CSB调查美国巴顿溶剂公司静电火灾爆炸事故案例

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CSB经典案例分析-埃克森美孚石油公司baton rouge炼油厂异丁烷泄漏和火灾事故

CSB经典案例分析—埃克森美孚石油公司Baton Rouge炼油厂异丁烷泄漏和火灾事故唐彬天津市居安企业管理咨询有限公司中国石油和化学工业协会培训中心关键词:炼油厂、异丁烷、泄漏、火灾、美国化学品安全与危害调查委员会(CSB)摘要本文结合美国化学品安全与危害调查委员会（CSB）对美埃克森美孚石油公司Baton Rouge炼油厂异丁烷泄漏和火灾事故的调查，详细梳理操作人员拆除旋塞阀齿轮箱过程中造成异丁烷泄漏和火灾的背景、过程及后果，并从技术和管理角度综合分析、总结导致事故的各方面原因，并分享CSB调查组针对此次事故提出的改善建议和措施。

1. 事故简介2016年11月22日，位于美国路易斯安那州Baton Rouge的埃克森美孚石油公司炼油厂（简称“Baton Rouge炼油厂”）内，硫酸烷基化装置（使用硫酸作为催化剂，把异丁烷和烯烃转化成汽油）发生一起异丁烷泄漏和火灾事故，造成4名工作人员严重受伤。

事故发生时，操作人员正在从一个旋塞阀上拆除出现故障的齿轮箱，他卸掉了阀门承压部件（称作“顶盖”）上的关键螺栓，当他试图使用管钳拧开旋塞阀时，阀门突然脱离，导致异丁烷泄漏，形成可燃气云。

异丁烷泄漏后不到30s，可燃气云遇到点火源引发火灾，导致没能及时撤离的4名工作人员严重烧伤。

图1：事故现场图2. 异丁烷泄漏和火灾事故发生过程2016年11月22日下午，Baton Rouge炼油厂硫酸烷基化装置的2名操作人员正在准备对异丁烷设备进行维护作业。

作为准备工作的一部分，操作人员需要调整阀门状态，启动备用的异丁烷输送泵，如图2所示。

为了启用备用泵，操作人员需要打开备用泵上游的入口旋塞阀。

Baton Rouge炼油厂硫酸烷基化装置中使用了很多这种类型的直角回转式旋塞阀，包括异丁烷输送泵的入口阀。

图2：烷基化装置异丁烷泄漏位置流程简图这种旋塞阀不经常使用，通常手动操作，操作人员需要转动连接齿轮箱的手轮打开或者关闭阀门，如图3所示。

巴顿溶剂公司静电火花引爆可燃液体储罐事故

巴顿溶剂公司静电火花引爆可燃液体储罐事故美国化学安全与危险调查委员会（CSB ）1 简介2007 年7月17 日9 时左右，位于美国堪萨斯州山谷中心的巴顿溶剂公司威奇托工厂发生了爆炸和火灾事故。

11 名当地居民和1 名消防队员接受了医学治疗。

这次事故导致大约山谷中心6 000 名居民撤离，摧毁了1 个储罐区并且极大地影响了巴顿溶剂公司的经营业务。

美国化学安全和危险调查委员会（CSB ）的调查结论是：最初的爆炸发生在一个装有清漆和涂料制造公司（VM&P ）石脑油的立式地面储罐内。

石脑油是美国防火协会（NFPA ）的一类B 级可燃液体，它能够在储罐内部产生可点燃的蒸气—空气混合物，并且因为它的低导电性，能够积累起达到危险程度的静电等级。

CSB 发布这个案例研究是帮助公司了解能够在储罐内部形成可点燃的蒸气—空气混合物、且具有静电荷积累性质的可燃液体的危险性。

另外，CSB 要促使公司采取额外的预防措施防止类似巴顿溶剂公司威奇托工厂的爆炸和火灾事故的发生。

这个案例研究也检查了行业的物料安全数据单（MSDS ）的危险交流方法，并且提出了建议以确保MSDS 能够识别这些危险和概述相应的预防措施。

2 事故描述最初的爆炸发生在罐区班长开始将装有VM&P 石脑油油槽车的最后一节油车向15000加仑（1美制加仑=0.003785411784立方米，约57 m 3 ）地上储罐进行转输作业后不久，见图1 所示。

图1 VM&P石脑油罐和浮子爆炸将VM&P 石脑油储罐冲上了天，石脑油储罐拖着燃烧液体的烟云和火焰的尾巴，最终落在了距离原址大约约130英尺（40m）远的地方。

目击证人从几英里远的地方都听到了爆炸声并看见了火球。

不久两个油罐发生了破裂，罐内的油品泄漏到罐群周围的溢流堰范围之内的、正在燃烧的大火之中。

在大火燃烧期间，其它油罐的油品出现了过压或者被点燃，将直径10 - 12英尺（3.0~3.7 m）的钢制罐顶崩了出去，排气阀门、管件和钢制部件离开了原来的位置，飞到了附近的社区。

CSB经典案例分析-Delaware炼油厂工艺设备维护作业准备过程中闪火事故

CSB经典案例分析—Delaware炼油厂工艺设备维护作业准备过程中闪火事故唐彬 1 天津市居安企业管理咨询有限公司何琛2 上海于睿商务咨询有限公司关键词:炼油厂、设备维护、闪火、美国化学品安全与危害调查委员会(CSB)摘要本文结合美国化学品安全与危害调查委员会（CSB）对Delaware炼油厂工艺设备维护作业准备过程中发生的闪火事故的调查，梳理闪火事故发生过程，并从技术和管理角度综合分析、总结Delaware炼油厂工艺设备维护作业准备过程中闪火事故发生的原因和机理，并分享CSB调查组对此次事故的总结与启示。

1. 事故简介2015年11月29日，周日，Delaware炼化公司的硫酸烷基化装置处发生闪火，一名操作人员面部和颈部二级烧伤，手腕处三级烧伤。

事故发生时，操作人员正在进行设备维护作业的准备工作，排除和倒空一个位于两个隔离点之间的储罐。

一个单独的切断阀将已净化的储罐与带压、带料的脱丙烷塔（内含烃类化合物）隔离开，操作人员不知道该切断阀在关闭位置发生了泄漏，导致可燃物料从脱丙烷塔发生了回流。

当操作人员打开储罐排凝阀，试图排空储罐内的冷凝水（操作人员误以为只是冷凝水）时，脱丙烷塔内的烃类化合物泄漏进入污水系统，并被点燃，发生闪火。

2. 烷基化装置工艺流程简介炼油厂烷基化装置的工艺原理是，在酸性催化剂（磺酸或者氢氟酸）的作用下，低分子量的碳氢化合物（主要是丙烯和丁烯）与异丁烷反应，转变成更大分子量的具有高辛烷值的侧链烷烃。

Delaware炼油厂烷基化装置接收来自焦化装置和催化裂解装置的丁烯物料，包括2套烷基化反应器区域，每套均有2台平行运行的反应器。

运行温度越低时，反应生成的烷基化物质量越高。

丙烷和多余的异丁烷循环经过反应器，冷却反应过程，然后冷凝，并被输送回烷基化反应器。

少量的丙烷和多余的异丁烷循环物料进入脱丙烷塔，脱丙烷塔通过除去多余的丙烷以维持装置内最佳的丙烷浓度。

在进入脱丙烷塔之前，烷基化反应器丙烷物料通过碱洗系统除去微量的二氧化硫，以降低对设备和管线造成的腐蚀风险。

2015年托伦斯炼油厂静电除尘器爆炸事件

域疏散人员。
• 操作人员将进入反应器提升管的
蒸汽流量提升至15876KG/H，但是已经太晚了。
4. 静电除尘器爆炸事故分析 4.1 缺少安全停车程序和可验证的操作参数
• 埃克森美孚公司没有采用直接操作参数监测关键安全屏障的实际状态
安全停车模式下的保护层处于关闭状态的待生催化剂滑阀上部积聚的催化剂
4.4 蒸汽屏障失效
• 2015年2月18日上午，打开的膨胀节法兰出现
蒸汽泄漏，埃克森美孚公司管理层指示中控人员降低蒸汽流量，试图减少膨胀节出口法兰处泄漏的蒸汽量，以使维保人员能够安全地安装盲板。
• 中控人员把蒸汽流量降低至约3402KG/H，符
合2012“偏离方案”的要求（最小蒸汽流量为 907KG/H），但是此时反应器压力已低于分馏塔压力，降低的反应器压力已不能阻止分馏塔油气进入反应器，油气随后进入再生器和燃料气系统。
4.5 换热器管程泄漏
• 事故当天，在提升管蒸汽流量降
低至3402KG/H的情况下，分馏塔压力高于正常操作压力，造成油气进入反应器。此次事故中，分馏塔操作压力约0.06MPA，约是 2012年安全停车时分馏塔压力的两倍。器（经过长时间运转）发生石脑油泄漏并进入油浆中，高温油浆使挥发性高的石脑油蒸发，造成分馏塔压力升高，如图所示。
粗糙的催化剂连续流过部分打开的阀门时，会对阀门的阀盘和密封面造成侵蚀。
如图所示。经过长达6年的运行，被侵蚀面积达到约103CM2，为催化剂通过阀门泄漏提供了通道（即使当阀门处于完全关闭位置时）。
事故当天，阀门侵蚀导致的密封失效，导致处于关闭状态的待生催化剂滑阀没有建立必要的催化剂屏障。
• 上午，埃克森美孚公司维保人员
准备接近打开的法兰安装盲板，但是，由于当时蒸汽正从打开的法兰处泄漏出来，考虑到安全问题，他们没有安装盲板，如图所示。

