)生故障的情況,這是由于設備進(jìn)入到壽命周期的故障頻發(fā)階段。日本在20世紀70年代初期,石油化工、合成氨等工廠(chǎng)事故頻繁發(fā)生,火災爆炸惡性事故連續不斷,經(jīng)過(guò)3年努力,采取諸多安全措施后才穩定下來(lái)。通過(guò)分析認為是50至60年代進(jìn)口的設備已達到設備使用浴盆曲線(xiàn)的故障多發(fā)期,由此得出教訓,即對待多發(fā)事故必須采取預防對策,加強設備檢驗,充實(shí)備品備件,及時(shí)更換使用到期的設備。
