工業氣體爆炸事故原因分析及應急救援

張 龔

（新昌縣新工氣體有限公司，浙江新昌 312500）

在現代化工廠項目中，工業氣體是重要的原料，但是其本身具有較強的危險性，在操作過程如果出現錯誤就會很容易造成爆炸。為了保證我國化工項目安全有序進行，不僅需要重視生產的效率，更要保證生產過程的安全。本文對工業氣體爆炸的原因和緊急救援策略進行了詳細分析，以最大程度地提高化學產品制造過程中人員和公司資產的安全性。

1 工業氣體

1.1 工業氣體分類

工業氣體通常以壓縮或液化狀態存儲在氣瓶中，通常被稱為瓶裝工業氣體。一般情況下按照“化學產品的分類和標簽”可以將其分為兩種類型：壓縮氣體和液化氣。如果按照其危險性質分類，可以分為易燃氣體、不易燃氣體、有毒氣體3種。不可燃氣體性質穩定且不可燃，但是卻可以令人窒息，進而危害生命。易燃氣體，容易在特定情況下產生爆炸甚至大范圍的燃燒現象。有毒氣體，就是吸入后可能會導致人畜中毒甚至死亡的氣體，有毒氣體有部分也是可以燃燒的。

1.2 工業氣體爆炸危險

工業氣體爆炸的危險來自三個方面：

（1）爆炸并且燃燒的類型，可燃氣體在可燃極限范圍內，產生爆炸并燃燒。

（2）發生了物理性的爆炸，根據氣體中可以壓縮和液化存在的收縮特征，氣體的壓縮和液化具有臨界壓力及其臨界溫度，當壓縮的溫度上升到一定水平以上時，它不再能夠在壓力下進行液化，這個臨界壓力的數值統稱為臨界溫度，并且臨界壓力與其所對應的壓力被統稱為臨界溫度。氣體的臨界溫度越低，對氣體的熱量越敏感。伴隨著蒸發速度越快，壓力越高，產生的爆炸的危險就越大。通常，包含壓縮氣體和液化氣的氣瓶壓力是有固定值的，在高壓下的氣體，當鋼瓶被加熱或猛烈撞擊時，受到沖擊或振動氣體會迅速膨脹，瓶子內部的壓力會急劇上升。如果壓力高于氣瓶的強度極限，則會產生氣瓶的爆炸，其破壞力非常大。

（3）化學爆炸，一般情況下工業氣體與其他物質之間的化學反應非常強烈，以至于產生高溫和高壓的現象，反應過程中會釋放出大量的熱量極易引起爆炸。工業氣化具有非常活躍的特性，并且容易在空氣中進行氧化、分解或者再次聚合。特別是有毒氣體發生氧化時，如果這些氧化氣體發生爆炸，它們也是有毒的，并且危害性更大。

2 工業氣體爆炸事故原因分析

2.1 當反應失控時發生爆炸

大多數工業氣體在高壓下的氧化和聚合過程中會發生放熱反應，但是當這些反應發生在容器中時，由于系統電源故障或缺水，反應熱會積聚，溫度會升高的同時壓力也會急劇上升，當反應中的壓力過高時，容器會爆炸。例如多年以前，我國東北城市一家化工廠在生產聚氯乙烯樹脂時發生了嚴重的爆炸事故。經調查事故發生后，直接造成十二人喪生，兩人受重傷，三人受到輕傷。經濟損失高達二十多萬元。這場事故的主要原因是生產機器正在進行聚合反應，并且反應仍處于激烈的階段。但是處于該位置的操作員卻關閉了冷卻水閥，引起了激烈的反應。熱量不能及時得到釋放，聚合物的過熱和超壓導致沖開檢修孔墊圈并噴灑大量的氯乙烯，最終產生靜電引起車間發生火花爆炸。

2.2 泄漏氣體引起的爆炸

易燃氣體泄漏后，如果混入一定濃度的空氣，當遇到直接火源時就會產生爆炸。根據爆炸理論，當可燃氣體在空氣中爆炸時，必須滿足以下條件。

（1）此氣體是易燃的，由氣體和空氣形成的混合物的濃度達到爆炸極限，形成爆炸混合物。

（2）如果遇到火源，爆炸性混合物可能會在某種程度上點燃進而發生爆炸。例如，前幾年江蘇某個城市的一家化肥廠的生產車間中的一條管道突然破裂，導致氫氣泄漏并且引發爆炸。最終結果，這場事故中有五條鮮活的生命喪生，二十多人受傷。在這起事故中，高速氣體在碰撞管道并且與管道破裂處產生劇烈摩擦，產生的靜電火花直接點燃了空氣中的混合氣體進而產生爆炸燃燒。

2.3 生產設備檢修引起爆炸

工業氣體容易殘留在設備和管道中，多數都是易燃、易爆、有毒、有害和腐蝕性強的物質。頻繁的維護工作又與火密不可分，輕微的粗心操作或違反操作程序就可能會引起火災或爆炸。設備維護事故的許多原因是停車或試運行錯誤，未能按需分離和安裝盲板，清潔和更換操作不正確，無法及時進行檢查和維護程序。例如，在廣西某家化工有限責任公司發生一場火災爆炸，直接經濟損失一百多萬元。經過最終調查發現這次意外原因是當公司維修并更換氮氣管時，熄滅酒精罐時沒有將焊接好的氮氣管從酒精罐中分離出來，導致酒精蒸氣進入氮氣管形成酒精混合氣體，最終被引燃導致回火引起嚴重的爆炸事故。