CSB经典案例分析-美国威廉姆斯公司烯烃装置重沸器破裂导致火灾爆炸事故(2016-12期)02

CSB 经典案例分析 —美国威廉姆斯公司烯烃装置重沸器破裂导致火灾爆炸事故唐彬 1 天津市居安企业管理咨询有限公司何琛 2 上海于睿商务咨询有限公司1. 事故摘要2013年 6月13日，威廉姆斯公司烯烃装置的车间经理在与操作人员、维保人员进行每日例行早会时，了解到丙烯精馏塔重沸器 A的骤冷水流量在过去的一天内缓慢下降。

通过分析泵和热交换器的流量等数据，他们注意到整体的骤冷水循环率似乎受到了影响。

一位比较有经验的生产监督对骤冷水系统进行现场检查评估，认为运行中的重沸器 A（ EA-425A）被污染可能就是问题所在，需要启用备用重沸器B （ EA-425B ）以修正骤冷水流量。

生产监督尝试与生产经理见面讨论转换重沸器的问题，由于生产经理不在，生产监督决定返回现场继续观察骤冷水系统运行情况。

CSB 调查组判断，生产监督在早上 8:33时很可能打开了离线备用的重沸器B 上的骤冷水阀门，造成骤冷水流量迅速增加，约 3min之后，重沸器B发生爆裂，如图1所示。

丙烷和丙烯等物料从破裂的重沸器B 和丙烯精馏塔破裂管线中喷射出来，形成大量可燃蒸气并被点燃，引发巨大火球，如图 2所示。

爆炸造成一名正在丙烯精馏塔附近区域工作的操作人员当场死亡，生产监督因严重烧伤于第二天死亡，还有 167名威廉姆斯公司员工和承包商受伤。

威廉姆斯公司报告称事故共造成超过13.6t的可燃碳氢化合物泄漏，大火持续了约3.5小时。

装置停工 18 个月，于2015年 1月重新投产。

1图1：事故后重沸器B破裂照片图2：火灾爆炸现场照片22. 事故背景2.1 企业概况威廉姆斯公司成立于1908年，总部位于美国俄克拉荷马州塔尔萨，是一家能源基础设施公司，业务涵盖遍及北美的天然气、液化天然气管线和处理设施。

CSB经典案例分析(4月期)—Bethlehem钢铁公司生产事故

1.事故简介2001年2月2日，位于美国印第安纳州Chesterton的Bethlehem钢铁公司Burns Harbor分厂内，作业人员正在尝试从焦炉煤气（CokeOven Gas，COG）管线上拆除一个盲板和一个破裂的阀门时，发生可燃液体泄漏并被点燃，导致4M轧板机车间的熔炉区域发生大火，事故造成1名Bethlehem钢铁公司技术工人和1名Onyx工业服务公司（真空槽车承包商）监督人员死亡，另有1名技术工人重伤，3名技术工人轻伤。

2.焦炉煤气在缺氧环境中把煤加热至高温（约1200℃）进行碳化生产焦炭。

炼焦过程中生成的挥发性物料和气体经蒸发除掉，剩下固态焦炭。

BurnsHarbor 分厂的煤化工装置除去焦炉煤气原料中的杂质，生成工厂使用的燃料。

焦炉煤气的总流量大约是 2.3 106m3/天，工厂内气体用户包括发电站和高炉。

40%的焦炉煤气用于加热炼焦炉装置，剩下的60%气体用于工厂的其他装置，没有被装置消耗而剩余的气体通过火炬塔燃烧处理。

煤化工装置不能除去焦炉煤气中携带的全部冷凝物。

焦炉煤气进入分配系统管线时的温度为29℃~43℃，随着管线中气体温度逐渐冷却，蒸汽不断凝结液化，生成的液体被带到焦炉煤气系统下游的一系列间隔的排凝点（如图1所示），收集进入储罐进行循环使用和处理。

图1：正常操作情况下冷凝物排放示意图根据Bethlehem钢铁公司提供的焦炉煤气安全技术说明书，其主要组分是甲烷气体，占43%~53%，还有一些微量组分，例如丁烯（＜0.8%）、甲苯（＜0.5%）和二甲苯（＜0.3%）。

根据BurnsHarbor分厂提供的焦炉煤气冷凝液安全技术说明书，焦炉煤气冷凝液比重为1，沸点为100℃，该数据表明通常情况下焦炉煤气冷凝液主要成分是水。

3.事故发生过程3.1 事故发生前（1）熔炉停运和拆除#4间歇式熔炉于1992年关停，当时还关闭了一个25cm隔离闸阀，以防止焦炉煤气物料进入熔炉，因此，在该阀门上部的直径为25cm的管线上形成了一段长度约7.6m的垂直盲管段，与焦炉煤气分配管系相连通，如图2所示。

CSB典型事故案例分析—美国德州理工大学实验室爆炸事故给我们的启示

CSB典型事故案例分析—美国德州理工大学实验室爆炸事故给我们的启示2016-06-29老唐过程安全管理CSB典型事故案例分析—美国德州理工大学实验室爆炸事故给我们的启示关键词实验室、爆炸、安全管理、美国化学品安全与危害调查委员会(CSB)摘要本文结合美国化学品安全与危害调查委员会对美国德州理工大学实验室爆炸事故的分析，结合国内高校及工厂实验室情况，从实验室危害辨识、风险分析、实验室安全管理、实验室应急管理方面存在的不足，并提出改进措施。

1. 介绍相对于工业领域的安全生产事故，高校、工厂实验室的安全事故往往不容易得到人们的关注，然而实验室向来被认为是校园中的危险区域，常被比喻为炸药库、生化武器库、毒药间等，稍有不慎将会造成生命财产的重大损失。

本文根据美国化学品安全与危害调查委员会(CSB-Chemical Safety Board)对美国德州理工大学实验室爆炸事故的调查研究，结合国内高校、工厂实验室情况，从实验室危害辨识及风险分析、实验室安全管理、实验室应急管理方面存在的不足，并提出改进措施，希望藉此提高高校、工厂实验室安全，避免事故的再次发生。

2.2010年1月7日，美国德克萨斯州理工大学化学与生物化学系实验室发生了爆炸，爆炸导致1名毕业生失去了3根手指，手和脸部被烧伤，一只眼睛被化学物质烧伤。

美国德州理工大学有11个院系，在校人数超过31500人，其中化学与生物系有140名毕业生和研究生，225名在读学生，26名教师和19名职员。

美国德州理工大学化学与生物化学系1名5年级学生与1名1年级学生进行合成高氯酸肼镍衍生物(NPH)课题实验，通常为了表征新合成的高氯酸肼镍衍生物(NPH)物质活性需要进行示差扫描热量分析、落锤冲击性、热重分析等试验，而每次合成实验得到的反应物一般在50-300mg，为了避免多次合成，两名学生在没有咨询首席研究员的情况下，擅自放大合成实验规模，一次性得到了10gNPH。

在实验过程中，两名学生发现少量的NPH与水和乙烷作用下，不会发生燃烧和爆炸反应，因此他们基于经验判断，更大量的NPH的危害性与少量的NPH是一样的。

美国巴顿溶剂公司静电火灾爆炸事故给我们的启示

美国巴顿溶剂公司静电火灾爆炸事故给我们的启示美国巴顿溶剂公司静电火灾爆炸事故给我们的启示期号：TS116 2016-05-05关键词静电、静电防护、静电接地、火灾、爆炸、美国化学品安全与危害调查委员会(CSB)摘要本文结合美国化学品安全与危害调查委员会对美国巴顿溶剂公司静电火灾爆炸事故的分析，从静电的产生、静电防护方面深刻分析产生事故发生的原因，并提出改进措施。

