印度博帕爾甲基異氰酸酯泄漏事故分析

1、印度博帕爾甲基異氰酸酯泄漏事故分析一、事故經(jīng)過(guò)和危害1984年12月3日，印度中央邦首府博帕爾聯(lián)合碳化物公司農(nóng)藥廠發(fā)生異氰酸鉀酯泄漏，造成2 500人中毒死亡，約200 000人深受其害，導(dǎo)致世界工業(yè)史上絕無(wú)僅有的大慘案。 關(guān)于事故的描述自1984年12月2日22時(shí)20分第二班快下班時(shí)開(kāi)始，至12月22日在博帕爾清理甲基異氰酸酯的設(shè)備清單時(shí)止，主要是依據(jù)與工廠經(jīng)理、甲基異氰酸酯生產(chǎn)經(jīng)理的會(huì)見(jiàn)，以及與其他人的非正式討論。因?yàn)樗麄?人到達(dá)工廠時(shí)泄漏已停止，他們也是通過(guò)與事故發(fā)生時(shí)當(dāng)班的操作人員進(jìn)行討論而了解事故發(fā)生情況的。事故前，據(jù)報(bào)告甲基異氰酸酯儲(chǔ)罐裝有41 t或42.7 m3。的物料。液位近于

2、儲(chǔ)存能力的70%處，即低于最大的操作限度。在直徑為2.44 m的儲(chǔ)罐上有838 mm的空間。并報(bào)告，除了裝有防爆膜和安全閥的減壓管線外，儲(chǔ)罐上所有閥門(mén)都是關(guān)閉的。據(jù)工廠經(jīng)理會(huì)見(jiàn)的操作人員后來(lái)報(bào)告，12月2日22時(shí)20分儲(chǔ)罐610的壓力為13.8 kPa ，自12月1日第二班以來(lái)記錄的壓力也是13.8 kPa。22時(shí)45分換班，在23時(shí)，控制室操作人員注意到儲(chǔ)罐610的壓力為68.9 kPa，操作工并不認(rèn)為壓力異常，因?yàn)閮?chǔ)罐的正常操作壓力是13.8172 kPa。但他不知道，40min 以前的壓力是13.8 kPa，這一點(diǎn)換班前的操作人員是否已向接班人員交代相應(yīng)的儲(chǔ)罐溫度因無(wú)記錄不得而知。11時(shí)

3、，車間操作人員報(bào)告在廢氣洗滌器及過(guò)濾器附近發(fā)現(xiàn)有甲基異氰酸酯泄露，但他沒(méi)有發(fā)現(xiàn)泄漏來(lái)自何處。12月3日0時(shí)15分，車間操作人員報(bào)告在甲基異氰酸酯生產(chǎn)區(qū)泄漏甲基異氰酸酯，控制室的操作人員再看儲(chǔ)罐壓力，已達(dá)207 kPa ，并在迅速上升。一會(huì)兒壓力超過(guò)了380kPa(已到刻度的頂端 ，他給班長(zhǎng)打電話，并跑向儲(chǔ)罐，他聽(tīng)到了發(fā)自儲(chǔ)罐610的“隆隆”響聲和來(lái)自安全閥的尖叫聲，也感到熱的輻射，當(dāng)他跑回控制室時(shí)，聽(tīng)到儲(chǔ)罐上面的水泥爆裂的聲音。他一回到控制室就去開(kāi)廢氣洗滌器，可是，自從1984. 年10月23日，在儲(chǔ)罐610和611的甲基異氰酸酯總儲(chǔ)量已達(dá)83 t，因而甲基異氰酸酯車間停產(chǎn)之后，廢氣洗滌器已停

