異構化裝置爆炸事故原因分析

大約13:20，英國石油公司（bt）位于美國州首府州（texas）的油壓機嚴重火災和爆炸。這是過去20年美國工作區中最嚴重的災難。事故造成15名員工喪生，170余人受傷，爆炸產生的濃煙對周圍工作和居住的人們造成不同程度的傷害。1進行程序操作的液位下降和溢流過程—事故經過2005年3月23日凌晨2時左右，異構化裝置的操作人員將液態烴原料導入分餾塔中。正常情況下，塔底液位只有1.98m，塔底設有1個液位計，可以檢測塔內液位并將數據傳送給控制室。同時，塔內設有高高位報警系統，超出規定液位時，控制室將有聲音報警。但是，事故發生時，液位超過了3.0m以上，操作人員已無法正確讀取液位數據，聲音報警也失靈了。凌晨3時30分，開始進料，當時液位計指示塔內液位在距離塔底3.0m處。后來知道這個液位計提供的讀數是錯誤的，通過事后計算，當時塔內的液位超出了液位計的量程，有3.96m。9時50分左右，操作人員開始將液態原料進行循環，并將更多的液體打入液位已經過高的塔中，在當時的情況下，即使液體進入塔中也不會像開車流程規定的那樣進行循環，塔的所有流量控制閥已經關閉。10分鐘后，操作人員按照正常操作流程點燃了加熱爐的火嘴并開始給物料加熱，塔內液位迅速上升并超出正常值20倍。通過事后計算，塔內當時的實際液位為42m左右，但是失靈的液位計仍然將液位指示在3m以下并不斷下降。12時40分左右，發出了高壓警報，加熱爐的兩個火嘴被關閉以降低溫度。由于操作流程所規定的流量控制閥不能正常工作，因此操作人員使用應急泄壓閥將氣體排到放空罐中，然后排至大氣。13時左右，操作人員打開閥門將液體從塔底送往儲罐，但未對塔內的異常工藝狀況采取措施，塔底的液體溫度非常高，使得換熱器出現異常，并且導致進入塔的原料溫度突然上升至150℃以上。13時5分，進入塔中的液體開始膨脹并沸騰，導致塔內的液位進一步上升；13時10分左右，塔開始出現溢流，液體被排到塔頂的排放管中，排放管中的液體使45.72m處的安全閥受到巨大壓力；13時14分，3個應急泄壓閥被打開，液體從異構化裝置流向放空罐，部分液體從放空罐溢出進入排污管中，但是放空罐仍處于高液位狀態，并被完全充滿，而且放空罐頂部的煙囪出現噴濺，噴濺持續了大約1分鐘，落到地上的液體迅速形成了極易燃燒的蒸氣云。通過計算機模擬顯示，蒸氣云在地面上擴散的速度非常快，1分鐘后，13時20分，一場嚴重的爆炸事故就發生了。爆炸沖擊波迅速波及了整個異構化裝置，引發了嚴重火災并對整個區域造成了嚴重破壞，該區域內的兩個活動板房被炸毀，承包商的15名員工在此不幸遇難。通過休斯頓KHOU電視臺拍攝的錄像可以看到異構化裝置爆炸后，由于放空罐的煙囪一直在排放烴類物質，所以還在燃燒，一些車輛也被大火吞噬，50多個巨大的化學品儲罐被毀。2bp公司要求賠償事故發生后，BP公司迅速做出反應，BP首席執行官布朗勛爵、BP北美公司總裁羅斯-費拉里等立即趕往德克薩斯州，BP網站也報道了關于事故的最新進展以及公司所采取的應急措施。BP公司成立了獨立的事故調查小組對事故開展調查，事故調查小組于2005年5月17日公布了德州煉油廠爆炸事故的初步調查報告。12月又提出了最終報告，并通過BP公司全球網站向全世界發布。BP公司承諾對發生在其工作區域內的事件負責，拿出7億元美金支付受害者賠償，針對美國職業安全與健康管理局（OSHA）提出的300多條違反監管的指控，交付了2130萬元美金的罰金。此外，BP公司宣布將在未來5年內投資10億元美金以提升自己的安全水平。BP北美公司對直接負責異構化裝置運行的管理人員和操作人員進行了懲罰，包括警告和解除勞動合同。3烴類蒸氣云被不明火炬點燃事故調查小組認為，爆炸的發生是由于BP異構化裝置的操作人員向分餾塔中過量進料并過度加熱分餾塔造成的，分餾塔內的液位幾乎超過正常值的20倍。同時，裝置開車時異構化裝置中的水蒸氣或氮氣的存在也可能導致塔內的壓力突然升高，使得大量烴類液體和蒸氣進入臨近的放空塔，并很快超過放空塔上限，最終，形成的烴類蒸氣云被不明火源點燃從而引發了爆炸。