1. 介绍静电火灾在日常生产和生活中是一种比较常见的现象，特别是在化工生产领域，由静电引起的火灾和爆炸事故时有发生，究其原因都是没能正确防护静电所致，由于缺乏对静电火灾致灾机理的正确认识，致使静电防护中的一些措施流于形式，因而不能正确进行静电防护，这在实际生产和生活中不但不能达到防护的目的，还可能适得其反，以致在某些地方成为安全生产的头等杀手。

本文根据美国化学品安全与危害调查委员会(CSB-Chemical Safety Board)对美国巴顿溶剂公司静电火灾爆炸事故的调查研究，从静电的产生、静电的危害、静电的防护措施等方面进行分析，希望藉此提高防静电防护，避免静电带来的事故。

2. 美国巴顿溶剂公司静电火灾爆炸事故经过2007年7月17日，美国堪萨斯州威奇托市的巴顿溶剂厂发生了火灾和爆炸，并引发了大火，事故造成11名当地居民和1名消防员接受治疗，周边约6000名居民疏散，大火摧毁了整个油库，巴顿溶剂厂停产并受重创。

CSB对这起事故进行了调查，认为最初的爆炸发生在一个装有石脑油（(VM&P)）的立式储罐中。

石脑油是美国国家消防协会（NFPA）的IB级可燃液体，它能够在储罐内部产生易燃的蒸汽-空气混合物，并且因为它的低导电性能够把静电荷积聚到危险程度。

2. 1 美国巴顿溶剂公司静电火灾爆炸事故经过在罐区主管决定开始把石脑油从油罐车转料至57m3的立式石脑油储罐后不久就发生了第一次爆炸，石脑油储罐的简图见图 1所示。

图1：石脑油储罐简图爆炸将石脑油（VM&P）罐炸到空中，石脑油储罐带着由燃烧的液体产生的浓烟和火焰，最终落在了约40m 开外的地方。

CSB典型事故案例分析—T2反应器冷却失效爆炸事故给我们的启示(2016-05期)

CSB典型事故案例分析—T2反应器冷却失效爆炸事故给我们的启示唐彬 1 天津市居安企业管理咨询有限公司何琛2 上海于睿商务咨询有限公司关键词: 危害识别、PHA、工艺设计及放大、美国化学品安全与危害调查委员会(CSB)摘要本文结合美国化学品安全与危害调查委员会对T2反应器冷却系统失效导致爆炸事故的分析，从反应危害识别、工艺危害分析、员工危险性教育等方面深刻分析产生爆炸事故的原因，并提出改进措施。

1.介绍1.1事故简介2007年12月19日下午1:33，在佛罗里达州杰克逊维尔北部的一家小型化学品制造工厂（T2 Laboratories, Inc，以下简称T2）因化工装置反应失控发生了一场爆炸事故，导致四名T2员工死亡，另有4名T2员工及28名附近其他工厂的工作人员共计32人受伤。

CSB对这起事故进行了调查、报告。

导致事故发生的原因很多，本文将基于CSB对T2爆炸事故的调查研究，着重阐述企业做好危险辨识，落实各项风险防控措施的重要性。

图1：2007年12月20日T2事故现场1.2 T2公司简介T2公司是一家位于佛罗里达州杰克逊维尔的小型私有企业，它于1996年由一位化学工程师和一位化学家合作成立共同拥有直到事故发生，主要从事溶剂混溶业务。

从1996年至2001年，T2一直在位于杰克逊维尔市中心的工业和住宅混合区的一个仓库经营，主要从事印刷业溶剂的混合和销售，它也混装预制的指定浓度的甲基环戊二烯三羰基锰（MCMT）给高级燃料发展技术公司（以下简称AFD），一个第三方分销商。

2001年，T2在杰克逊维尔北工业区租赁了30.4亩的土地，开始实施生产甲基环戊二烯三羰基锰（MCMT）。

2004年1月，T2开始批次生产MCMT。

到2007年12月的，MCMT成为T2的主要业务。

事发当天，T2雇佣12人，正生产其第175批MCMT（批号175）。

1.3 MCMT介绍MCMT是有机锰化合物，作为增加汽油辛烷值的添加剂使用，最早是由Ethyl公司于20世纪50年代末研发制造的。

CSB经典案例分析-美国Tosco Avon炼油厂火灾事故

CSB经典案例分析—美国ToscoAvon炼油厂火灾事故唐彬 1 天津市居安企业管理咨询有限公司何琛2 上海于睿商务咨询有限公司关键词:炼油厂、石脑油泄漏、火灾、美国化学品安全与危害调查委员会(CSB)摘要本文结合美国化学品安全与危害调查委员会（CSB）对美国Tosco Avon炼油厂石脑油管线泄漏并导致火灾事故的调查，从技术和管理角度深刻分析总结火灾事故发生的经过和原因，以及CSB调查组提出的建议。

1. 事故简介1999年2月10日，美国加利福尼亚州Tosco Avon炼油厂原油处理装置蒸馏塔上部的石脑油管线弯管处出现一个针孔泄漏点，Tosco人员立即关闭4个阀门试图隔离管线，装置保持运行。

根据后续检测发现，石脑油管线出现大面积腐蚀减薄现象，决定更换大部分石脑油管线。

但是经过多次尝试，工作人员均未成功隔离并排空石脑油管线。

2月23日，Tosco维修主管指挥工作人员采用气锯切割石脑油管线。

第二次切割时，石脑油开始泄漏，维修主管指挥人员打开法兰排空管线，排空过程中石脑油突然从第一次切割位置的管线开口端泄漏出来，石脑油接触到蒸馏塔高温表面后被点燃，火焰迅速吞噬了蒸馏塔结构和附近工作人员，造成4人死亡，1人严重受伤。

2. Tosco Avon炼油厂2.1公司简介Avon炼油厂位于美国加利福尼亚州康特拉科斯塔县马丁内斯附近，占地约9.3km2，该炼油厂已运行80多年。

Avon炼油厂主要产品是发动机燃料，例如汽油和柴油。

Tosco公司从1976年开始负责管理Avon炼油厂，直到2000年被Ultramar DiamondShamrock收购，并改名为Golden Eagle炼油厂。

Tosco公司是当时美国国内最大的石油产品精炼厂，共管理着国内7个炼油厂。

2.2 原油蒸馏塔和石脑油系统Avon炼油厂工艺把原油精炼为发动机燃料，其他产品还包括丙烷、丁烷和燃料油。

原油处理装置最初于1946年设计和建造，经过几次重大设备改建。

CSB经典案例分析(6月期)—埃克森美孚公司Torrance炼油厂静电除尘器爆炸事故

1.事故简介2015年2月18日，星期三，位于美国加利福尼亚州的埃克森美孚公司Torrance炼油厂的静电除尘器发生爆炸事故。

事故发生时，埃克森美孚公司正在试图隔离设备进行维护作业，维护活动的准备工作导致出现压力偏离，造成油气通过工艺流程回流进入静电除尘器，并在静电除尘器内点燃，发生爆炸。

事故中涉及的静电除尘器是流化催化裂化装置（FluidCatalytic Cracking Unit，FCC）中的一个污染物控制设备，使用带电板除去再生器烟气中催化剂颗粒，以满足再生器烟气排入大气的环境要求。

带电板能够产生火花，形成了潜在的点火源。

2. 工艺描述2015年2月18日Torrance炼油厂爆炸事故发生在炼油厂FCC装置，如图1所示，该装置在热和催化剂的作用下使高沸点的重质油分子发生裂化反应，转变为较低沸点的裂化气、汽油和柴油等，主要产品是汽油。