2.4 工業氣體儲存瓶爆炸

近年來，在我國發生了許多由氣瓶爆炸引起的事故，造成多數人身傷害和嚴重的財產損失，其主要原因是：

（1）根據相關規定，在工業氣體儲存瓶補填之前需要檢測氣瓶中是否有殘留氣體。氣瓶中的殘留氣體和填充氣體之間容易發生化學反應進而引起爆炸事故。例如，在南方某省某市連續發生了多次氣瓶爆炸的事故。其中一起爆炸造成了嚴重的后果，導致5人死亡，12人受傷，直接經濟損失一百多萬元以上。這幾個事故當中的所有氣瓶都安裝在同一氧氣站中，氧氣加氣站在操作過程中，沒有按照程序檢測氣瓶中是否有殘留氣體，所以可燃氣體保留在已填充的氣瓶中，使用中的刺激會引起化學爆炸。

（2）乙炔瓶中的丙酮量明顯不足，導致爆炸。溶劑中缺少丙酮不僅會減少溶解的乙炔氣體的量，而且溶劑的缺乏也會增加氣瓶中的壓力，使其在運輸和使用過程中更容易爆炸。

3 工業氣體泄漏、爆炸事故應急救援策略

3.1 工業氣體事故應急救援程序

如果發生嚴重的工業氣體事故，現場的工作人員應立即向緊急救援中心報告。報告內容包括：事故發生的時間和地點，事故的類型，發生事故的設備的位置，材料特性和狀況，給出警報的人員姓名，電話號碼等。指揮部接到事故報告后，立即向事故發生控制區安全生產監督管理部門匯報，同時根據事故的性質，動員應急人員進行營救。緊急救援物資和專家需要立即趕赴事故現場。應急救援人員到達現場后，立即了解事故現場的情況和事故的性質，確定安全區域和具體的事故管理實施方案，并負責應急工作，合理布置救援任務。專家到達現場后，迅速判斷事故情況，并提出處理方法和預防措施。醫護人員到達現場后，將根據指揮人員的指示，采取必要的自我防護措施，并根據分工開展處置和救援活動。事故得到控制后，需要相關人員在現場進行凈化工作。

3.2 工業氣體泄漏事故的處置措施

如果工廠的易燃氣體發生泄漏，則嚴禁在事故現場使用或者打開火源，需要緊急關閉電源，并清除可能導致事故中心爆炸的所有物品。火源燃燒的狀態，取決于泄漏區域和可燃氣體的擴散，相關人員可以確定受事故影響區域的警戒范圍和安排人員進行緊急疏散。進入警戒區域時，嚴禁攜帶或使用手機，嚴禁攜帶帶有金屬物體的鞋子或非防爆工具。如果是不燃氣體發生泄漏，應急救援人員需要佩戴呼吸器，并立即在事故中心區域的邊界上設置警告線。疏散受事故影響的人員，以避免發生窒息，擴散和發生不可燃氣體事故。萬一發生有毒氣體泄漏事故，緊急救援人員應佩戴呼吸系統，穿上完全隔離危險物品的防護服，并立即開始在中心區域發出警告。根據有毒氣體的毒性和擴散性以及事故情況，疏散受事故影響的人員。

3.3 工業氣體泄漏源頭和泄漏物的處置措施

如果工業氣體在制造過程中發生漏氣情況下，工作人員可以在安全的情況下關閉閥門，停止操作或進行更改過程。如果容器中的工業氣體泄漏，使用噴水器或者使用消防水冷卻容器，并使用適當的材料堵住泄漏處。對于泄漏物的處理，首先，通常采用稀釋其濃度和范圍覆蓋的方式。例如，泄漏的是易燃氣體，可以在現場施加大量的水蒸氣或氮氣以破壞燃燒條件。運用噴霧開花水等方式對其進行稀釋。當液化氣泄漏時，表面可以覆蓋某種物質，以延遲其蒸發到大氣中。其次，泄漏的液體可以運用沙子等材料進行吸收中和并排放到安全的地方。

3.4 氣體泄漏引起火災事故的應急處置措施

如果發生氣體泄漏引起火災，則必須首先撲滅周圍正在燃燒的火焰，阻止火勢進一步蔓延的路徑，將其控制在一定的燃燒范圍。如果現場情況不能實施阻隔措施，則必須保持氣體的穩定燃燒。否則，大量可燃氣體突然加速泄漏將與空氣混合并在火源處猛烈爆炸，造成災難性的后果。如果在火災現場現上有易燃的壓力容器，則應盡可能用水槍覆蓋，并將其拉到安全的地方以防止破裂再次對周圍的人或者物進行傷害。如果天然氣管道泄漏并著火，在安全的情況下可以尋找天然氣的管道閥門。如果閥門沒有損壞，直接關閉入口和出口的閥門就可以控制火勢并使其自動熄滅。最重要的是，現場指揮人員密切注意危險的跡象。滅火時，長時間不能穩定燃燒的散熱容器的安全閥突然著火，并且變亮，尖叫，震動，并顯示出破裂的其他跡象。此時，指揮人員需要及時、準確地做出決定，并將現場人員撤離到安全的地方，以進一步保護人們的生命。

4 結束語

現階段由于化工企業的生產特殊性，工業氣體的使用的效率更加頻繁和密切，所以做好工業氣體的防爆工作十分重要。相關企業在生產過程中需要強化操作人員的職業技能和責任心，嚴格按照工作流程進行操作，進一步做好防爆工作，才能更好地保障自身的生命安全，為社會減少不必要的經濟損失。