王占舟,許耀文,趙霞,章倩,嚴玲琳,王雨(四川師范大學工學院安全工程系,四川 成都 610101)
社會文明和經濟的發展使得人們追求越來越高的生活質量和生活品質,進而對資源的需求量也日益增大,需求的產生同樣促進了工業化的發展,而化工行業作為其中重要組成部分,對國民經濟和工程技術上都具有舉足輕重的意義,也在日新月異地發展中。安全是生存、生活以及生產的根本和前提,而化工企業的安全問題卻始終大量存在,這不但使得人員傷亡人數無法減少,還會造成嚴重的經濟財產損失,嚴重阻礙了化工企業的建設以及進步。所以分析化工企業生產事故的發生原因,找出企業所存在的隱患,并找到有效的解決方法,就能有效預防事故,降低人員損傷、財產損失的發生概率[1]。
而在企業發展的背后隱藏著化工企業事故頻發,且造成人員傷亡、財產損失情況嚴重,安全生產未完全落實。為了保障人們的生活安定和財富安穩,并推動化工產業的成長和促進社會經濟的前進,由此可見化工生產的安全化是刻不容緩的。
化工其實就是化學工藝、化學工業和化學工程的簡稱。只要運用有關化學的方法,改變物質的組成、結構或合成新物質的化學生產技術,叫做化學工藝[2]。由此所得的這些產品統稱為化學品或者是化工產品。起初,這類產品最初是手工作坊生產的,后來逐漸演變為工廠,并形成了一個特定的生產行業,也就是現在所謂的化學工業?;瘜W工程則是研究化工產品生產過程共性規律的一門工程科學。人類文明進步與化工的關系十分密切,部分化工產品在人類發展歷史長河中,不僅起著提高人類生產質量和生活品質的重要作用,它們的應用甚至足以代表人類文明的一些歷史階段。
(1)原材料及產品種類繁多。原材料、產品種類繁多,狀態多變,絕大多數為易燃、易爆和有毒、腐蝕性物質。
(2)生產裝置規模大型化。裝置規模大型化,能顯著降低單位產品的建設投資和生產成本,提高企業的勞動生產率,降低能源損耗,提高經濟效益。
(3)生產工藝過程高度連續自動化。石油化工生產過程中,從原料輸入到產品輸出具有高度的連續相似性,前后生產單元之間是相互聯系和相互制約的,某一環節出現故障往往會影響整個過程。
(4)生產工藝高參數化。工藝控制參數苛刻,生產操作嚴格。企業為了提高設備的單機效率和產品收益,壓縮產品生產周期,并獲得利益最大化,許多工藝都是在高溫、高壓、高速、低溫、低壓和臨界甚至超臨界狀態下進行,工藝參數前后變化大,也增大了生產的火災、爆炸危險。
(5)生產設備類型多樣,結構簡繁不一,動態設備和靜態設備并存。化工產業中主要有各種油泵、水泵、壓縮機等多種動態設備,也同時有各種塔、器、釜等多種靜態設備。生產綜合化,產品和生產方法多樣化。現代化工企業都是集原料加工、中間產品再處理和產品再加工于一體的綜合性企業。
2015至2020年現代化工企業發生事故次數總體呈下降趨勢,2017年相對2016年有所增加,如圖1所示。
從圖1可以看出從2015至2020這6年中,事故發生起數呈逐年遞減的趨勢。經分析,其原因有:(1)法律政策的變更:新《中華人民共和國安全生產法》自2014年12月1日起施行;(2)安全生產意識的提高;(3)安全管理水平的提高。
圖1 2015-2020年全國化工企業生產事故次數
從圖2可以得出,每一年的事故量均未超過30起,7月—10月總計起數較少,11月—12月總計起數較多,其余月份在7起左右浮動。11月份部分化工產業的銷售進入旺季,企業面臨大量訂單時選擇超負荷、超能力地生產,安全隱患也隨之增多,事故也容易在這時頻發。
