一起由化工设备安全泄放装置泄漏引起中毒事故原因分析

（河南中咨安全工程师事务所有限公司，河南 郑州450000）

摘  要  通过对一起化工设备安全泄放装置泄漏引起中毒事故原因的分析，提出防止事故发生所采取的有效措施。

关键词  化工设备   安全泄放装置   中毒   安全措施

0 引言

2018年12月8日20时左右，某化工有限公司发生一起中毒事故，造成3人死亡、1人受伤，直接经济损失约280万元。事故的直接原因为该公司乙二醇厂化工设备安全泄放装置---安全阀、爆破片出现泄漏，有毒气体亚硝酸甲酯泄漏后由制备反应釜三层平台（层高11.5米）下沉，通过亚硝酸钠配料间西侧风机孔洞（二层平台层高4.7米）、南侧穿墙管线等孔隙进入亚硝酸钠加料平台溶解釜配料作业人员处，导致4人亚硝酸甲酯中毒。本文就该企业化工设备安全泄放装置泄漏原因及防止事故发生的对策措施进行分析探讨。

1、安全泄放装置概述

目前化工企业生产装置中常用的安全泄放装置主要有常压储罐、低压储罐、大型低温储罐、呼吸阀、气封系统、紧急泄放阀、压力储罐、其他压力容器、压力管道等，这些设施可单独或组合应用于特定设备和管路系统中。尤其是反应器及各种压力容器，由于化学反应、温度升高等现象的产生可导致反应器及压力容器内的压力升高，因此必须设置安全泄放装置，以此保证人身及财产安全。鉴于反应器及压力容器的操作介质、状态等各不相同，因此，相应安全泄放装置的种类也形色各异。各式安全泄放装置根据其结构形式不同，可分为断裂型、阀型、熔化型和组合型等。阀型安全泄放装置主要包括安全阀和紧急泄放阀等。

2、化工设备安全泄放装置设置情况

该公司乙二醇厂NO制备由两台Ø2428×2900的反应釜完成，工作压力为0.2MPa，反应釜属于压力容器。主要完成亚硝酸甲酯合成，亚硝酸甲酯合成采用亚硝酸钠、硝酸、甲醇为原料，同时获得副产品硝酸钠，反应式如下所示：

HNO3+NaNO2+CH3OH→CH3NO2+NaNO3+H2O

原料亚硝酸钠为外购袋装固体，经破碎后在溶解釜用软水溶解，溶解后的亚硝酸钠溶液在硝酸催化剂的作用下与甲醇在反应釜反应生成亚硝酸甲酯、硝酸钠和水；亚硝酸甲酯经洗涤后送往酯化工序作为酯化原料；硝酸钠溶液经蒸发、结晶、干燥后，纯度在99%以上的硝酸钠固体作为副产品出售。根据《重点监管的危险化工工艺目录》（2013完整版），该化工设备中硝酸、亚硝酸钠和甲醇制备亚硝酸甲酯的硝化工艺为重点监管的典型危险化工工艺，其危险特征为：

（1）反应物料硝酸、甲醇具有燃爆危险性；

（2）硝化剂硝酸具有强腐蚀性、强氧化性，与油脂、有机化合物（尤其是不饱和有机化合物）接触能引起燃烧或爆炸；

（3）硝化产物亚硝酸甲酯既具有燃爆危险性，又具有有毒性。

根据《重点监管的危险化工工艺目录》对硝化工艺安全控制的基本要求，硝化反应系统应设有泄爆管和紧急排放系统。该公司乙二醇厂NO制备硝化反应釜设有安全阀、爆破片、排放管等组合型安全泄放装置。

3、化工设备安全泄放装置泄漏原因分析

1）对亚硝酸甲酯风险辨识不足，设计存在缺陷

亚硝酸甲酯这种物质在常温常压下是一种易燃易爆、有毒、比空气重的气体，且受热、遇光易分解。亚硝酸甲酯既具有燃爆危险性，又具有有毒性，在该企业NO制备安全泄放装置设计中只考虑了燃爆危险性，忽视了其毒性带来的风险，根据《化工企业安全卫生设计规范》HG20571-2014第5.1.4条规定：对于毒性危害严重的生产过程和设备，应设计事故处理装置及应急防护设施。而企业NO制备两个反应釜安全阀放空管、反应釜爆破筒直接放空，没有设置亚硝酸甲酯有毒气体泄漏后事故处理装置及应急防护设施，设计时就存在缺陷，为该起事故埋下了安全隐患。

