台塑VCM泄漏事故给我们的启示

台塑集团氯乙烯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: 氯乙烯（VCM）、聚氯乙烯（PVC）、爆炸事故、人为失误、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台塑集团氯乙烯爆炸的分析，从人为失 误以及工艺危害分析这两个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
从 20 世纪 60 年代到 20 世纪 90 年代，在所有工业事故中包含人因失误的事故从 20%扩大 到 80%以上。特别是许多重大事故的原因几乎均源于人的因素，这些事故不仅造成人类生命 财产、生存环境的巨大灾难，而且给社会发展带来了极大的负面影响，在人们心理上投下的 阴影不可估量。因此，随着机械系统失效比例的下降，由人的因素诱发的事故已成为自动化 工业企业最主要的事故源之一。 2004 年的 4 月 23 日，台塑集团在美国伊利诺伊州奥波利斯镇的聚氯乙烯装置发生着火和爆 炸，导致 5 名员工死亡，3 名员工重伤，着火和爆炸摧毁了反应器及临近的仓库，仓库中的 聚氯乙烯（PVC）着火，阴燃造成的浓烟飘向周边的社区，周边社区疏散撤离，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 对拜耳爆炸事故的调 查研究，着重阐述如何在企业做好人为失误的管理和防范。
2. 台塑集团氯乙烯爆炸事故经过
事故发生在在美国伊利诺伊州奥波利斯镇的聚氯乙烯装置，该工厂由台塑集团美国公司于 2002 年 4 月从波顿化学公司宣布该工厂破产后收购，美国伊利诺伊州奥波利斯镇公司是 台塑集团美国公司的子公司，另外三家分别坐落在特拉华州、路易斯安那州和德克萨斯州 的公司都是台塑集团美国公司的子公司，台塑集团美国公司总部在新泽西州的利文斯顿， 有 2100 名员工，每年营业额为约 20 亿美元，台塑集团美国公司是台塑集团的一部分， 台塑集团总部在台湾的台北市，在台湾的证券交易中心上市，台塑集团有 80000 名员工，
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每年的营业额超过 370 亿美元。 台塑奥波利斯镇生产聚氯乙烯装置（以下简称“台塑奥波利斯工厂”），包括商品 PVC 生产线和 PVC 乳液生产线，这两种生产线用 24 个反应器每年生产 PVC 约 18 万吨，两 套生产线布置在一个厂房内，在事故发生时，台塑工厂有 139（106 名小时工，33 名在 编员工）名员工。 聚氯乙烯（ PVC）是 一种 塑 料 ， 被广泛地用 来制 造 信用 卡片 、衣服 、室 内 装 饰 用 品、 管 道、窗户和地板。PVC 是由氯乙烯单体（VCM）聚合而成，VCM 是无色具有轻微芳香味 的气体，在 VCM 浓度低于危险浓度时人员无法闻到气味，在空气中体积浓度在 3.6-3.3% 时可以被点燃，具有严重的短期和长期的健康危害，是一种致癌物质。爆炸事故就是由氯 乙烯着火和爆炸引起的。
图 1：爆炸后的装置
2.1PVC 生产工艺 台塑奥波利斯工厂的 PVC 装置通过液化的 VCM 在水中悬浮状态下加入反应引发剂后， 在加热和加压情况下反应生成，当反应结束时，反应物转料至脱气罐去除残留的 VCM 经 过干燥、筛分后转料至 PVC 仓库。
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图 2 ： PVC生产工艺流程
在事故发生的区域，PVC 生产线每个班有 6 个操作工进行操作，2 名操作工，1 名聚合操 作工和 1 名转料操作工，负责反应器的操作，聚合操作工专门负责在装置二楼进行反应 器控制和参数指示监控。
图 3 ： PVC生产装置正面图
为了进行 PVC 的批次生产，聚合操作工准备好反应器，加入原料并加热反应器，聚合操作
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工监控反应器的 温度（ 温度通过 在 反应器 夹套 中通入蒸汽或冷却水来 控制 ）和 压力， 直到 反应结束，然后反应器泄压并告知转料操作工把反应物转至脱气罐中。 在从 反应器 转移 反应物至脱气罐 时 ，转 料 操作 工需 要打开 反应器 底部 阀。 当转 料 结束 时， 转料 操作 工 关闭底 部阀 ，聚合操作 工放 空 反应器中的危 险气体 ， 转料 操作 工需 要 打开 反应 器人孔，通过高压水枪清洗反应器壁上残留的 PVC，打开反应器底部阀（如果在转料后没 有保持开度）和排净阀把清洗水排至地面的地沟中。 一旦 转料 操作工 完 成反应器 的清洗 工作 ， 就关闭反应器 底 部阀 和 排净阀，并告 知 聚合 操作 工反应器准备好开始下一批次的生产。 2.2 聚氯乙烯反应器压力控制及安全系统 氯乙烯聚合为聚氯乙烯的过 程是个 放热 过 程， 如果 反应 热 没有 被 移走 将会 发生失 控反应， 进而导致反应器 压力升高， 若超过 泄放设 施的 压力 ，反应器内 的氯乙烯等释放 到大气 中， 根据清洁空气法规要求氯乙烯释放到大气中需要向美国环境保护局（EPA）报告。 为防 止出 现 反应器 超压 ，并 最小 化安全 设 施释放的 可能性 ，根据 操作 规程 要求 ，在异常的 压力或者温度下，聚合操作工将会： l l 手动进行温度控制操作给反应器降温； 在反应器中加入反应抑制剂降缓或者停止聚合反应并手动给反应器进行放空泄压。
如果 上述 措施仍 然 没有 控制 住反应器的 压力， 操作 工需 要 根据紧急转 料程序把 反应器 底部 阀门 连接 至 另一 个 空的 反应器并 把 物料 转 移至 其中。连接 两个 反应器 有助 于反应 抑制 剂的 混合，由于 打开正 在进 行反应的 反应器 的 底部 阀将 会导致 氯乙烯 泄漏 至装置厂房内，安全 联锁禁止在反应器压力超过 0.17Mpa 时打开反应器底部阀。然而在紧急转料时反应器内的 压力远远高于 0.17Mpa，为了在紧急情况下能打开底部阀，工厂增加了一个联锁旁通，即， 把底 部阀 从原有的 仪表 气断开连接 至新 增 加的 紧急 情况 下 空气 软 管， 紧急 转料 程序要 求生 产主管进行授权，但是没有要求填写旁通安全联锁文件。 聚氯乙烯 装置设 有 探测 系统来监控空气 中氯乙烯的 浓度 来 给员工 做伤 害程 度的 警 示。 当探 测系统探测到空气中氯乙烯浓度为 1 PPM（百万分之一）（OSHA 可接受的爆照极限）或 者更高时 ， 装置 内 会响 起警 报并 且 在装置 所有 入口处有 红 色警 示 灯闪 烁。 当警 报 出发 后， 操作程序要求所有的人员带上防护口罩或者撤离。 2.3 事故发生过程
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