活性化学品反应失控事故

自从1984年博帕尔的噩梦发生后，美国在化工工艺安全方面有许多积极的改变。但是，涉及活性化学品的事故，仍然频繁地发生，且通常导致悲惨的结果。本文剖析了美国发生的4起重大活性化学品事故，揭示了化学反应失控时的后果。

2002年，美国化学品安全委员会完成了有关活性化学品危害的全面研究，向职业安全和健康署、环境保护局及行业组织发布了关键的安全建议，但许多建议至今还没有被采纳。这份报告识别了美国20年来167起涉及失控化学反应的重大事故，这些事故共导致108人死亡，财产损失数亿美元，其中涉及的化学物质，有一半以上没有涵盖在现有的联邦工艺安全法规内。

通过以下4起重大活性化学品事故，我们可以看到化学反应失控时的严重后果――引发火灾、爆炸和有毒物质泄漏，导致伤亡和环境损害。

惊人的破坏力

高温引起分解的化学反应能产生剧烈的爆炸，但很少有人意识到这会释放多少破坏性的能量。

充分识别工艺危害

美国化学品安全委员会2002年的研究发现，超过90%的活性化学品事故涉及的危害，已经在公开文献上有过描述。委员会建议，为了更好地了解活性化学品危害和其工艺，公司应该参考多种信息来源，收集足够的安全信息和数据，并在必要时进行专门的测试，这在扩大活性化学品工艺的规模时尤其重要。

2004年4月12日，乔治亚州多尔顿市的MFG化工工厂经历了一次失控的化学反应，导致剧毒蒸气泄漏进入居民区。美国化学品安全委员会断定此事故的发生是由于MFG公司没有将化学反应从实验室规模安全地放大到大型生产规模。

然而，MFG公司没有意识到，与小型测试反应器相比，1万5 141 L的生产反应器表面面积与体积比要低得多，因此控制生产反应器内的温度会困难得多。

调查显示，该公司本可以通过更好地了解化工工艺和如何预防失控反应来预防此事故。此外，这起事故充分说明了应急救援人员为有毒化学品泄漏做好充足准备的必要性。

谨慎管理工艺变化

2006年1月31日上午，在美国北卡罗来纳州摩根顿市Centron公司丙烯酸聚合物生产工厂，蒸气云发生了爆炸，导致1名工人死亡，其余14人受伤。爆炸摧毁了该工厂，损坏了附近的建筑。经调查，一个看似略微增加生产规模的行为，导致了这次灾难性的爆炸事故。

Centron公司的事故凸显出反复演练疏散预案的必要性，更说明了，即使对反应工艺条件做出很小的改变，仔细检查其影响也是至关重要的。化学工艺安全专家认为，在化学工艺中，如果没有正确混合原料，比如添加的顺序错误，或是加入了错误的材料等，都会导致化学反应失控。

向工人传达潜在危险

有的活性化学品事故发生时，工厂员工们甚至都不知道发生了化学反应。正如2001年在美国乔治亚州奥古斯塔市一家塑料生产工厂发生的那样。

事故发生前一天下午，操作员开始启动该工艺，但是挤出机发生了机械故障，操作员试图修理，却没能成功。于是在相当长的一段时间内，热塑料持续流入到废料收集器中。最终主管中止了开车，但是那时，废料收集器已经装了太多熔化的塑料。过量的塑料堵塞了紧急泄压的放气管（见图5），导致压力表失灵，于是工人们无法判断废料收集器是否带压。随着废料收集器的外部逐渐冷却，废料收集器内壁形成了几厘米厚的硬塑料层，但是靠近中心处，塑料仍然是炽热熔化的，而工人们并不知道熔化的塑料正在进行缓慢的分解反应。

几小时后，热塑料分子分解形成气泡，导致压力累积到危险的程度。凌晨2时――就在试图开车的12 h后，3名夜班工人走近废料收集器，准备将它清空。在他们卸掉了收集器盖的一半螺栓后，超高压崩开了794 kg重的法兰盖，法兰盖随着爆炸力飞出，将热塑料喷得到处都是（见图6）。废料收集器随即向后反弹，撞坏了热油管道，形成蒸气云，并在6 min后被点燃。其中两名维修工在法兰盖炸飞时，当场死亡，另一人在送达医院时死亡。

这起事故表明，即使是缓慢的不产生热量的化学反应，仍可能是危险的。调查发现，BP-AMOCO公司的研究人员清楚，熔化的塑料会反应产生气体，具有潜在的危险，但是这一信息却没有充分体现在工艺设计中，也没有通过应有的培训传达给工人们。

美国化学品安全委员会建议，为了预防活性化学品事故，公司应当识别和彻底评估工艺中的活性化学品危害。适当的紧急泄压系统和其他安全措施必须落实到位。公司还应当制定有效的操作程序和培训计划，并谨慎管理对现有工艺的任何变更。工厂必须为可能发生的事故制定计划，包括撤离演练和应急响应练习。