液氯冷却器是一个由碳钢材质建造的立式管壳式换热器，直径大约1.83米，高2.44米。液氯走冷却器的管程，冷却剂走壳程。冷却剂是循环流动的，循环回路中包括冷却剂储罐、冷却剂循环泵和其它相关的设备。我在文本中附上了上述工艺流程简图.
2003年7月20日凌晨3:10分，在控制室内的操作工闻到了氯气的气味，一名操作工马上到工艺区实地查看。他发现在液氯冷却器的冷却剂循环泵附近有氯气泄漏，但是在他采取行动前，控制室内、外的氯气浓度已经很高了，操作人员呼吸困难，来不及采取应急措施完成紧急停车，就被迫撤离了现场，当时工艺系统还在运行中。发现泄漏15分钟内，工厂人员都撤离到大门口，几分钟后，工厂将事故的应急等级提高至最高级别，要求周围居民疏散和请求外部支援。工厂应急反应小组启动了应急水喷淋系统来压制泄漏到大气中的氯气，并尝试阻断泄漏源，但遇到了困难，因为氯气进入了控制室，腐蚀了工艺控制系统，应急人员不得不手动执行紧急停车。工艺系统停车后，应急人员发现泄漏还在继续，必须隔离液氯槽车才能阻止泄漏。在发生泄漏3.5小时以后，应急人员手动关闭了液氯槽车出口管道上的紧急切断阀，才终止了泄漏。估计有约6500千克液氯进入了冷却剂系统，一部分溶解在冷却剂中，一部分被应急喷淋水吸收，剩余的部分通过冷却剂循环泵泄漏进入了大气。我们一起来看一下，到底是哪些原因导致了这起氯气泄漏事故。造成这起事故的直接原因，是液氯冷却器的列管穿孔，也就是出现了机械完整性失效。在这起事故中，液氯冷却器列管穿孔，发生了内漏，液氯从铁路槽车持续进入液氯冷却器，再从冷却器穿孔的列管漏入冷却剂循环系统，液氯腐蚀了冷却剂循环泵，并从损坏处泄漏进入大气。
在设计阶段，H工厂没有考虑液氯与冷却剂循环泵相互接触的情形，因此，冷却剂循环泵采用了不耐液氯腐蚀的建造材质。当液氯进入这台泵的时候，很快就造成了该泵腐蚀。这起事故中，液氯泄漏持续的时间很长，经过了大约3.5小时后，才关闭液氯槽车出口管道上的切断阀，阻断泄漏。为什么需要这么长的时间才能阻断泄漏呢？- 操作人员在泄漏发生后被迫撤离，在撤离前没有找到泄漏源，因此没有及时关闭槽车出口管道上的切断阀，以阻止泄漏；
- 氯气进入了控制室，腐蚀了工艺控制系统，工艺控制系统失效了；
- 提供液氯的铁路槽车和反应器的紧急停车系统是彼此分开的，所以，应急反应人员未能及时关闭铁路槽车出口的切断阀。
事故发生后，调查人员发现液氯冷却器的列管上有三处穿孔，一处有大约12毫米长，另外两处的孔径大约是6毫米左右。工厂采用目视检查和漏磁探伤方法来定期检测冷却器列管的壁厚，调查人员认为，漏磁探伤方法对于冷却器的列管测厚和探伤，并不是很可靠的方法。
在上面这些直接原因的背后，还有一些管理上的深层次根源:H工厂采用HAZOP分析方法，对液氯供应系统开展了过程危害分析。在对工艺系统开展工艺危害分析时，要识别工艺过程中的具体危害和因此可能造成的后果，以及识别有效的安全措施。它要辨识出工艺生产过程和生产活动中可能导致火灾、爆炸和有毒物泄漏的主要事故情景。但H工厂在对这套液氯供应系统开展危害分析时，只是笼统地提到液氯可能发生泄漏，没有就液氯冷却器这样的具体设备开展分析和讨论，而且，分析范围也没有包括冷却剂循环系统这样的公用工程部分。最初的HAZOP分析没有识别出液氯冷却器列管内漏的情景，后来，在2000年的过程危害分析复审中，考虑了反应器氯气进料系统泄漏的可能性，但还是没有仔细研究液氯冷却器列管穿孔的情景。当时，分析人员认为液氯漏入冷却剂循环系统的后果很轻微，对厂界外的区域没有影响。在过程危害分析的复审中，也没有对公用工程（包括冷却剂循环系统）开展分析。而且，在过程危害分析中，H工厂分析小组主要依赖行政措施来降低风险，例如，操作规程、应急反应程序、测试和检验等等。