圖2 每月化工企業生產事故數目
圖3 至圖8為2015年—2020年化工企業生產事故傷害類型占比示意圖。
圖3 2015年化工企業生產事故傷害類型占比
圖4 2016年化工企業生產事故 傷害類型占比
圖5 2017年化工企業生產事故傷害類型占比
圖6 2018年化工企業生產事故 傷害類型占比
通過資料查找及文獻統計,2015年到2020年化工企業生產事故次數及死亡人數統計如表1所示。
圖7 2019年化工企業生產事故傷害類型占比
圖8 2020年化工企業生產事故 傷害類型占比
從表1可以看出:(1)化工事故中大多屬于其他爆炸和火災,雖然隨著年份的不同其概率出現一定的波動,但是其在各類化工事故中所發生的概率普遍較高;(2)事故起因越來越趨向集中其他爆炸和火災;(3)事故平均死亡人數排名:中毒和窒息>其他傷害>其他爆炸>鍋爐爆炸=高處墜落>容器爆炸>灼燙>火災>坍塌;(4)事故原因為其他爆炸和火災的事故居多。因為均值和樣本量有較大關系,不能排除偶然性,僅供參考。上表中可見其他爆炸平均死亡人數位居第三,而火災位居倒數第二。
表1 化工企業生產事故次數及死亡人數
(1)火災?;馂囊蚓哂谐砷L性,浮動性,偶發性,盲目性,使得它有時變得撲朔迷離,讓人不得不緊張起來。在統計調查中發現,其他爆炸所占比例是最高的,而在其他爆炸中化學品爆炸占比是最高的?;馂恼急染o跟其后,位居第二,生產中往往是因為化學品管理或使用不當而引起火災。
(2)其他爆炸。其他爆炸是包括除瓦斯爆炸,鍋爐爆炸,火藥爆炸和容器爆炸之外的爆炸。比如空氣與可燃性氣體乙炔等混合形成的爆炸;可燃性粉塵(或纖維)與空氣混合形成的氣體混合物引起的爆炸[3]。
(3)中毒和窒息。中毒又分為急性中毒、慢性中毒兩種,化工生產中發生有毒物質泄漏時,會生成有毒蒸汽云,因為它在空氣中漂動和擴散,會直接影響人的呼吸和健康,包括現場人員和臨近的住區居民。然而火災在發生時還產生大量二氧化碳和煙塵,人在無法獲得充足氧氣的情況下仍然會窒息。
胡月亭[4]“危險源新三分法”中第二類危險源(危害因素)劃分為:其中一類是人的不安全行為和物的不安全狀態,它們是導致約束、限制能量措施失效或破壞的各種不安全因素,是事故發生的直接原因。另一類是組織監督管理等方面的缺陷,包括組織監管、規則、制度等方面存在的問題,它們導致了人的不安全行為和物的不安全狀態,是事故發生的間接原因。
(1)事故損失。連云港聚鑫生物科技有限公司,生產期間發生二氯苯裝置爆炸事故,事故造成10人死亡、1人輕傷,屬于重大事故,其造成的直接經濟損失高達4 875萬元。
(2)事故經過。經事故現場勘察和調查詢問及專家組調查,此次事故是釜內物料發生化學反應釋放的氮氧化物與空氣接觸,最后遇燃燒火源發生爆炸。當天晚上19時,操作工發現尾氣處理系統真空泵處在冒黃煙,次日凌晨1時1分,涉事人員趙某打開了保溫釜放空閥。2時49分,保溫釜噴出的物料第一次發生爆炸,第二次爆炸發生在9時59分。
(3)事故直接原因?!拔kU源新三分法”中人的不安全行為和物的不安全狀態,它們是導致約束、限制能量措施失效或破壞的各種不安全因素,是事故發生的直接原因。通過原理分析可知,該起事故的直接原因是系統尾氣處理系統的氮氧化物串入了保溫釜,和加入回收殘液中的124-三氯苯、間二氯苯、硫酸根離子和135-三氯苯等形成混酸。