4、止運(yùn)轉(zhuǎn)。只有在操作人員覺(jué)察到有了問(wèn)題，并開(kāi)動(dòng)了循環(huán)泵之后，才能使之回復(fù)到運(yùn)行狀態(tài)。流量計(jì)也沒(méi)有指明氫氧化鈉溶液已開(kāi)始循環(huán)，操作人員并沒(méi)有進(jìn)入車間檢查泵和調(diào)整流量。事故發(fā)生之前，燃燒塔已拆除，送去維修，所以在事故發(fā)生時(shí)也不能操作。0時(shí)20分，甲基異氰酸酯生產(chǎn)班長(zhǎng)向工廠負(fù)責(zé)人報(bào)告發(fā)生了泄漏事故，工廠負(fù)責(zé)人從加工區(qū)來(lái)到甲基異氰酸酯車間，大約O 時(shí)25分，他發(fā)現(xiàn)大氣中已有許多甲基異氰酸酯。 二、事故原因分析1、美國(guó)聯(lián)碳公司關(guān)于印度博帕爾農(nóng)藥廠毒氣泄漏(MIC事故原因的調(diào)查:調(diào)查表明，該事故是由于454908 L水進(jìn)入異氰酸甲酯(MIC儲(chǔ)罐引起放熱反應(yīng)，致使壓力升高，防爆膜破裂而造成的。另外還查明，由于

5、儲(chǔ)罐內(nèi)還有大量三氯甲烷(三氯甲烷是MIC 制造初期作反應(yīng)抑制劑加入的 ，三氯甲烷分解產(chǎn)生的氯離子，使儲(chǔ)罐(材質(zhì)為304不銹鋼 ，發(fā)生腐蝕，而產(chǎn)生游離的鐵離子，在鐵離子催化作用下又加速了反應(yīng)的進(jìn)行。由于放熱反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，儲(chǔ)罐內(nèi)溫度急劇升高，致使壓力很快達(dá)0.28 MP以上，防爆膜破裂，安全閥打開(kāi)，漏出大量MIC 。漏出的MIC 噴向氫氧化鈉洗滌器，因該洗滌器能力太小，不可能將MIC 全部中和，最后的安全防線是燃燒塔，但結(jié)果燃燒塔也未發(fā)揮作用。還有一點(diǎn)也非常重要，該MIC 儲(chǔ)罐現(xiàn)有一套冷卻系統(tǒng)，以使儲(chǔ)罐內(nèi)MIC 溫度始終保持在o.5左右。但調(diào)查表明，該冷卻系統(tǒng)從1984年6月起就已經(jīng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。這樣

6、，沒(méi)有有效的冷卻系統(tǒng)，不可能控制急劇產(chǎn)生的大量MIC 氣體。關(guān)于水的進(jìn)入問(wèn)題還未徹底查清，可能是由于操作人員為了用氮?dú)馐箖?chǔ)罐壓力保持正常，而在開(kāi)啟氮?dú)鈺r(shí)誤開(kāi)水管而造成的。2、印度對(duì)博帕爾毒氣事故調(diào)查:調(diào)查結(jié)果認(rèn)為，聯(lián)碳公司在預(yù)防有毒氣體泄漏的措施上存在嚴(yán)重問(wèn)題。11984年12月2日，為進(jìn)行維修而關(guān)閉設(shè)在排氣管出口處的火炬裝置。2 排氣洗滌器和通水管沒(méi)有及時(shí)投入運(yùn)行。3 缺乏預(yù)防事故的計(jì)劃，對(duì)應(yīng)付緊急事態(tài)毫無(wú)訓(xùn)練。4 未向居民發(fā)出警報(bào)。5 警報(bào)與操作采用動(dòng)手方式，而不是通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。6 安全裝置的能力與緊急狀態(tài)所預(yù)計(jì)的氣體流量不相適應(yīng)，在設(shè)計(jì)上存在著缺點(diǎn)和矛盾。7 冷凍系統(tǒng)呈閉止?fàn)顟B(tài)，不