装置内静电除尘器爆炸前的一系列事件涉及了FCC装置的大部分设备。

为了满足环境法规要求，再生器烟气排入大气前需经静电除尘器除去催化剂颗粒。

图1：FCC装置工艺流程简图（1）催化剂循环在正常运行情况下，催化剂是以微小球形颗粒的形式在反应器和再生器之间循环，在不改变自身性质的条件下提高化学反应速率。

催化剂通常是经流化的，意味着固态催化剂颗粒被夹带在烃类蒸气、水蒸汽或空气中，运动行为类似液体。

催化剂一方面促进裂化反应，同时将再生器的热量传递给进入反应器提升管的重质烃供料。

（2）分馏塔裂解的油气从反应器顶部出来，进入分馏塔。

进入分馏塔的过热油气温度高于其沸点，在正常运行情况下不需要额外热量。

通过分馏塔上的几个泵循环将热量带走，使气体温度降低液化，实现分离。

在这些泵循环过程中，换热器将热量传递给炼油厂其他工艺物料，降低返回分馏塔的物料温度。

分馏塔将反应器过来的产品分离成轻质烃、重石脑油（经进一步处理生产汽油）、轻循环油和油浆。

（3）再生器烟气从再生器顶部出来的气体成分是燃烧产品气和催化剂颗粒。

CSB典型事故案例分析—T2反应器冷却失效爆炸事故给我们的启示英文版

U.S. CHEMICAL SAFETY AND HAZARD INVESTIGATION BO ARDINVESTIGATION REPORTREPORT NO. 2008-3-I-FLSEPTEMBER 2009T2L ABORATORIES ,I NC .R UNAWAY R EACTION(Four Killed, 32 Injured)KEY ISSUES:R EACTIVE H AZARD R ECOGNITIONH AZARD E DUCATIONE MERGENCY P REPAREDNESSP ROCESS D ESIGN AND S CALE -U PJ ACKSONVILLE ,F LORIDAD ECEMBER 19,2007T2 Laboratories Inc. September 15, 2009 ContentsEXECUTIVE SUMMARY (1)1.0INTRODUCTION (3)1.1Summary (3)1.2Investigative Process (4)1.3T2 Laboratories, Inc (5)1.4Advanced Fuel Development Technologies, Inc (6)1.5Methylcyclopentadienyl Manganese Tricarbonyl (6)1.6City of Jacksonville (7)2.0INCIDENT DESCRIPTION (8)2.1December 19, 2007 Incident (8)2.2Emergency Response (10)2.3Injuries and Community Damage (12)3.0T2 MCMT PROCESS (17)3.1Process Development (17)3.2Manufacturing Process (18)4.0INCIDENT ANALYSIS (23)5.0REACTIVE HAZARD ANALYSIS (26)5.1T2 Research and Development (26)5.2Process Hazard Analysis (27)5.3T2 Incident History (28)5.4Reactive Hazard Recognition (28)5.5Hazard Education (29)iiT2 Laboratories Inc. September 15, 20096.0REGULATORY ANALYSIS (31)6.1Occupational Safety and Health Administration (31)6.2Environmental Protection Agency (32)6.2.1Risk Management Planning (32)6.2.2Emergency Planning and Community Right-to-Know (33)6.3T2 Regulatory Compliance (33)7.0REACTIVE HAZARD RESOURCES (35)7.1The CSB Reactives Study (35)7.2Reactive Hazard Reference Materials (36)7.3American Institute of Chemical Engineers (37)7.3.1Design Institute for Emergency Relief Systems (37)7.3.2Center for Chemical Process Safety (38)8.0KEY FINDINGS (39)9.0ROOT AND CONTRIBUTING CAUSES (40)9.1Root Cause (40)9.2Contributing Causes (40)10.0RECOMMENDATIONS (41)American Institute of Chemical Engineers (41)Accreditation Board for Engineering and Technology, Inc (41)REFERENCES (43)APPENDIX A MCMT PROCESS CHEMISTRY (45)APPENDIX B EXPLOSIVE SEVERITY AND DAMAGE CHARACTERIZATION (48)APPENDIX C MCMT CHEMICAL TESTING (52)iiiT2 Laboratories Inc. September 15, 20091.0TEST DESCRIPTION (53)2.0TEST DATA (57)APPENDIX D MCMT-RELATED PATENTS (61)APPENDIX E SIMILAR INCIDENTS (65)1.0MORTON INTERNATIONAL, INC. EXPLOSION AND FIRE (66)2.0CONCEPT SCIENCES INC. HYDROXYLAMINE EXPLOSION (66)3.0MFG CHEMICAL INC. TOXIC GAS RELEASE (67)4.0SYNTHRON, LLC CHEMICAL EXPLOSION (68)ivT2 Laboratories Inc. September 15, 2009List of FiguresFigure 1. Aerial Photograph of T2 taken December 20, 2007 (3)Figure 2. Control room after the incident (10)Figure 3. JFRD responders in SCBA battle fire (11)Figure 4. Injury and business locations (13)Figure 5. Portion of the 3-inch-thick reactor (14)Figure 6. Agitator shaft pieces (15)Figure 7. Trucking company trailer adjacent to T2 (16)Figure 8. Reactor cross-section (20)Figure 9. Process control system screen (21)Figure 10. MCMT metalation reaction (46)Figure 11. MCMT substitution reaction (47)Figure 12. MCMT carbonylation reaction (47)Figure 13. Free-Field Pressure Contours for Estimated TNT Yield of Explosion (50)Figure 14. Free-Field Impulse Contours for Estimated TNT Yield of Explosion (51)Figure 15. New VSP2 Test Cell (54)Figure 16. Burst VSP2 Test Cell (56)Figure 17. Sodium Diglyme Test Results (59)Figure 18. MCPD Diglyme Sodium Test Results (60)vT2 Laboratories Inc. September 15, 2009List of TablesTable 1 Distance to Pressure Contours from Explosion Center for 1,420 lb TNT Yield (49)Table 2. VSP2 Test Results (57)Table 3. Run 5 Recipe (58)Table 4. Run 6 Recipe (59)viT2 Laboratories Inc. September 15, 2009 List of Acronyms and AbbreviationsABET Accreditation Board for Engineering and Technology, Inc.AIChE American Institute of Chemical EngineersARSST Advanced Reactive System Screening ToolATF U.S. Bureau of Alcohol, Tobacco, Firearms, and ExplosivesCCPS Center for Chemical Process SafetyCFR Code of Federal RegulationsCSB U.S. Chemical Safety and Hazard Investigation BoardDHS-CSCD U.S. Department of Homeland Security, Chemical Security Compliance Division DIERS Design Institute for Emergency Relief SystemsDiglyme Diethylene glycol dimethyl etherDOT U.S. Department of TransportationEHS Extremely Hazardous SubstanceEPA U.S. Environmental Protection AgencyEPCRA Emergency Planning and Community Right-to-Know ActFDEP Florida Department of Environmental ProtectionHAZOP Hazard and operability studyHAZWOPER Hazardous Waste Operations and Emergency ResponseIC Incident CommanderJFRD Jacksonville Fire and Rescue DepartmentJSO Jacksonville Sheriff’s OfficeLEPC Local Emergency Planning CommissionMCMT Methylcyclopentadienyl manganese tricarbonylMCPD MethylcyclopentadieneMSDS Material safety data sheetNIMS National Incident Management SystemNIOSH National Institute for Occupational Safety and HealthOSHA U.S. Department of Labor, Occupational Safety and Health AdministrationPHA Process hazard analysispsig Pound-force per square inch gaugeviiT2 Laboratories Inc. September 15, 2009PSM OSHA Process Safety Management StandardRMP Risk Management PlanRMR Reactivity Management RoundtableSAChE Safety and Chemical Engineering Education CommitteeSCBA Self-contained breathing apparatusSERC State Emergency Response CommissionVSP2 Vent Sizing Package 2viiiT2 Laboratories Inc. September 15, 2009Executive SummaryAt 1:33 pm on December 19, 2007, a powerful explosion and subsequent chemical fire killed four employees and destroyed T2 Laboratories, Inc. (T2), a chemical manufacturer in Jacksonville, Florida. It injured 32, including four employees and 28 members of the public who were working in surrounding businesses. Debris from the reactor was found up to one mile away, and the explosion damaged buildings within one quarter mile of the facility.On December 19, T2 was producing its 175th batch of methylcyclopentadienyl manganese tricarbonyl (MCMT). At 1:23 pm, the process operator had an outside operator call the owners to report a cooling problem and request they return to the site. Upon their return, one of the two owners went to the control room to assist. A few minutes later, at 1:33 pm, the reactor burst and its contents exploded, killing the owner and process operator who were in the control room and two outside operators who were exiting the reactor area.The CSB found that a runaway exothermic reaction occurred during the first (metalation) step of the MCMT process. The CSB tested the T2 batch recipe to determine the most likely failure scenario. A loss of sufficient cooling during the process likely resulted in the runaway reaction, leading to an uncontrollable pressure and temperature rise in the reactor. The pressure burst the reactor; the reactor’s contents ignited, creating an explosion equivalent to 1,400 pounds of TNT.The CSB identified the following root cause:T2 did not recognize the runaway reaction hazard associated with the MCMT it was producing.The CSB identified the following contributing causes:1T2 Laboratories Inc. September 15, 20091.The cooling system employed by T2 was susceptible to single-point failures due to a lack ofdesign redundancy.2.The MCMT reactor relief system was incapable of relieving the pressure from a runawayreaction.The CSB makes recommendations to the American Institute of Chemical Engineers and the Accreditation Board for Engineering and Technology, Inc.2T2 Laboratories Inc. September 15, 2009 1.0 Introduction1.1 SummaryAt 1:33 pm on December 19, 2007, an explosion and fire destroyed T2 Laboratories, Inc. (T2), a chemical manufacturer on the north side of Jacksonville, Florida (Figure 1). The explosion, which was felt and heard 15 miles away in downtown Jacksonville, killed four T2 employees, including a co-owner. It injured 32, including four T2 employees and 28 members of the public at surrounding businesses.Figure 1. Aerial photograph of T2 taken December 20, 2007.Debris from the explosion was found up to one mile away, and the blast damaged buildings within one quarter mile of the facility. The City of Jacksonville subsequently condemned buildings used by four of the businesses surrounding T2. Three of these businesses relocated operations while their buildings were repaired; the remaining business, a trucking company adjacent to T2, permanently closed due to lost business.3T2 Laboratories Inc. September 15, 2009On December 19, T2 was producing methylcyclopentadienyl manganese tricarbonyl (MCMT) in a 2,450-gallon chemical batch reactor. At 1:23 pm, the process operator directed an outside operator to call the two owners, who were off site, to report a cooling problem and request they return. Upon their return, one of the owners went to the control room to assist. A few minutes later, at 1:33 pm, the reactor burst and its contents exploded, killing the owner and process operator in the control room and two outside operators who were exiting the reactor area.Responding to the explosion and subsequent fire were the Jacksonville Fire and Rescue Department (JFRD); U.S. Naval Air Station Mayport Fire Department; Jacksonville International Airport Fire Department; Jacksonville