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從俄亥俄州事件看氯乙烯泄露風險
  發布日期:2023-02-16

據美國媒體報道,當地時間2月3日晚,一列火車在美國俄亥俄州-賓夕法尼亞州邊界附近脫軌,該列火車一共有141節車廂,其中脫軌的車廂為50節。聯邦調查人員宣稱,導致火車脫軌的直接原因是鐵路車軸的機械問題。美國國家運輸安全委員會(NTSB)表示,脫軌的火車中有10節車廂裝有危險化學品,其中5節車廂載有氯乙烯。據報道,美國當局觀察到脫軌火車存在“急劇的溫度變化”,為防止潛在的災難性爆炸,決定主動釋放并對氯乙烯進行“受控性燃燒”。據稱,這個過程包括在車廂上炸出小洞后,將氯乙烯引入槽中,在其釋放到空氣中之前將其燃燒掉。美國環境保護署(EPA)表示,這起事故中主要涉及的化學物質是氯乙烯,以及燃燒后可能產生的光氣和氯化氫等。此前,美聯社在報道中援引卡內基梅隆大學化學教授尼爾·多納休的觀點,燃燒氯乙烯可能會形成二噁英,而二噁英,是比氯乙烯更糟糕的致癌物質,它可在地下等環境存在多年。事故發生后,當局對事發地點周圍1英里(約合1.6公里)范圍內居民發布撤離令。

從目前報道來看,美國采取將高溫車廂中氯乙烯引出并燃燒的處置方式,在美國當局看來是一種“兩害相權取其輕”的方法。結合已知的線索,發生脫軌后,車廂溫度逐步上升,如果不采取措施,車廂極有可能爆炸,而一旦爆炸,車廂內氯乙烯的燃燒更加不可控。再考慮到事故發生的地方人煙稀少,美國當局選擇疏散當地群眾,主動引出氯乙烯,試圖將其燃燒控制在一個可控范圍內。然而,從事故的情況看,一方面氯乙烯燃燒產生的氣體擴散范圍可能超出了美國當局給出的疏散范圍(1英里),據稱在距火車脫軌地點約5英里的河流中發現了數百條腹部朝上的死魚等;另一方面,氯乙烯燃燒可能產生了二噁英、光氣等劇毒化學品,造成了巨大的環境污染和健康危害,部分居民返回住所后出現了頭痛、惡心等癥狀。因此,從結果上來看,美國當局采用的這種“不得已而為之”的燃燒處置方式,并非是最優解。

氯乙烯是工業上生產聚氯乙烯(PVC)的原料,和其他化學品共聚時,還可用于制作染料及香料的萃取劑,以及冷凍劑等,國內采用電石法生產氯乙烯制取聚氯乙烯,占聚氯乙烯產能的60%左右。

氯乙烯是無色、有醚樣氣味的氣體,沸點-13.3℃,氣體密度2.15g/L,飽和蒸氣壓346.53kPa(25℃),閃點-78℃,爆炸極限 3.6%~31.0%(體積比),視同液化烴類進行管控,其閃點低、爆炸下限低,極易燃爆。且氯乙烯蒸氣比空氣重,沿地面擴散并易積存于低洼處,遇火源會著火回燃。

同時,氯乙烯也是高毒化學品,集急慢性毒性、致癌性、致畸性、生殖毒性、環境危害性、土壤富集性于一體的“六邊形戰士”。氯乙烯的急性毒性表現為麻醉作用,輕度中毒時病人出現眩暈、胸悶、嗜睡、步態蹣跚等,嚴重中毒可發生昏迷、抽搐,甚至造成死亡;慢毒性包括肝癌和腦、肺、血液和淋巴系統的癌癥等。

由于氯乙烯燃燒可能會形成二噁英、光氣等劇毒化學品,因此對于氯乙烯泄漏的處置是非常困難的,國內企業的氯乙烯球罐(或儲罐)以及涉及氯乙烯的反應器等設備的安全閥起跳后多是采取高點直排大氣。另外,國內高毒化學品、液化烴等運輸量大,如果運輸中發生交通事故或泄漏,如何進行有效的處置也是難度極大的。因此,美國俄亥俄州氯乙烯泄漏事故再次給國內氯乙烯風險管控,高毒化學品、液化烴等運輸的風險管控,敲響了警鐘。筆者現就俄亥俄州氯乙烯泄漏事故提出以下兩點建議。