7、能滿足低溫儲(chǔ)存條件，使MIC 汽化后不能液化。8 對(duì)儲(chǔ)罐內(nèi)儲(chǔ)存的具有潛在危險(xiǎn)物質(zhì)的相關(guān)特性不十分了解，而且所得信息不可靠。9 未裝備在任何場(chǎng)合都能正確工作的氣體泄漏早期預(yù)防系統(tǒng)等。3、紐約時(shí)報(bào)社的調(diào)查小組對(duì)事故原因調(diào)查:該報(bào)社經(jīng)過(guò)7周調(diào)查認(rèn)為，這次災(zāi)難是由于操作失誤、設(shè)計(jì)欠缺、維修失靈和忽視培訓(xùn)所致。調(diào)查指出，至少有l(wèi)O 處違反總公司和印度分公司的生產(chǎn)操作規(guī)程，存在嚴(yán)重的事故隱患。1 存在嚴(yán)重的事故隱患。調(diào)查認(rèn)為，公司對(duì)這次事故既沒(méi)有技術(shù)上的準(zhǔn)備，也沒(méi)有思想上的準(zhǔn)備。1982年，美國(guó)總公司對(duì)博帕爾工廠的安全問(wèn)題曾進(jìn)行一次檢查，并提交一份批評(píng)報(bào)告，提出“此工廠具有發(fā)生嚴(yán)重事故的隱患，如一旦發(fā)生問(wèn)

8、題，后果將不堪設(shè)想”，并勸告廠方應(yīng)安裝一臺(tái)強(qiáng)力噴水裝置以代替現(xiàn)在的裝置，可這一建議未被采納。另一安全裝置氣體洗滌塔(中和塔 ，其最大設(shè)計(jì)處理能力僅為這次泄漏量的1/4，根本不足以處理這次火災(zāi)。第三個(gè)安全裝置點(diǎn)火塔(用以燃燒泄漏的氣體 ，即使沒(méi)有壓力存在，也只能處理這次漏氣的1/4，因此，點(diǎn)火塔在事故發(fā)生時(shí)，根本沒(méi)有起作用。(2違章操作埋下導(dǎo)火線。據(jù)調(diào)查存在以下違章操作：112月2日23時(shí)30分，1工人發(fā)現(xiàn)異氰酸甲酯(MIC開(kāi)始泄漏，1位工頭認(rèn)為是水漏，過(guò)幾分鐘才決定處理它，幾小時(shí)后儲(chǔ)罐內(nèi)發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)。2 事故前幾個(gè)月由于工廠電源緊張，為解決這一矛盾，總管和美國(guó)聯(lián)碳總部商議后(但總部發(fā)言人說(shuō)沒(méi)有

9、和他們商議 ，關(guān)閉設(shè)計(jì)用來(lái)冷卻MIC 以防止化學(xué)反應(yīng)的冷卻裝置，其中冷卻劑氟利昂被抽出，用到工廠其他地方。規(guī)章規(guī)定“為保持儲(chǔ)罐正常循環(huán)冷卻裝置要不斷處于逆轉(zhuǎn)狀態(tài)”。3 事故前2 h，1位受過(guò)訓(xùn)練、但不了解工廠操作規(guī)程的工人，奉1名新工頭之令，沖洗一根和儲(chǔ)罐相連、但沒(méi)有完全和儲(chǔ)罐內(nèi)隔離的管道，這是規(guī)章所禁止的。43臺(tái)主要安全裝置(噴水裝置、點(diǎn)火裝置、洗滌塔 ，其中l(wèi) 臺(tái)在幾天前失靈，另兩臺(tái)已有幾周沒(méi)有維修。5MIC 工段值班工頭Qureshi 說(shuō)，工廠中的儀器是靠不住的。由于這一原因，他疏忽開(kāi)始的警告。在3只儲(chǔ)罐中，有1只在1 h內(nèi)壓力上升5倍。6 博帕爾工廠沒(méi)有先進(jìn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)罐，并迅

