1、概述
1976年11月30日清晨4時30分,比利時吉爾工廠一號氧化裝置的第三氧化反應器(BR305)發生了爆炸,操作人員當時立即將反應器停下,沒有造成傷亡。
造成這次事故的原因,主要導由于違反規程采用了錯誤的開車程序,使反應器尾氣含氧量達到14-16%與對二甲苯和酸酸蒸氣形成了爆炸性混合氣體。
至于引起爆炸的火源,還不十分清楚,但是,確信可能是由于自燃或靜電火花而引起的。
2.事故經過和現場情況
1976年11月29B,一號氧化裝置正在正常運轉,有一臺加料斗的傳送螺桿(BP502)聯軸節被損壞,于是便停止反應器進料,臺反應器均處于停車狀態。
當時,因為結晶器只有容納一臺反應器物料的空位,便將反應器(BR301)中物料排出,更換泄漏墊片和傳送螺桿。然后按照“熱加料”開車程序將BR301在90℃下通入空氣和液體混合物料,使此反應器從停車狀態轉為正常開車。
反應器(BR305)至此已停車24小時,情況與反應器(BR 303)相反,器內溫度和壓力已降低很多。原因是因為壓力調節器(BPRC305)的旁通閥嚴重泄漏。接夜班的班長根據這個情況,雖然知道明文規定要用“熱加料”的方法,而是為了盡快地使裝置恢復滿負荷,便決定試用空氣和常溫液體進料的方法,大約20分鐘以后,儀表操作工與當班班長及值班檢查員一起注視儀表時,發現沒能發生反應。于是班長又決定改用“熱加料”程序。正當當班班長忙于兩臺反應器開車操作時,BR305反應器爆炸了。當時在控制室里聽到聲音是從跳開的安全閥里傳出的,離心機和溶劑回收操作工們也都看見從三樓和反應器的上部出現了火花。因此,立即停止反應器進料,充入苛性堿,停止反應。
據現場檢查結果,由于爆炸,反應器的泄壓閥被沖跑,冷凝器下面的凝液接受槽內部構件被嚴重損壞。由于法蘭部分熔化,從冷凝液接受槽到反應器回流管線的法蘭聯接處都被炸開。
3.現場記錄數據
1)爆炸前期25分鐘反應器處于待運轉狀態,記錄紙上的壓力為4公斤/厘米2(表)。校正后實際壓力為1公斤/厘米2(表);記錄溫度為106℃。02分析器未運轉;液面為20%;攪拌器低速運轉;
2)爆炸前25分鐘反應器PRC未堵塞,02分析器在運轉Os%的讀數比實際記錄表高,大約lo%,反應器用另外兩臺反應器來的尾氣(含023%)進行加壓,頂部液體溫度開始升高。
3)爆炸前29分鐘,回流溫度開始下降。
4)爆炸前16分25秒,反應器壓力為12公斤/厘米’,啟動空氣閥,攪拌機投入高速運轉,回流溫度開始上升。
5)爆炸前11分鐘開始正常進料,把90的液體混合物加入反應器;反應器壓力為25公斤/厘米-2(表);液位記錄為40%。檢查頂部液體溫度開始下降,1分鐘后回流溫度也下降。O2%的記錄讀數繼續下降壓略高于l%,于是開始增加空氣流。
6)爆炸前9分鐘操作與實際記錄讀數相符。
7)爆炸前7分鐘空氣流量保持穩定,回流溫度開始上升;氧分析器讀數開始緩慢增加。
8)爆炸前9分鐘溫度和壓力讀數在圖上出現降值。
4.爆炸后情況檢查
1)進料混合物的成分分析
CO(AC)2 0.035%
Mn(AC) 2 0.094
BST 0.672%
H2 206.0%
PX 26.0%
2)反應器部件情況,反應器內所有襯鈦層均未損壞液進料管線也沒有問題。但是頂部系統的大部分墊片被吹掉。
反應器系統內預料外地方沒有發現有成品或液體存在。
對爆炸中心處的碳鋼管口、鈦襯里、墊片及螺栓進行了檢查,結果是管口、碳鋼法蘭以及鈦襯里在發生事故之前,從金屬學上講是完好的,再對各種部件包括碳鋼中心墊圈、鈦墊圈、不銹鋼雙頭螺栓、碳鋼法蘭,法蘭面上的鈦襯里以及管頸鍛件用目視和顯微鏡進行檢查,發現局部地方有急劇受熱現象,而有溫度超過了1750℃。
從顯微照片上顯示出來的情況表明,在未受作用的區域附近有熱影響區。有七個螺栓發生熔化現象,再檢查管口襯里的熔化和燒蝕的范圍比較小,而且沒有看到過熱現象但是從碳鋼法蘭表面的燒蝕現象,可以判斷碳鋼法蘭曾被加熱到高溫。
對回流管口和回流管路進行檢查時,沒有發現TA產品,但管口附近的保溫材料被吹跑,還有幾處燃燒痕跡。
5.事故結論,
根據事故調查的全部結果,對于這次事故可以作如下解釋。
1)當反應器從停車狀態轉向重新開車,尾氣含氧量從14%增到16%,壓力從容不迫公斤/厘米2增到25公斤/厘米2,器內氣體是非常容易爆炸的二甲苯和醋酸蒸汽混合物。顯然,在這種情況下用上述方法進行開車,發生事故的危險性極大。
2)這次事故的爆炸中心,清楚地表明是在回洗管口處。爆炸后火焰沿著回流管線蔓延到反應器管路的安全閥。
3)在回流管口處引起高溫的原因至今還不清楚。爆炸的火源由何而來,下列幾項也不太可能。
3-1)在下列溫度自燃:PX:530℃ HAC:456℃
3-2)靜電。
3-3)機械緣故。
3-4)溴組分脫氫分解。
3-5)催化劑沉積。
3-6)鈦襯里起火燃燒。
可以判斷,回流管泄漏的氣體自燃,或者由于靜電引起燃燒所產生的熱量,可能是引起回流管管內混合氣體首先發生爆炸源。
6.改進措施
1)對O2分析器系統進行改進,安裝一個不能被操作人員跨接的新旁通,當 O2分析器的氧含量超過8%,空氣閥滯后60秒而關。同時再從反應器中壓吸收器之間安裝一個大流量取樣回路管,在此管上裝上一個極短的取樣支管分析器,這樣可使分析系統的反應時間從7分鐘縮短至3分零5秒。
2)使用一個新的多點溫度記錄器并帶有恒定數字顯示以改進反應器的溫度控制。
3)補充和增加反應器的開車程序。
4)開車期間規定所有維修人員不要靠近反應器:
5)為了防止鈦材短節上的閥門振動,重新設計安全閥系統。
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