1.強化氯乙烯生產過程中的風險管控

國內近幾年發生過兩起氯乙烯氣柜泄漏事故,兩起事故相隔不到半年,引起了社會的高度重視。因此,氯乙烯被列入《特別管控危險化學品目錄(第一版)》,在《危險化學品安全專項整治三年行動實施方案》中惟一點出的要加強管控的危險化學品即為氯乙烯,要求“聚氯乙烯生產企業按照《氯乙烯氣柜安全運行規程》和《氯乙烯氣柜安全保護措施改進方案》,進一步完善氯乙烯氣柜安全管理措施,提升本質安全水平”。因此,企業應按照《電石乙炔法生產氯乙烯安全技術規程》(GB 14544-2008)的要求,加強氯乙烯生產過程的風險管控,按照《氯乙烯氣柜安全運行規程》(CCASC1001-2020),提升氯乙烯氣柜的自動化控制水平,配置安全儀表系統及緊急切斷閥。

2.強化高毒化學品、液化烴運輸的風險管控

管中窺豹,可見一斑。此次事故的發生及事故處理的混亂,暴露出美國對于危險化學品運輸、事故應急處置等的管控不力。雖然國內氯乙烯單體生產企業自產自用多,道路運輸少,但國內每年還需進口大量的氯乙烯單體,存在管輸與道路運輸的風險。同時,國內液化烴的運輸量大,存在的風險較高。

近年來,國內曾發生多起高毒化學品運輸泄漏事故,如:2015年玉林“6?5”氫氟酸罐車泄漏事故、2015年洛陽“8?3”罐車無水氟化氫泄漏事故、2021年常州“4?27”罐車氫氟酸泄漏事故以及2020年蕪湖融匯化工“8?29”液氯槽車泄漏事故等。因此,對于危險化學品的運輸、泄漏處置等不可掉以輕心。

國內也曾發生過多起液化烴運輸泄漏事故,影響較大的事故有2020年臺州溫嶺市沈海高速公路發生一起液化石油氣運輸槽罐車重大爆燃事故,造成20人死亡,175人入院治療,其中24人重傷。

因此,對于高毒化學品、液化烴的運輸要強化監管力度,加強運輸從業人員培訓,提高安全意識。要做好危險化學品運輸企業的監督檢查工作,加強對運輸企業經營者、運輸、押運人員的監督管理。運輸危險化學品的運輸、押運人員必須取得相應的危險化學品類別的運輸從業資格證,并使用符合國家標準的專用容器和專用車輛進行盛裝、運輸。運輸車輛應有危險貨物運輸標志,并安裝具有行駛記錄功能的衛星定位裝置。未經公安機關批準,運輸車輛不得進入危險化學品運輸車輛限制通行的區域。運輸途中遠離火種,禁止在居民區和人口稠密區停留,停車時要有人看管,防止泄漏時造成事故擴大。要建立危險化學品運輸事故預警機制及應急救援機制,制定完善突發事件應對方案,發生重大運輸泄漏事故時,能快速啟動事故預警響應程序,并及時發布相關信息,提高公眾防范意識。要完善應急救援疏散通道建設,讓公眾熟知危險化學品的物性知識,并掌握一定的救援技能,提高公眾自救互救能力,有效防范突發事件發生時造成重大人員傷亡和財產損失。

氯乙烯應急處置原則

急救措施

吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。

皮膚接觸:立即脫去污染的衣著,用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。就醫。

眼睛接觸:提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。

滅火方法

切斷氣源。若不能切斷氣源,則不允許熄滅泄漏處的火焰。噴水冷卻容器,盡可能將容器從火場移至空曠處。滅火劑:霧狀水、泡沫、二氧化碳。

泄漏應急處置

消除所有點火源。根據氣體的影響區域劃定警戒區,無關人員從側風、上風向撤離至安全區。建議應急處理人員戴正壓自給式空氣呼吸器,穿防靜電服。液化氣體泄漏時穿防靜電、防寒服。作業時使用的所有設備應接地。禁止接觸或跨越泄漏物。盡可能切斷泄漏源。若可能翻轉容器,使之逸出氣體而非液體。噴霧狀水抑制蒸氣或改變蒸氣云流向,避免水流接觸泄漏物。禁止用水直接沖擊泄漏物或泄漏源。防止氣體通過下水道、通風系統和密閉性空間擴散。隔離泄漏區直至氣體散盡。作為一項緊急預防措施,泄漏隔離距離至少為100m。如果為大量泄漏,下風向的初始疏散距離應至少為 800m。

氯化烯相關事故案例

1.福建省福鼎縣制藥廠“3?9”冰片車間汽油爆炸事故

1982年3月9日,福建福鼎縣制藥廠冰片車間發生汽油爆炸事故,造成65人死亡,35人受傷,直接經濟損失39萬余元,間接經濟損失367.7萬余元。事發時,操作工正在用聚氯乙烯管到結晶槽內抽油(冰片制作過程中,汽油做冰片結晶溶解液),因無接地裝置的聚氯乙烯管在抽油過程中產生靜電引發火災?;馂陌l生后,指揮失誤,滅火方法不當,引出火種,連續爆燃、封死退路,導致事故擴大。

