万华化学集团股份有限公司烟台工业园“9.20”较大爆炸事故

事故经过:

1.根据大修停车计划,2016年9月19日20时光化工序开始降负荷,光气和DAM流量从开始的38t/h同步逐渐降低,19日23时56分光气合成停止,光化工序不再进入光气。0时42分DCS操作人员张振辉电话通知缩合工序DCS操作人员刘文瑶停止DAM供料,随后关闭了DAM管线流量调节阀(没有按操作规程规定关闭DAM管线上的远程开关阀)。缩合工序刘文瑶接到通知后,将DAM输送泵电机降频至12%,转换至自循环模式。张振辉于0时46分38秒对讲机通知现场操作工安志翔关闭DAM管线手动切断阀,并于0时46分41秒通过对讲机进行了确认。

2.9月20日0时47分,DCS操作人员张振辉对讲机通知现场操作工安志翔开始洗涤 2#动态DAM管线,安志翔根据操作规程打开氯苯洗涤管线上的相关手动阀门,张振辉打开DAM管线流量调节阀开始进行洗涤。1时28分,张振辉对讲机通知现场操作工安志翔关闭氯苯洗涤管线上的相关手动阀门,并通过对讲机与现场人员进行确认;同时,通过DCS系统关闭了DAM管线流量调节阀,2#动态DAM管线洗涤结束。

3.3时左右,张振辉通知现场操作工王希桐启动氯苯泵,开始系统赶光气,至7时左右,赶光气完毕。

4.12时20分,DCS操作人员李娟发现粗M缓冲罐输送泵出口流量低,随即通知现场操作工邵明启动备用粗M输送泵运转,但出口流量仍不足;当班班长张士阔等现场人员分析认为可能是过滤器堵塞,并安排对过滤器进行清理。12时37分,DCS操作人员李娟启动粗M缓冲罐前道工序的氯苯脱除塔自循环,系统不再向粗M缓冲罐送液;现场操作人员邵明停止粗M缓冲罐输送泵运转,邵明、范开力等人开始清理过滤器。清理过程中发现堵塞物与以往不同,于13时20分取粗M缓冲罐堵塞物送装置工艺优化中心检测,至事故发生时尚未出具检测报告。14时,乙班人员高新春、孙栋、柳春鹏也参与过滤器清理。

5.17时左右,清理粗M缓冲罐入口管线过程中发现有气体冒出,现场人员怀疑可能是化学反应产生的气体,遂将粗M缓冲罐侧面排液阀打开,并停止了伴热蒸汽,但排液阀中没有液体放出。针对这种情况,工序主管张晓玉等组织现场人员全部集中到装置西侧道路上商讨处置方案。17时20 分左右,粗M缓冲罐有气体泄出的声音,光化工序主管张晓玉等部分人员立即返回现场查看情况;17时22分粗M缓冲罐发生爆炸,事故发生。

 

直接原因:

DAM管线进料手动球阀限位板损坏导致阀门未关严,且仪表操作人员没有按操作规程将DAM管线远程开关阀关闭,造成DAM误入反应系统,与系统中粗M反应生成缩聚脲和缩二脲。缩聚脲和缩二脲进入粗M缓冲罐,在高温(200℃)下催化粗M自聚反应,生成碳化二亚胺(CDI)和二氧化碳(CO2)。粗M自聚产生的高粘度聚合物以及脲类物质将粗M缓冲罐出料口、进料口、两根压力平衡管堵塞。随着聚合反应的持续发生,粗M缓冲罐内CO2量不断增多,压力逐渐升高,最终超压爆炸。 其中,DAM管线进料手动球阀存在设计及配置缺陷、限位板损坏,致使DAM误入系统,是导致事故发生的主要原因。该阀门为德国派润(PERRIN)特殊阀门有限公司生产,从投入使用至今开关次数不超过10次。当时尽管现场操作人员已按指令关闭阀门,但实际上该阀门球体未处于完全关闭状态;事故后现场勘察发现该阀门的限位板已损坏,调查确认该阀门限位板、阀杆的设计及配置是不正确的,是造成限位板损坏的主要原因,日常使用和维护保养没有明显失误。

间接(管理)原因:

1.工艺管理不到位。操作规程中规定停车时应关闭远程切断阀,但实际操作中将远程切断阀作为紧急切断阀使用,停车操作时仅关闭流量调节阀和现场手动切断阀;当班班长、工序主管、工艺工程师、装置经理等各级管理人员均未纠正仪表操作工未按操作规程关闭远程切断阀的行为。 2.生产异常情况处置不得当。操作人员及生产管理人员均未能及时发现系统温度、液位、流量等参数异常;在对粗M缓冲罐异常情况处置过程中,现场人员发现本次异常与以往不同,未意识到可能存在的风险,未及时向有关部门报告,未停止作业、撤离人员。 3.不了解脲类物质对MDI缩聚的催化机理。本次事故之前,事故单位未对脲类物质对MDI缩聚的催化机理进行过科学研究,各级人员均不知道相关反应机理,无法预见DAM误入系统导致脲类催化MDI自聚反应引发的严重后果。 企业相关人员无法预见脲类催化MDI自聚反应可能引发的严重后果,是造成事故的另一主要原因。事故罐中的粗M不燃不爆无毒,能发生少量自聚,自聚是非常轻微的。本次事故之前,关于脲类物质对MDI缩聚的催化机理,国内外资料文献均未见有关报道,国内外也无类似事故。本次事故后,事故调查组委托国家聚氨酯技术研究中心对粗M自聚反应机理进行了深入反复的科学实验,实验证明DAM与MDI反应生成缩聚脲类物质,脲类物质和MDI反应生成缩二脲类物质,脲基对MDI缩聚具有催化作用,温度越高催化作用越明显。