这些行政管理措施的可靠性不够高，对于可能导致严重后果的事故情景，不足以将风险降低到可以接受的水平，相反，应该优先采用工程措施来降低风险。最初，这套工艺系统的液氯来自一个容量为1吨的液氯钢瓶，液氯钢瓶出口管道上有紧急切断装置，可以远程或手动关闭切断阀，它属于整个反应系统的一部分。后来,工厂将液氯钢瓶换成了铁路槽车，明显增大了液氯的量，贮存量是最初设计的90倍之多，而且铁路槽车是从工厂其它地方迁移过来的，它的紧急停车系统和反应器的紧急停车系统是分开的，反应器的紧急停车系统不能关闭铁路槽车出口管道上的紧急切断阀。在变更期间，工厂采用What-if分析方法进行了过程危害分析，分析人员没有要求整合槽车和反应器的紧急停车系统。因此，在这起事故发生时，应急反应人员未能及时关闭铁路槽车的出口阀，以阻断液氯的持续泄漏。在发生这次事故5年前，工厂人员抱怨控制室内能闻到氯气的味道，于是，H工厂将控制室改造成一个正压房间，并且在这个房间内放置有逃生呼吸器，在发生液氯泄漏时，正压房间可以为操作人员提供短时间的保护，让他们在撤离前可以安全地完成应急操作。但是，在事故发生这一天，氯气很早就进入了控制室。调查发现，控制室空调系统的进风管位于屋顶上，这些风管上有些孔洞，有些风管是用胶带连接的，时间一长，这些胶带就变干、变脆了，风管连接处产生了缝隙，氯气就从这里进入了控制室。
造成这种结果的原因比较多，譬如，控制室的空调系统缺少定期的维护，尽管在过程危害分析时，将正压控制室的空调系统列为了关键设备，但并没有真正把它当成关键设备来维护；控制室有好几扇门，都不是双层门，无法有效与外界隔离；在控制室的空调采气管道上，也没有有毒气体探测和报警装置。
（1）H工厂的过程危害分析没有考虑液氯冷却器内漏的情景。
对于腐蚀性的介质，尽管有机械完整性管理（包括定期的检测和维护），还是需要考虑一旦机械完整性失效后可能造成什么样的后果、我们有哪些方法来减缓后果。
在这起事故中，如果能在冷却剂系统检测液氯的泄漏，并且有适当的应急处置系统，就可以减轻事故的影响。
在实际工作中，如果液氯这样的物质有可能漏入水系统，一方面在选择水系统的建造材质时，要尽可能考虑潜在的腐蚀因素，还可以通过监测pH值等方式来尽早发现泄漏，以便及时采取控制措施。当然，也可以设置应急喷淋吸收等减缓后果的措施。
2、H工厂的控制室空调进风管道存在孔洞。
这些孔洞所在区域位于液氯泄漏点的下风向处，当液氯泄漏后，导致控制室内氯气浓度过高，失去临时避难的功能。
在工厂平面布置时，我们需要留意人员占据率较高的地方，如控制室、加工间等等，避免它们位于有毒物质潜在的泄漏地点的下风向；而且，这些建筑物的空调采风口也要布置在适当的地点，远离有毒物质潜在的泄漏地点。
3、H工厂在工艺变更后，铁路槽车和反应器的液氯紧急停车系统没有整合，是分别独立的。
这种做法明显影响了应急反应的效率。因此，在我们的工厂，对于关系密切的工艺单元，应该采用统一的紧急停车系统；如果因为客观因素的限制，不能整合在一起，那么就需要在应急反应计划中考虑到这种现状，并且为应急反应人员提供更多的培训，帮助他们熟悉如何协同操作。
H工厂之前发生过控制室内能闻到氯气的情形，但工厂没有调查造成这种情况的原因。在工厂里，如果在某处某种化学品的浓度意外超标，除了弄清楚它们的来源外，有必要通过调查，弄清楚为什么发生这种情况，这么做，有助于及早消除隐患或弥补管理上的缺陷。
如果你的工厂也用到液氯这一类有毒和有腐蚀性的物质，不妨思考一下，它们相关的工艺单元中，有没有换热器，譬如冷却器、加热气化器等等。如果有，发生内漏会造成什么后果，你有没有防止内漏和减缓事故后果的相关措施。