2.徐州電化廠樹脂車間“12?14”氯乙烯泄漏爆炸事故

1985年12月14日,江蘇省徐州電化廠樹脂車間發生空間爆炸事故,造成5人死亡,1人重傷,6人輕傷,廠房倒塌。事故的直接原因是樹脂車間共聚工段11#釜的人孔墊在升溫過程中超溫超壓,被沖開兩道65mm和75mm的裂縫,期間,看釜工不在釜前監控,沒能及時發現超溫超壓情況。大量氯乙烯泄漏,由于靜電積聚發生引爆。

3.遼寧本溪草河口化工廠“8?29”爆炸事故

1989年8月29日,本溪草河口化工廠PVC車間聚合工段因氯乙烯外泄,發生空間爆炸,造成12人死亡,2人重傷,2人輕傷。事故的直接原因是:由于操作錯誤,反應僅8小時冷卻水被停用(該廠聚合反應一般為11小時左右),導致處于聚合反應中后期的3#釜內溫度、壓力驟增。因聚合釜與爆破片之間的閥門被關閉,爆破片未能起到泄壓作用,氯乙烯沖破釜頂人孔墊片外泄,造成爆炸。

4.張家口樹脂廠“12?1”氯乙烯泄露爆炸事故

1991年12月1日,河北省張家口樹脂廠聚氯乙烯樹脂車間聚合工段發生爆炸事故,造成5人死亡,8人受傷。事故的直接原因是用于制作法蘭的鋼材質量不合格,單體高位槽至聚合釜單體輸送管道連接法蘭沿圓周處開裂,大量氯乙烯單體泄出,引起氯乙烯單體空間爆炸。另外,聚合廠房系磚結構而非防爆廠房,不符合安全生產要求,導致了事故的擴大化。

5.貴州省遵義堿廠“4?17”氯乙烯泄漏爆炸事故

1996年4月17日,貴州省遵義堿廠發生爆炸事故,導致3人死亡,2人重傷,4人輕傷,直接經濟損失79.26萬元。事故的直接原因是該廠聚氯乙烯車間員工由高處向低處扔管鉗,管鉗著地彈起,打在氯乙烯中間槽排污管上,使其產生裂縫,氯乙烯單體泄漏噴出與空氣形成爆炸性混合氣體,加上高速噴出的氯乙烯單體產生摩擦靜電起火,從而引起空間燃燒爆炸。

6.安徽蕪湖山江化學集團公司“8?5”泄漏爆炸事故

1998年8月5日,蕪湖山江化學集團公司PVC廠聚合工段因氯乙烯外泄,發生爆炸,造成5人死亡,4人重傷,3人輕傷。事故的直接原因是:聚合工段在對兩臺用于進料的氯乙烯單體泵的密封組件拆下維修,下班時2#泵的進料口短接法蘭沒有連接,也未設置“禁止啟用”安全警示標志;交接班時,對于未維修完的2#泵交代不清。當班操作工誤開,造成氯乙烯外泄,又未及時應急處置,導致氯乙烯大量外泄,引發爆炸燃燒。

7.山西榆社化工股份有限公司“11?20”爆炸事故

2010年11月20日,山西榆社化工股份有限公司發生爆炸事故,造成4人死亡,2人重傷,3人輕傷,直接經濟損失2725萬元。事故的直接原因是該公司樹脂二廠二號聚合廠房一聚合釜頂部的氯乙烯單體進口管線彎頭焊口開裂,物料泄漏導致發生空間爆炸。

8.內蒙古阿拉善盟吉蘭泰氯堿化工公司“12?2”爆炸事故

2010年12月2日,內蒙古阿拉善盟吉蘭泰氯堿化工有限公司發生一起氯乙烯爆炸事故,造成3人死亡,1人受傷。事故的直接原因是:在處理轉化器漏點時錯誤地關閉了補水閥、旁通閥、溢流閥、蒸汽回流閥,致使氯化氫和乙炔的混合氣體在催化劑的作用下反應生成氯乙烯的反應熱不能及時移走,最終導致轉化器內的熱水汽化而發生爆炸。

9.內蒙古伊東集團東興化工“4·24”較大燃爆事故

2019年4月24日,內蒙古伊東集團東興化工有限責任公司氯乙烯自氣柜泄漏擴散至電石冷卻車間,遇火源發生燃爆,造成4人死亡、3人重傷、33人輕傷,直接經濟損失4154萬元。事故直接原因:企業未按照《氣柜維護檢修規程》要求對氯乙烯氣柜進行全面檢修,事發前氯乙烯氣柜卡頓、傾斜并開始泄漏;壓縮機入口壓力降低,操作人員沒有及時發現氣柜卡頓,仍然按照常規操作方式調大壓縮機回流,進入氣柜的氣量加大,加之調節過快,氯乙烯沖破環形水封泄漏,向低洼處擴散,遇電石車間冷卻庫房堆放的待冷卻的電石坨(溫度1000℃以上)發生燃爆。

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