Sheriff’s Office (JSO); City of Jacksonville Environmental Resource Management Division; City of Jacksonville Planning and Development Department; Florida State Fire Marshal; Florida Department of Environmental Protection (FDEP); U.S. Bureau of Alcohol, Tobacco, Firearms, and Explosives (ATF); U.S. Environmental Protection Agency (EPA); U.S. Department of Homeland Security, Chemical Security Compliance Division (DHS-CSCD); U.S. Department of Labor, Occupational Safety and Health Administration (OSHA); and American Red Cross (ARC).1.2 Investigative ProcessDue to the multiple deaths, many injuries, and extensive community damage, the CSB launched an investigation on December 19, 2007. On December 20, the CSB investigation team arrived at the incident scene, joined Incident Command structure in accordance with the National Incident Management System1 (NIMS), and began on-scene investigation activities. On December 21, 2007, JFRD extinguished the remaining smoldering fires onsite. JSO and ATF concluded that the incident was not a1 NIMS is a comprehensive nationwide incident response structure enabling all response entities to cooperate during incidents. DHS requires implementation of NIMS.4T2 Laboratories Inc. September 15, 2009criminal act and Incident Command demobilized. The CSB investigation team remained, interviewing employees of T2, emergency responders, and officials from the City of Jacksonville. The team documented off-site damage, located and photographed reactor debris, and interviewed injured parties and eyewitnesses. JSO assisted the CSB in debris documentation and collection.The CSB conducted laboratory testing of the chemical reaction used in the T2 process, recreated the most likely scenario, and calculated the pressure relief capacity necessary to safely vent the uncontrolled reaction. The CSB also conducted a community damage survey of the 32 structures damaged by the blast, using the data collected to estimate the amount of TNT necessary to produce a blast of equivalent magnitude.1.3 T2 Laboratories, Inc.T2 Laboratories, Inc. (T2)2 was a small privately-owned corporation located in Jacksonville, Florida, that began operations in 1996. A chemical engineer and a chemist3 founded T2 as a solvent blending business and co-owned it until the incident. From 1996 to 2001, T2 operated from a warehouse located in a mixed-used industrial and residential area of downtown Jacksonville. T2 blended and sold printing-industry solvents; it also blended pre-manufactured MCMT to specified concentrations for Advanced Fuel Development Technologies, Inc. (AFD), a third-party distributor.2 In the course of designing and constructing the MCMT plant, the T2 owners formed two other business enterprises, which were eventually subsumed into T2. These ventures involved the same personnel; for simplicity this report refers to the company as T2 throughout. Following the incident, T2 has ceased production operations.3 The T2 owners are herein referred to as “owner/chemical engineer” and “owner/chemist.”5T2 Laboratories Inc. September 15, 2009In 2001, T2 leased a 5-acre site in a north Jacksonville industrial area and began constructing an MCMT process line. In January 2004, T2 began producing MCMT in a batch reactor.4 By December of 2007, MCMT production was the primary business operation. On the day of the incident, T2 employed 12 people and was producing its 175th MCMT batch (Batch 175).1.4 Advanced Fuel Development Technologies, Inc.Advanced Fuel Development Technologies, Inc. (AFD) is a Daytona Beach, Florida-based distributor of fuel additives, including MCMT. AFD customers include individual consumers, commercial facilities, and refineries. AFD also offers services in fuel development, testing, and custom formulation.1.5 Methylcyclopentadienyl Manganese Tricarbonyl Methylcyclopentadienyl manganese tricarbonyl (MCMT) is an organomanganese compound used as an octane-increasing gasoline additive. The Ethyl Corporation5 originally developed MCMT in the late 1950s. T2 manufactured and sold MCMT under the trade name Ecotane.MCMT is a combustible liquid and is very toxic by inhalation or skin contact.Both the National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) and OSHA set exposure limits for MCMT.6 Although MCMT decomposes quickly when exposed to light, the EPA designates MCMT as an extremely hazardous substance (EHS) (Section 6.2.2).4 In batch reactions, process operators feed fixed amounts of raw materials into a reactor at specified times, according to a chemical recipe. The entire process occurs within the reactor, which is emptied between batches.5 The Ethyl Corporation is now known as Afton Chemical, which is the only U.S. producer of MCMT.6NIOSH’s recommended exposure limit is 0.2 milligrams per cubic meter average concentration over 10 hours. OSHA’s permissible exposure limit is 5 milligrams per cubic meter at any one time.6T2 Laboratories Inc. September 15, 20091.6 City of JacksonvilleThe City of Jacksonville, located in northeastern Florida, comprises approximately 840 square miles, has a population of more than 850,000, and is governed by a mayor and a 19-member City Council. The Jacksonville Fire and Rescue Department (JFRD) provides fire protection and emergency medical services. JFRD has approximately 1,200 salaried employees in six divisions: Operations, Rescue, Training, Fire Prevention, Administrative Services, and Emergency Preparedness. The divisions operate 56 stations including two hazardous materials stations. The Fire Prevention division had inspected T2 prior to the incident. Based on the chemicals that T2 reported storing, JFRD conducted hazardous materials response drills for emergencies involving sodium metal.77 Sodium metal is highly water-reactive and requires specialized firefighting strategies.7T2 Laboratories Inc. September 15, 2009 2.0 Incident Description2.1 December 19, 2007 IncidentOn the evening of December 18, 2007, a night shift process operator cleaned and dried the reactor in preparation for a new MCMT batch. At about 7:30 am on December 19, the day shift process operator began manufacturing Batch 175 from the control room adjacent to the process line. He likely followed the routine batch procedures, loading the reactor with the specified quantities of raw materials using an automated process control system (Section 3.2). An outside operator hand-loaded the reactor with blocks of sodium metal, then sealed the reactor. At about 11:00 am, the process operator began heating the batch to melt the sodium and initiate the chemical reaction, while monitoring the temperature and pressure on the process control screen.Once the sodium melted, at 210°F (98.9°C), the process operator likely started the mixer (agitator). Mixing the raw materials increased the reaction rate, creating heat. Heat from the reaction and the heating system continued raising the temperature in the reactor. At a reaction temperature of about 300°F (148.9°C), the process operator likely turned off the heating system as specified in the procedure, but heat from the reaction continued increasing the mixture temperature.At a temperature of about 360°F (182.2°C), the process operator likely started cooling, using the process control system, as specified in the procedure. However, the mixture temperature in the reactor continued to increase.8T2 Laboratories Inc. September 15, 2009At 1:23 pm, the process operator had an outside operator call the owners to report a cooling problem8 and request they return to the site. Upon their return, the owner/chemical engineer went to the control room to assist and the owner/chemist searched for the plant mechanic. Employees indicated that after visiting the control room, the owner/chemical engineer went to the reactor. He told an outside operator—who was coming to the control room to investigate multiple process alarms sounding—that he thought there would be a fire and motioned employees to get away. The owner/chemical engineer then returned to the control room.By 1:33 pm, the reactor’s relief system could no longer control the rapidly increasing temperature and pressure of the runaway reaction. Eyewitnesses from nearby businesses reported seeing venting from the top of the reactor and hearing a loud jet engine-like sound immediately before the reactor violently ruptured, its contents exploding. The explosion killed the owner/chemical engineer and process operator who were in the control room (50 feet from the reactor) and two outside operators who were leaving the reactor area (Figure 2). Another outside operator and the plant mechanic were injured. Theowner/chemist was sheltered from the force of the explosion by a shipping container, but suffered a non-fatal heart attack during the incident.8 Survivors’ accounts indicate that the process operator (deceased) reported a cooling system problem.9T2 Laboratories Inc. September 15, 2009Figure 2. Control room.2.2 Emergency ResponseAt 1:33 pm, Jacksonville 911 dispatchers began receiving calls about the incident. The Jacksonville Fire and Rescue Department (JFRD) and Jacksonville Sheriff’s Office (JSO) responded and set up unified Incident Command. Within 10 minutes of the incident, two JFRD hazardous materials stations dispatched.10T2 Laboratories Inc. September 15, 2009JFRD completed a hazard analysis using material safety data sheets (MSDSs) from the T2 website.9 The incident commander (IC) ordered a half-mile evacuation