通過事后分析，可能有4種點火源：(1)放空罐和煙囪；(2)異構化裝置南部的柴油卡車；(3)加熱爐；(4)配電間。美國化學安全及危害調查局（CSB）認為，蒸氣云極有可能是被停放在距離放空罐7.6m遠的柴油卡車所引燃的。如果異構化裝置的主管按照要求監督裝置的開車過程，如果操作人員按照開車流程進行操作，在出現異常時能夠及時采取糾正措施，爆炸將不會發生。由于放空塔附近的活動房內有部分工作人員，并且當放空塔壓力明顯升高、烴蒸氣被排放到大氣中時，工作人員沒有及時進行疏散，因此導致事故傷亡人數大大增加。在決定將活動房安置在放空塔附近之前，雖然進行過風險審查，但是卻忽略了異構化裝置的操作和管理失誤會導致大量烴類液體和蒸氣進入放空塔的可能性。如果將放空塔連接到火炬系統，事故的嚴重程度將會大大降低。4事故原因分析4.1放空罐的連接早在1992年，由于類似裝置的放空罐沒有與火炬系統相連被美國職業安全與健康管理局列為不安全因素，阿莫科公司于1994年最后修訂的安全標準聲明，當設備大修改造時，放空罐應當連接到火炬上去。可是，1997年阿莫科公司更換原來的放空罐和煙囪時，并沒有將罐連接到一個更安全的場所（如火炬系統）。1999年公司合并之后采用阿莫科關于放空罐的安全標準，2002年，出于環境方面的考慮，BP評估了放空罐連接到火炬系統的方案，但是并沒有實施。事故發生時，精制油分餾塔不具備有效的壓力控制系統來減少超壓并將烴類物質轉移到一個密閉的系統中，事故當天不安全的放空罐將極易燃燒的物質直接排放到大氣中，是事故的主要原因。4.2活動房或周圍放空罐少通過現場勘查，所有遇難者和大部分重傷者都位于承包商的9個活動房里或周圍，活動房的位置距離異構化裝置的放空罐僅有37m，過于靠近處理高危險性原料的加工裝置。4.3高壓和高液位開車由于開車過程中，液位計、液位報警器和控制閥出現異常，但精制油分餾塔還是照常啟動了，操作人員沒有按照開車程序檢查關鍵儀表，也沒有按照開車程序打開塔的液位控制閥，沒有平衡進出塔的物料，使塔內的液位持續快速上升了3個小時，一個失靈的液位指示計顯示塔內液位在下降，導致未能及時將液體從塔內轉移出去。開車程序中沒有強調保持進出塔的物料平衡，該塔沒有配備其他的儀表來指示塔內的液位。雖然以前也發生過類似的事件，但BP公司沒有對分餾塔先前的高壓和高液位開車事件進行調查。管理人員也沒有對裝置的操作管理進行檢查。4.4裝置開車現場監管BP公司的管理者沒有按照BP的規定所要求的那樣，保證有1名經驗豐富的指揮人員在裝置開車現場進行監管。事故當天上午10時，負責監管的人員因為家中出現緊急情況離開了現場，但沒有指派1名富有異構化裝置操作經驗的人員來接替。5異構化裝置的運行針對事故調查小組的初步報告，BP公司表示接受調查小組的建議并付諸實施。盡管有些工作的完成還需要時間，但煉油廠的管理層并未因等待調查結果而推遲采取行動。煉油廠的管理層已經進一步明確了裝置開車、運行的職責和要求，以及疏散程序，在放空塔150m的范圍內禁止使用活動房，非必要人員已被轉移出裝置區。委托第3方對相關設備進行評審，并就臨時建筑設施的安全設置提出建議。通過將裝置區內的人員限制在操作人員和設備維護人員，從而消除或大大降低了煉油廠對臨時建筑的需求。對因工作需要而在煉油廠停留人員需要的建筑空間要進行評估，或考慮其他方案，使那些可以在煉油廠以外履行職責的工人在社區中租住。改造或更換用于處理比空氣重的烴類蒸氣或輕烴液體（汽油和更輕的組分）的放空系統。制訂補充操作要求，確保放空系統在改造或更換前的安全運行。為了確保煉油廠生產工藝和流程的完善，BP公司對德克薩斯煉油廠的生產工藝和運行進行全面檢查，檢查工作將從操作程序、培訓到工業安全及維護等各個方面進行。異構化裝置主管的失職和值班工人沒有遵循書面程序的規定是事故發生的根本原因。異構化裝置的主管沒有通過檢查確保操作人員遵循正確的操作程序，而且在事故發生的關鍵時刻離崗，操作人員沒有及時拉響疏散警報，這都大大增加了事故的嚴重程度。這些管理漏洞也是需要整改的。6安全生產管理體系的完善在此事故發生之前，BP的安全文化、安全管理、安全管理體系和安全監控程序一直是我們業界學習的榜樣，BP公司有著良好的HS