10、速警告泄漏的發(fā)生。廠里主要依靠工人的眼睛是否流淚來(lái)察覺(jué)是否泄漏。另外，這個(gè)幾乎沒(méi)有自動(dòng)化設(shè)備的工廠，MIC 工段在1983年縮減了12名操作工，只剩下6人。7 沒(méi)有公共警告裝置。事故發(fā)生當(dāng)晚的警報(bào)，類似平時(shí)訓(xùn)練時(shí)的警笛聲，這類噪聲每周有20次。(3掉以輕心釀成大。12月2日晚上，工人沒(méi)有去了解系統(tǒng)中壓力變化情況。23時(shí)，1名值班的老操作工在操作房看到罐內(nèi)壓力是69 kPa，為正常的5倍，但并沒(méi)有引起重視。23時(shí)30分，MIC 工段的工人在離控制室30.5w nl 處，感覺(jué)到泄漏，眼睛開(kāi)始流淚。操作工 VNSingh發(fā)現(xiàn)15 m 處有液滴，并有淡黃色氣體。23時(shí)45分，他去控制室告訴工頭Qure

11、shi MIC 泄漏，RT-JL Qureshi 才發(fā)現(xiàn)泄漏。但至0時(shí)40分，也沒(méi)有人調(diào)查泄露原因或采取措施，嚴(yán)重的失職釀成了一場(chǎng)大禍。工廠平時(shí)采用的分析方法落后，沒(méi)有測(cè)量MIC 中C1一存在時(shí)的影響，而少量含C1-的水存在時(shí)，會(huì)導(dǎo)致毒品具有很高的毒性。對(duì)罐中MIC 量應(yīng)有限制，泄漏的儲(chǔ)罐中MIC 的量為49.2 m3，占儲(chǔ)罐容量的87%，超過(guò)正常工作最大允許容量(41.6 m3，占儲(chǔ)罐容量73%，即使是41.6 m3，也超過(guò)工廠規(guī)定的極限量(60%。這一限制主要是在罐中有強(qiáng)烈反應(yīng)時(shí)，壓力上升緩慢。(4引起災(zāi)難的原因推測(cè)。紐約時(shí)報(bào)調(diào)查報(bào)告認(rèn)為，儲(chǔ)罐中有49.2 m3。的化學(xué)品，如要和水反應(yīng).

12、需1.5t(1.59 m3 ，罐中不可能進(jìn)入這么多水。因此，調(diào)查人員認(rèn)為可能存在水和光氣的反應(yīng)。水和光氣反應(yīng)生成強(qiáng)腐蝕性氯離子，此氯離子和不銹鋼罐反應(yīng)釋放出鐵離子和大量的熱，導(dǎo)致氯離子和MIC 作用，放出更多熱，加上金屬反應(yīng)放出氯離子，導(dǎo)致罐中劇烈反應(yīng)。劇烈反應(yīng)使MIC 聚合，形成一種塑性物質(zhì)，并放出大量的熱，使罐內(nèi)溫度升高，MIC 汽化，壓力升高，最后使罐壁破裂。當(dāng)時(shí)由于冷卻裝置關(guān)閉，無(wú)法使儲(chǔ)罐冷卻。調(diào)查組認(rèn)為少量的水就可導(dǎo)致連鎖反應(yīng)發(fā)生(據(jù)報(bào)道可能進(jìn)入500 g 水 。其他可能的原因是洗滌塔中的堿也能封閉體系中的毒物反應(yīng)。MIC 也能和雜質(zhì)如酸、鐵等反應(yīng)。(5污染的來(lái)源。聯(lián)碳總公司和印度公司用核磁共振光譜分析表明，泄露儲(chǔ)罐中至少有5中雜質(zhì)，其中有鐵離子、水和堿液。事故發(fā)生前2h ，1名工人沖洗過(guò)一根和儲(chǔ)罐相連但未和儲(chǔ)罐完全隔離的管道，水可能由此進(jìn)入管道. 為防止失火，用氮?dú)獯婀拗锌諝?，也可能氮?dú)庵泻兴? 同一