radius, closing Faye Road and an adjacent railroad track. The IC ordered full personal protective equipment, including bunker gear10 and self-contained breathing apparatus (SCBA) for all personnel entering the area. About 90 firefighters from JFRD, the U.S. Naval Air Station Mayport Fire Department, and the Jacksonville International Airport Fire Department responded to the incident, battling the fire for many hours as stored solvents burned (Figure 3). Despite the large amounts of toxic MCMT and water-reactive sodium metal stored onsite, no responders were injured.Photo JFRDFigure 3. JFRD responders in SCBA battle fire.9 T2 had not yet filed its annual Tier II report for the 2007 reporting year (Section 7.2).10 Bunker or turnout gear refers to the set of firefighter protective clothing including flame-resistant pants, coat, and hood, gloves, helmet, and chemical-resistant boots.11T2 Laboratories Inc. September 15, 2009The Jacksonville Planning and Development Department surveyed surrounding buildings and condemned unsafe structures, including the four businesses closest to T2. An environmental cleanup firm remained onsite for more than a month after the incident, providing site security, collecting and cataloging debris, and arranging for the removal of the remaining chemicals. As of the date of this report, soil and groundwater on the site remain contaminated with manganese and benzene. FDEP is closely monitoring site cleanup activities.2.3 Injuries and Community DamageThe explosion killed four T2 employees and injured 32 workers at T2 and surrounding businesses. All of the people at T2 during the incident—eight T2 employees and one truck driver making a delivery—were injured or killed. The four fatally injured employees died of blunt force trauma as a result of the explosion. Another T2 employee was critically injured and hospitalized for several months.The CSB conducted a community survey of the surrounding businesses to characterize injuries and structure damage (Figure 4). At the nine businesses within 1,900 feet of the reactor, the explosion injured 27 workers. Of those, 11 suffered lacerations and contusions, seven reported hearing loss, and five fell or were thrown by the force of the blast. The CSB survey team photographed and catalogued 32 damaged structures, some as far as 1,700 feet from T2.12T2 Laboratories Inc. September 15, 200913Figure 4. Injury and business locations.The explosion leveled the plant, propelling debris in all directions. Two large steel support columns from the reactor structure traveled about 1,000 feet along Faye Road in both directions. A 2,000-pound section of the 3-inch-thick reactor head (Figure 5) impacted railroad tracks adjacent to T2, pushing a rail out of place, before impacting and damaging a building about 400 feet from the reactor. The explosion threw piping from inside the reactor hundreds of feet onto the other businesses and wooded areas surrounding T2. The 4-inch diameter agitator shaft from the reactor was thrown about 350 feet across Faye Road in two large pieces that imbedded in a sidewalk and the ground (Figure 6).T2 Laboratories Inc. September 15, 2009Figure 5. Portion of the 3-inch-thick reactor.14T2 Laboratories Inc. September 15, 200915Figure 6. Agitator shaft pieces.Businesses near T2 sustained heavy damage. Structures sustained window damage from the overpressure up to 1,700 feet away from T2. The explosion destroyed a trucking company office trailer located 250 feet from the reactor (Figure 7). If trucking company employees had been in the trailer at the time of the incident, it is likely that they would have been seriously injured or killed.11 Two warehouses located about 400 to 500 feet from the reactor both sustained heavy damage; nine of the 25 employees at these two businesses were injured.11 Due to the upcoming holiday, trucking company employees had dismissed for the day shortly before the incident.T2 Laboratories Inc. September 15, 2009Figure 7. Trucking company trailer adjacent to T2.16T2 Laboratories Inc. September 15, 2009 3.0 T2 MCMT Process3.1 Process DevelopmentThe president of Advanced Fuel Development Technologies (AFD) asked T2 to consider manufacturing MCMT in 1998. Although both of the T2 owners had prior chemical industry experience, neither had previously worked with reactive chemical processes; they waited two years before agreeing to pursue the project. Upon T2’s agreement, the AFD president, a PhD chemist with more than 20 years’ experience, provided patent literature12 and research support to T2’s owner/chemist. The owner/chemist then duplicated and tested the chemistry described in the patents and created a three-step process for making MCMT in the laboratory. Between 2000 and 2001, the owner/chemist ran about 110 test batches of MCMT in a one-liter reactor.In 2001, T2 leased its Faye Road site, in an area zoned for heavy industry.13 With financial support from a number of investors including AFD,14 T2 designed and constructed a full-scale MCMT production plant. T2 hired consulting engineers to assist in the process design, control system engineering, and project management. Due to limited funding, T2 purchased and refurbished used equipment, including the 2,450-gallon high-pressure batch reactor used for the three-step MCMT reactions.On January 9, 2004, T2 began manufacturing its first full-scale MCMT batch (Batch 1) in the new process line. Batch 1 produced an unanticipated exothermic reaction in the first step; T2 noted the12 Appendix B contains a list of patents T2 used in their research.13Although the site was properly zoned, T2 did not obtain all necessary permits prior to plant construction.14 Several investors were involved in financing T2’s initial plant production. However, no other entity retained financial interest or ownership at the time of the incident.17T2 Laboratories Inc. September 15, 2009anomaly, adjusted the batch recipe and production procedures to include reactor cooling in the first step,15 and began a new production batch. Between February and May 2004, T2 manufactured nine more MCMT batches, adjusting the recipe and procedures between batches. Yields varied from no saleable product to about 70 percent saleable product.16 Batch 5 resulted in an uncontrolled (runaway) exothermic reaction in the first step. In Batch 10, the temperature also increased beyond expectations—though not as severely as in Batch 5—due to the exothermic reaction.On May 24, 2004, following Batch 11, T2’s owner/chemical engineer sent a memo to investors declaring successful plant startup and full-scale MCMT production. Although all of the investors had ended their involvement by late 2004, T2 continued producing and selling MCMT on an irregular basis, relying upon sales to pay for more raw materials. On July 28, 2005, producing Batch 42, T2 increased batch size by one-third. T2 manufactured batches from 2005 until the incident (Batch 175) at this larger size.A process operator ran each step of the batch reaction from a control room adjacent to the process line. The T2 plant manager, a chemical engineer, began working as a process operator in 2004. In 2006, T2 hired two additional chemical engineers to run the process throughout multiple weekday shifts. Each batch required about 48 hours to manufacture. By December 2007, client demand had increased, and T2 produced three batches a week.3.2 Manufacturing ProcessT2 manufactured MCMT in three steps that occurred sequentially within a single process reactor (Figure 8). The National Annealing Box Company of Washington, Pennsylvania, originally constructed the15 The process design already included reactor cooling, which was required in later production steps.16 A 70 percent MCMT process yield was a good outcome based on the owner/chemist’s research.18T2 Laboratories Inc. September 15, 2009reactor in 1962 for an internal pressure of 1,200 psig.17 T2 purchased the reactor in 2001 and contracted a firm specializing in pressure vessels to refurbish, modify, and test the reactor. The modifications included replacing and adding of piping nozzles and reducing the maximum allowable working pressure from1,200 psig to 600 psig.18A 4-inch19 vent pipe that made two 90-degree pipe bends before connecting to a 4-inch rupture disk provided overpressure protection for the reactor. Employees stated that the rupture disk was set at 400 psig. A pressure control valve installed in a 1-inch vent pipe, which branched off of the 4-inch vent pipe below the rupture disk, controlled reactor pressure.The MCMT process required both heating and cooling. A heating system circulated hot oil through 3-inch piping installed around the inside of the reactor. A cooling jacket covered the lower three quarters of the reactor. A pipe from the city water system connected to the bottom of the jacket through a control valve and a common supply/drain connection. Water was injected into the jacket and allowed to boil; steam from the boiling water vented to atmosphere through an open pipe connected to the top of the jacket.17 National Annealing designed and fabricated the reactor in accordance with the 1959 version of the American Society of Mechanical Engineers (ASME) Boiler and Pressure Vessel Code.18 Although the nameplate pressure was reduced this had little effect on the inherent pressure-retaining ability of the reactor.19 All piping sizes presented in this report are nominal pipe size (NPS).19。