应急救援:

事故发生后,万华化学集团股份有限公司装置人员立即展开现场应急处置,并向工业园区医疗中心、调度中心、消防队、安保等报警。工业园调度中心立即按规定启动应急预案,公司副总裁刘博学、陈毅峰、烟台工业园生产总监白海涛以及专职消防队等各相关应急人员相继赶到现场,全力展开救援。对现场进行多次认真排查,确认现场受伤人员为8人,全部送往医院,其中4人经抢救无效先后死亡。环境监测组对装置周边进行持续监测,事故未对周边环境产生污染。18时左右,陈毅峰副总裁向烟台市安监局进行了电话报告。 接到事故报告后,烟台市长张永霞同志、常务副市长于爱军同志,烟台市委常委、开发区工委书记、管委主任王曰义同志等领导以及市、区两级安监、公安、卫生、环保等各相关部门负责人等均立即赶到事故现场,协调指挥应急处置、现场监测、人员救治和善后处理工作。

防范措施:

(一)责令停产整顿,全面排查整治隐患。事故发生后,已经暂扣万华化学集团股份有限公司安全生产许可证,责令企业MDI生产系统全线停产整顿,全面深入开展安全隐患排查整治工作,每道工序、逐台设备进行排查,确保排查率100%,隐患整改率100%。排查整治后,经有关监管部门验收合格方可恢复生产。 (二)严格工艺纪律管理。进一步细化各工艺操作规程,要细化停车(退料)操作上下游工序的相互衔接,明确操作步骤、时间、流量、液位、温度、压力等工艺控制指标并严格落实确认制度;编制开停车方案、标准操作程序(SOP)时,应进一步细化操作步骤,严禁违反或简化操作。操作人员应严格执行操作规程,对重要和风险高的操作要实行确认制;加强工艺纪律检查,及时发现并严肃处理违反操作规程的行为。 (三)加强异常情况和开停车作业管理。进一步修订生产异常应急处置操作法,慎重对待生产过程中的异常情况,当工艺参数出现偏离时必须及时分析原因并采取措施,保证工艺参数不超出安全限值;设备、设施等发生异常情况应及时采取有效措施,并及时按程序报告有关管理人员,协调有关岗位及时处理。同时,要严格开停车作业管理,要严格按照相关要求开展开停车危险与可操作性分析,强化风险排查和管控,及时消除各类隐患。根据风险分析的结果,明确相应的预防和控制措施,制订详细开停车(退料)方案,开停车方案应经万华工业园分管工艺、技术部门和领导审批。制定开停车异常情况处置报告制度,进一步加强对异常情况辨识、报告、分析、研判、处置管理。对特殊异常情况,特别是以往未发生过的异常情况在进行认真分析研判的同时,必须及时逐级上报直至公司分管领导。 (四)加强阀门等安全部件的全程管理,提高生产工艺、设备本质安全水平。从选择供应商、采购、验收入库、安装、使用、日常维护保养等全过程,加强阀门等部件的安全管理,确保完好有效;使用中,对于一条管线的多个阀门要明确开关顺序,建立实行重要阀门开关确认制度,确保规范操作。进一步提高生产工艺自动化控制水平,减少生产过程中的人为操作,特别是提高停车(退料)过程联锁控制水平,减少人为操作失误;建议在氯苯清洗管线设置独立流量计。 (五)进一步加强MDI生产的反应机理研究。万华化学集团股份有限公司要进一步组织专业技术人员加强对生产过程中各反应机理的研究,尤其是针对MDI自身缩聚反应的特性,研究造成MDI自身缩聚反应的各种反应条件,以及对缩聚反应可能具有催化作用的物质和物质产生来源,将有关研究结果纳入生产技术文件中,进一步优化工艺参数和操作规程,采取可靠措施确保工艺安全。 (六)举一反三,全面加强危险化学品行业安全生产工作。市区两级政府(管委)及相关部门要切实吸取教训,举一反三,在全市范围内,采取切实有效措施加强安全生产工作,尤其是强化化工企业开停车管理。同时,按要求加快推进风险管理体系和隐患排查体系“两个体系”建设,督导企业全面深入开展风险管控和隐患排查工作,切实提高风险防范能力,减少或杜绝事故发生。