2）弹簧式安全阀泄漏

NO制备两个反应釜安全阀为弹簧式安全阀，用于保护受压设备的压力释放装置，在使用过程中应该做到准确开启、足量排放、及时回座、可靠密封。但是在实际使用过程中，由于密封面受损、密封面上有杂物以及弹簧性能下降等种种原因，使阀门的密封性能下降，如果是离线调校，这种情况可以及时得到纠正，不会造成太大影响；而如果是在线调校则没有办法进行处理，造成阀门的长期泄漏，常常会影响安全阀的使用性能。根据TSG ZF001-2006《安全阀安全技术监察规程》附录E2.2（1）规定：安全阀的检验项目包括整定压力和密封性能。但企业反应釜安全阀委托特种设备检测检验机构在线检测方式下，仅进行了整定压力校验，未进行密封性能试验。弹簧式安全阀密封性能不好在法定的检测检验环节未被及时发现和纠正，造成了有毒气体泄漏。

3）反应釜爆破片泄漏

根据TSG ZF003-2011《爆破片装置安全技术监察规程》B6.1、B6.2、B6.3规定：使用单位应当经常检查爆破片装置是否有介质渗漏现象；爆破片更换周期一般情况下为2至3年，对于腐蚀性、毒性介质以及苛刻条件下使用的爆破片装置应当缩短更换周期。该企业反应釜爆破片装置出现设备停工6个月，再次投入使用应当立即更换。而企业自2015年4月企业停车进行技术改造升级至2017年10月重新开工前未对反应釜所有的爆破片装置进行全面检查、检测和更换。事故发生后对反应釜爆破片进行了气密性试验，出现大面积泄漏点。

4、事故防范措施

针对该起由化工设备安全泄放装置泄漏引起中毒事故暴露出来的问题，为有效防范事故发生，提出以下防范措施建议：

1）要全面开展化工设备生产过程危险源辨识与风险评估。企业要依据有关标准、规范，组织工程技术和管理人员或委托具有相应资质的设计、评价等中介机构对可能存在的有毒可燃气体泄漏风险进行辨识与评估（如采用危险与可操作性分析（HAZOP）技术等），结合企业实际设备失效数据或历史泄漏数据分析，对风险分析结果、设备失效数据或历史泄漏数据进行分析，辨识出可能发生泄漏的部位，结合设备类型、物料危险性、泄漏量对泄漏部位进行分级管理，提出风险管控防范措施。

2）根据TSG ZF001-2006《安全阀安全技术监察规程》附录E2.2（1）规定：安全阀的检验项目包括整定压力和密封性能。企业应委托有资质的检测机构对介质为有毒有害、易燃易爆气体安全阀不仅要进行整定压力试验，而且要进行密封性试验，两者缺一不可，同时建议对介质为有毒有害、易燃易爆气体安全阀应离线进行检测检验。

3）按照TSG ZF003-2011 《爆破片装置安全技术监察规程》B5（6）规定的对盛装毒性程度为中毒以上危害介质或易燃易爆介质，应当将介质排放到安全地点，并且应当进行妥善处理，不得直接排入大气。根据《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008第5.5.7 条第二款规定：对可燃气体设备，应将设备内的可燃气体排入火炬或安全放空系统。对既是有毒气体又是可燃气体应在事故处理装置处理后方可排入安全放空系统。

4）特种设备检测机构要严格履行法定特种设备检验检测程序和规范，加强企业内部管理，完善作业规程和员工教育管理，强化施工现场的安全管理，严格按照相关法律法规和规范标制定检验作业计划，并按规定组织实施。对在检验过程中存在的可能性和安全风险要依法书面提示告知被检验单位注意防范。

5）企业应加强设备安全管理，严格落实特种设备及其安全附件的检测检验管理制度，深刻吸取事故教训，查找安全生产管理方面存在的短板，层层加强防范，切实落实双预控机制建设要求。

5、结论

安全泄放装置是化工设备保证安全的重要附件，本文通过对亚硝酸甲酯中毒事故原因的分析，明确了化工设备全泄放装置泄漏是引起这起事故的主要原因，企业只有根据国家相关标准规范对压力容器安全附件严格进行检测检验，严格落实特种设备及其安全附件的检测检验管理制度，保证化工设备安全泄放装置的完好性，才能有效防止此类事故的再次发生。

参考文献：

《有机化学》科学出版社. 鲁崇贤 杜洪光主编  第二版 出版时间2009-8-1  ISBN  9787030220431

《化工设计中常用安全泄放装置探析》崔保林，任晓珍 .《中国石油和化工标准与质量》2017

国家安全监管总局《关于公布第二批重点监管危险化工工艺目录和调整首批重点监管危险化工工艺中部分典型工艺的通知》[安监总管三〔2013〕3号]

张海峰．《危险化学安全技术会书》．第 2 版［M］.北京：化学工业出版社，2008.

王奎．《煤制乙二醇工艺技术及生产技术问题的探讨》.《安徽化工》

作者简介：王宏伟，男，1964年生，高级工程师，注册安全工程师，一级安全评价师，主要从事安全生产技术咨询服务工作。