特色CSB经典事故剖析

特色CSB经典事故剖析特色CSB经典事故剖析Giant炼油厂火灾爆炸事故给我们的启示期号：TS05X 2015-XX-XX关键词管线打开、能量隔离、上锁挂牌、泄露、火灾、爆炸事故、美国化学品安全与危害调查委员会(CSB)。

摘要本文结合美国化学品安全与危害调查委员会对美国Giant炼油厂物料泄露导致火灾爆炸事故的分析，从管线打开、能量隔离以及上锁挂牌方面深刻分析产生爆炸事故的原因，并提出改进措施。

1. 介绍化工生产基本要素包括人力、设备、物料等，但有时机器与设备会危害到维修或保养人员，这是因为当进行维修作业时，可能有意外的设备启动、能量导通或者设备储存的能量释放。

当实施并遵守适当的管线打开、上锁、挂牌程序，成为控制潜在危害能量计划的一部分时，这些伤亡是可以避免的。

据美国职业健康安全管理部门统计，有效的管线打开、上锁挂牌程序每年可以预防120起死亡事故。

本文通过美国化学品安全与危害调查委员会(CSB)对美国Giant炼油厂物料泄露导致火灾爆炸事故的分析，提出了管线打开时能量隔离的重要性，并阐述了上锁挂牌的关键步骤。

2. Giant炼油厂火灾爆炸事故经过2004年4月8日，在新墨西哥州詹姆斯敦市，Giant炼油厂突然发生物料泄露，导致火灾和爆炸。

事故导致六名员工受伤，并造成全厂员工以及附近的旅游中心和车站的人员全部疏散。

炼油烷基化单元的设备和支撑结构损坏，并造成了1300万美元的损失，整套装置直到第四季度才恢复。

因为此事故造成的破坏严重，美国化学品安全与危害调查委员会(CSB)调查了这个事故，在此分享一些经验教训，希望防止类似的事故再次发生。

2.1 炼油厂烷基化单元生产工艺Giant 炼油厂位于新墨西哥州，盖洛普市东部27.4km，每天处理22000桶原油。

该炼油厂是由其在1982年购买。

这起事故发生在炼油厂的氢氟酸（HF）催化烷基化装置。

氢氟酸是一种有害、有毒、腐蚀性的化合物，在烷基化工艺中被用作催化剂。

爆炸危险环境如何防范静电事故

爆炸危险环境如何防范静电事故
五、静电火花放电的危害
1.易燃性液体（苯、甲苯、甲醇、汽油、液化石油气、甲醛、醋酸乙烯等）易燃性液体以及粉末，伴随空气流高速通过配管（特别是橡胶管、塑料管等绝缘性管道）进行灌装、输送、投料时，或者苯、乙醚、CS2等易燃溶剂，通过非金属网、滤纸、毛毡或白土等进行过滤时，以及易燃料液在离心机进行分离、干燥时，容易产生静电火花，引起火灾和爆炸。
1.非火花缓慢放电设法减低两带电体的电阻或两带电体间放电的介质——如空气等的电阻，可以加快非火花缓慢放电的进程，使场强在远未达到击穿电压前，电荷已通过缓慢放电中和掉，从而制止了火花放电。 2.火花放电（1）一般火花放电：它是危险的放电，可能引起着火爆炸，应尽量避免；实验表明，火花放电着火危险最大的是直径1～2cm的球面上发生的放电，尖端小于1cm者，打出的火花直径小，火花能量小。（2）尖端电晕放电：分为尖端较粗圆（曲率半径较大）的单个电晕放电装置和多个尖端尖细的人工安全电晕放电装置两种。
1.防静电安全检查以生产岗位自查为主，每天至少检查一次。车间每月至少检查一次，企业每年至少抽查两次。重点岗位(场所)要增加检查次数，确保安全生产。
2.易燃易爆岗位、装置的安全操作规程必须有防静电的内容。
3.定期对易燃易爆场所操作人员进行包括防静电知识的安全教育和培训。严禁未取得岗位操作证或安全考试(核)不合格的人员上岗操作。
4.易燃易爆岗位(场所)内各装置系统的总泄漏电阻、接地电阻以及静电消除器的运行状况，应指定有关部门委派专业人员定期进行测定和检查，并作出记录。发现异常问题，立即与生产岗位研究解决。如一时难以解决，或本岗位不能解决的，应立即向上级汇报，并作临时应急措施，确保安全生产。
爆炸危险环境如何防范静电事故

静电火花点燃灌装中的乙酸乙酯事故

静电火花点燃灌装中的乙酸乙酯事故1、事故描述2007年10月29日13时左右，位于美国艾奥瓦州得美因的巴顿溶剂公司化学品灌装厂发生了火灾和一系列的爆炸事故。

最初的爆炸发生在约1m3手提式钢桶灌装乙酸乙酯（一种可燃溶剂）的过程之中，见图1。

一名操作人员将一个装料软管放置在手提式钢桶上部的装料口，并在软管上放置一个钢制重物来固定这个软管，在打开阀门开始灌装乙酸乙酯之后，这名操作人员开始进行其他作业。

在这个手提式钢桶灌装期间，他听到了爆炸声，立即转身看见了这个钢桶笼罩在火焰之中，装料软管掉落在地上，正在排放乙酸乙酯。

火焰迅速蔓延到木制框架的仓库，点燃了大量的可燃和易燃液体。

爆炸产生大量的烟雾，飞起的油桶和碎片，造成一名雇员和一名消防员受了轻伤，工厂附近人员撤离。

仓库主结构被摧毁，巴顿溶剂公司的业务被迫中断。

美国化学安全委员会（CSB）发布这个案例研究强调：在处理可燃液体时，需要进行有效的连接和接地，并严格遵守防火规范。

2、乙酸乙酯的可燃性美国防火协会（NFPA）30的标准—可燃液体规范表明，乙酸乙酯属于ⅠB级可燃液体。

NFPA704—紧急反应时物质危险性确认的标准体系表明，乙酸乙酯具有较高的可燃危险性（等级3）。

CSB确认：在事故发生时，钢制灌装开口附近形成了一个可燃性蒸汽—空气的混合物。

在桶体与灌装管上的金属部件之间（包括钢制配重）的静电放电（火花）可能点燃了这个蒸汽—空气的混合物。

3、连接和接地当液体输送期间通过管道、阀门和过滤器时，静电就能够产生。

合理的连接和接地能够确保静电不积累和放电。

静电火花已经被确定能够点燃许多种可燃液体的蒸汽—空气混合物。

连接是一种导电连接的方法即通过导线或者直接接触的方式连接到导电体（例如，从输液管到钢制罐的连接），平衡它们各自的电势，防止火花产生。

接地是连接一个导电物体（例如，储罐、包装桶）到大地，将积累的电荷向大地消散，将雷电或静电引入大地，使之远离人员和设备（见图2）.4、装料喷管和软管因为装料喷管的钢制部分和软管配件（钢制配重）没有进行连接和接地处理，所以CSB 的结论是：静电可能积累在这些部件上，并且对不锈钢桶体进行了放电，点燃了灌装期间装填口附近积累的蒸汽。

CSB调查美国巴顿溶剂公司静电火灾爆炸事故案例

CSB调查美国巴顿溶剂公司静电火灾爆炸事故案例2007年7月17日，美国堪萨斯州巴顿溶剂厂发生了爆炸，并引发了大火，大火摧毁了整个油库，火灾中有40多个规格为3000 到20000 加仑的储油罐被点燃，事故造成11名居民和消防员接受治疗。

巴顿溶剂厂停产。

这是一起在由油罐车向储油罐卸油过程中发生的爆炸事故。

事前一辆装满石脑油的油罐车驶入油罐区，石脑油属非导电性液体，产生静电不易消散。

在由油罐车向油罐卸放石脑油之前，首先将油罐车接地。

之后，开始卸油，这是准备装入石脑油的储油罐。

这是储油罐的金属浮动液位计，卸油开始，打开油罐车阀门，石脑油经过管线、泵进入储油罐中，油罐内的金属浮子随着油位的升高而浮动，在液位计浮动的过程中，浮子与钢尺之间会形成缝隙，这个连接点能够产生轻微的分离。

在从油罐车向油罐卸油过程中，油罐发生了爆炸事故。

爆炸将储油罐罐顶抛向空中，炸飞130英尺远，片刻又破坏两个储油罐，导致这两个罐中成分泄漏。

随着火势蔓延，附近储罐中的成分被释放和点燃，一些碎片四溅并击中一个移动房屋和临近的商店。

事故造成6000居民被疏散。

爆炸产生的浓烟飘散到空中超过200英尺，数公里外都能看到。

(美国化学安全调查委员会)调查发现这起事故的发生与储油罐中的金属浮动液位计有关。

据分析：这起事故的发生是由于静电火花引起的，静电的产生主要是由于石脑油在经过管线、泵时产生静电，同时油品在从油罐车中用泵抽取液体到储罐内过程中由于有空气进入，产生泡沫和紊流，加剧了油品静电的产生。