(4)事故間接原因?!拔kU源新三分法”中組織監督管理等方面的缺陷,包括組織監管、規則、制度等方面存在的問題,它們導致了人的不安全行為和物的不安全狀態,是事故發生的間接原因。通過原理分析可知,該起事故的間接原因有:①安全生產職責不清,安全管理也比較混亂,還有未認真組織開展安全隱患排查治理。②違法組織生產。硝化酸混合物,還有間硝基氯苯等產品都是在未取得危險化學品安全生產許可違法生產的。③自動控制水平低。間二氯苯生產裝置中的保溫釜壓料和反應釜進料等均沒有實現自動化控制。
(1)事故損失。本次事故共造成90多萬元的經濟損失,無人員傷亡。
(2)事故經過。經事故現場勘查、調查詢問以及專家組的調查,此次事故原因是大連石化分公司140萬噸/年重油催化裂化裝置原料油泵發生泄漏引發火災事故。此次火災發生后,消防支隊立即搜集118輛消防車,600余名官兵趕赴現場,直至21時,現場明火被撲滅,但無人員傷亡。
(3)事故直接原因。大連石化公司第二聯合車間三催化裝置分餾單元故障如圖9所示。
圖9 車間分餾單元故障流程圖
(4)事故間接原因。①設備監測管理制度不夠完整,設備運行管理不嚴格,設備檢查的相關記錄等不夠準確,未嚴格執行相關規范。②工藝技術月報中缺少一些具體分析、外操巡檢也不到位、巡檢規定不夠細化、對巡檢人員監管不夠嚴格。③安全管理方面,落實全員責任制不夠到位,以及安全承諾公告制度落實也不夠到位。
在面臨現代化工企業生產事故中,企業應該從事前預防、事中應急和事后處理三個方面進行考慮,特別強調事前預防[5]。
(1)生產人員。提高化工生產人員的安全意識??梢詮陌踩嘤?、安全知識考核、工作環境張貼安全警示牌、利用正強化心理原理對優秀安全作業人員進行鼓勵等方面入手。
(2)生產設備。提高生產設備的安全性能。企業應建立專門安全設備檢查維護隊伍和制度,并嚴格按照規定執行,特別關注易腐蝕、泄漏的設備,同時應該盡量引進先進生產技術以及生產設備,使用具有本質安全功能的設備。
(3)安全管理。應完善安全管理體系,然后建立合理的安全生產規章制度。建立嚴格的安全生產規定且可實施性高,不能只是貼在墻上,更應實踐在活動中。在確立明確的安全生產責任制中,不僅僅是一線生產人員對事故應負有責任,而管理人員更應負有相應的責任。
(4)安全文化。企業內部應相當重視安全文化,并給員工灌輸安全經濟價值觀,將“要我安全”轉化成“我要安全”的觀念。再有安全文化不應局限形式,也可以通過現代媒體傳播。
(1)分類響應。在發生事故時,企業應及時并按照事故發生的類型進行響應,便于之后的應急救援。
(2)完善應急救援體系。政府應該建立并完善高標準和高素質的應急救援隊伍;企業做好突發事故的分類和預警標準。
(3)確定科學合理的救援方案。在事故發生時及時根據現場情況確定科學合理的應急救援方案,切勿貿然行動,在救援別人的同時也要保障救援人員自身的生命安全。
(1)成立事故處理指揮部。包括事故調查組、維護穩定組、善后處理和家屬安撫組、新聞輿論組、應急救援組、傷員救治組。
(2)嚴格遵守“四不放過原則”。即未查清事故原因不放過、未處理事故的責任者不放過、未落實整改措施不放過、未教育相關人員不放過。
通過數據易見火災和其他爆炸是最主要的事發類型,幾個案例都在說明管理規范和技術規范的重要性,安全工作應該從事前預防、事中應急和事后處理三方面進行?,F代化工產業不僅關系著我國社會經濟的發展,更關系著成千上萬化工從業人員的財產和生命的安全,人的生命是至高無上、無可替代的,然而化工事故的產生往往伴隨著生命的逝去?;ぐ踩a必須落實,這樣才能保障生命的延續和社會的穩定。