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(guī)模所決定的。為了預防事故,必須了解這些特點。
1.火災爆炸中毒事故多且后果嚴重
根據(jù)我國30余年的統(tǒng)計資料說明,化工廠的火災爆炸事故死亡人數(shù)占因工死亡總?cè)藬?shù)的13.8%,占第一位,中毒窒息事故致死人數(shù)為總?cè)藬?shù)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音速時的爆轟,都會造成破壞力極強的沖擊波,沖擊波超壓達0.2atm時會使磚木結(jié)構(gòu)建筑物部分倒塌、墻壁崩裂,被壓住的人員將會達30%。如果是在室內(nèi)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。
由于管線破裂或設備損壞,大量易燃氣體或液體瞬間泄放,便會迅速蒸發(fā)形成蒸氣云團,并且與空氣混合達到爆炸下限,隨風漂移,如果進入居民區(qū)遇明火爆炸,其后果是難以想象的。據(jù)估計,50t的易燃氣體泄漏,將會造成直徑為700m的云團,在其覆蓋下的居民,將會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,還會因缺乏氧氣窒息致死。
多數(shù)化學物品對人體有害,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(jù)化工部門統(tǒng)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(shù)占中毒死亡總?cè)藬?shù)的87.9%。而這些物質(zhì)在一般化工廠中都是常見的。
化工裝置的大型化使大量化學物質(zhì)處于工藝過程中或貯存狀態(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,人還容易察覺迅速逃離,但在距離較遠而毒氣濃度尚未稀釋到安全值時,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)時事故發(fā)生多
據(jù)統(tǒng)計,正常生產(chǎn)活動時發(fā)生事故造成死亡的占因工死亡總數(shù)近70%,而非正常生產(chǎn)活動時僅占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)條件稍有波動就會發(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(shù)的干擾因素很多,設定的參數(shù)很容易發(fā)生偏移,而參數(shù)的偏移是事故的根源之一,即使在啟動調(diào)節(jié)的過程中也會產(chǎn)生失調(diào)或失控現(xiàn)象,人工調(diào)節(jié)更易發(fā)生事故。
(3)由于人的素質(zhì)或人機工程設計欠佳,往往會造成誤操作,如看錯儀表,開錯閥門等,特別是現(xiàn)代化的大生產(chǎn)中,人是通過控制臺進行操作的,發(fā)生誤操作的機會更多。
3.材質(zhì)和加工缺陷以及腐蝕的特點
化工廠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,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)受到制造時的殘余應力、運轉(zhuǎn)時拉伸應力的作用,在腐蝕的環(huán)境中就會產(chǎn)生裂紋并發(fā)展長大,在特定的條件下,如壓力波動,嚴寒天氣就會引起脆性破裂,造成巨大的災難性事故。
制造化工設備時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)過熱處理則會使焊區(qū)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)帶來被動,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)常開閉的閥門等,運轉(zhuǎn)一定時間后,常會出現(xiàn)多發(fā)故障或集中發(fā)生故障的情況,這是由于設備進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、合成氨等工廠事故頻繁發(fā)生,火災爆炸惡性事故連續(xù)不斷,經(jīng)過3年努力,采取諸多安全措施后才穩(wěn)定下來。通過分析認為是50至60年代進口的設備已達到設備使用浴盆曲線的故障多發(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,充實備品備件,及時更換使用到期的設備。