处于储油罐油面上方的金属浮动液位计，正常情况下应是接地的，此时虽然油品带电，但金属液位计不会带电，但随着液位计移动，液位计的浮子与钢尺之间会形成缝隙，这个连接点能够产生轻微的分离、从而使金属浮子处于绝缘状态，产生静电积聚，使带电的金属浮子与接地的钢尺发生静电放电引燃了储罐内达到爆炸极限的油气蒸气。

因此这起事故的发生是由于两个金属部分间，浮子与钢尺的静电火花点燃爆炸性混合物引起的。

美国马库斯石油和化学公司聚乙烯蜡装置爆炸火灾事故

美国马库斯石油和化学公司聚乙烯蜡装置爆炸火灾事故唐彬 1 天津市居安企业管理咨询有限公司何琛2 上海于睿商务咨询有限公司关键词: 聚乙烯蜡、压力容器、惰化、爆炸、变更管理、美国化学品安全与危害调查委员会(CSB)摘要本文结合美国化学品安全与危害调查委员会（CSB）对美国德克萨斯州休斯敦市西南方的马库斯石油和化学公司的聚乙烯蜡加工装置的爆炸火灾事故的分析，从变更管理方面深刻分析事故的原因，并提出改进措施。

1.介绍2004年12月3日下午5点50分，美国德克萨斯州休斯敦市西南方向的马库斯石油和化学公司聚乙烯蜡加工装置发生了爆炸和火灾事故，多名员工听到了巨大的爆炸声，约45秒钟后发生了一个更大的爆炸，消防队在爆炸发生后大约5分钟到达事故现场，在爆炸发生之后7个小时（午夜）才将3处大火扑灭。

3名消防队员在灭火的过程中受到了轻伤，多名当地居民被爆炸震碎的碎玻璃划伤，爆炸震碎了建筑和车辆的窗户玻璃，并导致400m范围内的建筑结构损坏，附近的建筑、商业设施、教堂内的吊顶、灯具掉落。

直径3.7m、长15m、重23t的7#罐被爆炸冲击波扔出了68m远，最终撞上了附近另一家公司的仓库（图1展示了爆炸导致的7#罐的位置变化），其他一些较大的爆炸碎片飞到了附近的社区，如：在152米外的小区发现了一个9kg的钢板；在274m外的草地上发现了54kg的钢板；在400m外的小区里发现了1kg的钢板。

图1：爆炸导致7#罐的位置移动了45m2. 马库斯石油和化学公司爆炸火灾事故工艺描述及物理证据和检测马库斯石油和化学公司创建于1987年，主要生产高密度聚乙烯蜡，高密度聚乙烯蜡广泛用于生产涂料、粘合剂、抛光剂、橡胶生产以及纺织品等，年产量超过11.3万吨。

2.1 工艺描述马库斯石油和化学公司聚乙烯蜡生产工艺流程简图见图2所示，通过泵把石蜡槽车中的石蜡输送至洗涤罐中，原料在洗涤罐中进行沉降，杂质沉降至罐底，洗涤罐上部的石蜡提取出己烷和其他的烃类后凝固成聚乙烯蜡颗粒后包装。

CSB经典案例分析(7月期)—美国Sonat公司吹扫作业分离器超压破裂和火灾事故

1.事故简介1998年3月4日，位于美国路易斯安那州的Sonat勘探开发公司的油气生产设施发生一起灾难性的容器失效和火灾事故。

该设施建有两套油气分离装置（测试装置和量产装置），包括分离设备、管线、储存容器和气体集输系统。

油气分离装置设计目的是以附近的两口油井的井流为原料，生产原油和天然气。

容器由于超压，造成可燃物料泄漏，并被点燃发生火灾。

事故造成容器附近的4名工人死亡，生产设施遭到严重损坏。

图1为事故后照片。

图1：事故后现场照片2.事故背景2.1 Sonat公司Sonat公司是一家从事石油勘探开发、油气生产、州际天然气运输和能源服务的综合能源公司，Sonat勘探开发公司是Sonat公司旗下主要负责油气勘探开发和生产的分公司。

Sonat运营着位于路易斯安那州的WestMasters Creek油田，从奥斯汀白垩层中生产石油。

从这些油井中采出的原油直接送至油气分离装置，分离出原油和天然气，然后销售。

从原油中分离出的生产水最终再注入地层。

2.2装置操作该油气生产设施以附近的两口油井井流为原料，通过连续的分离工艺生产原油和天然气，如图2所示。

油气生产设施包括多个分离器、管线、储罐和一些辅助设备。

为了有效分离油井原油物料，Sonat公司建造了两套独立的分离装置，分别作为测试装置和量产装置。

测试装置的能力只能处理单口井的井流，而量产装置能够同时处理多口井的井流。

两套分离装置通过连接至Temple22-1井和Temple 24-1井的管汇相连，装置与Temple 22-1井和Temple24-1井的距离分别约82m和3200m。

测试装置于1998年1月16日开始生产处理从Temple22-1井采出的原油。

量产装置于1998年3月4日第一次投产，处理从距离较远的Temple24-1井采出的原油。

图2：原油分离流程简图每一套油气分离装置都包括3台串联的分离器，设置多台分离器的目的是最大化天然气回收量。

一级分离器和二级分离器的最大允许操作压力分别是9.9MPa和3.4MPa，当压力超过其最大允许操作压力时会启动位于分离器顶部的泄压阀。

CSB经典案例分析-Formosa塑胶公司液态丙烯泄漏和火灾事故

CSB经典案例分析—Formosa塑胶公司液态丙烯泄漏和火灾事故唐彬摘要本文结合美国化学品安全与危害调查委员会（CSB）对Formosa塑胶公司烯烃II装置液态丙烯泄漏和火灾爆炸事故的调查，详细梳理液态丙烯泄漏和火灾爆炸事故的背景、过程及后果，并从技术和管理角度综合分析、总结导致事故的各方面原因，并分享CSB调查组针对此次事故提出的改善建议和措施。

关键词:液态丙烯、泄漏、火灾爆炸、美国化学品安全与危害调查委员会(CSB)1. 事故简介2005年10月6日，位于美国德克萨斯州波因特康福特（Point Comfort）的Formosa塑胶公司烯烃II装置内，发生碳氢化合物泄漏，随后引发火灾和爆炸事故。

当天下午3:05左右，液态丙烯系统上一管式过滤器上的小型排凝阀被一辆叉车牵引的拖车挂住，并被过度拉拽导致排凝阀从管式过滤器上脱离，造成大量液态丙烯泄漏到大气环境中，泄漏的液态丙烯迅速汽化，形成大范围的可燃气云。

操作人员立刻开始关停装置操作，并试图隔离泄漏点。

他们尝试接近并关闭可以阻止泄漏事件的现场手阀，但是，受到范围不断扩大的可燃气云影响，致使他们必须撤离。

同时，控制室操作人员关停了机泵、关闭了控制阀，并将设备内的可燃气体向火炬放空。

下午3:07左右，迅速扩散的可燃气云被点燃，发生爆炸（非受限的低速爆燃过程）。

爆炸产生的冲击波击倒了数名正从装置撤离的操作人员，现场火灾产生的火焰高达150多米（如图1所示）。

事故共造成16名工作人员受伤（其中1人重伤），Formosa 塑胶公司烯烃II装置停工5个月。

图1：事故现场图Formosa塑胶公司配备了一个大型应急响应队伍，包括120名成员和2辆消防车。

事故发生后，现场应急响应的策略是防止火灾向附近其他装置蔓延，并尽可能的隔离燃料源。

最终，火灾持续燃烧了5天，使用了大约2.6万方的消防水用于冷却储罐和控制火灾。

2. 事故背景Formosa塑胶公司在美国拥有4家全资的化学品生产子公司，分别位于特拉华城（Delaware City）、伊利诺斯州（Illiopolis）、巴吞鲁日（Baton Rouge）和波因特康福特（Point Comfort），主要生产塑料树脂和石化产品。

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CSB调查美国巴顿溶剂公司静电火灾爆炸事故案例
2007年7月17日，美国堪萨斯州巴顿溶剂厂发生了爆炸，并引发了大火，大火摧毁了整个油库，火灾中有40多个规格为3000 到20000 加仑的储油罐被点燃，事故造成11名居民和消防员接受治疗。