一起反应釜泄漏爆炸事故看风险管控层级
导读
2021年4月8日，大约凌晨12:02，在俄亥俄州哥伦布市的Yenkin
本文翻译自CSB事故调查报告。
事故介绍
2021年4月8日，大约凌晨12:02，在俄亥俄州哥伦布市的Yenkin Majestic涂料公司(Yenkin-Majestic) OPC聚合树脂工厂，易燃石脑油溶剂蒸汽和树脂液体的混合物从反应釜人孔盖的密封泄漏。石脑油蒸气弥漫在整个建筑物内，并在建筑物内外形成可燃蒸气云。大约两分钟后，凌晨12点04分，可燃蒸汽云找到了点火源发生爆炸，点燃了更多的可燃物质，导致一场大火，大约11个小时后被扑灭。100多名消防员赶到现场，其中包括危险品处理小组。
爆炸事故导致1人死亡，多人受伤。
工艺介绍
Yenkin-Majestic使用其专有配方进行反应釜批量操作，这通常涉及在加热、搅拌的反应釜内混合和反应各种化学物质。在每个批次操作结束时，操作人员大约每20分钟分析一次釜内样品，以监控批次的进度。在操作员根据实验样品结果确定反应完成后，操作员将按下控制面板上的“批量完成”按钮。这个动作将关闭炉子，并通过冷却盘管开始水循环，以冷却反应釜中混合物。当水在冷却盘管中循环时，通常还会向釜中加入溶剂，这种溶剂不会与树脂发生化学反应，以帮助冷却。溶剂降低了树脂混合物的总体密度和粘度。
事故经过
事故发生在2021年4月8日。
员工A是负责监督树脂厂3号釜批操作的操作员。
晚上10点19分，员工A离开反应釜区域到实验室检查样品结果。
几分钟后，也就是晚上10点25分，又回来了，他没有意识到在他不在的时候，搅拌器已经关闭了，而当时也没有显示流程异常的警报。
晚上10点33分，批处理温度约为455华氏度，员工A按下控制系统的“批处理完成”按钮，开始冷却。按照程序，此时搅拌器应该运行。
大约在晚上11点06分，员工A开始通过反应釜顶部喷嘴向釜中添加溶剂(VM&P)。根据溶剂流量计的数据，大约300加仑的溶剂在大约26分钟内以稳定的速度流入反应釜。
控制系统记录显示，在此期间，釜内测量的温度约为430°F，而加入的溶剂温度约为70°F。
大约在午夜时分，在员工A按下“批量完成”按钮90分钟后，记录的釜温为424°F，比他在冷却90分钟后的预期温度高出约100°F。此时，员工A开始调查该工艺异常的潜在原因。他透过人孔的玻璃观察孔注意到搅拌器是关着的(没有转动)。然后他检查了人机界面屏幕，确认它是关闭的。
在凌晨12:02时员工A重新启动了搅拌器。
当搅拌器关闭时，溶剂和热树脂没有混合，并且大部分保持分离。当搅拌器在12:02开始工作时，液体溶剂开始蒸发，釜内压力在15秒内从大约0 psig增加到4 psig。即使触发了釜内的高压报警和安全联锁，压力仍在继续增加。
2秒后，当釜内压力达到约9psig时，3号釜的人孔盖无法再承受压力，树脂液体和易燃溶剂蒸汽的混合物开始通过釜盖周围的密封处泄漏。
此时，3号釜的压力仍低于破裂盘破裂压力，因此没有释放3号釜的压力。
监控摄像头记录到易燃溶剂蒸汽进入了邻近操作区域，并开始从二楼流到一层。
12点04分，释放出的可燃气体遇到了点火源，发生了爆炸。
附近交通信号灯捕捉的爆炸瞬间。
事故原因
易燃溶剂蒸汽通过人孔盖密封释放，而该人孔盖的设计、建造或压力测试没有符合工艺设计压力。溶剂的泄漏原因是反应釜内搅拌器被重启后引起溶剂的快速汽化。
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机械完整性
釜3通常在大气压或大气压附近运行，但已知在某些扰动条件下可能产生高达15psig的压力。在事故发生当天，3号釜的人孔盖承受不了超过9 psig的压力，并将热树脂和易燃溶剂蒸汽释放出来。
风险控制层级
在正常的批量反应工艺中，当搅拌器突发关闭时，Yenkin-Majestic没有安装或配置联锁装置来防止溶剂添加到釜中，也没有配备警报来提示操作人员，而仅仅依靠人的行为、感知和判断。在高度危险的化学工艺生产中，不能仅依靠行政控制手段。